WO2008004444A1 - Dispositif de régulation de puissance d'un véhicule - Google Patents

Dispositif de régulation de puissance d'un véhicule Download PDF

Info

Publication number
WO2008004444A1
WO2008004444A1 PCT/JP2007/062473 JP2007062473W WO2008004444A1 WO 2008004444 A1 WO2008004444 A1 WO 2008004444A1 JP 2007062473 W JP2007062473 W JP 2007062473W WO 2008004444 A1 WO2008004444 A1 WO 2008004444A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
capacitor
power
charging power
control device
voltage
Prior art date
Application number
PCT/JP2007/062473
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Takaya Soma
Hiroshi Yoshida
Takeshi Mogari
Original Assignee
Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha filed Critical Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha
Priority to CN2007800252388A priority Critical patent/CN101484332B/zh
Priority to KR1020097002238A priority patent/KR101143438B1/ko
Priority to US12/227,976 priority patent/US8120295B2/en
Publication of WO2008004444A1 publication Critical patent/WO2008004444A1/ja

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L7/00Electrodynamic brake systems for vehicles in general
    • B60L7/10Dynamic electric regenerative braking
    • B60L7/14Dynamic electric regenerative braking for vehicles propelled by ac motors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L15/00Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
    • B60L15/007Physical arrangements or structures of drive train converters specially adapted for the propulsion motors of electric vehicles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/40Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by capacitors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B60L50/51Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells characterised by AC-motors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/12Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries responding to state of charge [SoC]
    • B60L58/15Preventing overcharging
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W20/00Control systems specially adapted for hybrid vehicles
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/64Electric machine technologies in electromobility
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Definitions

  • the present invention relates to power control of a vehicle including a rotating electric machine for traveling that generates regenerative power during braking, and more particularly to power control of a vehicle including a capacitor charged with regenerative power.
  • a vehicle equipped with a power train called a hybrid system combining an engine (for example, a known engine such as a gasoline engine or a diesel engine) and a motor has been developed and put into practical use.
  • vehicles electric vehicles, fuel cell vehicles
  • a power train that uses only a motor as the driving source without an engine are being developed.
  • the motor when the vehicle is braked, the motor functions as a generator to generate regenerative energy, and the generated regenerative energy is charged to a motor drive power storage mechanism (battery or capacitor).
  • a motor drive power storage mechanism battery or capacitor
  • Japanese Laid-Open Patent Publication No. 1-11 3 4 3 8 90 discloses a technique for preventing a change in braking feeling by enabling regenerative braking when a capacitor is in a fully charged state 1 ”.
  • a control device disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 11-3 4 3 8 90 includes an engine that generates a driving force for traveling, a motor that generates a driving force and a regenerative braking force for traveling, and a motor. And a power storage mechanism charged with regenerative power generated by a motor, and a purge control device for a canister in a hybrid vehicle.
  • This control device has a canister that adsorbs evaporated fuel generated from the engine, Purging the evaporated fuel adsorbed on the canister by heating the canister-,,.
  • Remaining capacity detection unit for detecting the remaining capacity of the power storage mechanism, and the remaining capacity of the power storage mechanism detected by the remaining capacity detection unit is greater than a predetermined threshold
  • a purge control unit that supplies regenerative power generated by the motor to the heater.
  • the remaining capacity of the power storage mechanism detected by the remaining capacity detection unit is less than a predetermined threshold value, and the power storage mechanism is still chargeable.
  • the power storage mechanism can be charged with regenerative power generated by the motor due to regenerative braking, and the kinetic energy of the vehicle body can be recovered as electric energy.
  • the remaining capacity is equal to or greater than the predetermined threshold and the power storage mechanism is already unchargeable, the regenerative power generated by the motor by regenerative braking is supplied to the heater to purge the evaporated fuel adsorbed by the canister. Can be used.
  • the motor can always perform regenerative braking, minimizing wasteful consumption of energy and preventing changes in braking feeling.
  • purging of the evaporated fuel adsorbed by the canister may not be necessary. From the viewpoint of performance, the frequency of supplying regenerative power to the heater is limited. For this reason, it may happen that the change in braking feeling due to the decrease in regenerative braking force cannot be suppressed. Disclosure of the invention
  • the present invention has been made in order to solve the above-described problems, and the object of the present invention is to provide a vehicle having a capacitor charged with regenerative power without relying on power consumption other than charging the capacitor.
  • An object of the present invention is to provide an electric power control device that reduces a change in braking feeling due to a decrease in regenerative braking force.
  • the power control apparatus controls a vehicle equipped with a rotating electric machine for traveling that generates power during regenerative braking.
  • This power control device includes a capacitor connected to the rotating electrical machine and charged with the generated energy, and an arithmetic unit connected to the capacitor.
  • the arithmetic unit calculates the charging power to the capacitor, determines whether the charging power has reached a predetermined control upper limit value, and whether the charging power has reached the control upper limit value. Therefore, the charging power is controlled to be small.
  • the present invention energy generated during regenerative braking (regenerative energy) power charging / discharging efficiency is charged to a capacitor higher than the battery. Therefore, the recovery efficiency of regenerative energy can be improved.
  • the charging power to the capacitor is limited by a predetermined control upper limit value.
  • it is necessary to cut off the charging power to the capacitor by suppressing the generation of regenerative energy before the capacitor is fully charged. For example, when charging power is cut off when the battery is almost fully charged, the chargeable capacity of the capacitor is low, so it is necessary to cut off the charging power rapidly.
  • the regenerative braking force may decrease after the charging power is cut off, and the braking feeling may change. Therefore, control is performed so that the charging power to the capacitor becomes smaller from the time when the control upper limit value is reached. As a result, compared to the case where the charging power is cut off when the battery is close to being fully charged, for example, the remaining chargeable capacity of the capacitor remains, so the charging power to the capacitor is gradually reduced. Can be blocked. Therefore, the regenerative braking force can be reduced gradually. As a result, in a vehicle having a capacitor charged with regenerative power, a power control device is provided that reduces changes in braking feeling due to a decrease in regenerative braking force without relying on power consumption other than charging the capacitor. be able to.
  • the power control device further includes a detection unit that detects a voltage of the capacitor.
  • the arithmetic unit controls the charging power to be reduced according to the voltage of the capacitor.
  • the charged amount (charged amount) of the capacitor is generally proportional to the square of the voltage of the capacitor. Therefore, the higher the capacitor voltage, the closer the capacitor is to a fully charged state. Therefore, the charging power to the capacitor is controlled to be small according to the voltage of the capacitor. For example, when the voltage of the capacitor is high, the charging power to the capacitor is controlled to be smaller than when the voltage is low. Thereby, the charging power to the capacitor can be reduced according to the charging state of the capacitor. This prevents capacitor damage due to overcharging. be able to.
  • the arithmetic unit controls the charging power to be smaller when the voltage of the capacitor is high than when the voltage is low.
  • the charged amount (charged amount) of the capacitor is generally proportional to the square of the voltage of the capacitor. Therefore, the higher the capacitor voltage, the closer the capacitor is to the charged state. Therefore, when the voltage of the capacitor is high, the charging power to the capacitor is controlled to be smaller than when the voltage is low. As a result, the closer the capacitor is to a fully charged state, the lower the charge power to the capacitor.
  • the power control device is connected to the rotating electrical machine in parallel with the capacitor, transforms the voltage of the generated energy and outputs it, and is connected to the converter, and the transformed energy is charged.
  • a secondary battery is connected to the rotating electrical machine in parallel with the capacitor, transforms the voltage of the generated energy and outputs it, and is connected to the converter, and the transformed energy is charged.
  • the secondary battery is connected to the rotating electrical machine in parallel with the capacitor via the converter.
  • the energy generated in the rotating electrical machine can be charged to the capacitor, and the secondary battery can be charged by transforming the voltage of the energy generated in the rotating electrical machine with a converter.
  • the arithmetic unit switches the generated energy to preferentially charge either the secondary battery or the capacitor by controlling the converter.
  • the generated energy preferentially charges either the secondary battery or the capacitor.
  • the secondary battery is preferentially charged.
  • the capacitor is preferentially charged. In this way, either the secondary battery or the capacitor is preferentially charged in consideration of the characteristics of the capacitor that has better charge / discharge efficiency than the secondary battery and the characteristics of the secondary battery that has more storage capacity than the capacitor. be able to.
  • the arithmetic unit increases the charging power to the secondary battery as the charging power to the capacitor is reduced by controlling the converter.
  • the charging power to the capacitor is reduced, the charging power to the secondary battery is increased. Therefore, the regenerative braking force can be reduced more gradually.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a structure of a vehicle on which a power control apparatus according to an embodiment of the present invention is mounted.
  • FIG. 2 is a flowchart showing a control structure of the ECU constituting the power control apparatus according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the voltage value of the capacitor provided in the vehicle equipped with the power control apparatus according to the embodiment of the present invention and the limit value of the charging power value.
  • FIG. 4 is a timing chart of the capacitor voltage value and the charging power value provided in the vehicle on which the power control apparatus according to the embodiment of the present invention is mounted.
  • This vehicle includes a battery 100, an inverter 200, a motor generator 300, a capacitor 400, a system main relay 510 (SMR (1) 500, limiting resistor 502, SMR (2) 504, SMR (3) 506),
  • the power control apparatus is controlled by a program executed by the ECU 600.
  • the vehicle is described as an electric vehicle that travels only by the driving force from the motor generator 300, but the vehicle on which the power control device according to the present invention is mounted is not limited to an electric vehicle, and other hybrid vehicles It may be installed in a car or a fuel cell car.
  • the battery 100 is an assembled battery in which a plurality of modules in which a plurality of cells are connected in series are further connected in series.
  • a capacitor 700 is provided, both of which supply power to the motor generator 300 according to their characteristics. To pay.
  • the inverter 200 includes six IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistors) and six diodes connected in parallel to each IGBT so that current flows from the IGBT emitter side to the collector side. .
  • IGBTs Insulated Gate Bipolar Transistors
  • Inverter 200 causes motor generator 300 to function as a motor or a generator based on a control signal from ECU 600.
  • the inverter 200 converts DC power supplied from the battery 100 or the capacitor 700 into AC power and supplies the AC power to the motor generator 300.
  • the inverter 200 turns the gate of each IGBT on / off (energized Z cut off) and controls the power supplied to the motor generator 300, so that the motor generator 300 is requested by a control signal from the ECU 600. Control the output state.
  • inverter 200 When inverter 200 functions as motor generator, inverter 200 converts AC power generated by motor generator 300 into DC power and charges territory 100 and capacitor 700.
  • the inverter 200 controls the motor generator 300 so that the power generation state required by the control signal from the ECU 600 is achieved by turning on and off the gates of each IGBT (Z energization is cut off). Controls charging power to capacitor 700.
  • Motor generator 300 is a three-phase AC motor and a generator that generates electric power during regenerative control of the vehicle.
  • the rotating shaft of motor generator 300 is finally connected to a drive shuffle (not shown) of the vehicle.
  • the vehicle travels with the driving force from the motor generator 300.
  • the capacitor 400 is connected in parallel with the inverter 200. Capacitor
  • the 400 smoothes the electric power supplied from the battery 100 or the electric power supplied from the inverter 200 to temporarily store electric charges.
  • the smoothed power is supplied to the inverter 200 or the battery 100.
  • System main relay 510 has positive SMR (1) 500, SMR (2).
  • SMR (1) 500, SMR (2) 504, and SMR (3) 506 are used to energize the coil. This relay closes the contact that turns on.
  • SMR (1) 500 and 5 ⁇ 113 ⁇ 4 (2) 504 are provided on the positive electrode side of battery 100.
  • SMR (1) 50 0 and SMR (2) 504 are connected in parallel.
  • a limiting resistor 502 is connected to the SMR (1) 500 in series.
  • SMR (1) 500 is a precharge SMR that is connected before SMR (2) 5 4 is connected and prevents inrush current from flowing through inverter 200.
  • SMR (2) 504 is a positive SMR connected after SMR (1) 500 is connected and precharge is completed.
  • S MR (3) 506 is a negative SMR provided on the negative side of battery 100. Each SMR is controlled by an ECU 60 °.
  • the ECU 600 When the ECU 600 is switched to the ST A position via the A CC position and the ON position, the ECU 600 first turns on the SMR (3) 506 and then turns on the SMR (1) 500 to perform precharge. Since the limiting resistor 502 is connected to the SMR (1) 500 and is turned on, the voltage applied to the inverter gradually rises even when the SMR (1) 500 is turned on, thereby preventing an inrush current.
  • this vehicle is equipped with the capacitor 700.
  • the capacitor 700 is connected between the input terminal of the inverter 20 ° and the capacitor 400.
  • 'Capacitor 700 has better charge / discharge efficiency than battery 100 and can handle instantaneous high input / output.
  • Capacitor 700 opens and closes relay 702 and relay 704 that close the contacts that are turned on when energizing current is applied to the coil, and ECU 600 opens and closes to charge and discharge power to and from inverter 200 .
  • the capacitor 700 is connected to a voltmeter that detects the capacitor voltage value V and an ammeter that detects the capacitor current value I. These voltmeters and ammeters are connected to ECU 600. The capacitor voltage value V and the capacitor current value I are transmitted to the ECU 600 so that the ECU 700 can calculate the charge amount (storage amount) of the capacitor 700 and the charge power value P (C) of the capacitor 700. If the capacitance of the capacitor 700 is C, the charge amount of the capacitor 700 is calculated by the equation expressed by CX (the square of V).
  • this vehicle is provided with a boost converter 800 between the battery 100 and the inverter 200. By this boost converter 80, for example, the rated voltage of battery 100 is increased to about 200 000 V (the rated voltage of the motor).
  • This boost converter 800 is composed of two IGBTs and a reactor that reduces current changes.
  • ECU 600 is stored in a ROM (Read Only Memory) based on the amount of depression of an ignition switch (not shown), the amount of depression of an accelerator pedal (not shown), the amount of depression of a brake pedal (not shown), etc. Execute the specified program. By this program, inverter 200, boost converter 800, each SMR and the like are controlled, and the vehicle is controlled to travel in a desired state.
  • ROM Read Only Memory
  • charging / discharging of the battery 70 0 and the capacitor 90 0 is controlled by changing the output voltage (system voltage) of the boost converter 80 0.
  • output voltage of boost converter 8 0 0 is lower than capacitor voltage value V
  • capacitor ⁇ 0 0 is preferentially discharged.
  • the output voltage of step-up converter 8 0 0 exceeds the voltage of capacitor 9 0
  • battery 1 0 0 is discharged preferentially.
  • the ECU 600 When a momentary high load is required, the ECU 600 is connected to the motor generator 3 0 0 via the inverter 2 0 0 from the capacitor 7 0 0 which has higher charge / discharge efficiency than the battery 1 0 0. To supply power. In preparation for such an instantaneous high load, it is necessary to keep the capacitor 700 close to a fully charged state. Therefore, for example, during regenerative braking, the ECU 600 controls the relay 70 2 and the relay 70 4 to be in an ON state, and the capacitor 700 is preferentially charged. Boost converter 8 0 0 is controlled.
  • the ECU 6 0 0 generates power in the motor generator 3 0 0.
  • the inverter 200 is controlled so that the sum of the power value (regenerative power value), the charging power limit for the capacitor 700, WIN (C), and the charging power limit value WI ⁇ ( ⁇ ) for the battery 100 is not exceeded.
  • ECU 600 controls converter 800 so that the charging power value P (C) of capacitor 7 ⁇ 0 and the charging power value P (B) of battery 100 exceed the respective limit values. Distributes the power generated by motor generator 300 to capacitor 7 ° 0 and battery 100. This suppresses capacitor 700 and battery 100 from entering an overcurrent and overvoltage state.
  • the ECU 600 reduces the charging power limit direct WI N (C) before the capacitor 700 is fully charged, and sets the charging power value P Reduce (C) to approximately zero.
  • ECU 600 controls inverter 200 and converter 800 such that charging power limit value W I N (B) for battery 100 increases as charging power limit value WI N (C) decreases.
  • Step 100 ECU 600 determines whether or not capacitor 700 is charging regenerative energy. For example, the ECU 600 calculates the degree of increase in the capacitor voltage value V, and determines that charging is in progress when the degree of increase is greater than a threshold value. Note that the method for determining whether the capacitor 700 is charging the regenerative energy is not limited to this. If charging is in progress (YES at S100), the process proceeds to S102. Otherwise (NO at S100), processing returns to S100.
  • ECU 600 calculates charging power value P (C) of capacitor 700. For example, ECU 600 calculates the product of capacitor voltage value V and capacitor current value I as charging power value P (C).
  • ECU 600 determines whether or not charging power value P (C) has reached maximum value WMAX of charging power limit value WIN (C). When WMAX is reached (YES in S 104), the process proceeds to S106. Otherwise (N at S 104 O) The process returns to S104.
  • ECU 600 detects the capacitor voltage value V.
  • ECU 600 sets charging power limit value W I N (C) to be small in accordance with capacitor voltage value V. For example, as shown in FIG. 3, when the charging power value P (C) reaches WMAX with the capacitor voltage value V (1), the ECU 600 increases the charging power limit value WIN in proportion to the square of the capacitor voltage value V. Set (C) to be small.
  • the motor generator 300 generates regenerative energy due to regenerative braking of the vehicle.
  • the charging power value P ((P) of the capacitor 700 is based on the capacitor voltage value V and the capacitor current value I).
  • C) is calculated (S102).
  • the regenerative energy is controlled by the ECU 600 so that the capacitor 700 is preferentially charged.
  • the charging power value P (C) gradually increases, and reaches the maximum value WMAX of the charging power limit value WI N (C) at time T (2) ($ 104 at 3104).
  • the charging power limit value WI N (C) of the capacitor 700 is decreased.
  • the charging power limit value WI N (B) for the battery 100 is increased as the charging power limit value WI N (C) is decreased.
  • charging power value P (B) for battery 100 increases.
  • the regenerative braking force can be reduced more slowly.
  • the rate of decrease in the charging power value P (C) of the capacitor 700 is due to the fact that the charging of the battery 100 is accompanied by a chemical change.
  • the rate of increase in the charging power value P (B) for the battery 100 is delayed. Due to this delay, the regenerative braking force momentarily decreases, and the driver may feel uncomfortable. Therefore, from the point when charging power value P (C) reaches WMAX at capacitor voltage value V (1) (YES in S104), charging power limit value WI N (in proportion to the square of capacitor voltage value V C) is set to be small (S108).
  • the capacitor voltage value V rises more slowly than when the charging power value P (C) is continued with WM AX (see the dashed line in Fig. 4 (A)) (see the solid line in Fig. 4 (A)).
  • the charging power limit value WI N (C) is set to be smaller in proportion to the square of the slowly rising capacitor voltage value V. For this reason, the closer the capacitor 700 is to a fully charged state, the smaller the charging power value P (C), and the capacitor 700 is prevented from being damaged by overcharging.
  • the charging is performed from time T (2) when the chargeable capacity of the capacitor 700 is sufficiently secured to time T (5) when it becomes close to a fully charged state.
  • the power value P (C) can be decreased gradually. Thereby, the delay of the rising speed of the charging power value P (B) to the battery 100 with respect to the decreasing speed of the charging power value P (C) is reduced. As a result, the instantaneous decrease in regenerative braking force can be reduced.
  • the control is performed so that the limit value of the charge power value becomes smaller from the time when the charge power value of the capacitor reaches the maximum limit value. Is done. Therefore, compared to the case where the charging power value is continued with the maximum limit value, the charging power value can be reduced from the time when the chargeable capacity of the capacitor is sufficiently secured. As a result, the charging power value of the capacitor can be gradually reduced and cut off, so that a sudden change in braking feeling is suppressed.

Description

明細書 車両の電力制御装置 技術分野
本発明は、 制動時に回生電力を発生する走行用の回転電機を含む車両の電力制 御に関し、 特に、 回生電力が充電されるキャパシタを備えた車両の電力制御に関 する。 背景技術
エンジン (たとえば、 ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの公知の機 関を用いることが考えられる。 ) とモータとを組合せたハイブリッドシステムと 呼ばれるパワートレーンを搭載した車両が開発され、 実用化されている。 さらに、 エンジンを搭載しないでモータのみを走行源としたパワートレーンを搭載した車 両 (電気自動車、 燃料電池車) も開発されている。 このような車両では、 車両の 制動時にモータをジェネレータとして機能させて回生エネルギを発生させ、 発生 した回生エネルギをモータ駆動用の蓄電機構 (バッテリやキャパシタ) に充電す る。 これにより、 車両の運動エネルギが電気工ネルギとして回収されるとともに、 車両には回生制動力が作用する。 蓄電機構の過充電による損傷を防止するために、 蓄電機構が満充電状態になる前に、 回生エネルギの発生を抑制して蓄電機構への 充電電力を遮断する必要がある。 そのため、 遮断前に作用していた回生制動力が 遮断後に作用しなくなり、 運転者が違和感を覚える場合がある。 特開平 1 1一 3 4 3 8 9 0号公報は、 キャパシタが満充電状態にあるときに回生制動を可能にす ることにより制動フィーリングの変化を防止する技術を開示 1"る。
特開平 1 1— 3 4 3 8 9 0号公報に開示された制御装置は、 走行用の駆動力を 発生するエンジンと、 走行用の駆動力および回生制動力を発生するモータと、 モ ータを駆動する電力を供給するとともにモータが発生する回生電力で充電される 蓄電機構とを備えたハイプリッド車両におけるキヤニスタのパージ制御装置であ る。 この制御装置は、 エンジンから発生した蒸発燃料を吸着するキヤニスタと、 キヤニスタを加熱してキヤニスタに吸着された蒸発燃料をパージする ― 、, . 蓄電機構の残容量を検出する残容量検出部と、 残容量検出部で検出した蓄電機構 の残容量が所定の閾値以上のときにモータが発生する回生電力をヒータに供給す るパージ制御部とを含む。
特開平 1 1— 3 4 3 8 9 0号公報に開示された制御装置によると、 残容量検出 部で検出した蓄電機構の残容量が所定の閾値未満であって蓄電機構が未だ充電可 能である場合には、 回生制動によりモータが発生した回生電力で蓄電機構を充電 して車体の運動エネルギを電気工ネルギとして回収することができる。 残容量が 所定の閾値以上であって蓄電機構が既に充電不能である場合には、 回生制動によ りモータが発生した回生電力をヒータに供給してキヤニスタに吸着された蒸発燃 料のパージに利用することができる。 したがって、 蓄電機構の残容量の大小に関 わらずモータは常に回生制動を実行することが可能となり、 エネルギーの無駄な 消費を最小限に抑えるとともに制動フィーリングの変化を防止することができる。 し力 しながら、 特開平 1 1— 3 4 3 8 9 0号公報に開示された制御装置におい て、 キヤニスタに吸着された蒸発燃料のパージが不要な場合もあり、 実際には、 ヒータの耐久性の観点から、 回生電力をヒータに供給する頻度は限られてしまう。 そのため、 回生制動力の減少による制動フィーリングの変化を抑制できない場合 が起こり得る。 発明の開示
本発明は、 上述の課題を解決するためになされたものであって、 その目的は、 回生電力が充電されるキャパシタを備えた車両において、 キャパシタへの充電以 外での電力消費に頼らずに、 回生制動力の減少による制動フィーリングの変化を 低減する電力制御装置を提供することである。
この発明に係る電力制御装置は、 回生制動時に発電する走行用の回転電機を備 えた車両を制御する。 この電力制御装置は、 回転電機に接続され、 発電されたェ ネルギが充電されるキャパシタと、 キャパシタに接続された演算ュニットとを含 む。 演算ユニットは、 キャパシタへの充電電力を算出し、 充電電力が予め定めら れた制御上限値に達したか否かを判断し、 充電電力が制御上限値に達した時点か ら、 充電電力を小さくするように制御する。
この発明によると、 回生制動時に発電されたエネルギ (回生エネルギ) 力 充 放電効率がバッテリよりも高いキャパシタに充電される。 そのため、 回生エネル ギの回収効率を向上することができる。 キャパシタへの瞬間的な過電流および過 電圧を抑制するため、 キャパシタへの充電電力は予め定められた制御上限値で制 限される。 さらに、 過充電によるキャパシタの損傷を防止するために、 キャパシ タが満充電状態になる前に、 回生エネルギの発生を抑制してキャパシタへの充電 電力を遮断する必要がある。 たとえば満充電状態に近レ、状態になつた時点から充 電電力を遮断する場合、 キャパシタの充電可能容量が少なくなつているため、 充 電電力を急激に減少させて遮断する必要がある。 そのため、 充電電力の遮断後に 回生制動力が減少し、 制動フィーリングが変化する場合がある。 そこで、 キャパ シタへの充電電力が制御上限値に達した時点から小さくなるように制御される。 これにより、 たとえば満充電状態に近い状態になった時点から充電電力を遮断す る場合と比べて、 キャパシタの充電可能容量がより多く残されているため、 キヤ パシタへの充電電力を緩やかに減少させて遮断することができる。 そのため、 回 生制動力を緩やかに減少させることができる。 その結果、 回生電力が充電される キャパシタを備えた車両において、 キャパシタへの充電以外での電力消費に頼ら ずに、 回生制動力の減少による制動フィーリングの変化を低減する電力制御装置 を提供することができる。
好ましくは、 電力制御装置は、 キャパシタの電圧を検出する検出部をさらに含 む。 演算ユニットは、 充電電力の制御において、 キャパシタの電圧に応じて充電 電力を小さくするように制御する。
この発明によると、 キャパシタの充電量 (蓄電量) は、 一般的にキャパシタの 電圧の 2乗に比例する。 そのため、 キャパシタの電圧が高いほど、 キャパシタは 満充電状態に近い状態といえる。 そこで、 キャパシタの電圧に応じてキャパシタ への充電電力が小ざ,くなる.ように制御される。 たとえば、 キャパシタの電圧が高 い場合は低い場合に比べて、 キャパシタへの充電電力が小さくなるように制御さ れる。 これにより、 キャパシタの充電状態に応じて、 キャパシタへの充電電力を 小さくすることができる。 そのため、 過充電によるキャパシタの損傷を防止する ことができる。
さらに好ましくは、 演算ユニットは、 充電電力の制御において、 キャパシタの 電圧が高い場合は低い場合に比べて、 充電電力が小さくなるように制御する。 この発明によると、 キャパシタの充電量 (蓄電量) は、 一般的にキャパシタの 電圧の 2乗に比例する。 そのため、 キャパシタの電圧が高いほど、 キャパシタは 满充電状態に近い状態といえる。 そこで、 キャパシタの電圧が高い場合は低い場 合に比べて、 キャパシタへの充電電力が小さくなるように制御される。 これによ り、 キャパシタが満充電状態に近いほど、 キャパシタへの充電電力をより小さく することができる。
ざらに好ましくは、 電力制御装置は、 回転電機にキャパシタと並列に接続され、 発電されたエネルギの電圧を変圧して出力するコンバータと、 コンバ一タに接続 され、 変圧されたエネルギが充電される二次電池とをさらに含む。
この発明によると、 回転電機には、 コンバータを経由して二次電池がキャパシ タと並列に接続される。 これにより、 回転電機で発生したエネルギをキャパシタ に充電できるとともに、 回転電機で発生したエネルギの電圧をコンぐ一タで変圧 して二次電池に充電することができる。
さらに好ましくは、 演算ユニッ トは、 コンバータを制御することにより、 発電 されたエネルギを二次電池とキャパシタとのいずれかを優先的に充電するように 切り換える。
この発明によると、 コンバータを制御することにより、 発電されたエネルギが 二次電池とキャパシタとのいずれかを優先的に充電される。 たとえば、 コンバー タの出力電圧をキャパシタ電圧値以下にすると、 二次電池が優先的に充電される。 キャパシタ電圧値よりもコンバータの出力電圧を高くすると、 キャパシタが優先 的に充電される。 これにより、 充放電効率が二次電池より優れるキャパシタの特 性と、 蓄電容量がキャパシタより多い二次電池の特性とを考慮して、 二次電池と キャパシタとのいずれかを優先的に充電することができる。
さらに好ましくは、 演算ユニッ トは、 コンバータを制御することにより、 キヤ パシタへの充電電力が小さくされるほど、 二次電池への充電電力を大きくする。 この発明によると、 たとえば、 コンバータで変圧される電力を制御することに より、 キャパシタへの充電電力が小さくされるほど、 二次電池への充電電力が大 きくされる。 そのため、 回生制動力をより緩やかに減少させることができる。 図面の簡単な説明
図 1は、 本発明の実施例に係る電力制御装置が搭載される車両の構造を示す図 である。
図 2は、 本発明の実施例に係る電力制御装置を構成する ECUの制御構造を示 すフローチャートである。
図 3は、 本発明の実施例に係る電力制御装置が搭載される車両に備えられるキ ャパシタの電圧値と充電電力値の制限値との関係を示す図である。
図 4は、 本発明の実施例に係る電力制御装置が搭載される車両に備えられるキ ャパシタの電圧値および充電電力値のタイミングチャートである。 発明を実施するための最良の形態
以下、 図面を参照しつつ、 本発明の実施例について説明する。 以下の説明では、 同一の部品には同一の符号を付してある。 それらの名称および機能も同じである。 したがって、 それらについての詳細な説明は繰返さない。
図 1を参照して、 本発明の実施例に係る電力制御装置が搭載された車両につい て説明する。 この車両は、 バッテリ 100と、 インバータ 200と、 モータジェ ネレータ 300と、 コンデンサ 400と、 システムメインリレー 510 (SMR (1) 500、 制限抵抗 502、 SMR (2) 504、 SMR (3) 506) と、
ECU (Electronic Control Unit) 600とを含む。 本実施例に係る電力制御 装置は、 ECU600が実行するプログラムにより制御される。 なお、 本実施例 において、 車両はモータジェネレータ 300からの駆動力のみにより走行する電 気自動車として説明するが、 本発明に係る電力制御装置が搭載される車両は電気 自動車に限られず、 その他、 ハイブリッド車、 燃料電池車などに搭載してもよい。 バッテリ 100は、 複数のセルを直列に接続したモジュールをさらに複数直列 に接続した組電池である。 なお、 ノくッテリ 100に加えてキャパシタ 700が備 えられ、 ともにそれぞれの特性に じて、 モータジェネレータ 300に電力を供 給する。
イ ン ータ 2 0 0 は、 6 つの I G B T ( Insulated Gate Bipolar Transistor) と、 I G B Tのェミッタ側からコレクタ側に電流を流すように、 各 I GBTにそれぞれ並列に接続された 6つのダイォードとを含む。
インバータ 200は、 ECU 600からの制御信号に基づいて、 モータジエネ レ一タ 300をモータまたはジェネレータとして機能させる。 インバータ 200 は、 モータジェネレータ 300をモータとして機能させる場合、 バッテリ 100 やキャパシタ 700から供給された直流電力を交流電力に変換し、 モータジエネ レ一タ 300に供給する。 インバ一タ 200は、 各 I GBTのゲートをオン/ォ フ (通電 Z遮断) してモータジェネレータ 300に供給する電力を制御すること により、 モータジェネレータ 300が ECU 600からの制御信号で要求される 出力状態になるように制御する。
インバータ 200は、 モータジェネレータ 300をジェネレータとして機能さ せる場合、 モータジェネレータ 300が発電した交流電力を直流電力に変換し、 テリ 100やキャパシタ 700に充電する。 インバータ 200は、 各 I GB Tのゲートをオン オフ (通電 Z遮断) してモータジェネレータ 300が ECU 600からの制御信号で要求される発電状態になるように制御することにより、 バッテリ 1◦ 0やキャパシタ 700への充電電力を制御する。
モータジェネレータ 300は、 三相交流モータであるとともに、 車両の回生制 動時に発電するジェネレータである。 モータジェネレータ 300の回転軸は、 最 終的には車両のドライブシャフド (図示せず) に接続される。 車両は、 モータジ エネレ一タ 300からの駆動力により走行する。
コンデンサ 400は、 インバータ 200と並列に接続されている。 コンデンサ
400は、 バッテリ 100から供給された電力、 またはインバータ 200から供 給された電力を平滑化するため、 電荷を一旦蓄積する。 平滑化された電力は、 ィ ンバータ 200またはバッテリ 1 00に供給される。
システムメインリレー 510は、 正極側の SMR (1) 500、 SMR (2) .
504および負極側の SMR (3) 506から構成される。 SMR (1) 500、 SMR (2) 504、 SMR (3) 506は、 コイルに対して励磁電流を通電し たときにオンする接点を閉じるリ レーである。 SMR (1) 500ぉょび5^11¾ (2) 504は、 バッテリ 100の正極側に設けられている。 SMR (1) 50 0と SMR (2) 504とは、 並列に接続されている。 SMR (1) 500には、 制限抵抗 502が直列に接続されている。 SMR (1) 500は、 SMR (2) 5◦ 4が接続される前に接続され、 インバ一タ 200に突入電流が流れることを 防止するプリチャージ用 SMRである。 SMR (2) 504は、 SMR (1) 5 00が接続され、 プリチャージが終了した後に接続される正側 SMRである。 S MR (3) 506は、 バッテリ 1 00の負極側に設けられている負側 SMRであ る。 各 SMRは、 ECU 60◦により制御される。
電源接続時、 すなわちイダニッシヨンスィッチのポジションが OF F位置から
A CC位置および ON位置を経て ST A位置に切り換えられると、 ECU600 は、 先ず、 SMR (3) 506をオンし、 次に SMR (1) 500をオンしてプ リチャージを実行する。 SMR (1) 500には制限抵抗 502が接続されてレヽ るので、 SMR (1) 500をオンしてもインバータにかかる電圧は緩やかに上 昇し、 突入電流の発生を防止することができる。
さらに、 この車両には、 上述したように、 バッテリ 100に加えて、 キャパシ タ 700が搭載される。 キャパシタ 700は、 インバータ 20◦の入力側端子と コンデンサ 400との間に接続される。'キャパシタ 700はバッテリ 100より も充放電効率がよく、 瞬間的な高入出力に対応できる。 キャパシタ 700は、 コ ィルに対して励磁電流を通電したときにオンする接点を閉じるリレー 702およ びリ レー 704を ECU 600が開閉制御して、 インバータ 200との間で電力 を充放電する。
キャパシタ 700には、 キャパシタ電圧値 Vを検出する電圧計と、 キャパシタ 電流値 Iを検出する電流計とが接続されている。 これらの電圧計と電流計とは E CU600に接続される。 キャパシタ電圧値 Vおよびキャパシタ電流値 Iは、 E CU600にてキャパシタ 700の充電量 (蓄電量) やキャパシタ 700への充 電電力値 P (C) を算出できるように、 ECU600に送信される。 なお、 キヤ パシタ 700の静電容量を Cとすると、 キャパシタ 700の充電量は、 CX (V の 2乗) ノ 2で表わされる式にて算出される。 また、 この車両には、 ノくッテリ 1 0 0とインバ一タ 2 0 0との間に、 昇圧コン バータ 8 0 0が設けられる。 この昇圧コンバータ 8 0 0により、 たとえばバッテ リ 1 0 0の定格電圧 2 0 0 V程度が、 5 0 0 V程度 (モータの定格電圧) まで昇 圧される。 この昇圧コンバータ 8 0 0は、 2つの I G B Tや電流変化を低減させ るリアクトルから構成される。
E C U 6 0 0は、 ィグニッシヨンスィッチ (図示せず) 、 アクセルペダル (図 示せず) の踏込み量、 ブレーキペダル (図示せず) の踏込み量などに基づいて、 R O M (Read Only Memory) に記憶されたプログラムを実行する。 このプロダラ ムにより、 インバータ 2 0 0、 昇圧コンバータ 8 0 0および各 S M R等が制御さ れて、 車両は所望の状態で走行するように制御される。
本実施例において、 ノくッテリ 7 0 0およびキャパシタ 9 0 0の充放電は、 昇圧 コンバータ 8 0 0の出力電圧 (システム電圧) を変更することにより制御される。 たとえば、 モータジェネレータ 3 0 0に電力を供給する場合、 キャパシタ電圧 値 Vよりも昇圧コンバータ 8 0 0の出力電圧を低くすると、 キャパシタ Ί 0 0か ら優先的に放電される。 昇圧コンバータ 8 0 0の出力電圧をキャパシタ 9 0 0の 電圧以上にすると、 バッテリ 1 0 0から優先的に放電される。
一方、 回生制動時にモータジェネレータ 3 0 0で発電された電力をバッテリ 1 0 0もしくはキャパシタ 7 0 0に充電する場合、 昇圧コンバータ 8 0 0の出力電 圧をキャパシタ電圧値 V以下にすると、 バッテリ 1 0 0が優先的に充電される。 キャパシタ電圧値 Vよりも昇圧コンバータ 8 0 0の出力電圧を高くすると、 キヤ パシタ 7 0 0が優先的に充電される。
E C U 6 0 0は、 瞬間的な高負荷が要求されると、 バッテリ 1 0 0よりも充放 電効率がよいキャパシタ 7 0 0から、 ィンバ一タ 2 0 0を経由してモータジエネ レータ 3 0 0に電力を供給する。 このような瞬間的な高負荷が要求される場合に 備えて、 キャパシタ 7 0 0を常に満充電状態に近い状態にしておく必要がある。 そのため、 たとえば、 E C U 6 0 0は、 回生制動時において、 リ レー 7 0 2およ びリレ一7 0 4をオン状態に制御するとともに、 キャパシタ 7 0 0が優先的に充 電されるように昇圧コンバータ 8 0 0を制御する。
本実施例において、 E C U 6 0 0は、 モータジェネレータ 3 0 0における発電 電力値 (回生電力値) 、 キャパシタ 700への充電電力制限 ί直 W I N (C) と バッテリ 100への充電電力制限値 W I Ν (Β) との和を超えないように、 イン バータ 200を制御する。 さらに、 ECU 600は、 コンバータ 800を制御し て、 キャパシタ 7◦ 0の充電電力値 P (C) およびバッテリ 100の充電電力値 P (B) がそれぞれの制限値を越ぇなぃょぅに、 モータジェネレータ 300にお ける発電電力をキャパシタ 7◦ 0およびバッテリ 100に分配する。 これにより、 キャパシタ 700およびバッテリ 100が過電流および過電圧状態になることが 抑制される。
さらに、. ECU 600は、 過充電によるキャパシタ 700の損傷を防止するた めに、 キャパシタ 700が満充電状態になる前に、 充電電力制限直 WI N (C) を小さくして、 充電電力値 P (C) を略零に減少させる。
ECU600は、 充電電力制限値 WI N (C) が小さくなるほど、 バッテリ 1 00への充電電力制限値 W I N (B) が大きくなるように、 インバータ 200お よびコンバータ 800を制御する。
図 2を参照して、 本実施例に係る電力制御装置を構成する ECU 600が実行 するプログラムの制御構造について説明する。
ステップ (以下、 ステップを Sと略す。 ) 100にて、 ECU 600は、 キヤ パシタ 700が回生エネルギを充電中であるか否かを判断する。 たとえば、 EC U600は、 キャパシタ電圧値 Vの上昇度合を算出し、 上昇度合がしきい値より も大きい場合に、 充電中であると判断する。 なお、 キャパシタ 700が回生エネ ルギを充電中であるか否かの判断方法はこれに限定されない。 充電中であると (S 100にて YES) 、 処理は S 102に移される。 そうでないと (S 100 にて NO) 、 処理は S 100に戻される。
S 102にて、 ECU600は、 キャパシタ 700の充電電力値 P (C) を算 出する。 たとえば、 ECU600は、 キャパシタ電圧値 Vとキャパシタ電流値 I との積を、 充電電力値 P (C) として算出する。
S 104にて、 ECU 600は、 充電電力値 P (C) が充電電力制限値 W I N (C) の最大値 WMAXに達したか否かを判断する。 WMAXに達すると (S 1 04にて YES) 、 処理は S 106に移される。 そうでないと (S 104にてN O) 、 処理は S 104に戻される。
S I 06にて、 ECU600は、 キャパシタ電圧値 Vを検出する。 S 108に て、 ECU 600は、 キャパシタ電圧値 Vに応じて充電電力制限値 W I N (C) を小さくするように設定する。 たとえば、 ECU600は、 図 3に示すように、 キャパシタ電圧値 V (1) で充電電力値 P (C) が WMAXに達すると、 キャパ シタ電圧値 Vの 2乗に比例させて充電電力制限値 W I N (C) が小さくなるよう に設定する。
以上のような構造およびフローチャートに基づく、 本実施例に係る電力制御装 置が搭載された車両の動作について説明する。
車両の回生制動によりモータジェネレータ 300が回生エネルギを発生し、 図
4に示すように、 時刻 T ( 1 ) にキャパシタ 700に回生エネルギの充電が開始 されると (S 100) 、 キャパシタ電圧値 Vとキャパシタ電流値 I とに基づいて キャパシタ 700の充電電力値 P (C) が算出される (S 102) 。 なお、 この とき、 回生エネルギは、 ECU 600によりキャパシタ 700に優先的に充電さ れるように制御されている。 充電電力値 P (C) は徐々に上昇し、 時刻 T (2) で充電電力制限値 WI N (C) の最大値 WMAXに達する (3 104にて¥£ S) 。
過充電によるキャパシタ 700の損傷を防止するために、 キャパシタ 700が 満充電状態になる前に、 回生エネルギの発生を抑制して充電電力値 P (C) を遮 断する必要がある。 充電'電力値 P (C) を遮断するために、 図 4 (B) の一点鎖 線で示すように、 キャパシタ 700が満充電状態に近い状態になった時刻 T (3) から充電電力値 P (C) を減少させると、 キャパシタ 700の充電可能容 量が少なくなつているため、 時刻 T (4) までに急激に減少させる必要がある。 充電電力値 P (C) を減少させるために、 キャパシタ 700の充電電力制限値 WI N (C) が小さくされる。 充電電力制限値 WI N (C) が小さくなるほど、 バッテリ 100への充電電力制限値 WI N (B) が大きくされる。 そのだめ、 バ ッテリ 100への充電電力値 P (B) が上昇する。 これにより、 回生制動力をよ り緩やかに減少させることができる。 し力 し、 バッテリ 100の充電には化学変 化を伴なう等の理由により、 キャパシタ 700の充電電力値 P (C) の減少速度 に対して、 ノくッテリ 100への充電電力値 P (B) の上昇速度は遅れる。 この遅 れにより、 回生制動力が瞬間的に減少し、 運転者が違和感を覚える場合がある。 そこで、 充電電力値 P (C) がキャパシタ電圧値 V (1) で WMAXに達した 時点から (S 104にて YES) 、 キャパシタ電圧値 Vの 2乗に比例させて充電 電力制限値 WI N (C) が小さくなるように設定される (S 108) 。
これにより、 充電電力値 P (C) を WM A Xで継続した場合 (図 4 (A) の一 点鎖線) に比べて、 キャパシタ電圧値 Vは緩やかに上昇する (図 4 (A) の実線 参照) 。 このように緩やかに上昇するキャパシタ電圧値 Vの 2乗に比例させて充 電電力制限値 WI N (C) が小さくなるように設定される。 そのため、 キャパシ タ 700が満充電状態に近いほど充電電力値 P (C) がより小さくなり、 過充電 によるキャパシタ 700の損傷が防止される。 さらに、 図 4 (B) の実線で示す ように、 キャパシタ 700の充電可能容量が十分に確保された時刻 T (2) から、 満充電状態に近い状態になる時刻 T (5) までに、 充電電力値 P (C) を緩やか に減少させることができる。 これにより、 充電電力値 P (C) の減少速度に対す る、 バッテリ 100への充電電力値 P (B) の上昇速度の遅れが低減される。 そ のため、 回生制動力の瞬間的な減少を低減することができる。
以上のように、 本実施例に係る電力制御装置を構成する ECUにおいては、 キ ャパシタの充電電力値が制限値の最大値に達した時点から、 充電電力値の制限値 が小さくなるように制御される。 そのため、 充電電力値を制限値の最大値のまま 継続する場合に比べて、 キャパシタの充電可能容量が十分に確保された時点から 充電電力値を小さくすることができる。 これにより、 キャパシタの充電電力値を 緩やかに減少させて遮断することができるため、 制動フィーリングが急激に変化 することが抑制される。
今回開示された実施例はすべての点で例示であつて制限的なものではないと考 えられるべきである。 本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によつ て示され、 請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれるこ とが意図される。

Claims

請求の範囲
1 . 回生制動時に発電する走行用の回転電機を備えた車両の電力制御装置であ つて、
前記回転電機に接続され、 前記発電されたエネルギが充電されるキャパシタと、 前記キャパシタに接続された演算ユニットとを含み、
前記演算ユニットは、
前記キャパシタへの充電電力を算出し、
前記充電電力が予め定められた制御上限値に達したか否かを判断し、
前記充電電力が前記制御上限値に達した時点から、 前己充電電力を小さくする ように制御する、 電力制御装置。
2 . 前記電力制御装置は、 前記キャパシタの電圧を検出する検出部をさらに含 み、
前記演算ユニットは、 前記充電電力の制御において、 前記キャパシタの電圧に 応じて前記充電電力を小さくするように制御する、 請求の範囲第 1項に記載の電 力制御装置。
3 . 前記演算ユニットは、 前記充電電力の制御において、 前記キャパシタの電 圧が高い場合は低い場合に比べて、 前記充電電力が小さくなるように制御する、 請求の範囲第 2項に記載の電力制御装置。
4 . 前記電力制御装置は、
前記回転電機に前記キャパシタと並列に接続され、 前記発電されたエネルギの 電圧を変圧して出力するコンバータと、
前記コンバータに接続され、 前記変圧されたエネルギが充電される二次電池と をさらに含む、 請求の範囲第 1項に記載の電力制御装置。
5 . 前記演算ユニットは、 前記コンバータを制御することにより、 前記発電さ れたエネルギを前記二次電池と前記キャパシタとのいずれかを優先的に充電する ように切り換える、 請求の範囲第 4項に記載の電力制御装置。
6 . 前記演算ユニットは、 前記コンバータを制御することにより、 前記キャパ シタへの充電電力が小さくされるほど、 前記二次電池への充電電力を大きくする、 請求の範囲第 4項に記載の電力制御装置。
7 . 回生制動時に発電する走行用の回転電機を備えた車両の電力制御装置であ つて、
前記回転電機に接続され、 前記発電されたエネルギが充電されるキャパシタと、 前記キ パシタへの充電電力を算出するための手段と、
前記充電電力が予め定められた制御上限値に達したか否かを判断するための手 段と、
前記充電電力が前記制御上限値に達した時点から、 前記充電電力を小さくする ように制御するための制御手段とを含む、 電力制御装置。
8 . 前記電力制御装置は、 前記キャパシタの電圧を検出するための手段をさら に含み、
前記制御手段は、 前記キャパシタの電圧に応じて前記充電電力を小さくするよ うに制御するための手段を含む、.請求の範囲第 7項に記載の電力制御装置。
9 . 前記制御手段は、 前記キャパシタの電圧が高い場合は低い場合に比べて、 前記充電電力が小さくなるように制御するための手段を含む、 請求の範囲第 8項 に記載の電力制御装置。
1 0 . 前記電力制御装置は、
前記回転電機に前記キャパシタと並列に接続され、 前記発電されたエネルギの 電圧を変圧して出力するコンバータと、
前記コンバータに接続され、 前記変圧されたエネルギが充電される二次電池と をさらに含む、 請求の範囲第 7項に記載の電力制御装置。
1 1 . 前記電力制御装置は、 前記コンバータを制御することにより、 前記発電 されたエネルギを前記二次電池と前記キャパシタとのいずれかを優先的に充電す るように切り換えるための手段をさらに含む、 請求の範囲第 1 0項に記載の電力 制御装置。
1 2 . 前記電力制御装置は、 前記コンバータを制御することにより、 前記制御 手段により前記キャパシタへの充電電力が小さくされるほど、 前記二次電池への 充電電力を大きくするための手段を含む、 請求の範囲第 1 0項に記載の電力制御 装置。
PCT/JP2007/062473 2006-07-04 2007-06-14 Dispositif de régulation de puissance d'un véhicule WO2008004444A1 (fr)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2007800252388A CN101484332B (zh) 2006-07-04 2007-06-14 车辆的电力控制装置
KR1020097002238A KR101143438B1 (ko) 2006-07-04 2007-06-14 차량의 전력제어장치
US12/227,976 US8120295B2 (en) 2006-07-04 2007-06-14 Vehicle power controller

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006184446A JP4644163B2 (ja) 2006-07-04 2006-07-04 車両の電力制御装置
JP2006-184446 2006-07-04

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2008004444A1 true WO2008004444A1 (fr) 2008-01-10

Family

ID=38894415

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2007/062473 WO2008004444A1 (fr) 2006-07-04 2007-06-14 Dispositif de régulation de puissance d'un véhicule

Country Status (5)

Country Link
US (1) US8120295B2 (ja)
JP (1) JP4644163B2 (ja)
KR (1) KR101143438B1 (ja)
CN (1) CN101484332B (ja)
WO (1) WO2008004444A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011055698A (ja) * 2009-08-05 2011-03-17 Nakanishi Metal Works Co Ltd 電気二重層キャパシタ及び二次電池を電源とした自走式搬送システム
JP2012080612A (ja) * 2010-09-30 2012-04-19 Nakanishi Metal Works Co Ltd キャパシタ及び二次電池を電源とした自走式搬送システム

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4179352B2 (ja) * 2006-07-10 2008-11-12 トヨタ自動車株式会社 車両の電力制御装置
JP2009232652A (ja) * 2008-03-25 2009-10-08 Aisin Aw Co Ltd 回転電機制御システム及び当該回転電機制御システムを備えた車両駆動システム
WO2011045925A1 (ja) * 2009-10-13 2011-04-21 パナソニック株式会社 電源装置および車両
JP4962583B2 (ja) * 2010-03-11 2012-06-27 株式会社デンソー 電力変換システムの放電制御装置
JP5460561B2 (ja) * 2010-03-23 2014-04-02 本田技研工業株式会社 電動二輪車における電力供給システム
WO2011121974A1 (ja) * 2010-03-29 2011-10-06 パナソニック株式会社 車両用電源装置
JP5369047B2 (ja) * 2010-05-11 2013-12-18 株式会社デンソー 電力変換装置
EP2602148A4 (en) * 2010-08-02 2017-12-20 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Vehicle power source device
US9166515B2 (en) 2010-12-20 2015-10-20 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Electrically powered vehicle and method for controlling the same
JP5682347B2 (ja) * 2011-02-03 2015-03-11 トヨタ自動車株式会社 車両および車両用制御方法
US8508966B2 (en) * 2011-02-04 2013-08-13 Panasonic Corporation Power source switch device and power source system provided with same
EP2719572B1 (en) * 2011-06-07 2018-03-21 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Electric vehicle and method for controlling electric vehicle
EP2548757B1 (de) * 2011-07-18 2014-10-29 Siemens Aktiengesellschaft Antriebssystem und Verfahren zum Betrieb eines solchen Antriebssystems
DE102012202220B4 (de) * 2012-02-14 2014-05-15 Ford Global Technologies, Llc Verdünnung des Gases in einem Ansaugkrümmer durch Wassereinspritzung
JP5998755B2 (ja) * 2012-08-30 2016-09-28 マツダ株式会社 車両用電源制御装置および方法
US9735715B2 (en) * 2013-03-15 2017-08-15 Regal Beloit America, Inc. Methods and systems for inductive energy management
CN104738594A (zh) * 2015-03-28 2015-07-01 曹石 一种金针菇即食菜的制作方法
KR101673360B1 (ko) * 2015-07-09 2016-11-07 현대자동차 주식회사 냉각 시스템 및 이의 운전 방법
US20200083706A1 (en) * 2015-07-23 2020-03-12 Briggs & Stratton Corporation Lithium-ion battery including two power supplies
CN106394543B (zh) * 2016-09-22 2018-07-20 西华大学 一种单电机并联式混合动力车辆模式切换的控制方法
US10011178B1 (en) * 2017-06-08 2018-07-03 Ford Global Technologies, Llc DC inverter having reduced switching loss and reduced voltage spikes
JP7163714B2 (ja) * 2018-10-18 2022-11-01 トヨタ自動車株式会社 車両の電源装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06217406A (ja) * 1993-01-18 1994-08-05 Toshiba Corp 電気自動車の駆動装置
JPH08296537A (ja) * 1995-04-26 1996-11-12 Toyota Motor Corp リターダ装置
JPH11343890A (ja) * 1998-06-03 1999-12-14 Honda Motor Co Ltd ハイブリッド車両におけるキャニスタのパージ制御装置
JP2000354303A (ja) * 1999-06-08 2000-12-19 Chugoku Electric Power Co Inc:The モータ駆動用電力変換装置
JP2002135903A (ja) * 2000-10-19 2002-05-10 Isuzu Ceramics Res Inst Co Ltd ハイブリッド自動車の制動制御装置
JP2004142590A (ja) * 2002-10-24 2004-05-20 Toyota Motor Corp 動力出力装置及びその制御方法並びにハイブリッド車両

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003143713A (ja) * 2001-11-05 2003-05-16 Komatsu Ltd ハイブリッド電源システム
JP2003199203A (ja) * 2001-12-25 2003-07-11 Toshiba Corp 回生エネルギー蓄積装置の保護方法及び回生エネルギー蓄積装置
JP3863092B2 (ja) 2002-11-20 2006-12-27 本田技研工業株式会社 車載モータの回生制御装置
JP3681735B2 (ja) 2003-05-21 2005-08-10 本田技研工業株式会社 蓄電装置の充放電制御装置、及び充放電制御方法
US7126309B1 (en) * 2004-05-18 2006-10-24 Seiko Epson Corporation Motor

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06217406A (ja) * 1993-01-18 1994-08-05 Toshiba Corp 電気自動車の駆動装置
JPH08296537A (ja) * 1995-04-26 1996-11-12 Toyota Motor Corp リターダ装置
JPH11343890A (ja) * 1998-06-03 1999-12-14 Honda Motor Co Ltd ハイブリッド車両におけるキャニスタのパージ制御装置
JP2000354303A (ja) * 1999-06-08 2000-12-19 Chugoku Electric Power Co Inc:The モータ駆動用電力変換装置
JP2002135903A (ja) * 2000-10-19 2002-05-10 Isuzu Ceramics Res Inst Co Ltd ハイブリッド自動車の制動制御装置
JP2004142590A (ja) * 2002-10-24 2004-05-20 Toyota Motor Corp 動力出力装置及びその制御方法並びにハイブリッド車両

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011055698A (ja) * 2009-08-05 2011-03-17 Nakanishi Metal Works Co Ltd 電気二重層キャパシタ及び二次電池を電源とした自走式搬送システム
JP2012080612A (ja) * 2010-09-30 2012-04-19 Nakanishi Metal Works Co Ltd キャパシタ及び二次電池を電源とした自走式搬送システム

Also Published As

Publication number Publication date
US20090167216A1 (en) 2009-07-02
US8120295B2 (en) 2012-02-21
JP2008017574A (ja) 2008-01-24
KR101143438B1 (ko) 2012-05-23
CN101484332B (zh) 2012-02-22
KR20090031758A (ko) 2009-03-27
JP4644163B2 (ja) 2011-03-02
CN101484332A (zh) 2009-07-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4644163B2 (ja) 車両の電力制御装置
JP4179352B2 (ja) 車両の電力制御装置
JP5619115B2 (ja) 車輪推進システム
CN102076517B (zh) 混合动力车辆的控制装置以及控制方法
JP3967043B2 (ja) ハイブリッド車両の制御装置
JP4835383B2 (ja) 電力供給ユニットの制御装置および制御方法、その方法をコンピュータに実現させるためのプログラム、そのプログラムを記録した記録媒体
JP4277884B2 (ja) 車両の駆動装置
US10040368B2 (en) Power supply system, transportation device, and power transmission method including changing a proportion of a charging prower
WO2011021266A1 (ja) 電気車推進用電力変換装置
US11180050B2 (en) Power supply system, transportation device, and power transmission method
KR101803153B1 (ko) 연료 전지 차량 및 그의 제어 방법
JP2002058111A (ja) ハイブリッド電気自動車用発電制御装置
JP4192658B2 (ja) 車両の制御装置および制御方法
JP3888074B2 (ja) 発電装置
JP4788670B2 (ja) 車両用制御装置
KR100579298B1 (ko) 환경 차량의 보조 배터리 충전 제어방법
JP2017103003A (ja) 燃料電池システム
JP2020167838A (ja) 電気自動車
JP5814156B2 (ja) 電動車両およびその制御方法
WO2016151696A1 (ja) 車両の電力制御装置
JP2010288414A (ja) 車両の電源装置
JP3772875B2 (ja) ハイブリッド車両の制御装置
JP2007151346A (ja) 移動体
JP2022093977A (ja) 電源システム
JP2020174028A (ja) 燃料電池車両

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 200780025238.8

Country of ref document: CN

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 07745546

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 12227976

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1020097002238

Country of ref document: KR

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: RU

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 07745546

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1