JP5510343B2 - 電動車両の制御装置 - Google Patents
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Description
以下、本発明にかかる制御装置を車載主機として回転機のみを備える電動車両に適用した第1の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
Pc=Tc×ωc …(1)
Ps=Ts×ωs …(2)
上記キャリアCのパワーPc及びサンギアSのパワーPsの加算値は、下式(3)で表されるように、リングギアRのパワーPrと等しくなる。
Pr=Pc+Ps …(3)
ここで、αを(リングギアRの歯数)/(サンギアSの歯数)とすると、リングギアトルクTrに対するキャリアトルクTc、サンギアトルクTsの比率を、下式(4)で表されるように一定とした場合、リングギア角速度ωr、キャリア角速度ωc及びサンギア角速度ωsが一定となる。
Tr:Tc:Ts=1:(1+α)/α:(−1/α) …(4)
上式(4)をキャリアトルクTc及びサンギアトルクTsのそれぞれについて表すと、下式(5),(6)が導かれる。
Tc=(1+α)/α×Tr …(5)
Ts=(−1/α)×Tr …(6)
ここで上式(1),(2)のそれぞれに、上式(5),(6)のそれぞれを代入すると、キャリアCのパワーPc及びサンギアSのパワーPsはそれぞれ、下式(7),(8)で表される。
Pc=(1+α)/α×Tr×ωc …(7)
Ps=(−1/α)×Tr×ωs …(8)
上式(7),(8)から、キャリアCのパワーPcは、キャリア角速度ωcが高くなるほど大きくなる。また、サンギアSのパワーPcは、サンギア角速度ωsが負であって且つその絶対値が大きくなるほど大きくなる。このため、キャリア角速度ωc及びサンギア角速度ωsを調節することで、コンプレッサ30及びオルタネータ18のそれぞれに対するリングギアRのパワーPrの分配比率を調節することが可能となる。
ωr={(1+α)/α}×ωc−(1/α)×ωs …(9)
すなわち、回転速度センサ54の出力値から算出されるリングギア角速度ωrを入力として、上式(9)を満たして且つ、コンプレッサ30及びオルタネータ18の少なくとも一方に分配するパワーが上記分配可能なリングギアRのパワーの上限値となるように、キャリア角速度ωc及びサンギア角速度ωsの目標値を算出する。
Qmax=εh×Phmax …(10)
Blmax=εe×Pblmax …(11)
図3に、オルタネータ18及びコンプレッサ30のそれぞれに対してリングギアRのパワーPrを分配するためのサンギア角速度ωs及びキャリア角速度ωcのそれぞれの目標値の設定態様の一例を示す。
以下、第2の実施形態について、先の第1の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
以下、第3の実施形態について、先の第1の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
Claims (6)
- バッテリをエネルギ供給源として駆動される車載主機としての回転機を備える電動車両に適用され、ユーザによってブレーキ操作がなされる状況下において、前記車両の運動エネルギを前記回転機の発電エネルギに変換することで前記バッテリを充電する処理を行う回生制御手段を備える電動車両の制御装置において、
前記車両には、自身の駆動トルクを調節可能な空調用の圧縮機と、該圧縮機の駆動によって生成された熱を蓄える蓄熱器と、自身の駆動トルクを調節可能な発電機とが備えられ、
前記バッテリは、前記回生制御手段によって前記車両の運動エネルギが前記回転機の発電エネルギに変換されることで充電される第1バッテリと、前記発電機の発電によって充電されて且つ車載電気負荷の電力供給源となる第2バッテリとを備えて構成されるものであり、
前記車両には、該車両の運動エネルギを前記圧縮機と前記発電機とのそれぞれに分配し、分配された前記運動エネルギを前記圧縮機の駆動トルクの調節によって前記圧縮機の駆動エネルギに変換することで前記蓄熱器に蓄熱しつつ、分配された前記運動エネルギを前記発電機の駆動トルクの調節によって前記発電機の発電エネルギに変換することで前記第2バッテリを充電する運動エネルギ変換手段が備えられ、
前記運動エネルギ変換手段は、前記車両の駆動輪に接続された駆動軸、前記圧縮機及び前記発電機の間の動力伝達を可能とする動力伝達機構であって、前記駆動軸、前記圧縮機及び前記発電機のそれぞれに機械的に連結された第1の回転体、第2の回転体及び第3の回転体の回転速度を共線図上において1直線上に並ばせる動力伝達機構を備えるものであり、
前記回生制御手段は、ユーザによってブレーキ操作がなされる状況下において、前記回転機の発電電力が前記第1バッテリに受入れ可能な電力の上限値を上回る場合、前記第1バッテリの充電電力を前記上限値以下とすることを条件として前記発電機及び前記圧縮機のそれぞれの回転速度を調節することで、前記回転機の発電電力のうち前記上限値を上回る分を用いて前記蓄熱器に蓄熱しつつ前記第2バッテリを充電する処理を行い、
前記回生制御手段は、前記蓄熱器及び前記第2バッテリのうちエネルギ蓄積量が少ない方に、前記動力伝達機構を介して前記車両の運動エネルギを優先して分配すべく、前記圧縮機及び前記発電機のそれぞれの回転速度を調節することを特徴とする電動車両の制御装置。 - 前記蓄熱器及び前記第2バッテリのうち少なくとも一方のエネルギ蓄積量が不足しているか否かを判断する判断手段と、
前記判断手段によって前記不足していると判断された場合、ユーザによってブレーキ操作がなされず、前記回生制御手段によって前記第1バッテリを充電する処理が行われないことを条件として、前記エネルギ蓄積量の不足を補償すべく前記圧縮機及び前記発電機のうち少なくとも1つを強制的に駆動させる強制駆動手段を更に備え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。 - 前記車両には、車輪に制動力を付与すべくユーザによって操作されるブレーキ操作部材と、該ブレーキ操作部材及び電動式のアクチュエータのうち少なくとも1つの操作によって前記車輪に制動力を付与するブレーキ装置とが備えられ、
前記ブレーキ操作部材の操作状態に基づき、前記車輪に付与する制動トルクを算出する制動トルク算出手段と、
前記回生制御手段による前記圧縮機及び前記発電機の駆動によって前記駆動輪に付与される制動トルクが、前記制動トルク算出手段によって算出される制動トルクに対して不足する場合、該不足する制動トルクを前記アクチュエータの操作によって補償するブレーキ制御手段とを更に備えることを特徴とする請求項1又は2記載の電動車両の制御装置。 - バッテリをエネルギ供給源として駆動される車載主機としての回転機を備える電動車両に適用され、ユーザによってブレーキ操作がなされる状況下において、前記車両の運動エネルギを前記回転機の発電エネルギに変換することで前記バッテリを充電する処理を行う回生制御手段を備える電動車両の制御装置において、
前記車両には、空調用の圧縮機と、該圧縮機の駆動によって生成された熱を蓄える蓄熱器と、前記車両の運動エネルギを前記圧縮機の駆動エネルギに変換する運動エネルギ変換手段とが備えられ、
前記運動エネルギ変換手段は、前記回転機と、該回転機の発電電力を所定電圧に変換するDCDCコンバータとを備えるものであり、
前記バッテリは、前記回転機と電力の授受を行って且つ前記DCDCコンバータに電力を供給する第1バッテリと、前記DCDCコンバータから供給された電力によって充電されて且つ車載補機の電力供給源となる第2バッテリとを備えて構成されるものであり、
前記圧縮機は、前記DCDCコンバータを介して供給された電力によって駆動される電動式のものであり、
前記回生制御手段は、ユーザによってブレーキ操作がなされる状況下において、前記第1バッテリに受入れ可能な電力の上限値を上回る電力を前記回転機に発電させるとともに、前記第1バッテリの充電電力を前記上限値以下とすることを条件として、前記上回る分の電力のうち、一部を前記DCDCコンバータを介して前記圧縮機に供給し、該圧縮機を駆動させることで前記蓄熱器に蓄熱しつつ、残余を前記DCDCコンバータを介して前記第2バッテリに供給し、該第2バッテリを充電する処理を行い、
前記回生制御手段によって前記蓄熱器に蓄熱する場合に前記回転機から前記DCDCコンバータを介して前記圧縮機に供給する電力の上限値を、前記蓄熱器のエネルギ蓄積量が小さいほど大きくし、前記回生制御手段によって前記第2バッテリを充電する場合に前記回転機から前記DCDCコンバータを介して前記第2バッテリに供給する電力の上限値を、前記第2バッテリのエネルギ蓄積量が小さいほど大きくすることを特徴とする電動車両の制御装置。 - 前記蓄熱器及び前記第2バッテリのうち少なくとも一方のエネルギ蓄積量が不足しているか否かを判断する判断手段と、
前記判断手段によって前記不足していると判断された場合、ユーザによってブレーキ操作がなされず、前記回生制御手段によって前記第1バッテリを充電する処理が行われないことを条件として、前記エネルギ蓄積量の不足を補償すべく、前記第1バッテリから前記DCDCコンバータを介した電力の供給によって、前記第2バッテリを充電する処理及び前記圧縮機を駆動させる処理のうち少なくとも一方を強制的に行う手段を更に備え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。 - 前記蓄熱器に蓄えられた熱を用いて空調制御を行う空調制御手段を更に備えることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の電動車両の制御装置。
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