CN107825963B - 再生控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够在维持了车辆的姿势的状态下进行再生控制的再生控制装置。再生控制装置(1)包括：上位ECU(40)，其基于在根据车辆的行驶状况将动能转换为电能的再生控制中要求的再生量即要求再生量，来设定车辆(2)的每一个车轮(3)所要求的车轮再生量即要求车轮再生量；以及再生控制部(50)，其以比基于要求车轮再生量和车速预测的期间，即从车辆(2)的各车轮(3)的再生开始到出现车辆(2)的行为的预测车辆行为出现期间短的再生执行期间切换再生控制对象的车轮(3)，并将每一个车轮(3)的实际车轮再生量控制为要求车轮再生量。

Description

再生控制装置
技术领域
本发明涉及再生控制装置。
背景技术
以往，有一种进行将车辆的动能转换为电能的再生控制的再生控制装置。再生控制装置例如在车辆减速时通过再生制动器回收再生电力(例如，专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2008-219971号公报
发明内容
本发明欲解决的问题
但是，有的情况下再生控制装置例如通过对车辆的不同车轮每一个独立地使用再生制动器从而从各个车轮回收再生电力。这种情况下，优选的是，再生控制装置在维持车辆的姿势的状态下进行再生控制。
因此，本发明是鉴于上述情况而完成的发明，其目的在于，提供一种即使在对不同车轮每一个进行再生的情况下，也能够在维持了车辆的姿势的状态下进行再生控制的再生控制装置。
用于解决问题的技术方案
为了解决上述问题并达到目的，本发明所涉及的再生控制装置的特征在于，包括：再生量设定部，其基于在根据车辆的行驶状况将动能转换为电能的再生控制中要求的再生量即要求再生量，来设定所述车辆的每一个车轮所要求的车轮再生量即要求车轮再生量；以及再生控制部，其控制被设置在每一个所述车轮上的再生装置来实行所述再生控制，所述再生控制部在所述再生控制中，以比基于所述要求车轮再生量和车速预测的期间，即从所述车辆的各车轮的再生开始到出现所述车辆的行为的预测车辆行为出现期间短的再生执行期间，利用所述再生装置切换再生控制对象的车轮，并将每一个所述车轮的实际所述车轮再生量控制为所述要求车轮再生量。
另外，优选的是，在所述再生控制装置中，所述再生控制部以比所述预测车辆行为出现期间短的所述再生执行期间反复进行切换所述再生控制对象的车轮的处理，并将每一个所述车轮的实际所述车轮再生量控制为所述要求车轮再生量。
另外，优选的是，在所述再生控制装置中，所述再生控制对象的车轮是前轮以及后轮。
发明效果
本发明所涉及的再生控制装置以比预测车辆行为出现期间短的再生执行期间切换再生控制对象的车轮，并将每一个车轮的实际车轮再生量控制为要求车轮再生量，因此即使在对不同车轮每一个进行再生的情况下，也能够在维持了车辆的姿势的状态下进行再生控制。
附图说明
图1是示出实施方式所涉及的再生控制装置的构成例的电路图。
图2是示出实施方式所涉及的再生控制例子的图。
图3是示出实施方式所涉及的再生控制装置的动作例的流程图。
附图标记的说明
1： 再生控制装置
2： 车辆
3： 车轮
3A： 前轮
3B： 后轮
10： 电动发电机
10A： 前轮MG
10B： 后轮MG
20： 电池
30A： 前轮整流充电部
30B： 后轮整流充电部
40： 上位ECU(再生量设定部)
50： 再生控制部
具体实施方式
参照附图并详细地说明用于实施本发明的方式(实施方式)。本发明并不局限于以下实施方式所记载的内容。另外，在以下所记载的构成要素中包含本领域技术人员能够容易想到的要素、实质上相同的要素。进而，以下所记载的构成能够适当地组合。另外，在不脱离本发明的主旨的范围内能够进行各种省略、置换或者变更。
[实施方式]
对实施方式所涉及的再生控制装置进行说明。再生控制装置1是根据车辆2的行驶状况进行将动能转换为电能的再生控制的装置。在本实施方式中，再生控制装置1被搭载于电动汽车(EV)、插电式混合动力汽车(PHEV；Plug－in Hybrid Electric Vehicle)、混合动力电动汽车(HEV；Hybrid Electric Vehicle)等车辆2。
再生控制装置1例如具有在车辆2减速时将车轮3的动能转换为电能并回收的功能(再生制动器)。再生控制装置1中，例如当踩踏未图示的制动踏板时，车轮3的旋转力传递至车辆2的电动发电机10，电动发电机10通过转动而产生起电压(再生电压)。再生控制装置1用电动发电机10所产生的再生电压对车辆2的电池20进行充电。再生电压在车辆2的速度相对较快而动能较高的情况下变高，在车辆2的速度相对较慢而动能较低的情况下变低。需要说明的是，电动发电机10可以是驱动车轮3的驱动马达兼备发电机的功能的构成，还可以是与驱动马达分开地设置发电机的构成。以下，详细地说明再生控制装置1。
如图1所示，再生控制装置1包括：作为再生装置的前轮电动发电机10A(以下，称为前轮MG10A)；作为再生装置的后轮电动发电机10B(以下，称为后轮MG10B)；电池20；前轮整流充电部30A；后轮整流充电部30B；作为再生量设定部的上位ECU(Electronic ControlUnit：电子控制单元)40；以及再生控制部50。
前轮MG10A在进行车辆2的动力运行的同时产生再生电力。前轮MG10A是被搭载于车辆2中的电气设备之一，被配置于车辆2的前部。前轮MG10A的转子轴经由传动轴等的连结机构等连接到车辆2的两个前轮3A。前轮MG10A具有使被供给的电力转换为机械动力的电机功能、以及使机械动力转换为电力的作为发电部的功能。前轮MG10A具有例如利用从前轮3A、未图示的引擎传递的动力进行发电的作为交流发电机的功能、消耗从后述的电池20供给的电力并作为车辆2的行驶用的动力源的功能。前轮MG10A被供给电力而使车辆2的前轮3A转动，并且，利用从前轮3A接收的旋转力进行发电。
后轮MG10B在进行车辆2的动力运行的同时产生再生电力。后轮MG10B是被搭载于车辆2中的电气设备之一，被配置于车辆2的后部。后轮MG10B的转子轴经由传动轴等的连结机构等连接到车辆2的两个后轮3B。后轮MG10B具有使被供给的电力转换为机械动力的电机功能、以及使机械动力转换为电力的作为发电部的功能。后轮MG10B具有例如利用从后轮3B、引擎传递的动力进行发电的作为交流发电机的功能、消耗从后述的电池20供给的电力并作为车辆2的行驶用的动力源的功能。后轮MG10B被供给电力而使车辆2的后轮3B转动，并且，利用从后轮3B接收的旋转力进行发电。
电池20蓄电电力。电池20是车辆2的电源，是能够充电以及放电的直流电源。电池20经由前轮整流充电部30A连接到前轮MG10A，向前轮MG10A供给电力，并且，将来自前轮MG10A的再生电力充电。另外，电池20经由后轮整流充电部30B连接到后轮MG10B，向后轮MG10B供给电力，并且，将来自后轮MG10B的再生电力充电。电池20通过充电率(SOC；StateOf Charge)、劣化状态(SOH；State Of Health)、温度、内部电阻、单元电压等决定容许接纳量。电池20被以不超过容许接纳量的方式进行充电。电池20被充电到表示充电的终止的电压即充电终止电压以下。
前轮整流充电部30A是将交流电压(交流电力)转换为直流电压(直流电力)的AC－DC转换器。前轮整流充电部30A与前轮MG10A以及电池20连接，对从前轮MG10A输出的交流电压(再生电压)进行全波整流而转换为直流电压，并将该直流电压输出至电池20。前轮整流充电部30A与再生控制部50连接，由该再生控制部50进行启动关闭控制。当前轮整流充电部30A被设定为启动时，将来自前轮MG10A的交流电压转换为直流电压并输出到电池20。另外，当前轮整流充电部30A被设定为关闭时，不将来自前轮MG10A的交流电压转换为直流电压。
后轮整流充电部30B是将交流电压(交流电力)转换为直流电压(直流电力)的AC－DC转换器。后轮整流充电部30B与后轮MG10B以及电池20连接，对从后轮MG10B输出的交流电压进行全波整流而转换为直流电压，并将该直流电压输出至电池20。后轮整流充电部30B与再生控制部50连接，由该再生控制部50进行启动关闭控制。当后轮整流充电部30B被设定为启动时，将来自后轮MG10B的交流电压转换为直流电压并输出到电池20。另外，当后轮整流充电部30B被设定为关闭时，不将来自后轮MG10B的交流电压转换为直流电压。
上位ECU40控制车辆2的整体，例如，控制车辆2的引擎等的驱动系统、制动器等的制动系统等。上位ECU40以周知的微型计算机作为主体的电子电路而构成，该微型计算机包含CPU、构成存储部的ROM、RAM以及接口。上位ECU40基于例如制动踏板的踏入量等算出在再生控制中所要求的再生量即要求再生量。此处，要求再生量是车辆2整体所要求的再生量。要求再生量代表性地是对于车辆2的全部车轮3要求合计的再生量。要求再生量在每一个需要再生控制的定时被算出。例如，当检测到制动踏板的踏入量时，在该定时基于制动踏板的踏入量算出要求再生量。并且，上位ECU40基于要求再生量设定车辆2的每一个车轮3所要求的车轮再生量即要求车轮再生量。此处，要求车轮再生量是每一个车轮3单独要求的车轮再生量。在本实施方式中，要求车轮再生量被对于前轮3A和后轮3B分别设定。代表性地根据车辆2的姿势等基于设定表数据、算式等决定要求车轮再生量对于前轮3A和后轮3B的分配。
再生控制部50基于要求车轮再生量进行再生控制。再生控制部50根据基于要求车轮再生量的指令值来判定车辆2的行驶模式。此处，行驶模式在基于要求车轮再生量的指令值为正的情况下设为再生，在基于要求车轮再生量的指令值为负或者零的情况下设为动力运行。例如，在对于前轮3A的要求车轮再生量的指令值为正、并且对于后轮3B的要求车轮再生量的指令值为正的情况下，行驶模式为再生前后轮3A、3B的前后轮再生模式。另外，在对于前轮3A的要求车轮再生量的指令值为正、并且对于后轮3B的要求车轮再生量的指令值为负或者零的情况下，行驶模式为再生前轮3A、并对动力运行后轮3B的前轮再生模式。另外，在对于前轮3A的要求车轮再生量的指令值为负或者零、并且对于后轮3B的要求车轮再生量的指令值为正的情况下，行驶模式为动力运行前轮3A、并再生后轮3B的后轮再生模式。另外，在对于前轮3A的要求车轮再生量的指令值为负或者零、并且对于后轮3B的要求车轮再生量的指令值为负或者零的情况下，行驶模式为动力运行前后轮3A、3B的动力运行模式。
再生控制部50包含以周知的微型计算机作为主体的电子电路而构成，该微型计算机包含CPU、构成存储部的ROM、RAM以及接口。再生控制部50基于各种行驶模式控制前轮整流充电部30A以及后轮整流充电部30B。另外，再生控制部50基于各种行驶模式切换再生控制对象的车轮3。例如，在前轮再生模式的情况下，再生控制部50将前轮整流充电部30A设定为启动，并将后轮整流充电部30B设定为关闭，并且，将再生控制对象的车轮3设定为前轮3A。再生控制部50执行前轮MG10A所进行的再生，直到基于要求车轮再生量的再生期间结束。此处，再生期间是在各个车轮3中到满足要求车轮再生量的期间。再生期间是合计后述的再生执行期间的期间。再生控制部50基于要求车轮再生量决定再生期间和再生电流。例如，在前轮3A的要求车轮再生量比后轮3B的要求车轮再生量大的情况下，如图2所示，再生控制部50使前轮3A的再生电流比后轮3B的再生电流大。另外，例如，在将再生电流设为同等的情况下，当要求车轮再生量变得相对较大时，再生控制部50使再生期间变得相对较长。在后轮再生模式的情况下，再生控制部50将后轮整流充电部30B设定为启动并将前轮整流充电部30A设定为关闭，并且，将再生控制对象的车轮3设定为后轮3B。再生控制部50执行后轮MG10B所进行的再生，到基于要求车轮再生量的再生期间结束。另外，在动力运行模式的情况下，再生控制部50将前轮整流充电部30A设定为关闭并将后轮整流充电部30B设定为关闭，并且，不将前后轮3A、3B设定为再生控制对象。需要说明的是，在图2中，F指令值表示前轮3A的指令值为正，R指令值表示后轮3B的指令值为正。
另外，在前后轮再生模式的情况下，再生控制部50首先将前轮整流充电部30A设定为启动并将后轮整流充电部30B设定为关闭，并且，将再生控制对象的车轮3设定为前轮3A。接下来，再生控制部50将前轮整流充电部30A设定为关闭并将后轮整流充电部30B设定为启动，并且，将再生控制对象的车轮3从前轮3A切换为后轮3B。再生控制部50反复进行前轮MG10A所进行的再生和后轮MG10B所进行的再生，到基于要求车轮再生量的再生期间结束。在前后轮再生模式的情况下，再生控制部50交替地切换前轮3A和后轮3B作为再生控制对象的车轮3，到再生期间结束。此时，再生控制部50以比预测车辆行为出现期间短的再生执行期间切换再生控制对象的车轮3，并将每一个车轮3的实际车轮再生量控制为要求车轮再生量。此处，预测车辆行为出现期间是基于要求车轮再生量和车速预测的期间，且是从车辆2的各车轮3的再生开始到出现车辆2的行为的期间。预测车辆行为出现期间是例如通过实验等预先决定的期间，作为设定表数据、算式存储于ROM等。例如，预测车辆行为出现期间是不超过车辆惯性的时间常数的期间，通过实验适当变更车轮再生量、车速、道路的路面状态(干燥、降雪等)等条件而被算出。预测车辆行为出现期间也可以基于滑移率来决定，该滑移率通过将车体速度和车轮3的转动速度之差除以车体速度而被算出。预测车辆行为出现期间代表性地车轮再生量相对越大则相对越短，车速相对越大则相对越短。例如，在前轮3A的再生控制的情况下，如图2所示，再生执行期间是从开始前轮3A的再生控制的开始时间点t1到结束前轮3A的再生控制的结束时间点t2的期间T1。另外，在后轮3B的再生控制的情况下，再生执行期间是从开始后轮3B的再生控制的开始时间点t3到结束后轮3B的再生控制的结束时间点t4的期间T2。再生执行期间像从前轮3A的开始时间点t5到结束时间点t6的期间T3、从后轮3B的开始时间点t7到后轮3B的结束时间点t8的期间T4那样，被在前轮3A和后轮3B之间反复执行。上述的再生期间是在一次的再生要求中，对每一个车轮3合计了再生执行期间的期间。实际的车轮再生量是由前轮MG10A或者后轮MG10B再生的车轮再生量，被基于再生电流的电流值等算出。
接下来，参照图3来说明再生控制装置1的动作例。再生控制装置1的再生控制部50从上位ECU40接收前后轮3A、3B的要求车轮再生量(步骤S1)。接下来，再生控制部50判定是否进行前后轮再生(步骤S2)。例如，再生控制部50根据基于要求车轮再生量的指令值判定车辆2的行驶模式。例如，在对于前轮3A的要求车轮再生量的指令值为正、并且对于后轮3B的要求车轮再生量的指令值为正的情况下，再生控制部50判定为行驶模式为前后轮再生模式。在行驶模式是前后轮再生模式的情况下(步骤S2；是)，再生控制部50进行算出处理(步骤S3)。例如，再生控制部50算出再生期间、再生执行期间以及预测车辆行为出现期间。例如，再生控制部50基于设定表数据、算式算出预测车辆行为出现期间。另外，再生控制部50算出从开始再生控制的开始时间点到结束再生控制的结束时间点的再生执行期间。另外，再生控制部50合计再生执行期间以算出再生期间。再生期间是在各个车轮3中到满足要求车轮再生量的期间。
接下来，再生控制部50进行前轮再生控制(步骤S4)。例如，再生控制部50首先将前轮整流充电部30A设定为启动并将后轮整流充电部30B设定为关闭，并且，将再生控制对象的车轮3设定为前轮3A，并将前轮MG10A从电机功能切换为作为发电部的功能。再生控制部50利用前轮整流充电部30A将由前轮MG10A发电的再生电力转换为直流电力并输出至电池20。并且，再生控制部50以比预测车辆行为出现期间短的再生执行期间将再生控制对象的车轮3从前轮3A切换为后轮3B并进行后轮再生控制(步骤S5)。例如，再生控制部50将前轮整流充电部30A设定为关闭并将后轮整流充电部30B设定为启动。进而，再生控制部50将前轮MG10A从作为发电部的功能切换为电机功能，并且，将后轮MG10B从电机功能切换为作为发电部的功能。再生控制部50利用后轮整流充电部30B将由后轮MG10B发电的再生电力转换为直流电力并输出至电池20。再生控制部50判定再生期间是否结束(步骤S6)。再生控制部50在再生期间结束的情况下(步骤S6；是)，结束处理。另外，在再生期间未终止的情况下(步骤S6；否)，再生控制部50返回上述的步骤S4。像这样，再生控制部50以比预测车辆行为出现期间短的再生执行期间将再生控制对象的车轮3交替地反复切换为前轮3A或者后轮3B，到结束再生期间为止。需要说明的是，在上述的步骤S2中，在行驶模式不是前后轮再生模式的情况下(步骤S2；否)，再生控制部50转移至上述的步骤S6。
如上所述，实施方式所涉及的再生控制装置1包括再生控制部50，其以比基于要求车轮再生量和车速预测的期间，即从车辆2的各车轮3的再生开始到出现车辆2的行为的预测车辆行为出现期间短的再生执行期间，切换再生控制对象的车轮3，将每一个车轮3的实际车轮再生量控制为要求车轮再生量。由此，再生控制装置1可以不同时回收前后轮3A、3B所产生的再生电力，因此对电池20进行充电时不需要将电压调整为同等。因此，再生控制装置1与同时回收前后轮3A、3B所产生的再生电力的情况比较，能够容易地进行再生控制。另外，再生控制装置1在出现车辆2的行为前切换再生控制对象的车轮3，因此即使对不同车轮3每一个进行再生的情况下，也能够在维持了车辆2的姿势的状态下进行再生控制。另外，再生控制装置1能够在再生控制对象的车轮3的切换定时执行机械制动、或者与再生制动并行地执行机械制动。
另外，再生控制装置1以比预测车辆行为出现期间短的再生执行期间反复进行切换再生控制对象的车轮3的处理，从而将每一个车轮3的实际车轮再生量控制为要求车轮再生量。由此，再生控制装置1能够一边保持车辆2的姿势一边进行再生控制。
另外，再生控制装置1的再生控制对象的车轮3是前轮3A以及后轮3B。由此，即使再生控制装置1分开地再生控制前轮3A和后轮3B，由于在出现车辆2的行为前切换再生控制对象的前后轮3A、3B，所以也能够在维持了车辆2的姿势的状态下进行再生控制。
[变形例]
接下来，对变形例进行说明。上位ECU40和再生控制部50既可以设为分开构成也可以设为一体构成。
虽然对要求车轮再生量是对于前轮3A或者后轮3B分别要求的再生量的例子进行了说明，但并不局限于此。要求车轮再生量例如也可以是对于车辆2的各个车轮3要求的车轮再生量。在这种情况下，例如，如果是四轮车，则要求车轮再生量是对于四轮分别要求的车轮再生量，如果是三轮车，则是对于三轮分别要求的车轮再生量。另外，要求车轮再生量也可以是对于左右轮要求的车轮再生量。

Claims (3)

1.一种再生控制装置，包括：
再生量设定部，其基于在根据车辆的行驶状况将动能转换为电能的再生控制中要求的再生量即要求再生量，来设定所述车辆的每一个车轮所要求的车轮再生量即要求车轮再生量；
其特征在于，所述再生控制装置还包括再生控制部，该再生控制部控制被设置在每一个所述车轮上的再生装置来执行所述再生控制，
所述再生控制部在所述再生控制中，以比从所述车辆的各车轮的再生开始到出现所述车辆的行为的预测车辆行为出现期间短的再生执行期间，所述预测车辆行为出现期间是基于所述要求车轮再生量和车速预测的期间，利用所述再生装置切换再生控制对象的车轮，并将每一个所述车轮的实际所述车轮再生量控制为所述要求车轮再生量。
2.如权利要求1所述的再生控制装置，
所述再生控制部以比所述预测车辆行为出现期间短的所述再生执行期间，反复进行切换所述再生控制对象的车轮的处理，并将每一个所述车轮的实际所述车轮再生量控制为所述要求车轮再生量。
3.如权利要求1或2所述的再生控制装置，其特征在于，
所述再生控制对象的车轮是前轮以及后轮。
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