JP2015157532A - 車両の制御装置 - Google Patents
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Abstract
Description
一方、エンジン駆動の発電機による発電電力とバッテリの蓄電電力とを併用して電動機(車両駆動用モータ)を駆動するハイブリッド車両では、バッテリ温度の低温時に発電電力を電動機の駆動電力に宛がうことができる。そこで、発電機の発電電力を利用して車両を走行させつつ、バッテリを昇温させる技術が提案されている。
例えば、発電電力を電動機と電気ヒータとに供給して、バッテリを昇温させながら車両を走行させることが考えられる。あるいは、バッテリの充放電に伴って発生するジュール熱を利用して、バッテリを昇温させることも考えられる(特許文献1参照)。これらの手法を用いることで、車両の走行性を維持しつつバッテリを昇温させることができる。
本制御装置は、前記高電圧回路の電力で作動し前記バッテリを昇温させるヒータを備える。また、本制御装置は、前記ヒータと前記高電圧回路とを接続する回路上に介装され、前記高電圧回路の直流電流をパルス信号に変調して前記ヒータに出力する変調器を備える。
(3)前記変調器は、前記電動機及び前記発電機の出力差に基づき、前記パルス信号のパルス幅を制御することが好ましい。
(4)前記変調器は、前記発電機の発電電力から前記電動機の消費電力を減じた電力を、前記ヒータに消費させることが好ましい。
(6)前記変圧器制御部は、前記電動機の消費電力が前記発電機の発電電力を上回る場合に、前記消費電力から前記発電電力を減じた電力を前記バッテリに負担させることが好ましい。
本実施形態の制御装置は、図1に示す車両10に適用される。この車両10はシリーズ式ハイブリッド車両であり、パワートレーンにモータ1(電動機),ジェネレータ2(発電機)及びエンジン11を搭載する。エンジン11は、ジェネレータ2を駆動して発電させる原動機であり、必要に応じて、エンジン効率の高い回転数領域で運転を継続するように制御される。ジェネレータ2で生成される発電電力は、高電圧回路6を介してモータ1へと直接的に供給可能であり、アップ・ダウンバータ4(変圧器)を介して駆動用バッテリ3(バッテリ)へと充電可能でもある。
電子制御装置9(制御装置)は、パワートレーン内の各種装置を総合的に制御するコンピュータであり、例えばマイクロプロセッサやROM,RAMなどを集積したLSIデバイスや組み込み電子デバイスである。本実施形態では低温時制御のみについて説明する。低温時制御におけるおもな制御対象は、モータ1,ジェネレータ2,エンジン11,アップ・ダウンバータ4,ダウンバータ5,PWMコントローラ17であり、それぞれの作動状態は温度センサ15で取得されたバッテリ温度に応じて制御される。
また、発電機制御部9Bは、ジェネレータ2で実際に生成された実発電電力を算出する機能を持つ。実発電電力は、前回の演算周期で算出された発電電力やジェネレータ2の実回転速度,実トルク,エンジン11の実回転速度,実トルクなどに基づいて算出される。発電電力及び実発電電力の算出手法には、公知の各種手法を適用することができる。
図2は、低温時制御の手順を例示するフローチャートである。図2のフローは、各種接続機器の目標となる出力を算出し、制御を実施するフローである。このフローは、例えば車両10のメイン電源がオンのときに繰り返し実施される。エンジン11は、始動している状態であるものとする。まず、電動機制御部9Aでは、目標とするモータ出力が算出され(ステップA1)、降圧器制御部9Dでは、各種電装品の要求出力がダウンバータ出力として算出される(ステップA2)。
(1)上記の電子制御装置9では、高電圧回路6の直流電流をPWMコントローラ17でパルス信号に変調してヒータ16に供給することで、高電圧回路6の電力を利用したバッテリ3の昇温が可能となり、バッテリ3の充放電状態に依存することなくバッテリ3を昇温させることができる。
また、PWMコントローラ17で変調されるパルス信号のパルス幅を調節することで、ヒータ16で消費される発熱電力が自在に変更可能であることから、ヒータ16を高電圧回路6の電力バッファとして使用することができる。これにより、モータ1及びジェネレータ2の負荷変動に伴う高電圧回路6の電圧変動を吸収することができ、各種接続機器の動作不良の発生を防止することができる。さらに、低温時制御の実施中であっても、バッテリ3が中電圧回路7から切断された状態にはならないため、中電圧回路7のバッファ効果を確保することができ、アップ・ダウンバータ4やダウンバータ5の保護性を向上させることができる。
2 ジェネレータ(発電機)
3 バッテリ(駆動用バッテリ)
4 アップ・ダウンバータ(変圧器)
6 高電圧回路
7 中電圧回路
9 電子制御装置
9B 発電機制御部
9C 変圧器制御部
9E ヒータ制御部(変調器制御部)
10 車両
15 温度センサ
16 ヒータ
17 PWMコントローラ(変調器)
Claims (6)
- 車両駆動用の電動機とエンジンに駆動される発電機とを高電圧回路に配し、車両駆動用のバッテリを前記高電圧回路よりも低い電位の中電圧回路に配するとともに、前記高電圧回路と前記中電圧回路との間に変圧器を介装した車両の制御装置において、
前記高電圧回路の電力で作動し前記バッテリを昇温させるヒータと、
前記ヒータと前記高電圧回路とを接続する回路上に介装され、前記高電圧回路の直流電流をパルス信号に変調して前記ヒータへと出力する変調器と、
を備えたことを特徴とする、車両の制御装置。 - 前記変調器は、バッテリ温度が所定温度未満である場合に、前記高電圧回路の直流電流をパルス信号に変調して前記ヒータに出力する
ことを特徴とする、請求項1記載の車両の制御装置。 - 前記変調器は、前記電動機及び前記発電機の出力差に基づき、前記パルス信号のパルス幅を制御する
ことを特徴とする、請求項1又は2記載の車両の制御装置。 - 前記変調器は、前記発電機の発電電力から前記電動機の消費電力を減じた電力を、前記ヒータに消費させる
ことを特徴とする、請求項1〜3の何れか1項に記載の車両の制御装置。 - 前記電動機の消費電力と前記変圧器から前記中電圧回路へ供給される変圧器出力との加算値以上の電力を、前記発電機で発電させる発電機制御部と、
前記変圧器出力が前記車両の補機を駆動するための出力となるように、前記変圧器を制御する変圧器制御部と、を備える
ことを特徴とする、請求項1〜4の何れか1項に記載の車両の制御装置。 - 前記変圧器制御部は、前記電動機の消費電力が前記発電機の発電電力を上回る場合に、前記消費電力から前記発電電力を減じた電力を前記バッテリに負担させる
ことを特徴とする、請求項5記載の車両の制御装置。
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