DE112013004242T5 - Elektrofahrzeug-Antriebssystem - Google Patents

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Kazuto Oyama
Hideki Miyazaki
Katsuhiro Hoshino
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Hitachi Automotive Systems Ltd
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Abstract

Um ein Elektrofahrzeug-Antriebssystem, welches fähig ist, eine Verbesserung der Fahrstabilität des Fahrzeugs beim Beenden eines Regenerationsbetriebs während des Betriebs einer regenerativen kooperativen Bremse zu unterstützen, bereitzustellen, diagnostiziert bei dem Elektrofahrzeug-Antriebssystem eine Batteriesteuereinheit 310 bei Erkennen während des Steuerns der regenerativen kooperativen Bremse, dass ein Batteriezustand ein nicht ladbarer Zustand ist, ob eine Batterie 300 ladbar ist, und gibt sie bei Entscheiden aufgrund eines Diagnoseergebnisses, dass sie nicht ladbar ist, ein Ausfallsignal aus. Dann führt eine Steuereinheit 210 für eine drehende elektrische Maschine bei Empfangen eines Ausfallvorhersagesignals, während die regenerative kooperative Bremse gesteuert wird, eine Verlusterhöhungssteuerung zum Erhöhen eines inneren Verlusts einer drehenden elektrischen Maschine 900 und Verringern einer regenerativen elektrischen Leistung einer regenerativen Bremse bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung des Drehmoments der drehenden elektrischen Maschine 900 auf dem der regenerativen Bremskraft entsprechenden regenerativen Drehmoment aus.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein in ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug, welches eine regenerative kooperative Bremsensteuerung durchführt, einzubauendes Elektrofahrzeug-Antriebssystem.
  • Stand der Technik
  • In einem Elektromotor-Auto wie einem Hybridfahrzeug, einem Elektrofahrzeug und so weiter, welches dafür eingerichtet ist, Räder unter Verwendung einer Antriebskraft einer drehenden elektrischen Maschine anzutreiben, wird die drehende elektrische Maschine, wenn eine Fahrzeuggeschwindigkeit geregelt und das Fahrzeug gebremst werden soll, regenerativ betrieben, um eine Bremskraft zu erzeugen, und wird eine dabei erzeugte regenerative elektrische Leistung in eine Batterie zurückgespeist, um diese damit zu laden, wodurch eine kinetische Energie des Fahrzeugs wirkungsvoll genutzt wird. Übrigens wird im Folgenden ein Motor, ein Generator und ein Motor/Generator allgemein als die drehende elektrische Maschine bezeichnet.
  • Das heißt, obwohl in einem herkömmlichen Fahrzeug die kinetische Energie des Fahrzeugs durch eine Reibungsbremse in Reibungswärme umgewandelt und beim Bremsen vergeudet wurde, wird in einem mit einer regenerativen kooperativen Bremsanlage ausgestatteten Elektromotor-Auto eine durch den Fahrer angeforderte Bremskraft in eine Reibungsbremskraft und eine regenerative Bremskraft aufgeteilt und wird ein Teil der kinetischen Energie des Fahrzeugs als eine regenerative elektrische Leistung zurückgewonnen, um die Batterie damit zu laden. Jedoch wird, da der Teil der Bremskraft der regenerativen Bremskraft der drehenden elektrischen Maschine zugeteilt ist, in einem Fall, in welchem ein Batterieausfall auftritt und das Laden und Entladen unterbunden werden, während die regenerative kooperative Bremse betrieben wird, wenn ein Regenerationsbetrieb der drehenden elektrischen Maschine unmittelbar beendet wird, die Bremskraft unzureichend und wird das Fahrverhalten des Fahrzeugs instabil und der Fahrer wird beunruhigt.
  • Zum Beispiel ist als Steuerung in einem Fall, in welchem die Abnahme elektrischer Leistung durch die Batterie eingeschränkt ist, ein Verfahren bekannt, bei welchem ein Leistungserzeugungs-Wirkungsgrad durch Ändern der Phase von Strömen verringert wird, um einen Leistungserzeugungsbetrag zu verringern, ohne das Drehmoment der drehenden elektrischen Maschine zu ändern (zum Beispiel Patentliteratur 1).
  • Druckschriftenverzeichnis
  • Patentliteratur
    • Patentliteratur 1: Japanische ungeprüfte Patentanmeldungs-Veröffentlichung Nr. 2000-152409
  • Kurzbeschreibung der Erfindung
  • Technisches Problem
  • Jedoch ist in der Beschreibung in Patentliteratur 1 kein vorteilhaftes Verfahren bezüglich des Problems einer Fahrinstabilität eines Fahrzeugs, welche mit einem Beenden des Regenerationsbetriebs, während die regenerative kooperative Bremse betrieben wird, zusammenhängt, angegeben.
  • Problemlösung
  • Die Erfindung nach Anspruch 1 ist ein Elektrofahrzeug-Antriebssystem, enthaltend eine Batterieüberwachungseinheit, welche in ein mit einer regenerativen kooperativen Bremsensteuereinrichtung ausgestattetes elektrisch angetriebenes Fahrzeug eingebaut ist und den Zustand einer in das elektrisch angetriebene Fahrzeug eingebauten Batterie überwacht, und eine Steuereinheit für die drehende elektrische Maschine, welche eine drehende elektrische Maschine des elektrisch angetriebenen Fahrzeugs steuert, wobei die Batterieüberwachungseinheit bei Erkennen während des Steuerns einer regenerativen kooperativen Bremse, dass der Batteriezustand ein nicht ladbarer Zustand ist, diagnostiziert, ob die Batterie ladbar ist, und bei Entscheiden aufgrund eines Diagnoseergebnisses, dass sie nicht ladbar ist, ein Nicht-ladbar-Signal ausgibt, und die Steuereinheit für die drehende elektrische Maschine bei Empfangen des Nicht-ladbar-Signals während des Steuerns der regenerativen kooperativen Bremse eine Verlusterhöhungssteuerung zum Erhöhen eines inneren Verlusts der drehenden elektrischen Maschine und Verringern einer regenerativen elektrischen Leistung einer regenerativen Bremse ausführt, während das Drehmoment der drehenden elektrischen Maschine auf dem der Kraft der obenerwähnten regenerativen Bremse entsprechenden regenerativen Drehmoment aufrechterhalten wird.
  • Vorteilhafte Auswirkungen der Erfindung
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine Verbesserung der Fahrstabilität des Fahrzeugs beim Beenden eines Regenerationsbetriebs während des Betriebs der regenerativen kooperativen Bremse unterstützt werden, indem die Verlusterhöhungssteuerung zum Verringern der generativen elektrischen Leistung während des Betriebs der regenerativen kooperativen Bremse durchgeführt wird.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist ein Schaubild, welches eine Konfiguration eines Elektromotor-Autos 1 zeigt, für welches ein Elektrofahrzeug-Antriebssystem verwendet wurde.
  • 2 ist ein Blockschaubild, welches wesentliche Teile des elektrisch angetriebenen Fahrzeugs 1 zeigt.
  • 3 ist ein Schaubild, welches eine Konfiguration eines Stromrichters 200 zeigt.
  • 4 ist ein Schaubild, welches eine Steuereinheit 210 für die drehende elektrische Maschine zeigt.
  • 5 ist ein Schaubild, welches ein Beispiel eines Stromkennfelds zeigt.
  • 6 ist ein Schaubild, welches eine Änderung des Zuteilungszustands einer Reibungsbremse und einer regenerativen Bremse während des Betriebs einer regenerativen kooperativen Bremse zeigt.
  • 7 ist ein Schaubild, welches eine Geschwindigkeit des Elektromotor-Autos 1 während des Betriebs der regenerativen kooperativen Bremse zeigt.
  • 8 ist ein Schaubild, welches einen Prozess zum Umschalten zwischen der Reibungsbremse und der regenerativen Bremse während des Betriebs der regenerativen kooperativen Bremse zeigt.
  • 9 ist ein Schaubild, welches eine Batteriesteuereinheit 310 und eine Batterie 300 zeigt.
  • 10 ist ein Schaubild, welches ein Beispiel einer Batterieabnormalität zeigt.
  • 11 ist ein Schaubild, welches die Reibungsbremskraft und die regenerative Bremskraft in einem Fall zeigt, in welchem ein Außerkraftsetzungsvorgang unverzüglich durchgeführt wurde.
  • 12 ist ein Schaubild, welches einen Prozess zum Außerkraftsetzen der regenerativen kooperativen Bremse in der vorliegenden Ausführungsform zeigt.
  • 13 ist ein Schaubild, welches einen Prozess zur Batteriediagnose der Batteriesteuereinheit 310 in der vorliegenden Ausführungsform zeigt.
  • 14 ist ein Schaubild, welches einen Batteriezustand in einem Fall, in welchem ein Ausfallvorhersagesignal und ein Ausfallsignal auszugeben sind, zeigt.
  • 15 ist ein Schaubild, welches einen Batteriezustand in einem Fall, in welchem das Ausfallvorhersagesignal und ein Ausfallaufhebungssignal auszugeben sind, zeigt.
  • 16 ist ein Schaubild, welches eine Beziehung zwischen einem regenerativen Drehmoment und einer Stromphase zeigt.
  • 17 ist ein Vektordiagramm eines d-Achsen-Stroms Id und eines q-Achsen-Stroms Iq in der Stromphase an einem Punkt Ph1.
  • 18 ist ein Vektordiagramm des d-Achsen-Stroms Id und des q-Achsen-Stroms Iq in der Stromphase an einem Punkt Pj1.
  • 19 ist ein Schaubild, welches ein Stromkennfeld 220a einer in 4 gezeigten Strombefehls-Berechnungseinheit 220 detaillierter zeigt.
  • 20 ist ein Schaubild, welches ein erstes Beispiel eines Schutzbetriebs zeigt.
  • 21 ist ein Schaubild, welches einen Fall zeigt, in welchem im ersten Beispiel keine Ausfallaufhebung durchgeführt wird und ein Batterieausfall erledigt wurde.
  • 22 ist ein Schaubild, welches ein zweites Beispiel des Schutzbetriebs zeigt.
  • 23 ist ein Schaubild, welches ein drittes Beispiel des Schutzbetriebs zeigt.
  • 24 ist ein Schaubild zur Beschreibung eines Stromkennfelds im dritten Beispiel.
  • 25 ist ein Schaubild, welches eine Beziehung zwischen dem regenerativen Drehmoment und der Stromphase in einem Fall zeigt, in welchem eine Vielzahl von Verlusterhöhungs-Stromkennfeldern bereitzustellen ist.
  • 26 ist ein Schaubild zur Beschreibung einer zweiten Ausführungsform.
  • Beschreibung von Ausführungsformen
  • Im Folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung anhand der Zeichnungen beschrieben.
  • – Erste Ausführungsform –
  • 1 ist ein Schaubild, welches eine Konfiguration des Elektromotor-Autos 1 zeigt, für welches ein Elektrofahrzeug-Antriebssystem der vorliegenden Ausführungsform verwendet wurde. Übrigens kann es, obwohl ein Elektrofahrzeug (im folgenden als das „EV” bezeichnet) als ein Beispiel des in 1 gezeigten Elektromotor-Autos 1 gezeigt ist, entsprechend für Elektromotor-Autos wie ein Hybridfahrzeug (im Folgenden als das „HEV” bezeichnet) und so weiter verwendet werden.
  • Eine drehende elektrische Maschine 900 erzeugt ein Drehmoment zum Antreiben eines Fahrzeugs. Darüber hinaus hat die drehende elektrische Maschine 900 nicht nur eine Funktion des Erzeugens eines Drehmoments, sondern auch eine Funktion (eine Regenerationsfunktion) des Umwandelns der kinetischen Bewegungsenergie in elektrische Leistung, wenn ihm umgekehrt die kinetische Bewegungsenergie des Fahrzeugs als das Drehmoment eines Rads 10 zugeführt wird. Die drehende elektrische Maschine 900 ist zum Beispiel eine Wechselstrom-Synchronmaschine oder eine Wechselstrom-Asynchronmaschine und verfügt über einen Ständer und einen Läufer (nicht gezeigt), und der Ständer ist mit Ständerwicklungen für drei Phasen, zum Beispiel eine U-Phase, eine V-Phase und eine W-Phase, versehen. Die drehende elektrische Maschine 900 arbeitet wie oben erwähnt je nach dem Antriebsverfahren als ein Motor oder als ein Generator.
  • In einem Fall, in welchem die drehende elektrische Maschine 900 in ein Fahrzeug eingebaut werden soll, ist es wünschenswert, eine hohe Leistung bei kleiner Bauform zu erzielen, und eignet sich ein permanentmagnet-erregter Synchronmotor, welcher einen Magneten wie Neodym und so weiter im Läufer (nicht gezeigt) verwendet. Darüber hinaus weist der permanentmagnet-erregte Synchronmotor gegenüber einem Asynchronmotor eine geringere Wärmeerzeugung im Läufer auf und ist er auch in dieser Hinsicht hervorragend in einem Fahrzeug einsetzbar. In der vorliegenden Ausführungsform wird die drehende elektrische Maschine 900 als ein permanentmagnet-erregter Drehstrom-Synchronmotor beschrieben.
  • Das Elektromotor-Auto 1 ist mit einem linken und einem rechten Vorderrad 10FR und 10FL und einem linken und einem rechten Hinterrad 10RR und 10RL ausgestattet. Das Ausgangsdrehmoment der drehenden elektrischen Maschine 900 wird über ein Getriebe 40 und ein Differential 30F zum linken und rechten Vorderrad 10FR und 10FL übertragen. Obwohl das Elektromotor-Auto 1 in der vorliegenden Ausführungsform anhand eines Vorderradantriebs-EV als Beispiel beschrieben wird, können auch Hinterradantriebs- und Allradantriebs-EVs und -HEVs möglich sein.
  • Andererseits wird beim Betreiben einer regenerativen Bremse ein Drehmoment von den Rädern zur drehenden elektrischen Maschine 900 übertragen und erzeugt die drehende elektrische Maschine 900 auf der Grundlage des an sie gelieferten Drehmoments Wechselstrom (regenerative elektrische Leistung). Der erzeugte Wechselstrom wird durch den Stromrichter 200 in Gleichstrom umgewandelt wie später beschrieben und wird zum Laden der Batterie 300 verwendet. Die gespeicherte Energie wird wieder als Antriebsenergie zum Fahren genutzt. Übrigens wurden Signale eines Drehungssensors 920 und eines Temperatursensors 930, welche an der drehenden elektrischen Maschine 900 vorgesehen sind, über eine Signalleitung 290 in die Steuereinheit 210 für die drehende elektrische Maschine des Stromrichters 200 geholt.
  • Der Stromrichter 200 ist ein mit der Steuereinheit 210 für die drehende elektrische Maschine ausgestatteter Umrichter. Wenn die drehende elektrische Maschine 900 zum Antrieb dienen soll, wandelt der Stromrichter 200 den Gleichstrom aus der Batterie 300 in den Wechselstrom um und speist er diesen in die drehende elektrische Maschine 900. Wenn die drehende elektrische Maschine regenerativ betrieben werden soll, wandelt der Stromrichter 200 den durch die drehende elektrische Maschine 900 erzeugten Wechselstrom (die erzeugte regenerative elektrische Leistung) in den Gleichstrom um und lädt er die Batterie 300 damit. Die drehende elektrische Maschine 900 und der Stromrichter 200 sind durch Wechselstrom-Leitungssätze 400 (für drei Phasen, die U-Phase, die V-Phase und die W-Phase) miteinander verbunden. Der Stromrichter 200 und die Batterie 300 sind durch Gleichstrom-Leitungssätze 450P und 450N miteinander verbunden. Die elektrische Leistung kann bidirektional geliefert und empfangen werden – von der drehenden elektrischen Maschine 900 über den Stromrichter 200 zur Batterie 300 oder von der Batterie 300 über den Stromrichter 200 zur drehenden elektrischen Maschine 900.
  • Die Batterie 300 besteht zum Beispiel aus einer NiMH-(Nickel-Metallhydrid-)Batterie, einer Li-Ion-(Lithiumionen-)Batterie und so weiter und ist mit der Batteriesteuereinheit 310 ausgestattet. Einzelheiten einer Konfiguration der Batterie 300 werden später beschrieben. Ein Relais 450a ist in den Gleichstrom-Leitungssätzen 450P und 450N, welche den Stromrichter 200 und die Batterie 300 miteinander verbinden, vorgesehen, und der Stromrichter und die Batterie 300 können über dieses Relais 450a mechanisch miteinander verbunden und voneinander getrennt werden.
  • Eine regenerative kooperative Bremsanlage 500 ist mit einer Bremsensteuereinheit 510 ausgestattet. Die regenerative kooperative Bremsanlage 500 berechnet eine Bremskraft, welche ein Fahrer anfordert, auf der Grundlage eines Pedalweg-Betrags eines Bremspedals und sendet sie an ein Fahrzeug-Steuergerät 100. Darüber hinaus erzeugt sie die Bremskraft gemäß einem Befehl vom Fahrzeug-Steuergerät 100. Während des regenerativen kooperativen Bremsens erzeugt sie die Bremskraft in der Höhe, in welcher regenerative Bremskraft von der Gesamtbremskraft, welche der Fahrer anfordert, abgezogen wurde. Für einen Betrieb der regenerativen kooperativen Bremse erhebliche Einzelheiten werden später beschrieben. Die regenerative kooperative Bremsanlage 500 ist über eine Bremshydraulikleitung 520 mit einem Bremssattel 20FR des rechten Vorderrads und einem Bremssattel 20RL des linken Hinterrads verbunden und ist über Bremshydraulikleitung 530 mit dem Bremssattel 20FR des linken Vorderrads und dem Bremssattel 20R1 des rechten Hinterrads verbunden. Die Bremskraft wird durch den Bremshydraulikdruck auf die Räder 10FR, 10FL, 10RR und 10RL übertragen.
  • Das Fahrzeug-Steuergerät 100 ist die höchstrangige Steuereinrichtung, welche das Fahrzeug auf eine zusammengefasste Weise verwaltet. Das Fahrzeug-Steuergerät 100 und die Bremsensteuereinheit 510 sind über ein erstes CAN 110 miteinander verbunden, und das Fahrzeug-Steuergerät 100, die Steuereinheit 210 für die drehende elektrische Maschine und die Batteriesteuereinheit 310 sind über ein zweites CAN 120 miteinander verbunden, um über die CANs miteinander zu kommunizieren.
  • Nun wird eine Steuerblock-Konfiguration des Elektromotor-Autos 1 der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. 2 ist ein wesentliche Teile des elektrisch angetriebenen Fahrzeugs 1 zeigendes Blockschaubild und zeigt das Fahrzeug-Steuergerät 100, den Stromrichter 200, die Batteriesteuereinrichtung 310, die regenerative kooperative Bremsanlage 500 und die drehende elektrische Maschine 900. Wenn der Fahrer auf ein Gaspedal (nicht gezeigt) tritt oder auf die Bremse tritt, sendet das Fahrzeug-Steuergerät 100 einen Drehmomentbefehl T* für Motor- oder Regenerationsbetrieb mit Berücksichtigung eines Batterieinformationen (SOC (Ladezustand) und Gesamtspannung) enthaltenden Signals und so weiter, welche über das zweite CAN 120 von der Batteriesteuereinheit 310 erfasst wurden, an die Steuereinheit 210 für die drehende elektrische Maschine, um das Elektromotor-Auto 1 zu steuern.
  • Ein Bremspedalhubsensor 500a, welcher den Bremspedalweg-Betrag, wenn der Fahrer die Bremse getreten hat, erfasst, ist an der regenerativen kooperativen Bremsanlage 500 vorgesehen. Eine Berechnungseinheit 510a für die durch den Fahrer angeforderte Bremskraft, welche die Bremskraft, die der Fahrer anfordert, auf der Grundlage eines Ergebnisses einer Erfassung durch den Bremspedalhubsensor 500a berechnet, ist an der Bremsensteuereinheit 510 der regenerativen kooperativen Bremsanlage 500 vorgesehen. Die berechnete durch den Fahrer angeforderte Bremskraft wird über das erste CAN 110 an das Fahrzeug-Steuergerät 100 gesendet.
  • Eine Recheneinheit 100a zur Verteilung von regenerativer Bremskraft und Reibungsbremskraft ist am Fahrzeug-Steuergerät 100 vorgesehen. Beim Betreiben der regenerativen kooperativen Bremse wird ein Teil der durch den Fahrer angeforderten Bremskraft der regenerativen Bremskraft zugeteilt. Die Recheneinheit 100a zur Verteilung von regenerativer Bremskraft und Reibungsbremskraft berechnet einen Zuteilungsbetrag auf der Grundlage der empfangenen durch den Fahrer angeforderten Bremskraft so, dass die Fahrstabilität des Elektromotor-Auto 1 sichergestellt ist und dem Fahrer bei der Bremsenumschaltung kein seltsames Gefühl vermittelt wird. Das Fahrzeug-Steuergerät 100 sendet einen die der Reibungsbremse zugeteilte Bremskraft betreffenden Befehl über das erste CAN 110 an die Bremsensteuereinheit 510. Darüber hinaus wird ein die zugeteilte regenerative Bremskraft betreffender Befehl als der Drehmomentbefehl T* über das zweite CAN 120 an die Steuereinheit 210 für Drehelektrizität gesendet. Übrigens sendet das Fahrzeug-Steuergerät 100 den Drehmomentbefehl T* zum Ansteuern der drehenden elektrischen Maschine 900 ungeachtet des Motor- und Regenerationsbetriebs an die Steuereinheit 210 für Drehelektrizität.
  • 3 ist ein Schaubild, welches eine Konfiguration des Stromrichters 200 zeigt. Der Stromrichter 200 ist mit einer Umrichterschaltung 204, der Steuereinheit 210 für die drehende elektrische Maschine, einer Treiberschaltung 210a, einem Glättungskondensator 205 und einem Stromsensor 280 ausgestattet. Wenn die drehende elektrische Maschine 900 zum Antrieb dienen soll, wird der Gleichstrom aus der Batterie 300 von der Batterie 300 über die Gleichstrom-Leitungssätze 450P und 450N an eine Pluselektroden-Seite 205P und eine Minuselektroden-Seite 205N des Glättungskondensators 205 gesendet und wird er in die Umrichterschaltung 204 gespeist. Der Gleichstrom wird durch die Umrichterschaltung 204 in den Wechselstrom umgewandelt und wird in die drehende elektrische Maschine 900 gespeist. Andererseits, wenn die drehende elektrische Maschine 900 zum Regenerieren dienen soll, wird der Wechselstrom durch Drehen der drehenden elektrischen Maschine 900 mit dem Drehmoment von den Rädern erzeugt und wird dieser Wechselstrom durch die Umrichterschaltung 204 in den Gleichstrom umgewandelt. Der umgewandelte Gleichstrom wird von der Pluselektroden-Seite 205P und der Minuselektroden-Seite 205N des Glättungskondensators 205 über die Gleichstrom-Leitungssätze 450P und 450N in die Batterie 300 gespeist, und die Batterie 300 wird damit geladen.
  • Wie in 3 gezeigt, ist die Umrichterschaltung 204, welche den Gleichstrom in den Wechselstrom umwandelt, mit sechs Schaltelementen 201U, 202U, 201V, 202V, 201W und 202W ausgestattet. Als Schaltelemente werden IGBTs, MOSFETs und so weiter verwendet. Eine Emitterelektrode des Schaltelements 201U und eine Kollektorelektrode des Schaltelements 202U, eine Emitterelektrode des Schaltelements 201U und eine Kollektorelektrode des Schaltelements 202U und an Emitterelektrode des Schaltelements 201U und a Kollektorelektrode des Schaltelements 202U sind jeweils elektrisch miteinander verbunden. Die Kollektorelektroden der Schaltelemente 201U, 201V und 201W sind über den Gleichstrom-Leitungssatz 450P mit der Pluselektroden-Seite der Batterie 300 elektrisch verbunden. Die Emitterelektroden der Schaltelemente 202U, 202V und 202W sind über den Gleichstrom-Leitungssatz 450N mit der Minuselektroden-Seite der Batterie 300 elektrisch verbunden.
  • Ein Verbindungspunkt 203U zwischen den in Reihe geschalteten Schaltelementen 201U und 202U ist mit einem Ende einer U-Phasen-Wicklung 900U der drehenden elektrischen Maschine 900 verbunden. Desgleichen ist ein Verbindungspunkt 203V zwischen den Schaltelementen 201V und 202V mit einem Ende einer V-Phasen-Wicklung 900V der drehenden elektrischen Maschine 900 verbunden und ist ein Verbindungspunkt 203W zwischen den Schaltelementen 201W und 202W mit einem Ende einer W-Phasen-Wicklung 900W der drehenden elektrischen Maschine 900 verbunden. Die anderen Enden der U-Phasen-Wicklung 900U, der V-Phasen-Wicklung 900V und der W-Phasen-Wicklung 900W sind an einem Sternpunkt 900N miteinander verbunden. Die Treiberschaltung 210a erzeugt ein Ansteuersignal zum Durchschalten oder Sperren der Schaltelemente 201U, 201V und 201W und der Schaltelemente 202U, 202V und 202W auf der Grundlage eines aus einer Gate-Steuersignal-Berechnungseinheit 250 der Steuereinheit 210 für die drehende elektrische Maschine ausgegebenen Gate-Steuersignals.
  • Der in 2 gezeigte Stromsensor 280 erfasst Wechselströme dreier Phasen Iu, Iv und Iw, welche durch die U-Phasen-Wicklung 900U, die V-Phasen-Wicklung 900V und die W-Phasen-Wicklung 900W der drehenden elektrischen Maschine 900 fließen. Die erfassten Stromwerte Iu, Iv und Iw werden in die Steuereinheit 210 für die drehende elektrische Maschine eingegeben. Die drehende elektrische Maschine 900 ist mit dem Drehungssensor 920 und dem Temperatursensor 930 ausgestattet. Ein aus dem Drehungssensor 920 ausgegebenes Drehungssensorsignal wird in eine Positions- und Geschwindigkeits-Recheneinheit 260 der Steuereinheit 210 für die drehende elektrische Maschine eingegeben. Darüber hinaus erfasst der Temperatursensor 930 eine Wicklungstemperatur mindestens einer der U-Phasen-Wicklung 900U, der V-Phasen-Wicklung 900V und der W-Phasen-Wicklung 900W, welche am Ständer (nicht gezeigt) der drehenden elektrischen Maschine 900 vorgesehen sind. Die erfasste Wicklungstemperatur (ein Temperatursensorsignal) wird in die Strombefehls-Berechnungseinheit 220 der Elektromotor-Steuereinheit 210 eingegeben.
  • 4 ist ein Schaubild, welches die Steuereinheit 210 für die drehende elektrische Maschine zeigt. Die Steuereinheit 210 für die drehende elektrische Maschine ist mit der Strombefehls-Berechnungseinheit 220, einer Stromsteuereinheit 230, einem Zweiphasen/Dreiphasen-Wandler 240a, einem Dreiphasen/Zweiphasen-Wandler 240b, der Gate-Steuersignal-Recheneinheit 250 und der Positions- und Geschwindigkeits-Recheneinheit 260 ausgestattet. Darüber hinaus ist die Strombefehls-Berechnungseinheit 220 mit dem Stromkennfeld 220a, einer Berechnungseinheit 220b für das tatsächlich erzeugte Drehmoment, einer Batteriediagnose-Entscheidungseinheit 220c und einer Stromkennfeld-Auswähleinheit 220d ausgestattet.
  • Die Positions- und Geschwindigkeits-Recheneinheit 260 berechnet auf der Grundlage des aus dem Drehungssensor 920 eingegebenen Drehungssensorsignals eine Magnetpol-Position θd und eine Winkelgeschwindigkeit ωr des Läufers (nicht gezeigt) der drehenden elektrischen Maschine 900. Die Magnetpol-Position θd wird in den Zweiphasen/Dreiphasen-Wandler 240a, welcher von einem d-q-Achsen-(Zweiphasen-)System in ein UVW-(Dreiphasen-)System umwandelt, und den Dreiphasen/Zweiphasen-Wandler 240b, welcher vom UVW-(Dreiphasen-)System in das d-q-Achsen-(Zweiphasen-)System umwandelt, welches jeweils bei einer Umrechnung in jedem derselben zu verwenden ist, eingegeben. Darüber hinaus wird die berechnete Winkelgeschwindigkeit ωr in die Strombefehls-Berechnungseinheit 220 eingegeben.
  • Im Dreiphasen/Zweiphasen-Wandler 240b werden die aus dem Stromsensor 280 eingegebenen Stromwerte Iu, Iv und Iw auf der Grundlage der aus der Positions- und Geschwindigkeits-Recheneinheit 260 eingegebenen Magnetpol-Position θd in d- und q-Achsen-Ströme Idc und Iqc umgewandelt. Die umgewandelten Ströme der d- und der q-Achse, Idc und Iqc, werden in einen d-Achsen-Strombefehl Id* und einen q-Achsen-Strombefehl Iq*, welche diejenigen vor Eingabe in die Stromsteuereinheit 230 sind, zurückgeführt (negative Rückführung). Darüber hinaus werden auch der d- und der q-Achsen-Strom Idc und Iqc in die Berechnungseinheit 220b für das tatsächlich erzeugte Drehmoment eingegeben. Die Berechnungseinheit 220b für das tatsächlich erzeugte Drehmoment berechnet aus den Strömen Idc und Iqc, welche tatsächlich durch die drehende elektrische Maschine 900 fließen, das tatsächlich erzeugte Drehmoment Ta. Das berechnete tatsächlich erzeugte Drehmoment Ta wird über das zweite CAN 120 an das Fahrzeug-Steuergerät 100 gesendet.
  • Die Strombefehls-Berechnungseinheit 220 der Steuereinheit 210 für die drehende elektrische Maschine sucht auf der Grundlage der aus der Positions- und Geschwindigkeits-Recheneinheit 260 eingegebenen Magnetpol-Position θd und des aus dem Fahrzeug-Steuergerät 100 eingegebenen Drehmomentbefehls T* den d-Achsen-Strombefehl Id* und den q-Achsen-Strombefehl Iq*, welche der drehenden elektrischen Maschine 900 zu geben sind, aus dem Stromkennfeld 220a heraus. Das Stromkennfeld 220a ist dasjenige, in welchem der d-Achsen-Strombefehl Id* und der q-Achsen-Strombefehl Iq*, welche für jeden Arbeitspunkt der drehenden elektrischen Maschine 900, der aus der Winkelgeschwindigkeit ωr und dem Drehmomentbefehl T* ermittelt wird, erforderlich sind, im Voraus abgebildet wurden. Übrigens begrenzt die Strombefehls-Berechnungseinheit 220 die Ausgangsleistung der drehenden elektrischen Maschine 900 im Motor- oder Regenerationsbetrieb entsprechend der aus dem Temperatursensor 930 eingegebenen Wicklungstemperatur auf einen Wert zwischen 0 und 100% des Drehmomentbefehls T* aus dem Fahrzeug-Steuergerät 100.
  • 5 ist ein Schaubild, welches ein Beispiel des Stromkennfelds zeigt. Die waagerechte Achse ist die Winkelgeschwindigkeit ωr (oder eine Drehzahl), und die senkrechte Achse ist der Drehmoment-Befehlswert T*. Die jeweiligen Arbeitspunkte sind rasterartig verteilt, und der d-Achsen-Strombefehl Id* und der q-Achsen-Strombefehl Iq*, welche erforderlich sind, um den Drehmoment Befehlswert T* bei der Winkelgeschwindigkeit ωr zu erhalten, sind in jedem Arbeitspunkt gespeichert. Übrigens werden Daten zwischen den jeweiligen Arbeitspunkten mittels linearer Interpolation und so weiter berechnet.
  • Der d-Achsen-Strombefehl Id* und der q-Achsen-Strombefehl Iq*, welche in der Strombefehls-Berechnungseinheit 220 aus dem Stromkennfeld 220a herausgesucht wurden, werden in die Stromsteuereinheit 230 eingegeben, nachdem der d- und der q-Achsen-Strom Idc und Iqc zurückgeführt wurden (negative Rückführung) wie oben beschrieben. Die Stromsteuereinheit 230 wandelt die eingegebenen d- und q-Achsen-Strombefehle in Spannungs-Befehlswerte (einen d-Achsen-Spannungsbefehl Vdc* und einen q-Achsen-Spannungsbefehl Vqc*) um und gibt sie an den Zweiphasen/Dreiphasen-Wandler 240a aus. Der Zweiphasen/Dreiphasen-Wandler 240a wandelt den d-Achsen-Spannungsbefehl Vdc* und den q-Achsen-Spannungsbefehl Vqc* auf der Grundlage der Magnetpol-Position θd in Spannungsbefehle dreier Phasen Vu*, Vv* und Vw* um. Die Gate-Steuersignal-Berechnungseinheit 250 erzeugt das Steuersignal zum Durchschalten oder Sperren der in der Umrichterschaltung 204 vorgesehenen Schaltelemente auf der Grundlage der Spannungsbefehle dreier Phasen Vu*, Vv* und Vw*.
  • (Beschreibung der regenerativen kooperativen Bremse)
  • Nun wird die Steuerung der regenerativen kooperativen Bremse im Normalbetrieb, das heißt in einem Fall, in welchem ein Spielraum besteht, der ausreicht, um das Laden der Batterie 300 durch regeneratives Laden zuzulassen, beschrieben. Bei der regenerativen kooperativen Bremsensteuerung im Normalbetrieb wird die Steuerung, welche die gleiche wie die herkömmliche ist, auch in der vorliegenden Ausführungsform durchgeführt. Wie zuvor beschrieben, wird während des regenerativen kooperativen Bremsens die Bremskraft, welche der Fahrer anfordert, der Reibungsbremse und der regenerativen Bremse zugeteilt. 6 ist ein Schaubild, welches eine Änderung des Zuteilungszustands der Reibungsbremse und der regenerativen Bremse während des Betriebs der regenerativen kooperativen Bremse zeigt. In 6 zeigt die senkrechte Achse die Bremskraft der Reibungsbremse und der regenerativen Bremse und zeigt die waagerechte Achse eine Zeit. Eine Linie L1 zeigt die Bremskraft der Reibungsbremse, und eine Linie L2 zeigt die Bremskraft der regenerativen Bremse. Darüber hinaus zeigt eine durch eine gestrichelt-punktierte Linie dargestellte Linie L0 die durch den Fahrer angeforderte Bremskraft. Punkte B1 bis B6 auf der Linie L1 und entsprechende Punkte G1 bis G6 auf der Linie L2 zeigen jeweils Punkte zur selben Zeit.
  • Darüber hinaus ist 7 ein Schaubild, welches eine Geschwindigkeit des Elektromotor-Autos 1 während des in 6 gezeigten Betriebs der regenerativen kooperativen Bremse zeigt. Übrigens wird im Folgenden beispielhaft ein Fall, in welchem der Fahrer mit konstanter Kraft auf das Bremspedal tritt, das heißt ein Fall, in welchem die angeforderte Bremskraft konstant ist wie durch die Linie L0 in 6 gezeigt, beschrieben.
  • Wenn der Fahrer an einem Punkt S in 6 auf die Bremse tritt, erhöht die regenerative kooperative Bremsanlage 500 die Reibungsbremskraft entsprechend dem Bremspedalweg-Betrag bis zu einem Punkt B0, um zuerst die durch den Fahrer angeforderte Bremskraft sicherzustellen. Bis zu einem Punkt B1 (G1) wird die durch den Fahrer angeforderte Bremskraft nur mit der Reibungsbremskraft sichergestellt.
  • Der Abschnitt zwischen den Punkten B1 (G1) und B4 (G4) ist ein Abschnitt, in welchem ein Teil eines Reibungsbremsen-Anteils auf einen Regenerativbremsen-Anteil umgeschaltet wird, das heißt, es wird ein sogenannter Umschaltvorgang der regenerativen kooperativen Bremse durchgeführt. In diesem Abschnitt werden [Vorgang 1] bis [Vorgang 4] wie in 8 gezeigt in diesem Abschnitt wiederholt ausgeführt, während die durch Formel (1) ausgedrückte durch den Fahrer angeforderte Bremskraft aufrechterhalten wird, und wird der Teil der Reibungsbremskraft allmählich auf die regenerative Bremskraft umgeschaltet. (Durch den Fahrer angeforderte Bremskraft) = (Reibungsbremskraft) + (regenerative Bremskraft) (1)
  • Obwohl der Umschaltvorgang am Punkt B4 (G4) in 6 beendet wird, wird ein Stromzuteilungsbetrag, das heißt ein Sollbetrag, bis zu dessen Höhe die durch den Fahrer angeforderte Bremskraft von der Reibungsbremskraft auf die regenerative Bremskraft umgeschaltet wird, durch das Fahrzeug-Steuergerät 100 ermittelt. Das Fahrzeug-Steuergerät 100 ermittelt einen Sollwert für die Aufteilung, wobei es die Fahrstabilität des Elektromotor-Autos 1 berücksichtigt und wobei es berücksichtigt, dass dem Fahrer kein seltsames Gefühl vermittelt wird.
  • Bei einer Verringerung der Fahrzeuggeschwindigkeit des Elektromotor-Autos 1 wie in 7 gezeigt schaltet das Fahrzeug-Steuergerät 100, entgegengesetzt zur Umschaltung im Abschnitt B1 (G1) bis B4 (G4), den Teil der regenerativen Bremskraft zwischen den Punkten B5 (G5) und B6 (G6) allmählich auf die Reibungsbremskraft um, während die durch den Fahrer angeforderte Bremskraft aufrechterhalten wird. Auch dieser Umschaltvorgang wird durch Wiederholen von [Vorgang 1] bis [Vorgang 4] in 8 erreicht.
  • [Vorgang 1]
  • Wenn der Fahrer auf die Bremse tritt, wird der Bremspedalweg-Betrag durch den Bremspedalhubsensor 500a der regenerativen kooperativen Bremsanlage 500 erfasst. Die Berechnungseinheit 510a für die durch den Fahrer angeforderte Bremskraft der Bremsensteuereinheit 510 berechnet auf der Grundlage eines Ergebnisses der Erfassung durch den Bremspedalhubsensor 500a die Bremskraft, welche der Fahrer anfordert. Die durch den Fahrer angeforderte Bremskraft, welche ein Ergebnis dieser Berechnung ist, wird über das erste CAN 110 an das Fahrzeug-Steuergerät 100 gesendet.
  • [Vorgang 2]
  • Wenn die am Fahrzeug-Steuergerät 100 vorgesehene Berechnungseinheit 100a zur Verteilung von regenerativer Bremskraft und Reibungsbremskraft (siehe 2) die durch den Fahrer angeforderte Bremskraft empfängt, ermittelt die Berechnungseinheit 100a zur Verteilung von regenerativer Bremskraft und Reibungsbremskraft den Zuteilungsbetrag, wenn der Teil der durch den Fahrer angeforderten Bremskraft der regenerativen Bremskraft zuzuteilen ist, wobei sie die Fahrstabilität des Elektromotor-Autos 1 berücksichtigt und darauf achtet, dem Fahrer kein seltsames Gefühl zu vermitteln. Der Regenerativdrehmomentbefehl T*, welcher die entsprechende Zuteilungsinformation ist, wird über das zweite CAN 120 an die Steuereinheit 210 für Drehelektrizität gesendet.
  • [Vorgang 3]
  • Die Steuereinheit 210 für Drehelektrizität veranlasst, dass die drehende elektrische Maschine 900 das regenerative Drehmoment entsprechend dem empfangenen Regenerativdrehmomentbefehl T* erzeugt. Darüber hinaus wird in der Berechnungseinheit 220b für das tatsächlich erzeugte Drehmoment, welche in der Stromberechnungseinheit 220 vorgesehen ist, auf der Grundlage der Ströme Idc und Iqc, welche durch die drehende elektrische Maschine 900 fließen, das tatsächlich erzeugte Drehmoment Ta berechnet. Dieses tatsächlich erzeugte Drehmoment Ta wird über das zweite CAN 120 an das Fahrzeug-Steuergerät 100 gesendet. Das tatsächlich erzeugte Drehmoment Ta erhält man aus der folgenden Formel (2), wenn man annimmt, dass Pn eine Anzahl von Polpaaren der drehenden elektrischen Maschine 900 ist, ψ ein Magnetfluss des Läufermagneten ist, Ld eine d-Achsen-Induktivität der Dreiphasen-Wicklung ist und Lq eine q-Achsen-Induktivität ist. Ta = Pn × ψ × Iqc + Pn × (Ld – Lq) × Idc × Iqc (2)
  • [Vorgang 4]
  • Bei Empfangen des tatsächlich erzeugten Drehmoments Ta der drehenden elektrischen Maschine 900 berechnet die Berechnungseinheit 100a zur Verteilung von regenerativer Bremskraft und Reibungsbremskraft des Fahrzeug-Steuergeräts 100 die durch das tatsächlich erzeugte Drehmoment Ta bewirkte regenerative Bremskraft. Dann sendet sie die durch Subtrahieren der regenerativen Bremskraft von der durch den Fahrer angeforderten Bremskraft ermittelte Reibungsbremskraft als einen Reibungsbremskraft-Befehl über das erste CAN 110 an die Bremsensteuereinheit 510. Die Bremsensteuereinheit 510 ändert die Reibungsbremskraft entsprechend dem empfangenen Reibungsbremskraft-Befehl.
  • Dann werden, zu [Vorgang 1] zurückzukehrend, [Vorgang 1] bis [Vorgang 4] im Umschaltvorgangs-Abschnitt der Punkte B1 (G1) bis B4 (G4) wiederholt ausgeführt. Da die durch den Fahrer angeforderte Bremskraft immer durch [Vorgang 1] berechnet wird, kann ihr bei diesem Umschaltvorgang gefolgt werden, selbst wenn der Fahrer die Bremspedalkraft ändert. Wie oben beschrieben, trägt sie, da bei der regenerativen kooperativen Bremsensteuerung ein Teil der kinetischen Energie des Elektromotor-Autos 1, welcher sonst durch die Reibungsbremse als Reibungswärme vergeudet würde, in die regenerative elektrische Leistung der drehenden elektrischen Maschine 900 umgewandelt wird, um die Batterie 300 mit dieser regenerativen elektrischen Leistung zu laden, zur Verbesserung des elektrischen Wirkungsgrads des Elektromotor-Autos 1 bei.
  • Die in 6 gezeigte Steuerung ist diejenige, welche den Betrieb bei in einem Normalzustand befindlicher Batterie 300 zeigt, und ist im Grunde die gleiche wie die herkömmliche regenerative kooperative Bremsensteuerung. Nun wird ein Fall, in welchem während des regenerativen kooperativen Bremsens eine Abnormalität (ein Ausfall) in der Batterie 300 aufgetreten ist, was ein Merkmal der vorliegenden Ausführungsform ist, ausführlich beschrieben.
  • (Batteriediagnose-Operation)
  • Zuerst wird eine Batteriediagnose durch die Batteriesteuereinheit 310 beschrieben. 9 ist ein Schaubild, welches die Batteriesteuereinheit 310 und die Batterie 300 zeigt. In der Batterie 300 ist eine Vielzahl von Zellen (n Zellen in 9) angeordnet und sind die n Zellen in Reihe oder parallel geschaltet, um die Gesamtspannung der Batterie 300 zu erzeugen. Die Batteriesteuereinheit 310 überwacht stets verschiedene Informationselemente bezüglich der Batterie, zum Beispiel die Gesamtspannung, eine Temperatur, eine Zellenspannung und so weiter, und startet die Batteriediagnose (enthaltend zum Beispiel eine Zellenspannungsdiagnose, eine Gesamtspannungsdiagnose und so weiter), wenn sie die Abnormalität erkennt. Genauer gesagt, überwacht sie bei der Zellenspannungsdiagnose, ob die Spannung jeder der n Zellen in 9 innerhalb eines Schwellenwertbereichs mit einer zulässigen maximalen Spannung und einer zulässigen minimalen Spannung liegt. Bei der Gesamtspannungsdiagnose überwacht sie, ob die Gesamtspannung, welche die Summe der Spannungen der jeweiligen n Zellen ist, innerhalb eines Schwellenwertbereichs mit einer zulässigen maximalen Spannung und einer zulässigen minimalen Spannung liegt. Da, wenn die Kapazität der Batterie insbesondere wie im EV (Elektrofahrzeug) erhöht wird, die Anzahl von Zellen zunimmt und auch eine Schwankung der Spannung der jeweiligen Zellen groß wird, wird es wichtig, die Zellenspannung zu überwachen.
  • Zum Beispiel überschreitet in einem in 10 gezeigten Beispiel die (n – 1)-te Zellenspannung den Schwellenwert, obwohl die Batterie-Gesamtspannung innerhalb des Normalbereichs liegt. Übrigens ist eine obere Zeichnung in 10 diejenige, welche eine zeitliche Änderung der Gesamtspannung der Batterie 300 zeigt, und ist eine untere Zeichnung diejenige, welche die Zellenspannungen der Zellen eins bis n zu einer in der oberen Zeichnung mit einem schwarzen Kreis markierten Zeit zeigt. In einem Fall, in welchem die Zellenspannung einer der Zellen den Schwellenwert wie oben erwähnt übersteigt, wird herkömmlicherweise ein Prozess zum Außerkraftsetzen der regenerativen kooperativen Bremse wie in 11 gezeigt ausgeführt, um diese Zelle zu schützen.
  • Das Fahrzeug-Steuergerät 100 erhält das Ergebnis der Diagnose für die Batterie 300 über das zweite CAN 120 von der Batteriesteuereinheit 310. Herkömmlicherweise unterbindet das Fahrzeug-Steuergerät 100, wenn das Ausfallsignal der Batterie 300 von der Batteriesteuereinheit 310 über das zweite CAN 120 empfangen wird, das Laden und Entladen der Batterie 300 und sendet es einen Befehl an die Steuereinheit 210 für die drehende elektrische Maschine, um den Motor- und den Regenerationsbetrieb zu beschränken, um den Umschaltvorgang des Stromrichters 200 auszusetzen und das Öffnen des im Gleichstrom-Leitungssatz 450P und im Gleichstrom-Leitungssatz 450N vorgesehenen Relais 450a durchzuführen.
  • Zum Beispiel wenn das Laden und Entladen der Batterie 300 während des regenerativen kooperativen Bremsens wegen der Abnormalität der Gesamtspannung unterbunden werden und das Fahrzeug-Steuergerät 100 das das Diagnoseergebnis bildende Ausfallsignal empfängt, startet das Fahrzeug-Steuergerät 100 den Vorgang des Außerkraftsetzens der regenerativen kooperativen Bremse, um den Regenerationsbetrieb unmittelbar zu beenden.
  • 11 ist ein Schaubild, welches die Reibungsbremskraft und die regenerative Bremskraft in einem Fall zeigt, in welchem der Außerkraftsetzungsvorgang unverzüglich durchgeführt wurde. Am Punkt B2 (G2), bei Empfangen des Ausfallsignals von der Batteriesteuereinheit 310, senkt das Fahrzeug-Steuergerät 100 die regenerative Bremskraft unverzüglich auf null bei gleichzeitigem Aufrechterhalten der durch die Linie L0 gezeigten durch den Fahrer angeforderten Bremskraft und erhöht es die Reibungsbremskraft bis zur durch den Fahrer angeforderten Bremskraft. Jedoch ist es in Wirklichkeit schwierig, das Umschalten perfekt, unverzüglich und gleichzeitig durchzuführen, und wird dem Fahrer nicht nur ein durch einen Stoß beim Umschalten der Bremskraft verursachtes seltsames Gefühl vermittelt, sondern wird auch die Fahrstabilität des Elektromotor-Autos 1 verschlechtert und zeigt sich eine Verschlechterung der Fahrstabilität beträchtlich an einem Ort, wo insbesondere der Zustand der Fahrbahnoberfläche schlecht ist.
  • Deshalb ist die vorliegende Ausführungsform so beschaffen, dass sie einen Prozess zum Außerkraftsetzen der regenerativen kooperativen Bremse wie in 12 gezeigt durchführt. Bei Empfangen des Ausfallsignals von der Batteriesteuereinheit 310 am Punkt B2 (G2) führt das Fahrzeug-Steuergerät 100 die in 8 gezeigten Vorgänge wiederholt aus, während es die durch den Fahrer angeforderte Bremskraft aufrechterhält, unterzieht es die regenerative Bremskraft einer Änderung von Punkt G2 zu Punkt G3 und unterzieht es die Reibungsbremskraft einer Änderung von Punkt B2 zu Punkt B3 und schaltet es so bald wie möglich auf die Reibungsbremskraft um, wobei es der Fahrstabilität des Elektromotor-Autos 1 Priorität gibt.
  • Selbst in einem Fall, in welchem der Batterieausfall während des regenerativen kooperativen Bremsens aufgetreten ist, wird die durch den Fahrer angeforderte Bremskraft aufrechterhalten, indem eine solche regenerative kooperative Bremsensteuerung durchgeführt wird, und kann der Betrieb der regenerativen kooperativen Bremse des Elektromotor-Autos 1 sicher ausgesetzt werden.
  • Übrigens wird die Batterie 300 in einem Fall der in 12 gezeigten regenerativen kooperativen Bremsensteuerung, da die regenerative Bremskraft in einem Zeitraum vom Punkt G2 bis zum Punkt G3 bestehenbleibt, mit der durch die drehende elektrische Maschine 900 erzeugten regenerativen elektrischen Leistung geladen. Somit ist die vorliegende Ausführungsform so beschaffen, dass sie den Prozess zum Außerkraftsetzen der regenerativen kooperativen Bremse wie den in 12 gezeigten durchführt und außerdem einen Batterieschutzbetrieb wie im Folgenden aus dem Blickwinkel des Batterieschutzes beschrieben durchführt.
  • Die 13 bis 15 sind Schaubilder einer Diagnoseoperation in der vorliegenden Ausführungsform. Hier wird, wie durch durchgezogene Linien in den 14 und 15 gezeigt, beispielhaft ein Fall beschrieben, in welchem die Abnormalität der Batterie-Gesamtspannung erkannt wird, um die Diagnoseoperation zu starten. Bei Erkennen, dass die Batterie-Gesamtspannung einen in 14 gezeigten maximalen Gesamtspannungs-Schwellenwert Vth-max überschritten hat, startet die Batteriesteuereinheit 310 die Diagnose und sendet sie ein Ausfallvorhersagesignal auf das zweite CAN 120. Dieses Ausfallvorhersagesignal ist ein Signal, welches meldet, dass sie, obwohl der Batteriezustand noch nicht im abnormalen Zustand (Ausfallzustand) ist, in den Zustand „Batterie abnormal” gehen wird, wenn die regenerative Bremse unter diesen Umständen verwendet wird, und deshalb der Schutzbetrieb erforderlich ist.
  • In der Batteriediagnose sind die Zellenspannungsdiagnose, die Gesamtspannungsdiagnose und so weiter enthalten wie oben erwähnt, und die Diagnose wird viele Male in vorbestimmten Zeitabständen durchgeführt. Dann, in einem Fall, in welchem die Erkennung der Abnormalität der Batterie-Gesamtspannung fortgesetzt wurde, selbst nachdem die vielmalige Diagnose durchgeführt wurde, wie in 14 gezeigt, beendet die Batteriesteuereinheit 310 die Diagnose und sendet sie das Ausfallsignal auf das zweite CAN 120. Dann, wenn dieses Ausfallsignal durch die Steuereinheit 210 für die drehende elektrische Maschine empfangen wird, werden die Reibungsbremskraft und die regenerative Bremskraft so gesteuert, dass der durch den Fahrer angeforderten Bremskraft weiter Genüge getan wird, wie durch entlang des Abschnitts B2 bis B3 und des Abschnitt G2 bis G3 gezeigte Linien in 12 gezeigt, und schließlich nur die Reibungsbremskraft bleibt.
  • Andererseits, in einem Fall, in welchem die Gesamtspannung der Batterie vor Beendigung der vielmaligen Diagnose niedriger als der maximale Gesamtspannungs-Schwellenwert Vth-max gemacht wurde, wie durch eine durchgezogene Linie in 15 gezeigt, das heißt, wenn sie in einen Zustand eintritt, in welchem die Feststellung der Abnormalität der Batteriegesamtspannung während der vielmaligen Diagnose nicht erfasst wird, beendet die Batteriesteuereinheit 310 die Diagnoseoperation und sendet sie das Ausfallaufhebungssignal auf das zweite CAN 120.
  • Übrigens ist die Strombefehls-Berechnungseinheit 220 der Steuereinheit 210 für Drehelektrizität in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit der Batterie-Entscheidungseinheit 220c ausgestattet, wie in 2 gezeigt, und ist sie so konfiguriert, dass sie die Batteriediagnose-Information (das Ausfallvorhersagesignal, das Ausfallsignal, das Ausfallaufhebungssignal und so weiter), welche die Batteriesteuereinheit 310 nicht über das Fahrzeug-Steuergerät 100 auf das zweite CAN 120 gesendet hat, direkt empfangen kann. Bei einer derartigen Konfiguration ist es vorteilhafterweise möglich, dass der Batterieausfall während des regenerativen kooperativen Bremsens im voraus erkannt werden kann, so dass die Situation vorher bewältigt werden kann, ohne den Befehl vom Fahrzeug-Steuergerät 100 abzuwarten.
  • (Batterieschutzbetrieb)
  • In der vorliegenden Ausführungsform führt die Batteriediagnose-Entscheidungseinheit 220c der Strombefehls-Berechnungseinheit 220 bei Empfangen des Ausfallvorhersagesignals, welches die Batteriesteuereinheit 310 während des Betriebs der regenerativen kooperativen Bremse auf das zweite CAN 120 gesendet hat, als Vorbereitung auf den Batterieausfall einen Prozess zum Erhöhen des inneren Verlusts der drehenden elektrischen Maschine 900 durch.
  • Wie oben gesagt, wird während des regenerativen kooperativen Bremsens die durch den Fahrer angeforderte Bremskraft der Reibungsbremskraft und der regenerativen Bremskraft zugeteilt, um den Teil der kinetischen Energie des Fahrzeugs, welcher herkömmlicherweise vollständig in Wärme der Reibungsbremse umgewandelt und vergeudet wurde, in die Batterie 300 zurückzuspeisen. Das heißt, der Teil der kinetischen Energie des Fahrzeugs wird durch die drehende elektrische Maschine 900 in die regenerative elektrische Leistung (den Wechselstrom) umgewandelt, und durch den Stromrichter 200 wird er weiter vom Wechselstrom in den Gleichstrom umgewandelt, und die Batterie 300 wird damit geladen.
  • Hier ist es nicht der Fall, dass die regenerative elektrische Leistung vollständig als die Ladeleistung genutzt wird, und sie wird teilweise als der innere Verlust der drehenden elektrischen Maschine 900 verbraucht, wie in Formel (3) gezeigt. Wenn der innere Verlust der drehenden elektrischen Maschine 900 erhöht werden kann, ohne das regenerative Drehmoment der drehenden elektrischen Maschine 900 aus Formel (3) zu ändern, kann die Ladeleistung zur Batterie 300 verringert werden. (Regenerative elektrische Leistung) = (Ladeleistung zur Batterie 300) + (Innerer Verlust der drehenden elektrischen Maschine 900) (3)
  • Die vorliegende Ausführungsform ist so beschaffen, dass sie mittels eines Verfahrens wie im folgenden beschrieben den inneren Verlust erhöht, ohne das regenerative Drehmoment der drehenden elektrischen Maschine 900 zu ändern. Die 16 bis 18 sind Schaubilder zur Beschreibung von Beziehungen zwischen durch die U-Phasen-Wicklung 900U, die V-Phasen-Wicklung 900V und die W-Phasen-Wicklung 900W der drehenden elektrischen Maschine 900 fließenden Phasenströmen und dem regenerativen Drehmoment.
  • 16 ist diejenige, welche zeigt, wie sich die Beziehung zwischen den durch die U-Phasen-Wicklung 900U, die V-Phasen-Wicklung 900V und die W-Phasen-Wicklung 900W der drehenden elektrischen Maschine 900 fließenden Phasenströmen und dem regenerativen Drehmoment in einer Stromphase auf der d-q-Achse ändert. Eine Linie a zeigt eine Beziehung zwischen der Stromphase und dem regenerativen Drehmoment, wenn der Phasenstrom a ist. Desgleichen zeigen Linien b bis j Beziehungen zwischen den Stromphasen und dem regenerativen Drehmoment bei den Phasenströmen b bis j. Der Phasenstrom nimmt von a nach j zu, und der Phasenstrom j ist ein maximaler Phasenstrom, welcher in die drehende elektrische Maschine 900 fließen gelassen wird. Wie in 16 gezeigt, ändert sich die Größe des erzeugten Drehmoments beträchtlich, wenn die Stromphase trotz gleichem Phasenstrom verschieden gemacht wird. In 16 ist ein mit einem weißen Kreis markierter Punkt der Punkt, wo das maximale regenerative Drehmoment erzeugt wird, wenn die Stromphase des Phasenstroms geändert wurde, das heißt ein Punkt maximalen Wirkungsgrads.
  • Ein Effektivwert des Phasenstroms ist wie in Formel (4), wenn mittels des d-Achsen-Stroms Id und des q-Achsen-Stroms Iq ausgedrückt. Übrigens bezeichnet „^2” in Formel (4) ein Quadrat. 17 ist diejenige, in welcher der d-Achsen-Strom Id und der q-Achsen-Strom Iq in der Stromphase, welche den mit dem weißen Kreis markierten Punkt maximalen Wirkungsgrads in 16 erreicht, in Form eines Vektordiagramms ausgedrückt wurden. Phasenstrom = (√(Id^2 + Iq^2))/√3 (4)
  • Hier konzentrieren wir uns auf einen Punkt Ph1. Bei horizontalem Verschieben von diesem Punkt Ph1 zu einem Punkt Pj1 ist das erzeugte regenerative Drehmoment das gleiche und zeigt der Phasenstromwert eine Änderung (eine Zunahme) von h nach j. 18 ist diejenige, in welcher der d-Achsen-Strom Id und der q-Achsen-Strom Iq in der Stromphase am Punkt Pj1 in Form des Vektordiagramms ausgedrückt wurden. Der Phasenstrom ist h < j, und der Strom hauptsächlich auf der Seite der d-Achse wird infolge der Verschiebung vom Punkt Ph1 zum Punkt Pj1 erhöht. Der Strom auf der Seite der d-Achse ist ein Strom, welcher in der Richtung des Magneten-Magnetflusses ψ der drehenden elektrischen Maschine 900 fließt, und der Strom, welcher nicht als das Drehmoment, sondern als der innere Verlust des Elektromotors verwendet wird.
  • In 16 zeigt der Punkt Pj1 das gleiche regenerative Drehmoment wie der Punkt Ph1, obwohl er den maximal zulässigen in die drehende elektrische Maschine 900 zu speisenden Phasenstrom zeigt. Das heißt, der Punkt Pj1 ist ein Punkt minimalen Wirkungsgrads. Desgleichen sind mit schwarzen Kreisen markierte Punkte Pj1, Pj2, Pj3, Pj4 und Pj5 die Punkte minimalen Wirkungsgrads, welche den Punkten maximalen Wirkungsgrads Ph1, Pg2, Pf3, Pe4 und Pd5 entsprechen, und zeigen die einander entsprechenden Punkte das gleiche regenerative Drehmoment.
  • 19 ist diejenige, welche das Stromkennfeld 220a in der in 4 gezeigten Strombefehls-Berechnungseinheit 220 detaillierter zeigt, und der d-Achsen-Strom Id und der q-Achsen-Strom Iq sind auf der Grundlage von Stromphasen, welche die durch die weißen Kreis markierten Punkte maximalen Wirkungsgrads Ph1, Pg2, Pf3, Pe4 und Ph5 erreichen, auf ein Standard-Stromkennfeld 221a abgebildet. Andererseits sind der d-Achsen-Strom Id und der q-Achsen-Strom Iq auf der Grundlage von Stromphasen, welche die durch die schwarzen Kreise markierten Punkte minimalen Wirkungsgrads Pj1, Pj2, Pj3, Pj4 und Pj5 erreichen, auf ein Verlusterhöhungs-Stromkennfeld 221e abgebildet.
  • Die in 19 gezeigte Stromkennfeld-Auswähleinheit 220d wählt entsprechend der Situation entweder das Standard-Stromkennfeld 221a oder das Verlusterhöhungs-Stromkennfeld 221e aus. Im Fall der vorliegenden Ausführungsform wird normalerweise das Standard-Stromkennfeld 221a ausgewählt, und in einem Fall des Schutzbetriebs während des Betriebs der regenerativen kooperativen Bremse, welcher im folgenden beschrieben wird, wird das Verlusterhöhungs-Stromkennfeld 221e ausgewählt.
  • (Erstes Beispiel)
  • 20 ist ein Schaubild, welches ein erstes Beispiel des Schutzbetriebs zeigt. Wenn beim Schutzbetrieb im ersten Beispiel die Batteriediagnose-Entscheidungseinheit 220c während des Betriebs der regenerativen kooperativen Bremse das Ausfallvorhersagesignal empfängt, wird die Notwendigkeit, den inneren Verlust der drehenden elektrischen Maschine 900 zwecks Batterieschutz im Hintergrund zu erhöhen, selbst bei Fehlen eines Befehls aus dem Fahrzeug-Steuergerät 100 erkannt und schaltet die Stromkennfeld-Auswähleinheit 220d das Stromkennfeld von Standard-Stromkennfeld 221a auf das Verlusterhöhungs-Stromkennfeld 221e um. Die Strombefehls-Berechnungseinheit 220 der Steuereinheit 210 für die drehende elektrische Maschine sucht den d-Achsen-Strombefehl Id* und den q-Achsen-Strombefehl Iq* auf der Grundlage des Drehmomentbefehls T* und der Winkelgeschwindigkeit ωr aus dem Verlusterhöhungs-Stromkennfeld 221e heraus.
  • 20 zeigt eine Linie L2 eines die regenerative Bremse betreffenden Teils im Verlauf vom Punkt B1 (G1) zum Punkt B4 (G4) in 6. Im in 20 gezeigten Beispiel ist ein Prozess in einem Fall gezeigt, in welchem die Batteriediagnose-Entscheidungseinheit 220c im Verlauf vom Punkt G1 zum Punkt G4 das Ausfallvorhersagesignal von der Batteriesteuereinheit 310 empfangen hat und danach das Ausfallaufhebungssignal empfangen hat. Dies entspricht dem Fall, in welchem die Batterie-Gesamtspannung wie in 15 geändert wurde.
  • Die Stromkennfeld-Auswähleinheit 220d in 19 wählt auf der Grundlage der Punkte maximalen Wirkungsgrads das Standard-Stromkennfeld 221a aus bis die Batteriediagnose-Entscheidungseinheit 220c das Ausfallvorhersagesignal empfängt. Dabei befindet sich der innere Verlust der drehenden elektrischen Maschine 900 in Formel (3) in einem kleinsten Zustand. In 20 ist die regenerative elektrische Leistung dabei durch einen schraffierten Bereich unter der Linie L2 gezeigt. In einem Zustand, in welchem das Standard-Stromkennfeld 221a verwendet wird, bevor das Ausfallvorhersagesignal empfangen wird, ist der gesamte Teil unter der Linie L2 schraffiert.
  • Im ersten Beispiel wird in einem Fall, in welchem die Batteriediagnose-Entscheidungseinheit 220c das Ausfallvorhersagesignal empfangen hat, eine Erhöhung des inneren Verlusts der drehenden elektrischen Maschine 900 unterstützt, um die Batterie auch bei Fehlen des Befehls aus dem Fahrzeug-Steuergerät 100 im Hintergrund zu schützen. Deshalb schaltet die Stromkennfeld-Auswähleinheit 220d, wenn das Ausfallvorhersagesignal empfangen wurde, das Stromkennfeld vom Standard-Stromkennfeld 221a auf das Verlusterhöhungs-Stromkennfeld 221e um. Infolgedessen werden der d-Achsen-Strombefehl Id* und der q-Achsen-Strombefehl Ig*, welche das regenerative Drehmoment der drehenden elektrischen Maschine 900 auf dem Regenerativdrehmomentbefehl T* aus dem Fahrzeug-Steuergerät 100 aufrechterhalten würden und außerdem den inneren Verlust der drehenden elektrischen Maschine 900 erhöhen würden, aus der Strombefehls-Recheneinheit 220 an die Stromsteuereinheit 230 in 4 ausgegeben.
  • Wenn das Stromkennfeld vom Standard-Stromkennfeld 221a auf das Verlusterhöhungs-Stromkennfeld 221e umgeschaltet wird, wird die regenerative elektrische Leistung durch eine Verlustzunahme der drehenden elektrischen Maschine 900 verringert. Somit wird der Flächeninhalt des schraffierten Bereichs, welcher die regenerative elektrische Leistung zeigt, durch die Verlustzunahme der drehenden elektrischen Maschine 900 verringert wie in 20 gezeigt. Ein leerer Bereich unter der Linie L2 zeigt die Verlustzunahme der drehenden elektrischen Maschine 900.
  • Danach, wenn das Ausfallaufhebungssignal durch die Batteriediagnose-Entscheidungseinheit 220c empfangen wird, wird entschieden, dass die Notwendigkeit des Schützens der Batterie im Hintergrund entfallen ist und der Prozess zum Erhöhen des inneren Verlusts der drehenden elektrischen Maschine 900 selbst bei Fehlen des Befehls aus dem Fahrzeug-Steuergerät 100 ausgesetzt wird. Dann schaltet die Stromkennfeld-Entscheidungseinheit 220d das Stromkennfeld vom Verlusterhöhungs-Stromkennfeld 220e auf das Standard-Stromkennfeld 220a um. Infolgedessen wird der leere Bereich beseitigt und wird der gesamte Teil unter der Linie L2 zum schraffierten Bereich, welcher die regenerative elektrische Leistung zeigt. Damit wird der Prozess zum Erhöhen des inneren Verlusts der drehenden elektrischen Maschine 900 ausgesetzt, während der Regenerativdrehmomentbefehl aus dem Fahrzeug-Steuergerät 100 aufrechterhalten wird, und werden der d-Achsen-Strombefehl Id* und der q-Achsen-Strombefehl Iq*, welche sich in einem Hocheffizienz-Zustand befinden, an die Stromsteuereinheit 230 ausgegeben.
  • Wenn die Steuerung wie die in 20 gezeigte durchgeführt wird, wird die nach Empfang des Ausfallvorhersagesignals erhaltene Batterie-Gesamtspannung geändert wie durch eine gestrichelte Linie in 15 gezeigt. Die in die Batterie 300 zurückzuspeisende regenerative elektrische Leistung wird durch Erhöhen des Verlusts der drehenden elektrischen Maschine 900 durch Ausnutzen des Empfangs des Ausfallvorhersagesignals verringert, und die Batterie-Gesamtspannung wird gegenüber einem Fall (einer durchgezogenen Linie), in welchem das Umschalten der Stromkennfelder nicht durchgeführt wird, verringert. Infolgedessen wird ein Spielraum beim Batterieladen erzeugt und kann die Batterie 300 selbst in einem Fall, in welchem der Umschaltvorgang wie der durch G2 bis G3 (B2 bis B3) in 12 gezeigte durchgeführt wurde, vor Batterieladen geschützt werden.
  • 21 ist ein Schaubild, welches einen Fall (einen Fall, in welchem das Ausfallsignal empfangen wurde) zeigt, in welchem im ersten Beispiel keine Ausfallaufhebung durchgeführt wird und ein Batterieausfall am Punkt G2 erledigt wurde. Hier wird das Stromkennfeld, ähnlich dem Fall der Ausfallaufhebung, bei Empfang des Ausfallsignals vom Verlusterhöhungs-Stromkennfeld 221e auf das Standard-Stromkennfeld 221a umgeschaltet. Deshalb ist der gesamte Bereich unter der Linie L2 schraffiert und wird die Batterie 300 mit der regenerativen elektrischen Leistung zwischen G2 und G3 geladen.
  • Jedoch wird es, da die Lademenge in diesem Zeitraum verringert ist, weil der Verlust der drehenden elektrischen Maschine 900 vom Empfang des Ausfallvorhersagesignals bis zur Ausfallerledigung erhöht wurde, möglich, nach Ausfallerledigung über einen Spielraum zum Batterieladen zu verfügen, und kann die Batterie 300 geschützt werden. Es wird möglich, die in die Batterie 300 zurückzuspeisende regenerative elektrische Leistung mit einem ausreichenden Spielraum zwischen den Punkten G2 und G3 nach Batterieausfall abzunehmen, während die Fahrstabilität des Elektromotor-Autos 1 aufrechterhalten wird, indem vorher eine solche Steuerung durchgeführt wird, um die Lademenge auf diese Weise zu verringern.
  • (Zweites Beispiel)
  • 22 ist ein Schaubild, welches ein zweites Beispiel des Schutzbetriebs zeigt, und ist dasjenige, welches den Betrieb in einem Fall zeigt, in welchem nach Empfang des Ausfallvorhersagesignals überdies das Ausfallsignal empfangen wurde wie in 14 gezeigt. Wenn das Fahrzeug-Steuergerät 100 das Ausfallsignal empfängt, wird der Regenerativdrehmomentbefehl T*, mit welchem die regenerative Bremskraft wie von G2 bis G3 der Linie L2 verringert wird, vom Fahrzeug-Steuergerät 100 über das CAN 120 an die Steuereinheit 210 für die drehende elektrische Maschine gesendet. Dann, im zweiten Beispiel, wird angenommen, dass selbst nach Ausfallerledigung die Auswahl des Verlusterhöhungs-Stromkennfelds 221e als Stromkennfeld noch aufrechterhalten wird. Infolgedessen wird der Verlust der drehenden elektrischen Maschine 900 auch im Abschnitt G2 bis G3 erhöht und wird die regenerative elektrische Leistung durch eine Verlustzunahme wie durch den leeren Bereich gezeigt verringert.
  • Wie aus einem Vergleich von 22 mit 21 ersichtlich, wird im Fall des zweiten Beispiels nicht nur der Verlust der drehenden elektrischen Maschine 900 zwischen Ausfallvorhersage und Ausfallerledigung erhöht, sondern wird auch der Verlust im Abschnitt G2 bis G3 erhöht. Infolgedessen wird die Batterieschutzwirkung gegenüber dem in 21 gezeigten Beispiel 1 weiter verbessert.
  • (Drittes Beispiel)
  • 23 ist ein Schaubild, welches ein drittes Beispiel des Schutzbetriebs zeigt. Wie oben erwähnt, in einem Fall, in welchem der innere Verlust der drehenden elektrischen Maschine 900 erhöht wurde, bewirkt die Zunahme des inneren Verlusts vor allem eine Erwärmung der U-Phasen-Wicklung 900U, der V-Phasen-Wicklung 900V und der W-Phasen-Wicklung 900W und steigt die Wicklungstemperatur. Dieser Temperaturanstieg wird durch den an der drehenden elektrischen Maschine 900 vorgesehenen Wicklungstemperatursensor 930 erfasst. Ein Ergebnis von dessen Erfassung wird in die Strombefehls-Berechnungseinheit 220 der Steuereinheit 210 für die drehende elektrische Maschine eingegeben.
  • Im dritten Beispiel, wie in einer unteren Zeichnung in 23 gezeigt, sind zwei Schwellenwerte Tth1 und Tth2 für die Wicklungstemperatur der drehenden elektrischen Maschine 900 vorbereitet. Obwohl eine oben in 23 gezeigte Zeichnung die gleiche wie 22 ist, unterscheidet sie sich in der Art der Erhöhung des Verlusts der drehenden elektrischen Maschine 900 im Abschnitt 02 bis G3. Hier wird die Größe des Verlusts entsprechend der Wicklungstemperatur verändert. Deshalb ist, wie in 24 gezeigt, die Vielzahl von Verlusterhöhungs-Stromkennfeldern in der Strombefehls-Berechnungseinheit 220 vorgesehen. Welches Stromkennfeld verwendet werden soll, wird durch die Stromkennfeld-Auswähleinheit 220d ausgewählt.
  • Im in 24 gezeigten Beispiel sind drei Verlusterhöhungs-Stromkennfelder 221e, 221f und 221g vorgesehen. Die Größe des inneren Verlusts nimmt in der Reihenfolge (Kennfeld 221e) > (Kennfeld 221f) > (Kennfeld 221g) zu. Zum Beispiel bezeichnen in 25 schwarze Kreise Pj1, Pj2 und Pj3 einen Fall, in welchem das Verlusterhöhungs-Stromkennfeld 221e angewendet wurde, bezeichnet ein schwarzer Kreis Pg4 einen Fall, in welchem das Verlusterhöhungs-Stromkennfeld 220f angewendet wurde, und bezeichnet ein schwarzer Kreis Pe5 einen Fall, in welchem das Verlusterhöhungs-Stromkennfeld 220g angewendet wurde. Übrigens besteht, obwohl in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung drei Arten von Verlusterhöhungs-Stromkennfeldern vorgesehen sind, keine Beschränkung auf drei Arten und können mehr als diese vorgesehen sein.
  • Da ein Prozess zur Erhöhung des inneren Verlusts für die drehende elektrische Maschine 900 zu dem Zeitpunkt gestartet wird, zu welchem die Batteriediagnose-Entscheidungseinheit 220c der Steuereinheit 210 für die drehende elektrische Maschine das Ausfallvorhersagesignal empfängt, wird die Wicklungstemperatur ab dem Zeitpunkt der Meldung der Ausfallvorhersage erhöht, wie in der unteren Zeichnung in 23 gezeigt. Dabei wird angenommen, dass zum Beispiel das Verlusterhöhungs-Stromkennfeld 221e in 24 als das Stromkennfeld ausgewählt ist. Wenn die Wicklungstemperatur den Schwellenwert Tth1 erreicht, schaltet die Strombefehls-Berechnungseinheit 220 auf das Verlusterhöhungs-Stromkennfeld 221f oder 221g um, welches einen geringeren Betrag des inneren Verlusts als die anderen hat, um die Erwärmung der Wicklungen zu verringern. Infolgedessen wird ab einem Punkt Gth1, an welchem das Verlusterhöhungs-Stromkennfeld von 221e auf 221f oder 221g umgeschaltet wird, der Anteil des inneren Verlusts klein und der Anteil der regenerativen elektrischen Leistung groß wie in der oberen Zeichnung in 23 gezeigt. Darüber hinaus wird eine Höhe des Wicklungstemperaturanstiegs klein.
  • Ferner setzt die Strombefehls-Berechnungseinheit 220 in einem Fall, in welchem die Wicklungstemperatur gestiegen ist und die Wicklungstemperatur den Schwellenwert Tth2 überschritten hat, den Prozess zur Erhöhung des inneren Verlusts aus, um die drehende elektrische Maschine 900 zu schützen. Das heißt, die Stromkennfeld-Auswähleinheit 220d wählt das Standard-Stromkennfeld 220a aus. Somit wird die Zunahme des inneren Verlusts von einem Punkt Gth2 auf null gesenkt und zeigt die Wicklungstemperatur eine fallende Tendenz. Wie oben beschrieben, gibt es, da im dritten Beispiel die Steuerung zur Erhöhung des inneren Verlusts während des Überwachens der Wicklungstemperatur der drehenden elektrischen Maschine 900 durchgeführt wird und die Zunahme des inneren Verlusts durch Umschalten der Verlusterhöhungs-Stromkennfelder entsprechend der Wicklungstemperatur verstellt wird, solche vorteilhaften Wirkungen, dass ein Teil des inneren Verlusts, welchen die drehende elektrische Maschine 900 zulassen kann, wirkungsvoll genutzt werden kann und eine Beschädigung der drehenden elektrischen Maschine 900 verhindert werden kann.
  • Übrigens wird in einem Fall, in welchem die Konfiguration in 24 verwendet wurde, die Kennfeldumschaltung beim Ausfallvorhersagesignal ähnlich dem Fall in 19 so durchgeführt, dass vom Standard-Stromkennfeld 221a auf das Verlusterhöhungs-Stromkennfeld 221e, welches den größten Verlust bewirkt, umgeschaltet wird.
  • – Zweite Ausführungsform –
  • In der oben erwähnten ersten Ausführungsform wird die Steuerung zum Erhöhen des inneren Verlusts der drehenden elektrischen Maschine 900 und Verringern der regenerativen elektrischen Leistung bei Empfangen des Ausfallvorhersagesignals gestartet, um für das Laden im Abschnitt G2 bis G3, bis die regenerative Bremse außer Kraft gesetzt wird, vorbereitet zu sein. In einer zweiten Ausführungsform wie in 26 gezeigt wird die Steuerung zum Erhöhen des inneren Verlusts der drehenden elektrischen Maschine 900 und Verringern der regenerativen elektrischen Leistung bei Empfangen des Ausfallsignals gestartet. Da die Lademenge der Batterie 300 bis zur Außerkraftsetzung der regenerativen Bremse auch durch eine solche Steuerung verringert werden kann, kann die gleiche Batterieschutzwirkung erzielt werden, obwohl die Wirkung im Vergleich zur oben erwähnten Ausführungsform gering ist.
  • Das Resümee der obengenannten Ausführungsformen lautet wie folgt.
  • Zuerst ist das Elektrofahrzeugsystem der vorliegenden Ausführungsform in das Elektrofahrzeug eingebaut, welches die drehende elektrische Maschine, welche den Elektromotorbetrieb mit dem Batteriestrom und den Betrieb zur Erzeugung elektrischer Leistung aus der Bewegungsenergie des Fahrzeugs selektiv ermöglicht, und die regenerative kooperative Bremsensteuereinrichtung aufweist, welche die regenerative kooperative Bremsensteuerung zum Aufteilen der durch den Fahrer angeforderten Bremskraft auf die Reibungsbremskraft und die regenerative Bremskraft durchführt, die regenerative Bremskraft verringert und die Reibungsbremskraft erhöht, um die Bremskraft auf der oben erwähnten durch den Fahrer angeforderten Bremskraft zu halten, und die regenerative kooperative Bremsensteuerung aussetzt, wenn die oben erwähnte Batterie während des Betriebs der regenerativen kooperativen Bremse nicht ladbar wird, und ist es mit der Batterieüberwachungseinheit, welche den Zustand der in das Elektrofahrzeug eingebauten Batterie überwacht, und der Steuereinheit für die drehende elektrische Maschine, welche die drehende elektrische Maschine des Elektrofahrzeugs steuert, ausgestattet.
    • (1) Bei Erkennen während des Steuerns der regenerativen kooperativen Bremse, dass der Batteriezustand der nicht ladbare Zustand ist, diagnostiziert die als die Batterieüberwachungseinheit dienende Batteriesteuereinheit 310, ob die Batterie 300 ladbar ist, und gibt sie bei Entscheiden aufgrund des Diagnoseergebnisses, dass sie nicht ladbar ist, das Ausfallsignal aus. Bei Empfangen des Ausfallsignals während des Steuerns der regenerativen kooperativen Bremse führt die Steuereinheit 210 für die drehende elektrische Maschine die Verlusterhöhungssteuerung zum Erhöhen des inneren Verlusts der drehenden elektrischen Maschine 900 und Verringern der regenerativen elektrischen Leistung der regenerativen Bremse aus, während sie das Drehmoment der drehenden elektrischen Maschine 900 auf dem der regenerativen Bremskraft entsprechenden regenerativen Drehmoment hält.
  • Durch Durchführen einer solchen Steuerung kann die Lademenge der Batterie bis zur Außerkraftsetzung der regenerativen Bremse verringert werden und kann ein übermäßiges Laden der Batterie verringert werden. Infolgedessen wird es möglich, den Prozess zur Beendigung des Regenerationsbetriebs wie in 12 gezeigt während des Steuerns der regenerativen kooperativen Bremse durchzuführen, und wird es möglich, eine Verbesserung der Fahrstabilität des Fahrzeugs beim Beenden des Regenerationsbetriebs während des Steuerns der regenerativen kooperativen Bremse zu unterstützen.
    • (2) Die Batteriesteuereinheit 310 gibt gleichzeitig mit dem Start der Diagnose das Ausfallvorhersagesignal aus. Dann, bei Empfangen des Ausfallvorhersagesignals während des Steuerns der regenerativen kooperativen Bremse, führt die Steuereinheit 210 für die drehende elektrische Maschine die Verlusterhöhungssteuerung aus.
  • Da die Verlusterhöhungssteuerung zum Erhöhen des inneren Verlusts der drehenden elektrischen Maschine 900 und Verringern der in die Batterie 300 zurückzuspeisenden regenerativen elektrischen Leistung beim Empfangen des Ausfallvorhersagesignals gestartet wird, wird der Spielraum der Lademenge, welche die Batterie 300 abnehmen kann, erzeugt und kann eine weitere Verbesserung der Batterieschutzwirkung unterstützt werden.
    • (3) Ferner gibt die Batteriesteuereinheit 310 bei Entscheiden aufgrund des Diagnoseergebnisses, dass die Batterie ladbar ist, das Ausfallaufhebungssignal aus. Dann setzt die Steuereinheit 210 für die drehende elektrische Maschine bei Empfangen des Ausfallaufhebungssignals nach Empfang des Ausfallvorhersagesignals die Verlusterhöhungssteuerung aus und setzt sie bei Empfangen des Ausfallsignals nach Empfang des Ausfallvorhersagesignals die Verlusterhöhungssteuerung fort. Da die Verlusterhöhungssteuerung in einem Fall, in welchem das Ausfallaufhebungssignal empfangen wurde, ausgesetzt wird, kann eine Energieeinsparung wirkungsvoll durchgeführt werden. Darüber hinaus kann der Batterieschutz sicherer durchgeführt werden, indem die oben erwähnte Verlusterhöhungssteuerung selbst nach Empfangen des Ausfallsignals fortgesetzt wird, um die in die Batterie 300 zurückzuspeisende regenerative elektrische Leistung zu verringern.
    • (4) Ferner ist der Temperatursensor 930, welcher die Temperatur der Ständerwicklungen (900U bis 900W) der drehenden elektrischen Maschine 900 erfasst, im Elektromotor-Auto 1 vorgesehen, um den Betrag des inneren Verlusts der drehenden elektrischen Maschine bei der Verlusterhöhungssteuerung entsprechend der erfassten Temperatur so zu verstellen, dass in einem Fall, in welchem die durch den Temperatursensor 930 erfasste Temperatur niedrig ist, der Betrag des inneren Verlusts groß wird und in einem Fall, in welchem die erfasste Temperatur hoch ist, der Betrag des inneren Verlusts klein wird. Deshalb kann ein übermäßiges Ansteigen der Wicklungstemperatur der drehenden elektrischen Maschine 900 verhindert werden und kann, zusätzlich zum Schutz der Batterie 300, der Schutz der drehenden elektrischen Maschine 900 unterstützt werden.
  • Die Verstellung des Betrags des inneren Verlusts gemäß der Wicklungstemperatur auf diese Weise kann in jedem Abschnitt ausgeführt werden, ohne auf den Abschnitt von G2 bis G3 in 23 beschränkt zu sein, solange dies bei der Verlusterhöhungssteuerung geschieht.
    • (5) In einem Fall, in welchem die Temperatur der Ständerwicklungen (900U bis 900W) nicht höher als der Temperaturschwellenwert Tth1 ist, welcher zum Beispiel, wie in 23 gezeigt, niedriger als die vorbestimmte obere Grenztemperatur Tth2 eingestellt wurde, wird die Verlusterhöhungssteuerung unter Verwendung des Stromkennfelds 221e maximalen Verlusts, welches aus der Vielzahl von Stromkennfeldern dasjenige mit dem größten inneren Verlust ist, ausgeführt, und wenn die Wicklungstemperatur den Temperaturschwellenwert Tth1 überschreitet, wird die Verlusterhöhungssteuerung unter Verwendung des Stromkennfelds, bei welchem der innere Verlust kleiner als beim Stromkennfeld 221e maximalen Verlusts ist, ausgeführt. Übrigens kann sie, obwohl in 23 ein Fall, in welchem es zwei Schwellenwerte der Temperatur gibt, in 23 beispielhaft beschrieben wurde, auch so konfiguriert sein, dass drei oder mehr Schwellenwerte vorbereitet sind, um die Stromkennfelder bei jedem derselben umzuschalten.
    • (6) Ferner kann in einem Fall, in welchem die Wicklungstemperatur die vorbestimmte obere Grenztemperatur Tth2 erreicht hat, die Verlusterhöhungssteuerung ausgesetzt werden, indem das Stromkennfeld auf das Stromkennfeld minimalen Verlusts (das Standard-Stromkennfeld 221a) umgeschaltet wird. Durch Durchführen einer solchen Steuerung wird die Wicklungswärmeerzeugung minimiert und wird es möglich, zu verhindern, dass die Wicklungstemperatur die vorbestimmte obere Grenztemperatur Tth2 beträchtlich überschreitet.
    • (7) Darüber hinaus ist, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit des Elektromotor-Autos 1 niedrig ist, auch die regenerative elektrische Leistung der drehenden elektrischen Maschine 900 in der regenerativen kooperativen Bremse niedrig. Deshalb ist es vorzuziehen, den Betrag des inneren Verlusts bei Ausführen der Verlusterhöhungssteuerung entsprechend der Winkelgeschwindigkeit so zu verstellen, dass in einem Fall, in welchem die Winkelgeschwindigkeit der drehenden elektrischen Maschine 900 niedrig ist, der Betrag des inneren Verlusts klein wird und in einem Fall, in welchem die Winkelgeschwindigkeit hoch ist, der Betrag des inneren Verlusts groß wird. Durch Berücksichtigen der Winkelgeschwindigkeit der drehenden elektrischen Maschine 900 auf diese Weise wird es möglich, eine wirkungsvollere Verlusterhöhungssteuerung durchzuführen.
    • (8) Die Steuereinheit 210 für die drehende elektrische Maschine kann mit der Vielzahl von Stromkennfeldern 221a bis 221g ausgestattet sein, welche jeweils die Beziehung zwischen dem Drehmoment und der Winkelgeschwindigkeit der drehenden elektrischen Maschine 900 und den Versorgungsstrom entsprechend der Größe des inneren Verlusts angeben, wie in 24 gezeigt, um das Standard-Stromkennfeld 221a zu verwenden, welches aus der Vielzahl von Stromkennfeldern 221a bis 221g dasjenige mit dem kleinsten inneren Verlust ist, wenn die Verlusterhöhungssteuerung nicht ausgeführt wird, und um eines der anderen Stromkennfelder 221e, 221f und 221g zu verwenden, wenn die Verlusterhöhungssteuerung ausgeführt wird. Ein Anstieg der durch die Steuereinheit 210 für die drehende elektrische Maschine zu bewältigenden Rechenlast lässt sich verhindern, indem solche Stromkennfelder im Voraus erstellt werden.
  • Die obenerwähnten jeweiligen Ausführungsformen können einzeln allein oder in Kombination miteinander verwendet werden, weil die vorteilhaften Wirkungen der jeweiligen Ausführungsformen sich allein oder synergistisch zeigen können. Darüber hinaus ist die vorliegende Erfindung nicht auf die obenerwähnten Ausführungsformen beschränkt, solange die Merkmale der vorliegenden Erfindung nicht verlorengehen.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Elektromotor-Auto
    100
    Fahrzeug-Steuergerät
    100a
    Recheneinheit zur Verteilung von regenerativer Bremskraft und Reibungsbremskraft
    110
    erstes CAN
    120
    zweites CAN
    200
    Stromrichter
    204
    Umrichterschaltung
    210
    Steuereinheit für die drehende elektrische Maschine
    220
    Strombefehls-Berechnungseinheit
    220a
    Stromkennfeld
    221a
    Standard-Stromkennfeld
    220c
    Batteriediagnose-Entscheidungseinheit
    220d
    Stromkennfeld-Auswähleinheit
    221e, 221f, 221g
    Verlusterhöhungs-Stromkennfeld
    300
    Batterie
    310
    Batteriesteuereinheit
    500
    regenerative kooperative Bremsanlage
    900
    drehende elektrische Maschine
    920
    Drehungssensor
    930
    Temperatursensor

Claims (8)

  1. Elektrofahrzeug-Antriebssystem, enthaltend: eine Batterieüberwachungseinheit, welche in ein mit einer regenerativen kooperativen Bremsensteuereinrichtung ausgestattetes elektrisch angetriebenes Fahrzeug eingebaut ist und den Zustand einer in das elektrisch angetriebene Fahrzeug eingebauten Batterie überwacht; und eine Steuereinheit für eine drehende elektrische Maschine, welche eine drehende elektrische Maschine des elektrisch angetriebenen Fahrzeugs steuert, wobei die Batterieüberwachungseinheit bei Erkennen während des Steuerns einer regenerativen kooperativen Bremse, dass der Batteriezustand ein nicht ladbarer Zustand ist, diagnostiziert, ob die Batterie ladbar ist, und bei Entscheiden aufgrund eines Diagnoseergebnisses, dass sie nicht ladbar ist, ein Nicht-ladbar-Signal ausgibt, und die Steuereinheit für die drehende elektrische Maschine bei Empfangen des Nicht-ladbar-Signals während des Steuerns der regenerativen kooperativen Bremse eine Verlusterhöhungssteuerung zum Erhöhen eines inneren Verlusts der drehenden elektrischen Maschine und Verringern einer regenerativen elektrischen Leistung einer regenerativen Bremse ausführt, während das Drehmoment der drehenden elektrischen Maschine auf dem der Kraft der regenerativen Bremse entsprechenden regenerativen Drehmoment aufrechterhalten wird.
  2. Elektrofahrzeug-Antriebssystem nach Anspruch 1, wobei die Batterieüberwachungseinheit gleichzeitig mit dem Start der Diagnose ein Vorhersagesignal ausgibt, und die Steuereinheit für die drehende elektrische Maschine bei Empfangen des Vorhersagesignals während des Steuerns der regenerativen kooperativen Bremse die Verlusterhöhungssteuerung ausführt.
  3. Elektrofahrzeug-Antriebssystem nach Anspruch 2, wobei die Batterieüberwachungseinheit bei Entscheiden aufgrund des Diagnoseergebnisses, dass ein ladbarer Zustand vorliegt, ein Vorhersageaufhebungssignal ausgibt, und die Steuereinheit für die drehende elektrische Maschine bei Empfangen des Vorhersageaufhebungssignals nach Empfang des Vorhersagesignals die Verlusterhöhungssteuerung aussetzt und bei Empfangen des Nicht-ladbar-Signals nach Empfang des Vorhersagesignals die Verlusterhöhungssteuerung fortsetzt.
  4. Elektrofahrzeug-Antriebssystem nach Anspruch 3, wobei das elektrisch angetriebene Fahrzeug mit einem Temperatursensor ausgestattet ist, welcher eine Temperatur einer Ständerwicklung der drehenden elektrischen Maschine erfasst, und die Steuereinheit für die drehende elektrische Maschine einen Betrag des inneren Verlusts der drehenden elektrischen Maschine bei der Verlusterhöhungssteuerung entsprechend der erfassten Temperatur so verstellt, dass der Betrag des inneren Verlusts in einem Fall, in welchem eine durch den Temperatursensor erfasste Temperatur niedrig ist, groß wird und der Betrag des inneren Verlusts in einem Fall, in welchem die erfasste Temperatur hoch ist, klein wird.
  5. Elektrofahrzeug-Antriebssystem nach Anspruch 4, wobei die Steuereinheit für die drehende elektrische Maschine: in einem Fall, in welchem die Temperatur der Ständerwicklung nicht höher als ein Temperaturschwellenwert ist, welcher niedriger als eine vorbestimmte obere Grenztemperatur eingestellt wurde, die Verlusterhöhungssteuerung so ausführt, dass der Betrag des inneren Verlusts der drehenden elektrischen Maschine sich auf einen ersten Betrag des inneren Verlusts beläuft; und, wenn die Temperatur der Ständerwicklung den Temperaturschwellenwert überschreitet, die Verlusterhöhungssteuerung so ausführt, dass der Betrag des inneren Verlusts der drehenden elektrischen Maschine sich auf einen zweiten Betrag des inneren Verlusts beläuft, welcher kleiner als der erste Betrag des inneren Verlusts ist.
  6. Elektrofahrzeug-Antriebssystem nach Anspruch 5, wobei die Steuereinheit für die drehende elektrische Maschine die Verlusterhöhungssteuerung in einem Fall, in welchem die Temperatur der Ständerwicklung die vorbestimmte obere Grenztemperatur erreicht hat, aussetzt.
  7. Elektrofahrzeug-Antriebssystem nach Anspruch 3, wobei die Steuereinheit für die drehende elektrische Maschine den Betrag des inneren Verlusts der drehenden elektrischen Maschine bei der Verlusterhöhungssteuerung entsprechend der Winkelgeschwindigkeit so verstellt, dass der Betrag des inneren Verlusts in einem Fall, in welchem die Winkelgeschwindigkeit der drehenden elektrischen Maschine klein ist, klein wird und der Betrag des inneren Verlusts in einem Fall, in welchem die Winkelgeschwindigkeit groß ist, groß wird.
  8. Elektrofahrzeug-Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Steuereinheit für die drehende elektrische Maschine: mit einer Vielzahl von Stromkennfeldern ausgestattet ist, welche jeweils eine Beziehung zwischen dem Drehmoment und der Winkelgeschwindigkeit der drehenden elektrischen Maschine und einen Versorgungsstrom entsprechend der Größe der inneren Verluste angeben; ein Stromkennfeld minimalen inneren Verlusts, welches aus der Vielzahl von Stromkennfeldern dasjenige mit dem kleinsten inneren Verlust ist, verwendet, wenn sie die Verlusterhöhungssteuerung nicht ausführt; und eines der anderen Stromkennfelder außer dem Kennfeld minimalen inneren Verlusts verwendet, wenn sie die Verlusterhöhungssteuerung ausführt.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111886798A (zh) * 2017-11-17 2020-11-03 安卡有限公司 用于电动主轴的恒定温度控制的方法和系统
EP4339008A1 (de) * 2022-08-25 2024-03-20 Robert Bosch GmbH Verfahren zum steuern eines antriebs- und bremssystems für ein elektromotorrad

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102138328B1 (ko) * 2013-08-16 2020-07-28 한화디펜스 주식회사 차량 주행 장치 및 방법
CN104442412B (zh) * 2013-09-18 2018-01-19 通用电气公司 装置，移动运输设备，电动拖拉机，电动叉车以及相关方法
US9987942B2 (en) * 2014-09-03 2018-06-05 Ford Global Technologies, Llc Method of operating vehicle powertrain based on prediction of how different chemical type batteries connected in parallel will operate to output demanded current
CN104401232B (zh) * 2014-12-21 2016-06-22 吉林大学 基于数据驱动预测控制的电动汽车扭矩优化方法
JP6315622B2 (ja) 2016-03-04 2018-04-25 本田技研工業株式会社 車両
FR3049537A1 (fr) * 2016-03-30 2017-10-06 Orange Dispositif autonome d'alerte en cas de mouvement de vehicule
US10014805B2 (en) 2016-05-06 2018-07-03 The Boeing Company Method and apparatus for adjusting motor commutation phase and period
US10050574B2 (en) * 2016-05-06 2018-08-14 The Boeing Company Management of motor regeneration
KR101836891B1 (ko) * 2016-05-30 2018-03-09 상신브레이크주식회사 전자기식 및 회생식 리타더의 실차 평가 계측 및 제어장치
KR102232119B1 (ko) * 2016-09-20 2021-03-25 주식회사 엘지화학 보호 커버와 회전 수단이 구비되어 있는 전기 자동차
JP2018086933A (ja) * 2016-11-29 2018-06-07 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド自動車
JP7026452B2 (ja) * 2017-05-12 2022-02-28 株式会社クボタ 電動作業車
JP6856465B2 (ja) * 2017-07-13 2021-04-07 ファナック株式会社 ブレーキ検査装置およびモータ制御装置
DE102017212191A1 (de) * 2017-07-17 2019-01-17 Audi Ag Standheizung
DE102018215653A1 (de) * 2018-09-14 2020-03-19 Hyundai Motor Company Bremssystem zum Abbremsen eines Elektrofahrzeugs
JP7310640B2 (ja) * 2020-02-19 2023-07-19 トヨタ自動車株式会社 ４輪駆動車両
JP7563255B2 (ja) * 2021-03-12 2024-10-08 トヨタ自動車株式会社 車両
CN115514669B (zh) * 2021-06-21 2023-09-12 北京机械设备研究所 一种多控制点协同控制的数据传输方法和系统
CN115871481A (zh) * 2021-09-29 2023-03-31 本田技研工业株式会社 电动发电机控制系统及混合动力车辆
US12083932B2 (en) * 2021-11-18 2024-09-10 GM Global Technology Operations LLC Automated friction brake assisted vehicle stop

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08336201A (ja) * 1995-06-07 1996-12-17 Nissan Motor Co Ltd 低電圧バッテリ状態検出装置
US6081098A (en) * 1997-11-03 2000-06-27 Midtronics, Inc. Method and apparatus for charging a battery
JPH11136801A (ja) * 1997-10-24 1999-05-21 Denso Corp 複数バッテリ型電気自動車用駆動装置
JP3751736B2 (ja) 1998-01-21 2006-03-01 ヤマハ発動機株式会社 電動車両の運転制御装置
JP4088378B2 (ja) 1998-09-08 2008-05-21 トヨタ自動車株式会社 発電機および蓄電器を備えた車両の制御装置
JP3381708B2 (ja) * 2000-05-02 2003-03-04 トヨタ自動車株式会社 車両、電源系制御装置、電源系を制御する方法および車両の始動時制御方法
JP2003134602A (ja) * 2001-10-22 2003-05-09 Nissan Motor Co Ltd ハイブリッド車両の回生エネルギー制御装置
JP2005329740A (ja) * 2004-05-18 2005-12-02 Toyota Motor Corp 車両制動システム
DE102005058829A1 (de) 2005-12-09 2007-06-14 Robert Bosch Gmbh Aktives Einstellen der Verlustleistung einer elektrischen Maschine im Rekuperationsbetrieb eines Hybrid-Fahrzeugs
US8111036B2 (en) * 2006-03-27 2012-02-07 Stephen George Rosenstock System for electrically connecting and disconnecting a vehicle generator from a vehicle storage unit
JP4734268B2 (ja) * 2007-02-13 2011-07-27 プライムアースＥｖエナジー株式会社 放電システム、および電動車両
JP5036416B2 (ja) * 2007-06-15 2012-09-26 トヨタ自動車株式会社 電源システムおよびそれを備えた車両、ならびに充放電制御方法
JP2011097666A (ja) 2009-10-27 2011-05-12 Toyota Motor Corp 自動車およびその制御方法
KR20120024001A (ko) 2010-09-03 2012-03-14 현대자동차주식회사 전기자동차의 제동 제어 방법
KR101229441B1 (ko) * 2011-03-18 2013-02-06 주식회사 만도 배터리 충전 장치
CN103987562B (zh) * 2011-12-26 2016-06-08 川崎重工业株式会社 电动式交通工具的诊断方法及系统
CN102490722B (zh) * 2011-12-28 2014-08-20 重庆长安汽车股份有限公司 一种汽车滑行能量回收方法及系统
US9316694B2 (en) * 2013-02-12 2016-04-19 Johnson Controls Technology Company Battery monitoring system with time-based diagnostic activation
US10870360B2 (en) * 2013-02-12 2020-12-22 Cps Technology Holdings Llc Battery monitoring network

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111886798A (zh) * 2017-11-17 2020-11-03 安卡有限公司 用于电动主轴的恒定温度控制的方法和系统
EP3711156A4 (de) * 2017-11-17 2022-01-26 Anca Pty Ltd Verfahren und system zur konstanten temperatursteuerung von motorisierten spindeln
US11394331B2 (en) 2017-11-17 2022-07-19 Anca Pty Ltd Method and system for constant temperature control of motorized spindles
US11817807B2 (en) 2017-11-17 2023-11-14 Anca Pty Ltd Method and system for constant temperature control of motorized spindles
EP4339008A1 (de) * 2022-08-25 2024-03-20 Robert Bosch GmbH Verfahren zum steuern eines antriebs- und bremssystems für ein elektromotorrad

Also Published As

Publication number Publication date
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CN104520131A (zh) 2015-04-15

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