WO2023166897A1 - 電動車両の制御装置 - Google Patents

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WO2023166897A1
WO2023166897A1 PCT/JP2023/002978 JP2023002978W WO2023166897A1 WO 2023166897 A1 WO2023166897 A1 WO 2023166897A1 JP 2023002978 W JP2023002978 W JP 2023002978W WO 2023166897 A1 WO2023166897 A1 WO 2023166897A1
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sop
regenerative
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long
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PCT/JP2023/002978
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English (en)
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颯 田中
雅大 井上
北斗 横辻
清貴 石川
一 佐伯
靖章 加納
正紀 新谷
明洋 田力
彩月 八木
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三菱自動車工業株式会社
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    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/12—Methods 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]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
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Definitions

  • This case relates to a control device for an electric vehicle equipped with a motor.
  • regeneration control is terminated when the regeneration time exceeds a predetermined time.
  • the initial regenerative power is power Pa and the regenerative time exceeds time A
  • the regenerative power is sharply decreased toward 0 (see FIG. 9).
  • the electrodeposition and deterioration of the battery may be suppressed.
  • regenerative power is excessively suppressed, and there is a problem that it is difficult to improve power consumption due to large energy loss.
  • One of the purposes of this case was to provide an electric vehicle control device that was invented in light of the above-mentioned problems and that can improve electricity consumption in regenerative power generation.
  • the disclosed control device for an electric vehicle can be implemented as an aspect or application example disclosed below, and solves at least part of the above problems.
  • the disclosed control device for an electric vehicle is a control device for an electric vehicle equipped with a motor that has both a function of driving wheels with battery power and a function of charging the battery with power generated by regenerative power generation.
  • the control device sets a short-time SOP applied when the charging time is less than or equal to a predetermined time, and the short-time SOP applied when the charging time exceeds the predetermined time.
  • a setting unit that sets a long-time SOP having a smaller value than the SOP; a calculation unit that calculates a regenerative SOP corresponding to the maximum value of regenerative electric power from the motor based on the short-time SOP and the long-time SOP; and a control unit that controls the regenerated electric power from the motor within a range equal to or lower than the regenerated SOP. Further, the calculation unit performs transition calculation for gradually changing the regenerative SOP from the short-time SOP to the long-time SOP according to the duration of the regenerative power generation.
  • the disclosed electric vehicle control device by gradually changing the regeneration SOP from the short-time SOP to the long-time SOP, it is possible to increase the regenerated power from the motor while satisfying the battery electrodeposition protection requirements. , the electric power consumption can be improved in the regenerative power generation of the electric vehicle. In addition, since the switching from the short-time SOP to the long-time SOP becomes smooth, it is possible to improve the driving feeling during regenerative power generation.
  • FIG. 1 is a block diagram showing an electric vehicle and its control device
  • FIG. 7 is a graph illustrating changes over time of a short-time SOP and a long-time SOP during regenerative power generation of a motor
  • 4 is a graph illustrating the relationship between the duration of a transition operation and a scaling factor
  • FIG. 10 is an example of a flowchart of control related to transition calculation during regenerative power generation
  • the disclosed electric vehicle control device can be implemented by the following embodiments.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating the configuration of a control device 10 and an electric vehicle 1 to which the control device 10 is applied (hereinafter simply referred to as vehicle 1) as an embodiment.
  • vehicle 1 includes electric vehicles, hybrid vehicles, plug-in hybrid vehicles, and the like.
  • a vehicle 1 is equipped with at least a motor 2 as a drive source and a battery 3 as a power source.
  • the battery 3 is, for example, a secondary battery such as a lithium-ion secondary battery or a nickel-metal hydride battery.
  • the motor 2 is a motor generator (motor/generator) that has both the function of driving the wheels with the power of the battery 3 and the function of charging the battery 3 with power generated by regenerative power generation.
  • the wheels (driving wheels) driven by the motor 2 may be front wheels, rear wheels, or all wheels.
  • the number of mounted motors 2 and the number of drive wheels are irrelevant.
  • a single motor 2 may drive a single drive wheel, a single motor 2 may drive a plurality of drive wheels, a plurality of motors 2 may drive a single drive wheel, or a plurality of motors 2 may drive a single drive wheel. may drive a plurality of drive wheels.
  • a transmission mechanism (not shown) may be interposed on the power transmission path connecting the motor 2 and the driving wheels.
  • a vehicle 1 shown in FIG. 1 is a hybrid electric vehicle (HEV) or a plug-in hybrid electric vehicle (HEV) equipped with an engine 4 as a second drive source and a generator 5 as a power generation device.
  • PHEV a hybrid electric vehicle
  • a hybrid vehicle means a vehicle equipped with an engine 4 and a motor 2 as drive sources.
  • a plug-in hybrid vehicle means a hybrid vehicle capable of externally charging the battery 3 or externally supplying power from the battery 3 .
  • Plug-in hybrid vehicles have a charging port (inlet) for inserting a charging cable that supplies power from an external charging facility, and an external power supply outlet (outlet) for plugging in a power supply cable that supplies power to external devices. ) is provided.
  • the engine 4 is, for example, an internal combustion engine such as a gasoline engine or a diesel engine.
  • a drive shaft of the engine 4 is connected with a generator 5 (generator) having a function of generating electric power using at least the driving force of the engine 4 .
  • the generated power (generated power output) of the generator 5 is used for driving the motor 2 and charging the battery 3 .
  • a transmission mechanism (not shown) may be interposed on a power transmission path connecting the engine 4 and the generator 5 . It should be noted that a generator 5 that also functions as an electric motor for running the vehicle 1 may be applied.
  • a clutch 6 is interposed on the power transmission path that connects the motor 2 and the engine 4 .
  • the engine 4 is connected to drive wheels via a clutch 6 , and the motor 2 is arranged closer to the drive wheels than the clutch 6 is.
  • the generator 5 is connected closer to the engine 4 than the clutch 6 is.
  • the clutch 6 is disengaged (released)
  • the engine 4 and generator 5 are disconnected from the driving wheels, and the motor 2 is connected to the driving wheels. Therefore, by operating only the motor 2, for example, so-called EV running (motor independent running) is realized.
  • so-called series running is realized.
  • the vehicle 1 may be a hybrid vehicle capable of at least EV driving, and other driving modes (ENG driving, series driving, parallel driving) may be omitted as appropriate.
  • the operating states of the motor 2, the battery 3, the engine 4, the generator 5, and the clutch 6 are controlled by the control device 10.
  • the control device 10 is a computer (electronic control unit, ECU, Electronic Control Unit) having at least a function of controlling regenerated electric power from the motor 2 .
  • the control device 10 incorporates a processor (arithmetic processing device) and a memory (storage device).
  • the content of the control (control program) executed by the control device 10 is stored in the memory, and is executed by being appropriately loaded into the processor.
  • a vehicle speed sensor 7, a brake sensor 8, and an accelerator sensor 9 are connected to the control device 10.
  • the vehicle speed sensor 7 is a sensor that detects the travel speed (vehicle speed) of the vehicle 1 .
  • the brake sensor 8 is a sensor that detects parameters (brake opening, brake pedal stroke, brake fluid pressure, etc.) corresponding to the amount of depression of the brake pedal.
  • the accelerator sensor 9 is a sensor that detects parameters (accelerator opening, accelerator pedal stroke, throttle opening, etc.) corresponding to the depression amount of the accelerator pedal. Information detected by each of these sensors 7 to 9 is transmitted to control device 10 .
  • Other information transmitted to the control device 10 includes information on the operating state of the motor 2 (rotational speed, motor temperature, drive current, drive voltage, drive frequency, etc.) and the operating state of the battery 3 (state of charge SOC, healthy state, etc.). temperature SOH, input/output current, battery voltage, battery temperature, internal resistance, etc.) and information on the running state of the vehicle 1 (running mode, outside temperature, etc.).
  • the control device 10 of the present embodiment uses various types of information such as those described above to perform control that changes the regenerated electric power from the motor 2 more flexibly than the existing control. Note that the charging rate SOC of the battery 3 can be calculated based on the input/output current and the battery voltage.
  • the control device 10 is provided with a setting unit 11, a calculation unit 12, and a control unit 13 as elements for performing the above control. These elements indicate the functions of the control device 10 by classifying them for convenience, and can be realized by software (program) or hardware (electronic control circuit). These elements may be integrated into one piece of software or hardware, or may be distributed among multiple pieces of software and hardware. For example, a motor ECU (MCU, Motor Control Unit) for managing the motor 2 may incorporate these elements, or a battery ECU (BMU, Battery Management Unit) for managing the battery 3 may incorporate these elements. may be built in, or these elements may be distributed among a plurality of ECUs.
  • MCU Motor Control Unit
  • BMU Battery Management Unit
  • the setting unit 11 sets a short-time SOP (short-time chargeable maximum power, short-time State Of Power) and a long-time SOP (long-time chargeable maximum power, long-time) as the maximum value of the power [kW] that can be charged to the battery 3 It is used to set the time State Of Power).
  • the short-time SOP is the maximum power applied during charging when the charging time is less than or equal to the predetermined time C (relatively short time).
  • a scale (degree of length of time) of the predetermined time period C to which the short-time SOP is applied is assumed to be several seconds, for example.
  • the long-time SOP is the maximum power that is applied when the charging time exceeds the predetermined time C, and is set to a smaller value than the short-time SOP.
  • the long-time SOP is a parameter that can correspond to the rated input power of a general battery 3, for example.
  • Each value of the short-time SOP and the long-time SOP may be a preset fixed value, or may be determined based on the operating state of the battery 3 (state of charge SOC, state of health SOH, regenerative current amount, battery voltage, battery temperature, etc.). ) or a variable value set according to the running state of the vehicle 1 (running mode, vehicle speed, outside temperature, accelerator opening, etc.).
  • the predetermined time period C may be set based on the charging current (regenerative current amount) to the battery 3 or the battery voltage.
  • the short-time SOP and the long-time SOP are set on the assumption that at least the motor 2 is operating. Since the short-time SOP and the long-time SOP of the present embodiment are used during regenerative power generation by the motor 2, they may be set on the assumption that the motor 2 is regeneratively generating power.
  • FIG. 2 is a graph exemplifying temporal changes in the short-term SOP and the long-term SOP during regenerative power generation of the motor 2 .
  • the values of the short-term SOP and the long-term SOP change linearly and in parallel.
  • the setting unit 11 always sets both the short-term SOP and the long-term SOP during the regenerative power generation of the motor 2 .
  • the value of the long-term SOP (dashed-dotted line graph) is set to a smaller value than the value of the short-term SOP (dashed line graph) at that time.
  • the values of the short-time SOP and the long-time SOP are set to decrease as the duration A of regenerative power generation increases, and the graphs of the short-time SOP and the long-time SOP shown in FIG. 2 slope downward.
  • Time t2 in FIG. 2 is the time when the predetermined time C (the maximum time of the short-time SOP) has elapsed since the regenerative power generation of the motor 2 was started.
  • the predetermined time C the maximum time of the short-time SOP
  • the setting of the SOP value for a short period of time continues after time t2 , and is referred to for calculation of the regenerative SOP.
  • setting of the value of the short-time SOP may be omitted. .
  • the calculation unit 12 calculates a regenerative SOP corresponding to the maximum value of regenerative electric power from the motor 2 based on the short-time SOP and the long-time SOP set by the setting unit 11 .
  • transition calculation is performed to gradually change the regenerative SOP from the short-time SOP to the long-time SOP according to the duration A of regenerative power generation.
  • the short-time SOP value is directly calculated as the regenerative SOP value.
  • time B time B until the start of the transition calculation
  • time t 1 in FIG. 2 the transition calculation is started.
  • Time B is set shorter than predetermined time C as shown in FIG.
  • the value of the regenerative SOP begins to decrease toward the long-time SOP.
  • the calculation unit 12 of the present embodiment performs a calculation for linearly changing the proportion of the short-term SOP or the proportion of the long-term SOP reflected in the regenerative SOP with respect to the duration A of the regenerative power generation in the above transition calculation. sell.
  • the calculation unit 12 calculates the regeneration SOP based on Equations 1 and 2 below.
  • the transition time D in Equations 1 and 2 is a time based on the time at which the transition calculation is started (the time during which the transition calculation is performed), and is the duration of regenerative power generation A (the regenerative power generation is started (time based on time) minus time B.
  • Regenerative SOP (1-k 1 ) x (Short time SOP) + k 1 x (Long time SOP) (k 1 : multiplication factor that increases in proportion to transition time D, 0 ⁇ k 1 ⁇ 1) Formula 2.
  • Regenerative SOP k 2 ⁇ (short-time SOP) + (1-k 2 ) ⁇ (long-time SOP) (k 2 : multiplication factor that decreases in proportion to transition time D, 0 ⁇ k 2 ⁇ 1)
  • the split coefficient k1 in Equation 1 is a coefficient that increases from 0 to 1 in proportion to the transition time D of the transition calculation.
  • a solid line in FIG. 3 is a graph illustrating the relationship between the transition time D of the transition calculation and the split coefficient k1 .
  • the value of the split coefficient k1 is set to 0.5 when the transition time D is the time E1
  • the value of the split coefficient k1 is set to 1 when the transition time D is equal to or greater than the time E2.
  • the split coefficient k2 in Equation 2 is a coefficient that decreases from 1 to 0 in proportion to the transition time D.
  • Time E 3 is a graph illustrating the relationship between the transition time D of the transition calculation and the split coefficient k2 .
  • Time E2 in FIG. 3 is twice the time E1 and corresponds to the time from time t1 to time t3 in the graph of FIG. After time t3 , the ratio of the short-time SOP reflected in the regeneration SOP becomes 0, and the value of the long-time SOP is directly calculated as the value of the regeneration SOP.
  • Time E 1 is the time until the split coefficients k 1 and k 2 change to 0.5 in the transition calculation.
  • time E2 is the time until the split coefficients k1 and k2 stop changing in the transition calculation.
  • the above scaling factor k2 is not strictly “proportional” to the transition time D (in the mathematical sense). "Proportional” to the transition time D is the scaling factor k2 minus one. Therefore, if you want to understand the relationship between the split coefficient k 2 and the transition time D in accordance with a more rigorous definition, the value obtained by subtracting 1 from the split coefficient k 2 is defined as the "split coefficient k 3 ". Then, this "splitting coefficient k 3 " can be regarded as decreasing from 0 to -1 "proportionally” to the transition time D.
  • the graph shapes of the split coefficients k 1 and k 2 are preferably set so that the time obtained by subtracting the time B from the predetermined time C and the time E 1 match. be done. That is, when the duration A of regenerative power generation reaches the predetermined time C, the proportion of the short-term SOP reflected in the regenerative SOP and the proportion of the long-term SOP reflected in the regenerative SOP are matched (both set to 50%). to) is preferred.
  • the characteristic of the split coefficient k1 is adjusted so that the regenerative SOP becomes an intermediate value (average value) between the short-term SOP and the long-term SOP. It is preferable to set
  • the hatched triangle between times t 1 and t 2 in FIG. 2 becomes congruent with the hatched triangle between times t 2 and t 3 .
  • the hatched area S 1 between times t 1 and t 2 matches the hatched area S 2 between times t 2 and t 3 .
  • the hatched area S 1 corresponds to the surplus chargeable power amount [Wh] generated by reducing the regenerative SOP from the short-time SOP between times t 1 and t 2 .
  • the hatched area S 2 corresponds to the chargeable power amount [Wh] required by increasing the regenerative SOP more than the long-time SOP between times t 2 and t 3 .
  • the regenerated power from the motor 2 can be maximized to the extent that the electrodeposition protection requirements of the battery 3 are met.
  • the regenerative electric power fluctuates more smoothly, and the driving feeling of the vehicle is improved. becomes.
  • the time B from the start of regenerative power generation to the start of the transition calculation may be a preset fixed value (for example, several seconds), or may be determined based on the operating state of the battery 3. (state of charge SOC, state of health SOH, regenerative current amount, battery voltage, battery temperature, etc.) and the running state of the vehicle 1 (running mode, vehicle speed, outside temperature, accelerator opening, etc.). may Similarly, the rate of change over time of the allocation coefficients k 1 and k 2 (that is, the rate of change over time of the regenerative SOP during the transition calculation) may be a preset fixed value, It may be a variable value that is set according to the running state of the vehicle 1 .
  • the control unit 13 uses the regenerative SOP calculated by the calculation unit 12 to control the regenerated electric power from the motor 2 .
  • the control unit 13 controls the operating state of the motor 2 (or an inverter (not shown)) so that the regenerated electric power from the motor 2 is equal to or less than the regeneration SOP.
  • a regenerative braking force is generated in the driving wheels connected to the motor 2, and the battery 3 is charged with the regenerative electric power.
  • Frictional braking force is applied to the drive wheels via a brake mechanism (not shown) according to the magnitude of the braking force (braking torque) requested by the driver.
  • FIG. 4 is an example of a flowchart of control relating to transition calculation during regenerative power generation.
  • the control shown in this flowchart is repeatedly executed inside the control device 10 at a predetermined cycle while the motor 2 is operating (for example, in the EV driving mode or the hybrid driving mode).
  • the control shown in this flow chart can be performed in any vehicle 1 that has a running mode in which at least the motor 2 operates, regardless of the presence or absence of the engine 4, generator 5, clutch 6, and the like.
  • step A1 the setting unit 11 of the control device 10 sets a short-time SOP and a long-time SOP.
  • the short-time SOP and the long-time SOP are based on the operating state of the battery 3 (state of charge SOC, state of health SOH, regenerative current amount, battery voltage, battery temperature, etc.) and the running state of the vehicle 1 (running mode, vehicle speed, outside temperature, accelerator degree of opening, etc.).
  • the long-time SOP is set to a smaller value than the short-time SOP.
  • step A2 it is determined whether or not regenerative power generation conditions for causing the motor 2 to perform regenerative power generation are satisfied.
  • the regenerative power generation conditions include well-known conditions, for example, that the accelerator opening degree has decreased, that the brake opening degree has increased, and that the battery 3 can be charged (the state of charge SOC is a predetermined value or less). the state of health SOH is equal to or higher than a predetermined value; the battery temperature is within an appropriate range); and the vehicle 1 is not stopped (vehicle speed is not 0). If the regenerative power generation condition is not satisfied (No at step A2), the control in this cycle ends. On the other hand, if the regenerative power generation condition is satisfied (Yes at step A2), the control proceeds to step A3.
  • step A3 the duration A of regenerative power generation is measured.
  • the duration A is the elapsed time from the time when the regenerative power generation condition was first established in step A2.
  • step A4 a time B until the shift calculation is started is calculated.
  • Time B is set shorter than predetermined time C (maximum time of short SOP).
  • step A5 it is determined whether or not the duration A of regenerative power generation is less than the time B. If this condition is satisfied (Yes at step A5), the control proceeds to step A6, and the calculation unit 12 substitutes the value of the short-time SOP into the regeneration SOP.
  • step A10 the regenerated electric power from the motor 2 is controlled in the control section 13 within a range equal to or lower than the regenerated SOP.
  • the Yes route control following step A5 corresponds to the control between times t 0 and t 1 in FIG.
  • step A7 the transition time D of the transition calculation is measured.
  • the transition time D is the elapsed time from the time when the regenerative power generation condition is first established in step A5.
  • step A8 the calculation unit 12 calculates the allocation coefficient k1 according to the transition time D.
  • FIG. The split coefficient k1 is calculated so as to increase linearly with the transition time D, as shown by the solid line graph in FIG. 3, for example.
  • the calculation unit 12 calculates the regeneration SOP based on the above equation (1).
  • the regeneration SOP value is calculated so as to gradually shift from the short-time SOP to the long-time SOP as the transition time D increases.
  • the regenerated electric power from the motor 2 is controlled in the control section 13 within a range equal to or lower than the regenerated SOP.
  • the No route control following step A5 corresponds to the control after time t1 in FIG.
  • a setting unit 11 , a calculation unit 12 , and a control unit 13 are provided in the control device 10 (control device for an electric vehicle).
  • the setting unit 11 sets, as the maximum value of the power that can be charged to the battery 3, a short-time SOP applied when the charging time is equal to or less than the predetermined time C, and a short-time SOP applied when the charging time exceeds the predetermined time C.
  • the calculation unit 12 calculates a regenerative SOP corresponding to the maximum value of regenerated electric power from the motor 2 based on the short-term SOP and the long-term SOP.
  • the control unit 13 controls the regenerated electric power from the motor 2 within a range equal to or lower than the regenerated SOP.
  • the calculation unit 12 performs transition calculation for gradually changing the regenerative SOP from the short-time SOP to the long-time SOP according to the duration A of regenerative power generation.
  • the regenerative electric power is not excessively suppressed, and the electrolysis protection requirements of the battery 3 are satisfied while the electric power from the motor 2 is reduced.
  • Regenerative power can be increased. Therefore, electric power consumption can be improved in regenerative power generation of the vehicle 1 .
  • the switching from the short-time SOP to the long-time SOP becomes smooth, it is possible to improve the driving feeling during regenerative power generation.
  • the calculation unit 12 described above starts the transition calculation before the duration A of regenerative power generation reaches the predetermined time C, as shown in FIG.
  • the regeneration SOP after the elapse of the predetermined time C can be made greater than the long-time SOP. That is, compared to the case where the regenerative SOP is set to the same value as the short-time SOP until the predetermined time C elapses, and the regenerative SOP is set to the same value as the long-time SOP after the elapse of the predetermined time C, the battery 3 is charged more efficiently. A sudden change in the regenerative SOP can be suppressed without changing the total electric energy consumed. Therefore, it is possible to further improve the driving feeling while satisfying the electrodeposition protection requirements of the battery 3 .
  • the calculation unit 12 performs a calculation for linearly changing the proportion of the short-term SOP or the proportion of the long-term SOP reflected in the regenerative SOP with respect to the transition time D of regenerative power generation.
  • the split coefficient k1 indicated by the solid line in FIG. 3 has the characteristic of increasing from 0 in proportion to the transition time D. In this way, by linearly changing the ratio of the short-term SOP and the long-term SOP reflected in the regenerative SOP, the regenerative SOP can be smoothly changed, and the driving feeling can be further improved.
  • the calculation unit 12 can calculate the regeneration SOP based on Equation 1 below.
  • the calculation unit 12 calculates the time B from the start of regenerative power generation to the start of the transition calculation and the time rate of change of the allocation coefficient k1 according to the operating state of the battery 3 and the running state of the vehicle 1. can be set as a variable value. As a result, the length of the execution period of the transition calculation can be changed according to the state of the vehicle 1 and the battery 3, and the balance between the degree of improvement in electricity consumption and the degree of improvement in driving feeling can be easily adjusted.
  • the time B is set short (far from the predetermined time C), and the time rate of change of the split coefficient k1 is set relatively small. You may In this way, by starting the transition calculation early, the execution period of the transition calculation becomes longer, so that the regeneration SOP can be changed gradually. However, the longer the execution period of the transition calculation, the more likely it is that the regenerative power generation will end in the middle of the period.
  • the time B is set long (close to the predetermined time C), and the time rate of change of the split coefficient k1 is set relatively large. You may In this way, by starting the transition calculation later, the execution period of the transition calculation is shortened, so that the regeneration SOP can be quickly changed, and the effect of improving the electricity consumption can be maximized more reliably.
  • the calculation unit 12 calculates the proportion of the short-time SOP reflected in the regenerative SOP and the proportion of the long-term SOP reflected in the regenerative SOP.
  • a transition operation may be performed to match
  • the graph shapes of the split coefficients k 1 and k 2 are set so that the time E 1 shown in FIG. 3 coincides with the time obtained by subtracting the time B from the predetermined time C.
  • the hatched triangles at times t 1 to t 2 correspond to the hatched portions at times t 2 to t 3 . be congruent with the triangle.
  • the area S1 of the former triangle is the same as the area S2 of the latter triangle. Therefore, compared to the case where the regenerative SOP is changed discontinuously (stepwise) from the short-term SOP to the long-term SOP at time t2 , the regenerative SOP is rapidly changed while securing the same chargeable power amount. can be changed smoothly without Therefore, the driving feeling can be further improved.
  • control device 10 in the hybrid vehicle equipped with the motor 2 and the engine 4 as the drive source has been described in detail, but the control device 10 may be applied to vehicles 1 other than the hybrid vehicle.
  • the change in the output with time and the characteristics of the splitting factor as shown in FIGS. 2 and 3 can be changed as appropriate.
  • This case can be used in the manufacturing industry of electric vehicles (electric vehicles, hybrid vehicles, and plug-in hybrid vehicles), as well as in the manufacturing industry of control devices installed in electric vehicles.

Abstract

電動車両の制御装置において、設定部は、バッテリに充電可能な電力の最大値として、充電時間が所定時間以下の充電時に適用される短時間ＳＯＰと、充電時間が所定時間を超える充電時に適用される長時間ＳＯＰとを設定する。算出部は、短時間ＳＯＰ及び長時間ＳＯＰに基づき、モータからの回生電力の最大値に相当する回生ＳＯＰを算出する。制御部は、モータからの回生電力を回生ＳＯＰ以下の範囲で制御する。算出部は、回生発電の継続時間に応じて回生ＳＯＰを短時間ＳＯＰから長時間ＳＯＰへと徐々に変更する。

Description

電動車両の制御装置
　本件は、モータが搭載された電動車両の制御装置に関する。
　従来、電動車両に搭載されるモータの回生発電に際し、その時点でバッテリに充電可能な電力を考慮して回生電力を制限する制御が知られている。この種の制御では、回生発電の継続時間が長時間になりうることを想定して、回生電力が比較的小さく設定される。一方、回生発電の継続時間が短時間である場合には、回生電力を比較的大きく設定することも可能である。このような設定により、バッテリの過電圧による電析や劣化を抑制しつつ、回生電力を増加させることができる（例えば、特許文献１参照）。
日本国特開２０１１－２２３６９８号公報
　上記のような制御では、回生時間が所定時間を超えた場合に、回生制御を終了させている。例えば、特許文献１の技術では、当初の回生電力が電力Ｐａであって回生時間が時間Ａを超えた場合に、回生電力を０に向かって急勾配で減少させている（図９参照）。しかしながら、回生時間が時間Ａを超えた直後に回生電力を直ちに０まで減少させなくても、バッテリの電析や劣化が抑制される場合がある。既存の制御では、回生電力が過剰に抑制されており、エネルギーロスが大きいことから電費を向上させにくいという課題がある。
　本件の目的の一つは、上記のような課題に照らして創案されたものであり、回生発電において電費を改善できるようにした電動車両の制御装置を提供することである。なお、この目的に限らず、後述する「発明を実施するための形態」に示す各構成から導き出される作用効果であって、従来の技術では得られない作用効果を奏することも、本件の他の目的として位置付けられる。
　開示の電動車両の制御装置は、以下に開示する態様または適用例として実現でき、上記の課題の少なくとも一部を解決する。
　開示の電動車両の制御装置は、バッテリの電力で車輪を駆動する機能と回生発電で生じた電力を前記バッテリに充電する機能とを併せ持つモータが搭載された電動車両の制御装置である。前記制御装置は、前記バッテリに充電可能な電力の最大値として、充電時間が所定時間以下の充電時に適用される短時間ＳＯＰと、前記充電時間が前記所定時間を超える充電時に適用され前記短時間ＳＯＰよりも値が小さい長時間ＳＯＰとを設定する設定部と、前記短時間ＳＯＰ及び前記長時間ＳＯＰに基づき、前記モータからの回生電力の最大値に相当する回生ＳＯＰを算出する算出部と、前記モータからの前記回生電力を前記回生ＳＯＰ以下の範囲で制御する制御部とを備える。また、前記算出部は、前記回生発電の継続時間に応じて前記回生ＳＯＰを前記短時間ＳＯＰから前記長時間ＳＯＰへと徐々に変更する移行演算を実施する。
　開示の電動車両の制御装置によれば、回生ＳＯＰを短時間ＳＯＰから長時間ＳＯＰへと徐々に変更することで、バッテリの電析保護要件を満たしつつモータからの回生電力を大きくすることができ、電動車両の回生発電において電費を向上させることができる。また、短時間ＳＯＰから長時間ＳＯＰへの切り替えが滑らかになることから、回生発電時の走行フィーリングを向上させることができる。
電動車両及びその制御装置を示すブロック図である。 モータの回生発電時における短時間ＳＯＰ及び長時間ＳＯＰの経時変化を例示するグラフである。 移行演算の継続時間と割掛け係数との関係を例示するグラフである。 回生発電時の移行演算に関する制御のフローチャート例である。
　開示の電動車両の制御装置は、以下の実施例によって実施されうる。
［１．装置構成］
　図１は、実施例としての制御装置１０及び制御装置１０が適用される電動車両１（以下、単に車両１とも表記する）の構成を例示するブロック図である。車両１の具体的な種類としては、電気自動車，ハイブリッド自動車，プラグインハイブリッド自動車等が挙げられる。車両１には、少なくとも駆動源としてのモータ２と電力源としてのバッテリ３とが搭載される。バッテリ３は、例えばリチウムイオン二次電池やニッケル水素電池等の二次電池である。
　モータ２は、バッテリ３の電力で車輪を駆動する機能と、回生発電で生じた電力をバッテリ３に充電する機能とを併せ持つモータジェネレータ（電動機兼発電機）である。モータ２によって駆動される車輪（駆動輪）は、前輪でも後輪でもよく、全輪でもよい。モータ２の搭載数や駆動輪の数は不問である。一つのモータ２で一つの駆動輪を駆動してもよいし、一つのモータ２で複数の駆動輪を駆動してもよく、複数のモータ２で一つの駆動輪を駆動してもよく、複数のモータ２で複数の駆動輪を駆動してもよい。また、モータ２と駆動輪とを繋ぐ動力伝達経路上に、図示しない変速機構を介装させてもよい。
　図１に示す車両１は、第二の駆動源としてのエンジン４と発電装置としてのジェネレータ５とが搭載されたハイブリッド自動車（ハイブリッド電気自動車，ＨＥＶ）またはプラグインハイブリッド自動車（プラグインハイブリッド電気自動車，ＰＨＥＶ）である。ハイブリッド車両とは、駆動源としてエンジン４及びモータ２が搭載された車両を意味する。また、プラグインハイブリッド車両とは、バッテリ３に対する外部充電、または、バッテリ３からの外部給電が可能なハイブリッド車両を意味する。プラグインハイブリッド車両には、外部充電設備からの電力が送給される充電ケーブルを差し込むための充電口（インレット）や、外部機器に電力を供給する給電ケーブルを差し込むための外部給電用コンセント（アウトレット）が設けられる。
　エンジン４は、例えばガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関である。エンジン４の駆動軸には、少なくともエンジン４の駆動力を利用して発電する機能を持つジェネレータ５（発電機）が連結される。ジェネレータ５の発電電力（発電出力）は、モータ２の駆動やバッテリ３の充電に用いられる。エンジン４とジェネレータ５とを繋ぐ動力伝達経路上には、図示しない変速機構が介装されうる。なお、車両１を走行させる電動機としての機能を兼ね備えたジェネレータ５を適用してもよい。
　モータ２とエンジン４とを繋ぐ動力伝達経路上には、クラッチ６が介装される。エンジン４はクラッチ６を介して駆動輪に接続され、モータ２はクラッチ６よりも駆動輪側に配置される。また、ジェネレータ５はクラッチ６よりもエンジン４側に接続される。クラッチ６が切断（解放）されると、エンジン４及びジェネレータ５が駆動輪に対して非接続の状態となり、モータ２が駆動輪に対して接続された状態となる。したがって、例えばモータ２のみを作動させることで、いわゆるＥＶ走行（モータ単独走行）が実現される。これに加えて、エンジン４を作動させてジェネレータ５に発電させることで、いわゆるシリーズ走行が実現される。
　一方、クラッチ６が接続（締結）されると、モータ２，エンジン４，ジェネレータ５の三者が駆動輪に対して接続された状態となる。したがって、例えばエンジン４のみを作動させることで、いわゆるＥＮＧ走行（エンジン単独走行）が実現される。これに加えて、モータ２やジェネレータ５を駆動することで、いわゆるパラレル走行が実現される。なお、車両１は少なくともＥＶ走行が可能なハイブリッド車両であればよく、他の走行態様（ＥＮＧ走行，シリーズ走行，パラレル走行）は適宜省略されうる。
　モータ２，バッテリ３，エンジン４，ジェネレータ５，クラッチ６の作動状態は、制御装置１０によって制御される。制御装置１０は、少なくともモータ２からの回生電力を制御する機能を持ったコンピュータ（電子制御装置，ＥＣＵ，Electronic Control Unit）である。制御装置１０は、プロセッサ（演算処理装置）及びメモリ（記憶装置）を内蔵する。制御装置１０が実施する制御の内容（制御プログラム）はメモリに保存され、その内容がプロセッサに適宜読み込まれることによって実行される。
　制御装置１０には、車速センサ７，ブレーキセンサ８，アクセルセンサ９が接続される。車速センサ７は、車両１の走行速度（車速）を検出するセンサである。ブレーキセンサ８は、ブレーキペダルの踏み込み量に相当するパラメータ（ブレーキ開度，ブレーキペダルストローク，ブレーキ液圧等）を検出するセンサである。アクセルセンサ９は、アクセルペダルの踏み込み量に相当するパラメータ（アクセル開度，アクセルペダルストローク，スロットル開度等）を検出するセンサである。これらの各センサ７～９で検出された情報は、制御装置１０に伝達される。
　制御装置１０に伝達される他の情報としては、モータ２の作動状態（回転速度，モータ温度，駆動電流，駆動電圧，駆動周波数等）の情報や、バッテリ３の作動状態（充電率ＳＯＣ，健全度ＳＯＨ，入出力電流，バッテリ電圧，バッテリ温度，内部抵抗等）の情報や、車両１の走行状態（走行モード，外気温等）の情報が挙げられる。本実施例の制御装置１０は、上記のような多様な情報を用いて、モータ２からの回生電力を既存の制御よりも柔軟に変更する制御を実施する。なお、バッテリ３の充電率ＳＯＣは、入出力電流やバッテリ電圧に基づいて算出可能である。
［２．制御構成］
　上記の制御を実施するための要素として、制御装置１０には、設定部１１と算出部１２と制御部１３とが設けられる。これらの要素は、制御装置１０の機能を便宜的に分類して示したものであり、ソフトウェア（プログラム）やハードウェア（電子制御回路）で実現されうる。これらの要素は、一つのソフトウェアまたはハードウェアに一体化されてもよいし、複数のソフトウェア及びハードウェアに分散化されてもよい。例えば、モータ２を管理するためのモータＥＣＵ（ＭＣＵ，Motor Control Unit）にこれらの要素を内蔵させてもよいし、バッテリ３を管理するためのバッテリＥＣＵ（ＢＭＵ，Battery Management Unit）にこれらの要素を内蔵させてもよく、あるいは、これらの要素を複数のＥＣＵに分散させて設けてもよい。
　設定部１１は、バッテリ３に充電可能な電力[kW]の最大値として、短時間ＳＯＰ（短時間充電可能最大電力，短時間State Of Power）と長時間ＳＯＰ（長時間充電可能最大電力，長時間State Of Power）とを設定するものである。短時間ＳＯＰは、充電時間が所定時間Ｃ以下（比較的短い時間）の充電時に適用される最大電力である。短時間ＳＯＰが適用される所定時間Ｃのスケール（時間の長さの度合い）としては、例えば数秒程度が想定されている。これに対して長時間ＳＯＰは、充電時間が所定時間Ｃを超える充電時に適用される最大電力であって、短時間ＳＯＰよりも値が小さく設定される。長時間ＳＯＰは、例えば一般的なバッテリ３の定格入力電力に相当しうるパラメータである。
　短時間ＳＯＰ，長時間ＳＯＰの各々の値は、あらかじめ設定された固定値であってもよいし、バッテリ３の作動状態（充電率ＳＯＣ，健全度ＳＯＨ，回生電流量，バッテリ電圧，バッテリ温度等）や車両１の走行状態（走行モード，車速，外気温，アクセル開度等）に応じて設定される可変値であってもよい。また、短時間ＳＯＰを使用できる所定時間Ｃについても同様であり、あらかじめ設定された固定値であってもよいし、バッテリ３の作動状態や車両１の走行状態に応じて設定される可変値であってもよい。例えば、バッテリ３への充電電流（回生電流量）やバッテリ電圧に基づいて所定時間Ｃを設定してもよい。短時間ＳＯＰ及び長時間ＳＯＰは、少なくともモータ２が作動していることを前提として設定される。本実施例の短時間ＳＯＰ及び長時間ＳＯＰは、モータ２の回生発電時に使用されるため、モータ２が回生発電していることを前提として設定されてもよい。
　図２は、モータ２の回生発電時における短時間ＳＯＰ及び長時間ＳＯＰの経時変化を例示するグラフである。この例では、短時間ＳＯＰ及び長時間ＳＯＰの値が直線状かつ平行に推移している。設定部１１では、モータ２の回生発電中は常に短時間ＳＯＰ及び長時間ＳＯＰの両方の値が設定される。長時間ＳＯＰ（二点鎖線グラフ）の値は、その時点における短時間ＳＯＰ（破線グラフ）の値よりも小さな値に設定される。また、回生発電の継続時間Ａが長くなるにつれて、バッテリ３の充電率が上昇して満充電に近い状態となる。そのため、短時間ＳＯＰ及び長時間ＳＯＰの値は、回生発電の継続時間Ａが長くなるほど減少するように設定され、図２中に示す短時間ＳＯＰ及び長時間ＳＯＰのグラフが下り勾配となる。
　図２中の時刻ｔ２は、モータ２の回生発電が開始されてから所定時間Ｃ（短時間ＳＯＰの最大時間）が経過した時刻である。従来の制御では、所定時間Ｃを超えて短時間ＳＯＰを使用することが想定されていないため、時刻ｔ２以降に短時間ＳＯＰを設定する必要がなかった。一方、本実施例ではモータ２が作動している限り、時刻ｔ２以降も短時間ＳＯＰの値の設定が継続され、回生ＳＯＰの算出のために参照される。ただし、以下に説明する回生ＳＯＰの値に短時間ＳＯＰの値を反映させる必要がなくなった後には（図２中の時刻ｔ３以降は）、短時間ＳＯＰの値の設定を省略してもよい。
　算出部１２は、設定部１１で設定された短時間ＳＯＰ及び長時間ＳＯＰに基づき、モータ２からの回生電力の最大値に相当する回生ＳＯＰを算出するものである。ここでは、回生発電の継続時間Ａに応じて、回生ＳＯＰを短時間ＳＯＰから長時間ＳＯＰへと徐々に変更する移行演算が実施される。回生発電の開始時（図２中の時刻ｔ０）には、短時間ＳＯＰの値がそのまま回生ＳＯＰの値として算出される。その後、回生発電の開始時から時間Ｂ（移行演算を開始するまでの時間Ｂ）が経過すると（図２中の時刻ｔ１）、移行演算が開始される。時間Ｂは、図２に示すように所定時間Ｃよりも短く設定される。これにより、回生発電によるバッテリ３への充電時間が所定時間Ｃに達する前に、回生ＳＯＰの値が長時間ＳＯＰへ向かって減少し始めることになる。
　本実施例の算出部１２は、上記の移行演算において、回生ＳＯＰに反映される短時間ＳＯＰの割合または長時間ＳＯＰの割合を回生発電の継続時間Ａに対して線形に変化させる演算を実施しうる。例えば、算出部１２は以下の式１や式２に基づいて回生ＳＯＰを算出する。なお、式１，式２中の移行時間Ｄは、移行演算が開始された時刻を基準とした時間（移行演算の実施時間）であって、回生発電の継続時間Ａ（回生発電が開始された時刻を基準とした時間）から時間Ｂを減じた時間に相当する。
　式１．回生ＳＯＰ＝（１－ｋ１）×（短時間ＳＯＰ）＋ｋ１×（長時間ＳＯＰ）
　　　　（ｋ１：移行時間Ｄに比例して増加する割掛け係数，０≦ｋ１≦１）
　式２．回生ＳＯＰ＝ｋ２×（短時間ＳＯＰ）＋（１－ｋ２）×（長時間ＳＯＰ）
　　　　（ｋ２：移行時間Ｄに比例して減少する割掛け係数，０≦ｋ２≦１）
　式１中の割掛け係数ｋ１は、移行演算の移行時間Ｄに比例して０から１へと増加する係数である。図３中の実線は、移行演算の移行時間Ｄと割掛け係数ｋ１との関係を例示するグラフである。この例では、移行時間Ｄが時間Ｅ１であるときに割掛け係数ｋ１の値が０．５に設定され、移行時間Ｄが時間Ｅ２以上になると割掛け係数ｋ１の値が１に設定されている。また、式２中の割掛け係数ｋ２は、移行時間Ｄに比例して１から０へと減少する係数である。図３中の破線は、移行演算の移行時間Ｄと割掛け係数ｋ２との関係を例示するグラフである。図３中の時間Ｅ２は、時間Ｅ１の倍の時間であって、図２のグラフ中における時刻ｔ１から時刻ｔ３までの時間に対応する。時刻ｔ３以降は、回生ＳＯＰに反映される短時間ＳＯＰの割合が０となり、長時間ＳＯＰの値がそのまま回生ＳＯＰの値として算出される。時間Ｅ１は、移行演算において割掛け係数ｋ１，ｋ２が０．５に変化するまでの時間である。また、時間Ｅ２は、移行演算において割掛け係数ｋ１，ｋ２の変化が停止するまでの時間である。
　上記の割掛け係数ｋ２は、厳密には（数学的な意味においては）移行時間Ｄに「比例」しているとはいえない。移行時間Ｄに「比例」しているのは、割掛け係数ｋ２から１を減じた値である。したがって、割掛け係数ｋ２と移行時間Ｄとの関係をより厳密な定義に即応させて理解したい場合には、割掛け係数ｋ２から１を減じた値を「割掛け係数ｋ３」と定義し、この「割掛け係数ｋ３」が移行時間Ｄに「比例」して０から－１へと減少するものと捉えればよい。
　上記の割掛け係数ｋ１，ｋ２の特性に関して、好ましくは所定時間Ｃから時間Ｂを減算した時間と時間Ｅ１とが一致するように、割掛け係数ｋ１，ｋ２のグラフ形状が設定される。つまり、回生発電の継続時間Ａが所定時間Ｃに達した時点で、回生ＳＯＰに反映される短時間ＳＯＰの割合と回生ＳＯＰに反映される長時間ＳＯＰの割合とを一致させる（ともに５０％にする）ことが好ましい。言い換えれば、回生発電の継続時間Ａが所定時間Ｃに達したときに、回生ＳＯＰが短時間ＳＯＰと長時間ＳＯＰとの中間値（平均値）になるように、割掛け係数ｋ１の特性を定めておくことが好ましい。
　これにより、図２における時刻ｔ１～ｔ２間のハッチング部分の三角形が時刻ｔ２～ｔ３間のハッチング部分の三角形と合同になる。換言すれば、時刻ｔ１～ｔ２間のハッチング面積Ｓ１が、時刻ｔ２～ｔ３間のハッチング面積Ｓ２に一致する。ハッチング面積Ｓ１は、時刻ｔ１～ｔ２間の短時間ＳＯＰよりも回生ＳＯＰを減少させることによって生じる余剰分の充電可能電力量[Wh]に相当する。また、ハッチング面積Ｓ２は、時刻ｔ２～ｔ３間の長時間ＳＯＰよりも回生ＳＯＰを増加させることによって必要となる充電可能電力量[Wh]に相当する。
　これらの二つの面積（二つの電力量）を一致させることで、充電可能電力量の過不足が相殺される。したがって、バッテリ３の電析保護要件が満たされる範囲において、モータ２からの回生電力が最大化されうる。また、時刻ｔ２に回生ＳＯＰを短時間ＳＯＰから長時間ＳＯＰへと不連続に（階段状に）変化させた場合と比較すると、回生電力の変動が滑らかになり、車両の走行フィーリングが良好となる。
　算出部１２における回生ＳＯＰの算出に際し、回生発電の開始時から移行演算を開始するまでの時間Ｂは、あらかじめ設定された固定値（例えば、数秒）であってもよいし、バッテリ３の作動状態（充電率ＳＯＣ，健全度ＳＯＨ，回生電流量，バッテリ電圧，バッテリ温度等）や車両１の走行状態（走行モード，車速，外気温，アクセル開度等）に応じて設定される可変値であってもよい。同様に、割掛け係数ｋ１，ｋ２の時間変化率（すなわち、移行演算中における回生ＳＯＰの時間変化率）は、あらかじめ設定された固定値であってもよいし、バッテリ３の作動状態や車両１の走行状態に応じて設定される可変値であってもよい。
　制御部１３は、算出部１２で算出された回生ＳＯＰを用いて、モータ２からの回生電力を制御するものである。制御部１３は、モータ２からの回生電力が回生ＳＯＰ以下になるように、モータ２（あるいは図示しないインバータ）の作動状態を制御する。これにより、モータ２に接続された駆動輪に回生制動力が発生するとともに、回生電力がバッテリ３に充電される。また、ドライバーが要求する制動力（制動トルク）の大きさに応じて、図示しないブレーキ機構を介して駆動輪に摩擦制動力が付与される。
［３．フローチャート］
　図４は、回生発電時の移行演算に関する制御のフローチャート例である。このフローチャートに示す制御は、モータ２が作動している状況（例えば、ＥＶ走行モード時やハイブリッド走行モード時）において、制御装置１０の内部で所定の周期で繰り返し実行される。なお、このフローチャートに示す制御は、少なくともモータ２が作動する走行モードを有する車両１であれば実施可能であり、エンジン４，ジェネレータ５，クラッチ６等の有無は不問である。
　ステップＡ１では、制御装置１０の設定部１１において、短時間ＳＯＰと長時間ＳＯＰとが設定される。短時間ＳＯＰ及び長時間ＳＯＰは、バッテリ３の作動状態（充電率ＳＯＣ，健全度ＳＯＨ，回生電流量，バッテリ電圧，バッテリ温度等）や車両１の走行状態（走行モード，車速，外気温，アクセル開度等）に応じて設定される。長時間ＳＯＰは、短時間ＳＯＰよりも値が小さく設定される。
　ステップＡ２では、モータ２に回生発電を実施させるための回生発電条件が成立するか否かが判定される。回生発電条件には公知の諸条件が含まれ、例えばアクセル開度が減少したこと、ブレーキ開度が増加したこと、バッテリ３への充電が可能な状態であること（充電率ＳＯＣが所定値以下であること，健全度ＳＯＨが所定値以上であること，バッテリ温度が適正範囲内であること）、車両１が停止していないこと（車速が０でないこと）などが含まれる。回生発電条件が成立しなければ（ステップＡ２にてＮｏ）、この周期での制御が終了する。一方、回生発電条件が成立すると（ステップＡ２にてＹｅｓ）、制御がステップＡ３に進む。
　ステップＡ３では、回生発電の継続時間Ａが計測される。継続時間Ａとは、ステップＡ２で回生発電条件が最初に成立した時刻からの経過時間である。また、ステップＡ４では、移行演算を開始するまでの時間Ｂが算出される。時間Ｂは、所定時間Ｃ（短時間ＳＯＰの最大時間）よりも短く設定される。続くステップＡ５では、回生発電の継続時間Ａが時間Ｂ未満であるか否かが判定される。この条件が成立する場合には（ステップＡ５にてＹｅｓ）制御がステップＡ６に進み、算出部１２において短時間ＳＯＰの値が回生ＳＯＰに代入される。その後、ステップＡ１０では、制御部１３においてモータ２からの回生電力が回生ＳＯＰ以下の範囲で制御される。ステップＡ５に続くＹｅｓルートの制御は、図２中の時刻ｔ０～ｔ１間の制御に対応する。
　回生発電の継続時間Ａが時間Ｂ以上になり、ステップＡ５の条件が成立しなくなった場合には（ステップＡ５にてＮｏ）、制御がステップＡ７に進む。ステップＡ７では、移行演算の移行時間Ｄが計測される。移行時間Ｄとは、ステップＡ５で回生発電条件が最初に成立した時刻からの経過時間である。また、ステップＡ８では、算出部１２において、移行時間Ｄに応じて割掛け係数ｋ１が算出される。割掛け係数ｋ１は、例えば図３中の実線グラフのように、移行時間Ｄに対して線形に増加するように算出される。
　続くステップＡ９では、算出部１２において、上記の式１に基づいて回生ＳＯＰが算出される。回生ＳＯＰの値は、移行時間Ｄが増加するにつれて短時間ＳＯＰから長時間ＳＯＰへと徐々に移行するように算出される。その後、ステップＡ１０では、制御部１３においてモータ２からの回生電力が回生ＳＯＰ以下の範囲で制御される。ステップＡ５に続くＮｏルートの制御は、図２中の時刻ｔ１以降の制御に対応する。
［４．効果］
　（１）上記の制御装置１０（電動車両の制御装置）には、設定部１１と算出部１２と制御部１３とが設けられる。設定部１１は、バッテリ３に充電可能な電力の最大値として、充電時間が所定時間Ｃ以下の充電時に適用される短時間ＳＯＰと、充電時間が所定時間Ｃを超える充電時に適用され短時間ＳＯＰよりも値が小さい長時間ＳＯＰとを設定する。算出部１２は、短時間ＳＯＰ及び長時間ＳＯＰに基づき、モータ２からの回生電力の最大値に相当する回生ＳＯＰを算出する。制御部１３は、モータ２からの回生電力を回生ＳＯＰ以下の範囲で制御する。また、算出部１２は、回生発電の継続時間Ａに応じて回生ＳＯＰを短時間ＳＯＰから長時間ＳＯＰへと徐々に変更する移行演算を実施する。
　上記のように、回生ＳＯＰを短時間ＳＯＰから長時間ＳＯＰへと徐々に変更することで、回生電力が過剰に抑制されることがなくなり、バッテリ３の電析保護要件を満たしつつモータ２からの回生電力を大きくすることができる。したがって、車両１の回生発電において電費を向上させることができる。また、短時間ＳＯＰから長時間ＳＯＰへの切り替えが滑らかになることから、回生発電時の走行フィーリングを向上させることができる。
　（２）上記の算出部１２は、図２に示すように、回生発電の継続時間Ａが所定時間Ｃに達する前に移行演算を開始する。このように、所定時間Ｃが経過する前に回生ＳＯＰを短時間ＳＯＰよりも小さくすることで、所定時間Ｃの経過後における回生ＳＯＰを長時間ＳＯＰよりも大きくすることができる。つまり、所定時間Ｃが経過するまで回生ＳＯＰを短時間ＳＯＰと同一値にし、かつ、所定時間Ｃの経過後に回生ＳＯＰを長時間ＳＯＰと同一値にした場合と比較して、バッテリ３に充電されるトータルの電力量を変化させることなく回生ＳＯＰの急変を抑制できる。したがって、バッテリ３の電析保護要件を満たしつつ、走行フィーリングをさらに向上させることができる。
　（３）上記の算出部１２は、図３に示すように、回生ＳＯＰに反映される短時間ＳＯＰの割合または長時間ＳＯＰの割合を回生発電の移行時間Ｄに対して線形に変化させる演算を実施しうる。例えば、図３中に実線で示す割掛け係数ｋ１は、移行時間Ｄに比例して０から増加する特性を持つ。このように、回生ＳＯＰに反映される短時間ＳＯＰや長時間ＳＯＰの割合をリニアに変化させることで、回生ＳＯＰを滑らかに変化させることができ、走行フィーリングをさらに向上させることができる。
　（４）上記の算出部１２は、以下のような式１に基づいて回生ＳＯＰを算出しうる。
　式１．回生ＳＯＰ＝（１－ｋ１）×（短時間ＳＯＰ）＋ｋ１×（長時間ＳＯＰ）
　　　　（ｋ１：移行時間Ｄに比例して増加する割掛け係数，０≦ｋ１≦１）
　このようなシンプルな算定式を利用することで、滑らかに変化する回生ＳＯＰを素早くかつ容易に算出できるようになり、走行フィーリングをさらに向上させることができる。
　（５）上記の算出部１２は、回生発電の開始時から移行演算を開始するまでの時間Ｂ及び割掛け係数ｋ１の時間変化率を、バッテリ３の作動状態や車両１の走行状態に応じた可変値として設定しうる。これにより、車両１やバッテリ３の状態に応じて移行演算の実施期間の長さを変更でき、電費の改善度合いと走行フィーリングの改善度合いとのバランスを容易に調節できるようになる。
　例えば、回生発電が比較的長時間にわたって継続される可能性がある場合には、時間Ｂを短く設定する（所定時間Ｃから遠ざける）とともに、割掛け係数ｋ１の時間変化率を比較的小さく設定してもよい。このように、早めに移行演算を開始することで移行演算の実施期間が長くなるため、回生ＳＯＰを緩やかに変化させることができる。ただし、移行演算の実施期間が長くなるほど、その途中で回生発電が終了しやすくなるため、電費の改善効果を最大化できるとは限らない。
　反対に、回生発電が比較的短時間で終了する可能性がある場合には、時間Ｂを長く設定する（所定時間Ｃに近づける）とともに、割掛け係数ｋ１の時間変化率を比較的大きく設定してもよい。このように、遅めに移行演算を開始することで移行演算の実施期間が短くなるため、回生ＳＯＰを速やかに変化させることができ、より確実に電費の改善効果を最大化できる。
　（６）上記の算出部１２は、回生発電の継続時間Ａが所定時間Ｃに達した時点で、回生ＳＯＰに反映される短時間ＳＯＰの割合と回生ＳＯＰに反映される長時間ＳＯＰの割合とを一致させる移行演算を実施しうる。例えば、図３に示す時間Ｅ１が、所定時間Ｃから時間Ｂを減算した時間と一致するように、割掛け係数ｋ１，ｋ２のグラフ形状が設定される。これにより、回生発電の継続時間Ａが所定時間Ｃに達した時点で、回生ＳＯＰに反映される短時間ＳＯＰの割合と回生ＳＯＰに反映される長時間ＳＯＰの割合とがともに５０％になる。
　ここで、図２において、短時間ＳＯＰ及び長時間ＳＯＰのグラフがともに直線かつ平行であると仮定すると、時刻ｔ１～ｔ２のハッチング部分の三角形は、時刻ｔ２～ｔ３のハッチング部分の三角形と合同になる。また、前者の三角形の面積Ｓ１は、後者の三角形の面積Ｓ２と同一になる。したがって、時刻ｔ２に回生ＳＯＰを短時間ＳＯＰから長時間ＳＯＰへと不連続に（階段状に）変化させた場合と比較して、同じ充電可能電力量を確保しながら、回生ＳＯＰを急変させることなく滑らかに変動させることができる。したがって、走行フィーリングをさらに向上させることができる。
［５．その他］
　上記の実施例はあくまでも例示に過ぎず、本実施例で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。本実施例の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。また、本実施例の各構成は、必要に応じて取捨選択でき、あるいは、適宜組み合わせることができる。
　上記の実施例では、駆動源としてのモータ２及びエンジン４を搭載したハイブリッド自動車における制御装置１０について詳述したが、制御装置１０をハイブリッド自動車以外の車両１に適用してもよい。また、図２，図３に示すような出力の経時変化や割掛け係数の特性は、適宜変更可能である。少なくとも、モータ２が搭載された車両１に上記の制御装置１０を適用することで、上述の実施形態と同様の制御を実現でき、上述の実施形態と同様の効果を獲得できる。
　以上、各種の実施の形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。また、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上記実施の形態における各構成要素を任意に組み合わせてもよい。
　なお、本出願は、２０２２年３月４日出願の日本特許出願（特願２０２２－０３３１９５）に基づくものであり、その内容は本出願の中に参照として援用される。
　本件は、電動車両（電気自動車，ハイブリッド自動車，プラグインハイブリッド自動車）の製造産業に利用可能であるとともに、電動車両に搭載される制御装置の製造産業に利用可能である。
１　車両（電動車両）
２　モータ
３　バッテリ
４　エンジン
５　ジェネレータ
６　クラッチ
７　車速センサ
８　ブレーキセンサ
９　アクセルセンサ
１０　制御装置
１１　設定部
１２　算出部
１３　制御部
Ａ　回生発電の継続時間
Ｂ　移行演算を開始するまでの時間
Ｃ　所定時間（短時間ＳＯＰの最大時間）
Ｄ　移行時間（移行演算の実施時間）
Ｅ１　時間（移行演算において割掛け係数ｋ１，ｋ２が０．５に変化するまでの時間）
Ｅ２　時間（移行演算において割掛け係数ｋ１，ｋ２の変化が停止するまで時間）
ｋ１～ｋ３　割掛け係数
ｔ０～ｔ３　時刻

Claims (6)

  1. 　バッテリの電力で車輪を駆動する機能と回生発電で生じた電力を前記バッテリに充電する機能とを併せ持つモータが搭載された電動車両の制御装置であって、
    　前記バッテリに充電可能な電力の最大値として、充電時間が所定時間以下の充電時に適用される短時間ＳＯＰと、前記充電時間が前記所定時間を超える充電時に適用され前記短時間ＳＯＰよりも値が小さい長時間ＳＯＰとを設定する設定部と、
    　前記短時間ＳＯＰ及び前記長時間ＳＯＰに基づき、前記モータからの回生電力の最大値に相当する回生ＳＯＰを算出する算出部と、
    　前記モータからの前記回生電力を前記回生ＳＯＰ以下の範囲で制御する制御部とを備え、
    　前記算出部が、前記回生発電の継続時間に応じて前記回生ＳＯＰを前記短時間ＳＯＰから前記長時間ＳＯＰへと徐々に変更する移行演算を実施することを特徴とする、電動車両の制御装置。
  2. 　前記算出部は、前記回生発電の継続時間が前記所定時間に達する前に前記移行演算を開始することを特徴とする、請求項１記載の電動車両の制御装置。
  3. 　前記算出部は、前記移行演算において、前記回生ＳＯＰに反映される前記短時間ＳＯＰの割合または前記長時間ＳＯＰの割合を前記回生発電の継続時間に対して線形に変化させることを特徴とする、請求項１または２記載の電動車両の制御装置。
  4. 　前記算出部は、以下の式１に基づいて前記回生ＳＯＰを算出する
    　　式１．回生ＳＯＰ＝（１－ｋ１）×（短時間ＳＯＰ）＋ｋ１×（長時間ＳＯＰ）
    　　　（ｋ１：移行演算の実施時間に比例して増加する割掛け係数，０≦ｋ１≦１）
    ことを特徴とする、請求項３記載の電動車両の制御装置。
  5. 　前記算出部は、前記回生発電を開始してから前記移行演算が開始されるまでの時間及び前記割掛け係数ｋ１の時間変化率を、前記バッテリの作動状態または前記電動車両の走行状態に応じて設定することを特徴とする、請求項４記載の電動車両の制御装置。
  6. 　前記算出部は、前記回生発電の継続時間が前記所定時間に達した時点で、前記回生ＳＯＰに反映される前記短時間ＳＯＰの割合と前記回生ＳＯＰに反映される前記長時間ＳＯＰの割合とを一致させることを特徴とする、請求項３～５のいずれか一項に記載の電動車両の制御装置。
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