JP7403920B2 - Electric vehicle control device - Google Patents
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Description
本発明は、電動車両の制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for an electric vehicle.
ハイブリッド車(HV:Hybrid Vehicle)や電気自動車(EV:Electric Vehicle)などの車両には、走行用の駆動源としてのモータが搭載されている。モータの動力は、デファレンシャルギヤに伝達され、デファレンシャルギヤから左右の駆動輪に伝達される。車両の減速時には、モータの回生運転により、モータの回転軸に入力される動力が電力に変換される。このとき、モータが駆動系の抵抗となり、その抵抗が車両を制動する制動力(回生制動力)として作用する。モータが発生する電力は、電池に蓄えられて、その後のモータの駆動に利用される。 2. Description of the Related Art Vehicles such as hybrid vehicles (HV) and electric vehicles (EV) are equipped with a motor as a drive source for driving. The power of the motor is transmitted to a differential gear, and from the differential gear to left and right drive wheels. When the vehicle is decelerating, the regenerative operation of the motor converts the power input to the rotating shaft of the motor into electric power. At this time, the motor acts as a resistance in the drive system, and this resistance acts as a braking force (regenerative braking force) that brakes the vehicle. The electric power generated by the motor is stored in a battery and used for subsequent driving of the motor.
モータの回生運転時の減速度は、ユーザによる車両の操作性などに影響する。そのため、減速度の強弱が異なる複数のレベルを設定して、ユーザがスイッチ操作で減速度のレベルを選択できるようした構成が提案されている(たとえば、特許文献1参照)。 The deceleration of the motor during regenerative operation affects the operability of the vehicle by the user. Therefore, a configuration has been proposed in which a plurality of levels with different strengths of deceleration are set and the user can select the level of deceleration by operating a switch (for example, see Patent Document 1).
しかし、減速度の強弱のレベルを選択できるだけでは、ユーザの細かい好みやユーザが車両を使用する道路の状況に合った減速度を得ることはできない。 However, simply being able to select the level of strength of deceleration does not make it possible to obtain a deceleration that suits the user's detailed preferences or the road conditions on which the user uses the vehicle.
本発明の目的は、モータの回生運転時の減速度を細やかに設定できる、電動車両の制御装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a control device for an electric vehicle that can finely set the deceleration of a motor during regenerative operation.
前記の目的を達成するため、本発明に係る電動車両の制御装置は、モータの力行運転により走行のための動力が駆動系に付与され、前記モータの回生運転により回生制動力が駆動系に付与される電動車両の制御装置であって、ユーザにより操作されるユーザインタフェースと、前記ユーザインタフェースの操作に基づいて、複数の車速ごとに、予め設定された最大減速度を上限とする範囲内で減速度を設定する減速度設定手段と、前記モータの回生運転時に、車速に応じて前記減速度設定手段により設定された減速度が得られるように、前記モータの回生運転を制御する回生制御手段とを含む。 In order to achieve the above object, the control device for an electric vehicle according to the present invention provides power for traveling to the drive system through power running of the motor, and regenerative braking force is applied to the drive system through regenerative operation of the motor. A control device for an electric vehicle that uses a user interface operated by a user, and a control device for reducing vehicle speed within a range up to a preset maximum deceleration for each of a plurality of vehicle speeds based on the operation of the user interface. a deceleration setting means for setting the speed; and a regeneration control means for controlling the regenerative operation of the motor so that the deceleration set by the deceleration setting means according to the vehicle speed is obtained during the regenerative operation of the motor. including.
この構成によれば、ユーザインタフェースの操作により、モータの回生運転時の回生制動力による減速度を複数の車速ごとにユーザが任意に設定することができる。そして、その設定された減速度が得られるようにモータの回生運転が制御されるので、ユーザの細かい好みやユーザが電動車両を使用する道路の状況に合った減速度を得ることができる。 According to this configuration, the user can arbitrarily set the deceleration due to the regenerative braking force during regenerative operation of the motor for each of a plurality of vehicle speeds by operating the user interface. Since the regenerative operation of the motor is controlled so as to obtain the set deceleration, it is possible to obtain a deceleration that matches the user's detailed preferences and the road conditions on which the user uses the electric vehicle.
モータの回生運転は、車両のサービスブレーキ(フットブレーキ)の作動時に限らず、アクセルペダルが踏まれていないアクセルオフでサービスブレーキが作動していない状態でも行われてよく、減速度設定手段により、そのアクセルオフでサービスブレーキが作動していない状態での回生運転による減速度が設定されてもよい。 The regenerative operation of the motor is not limited to when the service brake (foot brake) of the vehicle is activated, but may be performed even when the accelerator pedal is not depressed and the service brake is not activated. A deceleration due to regenerative operation may be set in a state where the accelerator is off and the service brake is not activated.
この構成では、アクセルオフにより発生する減速度がユーザの好みに応じて細やかに設定された減速度となるので、アクセルペダルおよびブレーキペダルの踏み込み/踏み戻しが頻繁に繰り返されることを抑制できる。その結果、電動車両の燃費または電費の向上を図ることができる。 With this configuration, the deceleration that occurs when the accelerator is turned off becomes a deceleration that is finely set according to the user's preference, so it is possible to suppress frequent repetition of depressing and depressing the accelerator pedal and the brake pedal. As a result, it is possible to improve the fuel efficiency or electricity consumption of the electric vehicle.
本発明によれば、モータの回生運転時の減速度を細やかに設定することができる。 According to the present invention, it is possible to finely set the deceleration rate during regenerative operation of the motor.
以下では、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。 Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings.
<電動車両>
図1は、本発明の一実施形態に係る電動車両1の構成を示すブロック図である。
<Electric vehicle>
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an
電動車両1は、シリーズ方式のハイブリッドシステム2を搭載している。ハイブリッドシステム2には、エンジン(ENG)11、発電モータ(MG1)12、駆動モータ(MG2)13、駆動用バッテリ14およびPCU(Power Control Unit:パワーコントロールユニット)15が含まれる。
The
エンジン11は、たとえば、ガソリンエンジンまたはディーゼルエンジンである。エンジン11のクランクシャフト21には、エンジン出力ギヤ22がクランクシャフト21と一体に回転するように設けられている。
発電モータ12は、たとえば、永久磁石同期モータからなる。発電モータ12の回転軸23には、発電モータギヤ24が一体に回転するように設けられている。発電モータギヤ24は、エンジン出力ギヤ22と噛合している。発電モータ12は、エンジン11の停止時に、エンジン11をクランキングさせるスタータモータとして使用される。エンジン11の始動後、発電モータ12は、エンジン11の動力を電力に変換する発電機として機能する。
The
駆動モータ13は、たとえば、発電モータ12よりも大型の永久磁石同期モータからなる。駆動モータ13の回転軸25には、モータ出力ギヤ26が回転軸25と一体回転するように設けられている。
The
モータ出力ギヤ26は、電動車両1に搭載されている動力伝達機構3に結合されている。動力伝達機構3には、カウンタ軸31、カウンタギヤ32、出力ギヤ33およびデファレンシャルギヤ34が含まれる。カウンタ軸31は、駆動モータ13の回転軸25と平行に設けられている。カウンタギヤ32および出力ギヤ33は、カウンタ軸31に一体に回転するように設けられている。出力ギヤ33は、デファレンシャルギヤ34のリングギヤ35と噛合している。モータ出力ギヤ26は、カウンタギヤ32と噛合している。
駆動モータ13の動力は、モータ出力ギヤ26、カウンタギヤ32および出力ギヤ33を介して、デファレンシャルギヤ34に伝達される。そして、デファレンシャルギヤ34に伝達された動力は、電動車両1の左右のドライブシャフト4を介して、左右の駆動輪5に伝達される。これにより、左右の駆動輪5が回転し、電動車両1が前進または後進走行する。
The power of
駆動用バッテリ14は、複数の二次電池(たとえば、リチウムイオン電池)を組み合わせた組電池である。駆動用バッテリ14は、たとえば、約200~350V(ボルト)の直流電力を出力する。
The driving
PCU15は、発電モータ12および駆動モータ13の駆動を制御するためのユニットであり、第1インバータ(MG1 INV)41、第2インバータ(MG2 INV)42および昇圧コンバータ(BstCONV)43を備えている。
The PCU 15 is a unit for controlling the driving of the
電動車両1の加速走行時には、駆動モータ13が力行運転されて、駆動モータ13が力行のための動力を発生する。このとき、駆動用バッテリ14から出力される直流電力が昇圧コンバータ43により必要に応じて昇圧されて、昇圧コンバータ43から出力される直流電力が第2インバータ42で交流電力に変換され、その交流電力が駆動モータ13に供給される。これにより、駆動用バッテリ14の電力が消費される。
When the
また、エンジン11の始動時には、駆動用バッテリ14から出力される直流電力が昇圧コンバータ43により昇圧されて、昇圧された直流電力が第1インバータ41で交流電力に変換され、交流電力が発電モータ12に供給される。これにより、発電モータ12がモータリング運転されて、エンジン11が発電モータ12によりモータリングされる。このモータリングによりエンジン11のクランクシャフトが回転し、その回転数が始動に必要な回転数まで上昇すると、エンジン11の点火プラグがスパークされて、エンジン11が始動される。
Further, when the
エンジン11が動作している状態で、発電モータ12が発電運転されることにより、発電モータ12が交流電力を発生する。発電モータ12が発電する交流電力は、第1インバータ41により、直流電力に変換される。そして、第1インバータ41から出力される直流電力が第2インバータ42で交流電力に変換され、交流電力が駆動モータ13に供給される。また、駆動モータ13への電力の供給が不要なときには、第1インバータ41から出力される直流電力が昇圧コンバータ43で降圧されて、降圧後の直流電力が駆動用バッテリ14に供給されることにより、駆動用バッテリ14が充電される。
When the
電動車両1の減速走行時には、駆動モータ13が回生運転されて、駆動輪5から駆動モータ13に伝達される動力が交流電力に変換される。このとき、駆動モータ13が走行駆動系の抵抗となり、その抵抗が電動車両1を制動する制動力(回生制動力)として作用する。駆動モータ13が発生する交流電力は、第2インバータ42により、直流電力に変換される。そして、第2インバータ42から出力される直流電力が昇圧コンバータ43で降圧されて、降圧後の直流電力が駆動用バッテリ14に供給されることにより、駆動用バッテリ14が充電される。
When the
また、電動車両1には、マイコン(マイクロコントローラユニット)51を含む構成のECU(Electronic Control Unit:電子制御ユニット)6が備えられている。マイコン51には、たとえば、CPU、フラッシュメモリなどの不揮発性メモリおよびDRAM(Dynamic Random Access Memory)などの揮発性メモリが内蔵されている。図1には、1つのECU6のみが示されているが、電動車両1には、各部を制御するため、ECU6と同様の構成を有する複数のECUが搭載されている。ECU6を含む複数のECUは、CAN(Controller Area Network)通信プロトコルによる双方向通信が可能に接続されている。
Further, the
さらに、電動車両1の車室内、たとえば、インストルメントパネルには、タッチパネル52が配設されている。タッチパネル52は、たとえば、液晶ディスプレイ上に感圧式または静電容量式の透明フィルムスイッチを貼付した構成であり、電動車両1の車両設定の情報のほか、ナビゲーション情報や音楽情報など種々の情報を表示するマルチインフォメーションディスプレイとして設けられている。
Further, a
<減速度設定>
図2は、電動車両1の回生制動力による減速度の設定について説明するための図である。
<Deceleration setting>
FIG. 2 is a diagram for explaining the setting of deceleration by regenerative braking force of
電動車両1では、サービスブレーキ(フットブレーキ)の作動による減速時に限らず、アクセルペダルが踏まれていないアクセルオフの状態での走行時にも、減速走行時として、駆動モータ13が回生運転されて、その回生運転による回生制動力が駆動輪5を含む駆動系に作用する。
In the
そして、電動車両1では、タッチパネル52を操作して、そのアクセルオフでサービスブレーキが作動していない状態での回生制動力による減速度を複数の車速ごとに設定することができる。
In the
具体的には、図2に示されるように、0km/hから予め定められた最高車速(たとえば、180km/h)までの車速が複数の車速域、たとえば、低速域、中速域および高速域に分けられて、低速域、中速域および高速域の各車速域ごとに、図2に実線で一例が示されるように、アクセルオフでサービスブレーキが作動していない状態での最大減速度が予め設定されている。図2に実線で示される最大減速度の一例では、低速域での最大減速度は、一定であり、中速域での最大減速度は、低速域での最大減速度から車速が高くなるにつれて減少し、高速域での最大減速度は、中速域での最大減速度に滑らかに連続して、車速が高くなるにつれて減少するように設定されている。 Specifically, as shown in FIG. 2, the vehicle speed ranges from 0 km/h to a predetermined maximum vehicle speed (for example, 180 km/h) in multiple vehicle speed ranges, such as a low speed range, a medium speed range, and a high speed range. As shown by the solid line in Figure 2, the maximum deceleration for each vehicle speed range (low speed range, medium speed range, and high speed range) when the accelerator is off and the service brake is not activated is It is set in advance. In the example of the maximum deceleration shown by the solid line in Fig. 2, the maximum deceleration in the low speed range is constant, and the maximum deceleration in the medium speed range increases as the vehicle speed increases from the maximum deceleration in the low speed range. The maximum deceleration in the high speed range is set to smoothly continue with the maximum deceleration in the medium speed range and decrease as the vehicle speed increases.
アクセルオフでサービスブレーキが作動していない状態での減速度は、所定の車速ごと(たとえば、1km/hごと)に、0から最大限速度までの範囲内でユーザが任意に設定することができる。タッチパネル52には、初期状態において、たとえば、最大減速度を示す線上に重ねて、アクセルオフでサービスブレーキが作動していない状態での減速度を示す線が表示されている。この減速度を示す線を部分的にユーザの手指で押さえ、その手指を上下にスライドさせることにより、手指で押さえた部分に対応する車速の減速度を大小変化させることができる。手指で押さえた部分に対応する車速の減速度が変えられると、減速度を示す線が滑らかに変化するように、その車速の近傍の車速の減速度が自動的に変更される。図2には、ユーザによる変更後の減速度を示す線が二点鎖線および破線で2通り示されている。
The user can arbitrarily set the deceleration when the accelerator is off and the service brake is not operating within a range from 0 to the maximum speed for each predetermined vehicle speed (for example, every 1 km/h). . In an initial state, the
<作用効果>
以上のように、タッチパネル52の操作により、アクセルオフでサービスブレーキが作動していない状態での減速度を複数の車速ごとにユーザが任意に設定することができる。そして、その設定された減速度が得られるように駆動モータ13の回生運転が制御されるので、ユーザの細かい好みやユーザが電動車両1を使用する道路の状況に合った減速度を得ることができる。
<Effect>
As described above, by operating the
また、アクセルオフにより発生する減速度がユーザの好みに応じて細やかに設定された減速度となるので、アクセルペダルおよびブレーキペダルの踏み込み/踏み戻しが頻繁に繰り返されることを抑制できる。その結果、電動車両1の燃費または電費の向上を図ることができる。
Further, since the deceleration caused by the accelerator being turned off becomes a deceleration that is carefully set according to the user's preference, it is possible to suppress frequent repetition of depressing/depressing the accelerator pedal and the brake pedal. As a result, it is possible to improve the fuel efficiency or electricity consumption of the
<変形例>
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、他の形態で実施することもできる。
<Modified example>
Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention can also be implemented in other forms.
たとえば、減速度を設定するためのユーザインタフェースとして、タッチパネル52を例示したが、ユーザインタフェースは、タッチパネル52に限らない。ユーザインタフェースとして、たとえば、インストルメントパネルに配設されたディスプレイに、車速ごとに設定される減速度がゲージ(棒グラフ)で表示され、そのゲージの長さをダイヤルで調整する構成が採用されてもよい。また、スマートフォンなどの端末がユーザインタフェースとして利用されてもよい。
For example, although the
前述の実施形態では、シリーズ方式のハイブリッドシステム2を搭載した電動車両1を取り上げたが、本発明は、シリーズ・パラレル方式など、シリーズ方式以外の方式のハイブリッドシステムを搭載した電動車両に適用可能である。シリーズ・パラレル方式のハイブリッドシステムでは、たとえば、エンジンおよびモータが遊星歯車機構に接続されており、エンジンからの動力を分割してモータおよび駆動輪に振り分けることができ、エンジンからの動力およびモータからの動力を合成して駆動輪に伝達することができる。
In the above-described embodiment, the
また、本発明は、ハイブリッドシステムを搭載した電動車両に限らず、モータを走行用の駆動源として搭載した車両であれば、エンジンを搭載していない電気自動車(EV:Electric Vehicle)に適用することもできる。 Furthermore, the present invention is not limited to electric vehicles equipped with a hybrid system, but can be applied to electric vehicles (EVs) that are not equipped with an engine, as long as they are equipped with a motor as a drive source for driving. You can also do it.
その他、前述の構成には、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。 In addition, various design changes can be made to the above-described configuration within the scope of the claims.
1:車両
2:エンジン
11:エンジン
12:発電モータ(発電機)
16:駆動用電池(電池)
17:ECU(制御装置、連続停車検知手段、充電制御手段、空調制御手段)
21:車速センサ(連続停車検知手段)
22:EPBスイッチ(連続停車検知手段)
23:エアコンディショナ
1: Vehicle 2: Engine 11: Engine 12: Generator motor (generator)
16: Drive battery (battery)
17: ECU (control device, continuous stop detection means, charging control means, air conditioning control means)
21: Vehicle speed sensor (continuous stop detection means)
22: EPB switch (continuous stop detection means)
23: Air conditioner
Claims (1)
ユーザにより操作されるユーザインタフェースと、
前記ユーザインタフェースの操作に基づいて、複数の車速ごとに、予め設定された最大減速度を上限とする範囲内で減速度を設定する減速度設定手段と、
前記モータの回生運転時に、車速に応じて前記減速度設定手段により設定された減速度が得られるように、前記モータの回生運転を制御する回生制御手段と、を含み、
前記複数の車速ごとに、前記減速度設定手段により設定される減速度を前記ユーザインタフェースに表示させる、制御装置。 A control device for an electric vehicle, in which power for running is applied to a drive system through power running of a motor, and regenerative braking force is applied to the drive system through regenerative operation of the motor,
a user interface operated by a user;
a deceleration setting means for setting a deceleration within a range having a preset maximum deceleration as an upper limit for each of a plurality of vehicle speeds based on an operation of the user interface;
regeneration control means for controlling the regenerative operation of the motor so that the deceleration set by the deceleration setting means according to the vehicle speed is obtained during the regenerative operation of the motor ;
A control device that causes the user interface to display a deceleration set by the deceleration setting means for each of the plurality of vehicle speeds .
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