JP2016178793A - Contactor controller - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電動車両におけるコンタクタ制御装置に関する。 The present invention relates to a contactor control device in an electric vehicle.
まず、電動車両における従来の走行用モータの駆動システムを図7に示す。電動車両には、従来、バッテリ20とインバータ21との間の電気回路の正極(+)側に、正極側コンタクタ23が、負極(−)側に負極側コンタクタ24が、それぞれ1つずつ設けられている。
First, FIG. 7 shows a conventional driving motor drive system in an electric vehicle. Conventionally, an electric vehicle is provided with one
そして、ECU(電子制御部)25の制御により、正極側コンタクタ23及び負極側コンタクタ24をON(接)状態とすることで、バッテリ20からインバータ21へ電力を供給し、インバータ21で3相交流に変換してモータ22を駆動する。
Then, power is supplied from the
近年、モータ22‐インバータ21間の大出力化に伴って、バッテリ20からインバータ21に供給する電流も大きくなり、この大電流を流すためのコンタクタ23,24も大型(大容量)化されている。
In recent years, as the output between the
なお、下記特許文献1には、電動車両において、複数の電源とモータとを接続する電気回路上のリレー数を減少させることで、消費電力を削減する技術が開示されている。 Patent Document 1 listed below discloses a technique for reducing power consumption by reducing the number of relays on an electric circuit connecting a plurality of power supplies and motors in an electric vehicle.
ところで、コンタクタ23,24のON状態を保持するためには微弱な電力を消費する。この消費電力は、通常のコンタクタであれば無視できる程度であったが、大容量コンタクタ(例えば300[A])となると、ON状態を保持するために必要な電力(電流)も大きくなり(例えば3[A])、電費向上の観点から無視できなくなっている。
By the way, in order to keep the
そこで、本発明は、電動車両におけるモータ‐インバータ間の電気回路上のコンタクタの、ON状態を保持するために必要な消費電力を、抑制することを可能とする、コンタクタ制御装置を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention provides a contactor control device that can suppress the power consumption required to maintain the ON state of the contactor on the electric circuit between the motor and the inverter in the electric vehicle. Objective.
上記課題を解決する第1の発明に係るコンタクタ制御装置は、
電動車両に備わるバッテリとインバータ間の電気回路の正極側に互いに並列に配設され、互いに異なる容量である、複数の正極側コンタクタと、
前記電気回路の負極側に互いに並列に配設され、前記正極側コンタクタにそれぞれ対応する、複数の負極側コンタクタと、
ドライバの加速要求を判別する加速要求判別部と、
前記加速要求判別部で判別された加速要求に応じて、接状態とする前記正極側コンタクタ及び前記負極側コンタクタの組み合わせを決定し、各前記正極側コンタクタ及び各前記負極側コンタクタの接断を制御する電子制御部と
を備える
ことを特徴とする。
A contactor control device according to a first invention for solving the above-mentioned problems is as follows.
A plurality of positive contactors arranged in parallel to each other on the positive electrode side of the electric circuit between the battery and the inverter provided in the electric vehicle and having different capacities,
A plurality of negative contactors disposed in parallel to each other on the negative electrode side of the electrical circuit, each corresponding to the positive electrode contactor;
An acceleration request discriminating unit for discriminating a driver's acceleration request;
In accordance with the acceleration request determined by the acceleration request determination unit, a combination of the positive electrode side contactor and the negative electrode side contactor to be in contact is determined, and connection / disconnection of each positive electrode side contactor and each negative electrode side contactor is controlled. And an electronic control unit.
上記課題を解決する第2の発明に係るコンタクタ制御装置は、
上記第1の発明に係るコンタクタ制御装置において、
前記加速要求判別部は、ドライバの要求トルクから要求電流を算出する要求電流算出部であり、
前記電子制御部は、接状態とする前記正極側コンタクタ及び前記負極側コンタクタの合計出力電流が、前記要求電流算出部で算出した電流値以上かつ最小の合計出力電流となるように、前記接状態とする前記組み合わせを決定する
ことを特徴とする。
A contactor control device according to a second invention for solving the above-mentioned problems is as follows.
In the contactor control device according to the first invention,
The acceleration request determination unit is a request current calculation unit that calculates a request current from a driver's request torque,
The electronic control unit is in the contact state so that a total output current of the positive contactor and the negative contactor to be in a contact state is equal to or greater than a minimum total output current calculated by the required current calculation unit. The combination is determined as follows.
上記課題を解決する第3の発明に係るコンタクタ制御装置は、
上記第1または2の発明に係るコンタクタ制御装置において、
前記正極側コンタクタ及び前記負極側コンタクタの各容量は、前記正極側コンタクタ及び前記負極側コンタクタの中で最小のコンタクタの容量の整数倍にそれぞれ設定される
ことを特徴とする。
A contactor control device according to a third invention for solving the above-mentioned problems is as follows.
In the contactor control device according to the first or second invention,
The capacities of the positive contactor and the negative contactor are respectively set to integer multiples of the smallest contactor capacity of the positive contactor and the negative contactor.
本発明に係るコンタクタ制御装置によれば、電動車両におけるモータ‐インバータ間の電気回路上のコンタクタの、ON状態を保持するために必要な消費電力を、抑制することを可能とする。 According to the contactor control device of the present invention, it is possible to suppress the power consumption necessary for maintaining the ON state of the contactor on the electric circuit between the motor and the inverter in the electric vehicle.
以下、本発明に係るコンタクタ制御装置を実施例にて図面を用いて説明する。 Hereinafter, a contactor control device according to the present invention will be described with reference to the drawings in an embodiment.
[実施例1]
本発明の実施例1に係るコンタクタ制御装置の装置構成について、図1を用いて説明する。図1は、本発明の実施例1に係るコンタクタ制御装置を説明するブロック図である。
[Example 1]
A device configuration of the contactor control device according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a block diagram illustrating a contactor control device according to a first embodiment of the present invention.
本発明の実施例1に係るコンタクタ制御装置は、電動車両の走行用モータの駆動システムに搭載されており、図1に示すように、アクセルセンサ10、第1正極側コンタクタ11、第2正極側コンタクタ12、第3正極側コンタクタ13、第1負極側コンタクタ14、第2負極側コンタクタ15、第3負極側コンタクタ16、及び、ECU17を備えている。
The contactor control device according to the first embodiment of the present invention is mounted on a drive system for a traveling motor of an electric vehicle. As shown in FIG. 1, an
アクセルセンサ10は、ドライバによるアクセルペダルの操作、すなわち、アクセル開度を検出するものである。
The
正極側コンタクタ11〜13は、電動車両に備わるバッテリ20とインバータ21との間の電気回路の正極(+)側に、互いに並列に配設されている。
The
負極側コンタクタ14〜16は、電動車両に備わるバッテリ20とインバータ21との間の電気回路の負極(−)側に、互いに並列に配設されている。
The
また、第1正極側コンタクタ11及び第1負極側コンタクタ14は、容量を50[A]とし、第2正極側コンタクタ12及び第2負極側コンタクタ15は、容量を100[A]とし、第3正極側コンタクタ13及び第3負極側コンタクタ16は、容量を150[A]とする。
The first positive
なお、本実施例では、第1正極側コンタクタ11と第1負極側コンタクタ14のペアを第1コンタクタ群(A)とし、第2正極側コンタクタ12と第2負極側コンタクタ15のペアを第2コンタクタ群(B)とし、第3正極側コンタクタ13と第3負極側コンタクタ16のペアを第3コンタクタ群(C)とする。
In this embodiment, the pair of the first positive
ECU17は、加速要求判別部17a及び制御部17bを備える。
The ECU 17 includes an acceleration
加速要求判別部17aは、ドライバの加速要求を判別するものであり、具体的には、アクセルセンサ10の検出値に基づいて、ドライバの要求トルクから要求電流を算出する、要求電流算出部である。
The acceleration
制御部17bでは、コンタクタ群毎にON(接)/OFF(断)の切り替えを制御し、インバータ21‐モータ22間の電流値によって、ON状態とするコンタクタ群を変更するように制御を行う。
The
ここで、インバータ21‐モータ22間の電流値と、ECU17によりON状態とする各コンタクタ群との関係を、下記表1に示す。
Here, the relationship between the current value between the
なお、上記表1では、○が付された部分のコンタクタ群をON状態、それ以外はOFF状態とするものとする。 In Table 1 above, the contactor groups marked with ◯ are in the ON state, and the rest are in the OFF state.
上記表1に示すように、制御部17bは、インバータ21‐モータ22間の電流値に応じて、必要最小限の容量のコンタクタをON状態とするように、ON状態とするコンタクタ群の組み合わせを変更する。すなわち制御部17bは、加速要求判別部(要求電流算出部)17aで判別された加速要求に応じて、ON状態とするコンタクタ群の組み合わせを決定し、各コンタクタ群のON/OFFを制御する。
As shown in Table 1 above, the
なお、上述において、コンタクタ群が3つ、すなわち、正極側コンタクタと負極側コンタクタがそれぞれ3つずつ配設されているものとしたが、本実施例はコンタクタの個数を限定するものではない。すなわち、正極側コンタクタと負極側コンタクタが、それぞれ2つ以上の同数であれば、いくつであってもよい。 In the above description, it is assumed that there are three contactor groups, that is, three positive contactors and three negative contactors, but this embodiment does not limit the number of contactors. In other words, any number of positive contactors and negative contactors may be used as long as they are the same number of two or more.
また、上述において、各コンタクタの容量が50[A],100[A],150[A]であるものとしたが、本実施例は、各コンタクタの容量を限定するものではない。ただし、複数の正極側コンタクタが全て互いに異なる容量を有しており、複数の負極側コンタクタは各正極側コンタクタの容量にそれぞれ対応した容量となっている(正極側コンタクタと負極側コンタクタはそれぞれ容量的にペアとなる)。 In the above description, the contactors have capacities of 50 [A], 100 [A], and 150 [A]. However, the present embodiment does not limit the capacities of the contactors. However, the plurality of positive electrode side contactors all have different capacities, and the plurality of negative electrode side contactors have capacities corresponding to the capacities of the respective positive electrode side contactors (the positive electrode side contactor and the negative electrode side contactor have respective capacities). Paired).
そして、ECU17において、制御部17bは、ON状態とするコンタクタ群の合計出力電流が、要求電流算出部17aで算出した電流値以上かつ最小の合計出力電流となるように、ON状態とするコンタクタ群の組み合わせを決定するものとするのがよい。
Then, in the
特に、最も小さい正極側コンタクタ(及び負極側コンタクタ)の容量をi[A]とし、正極側(又は負極側)のコンタクタの数n個としたとき、n個のコンタクタの容量は、それぞれ、i[A],2i[A],3i[A],…,ni[A]に設定される、すなわち、正極側コンタクタ及び負極側コンタクタの各容量は、正極側コンタクタ及び負極側コンタクタの中で最小のコンタクタの容量の整数倍にそれぞれ設定されると、効率が良い。 Particularly, when the capacity of the smallest positive electrode side contactor (and the negative electrode side contactor) is i [A] and the number of positive electrode side (or negative electrode side) contactors is n, the capacity of each of the n contactors is i. [A], 2i [A], 3i [A],..., Ni [A], that is, each capacity of the positive contactor and the negative contactor is the smallest among the positive contactor and the negative contactor. If each is set to an integral multiple of the contactor capacity, the efficiency is good.
すなわち、本発明の実施例1に係るコンタクタ制御装置は、電動車両に備わるバッテリ20とインバータ21間の電気回路の正極側に互いに並列に配設され、互いに異なる容量である、複数の正極側コンタクタと、上記電気回路の負極側に互いに並列に配設され、上記正極側コンタクタにそれぞれ対応する、複数の負極側コンタクタと、ドライバの加速要求を判別する加速要求判別部と、この加速要求判別部で判別された加速要求に応じて、ON状態とする正極側コンタクタ及び前記負極側コンタクタの組み合わせを決定し、各正極側コンタクタ及び各負極側コンタクタのON/OFFを制御する制御部とを備えるものである。
That is, the contactor control device according to the first embodiment of the present invention includes a plurality of positive contactors that are arranged in parallel to each other on the positive electrode side of the electric circuit between the
このようにして、本発明の実施例1に係るコンタクタ制御装置は、電動車両におけるモータ‐インバータ間の電気回路上のコンタクタの、ON状態を保持するために必要な消費電力を、抑制することを可能とする。 Thus, the contactor control device according to the first embodiment of the present invention suppresses the power consumption necessary for maintaining the ON state of the contactor on the electric circuit between the motor and the inverter in the electric vehicle. Make it possible.
[参考例1]
本発明の実施例1におけるECU17は、「容量の異なるコンタクタ群を複数設け、インバータ21‐モータ22間の電流値に応じて、必要最小限の容量のコンタクタ群をON状態とするように、ON状態とするコンタクタ群の組み合わせを変更する」ものと説明した。
[Reference Example 1]
The
本発明の参考例1に係るコンタクタ制御装置は、実施例1に説明するように電流値に応じてON状態のコンタクタ群の数(コンタクタの個数)を切り替える際に、適切なタイミングで切り替えることができるようにするものである。 The contactor control device according to Reference Example 1 of the present invention can switch at an appropriate timing when switching the number of contactor groups in the ON state (number of contactors) according to the current value as described in the first embodiment. It is something that can be done.
なお、以下では「コンタクタ群」との文言は用いず、「正極側コンタクタ及び負極側コンタクタ」等の文言を用いているが、意味は同じである。 In the following description, the term “contactor group” is not used, but the term “positive contactor and negative contactor” is used, but the meaning is the same.
本発明の参考例1に係るコンタクタ制御装置の装置構成について、図2を用いて説明する。図2は、本発明の参考例1に係るコンタクタ制御装置を説明するブロック図である。 The device configuration of the contactor control device according to Reference Example 1 of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a block diagram illustrating a contactor control device according to Reference Example 1 of the present invention.
本発明の参考例1に係るコンタクタ制御装置は、電動車両の走行用モータの駆動システムに搭載されており、図2に示すように、アクセルセンサ10、第1正極側コンタクタ11、第2正極側コンタクタ12、第3正極側コンタクタ13、第1負極側コンタクタ14、第2負極側コンタクタ15、第3負極側コンタクタ16、及び、ECU18を備えている。
A contactor control device according to Reference Example 1 of the present invention is mounted on a drive system for a traveling motor of an electric vehicle. As shown in FIG. 2, an
アクセルセンサ10は、実施例1と同様、ドライバによるアクセルペダルの操作、すなわち、アクセル開度を検出するものである。
As in the first embodiment, the
正極側コンタクタ11〜13は、電動車両に備わるバッテリ20とインバータ21との間の電気回路の正極(+)側に、互いに並列に配設されている。
The
負極側コンタクタ14〜16は、電動車両に備わるバッテリ20とインバータ21との間の電気回路の負極(−)側に、互いに並列に配設されている。
The
また、ECU18は、各コンタクタ11〜16のON(接)/OFF(断)の切り替えを制御する。以下、ECU18の制御について詳述する。
Moreover, ECU18 controls switching of ON (contact) / OFF (disconnection) of each contactor 11-16. Hereinafter, the control of the
ECU18は、電動車両の走行状態(システムON状態(起動中)での停車時、低負荷走行時、あるいは高負荷走行時等)に応じて、ON状態とする正極側コンタクタ11〜13及び負極側コンタクタ14〜16の個数をそれぞれ変更するように制御を行う。なお、第1正極側コンタクタ11と第1負極側コンタクタ14とは対応しており、同タイミングでON/OFFを切り替える。第2正極側コンタクタ12及び第2負極側コンタクタ15、第3正極側コンタクタ13及び第3負極側コンタクタ16についても同様とする。
The
なお、以下では、簡略化のため、第3正極側コンタクタ13及び第3負極側コンタクタ16については省略して説明する。
In the following description, the third positive
また、ECU18は、車両がシステムON状態であれば、常時、第1正極側コンタクタ11及び第1負極側コンタクタ14のみをON状態とする。そして、第1正極側コンタクタ11及び第1負極側コンタクタ14の出力が限界となるタイミングで、さらに第2正極側コンタクタ12及び第2負極側コンタクタ15をON状態とする。ON状態にある第1正極側コンタクタ11及び第1負極側コンタクタ14の出力の限界に到達する以前に、順次ON状態に切り替えるように制御する。
Further, when the vehicle is in the system ON state, the
さらに、ECU18は、アクセルセンサ10の検出情報からドライバの要求トルクを求め、該要求トルクから要求電流を算出して、第2正極側コンタクタ12及び第2負極側コンタクタ15をON状態とする。このとき、要求トルクの増加速度から、実際にON指令を行う(ON状態とするように指令する)適切なタイミングを算出して、第2正極側コンタクタ12及び第2負極側コンタクタ15にON指令を行うしきい値を、決定あるいは変更する。
Further, the
ECU18による各コンタクタのON/OFF制御において、実際には、コンタクタの機械的な特性によるタイムラグ(コンタクタがON指令を受けてからON状態となるまでの時間、すなわち、コンタクタの反応時間)が発生する。上述の「適切なタイミング」とは、既知であるコンタクタの反応時間を考慮したタイミングのことである。
In the ON / OFF control of each contactor by the
また、ECU18は、要求トルクの増加速度(アクセルペダルの操作速度)から、実際にON指令を行う適切なタイミングを算出するに当たって、地図情報を用いて道路の勾配を予測したり、過去の運転パターンから学習したりすることで、さらにタイムラグの影響を抑制することができる。
Further, the
以下、ECU18による、上記しきい値の設定について、図3のフローチャートを用いて説明する。
Hereinafter, the setting of the threshold value by the
ステップS1では、アクセルセンサ出力(アクセルセンサ10によって検出されたアクセル開度)及び車速に基づき、ドライバが意図するトルク(要求トルク)を算出する。 In step S1, based on the accelerator sensor output (accelerator opening detected by the accelerator sensor 10) and the vehicle speed, the torque (requested torque) intended by the driver is calculated.
ステップS2では、現在の電流値I及びバッテリ20の電圧に基づき、上記要求トルク
を実現するための電流値(要求電流値)I´を算出する。
In step S2, based on the current value I and the voltage of the
ステップS3では、現在の電流値I及び要求電流値I´に基づき、現在の電流値Iの変
化の速度である電流変化速度ΔIを算出する。
In step S3, a current change rate ΔI, which is a change rate of the current value I, is calculated based on the current value I and the required current value I ′.
ステップS4では、電流変化速度ΔI及び運転パターン情報、又は、電流変化速度ΔI
及び地図情報から、上記しきい値を決定する。その後、決定したしきい値に電流値Iが到達すると、ECU17は、第2正極側コンタクタ12及び第2負極側コンタクタ15にON指令を行う。
In step S4, the current change rate ΔI and the operation pattern information or the current change rate ΔI
The threshold value is determined from the map information. Thereafter, when the current value I reaches the determined threshold value, the
ここで、ステップS4について、図4,5を用いてさらに詳述する。まず、図4は、電流変化速度ΔIの差による上記しきい値とコンタクタON状態開始のタイミングの変化を説明するグラフである。 Here, step S4 will be described in further detail with reference to FIGS. First, FIG. 4 is a graph for explaining the change in the threshold value and the contactor ON state start timing due to the difference in the current change rate ΔI.
そして、図4(a)は、しきい値の変化についてのグラフである。縦軸が電流値、横軸が時間tであり、実線が、現時点までの電流値Iの変化を表しており、破線(矢印)は、ステップS3により算出した電流変化速度ΔIを傾きとして有する要求電流値I´を表している。また、図4(b)は、ECU18によるON指令のタイミングについてのグラフであり、横軸の時間tは図4(a)に対応している。
FIG. 4A is a graph regarding changes in the threshold value. The vertical axis represents the current value, the horizontal axis represents time t, the solid line represents the change in the current value I up to the present time, and the broken line (arrow) is a request having the current change rate ΔI calculated in step S3 as the slope. The current value I ′ is represented. FIG. 4B is a graph regarding the timing of the ON command by the
まず、図4(a)に示すシステムON時には、図4(b)に示すように、ECU18によって、第1正極側コンタクタ11及び第1負極側コンタクタ14に対してON指令が行われる。
First, when the system shown in FIG. 4A is turned on, as shown in FIG. 4B, the
また、図4(a)に示すように、ステップS3において算出した電流変化速度ΔIが、例えば、CaseAのグラフのような傾きであった場合は、しきい値をIAに設定する。図4(b)では、CaseAにおいて、しきい値IAに到達すると、ECU18が第2正極側コンタクタ12及び第2負極側コンタクタ15に対しON指令を行う様子が示されている。
Further, as shown in FIG. 4A, when the current change rate ΔI calculated in step S3 has an inclination as shown in the case A graph, for example, the threshold value is set to I A. FIG. 4B shows how the
つまり、CaseAのように、電流変化速度ΔIが大きい、すなわち、グラフの傾きが大きい場合は、電流値Iが第1正極側コンタクタ11及び第1負極側コンタクタ14の出力限界IM1に到達するまでの所要時間が短いため、第2正極側12及び第2負極側コンタクタ15の上記反応時間を考慮して、しきい値を(相対的に)低く設定する。このしきい値がIAである。
That is, when the current change rate ΔI is large as in Case A, that is, when the slope of the graph is large, the current value I reaches the output limit I M1 of the first
一方、電流変化速度ΔIが、CaseBのグラフのような傾きであった場合は、しきい値をIBに設定する。図4(b)では、CaseBにおいて、しきい値IBに到達すると、ECU18が第2正極側コンタクタ12及び第2負極側コンタクタ15に対しON指令を行う様子が示されている。
On the other hand, if the current change rate ΔI has an inclination as shown in the Case B graph, the threshold value is set to IB. FIG. 4B shows a state where the
つまり、CaseBのように、電流変化速度ΔIが小さい、すなわち、グラフの傾きが小さい場合は、電流値Iが第1正極側コンタクタ11及び第1負極側コンタクタ14の出力限界IM1に到達するまでの所要時間が長いため、しきい値を(相対的に)高く設定する。このしきい値がIBである。
That is, when the current change rate ΔI is small as in Case B, that is, when the slope of the graph is small, the current value I reaches the output limit I M1 of the first
なお、ECU18は、電流変化速度ΔIの増減に応じて変化するしきい値のデータを備えているものとし、該データを用いて、上述のように電流変化速度ΔIに応じてしきい値を変更する。
The
図5は、ECU18に備わる、電流変化速度ΔIの増減に応じて変化するしきい値のデータを示すグラフである。縦軸がしきい値、横軸が電流変化速度ΔIであり、実線は車両が平坦な道を走行するとECU18により予測される場合、破線は車両が山岳路等の上り勾配を走行するとECU18により予測される場合を示している。
FIG. 5 is a graph showing threshold value data provided in the
例えば上記CaseAでは、既に説明したようにしきい値をIAとする。ただしこれは、車両が平坦な道を走行すると予測される場合である。もし、山岳路等の上り勾配を走行すると予測される場合には、電流変化速度ΔIが大きくなる、すなわち、図4(a)に示す破線の傾きが大きくなることが自明となることから、しきい値を下げた方がよい。 For example, in Case A , the threshold value is I A as described above. However, this is the case when the vehicle is predicted to travel on a flat road. If it is predicted that the vehicle travels on an uphill such as a mountain road, the current change rate ΔI increases, that is, it becomes obvious that the slope of the broken line shown in FIG. It is better to lower the threshold.
つまり、ECU18は、図5の実線に示すような、車両が平坦な道を走行すると予測される場合における、「電流変化速度ΔIの増減に応じて変化するしきい値のデータ」を備え、さらに、図5の破線のグラフに示すような、車両が上り勾配を走行すると予測される場合における、「電流変化速度ΔIの増減に応じて変化するしきい値のデータ」を備えている。また、ECU18は、地図情報を備えており、上記「予測」は該地図情報に基づくものである。
That is, the
そして、電流変化速度ΔIが同値であっても、平坦な道を走行すると予測される場合に比べ、上り勾配を走行すると予測される場合は、しきい値が低く設定される。 Even when the current change speed ΔI is the same value, the threshold is set lower when it is predicted that the vehicle travels on an uphill than when it is predicted that the vehicle travels on a flat road.
例えば上記CaseAでは、平坦な道を走行すると予測される場合、しきい値をIAとし、上り勾配を走行すると予測される場合、しきい値をIa(Ia<IA)とする。また、上記CaseBでは、平坦な道を走行すると予測される場合、しきい値をIBとし、上り勾配を走行すると予測される場合、しきい値をIb(Ib<IB)とする。 For example, in Case A, when it is predicted that the vehicle travels on a flat road, the threshold value is I A, and when it is predicted that the vehicle travels on an uphill slope, the threshold value is I a (I a <I A ). In Case B , when it is predicted that the vehicle travels on a flat road, the threshold value is I B, and when it is predicted that the vehicle travels on an uphill slope, the threshold value is I b (I b <I B ). .
なお、上述では、平坦な道と所定の上り勾配との2通りのデータを設定した場合について説明したが、これはあくまで一例であり、実際には、勾配(角度)毎に細かく上記データを設定してもよい。 In the above description, the case where two types of data, that is, a flat road and a predetermined upward gradient are set has been described. However, this is merely an example, and in practice, the above data is set finely for each gradient (angle). May be.
換言すれば、ECU18は、地図情報と、電動車両が走行する道路の勾配毎に設定された「電流変化速度ΔIの増減に応じて変化するしきい値のデータ」とを備え、地図情報に基づき、上記勾配を予測し、予測された上記勾配に基づき、しきい値を決定する際に用いる上記データを選択するものである。
In other words, the
また、上述では、地図情報に基づき勾配を予測し、しきい値を決定したが、(直近の)運転パターン情報に基づきアクセル開度の増減を予測し、しきい値を決定するようにしてもよい。 In the above description, the gradient is predicted based on the map information and the threshold is determined. However, the increase / decrease of the accelerator opening is predicted based on the (most recent) driving pattern information, and the threshold is determined. Good.
つまり、ECU18は、過去(直近)の運転パターン情報を記憶しておき、該運転パターン情報から、アクセル踏み込み量が増加すると予測される場合には、電流変化速度ΔIが大きくなる、すなわち、図4(a)に示す破線の傾きが大きくなることが自明となることから、しきい値を下げる。これは、上述の上り勾配の場合と同様である。
That is, the
換言すれば、ECU18は、アクセルセンサ10の出力の値毎に設定された「電流変化速度ΔIの増減に応じて変化するしきい値のデータ」を備え、過去の運転パターン情報に基づき、アクセルセンサ10の出力の値を予測し、予測されたアクセルセンサ10の出力の値に基づき、しきい値を決定する際に用いる上記データを選択するようにしてもよいということである。
In other words, the
続いて、図3のステップS5,6の概要について説明する。 Next, the outline of steps S5 and S6 in FIG. 3 will be described.
アクセルの踏み込みが速すぎると、要求トルクの増加速度そして電流変化速度ΔIが速すぎて第2正極側コンタクタ12及び第2負極側コンタクタ15をON状態とすることが間に合わなくなり、タイムラグが生じる場合が考えられる。このタイムラグの間は電流を増加できないので、トルク滞留によるドラビリ上の問題が生じる。
If the accelerator is depressed too quickly, the required torque increase rate and the current change rate ΔI are too fast, and it may not be possible to turn on the second positive
そのような場合には、タイムラグ分を見込んで実際に流す電流を予め抑制することで、加速は若干遅くなるものの、トルク滞留のない滑らかな加速を実現することができる。 In such a case, smooth acceleration without torque stagnation can be realized by suppressing in advance the current that actually flows in anticipation of the time lag, although acceleration is slightly delayed.
以下、ステップS5,6について詳述する。 Hereinafter, steps S5 and S6 will be described in detail.
ステップS5では、現在の電流値I及び電流変化速度ΔIから、第1正極側コンタクタ11及び第1負極側コンタクタ14の出力限界IAまで現在の電流値Iが到達するのに要する時間を予測する。これを出力限界到達予測時間tcとする。
In step S5, the time required for the current value I to reach the output limit I A of the first
ステップS6では、出力限界到達予測時間tcと、既に説明したコンタクタ(第2正極側コンタクタ12及び第2負極側コンタクタ15)の反応時間trとを比較する。tc≧trであれば、タイムラグの問題は発生しないため、ステップS4における説明のとおり、決定したしきい値に電流値Iが到達すると、第2正極側コンタクタ12及び第2負極側コンタクタ15にON指令を行う。そして、ステップS1に戻る。
In step S6, comparing the output limit arrival prediction time t c, the reaction time t r of the contactor (second
一方、tc<trであるときには、要求電流値I´に抑制率α(α<1)を乗ずることで、要求電流値I´をα・I´と変換して抑制する。これにより、第1正極側コンタクタ11及び第1負極側コンタクタ14を流れる電流が少なくなることで、タイムラグを解消することができる。
On the other hand, when it is t c <t r, by multiplying the suppression rate α (α <1) to the required current value I', inhibits the required current value I'converts the alpha · I'. Thereby, the current flowing through the first positive
図6は、出力限界到達予測時間tcと、既に説明したコンタクタの反応時間trとを比較し、要求電流値を抑制する様子をグラフ化したものである。縦軸が電流値、横軸が時間tであり、実線が、現時点までの電流値Iの変化を表しており、破線(矢印)は、電流変化速度ΔIを傾きとして有する要求電流値I´を表している。なお、図6中のIM2は、第1正極側コンタクタ11と第2正極側コンタクタ12との合計、及び、第1負極側コンタクタ14と第2負極側コンタクタ15との合計の、出力限界を表している。
6, the output limit arrival prediction time t c, in which already comparing the response time t r of the contactor described and graphed suppressing state the required current value. The vertical axis represents the current value, the horizontal axis represents the time t, the solid line represents the change in the current value I up to the present time, and the broken line (arrow) represents the required current value I ′ having the current change rate ΔI as the slope. Represents. Note that I M2 in FIG. 6 represents the output limit of the total of the first positive
CaseCは、tc<trの場合である。またIcはCaseCにおけるしきい値である。つまり、CaseCでは、要求電流値I´が大きすぎるため、しきい値ICが現在の電流値Iと略同一、すなわち、ただちに、ECU18により第2正極側コンタクタ12及び第2負極側コンタクタ15にON指令を行う状態を示している。
CaseC is a case of t c <t r. I c is a threshold value in CaseC. That is, since the required current value I ′ is too large in Case C , the threshold value I C is substantially the same as the current value I, that is, immediately, the
ところが、ただちに第2正極側コンタクタ12及び第2負極側コンタクタ15にON指令を行ったとしても、出力限界到達予測時間trが、第2正極側コンタクタ12及び第2負極側コンタクタ15の反応時間tcより短いため、電流値Iが第1正極側コンタクタ11及び第1負極側コンタクタ14の出力限界IM1に到達した時点で、第2正極側コンタクタ12及び第2負極側コンタクタ15がON状態とならない。
However, immediately even performed ON command to the second
よって、要求電流値をI´→α・I´として、出力限界到達予想時間trが、第2正極側コンタクタ12及び第2負極側コンタクタ15の反応時間tcと同じかそれ以上とする。図5では、これをCaseC´として表している。このようにして、タイムラグを解消することができる。
Thus, the required current value as I'→ α · I', output limit estimated arrival time t r is the same or higher than the reaction time t c of the second positive
以上がECU18の制御の説明である。上述では、第3正極側コンタクタ13及び第3負極側コンタクタ16については省略したが、第3正極側コンタクタ13及び第3負極側コンタクタ16については、上記しきい値を第2正極側コンタクタ12及び第2負極側コンタクタ15よりも高く設定した上で、第2正極側コンタクタ12及び第2負極側コンタクタ15と同様の制御を行うようにする。
The above is the description of the control of the
以上、本発明のコンタクタ制御装置について、実施例1及び参考例1を用いて説明した。実施例1及び参考例1では、正極側コンタクタと負極側コンタクタがそれぞれ3つずつ配設されるものとしたが、実施例1及び参考例1はコンタクタの個数を限定するものではない。すなわち、正極側コンタクタと負極側コンタクタが、それぞれ2つ以上の同数であれば、いくつであってもよい。 The contactor control device according to the present invention has been described using the first embodiment and the first reference example. In Example 1 and Reference Example 1, three positive contactors and three negative contactors are provided, but Example 1 and Reference Example 1 do not limit the number of contactors. In other words, any number of positive contactors and negative contactors may be used as long as they are the same number of two or more.
このようにして、本発明に係るコンタクタ制御装置は、電動車両におけるモータ‐インバータ間の電気回路上のコンタクタの、ON状態を保持するために必要な消費電力を、抑制することを可能とし、さらに、適切なタイミングでコンタクタの切り替えを行うことができる。 In this way, the contactor control device according to the present invention makes it possible to suppress the power consumption necessary for maintaining the ON state of the contactor on the electric circuit between the motor and the inverter in the electric vehicle. The contactor can be switched at an appropriate timing.
本発明は、コンタクタ制御装置として好適である。 The present invention is suitable as a contactor control device.
10 アクセルセンサ
11 第1正極側コンタクタ
12 第2正極側コンタクタ
13 第3正極側コンタクタ
14 第1負極側コンタクタ
15 第2負極側コンタクタ
16 第3負極側コンタクタ
17,18,25 ECU(電子制御部)
20 バッテリ
21 インバータ
22 モータ
23 正極側コンタクタ
24 負極側コンタクタ
DESCRIPTION OF
20
Claims (3)
前記電気回路の負極側に互いに並列に配設され、前記正極側コンタクタにそれぞれ対応する、複数の負極側コンタクタと、
ドライバの加速要求を判別する加速要求判別部と、
前記加速要求判別部で判別された加速要求に応じて、接状態とする前記正極側コンタクタ及び前記負極側コンタクタの組み合わせを決定し、各前記正極側コンタクタ及び各前記負極側コンタクタの接断を制御する制御部と
を備える
ことを特徴とする、コンタクタ制御装置。 A plurality of positive contactors arranged in parallel to each other on the positive electrode side of the electric circuit between the battery and the inverter provided in the electric vehicle and having different capacities,
A plurality of negative contactors disposed in parallel to each other on the negative electrode side of the electrical circuit, each corresponding to the positive electrode contactor;
An acceleration request discriminating unit for discriminating a driver's acceleration request;
In accordance with the acceleration request determined by the acceleration request determination unit, a combination of the positive electrode side contactor and the negative electrode side contactor to be in contact is determined, and connection / disconnection of each positive electrode side contactor and each negative electrode side contactor is controlled. A contactor control device.
前記制御部は、接状態とする前記正極側コンタクタ及び前記負極側コンタクタの合計出力電流が、前記要求電流算出部で算出した電流値以上かつ最小の合計出力電流となるように、前記接状態とする前記組み合わせを決定する
ことを特徴とする、請求項1に記載のコンタクタ制御装置。 The acceleration request determination unit is a request current calculation unit that calculates a request current from a driver's request torque,
The control unit is configured so that the total output current of the positive-side contactor and the negative-side contactor to be in a contact state is equal to or greater than the current value calculated by the required current calculation unit and a minimum total output current. The contactor control device according to claim 1, wherein the combination to be determined is determined.
ことを特徴とする、請求項1または2に記載のコンタクタ制御装置。 The capacities of the positive contactor and the negative contactor are respectively set to integer multiples of the smallest contactor capacity of the positive contactor and the negative contactor. Contactor control device according to claim 1.
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JP2018042673A (en) * | 2016-09-13 | 2018-03-22 | 株式会社三共 | Game machine |
KR20210059326A (en) * | 2019-11-15 | 2021-05-25 | 삼성에스디아이 주식회사 | Device for maintaining the operating state of a contactor |
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- 2015-03-20 JP JP2015057136A patent/JP2016178793A/en active Pending
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