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【発明の名称】 ハイブリッド自動車の制御装置
【発明者】 【氏名】玉川 裕

【氏名】青木 滋

【氏名】上田 和弘
【要約】 【課題】電気二重層コンデンサを過電圧の印加から確実に保護できるハイブリッド自動車の制御装置を提供する。

【解決手段】エンジンＥと、クラッチ１０と、駆動輪Ｗと、モータ１９と、モータに電力を供給すると共にモータが発電する電力を充電する電気二重層コンデンサ２１と、電気二重層コンデンサとモータとを接続・切断するスイッチ手段２３と、電気二重層コンデンサの端子間電圧を検出する電圧検出手段２２と、電圧検出手段によって検出された端子間電圧に応じてクラッチおよびスイッチ手段を制御する制御手段２０とを有し、モータを回生ブレーキとして動作させているときに電気二重層コンデンサの端子間電圧が基準値を超えた場合に、制御手段は、スイッチ手段によって電気二重層コンデンサとモータとを切断し、かつクラッチを接続させるように構成した。
【特許請求の範囲】
【請求項１】 自動車の推進力を出力するエンジンと、このエンジンの出力軸に連結され、動力を伝達する軸の入力側と出力側とを接続あるいは分離させる一対の係合要素を内蔵するクラッチと、このクラッチの出力側に連結された駆動輪と、この駆動輪に連結され、自動車の推進力を出力すると共に、回生ブレーキとして動作可能なモータと、このモータが推進力を出力する場合には、このモータに電力を供給すると共に、このモータを回生ブレーキとして動作させる場合には、このモータが発電する電力を充電する電気二重層コンデンサと、この電気二重層コンデンサと前記モータとを接続あるいは切断するスイッチ手段と、前記電気二重層コンデンサの端子間電圧を検出する電圧検出手段と、この電圧検出手段によって検出された端子間電圧に応じて、前記クラッチおよびスイッチ手段を制御する制御手段とを有し、前記モータを回生ブレーキとして動作させているときに、前記電圧検出手段によって検出される電気二重層コンデンサの端子間電圧が、あらかじめ設定された基準値を超えた場合に、前記制御手段は、前記スイッチ手段によって電気二重層コンデンサとモータとを切断し、かつ前記クラッチの係合要素を接続させることを特徴とするハイブリッド自動車の制御装置。
【請求項２】 前記電圧検出手段は、前記電気二重層コンデンサに内蔵された個々のセルの端子間電圧を検出することを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド自動車の制御装置。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、パラレル式のハイブリッド自動車に関し、特に、モータの電源として電気二重層コンデンサを用い、かつ、モータの回生によって前記電気二重層コンデンサを充電し、自動車の制動力を得るハイブリッド自動車の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、大気中への排気ガスの排出を抑えるために、電気自動車の開発が進められている。ところが、電気エネルギーによって動くモータのみを利用して、自動車を走行させる電気自動車は、電気エネルギーを蓄えておくバッテリーの容量によって、航続距離が制限されてしまう。逆に、十分な航続距離を得ようとすれば、膨大な量のバッテリーが必要となり、自動車の走行性能を著しく悪化させてしまう。
【０００３】そこで、化石燃料を燃焼させてエンジンを駆動し、エンジンとモータとを併用することにより、モータの電源であるバッテリーを小型化して、航続距離と走行性能とを両立させたハイブリッド自動車の開発も進められている。
【０００４】このハイブリッド自動車の一種であるパラレル式のハイブリッド自動車は、運転状態に応じて、モータによる駆動とエンジンによる駆動とを切り換えて走行を行うことにより、走行性能を維持しつつ、排気ガスの排出量を低減させ、かつ、燃費をも向上させている。
【０００５】すなわち、パラレル式のハイブリッド自動車は、加速時や低速走行時など、エンジンによる駆動では効率が悪くなる走行条件では、モータがエンジンをアシストしたり、エンジンを停止してモータのみで走行したりして、エンジンを効率の良い領域だけで運転し、燃費を向上させる。
【０００６】加えて、自動車の制動時には、モータを発電機として動作させ、運動エネルギーを回収することにより、エネルギーの損失を防ぎ、さらに燃費を向上させる。すなわち、自動車の制動時には、自動車の運動エネルギーでモータを回転させ、回転するモータが発電する電力をバッテリーに充電し、制動によるエネルギーを回収する。
【０００７】ところが、例えば、制動によるバッテリーへの充電が続き、充電量が許容される最大充電量を超え、バッテリーが過充電となると、バッテリーを劣化させる可能性がある。
【０００８】これを防止するためには、バッテリーの充電量が最大充電量となった満充電時には、回生充電を中止しなければならない。ところが、自動車の制動中に回生充電を中止すると、自動車の制動力が失われ、ドライバビリティに違和感が生ずるのみならず、ブレーキをかける頻度が増すので、例えば、長い下り坂等でブレーキに大きな負担がかかることになる。
【０００９】このような問題を回避するため、例えば、特開平１０−２３６０３号公報に開示されているように、バッテリーの残容量を算出し、この残容量が１００％に達すると回生充電を禁止し、その代わりにエンジンと駆動輪とを接続し、エンジンブレーキを使用することによって制動力を得るという技術があった。
【００１０】一方、ハイブリッド自動車に、バッテリーの代わりに電気二重層コンデンサを使用したいという要求がある。これは、電気二重層コンデンサは、バッテリーと比較して、単位時間当たりに取り出せるエネルギーの量、すなわち出力密度が高いからである。出力密度が高ければ、例えば、急加速に必要なピーク電力を取り出すことが可能となる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】ところが、バッテリーの代わりに電気二重層コンデンサを使用すると、次のような問題がある。すなわち、電気二重層コンデンサは、耐電圧以上の電圧が端子間に印加されると性能劣化、絶縁劣化する可能性があるので、性能劣化、絶縁劣化からの保護のため、耐電圧以上の電圧が端子間に印加されないようにする必要がある。
【００１２】ところが、従来のように、残容量に基づいて回生充電を制御すると、次のような問題がある。すなわち、電気二重層コンデンサにおいては、残容量と端子間電圧とは異なっている。これは、電気二重層コンデンサは、バッテリーと比較して内部抵抗が大きいので、例えば、回生充電を行い、電気二重層コンデンサに電流が流れ込んでいる状態では、内部抵抗による電圧が発生するので、残容量から換算した電圧値よりも高い電圧が端子間にかかっていることになる。
【００１３】従って、残容量から換算した電圧値に基づいて、電気二重層コンデンサを性能劣化、絶縁劣化から保護することはできず、電気二重層コンデンサを性能劣化させたり、絶縁劣化させたりしてしまう可能性があるという問題がある。
【００１４】本発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、電気二重層コンデンサを性能劣化させたり、絶縁劣化させたりしてしまうことのないハイブリッド自動車の制御装置を提供するものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明は、自動車の推進力を出力するエンジン（実施形態ではエンジンＥ）と、このエンジンの出力軸に連結され、動力を伝達する軸の入力側と出力側とを接続あるいは分離させる一対の係合要素（実施形態では係合要素１１、１２）を内蔵するクラッチ（実施形態ではクラッチ１０）と、このクラッチの出力側に連結された駆動輪（実施形態では駆動輪Ｗ）と、この駆動輪に連結され、自動車の推進力を出力すると共に、回生ブレーキとして動作可能なモータ（実施形態ではメインモータ１９）と、このモータが推進力を出力する場合には、このモータに電力を供給すると共に、このモータを回生ブレーキとして動作させる場合には、このモータが発電する電力を充電する電気二重層コンデンサ（実施形態では電気二重層コンデンサ２１）と、この電気二重層コンデンサと前記モータとを接続あるいは切断するスイッチ手段（実施形態ではパワードライブユニット２３）と、前記電気二重層コンデンサの端子間電圧（実施形態では端子間電圧Ｖｔｏｔａｌ）を検出する電圧検出手段（実施形態では電圧センサ２２）と、この電圧検出手段によって検出された端子間電圧に応じて、前記クラッチおよびスイッチ手段を制御する制御手段（実施形態では制御回路２０）とを有し、前記モータを回生ブレーキとして動作させているときに、前記電圧検出手段によって検出される電気二重層コンデンサの端子間電圧が、あらかじめ設定された基準値を超えた場合に、前記制御手段は、前記スイッチ手段によって電気二重層コンデンサとモータとを切断し、かつ前記クラッチの係合要素を接続させることを特徴とするハイブリッド自動車の制御装置である。
【００１６】上記構成によれば、電圧検出手段によって電気二重層コンデンサの端子間電圧が検出され、この検出値と、あらかじめ設定された、電気二重層コンデンサの耐電圧に対応する基準値とが制御手段において比較され、比較の結果、検出値が基準値を超えた場合には、スイッチ手段によって電気二重層コンデンサとモータとを切断し、電気二重層コンデンサへの充電を中止するので、電気二重層コンデンサの端子間に耐電圧以上の電圧が印加されることが防止される。また、同時に、クラッチの係合要素が接続され、エンジンブレーキがかかるので、上記電気二重層コンデンサへの充電の中止によって失われた制動力が補われる。
【００１７】請求項２に記載の発明は、前記電圧検出手段は、前記電気二重層コンデンサに内蔵された個々のセル（実施形態ではセル２１１、２１２、…、２１ｎ）の端子間電圧（実施形態では端子間電圧Ｖ１、Ｖ２、…、Ｖｎ）を検出することを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド自動車の制御装置である。
【００１８】上記構成によれば、電圧検出手段によって、電気二重層コンデンサに内蔵された各セルの端子間電圧が検出され、この検出結果に基づいて電気二重層コンデンサへの充電が制御されるので、各セル毎に容量や耐電圧がばらついても、全てのセルを、耐電圧以上の電圧が印加されることから保護することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】本発明の一実施形態であるハイブリッド自動車の構成を図１を参照して説明する。図１には、ハイブリッド自動車の動力伝達系と、この動力伝達系を制御するための制御系とが示されている。
【００２０】まず、動力伝達系の構成を説明する。エンジンＥの出力軸は、サブモータ１を介してオイル・ポンプ２に連結されている。サブモータ１は、エンジンＥの起動やアシスト等を行う。オイル・ポンプ２は、エンジンＥの駆動力によって油圧を発生させ、油圧制御装置２４を介して、ＣＶＴ４の変速を行う。
【００２１】エンジンＥの出力軸は、さらに、自動車の前後進を切り替えるためのプラネタリー・ギア３に連結されている。このプラネタリー・ギア３は、図示していないセレクトレバーと機械的に連結されており、このセレクトレバーの操作により、自動車の前後進が切り替えられる。
【００２２】プラネタリー・ギア３の出力軸は、無段変速を行うＣＶＴ４に内蔵された駆動側プーリ５に連結されている。ＣＶＴ４は、前記駆動側プーリ５の他に、金属ベルト６、被動側プーリ７、側室８および９を内蔵している。駆動側プーリ５と被動側プーリ７とには、両プーリにまたがる共通の金属ベルト６が巻き付けられていて、両プーリ間で動力が伝達されるようになっている。
【００２３】駆動側プーリ５および被動側プーリ７の側面には、それぞれ、各プーリへの金属ベルト６の巻き付き径を変化させるための側室８および９が設けられている。巻き付き径は、側室８および９に加えられる油圧によって、各プーリの幅が変化し、ベルトとプーリとの斜面接点が移動することによって変化する。側室８および９に加えられる油圧は、前記オイル・ポンプ２によって発生される。
【００２４】ＣＶＴ４に内蔵された被動側プーリ７は、クラッチ１０に内蔵された係合要素１１に連結されている。クラッチ１０には、前記係合要素１１と共に、この係合要素１１と対をなす係合要素１２と、これらの係合要素１１および１２を結合あるいは分離させるクラッチ制御用アクチュエータ１３とが内蔵されている。
【００２５】クラッチ１０に内蔵された係合要素１２は、最終減速機１４およびギア１５と連結されている。最終減速機１４は、デファレンシャル・ギア１６と噛み合わされている。デファレンシャル・ギア１６は、車軸１７を介して、自動車の駆動輪Ｗと連結されている。
【００２６】前記ギア１５は、ギア１８と噛み合わされていて、このギア１８は、メインモータ１９の回転軸に連結されている。
【００２７】次に、制御系の構成を説明する。制御回路２０は、前記メインモータ１９の電源である電気二重層コンデンサ２１に設けられた電圧センサ２２と、前記メインモータ１９を制御するためのパワードライブユニット２３と、前記クラッチ１０に内蔵されたクラッチ制御用アクチュエータ１３と、前記ＣＶＴ４に内蔵された側室８および９に加えられる油圧を制御する油圧制御装置２４とに接続されている。
【００２８】電気二重層コンデンサ２１は、パワードライブユニット２３を介してメインモータ１９と接続されている。また、電気二重層コンデンサ２１の端子間には、電圧センサ２２が設けられている。
【００２９】電気二重層コンデンサ２１と、電圧センサ２２との詳細な構成を図２に示す。電気二重層コンデンサ２１は、複数のセル２１１、２１２、２１３、…、２１ｎが積層された構造となっている。また、電圧センサ２２は、電気二重層コンデンサ２１全体の端子間電圧Ｖｔｏｔａｌを検出するための電圧センサ２２ｔと、各セル２１１、２１２、２１３、…、２１ｎの端子間電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、…、Ｖｎを検出するための電圧センサ２２１、２２２、２２３、…、２２ｎとを内蔵している。
【００３０】次に、本実施形態の動作を図１を参照して説明する。まず、制御系の動作を説明する。始めに、エンジンＥの駆動力で自動車を走行させる場合について説明する。エンジンＥの駆動力は、サブモータ１を介して、オイル・ポンプ２およびプラネタリー・ギア３を駆動する。オイル・ポンプ２は、油圧を発生し、この油圧を、油圧制御装置２４を介して、ＣＶＴ４に内蔵された側室８および９に伝達する。プラネタリー・ギア３は、図示していないセレクトレバーの操作により、軸の回転方向を切り替え、自動車の前後進を切り替える。
【００３１】プラネタリー・ギア３の出力軸の回転は、ＣＶＴ４に内蔵された駆動側プーリ５に伝達され、駆動側プーリ５の回転は、金属ベルト６を介して被動側プーリ７に伝達される。駆動側プーリ５と被動側プーリ７との回転数比は、両プーリへの金属ベルト６の巻き付き径によって決まり、この巻き付き径は、両プーリの側室８および９による押し付け力によって両プーリの幅が変化し、ベルトとプーリとの斜面接点が移動することによって変化する。側室８および９による押し付け力は、オイル・ポンプ２による油圧によって発生され、発生された油圧は、オイル・ポンプ２と、側室８および９との間に設けられた油圧制御装置２４によって制御される。
【００３２】ＣＶＴ４に内蔵された被動側プーリ７は、クラッチ１０に内蔵された係合要素１１に回転を伝達する。係合要素１１と１２とは、クラッチ制御用アクチュエータ１３によって、結合あるいは分離させられ、結合されれば回転が伝達され、分離されれば伝達されない。
【００３３】係合要素１１と１２とが結合された場合には、係合要素１１の回転が係合要素１２に伝達され、この係合要素１２の回転が、最終減速機１４およびギア１５に伝達される。
【００３４】ギア１５の回転は、このギア１５と噛み合っているギア１８に伝達され、ギア１８の回転によって、メインモータ１９の回転軸が回転させられる。このとき、メインモータ１９の回転で発電を行い、このモータの電源である電気二重層コンデンサ２１を充電するモードとなっていた場合には、メインモータ１９の回転軸が回転させられることにより、発電が行われ、発電された電力が、パワードライブユニット２３を経由して、電気二重層コンデンサ２１に充電される。
【００３５】また、メインモータ１９による充電が行われないモードとなっていた場合には、メインモータ１９の回転軸は回転させられるが、このモータから電力が取り出されることはなく、モータは単に空転する。
【００３６】前記最終減速機１４の回転は、デファレンシャル・ギア１６および車軸１７を介して、自動車の駆動輪Ｗに伝達される。以上の動作によって、エンジンＥによって駆動輪Ｗが駆動され、自動車が走行する。
【００３７】次に、メインモータ１９の駆動力で自動車を走行させる場合の動作を説明する。電気二重層コンデンサ２１は、パワードライブユニット２３を介して、メインモータ１９に電力を供給する。供給された電力によって、メインモータ１９は、その回転軸から駆動力を発生し、この駆動力による回転軸の回転がギア１８に伝達される。ギア１８の回転は、このギア１８と噛み合っているギア１５に伝達され、さらに、ギア１５の回転は、このギア１５と軸が連結している最終減速機１４に伝達される。
【００３８】ここで、メインモータ１９の駆動力で自動車を走行させる場合、すなわちモータ走行の場合には、クラッチ１０が切られている。すなわち、クラッチ１０に内蔵された係合要素１１と１２とが分離されていて、両係合要素間で回転は伝達されない。従って、最終減速機１４の回転の伝達は、クラッチ１０で切断され、ＣＶＴ４に伝達されることはない。
【００３９】従って、最終減速機１４の回転は、デファレンシャル・ギア１６のみに伝達され、伝達された回転は、車軸１７を介して駆動輪Ｗに伝達される。以上の動作によって、メインモータ１９によって駆動輪Ｗが駆動され、自動車が走行する。
【００４０】次に、エンジンＥを負荷として制動力を得る、すなわちエンジンブレーキをかける場合の動作を説明する。この場合の回転力の伝達は、前述した、エンジンＥの駆動力で駆動輪Ｗを回転させ、自動車を走行させる場合の逆をたどる。すなわち、駆動輪Ｗの回転が、車軸１７、デファレンシャル・ギア１６、最終減速機１４を介して、クラッチ１０に伝達される。
【００４１】ここで、エンジンブレーキをかける場合には、クラッチ１０を接続する。すなわち、クラッチ１０に内蔵された、クラッチ制御アクチュエータ１３を動作させ、係合要素１２と１１とを接続させる。すると、最終減速機１４から伝達された回転が、クラッチ１０を経由して、ＣＶＴ４に内蔵された被動側プーリ７に伝達される。
【００４２】被動側プーリ７の回転は、金属ベルト６を介して、駆動側プーリ５に伝達され、この駆動側プーリ５の回転は、軸が連結されたプラネタリー・ギア３に伝達される。プラネタリー・ギア３の回転は、オイル・ポンプ２、サブモータ１を介して、エンジンＥに伝達される。エンジンＥ内の負荷により、制動力が発生され、エンジンブレーキがかけられる。
【００４３】次に、メインモータ１９を負荷として制動力を得る、すなわちモータによる回生制動の動作を説明する。この場合の回転力の伝達は、前述した、メインモータ１９の駆動力で駆動輪Ｗを回転させ、自動車を走行させる場合の逆をたどる。すなわち、駆動輪Ｗの回転が、車軸１７、デファレンシャル・ギア１６、最終減速機１４を介して、ギア１５に伝達される。
【００４４】ここで、モータによる回生制動を行う場合には、クラッチ１０を切り、最終減速機１４の回転力は、全てギア１５に伝達される。ギア１５の回転は、ギア１８に伝達され、ギア１８は、メインモータ１９の回転軸を回転させる。
【００４５】メインモータ１９は、回転軸を外力で回転させられることによって、発電機として動作する。ここで、モータによる回生制動を行う場合には、パワードライブユニット２３は、メインモータ１９と、電気二重層コンデンサ２１とを接続する状態とされている。従って、メインモータ１９で発電された電力は、パワードライブユニット２３を経由して、電気二重層コンデンサ２１に送られ、ここに充電される。このように、メインモータ１９から電力が取り出されることによって、メインモータ１９は負荷を発生し、これが制動力となり、モータによる回生制動が行われる。
【００４６】次に、制御系の動作を説明する。制御回路２０は、油圧制御装置２４を制御し、オイル・ポンプ２が発生し、ＣＶＴ４に内蔵された側室８および９に加えられる油圧を制御する。油圧の制御によって、駆動側プーリ５および被動側プーリ７の幅が変化し、金属ベルト６とプーリ５、７との斜面接点が移動し、変速が行われる。
【００４７】また、制御装置２０は、クラッチ１０に内蔵されたクラッチ制御アクチュエータ１３を制御し、クラッチ１０の接続あるいは切断を行う。すなわち、クラッチ制御アクチュエータ１３は、やはりクラッチ１０に内蔵された係合要素１１および１２を、接続あるいは分離させる。
【００４８】さらに、制御装置２０は、パワードライブユニット２３を制御し、メインモータ１９と、このメインモータ１９の電源である電気二重層コンデンサ２１との接続・切断を制御する。すなわち、パワードライブユニット２３は、電気二重層コンデンサ２１からメインモータ１９へ電力を供給し、自動車をモータ走行させる場合や、メインモータ１９による回生制動を行うため、メインモータ１９によって発電された電力を電気二重層コンデンサへ充電する場合には、電気二重層コンデンサ２１とメインモータ１９とを接続する。また、エンジンのみによる走行や、エンジンブレーキのみによる制動を行う場合には、電気二重層コンデンサ２１とメインモータ１９とを切断する。
【００４９】また、制御回路２０は、電気二重層コンデンサ２１の端子間に接続された電圧センサ２２の出力を入力する。すなわち、制御回路２０は、電圧センサ２２によって検出された、電気二重層コンデンサ２１の端子間電圧の測定値を入力する。
【００５０】モータによる回生制動時に、例えば、電気二重層コンデンサ２１への充電が続き、電気二重層コンデンサ２１の端子間電圧が耐電圧以上になった場合には、制御回路２０は、パワードライブユニット２３を制御し、メインモータ１９と電気二重層コンデンサ２１とを切断し、電気二重層コンデンサ２１への充電を中止させる。
【００５１】すなわち、制御回路２０には、あらかじめ、電気二重層コンデンサ２１の耐電圧に相当する基準値が記憶されている。そして、制御回路２０は、記憶されていた基準値と、電圧センサ２２から送られる、電気二重層コンデンサ２１の端子間電圧の測定値とを比較し、両者が等しくなった場合には、パワードライブユニット２３を制御し、メインモータ１９と電気二重層コンデンサ２１とを切断する。
【００５２】これにより、電気二重層コンデンサ２１への充電が中止され、電気二重層コンデンサ２１の端子間電圧が耐電圧以上になることが防止される。ただし、同時に、メインモータ１９から電力が取り出されなくなるので、メインモータ１９の負荷が無くなり、自動車の制動力が失われる。
【００５３】このとき、同時に、制御回路２０は、クラッチ１０に内蔵されたクラッチ制御アクチュエータ１３を制御し、クラッチ１０を接続させる。すると、駆動輪Ｗから、車軸１７、デファレンシャル・ギア１６を介して、最終減速機１４に伝達された回転力は、クラッチ１０を介してＣＶＴ４へ伝達され、さらに、プラネタリー・ギア３、オイル・ポンプ２、サブモータ１を介して、エンジンＥに伝達される。これにより、エンジンＥの負荷による制動力が発生し、エンジンブレーキがかかり、自動車の制動力が補われる。
【００５４】上記の、電気二重層コンデンサ２１の端子間電圧を測定する動作を、図３に示す過電圧検出のフローチャートを参照して詳細に説明する。図３は、電気二重層コンデンサ２１の端子間に接続された電圧センサ２２によって検出された電圧に基づいて、制御回路２０内に記憶されている過電圧フラグを操作する動作を示すフローチャートである。なお、以下の文中におけるＳ１等の符号は、フローチャート中のステップを表している。
【００５５】まず、制御回路２０内の変数”Ｃｅｌｌ”が０とされる（Ｓ１）。変数”Ｃｅｌｌ”の値は、図２に示した、電気二重層コンデンサ２１に内蔵されたセルと対応付けられていて、例えば、Ｃｅｌｌ＝１の場合には、セル２１１が端子間電圧測定対象として選択されたことを意味し、Ｃｅｌｌ＝２の場合には、セル２１２が選択されたことを意味する。ただし、上記のＣｅｌｌ＝０は、端子間電圧測定対象として、電気二重層コンデンサ２１全体が選択されたことを意味する。
【００５６】次に、電気二重層コンデンサ２１の端子間電圧が、電圧センサ２２によって測定される。すなわち、直前のステップであるＳ１で、Ｃｅｌｌ＝０とされ、電気二重層コンデンサ２１全体が測定対象として選択されているので、電気二重層コンデンサ２１全体の端子間電圧Ｖｔｏｔａｌが、電圧センサ２２に内蔵された電圧センサ２２ｔによって測定される。
【００５７】電圧センサ２２ｔによって測定された測定値Ｖｔｏｔａｌは、制御回路２０へ送られ、ここで、あらかじめこの制御回路２０内に記憶されていた基準値と比較される（Ｓ２）。この場合の基準値は、電気二重層コンデンサ２１全体の端子間の耐電圧に対応する値である。比較の結果、測定値Ｖｔｏｔａｌ≧基準値であればＳ８へ跳び、そうでなければ次のステップＳ３へ進む。
【００５８】Ｓ３では、変数”Ｃｅｌｌ”の値に１が加えられる。すなわち、前のステップＳ１でＣｅｌｌ＝０とされていたので、１が加えられると、Ｃｅｌｌ＝１となる。これは、前述したように、電気二重層コンデンサ２１に内蔵されたセル２１１が、端子間電圧測定対象として選択されたことを意味する。
【００５９】次に、電気二重層コンデンサ２１に内蔵された各セル２１１〜２１ｎの端子間電圧を測定するループＳ４〜Ｓ６が開始される。まず、ステップＳ３でＣｅｌｌ＝１とされていたので、セル２１１の端子間電圧Ｖ１が、電圧センサ２２１によって測定される。この測定値は制御回路２０に送られ、ここで基準値と比較される（Ｓ４）。この場合の基準値は、セル２１１の耐電圧に対応する基準値である。比較の結果、測定値Ｖ１≧基準値であればＳ８へ跳び、そうでなければ次のステップＳ５へ進む。
【００６０】Ｓ５では、変数”Ｃｅｌｌ”の値に１が加えられる。その結果、変数”Ｃｅｌｌ”の値は２となる。
【００６１】次のステップＳ６では、変数”Ｃｅｌｌ”の値が、電気二重層コンデンサ２１に内蔵されたセルの総数ｎと比較され、Ｃｅｌｌ＞ｎであればさらに次のステップＳ７へ進み、そうでなければＳ４に戻り、ループＳ４〜Ｓ６を繰り返す。現時点では、Ｓ５でＣｅｌｌ＝２とされており、この値はセルの総数ｎより小さいので、Ｓ４へ戻る。
【００６２】Ｓ４では、今度は、Ｃｅｌｌ＝２なので、セル２１２の端子間電圧Ｖ２が、電圧センサ２２２によって測定され、この測定値が制御回路２０に送られ、ここで基準値と比較される。この場合の基準値は、セル２１２の耐電圧に対応する基準値である。比較の結果、測定値Ｖ２≧基準値であればＳ８へ跳び、そうでなければ次のステップＳ５へ進む。
【００６３】Ｓ５では、変数”Ｃｅｌｌ”の値に１が加えられる。その結果、今度は変数”Ｃｅｌｌ”の値は３となる。
【００６４】次のステップＳ６では、変数”Ｃｅｌｌ”の値がセルの総数ｎと比較され、Ｃｅｌｌ＞ｎであれば次のステップＳ９へ進み、そうでなければＳ４に戻り、ループＳ４〜Ｓ６が繰り返される。
【００６５】以上の動作により、各セルの端子間に耐電圧以上の電圧が印加されていなければ、ループＳ４〜Ｓ６が繰り返され、変数”Ｃｅｌｌ”の値が、ｎ＋１となったところでループから抜け、次のステップＳ７へ進む。
【００６６】なお、各セル毎に耐電圧がばらついていても、各セル毎の耐電圧に対応した基準値が、制御回路２０内に記憶されているので、どのセルの端子間電圧が耐電圧以上になっても、これを検出することができ、Ｓ７へ進み、後述する過電圧フラグが１とされる。
【００６７】Ｓ７では、過電圧フラグが０とされる。この過電圧フラグの状態は、後述する別のフロー中で検出され、電気二重層コンデンサ２１への充電の制御等に用いられる。
【００６８】Ｓ２あるいはＳ４で耐電圧以上の電圧が検出された場合には、Ｓ８へ跳び、このＳ８で、過電圧フラグが１とされ、その後、次のステップＳ９へ進む。
【００６９】次のステップＳ９では、自動車がモータ走行中であるか否か、すなわち電気二重層コンデンサ２１が放電中であるか否かが検出され、放電中であればＳ７へ進んで過電圧フラグを０に戻し、そうでなければ過電圧フラグは１のままでフローを終了させる。
【００７０】次に、図４のフローチャートを参照し、上記の過電圧フラグに基づいて回生およびクラッチを制御するフローの動作を説明する。なお、以下の文中におけるＳ１１等の符号は、フローチャート中のステップを表している。
【００７１】まず、過電圧フラグの状態が調べられ（Ｓ１１）、過電圧フラグが１であればＳ１２へ進み、過電圧フラグが０であればＳ１３へ進む。
【００７２】過電圧フラグが１であれば、Ｓ１２へ進み、電気二重層コンデンサ２１への回生充電が中止され、かつ、クラッチ１０が接続され、エンジンブレーキがかけられる。
【００７３】過電圧フラグが０であれば、Ｓ１３へ進み、通常の制御が続行される。すなわち、電気二重層コンデンサ２１への回生充電中であれば、この動作が続行され、さらなる制動力が必要であれば、クラッチの断続制御が行われる。また、モータによる走行中であれば、クラッチ１０は切断された状態が続行され、エンジンによる走行中であれば、クラッチ１０は接続された状態が続行される。
【００７４】以上の動作により、電気二重層コンデンサ２１全体の端子間電圧Ｖｔｏｔａｌと、電気二重層コンデンサ２１に内蔵された各セル２１１、２１２、…、２１ｎの端子間電圧Ｖ１、Ｖ２、…、Ｖｎとのうちのいずれかが、あらかじめ制御回路２０に記憶されていた、各端子間の耐電圧に対応した基準値以上になった場合には、電気二重層コンデンサ２１への回生充電が中止され、コンデンサが保護される。
【００７５】なお、上記の実施形態では、電気二重層コンデンサ２１の端子間電圧が、耐電圧に対応した基準値以上になった場合に、回生充電を中止しているが、前記基準値を耐電圧に達する以前、すなわち耐電圧より小さい値に設定し、端子間電圧がこの基準値以上になった場合に、回生充電の量を減少させることにより、端子間電圧が耐電圧を超えないようにすることも可能である。
【００７６】
【発明の効果】本発明によれば、モータを回生ブレーキとして動作させているときに、電圧検出手段によって検出される電気二重層コンデンサの端子間電圧が、あらかじめ設定された、電気二重層コンデンサの耐電圧に対応する基準値を超えた場合に、制御手段が、スイッチ手段によって電気二重層コンデンサとモータとを切断するので、電気二重層コンデンサへの回生充電が中止される。
【００７７】従って、電気二重層コンデンサの残容量や、充電電流等と、電気二重層コンデンサの内部抵抗分とによって発生する電圧に関わらず、電気二重層コンデンサの端子間電圧が耐電圧を超えた場合には、電気二重層コンデンサへの回生充電が中止され、電気二重層コンデンサが、過電圧の印加から確実に保護される。
【００７８】また、端子間電圧を正確に検出できるので、電気二重層コンデンサの耐電圧ぎりぎりの領域まで使用できる。従って、実質的に、電気二重層コンデンサに貯蔵できるエネルギーの量を増やすことができる。一般に、電気二重層コンデンサは、バッテリーと比較すると、貯蔵できるエネルギーの容量が少ないので、前記のような効果は有効である。
【００７９】さらに、電気二重層コンデンサへの回生充電を中止すると同時に、クラッチの係合要素を接続させるので、回生充電の中止によって失われた制動力が、エンジンブレーキによって補われるので、ドライバビリディが低下することがない。
【００８０】また、電圧検出手段が、電気二重層コンデンサに内蔵された個々のセルの端子間電圧を検出し、これらの検出結果を、各セルの耐電圧に対応する基準値と比較し、この比較結果に基づいて、制御手段が、電気二重層コンデンサへの回生充電を制御すれば、セル毎に、容量や耐電圧がばらついたとしても、全てのセルを、過電圧の印加から確実に保護できる。
【出願人】 【識別番号】０００００５３２６
【氏名又は名称】本田技研工業株式会社
【出願日】 平成１１年９月７日（１９９９．９．７）
【代理人】 【識別番号】１０００６４９０８
【弁理士】
【氏名又は名称】志賀 正武 （外５名）
【公開番号】 特開２００１−７８３０７（Ｐ２００１−７８３０７Ａ）
【公開日】 平成１３年３月２３日（２００１．３．２３）
【出願番号】 特願平１１−２５３６５４