JP2015154632A - electric vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本明細書が開示する技術は、電動車両に関する。なお、電動車両には、エンジンと共にモータを備えたハイブリッド車や、モータのみを備えた電気自動車が含まれる。 The technology disclosed in this specification relates to an electric vehicle. The electric vehicle includes a hybrid vehicle provided with a motor together with an engine and an electric vehicle provided only with a motor.
雪道では発進時にスリップが発生し易く、スリップは車両の挙動悪化や燃費悪化の原因となる。こうしたスリップを回避する技術として、車両の前後にモータを備えた電動車両が検討されている。例えば特許文献1、2では、通常走行では二輪駆動で走行し、スリップし易い路面状況になったときに四輪駆動とすることでスリップを回避する技術が開示されている。
On snowy roads, slip is likely to occur when starting, and slip causes deterioration of vehicle behavior and fuel consumption. As a technique for avoiding such slip, an electric vehicle including motors before and after the vehicle has been studied. For example,
特許文献1、2に開示される電動車両は、通常走行時には、主駆動輪と連結されたエンジン及びモータ(以下、メインモータ)により二輪駆動で走行し、スリップが発生した場合に、副駆動輪と連結されたモータ(以下、サブモータ)により四輪駆動で走行する。サブモータには、バッテリあるいはメインモータにより発電される電力が供給される。特許文献1では、スリップ発生時において、サブモータへの要求出力とバッテリの充電残量から算出される出力電圧とに基づき、出力電圧が不足している場合にメインモータを発電機として利用してサブモータへ電力を供給する技術が開示されている。つまり、バッテリの充電残量が十分な場合は、バッテリからの電力を利用し、バッテリの充電残量が不足している場合には、メインモータにより発電された電力を利用する。これにより、特許文献1の技術はバッテリに蓄電された電力を優先的に利用する。
The electric vehicles disclosed in
また、サブモータの保護を目的としてサブモータの温度が閾値を超えている場合において、モータの出力に制限を設ける技術が提案されている。さらに、特許文献2では、スリップが起こる特殊な路面状況において、上記の出力制限を緩和する技術が開示されている。この出力制限の緩和により、サブモータの温度が高い場合であっても四輪駆動時に必要なサブモータの出力を確保することができ、スリップに対する走行性能を向上させることができる。なお、特許文献2によれば、この出力制限の緩和は、スリップが起こる特殊な走行状態のみで実施されるものであり、これにより、モータの過度な発熱が抑制される。
For the purpose of protecting the sub motor, there has been proposed a technique for limiting the output of the motor when the temperature of the sub motor exceeds a threshold value. Furthermore,
上記の四輪駆動車では、通常はメインの駆動源により二輪駆動で走行する。サブモータは補助的な駆動源であり、スリップし易い状況や高トルクが必要な状況で一時的に使われる。それゆえ、サブモータには、熱的あるいは電気的に大きな余裕が確保されない場合がある。従って頻繁にスリップし易い状況ではサブモータの温度が過度に高まる虞がある。なお、過熱防止の対象は、サブモータの本体のほかにサブモータを駆動する回路(駆動回路)の場合もあり得る。そこで、本明細書において「サブモータ」とは、モータ本体以外にもモータに電力を供給する駆動回路(インバータ)を含み、「サブモータの温度」とはモータ本体あるいはその駆動回路の温度を意味することに留意されたい。 In the above four-wheel drive vehicle, the vehicle is usually driven by a two-wheel drive with a main drive source. The sub-motor is an auxiliary drive source, and is temporarily used in situations where slipping is likely or high torque is required. Therefore, there may be a case where a large margin in terms of heat or electricity is not secured in the sub motor. Therefore, the temperature of the sub motor may be excessively increased in a situation where frequent slipping is likely to occur. In addition to the main body of the sub motor, the target of overheating may be a circuit (drive circuit) that drives the sub motor. Therefore, in this specification, “sub motor” includes a drive circuit (inverter) that supplies electric power to the motor in addition to the motor main body, and “temperature of the sub motor” means the temperature of the motor main body or its drive circuit. Please note that.
特許文献2では、サブモータの温度が閾値よりも高い場合にサブモータの出力を制限する。ただし、特殊な状況下では出力制限を緩和し、サブモータに十分な大きさのトルクを出力させる。しかし、そうすると、サブモータの温度がさらに高まる虞がある。
In
本明細書が開示する技術は、上記課題に鑑みて創作された。その目的は、通常はメインモータで二輪駆動し、スリップ発生時にサブモータを使って四輪駆動走行する電動車両において、サブモータの十分な出力を確保しつつ、サブモータの駆動系の温度上昇を抑制することにある。 The technology disclosed in this specification was created in view of the above problems. The purpose is to suppress the temperature increase of the drive system of the sub-motor while ensuring sufficient output of the sub-motor in an electric vehicle that is normally driven by a two-wheel drive with the main motor and that uses the sub-motor to drive four-wheel drive when a slip occurs. It is in.
一般に、電気デバイスの発熱量は、そのデバイスに供給される電力の電圧よりもむしろ電流に依存する度合いが大きい。他方、回生電力や発電機(エンジンとジェネレータ)で走行中に充電され得るバッテリは、その充電残量(SOC:State Of Charge)に依存して出力電圧が変動する。SOCが低くなれば出力電圧も低下する。車両のコントローラは、サブモータが出力すべき要求出力を定め、その要求出力が実現されるようにサブモータを制御するため、バッテリの出力電圧が低いとサブモータへ流れる電流が大きくなる。したがって、サブモータへ電力を供給する前に予めバッテリの出力電圧を高めておくことができれば、サブモータへ流れる電流を低く抑えることができる。 In general, the amount of heat generated by an electrical device is highly dependent on current rather than voltage of power supplied to the device. On the other hand, the output voltage of a battery that can be charged while traveling with regenerative power or a generator (engine and generator) varies depending on the remaining charge (SOC: State Of Charge). As the SOC decreases, the output voltage also decreases. Since the controller of the vehicle determines the required output to be output by the sub motor and controls the sub motor so that the required output is realized, the current flowing to the sub motor increases when the output voltage of the battery is low. Therefore, if the output voltage of the battery can be increased in advance before supplying power to the sub motor, the current flowing to the sub motor can be kept low.
本明細書が開示する技術では、所定の期間中のスリップ頻度から、将来スリップが発生したときのサブモータの出力(要求出力)を決定する。スリップが発生する頻度が高ければ、スリップし易い路面であると判断し、将来のスリップに備えてサブモータの要求出力を高める。スリップが発生する頻度が低ければ、比較的にスリップし難い路面であると判断し、バッテリの消費を抑制するために要求出力を低く設定する。そして、現在のバッテリの出力電圧と要求出力の関係からサブモータに流れる電流を推定し、その電流によって将来のサブモータの温度上昇が一定のレベルを超えると判断されれば、バッテリの出力電圧を予め高めておく。バッテリは一般に、充電残量が高ければ出力電圧も高くなるという関係が存在するので、充電残量を高めることによってバッテリの出力電圧も高めることができる。あるいは、バッテリは、その温度が高ければ出力電圧も高くなるという関係があるので、バッテリの温度を高めることによっても、出力電圧を高めることができる。サブモータの要求出力が同じであってもバッテリの出力電圧(即ちサブモータに供給する電力の電圧)を高めることでサブモータに供給される電流を低くすることができる。これにより、サブモータの温度上昇を抑制することができる。 In the technology disclosed in the present specification, the output (required output) of the sub motor when a slip occurs in the future is determined from the slip frequency during a predetermined period. If the frequency of occurrence of slip is high, it is determined that the road surface is likely to slip, and the required output of the sub motor is increased in preparation for future slip. If the frequency of occurrence of slip is low, it is determined that the road surface is relatively difficult to slip, and the required output is set low in order to suppress battery consumption. Then, the current flowing through the sub motor is estimated from the relationship between the current output voltage of the battery and the required output, and if it is determined by the current that the future temperature increase of the sub motor exceeds a certain level, the output voltage of the battery is increased in advance. Keep it. A battery generally has a relationship that the output voltage increases as the remaining charge amount increases. Therefore, the output voltage of the battery can be increased by increasing the remaining charge amount. Alternatively, since the output voltage of the battery increases as the temperature increases, the output voltage can be increased by increasing the temperature of the battery. Even if the required output of the sub motor is the same, the current supplied to the sub motor can be reduced by increasing the output voltage of the battery (that is, the voltage of the power supplied to the sub motor). Thereby, the temperature rise of a submotor can be suppressed.
本明細書が開示する電動車両の一態様は、二輪駆動と四輪駆動を選択可能であり、二輪駆動時に駆動する走行用のメインモータと、スリップ時に駆動して四輪駆動に用いられるサブモータを備えている。さらに、この電動車両は、走行中に充電可能なバッテリであってサブモータに電力を供給するバッテリを備えている。また、この電動車両は、駆動輪のスリップ頻度を検知するスリップ頻度検知手段と、バッテリを制御するコントローラを備えている。コントローラは、スリップ頻度からスリップ時にサブモータが出力すべき要求出力を決定し、バッテリの現在の出力電圧と要求出力からスリップ時にサブモータに流れる推定電流を決定する。そして、コントローラは、推定電流がサブモータの温度に依存して定められる電流閾値を超えている場合にバッテリの出力電圧を高くする。この電流閾値は、その値以上の電流が流れるとサブモータが過熱する虞がある、という値に定められており、予めコントローラに記憶されている。 One aspect of the electric vehicle disclosed in this specification can select two-wheel drive or four-wheel drive, and includes a traveling main motor that is driven during two-wheel drive, and a sub motor that is driven during slip and is used for four-wheel drive. I have. Furthermore, the electric vehicle includes a battery that can be charged during traveling and supplies power to the sub motor. The electric vehicle also includes slip frequency detecting means for detecting the slip frequency of the drive wheels and a controller for controlling the battery. The controller determines a required output to be output by the sub motor at the time of slip from the slip frequency, and determines an estimated current flowing to the sub motor at the time of slip from the current output voltage of the battery and the required output. Then, the controller increases the output voltage of the battery when the estimated current exceeds a current threshold determined depending on the temperature of the sub motor. This current threshold is determined to be a value that the sub motor may overheat when a current greater than that value flows, and is stored in advance in the controller.
なお、コントローラは、電流閾値以下の電流で要求出力を実現するのに必要な電圧まで、バッテリの出力電圧を高める。このときの電圧を本明細書ではサブモータ駆動電圧と称する。バッテリの出力電圧を高くする具体的な手法の一つは、前述したように、バッテリの充電残量を高めるべく充電を開始することである。走行中に充電可能なバッテリを搭載する電量車両では、コントローラには下限充電残量と上限充電残量が設定されており、バッテリの充電残量が下限充電残量を下回るとコントローラは充電を開始し、上限充電残量に達すると充電を終了する。そこで、コントローラは、推定電流がサブモータの温度に依存して定められる電流閾値を超えている場合に、バッテリの充電開始のトリガとなる下限充電残量を、サブモータ駆動電圧に対応した充電残量に設定するとよい。なお、充電は直ちに開始されなくとよい。コントローラは、電動車両が充電可能な状態になったら充電を開始すればよい。なお、充電不可の状態とは、例えば、エンジンの駆動力が全て走行に割り当てられている場合である。 Note that the controller increases the output voltage of the battery to a voltage necessary for realizing the required output with a current equal to or less than the current threshold. In this specification, the voltage at this time is referred to as a sub motor drive voltage. As described above, one of the specific methods for increasing the output voltage of the battery is to start charging in order to increase the remaining charge of the battery. In a power-powered vehicle equipped with a battery that can be charged while traveling, the controller has a lower limit charge remaining amount and an upper limit charge remaining amount, and the controller starts charging when the remaining charge amount of the battery falls below the lower limit charge remaining amount. When the upper limit charge remaining amount is reached, charging is terminated. Therefore, when the estimated current exceeds the current threshold determined depending on the temperature of the sub motor, the controller sets the lower limit charge remaining amount that triggers the start of battery charging to the remaining charge amount corresponding to the sub motor drive voltage. It is good to set. Note that charging does not have to be started immediately. The controller may start charging when the electric vehicle is ready to be charged. Note that the state where charging is not possible is, for example, a case where all the driving force of the engine is allocated to traveling.
また、バッテリの出力電圧を高くするために、コントローラは、バッテリの温度を高めてもよい。一般に電動車両はバッテリを冷却するためのブロア(ファン)を備えており、目標とする出力電圧(サブモータ駆動電圧)が現在の出力電圧からそれほど高くはない場合には、ブロアを停止することでバッテリの温度を高め、サブモータ駆動電圧を実現できる場合もある。 In order to increase the output voltage of the battery, the controller may increase the temperature of the battery. Generally, an electric vehicle includes a blower (fan) for cooling the battery. When the target output voltage (sub motor drive voltage) is not so high from the current output voltage, the battery is stopped by stopping the blower. In some cases, the sub motor drive voltage can be realized by raising the temperature of the motor.
なお、バッテリの充電残量(SOC:State Of Charge)は、充電可能な電力量当たりの現在の電力量として定義される。また、スリップ頻度検知手段については、実施例で述べる。 Note that the state of charge (SOC) of the battery is defined as the current power amount per chargeable power amount. The slip frequency detecting means will be described in the embodiment.
本明細書が開示する技術によれば、スリップを回避するために必要なサブモータの要求出力に対応して予めバッテリの出力電圧を高めることができ、サブモータの十分な出力を確保しつつ、その温度上昇を抑制することができる。本明細書が開示する技術の詳細とさらなる改良は以下の「発明を実施するための形態」にて説明する。 According to the technology disclosed in this specification, the output voltage of the battery can be increased in advance in response to the required output of the sub motor necessary to avoid slipping, and the temperature of the sub motor can be secured while ensuring sufficient output. The rise can be suppressed. Details and further improvements of the technology disclosed in this specification will be described in the following “DETAILED DESCRIPTION”.
図面を参照して実施例の電動車両(ハイブリッド車200)を説明する。図1に示すように、ハイブリッド車200は、前輪7を駆動するための3相交流モータであるフロントモータ3及びエンジン4を備えている。フロントモータ3及びエンジン4からの出力トルクは、動力分配機構5により合成され、デファレンシャルギア6を介して前輪7に伝達される。なお、動力分配機構5は、エンジン4の出力トルクを前輪7とフロントモータ3に分配する場合もある。その場合、ハイブリッド車200は、エンジン4の動力で走行しつつ、フロントモータ3で発電する。発電された電力は後述するメインバッテリ16に充電される。さらに、ハイブリッド車200は、制動時、車両の運動エネルギを使ってフロントモータ3を逆駆動して発電し、その電力でメインバッテリ16を充電することもある。
An electric vehicle (hybrid vehicle 200) according to an embodiment will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, the
また、ハイブリッド車200は、後輪13を駆動するための3相交流モータであるリアモータ9を備えている。リアモータ9は補助的な駆動源であり、メインの駆動源であるフロントモータ3と比較して出力が小さい。例えば、フロントモータ3の最大出力は50kWであり、リアモータ9の最大出力は5kWである。ハイブリッド車200は、通常はエンジン4またはフロントモータ3(あるいはエンジン4とフロントモータ3の両方)で走行し、必要に応じてリアモータ9を一時的に駆動する。例えば、雪道などでスリップした時にリアモータ9を駆動し、四輪駆動で走行する。つまり、ハイブリッド車200は、二輪駆動と四輪駆動が選択可能な電動車両である。
The
メインバッテリ16に蓄えられた電力は、フロントインバータ2により直流電力から交流電力に変換され、フロントモータ3に供給される。フロントインバータ2は、直流電力を交流電力に変換するインバータ回路と共に直流電力の電圧を昇圧する電圧コンバータ回路を内蔵している。また、フロントモータ3は、メインバッテリ16を充電するための発電機として機能する場合もある。この場合、電圧コンバータ回路は、フロントモータ3からの回生電力を降圧してメインバッテリ16に充電するための降圧回路として機能する。また、メインバッテリ16に蓄えられた電力は、リアインバータ12により直流電力から交流電力に変換され、リアモータ9にも供給される。ここで、リアインバータ12には、フロントインバータ2と異なり、電圧コンバータ回路が内蔵されていない。つまり、リアモータ9の定格電圧はメインバッテリ16の出力電圧に等しい。また、フロントインバータ2とリアインバータ12は中継器15とパワーケーブル8、14により並列に接続されている。そして、中継器15がメインバッテリ16に接続されることで、フロントインバータ2とリアインバータ12がメインバッテリ16に接続される。なお、説明の便宜上、リアインバータ12とリアモータ9をまとめて「リア駆動系18」と称する。
The electric power stored in the
コントローラ17は、ハイブリッド車200の車体状況や走行状況に応じて、ハイブリッド車200の各種デバイス(フロントインバータ2、リアインバータ12、メインバッテリ16等)を制御するデバイスである。コントローラ17の実体は、相互に通信する複数の制御コンピュータの集合体である場合がある。ハイブリッド車200の車体状況とは、例えば各種デバイスの温度であり、走行状況とは、例えば外気温や路面勾配等である。そして、コントローラ17は、メインバッテリ16を制御する。具体的には、コントローラ17は、メインバッテリ16の充電残量(SOC:State Of Charge、以下、SOCと表現する)を決定する。そして、コントローラ17は、メインバッテリ16のSOCをモニタしつつ、状況に応じて目標SOCを満たすように、フロントモータ3及びフロントインバータ2に指令を出し、メインバッテリ16の充放電を制御する。そのため、コントローラ17は、不図示の電圧センサにより、メインバッテリ16の出力電圧をモニタしている。
The
また、ハイブリッド車200は、前輪7及び後輪13のスリップの頻度を検知するスリップセンサ19を備えている。スリップセンサ19は、前輪7及び後輪13の回転数を検知する回転数センサとコントローラ17に実装されたソフトウエアで構成される。スリップセンサ19は、前輪7及び後輪13の回転数の差が路面状況に応じた閾値を超えたときにスリップが発生したと判定する。そして、スリップセンサ19(スリップセンサのソフトウエア)は、予め定められた一定時間内でのスリップの回数をカウントすることでスリップ頻度(一定時間内に発生したスリップの回数)を算出する。
The
ハイブリッド車200はさらに、メインバッテリ16の温度を計測する温度センサ(不図示)と、メインバッテリ16を冷却するブロア20(ファン)を備えている。コントローラ17は、メインバッテリ16の温度を所定範囲に維持すべくブロア20を制御する。
The
さらにまた、フロントモータ3、フロントインバータ2には不図示の冷却器が備えられており、コントローラ17は、フロントモータ3やフロントインバータ2が過熱しないように冷却器を制御する。リア駆動系18(リアモータ9とリアインバータ12)には冷却器が備えられておらず、コントローラ17は、リア駆動系18に流れる電流を調整することでリア駆動系18の過熱を防止する。なお、フロントモータ3、フロントインバータ2、リア駆動系18には温度センサが備えられているが、図1では、リアインバータ12だけに温度センサ21を図示しており、他のデバイスに備えられた温度センサは図示を省略している。
Furthermore, the
図2を参照して、ハイブリッド車200の部品レイアウトを説明する。図2はハイブリッド車200を車両横方向から視た図で、車両横方向の略中央に沿った模式的断面図である。各種デバイス(フロントインバータ2、リアインバータ12等)の形状は簡略化して描かれていることに留意されたい。車両の外郭形状によく表されているように、紙面左側が車両前方を示し、右側が車両後方を示す。また、図1に示したデバイスの幾つかは図2では省略している。
A component layout of the
図2に示すように、フロントモータ3、エンジン4は車両前方に、リアモータ9は車両後方に配置されている。そして、フロントインバータ2は、フロントモータ3と共に車両前方に配置され、リアインバータ12は、リアモータ9と共に車両後方に配置されている。また、メインバッテリ16は、二点鎖線で描かれたリアシート22の下方に配置されている。そして、フロントインバータ2及びリアインバータ12は、メインバッテリ16に接続された中継器15とパワーケーブル8、14を介して接続されている。メインバッテリ16からの電力は中継器15を介して分流し、フロントインバータ2及びリアインバータ12に供給される。そして、フロントインバータ2及びリアインバータ12により変換された電力がフロントモータ3及びリアモータ9に供給される。なお、パワーケーブル8、14は、図2では簡略化し、太線で描かれている。また、パワーケーブル8、14の配策レイアウトについても図2では簡略化して描かれていることに留意されたい。
As shown in FIG. 2, the
メインバッテリ16について説明する。メインバッテリ16は、高容量のバッテリ(例えばリチウムイオン電池)である。一般にバッテリのSOCと出力電圧の間には一意の関係が存在する。SOCは、充電可能な最大電力量に対する現在の電力量の割合であり、その単位はパーセントである。SOCが上昇すると、バッテリの出力電圧も上昇する。SOCが低下すると、バッテリの出力電圧も低下する。メインバッテリ16のSOCは、コントローラ17により、一定の範囲に維持される。その範囲の下限値を下限SOCと称し、その上限値を上限SOCと称する。コントローラ17は、メインバッテリ16のSOCが下限SOCを下回るとエンジン4の動力の一部でフロントモータ3を駆動し、充電を開始する。即ち、下限SOCは、充電開始のトリガに相当する。ただし、エンジン4の動力を発電に割り当てられない状況があり、そのような場合には、充電可能な状況になってから充電が開始される。また、コントローラ17は、運転者がブレーキを踏んだ時に前輪とフロントモータ3を連動させ、車両の運動エネルギでフロントモータ3を発電させ、その電力でもメインバッテリ16を充電する。コントローラ17は、SOCが上限SOCまで回復したら、充電を終了する。
The
上記のハイブリッド車200では、スリップを生じたときにリアモータ9を駆動する。また、後述するように、スリップ時に出力すべきリアモータ9の出力(要求出力)は、事前にコントローラ17が決定する。スリップ発生時、リアモータ9は、この要求出力が実現されるように、フィードバック制御される。モータ出力のフィードバック制御はよく知られた技術であるので、その詳細な説明については省略する。なお、リアモータ9には、メインバッテリ16からの電力がリアインバータ12を介して供給されるが、リアインバータ12は昇圧回路を内蔵していないため、リアモータ9に供給される電力の電圧は、メインバッテリ16の出力電圧と等しくなる。このため、メインバッテリ16の出力電圧が低い場合、要求出力が実現されるようにフィードバック制御されたリアモータ9に流れる電流は大きくなる。電流が大きくなることは、リア駆動系18の負荷を高め、リア駆動系18の温度上昇の要因となる。したがって、ハイブリッド車200では、リア駆動系18の過度の温度上昇が予想される場合、リアモータ9を駆動する前に予めメインバッテリ16の出力電圧を高めておき、リア駆動系18へ流れる電流を小さくする。
In the
図3のフローチャートを参照して、リア駆動系18の温度上昇を抑制するための処理を説明する。この処理は、ハイブリッド車200が走行を開始してから停止するまでの間、コントローラ17により定期的に繰り返される。なお、コントローラ17は、スリップを検知するとリアモータ9を駆動するスリップ制御を実施するが、その制御については説明を省略し、ここでは、将来のスリップに備えてリアモータが出力すべき要求出力を決定するとともに、その要求出力によりリア駆動系18の温度が過度に上昇しないようにメインバッテリ16を制御する処理を説明する。要求出力にはデフォルトの値が設定されている。先に説明したように、スリップは、前輪7及び後輪13のスリップの有無をスリップセンサ19により検知される。図3の処理とは別に、コントローラ17は、スリップを検知する毎に、所定時間当たりのスリップ回数(=スリップ頻度)を特定して記憶している。
With reference to the flowchart of FIG. 3, the process for suppressing the temperature rise of the
図3の処理ではまず、コントローラ17は、記憶しているスリップ頻度が予め設定されている頻度閾値St回以下であるか否かを確認する(S2)。スリップ頻度が予め設定された頻度閾値St回以上の場合(S2:YES)、コントローラ17は、現在走行している路面がスリップし易い状況であると判断し、ステップS3の処理により要求出力を変更する。他方、スリップ頻度が予め設定された閾値St回を下回る場合(S2:NO)、コントローラ17は、路面がスリップし難い状況であると判断し、現在の要求出力を維持して(ステップS3をスキップして)ステップS4に処理を移す。
In the process of FIG. 3, first, the
ステップS3の処理では、コントローラ17は、記憶しているスリップ頻度に基づき、次回スリップ時にリアモータ9が出力すべき力(要求出力)を決定する。コントローラ17は、スリップ頻度が高いほど、要求出力を高くする。スリップ頻度と要求出力の関係は予め決められており、コントローラ17に記憶されている。
In the process of step S3, the
ステップS3によって新たな要求出力が決定された後、あるいは、ステップ2の判断がNOの場合、コントローラ17は、ステップ4の処理を実行する。ステップ4においてコントローラ17は、電圧センサによってメインバッテリ16の現在の出力電圧を計測し、その出力電圧と要求出力から、リアモータ9の駆動時にリア駆動系18に流れる電流の推定値(以下、推定電流)を算出する。推定電流は、要求出力(ワット)を出力電圧(ボルト)で除して得られる。なお、次にスリップが生じた場合、コントローラ17は、新たに決定された要求出力が実現するようにリア駆動系18を制御する。
After a new requested output is determined in step S3, or when the determination in
次にコントローラ17は、次回以降のリアモータ9の駆動でリア駆動系18の温度が過度に上昇するか否かを確認する(S5)。具体的には、コントローラ17は、リア駆動系18の現在の温度に依存して変化する電流閾値を記憶している。「電流閾値」は、スリップが前述のスリップ頻度で発生し、スリップのたびにリア駆動系18に供給される電流がその閾値よりも大きい場合にリア駆動系18の温度が過度に上昇してしまう値に設定されている。逆に言えば、リア駆動系18に供給する電流を電流閾値以下に抑えることによって、リア駆動系18の過熱を抑制できる。
Next, the
リア駆動系18の現在の温度は、リアインバータ12に備えられた温度センサ21で計測される。コントローラ17は、リア駆動系18の現在の温度に基づいて電流閾値を決定する。なお、前述したように、電流閾値は、リア駆動系18の現在の温度とスリップ頻度に基づいて決定されるとなお良い。そして、コントローラ17は、ステップS4で得られた推定電流と電流閾値を比較する(S5)。推定電流が電流閾値以上の場合(S5:YES)、コントローラ17は、次に、リア駆動系18に流れる電流を下げるべく、メインバッテリ16の出力電圧を高める処理を実行する(S6−S8)。推定電流が電流閾値を下回る場合には(S5:NO)、メインバッテリ16の出力電圧の調整は不要であるので処理を終了する。
The current temperature of the
次に、メインバッテリ16の温度調整の処理(ステップS6−S8)について説明する。コントローラ17は、ステップS3で決定した要求出力と電流閾値から、要求出力を実現する際にリア駆動系18に流れる電流が電流閾値以下となるようなメインバッテリ16の出力電圧を決定する(S6)。この出力電圧を以下ではリアモータ駆動電圧と称する。ステップS6においてコントローラ17は、具体的には、要求出力を電流閾値で除してリアモータ駆動電圧を求める。なお、このとき、リア駆動系18に流れる電流が電流閾値を下回るように、電流閾値にマージンを加えた値で要求出力を除してリアモータ駆動電圧を決定してもよい。
Next, the temperature adjustment process (steps S6 to S8) of the
次にコントローラ17は、リアモータ駆動電圧を実現するメインバッテリ16のSOC(目標SOC)を求める(S7)。前述したように、メインバッテリの出力電圧とSOCの間には一意の関係がある。コントローラ17は、その関係を使って、リアモータ駆動電圧に対応するメインバッテリ16の目標SOCを算出する。そしてコントローラ17は、充電を開始し(S8)、その目標SOCに達するまで充電を継続する。なお、ハイブリッド車200の場合、他の条件により充電ができない期間が存在するので、そのような期間を除き、充電が行われる。即ち、充電はステップS7の実行後に直ちに行われない場合もあることに留意されたい。充電ができない期間の典型は、アクセル開度が大きく、エンジン4の駆動力の全てが走行に割り当てられている場合である。
Next, the
上記の処理により、次にスリップが生じたときにリア駆動系18はスリップ頻度に応じた要求出力を出力するが、その際、リア駆動系18に流れる電流が電流閾値以下に制限されるので、リア駆動系18が過熱状態に至ることが防止される。
With the above processing, when the next slip occurs, the
次に、図4のフローチャートを参照して、上記の実施例における変形例について説明する。この変形例のハイブリッド車の構成は、実施例のハイブリッド車200と同一である。この変形例は、リア駆動系18の温度上昇を抑制するための処理(図3のフローチャート)の一部が図3のフローチャートと異なっている。以下、その処理の異なる部分について説明する。図4のフローチャートは、図3のフローチャートのステップS2とステップS3の間にステップS21を加えたものである。この変形例では、ステップS2によりスリップ頻度が頻度閾値St回以上であるを判断された後、ステップS21により、実際の路面状況からスリップし易い状況であるか否かが判断される。具体的には、コントローラ17は、車両の外の温度(外気温)が、所定の温度閾値以下であるか否かを判定する(S21)。ここで、温度閾値は、ハイブリッド車200が走行している路面の勾配に依存する大きさであるが、後に詳しく説明する。コントローラ17は、外気温が温度閾値を上回っている場合にはそれまでの要求出力を維持し(S21:NO)、そうでない場合に限り、スリップ頻度に応じて要求出力を決定する(S21:YES、S3)。ステップS3以降の処理は図3のフローチャートと同じである。
Next, a modification of the above embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. The configuration of the hybrid vehicle of this modification is the same as that of the
温度閾値について説明する。外気温が低ければ路面凍結が生じる可能性が高まり、よりスリップしやすい路面状況であると推測することができる。そして、路面勾配が大きいほどスリップが生じ易くなる。温度閾値は、路面勾配が大きいほど、高い温度に定められている。温度閾値は、予めコントローラ17に記憶されている。上記の構成によれば、スリップが発生し易い状況であるか否かを路面状況の情報を加味することで精度よく判断することができる。したがって、より一層適切にメインバッテリ16の出力電圧を高めることができ、その処理を不必要に実施してしまうことを抑えることができる。メインバッテリ16の出力電圧を高めることはハイブリッド車200の燃費を低下させることに寄与するが、図4のフローチャートの処理は、燃費への影響を抑制することができる。
The temperature threshold will be described. If the outside air temperature is low, the possibility of road surface freezing increases, and it can be estimated that the road surface condition is more likely to slip. And it becomes easy to produce slip, so that a road surface gradient is large. The temperature threshold is set to a higher temperature as the road gradient is larger. The temperature threshold value is stored in the
さらに別の実施形態について説明する。図3のフローチャートの処理では、ステップS7にて目標SOCを算出した後、充電を開始する(S8)。コントローラ17は、メインバッテリ16のSOCが目標SOCに達すると充電を終了する。図3のステップS8の処理に代えて、ステップS7の目標SOCをメインバッテリ16の下限SOCに設定することも好適である。先に述べたように、コントローラ17は、メインバッテリ16のSOCが下限SOCに達すると、充電を開始する。ステップS8において下限SOCを目標SOCに変更すると、メインバッテリ16のSOCは常に目標SOCを上回ることになる。それゆえ、メインバッテリ16の出力電圧は常にリアモータ駆動電圧を上回るようになり、リア駆動系に流れる電流は電流閾値を下回る。その結果、リア駆動系18の温度上昇が一層抑制される。
Still another embodiment will be described. In the process of the flowchart of FIG. 3, after the target SOC is calculated in step S7, charging is started (S8). The
また、下限SOCを変更すると同時に、上限SOCも同じ幅だけ変更してもよい。ハイブリッド車の下限SOCと上限SOCは、それらの間の幅が一定であり、その幅の中央値をパラメータとして表現されることがある。そのような場合には、ステップS8の処理は、下限SOCと上限SOCの中央値を変更する処理として表現できる。 Further, at the same time when the lower limit SOC is changed, the upper limit SOC may be changed by the same width. The lower limit SOC and the upper limit SOC of a hybrid vehicle have a constant width between them, and the median value of the width may be expressed as a parameter. In such a case, the process of step S8 can be expressed as a process of changing the median value of the lower limit SOC and the upper limit SOC.
図3のフローチャートの処理とは別に、コントローラ17は、スリップ頻度が低下したときに、要求出力を下げる処理を実行してもよい。ステップS8として下限SOCを変更する場合には、スリップ頻度が低下したら下限SOCを元の値に戻すようにしてもよい。あるいは、コントローラ17は、イグニッションスイッチがOFFにされたときに要求出力と下限SOCをデフォルトの値に戻すようにしてもよい。
Apart from the processing in the flowchart of FIG. 3, the
上記説明した実施例では、メインバッテリ16のSOCを高めることでメインバッテリ16の出力電圧を高めた。現在のメインバッテリ16の出力電圧とステップS6のリアモータ駆動電圧との差が小さい場合には、SOCを高めることに代えてメインバッテリ16の温度を高めることによってもリアモータ駆動電圧を実現できる場合がある。例えば、図1に示したように、ハイブリッド車200は、メインバッテリ16を冷却するブロア20を備える。このブロア20を停止するとメインバッテリ16の温度が上昇する。そこで、コントローラ17は、図3のステップS7とS8の処理に代えて、「メインバッテリ16の出力電圧がリアモータ駆動電圧に達するまでブロア20を停止する」という処理を実行することも好適である。なお、メインバッテリ16の出力電圧がその温度に依存して変化する場合には、コントローラ17は、メインバッテリ16の現在の出力電圧と温度、及び、要求出力から、スリップ時にリアモータ9に流れる電流(推定電流)を決定する。
In the embodiment described above, the output voltage of the
以下、実施例で示した技術に関する留意点を述べる。実施例の電動車両(ハイブリッド車200)では、回生電力あるいは発電機(エンジン4とフロントモータ3)によりメインバッテリ16が充電される。本明細書が開示する技術は、そのような電動車両に限られない。例えば、太陽電池パネルを搭載し、そのパネルで発電した電力でメインバッテリが充電される車両にも本明細書の技術は適用可能である。本明細書が開示する技術は、走行中に充電可能なメインバッテリを搭載している車両に適用することができる。
Hereinafter, points to be noted regarding the technology shown in the embodiments will be described. In the electric vehicle (hybrid vehicle 200) of the embodiment, the
実施例では、リアモータ9はメインバッテリ16から電力を供給されていたが、そのような構成には限られない。例えば、車両はメインバッテリとは別のサブバッテリを備え、リアモータにはサブバッテリから電力が供給されても良い。この場合、サブバッテリはメインバッテリにより充電されてよい。そのようなサブバッテリとしてキャパシタを利用してもよい。
In the embodiment, the
実施例のハイブリッド車200は、通常走行時はフロントモータ3とエンジン4を使用し、リアモータ9はスリップ時に一時的に使用される。通常走行に使用されるモータをリアに配置し、スリップ時に一時的に使用されるモータをフロントに配置してもよい。また、そのような一時的に使われるモータは、スリップ時だけでなく、勾配の厳しい登り坂を走行する際に一時的に利用されてもよい。
The
実施例における「フロントモータ3」が「メインモータ」の一例に相当し、「リア駆動系18」が「サブモータ」の一例に相当する。また、「スリップセンサ19」が「スリップ頻度検知手段」の一例である。「メインバッテリ16」が請求項におけるバッテリの一例に相当する。「リアモータ駆動電圧」がサブモータ駆動電圧の一例に相当する。
In the embodiment, “
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。 Specific examples of the present invention have been described in detail above, but these are merely examples and do not limit the scope of the claims. The technology described in the claims includes various modifications and changes of the specific examples illustrated above. The technical elements described in this specification or the drawings exhibit technical usefulness alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. In addition, the technology exemplified in this specification or the drawings can achieve a plurality of objects at the same time, and has technical usefulness by achieving one of the objects.
2:フロントインバータ
3:フロントモータ
4:エンジン
5:動力分配機構
6:デファレンシャルギア
7:前輪
8、14:パワーケーブル
9:リアモータ
12:リアインバータ
13:後輪
15:中継器
16:メインバッテリ
17:コントローラ
18:リア駆動系
19:スリップセンサ
20:ブロア
21:温度センサ
22:リアシート
200:ハイブリッド車
2: Front inverter 3: Front motor 4: Engine 5: Power distribution mechanism 6: Differential gear 7:
Claims (1)
二輪駆動時の駆動輪のスリップ頻度を検知するスリップ頻度検知手段と、
前記サブモータに電力を供給するバッテリと、
前記バッテリを制御するコントローラと、を備えており、
前記コントローラは、
前記スリップ頻度からスリップ時に前記サブモータが出力すべき要求出力を決定し、
前記バッテリの現在の出力電圧と前記要求出力からスリップ時に前記サブモータに流れる推定電流を決定し、
前記推定電流が、前記サブモータの温度に依存して定められる電流閾値を超えている場合に前記バッテリの出力電圧を高くする、
ことを特徴とする電動車両。 Two-wheel drive and four-wheel drive can be selected.
Slip frequency detecting means for detecting the slip frequency of the drive wheel during two-wheel drive;
A battery for supplying power to the sub motor;
A controller for controlling the battery,
The controller is
Determine the required output to be output by the sub motor at the time of slip from the slip frequency,
Determine the estimated current that flows to the sub motor at the time of slip from the current output voltage of the battery and the required output,
When the estimated current exceeds a current threshold value determined depending on the temperature of the sub motor, the output voltage of the battery is increased.
The electric vehicle characterized by the above-mentioned.
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JP2017191383A (en) * | 2016-04-11 | 2017-10-19 | 株式会社デンソー | Vehicle controller |
JP2017226242A (en) * | 2016-06-20 | 2017-12-28 | 株式会社デンソー | Collision avoidance system |
US10407057B2 (en) | 2016-08-12 | 2019-09-10 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Hybrid vehicle |
-
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017191383A (en) * | 2016-04-11 | 2017-10-19 | 株式会社デンソー | Vehicle controller |
WO2017179505A1 (en) * | 2016-04-11 | 2017-10-19 | 株式会社デンソー | Vehicle control device |
CN108885840A (en) * | 2016-04-11 | 2018-11-23 | 株式会社电装 | Controller of vehicle |
JP2017226242A (en) * | 2016-06-20 | 2017-12-28 | 株式会社デンソー | Collision avoidance system |
US10407057B2 (en) | 2016-08-12 | 2019-09-10 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Hybrid vehicle |
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