JP2010130807A - 車両駆動用モータの電源装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】ユーザに応じて車両の走行性能を確保しつつ燃費の向上を図る。
【解決手段】バッテリ11と、昇圧コンバータ12と、インバータ14と、を含む車両駆動用モータの電源装置10であって、昇圧コンバータ12の昇圧動作を行う車両の運転領域を変更する制御部30を備え、制御部30は、ユーザの加速要求度合いを推定する手段と、該手段によって通常のユーザよりも加速要求度の大きいユーザと推定される場合には昇圧コンバータの昇圧動作を行う車両の運転領域を通常設定よりも拡大し、該手段によって通常のユーザよりも加速要求度の小さいユーザと推定される場合には昇圧コンバータの昇圧動作を行う車両の運転領域を通常設定よりも縮小する手段と、を有する。
【選択図】図1
【解決手段】バッテリ11と、昇圧コンバータ12と、インバータ14と、を含む車両駆動用モータの電源装置10であって、昇圧コンバータ12の昇圧動作を行う車両の運転領域を変更する制御部30を備え、制御部30は、ユーザの加速要求度合いを推定する手段と、該手段によって通常のユーザよりも加速要求度の大きいユーザと推定される場合には昇圧コンバータの昇圧動作を行う車両の運転領域を通常設定よりも拡大し、該手段によって通常のユーザよりも加速要求度の小さいユーザと推定される場合には昇圧コンバータの昇圧動作を行う車両の運転領域を通常設定よりも縮小する手段と、を有する。
【選択図】図1
Description
本発明は、車両駆動用モータの電源装置の構造に関する。
近年、エンジンとモータの2種類の駆動源を組み合わせて車両の駆動源とするハイブリッド車両や、二次電池に蓄電した電力によってモータを駆動し、車両を駆動する電気自動車等が多く用いられるようになってきている。このような電動車両に用いられる電源装置は、モータによって車両を駆動するために必要な電力を十分に供給するために二次電池の直流電力の電圧を昇圧する昇圧コンバータを備え、昇圧コンバータで昇圧した直流電力をインバータに供給するようにしているものが多い。しかし、常に二次電池の電圧を昇圧してインバータに供給すると、昇圧による損失や高電圧によるモータ損失、インバータ損失が大きくなり燃費が低下するという問題があった。
そこで、モータによって車両を駆動するための必要動力が大きい場合には充放電可能な二次電池からの直流電力を昇圧してインバータに供給し、インバータによって交流電力に変換してモータを制御し、車両を駆動するための必要動力が少ない場合には、二次電池の電圧を昇圧しないでインバータに供給してモータを制御し、昇圧による損失の低減や高電圧によるモータ損失、インバータ損失を低減して燃費を向上させるようにする方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
しかし、特許文献1に記載された従来技術の電源装置は、インバータに供給される直流電力の平滑化のためにインバータと昇圧コンバータとの間に大容量のコンデンサが挿入されている。このため、例えば、アクセルの踏み込みなどによる車両駆動用動力の増大要求があった際に昇圧コンバータを始動してインバータに供給される電力の電圧を上昇させようとしても、昇圧コンバータから出力される電力は、大容量コンデンサの充電に消費されるため、インバータに入力される直流電力の電圧の上昇に時間がかかり、タイムリーにモータの出力を上昇させることができないので車両の加速が鈍くなり、アクセルに対する応答性が低下してしまうという問題があった。
一方、加速のためのアクセルの踏み込み度合いはユーザの運転操作により大きく異なるため、全てのユーザのアクセルの踏み込みに対する応答が良くなるようにすると、アクセルの踏み込み度合いの大きくないユーザには損失が増えてしまい燃費が低下してしまう要因となる。また、加速のためのアクセルの踏み込み度合いは車両の走行している状態によっても異なる。
そこで、本発明は、ユーザまたは車両の走行状態に応じて車両の走行性能を確保しつつ燃費の向上を図ることを目的とする。
本発明の車両駆動用モータの電源装置は、バッテリと、バッテリから入力された直流電力を昇圧する昇圧コンバータと、昇圧コンバータで昇圧された直流電力が入力され、車両駆動用モータを制御するための電力変換を行うインバータと、を含む車両駆動用モータの電源装置であって、昇圧コンバータの昇圧動作を行う車両の運転領域を変更する制御部を備え、
制御部は、ユーザの加速要求度合いを推定する手段と、該手段によって通常のユーザよりも加速要求度の大きいユーザと推定される場合には昇圧コンバータの昇圧動作を行う車両の運転領域を通常設定よりも拡大し、該手段によって通常のユーザよりも加速要求度の小さいユーザと推定される場合には昇圧コンバータの昇圧動作を行う車両の運転領域を通常設定よりも縮小する手段と、を有することを特徴とする。
制御部は、ユーザの加速要求度合いを推定する手段と、該手段によって通常のユーザよりも加速要求度の大きいユーザと推定される場合には昇圧コンバータの昇圧動作を行う車両の運転領域を通常設定よりも拡大し、該手段によって通常のユーザよりも加速要求度の小さいユーザと推定される場合には昇圧コンバータの昇圧動作を行う車両の運転領域を通常設定よりも縮小する手段と、を有することを特徴とする。
本発明の車両駆動用モータの電源装置は、バッテリと、バッテリから入力された直流電力を昇圧する昇圧コンバータと、昇圧コンバータで昇圧された直流電力が入力され、車両駆動用モータを制御するための電力変換を行うインバータと、を含む車両駆動用モータの電源装置であって、昇圧コンバータの昇圧動作を行う車両の運転領域を変更する制御部を備え、制御部は、車両の要求動力の変化を推測する手段と、該手段によって車両の要求動力が増大すると推定される場合には昇圧コンバータの昇圧動作を行う車両の運転領域を通常設定よりも拡大し、該手段によって車両の要求動力が増大しないと推定される場合には昇圧コンバータの昇圧動作を行う車両の運転領域を通常設定よりも縮小する手段と、を有することを特徴とする。
本発明は、ユーザまたは車両の走行状態に応じて車両の走行性能を確保しつつ燃費の向上を図ることができるという効果を奏する。
以下、本発明の好適な実施形態について図面を参照しながら説明する。図1に示すように、本実施形態の電源装置10は、充放電可能な二次電池であるバッテリ11と、昇圧コンバータ12と、高圧コンデンサ13と、インバータ14と、制御部30とを備えている。昇圧コンバータ12は電力を蓄えるリアクトルL1と低圧ンデンサC1と、昇圧のためのスイッチング動作を行うスイッチングトランジスタQ1、Q2を備えている。各スイッチングトランジスタQ1,Q2には逆並列にダイオードD1,D2が接続されている。昇圧コンバータ12の高圧側にはインバータ14が接続されている。インバータ14は入力された直流電力をスイッチング動作によって交流に変換するスイッチングトランジスタQ3〜Q8と各スイッチングトランジスタQ3〜Q8に逆並列に接続されたダイオードD3〜D8によって構成されている。インバータ14はハイブリッド車両を駆動するモータジェネレータ17に接続され、モータジェネレータ17に駆動用の交流電力を供給する。昇圧コンバータ12とインバータ14との間にはインバータ14に入力される直流電力を平滑化する高圧コンデンサ13が設けられている。バッテリ11には昇圧コンバータ12に入力される低圧電圧であるバッテリ電圧を検出する低圧電圧計15が設けられ、高圧コンデンサ13には昇圧コンバータ12の高圧側電圧を検出する高圧電圧計16が設けられている。
昇圧コンバータ12と、インバータ14と、低圧電圧計15と高圧電圧計16とは制御部30に接続され、昇圧コンバータ12とインバータ14とは制御部30の指令によって駆動され、各電圧計15,16によって検出された各電圧は制御部30に入力されるよう構成されている。また、制御部30には、ハイブリッド車両に取り付けられているイグニッションキー21と、アクセル22と、燃料流量計23と、空気流量計24とが接続され、イグニッションキー21のオンオフ信号と、アクセル22の開度信号と、燃料流量計23と空気流量計24の各流量信号は制御部30に入力されるよう構成されている。更に、制御部30には、ハイブリッド車両に取り付けられているナビゲーションシステム25と、ETC信号センサ26と、車両前後の傾斜度を測定する斜度センサ27とが接続され、ナビゲーションシステム25からの地理情報や道路情報や車両の位置情報と、ETCゲートを通過した際のETCゲート信号と、車両の前後方向の傾斜度の信号とは制御部30に入力されるよう構成されている。
制御部30は、内部に情報処理用のCPUとデータやプログラムを記憶する記憶部とを含むコンピュータである。
以上のように構成された電源装置10の動作について図2を参照しながら説明する。図2のステップS101に示すように、ユーザによって図1に示すイグニッションキー21がオンとされると、そのオン信号が制御部30に入力される。制御部30は、図2のステップS102に示すように、イグニッションキー21がオンとなると、ユーザによる要求駆動力単位時間変化量ΔTaの積算を開始する。ユーザによる要求駆動力単位時間変化量ΔTaは、ユーザによるアクセル22の踏み込みによる単位時間当たりのアクセル開度の変化量であり、アクセル22が踏み込まれるたびにその開度信号の変化から制御部30で計算されるものである。そして、制御部30は、ユーザによる要求駆動力単位時間変化量ΔTaを計算するとメモリに格納する。制御部30は図2のステップS103に示すように規定の時間だけ要求駆動力単位時間変化量ΔTaの計算、格納を行う。そして、規定時間だけ要求駆動力単位時間変化量ΔTaの計算、格納を行ったら、図2のステップS104に示すように格納した要求駆動力単位時間変化量ΔTaの平均値ΔTa´を計算する。
そして、制御部30は、図2のステップS105に示すように、平均値ΔTa´とメモリに格納している上限値と下限値とを比較する。この上限値と下限値は、多くのユーザの要求駆動力単位時間変化量ΔTaの平均値ΔTa´のデータを統計処理して、例えば、その分布の1σの範囲を上限と下限として規定し、通常のユーザの範囲として規定するようにしても良い。
制御部30は、図2のステップS106に示すように、平均値ΔTa´が上限値と下限値との間の基準範囲内に入っている場合には、そのユーザは通常のユーザと判断し、昇圧コンバータ12の昇圧動作を行う運転範囲を通常設定範囲とする。ここで、運転範囲とは、ハイブリッド車両の速度、アクセル開度の範囲であり、例えば、速度が所定の速度以上、或いはアクセル開度が所定の開度以上の運転範囲示し、通常設定範囲では、制御部30はハイブリッド車両の速度が通常設定速度Vを越えたり、アクセル開度が通常設定開度Dを超えたりすると昇圧コンバータ12の昇圧動作を開始し、昇圧コンバータ12の出力電圧を高圧電圧Vhとするように昇圧コンバータ12のスイッチングトランジスタQ1,Q2をスイッチング動作させる。
制御部30は、図2のステップS107に示すように、平均値ΔTa´が基準範囲に入っていない場合には、下限値未満かどうかを判断する。そして、平均値ΔTa´が下限値未満である場合には、そのユーザは通常のユーザよりも加速度要求度の小さいユーザであると判断し、図2のステップS108に示すように、昇圧コンバータ12の昇圧動作を行う運転範囲を通常設定範囲より狭い範囲とするよう、所定の速度を通常設定速度Vよりも大きい第1の速度V1に設定し、所定のアクセル開度を通常設定開度Dよりも大きい第1の開度D1に設定する。このように設定することによって、制御部30は、ハイブリッド車両の速度が通常設定速度Vよりも速い第1の速度V1となるまで昇圧コンバータ12の昇圧動作を行わず、通常設定速度Vよりも早い第1の速度V1となった場合に昇圧コンバータ12の昇圧動作を開始させる。また、制御部30は、アクセル開度が通常設定開度Dよりも大きい第1の開度D1となるまで昇圧コンバータ12の昇圧動作を行わず、通常設定開度Dよりも大きい第1の開度D1となった場合に昇圧コンバータ12の昇圧動作を開始させる。このため、昇圧コンバータ12が昇圧動作を行う運転範囲は通常の運転範囲よりも狭くなる。
制御部30は、図2のステップS107に示すように、平均値ΔTa´が下限値未満でない場合には、そのユーザは通常のユーザよりも加速度要求度の大きいユーザであると判断し、図2のステップS109に示すように、昇圧コンバータ12の昇圧動作を行う運転範囲を通常設定範囲より広い範囲とするよう、所定の速度を通常設定速度Vよりも小さい第2の速度V2に設定し、所定のアクセル開度を通常設定開度Dよりも小さい第2の開度D2に設定する。このように設定することによって、制御部30は、ハイブリッド車両の速度が通常設定速度Vよりも遅い第2の速度V2となった場合に昇圧コンバータ12の昇圧動作を開始させる。また、制御部30は、アクセル開度が通常設定開度Dよりも小さい第2の開度D2となった場合に昇圧コンバータ12の昇圧動作を開始させる。このため、昇圧コンバータ12が昇圧動作を行う運転範囲は通常の運転範囲よりも広くなる。
以上説明した本実施形態では、ユーザの要求駆動力単位時間変化量ΔTaの平均値ΔTa´が標準範囲の上限値を越えている場合には、そのユーザは加速要求度の大きいユーザであると判断し、速度が通常設定速度Vよりも低い第2の速度V2となったり、アクセル開度が通常設定開度Dよりも小さい第2の開度D2となったりした場合に昇圧コンバータ12の昇圧動作を開始して高圧コンデンサ13をあらかじめ充電しておくことができるので、それ以後に急激にアクセルが踏み込まれても十分な応答と加速が得られる。また、ユーザの平均ΔTa´が標準範囲の下限値未満の場合には、そのユーザは加速要求度の小さいユーザであると判断し、速度が通常設定速度Vよりも高い第1の速度V1になったり、アクセル開度が通常設定開度Dよりも大きな第1の開度D1となったりするまで昇圧コンバータ12の昇圧動作を開始しないので、モータ損失、インバータ損失等の各種損失を低減することができ、燃費向上を図ることができる。このように、本実施形態では、ユーザに応じて車両の走行性能を確保しつつ燃費の向上を図ることができるという効果を奏する。
また、本実施形態では、ユーザによるアクセル22の踏み込みによる単位時間当たりのアクセル開度の変化量により要求駆動力単位時間変化量ΔTaを検出し、その平均値ΔTa´と基準値とを比較することによって、ユーザの加速要求度合いを推定することとしたが、ユーザの加速要求度合いを推定する方法はこれに限らず、例えば、図1に示す燃料流量計23の燃料流量信号から単位時間あたりの燃料流量の変化量ΔGaを求め、これを積算して平均値ΔGa´を算出し、平均値ΔGa´を基準値と比較してユーザの加速要求度合いを推定することとしてもよいし、図1に示す図1に示す空気流量計24の空気流量信号から単位時間あたりの空気流量の変化量ΔAaを求め、これを積算して平均値ΔAa´を算出し、平均値Aa´を基準値と比較してユーザの加速要求度合いを推定することとしてもよい。
次に、他の実施形態について説明する。制御部30は、図1に示すナビゲーションシステム25からハイブリッド車両の位置、地理情報の入力或いは、ETC信号センサ26からの信号、或いは、斜度センサからの入力を処理することにより、ハイブリッド車両が坂路或いは高速道路走行に入り、要求動力が大きくなるかどうかかを推定する。そして、制御部30は坂路或いは高速道路走行に入り要求動力が大きくなると推定される場合には、先の実施形態と同様、昇圧コンバータ12の昇圧動作を行う運転範囲を通常設定範囲より広い範囲とするよう、所定の速度を通常設定速度Vよりも小さい第2の速度V2に設定し、所定のアクセル開度を通常設定開度Dよりも小さい第2の開度D2に設定し、坂路或いは高速走行の際の加速性能、応答性を向上させるようにすることができる。また、制御部30は、坂路或いは高速道路走行に入らず要求動力が大きくなると推定されない場合には、先の実施形態と同様、昇圧コンバータ12の昇圧動作を行う運転範囲を通常設定範囲より狭い範囲とするよう、所定の速度を通常設定速度Vよりも大きい第1の速度V1に設定し、所定のアクセル開度を通常設定開度Dよりも大きい第1の開度D1に設定し、損失を低減して燃費の向上を図ることが出来る。
以上説明したように、本実施形態は、車両の走行状態に応じて車両の走行性能を確保しつつ燃費の向上を図ることができるという効果を奏する。
10 電源装置、11 バッテリ、12 昇圧コンバータ、13 高圧コンデンサ、14 インバータ、15 低圧電圧計、16 高圧電圧計、17 モータジェネレータ、21 イグニッションキー、22 アクセル、23 燃料流量計、24 空気流量計、25 ナビゲーションシステム、26 ETC信号センサ、27 斜度センサ、30 制御部。
Claims (2)
- バッテリと、
バッテリから入力された直流電力を昇圧する昇圧コンバータと、
昇圧コンバータで昇圧された直流電力が入力され、車両駆動用モータを制御するための電力変換を行うインバータと、を含む車両駆動用モータの電源装置であって、
昇圧コンバータの昇圧動作を行う車両の運転領域を変更する制御部を備え、
制御部は、
ユーザの加速要求度合いを推定する手段と、
該手段によって通常のユーザよりも加速要求度の大きいユーザと推定される場合には昇圧コンバータの昇圧動作を行う車両の運転領域を通常設定よりも拡大し、該手段によって通常のユーザよりも加速要求度の小さいユーザと推定される場合には昇圧コンバータの昇圧動作を行う車両の運転領域を通常設定よりも縮小する手段と、
を有することを特徴とする車両駆動用モータの電源装置。 - バッテリと、
バッテリから入力された直流電力を昇圧する昇圧コンバータと、
昇圧コンバータで昇圧された直流電力が入力され、車両駆動用モータを制御するための電力変換を行うインバータと、を含む車両駆動用モータの電源装置であって、
昇圧コンバータの昇圧動作を行う車両の運転領域を変更する制御部を備え、
制御部は、
車両の要求動力の変化を推測する手段と、
該手段によって車両の要求動力が増大すると推定される場合には昇圧コンバータの昇圧動作を行う車両の運転領域を通常設定よりも拡大し、該手段によって車両の要求動力が増大しないと推定される場合には昇圧コンバータの昇圧動作を行う車両の運転領域を通常設定よりも縮小する手段と、
を有することを特徴とする車両駆動用モータの電源装置。
Priority Applications (1)
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JP2008303535A JP2010130807A (ja) | 2008-11-28 | 2008-11-28 | 車両駆動用モータの電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2008303535A JP2010130807A (ja) | 2008-11-28 | 2008-11-28 | 車両駆動用モータの電源装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2010130807A true JP2010130807A (ja) | 2010-06-10 |
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Family Applications (1)
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JP2008303535A Pending JP2010130807A (ja) | 2008-11-28 | 2008-11-28 | 車両駆動用モータの電源装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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2008
- 2008-11-28 JP JP2008303535A patent/JP2010130807A/ja active Pending
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