JP2022175229A - Electric-vehicular control apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、フロントモータとリアモータとを独立して制御可能な、4輪駆動の電動車両の制御装置に関する。 The present invention relates to a controller for a four-wheel drive electric vehicle that can independently control a front motor and a rear motor.
特開2018-011488号公報は、フロントモータとリアモータとを独立して制御可能な、4輪駆動の電動車両の制御装置を開示している。 Japanese Patent Laying-Open No. 2018-011488 discloses a controller for a four-wheel drive electric vehicle that can independently control a front motor and a rear motor.
4輪駆動車(4WD)にあっては、一般的に、操縦安定性が高い、トルクが強い、等の性能が求められている。そのため、上記公報に開示されるような4輪駆動の電動車両で回生電力を得る際には、フロントモータとリアモータの回生制動力の協調量における分配率を、ドライバビリティを優先した所定の分配率としている。 Four-wheel drive vehicles (4WD) are generally required to have performance such as high steering stability and high torque. Therefore, when obtaining regenerative electric power in a four-wheel-drive electric vehicle as disclosed in the above publication, the distribution ratio in the amount of coordination of the regenerative braking force of the front motor and the rear motor is set to a predetermined distribution ratio giving priority to drivability. and
ところで、4輪駆動車であっても、ユーザ(乗員)によって手動でEV航続距離(バッテリに蓄えられた電力により電動車両が航続可能な距離)を向上させるエコモード(EV優先モードであってもよい)が選択されているときには、ユーザの求めに応じて電費、EV航続距離を向上させることが望ましい。 By the way, even in a four-wheel drive vehicle, there is an eco mode (EV priority mode) in which the user (passenger) manually increases the EV cruising distance (the distance that the electric vehicle can travel by using the electric power stored in the battery). Good) is selected, it is desirable to improve the electric power consumption and EV cruising distance according to the user's request.
しかし、従来技術では、フロントモータとリアモータの回生制動力の協調量における分配率が、ドライバビリティを優先した所定の分配率とされており、フロントモータとリアモータの効率から決定されるものではないため、電費やEV航続距離の向上には改善の余地がある。 However, in the prior art, the distribution ratio of the cooperative amount of the regenerative braking force of the front motor and the rear motor is a predetermined distribution ratio that gives priority to drivability, and is not determined by the efficiency of the front motor and the rear motor. However, there is room for improvement in terms of electricity consumption and EV cruising range.
本発明の目的は、電費やEV航続距離を向上できる、4輪駆動の電動車両の制御装置を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a controller for a four-wheel drive electric vehicle that can improve electric power consumption and EV cruising range.
上記目的を達成する本発明はつぎの通りである。
(1) 少なくともフロントモータまたはリアモータを独立して制御可能な4輪駆動の電動車両の制御装置であって、
通常モードと該通常モードに比べてEV航続距離を増加させるエコモードのどちらが選択されているかを判定する走行モード判定部と、
ユーザのブレーキ要求の有無を判定するブレーキ要求判定部と、
前記エコモードが選択されており前記ブレーキ要求が有る場合には、前記フロントモータと前記リアモータの回生制動力の協調量における分配率を、可変とし、ユーザのブレーキ要求量に応じて算出する、分配率演算部と、
前記分配率演算部で求められる前記分配率に応じて、前記フロントモータと前記リアモータの回生制御を実行させる回生制御実行部と、
を有する電動車両の制御装置。
(2) 前記分配率演算部は、前記ブレーキ要求量に応じて、前記フロントモータと前記リアモータの回生効率に基づいて最大の回生電力量が得られるように前記分配率を算出する、(1)記載の電動車両の制御装置。
(3) 前記フロントモータの回生効率は前記リアモータの回生効率よりも大とされており、
前記分配率演算部は、前記通常モードが選択されている場合における前記分配率に比べて、前記フロントモータの割合を高めるようにされている、(1)または(2)記載の電動車両の制御装置。
The present invention for achieving the above object is as follows.
(1) A controller for a four-wheel drive electric vehicle capable of independently controlling at least a front motor or a rear motor,
a driving mode determination unit that determines which of the normal mode and the eco mode that increases the EV cruising distance compared to the normal mode is selected;
a brake request determination unit that determines whether or not there is a user's brake request;
When the eco mode is selected and there is the brake request, the distribution ratio of the coordination amount of the regenerative braking force of the front motor and the rear motor is made variable and calculated according to the user's brake request amount. a rate calculator;
a regenerative control execution unit that executes regenerative control of the front motor and the rear motor according to the distribution ratio obtained by the distribution ratio calculation unit;
A control device for an electric vehicle.
(2) The distribution ratio calculator calculates the distribution ratio so as to obtain the maximum amount of regenerative electric power based on the regeneration efficiency of the front motor and the rear motor, according to the brake request amount. A control device for an electric vehicle as described.
(3) the regeneration efficiency of the front motor is higher than the regeneration efficiency of the rear motor;
The electric vehicle control according to (1) or (2), wherein the distribution ratio calculation unit increases the ratio of the front motor compared to the distribution ratio when the normal mode is selected. Device.
上記(1)または(2)の電動車両の制御装置によれば、ユーザによってエコモードが選択されておりブレーキ要求が有る場合には、フロントモータとリアモータの回生制動力の協調量における分配率を、可変とし、ユーザのブレーキ要求量に応じて算出する、分配率演算部を有している。そのため、フロントモータとリアモータの回生制動力の協調量における分配率を、フロントモータとリアモータのそれぞれの回生効率に基づいて最大の(最適な)回生電力量が得られる分配率とすることができる。その結果、フロントモータとリアモータで得られる回生電力量の合計を増加させることができ、電費やEV航続距離を向上できる。 According to the electric vehicle control device of (1) or (2) above, when the eco mode is selected by the user and there is a brake request, the distribution ratio in the cooperative amount of the regenerative braking force of the front motor and the rear motor is set to , is variable, and has a distribution ratio calculation unit that calculates according to the brake request amount of the user. Therefore, the distribution ratio in the cooperative amount of the regenerative braking force of the front motor and the rear motor can be set to a distribution ratio that obtains the maximum (optimal) amount of regenerated electric power based on the respective regenerative efficiencies of the front motor and the rear motor. As a result, the total amount of regenerated electric power obtained by the front motor and the rear motor can be increased, and the power consumption and EV cruising distance can be improved.
上記(3)の電動車両の制御装置によれば、フロントモータの回生効率がリアモータの回生効率よりも大とされており、分配率演算部が、通常モードが選択されている場合に比べてフロントモータの割合を高めるようにされているため、分配率演算部がリアモータの割合を高めるようにされている場合に比べて、得られる回生電力量を増加させることができる。 According to the electric vehicle control device of (3) above, the regenerative efficiency of the front motor is higher than the regenerative efficiency of the rear motor. Since the proportion of the motor is increased, it is possible to increase the amount of regenerative electric power to be obtained compared to the case where the distribution ratio calculation unit increases the proportion of the rear motor.
以下に、図面を参照して、本発明実施例の、4輪駆動の電動車両の制御装置10について説明する。
A
〔制御装置が搭載される車両〕
図1は、本発明実施例の制御装置10が搭載される車両20の一例を示している。なお、図1では、制御装置10が搭載される車両20が、EV(Electric Vehicle)である場合を示しているが、車両20は、後述するフロントモータ25とリアモータ28を有していれば、PHV(Plug-in Hybrid Vehicle)、HV(Hybrid Vehicle)、またはFCV(Fuel Cell Vehicle)であってもよい。
[Vehicle equipped with a control device]
FIG. 1 shows an example of a
図1に示すように、車両20は、4輪駆動の電動車両であって、バッテリ21と、コンバータ22と、フロントインバータ23と、フロントトランスアクスル24に収容されるフロントモータ25と、リアインバータ26と、リアトランスアクスル27に収容されるリアモータ28と、を有している。車両20は、また、前輪29と、後輪30と、ブレーキセンサ31と、エコモードスイッチ32と、を有している。
As shown in FIG. 1, a
バッテリ21は、リチウムイオン電池やニッケル水素電池などの二次電池である。バッテリ21は、車両20の外部から供給される電力や、フロントモータ25とリアモータ28が発電した電力で、充電可能である。
The
コンバータ22は、バッテリ21から供給される直流電力を昇圧し、昇圧後の直流電力をフロントインバータ23とリアインバータ26に供給する。コンバータ22は、また、フロントインバータ23とリアインバータ26から供給される直流電力を降圧し、降圧後の直流電力をバッテリ21に供給する。
Converter 22 boosts the DC power supplied from
フロントインバータ23は、バッテリ21から供給されてコンバータ22で昇圧された直流電力を三相交流電力に変換し、変換した交流電力をフロントモータ25に供給する。フロントインバータ23は、また、フロントモータ25から供給される交流電力を直流電力に変換し、変換した直流電力をコンバータ22に供給する。
The
リアインバータ26は、バッテリ21から供給されてコンバータ22で昇圧された直流電力を三相交流電力に変換し、変換した交流電力をリアモータ28に供給する。リアインバータ26は、また、リアモータ28から供給される交流電力を直流電力に変換し、変換した直流電力をコンバータ22に供給する。
The
フロントモータ25は、三相同期電動機によって構成される。フロントモータ25は、フロントインバータ23と電気的に接続されている。フロントモータ25は、フロントインバータ23によって駆動され、車両の前輪(駆動輪)29に動力を伝達する。フロントモータ25は、ユーザ(乗員)がアクセル操作を解除したときや図示略のブレーキペダルを踏み込んだ時には、前輪29の回転力によって駆動されて発電する。フロントモータ25によって発電された回生電力は、フロントインバータ23とコンバータ22を介してバッテリ21に充電可能とされている。
The
リアモータ28は、三相同期電動機によって構成される。リアモータ28は、リアインバータ26に電気的に接続されている。リアモータ28は、リアインバータ26によって駆動され、車両の後輪(駆動輪)30に動力を伝達する。リアモータ28は、ユーザがアクセル操作を解除したときや図示略のブレーキペダルを踏み込んだ時には、後輪30の回転力によって駆動されて発電する。リアモータ28によって発電された回生電力は、リアインバータ26とコンバータ22を介してバッテリ21に充電可能とされている。
The
フロントモータ25とリアモータ28とは、互いに異なるモータ効率特性を有している。詳しくは、フロントモータ25は、リアモータ28よりも高効率な(モータ損失が少ない)特性を有している。そのため、フロントモータ25の回生効率(得られる回生電力量)は、リアモータ28の回生効率(得られる回生電力量)よりも大となっている。
The
ブレーキセンサ31は、ユーザによる図示略のブレーキペダルの踏み込み量を検出する。ブレーキセンサ31からの信号(情報)は、制御装置10に入力される。
The
エコモードスイッチ(EV優先モードスイッチであってもよい)32は、ユーザによって手動でオンにされると、エコモード(EV航続距離を優先、増加させるモード)がオンに設定され、ユーザによって手動でオフにされると、エコモードがオフとなりエコモードではない通常モード(ドライバビリティを優先したモード)に設定されるスイッチである。エコモードスイッチ32のオン、オフの信号(情報)は、制御装置10に入力される。
When the eco mode switch (which may be an EV priority mode switch) 32 is manually turned on by the user, the eco mode (a mode that prioritizes and increases the EV cruising distance) is set to on, and the user manually When turned off, the eco mode is turned off and the switch is set to the normal mode (a mode that prioritizes drivability) instead of the eco mode. A signal (information) for turning on/off the
図1に示すような4輪駆動車においては、操縦安定性が高い、トルクが強い、等の性能が求められる。そのため、エコモードが選択されていない通常モード時に回生電力を得る際には、図4に示すように、フロントモータ25とリアモータ28の回生制動力の協調量における分配率(以下、単に分配率ともいう)を、ドライバビリティを優先した所定(一定)の分配率(たとえばフロントモータ:リアモータ=7:3)としている。しかし、4輪駆動車であっても、ユーザによって手動でエコモードが選択されているときには、ユーザの求めに応じて電費、EV航続距離を向上させることが望ましい。そこで、本発明実施例では、制御装置10はつぎのようになっている。
A four-wheel drive vehicle such as that shown in FIG. 1 is required to have performance such as high steering stability and strong torque. Therefore, when obtaining regenerative electric power in the normal mode in which the eco mode is not selected, as shown in FIG. ) is set to a predetermined (constant) distribution ratio (for example, front motor:rear motor=7:3) giving priority to drivability. However, even in a four-wheel drive vehicle, it is desirable to improve the electric power consumption and EV cruising range in accordance with the user's request when the eco mode is manually selected by the user. Therefore, in the embodiment of the present invention, the
〔制御装置〕
制御装置10は、図2に示すように、走行モード判定部11と、ブレーキ要求判定部12と、分配率演算部13と、回生制御実行部14と、を有する。
〔Control device〕
As shown in FIG. 2 , the
走行モード判定部11は、エコモードスイッチ32からの情報に基づいて、ユーザによって通常モードとエコモードのどちらが選択されているかを判定する。具体的には、走行モード判定部11は、エコモードスイッチ32がオンされている場合にはエコモードであると判定し、エコモードスイッチ32がオンされていない場合(エコモードスイッチ32がオフの場合)にはエコモードではなく通常モードであると判定する。
Based on the information from the
ブレーキ要求判定部12は、ブレーキセンサ31からの情報に基づいてユーザのブレーキ要求があるか否かを判定する。なお、ブレーキ要求判定部12は、図示略のブレーキペダルの踏み込み量を検出するブレーキセンサ31からの信号に基づいてブレーキ要求の有無を判定するため、ユーザがアクセル操作を解除したとき等のブレーキペダルが踏み込まれていない減速時には、ブレーキ要求がないと判定する。
The brake
分配率演算部13は、エコモードが選択されている場合であってユーザのブレーキ要求がある場合に、フロントモータ25とリアモータ28の分配率を可変とする。そして、ブレーキ要求量を算出するとともに、フロントモータ25とリアモータ28の分配率をブレーキ要求量に応じて算出する。分配率演算部13は、ブレーキ要求量に応じて、フロントモータ25とリアモータ28の回生効率に基づいて最大の回生電力量が得られるように(モータ損失の合計が最小となるように)分配率を算出する。分配率演算部13では、前述したようにフロントモータ25の回生効率がリアモータ28の回生効率よりも大となっているため、通常モードが選択されている場合における所定の分配率(フロントモータ:リアモータ=7:3)に比べて、フロントモータ:リアモータ=8:2、9:1、10:0等、フロントモータ25の割合を高めるようにされている。
The
分配率演算部13は、予め作成されて制御装置10に記憶されている図示略のマップ(損失合計が最小となる分配率マップ)を用いて、分配率を算出する。該マップは、フロントモータ25とリアモータ28について作成されているそれぞれのモータ損失マップから作成されるマップであり、要求される任意のフロントモータ25とリアモータ28の回生制動力の協調量に対してフロントモータ25とリアモータ28のモータ損失の合計が最小となるように分配率が算出されて作成されるマップである。
The distribution
回生制御実行部14は、分配率演算部13で求められる分配率に応じて、フロントインバータ23とリアインバータ26を制御してフロントモータ25とリアモータ28の回生制御を実行させる。
The regenerative
図3は、制御装置10の制御ルーチンを示すフローチャートである。この制御ルーチンは、所定時間間隔で行われる。
まず、ステップS1で、走行モード判定部11で、ユーザによって手動でエコモードが選択されているか否かを判定する。ステップS1で、エコモードが選択されていないと判定した場合には、ステップS5に進み、フロントモータ25とリアモータ28の分配率がドライバビリティを優先した所定の分配率のままで、エンドステップに進む。一方、ステップS1でエコモードが選択されていると判定した場合には、ステップS2に進む。
FIG. 3 is a flow chart showing a control routine of the
First, in step S1, the driving
ステップS2では、ブレーキ要求判定部12で、ユーザのブレーキ要求が有るか否かを判定する。ステップS2で、ブレーキ要求が無いと判定した場合には、ステップS5に進み、フロントモータ25とリアモータ28の分配率がドライバビリティを優先した所定の分配率のままで、エンドステップに進む。一方、ステップS2でブレーキ要求が有ると判定した場合には、ステップS3に進む。
In step S2, the brake
ステップS3では、分配率演算部13で、フロントモータ25とリアモータ28の分配率を可変とする。そして、ユーザによるブレーキ要求量を算出するとともに、フロントモータ25とリアモータ28の回生制動力の協調量における分配率をブレーキ要求量に応じて算出する。次いで、ステップS4に進み、この算出された分配率に応じて、フロントインバータ23とリアインバータ26を制御してフロントモータ25とリアモータ28の回生制御を実行させる。そしてエンドステップに進む。
In step S3, the distribution ratio between the
つぎに、本発明実施例の作用、効果を説明する。
(A)ユーザによってエコモードが選択されておりブレーキ要求が有る場合には、フロントモータ25とリアモータ28の回生制動力の協調量における分配率を、可変とし、ユーザのブレーキ要求量に応じて算出する、分配率演算部13を有している。そのため、フロントモータ25とリアモータ28の回生制動力の協調量における分配率を、フロントモータ25とリアモータ28のそれぞれの回生効率に基づいて最大の(最適な)回生電力量が得られる分配率とすることができる。その結果、フロントモータ25とリアモータ28で得られる回生電力量の合計を増加させることができ、電費やEV航続距離を向上できる。
Next, the operation and effect of the embodiment of the present invention will be explained.
(A) When the eco mode is selected by the user and there is a brake request, the distribution ratio of the regenerative braking force coordination amount of the
(B)フロントモータ25の回生効率がリアモータ28の回生効率よりも大とされており、分配率演算部13が、通常モードが選択されている場合に比べてフロントモータ25の割合を高めるようにされているため、分配率演算部13がリアモータ28の割合を高めるようにされている場合に比べて、得られる回生電力量を増加させることができる。
(B) The regenerative efficiency of the
(C)ブレーキ要求判定部12が、ブレーキペダルの踏み込み量を検出するブレーキセンサ31からの信号に基づいてブレーキ要求の有無を判定しており、ユーザがアクセル操作を解除したとき等のブレーキペダルが踏み込まれていない減速時にはブレーキ要求がないと判定している。そのため、ブレーキペダルが踏み込まれる減速時(回生電力量が比較的大きい減速時)に特化して効率よく回生電力量を増加させることができるとともに、ブレーキペダルが踏み込まれていない減速時(回生電力量が比較的小さい減速時)には4輪駆動車のドライバビリティを優先させることができる。
(C) The brake
10 制御装置
11 走行モード判定部
12 ブレーキ要求判定部
13 分配率演算部
14 回生制御実行部
20 車両
21 バッテリ
22 コンバータ
23 フロントインバータ
26 リアインバータ
25 フロントモータ
28 リアモータ
31 ブレーキセンサ
32 エコモードスイッチ
10
Claims (3)
通常モードと該通常モードに比べてEV航続距離を増加させるエコモードのどちらが選択されているかを判定する走行モード判定部と、
ユーザのブレーキ要求の有無を判定するブレーキ要求判定部と、
前記エコモードが選択されており前記ブレーキ要求が有る場合には、前記フロントモータと前記リアモータの回生制動力の協調量における分配率を、可変とし、ユーザのブレーキ要求量に応じて算出する、分配率演算部と、
前記分配率演算部で求められる前記分配率に応じて、前記フロントモータと前記リアモータの回生制御を実行させる回生制御実行部と、
を有する電動車両の制御装置。 A controller for a four-wheel drive electric vehicle capable of independently controlling at least a front motor or a rear motor,
a driving mode determination unit that determines which of the normal mode and the eco mode that increases the EV cruising distance compared to the normal mode is selected;
a brake request determination unit that determines whether or not there is a user's brake request;
When the eco mode is selected and there is the brake request, the distribution ratio of the coordination amount of the regenerative braking force of the front motor and the rear motor is made variable and calculated according to the user's brake request amount. a rate calculator;
a regenerative control execution unit that executes regenerative control of the front motor and the rear motor according to the distribution ratio obtained by the distribution ratio calculation unit;
A control device for an electric vehicle.
前記分配率演算部は、前記通常モードが選択されている場合における前記分配率に比べて、前記フロントモータの割合を高めるようにされている、請求項1または請求項2記載の電動車両の制御装置。 the regeneration efficiency of the front motor is higher than the regeneration efficiency of the rear motor,
3. The control of the electric vehicle according to claim 1, wherein said distribution ratio calculator increases the ratio of said front motor compared to said distribution ratio when said normal mode is selected. Device.
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