電動車両
【課題】リップル電流の発生が低減された電動車両を提供する。
【解決手段】電動車両１００は、蓄電装置１０と、蓄電装置１０の電力を用いるインバータ２０と、インバータ２０によって駆動されるモータジェネレータ３０と、インバータ２０を制御する制御装置５０とを備える。制御装置５０は、蓄電装置１０の温度と蓄電装置１０の充電状態ＳＯＣとに基づいて、モータジェネレータ３０の上限トルクを設定する。好ましくは、制御装置５０は、充電状態ＳＯＣが高いほど、トルクと回転数で表される平面上において使用禁止とする領域を拡大することによって、上限トルクが大きくなる動作領域を狭くする。
【解決手段】電動車両１００は、蓄電装置１０と、蓄電装置１０の電力を用いるインバータ２０と、インバータ２０によって駆動されるモータジェネレータ３０と、インバータ２０を制御する制御装置５０とを備える。制御装置５０は、蓄電装置１０の温度と蓄電装置１０の充電状態ＳＯＣとに基づいて、モータジェネレータ３０の上限トルクを設定する。好ましくは、制御装置５０は、充電状態ＳＯＣが高いほど、トルクと回転数で表される平面上において使用禁止とする領域を拡大することによって、上限トルクが大きくなる動作領域を狭くする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電動車両に関し、特に電池によって駆動されるモータを含む電動車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
特開平７−２３１６５１（特許文献１）には、負荷の電流脈動に対してバッテリーの電流放出を抑えると共に、バッテリー出力に重畳されるリップルを低減し、バッテリーの放電可能容量を増大することができる電気自動車用電源装置が開示されている。
【０００３】
この電気自動車用電源装置は、バッテリーの出力電流をオンオフするスイッチング素子と、このスイッチング素子による断続電流を平滑するインダクタンスコイルと、スイッチング素子に並列接続するフリーホイールダイオードとを含むチョッパ回路と、このチョッパ回路の入力側とバッテリーとの間に設けたインダクタンスコイルとを含む。
【０００４】
そして、チョッパ回路の作動に伴ってバッテリー出力に重畳されるリップルが、インダクタンスコイルによって低減される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−２３１６５１号公報
【特許文献２】特開２００８−２５９３０９号公報
【特許文献３】特開平１０−１６４８８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特開平１０−１６４８８４号公報に記載された電気自動車用電源装置は、電池出力部分に重畳するリップル電流を低減するためのフィルタ回路としてインダクタンスコイルを設けている。
【０００７】
しかしながら、フィルタ回路によってリップル電流を低減させると、フィルタ回路の発熱のために流せる電流が制限されたり、車両重量がフィルタ回路分増加するため車両の動力性能に制限が加わったりするおそれがある。
【０００８】
この発明の目的は、リップル電流の発生が低減された電動車両を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明は、要約すると、電動車両であって、電池と、電池の電力を用いるインバータと、インバータによって駆動されるモータと、インバータを制御する制御装置とを備える。制御装置は、電池の温度と電池の充電状態とに基づいて、モータの上限トルクを設定する。
【００１０】
好ましくは、制御装置は、充電状態が高いほど、トルクと回転数で表される平面上において使用禁止とする領域を拡大することによって、上限トルクが大きくなる動作領域を狭くする。
【００１１】
好ましくは、制御装置は、電池の温度が高いほど、トルクと回転数で表される平面上において使用禁止とする領域を拡大することによって、上限トルクが大きくなる動作領域を狭くする。
【００１２】
より好ましくは、制御装置は、平面上において、第１の領域では第１のキャリア周波数でインバータを制御し、第２の領域では第１のキャリア周波数よりも低い第２のキャリア周波数でインバータを制御する。制御装置は、第２の領域のうちの使用禁止とする領域を拡大することによって、動作領域を狭くする。
【００１３】
より好ましくは、使用禁止とする領域は、リップル電流が許容値を超える領域である。
より好ましくは、制御装置は、冷却水の温度に応じて第１の領域と第２の領域との境界を変更する。
【００１４】
さらに好ましくは、制御装置は、冷却水の温度が低いほど第１の領域を拡大する。
好ましくは、制御装置は、電池の劣化度合いが進むほど、トルクと回転数で表される平面上において、上限トルクが大きくなる動作領域を広くする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、リップル電流の発生が抑制された電動車両が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】電動車両の全体ブロック図である。
【図２】リップル電流と電池内部抵抗Ｒとの関係を説明するための図である。
【図３】車両状態Ａにおける出力トルク上限ラインを説明するための図である。
【図４】車両状態Ｂにおける出力トルク上限ラインを説明するための図である。
【図５】実施の形態１で制御装置５０が実行する制御を説明するためのフローチャートである。
【図６】図５のステップＳ３で選択されるマップの一例を示した図である。
【図７】実施の形態２で制御装置５０が実行する制御を説明するためのフローチャートである。
【図８】図７のステップＳ１４で選択されるマップの一例を示した図である。
【図９】実施の形態３で制御装置５０が実行する制御を説明するためのフローチャートである。
【図１０】図９のステップＳ２５で選択されるマップの一例を示した図である。
【図１１】電池劣化情報Ｚを考慮した場合の効果を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一の符号を付してその説明は繰返さない。
【００１８】
［実施の形態に共通する電動車両の構成］
図１は、電動車両の全体ブロック図である。
【００１９】
図１を参照して、電動車両１００は、蓄電装置１０と、エアコン２２と、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４と、インバータ２０と、モータジェネレータ３０と、駆動輪３５と、冷却装置２６とを備える。電動車両１００は、さらに、電圧センサ４２と、電流センサ４４と、温度センサ４６と、車輪速センサ３７と、制御装置５０とを備える。
【００２０】
蓄電装置１０は、車両を走行させるための電力を蓄える直流電源である。蓄電装置１０は、互いに並列接続されたリチウムイオン電池１０Ａ、１０Ｂを含む。リチウムイオン電池１０Ａ、１０Ｂは、直列に接続されていても良い。なお、リチウムイオン電池の代わりに、たとえば、ニッケル水素電池などの二次電池を使用してもよい。蓄電装置１０は、図示されない充電器を用いて車両外部の電源によって充電される。また、電動車両１００の制動時や下り斜面での加速度低減時にも、モータジェネレータ３０によって発電される電力がインバータ２０を経由して蓄電装置１０に充電される。
【００２１】
また蓄電装置１０は、蓄えられた電力をインバータ２０に出力する。インバータ２０は、制御装置５０からの信号ＰＷＩに基づいて、蓄電装置１０から供給される直流電力を三相交流に変換してモータジェネレータ３０へ出力し、モータジェネレータ３０を駆動する。
【００２２】
電動車両１００の制動時等には、インバータ２０は、モータジェネレータ３０によって発電される三相交流電力を信号ＰＷＩに基づいて直流に変換し、蓄電装置１０へ出力する。インバータ２０は、たとえば、三相分のスイッチング素子を含む三相ＰＷＭ（パルス幅変調）インバータによって構成される。
【００２３】
モータジェネレータ３０は、力行動作および回生動作可能な電動発電機である。モータジェネレータ３０は、たとえば、ロータに永久磁石が埋設された三相交流同期電動発電機によって構成される。モータジェネレータ３０は、インバータ２０によって駆動され、走行用の駆動トルクを発生して駆動輪３５を駆動する。また、電動車両１００の制動時等には、モータジェネレータ３０は、電動車両１００の有する運動エネルギを駆動輪３５から受けて発電を行なう。
【００２４】
エアコン２２は、蓄電装置１０から電力を受けて車室内を空調する。ＤＣ／ＤＣコンバータ２４は、蓄電装置１０からの電力を受けて図示しない補機類に対して電源電圧を供給する。
【００２５】
電圧センサ４２は、蓄電装置１０の電圧ＶＢを検出し、その検出値を制御装置５０へ出力する。電流センサ４４は、蓄電装置１０に入出力される電流ＩＢを検出し、その検出値を制御装置５０へ出力する。温度センサ４６は、蓄電装置１０の温度ＴＢを検出し、その検出値を制御装置５０へ出力する。
【００２６】
制御装置５０は、モータ回転数センサ３１によってモータジェネレータ３０の回転数ＮＭを検出することによって移動距離や車速を計算する。なお、制御装置５０は、車輪速センサ３７を用いて移動距離や車速を計算してもよい。車輪速センサ３７は、駆動輪３５の回転角に伴い発生するパルスを出力する。このパルスの数を制御装置５０が数えて走行距離Ｌおよび車速を計算することができる。
【００２７】
制御装置５０は、電圧センサ４２、電流センサ４４および温度センサ４６からそれぞれ電圧ＶＢ、電流ＩＢおよび温度ＴＢの検出値を受ける。そして、制御装置５０は、インバータ２０を駆動するためのインバータスイッチング指令信号を生成し、その指令信号を信号ＰＷＩとしてインバータ２０へ出力する。
【００２８】
また、制御装置５０は、電圧ＶＢおよび電流ＩＢの各検出値に基づいて、蓄電装置１０のＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ：充電状態、残存容量、蓄電量とも言う）を算出する。ＳＯＣの算出方法としては、蓄電装置１０の開回路電圧（ＯＣＶ）とＳＯＣとの関係を用いて算出または推定する方法や、電流ＩＢの積算値を用いて算出または推定する方法等、種々の公知の手法を用いることができる。
【００２９】
電気自動車では、航続距離を稼ぐため、内部抵抗が小さく電池容量の大きいリチウムイオン電池１０Ａ，１０Ｂを並列接続し、容量を確保している。そのため、インバータ２０から見た蓄電装置１０のインピーダンスは、他の電池を使用し電圧を昇圧してインバータに供給するようなハイブリッド自動車等と比べて小さい。インピーダンスが小さいと、インバータのスイッチングによるリップル電流が増大する。
【００３０】
電池出力部分に重畳されるリップル成分は、フィルタ回路で低減させるのが一般的であるが、フィルタ回路が発熱し電流制限をする必要が生じたり、フィルタ回路の重量分が車両重量に加わったりすることによって、車両の動力性能に制限が加わる。
【００３１】
そこで、本実施の形態ではフィルタ回路を用いずにリップル成分が低減されるように、リップル電流に起因するパラメータの変化に合わせて、駆動トルクの上限値を決める駆動力線を可変とする。駆動力線を可変とすることで、一律に駆動トルクを制限してしまうよりも使用可能な駆動力範囲が拡大する。
【００３２】
図２は、リップル電流と電池内部抵抗Ｒとの関係を説明するための図である。図２に示すように、リップル電流は、電池内部抵抗Ｒが小さいほど大きくなる傾向がある。そして電池内部抵抗Ｒは、種々の電池の状態を示すパラメータ（温度、ＳＯＣなど）によって変化するため、電池内部抵抗Ｒが小さい場合には出力トルク上限を下げ、電池内部抵抗Ｒが大きい場合には出力トルク上限を上げるようにモータ制御を行なう。そうすることにより、ユーザの希望する出力トルクを出力できる機会が増える可能性が高まる。
【００３３】
図３は、車両状態Ａにおける出力トルク上限ラインを説明するための図である。図３の平面の縦軸にはモータトルク、横軸にはモータ回転数が示されている。モータトルクが大きい領域（トルクＹ１〜Ｙ２）は、インバータキャリア周波数ｆｃ＝ｆ１でインバータが制御される。そしてモータトルクが小さい領域（トルク０〜Ｙ１）は、インバータキャリア周波数ｆｃ＝ｆ２（ただしｆ２＞ｆ１）でインバータが制御される。
【００３４】
リップル電流はトルクが大きい（インバータキャリア周波数ｆｃ＝ｆ１）ときに発生しやすいが、トルクが小さい（インバータキャリア周波数ｆｃ＝ｆ２）ときには発生しにくい。したがって、モータトルクが小さい領域（トルク０〜Ｙ１）では使用禁止領域は設けられていない。
【００３５】
モータトルクが大きい領域（トルクＹ１〜Ｙ２）には、使用禁止領域が設けられるので、出力トルク上限ラインＭＡは、図３で示すようにモータ回転数が低い領域ではトルクＹ２まで出力可能であるが、モータ回転数が高い領域ではトルクＹ１に上限値が設定される。
【００３６】
図４は、車両状態Ｂにおける出力トルク上限ラインを説明するための図である。車両状態Ｂは、図３の車両状態Ａよりも電池の内部抵抗Ｒが大きくなっている状態である。
【００３７】
図４の平面の縦軸にはモータトルク、横軸にはモータ回転数が示されている。図３と同様に、モータトルクが大きい領域（トルクＹ１〜Ｙ２）は、インバータキャリア周波数ｆｃ＝ｆ１でインバータが制御される。そしてモータトルクが小さい領域（トルク０〜Ｙ１）は、インバータキャリア周波数ｆｃ＝ｆ２（ただしｆ２＞ｆ１）でインバータが制御される。
【００３８】
リップル電流はインバータキャリア周波数ｆｃが小さいときに発生しやすく、インバータキャリア周波数ｆｃ大きいときには発生しにくい。したがって、モータトルクが小さい領域（トルク０〜Ｙ１）では使用禁止領域は設けられていない。
【００３９】
モータトルクが大きい領域（トルクＹ１〜Ｙ２）には、使用禁止領域が設けられるので、出力トルク上限ラインＭＢは、図４で示すようにモータ回転数が低い領域ではトルクＹ２まで出力可能であるが、モータ回転数が高い領域ではトルクＹ１に上限値が設定される。ただし、図３と比較すると、使用禁止領域が狭くなっている分使用可能領域が増えている。
【００４０】
たとえば、モータ回転数Ｎ＝Ｎ１である場合に出力可能なモータトルクは、図３の車両状態Ａでは範囲ＴＱ１であったが、図４の車両状態Ｂでは範囲ＴＱ２に増加する。また、フィルタ回路を挿入した場合では、出力可能範囲は全体的に制限され、範囲ＴＱ２のトルクを出力することは不可能となる。
【００４１】
［実施の形態１］
図５は、実施の形態１で制御装置５０が実行する制御を説明するためのフローチャートである。図５のフローチャートの処理は、所定のメインルーチンから一定時間ごとまたは所定の条件が成立するごとに呼び出されて実行される。
【００４２】
図１、図５を参照して、処理が開始されるとまずステップＳ１において、制御装置５０は温度センサ４６から電池温度ＴＢを取得する。続いてステップＳ２において、制御装置５０は、種々の公知の手法を用いて算出または推定されている蓄電装置１０のＳＯＣを取得する。
【００４３】
そして、ステップＳ３では制御装置５０は、電池温度ＴＢおよびＳＯＣに基づいてリップルによる上限トルクを示すマップを選択する。
【００４４】
図６は、図５のステップＳ３で選択されるマップの一例を示した図である。
図６を参照して、電池温度ＴＢ＝２０℃、…、６０℃におけるマップが上から順に示されている。たとえば電池温度ＴＢ＝２０℃のマップには、ＳＯＣ＝２０％，４０％，６０％，８０％のトルク上限ラインが示されている。これらはＳＯＣが高くなるほど動作禁止領域が拡大するように設定されている。
【００４５】
また、電池温度ＴＢ＝６０℃のマップにも、ＳＯＣ＝２０％，４０％，６０％，８０％のトルク上限ラインが示されている。これらもＳＯＣが高くなるほど動作禁止領域が拡大するように設定されている。そして、同じＳＯＣのラインを比較すると、電池温度ＴＢ＝６０℃のほうが電池温度ＴＢ＝２０℃よりも、動作禁止領域が拡大している。
【００４６】
このようなマップとしている理由は、電池温度ＴＢが高いほど電池の内部抵抗Ｒが小さくなるのでリップルが発生しやすいからであり、また。ＳＯＣが高いほど電池の内部抵抗Ｒが小さくなるのでリップルが発生しやすいからである。
【００４７】
言い換えると、電池温度ＴＢが小さくまたＳＯＣが低い車両状態では、リップルを考慮したモータトルクの制限を行なわないで済む。
【００４８】
再び図５を参照して、ステップＳ３でマップが選択されたのちには、ステップＳ４において選択したマップによって使用可能な回転数とトルクの範囲が決定され、ステップＳ５において処理はメインルーチンに戻される。なお、この決定された範囲はリップルを考慮して制限されたものである。したがって、インバータの性能やモータジェネレータの性能などによる制限がさらにメインルーチンまたはそれから分岐したサブルーチンによって考慮され、これによりトルクがさらに制限される場合もある。
【００４９】
実施の形態１によれば、電池温度ＴＢが小さくまたＳＯＣが低い車両状態では、リップルを考慮したモータトルクの制限を行なわないで済むので、ユーザの要求通りの車両挙動を実現できる可能性が高まる。
【００５０】
［実施の形態２］
図７は、実施の形態２で制御装置５０が実行する制御を説明するためのフローチャートである。図７のフローチャートの処理は、所定のメインルーチンから一定時間ごとまたは所定の条件が成立するごとに呼び出されて実行される。
【００５１】
図１、図７を参照して、処理が開始されるとまずステップＳ１１において、制御装置５０は温度センサ４６から電池温度ＴＢを取得する。続いてステップＳ１２において、制御装置５０は、種々の公知の手法を用いて算出または推定されている蓄電装置１０のＳＯＣを取得する。
【００５２】
さらに、ステップＳ１３において、制御装置５０は、冷却装置２６から冷却水の温度ＴＷを取得する。冷却装置２６は、インバータ２０に加えてモータジェネレータ３０や充電器等の車載機器の冷却を行なう。
【００５３】
そして、ステップＳ１４では制御装置５０は、電池温度ＴＢと、ＳＯＣと冷却水の温度ＴＷとに基づいてリップルによる上限トルクを示すマップを選択する。
【００５４】
図８は、図７のステップＳ１４で選択されるマップの一例を示した図である。
図８で示されるマップには、図４に示した車両状態ＢのマップＭＢに対して、キャリア周波数を切換える境界トルクＹ１がトルクＹ１Ｃに上昇し、使用禁止領域が図４よりも狭くなった状態が示されている。
【００５５】
電池温度ＴＢおよびＳＯＣによってキャリア周波数ｆｃ＝ｆ１で制御される部分の使用禁止領域が可変とされる点については、実施の形態１と同様であるので説明は繰返さない。実施の形態２では、実施の形態１でおこなったマップの選択に加えて、インバータのキャリア周波数領域の変化に合わせて、モータ上限トルクを変更する。たとえば、マップＭＢ（ＴＷ＝Ｔ１）に比べてマップＭＣ（ＴＷ＝Ｔ２）は冷却水温ＴＷが低い状態とする。このようにすれば、冷却水温ＴＷが低い状態において使用禁止領域がさらに狭くなる。
【００５６】
再び図７を参照して、ステップＳ１４でマップが選択されたのちには、ステップＳ１５において選択したマップによって使用可能な回転数とトルクの範囲が決定され、ステップＳ１６において処理はメインルーチンに戻される。なお、この決定された範囲はリップルを考慮して制限されたものである。したがって、インバータの性能やモータジェネレータの性能などによる制限がさらにメインルーチンまたはそれから分岐したサブルーチンによって考慮され、これによりトルクがさらに制限される場合もある。
【００５７】
実施の形態２によれば、実施の形態１で奏する効果に加えて、さらに冷却水温ＴＷが低い車両状態では、リップルを考慮したモータトルクの上限値が大きくなるので、ユーザの要求通りの車両挙動を実現できる可能性が高まる。
【００５８】
［実施の形態３］
実施の形態２では、電池温度ＴＢ、ＳＯＣ、冷却水温度ＴＷを考慮した。実施の形態３では、電池の劣化による内部抵抗の増加をさらに考慮する。さきに説明したように電池の内部抵抗Ｒが増加すればリップルが発生しにくくなるので、トルク制限を行なう必要がなくなる場合もある。
【００５９】
図９は、実施の形態３で制御装置５０が実行する制御を説明するためのフローチャートである。図９のフローチャートの処理は、所定のメインルーチンから一定時間ごとまたは所定の条件が成立するごとに呼び出されて実行される。
【００６０】
図１、図９を参照して、処理が開始されるとまずステップＳ２１において、制御装置５０は温度センサ４６から電池温度ＴＢを取得する。続いてステップＳ２２において、制御装置５０は、種々の公知の手法を用いて算出または推定されている蓄電装置１０のＳＯＣを取得する。
【００６１】
さらに、ステップＳ２３において、制御装置５０は、冷却装置２６から冷却水の温度ＴＷを取得する。冷却装置２６は、インバータ２０に加えてモータジェネレータ３０や充電器等の車載機器の冷却を行なう。
【００６２】
実施の形態３では、制御装置５０はさらにステップＳ２４において電池劣化情報Ｚを取得する。電池劣化情報Ｚは、たとえば、蓄電装置１０を設置または交換した日付を内部の不揮発メモリなどに記憶しておき、現在の日付と記憶されている日付とを比較することによって電池の使用期間がどれくらいであるかを示すものである。なお、電池の状態（電池温度ＴＢやＳＯＣ等）をある測定条件にしたときに内部抵抗を測定して電池劣化情報Ｚを得てもよい。
【００６３】
そして、ステップＳ２５では制御装置５０は、電池温度ＴＢとＳＯＣと冷却水の温度ＴＷと電池劣化情報Ｚとに基づいてリップルによる上限トルクを示すマップを選択する。
【００６４】
図１０は、図９のステップＳ２５で選択されるマップの一例を示した図である。
図１０で示されるマップには、電池温度ＴＢ＝２０，４０，６０℃、電池使用期間が新品、１年〜１０年、冷却水温度ＴＷ＝Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３の各々について、図６に示したようなＳＯＣが変化したときの上限トルクの変化を示すマップがマトリクス的に配置されている。なお、図１０で示されるマップでは電池劣化情報Ｚとして電池使用期間を採用している。
【００６５】
図１１は、電池劣化情報Ｚを考慮した場合の効果を説明するための図である。図１１には、マップＭＤは電池劣化情報Ｚを考慮したことにより、図８で説明したマップＭＣの使用禁止領域が使用可能となったことが示されている。たとえば、電池が新品であればマップＭＣであったのが、５年使用した電池であればマップＭＤに示すように内部抵抗の増加によってリップル発生領域が狭くなった結果使用禁止領域が無くなるようなことが考えられる。
【００６６】
再び図９を参照して、ステップＳ２５でマップが選択されたのちには、ステップＳ２６において選択したマップによって使用可能な回転数とトルクの範囲が決定され、ステップＳ２７において処理はメインルーチンに戻される。なお、この決定された範囲はリップルを考慮して制限されたものである。したがって、インバータの性能やモータジェネレータの性能などによる制限がさらにメインルーチンまたはそれから分岐したサブルーチンによって考慮され、これによりトルクがさらに制限される場合もある。
【００６７】
実施の形態３によれば、実施の形態１、２で奏する効果に加えて、経年劣化した電池を使用する場合は、さらにリップルを考慮したモータトルクの上限値が大きくなるので、ユーザの要求通りの車両挙動を実現できる可能性が高まる。
【００６８】
最後に、図１等を参照して実施の形態１〜３について総括する。電動車両１００は、蓄電装置１０と、蓄電装置１０の電力を用いるインバータ２０と、インバータ２０によって駆動されるモータジェネレータ３０と、インバータ２０を制御する制御装置５０とを備える。制御装置５０は、蓄電装置１０の温度と蓄電装置１０の充電状態ＳＯＣとに基づいて、モータジェネレータ３０の上限トルクを設定する。
【００６９】
好ましくは、図６に示すように、制御装置５０は、充電状態が高いほど、トルクと回転数で表される平面上において使用禁止とする領域を拡大することによって、上限トルクが大きくなる動作領域を狭くする。
【００７０】
好ましくは、図６に示すように、制御装置５０は、蓄電装置１０の温度が高いほど、トルクと回転数で表される平面上において使用禁止とする領域を拡大することによって、上限トルクが大きくなる動作領域を狭くする。
【００７１】
より好ましくは、図６に示すように、制御装置５０は、平面上において、第１の領域では第１のキャリア周波数でインバータ２０を制御し、第２の領域では第１のキャリア周波数よりも低い第２のキャリア周波数でインバータ２０を制御する。制御装置５０は、第２の領域のうちの使用禁止とする領域を拡大することによって、動作領域を狭くする。
【００７２】
より好ましくは、図３、図４、図６、図８の使用禁止とする領域は、リップル電流が許容値を超える領域である。
【００７３】
より好ましくは、図８に示すように、制御装置５０は、冷却水の温度に応じて第１の領域と第２の領域との境界を変更する。
【００７４】
さらに好ましくは、図８に示すように、制御装置５０は、冷却水の温度が低いほど第１の領域を拡大する。
【００７５】
好ましくは、図１０、図１１に示すように、制御装置５０は、蓄電装置１０の劣化度合いが進むほど、トルクと回転数で表される平面上において、上限トルクが大きくなる動作領域を広くする。
【００７６】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００７７】
１０ 蓄電装置、１０Ａ，１０Ｂ リチウムイオン電池、２０ インバータ、２２ エアコン、２４ コンバータ、２６ 冷却装置、３０ モータジェネレータ、３１ モータ回転数センサ、３５ 駆動輪、３７ 車輪速センサ、４２ 電圧センサ、４４ 電流センサ、４６ 温度センサ、５０ 制御装置、１００ 電動車両。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電動車両に関し、特に電池によって駆動されるモータを含む電動車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
特開平７−２３１６５１（特許文献１）には、負荷の電流脈動に対してバッテリーの電流放出を抑えると共に、バッテリー出力に重畳されるリップルを低減し、バッテリーの放電可能容量を増大することができる電気自動車用電源装置が開示されている。
【０００３】
この電気自動車用電源装置は、バッテリーの出力電流をオンオフするスイッチング素子と、このスイッチング素子による断続電流を平滑するインダクタンスコイルと、スイッチング素子に並列接続するフリーホイールダイオードとを含むチョッパ回路と、このチョッパ回路の入力側とバッテリーとの間に設けたインダクタンスコイルとを含む。
【０００４】
そして、チョッパ回路の作動に伴ってバッテリー出力に重畳されるリップルが、インダクタンスコイルによって低減される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−２３１６５１号公報
【特許文献２】特開２００８−２５９３０９号公報
【特許文献３】特開平１０−１６４８８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特開平１０−１６４８８４号公報に記載された電気自動車用電源装置は、電池出力部分に重畳するリップル電流を低減するためのフィルタ回路としてインダクタンスコイルを設けている。
【０００７】
しかしながら、フィルタ回路によってリップル電流を低減させると、フィルタ回路の発熱のために流せる電流が制限されたり、車両重量がフィルタ回路分増加するため車両の動力性能に制限が加わったりするおそれがある。
【０００８】
この発明の目的は、リップル電流の発生が低減された電動車両を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明は、要約すると、電動車両であって、電池と、電池の電力を用いるインバータと、インバータによって駆動されるモータと、インバータを制御する制御装置とを備える。制御装置は、電池の温度と電池の充電状態とに基づいて、モータの上限トルクを設定する。
【００１０】
好ましくは、制御装置は、充電状態が高いほど、トルクと回転数で表される平面上において使用禁止とする領域を拡大することによって、上限トルクが大きくなる動作領域を狭くする。
【００１１】
好ましくは、制御装置は、電池の温度が高いほど、トルクと回転数で表される平面上において使用禁止とする領域を拡大することによって、上限トルクが大きくなる動作領域を狭くする。
【００１２】
より好ましくは、制御装置は、平面上において、第１の領域では第１のキャリア周波数でインバータを制御し、第２の領域では第１のキャリア周波数よりも低い第２のキャリア周波数でインバータを制御する。制御装置は、第２の領域のうちの使用禁止とする領域を拡大することによって、動作領域を狭くする。
【００１３】
より好ましくは、使用禁止とする領域は、リップル電流が許容値を超える領域である。
より好ましくは、制御装置は、冷却水の温度に応じて第１の領域と第２の領域との境界を変更する。
【００１４】
さらに好ましくは、制御装置は、冷却水の温度が低いほど第１の領域を拡大する。
好ましくは、制御装置は、電池の劣化度合いが進むほど、トルクと回転数で表される平面上において、上限トルクが大きくなる動作領域を広くする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、リップル電流の発生が抑制された電動車両が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】電動車両の全体ブロック図である。
【図２】リップル電流と電池内部抵抗Ｒとの関係を説明するための図である。
【図３】車両状態Ａにおける出力トルク上限ラインを説明するための図である。
【図４】車両状態Ｂにおける出力トルク上限ラインを説明するための図である。
【図５】実施の形態１で制御装置５０が実行する制御を説明するためのフローチャートである。
【図６】図５のステップＳ３で選択されるマップの一例を示した図である。
【図７】実施の形態２で制御装置５０が実行する制御を説明するためのフローチャートである。
【図８】図７のステップＳ１４で選択されるマップの一例を示した図である。
【図９】実施の形態３で制御装置５０が実行する制御を説明するためのフローチャートである。
【図１０】図９のステップＳ２５で選択されるマップの一例を示した図である。
【図１１】電池劣化情報Ｚを考慮した場合の効果を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一の符号を付してその説明は繰返さない。
【００１８】
［実施の形態に共通する電動車両の構成］
図１は、電動車両の全体ブロック図である。
【００１９】
図１を参照して、電動車両１００は、蓄電装置１０と、エアコン２２と、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４と、インバータ２０と、モータジェネレータ３０と、駆動輪３５と、冷却装置２６とを備える。電動車両１００は、さらに、電圧センサ４２と、電流センサ４４と、温度センサ４６と、車輪速センサ３７と、制御装置５０とを備える。
【００２０】
蓄電装置１０は、車両を走行させるための電力を蓄える直流電源である。蓄電装置１０は、互いに並列接続されたリチウムイオン電池１０Ａ、１０Ｂを含む。リチウムイオン電池１０Ａ、１０Ｂは、直列に接続されていても良い。なお、リチウムイオン電池の代わりに、たとえば、ニッケル水素電池などの二次電池を使用してもよい。蓄電装置１０は、図示されない充電器を用いて車両外部の電源によって充電される。また、電動車両１００の制動時や下り斜面での加速度低減時にも、モータジェネレータ３０によって発電される電力がインバータ２０を経由して蓄電装置１０に充電される。
【００２１】
また蓄電装置１０は、蓄えられた電力をインバータ２０に出力する。インバータ２０は、制御装置５０からの信号ＰＷＩに基づいて、蓄電装置１０から供給される直流電力を三相交流に変換してモータジェネレータ３０へ出力し、モータジェネレータ３０を駆動する。
【００２２】
電動車両１００の制動時等には、インバータ２０は、モータジェネレータ３０によって発電される三相交流電力を信号ＰＷＩに基づいて直流に変換し、蓄電装置１０へ出力する。インバータ２０は、たとえば、三相分のスイッチング素子を含む三相ＰＷＭ（パルス幅変調）インバータによって構成される。
【００２３】
モータジェネレータ３０は、力行動作および回生動作可能な電動発電機である。モータジェネレータ３０は、たとえば、ロータに永久磁石が埋設された三相交流同期電動発電機によって構成される。モータジェネレータ３０は、インバータ２０によって駆動され、走行用の駆動トルクを発生して駆動輪３５を駆動する。また、電動車両１００の制動時等には、モータジェネレータ３０は、電動車両１００の有する運動エネルギを駆動輪３５から受けて発電を行なう。
【００２４】
エアコン２２は、蓄電装置１０から電力を受けて車室内を空調する。ＤＣ／ＤＣコンバータ２４は、蓄電装置１０からの電力を受けて図示しない補機類に対して電源電圧を供給する。
【００２５】
電圧センサ４２は、蓄電装置１０の電圧ＶＢを検出し、その検出値を制御装置５０へ出力する。電流センサ４４は、蓄電装置１０に入出力される電流ＩＢを検出し、その検出値を制御装置５０へ出力する。温度センサ４６は、蓄電装置１０の温度ＴＢを検出し、その検出値を制御装置５０へ出力する。
【００２６】
制御装置５０は、モータ回転数センサ３１によってモータジェネレータ３０の回転数ＮＭを検出することによって移動距離や車速を計算する。なお、制御装置５０は、車輪速センサ３７を用いて移動距離や車速を計算してもよい。車輪速センサ３７は、駆動輪３５の回転角に伴い発生するパルスを出力する。このパルスの数を制御装置５０が数えて走行距離Ｌおよび車速を計算することができる。
【００２７】
制御装置５０は、電圧センサ４２、電流センサ４４および温度センサ４６からそれぞれ電圧ＶＢ、電流ＩＢおよび温度ＴＢの検出値を受ける。そして、制御装置５０は、インバータ２０を駆動するためのインバータスイッチング指令信号を生成し、その指令信号を信号ＰＷＩとしてインバータ２０へ出力する。
【００２８】
また、制御装置５０は、電圧ＶＢおよび電流ＩＢの各検出値に基づいて、蓄電装置１０のＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ：充電状態、残存容量、蓄電量とも言う）を算出する。ＳＯＣの算出方法としては、蓄電装置１０の開回路電圧（ＯＣＶ）とＳＯＣとの関係を用いて算出または推定する方法や、電流ＩＢの積算値を用いて算出または推定する方法等、種々の公知の手法を用いることができる。
【００２９】
電気自動車では、航続距離を稼ぐため、内部抵抗が小さく電池容量の大きいリチウムイオン電池１０Ａ，１０Ｂを並列接続し、容量を確保している。そのため、インバータ２０から見た蓄電装置１０のインピーダンスは、他の電池を使用し電圧を昇圧してインバータに供給するようなハイブリッド自動車等と比べて小さい。インピーダンスが小さいと、インバータのスイッチングによるリップル電流が増大する。
【００３０】
電池出力部分に重畳されるリップル成分は、フィルタ回路で低減させるのが一般的であるが、フィルタ回路が発熱し電流制限をする必要が生じたり、フィルタ回路の重量分が車両重量に加わったりすることによって、車両の動力性能に制限が加わる。
【００３１】
そこで、本実施の形態ではフィルタ回路を用いずにリップル成分が低減されるように、リップル電流に起因するパラメータの変化に合わせて、駆動トルクの上限値を決める駆動力線を可変とする。駆動力線を可変とすることで、一律に駆動トルクを制限してしまうよりも使用可能な駆動力範囲が拡大する。
【００３２】
図２は、リップル電流と電池内部抵抗Ｒとの関係を説明するための図である。図２に示すように、リップル電流は、電池内部抵抗Ｒが小さいほど大きくなる傾向がある。そして電池内部抵抗Ｒは、種々の電池の状態を示すパラメータ（温度、ＳＯＣなど）によって変化するため、電池内部抵抗Ｒが小さい場合には出力トルク上限を下げ、電池内部抵抗Ｒが大きい場合には出力トルク上限を上げるようにモータ制御を行なう。そうすることにより、ユーザの希望する出力トルクを出力できる機会が増える可能性が高まる。
【００３３】
図３は、車両状態Ａにおける出力トルク上限ラインを説明するための図である。図３の平面の縦軸にはモータトルク、横軸にはモータ回転数が示されている。モータトルクが大きい領域（トルクＹ１〜Ｙ２）は、インバータキャリア周波数ｆｃ＝ｆ１でインバータが制御される。そしてモータトルクが小さい領域（トルク０〜Ｙ１）は、インバータキャリア周波数ｆｃ＝ｆ２（ただしｆ２＞ｆ１）でインバータが制御される。
【００３４】
リップル電流はトルクが大きい（インバータキャリア周波数ｆｃ＝ｆ１）ときに発生しやすいが、トルクが小さい（インバータキャリア周波数ｆｃ＝ｆ２）ときには発生しにくい。したがって、モータトルクが小さい領域（トルク０〜Ｙ１）では使用禁止領域は設けられていない。
【００３５】
モータトルクが大きい領域（トルクＹ１〜Ｙ２）には、使用禁止領域が設けられるので、出力トルク上限ラインＭＡは、図３で示すようにモータ回転数が低い領域ではトルクＹ２まで出力可能であるが、モータ回転数が高い領域ではトルクＹ１に上限値が設定される。
【００３６】
図４は、車両状態Ｂにおける出力トルク上限ラインを説明するための図である。車両状態Ｂは、図３の車両状態Ａよりも電池の内部抵抗Ｒが大きくなっている状態である。
【００３７】
図４の平面の縦軸にはモータトルク、横軸にはモータ回転数が示されている。図３と同様に、モータトルクが大きい領域（トルクＹ１〜Ｙ２）は、インバータキャリア周波数ｆｃ＝ｆ１でインバータが制御される。そしてモータトルクが小さい領域（トルク０〜Ｙ１）は、インバータキャリア周波数ｆｃ＝ｆ２（ただしｆ２＞ｆ１）でインバータが制御される。
【００３８】
リップル電流はインバータキャリア周波数ｆｃが小さいときに発生しやすく、インバータキャリア周波数ｆｃ大きいときには発生しにくい。したがって、モータトルクが小さい領域（トルク０〜Ｙ１）では使用禁止領域は設けられていない。
【００３９】
モータトルクが大きい領域（トルクＹ１〜Ｙ２）には、使用禁止領域が設けられるので、出力トルク上限ラインＭＢは、図４で示すようにモータ回転数が低い領域ではトルクＹ２まで出力可能であるが、モータ回転数が高い領域ではトルクＹ１に上限値が設定される。ただし、図３と比較すると、使用禁止領域が狭くなっている分使用可能領域が増えている。
【００４０】
たとえば、モータ回転数Ｎ＝Ｎ１である場合に出力可能なモータトルクは、図３の車両状態Ａでは範囲ＴＱ１であったが、図４の車両状態Ｂでは範囲ＴＱ２に増加する。また、フィルタ回路を挿入した場合では、出力可能範囲は全体的に制限され、範囲ＴＱ２のトルクを出力することは不可能となる。
【００４１】
［実施の形態１］
図５は、実施の形態１で制御装置５０が実行する制御を説明するためのフローチャートである。図５のフローチャートの処理は、所定のメインルーチンから一定時間ごとまたは所定の条件が成立するごとに呼び出されて実行される。
【００４２】
図１、図５を参照して、処理が開始されるとまずステップＳ１において、制御装置５０は温度センサ４６から電池温度ＴＢを取得する。続いてステップＳ２において、制御装置５０は、種々の公知の手法を用いて算出または推定されている蓄電装置１０のＳＯＣを取得する。
【００４３】
そして、ステップＳ３では制御装置５０は、電池温度ＴＢおよびＳＯＣに基づいてリップルによる上限トルクを示すマップを選択する。
【００４４】
図６は、図５のステップＳ３で選択されるマップの一例を示した図である。
図６を参照して、電池温度ＴＢ＝２０℃、…、６０℃におけるマップが上から順に示されている。たとえば電池温度ＴＢ＝２０℃のマップには、ＳＯＣ＝２０％，４０％，６０％，８０％のトルク上限ラインが示されている。これらはＳＯＣが高くなるほど動作禁止領域が拡大するように設定されている。
【００４５】
また、電池温度ＴＢ＝６０℃のマップにも、ＳＯＣ＝２０％，４０％，６０％，８０％のトルク上限ラインが示されている。これらもＳＯＣが高くなるほど動作禁止領域が拡大するように設定されている。そして、同じＳＯＣのラインを比較すると、電池温度ＴＢ＝６０℃のほうが電池温度ＴＢ＝２０℃よりも、動作禁止領域が拡大している。
【００４６】
このようなマップとしている理由は、電池温度ＴＢが高いほど電池の内部抵抗Ｒが小さくなるのでリップルが発生しやすいからであり、また。ＳＯＣが高いほど電池の内部抵抗Ｒが小さくなるのでリップルが発生しやすいからである。
【００４７】
言い換えると、電池温度ＴＢが小さくまたＳＯＣが低い車両状態では、リップルを考慮したモータトルクの制限を行なわないで済む。
【００４８】
再び図５を参照して、ステップＳ３でマップが選択されたのちには、ステップＳ４において選択したマップによって使用可能な回転数とトルクの範囲が決定され、ステップＳ５において処理はメインルーチンに戻される。なお、この決定された範囲はリップルを考慮して制限されたものである。したがって、インバータの性能やモータジェネレータの性能などによる制限がさらにメインルーチンまたはそれから分岐したサブルーチンによって考慮され、これによりトルクがさらに制限される場合もある。
【００４９】
実施の形態１によれば、電池温度ＴＢが小さくまたＳＯＣが低い車両状態では、リップルを考慮したモータトルクの制限を行なわないで済むので、ユーザの要求通りの車両挙動を実現できる可能性が高まる。
【００５０】
［実施の形態２］
図７は、実施の形態２で制御装置５０が実行する制御を説明するためのフローチャートである。図７のフローチャートの処理は、所定のメインルーチンから一定時間ごとまたは所定の条件が成立するごとに呼び出されて実行される。
【００５１】
図１、図７を参照して、処理が開始されるとまずステップＳ１１において、制御装置５０は温度センサ４６から電池温度ＴＢを取得する。続いてステップＳ１２において、制御装置５０は、種々の公知の手法を用いて算出または推定されている蓄電装置１０のＳＯＣを取得する。
【００５２】
さらに、ステップＳ１３において、制御装置５０は、冷却装置２６から冷却水の温度ＴＷを取得する。冷却装置２６は、インバータ２０に加えてモータジェネレータ３０や充電器等の車載機器の冷却を行なう。
【００５３】
そして、ステップＳ１４では制御装置５０は、電池温度ＴＢと、ＳＯＣと冷却水の温度ＴＷとに基づいてリップルによる上限トルクを示すマップを選択する。
【００５４】
図８は、図７のステップＳ１４で選択されるマップの一例を示した図である。
図８で示されるマップには、図４に示した車両状態ＢのマップＭＢに対して、キャリア周波数を切換える境界トルクＹ１がトルクＹ１Ｃに上昇し、使用禁止領域が図４よりも狭くなった状態が示されている。
【００５５】
電池温度ＴＢおよびＳＯＣによってキャリア周波数ｆｃ＝ｆ１で制御される部分の使用禁止領域が可変とされる点については、実施の形態１と同様であるので説明は繰返さない。実施の形態２では、実施の形態１でおこなったマップの選択に加えて、インバータのキャリア周波数領域の変化に合わせて、モータ上限トルクを変更する。たとえば、マップＭＢ（ＴＷ＝Ｔ１）に比べてマップＭＣ（ＴＷ＝Ｔ２）は冷却水温ＴＷが低い状態とする。このようにすれば、冷却水温ＴＷが低い状態において使用禁止領域がさらに狭くなる。
【００５６】
再び図７を参照して、ステップＳ１４でマップが選択されたのちには、ステップＳ１５において選択したマップによって使用可能な回転数とトルクの範囲が決定され、ステップＳ１６において処理はメインルーチンに戻される。なお、この決定された範囲はリップルを考慮して制限されたものである。したがって、インバータの性能やモータジェネレータの性能などによる制限がさらにメインルーチンまたはそれから分岐したサブルーチンによって考慮され、これによりトルクがさらに制限される場合もある。
【００５７】
実施の形態２によれば、実施の形態１で奏する効果に加えて、さらに冷却水温ＴＷが低い車両状態では、リップルを考慮したモータトルクの上限値が大きくなるので、ユーザの要求通りの車両挙動を実現できる可能性が高まる。
【００５８】
［実施の形態３］
実施の形態２では、電池温度ＴＢ、ＳＯＣ、冷却水温度ＴＷを考慮した。実施の形態３では、電池の劣化による内部抵抗の増加をさらに考慮する。さきに説明したように電池の内部抵抗Ｒが増加すればリップルが発生しにくくなるので、トルク制限を行なう必要がなくなる場合もある。
【００５９】
図９は、実施の形態３で制御装置５０が実行する制御を説明するためのフローチャートである。図９のフローチャートの処理は、所定のメインルーチンから一定時間ごとまたは所定の条件が成立するごとに呼び出されて実行される。
【００６０】
図１、図９を参照して、処理が開始されるとまずステップＳ２１において、制御装置５０は温度センサ４６から電池温度ＴＢを取得する。続いてステップＳ２２において、制御装置５０は、種々の公知の手法を用いて算出または推定されている蓄電装置１０のＳＯＣを取得する。
【００６１】
さらに、ステップＳ２３において、制御装置５０は、冷却装置２６から冷却水の温度ＴＷを取得する。冷却装置２６は、インバータ２０に加えてモータジェネレータ３０や充電器等の車載機器の冷却を行なう。
【００６２】
実施の形態３では、制御装置５０はさらにステップＳ２４において電池劣化情報Ｚを取得する。電池劣化情報Ｚは、たとえば、蓄電装置１０を設置または交換した日付を内部の不揮発メモリなどに記憶しておき、現在の日付と記憶されている日付とを比較することによって電池の使用期間がどれくらいであるかを示すものである。なお、電池の状態（電池温度ＴＢやＳＯＣ等）をある測定条件にしたときに内部抵抗を測定して電池劣化情報Ｚを得てもよい。
【００６３】
そして、ステップＳ２５では制御装置５０は、電池温度ＴＢとＳＯＣと冷却水の温度ＴＷと電池劣化情報Ｚとに基づいてリップルによる上限トルクを示すマップを選択する。
【００６４】
図１０は、図９のステップＳ２５で選択されるマップの一例を示した図である。
図１０で示されるマップには、電池温度ＴＢ＝２０，４０，６０℃、電池使用期間が新品、１年〜１０年、冷却水温度ＴＷ＝Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３の各々について、図６に示したようなＳＯＣが変化したときの上限トルクの変化を示すマップがマトリクス的に配置されている。なお、図１０で示されるマップでは電池劣化情報Ｚとして電池使用期間を採用している。
【００６５】
図１１は、電池劣化情報Ｚを考慮した場合の効果を説明するための図である。図１１には、マップＭＤは電池劣化情報Ｚを考慮したことにより、図８で説明したマップＭＣの使用禁止領域が使用可能となったことが示されている。たとえば、電池が新品であればマップＭＣであったのが、５年使用した電池であればマップＭＤに示すように内部抵抗の増加によってリップル発生領域が狭くなった結果使用禁止領域が無くなるようなことが考えられる。
【００６６】
再び図９を参照して、ステップＳ２５でマップが選択されたのちには、ステップＳ２６において選択したマップによって使用可能な回転数とトルクの範囲が決定され、ステップＳ２７において処理はメインルーチンに戻される。なお、この決定された範囲はリップルを考慮して制限されたものである。したがって、インバータの性能やモータジェネレータの性能などによる制限がさらにメインルーチンまたはそれから分岐したサブルーチンによって考慮され、これによりトルクがさらに制限される場合もある。
【００６７】
実施の形態３によれば、実施の形態１、２で奏する効果に加えて、経年劣化した電池を使用する場合は、さらにリップルを考慮したモータトルクの上限値が大きくなるので、ユーザの要求通りの車両挙動を実現できる可能性が高まる。
【００６８】
最後に、図１等を参照して実施の形態１〜３について総括する。電動車両１００は、蓄電装置１０と、蓄電装置１０の電力を用いるインバータ２０と、インバータ２０によって駆動されるモータジェネレータ３０と、インバータ２０を制御する制御装置５０とを備える。制御装置５０は、蓄電装置１０の温度と蓄電装置１０の充電状態ＳＯＣとに基づいて、モータジェネレータ３０の上限トルクを設定する。
【００６９】
好ましくは、図６に示すように、制御装置５０は、充電状態が高いほど、トルクと回転数で表される平面上において使用禁止とする領域を拡大することによって、上限トルクが大きくなる動作領域を狭くする。
【００７０】
好ましくは、図６に示すように、制御装置５０は、蓄電装置１０の温度が高いほど、トルクと回転数で表される平面上において使用禁止とする領域を拡大することによって、上限トルクが大きくなる動作領域を狭くする。
【００７１】
より好ましくは、図６に示すように、制御装置５０は、平面上において、第１の領域では第１のキャリア周波数でインバータ２０を制御し、第２の領域では第１のキャリア周波数よりも低い第２のキャリア周波数でインバータ２０を制御する。制御装置５０は、第２の領域のうちの使用禁止とする領域を拡大することによって、動作領域を狭くする。
【００７２】
より好ましくは、図３、図４、図６、図８の使用禁止とする領域は、リップル電流が許容値を超える領域である。
【００７３】
より好ましくは、図８に示すように、制御装置５０は、冷却水の温度に応じて第１の領域と第２の領域との境界を変更する。
【００７４】
さらに好ましくは、図８に示すように、制御装置５０は、冷却水の温度が低いほど第１の領域を拡大する。
【００７５】
好ましくは、図１０、図１１に示すように、制御装置５０は、蓄電装置１０の劣化度合いが進むほど、トルクと回転数で表される平面上において、上限トルクが大きくなる動作領域を広くする。
【００７６】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００７７】
１０ 蓄電装置、１０Ａ，１０Ｂ リチウムイオン電池、２０ インバータ、２２ エアコン、２４ コンバータ、２６ 冷却装置、３０ モータジェネレータ、３１ モータ回転数センサ、３５ 駆動輪、３７ 車輪速センサ、４２ 電圧センサ、４４ 電流センサ、４６ 温度センサ、５０ 制御装置、１００ 電動車両。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池と、
前記電池の電力を用いるインバータと、
前記インバータによって駆動されるモータと、
前記インバータを制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記電池の温度と前記電池の充電状態とに基づいて、前記モータの上限トルクを設定する、電動車両。
【請求項２】
前記制御装置は、前記充電状態が高いほど、トルクと回転数で表される平面上において使用禁止とする領域を拡大することによって、前記上限トルクが大きくなる動作領域を狭くする、請求項１に記載の電動車両。
【請求項３】
前記制御装置は、前記電池の温度が高いほど、トルクと回転数で表される平面上において使用禁止とする領域を拡大することによって、前記上限トルクが大きくなる動作領域を狭くする、請求項１に記載の電動車両。
【請求項４】
前記制御装置は、前記平面上において、第１の領域では第１のキャリア周波数で前記インバータを制御し、第２の領域では前記第１のキャリア周波数よりも低い第２のキャリア周波数で前記インバータを制御し、
前記制御装置は、前記第２の領域のうちの使用禁止とする領域を拡大することによって、前記動作領域を狭くする、請求項２または３に記載の電動車両。
【請求項５】
前記使用禁止とする領域は、リップル電流が許容値を超える領域である、請求項２〜４のいずれか１項に記載の電動車両。
【請求項６】
前記制御装置は、冷却水の温度に応じて前記第１の領域と前記第２の領域との境界を変更する、請求項４に記載の電動車両。
【請求項７】
前記制御装置は、前記冷却水の温度が低いほど前記第１の領域を拡大する、請求項６に記載の電動車両。
【請求項８】
前記制御装置は、前記電池の劣化度合いが進むほど、トルクと回転数で表される平面上において、前記上限トルクが大きくなる動作領域を広くする、請求項１に記載の電動車両。
【請求項１】
電池と、
前記電池の電力を用いるインバータと、
前記インバータによって駆動されるモータと、
前記インバータを制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記電池の温度と前記電池の充電状態とに基づいて、前記モータの上限トルクを設定する、電動車両。
【請求項２】
前記制御装置は、前記充電状態が高いほど、トルクと回転数で表される平面上において使用禁止とする領域を拡大することによって、前記上限トルクが大きくなる動作領域を狭くする、請求項１に記載の電動車両。
【請求項３】
前記制御装置は、前記電池の温度が高いほど、トルクと回転数で表される平面上において使用禁止とする領域を拡大することによって、前記上限トルクが大きくなる動作領域を狭くする、請求項１に記載の電動車両。
【請求項４】
前記制御装置は、前記平面上において、第１の領域では第１のキャリア周波数で前記インバータを制御し、第２の領域では前記第１のキャリア周波数よりも低い第２のキャリア周波数で前記インバータを制御し、
前記制御装置は、前記第２の領域のうちの使用禁止とする領域を拡大することによって、前記動作領域を狭くする、請求項２または３に記載の電動車両。
【請求項５】
前記使用禁止とする領域は、リップル電流が許容値を超える領域である、請求項２〜４のいずれか１項に記載の電動車両。
【請求項６】
前記制御装置は、冷却水の温度に応じて前記第１の領域と前記第２の領域との境界を変更する、請求項４に記載の電動車両。
【請求項７】
前記制御装置は、前記冷却水の温度が低いほど前記第１の領域を拡大する、請求項６に記載の電動車両。
【請求項８】
前記制御装置は、前記電池の劣化度合いが進むほど、トルクと回転数で表される平面上において、前記上限トルクが大きくなる動作領域を広くする、請求項１に記載の電動車両。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１３−１７３６１（Ｐ２０１３−１７３６１Ａ）
【公開日】平成２５年１月２４日（２０１３．１．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１５００６５（Ｐ２０１１−１５００６５）
【出願日】平成２３年７月６日（２０１１．７．６）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月２４日（２０１３．１．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月６日（２０１１．７．６）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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