JP6497807B2 - Electric car - Google Patents
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Description
本発明は、電動発電機と、その電動発電機に電力を供給するバッテリとを有する電気自動車に関するものである。 The present invention relates to an electric vehicle having a motor generator and a battery for supplying electric power to the motor generator.
近年、環境に配慮した電気自動車として、エンジンと別に電動発電機を備えたハイブリッド自動車が注目されている。このようなハイブリッド自動車における電動発電機は、加速時に自動車駆動力を発生する一方で、制動時などの減速時において自動車の運動エネルギを電気エネルギに変換する回生発電を行なう。ハイブリッド自動車では、電動発電機からの回生電力を、バッテリへの充電により回収することによって、エネルギ効率の向上が図られるとしている。 In recent years, a hybrid vehicle equipped with a motor generator separately from an engine has attracted attention as an environmentally friendly electric vehicle. The motor generator in such a hybrid vehicle generates a vehicle driving force during acceleration, and performs regenerative power generation that converts kinetic energy of the vehicle into electric energy during deceleration such as braking. In hybrid vehicles, energy efficiency is improved by collecting regenerative power from a motor generator by charging a battery.
ここで、電動発電機からの回生電力が過剰になると、過電圧の発生やバッテリの過充電といった部品保護上の問題が発生する可能性がある。したがって、電動発電機からの回生電力が過剰にならないように制御する必要がある。このため、電気自動車の走行時に電圧検出手段および電流検出手段により電池の電圧および電流を検出し、この検出された電圧が予備電圧以上になったとき、または、検出された電流が予備電流以上になったときに、電動発電機の回生発電量を抑制する技術が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。 Here, if the regenerative power from the motor generator becomes excessive, there may be a problem in component protection such as generation of overvoltage or overcharge of the battery. Therefore, it is necessary to control so that the regenerative power from the motor generator does not become excessive. For this reason, the voltage detection means and the current detection means detect the voltage and current of the battery while the electric vehicle is running, and when the detected voltage exceeds the reserve voltage, or the detected current exceeds the reserve current. When it becomes, the technique which suppresses the regenerative power generation amount of a motor generator is proposed (for example, refer patent document 1).
また、この電気自動車に使用されるバッテリには、従来からニッケル水素二次電池が用いられている(例えば、特許文献2参照。)。このニッケル水素二次電池では、発電要素の分極等が原因で、各発電要素からそれぞれガスが発生することが知られており、発生した酸素ガスによる内圧上昇や、各発電要素間の酸素ガスの移動による放電リザーブばらつきで容量劣化を引き起こすおそれがある。 Further, nickel hydride secondary batteries are conventionally used for batteries used in this electric vehicle (see, for example, Patent Document 2). In this nickel metal hydride secondary battery, it is known that gas is generated from each power generation element due to the polarization of the power generation element, etc., and the internal pressure rise due to the generated oxygen gas and the oxygen gas between each power generation element There is a risk of capacity degradation due to variations in discharge reserve due to movement.
しかし、この放電リザーブばらつきの拡大及び内圧上昇を特許文献1の方法で解決しようとすると、短時間の大電流充電に合わせる場合には予備電圧を高く設定する必要があり、長時間の小電流によりバッテリ電圧は低いが起電力が高い状態を保護できなくなる不具合がある。その一方で、長時間の小電流に合わせて予備電圧を低く設定すると、本来許容されるべき短時間の大電流も制限され、最大限バッテリを活用することができない問題を生じさせる。
However, in order to solve the increase in the discharge reserve variation and the increase in internal pressure by the method of
一方、充電時に発生する酸素ガスの量は、そのバッテリの充電状態(以下では、「SOC」(State of Charge)と称する。)に応じて異なる。即ち、SOCが高ければ、酸素ガスの発生量が多くなり充電できる電気量は少なく、SOCが低ければ、酸素ガスの発生量が少なくなり充電できる電気量は多くなる。 On the other hand, the amount of oxygen gas generated during charging varies depending on the state of charge of the battery (hereinafter referred to as “SOC” (State of Charge)). That is, if the SOC is high, the amount of oxygen gas generated increases and the amount of electricity that can be charged is small. If the SOC is low, the amount of oxygen gas generated decreases and the amount of electricity that can be charged increases.
また、減速走行の電動発電機による回生発電では、電動発電機に回生トルクが発生する。この回生トルクは、ハイブリッド自動車の走行における減速力となりエンジンブレーキと同様に制動力になる。従って、電動発電機の回生電力が多いほど自動車の制動力は高く、電動発電機の回生電力が小さいと自動車の制動力は低いものとなる。よって、回生発電を抑制すると、制動力が低下することに成り、急激な制動力の低下は、自動車の運転性(ドライバビリティ)を低下させる不具合もある。 Further, in regenerative power generation by a motor generator that runs at a reduced speed, regenerative torque is generated in the motor generator. This regenerative torque becomes a deceleration force in the travel of the hybrid vehicle and becomes a braking force similarly to the engine brake. Accordingly, the greater the regenerative power of the motor generator, the higher the braking force of the automobile. The smaller the regenerative power of the motor generator, the lower the braking force of the automobile. Therefore, when the regenerative power generation is suppressed, the braking force is reduced, and a sudden reduction in the braking force also has a problem of reducing the drivability of the automobile.
本発明の目的は、SOCに応じた充電を行って、リザーブばらつき進行及び内圧上昇させない範囲で バッテリの有効な活用を可能にし得る電気自動車を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an electric vehicle capable of performing effective use of a battery within a range in which charging is performed in accordance with the SOC and the reserve variation progresses and the internal pressure does not increase.
本発明は、電動発電機と電動発電機に電力を供給するバッテリとを有し、少なくとも減速中に電動発電機の回生発電により生じた電力をバッテリに充電する電動発電機制御手段を備え、電動発電機制御手段は、バッテリの電流積算値が所定の充電禁止電流積算値に達すると、放電電流が所定の放電電流積算値に達するまで、バッテリの充電を停止するように構成された電気自動車の改良である。 The present invention includes a motor generator and a battery that supplies power to the motor generator, and includes motor generator control means that charges the battery with power generated by regenerative power generation of the motor generator at least during deceleration, When the battery current integrated value reaches a predetermined charge inhibition current integrated value, the generator control means is configured to stop charging the battery until the discharge current reaches the predetermined discharge current integrated value. It is an improvement.
その特徴ある点は、バッテリのSOCを検出するバッテリSOC検出手段が設けられ、電動発電機制御手段は、充電禁止電流積算値をSOCに応じて変動させるように構成されたところにある。 The characteristic point is that a battery SOC detection means for detecting the SOC of the battery is provided, and the motor generator control means is configured to vary the charge inhibition current integrated value in accordance with the SOC.
この場合、バッテリの電流積算値は、放電電流の積算値を所定の倍率で増加させた割増積算値を充電電流の積算値から減じた値とすることが好ましい。 In this case, the current integrated value of the battery is preferably a value obtained by subtracting the additional integrated value obtained by increasing the integrated value of the discharge current by a predetermined magnification from the integrated value of the charging current.
一方、電動発電機制御手段は、バッテリの電流積算値が所定の充電禁止電流積算値に達する以前の絞り開始電流積算値に達すると、バッテリの電流積算値が絞り開始電流積算値から所定の充電禁止電流積算値に達するまで徐々にバッテリへの充電量を減じるように制御することができ、徐々に減じられるバッテリの充電量の減少割合を均一にして充電量がゼロに成る場合の電流積算値を絞り先電流積算値とすると、絞り先電流積算値より手前に充電禁止電流積算値を定めることが好ましい。そして、電動発電機制御手段は、充電禁止電流積算値とともに、絞り開始電流積算値及び絞り先電流積算値をバッテリの充電状態に応じて変動させることが更に好ましい。 On the other hand, when the battery current integrated value reaches the throttle start current integrated value before the battery current integrated value reaches the predetermined charge inhibition current integrated value, the motor generator control means changes the battery current integrated value from the throttle start current integrated value to the predetermined charge. It can be controlled to gradually reduce the amount of charge to the battery until it reaches the forbidden current integrated value, and the current integrated value when the charge amount becomes zero by making the rate of decrease of the gradually decreased battery charge amount uniform. Is a throttle destination current integrated value, it is preferable to determine the charge inhibition current integrated value before the throttle destination current integrated value. The motor generator control means more preferably varies the throttle start current integrated value and the throttle destination current integrated value together with the charge inhibition current integrated value according to the state of charge of the battery.
本発明の電気自動車では、充電禁止電流積算値をバッテリのSOCに応じて変動させるので、SOCが高い状態であれば、充電禁止電流積算値は小さい値となり、充電できる電気量は少なくなることから、バッテリの充電できる電気量を超えて充電されるような事態を回避することができる。 In the electric vehicle of the present invention, since the charge prohibition current integrated value is changed according to the SOC of the battery, if the SOC is high, the charge prohibition current integrated value becomes a small value, and the amount of electricity that can be charged decreases. Thus, it is possible to avoid a situation where the battery is charged beyond the amount of electricity that can be charged.
その一方で、SOCが低い状態であれば、充電禁止電流積算値は大きい値となり、充電できる電気量は多くなることから、バッテリの充電できる電気量に近い充電量の充電が可能となって、酸素ガス発生によるリザーブばらつき進行及び内圧上昇を抑えながらバッテリの最適な利用を計ることが可能となる。 On the other hand, if the SOC is low, the charge inhibition current integrated value becomes a large value, and the amount of electricity that can be charged increases, so that the charge amount close to the amount of electricity that can be charged by the battery can be charged, It is possible to measure the optimum use of the battery while suppressing the progression of reserve dispersion and the increase in internal pressure due to the generation of oxygen gas.
そして、バッテリの電流積算値が所定の充電禁止電流積算値に達する手前で徐々にバッテリへの充電量を減じるようにすれば、徐々に自動車の制動力が減少することに成り、直ちに充電が禁止される場合に比較して、制動力の減少に起因する運転者が感じる操作性が悪化することを防止することができる。 If the amount of charge to the battery is gradually reduced before the battery current integrated value reaches the predetermined charge prohibition current integrated value, the braking force of the automobile will gradually decrease, and charging is prohibited immediately. Compared with the case where it is done, it can prevent that the operativity which a driver | operator feels due to the reduction | decrease of braking force deteriorates.
次に、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。 Next, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、電気自動車であるハイブリッド自動車1の構成の例を示すブロック図である。このハイブリッド自動車1は、これを走行させる動力を発生させるエンジン10と、そのエンジン10にクラッチ12を介して接続された電動発電機13と、その電動発電機13に連結されたトランスミッション16を備える。
FIG. 1 is a block diagram illustrating an example of a configuration of a
エンジン10は、内燃機関の一例であり、ガソリン、軽油、CNG(Compressed Natural Gas)、LPG(Liquefied Petroleum Gas)、又は代替燃料等を内部で燃焼させて、ハイブリッド自動車1を走行させる動力を発生させるように構成される。図におけるエンジン10は軽油を燃料とするディーゼルエンジンである場合を示し、符号10aは、その燃料である軽油を噴射する燃料噴射装置10aを示す。
The
クラッチ12は、クラッチアクチュエータ21により制御される油圧に従って、クラッチブースタ22により機械的に制御されるものを例示する。このクラッチ12を介してエンジン10に電動発電機13が連結され、その電動発電機13に更に連結されたトランスミッション16は半自動のものである。そして、クラッチ12は、エンジン10からの軸出力を、トランスミッション16を介して車輪1cに伝達するように構成される。即ち、クラッチ12は、エンジン10とトランスミッション16を連結してハイブリッド自動車1を走行させるように構成されたものである。
The
電動発電機13は、いわゆる、モータジェネレータであり、インバータ14から供給された電力により、軸を回転させる動力を発生させて、その軸出力をトランスミッション16に供給してハイブリッド自動車1を走行させるか、又はハイブリッド自動車1の走行に起因してトランスミッション16から供給された軸を回転させる動力、又はエンジン10から直接供給された動力によって発電し、その電力をインバータ14に供給するものである。
The
また、ハイブリッド自動車1はバッテリ15を備え、インバータ14は、そのバッテリ15からの直流電力を交流電力に変換するか、又は電動発電機13が発電した交流電力を直流電力に変換するものである。電動発電機13が動力を発生させる場合、インバータ14は、バッテリ15の直流電力を交流電力に変換して、電動発電機13に電力を供給し、電動発電機13が発電する場合、インバータ14は、電動発電機13からの交流電力を直流電力に変換するように構成される。即ち、インバータ14は、バッテリ15に直流電力を供給するための整流器及び電圧調整装置としての役割を果たすものである。
The
バッテリ15は、充放電可能な二次電池であり、電動発電機13が動力を発生させるとき、電動発電機13にインバータ14を介して電力を供給するか、又は電動発電機13が発電しているとき、電動発電機13が発電する電力によって充電されるものである。そして、このハイブリッド自動車1には、その電動発電機13が発電する電力量も大きなものとなるので、バッテリ15を冷却するための図示しない冷却装置が設けられる。
The
また、このハイブリッド自動車1には、エンジン10やクラッチ12を制御してハイブリッド自動車1を走行させる制御装置2が設けられる。この実施の形態における制御装置2は、エンジン10をアクセルペダル3の踏み込み量から求められるドライバ要求トルクに従って制御するエンジンECU11や、インバータ14を介して電動発電機13を制御するハイブリッドECU17、及びバッテリECU23とを少なくとも含むものである。
In addition, the
ここで、エンジン10を制御するエンジンECU11と電動発電機13を制御するハイブリッドECU17は、アクセルペダル3の踏み込み量から求められるドライバ要求トルクに等しいトルクをエンジン10及び電動発電機13から出力させるように構成され、その点で、走行動力制御手段19を構成するものである。
Here, the engine ECU 11 that controls the
これらのエンジンECU11やハイブリッドECU17等は、CPU(Central Processing Unit)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、マイクロプロセッサ(マイクロコンピュータ)、DSP(Digital Signal Processor)などにより構成されたいわゆるコンピュータであって、内部に、演算部、メモリ、及びI/O(Input/Output)ポートなどが設けられる。 The engine ECU 11, the hybrid ECU 17 and the like are so-called computers configured by a CPU (Central Processing Unit), an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), a microprocessor (microcomputer), a DSP (Digital Signal Processor), and the like. In addition, an arithmetic unit, a memory, an I / O (Input / Output) port, and the like are provided.
このエンジンECU11には、アクセルペダル3の踏み込み量を検出するアクセルセンサ4の検出出力が接続され、このエンジンECU11の制御出力は、エンジン10の燃料噴射装置10aに連結される。そして、このエンジンECU11は、アクセルペダル3の踏み込み量から要求されるドライバ要求トルクに従って、燃料噴射量やバルブタイミングなど、エンジン10を制御するように構成される。
The engine ECU 11 is connected to a detection output of an accelerator sensor 4 that detects the amount of depression of the accelerator pedal 3, and the control output of the engine ECU 11 is connected to a
エンジンECU11とともに走行動力制御手段19を構成するハイブリッドECU17は、エンジンECU11と連携動作するコンピュータであり、インバータ14を制御することによって電動発電機13を制御するように構成される。そして、アクセルペダル3が踏み込まれていない状態になると、ハイブリッド自動車1の走行に起因してトランスミッション16から供給された動力により電動発電機13を駆動して発電させ、その発電により得られた電力をバッテリ15に充電するように構成される。
The hybrid ECU 17 that constitutes the traveling power control means 19 together with the engine ECU 11 is a computer that operates in cooperation with the engine ECU 11, and is configured to control the
バッテリECU23はバッテリ15に接続され、バッテリ15は、このバッテリECU23を介してハイブリッドECU17に接続される。そして、このバッテリECU23は、そのバッテリ15における温度や充放電時における電流値、及びそのSOCを検出してハイブリッドECU17に出力するものであり、ハイブリッドECU17は、このバッテリECU23によりバッテリ15のSOC情報を取得できるように構成される。そして、そのバッテリ15には、適切なSOCの範囲が決められており、バッテリECU17は、バッテリ15のSOCがその範囲を外れないように管理するものである。
The battery ECU 23 is connected to the
このバッテリECU23、エンジンECU11及びハイブリッドECU17は、図示しない他の制御機器とともにCAN(Control Area Network)などの規格に準拠したバスなどにより相互に接続される。そして、ハイブリッドECU17によって実行されるプログラムは、ハイブリッドECU17の内部の不揮発性のメモリにあらかじめ記憶しておくことで、コンピュータであるハイブリッドECU17にあらかじめインストールされる。 The battery ECU 23, the engine ECU 11, and the hybrid ECU 17 are connected to each other by a bus that complies with a standard such as CAN (Control Area Network) together with other control devices (not shown). The program executed by the hybrid ECU 17 is stored in advance in a non-volatile memory inside the hybrid ECU 17 so that the program is installed in advance in the hybrid ECU 17 that is a computer.
ハイブリッドECU17は、ハイブリッド走行のために、アクセル開度情報、ブレーキ操作情報、車速情報、及びトランスミッション16から取得したギア位置情報、エンジンECU11から取得したエンジン回転速度情報を取得して、取得したアクセル開度情報やその他の情報に基づきインバータ14を制御し、エンジンECU11に対してエンジン10の制御指示を与える。これにより、ハイブリッド自動車1を走行又は停止させるように構成される。
The hybrid ECU 17 acquires the accelerator opening information, the brake operation information, the vehicle speed information, the gear position information acquired from the
また、ハイブリッドECU17は、上述したアクセル開度情報やブレーキ操作情報等から、ハイブリッド自動車1が減速状態である時には、その減速時における運動エネルギにより電動発電機13を発電させて、その電気エネルギをバッテリ15に充電して回収する減速走行を取るように構成される。即ち、この減速走行では、電動発電機13は、発電機として動作し、トランスミッション16から供給された軸を回転させる動力によって発電して、電力をインバータ14に供給し、バッテリ15を充電するように構成される。
Further, based on the accelerator opening information and the brake operation information described above, the hybrid ECU 17 causes the
従って、電動発電機13により発電させた電力をバッテリ15に充電させるハイブリッドECU17や、そのハイブリッドECU17にバッテリ15の状態を出力するバッテリECU23は、電動発電機13の回生発電により生じた電力をバッテリ15に充電する電動発電機制御手段18を構成するものであり、そのバッテリECU23は、バッテリ15のSOCを検出してハイブリッドECU17に出力する点で、本発明におけるバッテリ充電状態検出手段を構成するものである。
Therefore, the hybrid ECU 17 that charges the
ここで、発電している状態の電動発電機13は、回生電力に応じた大きさの回生トルクを発生することになる。このように電動発電機13が発電している(電力回生している)場合、ハイブリッドECU17は、必要に応じて、クラッチ12を介してエンジン10の回転軸と電動発電機13の回転軸との機械的な接続を切断し、エンジン10を停止又はアイドリング状態にさせる。
Here, the
そして、本発明の特徴ある構成は、電動発電機制御手段18を構成するハイブリッドECU17は、バッテリ15の電流積算値が所定の充電禁止電流積算値に達すると、放電電流が所定の放電電流積算値に達するまで、バッテリ15の充電を停止するように構成され、バッテリECU23から提供されるバッテリ15のSOCに応じて、その充電禁止電流積算値を変動させるところにある。即ち、電動発電機制御手段18は、バッテリ15のSOCに応じて、充電禁止電流積算値を変動させる充電禁止電流積算値変動決定手段を備える。
The characteristic configuration of the present invention is that the hybrid ECU 17 constituting the motor generator control means 18 is configured such that when the current integrated value of the
ここで、あるSOCにおける充放電電流とその電流積算値との関係の一例を図2に示す。この図2では、電流積算値がリセットされてゼロから始まってその電流積算値が充電禁止電流積算値Bにまで達する時間を横軸に取り、充放電電流及びその電流積算値を縦軸に取ったグラフ図である。このグラフ図では、大部分の時間でバッテリ15に充電されるものであるけれども、その間には、自動車1が加速して、バッテリ15から短時間の放電が行われる時間が含まれるものとする。ここで、短時間の放電とは、その積算値がリセットされる所定の放電電流積算値に満たない放電を意味するものである。
Here, FIG. 2 shows an example of the relationship between the charge / discharge current and the integrated current value in a certain SOC. In FIG. 2, the horizontal axis indicates the time when the current integrated value is reset and starts from zero until the current integrated value reaches the charge inhibition current integrated value B, and the charge / discharge current and the current integrated value are expressed on the vertical axis. FIG. In this graph, although the
図2に示すように、自動車が減速して電動発電機13が発電し、その電力をバッテリ15が充電すると、バッテリ15の電流積算値は充電禁止電流積算値Bに近づき、逆にそのバッテリ15が放電すると、バッテリ15の電流積算値は充電禁止電流積算値Bから遠ざかることになる。即ち、バッテリ15の電流積算値は、放電電流の積算値から充電電流の積算値を減じたものとなる。
As shown in FIG. 2, when the motor vehicle decelerates and the
これにより、短時間の放電により、電流積算値がリセットされてゼロになることが防止され、長時間の連続充電の間に短時間の放電が成されたことによる電流積算値のリセットを防止して、所定の時間を超えた連続充電を防止するものである。 This prevents the current integrated value from being reset to zero due to a short-time discharge, and prevents the current integrated value from being reset due to a short-time discharge during a long continuous charge. Thus, continuous charging exceeding a predetermined time is prevented.
けれども、連続充電の間に短時間の放電が成された場合、その短時間の放電の電流積算値を所定の倍率で増加させた割増積算値を充電電流の積算値から減じた値とする。これは放電リザーブばらつきの拡大及び内圧上昇を防止する観点から定められたもので、充電量に対して比較的少ない放電でも、バッテリ15における各発電要素からの酸素ガスの発生を抑えることができるからである。
However, if a short-time discharge is generated during continuous charging, an additional integrated value obtained by increasing the current integrated value of the short-time discharge by a predetermined magnification is set to a value obtained by subtracting from the integrated value of the charging current. This is determined from the viewpoint of preventing an increase in discharge reserve variation and an increase in internal pressure, and the generation of oxygen gas from each power generation element in the
即ち、バッテリ15における放電リザーブばらつきの拡大及び内圧上昇は、各発電要素からの酸素ガスの発生に起因することになる。この酸素ガスの発生は、充電により発電要素の正極に分極が発生(電圧が上昇)し、その分極により正極から酸素ガスが発生する。充電終了後もその正極にあっては、分極を消費しながら(電圧が下がりながら)酸素ガスが発生しつづけるので、分極が十分に小さくなる前に充電を再開すると、直ぐに多くの酸素ガスが発生することになる。このため、本発明では、電流積算値が所定の充電禁止電流積算値に達すると、一定時間充電を禁止する。
That is, the increase in the discharge reserve variation and the increase in the internal pressure in the
けれども、充電量に対して比較的少ない放電で正極における分極は解消されるので、電流積算値が所定の充電禁止電流積算値に達する以前であれば、放電側の積算値は小さくても酸素ガス発生を抑えることができる。また、倍率無しで放電側の積算をすると、既に分極が解消されているのに充電できない状態となるおそれもある。このため、短時間の放電の電流積算値を所定の倍率で増加させた割増積算値を充電電流の積算値から減じた値を電流積算値とするものである。 However, since the polarization at the positive electrode is eliminated with a relatively small discharge with respect to the charge amount, oxygen gas can be used even if the integrated value on the discharge side is small before the current integrated value reaches the predetermined charge prohibited current integrated value. Occurrence can be suppressed. Further, if integration on the discharge side without magnification is performed, there is a possibility that charging cannot be performed even though polarization has already been eliminated. For this reason, a value obtained by subtracting the additional integrated value obtained by increasing the current integrated value of the short-time discharge by a predetermined magnification from the integrated value of the charging current is used as the integrated current value.
そして、電動発電機制御手段であるハイブリッドECU17は、図2(B)に示すように、バッテリ15への充電電流の積算値が所定の充電禁止電流積算値Bに達する以前の絞り開始電流積算値Aに達すると、バッテリ15の電流積算値が絞り開始電流積算値Aから所定の充電禁止電流積算値Bに達するまで徐々にバッテリ15への充電量を減じるように制御する。
Then, as shown in FIG. 2B, the hybrid ECU 17 that is the motor generator control means is a throttle start current integrated value before the integrated value of the charging current to the
ここで、減速走行の電動発電機13による回生発電では、電動発電機13に回生トルクが発生し、ハイブリッド自動車1の走行における制動力になる。従って、バッテリ15への充電量の急激な減少は制動力の急激な低下を招き、自動車の運転性(ドライバビリティ)を低下させるおそれがある。よって、バッテリ15の充電を禁止する以前に、徐々にバッテリ15への充電量を減じてその制動力も徐々に減少させ、制動力の急激な低下に起因する自動車の運転性(ドライバビリティ)が低下することを防止するものである。
Here, in the regenerative power generation by the
また、徐々に減じられるバッテリ15の充電量の減少割合は、自動車の運転性(ドライバビリティ)を低下させないために均一であることが好ましいが、図2(B)に示すように、充電量がゼロに成る場合の電流積算値を絞り先電流積算値Cとすると、絞り先電流積算値Cより手前に充電禁止電流積算値Bを定めることが好ましい。
Further, the rate of decrease of the charge amount of the
即ち、運転性(ドライバビリティ)を低下させないために、バッテリ15の電流積算値が絞り開始電流積算値Aに達すると、徐々にバッテリ15への充電量を減じる。けれども、徐々に減じた充電量がゼロになる絞り先電流積算値Cを充電禁止電流積算値Bとすると、その絞り先電流積算値Cの近傍において電流積算値が中々減らなくなり、その電流積算値が充電禁止電流積算値Bに達せずに充電の禁止や、その禁止の解除にもならない、という状態に陥るおそれがあるからである。
That is, in order not to reduce drivability, when the current integrated value of the
そして、本発明では、電動発電機制御手段18を構成するハイブリッドECU17は、絞り開始電流積算値A及び絞り先電流積算値Cをバッテリ15のSOCに応じて変動させ、それにより充電禁止電流積算値Bも、バッテリ15のSOCに応じて変動させることを特徴とする。
In the present invention, the hybrid ECU 17 constituting the motor generator control means 18 varies the throttle start current integrated value A and the throttle destination current integrated value C in accordance with the SOC of the
即ち、バッテリ15のSOCが高ければ、そのバッテリ15に充電できる電気量は少なく、SOCが低ければ、そのバッテリ15に充電できる電気量は多くなる。このため、図3に示すように、基本的にSOCが高ければ充電禁止電流積算値Bを低下させ、SOCが低ければ充電禁止電流積算値Bを高い値に設定する。このように、充電禁止電流積算値Bをバッテリ15のSOCに応じて変動させることにより、バッテリ15のSOCが高い状態にあっては、充電できる電気量を少なくし、バッテリ15の許容範囲を超えた充電が成されるような事態を回避する。逆に、バッテリ15のSOCが低ければ、そのバッテリ15に充電できる電気量を多くして、そのバッテリ15に充電される電気量を増大させる。これにより、バッテリ15における放電リザーブばらつきの拡大及び内圧上昇を防止しつつ、バッテリ15の有効活用を図ることができるのである。
That is, if the SOC of the
ここで、充電禁止電流積算値Bは、バッテリ15により個別に設定される。図3は、絞り開始電流積算値A、絞り先電流積算値C及び充電禁止電流積算値Bをバッテリ15のSOCに応じて変動させるグラフを示す図であり、両グラフ共にSOCの増加に対して絞り開始電流積算値A、絞り先電流積算値C及び充電禁止電流積算値Bを減少させている。図3(a)はSOCが低い範囲では電禁止電流積算値B等を変化させずに、その低い範囲を超えてSOCが高い範囲になると、そのSOCが高くなるほど充電禁止電流積算値B等が徐々に減少するように変動させる場合を示す。その一方、図3(b)に示すように、電禁止電流積算値B等をバッテリ15のSOCに応じて段階的に変動させるようにしても良い。
Here, the charge inhibition current integrated value B is individually set by the
また、バッテリ15の温度毎に図3に示すようなグラフを作成し、バッテリ15の温度によっても充電禁止電流積算値Bを変動させるようにしても良い。これは、図4に示すように、バッテリ15は、その温度の違いで、同様の充電状態でも発生させる酸素ガスの量及び吸収する酸素ガスの量に相違を生じさせるからである。
Further, a graph as shown in FIG. 3 may be created for each temperature of the
即ち、図4の所定の下限適正温度と所定の上限適正温度の範囲内の適温温度範囲にあるバッテリ15であると、酸素ガスの発生量は少なく、かつ酸素ガスの吸収もほどほどあることになる。このため、充電禁止電流積算値Bを比較的高く設定してもバッテリ15の内圧上昇およびリザーブばらつきの拡大は抑制される。
That is, when the
けれども、図4の所定の下限適正温度に達していない低温時のバッテリ15にあっては、酸素ガスの発生量は少ないけれども、負極の水素と発生した酸素ガス再結合反応(吸収)が遅くなるので、充電禁止電流積算値Bを比較的低く設定しなければ、バッテリ15の内圧上昇およびリザーブばらつきが拡大するおそれがある。
However, in the
また、図4の所定の上限適正温度を超えた高温時のバッテリ15にあっては、酸素ガスの吸収はほどほどあるけれども、酸素ガスの発生量自体が大きくなるので、充電禁止電流積算値Bを比較的低く設定しなければ、バッテリ15の内圧上昇およびリザーブばらつきが拡大するおそれがある。
Further, in the
よって、バッテリ15の温度によっても充電禁止電流積算値Bを変動させれば、バッテリ15の温度に応じた充電が可能となり、バッテリ15における放電リザーブばらつきの拡大及び内圧上昇を効果的に防止し、バッテリ15の更なる有効活用を図ることが可能となる。
Therefore, if the charging prohibition current integrated value B is changed also depending on the temperature of the
図3に示すグラフは、電動発電機制御手段18を構成するハイブリッドECU17等のメモリに記憶され、そのハイブリッドECU17は、バッテリECU23から入力されるSOCをこのグラフに照らして、対応する絞り開始電流積算値A、絞り先電流積算値C及び充電禁止電流積算値Bを決定する。
The graph shown in FIG. 3 is stored in a memory such as the hybrid ECU 17 that constitutes the motor
そして、このハイブリッドECU17は、決定された絞り開始電流積算値A、絞り先電流積算値C及び充電禁止電流積算値Bに基づいて、図2(A)に示すように、バッテリ15の電流積算値が所定の充電禁止電流積算値Bに達すると、放電電流が所定の放電電流積算値に達するまで、バッテリ15の充電を停止させることになるのである。これにより、酸素ガスの発生過多の状態は回避され、リザーブばらつき拡大による容量劣化や内圧上昇といった事態を防止するものである。
The hybrid ECU 17 then calculates the integrated current value of the
なお、上述した実施の形態では、図3に示すようなグラフを電動発電機制御手段18を構成するハイブリッドECU17等のメモリに記憶させ、そのハイブリッドECU17が、バッテリECU23から入力されるSOCをこのグラフに照らして、対応する絞り開始電流積算値A、絞り先電流積算値C及び充電禁止電流積算値Bを決定する場合を説明した。けれども、この制御は、電動発電機制御手段18を構成するバッテリECU23が行う様にしても良く、他のECUが兼ねるようにしても良い。 In the embodiment described above, a graph as shown in FIG. 3 is stored in a memory such as the hybrid ECU 17 constituting the motor generator control means 18, and the hybrid ECU 17 displays the SOC input from the battery ECU 23 in this graph. In the above description, the case where the corresponding aperture start current integrated value A, aperture destination current integrated value C, and charge inhibition current integrated value B are determined has been described. However, this control may be performed by the battery ECU 23 constituting the motor generator control means 18, or may be performed by another ECU.
また、上述した実施の形態では、図3に示すようなグラフを電動発電機制御手段18を構成するハイブリッドECU17等のメモリに記憶させ、そのハイブリッドECU17が、バッテリECU23から入力されるSOCをこのグラフに照らして、対応する絞り開始電流積算値A、絞り先電流積算値C及び充電禁止電流積算値Bを決定する場合を説明した。けれども、図3に示すようなグラフをメモリに記憶させるのではなく、SOCから絞り開始電流積算値A、絞り先電流積算値C及び充電禁止電流積算値Bを求める物理モデルなどを表す数式などをメモリに記憶させ、その数式を用いて充電禁止電流積算値B等を求めるようにしても良い。 In the above-described embodiment, the graph as shown in FIG. 3 is stored in a memory such as the hybrid ECU 17 constituting the motor generator control means 18, and the hybrid ECU 17 displays the SOC input from the battery ECU 23 in this graph. In the above description, the case where the corresponding aperture start current integrated value A, aperture destination current integrated value C, and charge inhibition current integrated value B are determined has been described. However, instead of storing the graph as shown in FIG. 3 in the memory, a mathematical expression representing a physical model for obtaining the aperture start current integrated value A, the aperture destination current integrated value C, and the charge inhibition current integrated value B from the SOC is shown. You may make it memorize | store in memory and obtain | require the charging prohibition electric current integrated value B etc. using the numerical formula.
また、上述した実施の形態では、自動車を減速させる減速走行時におけるバッテリ15の充電を説明したけれども、バッテリ15が充電される限り、エンジン10により電動発電機13を駆動させて発電させる場合や、降坂走行時における発電、及び低速走行時における発電のように、減速走行時以外の発電によるバッテリ15への充電であっても良い。
In the above-described embodiment, the charging of the
また、上述した実施の形態では、電気自動車がエンジン10と電動発電機13を備えるハイブリッド自動車1である場合を説明した。けれども、電気自動車は、バッテリ15及びそのバッテリ15に充電する電動発電機制御手段18を備える限り、エンジンを備えることの無い電気自動車であっても良い。
In the above-described embodiment, the case where the electric vehicle is the
更に、電気自動車がエンジン10と電動発電機13を備えるハイブリッド自動車1であったとしても、上述した実施の形態では、エンジン10がクラッチ12を介して電動発電機13に連結されたハイブリッド自動車1を例示した。けれども、エンジン10や電動発電機13の配置はこれに限られない。例えば、エンジン10と電動発電機13の間にクラッチ12を設けないようなハイブリッド自動車であっても良い。
Furthermore, even if the electric vehicle is the
10 エンジン
13 電動発電機
15 バッテリ
18 電動発電機制御手段
23 バッテリECU(バッテリ充電状態検出手段)
A 絞り開始電流積算値
B 充電禁止電流積算値
C 絞り先電流積算値
DESCRIPTION OF
A Aperture start current integrated value B Charging prohibited current integrated value C Restriction destination current integrated value
Claims (5)
前記電動発電機制御手段(18)は、前記バッテリ(15)の電流積算値が所定の充電禁止電流積算値(B)に達すると、放電電流が所定の放電電流積算値に達するまで、前記バッテリ(15)の充電を停止するように構成された電気自動車であって、
前記バッテリ(15)の充電状態を検出するバッテリ充電状態検出手段(23)が設けられ、
前記電動発電機制御手段(18)は、前記充電禁止電流積算値(B)を前記バッテリ(15)の充電状態に応じて変動させるように構成された
ことを特徴とする電気自動車。 A motor (13) and a battery (15) for supplying electric power to the motor generator (13), and at least the electric power generated by regenerative power generation of the motor generator (13) during deceleration of the battery ( 15) equipped with a motor generator control means (18) for charging,
The motor generator control means (18), when the current integrated value of the battery (15) reaches a predetermined charge prohibition current integrated value (B), until the discharge current reaches a predetermined discharge current integrated value, (15) an electric vehicle configured to stop charging,
Battery charge state detection means (23) for detecting the charge state of the battery (15) is provided,
The electric vehicle, wherein the motor generator control means (18) is configured to vary the charge inhibition current integrated value (B) according to a state of charge of the battery (15).
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