WO2019049336A1 - 電動車両、電動車両制御装置および電動車両制御方法 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to an electric vehicle, an electric vehicle control device, and an electric vehicle control method.
- a rechargeable battery such as a lithium battery continues to be used in a region of charge state lower than a predetermined threshold (hereinafter also referred to as a deterioration region), deterioration is not promoted even if the charge state is completely recovered. there is a possibility.
- a predetermined threshold hereinafter also referred to as a deterioration region
- the torque output by the motor when it is in the deterioration region is suppressed to deteriorate the charge state. It is conceivable to cancel the suppression of the torque when the region returns to a region larger than the above-described threshold (hereinafter also referred to as a normal region).
- the torque to the normal area is judged based on the same threshold as when the degraded area is reached. If the suppression of the condition (2) is released, there is a risk that the condition immediately returns to the deteriorated area after the release.
- Japanese Patent Application Laid-Open No. 2017-050923 discloses a technique for determining the torque of the motor based on the deterioration state of the battery.
- the technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2017-050923 is a technique aimed at obtaining a large torque while suppressing the overdischarge of the battery, and therefore has nothing to do with the suppression of chattering.
- the present invention provides an electric vehicle, an electric vehicle control device, and an electric vehicle control method capable of stabilizing torque control state by suppressing chattering in which suppression and cancellation of torque are frequently repeated.
- the purpose is to
- the electric vehicle is Chargeable and dischargeable batteries, A motor that outputs a torque for driving a wheel by power supplied from the battery; It is determined whether or not the state of charge of the battery changes from a normal area larger than a predetermined determination threshold to a deterioration area smaller than the determination threshold or whether the charge state is returned from the deterioration area to the normal area A deterioration recovery determination unit that makes a determination; A controller configured to control a torque output from the motor by performing control to supply power to the motor from the battery; The degradation recovery determination unit The state of charge is compared with a preset first determination threshold, and it is determined that the degraded region has been reached when the state of charge decreases from a value greater than the first determination threshold to less than the first determination threshold.
- the state of charge is compared with a second determination threshold different from the first determination threshold set in advance, and the state of charge is determined from the second determination threshold or less to the second determination It is determined that the normal region is restored when the value increases to a value larger than the threshold, and it is determined that the normal region is not returned when the charge state does not increase to the value larger than the second determination threshold.
- the control unit When it is determined that the deterioration region is reached, the control for suppressing the torque is performed, and when it is determined that the return to the normal region is performed, the control for canceling the suppression of the torque is performed.
- the second determination threshold may be larger than the first determination threshold.
- the motor outputs power when the rotational speed of the motor decreases or when the motor rotates due to an external force
- the control unit performs control to charge the battery with the power output from the motor
- the normality is determined when the battery is charged with the electric power output from the motor and the state of charge is increased to a value larger than the second determination threshold after the degradation recovery determination unit determines that the degradation region is reached. It is determined that the region has returned to the region, and the battery does not return to the normal region if the state of charge does not increase to a value larger than the second determination threshold even after the battery is charged with the power output from the motor. It may be determined that the
- the degradation recovery determination unit determines that the battery is in the degradation region, and then the supply of power from the battery to the motor is stopped and the state of charge increases to a value larger than the second determination threshold. It is determined that the normal region is restored, and the normal region is restored when the state of charge does not increase to a value larger than the second determination threshold even after the supply of power from the battery to the motor is stopped. You may decide that you did not do it.
- the control unit may change the amount of suppression of the torque in accordance with the detected temperature of the battery.
- the deterioration recovery determination unit may be a battery management unit that periodically monitors the state of the battery.
- the battery management unit When it is determined that the battery management unit has entered the deterioration region, the battery management unit outputs a suppression flag that requests suppression of the torque to the control unit, and when it is determined that the normal region has been restored, the torque suppression Output a suppression release flag to the control unit to request release of The control unit may perform control to suppress the torque according to the suppression flag, and may perform control to cancel suppression of the torque according to the suppression release flag.
- the wheel and the motor may be mechanically connected without a clutch.
- the electric vehicle control device is Chargeable and dischargeable batteries, A motor that outputs a torque for driving a wheel by power supplied from the battery; It is determined whether or not the state of charge of the battery changes from a normal area larger than a predetermined determination threshold to a deterioration area smaller than the determination threshold or whether the charge state is returned from the deterioration area to the normal area
- an electric vehicle control apparatus for controlling the electric vehicle comprising: A controller configured to control a torque output from the motor by performing control to supply power from the battery to the motor;
- the degradation recovery determination unit The state of charge is compared with a preset first determination threshold, and it is determined that the degraded region has been reached when the state of charge decreases from a value greater than the first determination threshold to less than the first determination threshold.
- the state of charge is compared with a second determination threshold different from the first determination threshold set in advance, and the state of charge is determined from the second determination threshold or less to the second determination It is determined that the normal region is restored when the value increases to a value larger than the threshold, and it is determined that the normal region is not returned when the charge state does not increase to the value larger than the second determination threshold.
- the control unit When it is determined that the deterioration region is reached, the control for suppressing the torque is performed, and when it is determined that the return to the normal region is performed, the control for canceling the suppression of the torque is performed.
- An electric vehicle control method is Chargeable and dischargeable batteries, And a motor for outputting a torque for driving a wheel by the power supplied from the battery.
- the state of charge is degraded when the state of charge decreases from a value greater than the first determination threshold to a value less than the first determination threshold by comparing the state of charge of the battery with a preset first determination threshold.
- the state of charge When it is determined that the state of charge does not fall below the first determination threshold, it is determined that the state of deterioration is not reached; Performing a control of suppressing the torque when it is determined that the deterioration region is reached; After it is determined that the degradation region has been reached, the state of charge is compared with a second determination threshold different from the first determination threshold set in advance, and the state of charge is determined from the second determination threshold or less to the second determination If the state of charge is determined to have returned to the normal region when it has increased to a value larger than the threshold, and if the state of charge has not increased to a value greater than the second determination threshold, it has not returned to the normal region. Determining that the And performing control to release suppression of the torque when it is determined that the normal region is restored.
- the electric vehicle includes a battery that can be charged and discharged, a motor that outputs a torque for driving a wheel by power supplied from the battery, and a determination threshold value in which the state of charge of the battery is preset.
- the battery is supplied with power from the battery by the degradation recovery determination unit that determines whether or not the large normal region has become a degraded region equal to or less than the determination threshold or whether the charge state has returned from the degraded region to the normal region.
- the control unit is configured to control the torque output from the motor by performing control, and the deterioration recovery determination unit compares the state of charge with a preset first determination threshold, and determines that the state of charge is the first state.
- the state of charge is compared with the second determination threshold different from the preset first determination threshold, and the state of charge is less than the second determination threshold to the second determination threshold.
- control unit When it is determined that the region is reached, control for suppressing the torque is performed, and when it is determined that the region for returning to the normal region is returned, control for canceling the suppression of the torque is performed.
- the present invention it is possible to differentiate the first determination threshold used to determine whether or not a degraded area is reached and the second determination threshold used to determine whether or not a normal area is recovered. .
- FIG. 1 is a view showing an electric motorcycle 100 according to a first embodiment.
- FIG. 2 is a view showing a power conversion unit 30 and a motor 3 in the electric motorcycle 100 according to the first embodiment. It is a flowchart which shows the control method of the electric two-wheeled vehicle 100 which concerns on 1st Embodiment. It is a flow chart which shows a control method of electric motorcycle 100 concerning a 2nd embodiment.
- the electric motorcycle 100 is an electric motorcycle such as an electric motorcycle that travels by driving a motor using electric power supplied from a battery. More specifically, the electric motorcycle 100 is a clutchless electric motorcycle in which a motor and wheels are mechanically connected without a clutch.
- the electric vehicle according to the present invention is not limited to this, and may be, for example, a four-wheeled vehicle.
- the electric motorcycle 100 includes an electric vehicle control device 1, a power supply unit 2, a motor 3, an accelerator position sensor 5, a meter 7, and wheels 8.
- the power supply unit 2 includes a battery 21 (i.e., a cell) and a battery management unit (BMU) 22 which is an example of a deterioration recovery determination unit.
- BMU battery management unit
- the electric vehicle control device 1 is a device that controls the electric motorcycle 100, and includes a control unit 10, a storage unit 20, and a power conversion unit 30.
- the electric vehicle control device 1 may be configured as an ECU (Electronic Control Unit) that controls the entire electric motorcycle 100. Next, each component of the electric vehicle control device 1 will be described in detail.
- the control unit 10 inputs information from various devices connected to the electric vehicle control device 1 and controls driving of the motor 3 via the power conversion unit 30. Details of the control unit 10 will be described later.
- the storage unit 20 stores information used by the control unit 10 and a program for the control unit 10 to operate.
- the storage unit 20 is, for example, a non-volatile semiconductor memory, but is not limited to this.
- the power conversion unit 30 converts the DC power of the battery 21 into AC power and supplies the AC power to the motor 3. As shown in FIG. 2, the power conversion unit 30 is configured of a three-phase full bridge circuit.
- the semiconductor switches Q1, Q3 and Q5 are high side switches, and the semiconductor switches Q2, Q4 and Q6 are low side switches. Control terminals of the semiconductor switches Q1 to Q6 are electrically connected to the control unit 10.
- a smoothing capacitor C is provided between the power supply terminal 30a and the power supply terminal 30b.
- the semiconductor switches Q1 to Q6 are, for example, MOSFETs or IGBTs.
- the semiconductor switch Q1 is connected between the power supply terminal 30a to which the positive electrode of the battery 21 is connected and the input terminal 3a of the motor 3 as shown in FIG.
- the semiconductor switch Q3 is connected between the power supply terminal 30a and the input terminal 3b of the motor 3.
- the semiconductor switch Q5 is connected between the power supply terminal 30a and the input terminal 3c of the motor 3.
- the semiconductor switch Q2 is connected between the input terminal 3a of the motor 3 and the power supply terminal 30b to which the negative electrode of the battery 21 is connected.
- the semiconductor switch Q4 is connected between the input terminal 3b of the motor 3 and the power supply terminal 30b.
- the semiconductor switch Q6 is connected between the input terminal 3c of the motor 3 and the power supply terminal 30b.
- the input terminal 3a is a U-phase input terminal
- the input terminal 3b is a V-phase input terminal
- the input terminal 3c is a W-phase input terminal.
- the battery 21 can be charged and discharged. Specifically, the battery 21 supplies DC power to the power conversion unit 30 at the time of discharge. In addition, the battery 21 is charged by the power supplied from the external power supply at the time of charging by the power supplied from the external power supply such as a commercial power supply.
- the battery 21 is charged by the DC voltage obtained by converting the AC power output from the motor 3 by the power conversion unit 30 during regenerative charging with AC power output from the motor 3.
- the number of the batteries 21 is not limited to one, and may be plural.
- the battery 21 is, for example, a lithium ion battery, but may be another type of battery.
- the battery 21 may be composed of batteries of different types (eg, lithium ion battery and lead battery).
- the battery management unit 22 periodically monitors the state of the battery 21 such as the voltage of the battery 21 and the charge state of the battery 21, and transmits information on the state of the battery 21 to the control unit 10.
- the battery management unit 22 determines whether or not the state of charge of the battery 21 has become a deterioration area equal to or less than a determination threshold from a normal area larger than a predetermined determination threshold (hereinafter also referred to as deterioration determination).
- battery management unit 22 determines whether or not the state of charge of battery 21 has returned from the degraded area to the normal area (hereinafter, also referred to as return determination).
- the motor 3 outputs a torque for driving the wheel 8 by the electric power supplied from the battery 21.
- the motor 3 is driven by the AC power supplied from the power conversion unit 30 to output a torque for driving the wheel 8.
- the torque may be controlled by the control unit 10 outputting, to the semiconductor switches Q1 to Q6 of the power conversion unit 30, a PWM signal having a conduction timing and a duty ratio calculated based on the target torque.
- the motor 3 is mechanically connected to the wheel 8 and causes the wheel 8 to rotate in a desired direction by torque.
- the motor 3 is mechanically connected to the wheel 8 without a clutch.
- the type of motor 3 is not particularly limited.
- the motor 3 outputs AC power when the rotational speed of the motor decreases or when the motor 3 rotates due to an external force.
- the motor 3 outputs AC power when the brake is applied while the vehicle is traveling and the rotation of the motor 3 is decelerated. Further, the motor 3 rotates in accordance with the rotation of the wheel 8 when the vehicle travels by inertia in a state where power is not supplied from the battery 21 to the motor 3 or travels on a slope (downhill). Output power.
- the AC power output from the motor 3 is converted into DC power by the power conversion unit 30, and the battery 21 is regeneratively charged with the converted DC power.
- the accelerator position sensor 5 detects an accelerator operation amount set by the user's accelerator operation, and transmits the detected accelerator operation amount to the control unit 10 as an electric signal. When the user wants to accelerate, the accelerator operation amount becomes large.
- the meter 7 is a display (for example, a liquid crystal panel) provided on the electric motorcycle 100, and displays various information. Specifically, information such as the traveling speed of the electric motorcycle 100, the remaining amount of the battery 21, the current time, and the traveling distance is displayed on the meter 7. In the present embodiment, the meter 7 is provided on a handle (not shown) of the electric motorcycle 100.
- the battery management unit 22 may control regenerative charging of the battery 21 by the power output from the motor 3.
- the battery management unit 22 outputs the power output from the motor 3 At this time, control may be performed to perform regenerative charging of the battery 21.
- the angle sensor may be configured to detect a change in the magnetic field around the rotor due to the rotation of the rotor of the motor 3 using a Hall element or the like.
- the battery management unit 22 is based on, for example, that the rotational speed of the motor 3 calculated based on the detection signal of the angle sensor is equal to or higher than the threshold and the operation amount of the accelerator position sensor 5 is equal to or lower than the threshold. , And may detect a traveling state of the vehicle on a slope or an inertial traveling state. Then, the battery management unit 22 may perform control to regenerate and charge the battery 21 with the power output from the motor 3 when a slope traveling state or an inertial traveling state of the vehicle is detected.
- control unit 10 may control regenerative charging.
- the battery management unit 22 compares the state of charge acquired from the battery 21 with a preset first determination threshold in the deterioration determination. Then, the battery management unit 22 determines that the state of charge has become a deteriorated area when the state of charge decreases from a value larger than the first determination threshold to a value lower than the first determination threshold. On the other hand, when the state of charge does not decrease below the first determination threshold, the battery management unit 22 determines that the degradation region has not been reached.
- the battery management unit 22 performs recovery determination after determining that the degradation region is the degradation region.
- the battery management unit 22 compares the state of charge with a second determination threshold different from a preset first determination threshold in the return determination in order to suppress chattering in which the suppression of torque and the release thereof are frequently repeated. . More specifically, in the first embodiment, the second determination threshold used for the return determination is larger than the first determination threshold used for the deterioration determination.
- the battery management unit 22 determines that the charge state has returned to the normal region when the charge state increases from the second determination threshold value or less to a value larger than the second determination threshold value. On the other hand, when the state of charge does not increase to a value larger than the second determination threshold, the battery management unit 22 determines that the normal region is not restored.
- the factors that cause the state of charge to return from the deteriorated area to the normal area during traveling include a case where power supply from the battery 21 to the motor 3 is temporarily stopped and a case where regenerative charging of the battery 21 is performed. .
- the control unit 10 controls power supplied from the battery 21 to the motor 3 to control the torque output from the motor 3.
- the control unit 10 When it is determined in the degradation determination of the battery management unit 22 that the battery management unit 22 is in the degradation region, the control unit 10 performs control to suppress the torque.
- control unit 10 performs control to release the suppression of the torque.
- the control of suppressing the torque and the control of canceling the suppression of the torque may be performed, for example, by controlling the energization timing and the duty ratio of the PWM signal output from the control unit 10 to the semiconductor switches Q1 to Q6 of the power conversion unit 30. it can. Further, the control for suppressing the torque and the control for releasing the suppression of the torque may be control for gradually changing the torque from the current torque to the target torque.
- the battery management unit 22 outputs a suppression flag that requests suppression of torque to the control unit 10 when it is determined in the deterioration determination that the battery is in the deterioration region.
- the battery management unit 22 outputs, to the control unit 10, a suppression cancellation flag that requests cancellation of the torque suppression.
- control part 10 performs control which controls torque according to a control flag. Further, the control unit 10 performs control of releasing the suppression of the torque according to the suppression release flag.
- the electric motorcycle 100 may further include a temperature detector 23 for detecting the temperature of the battery 21.
- the control unit 10 may change the torque suppression amount in accordance with the detected temperature of the battery 21. For example, the control unit 10 may increase the torque suppression amount as the temperature of the battery 21 is higher.
- the battery management unit 22 starts obtaining the charge state of the battery 21 (step S1).
- the battery management unit 22 After starting the acquisition of the charge state, the battery management unit 22 performs the deterioration determination. Specifically, the battery management unit 22 compares the acquired latest charge state with a preset first determination threshold. Then, the battery management unit 22 determines whether the state of charge has decreased below the first determination threshold (step S2).
- step S2 determines that the degradation region has been reached, and outputs a suppression flag to the control unit 10 (step S3).
- step S2 determines that the state of charge does not decrease below the first determination threshold (step S2: No)
- step S2 determines that the deterioration region is not reached, and the state of charge decreases below the first determination threshold. The determination is repeated (step S2).
- the control unit 10 performs control to suppress the torque of the motor 3 according to the output of the suppression flag (step S4).
- the battery management unit 22 After the control for suppressing the torque is performed, the battery management unit 22 performs the return determination. Specifically, the battery management unit 22 compares the acquired latest charge state with a second determination threshold that is larger than a preset first determination threshold. Then, the battery management unit 22 determines whether the state of charge has increased to a value larger than the second determination threshold (step S5).
- step S5 determines that it has returned to the normal region, and outputs the suppression cancellation flag to the control unit 10 (Ste S6).
- step S5: No determines that the normal region has not returned and the charge state is higher than the second determination threshold. The determination as to whether the value has increased to a large value is repeated (step S5).
- control unit 10 In response to the output of the suppression cancellation flag, the control unit 10 performs control to cancel the suppression of the torque of the motor 3 (step S7).
- the battery management unit 22 makes the first determination threshold used for the deterioration determination different from the second determination threshold used for the return determination.
- the existing configuration can be utilized to perform the degradation determination and the recovery determination at low cost.
- the second determination threshold used for the return determination is larger than the first determination threshold used for the deterioration determination.
- the battery management unit 22 outputs the suppression flag to the control unit 10 when it is determined that the battery is in the degradation region, and when it is determined that the battery management unit 22 has returned to the normal region. , And outputs the suppression cancellation flag to the control unit 10. And control part 10 performs control which controls torque according to a control flag, and performs control which releases control of torque according to a control cancellation flag.
- control unit 10 can easily determine the start of the control for suppressing the torque and the control for releasing the suppression of the torque based on the flag, so that the processing load of the control unit 10 can be reduced. .
- the electric motorcycle 100 further includes the temperature detector 23 for detecting the temperature of the battery 21, and the control unit 10 changes the amount of suppression of the torque according to the detected temperature of the battery 21. It is also good.
- chattering can be further reliably suppressed by suppressing the torque in consideration of the temperature that affects the deterioration state of the battery 21.
- the battery management unit 22 after determining that the battery management unit 22 has become the deteriorated region in the deterioration determination, when the supply of power from the battery 21 to the motor 3 is stopped, the battery management unit 22 performs the restoration determination.
- the battery management unit 22 determines that the battery is in the degradation region, if the supply of power from the battery 21 to the motor 3 is stopped and the state of charge increases to a value larger than the second determination threshold, It is determined that it has returned.
- the battery management unit 22 determines that the normal region is not restored when the state of charge does not increase to a value larger than the second determination threshold even after the supply of power from the battery 21 to the motor 3 is stopped. Do.
- the battery management unit 22 determines that the battery 21 is in the deteriorated region in the deterioration determination, the battery management unit 22 also performs the restoration determination when the battery 21 is regeneratively charged with the power output from the motor 3.
- the battery management unit 22 determines that the battery 21 is in the deteriorated region, the battery 21 is regenerated by the electric power output from the motor 3 and the charge state increases to a value larger than the second determination threshold. It is determined that it has returned.
- battery management unit 22 determines that the normal region is not restored when the state of charge does not increase to a value larger than the second determination threshold even after battery 21 is regeneratively charged with the power output from motor 3. Do.
- the battery management unit 22 determines whether or not the power supply from the battery 21 to the motor 3 has been stopped or the regenerative charging has been performed after the control unit 10 performs the control to suppress the torque. (Step S8).
- the battery management unit 22 determines that the power supply from the battery 21 to the motor 3 is stopped, for example, based on the operating state of the control unit 10 that controls the power supply from the battery 21 to the motor 3. It may be determined based on the fact that the accelerator operation amount is zero, but is not limited thereto.
- the battery management unit 22 may detect that regenerative charging has been performed by the battery management unit 22 itself controlling regenerative charging, but is not limited thereto.
- control unit 10 may determine whether the supply of power from the battery 21 to the motor 3 has been stopped or whether regenerative charging has been performed (step S8).
- step S8 When the supply of power from the battery 21 to the motor 3 is stopped or regenerative charging is performed (step S8: Yes), the battery management unit 22 performs the return determination using the second determination threshold, as in the first embodiment. (Step S5).
- step S8 when the stop of the power supply from the battery 21 to the motor 3 or the regenerative charging is not performed (step S8: No), the battery management unit 22 does not perform the recovery determination. In this case, the battery management unit 22 repeatedly determines whether the supply of power from the battery 21 to the motor 3 has been stopped or regenerative charging has been performed (step S8).
- the second embodiment it is possible to wait for the occurrence of the factor for returning to the normal region such as the stop of the power supply to the motor 3 or the regenerative charging, and to perform the return determination. Thereby, the determination accuracy of the return determination can be enhanced.
- At least a part of the electric vehicle control device 1 (control unit 10) described in the above-described embodiment may be configured by hardware or may be configured by software.
- a program for realizing at least a part of the functions of the control unit 10 may be stored in a recording medium such as a flexible disk or a CD-ROM, read by a computer, and executed.
- the recording medium is not limited to a removable medium such as a magnetic disk or an optical disk, and may be a fixed recording medium such as a hard disk drive or a memory.
- a program for realizing at least a part of the functions of the control unit 10 may be distributed via a communication line (including wireless communication) such as the Internet.
- the program may be encrypted, modulated, compressed, or stored in a recording medium via a wired line or a wireless line such as the Internet or may be distributed.
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Abstract
劣化復帰判定部は、充電状態と予め設定された第1判定閾値とを比較し、充電状態が第1判定閾値より大きい値から第1判定閾値以下に減少した場合に、劣化領域になったと判定し、充電状態が第1判定閾値以下に減少しなかった場合に、劣化領域にならなかったと判定し、劣化領域になったと判定した後、充電状態と、予め設定された第1判定閾値と異なる第2判定閾値とを比較し、充電状態が第2判定閾値以下から第2判定閾値より大きい値に増加した場合に、正常領域に復帰したと判定し、充電状態が第2判定閾値より大きい値に増加しなかった場合に、正常領域に復帰しなかったと判定し、制御部は、劣化領域になったと判定された場合に、トルクを抑制する制御を行い、正常領域に復帰したと判定された場合に、トルクの抑制を解除する制御を行う。
Description
本発明は、電動車両、電動車両制御装置および電動車両制御方法に関する。
リチウムバッテリなどの充放電可能なバッテリは、所定の閾値以下の充電状態の領域(以下、劣化領域とも呼ぶ)で使用し続けると、充電しても充電状態が完全には回復しない劣化が促進する可能性がある。
このようなバッテリの電力で駆動されるモータを動力とした電動二輪車において、バッテリの劣化を抑制するには、例えば、劣化領域になった場合にモータが出力するトルクを抑制し、充電状態が劣化領域から既述した閾値より大きい領域(以下、正常領域とも呼ぶ)に復帰した場合にトルクの抑制を解除することが考えられる。
しかしながら、例えば、バッテリの回生充電や放電停止によって充電状態が一時的に劣化領域から正常領域に復帰する場合に、劣化領域になる時と同じ閾値に基づいて正常領域への復帰を判断してトルクの抑制を解除すると、解除後、直ちに劣化領域に戻る虞がある。
これにより、トルクの抑制とその解除とが頻繁に繰り返されるチャタリングが生じ、トルクの制御状態が安定しないといった問題が生じる。
なお、特開2017‐050923号公報には、バッテリの劣化状態に基づいてモータのトルクを決める技術が開示されている。しかしながら、特開2017‐050923号公報に開示されている技術は、バッテリの過放電を抑制しつつ大きなトルクを得ることを目的とした技術であるため、チャタリングの抑制とは無関係である。
そこで、本発明は、トルクの抑制とその解除とが頻繁に繰り返されるチャタリングを抑制して、トルクの制御状態を安定化することが可能な電動車両、電動車両制御装置および電動車両制御方法を提供することを目的とする。
本発明の一態様に係る電動車両は、
充放電可能なバッテリと、
前記バッテリから供給された電力によって車輪を駆動するためのトルクを出力するモータと、
前記バッテリの充電状態が予め設定された判定閾値より大きい正常領域から前記判定閾値以下の劣化領域になったか否かの判定または前記充電状態が前記劣化領域から前記正常領域に復帰したか否かの判定を行う劣化復帰判定部と、
前記バッテリから前記モータに電力を供給する制御を行うことで、前記モータから出力されるトルクを制御する制御部と、を備え、
前記劣化復帰判定部は、
前記充電状態と予め設定された第1判定閾値とを比較し、前記充電状態が前記第1判定閾値より大きい値から前記第1判定閾値以下に減少した場合に、前記劣化領域になったと判定し、前記充電状態が前記第1判定閾値以下に減少しなかった場合に、前記劣化領域にならなかったと判定し、
前記劣化領域になったと判定した後、前記充電状態と、予め設定された前記第1判定閾値と異なる第2判定閾値とを比較し、前記充電状態が前記第2判定閾値以下から前記第2判定閾値より大きい値に増加した場合に、前記正常領域に復帰したと判定し、前記充電状態が前記第2判定閾値より大きい値に増加しなかった場合に、前記正常領域に復帰しなかったと判定し、
前記制御部は、
前記劣化領域になったと判定された場合に、前記トルクを抑制する制御を行い、前記正常領域に復帰したと判定された場合に、前記トルクの抑制を解除する制御を行う。
充放電可能なバッテリと、
前記バッテリから供給された電力によって車輪を駆動するためのトルクを出力するモータと、
前記バッテリの充電状態が予め設定された判定閾値より大きい正常領域から前記判定閾値以下の劣化領域になったか否かの判定または前記充電状態が前記劣化領域から前記正常領域に復帰したか否かの判定を行う劣化復帰判定部と、
前記バッテリから前記モータに電力を供給する制御を行うことで、前記モータから出力されるトルクを制御する制御部と、を備え、
前記劣化復帰判定部は、
前記充電状態と予め設定された第1判定閾値とを比較し、前記充電状態が前記第1判定閾値より大きい値から前記第1判定閾値以下に減少した場合に、前記劣化領域になったと判定し、前記充電状態が前記第1判定閾値以下に減少しなかった場合に、前記劣化領域にならなかったと判定し、
前記劣化領域になったと判定した後、前記充電状態と、予め設定された前記第1判定閾値と異なる第2判定閾値とを比較し、前記充電状態が前記第2判定閾値以下から前記第2判定閾値より大きい値に増加した場合に、前記正常領域に復帰したと判定し、前記充電状態が前記第2判定閾値より大きい値に増加しなかった場合に、前記正常領域に復帰しなかったと判定し、
前記制御部は、
前記劣化領域になったと判定された場合に、前記トルクを抑制する制御を行い、前記正常領域に復帰したと判定された場合に、前記トルクの抑制を解除する制御を行う。
また、前記電動車両において、前記第2判定閾値は、前記第1判定閾値より大きくてもよい。
また、前記電動車両において、
前記モータは、前記モータの回転速度の減少時または外力による前記モータの回転時に電力を出力し、
前記制御部は、前記モータが出力した電力で前記バッテリを充電する制御を行い、
前記劣化復帰判定部は、前記劣化領域になったと判定した後、前記モータが出力した電力で前記バッテリが充電されて前記充電状態が前記第2判定閾値より大きい値に増加した場合に、前記正常領域に復帰したと判定し、前記モータが出力した電力で前記バッテリが充電された後も前記充電状態が前記第2判定閾値より大きい値に増加しなかった場合に、前記正常領域に復帰しなかったと判定してもよい。
前記モータは、前記モータの回転速度の減少時または外力による前記モータの回転時に電力を出力し、
前記制御部は、前記モータが出力した電力で前記バッテリを充電する制御を行い、
前記劣化復帰判定部は、前記劣化領域になったと判定した後、前記モータが出力した電力で前記バッテリが充電されて前記充電状態が前記第2判定閾値より大きい値に増加した場合に、前記正常領域に復帰したと判定し、前記モータが出力した電力で前記バッテリが充電された後も前記充電状態が前記第2判定閾値より大きい値に増加しなかった場合に、前記正常領域に復帰しなかったと判定してもよい。
また、前記電動車両において、
前記劣化復帰判定部は、前記劣化領域になったと判定した後、前記バッテリから前記モータへの電力の供給が停止されて前記充電状態が前記第2判定閾値より大きい値に増加した場合に、前記正常領域に復帰したと判定し、前記バッテリから前記モータへの電力の供給が停止された後も前記充電状態が前記第2判定閾値より大きい値に増加しなかった場合に、前記正常領域に復帰しなかったと判定してもよい。
前記劣化復帰判定部は、前記劣化領域になったと判定した後、前記バッテリから前記モータへの電力の供給が停止されて前記充電状態が前記第2判定閾値より大きい値に増加した場合に、前記正常領域に復帰したと判定し、前記バッテリから前記モータへの電力の供給が停止された後も前記充電状態が前記第2判定閾値より大きい値に増加しなかった場合に、前記正常領域に復帰しなかったと判定してもよい。
また、前記電動車両において、
前記バッテリの温度を検出する温度検出部を更に備え、
前記制御部は、前記検出されたバッテリの温度に応じて前記トルクの抑制量を変化させてもよい。
前記バッテリの温度を検出する温度検出部を更に備え、
前記制御部は、前記検出されたバッテリの温度に応じて前記トルクの抑制量を変化させてもよい。
また、前記電動車両において、
前記劣化復帰判定部は、前記バッテリの状態を定期的に監視するバッテリ管理ユニットであってもよい。
前記劣化復帰判定部は、前記バッテリの状態を定期的に監視するバッテリ管理ユニットであってもよい。
また、前記電動車両において、
前記バッテリ管理ユニットは、前記劣化領域になったと判定した場合に、前記トルクの抑制を要求する抑制フラグを前記制御部に出力し、前記正常領域に復帰したと判定した場合に、前記トルクの抑制の解除を要求する抑制解除フラグを前記制御部に出力し、
前記制御部は、前記抑制フラグに応じて前記トルクを抑制する制御を行い、前記抑制解除フラグに応じて前記トルクの抑制を解除する制御を行ってもよい。
前記バッテリ管理ユニットは、前記劣化領域になったと判定した場合に、前記トルクの抑制を要求する抑制フラグを前記制御部に出力し、前記正常領域に復帰したと判定した場合に、前記トルクの抑制の解除を要求する抑制解除フラグを前記制御部に出力し、
前記制御部は、前記抑制フラグに応じて前記トルクを抑制する制御を行い、前記抑制解除フラグに応じて前記トルクの抑制を解除する制御を行ってもよい。
また、前記電動車両において、
前記車輪と前記モータとがクラッチを介さずに機械的に接続されていてもよい。
前記車輪と前記モータとがクラッチを介さずに機械的に接続されていてもよい。
本発明の一態様に係る電動車両制御装置は、
充放電可能なバッテリと、
前記バッテリから供給された電力によって車輪を駆動するためのトルクを出力するモータと、
前記バッテリの充電状態が予め設定された判定閾値より大きい正常領域から前記判定閾値以下の劣化領域になったか否かの判定または前記充電状態が前記劣化領域から前記正常領域に復帰したか否かの判定を行う劣化復帰判定部と、を備える電動車両を制御する電動車両制御装置であって、
前記バッテリから前記モータに電力を供給する制御を行うことで、前記モータから出力されるトルクを制御する制御部を備え、
前記劣化復帰判定部は、
前記充電状態と予め設定された第1判定閾値とを比較し、前記充電状態が前記第1判定閾値より大きい値から前記第1判定閾値以下に減少した場合に、前記劣化領域になったと判定し、前記充電状態が前記第1判定閾値以下に減少しなかった場合に、前記劣化領域にならなかったと判定し、
前記劣化領域になったと判定した後、前記充電状態と、予め設定された前記第1判定閾値と異なる第2判定閾値とを比較し、前記充電状態が前記第2判定閾値以下から前記第2判定閾値より大きい値に増加した場合に、前記正常領域に復帰したと判定し、前記充電状態が前記第2判定閾値より大きい値に増加しなかった場合に、前記正常領域に復帰しなかったと判定し、
前記制御部は、
前記劣化領域になったと判定された場合に、前記トルクを抑制する制御を行い、前記正常領域に復帰したと判定された場合に、前記トルクの抑制を解除する制御を行う。
充放電可能なバッテリと、
前記バッテリから供給された電力によって車輪を駆動するためのトルクを出力するモータと、
前記バッテリの充電状態が予め設定された判定閾値より大きい正常領域から前記判定閾値以下の劣化領域になったか否かの判定または前記充電状態が前記劣化領域から前記正常領域に復帰したか否かの判定を行う劣化復帰判定部と、を備える電動車両を制御する電動車両制御装置であって、
前記バッテリから前記モータに電力を供給する制御を行うことで、前記モータから出力されるトルクを制御する制御部を備え、
前記劣化復帰判定部は、
前記充電状態と予め設定された第1判定閾値とを比較し、前記充電状態が前記第1判定閾値より大きい値から前記第1判定閾値以下に減少した場合に、前記劣化領域になったと判定し、前記充電状態が前記第1判定閾値以下に減少しなかった場合に、前記劣化領域にならなかったと判定し、
前記劣化領域になったと判定した後、前記充電状態と、予め設定された前記第1判定閾値と異なる第2判定閾値とを比較し、前記充電状態が前記第2判定閾値以下から前記第2判定閾値より大きい値に増加した場合に、前記正常領域に復帰したと判定し、前記充電状態が前記第2判定閾値より大きい値に増加しなかった場合に、前記正常領域に復帰しなかったと判定し、
前記制御部は、
前記劣化領域になったと判定された場合に、前記トルクを抑制する制御を行い、前記正常領域に復帰したと判定された場合に、前記トルクの抑制を解除する制御を行う。
本発明の一態様に係る電動車両制御方法は、
充放電可能なバッテリと、
前記バッテリから供給された電力によって車輪を駆動するためのトルクを出力するモータと、を備える電動車両を制御する電動車両制御方法であって、
前記バッテリの充電状態と予め設定された第1判定閾値とを比較し、前記充電状態が前記第1判定閾値より大きい値から前記第1判定閾値以下に減少した場合に、前記充電状態が劣化領域になったと判定し、前記充電状態が前記第1判定閾値以下に減少しなかった場合に、前記劣化領域にならなかったと判定するステップと、
前記劣化領域になったと判定された場合に、前記トルクを抑制する制御を行うステップと、
前記劣化領域になったと判定した後、前記充電状態と、予め設定された前記第1判定閾値と異なる第2判定閾値とを比較し、前記充電状態が前記第2判定閾値以下から前記第2判定閾値より大きい値に増加した場合に、前記充電状態が正常領域に復帰したと判定し、前記充電状態が前記第2判定閾値より大きい値に増加しなかった場合に、前記正常領域に復帰しなかったと判定するステップと、
前記正常領域に復帰したと判定された場合に、前記トルクの抑制を解除する制御を行うステップと、を備える。
充放電可能なバッテリと、
前記バッテリから供給された電力によって車輪を駆動するためのトルクを出力するモータと、を備える電動車両を制御する電動車両制御方法であって、
前記バッテリの充電状態と予め設定された第1判定閾値とを比較し、前記充電状態が前記第1判定閾値より大きい値から前記第1判定閾値以下に減少した場合に、前記充電状態が劣化領域になったと判定し、前記充電状態が前記第1判定閾値以下に減少しなかった場合に、前記劣化領域にならなかったと判定するステップと、
前記劣化領域になったと判定された場合に、前記トルクを抑制する制御を行うステップと、
前記劣化領域になったと判定した後、前記充電状態と、予め設定された前記第1判定閾値と異なる第2判定閾値とを比較し、前記充電状態が前記第2判定閾値以下から前記第2判定閾値より大きい値に増加した場合に、前記充電状態が正常領域に復帰したと判定し、前記充電状態が前記第2判定閾値より大きい値に増加しなかった場合に、前記正常領域に復帰しなかったと判定するステップと、
前記正常領域に復帰したと判定された場合に、前記トルクの抑制を解除する制御を行うステップと、を備える。
本発明の一態様に係る電動車両は、充放電可能なバッテリと、バッテリから供給された電力によって車輪を駆動するためのトルクを出力するモータと、バッテリの充電状態が予め設定された判定閾値より大きい正常領域から判定閾値以下の劣化領域になったか否かの判定または充電状態が劣化領域から正常領域に復帰したか否かの判定を行う劣化復帰判定部と、バッテリからモータに電力を供給する制御を行うことで、モータから出力されるトルクを制御する制御部と、を備え、劣化復帰判定部は、充電状態と予め設定された第1判定閾値とを比較し、充電状態が第1判定閾値より大きい値から第1判定閾値以下に減少した場合に、劣化領域になったと判定し、充電状態が第1判定閾値以下に減少しなかった場合に、劣化領域にならなかったと判定し、劣化領域になったと判定した後、充電状態と、予め設定された第1判定閾値と異なる第2判定閾値とを比較し、充電状態が第2判定閾値以下から第2判定閾値より大きい値に増加した場合に、正常領域に復帰したと判定し、充電状態が第2判定閾値より大きい値に増加しなかった場合に、正常領域に復帰しなかったと判定し、制御部は、劣化領域になったと判定された場合に、トルクを抑制する制御を行い、正常領域に復帰したと判定された場合に、トルクの抑制を解除する制御を行う。
このように、本発明によれば、劣化領域になったか否かの判定に用いる第1判定閾値と、正常領域に復帰したか否かの判定に用いる第2判定閾値とを異ならせることができる。
これにより、トルクの抑制とその解除とが頻繁に繰り返されるチャタリングを抑制して、トルクの制御状態を安定化することができる。
以下、図面を参照して本発明に係る実施形態を説明する。なお、以下に示す実施形態は、本発明を限定するものではない。また、実施形態で参照する図面において、同一部分または同様な機能を有する部分には同一の符号または類似の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
(第1の実施形態)
まず、図1を参照して、電動車両の一例としての第1の実施形態に係る電動二輪車100について説明する。
まず、図1を参照して、電動車両の一例としての第1の実施形態に係る電動二輪車100について説明する。
電動二輪車100は、バッテリから供給される電力を用いてモータを駆動することで走行する電動バイク等の電動二輪車である。より詳しくは、電動二輪車100は、モータと車輪がクラッチを介さずに機械的に接続されたクラッチレスの電動二輪車である。なお、本発明に係る電動車両は、これに限定されるものではなく、例えば四輪の車両であってもよい。
電動二輪車100は、図1に示すように、電動車両制御装置1と、電源部2と、モータ3と、アクセルポジションセンサ5と、メータ7と、車輪8とを備える。電源部2は、バッテリ21(すなわち、セル)と、劣化復帰判定部の一例であるバッテリ管理ユニット(BMU)22とを有する。
以下、電動二輪車100の各構成要素について詳しく説明する。
電動車両制御装置1は、電動二輪車100を制御する装置であり、制御部10と、記憶部20と、電力変換部30とを有している。なお、電動車両制御装置1は、電動二輪車100全体を統御するECU(Electronic Control Unit)として構成されてもよい。次に、電動車両制御装置1の各構成要素について詳しく説明する。
制御部10は、電動車両制御装置1に接続された各種装置から情報を入力するとともに、電力変換部30を介してモータ3を駆動制御する。制御部10の詳細については後述する。
記憶部20は、制御部10が用いる情報や、制御部10が動作するためのプログラムを記憶する。この記憶部20は、例えば不揮発性の半導体メモリであるが、これに限定されない。
電力変換部30は、バッテリ21の直流電力を交流電力に変換してモータ3に供給する。この電力変換部30は、図2に示すように、3相のフルブリッジ回路で構成されている。半導体スイッチQ1,Q3,Q5はハイサイドスイッチであり、半導体スイッチQ2,Q4,Q6はローサイドスイッチである。半導体スイッチQ1~Q6の制御端子は、制御部10に電気的に接続されている。電源端子30aと電源端子30bとの間には平滑コンデンサCが設けられている。半導体スイッチQ1~Q6は、例えばMOSFETまたはIGBT等である。
半導体スイッチQ1は、図2に示すように、バッテリ21の正極が接続された電源端子30aと、モータ3の入力端子3aとの間に接続されている。同様に、半導体スイッチQ3は、電源端子30aと、モータ3の入力端子3bとの間に接続されている。半導体スイッチQ5は、電源端子30aと、モータ3の入力端子3cとの間に接続されている。
半導体スイッチQ2は、モータ3の入力端子3aと、バッテリ21の負極が接続された電源端子30bとの間に接続されている。同様に、半導体スイッチQ4は、モータ3の入力端子3bと、電源端子30bとの間に接続されている。半導体スイッチQ6は、モータ3の入力端子3cと、電源端子30bとの間に接続されている。なお、入力端子3aはU相の入力端子であり、入力端子3bはV相の入力端子であり、入力端子3cはW相の入力端子である。
バッテリ21は、充放電可能である。具体的には、バッテリ21は、放電時に電力変換部30に直流電力を供給する。また、バッテリ21は、商用電源等の外部電源から供給された電力による充電時に、外部電源から供給された電力によって充電される。
また、バッテリ21は、モータ3が出力する交流電力による回生充電時に、モータ3が出力した交流電力を電力変換部30で変換した直流電圧によって充電される。
バッテリ21の数は一つに限らず、複数であってもよい。バッテリ21は、例えばリチウムイオン電池であるが、他の種類のバッテリであってもよい。バッテリ21は、異なる種類(例えば、リチウムイオン電池と鉛電池)のバッテリから構成されてもよい。
バッテリ管理ユニット22は、バッテリ21の電圧やバッテリ21の充電状態などのバッテリ21の状態を定期的に監視し、バッテリ21の状態に関する情報を制御部10に送信する。
バッテリ管理ユニット22は、バッテリ21の充電状態が予め設定された判定閾値より大きい正常領域から判定閾値以下の劣化領域になったか否かの判定(以下、劣化判定とも呼ぶ)を行う。
また、バッテリ管理ユニット22は、バッテリ21の充電状態が劣化領域から正常領域に復帰したか否かの判定(以下、復帰判定とも呼ぶ)を行う。
劣化判定および復帰判定の詳細については後述する。
モータ3は、バッテリ21から供給された電力によって車輪8を駆動するためのトルクを出力する。
具体的には、モータ3は、電力変換部30から供給される交流電力により駆動されることで、車輪8を駆動するためのトルクを出力する。トルクは、制御部10が電力変換部30の半導体スイッチQ1~Q6に目標トルクに基づいて算出された通電タイミングとデューティ比を有するPWM信号を出力することで制御されてもよい。モータ3は、車輪8に機械的に接続されており、トルクによって所望の方向に車輪8を回転させる。本実施形態では、モータ3は、クラッチを介さずに車輪8に機械的に接続されている。なお、モータ3の種類は特に限定されない。
また、モータ3は、モータの回転速度の減少時または外力によるモータ3の回転時に、交流電力を出力する。
例えば、モータ3は、車両の走行中にブレーキがかけられてモータ3の回転が減速されたときに、交流電力を出力する。また、モータ3は、バッテリ21からモータ3に電力が供給されていない状態において車両が慣性によって走行する場合や坂道(下り坂)を走行する場合に、車輪8の回転にしたがって回転することで交流電力を出力する。
モータ3が出力した交流電力は、電力変換部30によって直流電力に変換され、変換された直流電力でバッテリ21が回生充電される。
アクセルポジションセンサ5は、ユーザのアクセル操作により設定されたアクセル操作量を検知し、検知されたアクセル操作量を電気信号として制御部10に送信する。ユーザが加速したい場合に、アクセル操作量は大きくなる。
メータ7は、電動二輪車100に設けられたディスプレイ(例えば液晶パネル)であり、各種情報を表示する。具体的には、電動二輪車100の走行速度、バッテリ21の残量、現在時刻、走行距離などの情報がメータ7に表示される。本実施形態では、メータ7は、電動二輪車100のハンドル(図示せず)に設けられる。
なお、バッテリ管理ユニット22は、モータ3が出力した電力によるバッテリ21の回生充電を制御してもよい。
例えば、バッテリ管理ユニット22は、モータ3の回転角を検出するアングルセンサ(図示せず)の検出信号に基づいて算出されたモータ3の回転速度が減速を示す場合、モータ3から出力された電力でバッテリ21を回生充電する制御を行ってもよい。この場合、アングルセンサは、例えば、モータ3のロータの回転にともなうロータの周囲の磁場の変化をホール素子等によって検出する構成であってもよい。
また、バッテリ管理ユニット22は、例えば、アングルセンサの検出信号に基づいて算出されたモータ3の回転速度が閾値以上であり、かつ、アクセルポジションセンサ5の操作量が閾値以下であることに基づいて、車両の坂道走行状態または慣性走行状態を検出してもよい。そして、バッテリ管理ユニット22は、車両の坂道走行状態または慣性走行状態が検出された場合に、モータ3から出力された電力でバッテリ21を回生充電する制御を行ってもよい。
バッテリ管理ユニット22に代わり、または、バッテリ管理ユニット22とともに、制御部10が回生充電を制御してもよい。
次に、劣化復帰判定部としてのバッテリ管理ユニット22および制御部10について詳しく説明する。
バッテリ管理ユニット22は、劣化判定において、バッテリ21から取得された充電状態と、予め設定された第1判定閾値とを比較する。そして、バッテリ管理ユニット22は、充電状態が第1判定閾値より大きい値から第1判定閾値以下に減少した場合に、充電状態が劣化領域になったと判定する。一方、バッテリ管理ユニット22は、充電状態が第1判定閾値以下に減少しなかった場合に、劣化領域にならなかったと判定する。
また、バッテリ管理ユニット22は、劣化判定において劣化領域になったと判定した後に、復帰判定を行う。
トルクの抑制とその解除とが頻繁に繰り返されるチャタリングを抑制するため、バッテリ管理ユニット22は、復帰判定において、充電状態と、予め設定された第1判定閾値と異なる第2判定閾値とを比較する。より具体的には、第1の実施形態において、復帰判定に用いる第2判定閾値は、劣化判定に用いる第1判定閾値より大きい。
そして、バッテリ管理ユニット22は、充電状態が第2判定閾値以下から第2判定閾値より大きい値に増加した場合に、充電状態が正常領域に復帰したと判定する。一方、バッテリ管理ユニット22は、充電状態が第2判定閾値より大きい値に増加しなかった場合に、正常領域に復帰しなかったと判定する。
なお、走行時に充電状態が劣化領域から正常領域に復帰する要因としては、一時的にバッテリ21からモータ3への電力供給が停止される場合と、バッテリ21の回生充電が行われる場合が挙げられる。
制御部10は、バッテリ21からモータ3に電力を供給する制御を行うことで、モータ3から出力されるトルクを制御する。
制御部10は、バッテリ管理ユニット22の劣化判定において劣化領域になったと判定された場合に、トルクを抑制する制御を行う。
一方、制御部10は、バッテリ管理ユニット22の復帰判定において正常領域に復帰したと判定された場合に、トルクの抑制を解除する制御を行う。
トルクを抑制する制御およびトルクの抑制を解除する制御は、例えば、制御部10が電力変換部30の半導体スイッチQ1~Q6に出力するPWM信号の通電タイミングおよびデューティ比を制御することで行うことができる。また、トルクを抑制する制御およびトルクの抑制を解除する制御は、現在のトルクから目標トルクまで徐々にトルクを変化させる制御であってもよい。
より具体的には、第1の実施形態において、バッテリ管理ユニット22は、劣化判定において劣化領域になったと判定した場合に、トルクの抑制を要求する抑制フラグを制御部10に出力する。一方、バッテリ管理ユニット22は、正常領域に復帰したと判定した場合に、トルクの抑制の解除を要求する抑制解除フラグを制御部10に出力する。
そして、制御部10は、抑制フラグに応じて、トルクを抑制する制御を行う。また、制御部10は、抑制解除フラグに応じて、トルクの抑制を解除する制御を行う。
なお、電動二輪車100は、バッテリ21の温度を検出する温度検出器23を更に備えてもよい。この場合、制御部10は、検出されたバッテリ21の温度に応じてトルクの抑制量を変化させてもよい。例えば、制御部10は、バッテリ21の温度が高いほどトルクの抑制量を大きくしてもよい。
(電動二輪車100の制御方法)
以下、図3のフローチャートを参照して、電動車両制御方法の一例として、第1の実施形態に係る電動二輪車100の制御方法について説明する。なお、図3のフローチャートは、必要に応じて繰り返される。
以下、図3のフローチャートを参照して、電動車両制御方法の一例として、第1の実施形態に係る電動二輪車100の制御方法について説明する。なお、図3のフローチャートは、必要に応じて繰り返される。
先ず、バッテリ管理ユニット22は、バッテリ21の充電状態の取得を開始する(ステップS1)。
充電状態の取得を開始した後、バッテリ管理ユニット22は、劣化判定を行う。具体的には、バッテリ管理ユニット22は、取得された最新の充電状態と、予め設定された第1判定閾値とを比較する。そして、バッテリ管理ユニット22は、充電状態が第1判定閾値以下に減少したか否かを判定する(ステップS2)。
そして、充電状態が第1判定閾値以下に減少した場合(ステップS2:Yes)、バッテリ管理ユニット22は、劣化領域になったと判定して、制御部10に抑制フラグを出力する(ステップS3)。一方、充電状態が第1判定閾値以下に減少しなかった場合(ステップS2:No)、バッテリ管理ユニット22は、劣化領域にならなかったと判定して、充電状態が第1判定閾値以下に減少したか否の判定を繰り返す(ステップS2)。
抑制フラグの出力に応じて、制御部10は、モータ3のトルクを抑制する制御を行う(ステップS4)。
トルクを抑制する制御が行われた後、バッテリ管理ユニット22は、復帰判定を行う。具体的には、バッテリ管理ユニット22は、取得された最新の充電状態と、予め設定された第1判定閾値より大きい第2判定閾値とを比較する。そして、バッテリ管理ユニット22は、充電状態が第2判定閾値より大きい値に増加したか否かを判定する(ステップS5)。
そして、充電状態が第2判定閾値より大きい値に増加した場合(ステップS5:Yes)、バッテリ管理ユニット22は、正常領域に復帰したと判定して、制御部10に抑制解除フラグを出力する(ステップS6)。一方、充電状態が第2判定閾値より大きい値に増加しなかった場合(ステップS5:No)、バッテリ管理ユニット22は、正常領域に復帰しなかったと判定して、充電状態が第2判定閾値より大きい値に増加したか否かの判定を繰り返す(ステップS5)。
抑制解除フラグの出力に応じて、制御部10は、モータ3のトルクの抑制を解除する制御を行う(ステップS7)。
以下、第1の実施形態によってもたらされる作用について説明する。
上述したように、第1の実施形態において、バッテリ管理ユニット22は、劣化判定に用いる第1判定閾値と復帰判定に用いる第2判定閾値とを異ならせる。
これにより、トルクの抑制とその解除とが頻繁に繰り返されるチャタリングを抑制して、トルクの制御状態を安定化することができる。
また、バッテリ21の状態を管理するバッテリ管理ユニット22が劣化判定および復帰判定を行うことで、既存の構成を活用して劣化判定および復帰判定を低コストで行うことができる。
また、上述したように、第1の実施形態において、復帰判定に用いる第2判定閾値は、劣化判定に用いる第1判定閾値よりも大きい。
これにより、充電状態が十分に大きい値まで回復するのを待ってトルクの抑制を解除することができるので、トルクの抑制を解除するまでの所要時間を長くすることができる。また、トルクの抑制を解除した後に充電状態が再び低下する場合においても、第1判定閾値に達するまでの時間を長くすることができる。この結果、チャタリングを更に確実に抑制することができる。
また、上述したように、第1の実施形態において、バッテリ管理ユニット22は、劣化領域になったと判定した場合に、制御部10に抑制フラグを出力し、正常領域に復帰したと判定した場合に、制御部10に抑制解除フラグを出力する。そして、制御部10は、抑制フラグに応じてトルクを抑制する制御を行い、抑制解除フラグに応じてトルクの抑制を解除する制御を行う。
これにより、制御部10は、フラグに基づいて、トルクを抑制する制御およびトルクの抑制を解除する制御の開始を簡便に判断することができるので、制御部10の処理負荷を軽減することができる。
また、上述したように、電動二輪車100は、バッテリ21の温度を検出する温度検出器23を更に備え、制御部10は、検出されたバッテリ21の温度に応じてトルクの抑制量を変化させてもよい。
これにより、バッテリ21の劣化状態に影響する温度を加味したトルクの抑制を行うことで、チャタリングを更に確実に抑制することができる。
(第2の実施形態)
次に、図4を参照して、復帰判定の開始条件を追加した第2の実施形態に係る電動二輪車100について説明する。
次に、図4を参照して、復帰判定の開始条件を追加した第2の実施形態に係る電動二輪車100について説明する。
第2の実施形態において、バッテリ管理ユニット22は、劣化判定において劣化領域になったと判定した後、バッテリ21からモータ3への電力の供給が停止された場合に、復帰判定を行う。
すなわち、バッテリ管理ユニット22は、劣化領域になったと判定した後、バッテリ21からモータ3への電力の供給が停止されて充電状態が第2判定閾値より大きい値に増加した場合に、正常領域に復帰したと判定する。
一方、バッテリ管理ユニット22は、バッテリ21からモータ3への電力の供給が停止された後も充電状態が第2判定閾値より大きい値に増加しなかった場合に、正常領域に復帰しなかったと判定する。
また、第2の実施形態において、バッテリ管理ユニット22は、劣化判定において劣化領域になったと判定した後、モータ3が出力した電力でバッテリ21が回生充電された場合にも、復帰判定を行う。
すなわち、バッテリ管理ユニット22は、劣化領域になったと判定した後、モータ3が出力した電力でバッテリ21が回生充電されて充電状態が第2判定閾値より大きい値に増加した場合に、正常領域に復帰したと判定する。
一方、バッテリ管理ユニット22は、モータ3が出力した電力でバッテリ21が回生充電された後も充電状態が第2判定閾値より大きい値に増加しなかった場合に、正常領域に復帰しなかったと判定する。
以下、図4のフローチャートを参照して、第2の実施形態に係る電動二輪車100の制御方法について、第1の実施形態との差異を中心に説明する。なお、図4のフローチャートは、必要に応じて繰り返される。
図4に示すように、バッテリ管理ユニット22は、制御部10によってトルクを抑制する制御が行われた後に、バッテリ21からモータ3への電力供給の停止または回生充電が行われたか否かを判定する(ステップS8)。バッテリ管理ユニット22は、バッテリ21からモータ3への電力供給が停止されたことについては、例えば、バッテリ21からモータ3への電力供給を制御する制御部10の動作状態に基づいて判断してもよく、または、アクセル操作量がゼロであることに基づいて判断してもよいが、これらに限定されない。また、バッテリ管理ユニット22は、回生充電が行われたことについては、バッテリ管理ユニット22自らが回生充電を制御することで検知してもよいが、これに限定されない。
あるいは、バッテリ21からモータ3への電力供給の停止または回生充電が行われたか否かの判定(ステップS8)は、制御部10が行ってもよい。
バッテリ21からモータ3への電力供給の停止または回生充電が行われた場合(ステップS8:Yes)、バッテリ管理ユニット22は、第1の実施形態と同様に、第2判定閾値を用いた復帰判定を行う(ステップS5)。
一方、バッテリ21からモータ3への電力供給の停止または回生充電が行われなかった場合(ステップS8:No)、バッテリ管理ユニット22は、復帰判定を行わない。この場合、バッテリ管理ユニット22は、バッテリ21からモータ3への電力供給の停止または回生充電が行われたか否かの判定を繰り返す(ステップS8)。
第2の実施形態によれば、モータ3への電力供給の停止または回生充電といった正常領域に復帰する要因の発生を待って復帰判定を行うことができる。これにより、復帰判定の判定精度を高めることができる。
上述した実施形態で説明した電動車両制御装置1(制御部10)の少なくとも一部は、ハードウェアで構成してもよいし、ソフトウェアで構成してもよい。ソフトウェアで構成する場合には、制御部10の少なくとも一部の機能を実現するプログラムをフレキシブルディスクやCD-ROM等の記録媒体に収納し、コンピュータに読み込ませて実行させてもよい。記録媒体は、磁気ディスクや光ディスク等の着脱可能なものに限定されず、ハードディスク装置やメモリなどの固定型の記録媒体でもよい。
また、制御部10の少なくとも一部の機能を実現するプログラムを、インターネット等の通信回線(無線通信も含む)を介して頒布してもよい。さらに、同プログラムを暗号化したり、変調をかけたり、圧縮した状態で、インターネット等の有線回線や無線回線を介して、あるいは記録媒体に収納して頒布してもよい。
上記の記載に基づいて、当業者であれば、本発明の追加の効果や種々の変形を想到できるかもしれないが、本発明の態様は、上述した個々の実施形態に限定されるものではない。異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。特許請求の範囲に規定された内容及びその均等物から導き出される本発明の概念的な思想と趣旨を逸脱しない範囲で種々の追加、変更及び部分的削除が可能である。
1 電動車両制御装置
3 モータ
10 制御部
21 バッテリ
22 バッテリ管理ユニット
100 電動二輪車
3 モータ
10 制御部
21 バッテリ
22 バッテリ管理ユニット
100 電動二輪車
Claims (10)
- 充放電可能なバッテリと、
前記バッテリから供給された電力によって車輪を駆動するためのトルクを出力するモータと、
前記バッテリの充電状態が予め設定された判定閾値より大きい正常領域から前記判定閾値以下の劣化領域になったか否かの判定または前記充電状態が前記劣化領域から前記正常領域に復帰したか否かの判定を行う劣化復帰判定部と、
前記バッテリから前記モータに電力を供給する制御を行うことで、前記モータから出力されるトルクを制御する制御部と、を備え、
前記劣化復帰判定部は、
前記充電状態と予め設定された第1判定閾値とを比較し、前記充電状態が前記第1判定閾値より大きい値から前記第1判定閾値以下に減少した場合に、前記劣化領域になったと判定し、前記充電状態が前記第1判定閾値以下に減少しなかった場合に、前記劣化領域にならなかったと判定し、
前記劣化領域になったと判定した後、前記充電状態と、予め設定された前記第1判定閾値と異なる第2判定閾値とを比較し、前記充電状態が前記第2判定閾値以下から前記第2判定閾値より大きい値に増加した場合に、前記正常領域に復帰したと判定し、前記充電状態が前記第2判定閾値より大きい値に増加しなかった場合に、前記正常領域に復帰しなかったと判定し、
前記制御部は、
前記劣化領域になったと判定された場合に、前記トルクを抑制する制御を行い、前記正常領域に復帰したと判定された場合に、前記トルクの抑制を解除する制御を行うことを特徴とする電動車両。 - 前記第2判定閾値は、前記第1判定閾値より大きいことを特徴とする請求項1に記載の電動車両。
- 前記モータは、前記モータの回転速度の減少時または外力による前記モータの回転時に電力を出力し、
前記制御部は、前記モータが出力した電力で前記バッテリを充電する制御を行い、
前記劣化復帰判定部は、前記劣化領域になったと判定した後、前記モータが出力した電力で前記バッテリが充電されて前記充電状態が前記第2判定閾値より大きい値に増加した場合に、前記正常領域に復帰したと判定し、前記モータが出力した電力で前記バッテリが充電された後も前記充電状態が前記第2判定閾値より大きい値に増加しなかった場合に、前記正常領域に復帰しなかったと判定することを特徴とする請求項2に記載の電動車両。 - 前記劣化復帰判定部は、前記劣化領域になったと判定した後、前記バッテリから前記モータへの電力の供給が停止されて前記充電状態が前記第2判定閾値より大きい値に増加した場合に、前記正常領域に復帰したと判定し、前記バッテリから前記モータへの電力の供給が停止された後も前記充電状態が前記第2判定閾値より大きい値に増加しなかった場合に、前記正常領域に復帰しなかったと判定することを特徴とする請求項2に記載の電動車両。
- 前記バッテリの温度を検出する温度検出部を更に備え、
前記制御部は、前記検出されたバッテリの温度に応じて前記トルクの抑制量を変化させることを特徴とする請求項2に記載の電動車両。 - 前記劣化復帰判定部は、前記バッテリの状態を定期的に監視するバッテリ管理ユニットであることを特徴とする請求項2に記載の電動車両。
- 前記バッテリ管理ユニットは、前記劣化領域になったと判定した場合に、前記トルクの抑制を要求する抑制フラグを前記制御部に出力し、前記正常領域に復帰したと判定した場合に、前記トルクの抑制の解除を要求する抑制解除フラグを前記制御部に出力し、
前記制御部は、前記抑制フラグに応じて前記トルクを抑制する制御を行い、前記抑制解除フラグに応じて前記トルクの抑制を解除する制御を行うことを特徴とする請求項6に記載の電動車両。 - 前記車輪と前記モータとがクラッチを介さずに機械的に接続されていることを特徴とする請求項2に記載の電動車両。
- 充放電可能なバッテリと、
前記バッテリから供給された電力によって車輪を駆動するためのトルクを出力するモータと、
前記バッテリの充電状態が予め設定された判定閾値より大きい正常領域から前記判定閾値以下の劣化領域になったか否かの判定または前記充電状態が前記劣化領域から前記正常領域に復帰したか否かの判定を行う劣化復帰判定部と、を備える電動車両を制御する電動車両制御装置であって、
前記バッテリから前記モータに電力を供給する制御を行うことで、前記モータから出力されるトルクを制御する制御部を備え、
前記劣化復帰判定部は、
前記充電状態と予め設定された第1判定閾値とを比較し、前記充電状態が前記第1判定閾値より大きい値から前記第1判定閾値以下に減少した場合に、前記劣化領域になったと判定し、前記充電状態が前記第1判定閾値以下に減少しなかった場合に、前記劣化領域にならなかったと判定し、
前記劣化領域になったと判定した後、前記充電状態と、予め設定された前記第1判定閾値と異なる第2判定閾値とを比較し、前記充電状態が前記第2判定閾値以下から前記第2判定閾値より大きい値に増加した場合に、前記正常領域に復帰したと判定し、前記充電状態が前記第2判定閾値より大きい値に増加しなかった場合に、前記正常領域に復帰しなかったと判定し、
前記制御部は、
前記劣化領域になったと判定された場合に、前記トルクを抑制する制御を行い、前記正常領域に復帰したと判定された場合に、前記トルクの抑制を解除する制御を行うことを特徴とする電動車両制御装置。 - 充放電可能なバッテリと、
前記バッテリから供給された電力によって車輪を駆動するためのトルクを出力するモータと、を備える電動車両を制御する電動車両制御方法であって、
前記バッテリの充電状態と予め設定された第1判定閾値とを比較し、前記充電状態が前記第1判定閾値より大きい値から前記第1判定閾値以下に減少した場合に、前記充電状態が劣化領域になったと判定し、前記充電状態が前記第1判定閾値以下に減少しなかった場合に、前記劣化領域にならなかったと判定するステップと、
前記劣化領域になったと判定された場合に、前記トルクを抑制する制御を行うステップと、
前記劣化領域になったと判定した後、前記充電状態と、予め設定された前記第1判定閾値と異なる第2判定閾値とを比較し、前記充電状態が前記第2判定閾値以下から前記第2判定閾値より大きい値に増加した場合に、前記充電状態が正常領域に復帰したと判定し、前記充電状態が前記第2判定閾値より大きい値に増加しなかった場合に、前記正常領域に復帰しなかったと判定するステップと、
前記正常領域に復帰したと判定された場合に、前記トルクの抑制を解除する制御を行うステップと、を備えることを特徴とする電動車両制御方法。
Priority Applications (2)
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2017
- 2017-09-08 WO PCT/JP2017/032574 patent/WO2019049336A1/ja active Application Filing
-
2018
- 2018-08-23 TW TW107129480A patent/TW201912469A/zh unknown
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