JP5569211B2 - Vehicle regenerative power generation control system - Google Patents
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Description
本発明は、車両の減速走行時に車両の運動エネルギを電気エネルギに変換する回生発電の制御技術に関する。 The present invention relates to a regenerative power generation control technology that converts kinetic energy of a vehicle into electric energy when the vehicle is decelerated.
車両が減速走行状態にあるときに車両の運動エネルギを利用して発電機を作動させることにより回生発電を行うシステムにおいて、バッテリの充電状態(SOC:State Of Charge)に応じて発電電力の上限値を変更する技術が知られている(たとえば、特許文献1を参照)。 In a system that performs regenerative power generation by operating a generator using the kinetic energy of a vehicle when the vehicle is in a decelerating running state, the upper limit value of the generated power according to the state of charge (SOC) of the battery Is known (see, for example, Patent Document 1).
上記した従来の技術によると、バッテリの充電状態に応じて発電機の作動状態(発電電力)を変更する制御ロジックが必要になる。また、発電機の発電電力が変更されると、回生制動力の大きさが変化する。このため、車両の減速度合を運転者の要求値に収束させるためには、回生制動力の大きさに応じて摩擦制動装置の制動力を調整する制御ロジックも必要になる。 According to the conventional technique described above, a control logic is required for changing the operating state (generated power) of the generator in accordance with the state of charge of the battery. Further, when the power generated by the generator is changed, the magnitude of the regenerative braking force changes. For this reason, in order to converge the vehicle deceleration to the driver's required value, a control logic for adjusting the braking force of the friction braking device in accordance with the magnitude of the regenerative braking force is also required.
本発明は、上記したような種々の実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、車両の減速走行時に車両の運動エネルギを利用して発電機を作動させることにより回生発電を行う回生発電制御システムにおいて、運動エネルギの回生量を拡大しつつ制御ロジックの簡略化を図ることにある。 The present invention has been made in view of the various circumstances as described above, and an object of the present invention is to generate regenerative power by operating a generator using kinetic energy of the vehicle when the vehicle decelerates. The purpose of the control system is to simplify the control logic while expanding the regenerative amount of kinetic energy.
本発明は、上記した課題を解決するために、車両の減速走行時に車両の運動エネルギを利用して発電機を作動させることにより回生発電を行う車両の回生発電制御システムにおいて、バッテリに充電可能な電力が最大となる充電状態に基づいて回生発電時の発電電力を決定するようにした。 In order to solve the above-described problems, the present invention can recharge a battery in a regenerative power generation control system for a vehicle that performs regenerative power generation by operating a generator using kinetic energy of the vehicle during vehicle deceleration. The power generated during regenerative power generation is determined based on the state of charge at which the power is maximized.
詳細には、本発明は、車両の減速走行時に車両の運動エネルギを利用して発電機を作動させることにより回生発電を行う車両の回生発電制御システムにおいて、
前記発電機により回生発電された電力を蓄えるバッテリと、
前記バッテリに充電可能な電力が最大となるときのバッテリの充電状態である基準充電状態を取得する取得手段と、
前記バッテリの充電状態が基準充電状態にあると仮定して回生発電時の目標発電電力を決定する制御手段と、
を備えるようにした。
Specifically, the present invention relates to a regenerative power generation control system for a vehicle that performs regenerative power generation by operating a generator using kinetic energy of the vehicle when the vehicle decelerates.
A battery for storing electric power regenerated by the generator;
An acquisition means for acquiring a reference charging state that is a charging state of the battery when electric power that can be charged to the battery is maximized;
Control means for determining the target generated power at the time of regenerative power generation assuming that the state of charge of the battery is in a reference charge state;
I was prepared to.
従来、回生発電時における発電機の仕事量(発電電力)は、バッテリが受け入れることができる電力(以下、「充電可能電力」と称する)の大きさに制限されていた。充電可能
電力の大きさは、バッテリの充電状態に応じて変化する。そのため、発電機が回生発電するときの仕事量は、バッテリの充電状態に応じて変化する。その結果、車両に作用する回生制動力の大きさがバッテリの充電状態に応じて変動することとなり、その変動に応じて摩擦制動装置の制動力を増減させる必要があった。
Conventionally, the amount of work (generated power) of the generator during regenerative power generation is limited to the amount of power that can be received by the battery (hereinafter referred to as “chargeable power”). The magnitude of the chargeable power varies depending on the state of charge of the battery. Therefore, the work amount when the generator performs regenerative power generation changes according to the state of charge of the battery. As a result, the magnitude of the regenerative braking force acting on the vehicle varies depending on the state of charge of the battery, and it is necessary to increase or decrease the braking force of the friction braking device according to the variation.
これに対し、本発明の車両の回生発電制御システムは、回生発電の実行時において、バッテリの充電状態が基準充電状態にあるとみなして発電機の仕事量を決定する。つまり、発電機は、充電可能電力の最大値(以下、「最大充電可能電力」と称する)を目標値として回生発電することになる。よって、回生発電時における発電機の仕事量(発電電力)は、バッテリの実際の充電状態にかかわらず一定(最大充電可能電力と同等の電力)となる。その結果、回生制動力の大きさも一定に保たれるようになる。 On the other hand, the regenerative power generation control system for a vehicle according to the present invention determines the work amount of the generator by assuming that the state of charge of the battery is in the reference charge state when performing regenerative power generation. That is, the generator performs regenerative power generation using a maximum value of rechargeable power (hereinafter referred to as “maximum rechargeable power”) as a target value. Therefore, the work amount (generated power) of the generator during regenerative power generation is constant (power equivalent to the maximum chargeable power) regardless of the actual charge state of the battery. As a result, the magnitude of the regenerative braking force is also kept constant.
このような発明によれば、バッテリの充電状態に応じて発電機の発電電力を変更する制御ロジックや、回生制動力の大きさに応じて摩擦制動装置の制動力を変更する制御ロジックを簡略化することができる。 According to such an invention, the control logic for changing the generated power of the generator according to the state of charge of the battery and the control logic for changing the braking force of the friction braking device according to the magnitude of the regenerative braking force are simplified. can do.
なお、バッテリの実際の充電状態に適した充電可能電力(以下、「実充電可能電力」と称する)より最大充電可能電力が大きい場合は、発電電力の一部がバッテリに充電されずに余ることになる。これに対し、本発明の回生発電制御システムは、バッテリに充電しきれない発電電力(以下、「余剰発電電力」と称する)を車両に搭載された電気機器へ供給するようにしてもよい。その場合、回生発電された電力を有効に利用することができる。 If the maximum chargeable power is larger than the chargeable power suitable for the actual charge state of the battery (hereinafter referred to as “actually chargeable power”), a part of the generated power is not charged to the battery. become. On the other hand, the regenerative power generation control system of the present invention may supply generated electric power (hereinafter referred to as “surplus generated electric power”) that cannot be charged to a battery to an electric device mounted on the vehicle. In that case, the regeneratively generated power can be used effectively.
前記した電気機器としては、デフォッガ、電動ウォータポンプ、電動オイルポンプ、或いは空調装置などの電気負荷に加え、内燃機関を循環する熱媒体(たとえば、冷却水や潤滑油など)を加熱する熱媒体用ヒータ、内燃機関の排気通路に配置された排気浄化用触媒を加熱する触媒用ヒータ、ターボチャージャの回転軸を電動モータにより回転可能なモータアシストターボ、前記したバッテリとは別個に設けられるサブバッテリ、などを例示することができる。 As the above-mentioned electric equipment, in addition to an electric load such as a defogger, an electric water pump, an electric oil pump, or an air conditioner, a heat medium that heats a heat medium (for example, cooling water or lubricating oil) circulating through the internal combustion engine. A heater, a catalyst heater for heating an exhaust purification catalyst disposed in an exhaust passage of the internal combustion engine, a motor-assisted turbo capable of rotating a rotating shaft of a turbocharger by an electric motor, a sub-battery provided separately from the battery described above, Etc. can be illustrated.
上記したような複数の電気機器が車両に搭載される場合においては、熱媒体の温度、排気浄化用触媒の温度、或いはサブバッテリの充電状態に応じて、余剰発電電力の供給先又は供給先の優先順位が決定されてもよい。 When a plurality of electric devices as described above are mounted on a vehicle, the surplus generated power supply destination or the supply destination is determined according to the temperature of the heat medium, the temperature of the exhaust purification catalyst, or the charging state of the sub-battery. A priority may be determined.
たとえば、熱媒体の温度が適温(内燃機関の暖機完了後における熱媒体の温度)より低い場合は、熱媒体用ヒータへ優先的に余剰発電電力が供給されるようにしてもよい。その場合、内燃機関のフリクション低減や燃焼状態の改善などが図られるため、燃料消費率の向上や排気エミッションの低減を図ることができる。 For example, when the temperature of the heat medium is lower than an appropriate temperature (the temperature of the heat medium after completion of warming up of the internal combustion engine), surplus generated power may be preferentially supplied to the heat medium heater. In this case, the friction of the internal combustion engine is reduced and the combustion state is improved, so that the fuel consumption rate can be improved and the exhaust emission can be reduced.
排気浄化用触媒の温度が活性温度(排気浄化用触媒の浄化機能が活性する温度)より低い場合、或いは減速走行中に排気浄化用触媒の温度が活性温度より低下する可能性があると判定された場合は、触媒用ヒータへ優先的に余剰発電電力が供給されるようにしてもよい。その場合、排気浄化用触媒の早期活性化が図られ、或いは排気浄化用触媒の温度低下が抑制されるため、排気エミッションの低減を図ることができる。 When the temperature of the exhaust purification catalyst is lower than the activation temperature (the temperature at which the purification function of the exhaust purification catalyst is activated), or it is determined that the temperature of the exhaust purification catalyst may fall below the activation temperature during deceleration traveling. In such a case, surplus generated power may be preferentially supplied to the catalyst heater. In this case, the exhaust purification catalyst can be activated at an early stage or the temperature reduction of the exhaust purification catalyst can be suppressed, so that exhaust emission can be reduced.
車両が減速走行後に加速走行すると予測される場合には、モータアシストターボへ優先的に余剰発電電力が供給されるようにしてもよい。その場合、再加速時のターボラグを小さく抑えることができるとともに、燃料消費率の向上や排気エミッションの低減を図ることができる。 If it is predicted that the vehicle will accelerate after decelerating, surplus generated power may be preferentially supplied to the motor-assisted turbo. In this case, the turbo lag at the time of reacceleration can be kept small, and the fuel consumption rate can be improved and the exhaust emission can be reduced.
また、サブバッテリ以外の電気機器へ余剰発電電力を供給する必要がなく且つサブバッ
テリが充電可能な状態にある場合、或いはサブバッテリの充電状態が低い場合は、サブバッテリへ優先的に余剰発電電力が供給されるようにしてもよい。その場合、余剰発電電力を廃棄(たとえば、抵抗などを利用して熱エネルギへ変換した後に放熱)する事態を回避することができるとともに、サブバッテリの充電状態を高めることができる。
In addition, when it is not necessary to supply surplus generated power to an electric device other than the sub battery and the sub battery is in a chargeable state or when the sub battery is in a low charge state, surplus generated power is preferentially given to the sub battery. May be supplied. In this case, it is possible to avoid a situation in which surplus generated power is discarded (for example, heat is released after being converted into thermal energy using a resistor or the like), and the state of charge of the sub-battery can be increased.
なお、発電機が発電可能な電力(以下、「発電可能電力」と称する)は、発電機の回転数や温度によって制限される。たとえば、発電機の回転数が低いときや発電機の温度が高いときは、発電可能電力が最大充電電力を下回る場合がある。そのような場合は、発電可能電力を目標値として回生発電が行われてもよく、バッテリの充電状態に対応した充電可能電力を目標値として回生発電が行われてもよい。 The power that can be generated by the generator (hereinafter referred to as “power that can be generated”) is limited by the rotational speed and temperature of the generator. For example, when the rotational speed of the generator is low or when the temperature of the generator is high, the power that can be generated may be less than the maximum charge power. In such a case, regenerative power generation may be performed using the power that can be generated as a target value, and regenerative power generation may be performed using the chargeable power corresponding to the state of charge of the battery as a target value.
本発明によれば、車両の減速走行時に車両の運動エネルギを利用して発電機を作動させることにより回生発電を行う回生発電制御システムにおいて、運動エネルギの回生量を拡大しつつ制御ロジックの簡略化を図ることができる。 According to the present invention, in a regenerative power generation control system that performs regenerative power generation by operating a generator using kinetic energy of a vehicle when the vehicle is decelerating, the control logic is simplified while increasing the regenerative amount of kinetic energy. Can be achieved.
以下、本発明の具体的な実施形態について図面に基づいて説明する。本実施形態に記載される構成部品の寸法、材質、形状、相対配置などは、特に記載がない限り発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。 Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in the present embodiment are not intended to limit the technical scope of the invention only to those unless otherwise specified.
<実施例1>
先ず、本発明の第1の実施例について図1乃至図5に基づいて説明する。図1は、本発明を適用する車輌の概略構成を示す図である。図1に示す車両は、内燃機関を原動機として駆動される自動車であるが、内燃機関と電動機を原動機として駆動されるハイブリット自動車であってもよく、或いは電動機を原動機として駆動される電気自動車であってもよい。要は、車両の減速走行時に該車両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うことができる車両であればよい。
<Example 1>
First, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a vehicle to which the present invention is applied. The vehicle shown in FIG. 1 is an automobile driven using an internal combustion engine as a prime mover, but may be a hybrid automobile driven using an internal combustion engine and an electric motor as a prime mover, or an electric automobile driven using an electric motor as a prime mover. May be. In short, any vehicle that can perform regenerative power generation that converts the kinetic energy of the vehicle into electrical energy when the vehicle is decelerating is acceptable.
図1において、車両には、原動機としての内燃機関1が搭載されている。内燃機関1の出力軸はトランスミッション2の入力軸に連結されている。トランスミッション2の出力軸はプロペラシャフト3を介してデファレンシャルギア4に連結されている。デファレンシャルギア4には、二本のドライブシャフト5が接続され、ドライブシャフト5は左右の駆動輪6にそれぞれ接続されている。
In FIG. 1, the vehicle is equipped with an
前記したトランスミッション2としては、トルクコンバータまたはクラッチ機構と、変速比を段階的または無段階に変更する変速機構と、を組み合わせたものを例示することができる。
Examples of the
内燃機関1から出力された動力(出力軸の回転トルク)は、トランスミッション2により速度変換された後にプロペラシャフト3に伝達され、次いでデファレンシャルギア4により減速された後にドライブシャフト5および駆動輪6に伝達される。
The power (rotation torque of the output shaft) output from the
内燃機関1には、発電機構100が併設されている。発電機構100は、図2に示すように、オルタネータ101、高電圧バッテリ102、低電圧バッテリ103、切換スイッチ104、DC−DCコンバータ105、高電圧電気負荷106、低電圧電気負荷107を備えている。
The
オルタネータ101は、本発明に係る発電機に相当する。オルタネータ101は、内燃機関1の出力軸(または、該出力に連動して回転する部材)とプーリやベルトなどを介して連結され、出力軸の運動エネルギ(回転エネルギ)を電気エネルギに変換する発電機である。
The
詳細には、オルタネータ101は、三相の捲線を有するステータコイルと、ロータに巻回されたフィールドコイルと、ステータコイルに発生した交流電流を直流電流に整流する整流器と、フィールドコイルに対する界磁電流(フィールド電流)の通電(オン)と非通電(オフ)を切り換えるレギュレータ101aと、を具備する三相交流発電機である。
Specifically, the
このように構成されたオルタネータ101は、フィールドコイルにフィールド電流が通電されたときに、ステータコイルに誘起電流(三相交流電流)を発生させ、発生した三相交流電流を直流電流に整流して出力する。なお、オルタネータ101には、該オルタネータ101の温度を測定する温度センサ101bが取り付けられている。
The
オルタネータ101の出力は、切換スイッチ104の入力端子104aに入力されるようになっている。切換スイッチ104は、一つの入力端子104aと二つの出力端子104b,104cを具備し、入力端子104aの接続先を二つの出力端子104b,104cの何れか一方に切り換える回路である。
The output of the
切換スイッチ104の二つの出力端子104b,104cの一方の出力端子(以下、「第1出力端子」と称する)104bは、高電圧バッテリ102に接続されている。二つの出力端子104b,104cの他方の出力端子(以下、「第2出力端子」と称する)104cは、低電圧バッテリ103に接続されている。
One output terminal (hereinafter referred to as “first output terminal”) 104 b of the two
高電圧バッテリ102は、本発明に係るバッテリに相当する。高電圧バッテリ102は、高電圧(たとえば、42V程度)の電気を充放電可能なバッテリであり、鉛蓄電池、ニッケル水素電池、或いはリチウムイオン電池により構成されている。高電圧バッテリ102には、該高電圧バッテリ102の充電状態(SOC)を測定する第1SOCセンサ102aが取り付けられている。
The
低電圧バッテリ103は、本発明に係るサブバッテリに相当する。低電圧バッテリ103は、高電圧バッテリ102より低い電圧(たとえば、14V程度)の電気を充放電可能なバッテリであり、鉛蓄電池、ニッケル水素電池、或いはリチウムイオン電池により構成されている。低電圧バッテリ103には、該低電圧バッテリ103の充電状態(SOC)を測定する第2SOCセンサ103aが取り付けられている。
The
DC−DCコンバータ105は、切換スイッチ104の第1出力端子104bから高電圧バッテリ102へ至る電源ライン(以下、「高電圧電源ライン」と称する)と切換スイッチ104の第2出力端子104cから低電圧バッテリ103へ至る電源ライン(以下、「低電圧電源ライン」と称する)との間に配置され、高電圧電源ラインを流れる電気を降圧して低電圧電源ラインへ出力する機能、及び低電圧電源ラインを流れる電気を昇圧して高電圧電源ラインへ出力する機能を有している。
The DC-
上記した高電圧電源ラインには、高電圧の電気エネルギにより作動する電気負荷(以下、「高電圧電気負荷」と称する)106が接続されている。高電圧電気負荷106としては、デフォッガ、オイルヒータ、電動ウォータポンプ、モータアシストターボ、電気加熱式触媒などである。
An electrical load (hereinafter referred to as “high voltage electrical load”) 106 that operates by high voltage electrical energy is connected to the above-described high voltage power supply line. Examples of the high voltage
上記した低電圧電源ラインには、低電圧の電気エネルギにより作動する電気負荷(以下、「低電圧電気負荷」と称する)107が接続されている。低電圧電気負荷107としては、燃料噴射弁、点火プラグ、燃料ポンプ、ヘッドライト、ECU20などを例示することができる。
An electrical load (hereinafter referred to as “low voltage electrical load”) 107 that operates by low voltage electrical energy is connected to the above-described low voltage power supply line. Examples of the low-voltage
ここで図1に戻り、車両には、内燃機関1、トランスミッション2、および発電機構100を電気的に制御するための電子制御ユニット(ECU)20が併設されている。なお、図1においては、ECU20は一つであるが、内燃機関1用のECUとトランスミッション2用のECUと発電機構100用のECUとに分割されていてもよい。
Returning to FIG. 1, the vehicle is provided with an electronic control unit (ECU) 20 for electrically controlling the
ECU20には、アクセルポジションセンサ21、シフトポジションセンサ22、ブレーキストロークセンサ23、クランクポジションセンサ24、車速センサ25、温度センサ101b、第1SOCセンサ102a、第2SOCセンサ103a、などの各種センサの出力信号が入力されるようになっている。
The
アクセルポジションセンサ21は、アクセルペダルの操作量(踏み込み量)に応じた電気信号を出力するセンサである。シフトポジションセンサ22は、シフトレバーの操作位置に応じた電気信号を出力するセンサである。ブレーキストロークセンサ23は、ブレーキペダルの操作量(ブレーキペダルストローク)に応じた電気信号を出力するセンサである。クランクポジションセンサ24は、内燃機関1の出力軸(クランクシャフト)の回転位置に応じた電気信号を出力するセンサである。車速センサ25は、車両の走行速度に応じた電気信号を出力するセンサである。
The accelerator position sensor 21 is a sensor that outputs an electrical signal corresponding to the operation amount (depression amount) of the accelerator pedal. The
ECU20は、上記した各種センサの出力信号に基づいて、内燃機関1の運転状態、トランスミッション2の変速状態、発電機構100の発電状態などを制御する。以下、発電機構100を制御する方法について述べる。
The
ECU20は、レギュレータ101aのオン/オフをデューティ制御することにより、オルタネータ101の発電電圧を変更する。たとえば、ECU20は、オルタネータ101の発電電圧を高める場合は、レギュレータ101aのオン時間が長く(オフ時間が短く)なるようにデューティ比を決定する。一方、オルタネータ101の発電電圧を低める場
合は、ECU20は、レギュレータ101aのオン時間が短く(オフ時間が長く)なるようにデューティ比を決定する。さらに、ECU20は、オルタネータ101の実際の発電電圧をセンシングし、実際の発電電圧と目標発電電圧との差に応じてデューティ比のフィードバック制御も行う。
The
また、ECU20は、高電圧バッテリ102を充電するときは、オルタネータ101の発電電圧を高電圧バッテリ102の充電に適した電圧(高電圧)と一致するようにレギュレータ101aをデューティ制御するとともに、入力端子104aと第1出力端子104bとが接続されるように切換スイッチ104を制御する。
In addition, when charging the
一方、低電圧バッテリ103を充電するときは、ECU20は、オルタネータ101の発電電圧を低電圧バッテリ103の充電に適した電圧(低電圧)と一致するようにレギュレータ101aをデューティ制御するとともに、入力端子104aと第2出力端子104cとが接続されるように切換スイッチ104を制御する。
On the other hand, when charging the low-
また、車両が減速走行状態にあるときは、駆動輪6から内燃機関1に伝達される運動エネルギによってオルタネータ101のロータが回転される。その際、オルタネータ101のフィールドコイルにフィールド電流が印加されれば、駆動輪6の運動エネルギを電気エネルギに変換(回生発電)することができる。
Further, when the vehicle is in a decelerating running state, the rotor of the
そこで、ECU20は、車輌が減速走行状態にあるとき(内燃機関1が減速フューエルカット運転状態にあるとき)に、オルタネータ101のフィールドコイルにフィールド電流を印加させるとともに、オルタネータ101が回生発電した電力を高電圧バッテリ102に充電させる回生発電制御を実施する。
Therefore, the
その際、回生発電により回収される運動エネルギは可能な限り多いことが望ましい。ところで、高電圧バッテリ102が受け入れることができる電力(充電可能電力)は、高電圧バッテリ102の充電状態に応じて増減する。たとえば、高電圧バッテリ102の充電可能電力は、図3に示すように、SOCが低いとき(図3中の範囲S1)及びSOCが高いとき(図3中の範囲S3)は少なくなる傾向がある。よって、高電圧バッテリ102の充電状態(SOC)が図3中のS1,S3に属するときは、回生発電により回収される運動エネルギが少なくなる可能性がある。
At that time, it is desirable that the kinetic energy recovered by regenerative power generation is as much as possible. By the way, the electric power (chargeable electric power) that can be accepted by the
また、高電圧バッテリ102の充電状態(SOC)に応じてオルタネータ101の発電電力が変更されると、車両に作用する回生制動力の大きさも変化することになる。そのため、回生制動力の増減に応じて摩擦制動装置による制動力(以下、「摩擦制動力」と称する)を調整することにより、車両の総制動力(回生制動力と摩擦制動力との総和)を要求制動力(ブレーキペダルストロークに応じた制動力)に収束させる必要がある。よって、高電圧バッテリ102の充電状態(SOC)に応じてオルタネータ101の発電電力を調整する制御ロジックや回生制動力の大きさに応じて摩擦制動力の大きさを調整する制御ロジックなどが必要となる。
Further, when the generated power of the
これに対し、本実施例では、車両が減速走行状態にあるときに、高電圧バッテリ102の充電状態が特定の充電状態にあると仮定して、オルタネータ101の発電電力を制御するようにした。上記した特定の充電状態は、高電圧バッテリ102の充電可能電力が最大(最大充電可能電力)となるときの充電状態(基準充電状態)である。つまり、ECU20は、車両の減速走行時に高電圧バッテリ102の充電状態が図3中の範囲S2に属すると仮定してオルタネータ101の発電電力を決定する。
On the other hand, in this embodiment, when the vehicle is in a decelerating running state, the generated power of the
このような方法によれば、回生発電時にオルタネータ101が発電する電力の大きさは
最大充電可能電力と同等の大きさに固定されることになる。その結果、回生制動力の大きさも一定の大きさに固定されることになる。よって、高電圧バッテリ102の充電状態(SOC)に応じてオルタネータ101の発電電力を調整する制御ロジックや、回生制動力の大きさに応じて摩擦制動力の大きさを調整する制御ロジックが不要となるため、回生発電時の制御ロジックを簡略化することができる。さらに、回生発電時に電気エネルギに変換される運動エネルギを可及的に多くすることも可能となる。
According to such a method, the magnitude of the power generated by the
ところで、ブレーキペダルストロークが少ないときにオルタネータ101の発電電力の大きさが最大充電可能電力と同等の大きさに設定されると、ブレーキペダルストロークに対して車両の総制動力が過大となる可能性がある。
By the way, if the magnitude of the generated power of the
そこで、ECU20は、図4に示すように、ブレーキストロークセンサ23の測定値が所定値α以下のときはブレーキストロークセンサ23の測定値に比例してオルタネータ101の発電電力を増減させ、ブレーキストロークセンサ23の測定値が所定値αより大きいときはオルタネータ101の発電電力の大きさを最大充電可能電力と同等の大きさに固定するようにしてもよい。
Therefore, as shown in FIG. 4, when the measured value of the
上記した所定値αは、オルタネータ101が最大充電可能電力と同等の大きさの電力を発電したときの回生制動力(以下、「最大回生制動力」と称する)とブレーキペダルストロークに応じた摩擦制動力との総和が運転者の要求制動力を上回ると考えられるブレーキペダルストロークの最大値であり、予め実験などを利用した適合処理によって定められている。
The predetermined value α described above is a friction braking force according to the regenerative braking force (hereinafter referred to as “maximum regenerative braking force”) and the brake pedal stroke when the
このようにブレーキストロークセンサ23の測定値に応じて回生制動力が調整されると、ブレーキペダルストロークが少ないとき(運転者の要求制動力が小さいとき)に総制動力が過大となる事態を回避することができる。その結果、車両のドライバビリティ低下を回避することができる。
Thus, when the regenerative braking force is adjusted according to the measured value of the
また、車両の運転者がシフトダウン操作を行った場合は、内燃機関1の回転数が上昇し、それに伴ってオルタネータ101の回転数も上昇することになる。オルタネータ101の発電電力は該オルタネータ101の回転数に応じて変化するため、回生発電中にシフトダウン操作が行われると、発電電力及び回生制動力が変化する可能性がある。
Further, when the driver of the vehicle performs a downshift operation, the rotational speed of the
そこで、ECU20は、回生発電中にシフトポジションセンサ22を介してシフトダウン操作を検出した場合は、発電電力及び回生制動力が変化しないようにフィールド電流のデューティ比を変更することが望ましい。
Thus, when the
また、オルタネータ101の回転数が低いときやオルタネータ101の温度が高いときは、オルタネータ101の回転数が高いとき又はオルタネータ101の温度が低いときに比べ、発電可能電力が小さくなる。よって、オルタネータ101の回転数が低いときやオルタネータ101の温度が高いときは、発電可能電力が最大充電可能電力より小さくなる可能性がある。
Further, when the rotational speed of the
そこで、オルタネータ101の発電可能電力が最大充電電力より小さくなる場合は、ECU20は、高電圧バッテリ102が実際に受け入れ可能な電力(実充電可能電力)を目標発電電力に設定してもよく、オルタネータ101の回転数や温度をパラメータにして算出された発電可能電力が目標発電電力に設定されてもよい。また、ECU20は、オルタネータ101の回転数を高めることにより、オルタネータ101の発電可能電力を最大充電可能電力以上に増大させてもよい。なお、オルタネータ101の回転数を高める方法としては、トランスミッション2の変速比を減速側へ変更することにより、内燃機関1の回
転数を高める方法を利用することができる。
Therefore, when the power that can be generated by the
また、高電圧バッテリ102の実際の充電状態(SOC)が前述した図3中の範囲S1,S3に属する場合は、オルタネータ101の発電電力(最大充電可能電力)が高電圧バッテリ102の実充電可能電力を上回ることになる。そこで、ECU20は、高電圧バッテリ102に充電しきれない余剰の発電電力(余剰発電電力)を高電圧電気負荷106や低電圧バッテリ103などの電気機器に供給するようにした。このように余剰発電電力が消費されれば、減速走行時における車両の運動エネルギを有効に利用することが可能になる。
Further, when the actual state of charge (SOC) of the
以下、本実施例における回生発電の制御手順について図5に沿って説明する。図5は、回生発電制御ルーチンを示すフローチャートである。この回生発電制御ルーチンは、予めECU20のROMに記憶されており、ブレーキペダルが操作されたときに実行される。
Hereinafter, the regenerative power generation control procedure in this embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a flowchart showing a regenerative power generation control routine. This regenerative power generation control routine is stored in advance in the ROM of the
図5のルーチンでは、ECU20は、先ずS101においてブレーキペダルが操作されているか否か、言い換えればブレーキストロークセンサ23の測定値(ブレーキペダルストローク)が零より大きいか否かを判別する。S101において否定判定された場合は、ECU20は、本ルーチンの実行を一旦終了する。一方、S101において肯定判定された場合は、ECU20は、S102へ進む。
In the routine of FIG. 5, the
S102では、ECU20は、高電圧バッテリ102の実充電可能電力Epbatを演算する。その際、ECU20は、第1SOCセンサ102aの測定値と前述した図3に示したようなマップから実充電可能電力Epbatを算出してもよい。なお、高電圧バッテリ102の実充電可能電力Epbatは該高電圧バッテリ102の温度によって変化するため、ECU20は第1SOCセンサ102aの測定値と高電圧バッテリ102の温度とをパラメータにして実充電可能電力Epbatを算出してもよい。
In S <b> 102, the
S103では、ECU20は、オルタネータ101の発電可能電力Epaltを演算する。たとえば、ECU20は、オルタネータ101の回転数と温度センサ101bの測定値(オルタネータ101の温度)とをパラメータにして発電可能電力Epaltを算出してもよい。
In S <b> 103, the
S104では、ECU20は、前記S102で求められた実充電可能電力Epbatと前記S103で求められた発電可能電力Epaltとを比較する。その際、ECU20は、発電可能電力Epaltが実充電可能電力Epbat以上であればS105へ進み、発電可能電力Epaltが実充電可能電力Epbatより小さければS107へ進む。
In S104, the
なお、前記したS104では、実充電可能電力Epbatの代わりに最大充電可能電力Epbatmaxが用いられてもよい。その場合、ECU20は、発電可能電力Epaltが最大充電可能電力Epbatmax以上であればS105へ進み、発電可能電力Epaltが最大充電可能電力Epbatmaxより小さければS107へ進めばよい。
In S104 described above, the maximum chargeable power Epbatmax may be used instead of the actual chargeable power Epbat. In that case, the
S105では、ECU20は、オルタネータ101の目標発電電力Epalttrgを最大充電可能電力Epbatmaxと同等の値に設定する。続いて、ECU20は、S106において目標発電電力Epalttrg(=Epbatmax)から実充電可能電力Epbatを減算することにより、余剰発電電力Epex(=Epalttrg−Epbat)を算出する。そして、余剰発電電力Epexを高電圧電気負荷106へ供給する。
In S105, the
また、S107では、ECU20は、オルタネータ101の目標発電電力Epalttrgを実充電可能電力Epbatと同等の値に設定する。
Further, in S107, the
このようにECU20が図5のルーチンを実行することにより、本発明に係わる取得手段、制御手段、及び演算手段が実現される。その結果、回生発電時に回生される運動エネルギを拡大させつつ制御ロジックの簡略化を図ることができる。
As described above, when the
<実施例2>
次に、本発明の第2の実施例について図6乃至図8に基づいて説明する。ここでは、前述した第1の実施例と異なる構成について説明し、同様の構成については説明を省略する。
<Example 2>
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Here, a configuration different from that of the first embodiment will be described, and description of the same configuration will be omitted.
前述した第1の実施例と本実施例との相違点は、回生発電時の余剰発電電力を分配する方法にある。すなわち、本実施例では、オイルヒータを含む複数の高電圧電気負荷が車両に搭載されている場合において、余剰発電電力をオイルヒータへ優先的に供給するようにした。 The difference between the first embodiment and the present embodiment lies in a method of distributing surplus generated power during regenerative power generation. That is, in this embodiment, when a plurality of high voltage electric loads including an oil heater are mounted on the vehicle, surplus generated power is preferentially supplied to the oil heater.
本実施例の車両には、図6,7に示すように、内燃機関1を循環する潤滑油の温度を測定する油温センサ26と、高電圧の電気エネルギを利用して潤滑油を加熱するオイルヒータ106aが搭載されている。
In the vehicle of this embodiment, as shown in FIGS. 6 and 7, the
オイルヒータ106aは、高電圧電気負荷106の1つであり、高電圧の電気エネルギによって作動する。また、車両には、オイルヒータ106aと異なる複数の高電圧電気負荷106bと、オルタネータ101が発電した高電圧の電気エネルギをオイルヒータ106aと他の高電圧電気負荷106へ分配する分配器108が搭載されている。分配器108は、ECU20によって電気的に制御されるようになっている。
The
なお、ここでいう潤滑油は本発明に係わる熱媒体に相当し、オイルヒータ106aは本発明に係わる熱媒体用ヒータに相当する。
The lubricating oil here corresponds to the heat medium according to the present invention, and the
このように構成された車両の回生発電制御システムにおいてオルタネータ101が回生発電を行う場合に、ECU20は、油温センサ26の測定値(油温)が適温より低ければ、余剰発電電力Epexをオイルヒータ106aへ優先的に供給するように分配器108を制御する。
In the vehicle regenerative power generation control system configured as described above, when the
余剰発電電力Epexがオイルヒータ106aへ優先的に供給されると、内燃機関1のフリクション低減や燃焼状態の改善などが図られるため、燃料消費率の向上や排気エミッションの低減を図ることができる。さらに、余剰発電電力Epexを廃棄(たとえば、抵抗などを利用して熱エネルギへ変換した後に放熱)する事態を回避することができる。
If the surplus generated power Epex is preferentially supplied to the
以下、余剰発電電力Epexの分配手順について図8に沿って説明する。図8は、余剰発電電力の分配制御ルーチンを示すフローチャートである。このルーチンは、前述した回生発電制御ルーチン(図5を参照)のS106においてECU20が実行するサブルーチンである。
Hereinafter, a procedure for distributing the surplus generated power Epex will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a flowchart showing a surplus generated power distribution control routine. This routine is a subroutine executed by the
図8のルーチンでは、ECU20は、先ずS201において、余剰発電電力Epexが有るか否かを判別する。詳細には、ECU20は、目標発電電力Epalttrgが実充電可能電力Epbatより大きいか否かを判別する。S201において否定判定された場合は、ECU20は、本ルーチンの実行を終了する。一方、S201において肯定判定された場合は、S202へ進む。
In the routine of FIG. 8, the
S202では、ECU20は、油温センサ26の測定値(油温)Toilを読み込む。
S203では、ECU20は、前記S202で読み込まれた油温Toilが適温Taより低いか否かを判別する。適温Taは、内燃機関1が暖機完了状態にあるときの油温に相当する。
In S202, the
In S203, the
前記S203において肯定判定された場合(Toil<Ta)は、ECU20は、S204へ進み、オイルヒータ106aへ供給可能な電力Epoilmaxを演算する。ここでいう電力Epoilmaxは、潤滑油の過昇温を回避し得る範囲内でオイルヒータ106aへ供給可能な電力である。オイルヒータ106aによる潤滑油の温度上昇量は、油温Toilと潤滑油の流速(オイルポンプの回転数(機関回転数))に相関する。そこで、電力Epoilmaxと油温Toilと機関回転数との関係を予め実験的に求めておき、それらの関係をマップ化しておくようにしてもよい。
If an affirmative determination is made in S203 (Toil <Ta), the
S205では、前記S204で求められた電力Epoilmaxが余剰発電電力Epex以上であるか否かを判別する。S205において肯定判定された場合(Epoilmax≧Epex)は、ECU20は、S206へ進み、余剰発電電力Epexの全てがオイルヒータ106aへ供給されるように分配器108を制御する。
In S205, it is determined whether or not the power Eoilmax obtained in S204 is equal to or greater than the surplus generated power Epex. If an affirmative determination is made in S205 (Epoilmax ≧ Epex), the
前記S205において否定判定された場合(Epoilmax<Epex)は、ECU20は、S207へ進む。S207では、ECU20は、余剰発電電力Epexのうち上記した電力Epoilmaxに相当する電力がオイルヒータ106aへ供給され、残りの電力が他の高電圧電気負荷106bへ供給されるように分配器108を制御する。
If a negative determination is made in S205 (Epoilmax <Epex), the
また、前記S203において否定判定された場合(Toil≧Ta)は、ECU20は、S208へ進み、余剰発電電力Epexの全てがオイルヒータ106a以外の高電圧電気負荷106bに分配されるように分配器108を制御する。
If a negative determination is made in S203 (Toil ≧ Ta), the
以上述べたようにECU20が図8の分配制御ルーチンを実行すると、余剰発電電力Epexがオイルヒータ106aへ優先的に供給されるため、燃料消費率の向上や排気エミッションの低減を図ることができる。その結果、回生発電により回生された運動エネルギを有効利用することができる。
As described above, when the
なお、本実施例では、油温センサ26の測定値(油温)が適温より低いときに、オイルヒータ106aへ優先的に余剰発電電力Epexを供給する例について述べたが、冷却水温度が適温より低いときにオイルヒータ106aへ優先的に余剰発電電力Epexが供給されてもよい。
In the present embodiment, the example in which the surplus generated power Epex is preferentially supplied to the
<実施例3>
次に、本発明の第3の実施例について図9乃至図11に基づいて説明する。ここでは、前述した第2の実施例と異なる構成について説明し、同様の構成については説明を省略する。
<Example 3>
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Here, a configuration different from the above-described second embodiment will be described, and description of the same configuration will be omitted.
前述した第2の実施例と本実施例との相違点は、オイルヒータの代わりに触媒加熱用のヒータが車両に搭載されている点にある。図9は、本実施例における内燃機関1の排気系の概略構成を示す図である。図9において、内燃機関1の排気通路50には、排気浄化用触媒51と、排気浄化用触媒51の床温を測定する触媒温度センサ52と、高電圧の電気エネルギを利用して排気浄化用触媒51を加熱する触媒加熱用ヒータ106cとが設けられている。
The difference between the second embodiment and the present embodiment is that a heater for catalyst heating is mounted on the vehicle instead of the oil heater. FIG. 9 is a diagram showing a schematic configuration of an exhaust system of the
触媒加熱用ヒータ106cは、高電圧電気負荷106の1つであり、高電圧の電気エネルギによって作動する。また、図10に示すように、車両には、触媒加熱用ヒータ106
cと異なる複数の高電圧電気負荷106bと、オルタネータ101が発電した高電圧の電気エネルギを触媒加熱用ヒータ106cと他の高電圧電気負荷106へ分配する分配器108が搭載されている。
The
A plurality of high-voltage
このように構成された車両の回生発電制御システムにおいてオルタネータ101が回生発電を行う場合に、ECU20は、触媒温度センサ52の測定値(触媒床温)が活性温度より低ければ、余剰発電電力Epexを触媒加熱用ヒータ106cへ優先的に供給するように分配器108を制御する。
In the vehicle regenerative power generation control system configured as described above, when the
余剰発電電力Epexが触媒加熱用ヒータ106cへ優先的に供給されると、排気浄化用触媒51の早期活性化を図ることができるため、排気エミッションを低減することができる。さらに、余剰発電電力Epexを廃棄する事態を回避することができる。
If surplus generated power Epex is preferentially supplied to the
以下、本実施例における余剰発電電力Epexの分配手順について図11に沿って説明する。図11は、余剰発電電力の分配制御ルーチンを示すフローチャートである。このルーチンは、前述した回生発電制御ルーチン(図5を参照)のS106においてECU20が実行するサブルーチンである。なお、図11において、前述した第2の実施例の分配制御ルーチン(図8を参照)と同等の処理には同一の符号が付されている。
Hereinafter, a procedure for distributing the surplus generated power Epex in this embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 11 is a flowchart showing a surplus generated power distribution control routine. This routine is a subroutine executed by the
図11のルーチンでは、ECU20は、S201において肯定判定された場合に、S301へ進み、触媒温度センサ52の測定値(触媒床温)Tcatを読み込む。続いて、ECU20は、S302へ進み、前記S301で読み込まれた触媒床温Tcatが適温Tbより低いか否かを判別する。適温Tbは、排気浄化用触媒51の浄化機能が活性する温度域の最低値に相当する。
In the routine of FIG. 11, if an affirmative determination is made in S201, the
前記S302において肯定判定された場合(Tcat<Tb)は、ECU20は、S303へ進み、触媒加熱用ヒータ106cへ供給可能な電力Epcatmaxを演算する。ここでいう電力Epcatmaxは、排気浄化用触媒51の過昇温を回避し得る範囲内で触媒加熱用ヒータ106cへ供給可能な電力である。触媒加熱用ヒータ106cによる触媒床温の温度上昇量は、触媒床温Tcatと、排気浄化用触媒51へ流入する排気の温度と、排気浄化用触媒51へ流入する排気の流量(内燃機関1の吸入空気量(たとえば、エアフローメータの測定値))に相関する。そこで、電力Epcatmaxと触媒床温Tcatと排気温度と排気流量との関係を予め実験的に求めておき、それらの関係をマップ化しておくようにしてもよい。
If an affirmative determination is made in S302 (Tcat <Tb), the
S304では、前記S303で求められた電力Epcatmaxが余剰発電電力Epex以上であるか否かを判別する。S304において肯定判定された場合(Epcatmax≧Epex)は、ECU20は、S305へ進み、余剰発電電力Epexの全てが触媒加熱用ヒータ106cへ供給されるように分配器108を制御する。
In S304, it is determined whether or not the power Epcatmax obtained in S303 is equal to or greater than the surplus generated power Epex. If an affirmative determination is made in S304 (Epcatmax ≧ Epex), the
前記S304において否定判定された場合(Epcatmax<Epex)は、ECU20は、S306へ進む。S306では、ECU20は、余剰発電電力Epexのうち上記した電力Epcatmaxに相当する電力が触媒加熱用ヒータ106cへ供給され、残りの電力が他の高電圧電気負荷106bへ供給されるように分配器108を制御する。
If a negative determination is made in S304 (Epcatmax <Epex), the
また、前記S302において否定判定された場合(Toil≧Tb)は、ECU20は、S208へ進み、余剰発電電力Epexの全てが触媒加熱用ヒータ106c以外の高電圧電気負荷106bに分配されるように分配器108を制御する。
If a negative determination is made in S302 (Toil ≧ Tb), the
以上述べたようにECU20が図11の分配制御ルーチンを実行すると、余剰発電電力
Epexが触媒加熱用ヒータ106cへ優先的に供給されるため、燃料消費率の向上や排気エミッションの低減を図ることができる。その結果、回生発電により回生された運動エネルギを有効利用することができる。
As described above, when the
なお、車両の減速走行中(内燃機関1の減速フューエルカット運転中)は、低温の空気によって排気浄化用触媒51が冷却される。そのため、触媒床温が活性温度以上の比較的低い温度域にあるときは、車両の減速フューエルカット走行中に触媒床温が活性温度未満へ低下する可能性がある。そこで、触媒床温が活性温度以上の比較的低い温度域にある場合においても、余剰発電電力Epexが触媒加熱用ヒータ106cへ優先的に供給されるようにしてもよい。その場合、車両の減速走行中に排気浄化用触媒51が失活する事態を回避することができるため、減速走行終了後の排気エミッションの増加を回避することができる。
Note that the
また、本実施例では、前述した第2の実施例におけるオイルヒータ106aの代わりに触媒加熱用ヒータ106cが車両に搭載される場合を例に挙げたが、オイルヒータ106a及び触媒加熱用ヒータ106cが車両に搭載され、且つ潤滑油の温度Toilが適温Ta以上である場合においても、本実施例の分配制御を適用することは可能である。
In the present embodiment, the case where the
<実施例4>
次に、本発明の第4の実施例について図12乃至図14に基づいて説明する。ここでは、前述した第2の実施例と異なる構成について説明し、同様の構成については説明を省略する。
<Example 4>
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Here, a configuration different from the above-described second embodiment will be described, and description of the same configuration will be omitted.
前述した第2の実施例と本実施例との相違点は、オイルヒータの代わりにモータアシストターボが車両に搭載されている点にある。図12は、本実施例における内燃機関1の吸排気系の概略構成を示す図である。図12において、車両には、内燃機関1の排気通路50に配置されたタービン54aと、内燃機関1の吸気通路53に配置されたコンプレッサ54bと、を備えた遠心過給機(ターボチャージャ)54が搭載されている。
The difference between the second embodiment and the present embodiment is that a motor-assisted turbo is mounted on the vehicle instead of the oil heater. FIG. 12 is a diagram showing a schematic configuration of the intake and exhaust system of the
ターボチャージャ54は、タービンホイールとコンプレッサホイールとを連結する回転軸を電動モータ106dにより回転駆動可能なモータアシストターボである。このように構成されたモータアシストターボ54の電動モータ106dは、ECU20により電気的に制御されるようになっている。
The turbocharger 54 is a motor-assisted turbo that can rotate and drive a rotating shaft that connects a turbine wheel and a compressor wheel by an
電動モータ106dは、高電圧電気負荷106の1つであり、高電圧の電気エネルギによって作動する。また、図13に示すように、車両には、電動モータ106dと異なる複数の高電圧電気負荷106bと、オルタネータ101が発電した高電圧の電気エネルギを電動モータ106dと他の高電圧電気負荷106へ分配する分配器108が搭載されている。
The
このように構成された車両の回生発電制御システムにおいてオルタネータ101が回生発電を行う場合に、ECU20は、車両が減速走行後に加速走行へ移行すると予測されれば、余剰発電電力Epexを電動モータ106dへ優先的に供給するように分配器108を制御する。
In the vehicle regenerative power generation control system configured as described above, when the
余剰発電電力Epexが電動モータ106dへ優先的に供給されると、減速走行後の加速走行時においてターボラグが小さくなるとともに、モータアシストターボ54の回転数(回転軸の回転数)を高めるために必要な熱エネルギ(燃料量)を低減することができる。その結果、車両のドライバビリティが高まるとともに、排気エミッションの低減及び燃料噴射量の低減を図ることができる。さらに、余剰発電電力Epexを廃棄する事態を回
避することができる。
When surplus generated power Epex is preferentially supplied to the
以下、本実施例における余剰発電電力Epexの分配手順について図14に沿って説明する。図14は、余剰発電電力の分配制御ルーチンを示すフローチャートである。このルーチンは、前述した回生発電制御ルーチン(図5を参照)のS106においてECU20が実行するサブルーチンである。なお、図14において、前述した第2の実施例の分配制御ルーチン(図8を参照)と同等の処理には同一の符号が付されている。
Hereinafter, the distribution procedure of surplus generated power Epex in the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 14 is a flowchart showing a surplus generated power distribution control routine. This routine is a subroutine executed by the
図14のルーチンでは、ECU20は、S201において肯定判定された場合に、S401へ進み、車両の再加速情報を取得する。たとえば、ナビゲーションシステムを利用した交通情報から車両前方の信号の状態、前車との車間距離、高速道路の料金所通過、道路の形状などの情報を取得する。
In the routine of FIG. 14, if an affirmative determination is made in S201, the
S402では、ECU20は、前記S401で取得した情報から車両が減速走行後に再加速するか否かを判別する。たとえば、ECU20は、車両前方の信号が「停止(赤)」から「進行(青)」に変わった、前車との車間距離が拡がった、高速道路の料金所を通過した、道路形状が曲線から直線へ変わった、などの情報が得られたときに、車両が減速走行後に再加速すると判別(予測)する。
In S402, the
前記S402において肯定判定された場合は、ECU20は、S403へ進み、電動モータ106dへ供給可能な電力Epmotmaxを演算する。ここでいう電力Epmotmaxは、モータアシストターボ54の回転数を再加速に適した回転数まで高めるために必要な電力である。モータアシストターボ54の回転数の上昇量は、モータアシストターボ54の回転数又はモータアシストターボ54へ流入する排気の流量に相関する。そこで、電力Epmotmaxとモータアシストターボ54の回転数(又は排気流量)との関係を予め実験的に求めておき、それらの関係をマップ化しておくようにしてもよい。
If an affirmative determination is made in S402, the
S404では、前記S403で求められた電力Epmotmaxが余剰発電電力Epex以上であるか否かを判別する。S404において肯定判定された場合(Epmotmax≧Epex)は、ECU20は、S405へ進み、余剰発電電力Epexの全てが電動モータ106dへ供給されるように分配器108を制御する。
In S404, it is determined whether or not the power Epmotmax obtained in S403 is equal to or greater than the surplus generated power Epex. If an affirmative determination is made in S404 (Epmotmax ≧ Epex), the
前記S404において否定判定された場合(Epmotmax<Epex)は、ECU20は、S406へ進む。S406では、ECU20は、余剰発電電力Epexのうち上記した電力Epmotmaxに相当する電力が電動モータ106dへ供給され、残りの電力が他の高電圧電気負荷106bへ供給されるように分配器108を制御する。
If a negative determination is made in S404 (Epmotmax <Epex), the
また、前記S402において否定判定された場合は、ECU20は、S208へ進み、余剰発電電力Epexの全てが電動モータ106d以外の高電圧電気負荷106bに分配されるように分配器108を制御する。
If a negative determination is made in S402, the
以上述べたようにECU20が図14の分配制御ルーチンを実行すると、余剰発電電力Epexが電動モータ106dへ優先的に供給されるため、車両のドライバビリティ向上を図ることができるとともに、燃料消費率の向上や排気エミッションの低減を図ることができる。その結果、回生発電により回生された運動エネルギを有効利用することができる。
As described above, when the
<実施例5>
次に、本発明の第5の実施例について図15に基づいて説明する。ここでは、前述した第2の実施例と異なる構成について説明し、同様の構成については説明を省略する。
<Example 5>
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Here, a configuration different from the above-described second embodiment will be described, and description of the same configuration will be omitted.
前述した第2の実施例と本実施例との相違点は、余剰発電電力Epexをオイルヒータなどの高電圧電気負荷106へ供給する代わりに、低電圧バッテリ103へ供給する点にある。
The difference between the second embodiment described above and this embodiment is that the surplus generated power Epex is supplied to the
低電圧バッテリ103から電力が供給される低電圧電気負荷107には、燃料噴射弁、点火プラグ、燃料ポンプ、又はECU20などのように、車両が走行する上で不可欠な電気負荷が含まれている場合がある。そのため、低電圧バッテリ103の充電状態が低下している場合は、高電圧電気負荷106に優先して低電圧バッテリ103を充電することが望ましい。
The low voltage
そこで、ECU20は、オルタネータ101が回生発電を行う場合に、低電圧バッテリ103の充電状態(第2SOCセンサ103aの測定値)が低ければ、余剰発電電力EpexをDC−DCコンバータ105によって降圧させた後に低電圧バッテリ103へ供給するようにした。
Therefore, when the
余剰発電電力Epexが低電圧バッテリ103へ優先的に供給されると、低電圧電気負荷107の駆動電力が不足したり、低電圧電気負荷107の作動が不安定になったりする事態を回避することができる。さらに、余剰発電電力Epexを廃棄する事態を回避することができる。
When surplus generated power Epex is preferentially supplied to the low-
以下、本実施例における余剰発電電力Epexの分配手順について図15に沿って説明する。図15は、余剰発電電力の分配制御ルーチンを示すフローチャートである。このルーチンは、前述した回生発電制御ルーチン(図5を参照)のS106においてECU20が実行するサブルーチンである。なお、図15において、前述した第2の実施例の分配制御ルーチン(図8を参照)と同等の処理には同一の符号が付されている。
Hereinafter, a procedure for distributing the surplus generated power Epex in the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 15 is a flowchart showing a surplus generated power distribution control routine. This routine is a subroutine executed by the
図15のルーチンでは、ECU20は、S201において肯定判定された場合に、S501へ進み、低電圧バッテリ103の充電状態(第2SOCセンサ103aの測定値)SOC2を取得する。
In the routine of FIG. 15, when an affirmative determination is made in S201, the
S502では、ECU20は、前記S501で取得した充電状態SOC2が下限値β以下であるか否かを判別する。下限値βは、低電圧電気負荷107へ電力を供給する上で必要となる最低限の充電状態に所定のマージンを付加した値であり、予め実験などを利用した適合処理により定められている。
In S502, the
前記S502において肯定判定された場合(SOC2≦β)は、ECU20は、S503へ進み、低電圧バッテリ103の充電可能電力Epbatsubmaxを演算する。ここでいう充電可能電力Epbatsubmaxは、低電圧バッテリ103の充電状態を上記した下限値βより高く設定された目標値まで高めるために必要な電力である。
When an affirmative determination is made in S502 (SOC2 ≦ β), the
S504では、ECU20は、DC−DCコンバータ105の通過電力(DC−DCコンバータ105により降圧する高電圧の電力)Epdcdcを演算する。たとえば、ECU20は、前記S503で算出された充電可能電力Epbatsubmaxを高電圧に昇圧した際の電力を演算する。
In step S504, the
S505では、ECU20は、前記S504で算出された通過電力Epdcdcが余剰発電電力Epex以上であるか否かを判別する。S505において肯定判定された場合(Epdcdc≧Epex)は、ECU20は、S506へ進み、余剰発電電力Epexの全てが低電圧バッテリ103へ供給されるようにDC−DCコンバータ105を制御する
。
In S505, the
前記S505において否定判定された場合(Epdcdc<Epex)は、ECU20は、S507へ進む。S507では、ECU20は、余剰発電電力Epexのうち上記した通過電力Epdcdcに相当する電力が低電圧バッテリ103へ供給され、残りの電力が高電圧電気負荷106bへ供給されるようにDC−DCコンバータ105及び分配器108を制御する。
If a negative determination is made in S505 (Epdcdc <Epex), the
また、前記S502において否定判定された場合は、ECU20は、S508へ進み、余剰発電電力Epexの全てが高電圧電気負荷106bに分配されるように分配器108を制御する。
If a negative determination is made in S502, the
以上述べたようにECU20が図15の分配制御ルーチンを実行すると、余剰発電電力Epexが低電圧バッテリ103へ優先的に供給されるため、車両が走行する上で必要不可欠な低電圧電気負荷107の作動を保証することができる。
As described above, when the
なお、低電圧バッテリ103の充電状態が低い場合は、余剰発電電力Epexを低電圧バッテリ103へ供給する代わりに低電圧電気負荷107へ供給してもよく、或いは低電圧バッテリ103と低電圧電気負荷107の双方へ余剰発電電力Epexを供給してもよい。
In addition, when the charging state of the
<実施例6>
次に、本発明の第6の実施例について説明する。ここでは前述した第2乃至第5の実施例と異なる構成について説明し、同様の構成については説明を省略する。
<Example 6>
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described. Here, configurations different from those of the second to fifth embodiments described above will be described, and description of similar configurations will be omitted.
前述した第2乃至第5の実施例では、オイルヒータ106a、触媒加熱用ヒータ106c、モータアシストターボ54、又は低電圧バッテリ103の何れか一つが車両に搭載される場合(又は、何れか一つに余剰発電電力Epexを供給する必要がある場合)を例に挙げたが、本実施例では、上記した複数の電気機器の少なくとも2つに余剰発電電力Epexを供給する必要がある場合について述べる。
In the second to fifth embodiments described above, any one of the
上記した複数の電気機器の少なくとも2つに余剰発電電力Epexを供給する必要がある場合には、ECU20は、予め定められた優先順位に従って余剰発電電力Epexの供給先を決定してもよい。たとえば、低電圧バッテリ103、オイルヒータ106a、触媒加熱用ヒータ106c、モータアシストターボ54の順に優先順位を定めてもよい。その場合、車両が走行する上で必要不可欠な低電圧電気負荷107の作動が保証され、次いで内燃機関1の暖気促進が図られることになる。なお、優先順位の高い電気機器により消費しきれない余剰発電電力Epexがある場合は、優先順位の低い電気機器へ供給されればよい。
When it is necessary to supply the surplus generated power Epex to at least two of the plurality of electric devices described above, the
また、ECU20は、予め各電気機器に割り振られた重み付け係数を余剰発電電力Epexに乗算することにより、複数の電気機器へ余剰発電電力Epexが割り振られるようにしてもよい。
Further, the
1 内燃機関
2 トランスミッション
3 プロペラシャフト
4 デファレンシャルギア
5 ドライブシャフト
6 駆動輪
20 ECU
24 クランクポジションセンサ
26 油温センサ
50 排気通路
51 排気浄化用触媒
52 触媒温度センサ
53 吸気通路
54 モータアシストターボ
54a タービン
54b コンプレッサ
100 発電機構
101 オルタネータ
101a レギュレータ
101b 温度センサ
102 高電圧バッテリ
102a 第1SOCセンサ
103 低電圧バッテリ
103a 第2SOCセンサ
104 切換スイッチ
105 DC−DCコンバータ
106 高電圧電気負荷
106a オイルヒータ
106b 高電圧電気負荷
106c 触媒加熱用ヒータ
106d 電動モータ
107 低電圧電気負荷
108 分配器
DESCRIPTION OF
24
Claims (5)
前記発電機により回生発電された電力を蓄えるバッテリと、
前記バッテリが受け入れることができる電力が最大となるときの前記バッテリの充電状態である基準充電状態を取得する取得手段と、
前記車両が減速走行状態にあるときに、前記バッテリの充電状態が基準充電状態にあると仮定し、基準充電状態の前記バッテリが受け入れることができる最大の電力と同等の電力を前記発電機に発電させる制御手段と、
を備えることを特徴とする車両の回生発電制御システム。 In a regenerative power generation control system for a vehicle that performs regenerative power generation by operating a generator using the kinetic energy of the vehicle when the vehicle is in a decelerating running state,
A battery for storing electric power regenerated by the generator;
An acquisition means for acquiring a reference charging state that is a charging state of the battery when the power that the battery can accept is maximized;
When the vehicle is in a deceleration state, assuming that the state of charge of the previous SL battery is in the reference charge state, the maximum power equivalent to power the battery can accept a reference charge state to the generator and control means for power generation,
A regenerative power generation control system for a vehicle.
前記制御手段は、前記演算手段により算出された実充電可能電力が前記基準充電状態における充電可能電力より小さい場合に、前記バッテリに充電しきれない余剰の発電電力を前記車両に搭載された電気機器に供給することを特徴とする車両の回生発電制御システム。 According to claim 1, further comprising a calculating means for calculating the actual real chargeable power is actually power which can accept battery charge state as a parameter of the battery,
When the actual chargeable power calculated by the calculation means is smaller than the chargeable power in the reference charging state, the control means is an electric device in which surplus generated power that cannot be charged in the battery is mounted on the vehicle. A regenerative power generation control system for a vehicle, characterized by being supplied to a vehicle.
前記制御手段は、前記熱媒体の温度が適温より低い場合に、他の電気負荷に優先して前記熱媒体用ヒータへ余剰の発電電力を供給することを特徴とする車両の回生発電制御システム。 In Claim 2, the electric device is a plurality of electric loads including a heat medium heater for heating the heat medium circulating in the internal combustion engine,
The regenerative power generation control system for a vehicle, wherein when the temperature of the heat medium is lower than an appropriate temperature, the control means supplies surplus generated power to the heat medium heater in preference to another electric load.
前記制御手段は、前記排気浄化用触媒の温度が活性温度より低い場合は、他の電気負荷に優先して前記触媒用ヒータへ余剰の発電電力を供給することを特徴とする車両の回生発電制御システム。 In Claim 2, the electrical equipment is a plurality of electrical loads including a catalyst heater for heating an exhaust purification catalyst disposed in an exhaust passage of an internal combustion engine,
When the temperature of the exhaust purification catalyst is lower than the activation temperature, the control means supplies surplus generated power to the catalyst heater in preference to other electric loads, and the vehicle regenerative power generation control is characterized in that system.
前記制御手段は、前記サブバッテリが充電可能な状態にある場合に、前記サブバッテリへ余剰の発電電力を供給することを特徴とする車両の回生発電制御システム。 In Claim 2, the electric device is a sub-battery independent of the battery,
The regenerative power generation control system for a vehicle, wherein the control means supplies surplus generated power to the sub battery when the sub battery is in a chargeable state.
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