JP5774336B2 - 車両および車両の制御装置ならびに車両の制御方法 - Google Patents
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Description
また、ユーザが上記のような電池交換サインに従わずにバッテリを継続して使い続けたときの対策として、例えば、バッテリの端子電圧の低下の度合いに応じて、負荷を段階的に遮断させる方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
本発明は、車載のモータによる回生電力が充電されるバッテリの端子電圧に基づいて、前記モータの回生トルク指令値を制限する車両の制御装置であって、前記バッテリの端子電圧が予め設定されている第1閾値を超えた場合に充電継続不可能と判断して前記回生トルク指令値をゼロに設定し、前記バッテリの端子電圧が前記第1閾値と前記バッテリの公称電圧との間に設定された第2閾値を超えた場合に、予め設定されている前記回生トルク指令値の上限値の初期値から前記バッテリの端子電圧と前記第2閾値との差分の積分値を減算した値を前記回生トルク指令値の上限値とすることで、予め設定されている前記回生トルク指令値の上限値を前記バッテリの劣化度合いに応じて徐々に低下させ、前記回生トルク指令値を前記上限値内に制限する車両の制御装置を提供する。
以下、本発明の第1実施形態に係る車両および車両の制御装置ならびに車両の制御方法ついて、図1を用いて説明する。図1は、フォークリフトが備える種々の構成のうち、走行モータ3に電力を供給する動力源の主要構成を示した概略構成図である。図1において、車両1は、バッテリ2と、走行モータ3と、バッテリ2と走行モータ3との間に設けられた双方向インバータ(電力変換手段)4とを備えている。なお、ここでは、バッテリを動力源とする負荷として走行モータ3を例示しているが、負荷は走行モータに限られない。例えば、荷役モータでもよい。走行モータ3は力行および回生を行うが、荷役モータは力行のみ行うため、荷役モータを負荷とした場合には、以下の説明における力行の部分のみが採用されることとなる。
双方向インバータ4は、例えば、6つのスイッチング素子からなる3相ブリッジ回路を備え、力行時においてはバッテリ2の直流電力を三相交流電力に変換して走行モータ3に供給し、回生時においては走行モータ3において発電された三相交流電力を直流電力に変換して、バッテリ2に充電する。
双方向インバータ4から走行モータ3に流れる三相の電流は電流検出回路6によって検出されインバータ制御装置5に出力される。なお、図1では、双方向インバータ4から出力される3相の電力線にそれぞれ電流センサを設置し、各U相、V相、W相の電流を検出する場合を例示しているが、例えば、U相、V相、W相のうち、いずれか2つの電流値を検出し、検出した2相の電流から残りの1相の電流を演算で求めることとしてもよい。
また、バッテリ2の端子電圧Vdcが電圧検出回路7によって検出されインバータ制御装置5に出力される。更に、走行モータ3には速度センサが設けられており、この速度センサの検出値がインバータ制御装置5に出力される。
具体的には、上位制御装置10には、図2に示すように第1閾値から第4閾値までの4つの閾値が予め記憶されている。
第1閾値Vdc_1および第2閾値Vdc_2は回生時に参照される閾値である。
第1閾値Vdc_1は、バッテリ充電の継続が不可能であると判断する閾値であり、双方向インバータ4やインバータ制御装置5などの耐圧に基づいて決定されている。具体的には、第1閾値は、双方向インバータ4のスイッチング素子の耐圧に多少の余裕を持たせ、耐圧よりも少しだけ小さい値に設定されている。なお、余裕の持たせ方については、設計により任意に調整できるものとする。
第4閾値Vdc_4は、バッテリ駆動による運転継続が不可能であると判断する閾値であり、インバータ制御装置や上位制御装置10の最低動作電圧に基づいて決定されている。具体的には、第4閾値Vdc_4は、上位制御装置10やインバータ制御装置5が動作する最低電源電圧に多少の余裕を持たせ、最低電源電圧よりも少しだけ大きい値に設定されている。なお、余裕の持たせ方については、設計により任意に調整できるものとする。
まず、回生時においては、バッテリ2が劣化していない場合には、インバータ制御装置5から通知されるバッテリ2の端子電圧は第2閾値Vdc_2以下となる。この場合には、予め設定されている回生トルク指令値の上限値の初期値を用いて回生トルク指令値を制限する。すなわち、走行モータ3の回生トルク指令値がこの指令上限値の初期値を超えない範囲となるように制限し、この回生トルク指令値をインバータ制御装置5に出力する。
このように、回生トルク指令値の上限値をバッテリ2の劣化度合いに伴って連続的に徐々に小さい値に更新することにより、運転の操作性が急激に変化することを防止することができる。
このように、力行トルク指令値の上限値をバッテリ2の劣化度合いに伴って連続的に小さい値に更新することにより、操作性が急激に変化することを防止することができる。
次に、本発明の第2実施形態に係る車両および車両の制御装置ならびに車両の制御方法について説明する。
本実施形態に係る車両は、上記第1実施形態に係る車両が備える構成において、上位制御装置10がトルク指令値の上限値の変化に基づいて、上限値がゼロに到達する時期を予測し、予測した時期をバッテリの交換時期の目安として表示させる機能を更に備えている。
劣化指数(力行時)=|ΔTr|/|Tpr *|
2 バッテリ
3 走行モータ
4 双方向インバータ
5 インバータ制御装置
10 上位制御装置
Claims (6)
- 車載のモータによる回生電力が充電されるバッテリの端子電圧に基づいて、前記モータの回生トルク指令値を制限する車両の制御装置であって、
前記バッテリの端子電圧が予め設定されている第1閾値を超えた場合に充電継続不可能と判断して前記回生トルク指令値をゼロに設定し、
前記バッテリの端子電圧が前記第1閾値と前記バッテリの公称電圧との間に設定された第2閾値を超えた場合に、予め設定されている前記回生トルク指令値の上限値の初期値から前記バッテリの端子電圧と前記第2閾値との差分の積分値を減算した値を前記回生トルク指令値の上限値とすることで、予め設定されている前記回生トルク指令値の上限値を前記バッテリの劣化度合いに応じて徐々に低下させ、前記回生トルク指令値を前記上限値内に制限する車両の制御装置。 - 車両に搭載されるバッテリの端子電圧に基づいて、前記バッテリを駆動源とするモータの力行トルク指令値を制限する車両の制御装置であって、
前記バッテリの端子電圧が予め設定されている第4閾値未満となった場合に運転継続不可能と判断して前記力行トルク指令値をゼロに設定し、
前記バッテリの端子電圧が前記第4閾値と前記バッテリの公称電圧との間に設定された第3閾値未満となった場合に、予め設定されている前記力行トルク指令値の上限値の初期値から前記バッテリの端子電圧と前記第3閾値との差分の積分値を減算した値を前記力行トルク指令値の上限値とすることで、予め設定されている前記力行トルク指令値の上限値を前記バッテリの劣化度合いに応じて徐々に低下させ、前記力行トルク指令値を前記上限値内に制限する車両の制御装置。 - 前記上限値の変化に基づいて、前記上限値がゼロに到達する時期を予測し、予測した時期を前記バッテリの交換時期の目安として表示させる請求項1または請求項2に記載の車両の制御装置。
- 請求項1から請求項3のいずれかに記載の車両の制御装置を備える車両。
- 車載のモータによる回生電力が充電されるバッテリの端子電圧に基づいて、回生トルク指令値を制限する車両の制御方法であって、
前記バッテリの端子電圧が予め設定されている第1閾値を超えた場合に充電継続不可能と判断して前記回生トルク指令値をゼロに設定し、
前記バッテリの端子電圧が前記第1閾値と前記バッテリの公称電圧との間に設定された第2閾値を超えた場合に、予め設定されている前記回生トルク指令値の上限値の初期値から前記バッテリの端子電圧と前記第2閾値との差分の積分値を減算した値を前記回生トルク指令値の上限値とすることで、予め設定されている前記回生トルク指令値の上限値を前記バッテリの劣化度合いに応じて徐々に低下させ、前記回生トルク指令値を前記上限値内に制限する車両の制御方法。 - 車両に搭載されるバッテリの端子電圧に基づいて、前記バッテリを駆動源とするモータの力行トルク指令値を制限する車両の制御方法であって、
前記バッテリの端子電圧が予め設定されている第4閾値未満となった場合に運転継続不可能と判断して前記力行トルク指令値をゼロに設定し、
前記バッテリの端子電圧が前記第4閾値と前記バッテリの公称電圧との間に設定された第3閾値未満となった場合に、予め設定されている前記力行トルク指令値の上限値の初期値から前記バッテリの端子電圧と前記第3閾値との差分の積分値を減算した値を前記力行トルク指令値の上限値とすることで、予め設定されている前記力行トルク指令値の上限値を前記バッテリの劣化度合いに応じて徐々に低下させ、前記力行トルク指令値を前記上限値内に制限する車両の制御方法。
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