JP4644722B2 - 電気駆動車両 - Google Patents

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Description

本発明は電気駆動車両に関するものであり、特に走行性能を測定することが容易に行うことができる電気駆動車両に関する。
電気駆動車両の走行性能を測定する試験を行う場合、従来の電気駆動車両においては車輪を駆動するモータにダイナモを機械的に接続したり、車両をシャシダイナモ上で走行させたりして走行性能を測定することが行われる。あるいは、車両を実際にテストコースで走行させて走行性能を測定することも行われる。一例として、〔特許文献１〕にこのような電気駆動車両の試験方式が示されている。
特開２００１−９１４１０号公報
しかし、このような試験方式においては、ダイナモやシャシダイナモやテストコースが必要である。すなわち、これらの方法では車両とは別に試験用設備が必要であり、余計なコストが掛かっていた。更に、車両を実際に走行させる場合はその準備等の手間を要するため、試験期間が余計に掛かるという問題もあった。
一方、例えばモータや車両の振動特性を測定する試験の場合は上記のように実際にモータを回転させたり、車両を走行させたりする必要があるが、試験の目的によっては必ずしもその必要のない場合がある。例えば、エンジン出力を駆動源として走行する電気駆動車両においてはエンジン出力特性を把握する必要があるが、そのような場合はエンジンには負荷を与えて特性を測れば良いだけなので、必ずしもエンジンに対する負荷の与え方としてモータを回転させたり、車両を走行させたりする必要はない。すなわち、従来はモータを回転させたり、車両を走行させたりする必要のない試験の場合にも、モータを回転させたり、車両を走行させたりすることを行っていた。
以上のように、従来の電気駆動車両の試験ではコスト及び時間が掛かるという点で問題があった。本発明の電気駆動車両は試験用設備を必要とせず、更に車両を走行させることなく試験を行うことで試験期間を短縮することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明では、エンジンに接続された発電機と、前記発電機に接続されて前記発電機の出力する交流電力を直流電力に変換する第１の変換器と、前記第１の変換器に接続されて前記直流電力を交流電力に変換する第２の変換器と、前記第２の変換器に接続された電動機と、前記電動機に駆動される車輪を備えた電気駆動車両において、前記第１の変換器と前記第２の変換器の間の直流回路に接続されて前記直流電力を消費する電力消費装置と、前記車両は前記電動機の出力を制御する第１の制御モードと、前記電力消費装置の消費する電力を制御する第２の制御モードを備え、前記第２の制御モードは前記第１の制御モードにおける前記第２の変換器と前記電動機の動作を模擬するように前記電力消費装置の消費する電力を制御することを特徴とするものである。
また、本発明では、エンジンに接続された発電機と、前記発電機に接続されて前記発電機の出力する交流電力を直流電力に変換する第１の変換器と、前記第１の変換器に接続されて前記直流電力を交流電力に変換する第２の変換器と、前記第２の変換器に接続された電動機と、前記電動機に駆動される車輪を備えた電気駆動車両において、前記第１の変換器と前記第２の変換器の間の直流回路に接続されて前記直流電力を消費する電力消費装置と、前記車両は電力指令演算器とを備え、前記電力指令演算器の出力する電力指令に従って前記電動機の出力を制御する第１の制御モードと、前記電力指令に従って前記電力消費装置の消費する電力を制御する第２の制御モードを備え、前記第２の制御モードは前記第１の制御モードにおける前記第２の変換器と前記電動機の動作を模擬するように前記電力消費装置の消費する電力を制御することを特徴とするものである。
また、本発明では、前記車両の加速時における前記電力指令演算器の前記電力指令は前記エンジンの回転速度及び前記エンジンの回転速度指令の関数で与えられることを特徴とするものである。
また、本発明では、前記第２の制御モードで動作している時は前記車両は走行していないことを特徴とするものである。
また、本発明では、前記車両は車両速度推定器を備え、前記車両速度推定器は前記車両が前記第２の制御モードで動作している時に動作し、仮想的に前記車両が前記第１の制御モードで動作する場合の前記車両の走行速度を推定することを特徴とするものである。
また、本発明では、前記電力指令演算器は前記車両が前記第２の制御モードで動作している時に、前記エンジンの回転速度が所定の回転速度まで上昇するのに掛かる時間及び前記車両速度推定器の推定する走行速度が所定の走行速度まで上昇するのに掛かる時間がいずれも所定の範囲内に収まるように、前記電力指令を自動で調節することを特徴とするものである。
上記目的を達成するために、本発明では、エンジンに接続された発電機と、前記発電機に接続されて前記発電機の出力する交流電力を直流電力に変換する第１の変換器と、前記第１の変換器に接続されて前記直流電力を交流電力に変換する第２の変換器と、前記第２の変換器に接続された電動機を備えた電気駆動システムにおいて、前記第１の変換器と前記第２の変換器の間の直流回路に接続されて前記直流電力を消費する電力消費装置と、該電力消費装置の消費する電力を調整することで、前記エンジンに対する負荷試験を行う機能を備えることを特徴とするものである。
本発明の電気駆動車両によれば、車両の走行性能を測定する場合にダイナモやシャシダイナモ等の試験用設備やテストコースが必要ないため、コスト低減及び試験期間の短縮化を実現出来る。
また、車両を停止させた状態で走行性能を測定することができるため、試験期間を短縮することができて試験の高効率化が図れる。
また、車両の発進時においてエンジンと電動機の両方の加速が両立するように、自動的に走行性能を調整することが実現出来る。
また、気温や気圧等の外部環境の変化や経年劣化の影響によりエンジン特性が変化する場合にも、簡単に調整できることから定期的に調整を行うことで常に最適な設定にすることが可能である。
以下、本発明に掛かる第１の実施例を図面に基づいて説明する。図１は本発明の実施例の全体構成を示す。
図１において、エンジン１が発電機２を駆動することで発電機２は交流電力を出力する。エンジン１にはエンジン速度検出器３が接続されており、エンジン１の回転速度を検出する。
発電機２は電力変換器４に接続し、電力変換器４は発電機２の出力する交流電力を直流電力に変換して出力する。
電力変換器４は直流コンデンサ５を介して電力変換器６に接続し、電力変換器６は電力変換器４の出力する直流電力を交流電力に変換して出力する。電力変換器４と電力変換器６の間の直流回路には直流電圧検出器７が接続されており、直流電圧検出器７は直流回路の直流電圧を検出する。
電力変換器６は電動機８に接続し、電動機８を駆動する。電力変換器６と電動機８の間には電流検出器９が接続され、電力変換器６と電動機８の間に流れる電流を検出する。電動機８には電動機速度検出器１０が接続されており、電動機８の回転速度を検出する。
電動機８はギア１１を介して車輪１２に接続し、電動機８が車輪１２を駆動することで前進あるいは後進し、車両が加速する。
一方、車両が減速する時は電動機８は車両の持つ運動エネルギーを電気エネルギーに変換する発電機として動作し、電動機８は交流電力を回生して出力する。電力変換器６は電動機８の出力する交流電力を直流電力に変換して出力する。電力消費装置１３は電力変換器４と電力変換器６の間の直流回路に接続し、電力変換器６の出力する直流電力を消費することで、車両は減速することができる。
アクセル開度検出器１４は運転者のアクセル操作に応じたアクセルペダルの開度を検出し、ブレーキ開度検出器１５は運転者のブレーキ操作に応じたブレーキペダルの開度を検出する。
ペダル操作検出器１６はアクセル開度検出器１４の出力するアクセル開度検出値及びブレーキ開度検出器１５の出力するブレーキ開度検出値を入力として、運転者のペダル指令を出力する。
エンジン回転速度指令演算器１７はペダル操作検出器１６の出力するペダル指令を入力として、エンジン１へのエンジン回転速度指令を出力する。エンジン１はエンジン回転速度指令演算器１７の出力するエンジン回転速度指令に従って動作する。
電力指令演算器１８はエンジン速度検出器３の出力するエンジン回転速度検出値及びエンジン回転速度指令演算器１７の出力するエンジン回転速度指令及びペダル操作検出器１６の出力するペダル指令を入力として、電動機８あるいは電力消費装置１３への電力指令を出力する。
制御モード信号出力器１９は運転者の操作に応じて、車両をどの制御モードで動作させるかを指令する制御モード信号を出力する。制御モードは二つあり、第１の制御モードは電力指令演算器１８の出力する電力指令に従って電動機８の出力を制御するモードであり、第２の制御モードは電力指令演算器１８の出力する電力指令に従って電力消費装置１３の消費する電力を制御するモードである。ここで、第２の制御モードは第１の制御モードにおける電力変換器６と電動機８の動作を模擬するように電力消費装置１３の消費する電力を制御するモードである。従って、電力消費装置１３は車両が減速する時に電動機８が回生する電力を消費する機能と、車両が加速する時の電力変換器６と電動機８の動作を模擬するように電力を消費する機能の両方を兼ねる。
切替スイッチ２０は電力指令演算器１８の出力する電力指令及び制御モード信号出力器１９の出力する制御モード信号を入力として、制御モード信号が第１の制御モードの場合は電力指令演算器１８の出力をトルク指令演算器２１の入力とし、制御モード信号が第２の制御モードの場合は電力指令演算器１８の出力を消費電力制御器２２の入力とする。
トルク指令演算器２１は切替スイッチ２０の出力する電力指令及び電動機速度検出器１０の出力する電動機速度検出値を入力として、電力指令をトルク指令に変換して、そのトルク指令を出力する。
トルク制御器２３はトルク指令演算器２１の出力するトルク指令及び電流検出器９の出力する電流検出値及び電動機速度検出器１０の出力する電動機速度検出値及び制御モード信号出力器１９の出力する制御モード信号を入力として、電動機の出力するトルクがトルク指令演算器２１の出力するトルク指令と一致するように、ＰＷＭ制御により電力変換器６へのゲートパルス信号を出力する。ただし、制御モード信号出力器１９の出力する制御モード信号が第２の制御モードの場合は電力変換器６を停止させるためにゲートパルス信号を出力しない。電力変換器６はトルク制御器２３からゲートパルス信号を受け、ＩＧＢＴ等のスイッチング素子が高速にスイッチングを行うことで、高応答なトルク制御を実現する。
消費電力制御器２２は直流電圧検出器７の出力する直流電圧検出値及び電動機速度検出器１０の出力する電動機速度検出値及び切替スイッチ２０の出力する電力指令及び制御モード信号出力器１９の出力する制御モード信号を入力として、制御モード信号が第１の制御モードの場合は電力変換器４と電力変換器６の間の直流回路の直流電圧が規定値を越えないように、ＰＷＭ制御により電力消費装置１３へのゲートパルス信号を出力する。また、制御モード信号が第２の制御モードの場合は電力消費装置１３で消費する電力が切替スイッチ２０の出力する電力指令と一致するように、ＰＷＭ制御により電力消費装置１３へのゲートパルス信号を出力する。電力消費装置１３は消費電力制御器２２からゲートパルス信号を受け、ＩＧＢＴ等のスイッチング素子が高速にスイッチングを行うことで、制御モード信号が第１の制御モードの場合は高応答な直流電圧制御を、制御モード信号が第２の制御モードの場合は高応答な電力制御を実現する。
車両速度推定器２４は電力指令演算器１８の出力する電力指令及び制御モード信号出力器１９の出力する制御モード信号を入力として、制御モード信号が第２の制御モードの場合に動作し、仮想的に車両が第１の制御モードで動作する場合の車両の走行速度を推定して出力する。この時、車両速度推定器２４は想定する車両の重量や路面の傾斜や路面の走行抵抗等のパラメータを用いて推定する。また、制御モード信号が第１の制御モードの場合は、車両速度推定器２４は動作せず零を出力する。
表示器３１は車両速度推定器２４の出力する推定車両走行速度とエンジン速度検出器３の出力するエンジン回転速度検出値を入力として、それらを表示する。
次に、ペダル操作検出器１６の動作について説明する。ペダル操作検出器１６は運転者がアクセル操作をしている場合はアクセル開度検出器１４の出力するアクセル開度検出値をそのまま出力し、運転者がブレーキ操作をしている場合はブレーキ開度検出器１５の出力するブレーキ開度検出値の符号を反転して出力する。例えば、運転者がアクセルペダルを半分踏み込んだ状態にある時はアクセル開度検出器１４はアクセル開度検出値として５０％を出力し、ペダル操作検出器１６はペダル指令として５０％を出力する。また、運転者がブレーキペダルを半分踏み込んだ状態にある時はブレーキ開度検出器１５はブレーキ開度検出値として５０％を出力し、ペダル操作検出器１６はペダル指令として−５０％を出力する。なお、アクセル操作とブレーキ操作が併用されている時はブレーキ操作が優先されてペダル指令が出力される。
次に、エンジン回転速度指令演算器１７の動作について説明する。図２に、ペダル指令とエンジン回転速度指令の関係の一例を示す。エンジン１の燃費向上を目的にペダル操作検出器１６の出力するペダル指令に応じてエンジン回転速度指令演算器１７の出力するエンジン回転速度指令を変化させる。これは、エンジン１は一般的にエンジン回転速度が高いほど出力が大きくなる特性を備えているためである。具体的には、運転者がアクセルペダルを軽く踏んでいるような、ペダル指令が正で小さい値の時はエンジン１は小さい出力を出せば良いのでエンジン回転速度指令を低く設定する。逆に、運転者がアクセルペダルを深く踏んでいるような、ペダル指令が正で大きい値の時はエンジン１は大きい出力を出す必要があるのでエンジン回転速度指令を高く設定する。また、運転者がブレーキペダルを踏んでいるような、ペダル指令が負の時はエンジン１は出力を出す必要がないのでエンジン回転速度指令を低く設定する。
次に、電力指令演算器１８の動作について説明する。図３に電力指令演算器１８の構成を示す。加速時出力指令演算器２５はエンジン速度検出器３の出力するエンジン回転速度検出値及びエンジン回転速度指令演算器１７の出力するエンジン回転速度指令を入力として加速時出力指令を出力する。極性判定器３２はペダル操作検出器１６の出力するペダル指令を入力として、その極性を判定する。切替スイッチ２６は加速時出力指令演算器２５の出力する加速時出力指令及びペダル操作検出器１６の出力するペダル指令及び極性判定器３２の出力する極性判定値を入力として、極性判定器３２の出力する極性判定値が正の時は切替スイッチ２６は加速時出力指令演算器２５の出力する加速時出力指令を電力指令として出力し、極性判定器３２の出力する極性判定値が負または零の時は切替スイッチ２６はペダル指令をそのまま電力指令として出力する。ここで、ペダル操作検出器１６の出力するペダル指令が正の時にそのペダル指令がそのまま電力指令として出力されないのは、エンジン１と電動機８の両方の加速を両立しなければならないためである。詳細については後述する。
次に、加速時出力指令演算器２５の動作について説明する。図４は運転者がアクセルペダルを踏み込んだ時に加速時出力指令演算器２５が出力する加速時出力指令のエンジン回転速度検出値に対する特性を示す。図４に示すように、エンジン出力特性と加速時出力指令に挟まれる領域はエンジン１の出力のうちでエンジン１の加速に使用される出力の領域を、加速時出力指令と横軸に挟まれる領域はエンジン１の出力のうちで電動機８の加速に使用される出力の領域を示す。すなわち、加速時出力指令はエンジン１の出力をどのように配分するかを決定する指令であり、バランスを考慮した配分を行うことが重要である。例えば、加速時出力指令を増加させると、エンジン１の加速に使用される出力が減少するために、エンジン１の回転速度の上昇が遅れる。その結果、電動機８の加速に使用される出力が増加するのも遅れ、車両の加速が遅れる可能性が考えられる。また、逆に加速時出力指令を減少させると、エンジン１の加速に使用される出力が増加するために、エンジン１の回転速度の上昇は早くなる。しかし、加速時出力指令を減少させているために電動機８の加速に使用される出力が減少し、やはり車両の加速が遅れる可能性が考えられる。すなわち、エンジン１と電動機８の両方の加速を両立するように、加速時出力指令を決定することが重要である。そこで、図４に示すように、エンジン回転速度指令に対してエンジン回転速度検出値が小さい領域では、電動機８の加速を妨げない範囲内で加速時出力指令を小さくすることでエンジン１の加速を促進し、エンジン回転速度指令とエンジン回転速度検出値が近い領域では加速時出力指令を大きくすることで電動機８の加速を促進するような特性にしている。このような特性にすることで、エンジン１と電動機８の両方の加速を両立することが可能である。
ここで、図４に示すエンジン出力特性が正確に把握できている場合には、エンジン１と電動機８の両方の加速を両立するために加速時出力指令をどのように設定すれば良いかを計算である程度決定することも可能であるが、実際はエンジン出力特性は不明な点が多いためにそれは困難である。特に、エンジン回転速度が変化することから実際は過渡的なエンジン出力特性を把握する必要があることや、気圧や気温等の外的環境の変化や経年劣化による影響によってエンジン出力特性が変化し得ることを考えると、ますます困難であると考えられている。従って、エンジン１と電動機８の両方の加速を両立するための加速時出力指令を決定するのは難しいといえる。そこで、このような場合、加速時出力指令を決定するためには、実際に車両の走行試験を行って決定する方法と模擬的に車両の走行試験を行って決定する方法がある。以下では、これらの方法についてそれぞれ説明する。
まず、実際に車両の走行試験を行って決定する方法について説明する。この時、制御モード信号出力器１９の出力する制御モード信号は第１の制御モードとする。図５に動作波形例を示す。図５は停止中の車両において運転者が時刻Ｔ１にアクセルペダルを完全に踏み込んだ時の動作を示す。運転者のアクセル操作に従って、エンジン回転速度指令演算器１７の出力するエンジン回転速度指令は上昇し、エンジン１はその指令に従ってだんだん回転速度が上昇し始める。エンジン１の回転速度の上昇に伴って、加速時出力指令演算器２５の出力する加速時出力指令が例えば図４に示すように上昇し、その加速時出力指令は電力指令演算器１８の出力する電力指令として出力される。切替スイッチ２０は制御モード信号出力器１９の出力する制御モード信号が第１の制御モードの場合は電力指令演算器１８の出力する電力指令をトルク指令演算器２１の入力とし、トルク指令演算器２１がその電力指令をトルク指令に変換して出力するそのトルク指令に従って電動機８が制御されるので、電動機８の出力は電力指令演算器１８の出力する電力指令に従うことになる。その結果、電動機８の回転速度が上昇し、車両走行速度も上昇する。
一方、消費電力制御器２２は制御モード信号出力器１９の出力する制御モード信号が第１の制御モードの場合は電力変換器４と電力変換器６の間の直流回路の直流電圧が規定値を越えないように制御するが、アクセル操作を行っている時は電動機８は回生動作を行わないので直流電圧が規定値を超えるほど高くなることもなく、特に動作しない。また、車両速度推定器２４も制御モード信号出力器１９の出力する制御モード信号が第１の制御のモードの場合は動作しない。従って、電力消費装置１３で消費する電力は零であり、車両速度推定器２４の出力する推定車両走行速度も零である。
以上のような動作により、図５に示すような動作波形が得られる。この時、エンジン回転速度が所定の回転速度ＮＥまで上昇するのに掛かる時間ＴＥ及び車両走行速度が所定の走行速度Ｖまで上昇するのに掛かる時間ＴＶがいずれも所定の範囲内に収まるように図４に示す加速時出力指令を調整する。このようにすることで、エンジン１及び電動機８の両方の加速を両立することができる。ただし、この方法では実際に車両を走行させて加速時出力指令を調整することになるので、走行するためのテストコースが必要であり、更に実際に車両を走行させるには手間が掛かることから試験期間も長くなる。
そこで、模擬的に車両の走行試験を行って決定する方法について説明する。この時、制御モード信号出力器１９の出力する制御モード信号は第２の制御モードとする。図６に動作波形例を示す。図６は停止中の車両において運転者が時刻Ｔ１にアクセルペダルを完全に踏み込んだ時の動作を示す。運転者のアクセル操作に従って、エンジン回転速度指令演算器１７の出力するエンジン回転速度指令は上昇し、エンジン１はその指令に従ってだんだん回転速度が上昇し始める。エンジン１の回転速度の上昇に伴って、加速時出力指令演算器２５の出力する加速時出力指令が例えば図４に示すように上昇し、その加速時出力指令は電力指令演算器１８の出力する電力指令として出力される。切替スイッチ２０は制御モード信号出力器１９の出力する制御モード信号が第２の制御モードの場合は電力指令演算器１８の出力する電力指令を消費電力制御器２２の入力とするので、電力消費装置１３で消費される電力は電力指令演算器１８の出力する電力指令に従うことになる。また、車両速度推定器２４は制御モード信号出力器１９の出力する制御モード信号が第２の制御モードの場合は電力指令演算器１８の出力する電力指令を用いて、車両が第１の制御モードで動作する場合の車両の走行速度を推定して出力する。
一方、トルク制御器２３は制御モード信号出力器１９の出力する制御モード信号が第２の制御モードの場合は電力変換器６を停止させるためにゲートパルス信号を出力しない。その結果、電動機８は停止したままであり、車両走行速度も零のままとなる。
以上のような動作により、図６に示すような動作波形が得られる。この時、エンジン回転速度が所定の回転速度ＮＥまで上昇するのに掛かる時間ＴＥ及び推定車両走行速度が所定の走行速度Ｖまで上昇するのに掛かる時間ＴＶがいずれも所定の範囲内に収まるように図４に示す加速時出力指令を調整する。このようにすることで、実際に車両を走行させることなく車両を走行させた時におけるエンジン１及び電動機８の両方の加速を両立することができる。この方法は車両を走行させずに加速時出力指令を調整することになるので、走行するためのテストコースが必要なく、更に実際に車両を走行させる手間が掛からないことから試験期間を短くし、かつ、コストを削減することができる。
以上のように、本実施例によれば試験用設備を必要とせず、更に車両を走行させることなく走行性能の測定及び調整が行えるので、コスト低減及び試験期間の短縮化が可能であり、試験の高効率化が図れる。また、試験用設備が必要ないため、頻繁に調整が可能であり、常に最適な動作を行えるように調整することが可能である。
図７に本発明に掛かる第２の実施例の全体構成を示す。図１と異なるのは、電力指令自動調整器２７及び切替スイッチ２８を備えており、更に電力指令演算器２９の入力に電力指令自動調整器２７の出力を追加している点である。詳細は後述するが、これらの変更により図４に示す加速時出力指令を自動的に調整することが可能となる。
電力指令自動調整器２７はエンジン速度検出器３の出力するエンジン回転速度検出値及び車両速度推定器２４の出力する推定車両走行速度を入力として、ペダル操作検出器１６の代わりにペダル指令を切替スイッチ２８へ出力する。また、更に電力指令調整指令を電力指令演算器２９へ出力する。
切替スイッチ２８はペダル操作検出器１６の出力するペダル指令及び電力指令自動調整器２７の出力するペダル指令及び制御モード信号出力器１９の出力する制御モード信号を入力として、制御モード信号が第１の制御モードの場合はペダル操作検出器１６の出力するペダル指令を切替スイッチ２８の出力とし、制御モード信号が第２の制御モードの場合は電力指令自動調整器２７の出力するペダル指令を切替スイッチ２８の出力とする。
電力指令演算器２９はエンジン速度検出器３の出力するエンジン回転速度検出値及びエンジン回転速度指令演算器１７の出力するエンジン回転速度指令及び切替スイッチ２８の出力するペダル指令及び電力指令自動調整器２７の出力する電力指令調整指令を入力として、電動機８あるいは電力消費装置１３への電力指令を出力する。
図８に電力指令演算器２９の構成を示す。特に言及しない限りは図３に示した電力指令演算器１８の構成と同様であり、主に異なるのは電力指令自動調整器２７の出力する電力指令調整指令が加速時出力指令演算器３０の入力となる構成になっている。
次に、第２の実施例の動作について説明する。この時、制御モード信号出力器１９の出力する制御モード信号は第２の制御モードとする。図９に動作波形例を示す。図９は停止中の車両において電力指令自動調整器２７が時刻Ｔ１にペダル指令を出力した時の動作を示す。電力指令自動調整器２７がペダル指令を出力すると、そのペダル指令に従ってエンジン回転速度指令演算器１７の出力するエンジン回転速度指令は上昇し、エンジン１はその指令に従ってだんだん回転速度が上昇し始める。エンジン１の回転速度の上昇に伴って、加速時出力指令演算器３０の出力する加速時出力指令が例えば図４に示すように上昇し、その加速時出力指令は電力指令演算器２９の出力する電力指令として出力される。切替スイッチ２０は制御モード信号出力器１９の出力する制御モード信号が第２の制御モードの場合は電力指令演算器２９の出力する電力指令を消費電力制御器２２の入力とするので、電力消費装置１３で消費される電力は電力指令演算器２９の出力する電力指令に従うことになる。また、車両速度推定器２４は制御モード信号出力器１９の出力する制御モード信号が第２の制御モードの場合は電力指令演算器２９の出力する電力指令を用いて、車両が第１の制御モードで動作する場合の車両の走行速度を推定して出力する。
一方、トルク制御器２３は制御モード信号出力器１９の出力する制御モード信号が第２の制御モードの場合は電力変換器６を停止させるためにゲートパルス信号を出力しない。その結果、電動機８は停止したままであり、車両走行速度も零のままとなる。
次に電力指令自動調整器２７はエンジン１の回転速度が十分に上昇した後で、時刻Ｔ２において出力するペダル指令を零とする。そのペダル指令に従ってエンジン回転速度指令演算器１７の出力するエンジン回転速度指令は低下し、エンジン１はその指令に従ってだんだん回転速度が低下し始める。また、この時、電力指令演算器２９の出力する電力指令は零となる。従って、電力消費装置１３で消費される電力は電力指令演算器２９の出力する電力指令に従って零となる。また、この時、車両速度推定器２４の出力する推定車両走行速度をリセットして零とする。そして、エンジン回転速度がエンジン回転速度指令に従って下がりきるまで、その状態を保持する。
次に電力指令自動調整器２７は時刻Ｔ１から時刻Ｔ２においてエンジン速度検出器３の出力するエンジン回転速度検出値が所定の回転速度ＮＥまで上昇するのに掛かった時間ＴＥ１及び車両速度推定器２４の出力する推定車両走行速度が所定の走行速度Ｖまで上昇するのに掛かった時間ＴＶ１を評価し、それらの時間がいずれも所定の範囲内に収まっているかを判定する。もし、それらの時間のいずれかが所定の範囲内に収まっていない場合には、電力指令自動調整器２７は図４に示す加速時出力指令を調整する。すなわち、電力指令自動調整器２７が出力する電力指令調整指令に従って、図８に示す加速時出力指令演算器３０の出力する加速時出力指令の特性が変化する。例えば、仮にエンジン回転速度の上昇が遅い場合には図４に示すエンジンの加速に使用される出力の領域が増加するように加速時出力指令を小さくし、逆に推定車両走行速度の上昇が遅い場合には図４に示す電動機の加速に使用される出力の領域が大きくなるように加速時出力指令を大きくする。そして、再び電力指令自動調整器２７は時刻Ｔ３にペダル指令を出力し、時刻Ｔ４において出力するペダル指令を零とする。この時、電力指令自動調整器２７は時刻Ｔ３から時刻Ｔ４においてエンジン速度検出器３の出力するエンジン回転速度検出値が所定の回転速度ＮＥまで上昇するのに掛かった時間ＴＥ２及び車両速度推定器２４の出力する推定車両走行速度が所定の走行速度Ｖまで上昇するのに掛かった時間ＴＶ２を評価し、それらの時間がいずれも所定の範囲内に収まっているかを再び判定する。
以上のように、エンジン速度検出器３の出力するエンジン回転速度検出値が所定の回転速度まで上昇するのに掛かる時間及び車両速度推定器２４の出力する推定車両走行速度が所定の走行速度まで上昇するのに掛かる時間のいずれもが所定の範囲内に収まるまで、電力指令自動調整器２７は図４に示す加速時出力指令の特性を変化させる。その結果、エンジン１及び電動機８の両方の加速を両立することができる加速時出力指令を自動的に求めることが可能となり、更に調整に要する手間が減るため試験期間を短くし、及び試験コストを削減することができる。
本発明は電動機で駆動する車両である電気駆動車両全般に適用することが可能である。
本発明を適用した電気駆動車両の第１の実施例を示す図。 本発明を適用した電気駆動車両のペダル指令とエンジン回転速度指令の関係を示す図。 本発明を適用した電気駆動車両の第１の実施例における電力指令演算器の構成を示す図。 本発明を適用した電気駆動車両のエンジン回転速度検出値と加速時出力指令の関係を示す図。 本発明を適用した電気駆動車両の第１の実施例における第１の制御モードにおける動作を示す図。 本発明を適用した電気駆動車両の第１の実施例における第２の制御モードにおける動作を示す図。 本発明を適用した電気駆動車両の第２の実施例を示す図。 本発明を適用した電気駆動車両の第２の実施例における電力指令演算器の構成を示す図。 本発明を適用した電気駆動車両の第２の実施例における第２の制御モードにおける動作を示す図。
符号の説明
１ エンジン
２ 発電機
３ エンジン速度検出器
４，６ 電力変換器
５ 直流コンデンサ
７ 直流電圧検出器
８ 電動機
９ 電流検出器
１０ 電動機速度検出器
１１ ギア
１２ 車輪
１３ 電力消費装置
１４ アクセル開度検出器
１５ ブレーキ開度検出器
１６ ペダル操作検出器
１７ エンジン回転速度指令演算器
１８，２９ 電力指令演算器
１９ 制御モード信号出力器
２０，２６，２８ 切替スイッチ
２１ トルク指令演算器
２２ 消費電力制御器
２３ トルク制御器
２４ 車両速度推定器
２５，３０ 加速時出力指令演算器
２７ 電力指令自動調整器
３１ 表示器
３２ 極性判定器

Claims (2)

  1. エンジンに接続された発電機と、
    前記発電機に接続されて前記発電機の出力する交流電力を直流電力に変換する第１の変換器と、
    前記第１の変換器に接続され前記直流電力を交流電力に変換する第２の変換器と、
    前記第２の変換器に接続された電動機と、
    前記電動機に駆動される車輪を備えた電気駆動車両において、
    前記第１の変換器と前記第２の変換器の間の直流回路に接続されて前記直流電力を消費する電力消費装置と、
    アクセルペダルの開度及びブレーキペダルの開度から決定されるペダル指令、前記ペダル指令に基づいて決定されるエンジン回転速度指令及び前記エンジンの回転速度であるエンジン回転速度検出値とに基づいて、前記電動機あるいは前記電力消費装置への電力指令を出力する電力指令演算器と、
    前記電気駆動車両の走行速度を推定する車両速度推定器と、
    前記電力指令演算器の出力する前記電力指令に従って前記電動機の出力を制御する第１の制御モードと、
    前記電力指令に従って前記電力消費装置の消費する電力を制御する第２の制御モードと、を備え、
    前記車両速度推定器は、前記第２の制御モードで動作している時に、前記電力指令を用いて、前記第１の制御モードで動作する場合の前記電気駆動車両の走行速度を推定することを特徴とする電気駆動車両。
  2. 請求項１に記載の電気駆動車両において、
    前記電力指令演算器は、前記第２のモードで動作している時に、前記エンジンの回転速度が所定の回転速度まで上昇するのに掛かる時間及び前記車両速度推定器の推定する走行速度が所定の走行速度まで上昇するのに掛かる時間に基づいて前記電力指令を調整することを特徴とする電気駆動車両。
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