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公開番号2021072765
公報種別公開特許公報(A)
公開日20210506
出願番号2020079447
出願日20200428
発明の名称制御装置
出願人株式会社デンソー
代理人個人,個人,個人,個人
主分類B60L 1/00 20060101AFI20210409BHJP(車両一般)
要約【課題】蓄電池を的確に保護できる制御装置を提供する。
【解決手段】制御装置としてのEVECU31は、DCDCコンバータ23,電動コンプレッサ25である電気機器の消費電力値Pddc,Pcpを取得し、回転電機20を電動機として駆動する場合、取得した消費電力値を蓄電池22の放電電力制限値Woutから差し引くことにより入力制限値を算出する。EVECU31は、回転電機20を電動機として駆動する場合、回転電機20の消費電力値を入力制限値以下にするようにインバータ21を制御する。EVECU31は、正常な消費電力値Pddc,Pcpの取得ができない異常が発生した場合、入力制限値の算出に用いる電気機器の消費電力値を、電気機器の消費電力値が取り得る範囲の上限側にする。
【選択図】 図1
特許請求の範囲【請求項1】
蓄電装置(22)と、
前記蓄電装置に電気的に接続されるインバータ(21)と、
前記インバータに電気的に接続される回転電機(20)と、
前記蓄電装置に電気的に接続される電気機器であって、前記インバータ以外の電気機器(23,25)と、を備えるシステムに適用される制御装置(31)において、
前記電気機器の消費電力値(Pddc,Pcp)を取得する取得部と、
前記回転電機を電動機として駆動する場合、取得された消費電力値を前記蓄電装置の放電電力制限値(Wout)から差し引くことにより入力制限値(Winvin)を算出する制限値算出部と、
前記回転電機を電動機として駆動する場合、前記回転電機の消費電力値を前記入力制限値以下にするように前記インバータを制御する制御部と、を備え、
前記制限値算出部は、前記回転電機を電動機として駆動する場合において前記取得部により正常な消費電力値の取得ができない異常が発生したとき、前記入力制限値の算出に用いる前記電気機器の消費電力値を、前記電気機器が駆動される場合に取り得る消費電力値の範囲の上限側にする制御装置。
続きを表示(約 1,100 文字)【請求項2】
前記制限値算出部は、前記回転電機を発電機として駆動する場合、取得された消費電力値を前記蓄電装置の充電電力制限値(Win)に加えることにより出力制限値(Winvоut)を算出し、
前記制御部は、前記回転電機を発電機として駆動する場合、前記回転電機の発電電力値を前記出力制限値以下にするように前記インバータを制御し、
前記制限値算出部は、前記回転電機を発電機として駆動する場合において前記異常が発生したとき、前記出力制限値の算出に用いる前記電気機器の消費電力値を、前記範囲の下限側にする請求項1に記載の制御装置。
【請求項3】
前記制限値算出部は、前記回転電機を発電機として駆動する場合において前記異常が発生したとき、前記出力制限値の算出に用いる前記電気機器の消費電力値を0にする請求項2に記載の制御装置。
【請求項4】
前記制限値算出部は、前記回転電機を電動機として駆動する場合において前記異常が発生したとき、前記範囲の上限値を前記放電電力制限値から差し引くことにより前記入力制限値を算出する請求項1〜3のいずれか1項に記載の制御装置。
【請求項5】
蓄電装置(22)と、
前記蓄電装置に電気的に接続されるインバータ(21)と、
前記インバータに電気的に接続される回転電機(20)と、
前記蓄電装置に電気的に接続される電気機器であって、前記インバータ以外の電気機器(23,25)と、を備えるシステムに適用される制御装置(31)において、
前記電気機器の消費電力値を取得する取得部と、
前記回転電機を発電機として駆動する場合、取得された消費電力値を前記蓄電装置の充電電力制限値(Win)に加えることにより出力制限値(Winvоut)を算出する制限値算出部と、
前記回転電機を発電機として駆動する場合、前記回転電機の発電電力値を前記出力制限値以下にするように前記インバータを制御する制御部と、を備え、
前記制限値算出部は、前記回転電機を発電機として駆動する場合において前記取得部により正常な消費電力値の取得ができない異常が発生したとき、前記出力制限値の算出に用いる前記電気機器の消費電力値を、前記電気機器が駆動される場合に取り得る消費電力値の範囲の下限側にする制御装置。
【請求項6】
前記制限値算出部は、前記回転電機を発電機として駆動する場合において前記異常が発生したとき、前記出力制限値の算出に用いる前記電気機器の消費電力値を0にする請求項5に記載の制御装置。
【請求項7】
前記制御部は、前記異常が発生した場合、駆動中の前記電気機器の消費電力値を低下させる請求項1〜6のいずれか1項に記載の制御装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、制御装置に関する。
続きを表示(約 4,900 文字)【背景技術】
【0002】
従来、例えば特許文献1に見られるように、蓄電装置と、蓄電装置に電気的に接続されるインバータと、インバータに電気的に接続される回転電機とを備えるシステムに適用される制御装置が知られている。この制御装置は、蓄電装置の保護のために、蓄電装置の充電状態に応じて、蓄電装置からインバータを介して回転電機に供給する電力値を制限している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
特許第2761998号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
上記システムとして、蓄電装置に電気的に接続される電気機器であって、インバータ以外の電気機器を備えるものもある。このシステムにおいて、蓄電装置を的確に保護するためには、インバータ以外の電気機器の消費電力値を考慮して、インバータを介した蓄電装置と回転電機との間の伝達電力値を適正に制限することが要求される。
【0005】
本発明は、蓄電装置を的確に保護できる制御装置を提供することを主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
第1の発明は、蓄電装置と、
前記蓄電装置に電気的に接続されるインバータと、
前記インバータに電気的に接続される回転電機と、
前記蓄電装置に電気的に接続される電気機器であって、前記インバータ以外の電気機器と、を備えるシステムに適用される制御装置において、
前記電気機器の消費電力値を取得する取得部と、
前記回転電機を電動機として駆動する場合、取得された消費電力値を前記蓄電装置の放電電力制限値から差し引くことにより入力制限値を算出する制限値算出部と、
前記回転電機を電動機として駆動する場合、前記回転電機の消費電力値を前記入力制限値以下にするように前記インバータを制御する制御部と、を備え、
前記制限値算出部は、前記回転電機を電動機として駆動する場合において前記取得部により正常な消費電力値の取得ができない異常が発生したとき、前記入力制限値の算出に用いる前記電気機器の消費電力値を、前記電気機器が駆動される場合に取り得る消費電力値の範囲の上限側にする。
【0007】
第1の発明において、制限値算出部は、回転電機を電動機として駆動する場合、取得された消費電力値を蓄電装置の放電電力制限値から差し引くことにより入力制限値を算出する。制御部は、回転電機を電動機として駆動する場合、回転電機の消費電力値を入力制限値以下にするようにインバータを制御する。これにより、電気機器の消費電力値を考慮した適正な入力制限値を算出でき、蓄電装置を過放電から的確に保護することができる。
【0008】
ここで、回転電機が電動機として駆動される場合において、取得部により正常な消費電力値の取得ができない異常が発生し得る。この点、第1の発明において、制限値算出部は、上記異常が発生したとき、入力制限値の算出に用いる電気機器の消費電力値を、電気機器が駆動される場合に取り得る消費電力値の範囲の上限側にする。このため、異常が発生した場合であっても、蓄電装置の実際の放電電力値が放電電力制限値を超えることを抑制できる。その結果、蓄電装置の保護効果を高めることができる。
【0009】
第2の発明では、前記制限値算出部は、前記回転電機を発電機として駆動する場合、取得された消費電力値を前記蓄電装置の充電電力制限値に加えることにより出力制限値を算出し、
前記制御部は、前記回転電機を発電機として駆動する場合、前記回転電機の発電電力値を前記出力制限値以下にするように前記インバータを制御し、
前記制限値算出部は、前記回転電機を発電機として駆動する場合において前記異常が発生したとき、前記出力制限値の算出に用いる前記電気機器の消費電力値を、前記範囲の下限側にする。
【0010】
第2の発明によれば、取得部により正常な消費電力値の取得ができない異常が発生した場合であっても、蓄電装置の実際の充電電力値が充電電力制限値を超えることを抑制できる。その結果、蓄電装置を過充電から保護することができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
一実施形態に係る車載システムの全体構成図。
EVECUの処理の手順を示すフローチャート。
制限値算出処理の手順を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、本発明に係る制御装置を具体化した一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。本実施形態の制御装置は、走行動力源として回転電機のみを備える電気自動車等の車両に搭載される。
【0013】
図1に示すように、車両10は、回転電機20、インバータ21、及び蓄電装置としての高圧蓄電池22を備えている。本実施形態において、回転電機20は、3相の巻線を有し、例えば永久磁石型の同期機である。回転電機20のロータは、車両10の駆動輪11と動力伝達可能とされている。つまり、回転電機20は、車両10の走行動力源となる。
【0014】
インバータ21は、回転電機20のステータ巻線に電気的に接続されている。インバータ21は、上,下アームのスイッチを有している。高圧蓄電池22は、複数のセルの直列接続体からなる組電池であり、例えばリチウムイオン蓄電池又はニッケル水素蓄電池等の2次電池である。
【0015】
車両10は、DCDCコンバータ23と、低圧負荷24と、電動コンプレッサ25とを備えている。DCDCコンバータ23は、高圧蓄電池22の出力電圧を降圧して低圧負荷24に供給する。低圧負荷24は、例えば、低圧蓄電池及び低圧電気負荷のうち少なくとも一方を含む。低圧蓄電池は、高圧蓄電池22よりも出力電圧の低い蓄電池であり、例えば鉛蓄電池である。
【0016】
電動コンプレッサ25は、車室内空調装置を構成し、車載冷凍サイクルの冷媒を循環させるべく、高圧蓄電池22から給電されて駆動される。なお、本実施形態において、DCDCコンバータ23及び電動コンプレッサ25が「電気機器」に相当する。
【0017】
車両10は、高圧蓄電池22を監視する電池ECU30と、EVECU31とを備えている。電池ECU30は、高圧蓄電池22の各セルの電圧と、高圧蓄電池22の温度である電池温度とを検出する。電池ECU30は、検出した電池温度に基づいて、高圧蓄電池22の放電電力制限値Wout及び充電電力制限値Winを設定する。各制限値Wоut,Winは、例えば、電池温度と関係づけられたマップ情報として、電池ECU30が備える記憶部としてのメモリに記憶されている。メモリは、ROM以外の非遷移的実体的記録媒体(例えば、ROM以外の不揮発性メモリ)である。電池ECU30は、設定した各制限値Wоut,Winと、検出した電圧とをEVECU31に送信する。
【0018】
EVECU31は、インバータ21を構成する上,下アームスイッチのスイッチング制御を行う。詳しくは、EVECU31は、車両10の走行用に回転電機20のロータを回転させるべく、高圧蓄電池22から出力される直流電力を交流電力に変換して回転電機20に供給するスイッチング制御である力行駆動制御を行う。また、EVECU31は、高圧蓄電池22を充電したり、DCDCコンバータ23及び電動コンプレッサ25に電力を供給したりすべく、回転電機20で発電される交流電力を直流電力に変換して高圧蓄電池22側に出力するスイッチング制御である回生駆動制御を行う。
【0019】
EVECU31は、DCDCコンバータ23の出力電圧の目標値VtgtをDCDCコンバータ23に対して送信する。これにより、DCDCコンバータ23は、自身の出力電圧を目標値Vtgtにフィードバック制御する。また、EVECU31は、電動コンプレッサ25の駆動制御を行う。
【0020】
DCDCコンバータ23は、自身の消費電力値Pddcを算出する機能と、算出した消費電力値PddcをEVECU31に送信する機能とを有している。電動コンプレッサ25は、自身の消費電力値Pcpを算出する機能と、算出した消費電力値PcpをEVECU31に送信する機能とを有している。
【0021】
続いて、図2を用いて、EVECU31により実行される処理の手順を示す。この処理は、例えば所定の制御周期で繰り返し実行される。
【0022】
ステップS10では、入力制限値Winvin,出力制限値Winvоutを算出する制限値算出処理を行う。この処理については、後に詳述する。
【0023】
ステップS11では、力行駆動制御を行っているか否かを判定する。ステップS11において肯定判定した場合には、ステップS12に進み、回転電機20の消費電力値Pinvinを、ステップS10で算出した入力制限値Winvin以下にするように、インバータ21のスイッチング制御を行う。回転電機20の消費電力値Pinvinは、高圧蓄電池22からインバータ21を介して回転電機20に供給される電力値である。
【0024】
ステップS11において否定判定した場合には、回生駆動制御を行っていると判定し、ステップS13に進む。ステップS13では、回転電機20の発電電力値Pinvоutを、ステップS10で算出した出力制限値Winvоut以下にするように、インバータ21のスイッチング制御を行う。回転電機20の発電電力値Pinvоutは、回転電機20からインバータ21を介して高圧蓄電池22側に出力される電力値である。
【0025】
図3に、制限値算出処理の手順を示す。
【0026】
ステップS20では、電池ECU30から送信された充電電力制限値Win及び放電電力制限値Woutを取得する。
【0027】
ステップS21では、DCDCコンバータ23及び電動コンプレッサ25それぞれから正常な消費電力値Pddc,Pcpの取得ができない異常が発生しているか否かを判定する。本実施形態において、上記異常には、DCDCコンバータ23とEVECU31との間の通信異常、DCDCコンバータ23における消費電力値Pddcの算出機能の異常、電動コンプレッサ25とEVECU31との間の通信異常、及び電動コンプレッサ25における消費電力値Pcpの算出機能の異常が含まれる。
【0028】
ステップS21において異常が発生していないと判定した場合には、ステップS22に進み、DCDCコンバータ23から送信された消費電力値Pddcと、電動コンプレッサ25から送信された消費電力値Pcpとを取得する。ステップS22の処理が「取得部」に相当する。
【0029】
ステップS23では、取得した各消費電力値Pddc,Pcpを加算することにより、機器消費電力値Peを算出する。
【0030】
ステップS24では、ステップS20で取得した放電電力制限値Woutから、ステップS23で算出した機器消費電力値Pe(=Pddc+Pcp)を差し引くことにより、力行駆動制御で用いられる入力制限値Winvinを算出する。また、ステップS20で取得した充電電力制限値Winに、ステップS23で算出した機器消費電力値Peを加えることにより、回生駆動制御で用いられる出力制限値Winvоutを算出する。
(【0031】以降は省略されています)

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