JP5724484B2 - Electric car - Google Patents
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Description
本発明は、電気自動車に関し、詳しくは、走行用の動力を出力する電動機と、電動機と電力のやりとりが可能なバッテリと、バッテリの近傍に配置されコイルへ印加される励磁電流に応じて２つの接点の接触による電動機とバッテリとの間の接続および２つの接点の接触の解除による電動機とバッテリとの間の接続の解除が可能なシステムメインリレーと、電動機とシステムメインリレーとの間の電力ラインに接続されシステム停止している最中に外部電源に接続されると外部電源からの電力を用いてバッテリを充電する充電手段と、電力ラインと充電手段との間の接続および接続の解除が可能な充電用リレーと、システム起動してシステムメインリレーにより電動機とバッテリとの間を接続した状態で走行するときにはシステムメインリレーのコイルの励磁電流を走行中に２つの接点の接触を保持可能な電流として予め定められた第１の電流値にすると共に充電用リレーによる電力ラインと充電手段との間の接続が解除されて電動機からの動力を用いて走行するよう電動機と充電手段とシステムメインリレーと充電用リレーとを制御する制御手段と、を備える電気自動車に関する。 The present invention relates to an electric vehicle, and more specifically, an electric motor that outputs driving power, a battery capable of exchanging electric power with the electric motor, and two excitation currents that are arranged near the battery and applied to a coil. System main relay capable of connection between motor and battery by contact of contact and release of connection between motor and battery by release of contact of two contacts, and power line between motor and system main relay When connected to an external power supply while the system is stopped, charging means for charging the battery using the power from the external power supply and connection between the power line and the charging means and disconnection are possible When the system is activated and the system main relay connects between the motor and the battery, the system main relay When the exciting current of the coil is set to a first current value determined in advance as a current capable of maintaining the contact between the two contacts during traveling, the connection between the power line and the charging means by the charging relay is released. The present invention relates to an electric vehicle including a motor, a charging unit, a system main relay, and a control unit that controls a charging relay so as to travel using power from the motor.
従来、この種の電気自動車としては、主コイルと副コイルとのそれぞれを励磁する励磁電流を用いて固定接点と可動接点との接触状態を変更することによりオンオフが切り替えられるメインリレーが搭載されたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この自動車では、主コイルと副コイルとの双方に比較的大きな励磁電流を流すことによりメインリレーをオフからオンにし、その後は主コイルのみにメインリレーをオン状態に保持する程度の励磁電流を流すことにより、主コイルと副コイルとの双方に継続して比較的大きな励磁電流を流してメインリレーをオン状態に保持するものに比して、消費電力の低減を図ることができるとしている。 Conventionally, this type of electric vehicle has been equipped with a main relay that can be switched on and off by changing the contact state between the fixed contact and the movable contact using an excitation current that excites each of the main coil and the subcoil. The thing is proposed (for example, refer patent document 1). In this automobile, a relatively large excitation current is applied to both the main coil and the subcoil to turn the main relay from OFF to ON, and thereafter, an excitation current sufficient to maintain the main relay in the ON state is applied only to the main coil. Thus, power consumption can be reduced as compared with the case where a relatively large excitation current is continuously supplied to both the main coil and the subcoil to keep the main relay in the on state.
ところで、走行用の動力を出力する電動機とバッテリとの間の接続および接続の解除が可能なシステムメインリレーと、電動機とシステムメインリレーとの間の電力ラインに接続されシステム停止している最中に外部電源に接続されると外部電源からの電力を用いてバッテリを充電する充電装置とが搭載された電気自動車では、一般に、システム停止中にバッテリを充電する際にバッテリの昇温を抑制することが望まれている。こうした自動車では、バッテリを充電する際にシステムメインリレーがオンされるが、システムメインリレーがバッテリの近傍に配置されていると、システムメインリレーをオン状態に保持するためシステムメインリレーのコイルに継続して流す励磁電流でコイルの温度が上昇して、近傍に配置されたバッテリが局所的に昇温してしまう場合がある。 By the way, the system main relay that can be connected to and disconnected from the motor that outputs driving power and the battery, and the power line between the motor and the system main relay are connected to the power line and the system is stopped. In general, in an electric vehicle equipped with a charging device that charges the battery using power from the external power source when connected to the external power source, the temperature rise of the battery is generally suppressed when the battery is charged while the system is stopped. It is hoped that. In such automobiles, the system main relay is turned on when charging the battery, but if the system main relay is located near the battery, it continues to the coil of the system main relay to keep the system main relay on. As a result, the coil temperature rises due to the excitation current flowing therethrough, and the battery disposed in the vicinity may locally rise in temperature.
本発明の電気自動車は、システム停止している最中に外部電源からの電力を用いてバッテリを充電する際のバッテリの昇温を抑制することを主目的とする。 The main object of the electric vehicle of the present invention is to suppress the temperature rise of the battery when the battery is charged using the power from the external power source while the system is stopped.
本発明の電気自動車は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。 The electric vehicle of the present invention employs the following means in order to achieve the main object described above.
本発明の電気自動車は、
走行用の動力を出力する電動機と、該電動機と電力のやりとりが可能なバッテリと、前記バッテリの近傍に配置されコイルへ印加される励磁電流に応じて２つの接点の接触による前記電動機と前記バッテリとの接続および前記２つの接点の接触の解除による前記電動機と前記バッテリとの接続の解除が可能なシステムメインリレーと、前記電動機と前記システムメインリレーとの間の電力ラインに接続されシステム停止している最中に外部電源に接続されると前記外部電源からの電力を用いて前記バッテリを充電する充電手段と、前記電力ラインと前記充電手段との接続および前記接続の解除が可能な充電用リレーと、システム起動して前記システムメインリレーにより前記電動機と前記バッテリとを接続した状態で走行するときには前記システムメインリレーのコイルの励磁電流を走行中に前記２つの接点の接触を保持可能な電流として予め定められた第１の電流値にすると共に前記充電用リレーによる前記電力ラインと前記充電手段との接続が解除されて前記電動機からの動力を用いて走行するよう前記電動機と前記充電手段と前記システムメインリレーと前記充電用リレーとを制御する制御手段と、を備える電気自動車において、
前記制御手段は、システム停止している最中に前記充電手段が前記外部電源に接続されたときには、前記システムメインリレーのコイルの励磁電流を前記第１の電流値未満の電流であり且つ車両をシステム停止して前記外部電源からの電力を用いて前記バッテリを充電しているときに前記２つの接点の間の接触を保持可能な電流として予め定められた第２の電流値にした状態で前記充電用リレーにより前記電力ラインと前記充電手段とが接続されて前記外部電源からの電力を用いて前記バッテリが充電されるよう前記電動機と前記充電手段と前記システムメインリレーと前記充電用リレーとを制御する手段である、
ことを特徴とする。
The electric vehicle of the present invention is
An electric motor that outputs power for traveling, a battery capable of exchanging electric power with the electric motor, and the electric motor and the battery that are arranged in the vicinity of the battery and contacted with two contacts according to an excitation current applied to a coil And a system main relay capable of releasing the connection between the electric motor and the battery by releasing the contact between the two contacts and a power line between the electric motor and the system main relay to stop the system. Charging means for charging the battery with power from the external power supply when connected to an external power supply, and for connection between the power line and the charging means and for releasing the connection When running with the relay and the system activated and the motor and the battery connected by the system main relay, The excitation current of the coil of the system main relay is set to a first current value that is predetermined as a current that can maintain the contact of the two contacts during traveling, and the power line by the charging relay and the charging means In an electric vehicle comprising: control means for controlling the electric motor, the charging means, the system main relay, and the charging relay so as to travel using power from the electric motor after being disconnected.
When the charging means is connected to the external power supply while the system is stopped, the control means sets the excitation current of the coil of the system main relay to a current less than the first current value and When the battery is charged using the electric power from the external power source after the system is stopped, the current is set to a second current value that is predetermined as a current that can maintain the contact between the two contacts. The electric power line and the charging means are connected by a charging relay, and the electric motor, the charging means, the system main relay, and the charging relay are connected so that the battery is charged using electric power from the external power source. Is a means to control,
It is characterized by that.
この本発明の電気自動車では、システム起動してシステムメインリレーにより電動機とバッテリとを接続した状態で走行するときにはシステムメインリレーのコイルの励磁電流を走行中に２つの接点の接触を保持可能な電流として予め定められた第１の電流値にすると共に充電用リレーによる電力ラインと充電手段との接続が解除されて電動機からの動力を用いて走行するよう電動機と充電手段とシステムメインリレーと充電用リレーとを制御する。これにより、システムメインリレーにより電動機とバッテリとの間を接続した状態で走行するときに、システムメインリレーの２つの接点の接触を保持して電動機とバッテリとの接続を保持しながら走行することができる。そして、システム停止している最中に充電手段が外部電源に接続されたときには、システムメインリレーのコイルの励磁電流を第１の電流値未満の電流であり且つ車両をシステム停止して外部電源からの電力を用いてバッテリを充電しているときに２つの接点の間の接触を保持可能な電流として予め定められた第２の電流値にした状態で充電用リレーにより電力ラインと充電手段との間が接続されて外部電源からの電力を用いてバッテリが充電されるよう電動機と充電手段とシステムメインリレーと充電用リレーとを制御する。システム停止している最中は、走行中に比して車両の振動等が少ないため、システムメインリレーにより電動機とバッテリとの接続を保持するためにシステムメインリレーのコイルに流す励磁電流は少なくてもよいと考えられる。したがって、システム停止している最中に充電手段が外部電源に接続されたときには、システムメインリレーのコイルの励磁電流を第１の電流値未満の電流であり且つ車両をシステム停止して外部電源からの電力を用いてバッテリを充電しているときに２つの接点の間の接触を保持可能な電流として予め定められた第２の電流値にすることにより、システムメインリレーの２つの接点の接触を保持して外部電源からの電力を用いてバッテリを充電することができる。このとき、システムメインリレーのコイルの励磁電流を第１の電流値未満の第２の電流値としたから、コイル、すなわち、システムメインリレーにおける電力消費を抑制してシステムメインリレーの昇温を抑制することができ、システムメインリレーの近傍のバッテリの昇温を抑制することができる。 In the electric vehicle according to the present invention, when the system is started and the vehicle is traveling with the motor and the battery connected by the system main relay, the exciting current of the coil of the system main relay can be used to maintain the contact between the two contacts during traveling. The electric current, the charging means, the system main relay, and the charging are set so that the electric power line and the charging means by the charging relay are disconnected and the electric power from the electric motor is used to drive the vehicle. Control the relay. Thus, when traveling with the system main relay connected between the electric motor and the battery, it is possible to travel while maintaining the connection between the electric motor and the battery while maintaining the contact of the two contact points of the system main relay. it can. When the charging means is connected to the external power supply while the system is stopped, the excitation current of the coil of the system main relay is less than the first current value and the vehicle is stopped from the external power supply. When the battery is charged using the electric power of the power line and the charging means between the power line and the charging means by the charging relay in a state where the current is set to a predetermined second current value as a current that can maintain the contact between the two contacts. The electric motor, the charging means, the system main relay, and the charging relay are controlled so that the battery is charged using the electric power from the external power source. While the system is stopped, there is less vibration of the vehicle, etc., compared to during running, so there is less exciting current flowing through the coil of the system main relay to maintain the connection between the motor and the battery by the system main relay. Is also considered good. Therefore, when the charging means is connected to the external power source while the system is stopped, the exciting current of the coil of the system main relay is less than the first current value and the vehicle is stopped from the external power source. When the battery is charged with the power of the current, the contact between the two contacts of the system main relay is made to be a second current value that is predetermined as a current that can maintain the contact between the two contacts. The battery can be charged using the electric power from the external power source. At this time, since the exciting current of the coil of the system main relay is set to the second current value less than the first current value, the power consumption in the coil, that is, the system main relay is suppressed, and the temperature rise of the system main relay is suppressed. It is possible to suppress the temperature rise of the battery in the vicinity of the system main relay.
次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。 Next, the form for implementing this invention is demonstrated using an Example.
図１は、本発明の一実施例としての電気自動車であるハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車２０は、図示するように、ガソリンや軽油などを燃料とするエンジン２２と、エンジン２２を駆動制御するエンジン用電子制御ユニット（以下、「エンジンＥＣＵ」という。）２４と、エンジン２２のクランクシャフト２６にキャリアが接続されると共に駆動輪３９ａ，３９ｂにデファレンシャルギヤ３８を介して連結された駆動軸３２にリングギヤが接続されたプラネタリギヤ３０と、例えば同期発電電動機として構成されて回転子がプラネタリギヤ３０のサンギヤに接続されたモータＭＧ１と、例えば同期発電電動機として構成されて回転子が駆動軸３２に接続されたモータＭＧ２と、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動するためのインバータ４１，４２と、インバータ４１，４２の図示しないスイッチング素子をスイッチング制御することによってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するモータ用電子制御ユニット（以下、「モータＥＣＵ」という。）４０と、インバータ４１，４２を介してモータＭＧ１，ＭＧ２と電力をやりとりする例えば複数のリチウムイオン二次電池が積層された電池パックとして構成されたバッテリ５０と、バッテリ５０を管理するバッテリ用電子制御ユニット（以下、「バッテリＥＣＵ」という。）５２と、インバータ４１，４２が接続された電力ライン５４ａとバッテリ５０が接続された電力ライン５４ｂとに取り付けられてバッテリ５０からの電力を昇圧して電力ライン５４ａに供給する昇圧コンバータ５６と、バッテリ５０と昇圧コンバータ５６との間に接続されたシステムメインリレー５７と、家庭用電源などの外部電源に接続されてバッテリ５０を充電可能な充電器６０と、バッテリ５０と昇圧コンバータ５６との間の電力ライン５４ｂに取り付けられて充電器６０と電力ライン５４ｂとの接続および接続の解除を行なうリレー６２と、車両全体を制御するハイブリッド用電子制御ユニット７０と、を備える。 FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of a configuration of a hybrid vehicle 20 which is an electric vehicle as an embodiment of the present invention. As shown in the drawing, the hybrid vehicle 20 of the embodiment includes an engine 22 that uses gasoline or light oil as fuel, an engine electronic control unit (hereinafter referred to as “engine ECU”) 24 that controls the drive of the engine 22, and an engine. A planetary gear 30 having a carrier connected to the crankshaft 26 and a ring gear connected to a drive shaft 32 connected to drive wheels 39a and 39b via a differential gear 38, and a rotor configured as a synchronous generator motor, for example. A motor MG1 connected to the sun gear of the planetary gear 30, a motor MG2 configured as a synchronous generator motor and having a rotor connected to the drive shaft 32, inverters 41 and 42 for driving the motors MG1 and MG2, Switching elements (not shown) of the inverters 41 and 42 A motor electronic control unit (hereinafter referred to as “motor ECU”) 40 that drives and controls the motors MG1 and MG2 by performing the switching control, and the motors MG1 and MG2 through the inverters 41 and 42, for example, a plurality of A battery 50 configured as a battery pack in which lithium ion secondary batteries are stacked, a battery electronic control unit (hereinafter referred to as “battery ECU”) 52 that manages the battery 50, and inverters 41 and 42 are connected. A boost converter 56 that is attached to the power line 54a and the power line 54b to which the battery 50 is connected to boost the power from the battery 50 and supplies the boosted power to the power line 54a, and is connected between the battery 50 and the boost converter 56. System main relay 57 and external power supply A charger 60 connected to a power source and capable of charging battery 50, and a relay attached to power line 54b between battery 50 and boost converter 56 to connect and disconnect charger 60 and power line 54b 62 and a hybrid electronic control unit 70 for controlling the entire vehicle.
システムメインリレー５７は、図２に示すように、バッテリ５０の電池セル５０ａの近傍に配置されてバッテリ５０と共にバッテリパック５０ｂに収納されている。システムメインリレー５７は、図示しないコイルへ印加される励磁電流が大きくなるほど強くなる傾向にコイルの磁力を用いて可動接点を固定接点側に吸引するよう構成されており、可動接点が固定接点に接触したときにオンしてバッテリ５０と昇圧コンバータ５６とを接続し、可動接点と固定接点との接触が解除されたときにオフしてバッテリ５０と昇圧コンバータ５６との接続を解除する。システムメインリレー５７は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０に制御されている。ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、車両のシステムが起動しているときにはコイルに電流値Ｉ１の励磁電流が流れるようスイッチ７０ａを制御し、車両のシステムが停止されているときにはコイルに抵抗Ｒを介して電流値Ｉ２の励磁電流が流れるようスイッチ７０ａを制御する。電流値Ｉ１，Ｉ２については、後述する。 As shown in FIG. 2, the system main relay 57 is disposed in the vicinity of the battery cell 50 a of the battery 50 and is housed in the battery pack 50 b together with the battery 50. The system main relay 57 is configured to attract the movable contact to the fixed contact side by using the magnetic force of the coil so that the excitation current applied to the coil (not shown) increases, and the movable contact contacts the fixed contact. When the contact is made, the battery 50 and the boost converter 56 are connected to each other. When the contact between the movable contact and the fixed contact is released, the battery 50 is turned off and the connection between the battery 50 and the boost converter 56 is released. The system main relay 57 is controlled by the hybrid electronic control unit 70. The hybrid electronic control unit 70 controls the switch 70a so that the exciting current having the current value I1 flows through the coil when the vehicle system is activated, and the coil via the resistor R when the vehicle system is stopped. The switch 70a is controlled so that the exciting current having the current value I2 flows. The current values I1 and I2 will be described later.
充電器６０は、リレー６２を介して電力ライン５４ｂに接続されており、電源コード６８を介して供給される外部電源からの交流電力を直流電力に変換するＡＣ／ＤＣコンバータ６６と、ＡＣ／ＤＣコンバータ６６からの直流電力の電圧を変換して電力ライン５４ｂ側に供給するＤＣ／ＤＣコンバータ６４と、を備える。 The charger 60 is connected to the power line 54b via a relay 62, and an AC / DC converter 66 that converts AC power from an external power source supplied via a power cord 68 into DC power, and AC / DC A DC / DC converter 64 that converts the voltage of the DC power from the converter 66 and supplies the converted voltage to the power line 54b side.
ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、ＣＰＵ７２を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ７２の他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ７４と、データを一時的に記憶するＲＡＭ７６と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。ハイブリッド用電子制御ユニット７０には、電源コード６８が外部電源に接続されているか否かを検出する接続検出センサ６９からの接続検出信号，イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号，シフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ，アクセルペダル８３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃ，ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ８８からの車速Ｖなどが入力ポートを介して入力されている。ハイブリッド用電子制御ユニット７０からは、システムメインリレー５７のコイルへの励磁電流やリレー６２への駆動信号，ＡＣ／ＤＣコンバータ６６へのスイッチング制御信号，ＤＣ／ＤＣコンバータ６４へのスイッチング制御信号などが出力ポートを介して出力されている。ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と通信ポートを介して接続されており、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。 The hybrid electronic control unit 70 is configured as a microprocessor centered on the CPU 72, and in addition to the CPU 72, a ROM 74 for storing processing programs, a RAM 76 for temporarily storing data, an input / output port and communication not shown. And a port. In the hybrid electronic control unit 70, the connection detection signal from the connection detection sensor 69 for detecting whether or not the power cord 68 is connected to the external power source, the ignition signal from the ignition switch 80, and the operation position of the shift lever 81 are displayed. A shift position SP from the shift position sensor 82 to be detected, an accelerator opening Acc from the accelerator pedal position sensor 84 to detect the depression amount of the accelerator pedal 83, and a brake from the brake pedal position sensor 86 to detect the depression amount of the brake pedal 85 The pedal position BP, the vehicle speed V from the vehicle speed sensor 88, and the like are input via the input port. From the hybrid electronic control unit 70, an excitation current to the coil of the system main relay 57, a drive signal to the relay 62, a switching control signal to the AC / DC converter 66, a switching control signal to the DC / DC converter 64, and the like. It is output via the output port. The hybrid electronic control unit 70 is connected to the engine ECU 24, the motor ECU 40, and the battery ECU 52 via a communication port, and exchanges various control signals and data with the engine ECU 24, the motor ECU 40, and the battery ECU 52.
こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０は、車両のシステムが起動されているときには、基本的には、システムメインリレー５７をオンすると共にリレー６２をオフして、ハイブリッド用電子制御ユニット７０によって実行される以下に説明する駆動制御によって走行する。ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、エンジン２２を運転しながら走行するときには、まず、アクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃと車速センサ８８からの車速Ｖとに応じて走行のために駆動軸３２に要求される要求トルクＴｒ＊を設定し、要求トルクＴｒ＊に駆動軸３２の回転数Ｎｒ（例えば、モータＭＧ２の回転数や車速Ｖに換算係数を乗じて得られる回転数）を乗じて走行に要求される走行用パワーＰｄｒｖを計算する。次に、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣに基づいてバッテリ５０を充放電するための充放電要求パワーＰｂ＊と走行用パワーＰｄｒｖと損失Ｌｏｓｓとの和としてエンジン２２から出力すべき要求パワーＰｅ＊を計算すると共にエンジン２２を効率よく運転することができるエンジン２２の回転数ＮｅとトルクＴｅとの関係としての動作ライン（例えば燃費最適動作ライン）と計算した要求パワーＰｅ＊とを用いてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する。そして、バッテリ５０の充放電に許容される最大電力としての入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で、エンジン２２の回転数Ｎｅが目標回転数Ｎｅ＊となるようにするための回転数フィードバック制御によりモータＭＧ１から出力すべきトルクとしてのトルク指令Ｔｍ１＊を設定すると共にモータＭＧ１をトルク指令Ｔｍ１＊で駆動したときにプラネタリギヤ３０を介して駆動軸３２に作用するトルクを要求トルクＴｒ＊から減じたトルクをモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊として設定する。こうして設定したエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊についてはエンジンＥＣＵ２４に送信すると共にモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊についてはモータＥＣＵ４０に送信する。目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを受信したエンジンＥＣＵ２４は、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とによってエンジン２２が運転されるようエンジン２２の吸入空気量制御や燃料噴射制御，点火制御などを実行し、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、モータＭＧ１，ＭＧ２がトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊で駆動されるようインバータ４１，４２のスイッチング素子をスイッチング制御する。以下、こうした走行をハイブリッド走行という。 The hybrid vehicle 20 of the embodiment configured in this manner is basically executed by the hybrid electronic control unit 70 with the system main relay 57 turned on and the relay 62 turned off when the vehicle system is activated. The vehicle travels by the drive control described below. When the hybrid electronic control unit 70 travels while operating the engine 22, first, the drive shaft 32 is used for traveling in accordance with the accelerator opening Acc from the accelerator pedal position sensor 84 and the vehicle speed V from the vehicle speed sensor 88. The required torque Tr * required is set, and the required torque Tr * is multiplied by the rotational speed Nr of the drive shaft 32 (for example, the rotational speed obtained by multiplying the rotational speed of the motor MG2 or the vehicle speed V by a conversion factor). The power Pdrv for traveling required for is calculated. Next, the required power Pe * to be output from the engine 22 is calculated as the sum of the charge / discharge required power Pb * for charging / discharging the battery 50, the traveling power Pdrv, and the loss Loss based on the storage ratio SOC of the battery 50. In addition, the target of the engine 22 is calculated using the operation line (for example, the fuel efficiency optimum operation line) as the relationship between the rotational speed Ne of the engine 22 and the torque Te and the calculated required power Pe *. A rotational speed Ne * and a target torque Te * are set. Then, the rotational speed feedback control is performed so that the rotational speed Ne of the engine 22 becomes the target rotational speed Ne * within the range of the input / output limits Win and Wout as the maximum power allowed for charging and discharging of the battery 50. Torque obtained by setting torque command Tm1 * as torque to be output from motor MG1 and subtracting torque acting on drive shaft 32 via planetary gear 30 from requested torque Tr * when motor MG1 is driven by torque command Tm1 * Is set as the torque command Tm2 * of the motor MG2. The target engine speed Ne * and target torque Te * set in this way are transmitted to the engine ECU 24, and torque commands Tm1 * and Tm2 * for the motors MG1 and MG2 are transmitted to the motor ECU 40. The engine ECU 24 that has received the target rotational speed Ne * and the target torque Te *, controls the intake air amount, fuel injection control, and ignition of the engine 22 so that the engine 22 is operated by the target rotational speed Ne * and the target torque Te *. The motor ECU 40 that executes the control and receives the torque commands Tm1 * and Tm2 * of the motors MG1 and MG2 sets the switching elements of the inverters 41 and 42 so that the motors MG1 and MG2 are driven by the torque commands Tm1 * and Tm2 *. Control switching. Hereinafter, such traveling is referred to as hybrid traveling.
また、ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、エンジン２２の運転を停止した状態で走行するときには、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに応じて駆動軸３２に要求される要求トルクＴｒ＊を設定し、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定すると共にモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊に要求トルクＴｒ＊を設定する。そして、設定したトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊についてはモータＥＣＵ４０に送信する。トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、モータＭＧ１，ＭＧ２がトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊で駆動されるようインバータ４１，４２のスイッチング素子をスイッチング制御する。以下、こうした走行を電動走行という。 Further, when the hybrid electronic control unit 70 travels with the engine 22 stopped, the hybrid electronic control unit 70 sets the required torque Tr * required for the drive shaft 32 according to the accelerator opening Acc and the vehicle speed V, and the battery Within the range of 50 input / output limits Win, Wout, a value 0 is set for the torque command Tm1 * of the motor MG1, and a required torque Tr * is set for the torque command Tm2 * of the motor MG2. Then, the set torque commands Tm1 * and Tm2 * are transmitted to the motor ECU 40. The motor ECU 40 that receives the torque commands Tm1 * and Tm2 * performs switching control of the switching elements of the inverters 41 and 42 so that the motors MG1 and MG2 are driven by the torque commands Tm1 * and Tm2 *. Hereinafter, such traveling is referred to as electric traveling.
さらに、実施例のハイブリッド自動車２０では、車両をシステム起動してシステムメインリレー５７をオンするときには、システムメインリレー５７のコイルの励磁電流が走行中に可動接点と固定接点との接触を保持可能な電流として走行中に車両に生じる振動等を考慮して定められた電流値Ｉ１になるようコイルの励磁電流を制御する。これにより、走行中に可動接点と固定接点との接触を保持してシステムメインリレー５７のオン状態を保持して、バッテリ５０と昇圧コンバータ５６との間で電力をやりとりしながら走行することができる。 Furthermore, in the hybrid vehicle 20 of the embodiment, when the system is started and the system main relay 57 is turned on, the excitation current of the coil of the system main relay 57 can keep the contact between the movable contact and the fixed contact while traveling. The exciting current of the coil is controlled so as to obtain a current value I1 determined in consideration of vibration generated in the vehicle during traveling as a current. Thus, during traveling, the contact between the movable contact and the fixed contact can be maintained to keep the system main relay 57 in the on state, and traveling can be performed while exchanging electric power between the battery 50 and the boost converter 56. .
そして、実施例のハイブリッド自動車２０では、自宅や予め設定された充電ポイントで車両をシステム停止した後に電源コード６８が外部電源に接続されてその接続が接続検出センサ６９によって検出されると、システムメインリレー５７とリレー６２とをオンとし、充電器６０を制御して外部電源からの電力によりバッテリ５０を充電する。そして、バッテリ５０の充電後にシステム起動したときには、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣがエンジン２２の始動を行なうことができる程度に設定された閾値Ｓｈｖ（例えば、２０％や３０％など）に至るまで電動走行を優先して走行する電動走行優先モードによって走行し、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが閾値Ｓｈｖに至った以降はハイブリッド走行を優先して走行するハイブリッド走行優先モードによって走行する。 In the hybrid vehicle 20 of the embodiment, when the vehicle is stopped at the home or a preset charging point, the power cord 68 is connected to an external power source, and the connection detection sensor 69 detects the connection. The relay 57 and the relay 62 are turned on, the charger 60 is controlled, and the battery 50 is charged with electric power from an external power source. When the system is started after the battery 50 is charged, the electric travel is performed until the storage ratio SOC of the battery 50 reaches a threshold value Shv (for example, 20% or 30%) set to such an extent that the engine 22 can be started. The vehicle travels in the hybrid travel priority mode in which the vehicle travels with priority on the hybrid travel after the storage ratio SOC of the battery 50 reaches the threshold value Shv.
また、車両をシステム停止している状態で電源コード６８が外部電源に接続されたときには、システムメインリレー５７のコイルの励磁電流が電流値Ｉ１未満であり且つ車両をシステム停止して外部電源からの電力を用いてバッテリ５０を充電しているときにシステムメインリレー５７の固定接点と可動接点との間の接触を保持可能な電流として定められた電流値Ｉ２となるようコイルの励磁電流を制御する。システム停止している最中は、走行中に比して車両の振動等が少ないため、システムメインリレー５７で固定接点と可動接点との接触を保持するためにシステムメインリレー５７のコイルに流す励磁電流は少なくてもよいと考えられる。したがって、システム停止している最中に電源コード６８が外部電源に接続されたときには、システムメインリレー５７のコイルの励磁電流を電流値Ｉ１未満の電流値Ｉ２にすることにより、システムメインリレー５７の可動接点および固定接点の接触を保持して外部電源からの電力を用いてバッテリ５０を充電することができる。このとき、システムメインリレー５７のコイルの励磁電流を電流値Ｉ１未満の電流値Ｉ２としたから、コイル、すなわち、システムメインリレー５７における電力消費を抑制してシステムメインリレー５７の昇温を抑制することができ、システムメインリレー５７の近傍のバッテリ５０の昇温を抑制することができる。 Further, when the power cord 68 is connected to the external power supply while the vehicle is stopped, the exciting current of the coil of the system main relay 57 is less than the current value I1 and the vehicle is stopped to When the battery 50 is charged using electric power, the exciting current of the coil is controlled so that the current value I2 is determined as a current that can maintain the contact between the fixed contact and the movable contact of the system main relay 57. . When the system is stopped, the vibration of the vehicle is less than during running, so that the system main relay 57 excites the coil of the system main relay 57 in order to maintain the contact between the fixed contact and the movable contact. It is considered that the current may be small. Therefore, when the power cord 68 is connected to the external power supply while the system is stopped, the excitation current of the coil of the system main relay 57 is set to the current value I2 less than the current value I1, thereby The battery 50 can be charged using the electric power from the external power source while maintaining the contact of the movable contact and the fixed contact. At this time, since the exciting current of the coil of the system main relay 57 is set to the current value I2 less than the current value I1, the power consumption in the coil, that is, the system main relay 57 is suppressed, and the temperature rise of the system main relay 57 is suppressed. The temperature rise of the battery 50 in the vicinity of the system main relay 57 can be suppressed.
以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、車両をシステム停止している状態で電源コード６８が外部電源に接続されたときには、システムメインリレー５７のコイルの励磁電流が電流値Ｉ１未満であり且つ車両をシステム停止して外部電源からの電力を用いてバッテリ５０を充電しているときにシステムメインリレー５７の固定接点と可動接点との間の接触を保持可能な電流として定められた電流値Ｉ２になるようコイルの励磁電流を制御すると共にリレー６２をオンとし外部電源からの電力によりバッテリ５０が充電されるよう充電器６０を制御する。これにより、システムメインリレー５７における電力消費を抑制してシステムメインリレー５７の昇温を抑制することができ、システムメインリレー５７の近傍のバッテリ５０の昇温を抑制することができる。 According to the hybrid vehicle 20 of the embodiment described above, when the power cord 68 is connected to the external power supply while the vehicle is stopped, the exciting current of the coil of the system main relay 57 is less than the current value I1. Further, when the vehicle is stopped and the battery 50 is charged using electric power from an external power source, a current value determined as a current that can maintain contact between the fixed contact and the movable contact of the system main relay 57 The exciting current of the coil is controlled so as to be I2, and the relay 62 is turned on to control the charger 60 so that the battery 50 is charged by the power from the external power source. Thereby, the power consumption in the system main relay 57 can be suppressed and the temperature increase of the system main relay 57 can be suppressed, and the temperature increase of the battery 50 in the vicinity of the system main relay 57 can be suppressed.
実施例では、駆動軸３２にプラネタリギヤ３０を介して接続されたエンジン２２およびモータＭＧ１と、駆動軸３２に接続されたモータＭＧ２と、を備えるハイブリッド自動車２０としたが、図３の変形例の電気自動車１２０に例示するように、走行用の動力を出力するモータＭＧを備える電気自動車に適用するものとしてもよい。 In the embodiment, the hybrid vehicle 20 includes the engine 22 and the motor MG1 connected to the drive shaft 32 via the planetary gear 30, and the motor MG2 connected to the drive shaft 32. As illustrated in the automobile 120, the present invention may be applied to an electric vehicle including a motor MG that outputs driving power.
実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、モータＭＧ２が「電動機」に相当し、バッテリ５０が「バッテリ」に相当し、システムメインリレー５７が「システムメインリレー」に相当し、充電器６０が「充電手段」に相当し、リレー６２が「充電用リレー」に相当し、モータＥＣＵ４０とハイブリッド用電子制御ユニット７０とを組み合わせものが「制御手段」に相当する。 The correspondence between the main elements of the embodiment and the main elements of the invention described in the column of means for solving the problems will be described. In the embodiment, the motor MG2 corresponds to “electric motor”, the battery 50 corresponds to “battery”, the system main relay 57 corresponds to “system main relay”, the charger 60 corresponds to “charging means”, The relay 62 corresponds to a “charging relay”, and a combination of the motor ECU 40 and the hybrid electronic control unit 70 corresponds to a “control unit”.
なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。 The correspondence between the main elements of the embodiment and the main elements of the invention described in the column of means for solving the problem is the same as that of the embodiment described in the column of means for solving the problem. Therefore, the elements of the invention described in the column of means for solving the problems are not limited. That is, the interpretation of the invention described in the column of means for solving the problems should be made based on the description of the column, and the examples are those of the invention described in the column of means for solving the problems. It is only a specific example.
以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。 As mentioned above, although the form for implementing this invention was demonstrated using the Example, this invention is not limited at all to such an Example, In the range which does not deviate from the summary of this invention, it is with various forms. Of course, it can be implemented.
本発明は、電気自動車の製造産業などに利用可能である。 The present invention can be used in the manufacturing industry of electric vehicles.
２０ ハイブリッド自動車、２２ エンジン、２４ エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２６ クランクシャフト、３０ プラネタリギヤ、３２ 駆動軸、３８ デファレンシャルギヤ、３９ａ，３９ｂ 駆動輪、４０ モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２ インバータ、５０ バッテリ、５０ａ 電池セル、５０ｂ バッテリパック、５１ａ 電圧センサ、５１ｂ 電流センサ、５１ｃ 温度センサ、５２ バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、５４ａ，５４ｂ 電力ライン、５６ 昇圧コンバータ、５７ システムメインリレー、６０ 充電器、６２ リレー、６４ ＤＣ／ＤＣコンバータ、６６ ＡＣ／ＤＣコンバータ、６８ 電源コード、６９ 接続検出センサ、７０ ハイブリッド用電子制御ユニット、７０ａ スイッチ、７２ ＣＰＵ、７４ ＲＯＭ、７６ ＲＡＭ、８０ イグニッションスイッチ、８１ シフトレバー、８２ シフトポジションセンサ、８３ アクセルペダル、８４ アクセルペダルポジションセンサ、８５ ブレーキペダル、８６ ブレーキペダルポジションセンサ、８８ 車速センサ、１２０ 電気自動車、ＭＧ，ＭＧ１，ＭＧ２ モータ、Ｒ 抵抗。 20 hybrid vehicle, 22 engine, 24 engine electronic control unit (engine ECU), 26 crankshaft, 30 planetary gear, 32 drive shaft, 38 differential gear, 39a, 39b drive wheel, 40 motor electronic control unit (motor ECU), 41, 42 Inverter, 50 Battery, 50a Battery cell, 50b Battery pack, 51a Voltage sensor, 51b Current sensor, 51c Temperature sensor, 52 Electronic control unit for battery (battery ECU), 54a, 54b Power line, 56 Boost converter, 57 System main relay, 60 charger, 62 relay, 64 DC / DC converter, 66 AC / DC converter, 68 power cord, 69 connection detection sensor, 70 Hybrid electronic control unit , 70a switch, 72 CPU, 74 ROM, 76 RAM, 80 ignition switch, 81 shift lever, 82 shift position sensor, 83 accelerator pedal, 84 accelerator pedal position sensor, 85 brake pedal, 86 brake pedal position sensor, 88 vehicle speed sensor, 120 Electric vehicle, MG, MG1, MG2 motor, R resistance.
Claims (1)
前記制御手段は、システム停止している最中に前記充電手段が前記外部電源に接続されたときには、前記システムメインリレーのコイルの励磁電流を前記第１の電流値未満の電流であり且つ車両をシステム停止して前記外部電源からの電力を用いて前記バッテリを充電しているときに前記２つの接点の間の接触を保持可能な電流として予め定められた第２の電流値にした状態で前記充電用リレーにより前記電力ラインと前記充電手段との間が接続されて前記外部電源からの電力を用いて前記バッテリが充電されるよう前記充電手段と前記システムメインリレーと前記充電用リレーとを制御する手段である、
電気自動車。
An electric motor that outputs power for traveling, a battery capable of exchanging electric power with the electric motor, and the electric motor and the battery that are arranged in the vicinity of the battery and contacted with two contacts according to an excitation current applied to a coil And a system main relay capable of releasing the connection between the electric motor and the battery by releasing the contact between the two contacts and a power line between the electric motor and the system main relay to stop the system. Charging means for charging the battery with power from the external power supply when connected to an external power supply, and for connection between the power line and the charging means and for releasing the connection When driving with the relay and system activated and the motor and the battery connected by the system main relay, The excitation current of the coil of the system main relay is set to a first current value that is predetermined as a current that can hold the contact of the two contacts during traveling, and the power line and the charging means by the charging relay In an electric vehicle comprising: control means for controlling the electric motor, the charging means, the system main relay, and the charging relay so as to travel using power from the electric motor after being disconnected.
When the charging means is connected to the external power supply while the system is stopped, the control means sets the excitation current of the coil of the system main relay to a current less than the first current value and When the battery is charged using the electric power from the external power source after the system is stopped, the current is set to a second current value that is predetermined as a current that can maintain the contact between the two contacts. and cormorant previous SL charging means and said battery is charged using electric power from said external power source is connected between the charging means and the power line by charging relays and the system main relay and the charging relays Is a means of controlling
Electric car.
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