(57)【要約】【課題】バッテリ満充電時にユニットの負荷を超過することなく減速度を確保することができる電気自動車の減速度制御装置を提供すること。【解決手段】電気自動車の減速度制御装置であって、アクセルオフで回生制御を実施する際に、バッテリ充電量が所定値以上の場合は、モータ、バッテリ、インバータ、加熱ヒータ、及び、機械的制動機構の各ユニットの状態を監視し、負荷が低いユニット順に選択して作動させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アクセルオフで回生制御を実施する際に、バッテリ充電量が所定値以上の場合は、モータ、バッテリ、インバータ、加熱ヒータ、及び、機械的制動機構の各ユニットの状態を監視し、負荷が低いユニット順に選択して作動させることを特徴とする電気自動車の減速度制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気自動車の減速度制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、バッテリ満充電時にモータジェネレータへの印加電圧を下げて電流値を増加し、モータジェネレータでの損失を増加させることによって、回生制動力による減速度を確保する電気自動車が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０５−２５２６０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示された電気自動車においては、モータジェネレータの温度が所定値以上の場合に冷却手段を作動させるが、一次的にモータジェネレータの上限温度を超過するおそれがある。また、高温と低温とを頻繁に繰り返すと、モータジェネレータの部品強度にも影響を与えるおそれがある。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、バッテリ満充電時にユニットの負荷を超過することなく減速度を確保することができる電気自動車の減速度制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る電気自動車の減速度制御装置は、アクセルオフで回生制御を実施する際に、バッテリ充電量が所定値以上の場合は、モータ、バッテリ、インバータ、加熱ヒータ、及び、機械的制動機構の各ユニットの状態を監視し、負荷が低いユニット順に選択して作動させることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る電気自動車の減速度制御装置は、バッテリ充電量が所定値以上の場合に、各ユニットの状態を監視し、負荷が低いユニット順に選択して作動させて、回生制動により発生する余剰電力を消費させることにより、ユニットの負荷を超過することなく減速度を確保することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、実施形態に係る電気自動車の減速度制御装置である制御装置を含む電気自動車の構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、回生制御を実施する際に、バッテリが満充電状態にある場合に行う損失増加制御の一例を示す図である。
【図３】図３は、モータジェネレータ損失増加レベル判定に係る処理の一例を示したフローチャートである。
【図４】図４は、モータジェネレータの損失増加レベル（余裕度レベル）をモータジェネレータ温度に応じてレベル１〜レベル３の３段階に設定した場合を示した図である。
【図５】図５は、ユニット優先度判定処理の一例を示したフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、本発明に係る電気自動車の減速度制御装置の一実施形態について説明する。なお、本実施形態により本発明が限定されるものではない。
【００１０】
図１は、実施形態に係る電気自動車の減速度制御装置である制御装置９０を含む電気自動車の構成を示すブロック図である。
【００１１】
図１に示すように、本実施形態に係る電気自動車１は、バッテリ１０、インバータ２０、モータジェネレータ３０、動力伝達機構４０、車輪５０、空調装置６０、アクセルペダル７０、機械的制動機構８０、及び、制御装置９０などを備えている。
【００１２】
バッテリ１０には、インバータ２０の入力側が接続されており、インバータ２０の出力側には、モータジェネレータ３０が接続されている。モータジェネレータ３０は、例えば３相の永久磁石モータである。モータジェネレータ３０には、動力伝達機構４０を介して車輪（例えば左右一対の後輪）５０が接続されている。また、バッテリ１０には、バッテリ１０に蓄電された電力またはモータジェネレータ３０の回生電力を消費する電気負荷として、空調装置６０のコンプレッサ６１や加熱ヒータ６２などが接続されている。機械的制動機構８０は、ブレーキペダル８１やブレーキロータ８２などによって構成されており、ブレーキペダル８１の踏み込み量に応じた押付力で不図示のブレーキパッドをブレーキロータ８２に押し付けることにより制動力を発生させて車輪５０を制動する。
【００１３】
制御装置９０は、バッテリ１０、インバータ２０、モータジェネレータ３０、動力伝達機構４０、空調装置６０、アクセルペダル７０、及び、機械的制動機構８０を、これらと直接または各種センサを介して制御信号などを送受信することによって制御する。制御装置９０は、例えば一つまたは複数のコンピュータにより実現され、その機能はＲＯＭ（Read  Only  Memory）等の記録媒体に記録された制御プログラムがメインメモリに読み出され、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）によって実行されることによって実現される。ただし、制御装置９０の具体的構成は上記に限定されず、制御装置９０はハードウェアのみにより実現されてもよい。
【００１４】
モータジェネレータ３０及び動力伝達機構４０は、不図示のトランスアクスルケース内に収容されており、このトランスアクスルケース内には、動力伝達機構４０に設けられた変速装置の潤滑や冷却に用いるＡＴＦ（Automatic  Transmission  Fluid）が貯留されている。また、トランスアクスルケース内に貯留されたＡＴＦには、モータジェネレータ３０の一部が浸かっており、ＡＴＦによってモータジェネレータ３０の冷却が行われている。
【００１５】
上記構成において、アクセルペダル７０を踏み込んだアクセルオンでの力行時には、インバータ２０がバッテリ１０の直流電圧を交流電圧に変換してモータジェネレータ３０に供給する。モータジェネレータ３０は、インバータ２０から電力の供給を受けて駆動力を発生させる。このモータジェネレータ３０の駆動力は、動力伝達機構４０を介して車輪５０に伝達され、これにより車輪５０が回転駆動される。一方、アクセルペダル７０が踏み込まれていないアクセルオフでの回生制動時には、モータジェネレータ３０は、車輪５０からの駆動力により回生電力を発生させる。この回生電力は、インバータ２０によって直流に変換されてバッテリ１０に充電される。また、回生制動時にモータジェネレータ３０が発生する回生トルクは、力行時にモータジェネレータ３０が発生する力行トルクとは反対向きであり、回生トルクが抵抗となって車両が減速する。
【００１６】
ここで、本実施形態に係る電気自動車１では、アクセルオフで回生制御を実施する際に、バッテリ１０が満充電状態にある場合、回生制動により発生する電力を、モータジェネレータ３０内や電気系ユニット（インバータ２０、空調装置６０）や機械的制動機構８０などの各ユニットで損失を発生させて消費することにより、バッテリ１０の充電を抑制しながら、必要な回生制動力を得ている。なお、本実施形態において「満充電状態」とは、完全に満充電された状態に限らず、バッテリ充電量が所定値以上であり、これ以上充電を行うとバッテリ１０が劣化する可能性がある状態も含むものである。
【００１７】
一方、アクセルオフで回生制御を実施する際に、バッテリ１０が満充電状態にある場合、各ユニットの負荷の状態によっては、各ユニットで損失を発生できる場合と損失を発生できない場合とがある。
【００１８】
そこで、本実施形態においては、アクセルオフで回生制御を実施する際に、バッテリ１０が満充電の場合、制御装置９０が、図２に示した、余裕度レベル判定処理Ａ１、ユニット優先度判定処理Ａ２、損失決定処理Ａ３、プロペラシャフトトルク実現可能トランザクション処理Ａ４、損失増加制御ユニット決定処理Ａ５、及び、損失増加実施決定処理Ａ６を順に実施する。
【００１９】
余裕度レベル判定処理Ａ１では、モータジェネレータ３０、バッテリ１０、インバータ２０、加熱ヒータ６２、及び、機械的制動機構８０の各ユニットの状態を各種センサなどを用いて監視し、各ユニットの制約条件に対して設定された、損失増加の余裕度レベルの判定を各ユニットについて実施する。すなわち、余裕度レベル判定処理Ａ１として、モータジェネレータ３０については、モータジェネレータ損失増加制御実施レベル判定Ａ１１がモータジェネレータ温度とＡＴＦ温度とを用いて実施される。また、バッテリ１０については、バッテリ昇温制御／バッテリ冷却制御実施レベル判定Ａ１２がバッテリ温度を用いて実施される。また、インバータ２０については、キャリア周波数ＵＰ可否レベル判定Ａ１３がインバータ水温を用いて実施される。また、加熱ヒータ６２については、作動可否レベル判定Ａ１４が空調装置作動状況と車内温度とを用いて実施される。また、機械的制動機構８０については、ブレーキ使用レベル判定Ａ１５がブレーキロータ温度を用いて実施される。
【００２０】
なお、余裕度レベルは、レベル１〜レベル３の３段階や、レベル１〜レベル５の５段階など適宜設定可能であり、レベル１が最も余裕度が小さく、レベルの数字が大きくなるほど余裕度が大きいことを示している。
【００２１】
次に、余裕度レベル判定処理Ａ１で実施される余裕度レベル判定処理の一例として、モータジェネレータ損失増加制御実施レベル判定Ａ１１について説明する。図３は、モータジェネレータ損失増加制御実施レベル判定Ａ１１に係る処理の一例を示したフローチャートである。図４は、モータジェネレータ３０の損失増加レベル（余裕度レベル）をモータジェネレータ温度に応じてレベル１〜レベル３の３段階に設定した場合を示した図である。なお、図４に示すように、レベル３とレベル２とを区分けする閾値ａ［℃］、及び、レベル２とレベル１とを区分けする閾値ｂ［℃］は、モータジェネレータ３０の出力制限開始温度ｃ［℃］よりも低い温度となっている。また、モータジェネレータ損失増加制御実施レベル判定Ａ１１には、温度絶対値ではなく、他の指標を用いても良い。
【００２２】
制御装置９０は、まず、モータジェネレータ温度が閾値ａ［℃］以下であるか判断する（ステップＳ１）。制御装置９０は、モータジェネレータ温度が閾値ａ［℃］以下であると判断した場合（ステップＳ１でＹｅｓ）、モータジェネレータ３０の損失増加レベルをレベル３と判定して（ステップＳ４）、モータジェネレータ損失増加制御実施レベル判定Ａ１１を終了する。一方、制御装置９０は、モータジェネレータ温度が閾値ａ［℃］よりも高いと判断した場合（ステップＳ１でＮｏ）、モータジェネレータ温度が閾値ｂ［℃］以下であるか判断する（ステップＳ２）。制御装置９０は、モータジェネレータ温度が閾値ｂ［℃］以下であると判断した場合（ステップＳ２でＹｅｓ）、モータジェネレータ３０の損失増加レベルをレベル２と判定して（ステップＳ５）、モータジェネレータ損失増加制御実施レベル判定Ａ１１を終了する。一方、制御装置９０は、モータジェネレータ温度が閾値ｂ［℃］よりも高いと判断した場合（ステップＳ２でＮｏ）、モータジェネレータ３０の損失増加レベルをレベル１と判定して（ステップＳ３）、モータジェネレータ損失増加制御実施レベル判定Ａ１１を終了する。
【００２３】
次に、ユニット優先度判定処理Ａ２では、余裕度レベル判定処理Ａ１で判定された各ユニットの余裕度レベルを比較して、損失を増加させるユニットの優先度を判定する。図５は、ユニット優先度判定処理Ａ２の一例を示したフローチャートである。なお、図５においては、モータジェネレータ３０とインバータ２０との優先度の判定を行う。
【００２４】
制御装置９０は、まず、インバータ２０よりもモータジェネレータ３０の損失増加レベルが高いか判断する（ステップＳ１）。制御装置９０は、インバータ２０よりもモータジェネレータ３０の損失増加レベルが高いと判断した場合（ステップＳ１でＹｅｓ）、インバータ２０よりもモータジェネレータ３０の優先度が高いと判定して（ステップＳ５）、モータジェネレータ３０とインバータ２０とのユニット優先度判定処理Ａ２を終了する。一方、制御装置９０は、インバータ２０よりもモータジェネレータ３０の損失増加レベルが高くないと判断した場合（ステップＳ１でＮｏ）、モータジェネレータ３０の損失増加レベルとインバータ２０の損失増加レベルとが同じか判断する（ステップＳ２）。制御装置９０は、モータジェネレータ３０の損失増加レベルとインバータ２０の損失増加レベルとが同じでないと判断した場合（ステップＳ２でＮｏ）、モータジェネレータ３０よりもインバータ２０の優先度が高いと判定して（ステップＳ３）、モータジェネレータ３０とインバータ２０とのユニット優先度判定処理Ａ２を終了する。一方、制御装置９０は、モータジェネレータ３０の損失増加レベルとインバータ２０の損失増加レベルとが同じであると判断した場合（ステップＳ２でＹｅｓ）、このときの損失増加レベルで得られる、モータジェネレータ３０の最大減速度がインバータ２０の最大減速度以下であるか判断する（ステップＳ４）。制御装置９０は、モータジェネレータ３０の最大減速度がインバータ２０の最大減速度以下であると判断した場合（ステップＳ４でＹｅｓ）、モータジェネレータ３０よりもインバータ２０の優先度が高いと判定して（ステップＳ３）、モータジェネレータ３０とインバータ２０とのユニット優先度判定処理Ａ２を終了する。一方、制御装置９０は、モータジェネレータ３０の最大減速度がインバータ２０の最大減速度よりも大きいと判断した場合（ステップＳ４でＮｏ）、インバータ２０よりもモータジェネレータ３０の優先度が高いと判定して（ステップＳ５）、モータジェネレータ３０とインバータ２０とのユニット優先度判定処理Ａ２を終了する。
【００２５】
その後、制御装置９０は、損失決定処理Ａ３、プロペラシャフトトルク実現可能トランザクション処理（ＴＰ）Ａ４、損失増加制御ユニット決定処理Ａ５、及び、損失増加実施決定処理Ａ６を順に実施する。なお、損失増加制御ユニット決定処理Ａ５では、プロペラシャフトトルク算出処理Ａ７にてアクセル開度と車速とから算出した動力伝達機構４０のプロペラシャフトトルク、必要減速度、及び、必要プロペラシャフトトルクの各種情報も用いられる。
【００２６】
以上より、本実施形態においては、アクセルオフで回生制御を実施する際に、バッテリ１０のバッテリ充電量が所定値以上で満充電状態の場合、制御装置９０が、モータジェネレータ３０、バッテリ１０、インバータ２０、加熱ヒータ６２、及び、機械的制動機構８０の各ユニットの状態を監視し、負荷が低いユニット順に選択して作動させて、回生制動により発生する余剰電力を消費させる。これにより、いずれのユニットの負荷を超過することなく、回生制動時に最大限の減速度を確保することができる。
【符号の説明】
【００２７】
１    電気自動車
１０  バッテリ
２０  インバータ
３０  モータジェネレータ
４０  動力伝達機構
５０  車輪
６０  空調装置
６１  コンプレッサ
６２  加熱ヒータ
７０  アクセルペダル
８０  機械的制動機構
８１  ブレーキペダル
８２  ブレーキロータ
９０  制御装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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