(57)【要約】【課題】電気自動車の補機の消費電力を特別なセンサを設けることなく推定する。【解決手段】バッテリ電圧Ｖｂとバッテリ電流Ｉｂとの積によりバッテリ供給電力Ｐｂを計算し（ステップＳ１１０）、モータのトルクＴｍ１，Ｔｍ２と回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２の積を損失η１，η２で割ってモータ消費電力Ｐｍ１，Ｐｍ２を計算し（ステップＳ１２０）、バッテリ供給電力Ｐｂからモータ消費電力Ｐｍ１，Ｐｍ２を減じた値として電気自動車に搭載された補機の消費電力Ｐｈを計算する（ステップＳ１３０）。このように計算で補機の消費電力Ｐｈを求めるから、補機消費電力Ｐｈを検出するための特別なセンサを設ける必要がない。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄電手段からの電力を用いて走行用の動力を出力する電動機と該蓄電手段からの電力を用いて駆動する補機とを備える電気自動車の制御装置であって、
前記蓄電手段から供給される供給電力を検出する供給電力検出手段と、
前記電動機で消費される電動機消費電力を推定する電動機消費電力推定手段と、
前記供給電力検出手段により検出された供給電力と前記電動機消費電力推定手段により推定された電動機消費電力との偏差に基づいて前記補機により消費される補機消費電力を推定する補機消費電力推定手段と、
を備える電気自動車の制御装置。
【請求項２】
前記電動機消費電力推定手段は、前記電動機の回転数とトルクと効率とに基づいて前記電動機消費電力を推定する手段である請求項１記載の電気自動車の制御装置。
【請求項３】
前記電動機消費電力推定手段は、複数の電動機で消費される電力を推定する手段である請求項１または２記載の電気自動車の制御装置。
【請求項４】
前記供給電力検出手段は、前記蓄電手段の端子間電圧と電流とを計測し、該計測した端子間電圧と電流とに基づいて前記供給電力を検出する手段である請求項１ないし３いずれか記載の電気自動車の制御装置。
【請求項５】
前記補機は、複数の機器である請求項１ないし４いずれか記載の電気自動車の制御装置。
【請求項６】
前記補機は、前記蓄電手段からの電力を異なる電圧に変換する電力変換器を介して電力が供給される機器である請求項１ないし５いずれか記載の電気自動車の制御装置。
【請求項７】
前記補機消費電力推定手段により推定された補機消費電力を用いて前記電力変換器の電力の変換を制御する電力変換制御手段を備える請求項６記載の電気自動車の制御装置。
【請求項８】
蓄電手段からの電力を用いて走行用の動力を出力する電動機と該蓄電手段からの電力を用いて駆動する補機とを備える電気自動車における該補機の消費電力を推定する補機消費電力の推定方法であって、
（ａ）前記蓄電手段から供給される供給電力を検出し、
（ｂ）前記電動機で消費される電動機消費電力を推定し、
（ｃ）前記供給電力検出手段により検出された供給電力と前記電動機消費電力推定手段により推定された電動機消費電力との偏差に基づいて前記補機により消費される補機消費電力を推定する
補機消費電力の推定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気自動車の制御装置および補機消費電力の推定方法に関し、詳しくは、二次電池などの蓄電手段からの電力を用いて走行用の動力を出力する電動機と同じく蓄電手段からの電力を用いて駆動する補機とを備える電気自動車の制御装置およびこうした電気自動車における補機の消費電力を推定する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の電気自動車の制御装置としては、発電可能なモータやキャパシタが接続された電力ラインにダウンバータを介して接続された補機の消費電力を推定するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この装置では、電力ラインに電流センサと電圧センサとを取り付け、ダウンバータに流れ込む電流と電圧とを検出し、この検出した電流と電圧とに基づいて補機の消費電力を推定している。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−１０２１０１号公報（図１２）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、こうした電気自動車の制御装置および消費電力の推定方法では、補機の消費電力を推定するために、ダウンバータに流れ込む電流や電圧を検出するための電流センサや電圧センサを電力ラインに取り付ける必要がある。
【０００５】
本発明の電気自動車の制御装置および補機消費電力の推定方法は、補機の消費電力を推定することを目的の一つとする。また、本発明の電気自動車の制御装置および補機消費電力の推定方法は、補機の消費電力の推定に用いるセンサの数を少なくすることを目的の一つとする。
【０００６】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
本発明の電気自動車の制御装置および補機消費電力の推定方法は、上述の目的の少なくとも一部を達成するために以下の手段を採った。
【０００７】
本発明の電気自動車の制御装置は、
蓄電手段からの電力を用いて走行用の動力を出力する電動機と該蓄電手段からの電力を用いて駆動する補機とを備える電気自動車の制御装置であって、
前記蓄電手段から供給される供給電力を検出する供給電力検出手段と、
前記電動機で消費される電動機消費電力を推定する電動機消費電力推定手段と、
前記供給電力検出手段により検出された供給電力と前記電動機消費電力推定手段により推定された電動機消費電力との偏差に基づいて前記補機により消費される補機消費電力を推定する補機消費電力推定手段と、
を備えることを要旨とする。
【０００８】
この本発明の電気自動車の制御装置では、蓄電手段から供給された供給電力と電動機により消費が推定される電動機消費電力との偏差に基づいて補機により消費される補機消費電力を推定するから、補機の消費電力を推定するための専用の電流センサや電圧センサなどを用いずに補機消費電力を推定することができる。
【０００９】
こうした本発明の電気自動車の制御装置において、前記電動機消費電力推定手段は、前記電動機の回転数とトルクと効率とに基づいて前記電動機消費電力を推定する手段であるものとすることもできるし、複数の電動機で消費される電力を推定する手段であるものとすることもできる。
【００１０】
また、本発明の電気自動車の制御装置において、前記供給電力検出手段は、前記蓄電手段の端子間電圧と電流とを計測し、該計測した端子間電圧と電流とに基づいて前記供給電力を検出する手段であるものとすることもできる。
【００１１】
さらに、本発明の電気自動車の制御装置において、前記補機は複数の機器であるものとすることもできるし、前記補機は前記蓄電手段からの電力を異なる電圧に変換する電力変換器を介して電力が供給される機器であるものとすることもできる。この態様の本発明の電気自動車の制御装置において、前記補機消費電力推定手段により推定された補機消費電力を用いて前記電力変換器の電力の変換を制御する電力変換制御手段を備えるものとすることもできる。
【００１２】
本発明の補機消費電力の推定方法は、
蓄電手段からの電力を用いて走行用の動力を出力する電動機と該蓄電手段からの電力を用いて駆動する補機とを備える電気自動車における該補機の消費電力を推定する補機消費電力の推定方法であって、
（ａ）前記蓄電手段から供給される供給電力を検出し、
（ｂ）前記電動機で消費される電動機消費電力を推定し、
（ｃ）前記供給電力検出手段により検出された供給電力と前記電動機消費電力推定手段により推定された電動機消費電力との偏差に基づいて前記補機により消費される補機消費電力を推定する
ことを要旨とする。
【００１３】
この本発明の補機消費電力の推定方法によれば、蓄電手段から供給された供給電力と電動機により消費が推定される電動機消費電力との偏差に基づいて補機により消費される補機消費電力を推定するから、補機の消費電力を推定するための専用の電流センサや電圧センサなどを用いずに補機消費電力を推定することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を実施例を用いて説明する。図１は、本発明の一実施例としての制御装置を備える電気自動車１０の構成の概略を示す構成図である。実施例の電気自動車１０は、左右前輪１２ａ，１２ｂにデファレンシャルギヤ１３を介して動力を出力するモータ２０と、左右後輪１４ａ，１４ｂにデファレンシャルギヤ１５を介して動力を出力するモータ３０と、両モータ２０、３０にインバータ２４，３４を介して電力を供給するバッテリ４０と、バッテリ４０からの電力を電圧変換して補機５２，５４などに供給するコンバータ５０と、車両全体を制御する電子制御ユニット６０とを備える。
【００１５】
電子制御ユニット６０は、ＣＰＵ６２を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ６２の他に、処理プログラムなどを記憶するＲＯＭ６４と、データを一時的に記憶するＲＡＭ６６と、図示しない入出力ポートとを備える。電子制御ユニット６０には、モータ２０，３０の回転数を検出する回転数センサ２２，３２からの回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２やインバータ２４，３４内に設けられた図示しない電流センサにより検出されるモータ２０，３０への相電流，バッテリ４０の出力端子に接続された電圧センサ４２からのバッテリ電圧Ｖｂ，バッテリ４０の出力端子に接続された電力ラインに取り付けられた電流センサ４４からのバッテリ電流Ｉｂなどが入力ポートを介して入力されている。また、電子制御ユニット６０からは、インバータ２４，３４へのスイッチング制御信号やコンバータ５０へのスイッチング制御信号などが出力ポートを介して出力されている。
【００１６】
次に、こうして構成された実施例の電気自動車１０の動作、特に補機５２，５４などにより消費される電力を推定する際の動作について説明する。なお、実施例では、補機５２，５４の消費電力を推定する制御装置としては、回転数センサ２２，３２や電圧センサ４２，電流センサ４４などのセンサと電子制御ユニット６０とによる構成が相当する。図２は、実施例の電子制御ユニット６０により実行される補機消費電力推定処理の一例を示すフローチャートである。この処理は、所定時間毎（例えば、１００ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。
【００１７】
補機消費電力推定処理が実行されると、電子制御ユニット６０のＣＰＵ６２は、まず、電圧センサ４２からのバッテリ電圧Ｖｂや電流センサ４４からのバッテリ電流Ｉｂ，モータ２０，３０のトルクＴｍ１，Ｔｍ２，回転数センサ２２，３２からのモータ２０，３０の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２を読み込む処理を実行する（ステップＳ１００）。ここで、モータ２０，３０のトルクＴｍ１，Ｔｍ２については、実施例ではモータ２０，３０を制御する際に用いるトルク指令を用いた。実施例では、図示しないアクセルペダルの踏み込み量から車両に必要なトルクが演算され、その演算されたトルクに基づいてモータ２０，３０から出力すべきトルクとしてトルク指令が設定され、そのトルク指令に相当するトルクがモータ２０，３０から出力されるように制御される。したがって、モータ２０，３０のトルク指令は大差を生じることなくトルクＴｍ１，Ｔｍ２に一致することになる。
【００１８】
次に、読み込んだバッテリ電圧Ｖｂとバッテリ電流Ｉｂとの積によりバッテリ供給電力Ｐｂを計算すると共に（ステップＳ１１０）、モータ２０，３０のトルクＴｍ１，Ｔｍ２とその回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２とモータ２０，３０の損失η１，η２を用いて次式（１）および（２）によりモータ２０，３０の消費電力Ｐｍ１，Ｐｍ２を計算する（ステップＳ１２０）。
【００１９】
【数１】
Ｐｍ１＝Ｔｍ１×Ｎｍ１／η１    （１）
Ｐｍ２＝Ｔｍ２×Ｎｍ２／η２    （２）
【００２０】
そして、次式（３）に示すように、バッテリ供給電力Ｐｂからモータ２０，３０の消費電力Ｐｍ１，Ｐｍ２を減じて補機消費電力Ｐｈを計算して（ステップＳ１３０）、補機消費電力推定処理を終了する。こうして計算された補機消費電力Ｐｈは、コンバータ５０の制御などに用いられる。なお、補機消費電力Ｐｈは、モータ２０，３０の消費電力Ｐｍ１，Ｐｍ２がトルク指令を用いて計算される推定値であることから、推定値となる。
【００２１】
【数２】
Ｐｈ＝Ｐｂ−Ｐｍ１−Ｐｍ２    （３）
【００２２】
以上説明した実施例の電気自動車１０によれば、コンバータ５０に流れ込む電流や電圧を検出するセンサを設けることなく補機５２，５４などにより消費される補機消費電力Ｐｈを推定することができる。この結果、補機消費電力Ｐｈを検出するためのセンサを設ける必要がない。
【００２３】
実施例の電気自動車１０では、バッテリ４０から供給される電力によりモータ２０，３０を駆動するものとしたが、上述の式（３）により補機消費電力Ｐｈを推定できるものとしては、電力の需給に関する構成として二つのモータとバッテリとコンバータを介した補機であれば如何なる構成でも同様に適用することができる。例えば、図３に例示する変形例の電気自動車１１０のように、エンジン１１２からの動力をプラネタリギヤ１１４で分配し、分配された動力をモータ１２０を発電機として駆動して発電しながら所望の電力を用いてモータ１３０から左右後輪１４ａ，１４ｂ側に出力する構成にも適用することができるし、図４に例示する変形例の電気自動車２１０のように、エンジン２１０からの動力をインナーロータ２２０ａとアウターロータ２２０ｂとからなるモータ２２０により発電を伴いながら左右後輪１４ａ，１４ｂ側に伝達し、所望の電力を用いてモータ２３０から左右後輪１４ａ，１４ｂ側に出力する構成にも適用することができる。
【００２４】
また、実施例の電気自動車１０では、二つのモータ２０，３０を備えるものとしたが、一つのモータのみを備えるものとしてもよいし、三つ以上のモータを備えるものとしても構わない。
【００２５】
実施例の電気自動車１０では、モータ２０，３０の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２を回転数センサ２２，３２により検出するものとしたが、モータ２０，３０の回転子の位置を検出する位置検出センサを備え、検出される位置に基づいてモータ２０，３０の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２を計算するものとしてもよい。
【００２６】
実施例の電気自動車１０では、モータ２０，３０のトルクＴｍ１，Ｔｍ２にモータ２０，３０へのトルク指令を用いたが、モータ２０，３０のトルクＴｍ１，Ｔｍ２を直接検出して用いるものとしても差し支えない。
【００２７】
実施例の電気自動車１０では、補機消費電力Ｐｈを推定する制御装置の形態として説明したが、補機消費電力Ｐｈを推定する推定方法の形態としてもよいのは勿論である。
【００２８】
以上、本発明の実施の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例としての制御装置を備える電気自動車１０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】実施例の電子制御ユニット６０により実行される補機消費電力推定処理の一例を示すフローチャートである。
【図３】変形例の電気自動車１１０の構成の概略を示す構成図である。
【図４】変形例の電気自動車２１０の構成の概略を示す構成図である。
【符号の説明】
１０  電気自動車、１２ａ，１２ｂ  左右前輪、１３  デファレンシャルギヤ、１４ａ，１４ｂ  左右後輪、１５  デファレンシャルギヤ、２０，３０  モータ、２２，３２  回転数センサ、２４，３４  インバータ、４０  バッテリ、４２  電圧センサ、４４  電流センサ、５０  コンバータ、５２，５４  補機、６０  電子制御ユニット、６２  ＣＰＵ、６４  ＲＯＭ、６６  ＲＡＭ。
【図１】
2004201412.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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