JP3011045B2 - 電気自動車 - Google Patents
電気自動車Info
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- JP3011045B2 JP3011045B2 JP5553095A JP5553095A JP3011045B2 JP 3011045 B2 JP3011045 B2 JP 3011045B2 JP 5553095 A JP5553095 A JP 5553095A JP 5553095 A JP5553095 A JP 5553095A JP 3011045 B2 JP3011045 B2 JP 3011045B2
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- transmission
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
- B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
- B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
- B60K6/50—Architecture of the driveline characterised by arrangement or kind of transmission units
- B60K6/54—Transmission for changing ratio
- B60K6/543—Transmission for changing ratio the transmission being a continuously variable transmission
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電気自動車の制動時
に、駆動用電動機を発電機として使用することによって
車両の運動エネルギを電気エネルギに変換し、この電気
エネルギを蓄電装置に蓄える、いわゆる回生制動の制御
技術に関する。
に、駆動用電動機を発電機として使用することによって
車両の運動エネルギを電気エネルギに変換し、この電気
エネルギを蓄電装置に蓄える、いわゆる回生制動の制御
技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、環境問題に配慮して電気自動車の
開発が行われている。電気自動車には、予め二次電池な
どの蓄電装置に蓄えた電力によって電動機を駆動し、走
行する狭義の電気自動車や、エンジンと発電機を併用す
るいわゆるハイブリッド型自動車などがある。いずれの
形式の電気自動車も、蓄電装置を有するのが一般的であ
り、効率を向上させるために、制動時に車両の運動エネ
ルギを電気エネルギに変換してこれを蓄電装置に蓄え
る、いわゆる回生制動が行われる。通常、この回生制動
は、前記走行用の電動機を発電機として用い、駆動輪の
回転をこの発電機のロータに伝達して、ステータに発生
する電流を取り出すことによって行われる。
開発が行われている。電気自動車には、予め二次電池な
どの蓄電装置に蓄えた電力によって電動機を駆動し、走
行する狭義の電気自動車や、エンジンと発電機を併用す
るいわゆるハイブリッド型自動車などがある。いずれの
形式の電気自動車も、蓄電装置を有するのが一般的であ
り、効率を向上させるために、制動時に車両の運動エネ
ルギを電気エネルギに変換してこれを蓄電装置に蓄え
る、いわゆる回生制動が行われる。通常、この回生制動
は、前記走行用の電動機を発電機として用い、駆動輪の
回転をこの発電機のロータに伝達して、ステータに発生
する電流を取り出すことによって行われる。
【０００３】この様な電気自動車の一例が特開平４−２
９７３３０号公報に開示されている。
９７３３０号公報に開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】以上のような従来の電
気自動車においては、駆動輪の回転に一意に対応するロ
ータ回転数によって発電が行われていた。したがって、
ロータ回転数によって変化する発電機（発電機として使
用される電動機）の発電効率が低い領域で回生制動が行
われ、運動エネルギから電気エネルギへの変換効率が低
い場合があるという問題があった。
気自動車においては、駆動輪の回転に一意に対応するロ
ータ回転数によって発電が行われていた。したがって、
ロータ回転数によって変化する発電機（発電機として使
用される電動機）の発電効率が低い領域で回生制動が行
われ、運動エネルギから電気エネルギへの変換効率が低
い場合があるという問題があった。
【０００５】本発明は前述の問題点を解決するためにな
されたものであり、車両制動時に発電効率の高い領域で
発電機を運転して効率良くエネルギを回生できる電気自
動車を提供することを目的とする。
されたものであり、車両制動時に発電効率の高い領域で
発電機を運転して効率良くエネルギを回生できる電気自
動車を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前述の目的を達成するた
めに、本発明にかかる電気自動車は、前記電気自動車の
駆動輪の回転数を検出する駆動輪回転数センサと、ブレ
ーキペダルの操作量を検出するペダル操作量センサと、
駆動用電動機と駆動輪との間に介在する変速機と、前記
ペダル操作量センサの検出値に基づき、要求制動トルク
を算出する要求制動トルク算出手段と、車両制動時に、
前記駆動輪回転数と前記要求制動トルクに基づき、前記
電動機の発電効率が最良となる目標回転数を算出する目
標回転数算出手段と、前記駆動輪回転数と前記目標回転
数に基づき、前記変速機の変速比の制御を行なう変速機
制御手段とを有している。
めに、本発明にかかる電気自動車は、前記電気自動車の
駆動輪の回転数を検出する駆動輪回転数センサと、ブレ
ーキペダルの操作量を検出するペダル操作量センサと、
駆動用電動機と駆動輪との間に介在する変速機と、前記
ペダル操作量センサの検出値に基づき、要求制動トルク
を算出する要求制動トルク算出手段と、車両制動時に、
前記駆動輪回転数と前記要求制動トルクに基づき、前記
電動機の発電効率が最良となる目標回転数を算出する目
標回転数算出手段と、前記駆動輪回転数と前記目標回転
数に基づき、前記変速機の変速比の制御を行なう変速機
制御手段とを有している。
【０００７】さらに、前記の電気自動車において、前記
変速機を無段変速機とすることもできる。
変速機を無段変速機とすることもできる。
【０００８】
【作用】本発明は以上のような構成を有しており、発電
機として作動される電動機の回転数を発電効率が、ある
運転条件下で最も良くなる回転数にして発電を行うこと
により、効率良く運動エネルギを電気エネルギに回生す
ることができる。また、無段変速機を用いることによ
り、さらに効率の良い回転数にて発電を行うことができ
る。
機として作動される電動機の回転数を発電効率が、ある
運転条件下で最も良くなる回転数にして発電を行うこと
により、効率良く運動エネルギを電気エネルギに回生す
ることができる。また、無段変速機を用いることによ
り、さらに効率の良い回転数にて発電を行うことができ
る。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の好適な実施例を図面に従って
説明する。図１には、本実施例の電気自動車の動力系、
駆動系およびこれらの制御系の概略構成が示されてい
る。本実施例の電気自動車は、エンジン１０の駆動力と
電動機１２の駆動力によって走行する、いわゆるパラレ
ルハイブリッド型自動車（以下、ＰＨＶと記す）であ
り、エンジン１０または電動機１２の単独でも走行可能
である。すなわち、エンジン１０はクラッチ１４を介し
て、電動機１２のロータを回転させ、さらにロータは、
変速比を連続的に変更できる、いわゆる無段変速機１６
（ＣＶＴ）の入力軸１８に結合されている。そして、入
力軸１８の回転は所定の変速比にて出力軸２０に伝達さ
れ、さらに減速ギア２２、ディファレンシャルギア２４
を介して駆動軸２６に伝達される。駆動軸２６には、駆
動輪２８が同軸固定され、またこの駆動軸２６および駆
動輪２８の回転数が駆動軸回転数センサ３０によって検
出される。駆動軸回転数センサ３０は、アンチロックブ
レーキシステムなどに用いられる車輪回転数センサを用
いることが可能であり、また共用することも可能であ
る。
説明する。図１には、本実施例の電気自動車の動力系、
駆動系およびこれらの制御系の概略構成が示されてい
る。本実施例の電気自動車は、エンジン１０の駆動力と
電動機１２の駆動力によって走行する、いわゆるパラレ
ルハイブリッド型自動車（以下、ＰＨＶと記す）であ
り、エンジン１０または電動機１２の単独でも走行可能
である。すなわち、エンジン１０はクラッチ１４を介し
て、電動機１２のロータを回転させ、さらにロータは、
変速比を連続的に変更できる、いわゆる無段変速機１６
（ＣＶＴ）の入力軸１８に結合されている。そして、入
力軸１８の回転は所定の変速比にて出力軸２０に伝達さ
れ、さらに減速ギア２２、ディファレンシャルギア２４
を介して駆動軸２６に伝達される。駆動軸２６には、駆
動輪２８が同軸固定され、またこの駆動軸２６および駆
動輪２８の回転数が駆動軸回転数センサ３０によって検
出される。駆動軸回転数センサ３０は、アンチロックブ
レーキシステムなどに用いられる車輪回転数センサを用
いることが可能であり、また共用することも可能であ
る。
【００１０】一方、電動機１２は、パワーキャパシタ３
２などの蓄電手段により蓄えられた電力をインバータ３
４にて三相交流電力に変換し、これにより駆動される。
そして、この電動機１２の出力はＣＶＴ１６の入力軸１
８に伝達される。以降は、前述したエンジン１０の出力
と同様に駆動輪２８に伝達される。したがって、本実施
例の電気自動車は、電動機１２に電力を供給しなけれ
ば、エンジン１０の出力のみによって走行し、またクラ
ッチ１４を切れば電動機１２のみで走行可能である。も
ちろん、エンジン１０と電動機１２の双方の出力によっ
て、走行することもできる。
２などの蓄電手段により蓄えられた電力をインバータ３
４にて三相交流電力に変換し、これにより駆動される。
そして、この電動機１２の出力はＣＶＴ１６の入力軸１
８に伝達される。以降は、前述したエンジン１０の出力
と同様に駆動輪２８に伝達される。したがって、本実施
例の電気自動車は、電動機１２に電力を供給しなけれ
ば、エンジン１０の出力のみによって走行し、またクラ
ッチ１４を切れば電動機１２のみで走行可能である。も
ちろん、エンジン１０と電動機１２の双方の出力によっ
て、走行することもできる。
【００１１】前述のパワーキャパシタは、活性炭などの
電極と電解液との界面にできる電気二重層に電荷を蓄積
する電気二重層キャパシタ、または前記電気二重層によ
る蓄電効果と電解液中の水素イオンが金属酸化物に吸着
されることによる蓄電効果の双方を利用する疑似容量キ
ャパシタなどを利用することができる。これらのパワー
キャパシタは従来の鉛電池などの二次電池に比べて、短
時間で多くの電力を充電することができる。一方、蓄電
容量は鉛電池などに比して小さい。言い換えれば、鉛電
池などの従来の二次電池は、蓄電容量は大きいものの急
速に充電を行うことは不向きである。したがって、回生
電力を鉛電池などに充電する場合には、電力の受入れ性
に制限されて十分な回生を行うことができないが、前述
のパワーキャパシタを蓄電装置として用いる場合には、
回生による発電量が増えても十分に充電が可能である。
電極と電解液との界面にできる電気二重層に電荷を蓄積
する電気二重層キャパシタ、または前記電気二重層によ
る蓄電効果と電解液中の水素イオンが金属酸化物に吸着
されることによる蓄電効果の双方を利用する疑似容量キ
ャパシタなどを利用することができる。これらのパワー
キャパシタは従来の鉛電池などの二次電池に比べて、短
時間で多くの電力を充電することができる。一方、蓄電
容量は鉛電池などに比して小さい。言い換えれば、鉛電
池などの従来の二次電池は、蓄電容量は大きいものの急
速に充電を行うことは不向きである。したがって、回生
電力を鉛電池などに充電する場合には、電力の受入れ性
に制限されて十分な回生を行うことができないが、前述
のパワーキャパシタを蓄電装置として用いる場合には、
回生による発電量が増えても十分に充電が可能である。
【００１２】さらに、運転席には、運転者がこの車両の
速度を制御するためのアクセルペダル３６およびブレー
キペダル３８が設けられている。これらのペダルの操作
量がアクセルペダル操作量センサ４０およびブレーキペ
ダル操作量センサ４２により検出され、電子制御装置４
４（ＥＣＵ）に送出される。ＥＣＵ４４には、前述の駆
動軸回転数センサ３０からの出力も入力される。そし
て、運転者の所望する車両速度となるように、エンジン
１０、ＣＶＴ１６およびインバータ３４の制御を行う。
特に、本実施例においては、エンジン１０の出力をＣＶ
Ｔ１６を介して駆動軸２６に伝達しており、ＣＶＴ１６
により変速比をきめ細かく制御することにより、エンジ
ン１０をより効率の良い領域で運転することができる。
また、急加速時や登坂時など、大きな出力を必要とする
場合は、エンジン１０と電動機１２の双方によって走行
することができる。したがって、エンジン１０は比較的
小さなエンジンとすることができ、燃料消費率の向上を
図ることができる。
速度を制御するためのアクセルペダル３６およびブレー
キペダル３８が設けられている。これらのペダルの操作
量がアクセルペダル操作量センサ４０およびブレーキペ
ダル操作量センサ４２により検出され、電子制御装置４
４（ＥＣＵ）に送出される。ＥＣＵ４４には、前述の駆
動軸回転数センサ３０からの出力も入力される。そし
て、運転者の所望する車両速度となるように、エンジン
１０、ＣＶＴ１６およびインバータ３４の制御を行う。
特に、本実施例においては、エンジン１０の出力をＣＶ
Ｔ１６を介して駆動軸２６に伝達しており、ＣＶＴ１６
により変速比をきめ細かく制御することにより、エンジ
ン１０をより効率の良い領域で運転することができる。
また、急加速時や登坂時など、大きな出力を必要とする
場合は、エンジン１０と電動機１２の双方によって走行
することができる。したがって、エンジン１０は比較的
小さなエンジンとすることができ、燃料消費率の向上を
図ることができる。
【００１３】本実施例のＰＨＶは、通常の自動車に備え
られいている摩擦による機械式の制動装置に加えて、電
動機１２を発電機として機能させ、発電された電力をパ
ワーキャパシタ３２にて蓄電する回生制動を行うことが
できる。すなわち、車両の運動エネルギを電気エネルギ
に変換して制動を行っている。また、変換された電気エ
ネルギは蓄えられているので、電動機１２を駆動源とし
て使用する場合（力行時）に再使用することができる。
本実施例においては、回生制動をできる限り行い、要求
される制動トルクに対して回生制動で不足する分を前記
の機械式の制動装置により発生するよう構成されてい
る。ＥＣＵ４４は、アクセルペダルおよびブレーキペダ
ルの操作量、駆動輪回転数に基づき前述の回生制動を行
うために、インバータ３４およびＣＶＴ１６の制御を行
う。
られいている摩擦による機械式の制動装置に加えて、電
動機１２を発電機として機能させ、発電された電力をパ
ワーキャパシタ３２にて蓄電する回生制動を行うことが
できる。すなわち、車両の運動エネルギを電気エネルギ
に変換して制動を行っている。また、変換された電気エ
ネルギは蓄えられているので、電動機１２を駆動源とし
て使用する場合（力行時）に再使用することができる。
本実施例においては、回生制動をできる限り行い、要求
される制動トルクに対して回生制動で不足する分を前記
の機械式の制動装置により発生するよう構成されてい
る。ＥＣＵ４４は、アクセルペダルおよびブレーキペダ
ルの操作量、駆動輪回転数に基づき前述の回生制動を行
うために、インバータ３４およびＣＶＴ１６の制御を行
う。
【００１４】一般的に、発電機の発電効率はトルクと回
転数によって変化する。図２には本実施例の電動機を発
電機として利用した場合の特性マップが示されている。
図中破線で示した曲線は、発電効率が等しいトルクおよ
び回転数の条件の点を結んだ線である等効率曲線Ａの一
部を示したものあり、内側の等効率曲線Ａのほうが高い
効率を示している。この特性マップにおいて、高トルク
領域においては、トルク電流が増大するために銅損が大
きくなり効率が悪化し、また高回転領域においては、周
波数が高くなるため鉄損が大きくなり効率が悪化する。
また、低回転低トルクの領域にいては、励磁電流による
損失割合が増加して効率が悪化する。また、図２の一点
鎖線の各々は、駆動軸２６における制動トルクと駆動軸
回転数の積である制動仕事率を一定としたときの、ＣＶ
Ｔ１６の入力軸上におけるロータ駆動トルクと入力軸回
転数の関係を示す定出力曲線Ｂの一部を示している。す
なわち、ある制動仕事率を達成するためには、ＣＶＴ１
６の変速比を変更して、ひとつの定出力曲線Ｂ上のトル
ク・回転数のいずれの値も採ることができる。しかし、
前述のようにトルクおよび回転数の値によって効率が変
化し、図から読みとれるように、この定出力曲線Ｂ上に
おいてトルク・回転数共に中庸な値の点が最も高い効率
を示す。各定出力曲線Ｂ上の最高効率点を結んだ曲線が
最高効率曲線Ｃであり、図中実線で示されている。この
ような、特性マップがＥＣＵ４４内または別個のメモリ
に記憶されている。
転数によって変化する。図２には本実施例の電動機を発
電機として利用した場合の特性マップが示されている。
図中破線で示した曲線は、発電効率が等しいトルクおよ
び回転数の条件の点を結んだ線である等効率曲線Ａの一
部を示したものあり、内側の等効率曲線Ａのほうが高い
効率を示している。この特性マップにおいて、高トルク
領域においては、トルク電流が増大するために銅損が大
きくなり効率が悪化し、また高回転領域においては、周
波数が高くなるため鉄損が大きくなり効率が悪化する。
また、低回転低トルクの領域にいては、励磁電流による
損失割合が増加して効率が悪化する。また、図２の一点
鎖線の各々は、駆動軸２６における制動トルクと駆動軸
回転数の積である制動仕事率を一定としたときの、ＣＶ
Ｔ１６の入力軸上におけるロータ駆動トルクと入力軸回
転数の関係を示す定出力曲線Ｂの一部を示している。す
なわち、ある制動仕事率を達成するためには、ＣＶＴ１
６の変速比を変更して、ひとつの定出力曲線Ｂ上のトル
ク・回転数のいずれの値も採ることができる。しかし、
前述のようにトルクおよび回転数の値によって効率が変
化し、図から読みとれるように、この定出力曲線Ｂ上に
おいてトルク・回転数共に中庸な値の点が最も高い効率
を示す。各定出力曲線Ｂ上の最高効率点を結んだ曲線が
最高効率曲線Ｃであり、図中実線で示されている。この
ような、特性マップがＥＣＵ４４内または別個のメモリ
に記憶されている。
【００１５】特に、本実施例の場合、蓄電手段として電
力受入れ性の良好なパワーキャパシタを用いているの
で、より多く発電を行い、パワーキャパシタに充電する
ことが望ましい。したがって、発電機１２のロータのト
ルクと回転数が前述の最大効率曲線Ｃとなるように、制
御を行うことが望ましい。従来の鉛二次電池などにおい
ては、電力受入れ性が低いため、ある程度以上発電して
も実際には充電を行うことができず、発電効率に関して
注意が払われていなかった。
力受入れ性の良好なパワーキャパシタを用いているの
で、より多く発電を行い、パワーキャパシタに充電する
ことが望ましい。したがって、発電機１２のロータのト
ルクと回転数が前述の最大効率曲線Ｃとなるように、制
御を行うことが望ましい。従来の鉛二次電池などにおい
ては、電力受入れ性が低いため、ある程度以上発電して
も実際には充電を行うことができず、発電効率に関して
注意が払われていなかった。
【００１６】図３には、ＥＣＵ４４の回生制動に関する
詳細な構成ブロック図が示されている。要求制動トルク
算出部５０は、アクセルペダル操作量センサ４０および
ブレーキペダル操作量センサ４２に基づき運転者が要求
している制動トルクを算出する。詳細には、アクセルペ
ダル操作量センサ４０は、アクセルペダル３６が戻され
た状態（アクセルオフ）を検出する。また、ブレーキペ
ダル操作量センサ４２は、運転者がブレーキペダル３８
を踏み込んだ踏力を検出する。この検出は、通常の機械
式ブレーキのマスタシリンダ油圧を検出することで行え
る。
詳細な構成ブロック図が示されている。要求制動トルク
算出部５０は、アクセルペダル操作量センサ４０および
ブレーキペダル操作量センサ４２に基づき運転者が要求
している制動トルクを算出する。詳細には、アクセルペ
ダル操作量センサ４０は、アクセルペダル３６が戻され
た状態（アクセルオフ）を検出する。また、ブレーキペ
ダル操作量センサ４２は、運転者がブレーキペダル３８
を踏み込んだ踏力を検出する。この検出は、通常の機械
式ブレーキのマスタシリンダ油圧を検出することで行え
る。
【００１７】アクセルオフが検出され、ブレーキペダル
踏力が０と検出された場合、従来の内燃機関を備えた自
動車のエンジンブレーキに相当する駆動軸２６上での制
動トルクが要求制動トルクとして算出される。また、こ
のエンジンブレーキ相当の制動トルクは車速に応じて変
化し、よって駆動軸回転数センサ３０から車速に相当す
る情報を得て、この車速情報に基づき前述の要求制動ト
ルクは算出される。一方、ブレーキペダル３８が踏み込
まれた場合、このペダル踏力に応じた駆動軸２６上の制
動トルクが要求制動トルクとして算出される。
踏力が０と検出された場合、従来の内燃機関を備えた自
動車のエンジンブレーキに相当する駆動軸２６上での制
動トルクが要求制動トルクとして算出される。また、こ
のエンジンブレーキ相当の制動トルクは車速に応じて変
化し、よって駆動軸回転数センサ３０から車速に相当す
る情報を得て、この車速情報に基づき前述の要求制動ト
ルクは算出される。一方、ブレーキペダル３８が踏み込
まれた場合、このペダル踏力に応じた駆動軸２６上の制
動トルクが要求制動トルクとして算出される。
【００１８】こうして要求制動トルクが算出され、一方
駆動軸回転数センサ３０により駆動軸２６の回転数が検
出されると、制動仕事率がこれらの値の積として算出で
きる。この制動仕事率に基づき目標回転数算出部５２に
おいて、発電機１２のロータの回転数が算出される。詳
述すれば、前述の算出された制動仕事率に対応する特性
マップの定出力曲線Ｂがひとつ定まり、さらにこの定出
力曲線Ｂ上の最高効率点がひとつ定まる。そして、この
最高効率点の回転数を発電機１２の目標の回転数として
定める。
駆動軸回転数センサ３０により駆動軸２６の回転数が検
出されると、制動仕事率がこれらの値の積として算出で
きる。この制動仕事率に基づき目標回転数算出部５２に
おいて、発電機１２のロータの回転数が算出される。詳
述すれば、前述の算出された制動仕事率に対応する特性
マップの定出力曲線Ｂがひとつ定まり、さらにこの定出
力曲線Ｂ上の最高効率点がひとつ定まる。そして、この
最高効率点の回転数を発電機１２の目標の回転数として
定める。
【００１９】発電機１２のロータとＣＶＴ１６の入力軸
１８は一体となって回転しており、また駆動軸２６とＣ
ＶＴ１６の出力軸２０の回転数は一定の変速比が与えら
れている。よって、変速機制御部５４にて、現在の駆動
軸２６の回転数と前記の発電機１２の目標回転数からＣ
ＶＴ１６の変速比が算出される。この変速比に基づきＣ
ＶＴ１６の運転制御が行われる。一方、この変速比と前
述の要求制動トルクに基づきインバータ制御部５６がイ
ンバータ３４の制御を行い、発電機１２が目標回転数の
ときに所定の発電が行われるように制御する。
１８は一体となって回転しており、また駆動軸２６とＣ
ＶＴ１６の出力軸２０の回転数は一定の変速比が与えら
れている。よって、変速機制御部５４にて、現在の駆動
軸２６の回転数と前記の発電機１２の目標回転数からＣ
ＶＴ１６の変速比が算出される。この変速比に基づきＣ
ＶＴ１６の運転制御が行われる。一方、この変速比と前
述の要求制動トルクに基づきインバータ制御部５６がイ
ンバータ３４の制御を行い、発電機１２が目標回転数の
ときに所定の発電が行われるように制御する。
【００２０】図４には、本実施例の電動機／発電機１２
およびＣＶＴ１６の変速比の算出フローチャートが示さ
れている。まず、アクセルペダル３６とブレーキペダル
３８の操作量が操作量センサ４０，４２によって検出さ
れ、これらが読み込まれる（Ｓ１０１）。次に、駆動軸
回転数センサ３０の検出値から車速に算出が行われる
（Ｓ１０２）。そして、算出された車速が０を超えてい
るかが判定される（Ｓ１０３）。これは、坂道発進など
において、ブレーキペダルが操作されていても車速が０
であった場合には、所定の駆動トルクを発生して、容易
に発進ができるようにするためである。
およびＣＶＴ１６の変速比の算出フローチャートが示さ
れている。まず、アクセルペダル３６とブレーキペダル
３８の操作量が操作量センサ４０，４２によって検出さ
れ、これらが読み込まれる（Ｓ１０１）。次に、駆動軸
回転数センサ３０の検出値から車速に算出が行われる
（Ｓ１０２）。そして、算出された車速が０を超えてい
るかが判定される（Ｓ１０３）。これは、坂道発進など
において、ブレーキペダルが操作されていても車速が０
であった場合には、所定の駆動トルクを発生して、容易
に発進ができるようにするためである。
【００２１】車両が停止していることが判断されると、
読み込まれたアクセルペダル操作量に応じて駆動トルク
の算出が行われ（Ｓ１０４）、この駆動トルクの発生に
最適な電動機１２の目標回転数が算出される（Ｓ１０
５）。一方、車両が停止していないと判断された場合
は、さらにアクセルペダル操作量が０であるかが判断さ
れる（Ｓ１０６）。この操作量が０でない場合は、前述
のステップＳ１０４，Ｓ１０５に移行し、同様の制御が
行われる。
読み込まれたアクセルペダル操作量に応じて駆動トルク
の算出が行われ（Ｓ１０４）、この駆動トルクの発生に
最適な電動機１２の目標回転数が算出される（Ｓ１０
５）。一方、車両が停止していないと判断された場合
は、さらにアクセルペダル操作量が０であるかが判断さ
れる（Ｓ１０６）。この操作量が０でない場合は、前述
のステップＳ１０４，Ｓ１０５に移行し、同様の制御が
行われる。
【００２２】一方、ステップＳ１０６にて、アクセルペ
ダルが操作されていない（操作量が０）と判断された場
合、運転者が要求する制動トルクの計算が行われる。こ
の制動トルクは駆動軸２６上でのトルクであり、これと
駆動軸回転数から制動時の仕事率が算出できる。この仕
事率は、摩擦などによる損失を考えなければ、発電機１
２において発電されるべき電力に等しいから、発電機１
２の運転は図２に示す定出力曲線Ｂのうち前記の仕事率
に等しい出力を示す曲線上のいずれの点で行うことも可
能である。しかしながら、この曲線上の各点における効
率は、各々異なり、本実施例においては、最大の効率が
得られる条件が算出され、このときの発電機１２の回転
数が目標回転数として算出される（Ｓ１０８）。
ダルが操作されていない（操作量が０）と判断された場
合、運転者が要求する制動トルクの計算が行われる。こ
の制動トルクは駆動軸２６上でのトルクであり、これと
駆動軸回転数から制動時の仕事率が算出できる。この仕
事率は、摩擦などによる損失を考えなければ、発電機１
２において発電されるべき電力に等しいから、発電機１
２の運転は図２に示す定出力曲線Ｂのうち前記の仕事率
に等しい出力を示す曲線上のいずれの点で行うことも可
能である。しかしながら、この曲線上の各点における効
率は、各々異なり、本実施例においては、最大の効率が
得られる条件が算出され、このときの発電機１２の回転
数が目標回転数として算出される（Ｓ１０８）。
【００２３】以上のように、ステップＳ１０５またはス
テップＳ１０８にて、電動機／発電機１２の制御目標と
なる回転数が算出されると、これと現在の駆動軸２６の
回転数に基づき、ＣＶＴ１６の変速比の算出が行われ、
さらにＣＶＴ１６に指令が行われる（Ｓ１０９）。そし
て、前述の目標回転数で所定の駆動トルクまたは制動ト
ルクが発生されるように指令が行われる。
テップＳ１０８にて、電動機／発電機１２の制御目標と
なる回転数が算出されると、これと現在の駆動軸２６の
回転数に基づき、ＣＶＴ１６の変速比の算出が行われ、
さらにＣＶＴ１６に指令が行われる（Ｓ１０９）。そし
て、前述の目標回転数で所定の駆動トルクまたは制動ト
ルクが発生されるように指令が行われる。
【００２４】以上のように本実施例においては、運転者
が要求する駆動軸２６上の制動トルクを得ることのでき
る発電機運転条件（トルク，回転数）のうち、最も効率
の良い条件を選定し、この条件により運転を行う。これ
によって、車両制動時において、運動エネルギを効率良
く電気エネルギに変換することができる。
が要求する駆動軸２６上の制動トルクを得ることのでき
る発電機運転条件（トルク，回転数）のうち、最も効率
の良い条件を選定し、この条件により運転を行う。これ
によって、車両制動時において、運動エネルギを効率良
く電気エネルギに変換することができる。
【００２５】さらに、蓄電手段として、電力受容性の良
いパワーキャパシタを使用することで、車両の運動エネ
ルギをより多く電気エネルギに変換してこれを充電する
ことができる。
いパワーキャパシタを使用することで、車両の運動エネ
ルギをより多く電気エネルギに変換してこれを充電する
ことができる。
【００２６】以上の実施例においては、変速機としてＣ
ＶＴを用いたが、多段変速機を用いることも可能であ
る。この場合、発電機１２は、常に最大効率曲線Ｃ上で
運転することはできないので、所定の変速比で実現でき
る運転条件のうち最も最大効率曲線Ｃに近い運転条件で
運転される。また、最大効率曲線Ｃにかかわらず、その
つど各変速比ごとに発電効率を計算し、最も良好な効率
が得られる条件で運転するようにしても良い。
ＶＴを用いたが、多段変速機を用いることも可能であ
る。この場合、発電機１２は、常に最大効率曲線Ｃ上で
運転することはできないので、所定の変速比で実現でき
る運転条件のうち最も最大効率曲線Ｃに近い運転条件で
運転される。また、最大効率曲線Ｃにかかわらず、その
つど各変速比ごとに発電効率を計算し、最も良好な効率
が得られる条件で運転するようにしても良い。
【００２７】また、前述の実施例においては、ガソリン
エンジン車などのエンジンブレーキのように、アクセル
ペダルを戻すと所定の制動トルクが得られるように制御
したが、制動トルクはブレーキペダルを操作したときの
み発生するよう制御することも可能である。
エンジン車などのエンジンブレーキのように、アクセル
ペダルを戻すと所定の制動トルクが得られるように制御
したが、制動トルクはブレーキペダルを操作したときの
み発生するよう制御することも可能である。
【００２８】また、蓄電手段として、電気二重層を利用
したパワーキャパシタを用いたが、十分な電力受入れ性
を有していればどの様な蓄電手段を用いることも可能で
ある。さらに、蓄電容量は大いが、電力受入れ性の悪い
蓄電手段（たとえば鉛二次電池）と、容量は小さいが電
力受容性の良好なパワーキャパシタとを両方備えて、回
生時に前者の蓄電手段にて受容できない電力をパワーキ
ャパシタに受入れるようにすることも可能であり、両方
の蓄電手段の良い所を利用することができる。また、発
電機の最大発電力が大きくないのならば、従来の鉛二次
電池を使用することも可能であり、この場合においても
発電機の能力をできる限り有効に利用することができ
る。
したパワーキャパシタを用いたが、十分な電力受入れ性
を有していればどの様な蓄電手段を用いることも可能で
ある。さらに、蓄電容量は大いが、電力受入れ性の悪い
蓄電手段（たとえば鉛二次電池）と、容量は小さいが電
力受容性の良好なパワーキャパシタとを両方備えて、回
生時に前者の蓄電手段にて受容できない電力をパワーキ
ャパシタに受入れるようにすることも可能であり、両方
の蓄電手段の良い所を利用することができる。また、発
電機の最大発電力が大きくないのならば、従来の鉛二次
電池を使用することも可能であり、この場合においても
発電機の能力をできる限り有効に利用することができ
る。
【００２９】さらに、前述の実施例においてはＰＨＶに
ついて説明したが、回生制動を行うどの様な車両におい
ても適用可能であり、発電機を効率の良い運転領域で運
転することが可能となる。したがって、効率良く運動エ
ネルギを電気エネルギに変換して蓄電することができ
る。
ついて説明したが、回生制動を行うどの様な車両におい
ても適用可能であり、発電機を効率の良い運転領域で運
転することが可能となる。したがって、効率良く運動エ
ネルギを電気エネルギに変換して蓄電することができ
る。
【００３０】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、発電機と
して作動される電動機の回転数を、ある条件のもとに良
好となる回転数にして発電を行うことにより、効率良く
運動エネルギを電気エネルギに回生することができる。
これによって、本発明にかかる電気自動車の１回の充電
で継続して走行できる距離が延長される。また、無段変
速機を用いることにより、さらに効率の良い回転数にて
発電を行うことができる。
して作動される電動機の回転数を、ある条件のもとに良
好となる回転数にして発電を行うことにより、効率良く
運動エネルギを電気エネルギに回生することができる。
これによって、本発明にかかる電気自動車の１回の充電
で継続して走行できる距離が延長される。また、無段変
速機を用いることにより、さらに効率の良い回転数にて
発電を行うことができる。
【図１】 本発明にかかる好適な実施例の構成図であ
る。
る。
【図２】 本実施例の電動機を発電機として使用したと
きの発電特性図である。
きの発電特性図である。
【図３】 本実施例の制御部（ＥＣＵ）の本発明にかか
る構成の詳細図である。
る構成の詳細図である。
【図４】 本実施例の制御を示すうフローチャートであ
る。
る。
１０ エンジン、１２ 電動機／発電機、１６ ＣＶ
Ｔ、２６ 駆動軸、３０駆動軸回転数センサ、３２ パ
ワーキャパシタ、３４ インバータ、３６ アクセルペ
ダル、３８ ブレーキペダル、４０ アクセルペダル操
作量センサ、４２ ブレーキペダル操作量センサ、４４
ＥＣＵ（制御部）、５０ 要求制動トルク算出部、５
２ 目標回転数算出部、５４ 変速機制御部、５６ イ
ンバータ制御部。
Ｔ、２６ 駆動軸、３０駆動軸回転数センサ、３２ パ
ワーキャパシタ、３４ インバータ、３６ アクセルペ
ダル、３８ ブレーキペダル、４０ アクセルペダル操
作量センサ、４２ ブレーキペダル操作量センサ、４４
ＥＣＵ（制御部）、５０ 要求制動トルク算出部、５
２ 目標回転数算出部、５４ 変速機制御部、５６ イ
ンバータ制御部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｆ１６Ｈ 61/02 // Ｆ１６Ｈ 59:54 63:06 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B60L 3/00 - 15/42 B60K 6/00 B60K 17/04 F16H 59/00 - 61/12 F16H 61/16 - 61/24 F16H 63/40 - 63/48
Claims (2)
- 【請求項１】 制動時に駆動用電動機を発電機として作
動させ、車両の運動エネルギを電気エネルギに変換し、
この電気エネルギを蓄電装置に蓄える回生制動を行う電
気自動車において、 前記電気自動車の駆動輪の回転数を検出する駆動輪回転
数センサと、 ブレーキペダルの操作量を検出するペダル操作量センサ
と、 前記駆動用電動機と駆動輪との間に介在する変速機と、 前記ペダル操作量センサの検出値に基づき、要求制動ト
ルクを算出する要求制動トルク算出手段と、 車両制動時に、前記駆動輪回転数と前記要求制動トルク
に基づき、前記電動機の発電効率が最良となる目標回転
数を算出する目標回転数算出手段と、 前記駆動輪回転数と前記目標回転数に基づき、前記変速
機の変速比の制御を行なう変速機制御手段と、を有する
ことを特徴とする電気自動車。 - 【請求項２】 請求項１に記載の電気自動車において、
前記変速機が、無段変速機であることを特徴とする電気
自動車。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5553095A JP3011045B2 (ja) | 1995-03-15 | 1995-03-15 | 電気自動車 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5553095A JP3011045B2 (ja) | 1995-03-15 | 1995-03-15 | 電気自動車 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08251708A JPH08251708A (ja) | 1996-09-27 |
| JP3011045B2 true JP3011045B2 (ja) | 2000-02-21 |
Family
ID=13001296
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5553095A Expired - Fee Related JP3011045B2 (ja) | 1995-03-15 | 1995-03-15 | 電気自動車 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3011045B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103057426A (zh) * | 2013-01-08 | 2013-04-24 | 重庆长安汽车股份有限公司 | 制动能量回馈效能参数获取方法、控制方法、装置和系统 |
Families Citing this family (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3536634B2 (ja) | 1997-12-25 | 2004-06-14 | 日産自動車株式会社 | ハイブリッド車両の制御装置 |
| JP3489475B2 (ja) * | 1998-03-20 | 2004-01-19 | 日産自動車株式会社 | 駆動力制御装置 |
| US6328671B1 (en) | 1998-03-20 | 2001-12-11 | Nissan Motor Co., Ltd. | Drive force control device |
| JP3945042B2 (ja) * | 1998-10-08 | 2007-07-18 | トヨタ自動車株式会社 | 車両の充電制御装置 |
| JP3712910B2 (ja) | 2000-03-23 | 2005-11-02 | トヨタ自動車株式会社 | 車両の変速機制御装置 |
| JP4032639B2 (ja) | 2000-11-30 | 2008-01-16 | トヨタ自動車株式会社 | 車両の回生制御装置 |
| DE10162017A1 (de) | 2001-12-18 | 2003-07-10 | Bosch Gmbh Robert | Vorrichtung und Verfahren zur Regelung der Fahrgeschwindigkeit eines Fahrzeugs |
| JP3588090B2 (ja) * | 2002-06-27 | 2004-11-10 | 本田技研工業株式会社 | ハイブリッド車両の制御装置 |
| JP3844229B2 (ja) * | 2002-09-11 | 2006-11-08 | 本田技研工業株式会社 | モータ兼用発電機付きエンジンおよびその制御装置 |
| JP4244966B2 (ja) | 2005-06-22 | 2009-03-25 | トヨタ自動車株式会社 | 車両用駆動装置の制御装置 |
| JP4371099B2 (ja) | 2005-10-26 | 2009-11-25 | トヨタ自動車株式会社 | 動力伝達装置の制御装置 |
| JP4245626B2 (ja) | 2006-10-11 | 2009-03-25 | トヨタ自動車株式会社 | 車両およびその制御方法 |
| JP2009137461A (ja) * | 2007-12-06 | 2009-06-25 | Hitachi Ltd | 車両制御装置及びそれを備える車両 |
| JP5381120B2 (ja) * | 2009-01-23 | 2014-01-08 | 日産自動車株式会社 | ハイブリッド車両の変速制御装置および変速制御方法 |
| JP5921812B2 (ja) * | 2011-02-25 | 2016-05-24 | 本田技研工業株式会社 | ハイブリッド車両用駆動装置 |
| JP5338856B2 (ja) | 2011-06-13 | 2013-11-13 | 株式会社デンソー | 車両用制御装置 |
| JP5938924B2 (ja) * | 2012-01-30 | 2016-06-22 | 三菱自動車工業株式会社 | 回生制御装置 |
| JP6268802B2 (ja) * | 2013-08-09 | 2018-01-31 | いすゞ自動車株式会社 | ハイブリッド車両及びその制御方法 |
| CN109572438B (zh) * | 2017-09-29 | 2021-10-22 | 比亚迪股份有限公司 | 电动汽车及其再生制动控制方法、装置 |
| CN112848921A (zh) * | 2021-01-27 | 2021-05-28 | 奇瑞新能源汽车股份有限公司 | 电动汽车的下坡方法、装置及车辆 |
-
1995
- 1995-03-15 JP JP5553095A patent/JP3011045B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103057426A (zh) * | 2013-01-08 | 2013-04-24 | 重庆长安汽车股份有限公司 | 制动能量回馈效能参数获取方法、控制方法、装置和系统 |
| CN103057426B (zh) * | 2013-01-08 | 2016-05-25 | 重庆长安汽车股份有限公司 | 制动能量回馈效能参数获取方法、控制方法、装置和系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08251708A (ja) | 1996-09-27 |
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