JPWO2019049334A1 - Electric vehicle, electric vehicle control device, and electric vehicle control method - Google Patents
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Abstract
充放電可能なバッテリと、バッテリから供給された電力によって車輪を駆動するためのトルクを出力し、または、車輪の回転にともなって電力を出力するモータジェネレータと、電源から供給された電力でバッテリを充電する充電部と、電力を出力する状態におけるモータジェネレータの回転速度を検出するための回転速度検出部と、モータジェネレータが出力した電力でバッテリを充電し、充電部に対して電源から供給された電力でバッテリを充電する制御を行う制御部と、を備え、制御部は、回転速度が検出された後、検出された回転速度が閾値速度以下である状態が閾値時間継続するまで、電源から供給された電力でバッテリを充電する制御を待機し、閾値速度以下である状態が閾値時間継続したとき、電源から供給された電力でバッテリを充電する制御を行う。A battery that can be charged and discharged, a motor generator that outputs torque to drive the wheels with the power supplied from the battery, or a power that is output as the wheels rotate, and a battery that uses the power supplied from the power supply. The charging unit for charging, the rotation speed detecting unit for detecting the rotation speed of the motor generator in the state of outputting electric power, and the electric power output from the motor generator charge the battery, and the charging unit is supplied from the power supply. A control unit that controls the charging of the battery with electric power, and the control unit supplies power from the power supply after the rotation speed is detected until the detected rotation speed continues to be below the threshold speed for a threshold time. The control for charging the battery with the supplied electric power is waited, and when the state of being equal to or lower than the threshold speed continues for the threshold time, the control for charging the battery with the electric power supplied from the power supply is performed.
Description
本発明は、電動車両、電動車両制御装置および電動車両制御方法に関する。 The present invention relates to an electric vehicle, an electric vehicle control device, and an electric vehicle control method.
モータを動力とした電動二輪車は、モータを駆動する電力を供給するリチウムバッテリなどのバッテリを搭載している。バッテリを電源に接続することで、電源から供給される電力によってバッテリを充電することができる(例えば、特開2011‐063066号公報参照)。 An electric motorcycle driven by a motor is equipped with a battery such as a lithium battery which supplies electric power for driving the motor. By connecting the battery to the power source, the battery can be charged by the electric power supplied from the power source (see, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2011-063066).
また、電動二輪車は、例えば、モータの回転速度が減速した時や、慣性による走行時、下り坂の走行時などのバッテリの電力をモータに供給していない時に、モータをジェネレータとして機能させることで、車輪の回転にともなってモータに発生した電力によってバッテリを充電(すなわち、回生充電)することができる。 In addition, an electric motorcycle can function as a generator when, for example, the motor rotation speed is reduced, when the vehicle is driven by inertia, when traveling downhill, or when battery power is not being supplied to the motor. The battery can be charged (that is, regenerative charge) by the electric power generated in the motor as the wheels rotate.
ところで、クラッチを有しない電動二輪車は、走行していない時においても、車輪からモータが切り離されない。このため、例えば、スタンドを立てた状態で車輪を手で回転させると、車輪の回転にともなってモータがジェネレータとして機能して発電する場合がある。 By the way, in an electric motorcycle that does not have a clutch, the motor is not disconnected from the wheels even when the motorcycle is not running. Therefore, for example, when the wheels are rotated by hand while the stand is upright, the motor may function as a generator to generate electricity as the wheels rotate.
このように、モータが発電する状況下において電源から供給される電力でバッテリを充電すると、電源とモータとの双方からバッテリに過剰な電力が供給される虞がある。このため、従来は、バッテリの充電を適切に行うことができない虞があった。 As described above, when the battery is charged with the electric power supplied from the power source under the condition where the motor is generating electric power, there is a fear that excessive electric power is supplied to the battery from both the power source and the motor. Therefore, conventionally, there is a possibility that the battery cannot be properly charged.
そこで、本発明は、電源とモータとの双方からバッテリに過剰な電力が供給されることを未然に回避して、バッテリの充電を適切に行うことが可能な電動車両、電動車両制御装置および電動車両制御方法を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention avoids the excessive supply of electric power to the battery from both the power source and the motor, and can appropriately charge the battery, the electric vehicle, the electric vehicle control device, and the electric vehicle. An object is to provide a vehicle control method.
本発明の一態様に係る電動車両は、
充放電可能なバッテリと、
前記バッテリから供給された電力によって車輪を駆動するためのトルクを出力し、または、前記車輪の回転にともなって電力を出力するモータジェネレータと、
電源から供給された電力で前記バッテリを充電する充電部と、
前記電力を出力する状態における前記モータジェネレータの回転速度を検出するための回転速度検出部と、
前記モータジェネレータが出力した電力で前記バッテリを充電し、前記充電部に対して前記電源から供給された電力で前記バッテリを充電する制御を行う制御部と、を備え、
前記制御部は、前記回転速度が検出された後、前記検出された回転速度が閾値速度以下である状態が閾値時間継続するまで、前記電源から供給された電力で前記バッテリを充電する制御を待機し、前記閾値速度以下である状態が前記閾値時間継続したとき、前記電源から供給された電力で前記バッテリを充電する制御を行う。An electric vehicle according to an aspect of the present invention is
A battery that can be charged and discharged,
A motor generator that outputs a torque for driving a wheel by the electric power supplied from the battery, or outputs an electric power according to the rotation of the wheel,
A charging unit that charges the battery with electric power supplied from a power source,
A rotation speed detection unit for detecting the rotation speed of the motor generator in the state of outputting the electric power;
A control unit that controls the charging of the battery with the electric power output from the motor generator, and the charging unit that controls the charging of the battery with the electric power supplied from the power source;
After the rotation speed is detected, the control unit waits for control to charge the battery with the electric power supplied from the power supply until a state in which the detected rotation speed is equal to or lower than a threshold speed continues for a threshold time. Then, when the state of being equal to or lower than the threshold speed continues for the threshold time, control is performed to charge the battery with the electric power supplied from the power source.
また、前記電動車両において、
前記電力を出力する状態は、外力で前記車輪を回転させ得るように車両のスタンドが立てられて前記車輪が地面から離れた状態であってもよい。In the electric vehicle,
The state of outputting the electric power may be a state in which a stand of the vehicle is erected so that the wheels can be rotated by an external force and the wheels are separated from the ground.
また、前記電動車両において、
前記バッテリを収納する開閉可能な収納部と、
前記収納部の閉鎖状態を検出するための閉鎖状態検出部と、を更に備え、
前記制御部は、前記閾値速度以下である状態が前記閾値時間継続したときに、前記閉鎖状態が検出されている場合に、前記電源から供給された電力で前記バッテリを充電する制御を行ってもよい。In the electric vehicle,
An openable/closable storage unit for storing the battery,
A closed state detection unit for detecting the closed state of the storage unit,
The control unit may perform control of charging the battery with electric power supplied from the power source when the closed state is detected when the state of being equal to or lower than the threshold speed continues for the threshold time. Good.
また、前記電動車両において、
前記収納部は、車両のシートによって開閉されてもよい。In the electric vehicle,
The storage portion may be opened and closed by a vehicle seat.
また、前記電動車両において、
前記充電部は、前記電源に接続される充電プラグと、前記充電プラグを介して前記電源から入力された交流電圧を直流電圧に変換するAC−DCコンバータと、を有し、
前記制御部は、前記AC−DCコンバータに対して前記交流電圧を前記直流電圧に変換する制御を行うことで、前記電源から供給された電力で前記バッテリを充電する制御を行ってもよい。In the electric vehicle,
The charging unit includes a charging plug connected to the power supply, and an AC-DC converter that converts an AC voltage input from the power supply via the charging plug into a DC voltage,
The control unit may control the AC-DC converter to convert the AC voltage into the DC voltage, thereby performing control to charge the battery with electric power supplied from the power source.
また、前記電動車両において、
前記制御部は、前記充電プラグが前記電源に接続された後に、前記閾値速度以下である状態が前記閾値時間継続するまで、前記交流電圧を前記直流電圧に変換する制御を待機し、前記閾値速度以下である状態が前記閾値時間継続したとき、前記交流電圧を前記直流電圧に変換する制御を行ってもよい。In the electric vehicle,
After the charging plug is connected to the power source, the control unit waits for control of converting the AC voltage to the DC voltage until the state of being equal to or lower than the threshold speed continues for the threshold time, and the threshold speed. When the following state continues for the threshold time, control for converting the AC voltage into the DC voltage may be performed.
また、前記電動車両において、
前記閾値速度は、前記回転速度の絶対値の閾値であってもよい。In the electric vehicle,
The threshold speed may be a threshold value of the absolute value of the rotation speed.
また、前記電動車両において、
前記制御部は、予め設定された判定周期で前記回転速度が前記閾値速度以下であるか否かを判定し、前記回転速度が前記閾値速度以下である場合に、前記閾値速度以下である状態の継続時間のカウント値をインクリメントし、前記カウント値が前記閾値時間に相当する完了値に達するまで、前記電源から供給された電力で前記バッテリを充電する制御を待機し、前記カウント値が前記完了値に達したときに、前記電源から供給された電力で前記バッテリを充電する制御を行ってもよい。In the electric vehicle,
The control unit determines whether or not the rotation speed is equal to or lower than the threshold speed at a preset determination cycle, and when the rotation speed is equal to or lower than the threshold speed, is in a state of being equal to or lower than the threshold speed. Increment the count value of the duration time, until the count value reaches the completion value corresponding to the threshold time, wait for the control of charging the battery with the power supplied from the power source, the count value is the completion value When it reaches, the control for charging the battery with the electric power supplied from the power source may be performed.
また、前記電動車両において、
前記制御部は、前記回転速度が前記閾値速度以下でない場合に前記カウント値をリセットしてもよい。In the electric vehicle,
The control unit may reset the count value when the rotation speed is not equal to or lower than the threshold speed.
また、前記電動車両において、
前記制御部は、前記バッテリから前記モータジェネレータに電力を供給する制御を行ってもよい。In the electric vehicle,
The control unit may control to supply electric power from the battery to the motor generator.
また、前記電動車両において、
前記車輪と前記モータジェネレータとがクラッチを介さずに機械的に接続されていてもよい。In the electric vehicle,
The wheel and the motor generator may be mechanically connected without a clutch.
本発明の一態様に係る電動車両制御装置は、
充放電可能なバッテリと、
前記バッテリから供給された電力によって車輪を駆動するためのトルクを出力し、または、前記車輪の回転にともなって電力を出力するモータジェネレータと、
電源から供給された電力で前記バッテリを充電する充電部と、
前記電力を出力する状態における前記モータジェネレータの回転速度を検出するための回転速度検出部と、を備える電動車両を制御する電動車両制御装置であって、
前記モータジェネレータが出力した電力で前記バッテリを充電し、前記充電部に対して前記電源から供給された電力で前記バッテリを充電する制御を行う制御部を備え、
前記制御部は、前記回転速度が検出された後、前記検出された回転速度が閾値速度以下である状態が閾値時間継続するまで、前記電源から供給された電力で前記バッテリを充電する制御を待機し、前記閾値速度以下である状態が前記閾値時間継続したとき、前記電源から供給された電力で前記バッテリを充電する制御を行うことを特徴とする電動車両制御装置。An electric vehicle control device according to an aspect of the present invention,
A battery that can be charged and discharged,
A motor generator that outputs a torque for driving a wheel by the electric power supplied from the battery, or outputs an electric power according to the rotation of the wheel,
A charging unit that charges the battery with electric power supplied from a power source,
An electric vehicle control device for controlling an electric vehicle comprising: a rotation speed detection unit for detecting a rotation speed of the motor generator in a state of outputting the electric power;
A control unit that controls the charging unit to charge the battery with the electric power output from the motor generator, and to charge the battery with the electric power supplied from the power source to the charging unit;
After the rotation speed is detected, the control unit waits for control to charge the battery with the electric power supplied from the power supply until a state in which the detected rotation speed is equal to or lower than a threshold speed continues for a threshold time. Then, when the state of being equal to or lower than the threshold speed continues for the threshold time, control for charging the battery with electric power supplied from the power source is performed.
本発明の一態様に係る電動車両制御方法は、
充放電可能なバッテリと、
前記バッテリから供給された電力によって車輪を駆動するためのトルクを出力し、または、前記車輪の回転にともなって電力を出力するモータジェネレータと、
電源から供給された電力で前記バッテリを充電する充電部と、
前記電力を出力する状態における前記モータジェネレータの回転速度を検出するための回転速度検出部と、を備える電動車両を制御する電動車両制御方法であって、
前記回転速度が検出された後、前記検出された回転速度が閾値速度以下である状態が閾値時間継続するまで、前記電源から供給された電力で前記バッテリを充電する制御を待機し、前記閾値速度以下である状態が前記閾値時間継続したとき、前記電源から供給された電力で前記バッテリを充電する制御を行う。An electric vehicle control method according to an aspect of the present invention,
A battery that can be charged and discharged,
A motor generator that outputs a torque for driving a wheel by the electric power supplied from the battery, or outputs an electric power according to the rotation of the wheel,
A charging unit that charges the battery with electric power supplied from a power source,
A rotation speed detection unit for detecting a rotation speed of the motor generator in a state of outputting the electric power, and an electric vehicle control method for controlling an electric vehicle,
After the rotation speed is detected, until the state in which the detected rotation speed is equal to or lower than the threshold speed continues for a threshold time, waits for the control of charging the battery with the electric power supplied from the power source, and the threshold speed. When the following state continues for the threshold time, control is performed to charge the battery with the electric power supplied from the power source.
本発明の一態様に係る電動車両は、充放電可能なバッテリと、バッテリから供給された電力によって車輪を駆動するためのトルクを出力し、または、車輪の回転にともなって電力を出力するモータジェネレータと、電源から供給された電力でバッテリを充電する充電部と、電力を出力する状態におけるモータジェネレータの回転速度を検出するための回転速度検出部と、モータジェネレータが出力した電力でバッテリを充電し、充電部に対して電源から供給された電力でバッテリを充電する制御を行う制御部と、を備え、制御部は、回転速度が検出された後、検出された回転速度が閾値速度以下である状態が閾値時間継続するまで、電源から供給された電力でバッテリを充電する制御を待機し、閾値速度以下である状態が閾値時間継続したとき、電源から供給された電力でバッテリを充電する制御を行う。 An electric vehicle according to an aspect of the present invention includes a battery that can be charged and discharged, and a motor generator that outputs torque for driving wheels by electric power supplied from the battery, or outputs electric power as wheels rotate. A charging unit that charges the battery with the electric power supplied from the power source, a rotation speed detection unit that detects the rotation speed of the motor generator in the state of outputting the electric power, and the battery with the electric power output from the motor generator. A control unit that controls the charging unit to charge the battery with the electric power supplied from the power supply, and the control unit detects the rotation speed, and the detected rotation speed is equal to or lower than a threshold speed. Wait for control to charge the battery with the power supplied from the power supply until the state continues for the threshold time, and to control the battery to be charged with the power supplied from the power supply when the state below the threshold speed continues for the threshold time. To do.
このように、本発明によれば、車輪の回転にともなってモータジェネレータが電力を出力する状態におけるモータジェネレータの回転速度を検出し、検出された回転速度が閾値速度以下である状態が閾値時間継続するまで、電源から供給された電力でバッテリを充電する制御を待機することができる。 As described above, according to the present invention, the rotation speed of the motor generator in the state where the motor generator outputs electric power is detected along with the rotation of the wheel, and the detected rotation speed is equal to or lower than the threshold speed for a threshold time. Until then, the control of charging the battery with the electric power supplied from the power supply can be awaited.
これにより、車輪の回転にともなうモータジェネレータの発電が十分に抑制された状態において、電源から供給された電力でバッテリを充電することができる。 As a result, the battery can be charged with the electric power supplied from the power source in a state where the electric power generation of the motor generator due to the rotation of the wheels is sufficiently suppressed.
したがって、本発明によれば、電源とモータジェネレータとの双方からバッテリに過剰な電力が供給されることを未然に回避して、バッテリの充電を適切に行うことが可能となる。 Therefore, according to the present invention, it is possible to prevent excessive supply of electric power to the battery from both the power supply and the motor generator, and to appropriately charge the battery.
以下、図面を参照して本発明に係る実施形態を説明する。なお、以下に示す実施形態は、本発明を限定するものではない。また、実施形態で参照する図面において、同一部分または同様な機能を有する部分には同一の符号または類似の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。 Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings. The embodiments described below do not limit the present invention. Further, in the drawings referred to in the embodiments, the same portions or portions having similar functions are denoted by the same reference numerals or similar reference numerals, and repeated description thereof is omitted.
(第1の実施形態)
まず、図1を参照して、電動車両の一例としての第1の実施形態に係る電動二輪車100について説明する。(First embodiment)
First, with reference to FIG. 1, an
電動二輪車100は、バッテリから供給される電力を用いてモータを駆動することで走行する電動バイク等の電動二輪車である。より詳しくは、電動二輪車100は、モータと車輪がクラッチを介さずに機械的に接続されたクラッチレスの電動二輪車である。
The
電動二輪車100は、図1に示すように、電動車両制御装置1と、バッテリ2と、モータジェネレータ3と、回転速度検出部の一例であるアングルセンサ4と、アクセルポジションセンサ5と、メータ7と、車輪8と、充電部の一例である充電器9とを備える。
As shown in FIG. 1, the
以下、電動二輪車100の各構成要素について詳しく説明する。
Hereinafter, each component of the
電動車両制御装置1は、電動二輪車100を制御する装置であり、制御部10と、記憶部20と、電力変換部30とを有している。なお、電動車両制御装置1は、電動二輪車100全体を制御するECU(Electronic Control Unit)として構成されてもよい。次に、電動車両制御装置1の各構成要素について詳しく説明する。
The electric
制御部10は、電動車両制御装置1に接続された各種装置から情報を入力するとともに、電力変換部30を介してモータジェネレータ3を駆動制御する。制御部10の詳細については後述する。
The
記憶部20は、制御部10が用いる情報や、制御部10が動作するためのプログラムを記憶する。この記憶部20は、例えば不揮発性の半導体メモリであるが、これに限定されない。
The
電力変換部30は、バッテリ2の直流電力を交流電力に変換してモータジェネレータ3に供給する。この電力変換部30は、図2に示すように、3相のフルブリッジ回路で構成されている。半導体スイッチQ1,Q3,Q5はハイサイドスイッチであり、半導体スイッチQ2,Q4,Q6はローサイドスイッチである。半導体スイッチQ1〜Q6の制御端子は、制御部10に電気的に接続されている。電源端子30aと電源端子30bとの間には平滑コンデンサCが設けられている。半導体スイッチQ1〜Q6は、例えばMOSFETまたはIGBT等である。
The
半導体スイッチQ1は、図2に示すように、バッテリ2の正極が接続された電源端子30aと、モータジェネレータ3の入力端子3aとの間に接続されている。同様に、半導体スイッチQ3は、電源端子30aと、モータジェネレータ3の入力端子3bとの間に接続されている。半導体スイッチQ5は、電源端子30aと、モータジェネレータ3の入力端子3cとの間に接続されている。
As shown in FIG. 2, the semiconductor switch Q1 is connected between the
半導体スイッチQ2は、モータジェネレータ3の入力端子3aと、バッテリ2の負極が接続された電源端子30bとの間に接続されている。同様に、半導体スイッチQ4は、モータジェネレータ3の入力端子3bと、電源端子30bとの間に接続されている。半導体スイッチQ6は、モータジェネレータ3の入力端子3cと、電源端子30bとの間に接続されている。なお、入力端子3aはU相の入力端子であり、入力端子3bはV相の入力端子であり、入力端子3cはW相の入力端子である。
The semiconductor switch Q2 is connected between the
バッテリ2は、充放電可能である。具体的には、バッテリ2は、放電時に電力変換部30に直流電力を供給する。また、バッテリ2は、商用電源等の外部の電源13から供給された交流電力による充電時に、電源13から供給された交流電力を充電器9で変換した直流電力によって充電される。また、バッテリ2には、車輪8の回転にともなってモータジェネレータ3が出力する交流電力による充電時に、モータジェネレータ3が出力した交流電力を電力変換装置100で変換した直流電圧によって充電される。
The
このバッテリ2は、バッテリ管理ユニット(BMU)を含む。バッテリ管理ユニットは、バッテリ2の電圧やバッテリ2の状態(充電率等)に関する情報を制御部10に送信する。
The
なお、バッテリ2の数は一つに限らず、複数であってもよい。バッテリ2は、例えばリチウムイオン電池であるが、他の種類のバッテリであってもよい。バッテリ2は、異なる種類(例えば、リチウムイオン電池と鉛電池)のバッテリから構成されてもよい。
The number of the
モータジェネレータ3は、バッテリ2から供給された電力によって車輪8を駆動するためのトルクを出力する。または、モータジェネレータ3は、車輪8の回転にともなって電力を出力する。
具体的には、モータジェネレータ3は、電力変換部30から供給される交流電力により駆動されることで、車輪8を駆動するためのトルクを出力する。トルクは、制御部10が電力変換部30の半導体スイッチQ1〜Q6に目標トルクに基づいて算出された通電タイミングとデューティ比を有するPWM信号を出力することで制御されてもよい。すなわち、トルクは、制御部10がバッテリ2からモータジェネレータ3に供給される電力を制御することで制御されてもよい。
Specifically, the
モータジェネレータ3は、車輪8に機械的に接続されており、トルクによって所望の方向に車輪8を回転させる。本実施形態では、モータジェネレータ3は、クラッチを介さずに車輪8に機械的に接続されている。なお、モータジェネレータ3の種類は特に限定されない。
The
また、モータジェネレータ3は、車輪8の回転にともなって交流電力を出力する。具体的には、モータジェネレータ3は、モータジェネレータ3の回転速度が減速した場合や、外力によってモータジェネレータ3が回転する場合に、交流電力(すなわち、回生電力)を出力する。モータジェネレータ3の回転速度が減速した場合としては、例えば、走行中に車両のブレーキがかけられて制動された場合が挙げられる。また、外力によってモータジェネレータ3が回転する場合としては、例えば、バッテリ2からモータジェネレータ3に電力が供給されていない状態において、慣性によって走行する場合や坂道(下り坂)を走行する場合が挙げられる。
Further, the
これらの他にも、モータジェネレータ3が外力によって回転する場合には、外力(例えば、ユーザの手)で車輪8を回転させ得るように車輪8のスタンドが立てられて車輪8が地面から離れた状態において、外力で車輪8を回転させることにともなってモータジェネレータ3が回転する場合が含まれる。
In addition to these, when the
モータジェネレータ3が出力した交流電力は、電力変換部30によって直流電力に変換され、変換された直流電力でバッテリ2が充電(すなわち、回生充電)される。
The AC power output from the
充電器9は、電源13から供給された交流電力でバッテリ2を充電する。充電器9は、AC−DCコンバータ91と、コンバータ制御部92と、充電プラグ93とを有する。充電プラグ93は、図示しないコンセントを介して電源13に接続される。AC−DCコンバータ91は、充電プラグ93を介して電源13から入力された交流電圧を直流電圧に変換する。コンバータ制御部92はAC−DCコンバータ91の電力変換を制御する。
The
アングルセンサ4は、モータジェネレータ3の回転速度を検出するために、モータジェネレータ3のロータの回転角度を検出するセンサである。図3に示すように、モータジェネレータ3のロータの周面には、N極とS極の磁石(センサマグネット)が交互に取り付けられている。アングルセンサ4は、例えばホール素子により構成されており、モータジェネレータ3の回転に伴う磁場の変化を検出する。なお、磁石は、フライホイール(図示せず)の内側に設けられてもよい。
The angle sensor 4 is a sensor that detects the rotation angle of the rotor of the
図3に示すように、アングルセンサ4は、U相アングルセンサ4uと、V相アングルセンサ4vと、W相アングルセンサ4wとを有している。本実施形態では、U相アングルセンサ4uとV相アングルセンサ4vとはモータジェネレータ3のロータに対して30°の角度をなすように配置されている。同様に、V相アングルセンサ4vとW相アングルセンサ4wとはモータジェネレータ3のロータに対して30°の角度をなすように配置されている。
As shown in FIG. 3, the angle sensor 4 has a
図4に示すように、U相アングルセンサ4u、V相アングルセンサ4vおよびW相アングルセンサ4wは、ロータアングル(角度位置)に応じた位相のパルス信号(すなわち、回転角度の検出信号)を出力する。
As shown in FIG. 4, the
また、図4に示すように、所定のロータアングルごとに、ロータステージを示す番号(ロータステージ番号)が割り振られている。ロータステージはモータジェネレータ3のロータの角度位置を示しており、本実施形態では、電気角で60°ごとにロータステージ番号1,2,3,4,5,6が割り振られている。ロータステージは、U相アングルセンサ4u、V相アングルセンサ4vおよびW相アングルセンサ4wの出力信号のレベル(HレベルまたはLレベル)の組合せにより定義されている。例えば、ロータステージ番号1は(U相、V相、W相)=(H,L,H)であり、ロータステージ番号2は(U相、V相、W相)=(H,L,L)である。
Further, as shown in FIG. 4, a number indicating the rotor stage (rotor stage number) is assigned to each predetermined rotor angle. The rotor stage indicates the angular position of the rotor of the
アクセルポジションセンサ5は、ユーザのアクセル操作により設定されたアクセル操作量を検知し、検知されたアクセル操作量を電気信号として制御部10に送信する。ユーザが加速したい場合に、アクセル操作量は大きくなる。
The
メータ7は、電動二輪車100に設けられたディスプレイ(例えば液晶パネル)であり、各種情報を表示する。具体的には、電動二輪車100の走行速度、バッテリ2の残量、現在時刻、走行距離などの情報がメータ7に表示される。本実施形態では、メータ7は、電動二輪車100のハンドル(図示せず)に設けられる。
The
次に、電動車両制御装置1の制御部10について詳しく説明する。
Next, the
制御部10は、モータジェネレータ3が出力した電力でバッテリ2を充電(すなわち、回生充電)する制御を行う。
The
また、制御部10は、充電器9に対して、電源13から供給された電力でバッテリ2を充電する制御を行う。具体的には、制御部10は、AC−DCコンバータ91に対して交流電圧を直流電圧に変換する制御を行うことで、電源13から供給された電力でバッテリ2を充電する制御を行う。より具体的には、制御部10は、コンバータ制御部92に対して電源13から供給される電力によるバッテリ2の充電を許可する充電許可信号を出力することで、コンバータ制御部92によるAC−DCコンバータ91の制御を介してバッテリ2を充電する制御を行う。
Further, the
電源13から供給された電力でバッテリ2を充電可能な状態において、制御部10は、アングルセンサ4から出力されたパルス信号に基づいて、電力を出力する状態おけるモータジェネレータ3の回転速度を検出する。
In a state where the
一例として、制御部10は、図4に示すように、V相ロータアングルセンサの出力の立下りからU相ロータアングルセンサの出力の立ち上がりまでの時間tに基づいてモータジェネレータ3の回転速度を算出する。
As an example, as shown in FIG. 4, the
電源13から供給された電力でバッテリ2を充電可能な状態においてモータジェネレータ3が電力を出力する状態としては、例えば、外力で車輪8を回転させ得るように車輪8のスタンドが立てられて車輪8が地面から離れた状態を挙げることができる。
As a state in which the
このように、車輪8のスタンドが立てられて車輪8が地面から離れた状態は、電源13に充電プラグ93を接続してバッテリ2を充電し得る状態であり、なおかつ、車輪8を手で回転させてモータジェネレータ3に電力を発生させ得る状態である。
As described above, when the stand of the wheel 8 is set up and the wheel 8 is separated from the ground, the
制御部10は、このような電源13およびモータジェネレータ3の双方からの充電が可能な状態におけるバッテリ2の充電を規制することで、電源13とモータジェネレータ3との双方からバッテリ2に過剰な電力が供給されることを回避するように構成されている。
The
具体的には、制御部10は、モータジェネレータ3の回転速度が検出された後、検出された回転速度が閾値速度以下である状態が閾値時間継続するまで、電源13から供給された電力でバッテリ2を充電する制御を待機する。
Specifically, after the rotation speed of the
そして、制御部10は、検出されたモータジェネレータ3の回転速度が閾値速度以下である状態が閾値時間継続したとき、電源13からから供給された電力でバッテリ2を充電する制御を行う。
Then, the
モータジェネレータ3の閾値速度は、回転速度の絶対値の閾値であってもよい。
The threshold speed of the
より具体的には、制御部10は、充電プラグ93が電源13に接続された後に、モータジェネレータ3の回転速度が閾値速度以下である状態が閾値時間継続するまで、AC−DCコンバータ91に対して、交流電圧を直流電圧に変換する制御を待機してもよい。
More specifically, the
そして、制御部10は、閾値速度以下である状態が閾値時間継続したとき、AC−DCコンバータ91に対して、交流電圧を直流電圧に変換する制御を行ってもよい。AC−DCコンバータ91に対する制御は、コンバータ制御部92を介して行ってもよい。
Then, the
例えば、制御部10は、予め設定された判定周期で回転速度が閾値速度以下であるか否かを判定し、回転速度が閾値速度以下である場合に、閾値速度以下である状態の継続時間のカウント値をインクリメントしてもよい。制御部10は、カウント値が閾値時間に相当する完了値に達するまで、電源から供給された電力でバッテリを充電する制御を待機してもよい。
For example, the
そして、制御部10は、カウント値が完了値に達したときに、電源13から供給された電力でバッテリ2を充電する制御を行ってもよい。
Then, the
また、制御部10は、モータジェネレータ3の回転速度が閾値速度以下でない場合に、カウント値をリセットしてもよい。また、カウント値の完了値までのカウントアップ(カウント値のインクリメント)の替わりに、カウント値の完了値までのカウントダウン(カウント値のディクリメント)を行うようにしてもよい。
Further, the
(電動二輪車100の制御方法)
以下、図5のフローチャートを参照して、電動車両制御方法の一例として、第1の実施形態に係る電動二輪車100の制御方法について説明する。なお、図5のフローチャートは、必要に応じて繰り返される。(Control method of electric motorcycle 100)
Hereinafter, the control method of the
先ず、電源13に充電プラグ93を接続する(ステップS1)。
First, the charging
電源13に充電プラグ93が接続された後、制御部10は、モータジェネレータ3が電力を出力する状態であるか否かを判定する(ステップS2)。
After the charging
例えば、制御部10は、バッテリ2からモータジェネレータ3に電力が供給されていない状態においてアングルセンサ4によってモータジェネレータ3の回転が検出されていることや、アクセル操作量がゼロの状態においてモータジェネレータ3の回転が検出されていること等に基づいて、モータジェネレータ3が電力を出力する状態であるか否かを判定してもよい。
For example, the
モータジェネレータ3が電力を出力する状態である場合(ステップS2:Yes)、制御部10は、モータジェネレータ3の回転速度が閾値以下である状態(すなわち、低速状態)の継続時間を数えるためのカウント値nをリセットする(n=0)(ステップS3)。一方、モータジェネレータ3が電力を出力する状態でない場合(ステップS2:No)、制御部10は、コンバータ制御部92に充電許可信号を出力することで、電源13から供給された電力によるバッテリ2の充電を許可する(ステップS9)。
When the
カウント値nをリセットした後、制御部10は、アングルセンサ4のパルス信号を取得する(ステップS4)。
After resetting the count value n, the
アングルセンサ4のパルス信号を取得した後、制御部10は、取得されたパルス信号に基づいて、モータジェネレータ3の回転速度を算出する(ステップS5)。
After acquiring the pulse signal of the angle sensor 4, the
モータジェネレータ3の回転速度を算出した後、制御部10は、算出されたモータジェネレータ3の回転速度の絶対値が閾値以下であるか否かを判定する(ステップS6)。
After calculating the rotation speed of the
モータジェネレータ3の回転速度の絶対値が閾値以下である場合(ステップS6:Yes)、制御部10は、カウント値をインクリメントする(n=n+1)(ステップS7)。一方、モータジェネレータ3の回転速度の絶対値が閾値以下でない場合(ステップS6:No)、制御部10は、カウント値をリセットする(ステップS3)。
When the absolute value of the rotation speed of the
カウント値をインクリメントした後、制御部10は、カウント値が完了値に達したか否かを判定する(ステップS8)。この判定は、モータジェネレータ3の回転速度が閾値速度以下である状態が閾値時間継続したか否かの判定に相当する。
After incrementing the count value, the
カウント値が完了値に達した場合(ステップS8:Yes)、制御部10は、コンバータ制御部92に充電許可信号を出力する。一方、カウント値が完了値に達していない場合(ステップS8:No)、制御部10は、アングルセンサ4のパルス信号を取得する(ステップS4)。
When the count value reaches the completion value (step S8: Yes),
なお、図5の例において、制御部10は、電源13に充電プラグ93が接続された後に、ステップS2〜ステップS8までの処理を行っている。これに対して、制御部10は、カウント値が完了値に達した後に、電源13に充電プラグ93が接続されたことを確認してもよい。この場合、制御部10は、電源13に充電プラグ93が接続されたことが確認されることを待って、コンバータ制御部92に充電許可信号を出力してもよい。
In the example of FIG. 5, the
以下、第1の実施形態によってもたらされる作用について説明する。 Hereinafter, the operation provided by the first embodiment will be described.
上述したように、第1の実施形態において、制御部10は、モータジェネレータ3が電力を出力する状態におけるモータジェネレータ3の回転速度が検出(算出)された後、検出された回転速度が閾値速度以下である状態が閾値時間継続するまで、電源13から供給された電力でバッテリ2を充電する制御を待機する。そして、制御部10は、モータジェネレータ3の回転速度が閾値速度以下である状態が閾値時間継続したとき、電源13から供給された電力でバッテリ2を充電する制御を行う。
As described above, in the first embodiment, the
これにより、車輪8の回転にともなうモータジェネレータ3の発電が十分に抑制された状態において、電源13から供給された電力でバッテリ2を充電することができる。
As a result, the
この結果、電源13とモータジェネレータ3との双方からバッテリ2に過剰な電力が供給されることを未然に回避して、バッテリ2の充電を適切に行うことが可能となる。
As a result, it is possible to prevent excessive supply of electric power to the
また、上述したように、第1の実施形態において、制御部10は、コンバータ制御部92を介してAC−DCコンバータ91に対して交流電圧を直流電圧に変換する制御を行うことで、電源13から供給された電力でバッテリ2を充電する制御を行う。その際に、制御部10は、充電プラグ93が電源13に接続された後に(図5のステップS1)、モータジェネレータ3の回転速度が閾値速度以下である状態が閾値時間継続するまで(図5のステップS8)、電源13から供給された交流電圧を直流電圧に変換する制御を待機し、モータジェネレータ3の回転速度が閾値速度以下である状態が閾値時間継続したときに、交流電圧を直流電圧に変換する制御を行う(図5のステップS9)。
In addition, as described above, in the first embodiment, the
これにより、モータジェネレータ3の回転速度が閾値速度以下である状態が閾値時間継続するまでは、電源13からAC−DCコンバータ91に入力された交流電力の直流電力への変換を待機することができるので、車輪8の回転にともなうモータジェネレータ3の発電が十分に抑制された状態におけるバッテリ2の充電を確実に行うことができる。
Accordingly, until the state where the rotation speed of the
また、上述したように、第1の実施形態において、制御部10は、モータジェネレータ3の回転速度の閾値速度として、回転速度の絶対値の閾値を用いることで、車輪8の回転方向にかかわらず、車輪8の回転にともなうモータジェネレータ3の発電が十分に抑制された状態において、電源13から供給された電力でバッテリ2を充電することができる。
Further, as described above, in the first embodiment, the
また、上述したように、第1の実施形態において、制御部10は、予め設定された判定周期でモータジェネレータ3の回転速度が閾値速度以下であるか否かを判定する(図5のステップS5)。制御部10は、回転速度が閾値速度以下である場合に、閾値速度以下である状態の継続時間のカウント値をインクリメントし(図5のステップS7)、カウント値が閾値時間に相当する完了値に達するまで、電源13から供給された電力でバッテリ2を充電する制御を待機する(ステップS8)。そして、制御部10は、カウント値が完了値に達したときに、電源13から供給された電力でバッテリ2を充電する制御を行う(ステップS9)。
Further, as described above, in the first embodiment, the
これにより、カウント値が閾値時間に相当する完了値に達するまでは、電源13から供給された電力でバッテリ2を充電する制御を待機することができる。この結果、車輪8の回転にともなうモータジェネレータ3の発電が十分に抑制された状態におけるバッテリ2の充電を簡便な制御で確実に行うことができる。
Thereby, until the count value reaches the completion value corresponding to the threshold time, the control for charging the
また、上述したように、第1の実施形態において、制御部10は、モータジェネレータ3の回転速度が閾値速度以下でない場合に、閾値速度以下である状態の継続時間のカウント値をリセットする。
Further, as described above, in the first embodiment, when the rotation speed of the
これにより、回転速度が閾値速度以下である状態が閾値時間継続することを確実に待ったうえで、電源13から供給された電力でバッテリ2を充電する制御を行うことができる。この結果、車輪8の回転にともなうモータジェネレータ3の発電が十分に抑制された状態におけるバッテリ2の充電を更に確実に行うことができる。
As a result, it is possible to control the charging of the
(第2の実施形態)
次に、図6を参照して、第2の実施形態に係る電動二輪車100について説明する。図6に示すように、第2の実施形態に係る電動二輪車100は、第1の実施形態の構成に加えて、更に、収納部の一例であるシート下収納部14と、閉鎖状態検出部の一例であるシートスイッチ15とを備える。(Second embodiment)
Next, with reference to FIG. 6, an
シート下収納部14は、電動二輪車100のシートの下に設けられたバッテリ2を収納するための開閉可能なスペースである。シートは、例えばヒンジ機構等によってシート下収納部14を開閉可能な方向に移動(例えば、回転)できるように車体に取り付けられている。運転時において、シート下収納部14は、運転者がシートに座るためにシートで覆われる。一方、バッテリ2の充電時において、シート下収納部14は、充電プラグ93を取り出すためにシートの移動によって開放される。
The under-
シートスイッチ15は、シートの移動によってシート下収納部14が開放された場合、シート下収納部14の開放状態の検出結果を示すオフ信号を制御部10に出力する。一方、シートスイッチ15は、シートの移動によってシート下収納部14が閉鎖された場合、シート下収納部14の閉鎖状態の検出結果を示すオン信号を制御部10に出力する。なお、シート下収納部14は、充電プラグ93が取り出された状態で閉鎖させることができる。
The
シートスイッチ15は、例えば、シートを閉じるときにシートで押圧されることによってオンし、シートを開くときにシートによる押圧が解除されることによってオフするメカニカルスイッチであってもよい。
The
制御部10は、モータジェネレータ3の回転速度が閾値速度以下である状態が閾値時間継続したときに、シートスイッチ15によってシート下収納部14の閉鎖状態(オン信号)が検出されている場合に、電源13から供給された電力でバッテリ2を充電する制御を行う。
When the state in which the rotation speed of the
以下、図7のフローチャートを参照して、第2の実施形態に係る電動二輪車100の制御方法について、第1の実施形態との差異を中心に説明する。なお、図7のフローチャートは、必要に応じて繰り返される。
Hereinafter, the control method of the
図7に示すように、第2の実施形態において、制御部10は、カウント値が完了値に達した場合(ステップS8:Yes)、シートスイッチ15がオンしたか否かを判定する(ステップS10)。
As shown in FIG. 7, in the second embodiment, when the count value reaches the completion value (step S8: Yes), the
シートスイッチ15がオンした場合(ステップS10:Yes)、制御部10は、コンバータ制御部92に充電許可信号を出力する(ステップS9)。一方、シートスイッチ15がオンしていない場合(ステップS10:No)、制御部10は、カウント値をリセットする(ステップS3)。
When the
上述したように、第2の実施形態によれば、シートが開いた状態でのバッテリ2の充電を禁止することができるので、電源13とモータジェネレータ3との双方からバッテリ2に過剰な電力が供給されることを未然に回避して、バッテリ2の充電を適切に行いながら、シート下収納部14内への異物の混入を防止することができる。
As described above, according to the second embodiment, it is possible to prohibit the charging of the
上述した実施形態で説明した電動車両制御装置1(制御部10)の少なくとも一部は、ハードウェアで構成してもよいし、ソフトウェアで構成してもよい。ソフトウェアで構成する場合には、制御部10の少なくとも一部の機能を実現するプログラムをフレキシブルディスクやCD−ROM等の記録媒体に収納し、コンピュータに読み込ませて実行させてもよい。記録媒体は、磁気ディスクや光ディスク等の着脱可能なものに限定されず、ハードディスク装置やメモリなどの固定型の記録媒体でもよい。
At least a part of the electric vehicle control device 1 (control unit 10) described in the above-described embodiment may be configured by hardware or software. When it is configured by software, a program that realizes at least a part of the functions of the
また、制御部10の少なくとも一部の機能を実現するプログラムを、インターネット等の通信回線(無線通信も含む)を介して頒布してもよい。さらに、同プログラムを暗号化したり、変調をかけたり、圧縮した状態で、インターネット等の有線回線や無線回線を介して、あるいは記録媒体に収納して頒布してもよい。
Further, the program that realizes at least a part of the functions of the
上記の記載に基づいて、当業者であれば、本発明の追加の効果や種々の変形を想到できるかもしれないが、本発明の態様は、上述した個々の実施形態に限定されるものではない。異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。特許請求の範囲に規定された内容及びその均等物から導き出される本発明の概念的な思想と趣旨を逸脱しない範囲で種々の追加、変更及び部分的削除が可能である。 Based on the above description, those skilled in the art may conceive of additional effects and various modifications of the present invention, but the aspects of the present invention are not limited to the above-described individual embodiments. .. You may combine suitably the component over different embodiment. Various additions, changes and partial deletions are possible without departing from the conceptual idea and spirit of the present invention derived from the contents defined in the claims and the equivalents thereof.
1 電動車両制御装置
2 バッテリ
3 モータジェネレータ
4 アングルセンサ
9 充電器
10 制御部
100 電動二輪車1 Electric
Claims (13)
前記バッテリから供給された電力によって車輪を駆動するためのトルクを出力し、または、前記車輪の回転にともなって電力を出力するモータジェネレータと、
電源から供給された電力で前記バッテリを充電する充電部と、
前記電力を出力する状態における前記モータジェネレータの回転速度を検出するための回転速度検出部と、
前記モータジェネレータが出力した電力で前記バッテリを充電し、前記充電部に対して前記電源から供給された電力で前記バッテリを充電する制御を行う制御部と、を備え、
前記制御部は、前記回転速度が検出された後、前記検出された回転速度が閾値速度以下である状態が閾値時間継続するまで、前記電源から供給された電力で前記バッテリを充電する制御を待機し、前記閾値速度以下である状態が前記閾値時間継続したとき、前記電源から供給された電力で前記バッテリを充電する制御を行うことを特徴とする電動車両。A battery that can be charged and discharged,
A motor generator that outputs a torque for driving a wheel by the electric power supplied from the battery, or outputs an electric power according to the rotation of the wheel,
A charging unit that charges the battery with electric power supplied from a power source,
A rotation speed detection unit for detecting the rotation speed of the motor generator in the state of outputting the electric power;
A control unit that controls the charging of the battery with the electric power output from the motor generator, and the charging unit that controls the charging of the battery with the electric power supplied from the power source;
After the rotation speed is detected, the control unit waits for control to charge the battery with the electric power supplied from the power supply until a state in which the detected rotation speed is equal to or lower than a threshold speed continues for a threshold time. Then, when the state of being equal to or less than the threshold speed continues for the threshold time, the electric vehicle is controlled to charge the battery with the electric power supplied from the power source.
前記収納部の閉鎖状態を検出するための閉鎖状態検出部と、を更に備え、
前記制御部は、前記閾値速度以下である状態が前記閾値時間継続したときに、前記閉鎖状態が検出されている場合に、前記電源から供給された電力で前記バッテリを充電する制御を行うことを特徴とする請求項1に記載の電動車両。An openable/closable storage unit for storing the battery,
A closed state detection unit for detecting the closed state of the storage unit,
When the closed state is detected when the state of being equal to or lower than the threshold speed continues for the threshold time, the control unit performs control of charging the battery with electric power supplied from the power source. The electric vehicle according to claim 1, wherein the electric vehicle is a vehicle.
前記制御部は、前記AC−DCコンバータに対して前記交流電圧を前記直流電圧に変換する制御を行うことで、前記電源から供給された電力で前記バッテリを充電する制御を行うことを特徴とする請求項1に記載の電動車両。The charging unit includes a charging plug connected to the power supply, and an AC-DC converter that converts an AC voltage input from the power supply via the charging plug into a DC voltage,
The control unit controls the AC-DC converter to convert the AC voltage into the DC voltage, thereby performing control to charge the battery with electric power supplied from the power source. The electric vehicle according to claim 1.
前記バッテリから供給された電力によって車輪を駆動するためのトルクを出力し、または、前記車輪の回転にともなって電力を出力するモータジェネレータと、
電源から供給された電力で前記バッテリを充電する充電部と、
前記電力を出力する状態における前記モータジェネレータの回転速度を検出するための回転速度検出部と、を備える電動車両を制御する電動車両制御装置であって、
前記モータジェネレータが出力した電力で前記バッテリを充電し、前記充電部に対して前記電源から供給された電力で前記バッテリを充電する制御を行う制御部を備え、
前記制御部は、前記回転速度が検出された後、前記検出された回転速度が閾値速度以下である状態が閾値時間継続するまで、前記電源から供給された電力で前記バッテリを充電する制御を待機し、前記閾値速度以下である状態が前記閾値時間継続したとき、前記電源から供給された電力で前記バッテリを充電する制御を行うことを特徴とする電動車両制御装置。A battery that can be charged and discharged,
A motor generator that outputs a torque for driving a wheel by the electric power supplied from the battery, or outputs an electric power according to the rotation of the wheel,
A charging unit that charges the battery with electric power supplied from a power source,
An electric vehicle control device for controlling an electric vehicle comprising: a rotation speed detection unit for detecting a rotation speed of the motor generator in a state of outputting the electric power;
A control unit that controls the charging unit to charge the battery with the electric power output from the motor generator, and to charge the battery with the electric power supplied from the power source to the charging unit;
After the rotation speed is detected, the control unit waits for control to charge the battery with the electric power supplied from the power supply until a state in which the detected rotation speed is equal to or lower than a threshold speed continues for a threshold time. Then, when the state of being equal to or lower than the threshold speed continues for the threshold time, control for charging the battery with electric power supplied from the power source is performed.
前記バッテリから供給された電力によって車輪を駆動するためのトルクを出力し、または、前記車輪の回転にともなって電力を出力するモータジェネレータと、
電源から供給された電力で前記バッテリを充電する充電部と、
前記電力を出力する状態における前記モータジェネレータの回転速度を検出するための回転速度検出部と、を備える電動車両を制御する電動車両制御方法であって、
前記回転速度が検出された後、前記検出された回転速度が閾値速度以下である状態が閾値時間継続するまで、前記電源から供給された電力で前記バッテリを充電する制御を待機し、前記閾値速度以下である状態が前記閾値時間継続したとき、前記電源から供給された電力で前記バッテリを充電する制御を行うことを特徴とする電動車両制御方法。A battery that can be charged and discharged,
A motor generator that outputs a torque for driving a wheel by the electric power supplied from the battery, or outputs an electric power according to the rotation of the wheel,
A charging unit that charges the battery with electric power supplied from a power source,
A rotation speed detection unit for detecting a rotation speed of the motor generator in a state of outputting the electric power, and an electric vehicle control method for controlling an electric vehicle,
After the rotation speed is detected, until the state in which the detected rotation speed is equal to or lower than the threshold speed continues for a threshold time, waits for the control of charging the battery with the electric power supplied from the power source, and the threshold speed. A method for controlling an electric vehicle, comprising: performing control to charge the battery with electric power supplied from the power source when the following state continues for the threshold time.
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