JP3092079B2 - Hybrid electric vehicle - Google Patents
Hybrid electric vehicleInfo
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- JP3092079B2 JP3092079B2 JP2027793A JP2027793A JP3092079B2 JP 3092079 B2 JP3092079 B2 JP 3092079B2 JP 2027793 A JP2027793 A JP 2027793A JP 2027793 A JP2027793 A JP 2027793A JP 3092079 B2 JP3092079 B2 JP 3092079B2
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- Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
- Control Of Charge By Means Of Generators (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はハイブリッド型電気自動
車に関し、特にエンジン定速回転式のハイブリッド型電
気自動車に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a hybrid electric automatic
For vehicles , especially hybrid-type
Ki car .
【0002】[0002]
【従来の技術】近時、環境問題又はエネルギ−問題の観
点から、車両の電気駆動が開発されており、その一形式
として、エンジン及び走行用モータを搭載した電気自動
車(以下、ハイブリッド形電気自動車という)が知られ
ている。このハイブリッド形電気自動車には、エンジン
駆動の発電機により充電されるバッテリにより走行用モ
ータを駆動して走行するシリーズハイブリッド方式と、
走行動力の一部をエンジンで賄うパラレルハイブリッド
方式とがある。2. Description of the Related Art Recently, electric driving of vehicles has been developed from the viewpoint of environmental problems or energy problems. One type of electric driving is an electric vehicle equipped with an engine and a driving motor (hereinafter referred to as a hybrid electric vehicle). Is known. The hybrid electric vehicle includes a series hybrid system in which a traveling motor is driven by a battery that is charged by a generator driven by an engine and travels,
There is a parallel hybrid system in which part of the driving power is covered by an engine.
【0003】例えば特開昭51−39813号公報は、
シリーズハイブリッド形電気自動車を開示しており、エ
ンジン駆動の発電機の出力をほぼ一定に制御することに
よりエンジンの負荷をほぼ一定にし、これによりエンジ
ンを一定の回転数で運転させて、燃費向上、低エミッシ
ョン化を図っている。For example, JP-A-51-39813 discloses that
A series hybrid electric vehicle is disclosed, in which the output of an engine-driven generator is controlled to be substantially constant to make the load of the engine substantially constant, thereby operating the engine at a constant speed to improve fuel efficiency, The emission is reduced.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術によると、発電機の定出力制御によりエンジンを
定回転制御することができるが、エンジンの状態の変
化、例えばエンジンの温度変化、経時変化等に起因して
エンジンの出力が変化するため、発電機の出力を所定値
にした際のエンジン回転数がエンジンの状態によって異
なる場合が生じる。However, according to the above-mentioned prior art, the engine can be controlled at a constant speed by controlling the constant output of the generator. However, a change in the state of the engine, for example, a change in the temperature of the engine, a change over time, etc. , The output of the engine changes, so that the engine speed when the output of the generator is set to a predetermined value may vary depending on the state of the engine.
【0005】つまり、エンジンが最適燃費、低エミッシ
ョンの回転数で運転されていない場合が生じるという問
題がある。本発明は上記問題点に鑑みなされたものであ
り、エンジンの状態に関係なくエンジンを所定の回転数
で運転することができるハイブリッド型電気自動車を提
供することをその目的としている。[0005] In other words, there is a problem that the engine may not be operated at the optimum fuel efficiency and low emission speed. The present invention has been made in consideration of the above problems, and has as its object to provide a hybrid electric vehicle that can operate an engine at a predetermined rotation speed regardless of the state of the engine.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明のハイブリッド型
電気自動車は、図7のクレーム対応図に示すように、エ
ンジンと、 該エンジンによって駆動されて走行エネルギ
ー変換用の電力を発生する発電機と、該発電機の目標電
力を設定する目標電力設定手段と、前記発電機の前記電
力を算出する電力算出手段と、該電力算出手段により算
出された前記電力が、前記目標電力設定手段により設定
された前記目標電力になるように前記発電機の電力を制
御する電力制御手段と、前記エンジンの回転数を検出す
るエンジン回転数検出手段と、前記エンジンの燃料噴射
量を補正する燃料噴射量設定手段と、を備え、前記目標
電力設定手段は、前記エンジン出力の前記エンジンの回
転数が所定回転数となるように前記目標電力を設定する
とともに、前記目標電力が所定の範囲内を逸脱する場合
に前記目標電力を前記所定の範囲内の値に変更し、 前記
燃料噴射量設定手段は、前記発電機の目標電力の前記変
更前の値が前記所定の範囲より外れ、かつ前記エンジン
の回転数が前記所定回転数を含む目標回転数範囲の範囲
外である場合に、前記エンジンの回転数を前記目標回転
数範囲内へ復帰させる方向へ前記エンジンの燃料噴射量
を補正することを特徴としている。SUMMARY OF THE INVENTION The hybrid type of the present invention
Electric vehicles, as shown in the claim corresponding diagram of Fig. 7, et
And engine, running energy is driven by the engine
A generator that occur power for over conversion, goal electrodeposition the generator
A target power setting means for setting a force, a power calculating means for calculating the electric <br/> force of the generator, the power calculated by the power calculation means, set by the target power setting means and power control means for controlling the power of said generator such that said target power, and engine speed detecting means for detecting a rotational speed of the engine, fuel injection of the engine
And a fuel injection quantity setting means for correcting the amount, the target power setting means, the engine of the engine output times
The target power is set so that the number of revolutions becomes a predetermined number of revolutions.
And the target power deviates from a predetermined range.
Said target power to change to a value within the predetermined range, the
The fuel injection amount setting means is configured to change the target power of the generator.
The previous value is outside the predetermined range and the engine
Range of the target rotation speed range in which the rotation speed of the motor includes the predetermined rotation speed.
If it is outside, the engine speed is set to the target speed.
The fuel injection amount of the engine in the direction of returning to within several ranges
Is corrected .
【0007】[0007]
【0008】[0008]
【作用】発電機はエンジンにより駆動されて電気負荷へ
電力を供給する。目標電力設定手段は目標電力を設定
し、電力算出手段は発電機の電力を算出し、電力制御手
段はこの電力算出手段により算出された電力が目標電力
になるように発電機の電力を制御する。The generator is driven by the engine to supply electric power to the electric load. The target power setting means sets the target power, the power calculation means calculates the power of the generator, and the power control means controls the power of the generator so that the power calculated by the power calculation means becomes the target power. .
【0009】特に本発明では、目標電力設定手段によ
り、エンジン出力のエンジンの回転数が所定回転数とな
るように目標電力を設定するとともに、目標電力が所定
の範囲内を逸脱する場合に前記目標電力を前記所定の範
囲内の値に変更する。また、燃料噴射量設定手段は、発
電機の目標電力の変更前の値が所定の範囲のより外れ、
かつエンジンの回転数が所定回転数を含む目標回転数範
囲の範囲外である場合にエンジンの回転数を前記目標回
転数範囲内へ復帰させる方向へエンジンの燃料噴射量を
補正する。 In particular, in the present invention, the target power setting means sets the engine speed of the engine output to a predetermined speed.
Set the target power so that the target power is
When the power deviates from the predetermined range, the target power is reduced to the predetermined range.
Change to the value in the box. In addition, the fuel injection amount setting means
The value before the change of the target electric power of the electric machine is out of the predetermined range,
And the engine speed is within the target speed range including the predetermined speed.
If the engine speed is out of the range,
Engine fuel injection amount in the direction to return to within the speed range
to correct.
【0010】[0010]
【発明の効果】以上説明したように本発明のエンジン駆
動発電装置は、エンジンの回転数が所定回転数となるよ
うに発電機の発電量を所定範囲内に制限して先行制御
し、その後にエンジンの回転数が所定回転数となるよう
に燃料噴射量制御するので、例えばエンジンの温度変
化、経時変化等に起因してエンジンの出力が変化して
も、エンジン回転数を常に最適な所定回転数に維持する
ことができる。これにより、エンジンを最適燃費、低エ
ミッションの回転数で運転することができる。As described above, the engine-driven power generator of the present invention restricts the amount of power generated by the generator within a predetermined range so that the engine speed becomes a predetermined speed.
After that, the engine speed reaches the predetermined speed.
Therefore, even if the output of the engine changes due to , for example, a change in the temperature of the engine, a change over time, or the like, the engine speed can always be maintained at the optimum predetermined speed. As a result, the engine can be operated at an optimum fuel efficiency and a low emission speed.
【0011】また、発電機の発電量が所定の範囲外とな
り、発電量制御によってエンジン回転数を所定回転数に
維持することができない状態が生じても、燃料噴射量の
制御により、エンジン回転数を所定回転数に維持するこ
とができる。 Further, the power generation amount of the generator is outside a predetermined range, even if the state can not be maintained engine speed to a predetermined rotational speed by a power generation amount control, the control of the fuel injection quantity, engine speed Can be maintained at a predetermined rotation speed.
【0012】[0012]
【実施例】(参考例) 本発明のハイブリッド形電気自動車に関連する参考例を
図1のブロック図に示す。この装置は、バッテリ1と、
不図示の電気負荷(走行用モータ及び車両用電気負荷を
含む)への電力供給及びバッテリ1の充電を行う発電機
2と、発電機2を駆動するエンジン3と、励磁電流供給
用の補助バッテリ4と、バッテリ1の端子電圧を所定の
直流電圧に変換して補助バッテリ4を充電するDC−D
Cコンバ−タ5と、発電機2の出力電流を検出する電流
センサ6と、発電機2の発電電力を制御するコントロ−
ラ7とを備えている。31はエンジン3の回転数を検出
するセンサである。EXAMPLES (Reference Example) Reference Example relating to hybrid type electric vehicle according to the present invention shown in the block diagram of FIG. This device comprises a battery 1,
A generator 2 for supplying power to an unillustrated electric load (including a motor for traveling and an electric load for a vehicle) and charging the battery 1, an engine 3 for driving the generator 2, and an auxiliary battery for supplying an exciting current And a DC-D for converting the terminal voltage of the battery 1 to a predetermined DC voltage and charging the auxiliary battery 4
A C converter 5, a current sensor 6 for detecting the output current of the generator 2, and a controller for controlling the power generated by the generator 2.
LA7. Reference numeral 31 denotes a sensor that detects the number of revolutions of the engine 3.
【0013】以下、具体的に説明すると、三相交流発電
機である発電機2は三相電機子巻線21と、三相電機子
巻線21の各発電電圧を整流する三相全波整流器23
と、一端が補助バッテリ4の高位端に接続される界磁コ
イル22と、レギュレ−タ24とを有する。Dはフライ
ホイールダイオードである。三相全波整流器23の高位
端は発電機2の出力電流を検出する電流センサ6を通じ
てバッテリ1の高位端に接続され、三相全波整流器23
の低位端及びバッテリ1、4の低位端は接地されてい
る。More specifically, the generator 2 which is a three-phase AC generator includes a three-phase armature winding 21 and a three-phase full-wave rectifier for rectifying each generated voltage of the three-phase armature winding 21. 23
And a field coil 22 having one end connected to the higher end of the auxiliary battery 4, and a regulator 24. D is a flywheel diode. The high-order end of the three-phase full-wave rectifier 23 is connected to the high-order end of the battery 1 through the current sensor 6 that detects the output current of the generator 2.
And the lower ends of the batteries 1 and 4 are grounded.
【0014】レギュレ−タ24は、パワ−トランジスタ
24aと、このパワ−トランジスタ24aのベ−ス電圧
を制御するコンパレ−タ24bとからなり、界磁コイル
22の他端はエミッタ接地されたパワ−トランジスタ2
4aのコレクタに接続されている。コンパレ−タ24b
の−入力端にはコントロ−ラ7にて電流センサ6の出力
と端子電圧Vより演算された発電機2の発電電力に相当
する制御電圧Vsが入力され、コンパレ−タ24bの+
入力端にはコントロ−ラ7にて演算させた目標電力に相
当する目標電圧Vpが入力される。コンパレ−タ24b
は電圧Vp,Vsを比較してパワ−トランジスタ24a
をスイッチング制御し、発電機2の出力電力を目標電力
に追従させる。The regulator 24 comprises a power transistor 24a and a comparator 24b for controlling the base voltage of the power transistor 24a. The other end of the field coil 22 is a power source whose emitter is grounded. Transistor 2
4a. Comparator 24b
The control voltage Vs corresponding to the generated power of the generator 2 calculated from the output of the current sensor 6 and the terminal voltage V by the controller 7 is input to the negative input terminal of the controller 24b.
A target voltage Vp corresponding to the target power calculated by the controller 7 is input to the input terminal. Comparator 24b
Compares the voltages Vp and Vs and compares the power transistors 24a
To control the output power of the generator 2 to follow the target power.
【0015】コントローラ7は、マイコン装置70と、
A/Dコンバ−タ71と、D/Aコンバ−タ72とから
なる。マイコン装置70は、I/Oポ−ト73、CPU
74、RAM75、ROM76を備えている。更に説明
すると、A/Dコンバ−タ71はバッテリ1の端子電圧
及び電流センサ6が検出した発電機の出力電流をそれぞ
れA/D変換してI/Oポ−ト73に入力する。センサ
31で検出されたエンジン回転数がI/Oポ−ト73に
入力される。更にCPUにて、入力されたバッテリ電圧
(発電機電圧)と発電機の出力電流により発電機の発電
電力を演算し、エンジン回転数から目標電力を演算す
る。そしてD/Aコンバ−タ72は、マイコン70から
出力される目標電力を目標電圧Vp及び制御電力を制御
電圧VsとしてD/A変換して、コンパレ−タ24bの
+電圧入力端及び−電圧入力端に入力している。The controller 7 includes a microcomputer device 70,
It comprises an A / D converter 71 and a D / A converter 72. The microcomputer device 70 includes an I / O port 73, a CPU
74, a RAM 75, and a ROM 76. More specifically, the A / D converter 71 A / D converts the terminal voltage of the battery 1 and the output current of the generator detected by the current sensor 6 and inputs them to the I / O port 73. The engine speed detected by the sensor 31 is input to the I / O port 73. Further, the CPU calculates the generated power of the generator based on the input battery voltage (generator voltage) and the output current of the generator, and calculates the target power from the engine speed. The D / A converter 72 performs D / A conversion of the target power output from the microcomputer 70 as the target voltage Vp and the control power as the control voltage Vs, and outputs a + voltage input terminal and a − voltage input of the comparator 24b. Typing at the end.
【0016】励磁電流供給用の補助バッテリ4はDC−
DCコンバ−タ5を通じて、バッテリ1から直流定電圧
を供給されるので、励磁コイル22に一定の励磁電圧を
印加することができる。以下、上記装置の制御動作につ
いて以下、図2、図3のフロ−チャ−トを参照して説明
する。The auxiliary battery 4 for supplying the exciting current is DC-
Since a constant DC voltage is supplied from the battery 1 through the DC converter 5, a constant exciting voltage can be applied to the exciting coil 22. Hereinafter, the control operation of the above device will be described with reference to the flowcharts of FIGS.
【0017】まず、電源電圧の入力とともにスタート
し、マイコン70はコンパレータ24bに発電機2によ
り発電させたい目標電力に相当する電圧である目標電圧
Vpとして基準値Vpoを、発電機2の発電電力に相当
する電圧である制御電圧Vsとして基準値Vpoより高
い値を出力する。これによりコンパレータ24bの出力
電圧はロ−レベルとなり、パワ−トランジスタ24aは
オフする。基準値Vpoは、例えば目標電力6kwに相
当する値である。燃料噴射量Fは、発電機2の目標電力
(6kw)を得る際のエンジン回転数が例えば所定値1
600rpmとなるよう基準値Foが設定されている。First, the microcomputer 70 starts with the input of the power supply voltage, and the microcomputer 70 sets the reference value Vpo as the target voltage Vp which is a voltage corresponding to the target power to be generated by the generator 2 by the comparator 24b, A value higher than the reference value Vpo is output as the corresponding control voltage Vs. As a result, the output voltage of the comparator 24b becomes low level, and the power transistor 24a is turned off. The reference value Vpo is a value corresponding to, for example, a target power of 6 kw. The fuel injection amount F is, for example, a predetermined value 1 when the engine speed at the time of obtaining the target power (6 kW) of the generator 2 is 1
The reference value Fo is set so as to be 600 rpm.
【0018】次に、バッテリ1内蔵の比重計(図示せ
ず)からの信号をA/Dコンバータ71を通じて読み取
り、読み取った比重により内蔵のマップをサーチしてバ
ッテリ容量を検出する(100)。次に、検出したバッ
テリ容量が充電を開始すべき第1レベル以下かどうかを
調べ(102)、第1レベル以下ならエンジン3を始動
し(104)、そうでなければ100に戻る。なお、エ
ンジン3の燃料噴射量Fは所定の基準値Foに設定され
ており、エンジン3の回転数Nはこの燃料噴射量に対応
する所定範囲まで上昇する。Next, a signal from a hydrometer (not shown) built in the battery 1 is read through the A / D converter 71, and a built-in map is searched based on the read specific gravity to detect the battery capacity (100). Next, it is checked whether the detected battery capacity is equal to or lower than the first level at which charging should be started (102). If the detected battery capacity is equal to or lower than the first level, the engine 3 is started (104). The fuel injection amount F of the engine 3 is set to a predetermined reference value Fo, and the rotation speed N of the engine 3 rises to a predetermined range corresponding to the fuel injection amount.
【0019】次に、センサ31からエンジン3の回転数
Nを読み取り(106)、回転数Nが基準回転数No以
上となったかどうかを調べ(108)、以上となったな
ら、マイコン70からD/Aコンバータ72を通じてコ
ンパレータ24bの−入力端に制御電圧Vsとして目標
電圧Vpの基準値Vpoより僅かに小さい所定値を出力
する(110)。Next, the number of revolutions N of the engine 3 is read from the sensor 31 (106), and it is checked whether or not the number of revolutions N exceeds the reference number of revolutions No (108). A predetermined value slightly smaller than the reference value Vpo of the target voltage Vp is output as the control voltage Vs to the minus input terminal of the comparator 24b through the / A converter 72 (110).
【0020】これによりコンパレータ24bはパワート
ランジスタ24aをオンし、励磁コイル22に励磁電流
が流れ、発電が開始される。この発電により発電機2の
出力端子からバッテリ1へ出力電流Iが供給される。な
お、発電機2の出力電圧(端子電圧)はバッテリ1の端
子電圧及び出力電流I×R(Rは配線抵抗)の和となる
が、ここでは簡易的にバッテリ1の端子電圧を発電機の
出力電圧とし、また発電機2の内部損失は後で補正する
ものとする。As a result, the comparator 24b turns on the power transistor 24a, an exciting current flows through the exciting coil 22, and power generation is started. By this power generation, an output current I is supplied from the output terminal of the generator 2 to the battery 1. The output voltage (terminal voltage) of the generator 2 is the sum of the terminal voltage of the battery 1 and the output current I × R (R is the wiring resistance). The output voltage is used, and the internal loss of the generator 2 is corrected later.
【0021】一方、108にて、回転数Nが基準回転数
Noより低ければ、回転数Nが基準回転数Noを超える
のを待つ。次に、バッテリ1の端子電圧Vを読み取り、
また電流センサ6から発電機2の出力電流Iを読み取り
(112)、読み取ったV、Iに基づいて、発電機2の
電力を算出する(114)。On the other hand, at 108, if the rotation speed N is lower than the reference rotation speed No, the control waits until the rotation speed N exceeds the reference rotation speed No. Next, the terminal voltage V of the battery 1 is read,
The output current I of the generator 2 is read from the current sensor 6 (112), and the power of the generator 2 is calculated based on the read V and I (114).
【0022】次に、求めた発電機の電力の平均値に相当
する制御電圧Vsを求める(116)。そして、実際の
発電電力に相当する制御電圧Vsが、目標電圧Vpの基
準より僅かに小さい所定値をこえると、制御電圧Vsと
して、実際の検出値を採用する。これにより、コンパレ
ータ24bは、制御電圧Vsと、目標電圧Vpの基準値
Vpoとを比較して、これら両者が一致するように、パ
ワートランジスタ24aをデュ−ティ比制御する。Next, a control voltage Vs corresponding to the average value of the determined power of the generator is determined (116). When the control voltage Vs corresponding to the actual generated power exceeds a predetermined value slightly smaller than the reference of the target voltage Vp, an actual detection value is adopted as the control voltage Vs. As a result, the comparator 24b compares the control voltage Vs with the reference value Vpo of the target voltage Vp, and controls the duty ratio of the power transistor 24a so that they match.
【0023】次に、回転数Nを入力し(118)、回転
数Nが所定の範囲かどうかを調べ(120)、範囲外で
しかも回転数Nが基準回転数Noより高ければ、目標電
圧Vpの基準値Vpoに所定の電圧値ΔVを加算して発
電電力を増加させて、回転数Nの低下を図り、逆に、範
囲外でしかも回転数Nが基準回転数Noより低ければ目
標電圧Vpの基準値Vpoから所定の電圧値ΔVを減算
して発電電力を減少させて、回転数Nの増大を図る(1
22)。Next, the rotation speed N is inputted (118), and it is checked whether the rotation speed N is within a predetermined range (120). If the rotation speed N is out of the range and the rotation speed N is higher than the reference rotation speed No, the target voltage Vp A predetermined voltage value ΔV is added to the reference value Vpo to increase the generated power to reduce the rotation speed N. Conversely, if the rotation speed N is out of the range and the rotation speed N is lower than the reference rotation speed No, the target voltage Vp A predetermined voltage value ΔV is subtracted from the reference value Vpo to reduce the generated power and increase the rotation speed N (1).
22).
【0024】次に、バッテリ1の端子電圧Vが所定の第
2レベル(第1レベルより所定値だけ高い値、ここでは
満充電に相当する値とする)以上かどうかを調べ(12
4)、以上であればエンジン3を停止するとともに制御
電圧Vsをハイレベルとして励磁電流を遮断し、100
にリターンする。一方、バッテリ1の端子電圧Vが第2
レベルより低ければ。ステップ108にリターンする。Next, it is checked whether the terminal voltage V of the battery 1 is higher than a predetermined second level (a value higher than the first level by a predetermined value, here, a value corresponding to full charge) (12).
4) If the above is the case, the engine 3 is stopped, and the control voltage Vs is set to the high level to cut off the exciting current.
Return to On the other hand, when the terminal voltage V of the battery 1
If lower than the level. It returns to step 108.
【0025】上記実施例では、制御電圧Vsすなわち発
電機電力に対応する信号と、目標電圧Vpすなわち目標
電力に対応する信号の両方を変化させて、発電電力を制
御したが、上記信号の一方だけを用いることも可能であ
る。すなわち、目標電圧Vpのみ、または制御電圧Vs
のみを変化させてもよい。ただし、これら両電圧Vp、
Vsを両方とも用いて発電電力を制御させることによ
り、エンジン回転数の一層の安定化を図ることができ
る。In the above embodiment, both the control voltage Vs, ie, the signal corresponding to the generator power, and the target voltage Vp, ie, the signal corresponding to the target power, are changed to control the generated power. Can also be used. That is, only the target voltage Vp or the control voltage Vs
Only one may be changed. However, these two voltages Vp,
By controlling the generated power using both Vs, the engine speed can be further stabilized.
【0026】また目標電圧Vp、制御電圧Vsを発電機
2の電力に対応するトルクに基づいて設定してもよい。
この場合は、例えば、目標電圧Vpの基準値Vpoを、
水温、気温などのエンジン状態を所定値と仮定し、エン
ジンが回転数所定値Noで運転中でかつ発電機2が目標
電力を発生している場合のエンジン発生トルクTEの値
に一定の係数Kを掛けた値とすればよい。The target voltage Vp and the control voltage Vs may be set based on the torque corresponding to the power of the generator 2.
In this case, for example, the reference value Vpo of the target voltage Vp is
Assuming that the engine state such as water temperature and air temperature is a predetermined value, a constant coefficient K is applied to the value of the engine generated torque TE when the engine is operating at the predetermined rotation speed No and the generator 2 is generating the target power. May be multiplied by.
【0027】一方、制御電圧Vsは、次のように設定す
ればよい。すなわち、バッテリ1の端子電圧Vを読み取
り、また電流センサ6から発電機2の出力電流Iを読み
取り、読み取ったV、Iに基づいて、エンジン3側から
見た負荷トルク(発電機負荷トルクと称する)TLの平
均値TLmを次式から算出する。 TL=V×I÷η+α なお、ηは発電機2の効率であり、出力電力(Vp×
I)/(出力電力+内部の電力損失+配線(バッテリ1
の端子までの)の電力損失+機械損失)から計算され
る。ここではηを一定値としているが、ROM76にV
p、I、ηの3次元マップを記憶してサーチしてもよ
い。またαは固定損失である。この実施例では計算によ
り発電機負荷トルクTLを算出したがROM76に内蔵
されたマップからサーチしてもよい。発電機負荷トルク
TLの平均化はV,Iの脈動を除去するソフトウエアに
より行う。On the other hand, the control voltage Vs may be set as follows. That is, the terminal voltage V of the battery 1 is read, the output current I of the generator 2 is read from the current sensor 6, and the load torque (referred to as generator load torque) viewed from the engine 3 side is based on the read V and I. ) The average value TLm of TL is calculated from the following equation. TL = V × I ÷ η + α where η is the efficiency of the generator 2 and the output power (Vp ×
I) / (output power + internal power loss + wiring (battery 1
) Power loss + mechanical loss). Here, η is a constant value.
A search may be performed by storing a three-dimensional map of p, I, and η. Α is a fixed loss. In this embodiment, the generator load torque TL is calculated by calculation, but may be searched from a map stored in the ROM 76. The averaging of the generator load torque TL is performed by software for removing V and I pulsations.
【0028】次に、求めた発電機負荷トルクTLの平均
値TLmに上記一定の係数Kを掛けて制御電圧Vsを求
める。なお、上記発電機負荷トルクを、上記したバッテ
リ端子電圧V、出力電流I、回転数N以外の状態信号か
ら算出することも可能である。 (実施例) 本発明のハイブリッド型電気自動車の実施例を図4を参
照して説明する。Next, the control voltage Vs is obtained by multiplying the obtained average value TLm of the generator load torque TL by the constant coefficient K. The generator load torque can be calculated from a state signal other than the battery terminal voltage V, the output current I, and the rotation speed N. (Example) real施例hybrid electric vehicle of the present invention will be described with reference to FIG.
【0029】この装置は、主バッテリ1と、車両駆動用
モ−タ等の電気負荷Lと、界磁電流供給用の補助バッテ
リ4と、主バッテリ1の電圧を直流電圧に変換し、補助
バッテリ4を充電するDCーDCコンバ−タ5と、主バ
ッテリ1の充電と電気負荷Lへの電力供給を行う発電機
2と、発電機2を駆動するエンジン3と、エンジン3に
燃料を供給する燃料噴射装置32と、燃料噴射量の決
定、出力および発電機2の出力電力の目標値を決定し、
出力するエンジンECU8と、発電機2の出力電力が、
エンジンECU8から出力される出力目標値と等しくな
るように発電機2の界磁電流を制御する電力制御手段9
と、発電機2の発電電流を検出する電流検出器6と、主
バッテリ1の容量を検出して容量不足時にエンジンEC
U8にバッテリ容量に対応する容量信号Sを出力する容
量検出器10とを備えている。なお、この容量検出器1
0としては実施例1の如くバッテリ比重を電気信号に変
換するセンサとすることができる。32は燃料噴射装置
である。This device converts a voltage of the main battery 1, an electric load L such as a motor for driving a vehicle, an auxiliary battery 4 for supplying a field current, and a voltage of the main battery 1 into a DC voltage. 4, a DC-DC converter 5 for charging the battery 4, a generator 2 for charging the main battery 1 and supplying power to the electric load L, an engine 3 for driving the generator 2, and supplying fuel to the engine 3. The fuel injection device 32, the determination of the fuel injection amount, the output and the target value of the output power of the generator 2,
The output engine ECU 8 and the output power of the generator 2 are:
Power control means 9 for controlling the field current of generator 2 so as to be equal to the target output value output from engine ECU 8
And a current detector 6 for detecting a generated current of the generator 2 and an engine EC for detecting a capacity of the main battery 1 to detect a capacity shortage.
U8 includes a capacity detector 10 that outputs a capacity signal S corresponding to the battery capacity. Note that this capacitance detector 1
As 0, a sensor that converts the battery specific gravity into an electric signal as in the first embodiment can be used. 32 is a fuel injection device.
【0030】エンジンECU8は、機能的に、回転数検
出手段8a、燃料噴射量制御手段8b、燃料噴射設定手
段及び電力制御手段8c、目標電力出力手段8dにより
構成される。次にエンジンECU8の制御フローを図
5、図6を参照して説明する。ECUの電源が投入され
ると、先ずイニシヤルモード(200)となり、発電機
5の出力電力目標値P(以下Pと記す)に0をセット
し、燃料噴射量設定値F(以下Fと記す)を燃料噴射量
基準値F0 (以下F0 と記す)にセットする。The engine ECU 8 is functionally constituted by a rotational speed detecting means 8a, a fuel injection amount control means 8b, a fuel injection setting means and power control means 8c, and a target power output means 8d. Next, a control flow of the engine ECU 8 will be described with reference to FIGS. When the power of the ECU is turned on, an initial mode (200) is set first, the output power target value P (hereinafter referred to as P) of the generator 5 is set to 0, and a fuel injection amount set value F (hereinafter referred to as F) is set. ) Is set to a fuel injection amount reference value F 0 (hereinafter referred to as F 0 ).
【0031】次に、容量検出器10から受け取る容量信
号Sを調べて主バッテリ1の容量検出を行い(20
2)、容量が不足していなければ容量検出を繰り返し
(204)、容量が不足していると判定されたならば、
エンジン6を始動させる(206)。次に、エンジン回
転数Neを検出し(208)、Neが第1のエンジン回
転設定値Ne1以下の場合はエンジン回転数検出を繰り
返し(210)、NeがNe1より大きくなった場合、
エンジン始動が完了したと判定し、Pに発電目標電力初
期値P0 をセットする(212)。Pが0からP0 とな
ると、このP0 が後述の電力制御手段9に出力され、電
力制御手段9は発電機2をP0 で発電させる。Next, the capacity signal S received from the capacity detector 10 is checked to detect the capacity of the main battery 1 (20).
2) If the capacity is not insufficient, the capacity detection is repeated (204), and if it is determined that the capacity is insufficient,
The engine 6 is started (206). Next, the engine speed Ne is detected (208). If Ne is equal to or smaller than the first engine speed set value Ne1, the engine speed detection is repeated (210). If Ne becomes larger than Ne1,
It is determined that the engine has been started, and the initial value P 0 of the target electric power generation is set in P (212). When P changes from 0 to P 0 , this P 0 is output to the power control means 9 described later, and the power control means 9 causes the generator 2 to generate power at P 0 .
【0032】次に、再びNeを検出し(214)、Ne
が目標回転数の下限値NemIN と目標回転数の上限値N
eMAX との範囲内にあるかどうかを調べ、範囲外であれ
ばステップ232へ進み、範囲内であればステップ21
8に進む。ステップ218では、Neがエンジン回転数
目標値の上限値NeMAX を上まわっている場合、Pに電
力補正量△Pを加え(224)、更に、Pが発電電力目
標値の上限PMAX を上回っているかどうかを調べ(22
6)、上回っていなければステップ232に進み、上回
っていればPにPMAX の値をセットし、Fから所定の燃
料噴射量補正値△Fを差し引いて(228)、ステップ
232に進む。Next, Ne is detected again (214), and Ne is detected again.
Is the lower limit NemIN of the target speed and the upper limit N of the target speed.
e MAX is checked to see if it is within the range. If it is out of the range, proceed to step 232;
Proceed to 8. In step 218, if Ne is exceeded the upper limit value Ne MAX of the engine rotational speed target value, adding a power correction amount △ P to P (224), further, P is greater than the upper limit P MAX of the generator power target value Check whether it is (22
6) If not, go to step 232; if it is above, set the value of P MAX in P, subtract a predetermined fuel injection amount correction value ΔF from F (228), and go to step 232.
【0033】一方、ステップ218にて、Neがエンジ
ン回転数目標値の下限値NemIN を下まわっている場合
には、Pから△Pを差し引き(220)、更に、Pが発
電電力目標値の下限PMIN を下回っているかどうかを調
べ(222)、下回っていなければステップ232に進
み、下回っていればPにPMIN の値をセットし、Fに所
定の燃料噴射量補正値△Fを加えて(230)、ステッ
プ232に進む。On the other hand, if Ne is smaller than the lower limit value Ne mIN of the engine speed target value in step 218, ΔP is subtracted from P (220), and P is the generated power target value. It is checked whether the value is below the lower limit P MIN (222). If not, the process proceeds to step 232. If the value is below the lower limit P MIN , the value of P MIN is set to P, and a predetermined fuel injection amount correction value ΔF is added to F. (230), and proceeds to step 232.
【0034】ステップ232では、次のエンジン始動後
のP0 ,F0 を記憶しておくために、P0 にPの値をセ
ットし、F0 にFの値をセットする(232)。なお、
ステップ230、228で燃料噴射量Fが変更される
と、このFの値は直ちに燃料噴射装置32に出力され、
燃料噴射装置32はこの新しいFの値で燃料噴射を行
う。At step 232, the value of P is set to P 0 and the value of F is set to F 0 in order to store P 0 and F 0 after the next engine start (232). In addition,
When the fuel injection amount F is changed in steps 230 and 228, the value of this F is immediately output to the fuel injection device 32,
The fuel injection device 32 performs fuel injection with the new value of F.
【0035】次に、再び容量を検出し(234)、容量
不足が解消されるまで(236)、上記のルーチンを繰
り返し、容量不足が解消されればエンジンを停止して発
電を止め(238)、ステップ200にリターンする。
なお、P0 、F0 の値はバックアップメモリに記憶され
たデ−タであり、車両停止状態でも保持される。Next, the capacity is detected again (234), and the above routine is repeated until the capacity shortage is resolved (236). If the capacity shortage is resolved, the engine is stopped to stop power generation (238). , And return to step 200.
The values of P 0 and F 0 are data stored in the backup memory, and are held even when the vehicle is stopped.
【0036】すなわちこの実施例の特徴は、エンジン回
転数Neが目標回転数範囲NeMIN〜NeMAX の範囲外
であり(216)、かつ、発電電力目標値Pを制御して
も(220、224)、まだ、範囲外である(222、
226)条件において、エンジン回転数Neを目標回転
数範囲NeMIN 〜NeMAX の範囲内へ復帰させる方向に
燃料噴射量Fを補正する(230、228)ことを骨子
としている。That is, the feature of this embodiment is that the engine speed Ne is out of the target speed range Ne MIN to Ne MAX (216) and the generated power target value P is controlled (220, 224). ), Still out of range (222,
In 226) conditions, and the gist that corrects the fuel injection amount F in a direction to return the engine speed Ne to the range of the target engine speed range Ne MIN ~Ne MAX (230,228).
【0037】次に電力制御手段9の動作を説明する。電
流センサ6によって検出された発電電流値は電力検出部
9bにて所望の電圧値に変換される。主バッテリ1の電
圧は電圧検出部9aによって所望の電圧に降圧される。
9a、9bから出力されたそれぞれの電圧信号は、電力
演算部9dによって積算され、実際の充電電力を示す電
圧Vsに交換される。電圧Vsはコンパレ−タ24bの
−入力端子に入力され、コンパレ−タ24bの+入力端
子には、エンジンECU8から出力される発電目標電力
PをD/Aコンバ−タ9cでアナログ変換した電圧値V
pが入力される。ここで発電目標電力Pより実際の発電
電力の方が大きい場合は、コンパレータ24bの出力は
LOWとなり、界磁電流制御用トランジスタ24aをオ
フし、界磁電流をカットする。逆に発電目標電力Pより
実際の発電電力の方が小さい場合は、コンパレータ9e
の出力がHIGHとなり、トランジスタ24aをオン
し、界磁電流を流す。上記の制御によって、発電機2の
出力電力を発電目標電力Pに制御する。Next, the operation of the power control means 9 will be described. The generated current value detected by the current sensor 6 is converted to a desired voltage value by the power detection unit 9b. The voltage of the main battery 1 is reduced to a desired voltage by the voltage detector 9a.
Each of the voltage signals output from 9a and 9b is integrated by power calculation unit 9d and is exchanged for voltage Vs indicating actual charging power. The voltage Vs is input to the negative input terminal of the comparator 24b, and the positive input terminal of the comparator 24b is applied to the D / A converter 9c to convert the power generation target electric power P output from the engine ECU 8 into an analog voltage. V
p is input. Here, when the actual generated power is larger than the generated power P, the output of the comparator 24b becomes LOW, the field current controlling transistor 24a is turned off, and the field current is cut. Conversely, when the actual generated power is smaller than the generated target power P, the comparator 9e
Becomes HIGH, turns on the transistor 24a, and causes a field current to flow. By the above control, the output power of the generator 2 is controlled to the power generation target power P.
【0038】この実施例の制御方法によれば、発電機2
の発電電力一定制御によって、エンジン3の負荷が一定
になるのでエンジン回転数が非常に安定することに加
え、実際のエンジン回転数と発電電力の関係から燃料噴
射量を補正していることから、発電機2の出力電力も所
定範囲内の値に制御できるため、必要とする電力を確実
に供給できる。According to the control method of this embodiment, the generator 2
Since the load of the engine 3 becomes constant by the generated power constant control, the engine speed is extremely stabilized, and the fuel injection amount is corrected from the relationship between the actual engine speed and the generated power. Since the output power of the generator 2 can also be controlled to a value within a predetermined range, required power can be reliably supplied.
【図1】参考例を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a reference example.
【図2】図1の制御動作の一例を示すフロ−チャ−トで
ある。FIG. 2 is a flowchart showing an example of the control operation of FIG.
【図3】図1の制御動作の一例を示すフロ−チャ−トで
ある。FIG. 3 is a flowchart showing an example of the control operation of FIG. 1;
【図4】実施例を示すブロック図である。4 is a block diagram showing an actual施例.
【図5】図4の制御動作の一例を示すフロ−チャ−トで
ある。FIG. 5 is a flowchart showing an example of the control operation of FIG. 4;
【図6】図4の制御動作の一例を示すフロ−チャ−トで
ある。FIG. 6 is a flowchart showing an example of the control operation of FIG. 4;
【図7】図4の実施例のクレ−ム対応図である。 FIG. 7 is a diagram corresponding to a claim of the embodiment of FIG. 4 ;
【図8】図4の実施例のクレ−ム対応図である。FIG. 8 is a diagram corresponding to a claim of the embodiment of FIG. 4;
1はバッテリ、2は発電機、3はエンジン、6は電流セ
ンサ、7はコントロ−ラ、24はレギュレ−タ(電力制
御手段)、31は回転数センサ。 1 battery, 2 a generator, an engine 3, 6 current cell <br/> emissions Sa, 7 controller - la, 24 regulator - motor (power control unit), the rotational speed sensor 31.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 新居 良英 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自 動車株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−297744(JP,A) 特開 昭55−81245(JP,A) 特開 昭60−35926(JP,A) 特開 平4−143429(JP,A) 特許2740567(JP,B2) 特許2731266(JP,B2) 特許2890586(JP,B2) 特公 平5−85739(JP,B2) 特公 平2−23460(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B60K 6/02 B60L 11/00 - 11/14 F02D 29/06 F02D 29/00 - 29/06 F02D 41/00 - 41/40 H02J 7/14 - 7/32 H02P 9/00 - 9/48 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (72) Inventor Yoshihide Arai 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Inside Toyota Motor Corporation (56) References JP-A-63-297744 (JP, A) JP-A-55-81245 (JP, A) JP-A-60-35926 (JP, A) JP-A-4-143429 (JP, A) Patent 2740567 (JP, B2) Patent 2731266 (JP, B2) Patent 2890586 (JP, B2) Hei 5-85739 (JP, B2) Japanese Patent Publication Hei 2-23460 (JP, B2) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) B60K 6/02 B60L 11/00-11/14 F02D 29 / 06 F02D 29/00-29/06 F02D 41/00-41/40 H02J 7/14-7/32 H02P 9/00-9/48
Claims (1)
電力を発生する発電機と、 該発電機の目標電力を設定する目標電力設定手段と、 前記発電機の電力を算出する電力算出手段と、 該電力算出手段により算出された前記電力が、前記目標
電力設定手段により設定された前記目標電力になるよう
に前記発電機の電力を制御する電力制御手段と、 前記エンジンの回転数を検出するエンジン回転数検出手
段と、 前記エンジンの燃料噴射量を補正する燃料噴射量設定手
段と、 を備え、 前記目標電力設定手段は、前記エンジン出力の前記エン
ジンの回転数が所定回転数となるように前記目標電力を
設定するとともに、前記目標電力が所定の範囲内を逸脱
する場合に前記目標電力を前記所定の範囲内の値に変更
し、 前記燃料噴射量設定手段は、前記発電機の目標電力の前
記変更前の値が前記所定の範囲より外れ、かつ前記エン
ジンの回転数が前記所定回転数を含む目標回転数範囲の
範囲外である場合に、前記エンジンの回転数を前記目標
回転数範囲内へ復帰させる方向へ前記エンジンの燃料噴
射量を補正することを特徴とするハイブリッド型電気自
動車。Calculating a 1. A engine, a generator for generating power for driving the energy conversion is driven by the engine, a target power setting means for setting a target power of the generator, the power of the generator Power calculating means, power control means for controlling the power of the generator so that the power calculated by the power calculating means becomes the target power set by the target power setting means, An engine speed detecting means for detecting a speed of the engine; and a fuel injection amount setting means for correcting a fuel injection amount of the engine. Setting the target power so as to be a number, and changing the target power to a value within the predetermined range when the target power deviates from a predetermined range; The fuel injection amount setting means, when the value of the target power of the generator before the change is out of the predetermined range and the engine speed is out of a target speed range including the predetermined speed. , the hybrid electric vehicles and corrects the fuel injection amount of the engine in the direction of returning to the target rotational speed within the rotational speed of the engine
Moving car .
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