JP5182514B2 - Control device for electric vehicle - Google Patents
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Description
本発明は、エンジンの駆動により発電する発電機を搭載した電動車両の制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for an electric vehicle equipped with a generator that generates electricity by driving an engine.
エンジンの駆動により発電する発電機を搭載した電動車両においては、通常、エンジンを始動させる際はバッテリから発電機に対して電力供給し、発電機をエンジン始動用のモータとして機能させてエンジンのクランキングを行う。そして、エンジンが始動した後は、このエンジンの駆動により発電機で発電を行い、発電により得られた電力をバッテリに蓄電したり、駆動モータへの供給電力として利用する。 In an electric vehicle equipped with a generator that generates electricity by driving the engine, normally, when starting the engine, power is supplied from the battery to the generator, and the generator is functioned as a motor for starting the engine, thereby Make a ranking. Then, after the engine is started, power is generated by the generator by driving the engine, and the electric power obtained by the power generation is stored in the battery or used as power supplied to the drive motor.
ところで、発電機をエンジン始動用のモータとして機能させてエンジンを始動するには比較的大きな電力を発電機に供給する必要があるため、バッテリの蓄電量が大幅に低下した状態ではエンジンの始動が困難になる場合がある。そこで、バッテリの蓄電量が低下したときの対策として、バッテリの蓄電量が所定値以下になったら、バッテリから発電機への電力供給は行わず、電動車両の走行中に回生制動が行われたときに、回生制動により得られる回生電力を発電機に供給してエンジンを始動させるといった制御を行うことも提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
しかしながら、特許文献1に記載されている従来の技術では、回生制動が行われるまではエンジンは停止したままで発電機での発電が行われないため、駆動モータへの電力供給はバッテリからの電力のみで賄われることになり、バッテリの蓄電量がさらに低下していくことになる。そして、回生制動が行われずに走行している時間が長くなると、バッテリが過放電の状態となってバッテリの劣化を招いてしまうという問題があった。 However, in the conventional technique described in Patent Document 1, since the engine is stopped and power generation by the generator is not performed until regenerative braking is performed, power is supplied to the drive motor from the battery. The amount of electricity stored in the battery will be further reduced. When the time during which the regenerative braking is not performed becomes longer, there is a problem that the battery is overdischarged and the battery is deteriorated.
本発明は、以上のような従来技術の問題点を解消すべく創案されたものであって、バッテリの蓄電量に応じて効率良くエンジンを始動させ、バッテリの過放電の問題も有効に回避することができる電動車両の制御装置を提供することを目的としている。 The present invention was devised to solve the above-described problems of the prior art, and efficiently starts the engine in accordance with the amount of charge of the battery and effectively avoids the problem of battery overdischarge. An object of the present invention is to provide a control device for an electric vehicle that can be used.
本発明に係る電動車両の制御装置は、上記課題を解決するために、バッテリの蓄電量に対する閾値として、第1の閾値と、該第1の閾値よりも大きな値である第2の閾値とを備え、エンジンが停止している状態でバッテリの蓄電量が第2の閾値を下回ったら、回生制動が行われたときに、回生制動により得られる回生電力を発電機に供給してエンジンを始動し、エンジンが始動されることなくバッテリの蓄電量が第1の閾値を下回ったら、バッテリから発電機に電力供給してエンジンを始動する。 In order to solve the above-described problem, the control device for an electric vehicle according to the present invention includes a first threshold value and a second threshold value that is larger than the first threshold value as threshold values for the storage amount of the battery. If the amount of electricity stored in the battery falls below the second threshold when the engine is stopped, the regenerative power obtained by the regenerative braking is supplied to the generator to start the engine when the regenerative braking is performed. If the stored amount of the battery falls below the first threshold without starting the engine, the engine is started by supplying power from the battery to the generator.
本発明に係る電動車両の制御装置によれば、バッテリの蓄電量が第1の閾値と第2の閾値との間にあるときは、回生制動が行われるのを待って、回生制動が行われたときに回生制動により得られる回生電力によってエンジンが始動され、回生制動が行われずにエンジンが停止したままの状態でバッテリの蓄電量が第1の閾値を下回るまで低下したら、バッテリからの電力によりエンジンが始動されるので、バッテリ蓄電量にある程度の余裕がある状態では回生電力により効率良くエンジンを始動させることができるとともに、回生制動が行われずにバッテリの充電状態がさらに低下した場合にはエンジンの駆動により発電する発電機からの電力でバッテリを充電して、バッテリが過放電の状態となることを有効に回避することができる。 According to the control apparatus for an electric vehicle according to the present invention, when the amount of charge of the battery is between the first threshold value and the second threshold value, the regenerative braking is performed after waiting for the regenerative braking to be performed. When the engine is started by the regenerative power obtained by regenerative braking and the rechargeable brake is not performed and the engine is stopped, the stored amount of the battery falls below the first threshold value. Since the engine is started, the engine can be started efficiently with regenerative power in a state where there is a certain margin in the amount of battery charge, and the engine is recharged when the battery charge state further decreases without regenerative braking. It is possible to effectively avoid the battery from being overdischarged by charging the battery with the electric power from the generator that generates power by driving.
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
[構成]
本発明が適用される電動車両の一例を図1に示す。この図1に示す電動車両は、バッテリ1から取り出した電力を駆動モータ2にて動力に変換し、必要に応じて差動減速機3により動力変換を行ったうえで駆動輪4を駆動して走行する電気自動車に対して、航続距離の延長を主目的として、エンジン5の駆動により発電する発電機6を付加した構成の発電機搭載型電気自動車である。
[Constitution]
An example of an electric vehicle to which the present invention is applied is shown in FIG. The electric vehicle shown in FIG. 1 converts electric power taken out from the battery 1 into power by a
この電動車両において、駆動モータ2には駆動インバータ7が接続されており、この駆動インバータ7により所定電圧、所定周波数の交流に変換された電力が駆動モータ2に供給されることで、電動車両の走行が制御される。また、電動車両の制動時には、駆動モータ2で発生する回生電力が駆動インバータ7にて直流に変換され、バッテリ1あるいは発電機6に供給される。以下、駆動モータ2と駆動インバータ7との組み合わせを駆動装置Dと表記する。
In this electric vehicle, a
また、発電機6には発電インバータ8が接続されており、エンジン5の駆動により発電する発電機6の電力が発電インバータ8により直流に変換され、バッテリ1あるいは駆動装置Dに供給される。また、エンジン5の始動時においては、バッテリ1からの電力あるいは駆動装置Dからの回生電力が発電インバータ8により交流に変換されて発電機6に供給されることで、発電機6がエンジン始動用のモータとして機能して、エンジン5のクランキングを行う。以下、エンジン5と発電機6と発電インバータ8との組み合わせを発電装置Gと表記する。なお、図1における電動補機9は、電動車両に搭載されたエアコンやカーナビ等の各種電気負荷装置を総称したものである。
In addition, a
以上のように構成される電動車両の動作は、バッテリコントローラ11と、駆動系コントローラ12と、発電系コントローラ13とからなる制御装置10によって制御される。本実施形態では、この制御装置10による制御機能の1つとして本発明を実施している。なお、以下では、制御装置10を構成するバッテリコントローラ11、駆動系コントローラ12、発電系コントローラ13にそれぞれ個別のハードウェア(例えばマイコンチップ)を用いる場合を想定して説明するが、制御装置10の具体的なハード構成は任意であり、一体のハードウェアで構成したり、他のコントローラの一機能として実現するなど、種々の変更が可能である。
The operation of the electric vehicle configured as described above is controlled by the
バッテリコントローラ11は、バッテリ1の端子電圧、通電電流、温度、内部抵抗、蓄電量等のパラメータを測定ないし推定により取得する。そして、取得したパラメータを用いて発電装置Dでの発電の要否を判定し、その要求を発電系コントローラ13に送る。また、バッテリコントローラ11は、取得したパラメータを用いてバッテリ1の許可電力範囲を算出し、駆動系コントローラ12と発電系コントローラ13に送る。
The battery controller 11 acquires parameters of the battery 1 such as terminal voltage, energization current, temperature, internal resistance, and storage amount by measurement or estimation. Then, using the acquired parameters, it is determined whether or not power generation by the power generation device D is necessary, and the request is sent to the power
駆動系コントローラ12は、電動車両のドライバによるアクセル操作に応じた駆動力が駆動輪4に伝達されるように、駆動装置Dを制御する。発電系コントローラ13は、非発電時はエンジン5と発電機6が停止するように、また、発電時にはエンジン5と発電機6が効率の良い領域で動作するように、発電装置Gを制御する。さらに、バッテリ1の入出力電力がバッテリ1の内部状態により決定される許可電力範囲内になるように、駆動系コントローラ12と発電系コントローラ13は協調動作する。つまり、駆動装置Dで消費される電力との関係でバッテリ1の蓄電量が適正範囲に維持されるように、発電装置Gによる発電が制御される。
The
[発電装置の動作]
次に、以上のように構成される電動車両において、非発電状態から発電状態に遷移する際の発電装置Gの動作について、図2を用いて説明する。なお、図2(a)乃至(c)はそれぞれ横軸に共通の時間Tを取り、T1が制御装置10の発電系コントローラ13からエンジン5及び発電インバータ8に対して発電要求が入力されたタイミング、T2がエンジン5の回転数が目標回転数に達したタイミング、T3がエンジン5のトルクが目標トルクに達したタイミングをそれぞれ表している。また、図2(a)の縦軸がエンジン5のトルク、図2(b)の縦軸がエンジン5の回転数、図2(c)の縦軸が発電機6の電力をそれぞれ表している。
[Operation of power generator]
Next, in the electric vehicle configured as described above, the operation of the power generation device G when transitioning from the non-power generation state to the power generation state will be described with reference to FIG. 2A to 2C each take a common time T on the horizontal axis, and T1 is a timing at which a power generation request is input from the power
T0≦T≦T1の区間では、発電装置Gが非発電状態であり、エンジン5は燃焼を行っておらず、回転もしていない。また、発電機6も休止しており、電力の授受は発生していない。
In the section of T0 ≦ T ≦ T1, the power generation device G is in a non-power generation state, and the
T1≦T≦T2の区間では、発電要求に応じて発電装置Gが発電状態に遷移するために、まず、発電装置Gが効率の良い領域で動作できるエンジン5のトルクと回転数をそれぞれ目標トルクと目標回転数として設定する。次に、エンジン5が目標回転数に到達するよう、発電機6を発電インバータ8で制御する。つまり、この区間では、発電機6がエンジン5をクランキングしており、エンジン5は目標回転数に到達するまでの間、燃焼をしないため回転数の上昇に伴いフリクショントルクが大きくなっていく。発電機6はそのフリクショントルクに打ち克ってエンジン5の回転数を上昇させるために電力を消費している。
In the section of T1 ≦ T ≦ T2, since the power generation device G transitions to the power generation state in response to the power generation request, first, the torque and the rotation speed of the
T2≦T≦T3の区間では、エンジン5の回転数が目標回転数に到達したため燃焼を開始し、エンジン5のトルクが目標トルクに到達するまで上昇している状態である。発電機6は所定の回転数を維持するため、エンジン5のトルクの上昇に伴い電力を消費している状態から発電している状態に移行していく。
In the section of T2 ≦ T ≦ T3, since the rotational speed of the
T≧T3の区間では、エンジン5のトルクと回転数がそれぞれ目標トルクと目標回転数に到達し、発電機6がエンジン5の出力に応じた電力を発電している。
In the section of T ≧ T3, the torque and the rotational speed of the
以上の発電装置Gの動作例から分かるように、発電装置Gは、発電要求に応じて非発電状態から発電状態に遷移する際にエンジン5の始動に伴って一旦電力を消費し、その後、エンジン5が作動状態になると発電機6が発電して電力を供給する仕組みとなっている。ここで、発電装置Gが発電開始時に消費する電力は、バッテリ1から取り出した電力で賄うこともできるが、発電装置Gが電力を消費している期間、すなわち図2中のT1≦T≦T2の区間において駆動装置Dが回生状態であれば、この駆動装置Dからの回生電力を用いることもできる。
As can be seen from the operation example of the power generation device G described above, the power generation device G once consumes electric power with the start of the
本発明は、発電装置Gでの発電を開始させる際に、発電装置Gが消費する電力をバッテリ1から供給するより回生中の駆動装置Dから供給する方が、バッテリ1の充放電損失が小さくできて効率的であることに着目し、できるだけ回生電力を供給するように制御することで、車両システムとしてのエネルギ効率を高められるようにしたものである。ただし、駆動装置Dから回生電力が得られるタイミングは電動車両の挙動に依存するため、長時間に亘り回生制動が行われずに発電装置Gでの発電が開始されないと、駆動装置Dでの電力消費によりバッテリ1の蓄電量がさらに低下して過放電の状態となり、バッテリ1の劣化を招く虞がある。そこで、本発明では、発電装置5で発電を開始させる際の制御をより最適化することによって、バッテリ1の過放電の問題を有効に回避しながら、エネルギ効率の良い車両システムを実現できるようにしている。以下、本発明を適用した制御装置10による具体的な制御例(実施例)について、さらに詳しく説明する。
In the present invention, when power generation by the power generation device G is started, the charge / discharge loss of the battery 1 is smaller when the power consumed by the power generation device G is supplied from the regenerating drive device D than from the battery 1. Focusing on the fact that it is possible and efficient, the energy efficiency of the vehicle system can be increased by controlling the regenerative power to be supplied as much as possible. However, since the timing at which regenerative power is obtained from the drive device D depends on the behavior of the electric vehicle, if the power generation by the power generation device G is not started without performing regenerative braking for a long time, the power consumption by the drive device D As a result, the amount of electricity stored in the battery 1 is further reduced to an overdischarged state, and the battery 1 may be deteriorated. Therefore, in the present invention, by optimizing the control at the time of starting power generation by the
[第1実施例]
図3は、本発明を適用した制御装置10による制御の一例(第1実施例)を示すフローチャートである。本実施例の制御の特徴は、バッテリ1の蓄電量に対する閾値として、第1の閾値Th1と、この第1の閾値Th1よりも大きな値である第2の閾値Th2とを用い、発電装置Gが非発電状態のときにバッテリ1の蓄電量が第2の閾値Th2を下回るまでに低下したら、回生制動が行われたときに駆動装置Dから発電機6に対して回生電力を供給してエンジン5のクランキングを行い、回生制動が行われずに発電装置Gが非発電状態のままでバッテリ1の蓄電量がさらに第1の閾値Th1を下回るまでに低下したら、バッテリ1から取り出した電力を発電機6に供給してエンジン5のクランキングを行うようにした点にある。
[First embodiment]
FIG. 3 is a flowchart showing an example (first embodiment) of control by the
図3のフローが開始されると、制御装置10は、まずステップS101において、発電装置Gが作動状態であるかどうかを確認する。発電装置Gが作動状態であれば、発電機6により発電された電力のうちで駆動装置Dで消費されない余剰の電力がバッテリ1に蓄電されるため、バッテリ1の蓄電量は時間経過とともに徐々に上昇していく傾向にある。ここで、バッテリ1の蓄電量が大きくなりすぎると過充電の状態となってバッテリ1の劣化を招くため、バッテリ1の蓄電量がある程度大きくなったら発電装置Gの作動を停止する。
When the flow of FIG. 3 is started, the
すなわち、発電装置Gが作動状態の場合には、制御装置10は、ステップS102にてバッテリ1の蓄電量(SOC:State of Charge)を取得し、ステップS103において、バッテリ1の蓄電量が上限閾値Th0に達しているか否かを判定する。そして、バッテリ1の蓄電量が上限閾値Th0よりも低い間は定期的にステップS102及びステップS103の処理を繰り返し、バッテリ1の蓄電量が上限閾値Th0に達したら、ステップS104にて発電装置Gの作動を停止させる。なお、上限閾値Th0は、バッテリ1の蓄電量がこの上限閾値Th0に達した段階で発電装置Gの作動を停止すればバッテリ1が過充電の状態になることを防止できる値であり、事前の実験等を通じて求めた最適な値(例えば、満充電時のバッテリ1の蓄電量を100%、全放電時のバッテリ1の蓄電量を0%とした場合の70〜90%)に設定される。
That is, when the power generation device G is in the operating state, the
一方、発電装置Gが非作動状態であれば、駆動装置Dで消費される電力は全てバッテリ1から取り出されるため、バッテリ1の蓄電量は時間経過とともに徐々に低下していく傾向にある。ここで、バッテリ1の蓄電量が小さくなりすぎると過放電の状態となってバッテリ1の劣化を招くため、バッテリ1の蓄電量がある程度低下したらエンジン5を始動して発電機6による発電を開始させる。このとき、エンジン5の始動に必要な電力として、できるだけ回生電力を用いることができるように制御することで、エネルギ効率を向上させる。
On the other hand, if the power generation device G is in the non-operating state, all the electric power consumed by the driving device D is taken out from the battery 1, and therefore the amount of electricity stored in the battery 1 tends to gradually decrease with time. Here, if the amount of electricity stored in the battery 1 becomes too small, the battery 1 is overdischarged and the battery 1 is deteriorated. Therefore, when the amount of electricity stored in the battery 1 decreases to some extent, the
すなわち、発電装置Gが非作動状態の場合には、制御装置10は、ステップS105にてバッテリ1の蓄電量(SOC)を取得し、ステップS106において、バッテリ1の蓄電量が第2の閾値Th2を下回ったかどうかを判定する。そして、バッテリ1の蓄電量が第2の閾値Th2以上の間は定期的にステップS105及びステップS106の処理を繰り返し、バッテリ1の蓄電量が第2の閾値Th2を下回った段階でステップS107に進む。
That is, when the power generation device G is in the non-operating state, the
バッテリ1の蓄電量が第2の閾値Th2を下回ったら、制御装置10は、ステップS107において、バッテリ1の蓄電量が第1の閾値Th1を下回るまでに低下したか否かを判定し、バッテリ1の蓄電量が第1の閾値Th1を下回っていない間は、ステップS108において、回生制動が行われたか否かを監視する。そして、バッテリ1の蓄電量が第1の閾値Th1を下回る前に回生制動が行われたら、ステップS109において、回生制動によって得られる回生電力を電動機6に供給して電動機6によりエンジン5のクランキングを行い、発電装置Gを作動させる。
When the charged amount of the battery 1 falls below the second threshold Th2, the
一方、バッテリ1の蓄電量が第2の閾値Th2を下回った後、回生制動が行われることなくバッテリ1の蓄電量がさらに第1の閾値Th1を下回るまで低下したら、ステップS110において、バッテリ1からの電力を発電機6に供給して電動機6によりエンジン5のクランキングを行い、発電装置Gを作動させる。
On the other hand, after the storage amount of the battery 1 falls below the second threshold Th2, if the storage amount of the battery 1 further falls below the first threshold Th1 without performing regenerative braking, the battery 1 starts from the battery 1 in step S110. Is supplied to the
なお、バッテリ1の蓄電量に対する上記の第1の閾値Th1は、バッテリ1の過放電を招くことなくバッテリ1からの電力でエンジン5を始動し得る値、つまりバッテリ1の蓄電量が第1の閾値Th1を下回ったときにすぐにバッテリ1の電力でエンジン5を始動すれば、バッテリ1の過放電を防止できる値であり、事前の実験等を通じて求めた最適な値(例えば、満充電時のバッテリ1の蓄電量を100%、全放電時のバッテリ1の蓄電量を0%とした場合の10〜30%)に設定される。また、バッテリ1の蓄電量に対する上記の第2の閾値Th2は、例えば、第1の閾値Th1よりも5〜10%程度大きな値に設定される。
The first threshold value Th1 for the amount of electricity stored in the battery 1 is a value that can start the
図4は、発電装置Gが非作動状態にあってバッテリ1の蓄電量が時間経過とともに徐々に低下していく中で、バッテリ1の充電量が第1の閾値Th1と第2の閾値Th2との間にあるときに回生制動が行われるシーンにおいて、制御装置10が図3のフローに従った制御を行った場合の駆動装置D、発電装置G、バッテリ1における入出力電力と、バッテリ1の充電量の時間変化の様子の具体例を示したものである。なお、図4(a)及び図4(b)はそれぞれ横軸に共通の時間Tを取り、T11はバッテリ1の蓄電量が第2の閾値Th2を下回ったと判定したタイミング、T12は回生電力を用いて発電装置Gの始動(エンジン始動)を開始したタイミング、T13は発電装置Gの始動が完了して発電状態に遷移したタイミングをそれぞれ表している。また、図4(a)の縦軸は駆動装置D、発電装置G、バッテリ1の入出力電力を示し、図4(b)の縦軸はバッテリ1の蓄電量を示している。
FIG. 4 shows that while the power generation device G is in an inoperative state and the amount of power stored in the battery 1 gradually decreases with time, the amount of charge of the battery 1 varies between the first threshold Th1 and the second threshold Th2. In a scene where regenerative braking is performed when the
図4(a)において、太線のグラフが駆動装置Dの入出力電力の時間変化を示したものであり、中央の線を電力0として、その線より上方に離れるほど力行電力が増え、下方に離れるほど回生電力が増えることを表している。例えば、電動車両の加速中は上方に、減速中は下方に主に推移する。また、図4(a)において、細線のグラフは発電装置Gの入出力電力の時間変化を示したものであり、中央の線を電力0として、その線より上方に離れるほど消費電力が増え、下方に離れるほど供給電力が増えることを表している。例えば、エンジン5のクランキングを伴う始動時には上方に、定常的な発電動作中は下方に主に推移する。また、図4(a)において、破線のグラフはバッテリ1の入出力電力の時間変化を示したものであり、中央の線を電力0として、その線より上方に離れるほど放電電力が増え、下方に離れるほど充電電力が増えることを表している。例えば、蓄電量の増加時は上方に、減少時は下方に推移する。
In FIG. 4A, the thick line graph shows the time change of the input / output power of the driving device D. The power is increased as the distance from the center line becomes 0, and the power line power is increased downward. This means that the regenerative power increases as the distance increases. For example, the electric vehicle mainly shifts upward during acceleration and downward during deceleration. Moreover, in FIG. 4A, the thin line graph shows the time change of the input / output power of the power generation apparatus G. The power consumption increases as the distance from the center line becomes 0 with the center line as the power, It shows that the power supply increases as it goes away. For example, the
T10≦T≦T11の区間では、発電装置Gは停止しており、バッテリ1の蓄電量は第2の閾値Th2よりも大きいので、発電装置Gの始動(エンジン始動)は行われない。この状態は、図3のフローにおいてステップS105とステップS106をループしている状態である。 In the section of T10 ≦ T ≦ T11, the power generation device G is stopped, and the amount of power stored in the battery 1 is larger than the second threshold Th2, so the power generation device G is not started (engine start). This state is a state where step S105 and step S106 are looped in the flow of FIG.
T11≦T≦T12の区間では、バッテリ1の蓄電量が第2の閾値Th2を下回っているが、回生制動が行われていないため、発電装置Gの始動(エンジン始動)は行われない。なお、この状態は、図3のフローにおいてステップS107とステップS108をループしている状態である。 In the section of T11 ≦ T ≦ T12, the amount of power stored in the battery 1 is below the second threshold Th2, but since regenerative braking is not performed, the power generator G is not started (engine start). This state is a state in which step S107 and step S108 are looped in the flow of FIG.
T12≦T≦T13の区間では、バッテリ1の蓄電量が第2の閾値Th2を下回っており、回生制動が行われているので、駆動装置Dからの回生電力が発電機6に供給されて発電機6によりエンジン5のクランキングが行われ、発電装置Gの始動が行われている。この状態は、図3のフローにおいてステップS109の処理を行っている状態である。このように、発電装置Gの始動時に消費される電力は回生中の駆動装置Dから供給されるので、バッテリ1での放電に伴う損失がなく、エネルギ効率が高められる。
In the section of T12 ≦ T ≦ T13, the amount of power stored in the battery 1 is less than the second threshold Th2 and regenerative braking is performed. Therefore, the regenerative power from the driving device D is supplied to the
T≧T13の区間では、発電装置Gの始動が完了し、発電装置Gが電力を供給している。この状態は、図3のフローにおいてステップS102とステップS103をループしている状態である。 In the section of T ≧ T13, the start-up of the power generator G is completed, and the power generator G supplies power. This state is a state in which step S102 and step S103 are looped in the flow of FIG.
以上のように、本実施例では、制御装置10が図3のフローに従った制御を行うことによって、バッテリ1の蓄電量をバッテリ1が劣化しない範囲に維持しながら、発電装置Gの始動に必要な電力を回生中の駆動装置Dからできるだけ多く供給してバッテリ1の充放電損失を低減することができ、車両システムとしてのエネルギ効率を向上させることができる。
As described above, in this embodiment, the
[第2実施例]
図5は、本発明を適用した制御装置10による制御の他の例(第2実施例)を示すフローチャートである。本実施例の制御の特徴は、発電装置Gが非発電状態でバッテリ1の蓄電量が第2の閾値Th2を下回るまでに低下し、回生制動が行われたときに、駆動装置Dから発電機6に対して直ぐに回生電力を供給するのではなく、回生電力が一旦増加した後に減少するのを待って、回生電力を発電機6に供給してエンジン5のクランキングを行うようにした点にある。
[Second Embodiment]
FIG. 5 is a flowchart showing another example (second embodiment) of control by the
図5のフローが開始されると、制御装置10は、まずステップS201において、発電装置Gが作動状態であるかどうかを確認する。ここで、発電装置Gが作動状態であれば、ステップS202にてバッテリ1の蓄電量(SOC)を取得し、ステップS203において、バッテリ1の蓄電量が上限閾値Th0に達しているか否かを判定する。そして、バッテリ1の蓄電量が上限閾値Th0よりも低い間は定期的にステップS202及びステップS203の処理を繰り返し、バッテリ1の蓄電量が上限閾値Th0に達したら、ステップS204にて発電装置Gの作動を停止させる。
When the flow of FIG. 5 is started, the
一方、発電装置Gが非発電状態の場合には、制御装置10は、ステップS205にてバッテリ1の蓄電量(SOC)を取得し、ステップS206において、バッテリ1の蓄電量が第2の閾値Th2を下回ったかどうかを判定する。そして、バッテリ1の蓄電量が第2の閾値Th2以上の間は定期的にステップS205及びステップS206の処理を繰り返し、バッテリ1の蓄電量が第2の閾値Th2を下回った段階でステップS207に進む。
On the other hand, when the power generation device G is in a non-power generation state, the
バッテリ1の蓄電量が第2の閾値Th2を下回ったら、制御装置10は、ステップS207において、バッテリ1の蓄電量が第1の閾値Th1を下回るまでに低下したか否かを判定し、バッテリ1の蓄電量が第1の閾値Th1を下回っていない間は、ステップS208において、回生制動が行われたか否かを監視する。そして、バッテリ1の蓄電量が第1の閾値Th1を下回る前に回生制動が行われたら、ステップS209において、回生制動によって得られる回生電力が減少状態にあるか否かを判定し、回生電力が減少状態となったときに、ステップS210において、回生電力を電動機6に供給して電動機6によりエンジン5のクランキングを行い、発電装置Gを作動させる。
When the charged amount of the battery 1 falls below the second threshold Th2, the
一方、回生制動が行われることなくバッテリ1の蓄電量が第1の閾値Th1を下回るまで低下したら、制御装置10は、ステップS211において、バッテリ1からの電力を発電機6に供給して電動機6によりエンジン5のクランキングを行い、発電装置Gを作動させる。
On the other hand, when the amount of power stored in the battery 1 is reduced to be lower than the first threshold value Th1 without performing regenerative braking, the
図6は、発電装置Gが非作動状態にあってバッテリ1の蓄電量が時間経過とともに徐々に低下していく中で、バッテリ1の充電量が第1の閾値Th1と第2の閾値Th2との間にあるときに回生制動が行われるシーンにおいて、制御装置10が図5のフローに従った制御を行った場合の駆動装置D、発電装置G、バッテリ1における入出力電力の時間変化の様子の具体例を、図3のフローに従った制御を行った場合(第1実施例)と比較して示したものである。なお、図6(a)の太線のグラフが図3のフローに従った制御を行った場合における駆動装置Dの入出力電力の時間変化、細線のグラフが図3のフローに従った制御を行った場合における発電装置Gの入出力電力の時間変化、破線のグラフが図3のフローに従った制御を行った場合におけるバッテリ1の入出力電力の時間変化をそれぞれ示しており、図6(b)の太線のグラフが図5のフローに従った制御を行った場合における駆動装置Dの入出力電力の時間変化、細線のグラフが図5のフローに従った制御を行った場合における発電装置Gの入出力電力の時間変化、破線のグラフが図5のフローに従った制御を行った場合におけるバッテリ1の入出力電力の時間変化をそれぞれ示している。また、図6(a)及び図6(b)はそれぞれ横軸に共通の時間Tを取り、T21は図3のフローに従った制御を行った場合における回生電力を用いた発電装置Gの始動開始のタイミング、T22は図5のフローに従った制御を行った場合における回生電力を用いた発電装置Gの始動開始のタイミング、T23は図3のフローに従った制御を行った場合における発電装置Gの始動完了のタイミング、T24は図6のフローに従った制御を行った場合における発電装置Gの始動完了のタイミング、T25は駆動装置Dによる回生制動が終了したタイミングをそれぞれ表している。
FIG. 6 shows that while the power generation device G is in an inoperative state and the storage amount of the battery 1 gradually decreases with the passage of time, the charge amount of the battery 1 becomes the first threshold value Th1 and the second threshold value Th2. In a scene where regenerative braking is performed when the
T20≦T≦T21の区間では、回生制動は行われておらず、図3のフローに従った制御を行った場合でも図5のフローに従った制御を行った場合でも発電装置Gの始動(エンジン始動)は行われないので、図6(a)のグラフと図6(b)のグラフとの間に差異はない。 In the section of T20 ≦ T ≦ T21, regenerative braking is not performed, and the power generator G is started (whether the control according to the flow of FIG. 3 or the control according to the flow of FIG. 5 is performed). Since no engine start is performed, there is no difference between the graph in FIG. 6A and the graph in FIG.
T21≦T≦T22の区間では、バッテリ1の蓄電量が第2の閾値Th2を下回った状態で回生制動が行われているが、回生制動により得られる回生電力が減少状態にはなっていない。したがって、図3のフローに従った制御を行った場合には、駆動装置Dからの回生電力が発電機6に供給されて発電機6によりエンジン5のクランキングが行われ、発電装置Gの始動が行われる。この状態は、図3のフローにおいてステップS109の処理を行っている状態である。一方、図5のフローに従った制御を行った場合には、発電装置Gの始動(エンジン始動)は行われない。この状態は、図5のフローにおいてステップS205〜ステップS209をループしている状態である。
In the section of T21 ≦ T ≦ T22, regenerative braking is performed in a state where the amount of power stored in the battery 1 is lower than the second threshold Th2, but the regenerative power obtained by regenerative braking is not in a decreasing state. Therefore, when the control according to the flow of FIG. 3 is performed, the regenerative electric power from the drive device D is supplied to the
T22≦T≦T23の区間では、バッテリ1の蓄電量が第2の閾値Th2を下回った状態で回生制動が行われ、且つ、回生制動により得られる回生電力が減少状態になっている。したがって、図5のフローに従った制御を行った制御を行った場合に、駆動装置Dからの回生電力が発電機6に供給されて発電機6によりエンジン5のクランキングが行われ、発電装置Gの始動が行われる。この状態は、図5のフローにおいてステップS210の処理を行っている状態である。
In the section of T22 ≦ T ≦ T23, regenerative braking is performed in a state where the amount of power stored in the battery 1 is below the second threshold Th2, and the regenerative power obtained by regenerative braking is in a decreasing state. Therefore, when the control according to the flow of FIG. 5 is performed, the regenerative electric power from the driving device D is supplied to the
T23≦T≦T24の区間では、図3のフローに従った制御を行った場合には発電装置Gの始動が完了しており、バッテリ1に対して発電装置Gからの発電電力と駆動装置Dからの回生電力の双方が供給されている。一方、図5のフローに従った制御を行った場合には、発電装置Gが始動中の状態にある。 In the section of T23 ≦ T ≦ T24, when the control according to the flow of FIG. 3 is performed, the start-up of the power generator G is completed, and the generated power from the power generator G and the drive device D to the battery 1 are completed. Both regenerative power from is supplied. On the other hand, when the control according to the flow of FIG. 5 is performed, the power generator G is in a starting state.
T24≦T≦T25の区間では、図5のフローに従った制御を行った場合でも発電装置Gの始動が完了しており、バッテリ1に対して発電装置Gからの発電電力と駆動装置Dからの回生電力の双方が供給されている。 In the section of T24 ≦ T ≦ T25, even when the control according to the flow of FIG. 5 is performed, starting of the power generator G is completed, and the generated power from the power generator G to the battery 1 and the drive device D are Both regenerative power is supplied.
図3のフローに従った制御を行った場合と図5のフローに従った制御を行った場合とで、バッテリ1に対して発電装置Gからの発電電力と駆動装置Dからの回生電力の双方が供給されている時間を比較すると、図3のフローに従った制御を行った場合はT23≦T≦T25の区間、図5のフローに従った制御を行った場合はT24≦T≦T25の区間となり、図5のフローに従った制御を行った場合の方が短くなる。したがって、図5のフローに従った制御を行うことで、バッテリ1に対して発電装置Gと駆動装置Dの双方から電力供給する際の損失を有効に抑制できることが分かる。 Both when the control according to the flow of FIG. 3 is performed and when the control according to the flow of FIG. 5 is performed, both the generated power from the power generator G and the regenerative power from the drive device D for the battery 1. When the control according to the flow of FIG. 3 is performed, the section of T23 ≦ T ≦ T25 is performed. When the control according to the flow of FIG. 5 is performed, T24 ≦ T ≦ T25 is satisfied. It becomes a section and becomes shorter when the control according to the flow of FIG. 5 is performed. Therefore, it can be seen that by performing the control according to the flow of FIG. 5, it is possible to effectively suppress the loss when power is supplied to the battery 1 from both the power generation device G and the drive device D.
以上のように、本実施例では、制御装置10が図5のフローに従った制御を行うことによって、バッテリ1の蓄電量をバッテリ1が劣化しない範囲に維持しながら、発電装置Gの始動に必要な電力を回生中の駆動装置Dからできるだけ多く供給してバッテリ1の充放電損失を低減することができ、さらに、バッテリ1に対して発電中の発電装置Gと回生中の駆動装置Dの双方から電力供給することによるバッテリ1での損失を有効に抑制できるので、車両システムとしてのエネルギ効率を大幅に向上させることができる。また、例えば降坂路の走行のように、バッテリ1の充電が十分に行われる可能性のある場合には発電装置Gを始動させずに、できるだけ発電装置Gの始動/停止頻度を低く抑えることができ、車両システムとしてのエネルギ効率をさらに向上させることができる。
As described above, in this embodiment, the
[第3実施例]
図7は、本発明を適用した制御装置10による制御のさらに他の例(第3実施例)を示すフローチャートである。本実施例の制御の特徴は、発電装置Gが非発電状態でバッテリ1の蓄電量が第2の閾値Th2を下回るまでに低下し、回生制動が行われたときに、回生制動により得られる回生電力が発電装置Gの始動(エンジン始動)に必要な電力(以下、始動電力という。)を上回っているか否かを判定して、回生電力が始動電力を上回っている場合に、その回生電力を発電機6に供給してエンジン5のクランキングを行うようにした点にある。
[Third embodiment]
FIG. 7 is a flowchart showing still another example (third embodiment) of the control by the
図7のフローが開始されると、制御装置10は、まずステップS301において、発電装置Gが作動状態であるかどうかを確認する。ここで、発電装置Gが作動状態であれば、ステップS302にてバッテリ1の蓄電量(SOC)を取得し、ステップS303において、バッテリ1の蓄電量が上限閾値Th0に達しているか否かを判定する。そして、バッテリ1の蓄電量が上限閾値Th0よりも低い間は定期的にステップS302及びステップS303の処理を繰り返し、バッテリ1の蓄電量が上限閾値Th0に達したら、ステップS304にて発電装置Gの作動を停止させる。
When the flow of FIG. 7 is started, the
一方、発電装置Gが非発電状態の場合には、制御装置10は、ステップS305にてバッテリ1の蓄電量(SOC)を取得し、ステップS306において、バッテリ1の蓄電量が第2の閾値Th2を下回ったかどうかを判定する。そして、バッテリ1の蓄電量が第2の閾値Th2以上の間は定期的にステップS305及びステップS306の処理を繰り返し、バッテリ1の蓄電量が第2の閾値Th2を下回った段階でステップS307に進む。
On the other hand, when the power generation device G is in the non-power generation state, the
バッテリ1の蓄電量が第2の閾値Th2を下回ったら、制御装置10は、ステップS307において、バッテリ1の蓄電量が第1の閾値Th1を下回るまでに低下したか否かを判定し、バッテリ1の蓄電量が第1の閾値Th1を下回っていない間は、ステップS308において、回生制動が行われたか否かを監視する。そして、バッテリ1の蓄電量が第1の閾値Th1を下回る前に回生制動が行われたら、ステップS309において、回生制動によって得られる回生電力が発電装置Gの始動に必要な始動電力を上回っているか否かを判定し、回生電力が始動電力を上回った場合に、ステップS310において、回生電力を電動機6に供給して電動機6によりエンジン5のクランキングを行い、発電装置Gを作動させる。
When the charged amount of the battery 1 falls below the second threshold Th2, the
一方、回生制動が行われることなくバッテリ1の蓄電量が第1の閾値Th1を下回るまで低下したら、制御装置10は、ステップS311において、バッテリ1からの電力を発電機6に供給して電動機6によりエンジン5のクランキングを行い、発電装置Gを作動させる。
On the other hand, when the amount of power stored in the battery 1 is reduced to be less than the first threshold Th1 without performing regenerative braking, the
以上のように、本実施例では、制御装置10が図7のフローに従った制御を行うことによって、バッテリ1の蓄電量をバッテリ1が劣化しない範囲に維持しながら、発電装置Gの始動に必要な電力を回生中の駆動装置Dからできるだけ多く供給してバッテリ1の充放電損失を低減することができ、さらに、回生電力を用いて発電装置Gを始動する場合は始動に必要な電力の全てを回生電力で賄うことができるので、車両システムとしてのエネルギ効率を大幅に向上させることができる。
As described above, in this embodiment, the
[第4実施例]
図8は、本発明を適用した制御装置10による制御のさらに他の例(第4実施例)を示すフローチャートである。本実施例の制御の特徴は、バッテリ1の蓄電量に対する閾値として、第1の閾値Th1と第2の閾値Th2とに加えて、第1の閾値Th1よりも大きく且つ第2の閾値Th2よりも小さい値である第3の閾値Th3を用い、発電装置Gが非発電状態でバッテリ1の蓄電量が第2の閾値Th2を下回るまでに低下し、回生制動が行われたときに、バッテリ1の蓄電量が第3の閾値Th3以上であれば回生電力が始動電力を上回ったときにその回生電力を発電機6に供給してエンジン5のクランキングを行い、バッテリ1の蓄電量が第3の閾値Th3を下回っていれば、駆動装置Dから発電機6に対して直ちに回生電力を供給してエンジン5のクランキングを行うようにした点にある。
[Fourth embodiment]
FIG. 8 is a flowchart showing still another example (fourth embodiment) of the control by the
図8のフローが開始されると、制御装置10は、まずステップS401において、発電装置Gが作動状態であるかどうかを確認する。ここで、発電装置Gが作動状態であれば、ステップS402にてバッテリ1の蓄電量(SOC)を取得し、ステップS403において、バッテリ1の蓄電量が上限閾値Th0に達しているか否かを判定する。そして、バッテリ1の蓄電量が上限閾値Th0よりも低い間は定期的にステップS402及びステップS403の処理を繰り返し、バッテリ1の蓄電量が上限閾値Th0に達したら、ステップS404にて発電装置Gの作動を停止させる。
When the flow of FIG. 8 is started, the
一方、発電装置Gが非発電状態の場合には、制御装置10は、ステップS405にてバッテリ1の蓄電量(SOC)を取得し、ステップS406において、バッテリ1の蓄電量が第2の閾値Th2を下回ったかどうかを判定する。そして、バッテリ1の蓄電量が第2の閾値Th2以上の間は定期的にステップS405及びステップS406の処理を繰り返し、バッテリ1の蓄電量が第2の閾値Th2を下回った段階でステップS407に進む。
On the other hand, when the power generation device G is in the non-power generation state, the
バッテリ1の蓄電量が第2の閾値Th2を下回ったら、制御装置10は、ステップS407において、バッテリ1の蓄電量が第1の閾値Th1を下回るまでに低下したか否かを判定し、バッテリ1の蓄電量が第1の閾値Th1を下回っていない間は、ステップS408において、回生制動が行われたか否かを監視する。そして、バッテリ1の蓄電量が第1の閾値Th1を下回る前に回生制動が行われたら、ステップS409において、バッテリ1の蓄電量が第3の閾値Th3以上であるかどうかを判定する。ここで、バッテリ1の蓄電量が第3の閾値Th3以上であれば、さらにステップS410において、回生制動によって得られる回生電力が発電装置Gの始動に必要な始動電力を上回っているか否かを判定し、回生電力が始動電力を上回った場合に、ステップS411において、回生電力を電動機6に供給して電動機6によりエンジン5のクランキングを行い、発電装置Gを作動させる。一方、バッテリ1の蓄電量が第3の閾値Th3を下回っていれば、ステップS410の判定を行うことなくステップS411に進み、回生電力を直ちに電動機6に供給して電動機6によりエンジン5のクランキングを行い、発電装置Gを作動させる。
If the charged amount of the battery 1 falls below the second threshold value Th2, the
また、回生制動が行われることなくバッテリ1の蓄電量が第1の閾値Th1を下回るまで低下した場合には、制御装置10は、ステップS412において、バッテリ1からの電力を発電機6に供給して電動機6によりエンジン5のクランキングを行い、発電装置Gを作動させる。
In addition, when the stored amount of the battery 1 is reduced to be below the first threshold Th1 without performing regenerative braking, the
以上のように、本実施例では、制御装置10が図8のフローに従った制御を行うことによって、バッテリ1の蓄電量をバッテリ1が劣化しない範囲に維持しながら、発電装置Gの始動に必要な電力を回生中の駆動装置Dからできるだけ多く供給してバッテリ1の充放電損失を低減することができ、さらに、回生電力を用いて発電装置Gを始動する場合に始動に必要な電力の一部を回生電力で賄うか、全てを回生電力で賄うかをバッテリ1の蓄電量に応じて切り替えることができるので、車両システムとしてのエネルギ効率を大幅に向上させることができる。
As described above, in the present embodiment, the
[第5実施例]
図9は、本発明を適用した制御装置10による制御のさらに他の例(第5実施例)を示すフローチャートである。本実施例の制御の特徴は、バッテリ1の蓄電量に対する第2の閾値Th2として固定値を用いるのではなく、過去の発電装置Gの始動履歴(エンジン始動履歴)に応じて値が変更される可変閾値を用いるようにした点にある。
[Fifth embodiment]
FIG. 9 is a flowchart showing still another example (fifth embodiment) of control by the
図9のフローが開始されると、制御装置10は、まずステップS501において、発電装置Gが作動状態であるかどうかを確認する。ここで、発電装置Gが作動状態であれば、ステップS502にてバッテリ1の蓄電量(SOC)を取得し、ステップS503において、バッテリ1の蓄電量が上限閾値Th0に達しているか否かを判定する。そして、バッテリ1の蓄電量が上限閾値Th0よりも低い間は定期的にステップS502及びステップS503の処理を繰り返し、バッテリ1の蓄電量が上限閾値Th0に達したら、ステップS504にて発電装置Gの作動を停止させる。
When the flow of FIG. 9 is started, the
一方、発電装置Gが非発電状態の場合には、制御装置10は、ステップS505にてバッテリ1の蓄電量(SOC)を取得し、ステップS506において、バッテリ1の蓄電量が第2の閾値Th2を下回ったかどうかを判定する。そして、バッテリ1の蓄電量が第2の閾値Th2以上の間は定期的にステップS505及びステップS506の処理を繰り返し、バッテリ1の蓄電量が第2の閾値Th2を下回った段階でステップS507に進む。
On the other hand, when the power generation device G is in the non-power generation state, the
バッテリ1の蓄電量が第2の閾値Th2を下回ったら、制御装置10は、ステップS507において、バッテリ1の蓄電量が第1の閾値Th1を下回るまでに低下したか否かを判定し、バッテリ1の蓄電量が第1の閾値Th1を下回っていない間は、ステップS508において、回生制動が行われたか否かを監視する。そして、バッテリ1の蓄電量が第1の閾値Th1を下回る前に回生制動が行われたら、ステップS509において、回生電力を電動機6に供給して電動機6によりエンジン5のクランキングを行い、発電装置Gを作動させる。その後、制御装置10は、ステップS510において、第2の閾値Th2の値を所定量(例えば1〜2%程度)だけ下方に修正する。
When the charged amount of the battery 1 falls below the second threshold value Th2, the
一方、回生制動が行われることなくバッテリ1の蓄電量が第1の閾値Th1を下回るまで低下したら、制御装置10は、ステップS511において、バッテリ1からの電力を発電機6に供給して電動機6によりエンジン5のクランキングを行い、発電装置Gを作動させる。その後、制御装置10は、ステップS512において、第2の閾値Th2の値を所定量(例えば1〜2%程度)だけ上方に修正する。
On the other hand, when the amount of power stored in the battery 1 is reduced to less than the first threshold value Th1 without performing regenerative braking, the
図10は、本実施例による効果を説明する図であり、図10(a)は電動車両の車速の時間変化(車速パターン)の一例を示し、図10(b)は図10(a)の車速パターンを繰り返したときに車両システムのエネルギ効率が収束する値と、制御に用いる第1の閾値Th1と第2の閾値Th2の幅との関係を示している。 FIG. 10 is a diagram for explaining the effect of the present embodiment. FIG. 10A shows an example of a temporal change (vehicle speed pattern) of the vehicle speed of the electric vehicle, and FIG. 10B is a diagram of FIG. The relationship between the value at which the energy efficiency of the vehicle system converges when the vehicle speed pattern is repeated and the width of the first threshold Th1 and the second threshold Th2 used for control is shown.
図10(b)のグラフから分かるように、車両システムのエネルギ効率を高める上で、第1の閾値Th1と第2の閾値Th2の幅には最適値が存在する。第1の閾値Th1と第2の閾値Th2の幅が最適値より小さくなるほど、バッテリ1の蓄電量が第2の閾値Th2を下回ってから第1の閾値Th1を下回るまでの時間が短くなる。その結果、発電装置Gの始動に伴う消費電力を回生中の駆動装置Dから供給できる確率が減り、車両システムのエネルギ効率は低下していく。 As can be seen from the graph of FIG. 10B, there is an optimum value for the width of the first threshold Th1 and the second threshold Th2 in increasing the energy efficiency of the vehicle system. As the width of the first threshold Th1 and the second threshold Th2 becomes smaller than the optimum value, the time from when the charged amount of the battery 1 falls below the second threshold Th2 to below the first threshold Th1 becomes shorter. As a result, the probability that the power consumption associated with the starting of the power generator G can be supplied from the regenerating drive device D is reduced, and the energy efficiency of the vehicle system is lowered.
一方、第1の閾値Th1と第2の閾値Th2の幅が最適値より大きくなるほど、バッテリ1の蓄電量が大きい状態で発電装置Gが始動することになり、発電装置Gが始動してからバッテリ1の蓄電量が上限閾値Th0に達して発電装置Gが停止するまでの時間が短くなる。その結果、発電装置Gの始動/停止の頻度が高くなり、発電装置Gが効率よく定常動作している時間に対して、定常動作よりも効率の劣る始動/停止の遷移時間の占める割合が増加し、車両システムのエネルギ効率は低下していく。 On the other hand, as the width of the first threshold value Th1 and the second threshold value Th2 becomes larger than the optimum value, the power generation device G starts in a state where the amount of power stored in the battery 1 is large. The time until the power storage device 1 stops when the amount of stored electricity of 1 reaches the upper limit threshold Th0 is shortened. As a result, the frequency of starting / stopping of the power generation apparatus G increases, and the ratio of the start / stop transition time, which is less efficient than the steady operation, to the time during which the power generation apparatus G operates efficiently and stably increases. However, the energy efficiency of the vehicle system decreases.
つまり、発電装置Gの始動に伴う消費電力をできるだけ回生中の駆動装置Dから供給し、且つ、発電装置Gの始動/停止の頻度が低くなるように第2の閾値Th2を設定することによって、車両システムのエネルギ効率をさらに向上させることができる。ただし、以上のような条件は電動車両の状態により変化し、それに合わせて第2の閾値Th2として最適な値も変化することになる。そこで、本実施例では、第2の閾値Th2を固定値ではなく可変閾値とし、時々刻々と変化する車両走行パターンに応じて第2の閾値Th2を随時最適値に更新できるようにしている。 That is, by supplying the power consumption accompanying the start of the power generation apparatus G from the regenerating drive device D as much as possible, and by setting the second threshold Th2 so that the frequency of the start / stop of the power generation apparatus G is reduced, The energy efficiency of the vehicle system can be further improved. However, the above conditions change depending on the state of the electric vehicle, and the optimal value as the second threshold Th2 changes accordingly. Therefore, in this embodiment, the second threshold value Th2 is not a fixed value but a variable threshold value, and the second threshold value Th2 can be updated to an optimum value as needed according to the vehicle running pattern that changes every moment.
以上のように、本実施例では、制御装置10が図9のフローに従った制御を行うことによって、バッテリ1の蓄電量をバッテリ1が劣化しない範囲に維持しながら、発電装置Gの始動に必要な電力を回生中の駆動装置Dからできるだけ多く供給してバッテリ1の充放電損失を低減することができ、さらに、発電装置Gの始動/停止の頻度を低くすることができるので、車両システムとしてのエネルギ効率を大幅に向上させることができる。
As described above, in the present embodiment, the
[第6実施例]
図11は、本発明を適用した制御装置10による制御のさらに他の例(第6実施例)を示すフローチャートである。本実施例の制御の特徴は、発電装置Gが非発電状態でバッテリ1の蓄電量が第2の閾値Th2を下回るまでに低下し、回生制動が行われた場合であっても、電動車両の車速が所定値以下の場合には回生制動により得られる回生電力を電動機6には供給せずに、バッテリ1に蓄電するようにした点にある。
[Sixth embodiment]
FIG. 11 is a flowchart showing still another example (sixth embodiment) of control by the
図11のフローが開始されると、制御装置10は、まずステップS601において、発電装置Gが作動状態であるかどうかを確認する。ここで、発電装置Gが作動状態であれば、ステップS602にてバッテリ1の蓄電量(SOC)を取得し、ステップS603において、バッテリ1の蓄電量が上限閾値Th0に達しているか否かを判定する。また、制御装置10は、電動車両の車速を随時取得して、車速が低速走行を示す値であるN1以下となったかどうかを監視する(ステップS604)。そして、バッテリ1の蓄電量が上限閾値Th0よりも低く、且つ、電動車両の車速がN1を超えている間は、定期的にステップS602〜ステップS604の処理を繰り返し、バッテリ1の蓄電量が上限閾値Th0に達したら、或いは電動車両の車速がN1以下となったら、ステップS605にて発電装置Gの作動を停止させる。ここで、電動車両の車速がN1以下の場合に発電装置Gの作動を停止させるのは、低速走行時における車室内の静粛性を確保するためである。
When the flow of FIG. 11 is started, the
一方、発電装置Gが非発電状態の場合には、制御装置10は、ステップS606にてバッテリ1の蓄電量(SOC)を取得し、ステップS607において、バッテリ1の蓄電量が第2の閾値Th2を下回ったかどうかを判定する。そして、バッテリ1の蓄電量が第2の閾値Th2以上の間は定期的にステップS606及びステップS607の処理を繰り返し、バッテリ1の蓄電量が第2の閾値Th2を下回った段階でステップS608に進む。
On the other hand, when the power generation device G is in the non-power generation state, the
バッテリ1の蓄電量が第2の閾値Th2を下回ったら、制御装置10は、ステップS607において、バッテリ1の蓄電量が第1の閾値Th1を下回るまでに低下したか否かを判定し、バッテリ1の蓄電量が第1の閾値Th1を下回っていない間は、ステップS609において、回生制動が行われたか否かを監視する。そして、バッテリ1の蓄電量が第1の閾値Th1を下回る前に回生制動が行われたら、ステップS610において、電動車両の車速が所定値N2を上回っているかどうかを判定し、電動車両の車速が所定値N2を上回っていたら、ステップS611において、回生制動により得られる回生電力を電動機6に供給して電動機6によりエンジン5のクランキングを行い、発電装置Gを作動させる。一方、電動車両の車速が所定値N2以下の場合には、回生電力を発電機6に供給せずにバッテリ1に蓄電する。なお、ここでの所定値N2は、近い将来に電動車両の車速が上述した発電装置Gを停止させる車速N1になると予測される値、例えば上記のN1よりも5〜10km/h程度高い車速に設定される。
When the charged amount of the battery 1 falls below the second threshold Th2, the
また、回生制動が行われることなくバッテリ1の蓄電量が第1の閾値Th1を下回るまで低下したら、制御装置10は、ステップS612において、バッテリ1からの電力を発電機6に供給して電動機6によりエンジン5のクランキングを行い、発電装置Gを作動させる。
In addition, when the stored amount of the battery 1 is reduced to be lower than the first threshold value Th1 without performing regenerative braking, the
以上のように、本実施例では、制御装置10が図11のフローに従った制御を行うことによって、バッテリ1の蓄電量をバッテリ1が劣化しない範囲に維持しながら、発電装置Gの始動に必要な電力を回生中の駆動装置Dからできるだけ多く供給してバッテリ1の充放電損失を低減することができ、さらに、電動車両の低速走行時に発電装置Gを停止させる場合でも発電装置Gの始動/停止の頻度が高くなることを抑制できるので、車両システムとしてのエネルギ効率を大幅に向上させることができる。
As described above, in the present embodiment, the
なお、以上説明した本発明の実施形態は、本発明の一適用例を例示的に示したものであり、本発明の技術的範囲が上記の実施形態として開示した内容に限定されることを意図するものではない。つまり、本発明の技術的範囲は、上記の実施形態で開示した具体的な技術事項に限らず、この開示から容易に導きうる様々な変形、変更、代替技術なども含むものである。 The embodiment of the present invention described above is merely an example of application of the present invention, and the technical scope of the present invention is intended to be limited to the contents disclosed as the above-described embodiment. Not what you want. That is, the technical scope of the present invention is not limited to the specific technical matters disclosed in the above-described embodiments, but includes various modifications, changes, alternative techniques, and the like that can be easily derived from this disclosure.
1 バッテリ
2 駆動モータ
5 エンジン
6 発電機
10 制御装置
11 バッテリコントローラ
12 駆動系コントローラ
13 発電系コントローラ
D 駆動装置
G 発電装置
Th1 第1の閾値
Th2 第2の閾値
Th3 第3の閾値
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (6)
前記バッテリの蓄電量に対する閾値として、第1の閾値と、該第1の閾値よりも大きな値である第2の閾値とを備え、
前記エンジンが停止している状態で前記バッテリの蓄電量が前記第2の閾値を下回ったら、回生制動が行われたときに、回生制動により得られる回生電力を前記発電機に供給して前記エンジンを始動し、
前記エンジンが始動されることなく前記バッテリの蓄電量が前記第1の閾値を下回ったら、前記バッテリから前記発電機に電力供給して前記エンジンを始動することを特徴とする電動車両の制御装置。 A drive motor that generates a driving force of the vehicle, a battery that stores electric power to be supplied to the drive motor, an engine that is controlled to start / stop according to the amount of storage of the battery, and driven by the engine to generate electric power A control device for an electric vehicle comprising a generator, wherein the generator functions as a motor for starting the engine when the engine is started,
As a threshold value for the amount of electricity stored in the battery, a first threshold value and a second threshold value that is larger than the first threshold value,
The regenerative power obtained by regenerative braking is supplied to the generator when regenerative braking is performed when the amount of power stored in the battery falls below the second threshold when the engine is stopped. Start
A control device for an electric vehicle, wherein when the amount of electricity stored in the battery falls below the first threshold without starting the engine, electric power is supplied from the battery to the generator to start the engine.
前記エンジンが停止している状態で前記バッテリの蓄電量が前記第2の閾値を下回ったら、該蓄電量が前記第3の閾値以上であれば、回生制動が行われ、且つ、回生制動により得られる回生電力が前記エンジンの始動に必要な電力を上回ったときに、該回生電力を前記発電機に供給して前記エンジンを始動し、
前記エンジンが始動されることなく前記バッテリの蓄電量が前記第3の閾値を下回ったら、回生制動が行われたときに、回生制動により得られる回生電力を前記発電機に供給して前記エンジンを始動することを特徴とする請求項1に記載の電動車両の制御装置。 The threshold for the amount of electricity stored in the battery further includes a third threshold that is larger than the first threshold and smaller than the second threshold,
If the charged amount of the battery falls below the second threshold value while the engine is stopped, regenerative braking is performed if the charged amount is greater than or equal to the third threshold value, and is obtained by regenerative braking. When the regenerative power generated exceeds the power required for starting the engine, the regenerative power is supplied to the generator to start the engine,
If the stored amount of the battery falls below the third threshold without starting the engine, when regenerative braking is performed, regenerative power obtained by regenerative braking is supplied to the generator to The electric vehicle control device according to claim 1, wherein the electric vehicle control device is started.
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