JP2012101748A - Control device of electric vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電動車両の制御装置に関し、特にバッテリの充電量が少なくなった場合でも、外部電源により充電することなく電気走行(EV走行)の航続距離を延長させるための発電装置を備えた発電装置搭載型の電動車両の制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for an electric vehicle, and more particularly to power generation provided with a power generation device for extending the cruising distance of electric traveling (EV traveling) without being charged by an external power source even when the amount of charge of the battery decreases. The present invention relates to a control device for a device-mounted electric vehicle.
発電装置搭載型の電動車両として、特許文献1には、エンジンと、該エンジンによって回転駆動されるモータジェネレータとからなる発電装置を搭載した技術が開示されている。 As an electric vehicle equipped with a power generation device, Patent Document 1 discloses a technique in which a power generation device including an engine and a motor generator rotated by the engine is mounted.
特許文献1に示された電動車両にあっては、バッテリの充電量(SOC)がある設定値よりも小さくなったときに、該バッテリにより発電装置のモータジェネレータをモータとして力行回転させて、その回転エネルギーでエンジンを始動させることによって発電稼動を行わせるようにしている。 In the electric vehicle shown in Patent Document 1, when the amount of charge (SOC) of the battery becomes smaller than a certain set value, the power generator rotates the motor generator of the power generator as a motor with the battery, Power generation is performed by starting the engine with rotational energy.
このような電動車両では、バッテリに過大電圧や過大電流が発生する等、強電システムに異常が生じた際には、バッテリから各部位への電力供給を遮断して、この強電システムを停止する必要がある。 In such an electric vehicle, when an abnormality occurs in the high-power system such as an excessive voltage or an excessive current generated in the battery, it is necessary to shut off the power supply from the battery to each part and stop the high-power system. There is.
しかし、この場合、車両の走行を再開するためには、バッテリから発電装置への電力供給が行われないため、通常のガソリン車と同様のスタータおよび予備バッテリが必要となってしまう。 However, in this case, in order to resume traveling of the vehicle, power is not supplied from the battery to the power generation device, so that a starter and a spare battery similar to those of a normal gasoline vehicle are required.
そこで、本発明はバッテリの異常等により強電システムを停止した際でも、予備バッテリ等を必要とすることなくエンジンを始動させて、発電装置の稼動による車両の走行の継続が可能な電動車両の制御装置を提供するものである。 Therefore, the present invention controls an electric vehicle capable of starting the engine without requiring a spare battery or the like and continuing the running of the vehicle by operating the power generation device even when the high-power system is stopped due to a battery abnormality or the like. A device is provided.
本発明の電動車両の制御装置にあっては、駆動用モータと、この駆動用モータに電力供給を行う充放電可能なバッテリと、これら駆動用モータあるいはバッテリへの電力供給のための発電を行うエンジンとモータジェネレータとからなる発電装置と、これら駆動用モータ,バッテリ,発電装置の強電システムを制御する制御装置と、を備えている。 In the control apparatus for an electric vehicle according to the present invention, a drive motor, a chargeable / dischargeable battery for supplying power to the drive motor, and power generation for supplying power to the drive motor or the battery are performed. A power generation device including an engine and a motor generator, and a control device that controls the drive motor, the battery, and the high power system of the power generation device are provided.
この制御装置は、前記強電システムの異常時に、バッテリから駆動用モータおよびまたは発電装置への電力供給を遮断し、かつ、駆動用モータもしくはモータジェネレータの慣性回転エネルギーの利用の下にエンジンを始動させて、発電装置を稼動可能としたことを主要な特徴としている。 This control device shuts off the power supply from the battery to the drive motor and / or the power generator when the high-power system is abnormal, and starts the engine using the inertial rotational energy of the drive motor or motor generator. The main feature is that the generator can be operated.
本発明によれば、バッテリの異常等により該バッテリから駆動用モータおよびまたは発電装置への電力供給を遮断して、強電システムを停止した際でも、駆動用モータ,モータ
ジェネレータ等の慣性回転エネルギーの利用の下にエンジンを始動させて、発電装置の稼動による車両の走行継続を可能とすることができる。
According to the present invention, even when the power supply from the battery to the drive motor and / or the power generation device is shut off due to abnormality of the battery and the high power system is stopped, the inertial rotational energy of the drive motor, the motor generator, etc. The engine can be started under use, and the vehicle can be continuously driven by operating the power generation device.
以下、本発明の実施形態を図面と共に詳述する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1に示す第1実施形態の電動車両は、車両駆動源としての駆動用モータ1と、該駆動用モータ1に電力供給を行う充放電可能なバッテリ2と、これら駆動用モータ1あるいはバッテリ2への電力供給のために発電を行う発電装置3と、これら駆動用モータ1,バッテリ2,発電装置3の強電システムを制御する制御装置4と、を備えている。
The electric vehicle according to the first embodiment shown in FIG. 1 includes a drive motor 1 as a vehicle drive source, a chargeable /
駆動用モータ1は、駆動輪7の動力伝達装置8に直結してあり、制御装置4により、トルクを出して走行する力行状態や、減速時に回生エネルギーをバッテリ2に充電する回生状態に応じた回転制御が行われる。
The drive motor 1 is directly connected to the
バッテリ2は、制御装置4により、充放電制御され、駆動用モータ1、および発電装置3への電力供給と、発電装置3で発電した電力,駆動用モータ1の減速時に回生した電力の充電制御が行われる。
The
発電装置3は、エンジン5とモータジェネレータ6との組合わせを用いており、制御装置4により、エンジン5の運転負荷に応じた燃料噴射量や吸入空気量、点火時期等の運転制御と、モータジェネレータ6の発電状態や電力消費状態に応じた回転制御が行われる。
The
駆動用モータ1は、バッテリ2および発電装置3の一方、もしくは両方から電力の供給を受ける。駆動用モータ1の要求出力分のエネルギーがバッテリ2にある場合、即ち、バッテリ2の充電量が十分である場合には、駆動用モータ1はバッテリ2の電力で駆動され、発電装置3は稼動されないようにしている。
The drive motor 1 is supplied with electric power from one or both of the
一方、バッテリ2のエネルギーが駆動用モータ1の要求出力に満たない場合、あるいは所定の設定充電量を下回った場合には、エンジン5を駆動してモータジェネレータ6を発電駆動させて、この発電装置3の稼動により発電される電力を駆動用モータ1の駆動電力に、およびバッテリ2の充電に用いるようにしている。また、駆動用モータ1の車両減速時におけるエネルギー回生機能により、モータジェネレータ6への駆動エネルギーの供給、およびバッテリ2の充電を行わせることも可能としている。
On the other hand, when the energy of the
そして、バッテリ2の充電量が駆動用モータ1の要求出力を満たすようになった場合、あるいはバッテリ2が所定の充電量に達した場合には、発電装置3のエンジン5の運転を停止させ、モータジェネレータ6の発電を停止させるようにしている。また、このようにバッテリ2の充電量が駆動用モータ1の要求出力を満たすようになり、あるいはバッテリ
2が所定の充電量に達した場合に、駆動用モータ1の車両減速時におけるエネルギー回生機能を停止するようにしている。
When the charge amount of the
このような駆動用モータ1,バッテリ2,発電装置3の強電システムの制御形態にあって、本実施形態ではバッテリ2に過大電流や過大電圧が発生する等、強電システムに異常が生じた際に、バッテリ2から駆動用モータ1およびまたは発電装置3への電力供給を遮断し、かつ、駆動用モータ1もしくはモータジェネレータ6の慣性回転エネルギーの利用の下にエンジン5を始動させて、発電装置3を稼動可能としている。
In the control mode of the high-power system of the driving motor 1, the
バッテリ2の異常検知は、例えば、バッテリ2の入出力回路部に設置した図外の電流センサあるいは電圧センサによって行われる。即ち、電流センサにより電気部品が許容できる最大電流が検出された際、または、電圧センサにより電気部品が許容できる最大電圧やバッテリ2が放電できる下限の電圧を検出した際に、該バッテリ2が異常であることと判断するようにしている。
The abnormality detection of the
制御装置4は、バッテリ2の異常が検知されると、バッテリ2の充放電回路に設置したメインリレー9をオフ作動させ、バッテリ2を電気回路から切り離して強電システムを停止し、あるいはバッテリ2の充放電を禁止するようにしている。
When the abnormality of the
この際、制御装置4は、バッテリ2の電力によって駆動用モータ1を駆動している場合にあっては、該駆動用モータ1を回生状態にして、その回生エネルギーをモータジェネレータ6に供給してこれを回転駆動させ、エンジン5の始動運転制御を行うようにしている。一方、発電装置3の発電電力によって駆動用モータ1を駆動している場合にあっては、モータジェネレータ6の慣性回転エネルギーによりエンジン5の回転が維持されている状態で、該エンジン5の再始動運転制御を行うようにしている。
At this time, when the drive motor 1 is driven by the electric power of the
このように制御装置4は、強電システムの異常によりバッテリ2からの電力供給が遮断された状況下であっても、フェイルセーフ機能してエンジン5を始動させることで、発電装置3を稼動してその発電電力により駆動用モータ1の駆動制御を行って、車両の走行の継続を可能としている。
As described above, the control device 4 operates the
この制御装置4の制御動作の一例をフローチャートと共に以下に詳述する。 An example of the control operation of the control device 4 will be described in detail below together with a flowchart.
図2は、発電装置3を稼動してその発電電力を用いて車両走行し、あるいはバッテリ2に充電している際に、該バッテリ2の異常を検知した際の制御フローを示している。
FIG. 2 shows a control flow when an abnormality of the
ステップS11では、前述の電流センサあるいは電圧センサによってバッテリ2の異常を判断する。ステップS11でバッテリ2の異常が検知されるとステップS12に進む。
In step S11, abnormality of the
ステップS12では、発電装置3のエンジン5もしくはモータジェネレータ6に設置した回転センサの出力にもとづき、モータジェネレータ6がエンジン5の再始動に必要な回転状態にあるかを判断し、最低下限の回転数以上であればステップS13へ進む。モータジェネレータ6の回転が最低下限である場合は、ステップS15へ進んで、バッテリ2の電力利用によってモータジェネレータ6の回転を最低回転数以上に高めておく。
In step S12, based on the output of the rotation sensor installed in the
ステップS13では、メインリレー9をオフ作動してバッテリ2を電気回路から切り離し、あるいはバッテリ2の充放電を禁止して駆動用モータ1およびまたは発電装置3への電力供給を遮断する。これにより、強電システムが停止して発電装置3のエンジン5の運転が停止するが、該エンジン5はモータジェネレータ6の慣性回転エネルギーによって再始動可能な回転状態が維持されている。
In step S <b> 13, the
そして、ステップS14では、このモータジェネレータ6の慣性回転エネルギーによるエンジン5の回転維持状態の下で、燃料噴射量,吸入空気量、点火時期等の制御を行ってエンジン5を再始動させる。
In step S14, the
図3に、この強電システムの停止からエンジン5の再始動に亘るエンジン回転の変化をタイムチャートにして示す。
FIG. 3 is a time chart showing changes in engine rotation from the stop of the high-power system to the restart of the
このように、発電装置3の稼動中にバッテリ2の異常により、該バッテリ2から駆動用モータ1およびまたは発電装置3への電力供給を遮断して強電システムを停止した際でも、モータジェネレータ6の慣性回転エネルギーの利用の下にエンジン5の回転が持続されている間にこれを再始動させることができる。この結果、エンジン始動のための専用のスタータや予備バッテリを必要とすることがなく、エンジン5の再始動による発電装置3の稼動によって、図4のタイムチャートに示すように発電装置3から駆動モータ1への電力供給を行って、車両の走行の継続を可能とすることができる。
Thus, even when the high-voltage system is stopped by shutting off the power supply from the
特に、本実施形態では、エンジン5の再始動制御の処理動作を強電システムが停止する前に実行するため、上述のようにモータジェネレータ6の慣性回転エネルギーが不足している場合には、バッテリ2の電力を利用してモータジェネレータ6の回転を高めて、エンジン5の再始動を適切に行わせることができる。
In particular, in this embodiment, since the processing operation of the restart control of the
しかも、この再始動制御は、モータジェネレータ6の回転をエンジン再始動に必要な最低下限の回転数以上に維持した状態で行うため、エンジン5の再始動を確実に行わせることができる。
In addition, since the restart control is performed in a state where the rotation of the
図5は、バッテリ2の電力により駆動用モータ1を駆動して車両走行する、所謂バッテリ走行している際に、バッテリ2の異常を検知した際の制御フローを示している。
FIG. 5 shows a control flow when an abnormality of the
ステップS21では、前述の電流センサあるいは電圧センサによってバッテリ2の異常を判断する。ステップS21でバッテリ2の異常が検知されるとステップS22へ進む。
In step S21, abnormality of the
ステップS22では、駆動用モータ1の運転を力行状態から回生状態へ切り替えて、該駆動用モータ1の慣性回転エネルギー、即ち、回生エネルギー(電力)を発生させる。 In step S22, the operation of the drive motor 1 is switched from the power running state to the regenerative state, and inertial rotational energy of the drive motor 1, that is, regenerative energy (electric power) is generated.
ステップS23では、メインリレー9をオフ作動してバッテリ2を電気回路から切り離し、あるいはバッテリ2の充放電を禁止して駆動用モータ1およびまたは発電装置3への電力供給を遮断する。
In step S23, the
ステップS24では、駆動用モータ1の回生エネルギーによりモータジェネレータ6を回転駆動させて、エンジン5を上述のエンジン始動に必要な回転数に回転させる。
In step S24, the
そして、ステップS25では、エンジン5の回転維持状態の下で、燃料噴射量,吸入空気量、点火時期等の制御を行ってエンジン5を始動させる。
In step S25, the
このように、車両をバッテリ走行している際にバッテリ2の異常により、該バッテリ2から駆動用モータ1および発電装置3への電力供給を遮断して強電システムを停止した際でも、駆動用モータ1の回生エネルギーによりモータジェネレータ6を回転させて、エンジン5を始動させることができる。従って、この場合にあってもエンジン始動のための専用のスタータや予備バッテリを必要とすることがなく、エンジン5の始動による発電装置3の稼動によって、該発電装置3から駆動用モータ1への電力供給を行って車両の走行の
継続を可能とすることができる。
In this way, even when the
なお、発電装置3を稼動している発電走行中にバッテリ2の異常により強電システムを停止した場合に、この駆動用モータ1の回生エネルギーを、前述のエンジン5の再始動に利用することも勿論可能である。
Of course, when the high-power system is stopped due to the abnormality of the
ここで、車両の放置中にバッテリ2が異常状態となって車両の起動が不可能となったり、図2,図5の処理手順でエンジン5の始動を試みたにも拘わらず、燃料の着火不良等によってエンジン5を始動できなかった場合が考えられる。
Here, although the
図6は、このような場合に、車両を牽引する等して、駆動用モータ1の回生エネルギーを利用してエンジン5を始動する際の制御フローを示している。
FIG. 6 shows a control flow when the
ステップS31でバッテリ2の異常が確認され、ステップS32で強電システムを停止している状態で車両を牽引もしくは押して走行状態にすると、ステップS33で駆動用モータ1の回生エネルギーの発生を判断する。ステップS33で駆動用モータ1の回生エネルギーの発生が確認されると、図5の制御フローと同様にステップS24,ステップS25でこの駆動用モータ1の回生エネルギーを用いたモータジェネレータ6、およびエンジン5の回転を行わせ、該エンジン5の運転制御を開始してエンジン5を始動させる。
When the abnormality of the
即ち、通常のガソリン車と同様の車両の押し掛け、あるいは牽引によるエンジン5の始動が可能となる。
That is, it is possible to start the
図7は、本発明の第2実施形態のシステム構成を示している。 FIG. 7 shows the system configuration of the second embodiment of the present invention.
本実施形態では、前述の各制御フローの実行によるエンジン5の始動によってモータジェネレータ6で発電された電力を、駆動用モータ1の他に、各種の車載電装部品へ供給制御可能としている。
In the present embodiment, the power generated by the
バッテリ2が電気回路から切り離され、あるいはバッテリ2の充放電が禁止されている状態では、エンジン5が駆動し続ける場合、駆動用モータ1の力行運転により消費される電力よりも余剰の分を消費する必要がある。
In the state where the
そこで、本実施形態にあっては、発電装置3の発電電力を、例えば、エアコン用のコンプレッサ10や暖房用ヒータ11に、およびDC/DCコンバータ12を介して12V系の車載電装部品13に供給するようにしている。
Therefore, in the present embodiment, the power generated by the
これにより、余剰電力の処理を適切に行って、車両の走行継続を可能とすることができる。 Thereby, the surplus electric power can be appropriately processed to allow the vehicle to continue running.
1…駆動用モータ
2…バッテリ
3…発電装置
4…制御装置
5…エンジン
6…モータジェネレータ
10,11,12,13…車載電装部品
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Drive
Claims (6)
前記駆動用モータに電力供給を行う充放電可能なバッテリと、
前記駆動用モータあるいはバッテリへの電力供給のための発電を行うエンジンとモータジェネレータとからなる発電装置と、
これら駆動用モータ,バッテリ,発電装置の強電システムを制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記強電システムの異常時に、前記バッテリから前記駆動用モータおよびまたは前記発電装置への電力供給を遮断し、かつ、前記駆動用モータもしくはモータジェネレータの慣性回転エネルギーの利用の下に前記エンジンを始動させて、前記発電装置を稼動可能としたことを特徴とする電動車両の制御装置。 A drive motor;
A chargeable / dischargeable battery that supplies power to the drive motor;
A power generator comprising an engine and a motor generator for generating power for supplying power to the drive motor or battery;
A control device for controlling the drive motor, the battery, and the high power system of the power generator, and
The control device shuts off the power supply from the battery to the drive motor and / or the power generator when the high-power system is abnormal, and uses the inertial rotational energy of the drive motor or motor generator. A control device for an electric vehicle, wherein the power generation device is operable by starting the engine.
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JP2015524362A (en) * | 2012-07-04 | 2015-08-24 | ボルボ トラック コーポレイション | Method for controlling a hybrid vehicle electrical device |
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2010
- 2010-11-12 JP JP2010253796A patent/JP2012101748A/en active Pending
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