JP2012249462A - 電動車両制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電動車両の低電圧バッテリの電圧と高電圧バッテリの電圧との間のDC-DCコンバータを高効率で駆動する。
【解決手段】補機類８に電力を供給する低電圧バッテリ９の電圧と、電動車両を駆動するモータおよび補機類に電力を供給するとともに低電圧バッテリを充電する高電圧バッテリ１１の電圧と、の間の電圧変換を行う電圧変換装置１０の低電圧バッテリ側の出力電流のうち、低電圧バッテリの充電のために低電圧バッテリへ供給される充電電流を取り出す電流制御素子２２と、低電圧バッテリの蓄積電力に関する蓄積電力情報と電圧変換装置による電圧変換の変換効率とに基づいて充電電流の充電電流値を決定し、充電電流値を示す充電電流が電流制御素子によって取り出されるように電流制御素子を制御する統合制御手段７とを有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、電動車両制御装置に関する。

近年、環境負荷の小さな車両として電気自動車が注目を浴びている。電気自動車の駆動システムは一般に、リチウムイオンバッテリ等の例えば300V以上の高電圧バッテリを電力供給源とし、インバータを用いてタイヤ駆動用の高出力モータを制御する。一方、モータ駆動系以外の走行に必要な電装部品として、パワーステアリング、ヘッドライト、ラジエータファン、オーディオ機器、ナビゲーションシステムなどの補機類がある。これらの補機類の駆動に対しては、高電圧バッテリとは別に補機駆動用の低電圧バッテリ（12V鉛バッテリ等）が電気自動車に搭載され、その低電圧バッテリから電力が供給されている。電気自動車においては、高電圧バッテリと低電圧バッテリとをDC-DCコンバータを介して接続し、DC-DCコンバータにて高電圧バッテリの電圧を降圧して、低電圧バッテリへの充電を行う方法が一般的である。

電気自動車の電力消費量低減、航続距離増進のためには、高効率でDC-DCコンバータを駆動することが望ましい。特許文献１では、低電圧バッテリの電圧が下限しきい値電圧まで低下、あるいは上限しきい値電圧まで上昇した場合にはDC-DCコンバータの運転を停止し、それ以外の条件下ではDC-DCコンバータの運転を行うというように、DC-DCコンバータを間欠運転する技術が開示されている。

特開２０１０−１３６４９５号公報

上記特許文献１に開示される技術によると、効率の良くない低負荷でのDC-DCコンバータの運転期間を間欠運転によって抑制するに過ぎないため、必ずしも高効率でDC-DCコンバータを駆動できないとの課題があった。

本発明による電動車両制御装置は、電動車両に搭載される電動車両制御装置であって、電動車両に搭載される補機類に電力を供給する低電圧バッテリの電圧と、電動車両を駆動するモータおよび補機類に電力を供給するとともに低電圧バッテリを充電する高電圧バッテリの電圧と、の間の電圧変換を行う電圧変換装置の低電圧バッテリ側の出力電流のうち、低電圧バッテリの充電のために低電圧バッテリへ供給される充電電流を取り出す電流制御素子と、低電圧バッテリの蓄積電力に関する蓄積電力情報と電圧変換装置による電圧変換の変換効率とに基づいて充電電流の充電電流値を決定し、充電電流値を示す充電電流が電流制御素子によって取り出されるように電流制御素子を制御する統合制御手段とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、DC-DCコンバータを高効率で駆動することが可能となる。

電動車両のシステム構成を表す図である。 本発明の第１の実施の形態における電動車両制御装置の構成および補機類への電力供給システム構成を表す図である。 電流制御素子の内容を示す図である。 電流制御素子の内容を示す図である。 DC-DCコンバータの変換効率と出力電流との関係を示す図である。 本発明の第１の実施の形態における電動車両制御装置による制御内容を示す図である。 統合コントローラによる制御処理のフローチャートを示す図である。 本発明の第２の実施の形態における電動車両制御装置の構成および補機類への電力供給システム構成を表す図である。 本発明の第２の実施の形態における電動車両制御装置による制御内容を示す図である。 補機出力制御の一例を示す図である。 補機出力制御の一例を示す図である。 統合コントローラによる制御処理のフローチャートを示す図である。 本発明の第３の実施の形態における電動車両制御装置の構成および補機類への電力供給システム構成を表す図である。 本発明の変形例におけるDC-DCコンバータの変換効率と出力電流との関係を示す図である。

−−−第１の実施の形態−−−
本発明に係る第１の実施の形態の電動車両制御装置50について、図１〜７を用いて説明する。第１の実施の形態および後述する各実施の形態ならびに変形例における電動車両制御装置50を搭載するハイブリッド自動車、電気自動車等の電動車両のシステム構成を図１に示す。電動車両の車体1にはドライブトレイン系部品として、モータ13、ギア14、ドライブシャフト15、ブレーキ（制動装置）3、タイヤ2が搭載されている。また、車両走行に必要な電装部品として、モータ13の駆動に必要な高電圧系電装部品と、操安系や快適性関連の低電圧系電装部品が設置される。代表的な高電圧系電装部品は、外部電源17、充電器16、高電圧バッテリ11、インバータ12等である。代表的な低電圧系電装部品は、DC-DCコンバータ（電圧変換装置）10、低電圧バッテリ9、補機類8、例えばECU(engine control unit)等の統合コントローラ（統合制御装置）7等がある。なお、統合コントローラ7には、アクセルペダル4からのアクセルペダル情報、ブレーキペダル5からのブレーキペダル情報、ナビゲーションシステム等の外部装置6からの外部情報が入力される。補機類8は、例えば冷却機器、空調機器、ヘッドライト（前照灯）等の照明装置、パワーステアリング（操舵倍力装置）である。

次に、これらの動作について説明する。アクセルペダル4からのアクセルペダル情報、ブレーキペダル3からのブレーキペダル情報、および外部装置6からの外部情報を基に、統合コントローラ7は、電動車両に要求される駆動力および制動力を演算し、駆動力指令および制動力指令をそれぞれ、インバータ12およびブレーキ3に送信する。インバータ12は、統合コントローラ7からの駆動力指令を基に電動車両の駆動に必要なモータ駆動電流を演算し、高電圧バッテリ11からそのモータ駆動電流の演算結果に対応した電力の供給を受けてモータ13の駆動制御を実施する。ブレーキ3も同様に、統合コントローラ7からの制動力指令を基に、電動車両の制動に必要なブレーキ圧を演算し、ブレーキキャリパ（不図示）を動作させる。なお、エネルギー効率向上のため、運転領域に応じて回生協調ブレーキ制御を行う場合、統合コントローラ7は、目標制動力をブレーキ制動力とモータ13の回生制動力とに分配する演算を実施し、それぞれの制動力の演算結果をブレーキ3およびインバータ12に送信する。その際にモータ13から得られる回生電力は、インバータ12を介して高電圧バッテリ11に蓄積される。

バッテリ充電時において、統合コントローラ7は、外部電源17と充電器16との接続を確認した後、充電に適した目標充電電圧・電流を演算し、充電器16に送信する。充電器16は、受信した目標電圧・電流値指令を基に、高電圧バッテリ11に対する充電を実施する。

補機類8の駆動電源としては、高電圧バッテリ11では供給電圧が高すぎるため、高電圧バッテリ11にDC-DCコンバータ10を接続することにより降圧する。なお、補機類8には鉛バッテリ等の低電圧バッテリ9が並列に接続されており、起動時や非常時の電力バッファとして用いられる。

次に、第１の実施の形態における電動車両制御装置50の構成および補機類8の電力供給構成の詳細について、図２を用いて説明する。電動車両制御装置50は統合コントローラ7と電流センサ21と電流制御素子22とを含む。上記で説明したように、高電圧バッテリ11にはDC-DCコンバータ10が接続されており、DC-DCコンバータ10にて高電圧バッテリ11の電圧を降圧した後、その出力電力を低電圧バッテリ9の充電と、補機類8への電力供給とに使用する。ここで、DC-DCコンバータ10の低電圧バッテリ9側の出力電流Idcと、低電圧バッテリ9の充電のための低電圧バッテリ9への充電電流Ibと、補機類8に電力を供給するための補機類8への供給電流Icとの間には、式Idc = Ib + Icで表される関係が成り立つ。なお、DC-DCコンバータ10の低電圧バッテリ9側の出力端には電流センサ（電流値検出装置）21が設置されており、統合コントローラ7は電流センサ21を用いて出力電流Idcを常時モニタすることが可能である。また、DC-DCコンバータ10と低電圧バッテリ9との間には、電磁リレーや半導体素子等の電気回路素子である電流制御素子22が挿入されており、統合コントローラ7による制御の下で低電圧バッテリ9への充電電流Ibを調整して取り出すことが可能である。一方、統合コントローラ7は、高電圧バッテリ11の電圧に対応した蓄積電力に関する蓄積電力情報等や、低電圧バッテリ9の電圧に対応した蓄積電力に関する蓄積電力情報等を基に、DC-DCコンバータ10のON/OFFを制御するとともに、電流制御素子22を制御することによって出力電流Idcのうちから電流制御素子22によって取り出される充電電流Ibの充電電流値を決定する。

次に電流制御素子22の詳細について、図３および図４を用いて説明する。図３は電流制御素子22として電磁リレーを適用した場合を示しており、統合コントローラ7からの指令に応じて出力電流IdcをON/OFF的に変化させることができる。すなわち、電磁リレーを含む電流制御素子22は、統合コントローラ7による制御に応じて、出力電流Idcのうちから充電電流Ibを取り出すか、または取り出さない。また、図４は電流制御素子22としてパワートランジスタを適用した場合を示しており、統合コントローラ7から発せられる制御信号に応じて、出力電流Idcのうちから取り出す充電電流Ibの充電電流値を連続的に変化させることが可能である。なお、電流制御素子22はこの二つのデバイスに限定されるものではなく、大電流を制御可能な他のデバイスが適用されても良い。

次に、DC-DCコンバータ10の変換効率（駆動効率）ηと出力電流Idcとの関係を図５に示す。DC-DCコンバータ10の変換効率はDC-DCコンバータ10の出力電流Idcに依存し、変換効率が最高値を示すときの出力電流Idcの出力電流値を表す指標電流値が存在する。従って、電気自動車の電力消費量低減、航続距離増進のためには、この最高効率を示す出力電流の指標電流値付近でDC-DCコンバータ10を駆動することが望ましい。

そこで第１の実施の形態では、上記コンセプトを実現するために、以下のロジックを適用している。具体的には、DC-DCコンバータ10の変換効率が最高値となるDC-DCコンバータ10の目標出力電流の指標電流値Tg_Idcを予め求めて統合コントローラ7に記憶させておくと共に、統合コントローラ7が電流センサ21を用いてDC-DCコンバータ10の出力電流Idcを常時モニタし、出力電流Idcの出力電流値が指標電流値Tg_Idcに近づくように、電流制御素子22に対する制御によって充電のために低電圧バッテリ9へ供給される供給電力を調整するものである。

図６（ａ）〜（ｄ）にそのロジックの詳細を、DC-DCコンバータ10の低電圧バッテリ9側の出力電圧Vdc、低電圧バッテリ9の電圧Vb、充電制御用バッテリ電圧上限しきい値Vb_H、充電制御用バッテリ電圧下限しきい値Vb_L(<Vb_H)を用いて示す。

（ａ）「Vb ＞ Vb_H」の場合
低電圧バッテリ9の電圧が十分高いことを考慮し、統合コントローラ7はDC-DCコンバータ10をOFFにして出力電流Idcの出力電流値を略零とし、補機類8を低電圧バッテリ9の電圧、すなわち低電圧バッテリ9のバッテリ蓄積電力のみで駆動させる。これによって、DC-DCコンバータ10の低効率領域での駆動を避けることができる。

（ｂ）「Vb_L ＜ Vb ≦ Vb_H」、且つ「 Idc ＜ Tg_Idc 」の場合
統合コントローラ7はDC-DCコンバータ10をONにするが、電流制御素子22の制御は実施しない。

（ｃ）「Vb_L ＜ Vb ≦ Vb_H」、且つ「 Idc ＞ Tg_Idc 」の場合
統合コントローラ7はDC-DCコンバータ10をONにするとともに、出力電流Idc が指標電流値Tg_Idcに近づくように、すなわち出力電流Idc と指標電流値Tg_Idcとの差が小さくなるように、電流制御素子22を制御して低電圧バッテリ9への充電電流Ibを制限することにより出力電流Idcを引き下げる。

（ｄ）「Vb ≦ Vb_L」の場合
統合コントローラ7はDC-DCコンバータ10をONにする。低電圧バッテリ9の電圧が充電制御用バッテリ電圧下限しきい値Vb_Lを下回っており、変換効率よりも早期充電完了を優先するため、電流制御素子22の制御による低電圧バッテリ9への充電電流制限は実施しない。

次に、上記制御を実現するための統合コントローラ7による制御処理のフローチャートを図７に示す。ステップS001にて上記制御を開始し、ステップS003にて「Vb ＞ Vb_H」が成り立つか否かについての判定を実施する。Yesの場合はステップS012に移行し、DC-DCコンバータ10をOFFとした後に本処理フローを終了する。Noの場合はステップS004に移行し、DC-DCコンバータ10をONとする。その後、ステップS005に移行し、「Vb ≦ Vb_L」が成り立つか否かについての判定を実施する。Yesの場合は本処理フローを終了し、Noの場合はステップS006に移行して、「 Idc ＞Tg_Idc 」が成り立つか否かについての判定を行う。Yesの場合はステップS010に移行し、出力電流Idc が 指標電流値Tg_Idcに近づくように、電流制御素子22を制御して低電圧バッテリ9への充電電流Ibを制限し、本処理フローを終了する。また、ステップS006にてNoの場合は、本処理フローを終了する。

本実施の形態の電動車両制御装置50は、電動車両の車体1に搭載される電動車両制御装置50であって、電動車両の車体1に搭載される補機類8に電力を供給する低電圧バッテリ9の電圧と、電動車両を駆動するモータ13および補機類8に電力を供給するとともに、低電圧バッテリ9を充電する高電圧バッテリ11の電圧と、の間の電圧変換を行うDC-DCコンバータ10の低電圧バッテリ9側の出力電流Idcのうち、低電圧バッテリ9の充電のために低電圧バッテリ9へ供給される充電電流Ibを取り出す電流制御素子22と、低電圧バッテリ9の電圧Vbに対応した蓄積電力に関する蓄積電力情報とDC-DCコンバータ10による電圧変換の変換効率ηとに基づいて充電電流Ibの充電電流値を決定し、該充電電流値を示す充電電流Ibが電流制御素子22によって取り出されるように電流制御素子22を制御する統合コントローラ7とを含むように構成した。すなわち、統合コントローラ7がDC-DCコンバータ10の出力電流Idcをモニタしながら、低電圧バッテリ9への電力供給に関する電力調整を実施するため、DC-DCコンバータ10を高効率で駆動することが可能となる。これにより、電動車両の航続距離延伸を実現できるという作用効果を奏する。

本実施の形態の電動車両制御装置50において、統合コントローラ7は、出力電流Idcの出力電流値が、変換効率ηが最高値を示す際のDC-DCコンバータ10の低電圧バッテリ9側から出力される電流が示す指標電流値Tg_Idcよりも大きいとき、電流制御素子22を制御することによって出力電流値Idcを引き下げ、出力電流値Idcと指標電流値Tg_Idcとの差を小さくするように構成した。これにより、DC-DCコンバータ10を高効率で駆動することが可能となるため、電動車両の航続距離延伸を実現できるという作用効果を奏する。

本実施の形態の電動車両制御装置50において、出力電流Idcの出力電流値を計測する電流センサ21をさらに含み、電流センサ21は、互いに電気的に接続されるDC-DCコンバータ10と電流制御素子22との間であって、かつ互いに電気的に接続されるDC-DCコンバータ10と補機類8との間の間に配置され、DC-DCコンバータ10と電流制御素子22と補機類8とに電気的に接続されるか、またはDC-DCコンバータ10に含まれ、かつ電流制御素子22と補機類8とに電気的に接続されるように構成した。これにより、DC-DCコンバータ10の出力電流Idcをモニタしながら、DC-DCコンバータ10を高効率で駆動することが可能となり、電動車両の航続距離延伸を実現できるという作用効果を奏する。

−−−第２の実施の形態−−−
次に本発明の第２の実施の形態における電動車両制御装置50について、図８〜図１２を用いて説明する。図８に第２の実施の形態における電動車両制御装置50の構成および補機類への電力供給についてのシステム構成図を示す。電動車両制御装置50は統合コントローラ7と電流センサ21と電流制御素子22とを含む。第１の実施の形態との差異として、統合コントローラ7によって補機類8の出力調整を実施する点が異なる。なお、補機類8の出力調整を実施するにあたり、本目的に適した補機類としては、モータ13やインバータ12、バッテリ等を適温に保つ機器冷却装置、あるいは室内空調装置等、制御時の時定数が長く、出力調整が比較的容易な装置を選択する。

次に第２の実施の形態における電動車両制御装置による制御内容詳細について、図９に示す。本実施の形態と第１の実施の形態との差分は、図９（ｂ）および（ｃ）に表れており、以下においてはそれらについて説明する。

b)「Vb_L ＜ Vb ≦ Vb_H」、且つ「 Idc ＜ Tg_Idc 」の場合
第１の実施の形態とは異なり、第2の実施の形態では、統合コントローラ7が、冷却系や空調系等、一部の補機類8の出力を増大させるように一部の補機類8を制御することで、 出力電流Idcを指標電流値Tg_Idcに近づける。このとき、出力電流Idcは引き上げられることとなり、出力電流Idc と指標電流値Tg_Idcとの差が小さくなる。

一部の補機類8としてエアコンなどの空調装置（不図示）を例に、補機出力増大の具体例を図１０を用いて説明する。図１０（ｂ）はエアコン制御（冷房）の時間変化の例を示しており、比較のため図１０（ａ）にエアコンの通常制御を併記する。通常制御では、目標室内温度と実際の室内温度が一致する様にエアコン出力を調整し、両者が一致している際のエアコン出力は、時刻ｔが経過してもほぼ一定に保たれる。

一方、本実施の形態においては、統合コントローラ7により補機出力増大指令が発せられた期間中は、エアコンはその指令に従ってエアコン出力を増大させる。これにより、エアコン制御モードは通常モードと異なることとなり、出力電流Idcが増加する。エアコン出力増大の結果として室内温度が目標室内温度よりも低下するが、補機出力増大指令解除後のしばらくの期間は、冷房効果の余力によって室温が低く保たれることから、エアコンを停止することができる。このとき、エアコン制御モードは通常モードに戻る。

すなわち本実施の形態による制御を実施することによって、DC-DCコンバータ10を高効率に駆動でき、かつ上述したエアコン出力増大に伴う消費エネルギー増加分は、その後のエアコン停止によってほぼ相殺されるため、システム全体としてエネルギー消費の抑制効果が得られる。

（ｃ）「Vb_L ＜ Vb ≦ Vb_H」、且つ「 Idc ＞ Tg_Idc 」の場合
第１の実施の形態においては、出力電流Idc を指標電流値Tg_Idcに近づけるために、すなわち出力電流Idcを引き下げて出力電流Idc と指標電流値Tg_Idcとの差が小さくなるようにするために、統合コントローラ7は電流制御素子22を制御して低電圧バッテリ9への充電電流Ibを制限した。第２の実施の形態では、そうした制御に加えて、一部の補機類8の出力低減を併用することが出来るため、出力電流Idc を指標電流値Tg_Idcに近づけることがより容易となる。

一部の補機類8としてエアコンなどの空調装置（不図示）を例に、補機出力低減の具体例を図１１を用いて説明する。図１１（ｂ）はエアコン制御（冷房)の時間変化の例を示しており、比較のため図１１（ａ）にエアコンの通常制御を併記する。

通常制御では、定常時にエアコン出力が時刻ｔの経過に関わらずほぼ一定に保たれるのに対し、本実施の形態においては、統合コントローラ7により補機出力低減指令が発せられた期間中は、エアコンはその指令に従ってエアコン出力を減少させる。これにより、エアコン制御モードは通常モードと異なることとなり、出力電流Idcが減少する。エアコン出力減少の結果、室内温度が目標室内温度よりも上昇するが、エアコン出力減少量や減少期間を調整して温度上昇分を許容範囲に抑えることで、DC-DCコンバータ10を高効率に駆動でき、かつエアコン自身の消費電力を抑制することが可能となる。このとき、エアコン制御モードは通常モードに戻る。

次に、上記制御を実現するための統合コントローラ7による制御処理のフローチャートを図１２に示す。以下、第１の実施の形態との差分のみ説明する。第２の実施の形態では補機類の出力を調整するロジックを採り入れているが、前述のエアコン出力調整に代表されるように、補機出力調整により快適性が損なわれないよう、省電力運転が必要な場合に限って本制御を実施することが望ましい。そこで、ステップS002において「高電圧バッテリの電圧（蓄電量）が小」もしくは「 エコモード選択時」といういずれかの状態が成立しているか否かを判定し、成立時には省電力運転を実施すべくステップS003に移行し、不成立時にはステップS013に移行してDC-DCコンバータ10をONとした後に、本処理フローを終了する。

また、ステップS006において「 Idc ＞ Tg_Idc 」が成り立つか否かについての判定を実施後、Yesの場合はステップS010に移行し、出力電流Idcが指標電流値Tg_Idcに近づくように、電流制御素子22を制御して低電圧バッテリ9への充電電流Ibを制限する。次にステップS011に移行し、ステップS010実施後においても出力電流Idcと指標電流値Tg_Idcとの差分が残存している場合には、その差分を解消するように、許容可能な範囲で補機出力を減少させることにより出力電流Idcを引き下げ、本処理フローを終了する。

また、ステップS006にてNoの場合はステップS007に移行し、「Idc ＜ Tg_Idc 」が成り立つか否かについての判定を実施後、Noの場合には、出力電流Idcが指標電流値Tg_Idcに近づくように、許容範囲内でエアコン等の補機出力を増大させることにより出力電流Idcを引き上げた後、本処理フローを終了する。また、ステップS007にてNoの場合、すなわちIdc ＝Tg_Idcの場合には、本処理フローを終了する。

本実施の形態の電動車両制御装置50は、第１の実施の形態と同様の作用効果を奏する。また、本実施の形態の電動車両制御装置50において、電流制御素子22は、さらに、出力電流Idcと、出力電流Idcのうちの補機類8へ供給される供給電流Icとに基づいて充電電流Ibを取り出し、統合コントローラ7は、さらに補機類8の出力を制御し、出力電流Idcの出力電流値が、変換効率ηが最高値を示す際のDC-DCコンバータ10の低電圧バッテリ9側から出力される電流が示す指標電流値Tg_Idcよりも小さいとき、補機類8の出力を制御することによって出力電流Idcの出力電流値を引き上げ、その出力電流値と指標電流値Tg_Idcとの差を小さくするように構成した。DC-DCコンバータ10の出力電流Idcをモニタしながら、補機駆動や低電圧バッテリ9への電力供給に関する電力調整を実施することにより、DC-DCコンバータ10を高効率で駆動することが可能となる。これにより、補機駆動時の消費電力低減、電動車両の航続距離延伸を実現できるという作用効果を奏する。

−−−変形例−−−
（１）上述した第１の実施の形態においては図６（ａ）〜（ｄ）に、第２の形態においては図９（ａ）〜（ｄ）に、統合コントローラ7によるDC-DCコンバータ10の出力電流Idcについての４種類の電流制御を示したが、いずれの実施の形態においても、これらの４種類の電流制御のうちのいずれか１種類のみを実施することとしても良い。

（２）本変形例における電動車両制御装置50について、図１３を用いて説明する。本変形例は第２の実施の形態をベースとしており、以下に第２の実施の形態との差異について説明する。本変形例では、補機類8は、常時電力供給することが必要な補機類8Aと、それ以外の補機類8Bとを含む。補機類8Bは、第２の実施の形態における補機類8と同様に電流制御素子22を介して電気的に低電圧バッテリ9に接続され、補機類8Aは電流制御素子22を介さずに電気的に低電圧バッテリ9に直接接続される。

補機類8Aは、例えば、コントロールユニット（電子制御装置）、ブレーキシステム（制動装置）、パワーステアリング装置（操舵倍力装置）、ヘッドライト（前照灯）等の照明装置、あるいはウインカー（方向表示装置）等を含む。補機類8Bは、例えば、モータ/インバータ冷却水ポンプ、ラジエータファン、空調ファンを含むエアコン等の空調装置、熱線ヒータ等を含む。すなわち、補機類8Bには補機類8Aよりも時定数の大きな電子機器が 含まれる。

図１４に示すように、DC-DCコンバータ10の変換効率ηが最高値を示す際、DC-DCコンバータ10の低電圧バッテリ9側の出力電流Idcが示す指標電流値Tg_Idcを予め求めておくとともに、出力電流Idcを常時モニタする。そして、出力電流Idcが指標電流値Tg_Idcに近づくように、統合コントローラ7が補機類8Bの出力を調整することにより補機類8Bへの供給電流Icを増減させ、かつ統合コントローラ7が電流制御素子22を制御して低電圧バッテリ9への供給電力を調整することにより充電電流Ibを増減させる。こうして、充電電流Ibおよび供給電流Icの和として得られる出力電流Idcを増減させることができる。

本変形例においては、第２の実施の形態と異なり、補機類8Bのみが直接DC-DCコンバータ10および電流制御素子22に接続され、補機類8Aは低電圧バッテリ9に直接接続されている。そのため、機器故障などの何らかの不具合によってDC-DCコンバータ10がOFF、かつ電流制御素子22がOFFの条件が重なった場合であっても、補機類8Aは低電圧バッテリ9からの電力供給が確保される。本変形例における電動車両制御装置50の構成によって、補機類8Aに対する供給電圧を保証しつつ、補機類8Bの出力を変化させることができるため、より安全にDC-DCコンバータの高効率駆動が実現できる。

1 車体
2 タイヤ
3 ブレーキ
4 アクセルペダル
5 ブレーキペダル
6 外部装置
7 統合コントローラ
8 補機類
9 低電圧バッテリ
10 DC-DCコンバータ
11 高電圧バッテリ
12 インバータ
13 モータ
14 ギア
15 ドライブシャフト
16 充電器
17 外部電源
21 電流センサ
22 電流制御素子
50 電動車両制御装置

Claims (9)

1. 電動車両に搭載される電動車両制御装置であって、
   前記電動車両に搭載される補機類に電力を供給する低電圧バッテリの電圧と、前記電動車両を駆動するモータおよび前記補機類に電力を供給するとともに前記低電圧バッテリを充電する高電圧バッテリの電圧と、の間の電圧変換を行う電圧変換装置の前記低電圧バッテリ側の出力電流のうち、前記低電圧バッテリの充電のために前記低電圧バッテリへ供給される充電電流を取り出す電流制御素子と、
   前記低電圧バッテリの蓄積電力に関する蓄積電力情報と前記電圧変換装置による前記電圧変換の変換効率とに基づいて前記充電電流の充電電流値を決定し、前記充電電流値を示す前記充電電流が前記電流制御素子によって取り出されるように前記電流制御素子を制御する統合制御手段とを備えることを特徴とする電動車両制御装置。
2. 請求項１に記載の電動車両制御装置において、
   前記統合制御手段は、前記出力電流の出力電流値が、前記変換効率が最高値を示す際の前記電圧変換装置の前記低電圧バッテリ側から出力される電流が示す指標電流値よりも大きいとき、前記電流制御素子を制御することによって前記出力電流値を引き下げ、前記出力電流値と前記指標電流値との差を小さくすることを特徴とする電動車両制御装置。
3. 請求項２に記載の電動車両制御装置において、
   前記統合制御手段は、前記出力電流値が前記指標電流値よりも大きく、かつ前記低電圧バッテリの電圧が第１しきい値よりも小さいとき、前記出力電流値を引き下げるような前記電流制御素子に対する制御を停止することを特徴とする電動車両制御装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電動車両制御装置において、
   前記電流制御素子は、さらに、前記出力電流と、前記出力電流のうちの前記補機類へ供給される供給電流とに基づいて前記充電電流を取り出し、
   前記統合制御手段は、さらに前記補機類の出力を制御し、前記出力電流の出力電流値が、前記変換効率が最高値を示す際の前記電圧変換装置の前記低電圧バッテリ側から出力される電流が示す指標電流値よりも小さいとき、前記補機類の出力を制御することによって前記出力電流値を引き上げ、前記出力電流値と前記指標電流値との差を小さくすることを特徴とする電動車両制御装置。
5. 請求項４に記載の電動車両制御装置において、
   前記補機類は第１補機類と前記第１補機類よりも時定数の大きな第２補機類とを含み、
   前記第１補機類は、前記電流制御素子を介さずに前記低電圧バッテリに電気的に接続され、
   前記第２補機類は、前記電流制御素子を介して前記低電圧バッテリに電気的に接続されるとともに、前記電圧変換装置を介して前記高電圧バッテリに電気的に接続され、
   前記統合制御手段は、前記出力電流値が前記指標電流値よりも小さいとき、前記第２補機類の出力を制御することによって前記出力電流値を引き上げ、前記差を小さくすることを特徴とする電動車両制御装置。
6. 請求項５に記載の電動車両制御装置において、
   前記第１補機類は、電子制御装置、制動装置、パワーステアリング装置、照明装置および方向表示装置のうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする電動車両制御装置。
7. 請求項１乃至６のいずれか１項に記載の電動車両制御装置において、
   前記統合制御手段は、さらに前記電圧変換装置を制御し、前記低電圧バッテリの電圧が前記第１しきい値よりも大きな第２しきい値よりも大きいとき、前記電圧変換装置を制御することによって前記出力電流値を略零とし、
   前記補機類は前記低電圧バッテリによって電力を供給されることを特徴とする電動車両制御装置。
8. 請求項１乃至７のいずれか１項に記載の電動車両制御装置において、
   前記電流制御素子は、前記統合制御手段による制御に応じて前記充電電流を取り出すかもしくは取り出さない電気回路素子、または前記統合制御手段による制御に応じて取り出す前記充電電流の充電電流値を連続的に変化させることの可能な電気回路素子を含むことを特徴とする電動車両制御装置。
9. 請求項１乃至８のいずれか１項に記載の電動車両制御装置において、
   前記出力電流の出力電流値を計測する電流値検出装置をさらに備え、
   前記電流値検出装置は、互いに電気的に接続される前記電圧変換装置と前記電流制御素子との間であって、かつ互いに電気的に接続される前記電圧変換装置と前記補機類との間の間に配置され、前記電圧変換装置と前記電流制御素子と前記補機類とに電気的に接続されるか、または前記電圧変換装置に含まれ、かつ前記電流制御素子と前記補機類とに電気的に接続されることを特徴とする電動車両制御装置。
   

Images