JP5066027B2 - 電動車両制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、電動車両の電源をハイブリッド化して電動車両を制御する電動車両制御装置に関する。

従来、発電機、走行用のモータ、二次電池およびキャパシタを備え、キャパシタと二次電池に蓄積された電力を交互にモータに供給することができるハイブリッド車両の蓄電装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この蓄電装置によれば、蓄積できるエネルギー密度が大きい二次電池と短時間で大きいエネルギーを出力できるキャパシタの両方の特性を生かすことができるとともに、低い保持電圧によりキャパシタの寿命を延ばすことができる。
特開２００５−１６０１５４号公報

ところで、近年、二次電池に分類されつつもキャパシタ並みの短時間で大きなエネルギーを充放電できる急速充電が可能な二次電池、例えば、リチウムイオン電池の原理を用いたＳＣｉＢ（Super Charge ion Battery、登録商標）が開発されている。この二次電池は、キャパシタに比べてエネルギー密度が大きく、また、キャパシタのように保持電圧が低いほど寿命が伸びるというものではない。そこで、この急速充電が可能な二次電池を利用して電動車両を制御する技術の開発が望まれている。

本発明の課題は、急速充電が可能な二次電池を用いて電動車両を制御する電動車両制御装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、第１の発明は、高エネルギーを蓄積する二次電池から成る高エネルギー蓄電手段と、急速充電が可能な二次電池から成る高入出力蓄電手段と、高入出力蓄電手段の充放電を制御する充放電器と、高入出力蓄電手段のエネルギーレベルを検知するエネルギーレベル検知部と、高エネルギー蓄電手段または高入出力蓄電手段からのエネルギーを交流電力に変換して電動車両を駆動するモータに供給するとともに、該モータからの回生電力を充放電器に送るインバータと、モータが回生運転しているかどうかを検知する運転検知部と、運転検知部によって回生運転していることが検知された場合に、高入出力蓄電手段を充電させ、運転検知部によって回生運転していることが検知されず、かつ、エネルギーレベル検知部によって検知されたエネルギーレベルが所定の放電レベル以上である場合は、高入出力蓄電手段を放電させるように充放電器を制御するメイン制御部と、運転検知部によってモータが回生運転していることが検知された場合に回生電流値を検知する回生電流検知部とを備え、メイン制御部は、運転検知部によって回生運転していることが検知され、かつ、回生電流検知部で検知された回生電流値が、高エネルギー蓄電手段の充電許容電流値以下であれば該高エネルギー蓄電手段を充電させ、高エネルギー蓄電手段の充電許容電流値より大きければ高入出力蓄電手段に充電させるように制御することを特徴とする。

また、第２の発明は、高エネルギーを蓄積する二次電池から成る高エネルギー蓄電手段と、急速充電が可能な二次電池から成る高入出力蓄電手段と、高入出力蓄電手段に蓄積されているエネルギーで高エネルギー蓄電手段を充電させる充電器と、高入出力蓄電手段のエネルギーレベルを検知するエネルギーレベル検知部と、高エネルギー蓄電手段または高入出力蓄電手段からのエネルギーを交流電力に変換して電動車両を駆動するモータに供給するとともに、該モータからの回生電力を高入出力蓄電手段および充電器に送るインバータと、モータが回生運転しているかどうかを検知する運転検知部と、運転検知部によって回生運転していることが検知された場合に、高入出力蓄電手段を充電させ、運転検知部によって回生運転していることが検知されず、かつ、エネルギーレベル検知部によって検知されたエネルギーレベルが所定の放電レベル以上であることが検知された場合は、高入出力蓄電手段に蓄積されているエネルギーで高エネルギー蓄電手段を充電するように充電器を制御するメイン制御部と、運転検知部によってモータが回生運転していることが検知された場合に回生電流値を検知する回生電流検知部とを備え、メイン制御部は、運転検知部によって回生運転していることが検知され、かつ、回生電流検知部で検知された回生電流値が、高エネルギー蓄電手段の充電許容電流値以下であれば該高エネルギー蓄電手段を充電させ、高エネルギー蓄電手段の充電許容電流値より大きければ高入出力蓄電手段に充電させるように制御することを特徴とする。

また、第３の発明は、第１の発明において、運転検知部は、さらに、モータが力行運転をしているかどうかを検知し、メイン制御部は、運転検知部によって回生運転していることが検知された場合に、高入出力蓄電手段を充電させ、運転検知部によって回生運転していることが検知されず、かつ、運転検知部によって力行運転をしていることが検知され、かつ、エネルギーレベル検知部によって検知されたエネルギーレベルが所定の放電レベル以上であることが検知された場合は、高入出力蓄電手段を放電させるように充放電器を制御することを特徴とする。

また、第４の発明は、第１〜第３のいずれか１つの発明において、電動車両の走行速度を検出する車速センサを備え、メイン制御部は、車速センサから送られてくる電動車両の走行速度に応じて放電レベルを決定することを特徴とする。

また、第５の発明は、第１〜第３のいずれか１つの発明において、電動車両の積荷の重量を検出する重量センサを備え、メイン制御部は、重量センサから送られてくる電動車両の積荷の重量に応じて放電レベルを決定することを特徴とする。

また、第６の発明は、第１〜第３のいずれか１つの発明において、積荷の運搬計画を記憶するメモリを備え、メイン制御部は、メモリに記憶されている積荷の運搬計画に応じて放電レベルを決定することを特徴とする。

また、第７の発明は、第１〜第６のいずれか１つの発明において、高エネルギー蓄電手段を外部電源から充電する外部電源充電器を備え、メイン制御部は、高入出力蓄電手段が所定の放電レベルになるまで該高入出力蓄電手段から高エネルギー蓄電手段へ放電した後に、外部電源充電器を制御して外部電源から高エネルギー蓄電手段へ充電させることを特徴とする。

本発明によれば、従来は高エネルギー蓄電手段では十分に回収できなかった電動車両の回生エネルギーを、急速充電が可能な二次電池である高入出力蓄電手段に蓄積して、そのエネルギーを再利用することができるので、急速充電が可能な二次電池を用いて電動車両を制御することができ、さらに、省エネルギーに貢献できる。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明の実施例１に係る電動車両制御装置の構成を示すブロック図である。この電動車両制御装置は、高エネルギー蓄電手段１、外部電源充電器２、インバータ３、モータ４、高入出力蓄電手段５、充放電器６およびメイン制御部１０を備えている。

高エネルギー蓄電手段１は、鉛蓄電池、ニッケル水素電池またはリチウムイオン電池のような、従来から電動車両の電源として使用されているエネルギーの蓄積を目的とした二次電池から構成されている。この高エネルギー蓄電手段１は、外部電源充電器２からの電力によって充電されるとともに、充電によって蓄積されたエネルギーは、直流電力としてインバータ３に送られる。

外部電源充電器２は、図示しない外部の商用電源（外部電源）からの電力によって高エネルギー蓄電手段１を充電する。この外部電源充電器２は、高エネルギー蓄電手段１の充電動作時は外部の商用電源に接続されて高エネルギー蓄電手段１を充電し、充電動作が完了すると商用電源から切り離される。

インバータ３は、高エネルギー蓄電手段１から供給される直流電力を交流電力に変換し、モータ４に供給するとともに、モータ４からの回生電力を充放電器６に送る。このインバータ３は、運転検知部３ａを備えている。運転検知部３ａは、モータ４が回生運転しているかどうかを検知し、回生運転していることを検知した場合は、その旨を表す信号をメイン制御部１０に送る。

モータ４は、電動車両の駆動源であり、インバータ３から送られてくる交流電力により駆動される。このモータ４は、減速時や積荷を降ろす時（フォークリフトの場合）に回生運転になり、回生電力を発生する。このモータ４で発生された回生電力は、インバータ３に供給される。

高入出力蓄電手段５は、二次電池に分類されつつもキャパシタ並みの短時間で大きなエネルギーを充放電できる急速充電が可能な二次電池、例えばＳＣｉＢから構成されている。この高入出力蓄電手段５の充放電は、充放電器６の制御によって行われる。この高入出力蓄電手段５は、エネルギーレベル検知部５ａを備えている。エネルギーレベル検知部５ａは、高入出力蓄電手段５のエネルギーレベルを検知し、メイン制御部１０に送る。

充放電器６は、メイン制御部１０からの指示に応じて、高入出力蓄電手段５の充放電を制御する。ここで、高エネルギー蓄電手段１を大電流によって急速充電すると、過度の温度上昇や電圧上昇を引き起こすため、高エネルギー蓄電手段１をモータ４からインバータ３を介して送られてくる回生電力で充電することが難しい。そこで、充放電器６は、メイン制御部１０からの指示に応じて、モータ４からインバータ３を介して送られてくる回生電力で高入出力蓄電手段５を充電する。

メイン制御部１０は、インバータ３の運転検知部３ａから送られてくる信号に基づきモータ４が回生運転していることを判断した場合は、充放電器６を制御して、インバータ３からの回生電力で高入出力蓄電手段５を充電させる。また、メイン制御部１０は、高入出力蓄電手段５に備えられているエネルギーレベル検知部５ａから送られてくるエネルギーレベルが、あらかじめ設定された放電レベル（放電を開始すべきエネルギーレベル）以上である場合は、充放電器６を制御して、高入出力蓄電手段５を放電させる。

ここで、高入出力蓄電手段５の放電レベルは、出力端子電圧や充放電電流の積算などに基づいて選定することができる。なお、放電レベルの選定は、高入出力蓄電手段５の充放電特性や自己放電特性を考慮して、高入出力蓄電手段５に温度上昇などの負担がかからず最も効率よく充電できるポイントを選定するのが好ましい。

次に、上記のように構成される本発明の実施例１に係る電動車両制御装置の動作を、図２に示すフローチャートを参照しながら説明する。

まず、モータ４は回生運転しているかどうかが調べられる（ステップＳ１１）。すなわち、メイン制御部１０は、インバータ３の運転検知部３ａから送られてくる信号を参照し、モータ４が回生運転しているかどうかを調べる。

ステップＳ１１において、モータ４が回生運転していることが判断されると、高入出力蓄電手段５が充電される（ステップＳ１２）。すなわち、メイン制御部１０は、充放電器６に対し充電を指示する。これにより、充放電器６は、インバータ３からの回生電力で高入出力蓄電手段５を充電させる。

一方、ステップＳ１１において、モータ４が回生運転していないことが判断されると、次いで、高入出力蓄電手段５のエネルギーレベルが放電レベル以上であるかどうかが調べられる（ステップＳ１３）。すなわち、メイン制御部１０は、高入出力蓄電手段５に備えられたエネルギーレベル検知部５ａから送られてくるエネルギーレベルを参照し、高入出力蓄電手段５に蓄えられているエネルギーレベルが放電レベル以上であるかどうかを調べる。ステップＳ１３において、高入出力蓄電手段５のエネルギーレベルが放電レベル以上でないことが判断されると、処理は終了する。

一方、ステップＳ１３において、高入出力蓄電手段５のエネルギーレベルが放電レベル以上であることが判断されると、高入出力蓄電手段５が放電される（ステップＳ１４）。すなわち、メイン制御部１０は、充放電器６に放電を指示することにより高入出力蓄電手段５を放電させ、以降の回生電力の吸収に備える。

以上説明したように、本発明の実施例１に係る電動車両制御装置によれば、従来は高エネルギー蓄電手段１では十分に回収できなかった電動車両の回生エネルギーを高入出力蓄電手段５に蓄積することができるので、そのエネルギーを再利用することができ、省エネルギーに貢献できる。

図３は、本発明の実施例２に係る電動車両制御装置の構成を示すブロック図である。この電動車両制御装置は、高エネルギー蓄電手段１、外部電源充電器２、インバータ３、モータ４、高入出力蓄電手段５、充電器７、ダイオード８およびメイン制御部１０を備えている。なお、以下では、実施例１に係る電動車両制御装置の構成要素と同じ部分には実施例１で使用した符号と同じ符号を付して説明を簡略化する。

高エネルギー蓄電手段１は、実施例１に係る電動車両制御装置のそれと同じである。この高エネルギー蓄電手段１は、外部電源充電器２からの電力および充電器７からの電力によって充電されるとともに、充電によって蓄積されたエネルギーは、直流電力としてダイオード８を介してインバータ３に送られる。外部電源充電器２は、実施例１に係る電動車両制御装置のそれと同じである。

インバータ３は、高エネルギー蓄電手段１からダイオード８を介して供給される直流電力を交流電力に変換し、モータ４に供給するとともに、モータ４からの回生電力を高入出力蓄電手段５および充電器７に送る。ダイオード８は、インバータ３からの回生電力が高エネルギー蓄電手段１に送られるのを阻止する機能を有する。インバータ３に備えられている運転検知部３ａは、実施例１に係る電動車両制御装置のそれと同じである。また、モータ４も、実施例１に係る電動車両制御装置のそれと同じである。

高入出力蓄電手段５は、実施例１に係る電動車両制御装置のそれと同じである。高入出力蓄電手段５は、インバータ３からの回生電力によって充電されるとともに、充電によって蓄積されたエネルギーは、充電器７およびインバータ３に送られる。高入出力蓄電手段５に備えられているエネルギーレベル検知部５ａは、実施例１に係る電動車両制御装置のそれと同じである。

充電器７は、メイン制御部１０からの指示に応じて、高入出力蓄電手段５からの電力およびインバータ３からの回生電力で高エネルギー蓄電手段１を充電する。

次に、上記のように構成される本発明の実施例２に係る電動車両制御装置の動作を、図４に示すフローチャートを参照しながら説明する。

まず、モータ４は回生運転しているかどうかが調べられる（ステップＳ２１）。ステップＳ２１の処理は、図２に示したフローチャートのステップＳ１１の処理と同じである。ステップＳ２１において、モータ４が回生運転していることが判断されると、次いで、高入出力蓄電手段５が充電される（ステップＳ２２）。すなわち、メイン制御部１０は、充電器７に充電停止を指示する。これにより、充電器７は、高エネルギー蓄電手段１への充電を停止する。その結果、高入出力蓄電手段５は、インバータ３からの回生電力によって充電される。

一方、ステップＳ２１において、モータ４が回生運転していないことが判断されると、次いで、高入出力蓄電手段５のエネルギーレベルが放電レベル以上であるかどうかが調べられる（ステップＳ２３）。ステップＳ２３の処理は、図２に示したフローチャートのステップＳ１３の処理と同じである。ステップＳ２３において、高入出力蓄電手段５のエネルギーレベルが放電レベル以上でないことが判断されると、処理は終了する。

一方、ステップＳ２３において、高入出力蓄電手段５のエネルギーレベルが放電レベル以上であることが判断されると、高入出力蓄電手段５から高エネルギー蓄電手段へ放電される（ステップＳ１４）。すなわち、メイン制御部１０は、充電器７に放電を指示する。これにより、充電器７は、高入出力蓄電手段５からの電力で高エネルギー蓄電手段１を充電する。これにより、高入出力蓄電手段５が放電され、以降の回生電力の吸収に備えられる。

以上説明したように、本発明の実施例２に係る電動車両制御装置によれば、従来は高エネルギー蓄電手段１では十分に回収できなかった電動車両の回生エネルギーを高入出力蓄電手段５に蓄積することができる。

また、放電レベルを超えた高入出力蓄電手段５のエネルギーを高エネルギー蓄電手段１に放電して、再び高入出力蓄電手段５のエネルギーレベルを放電レベルに戻すことができるので、次の回生エネルギーの吸収に備えることができる。その結果、蓄積した回生エネルギーを再利用することができ、省エネルギーに貢献できる。

本発明の実施例３に係る電動車両制御装置の構成は、インバータ３に含まれる運転検知部３ａの機能を除き、図１に示した実施例１に係る電動車両制御装置の構成と同じである。

運転検知部３ａは、モータ４が回生運転しているかどうかを検知し、回生運転していることを検知した場合は、その旨を表す信号をメイン制御部１０に送ることに加え、モータ４が力行運転をしているかどうかを検知し、力行運転をしていることを検知した場合は、その旨を表す信号をメイン制御部１０に送る。

次に、上記のように構成される本発明の実施例３に係る電動車両制御装置の動作を、図５に示すフローチャートを参照しながら説明する。

まず、モータ４は回生運転しているかどうかが調べられる（ステップＳ３１）。ステップＳ３１の処理は、図２のフローチャートに示したステップＳ１１の処理と同じである。ステップＳ３１において、モータ４が回生運転していることが判断されると、次いで、高入出力蓄電手段５が充電される（ステップＳ３２）。ステップＳ３２の処理は、図２のフローチャートに示したステップＳ１２の処理と同じである。

一方、ステップＳ３１において、モータ４が回生運転していないことが判断されると、次いで、モータ４は力行運転しているかどうかが調べられる（ステップＳ３３）。すなわち、メイン制御部１０は、インバータ３の運転検知部３ａから送られてくる信号を参照し、モータ４が力行運転しているかどうかを調べる。ステップＳ３３において、モータ４は力行運転していないことが判断されると、処理は終了する。

一方、ステップＳ３３において、モータ４は力行運転していることが判断されると、次いで、高入出力蓄電手段５のエネルギーレベルが放電レベル以上であるかどうかが調べられる（ステップＳ３４）。ステップＳ３４の処理は、図２のフローチャートに示したステップＳ３３の処理と同じである。ステップＳ３４において、高入出力蓄電手段５のエネルギーレベルが放電レベル以上でないことが判断されると、処理は終了する。

一方、ステップＳ３４において、高入出力蓄電手段５のエネルギーレベルが放電レベル以上であることが判断されると、高入出力蓄電手段５が優先的に放電される（ステップＳ３５）。すなわち、メイン制御部１０は、充放電器６に放電を指示することにより高入出力蓄電手段５を放電させ、以降の回生電力の吸収に備える。この場合、モータ４が力行運転しているときのみ、つまり、電動車両の走行時や荷揚げの時にのみ、そのための消費電力として高入出力蓄電手段５が積極的に放電することになる。

以上説明したように、本発明の実施例３に係る電動車両制御装置によれば、従来は高エネルギー蓄電手段１では十分に回収できなかった電動車両の回生エネルギーを高入出力蓄電手段５に蓄積することができ、また、放電レベルを超えた高入出力蓄電手段５のエネルギーを積極的に負荷で消費して回生エネルギーの吸収に備えることができる。その結果、蓄積した回生エネルギーを再利用することができ、省エネルギーに貢献できる。

本発明の実施例４に係る電動車両制御装置は、図６に示すように、実施例１〜実施例３に係る電動車両制御装置に車速センサ２０が追加されて構成されている。車速センサ２０は、電動車両の走行速度を検出するものであり、例えばモータ４に取り付けられてモータ４の回転数を検出するタコジェネレータによって構成することができる。この車速センサ２０によって検出された電動車両の走行速度は、速度信号としてメイン制御部１０に送られる。

メイン制御部１０は、車速センサ２０から送られてくる速度信号に応じて、高入出力蓄電手段５の放電レベルを決定し、あらかじめ設定されている放電レベルと置き換える。電動車両の走行時は、電動車両が運動エネルギーを持っているため、次に生じると考えられるブレーキ動作で回生電力が発生することを予測できる。

そこで、メイン制御部１０は、車速センサ２０から送られてくる速度信号によって示される電動車両の走行速度が大きくなった場合に、高入出力蓄電手段５の放電レベルを下げることにより、高入出力蓄電手段５のエネルギーを放出して、少しでも多くの回生電力を吸収すべく準備する。

以上説明したように、本発明の実施例４に係る電動車両制御装置によれば、電動車両の走行時のブレーキ動作によって発生する回生電力を多く吸収することができる。その結果、蓄積した回生エネルギーを再利用することができ、省エネルギーに貢献できる。

本発明の実施例５に係る電動車両制御装置は、図７に示すように、実施例１〜実施例３に係る電動車両制御装置に重量センサ２１が追加されて構成されている。重量センサ２１は、電動車両の積荷の重量を検出するものであり、例えば車体の所定部位に設置される。この重量センサ２１によって検出された積荷の重量は、重量信号としてメイン制御部１０に送られる。

メイン制御部１０は、重量センサ２１から送られてくる重量信号に応じて、高入出力蓄電手段５の放電レベルを決定し、あらかじめ設定されている放電レベルと置き換える。積荷の重量が大きいときには、ブレーキ動作で大きな回生電力が発生し、また、荷降ろし時も位置エネルギーが回生電力として発生することを予測できる。

そこで、メイン制御部１０は、重量センサ２１から送られてくる重量信号によって示される積荷の重量が大きいときは、高入出力蓄電手段５の放電レベルを下げることにより、高入出力蓄電手段５のエネルギーを放出して、少しでも多くの回生電力を吸収すべく準備する。

以上説明したように、本発明の実施例５に係る電動車両制御装置によれば、積荷の重量増加に伴って発生する回生電力を多く吸収することができる。その結果、蓄積した回生エネルギーを再利用することができ、省エネルギーに貢献できる。

本発明の実施例６に係る電動車両制御装置は、図８に示すように、実施例１〜実施例３に係る電動車両制御装置のメイン制御部１０に、メモリ２２が追加されて構成されている。メモリ２２は、積荷の運搬計画が記憶される。

メイン制御部１０は、メモリ２２に記憶されている積荷の運搬計画に応じて、高入出力蓄電手段５の放電レベルを決定し、あらかじめ設定されている放電レベルと置き換える。事前に積荷の運搬計画がわかっていれば、積荷の重量や車両速度、車両の高度条件などにより、高入出力蓄電手段５の放電レベルを最適な効率になるように決定することができる。

以上説明したように、本発明の実施例６に係る電動車両制御装置によれば、電動車両の走行に伴う回生電力を多く吸収することができ、かつ高入出力蓄電手段５の効率が最適となる放電レベルを設定することができる。その結果、蓄積した回生エネルギーを再利用することができ、省エネルギーに貢献できる。

図９は、本発明の実施例７に係る電動車両制御装置の構成を示すブロック図である。この電動車両制御装置は、インバータ３の内部にさらに回生電流検知部３ｂが追加されて構成されている。回生電流検知部３ｂは、運転検知部３ａにおいて、モータ４が回生運転していることが検知された場合に回生電流値を検出し、メイン制御部１０に送る。

メイン制御部１０は、インバータ３の運転検知部３ａから、モータ４が回生運転している旨の信号を受け取った場合に、回生電流検知部３ｂから受け取った回生電流値に応じて高エネルギー蓄電手段１を充電するか高入出力蓄電手段５を充電するかを制御する。

次に、上記のように構成される本発明の実施例７に係る電動車両制御装置の動作を、図１０に示すフローチャートを参照しながら説明する。

まず、モータ４は回生運転しているかどうかが調べられる（ステップＳ４１）。ステップＳ４１の処理は、図２のフローチャートに示したステップＳ１１の処理と同じである。ステップＳ４１において、モータ４が回生運転していることが判断されると、次いで、回生電流が高エネルギー蓄電手段の許容電流値以下であるかどうかが調べられる（ステップＳ４２）。すなわち、メイン制御部１０は、回生電流検知部３ｂから送られてくる回生電流値が、高エネルギー蓄電手段１の許容電流値以下であるかどうかを調べる。

ステップＳ４２において、回生電流が高エネルギー蓄電手段の許容電流値以下であることが判断されると、高エネルギー蓄電手段が充電される（ステップＳ４３）。高エネルギー蓄電手段１は大電力を充電することはできないが、外部電源充電器２が充電する程度の小さな電流であればエネルギーを充電することが可能である。

そこで、メイン制御部１０は、回生電流が高エネルギー蓄電手段１の許容電流値以下である場合は、充放電器６に高入出力蓄電手段５への充電の停止を指示し、インバータ３からの回生電流で、高エネルギー蓄電手段１を充電させる。

一方、ステップＳ４２において、回生電流が高エネルギー蓄電手段の許容電流値以下でない、つまり許容電流値より大きいことが判断されると、高入出力蓄電手段５が充電される（ステップＳ４４）。ステップＳ４４の処理は、図２のフローチャートに示したステップＳ１２の処理と同じである。

ステップＳ４１において、モータ４が回生運転していないことが判断されると、次いで、高入出力蓄電手段５のエネルギーレベルが放電レベル以上であるかどうかが調べられる（ステップＳ４５）。ステップＳ４５の処理は、図２のフローチャートに示したステップＳ１３の処理と同じである。ステップＳ４５において、高入出力蓄電手段５のエネルギーレベルが放電レベル以上でないことが判断されると、処理は終了する。

一方、ステップＳ４５において、高入出力蓄電手段５のエネルギーレベルが放電レベル以上であることが判断されると、高入出力蓄電手段５から高エネルギー蓄電手段へ放電される（ステップＳ１４）。ステップＳ４６の処理は、図２のフローチャートに示したステップＳ１４の処理と同じである。これにより、高入出力蓄電手段５が放電され、以降の回生電力の吸収に備えられる。

以上説明したように、本発明の実施例７に係る電動車両制御装置によれば、高エネルギー蓄電手段１は負担がかからない範囲で回生電力を充電するとともに、充電しきれない回生電力を高入出力蓄電手段５に充電することができる。その結果、蓄積した回生エネルギーを再利用することができ、省エネルギーに貢献できる。

図１１は、本発明の実施例８に係る電動車両制御装置の構成を示すブロック図である。この電動車両制御装置は、実施例１に係る電動車両制御装置からインバータ３内の運転検知部３ａが除去され、メイン制御部１０が、外部電源充電器２の充電を制御するように変更されている。

次に、上記のように構成される本発明の実施例８に係る電動車両制御装置の動作を、図１０に示すフローチャートを参照しながら説明する。

まず、高エネルギー蓄電手段は満充電であるかどうかが調べられる（ステップＳ５１）。すなわち、メイン制御部１０は、高エネルギー蓄電手段１に備えられたエネルギーレベル検知部（図示は省略する）からのエネルギーレベルを取得し、高エネルギー蓄電手段１は満充電であるかどうかを調べる。ステップＳ５１において高エネルギー蓄電手段は満充電であることが判断されると、処理は終了する。

一方、ステップＳ５１において、高エネルギー蓄電手段は満充電でないことが判断されると、次いで、高入出力蓄電手段５のエネルギーレベルが放電レベル以上であるかどうかが調べられる（ステップＳ５２）。すなわち、メイン制御部１０は、高入出力蓄電手段５に備えられたエネルギーレベル検知部５ａから送られてくるエネルギーレベルを参照し、高入出力蓄電手段５に蓄えられているエネルギーレベルが放電レベル以上であるかどうかを調べる。

ステップＳ５２において、高入出力蓄電手段５のエネルギーレベルが放電レベル以上であることが判断されると、高入出力蓄電手段５から高エネルギー蓄電手段への充電が行われる（ステップＳ５３）。すなわち、メイン制御部１０は、充放電器６を制御して、高入出力蓄電手段５に蓄積されているエネルギーを高エネルギー蓄電手段１へ送って充電させる。

一方、ステップＳ５２において、高入出力蓄電手段５のエネルギーレベルが放電レベル以上でないことが判断されると、外部電源充電器から高エネルギー蓄電手段への充電が行われる（ステップＳ５３）。すなわち、メイン制御部１０は、外部電源充電器２を制御して、外部電源充電器２からの電力を高エネルギー蓄電手段１へ送って充電させる。

以上説明したように、本発明の実施例７に係る電動車両制御装置によれば、高入出力蓄電手段５のエネルギーレベルが放電レベルより大きいとき、高エネルギー蓄電手段１が外部電源充電器２からの電力によって充電される前に、高入出力蓄電手段５から高エネルギー蓄電手段１を充電し、高入出力蓄電手段５が放電レベルを下回ったら外部電源充電器２から高エネルギー蓄電手段１を充電するように構成した。

従って、高エネルギー蓄電手段１を充電するときに、高入出力蓄電手段５も放電レベルまでエネルギーレベルを下げることができ、電動車両の蓄電状態をリセットすることができる。その結果、回生電力を高入出力蓄電手段５で充電して、蓄積した回生エネルギーを再利用することができ、省エネルギーに貢献できる。

本発明は、電気自動車や電動自転車、電動建機、電動フォークリフト、電動カート、電動車椅子、電池駆動電車などといった、鉛蓄電池を筆頭に大容量高密度エネルギーの二次電池で駆動される電動車両に適用可能である。

本発明の実施例１に係る電動車両制御装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施例１に係る電動車両制御装置の動作を示すフローチャートである。 本発明の実施例２に係る電動車両制御装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施例２に係る電動車両制御装置の動作を示すフローチャートである。 本発明の実施例３に係る電動車両制御装置の動作を示すフローチャートである。 本発明の実施例４に係る電動車両制御装置の要部の構成を示すブロック図である。 本発明の実施例５に係る電動車両制御装置の要部の構成を示すブロック図である。 本発明の実施例６に係る電動車両制御装置の要部の構成を示すブロック図である。 本発明の実施例７に係る電動車両制御装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施例７に係る電動車両制御装置の動作を示すフローチャートである。 本発明の実施例８に係る電動車両制御装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施例８に係る電動車両制御装置の動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 高エネルギー蓄電手段
２ 外部電源充電器
３ インバータ
３ａ 運転検知部
３ｂ 回生電流検知部
４ モータ
５ 高入出力蓄電手段
５ａ エネルギーレベル検知部
６ 充放電器
７ 充電器
８ ダイオード
１０ メイン制御部
２０ 速度センサ
２１ 重量センサ
２２ メモリ

Claims (7)

1. 高エネルギーを蓄積する二次電池から成る高エネルギー蓄電手段と、
   急速充電が可能な二次電池から成る高入出力蓄電手段と、
   前記高入出力蓄電手段の充放電を制御する充放電器と、
   前記高入出力蓄電手段のエネルギーレベルを検知するエネルギーレベル検知部と、
   前記高エネルギー蓄電手段または前記高入出力蓄電手段からのエネルギーを交流電力に変換して電動車両を駆動するモータに供給するとともに、該モータからの回生電力を前記充放電器に送るインバータと、
   前記モータが回生運転しているかどうかを検知する運転検知部と、
   前記運転検知部によって回生運転していることが検知された場合に、前記高入出力蓄電手段を充電させ、前記運転検知部によって回生運転していることが検知されず、かつ、前記エネルギーレベル検知部によって検知されたエネルギーレベルが所定の放電レベル以上である場合は、前記高入出力蓄電手段を放電させるように前記充放電器を制御するメイン制御部と、
   前記運転検知部によって前記モータが回生運転していることが検知された場合に回生電流値を検知する回生電流検知部とを備え、
   前記メイン制御部は、
   前記運転検知部によって回生運転していることが検知され、かつ、前記回生電流検知部で検知された回生電流値が、前記高エネルギー蓄電手段の充電許容電流値以下であれば該高エネルギー蓄電手段を充電させ、前記高エネルギー蓄電手段の充電許容電流値より大きければ前記高入出力蓄電手段に充電させるように制御することを特徴とする電動車両制御装置。
2. 高エネルギーを蓄積する二次電池から成る高エネルギー蓄電手段と、
   急速充電が可能な二次電池から成る高入出力蓄電手段と、
   前記高入出力蓄電手段に蓄積されているエネルギーで前記高エネルギー蓄電手段を充電させる充電器と、
   前記高入出力蓄電手段のエネルギーレベルを検知するエネルギーレベル検知部と、
   前記高エネルギー蓄電手段または前記高入出力蓄電手段からのエネルギーを交流電力に変換して電動車両を駆動するモータに供給するとともに、該モータからの回生電力を前記高入出力蓄電手段および前記充電器に送るインバータと、
   前記モータが回生運転しているかどうかを検知する運転検知部と、
   前記運転検知部によって回生運転していることが検知された場合に、前記高入出力蓄電手段を充電させ、前記運転検知部によって回生運転していることが検知されず、かつ、前記エネルギーレベル検知部によって検知されたエネルギーレベルが所定の放電レベル以上であることが検知された場合は、前記高入出力蓄電手段に蓄積されているエネルギーで前記高エネルギー蓄電手段を充電するように前記充電器を制御するメイン制御部と、
   前記運転検知部によって前記モータが回生運転していることが検知された場合に回生電流値を検知する回生電流検知部とを備え、
   前記メイン制御部は、
   前記運転検知部によって回生運転していることが検知され、かつ、前記回生電流検知部で検知された回生電流値が、前記高エネルギー蓄電手段の充電許容電流値以下であれば該高エネルギー蓄電手段を充電させ、前記高エネルギー蓄電手段の充電許容電流値より大きければ前記高入出力蓄電手段に充電させるように制御することを特徴とする電動車両制御装置。
3. 前記運転検知部は、さらに、前記モータが力行運転をしているかどうかを検知し、
   前記メイン制御部は、
   前記運転検知部によって回生運転していることが検知された場合に、前記高入出力蓄電手段を充電させ、前記運転検知部によって回生運転していることが検知されず、かつ、前記運転検知部によって力行運転をしていることが検知され、かつ、前記エネルギーレベル検知部によって検知されたエネルギーレベルが所定の放電レベル以上であることが検知された場合は、前記高入出力蓄電手段を放電させるように前記充放電器を制御することを特徴とする請求項１記載の電動車両制御装置。
4. 電動車両の走行速度を検出する車速センサを備え、
   前記メイン制御部は、前記車速センサから送られてくる電動車両の走行速度に応じて放電レベルを決定することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の電動車両制御装置。
5. 電動車両の積荷の重量を検出する重量センサを備え、
   前記メイン制御部は、前記重量センサから送られてくる電動車両の積荷の重量に応じて放電レベルを決定することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の電動車両制御装置。
6. 積荷の運搬計画を記憶するメモリを備え、
   前記メイン制御部は、前記メモリに記憶されている積荷の運搬計画に応じて放電レベルを決定することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の電動車両制御装置。
7. 前記高エネルギー蓄電手段を外部電源から充電する外部電源充電器を備え、
   前記メイン制御部は、高入出力蓄電手段が所定の放電レベルになるまで該高入出力蓄電手段から前記高エネルギー蓄電手段へ放電した後に、前記外部電源充電器を制御して前記外部電源から前記高エネルギー蓄電手段へ充電させることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項記載の電動車両制御装置。

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