JP2012006565A - Vehicle control device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、車両用制御装置に関する。 Embodiments described herein relate generally to a vehicle control device.
ハイブリッドシステムを構成する場合、エンジンと発電機を組み合わせる。しかし、エンジンは起動に時間がかかるため、電力が必要なときに停止状態から起動させても瞬時にはエンジンは起動せずに、発電機から電力を得ることができない。 When configuring a hybrid system, combine the engine and generator. However, since it takes time to start up the engine, even if it is started from a stopped state when power is required, the engine does not start instantaneously and power cannot be obtained from the generator.
本発明が解決しようとする課題は、エンジンがすばやく起動しない場合でも、必要な電力を補足することができる車両用制御装置を提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to provide a vehicle control device capable of supplementing necessary electric power even when the engine does not start quickly.
実施形態の車両用制御装置は、エンジンと接続される発電機と、前記発電機と接続され、交流から直流に電力変換を行う第1コンバータと、前記第1コンバータと接続され、前記直流の電力を充電および放電する第1蓄電装置と、前記第1蓄電装置と接続され、直流から交流に電力変換を行う第1インバータと、前記第1インバータと接続され、前記第1インバータが変換した電力を駆動力として駆動する負荷と、前記発電機と前記第1コンバータの間に接続され、整流するリアクトルと、前記リアクトルと前記第1コンバータとは反対側で接続され、直流から交流に電力変換を行う第2インバータと、前記第2インバータと接続され、前記交流の電力を充電および放電する第2蓄電装置と、前記発電機と前記第1コンバータとの間に設置され、電流を検出する第1電流センサと、前記第1インバータと前記モータとの間に設置され、電流を検出する第2電流センサと、前記第1電流センサと前記第2電流センサと接続され、前記発電機の出力状態および前記負荷の出力状態に基づき、前記第2蓄電装置の充電および放電を指令する制御部と、
を有している。
The vehicle control device according to the embodiment includes a generator connected to an engine, a first converter connected to the generator and performing power conversion from alternating current to direct current, the first converter, and the direct current power. The first power storage device that charges and discharges the battery, the first inverter that is connected to the first power storage device and performs power conversion from direct current to alternating current, and the power that is connected to the first inverter and converted by the first inverter. A load that is driven as a driving force, a reactor that is connected between the generator and the first converter and rectifies, is connected on the opposite side of the reactor and the first converter, and performs power conversion from direct current to alternating current Installed between the second inverter, the second power storage device connected to the second inverter and charging and discharging the AC power, and the generator and the first converter. A first current sensor that detects current, a second current sensor that is installed between the first inverter and the motor, detects current, and is connected to the first current sensor and the second current sensor; Based on the output state of the generator and the output state of the load, a control unit that commands charging and discharging of the second power storage device;
have.
以下、実施形態の制御装置を図面を参照して説明する。 Hereinafter, a control device according to an embodiment will be described with reference to the drawings.
(第1の実施形態)
第1の実施形態について図を参照し、詳細に説明する。図1は、第1の実施形態の車両用制御装置の全体構成図である。図2は、第1の実施形態の車両用制御装置のシステム動作のフローチャートである。図3は、第1の実施形態の車両用制御装置のシステム動作の説明図である。
(First embodiment)
The first embodiment will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is an overall configuration diagram of a vehicle control device according to a first embodiment. FIG. 2 is a flowchart of the system operation of the vehicle control apparatus of the first embodiment. FIG. 3 is an explanatory diagram of the system operation of the vehicle control apparatus of the first embodiment.
(構成)
図1に示すように、エンジン1は、発電機2と接続する。発電機2は、第1コンバータ6と3相線を介して接続する。第1コンバータ6は、第1電源3aと第1コンデンサ3bを内蔵する第1蓄電装置7と接続する。リアクトル5は、発電機2と第1コンバータ6の間に接続される。リアクトル5は、第2インバータ4と接続する。第2インバータ4は、第2電源3aと第2コンデンサ3bを内蔵する第2蓄電装置3と接続する。また、発電機2と第1コンバータ6の間には第1電流センサ10が設置され、第1インバータ8とモータ9の間に第2電流センサ11が設置される。
(Constitution)
As shown in FIG. 1, the
制御部100は上述したエンジン1、第1電流センサ10、第2電流センサ11、第2蓄電装置3、第2インバータ4に接続される。制御部100内には起動指令部101、モータ出力検出部102、エンジン出力検出部103、演算部104、第2蓄電装置出力指令105が内蔵される。
通常、エンジン1を起動させ回転力を得る。エンジン1の回転力によって発電機2を駆動する。発電機2が駆動させ、第1コンバータ6を運転することで、第1蓄電装置、PWM周波数を出力する第1インバータ8を介してモータ9に電力を供給し、車両が走行する。
Usually, the
上記のように車両が走行する際、モータ9の速度や第1蓄電装置の充電状態(SOC)に応じて、第2インバータ6を運転して第2蓄電装置からも電力を供給する。なお第2蓄電装置は第2インバータ4の直流リンクに、第1蓄電装置は第1インバータ8の直流リンクに直結してあるが、トランス等の変換機を介して接続してもよい。また、第2蓄電装置、第1蓄電装置にはリチウムイオン電池やニッケル水素電池などの二次電池を用いる。また、第2蓄電装置と第1蓄電装置に適用する電池は、同種のものでなくてもよい。
When the vehicle travels as described above, the
(作用)
次に図2および図3を用いて作用について説明する。制御部100の起動指令部101では、第2電流センサ11から検出された第2電流値(Imoutput)と運転室などの操作によるノッチ指定が入力される(S1)。起動指令部101では、入力値を受けてエンジン1及び第1蓄電装置3へ起動指令を出力する(S2)。エンジン1及び第1蓄電装置3が起動した後、第1電流センサ10から検出される第1電流値(Ieoutput)をエンジン出力検出部103に入力する(S3)。検出された第1電流値(Ieoutput)は、第2電流値(Imoutput)と一緒に演算部104に入力され、第1電流値(Ieoutput)≧第2電流値(Imoutput)の判定が行われる(S4)。第1電流値(Ieoutput)≧第2電流値(Imoutput)である場合、第1蓄電装置の動作は必要ないと判断され、第1蓄電動作指令が停止される(S5)。
(Function)
Next, the operation will be described with reference to FIGS. In the
一方、第1電流値(Ieoutput)≧第2電流値(Imoutput)でないと判断された場合、演算部104では、第1電流値(Ieoutput)−第2電流値(Imoutput)=第1蓄電装置出力値(Is1output)が演算される(S6)。演算された第1蓄電装置出力値(Is1output)は、第2蓄電装置出力司令部105に入力され、第1蓄電装置動作指令として出力される(S7)。
On the other hand, when it is determined that the first current value (Ioutput) ≧ the second current value (Ioutput) is not satisfied, the calculation unit 104 determines that the first current value (Ioutput) −the second current value (Ioutput) = the first power storage device output. A value (Is1output) is calculated (S6). The calculated first power storage device output value (Is1output) is input to the second power storage device
また、このような動作は、モータ9の負荷の状態によっては、常時、発電機2と第1蓄電装置7でモータ9から電力を供給しているとは限らず、エンジン1は停止しており、第1蓄電装置7のみから電力を供給していることある。しかし、負荷が急増した際に、エンジン1が起動する間は第1蓄電装置7にとっては過負荷になることが考えられる。そこで、図3に示すように、第2蓄電装置3からの電力を、第2インバータ4を介して発電機2と接続することでエンジン1の起動が遅くとも、その間に対応することができる。その後、必要に応じて、図3(a)に示すように第2蓄電装置の出力は停止させてもよい。また、図3(b)モータ9に要求される電力が、発電機2と第1蓄電装置7の出力可能な電力よりも多くの出力電力が必要な場合には、第2蓄電装置7からも電力を供給することで、モータ8が要求する電力を与えることができるようになる。
In addition, such an operation does not always supply power from the motor 9 by the
(効果)
以上述べた少なくともひとつの実施形態の制御装置によれば、発電機にインダクタンスとインバータを介して蓄電装置を接続することで、エンジンの出力の補足し、エンジンをすばやく起動させることが可能な車両用制御装置を提供することができる。また、定常的にもエンジンと蓄電装置だけでは不足する電力を補う役割を果たす。
(effect)
According to the control device of at least one embodiment described above, for a vehicle capable of supplementing the output of the engine and quickly starting the engine by connecting the power storage device to the generator via an inductance and an inverter. A control device can be provided. In addition, even in a steady state, the engine and the power storage device play a role of compensating for insufficient power.
(第2の実施形態)
第2の実施形態について図を参照し、詳細に説明する。図4は、第2の実施形態の車両用制御装置のシステム動作の説明図である。尚、図1乃至3と同一の構成をとるものについては、同符号を付して説明を省略する。
(Second Embodiment)
The second embodiment will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 4 is an explanatory diagram of the system operation of the vehicle control apparatus of the second embodiment. In addition, about the thing which has the same structure as FIG. 1 thru | or 3, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.
本実施形態は、第1の実施形態とは、蓄電装置をエンジン・発電機から充電することとブレーキ時のモータの回生エネルギーにより充電する点が異なる以下、その点について詳細に説明する。 This embodiment is different from the first embodiment in that the power storage device is charged from the engine / generator and charged by the regenerative energy of the motor at the time of braking, which will be described in detail below.
(作用)
図3に示すように、第1蓄電装置7のSOCが高い状態で回生電力を与えた場合には、第1蓄電装置7のSOCが上限値を超えてしまい、回生失効する。回生失効を避けるために、回生時に第1蓄電装置7のSOC第1蓄電装置7の上限値を超えたら第2蓄電装置3にも充電を開始する。これにより回生電力は、第1蓄電装置7から第1コンバータ6を介して第2蓄電装置3に充電される電力と、モータ9から第1インバータ8を介して第1蓄電装置7に充電され、回生失効を避けることができる。
(Function)
As illustrated in FIG. 3, when regenerative power is applied in a state where the SOC of the first
第2蓄電装置のSOCが第1蓄電装置のSOCよりも先に上限値を超えた場合も同様に考えることができる。第2インバータ、第1インバータの回生を同時に停止せずに、第2インバータの回生のみを停止すれば、回生失効を避けることができる。 The same can be considered when the SOC of the second power storage device exceeds the upper limit before the SOC of the first power storage device. If only the regeneration of the second inverter is stopped without stopping the regeneration of the second inverter and the first inverter at the same time, regeneration invalidation can be avoided.
(効果)
以上述べた少なくともひとつの実施形態の制御装置によれば、発電機にインダクタンスとインバータを介して蓄電装置を接続することで、エンジンの出力の補足し、エンジンをすばやく起動させることが可能な車両用制御装置を提供することができる。また、定常的にもエンジンと蓄電装置だけでは不足する電力を補う役割を果たす。
(effect)
According to the control device of at least one embodiment described above, for a vehicle capable of supplementing the output of the engine and quickly starting the engine by connecting the power storage device to the generator via an inductance and an inverter. A control device can be provided. In addition, even in a steady state, the engine and the power storage device play a role of compensating for insufficient power.
またさらに、回生時の失効するエネルギーを低減することができ、第1蓄電装置7,第2蓄電装置1に蓄電できるようになるるようになる。
Furthermore, the energy expired during regeneration can be reduced, and the first
(第3の実施形態)
第3の実施形態について図を参照し、詳細に説明する。図5は、第3の実施形態の車両用制御装置のシステム動作の説明図である。尚、図1乃至4と同一の構成をとるものについては、同符号を付して説明を省略する。
(Third embodiment)
The third embodiment will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 5 is an explanatory diagram of the system operation of the vehicle control apparatus of the third embodiment. In addition, about the thing which has the same structure as FIG. 1 thru | or 4, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.
本実施形態は、エンジンで2つの蓄電装置を十分に充電することが第1の実施形態とはなる。 In the present embodiment, the first embodiment is that the two power storage devices are sufficiently charged by the engine.
(作用)
運転を継続して、第2蓄電装置3、第1蓄電装置7ともにSOCが低下した場合は、モータ9を停止して発電機2を運転して第2蓄電装置3、第1蓄電装置7を充電する必要がある。このために、第2インバータ4、第1コンバータ6を運転する。発電機2を運転開始時のSOCは同一値とは限らずまた、第2蓄電装置3、第1蓄電装置7の両者の電池容量が同一であるとは限らない。このため充電を開始した場合は第2蓄電装置3、第1蓄電装置7の両方を同時に充電できるが、時間が経過するとどちらか一方の蓄電装置のSOCが上限値を超えて充電ができなくなる。このとき、発電機2を止めると、もう一方の蓄電装置を十分に充電できなくなる。このため、ここに充電できるようにすることで、第2蓄電装置3、第1蓄電装置7ともに十分に充電することができるようになる。
(Function)
When the SOC is lowered in both the second
(効果)
以上述べた少なくともひとつの実施形態の制御装置によれば、発電機にインダクタンスとインバータを介して蓄電装置を接続することで、エンジンの出力の補足し、エンジンをすばやく起動させることが可能な車両用制御装置を提供することができる。また、定常的にもエンジンと蓄電装置だけでは不足する電力を補う役割を果たす。
(effect)
According to the control device of at least one embodiment described above, for a vehicle capable of supplementing the output of the engine and quickly starting the engine by connecting the power storage device to the generator via an inductance and an inverter. A control device can be provided. In addition, even in a steady state, the engine and the power storage device play a role of compensating for insufficient power.
またさらに、エンジンであらかじめ蓄電装置を十分に充電して次の走行に備えることができるようになる。 Furthermore, the power storage device can be sufficiently charged in advance by the engine to prepare for the next run.
(第4の実施形態)
第4の実施形態について図を参照し、詳細に説明する。図6は、第4の実施形態の車両用制御装置のシステム動作の説明図である。尚、図1乃至5と同一の構成をとるものについては、同符号を付して説明を省略する。
(Fourth embodiment)
The fourth embodiment will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 6 is an explanatory diagram of the system operation of the vehicle control apparatus of the fourth embodiment. In addition, about the thing which has the same structure as FIG. 1 thru | or 5, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.
本実施形態は、蓄電装置をSOCの下限値付近まで使用を継続することが第1の実施形態とはことなる。 This embodiment is different from the first embodiment in that the power storage device continues to be used until near the lower limit value of the SOC.
(構成)
(作用)
発電機2と第1蓄電装置7から電力を供給する。このとき、第2インバータ4の運転は停止して第2蓄電装置3からはエネルギーを供給しない状態である。しかし、継続して使用していると、第1蓄電装置7のSOCが低下してSOCの下限値に近づく。第1蓄電装置7のSOCが下限値以下になり、保護機能が動作しないようにするために、第1蓄電装置7のSOCが下限値に近づいたら第2インバータ4を動作させて電力を供給することで、第1蓄電装置7のSOCが下限値以下になることを回避することができる。
(Constitution)
(Function)
Electric power is supplied from the
(効果)
以上述べた少なくともひとつの実施形態の制御装置によれば、発電機にインダクタンスとインバータを介して蓄電装置を接続することで、エンジンの出力の補足し、エンジンをすばやく起動させることが可能な車両用制御装置を提供することができる。また、定常的にもエンジンと蓄電装置だけでは不足する電力を補う役割を果たす。
(effect)
According to the control device of at least one embodiment described above, for a vehicle capable of supplementing the output of the engine and quickly starting the engine by connecting the power storage device to the generator via an inductance and an inverter. A control device can be provided. In addition, even in a steady state, the engine and the power storage device play a role of compensating for insufficient power.
またさらに、長時間負荷が大きく、2台の蓄電装置を継続して使用する必要がある場合にも、保護機能を動作させずにそれぞれのSOCの下限値付近まで使用できる。 Furthermore, even when the load is large for a long time and the two power storage devices need to be used continuously, they can be used up to near the lower limit value of each SOC without operating the protection function.
1 エンジン
2 発電機
3 第2蓄電装置
3a 第2電源
3b 第2コンデンサ
4 第2インバータ
5 リアクトル
6 第1コンバータ
7 第1蓄電装置
7a 第1電源
7b 第1コンデンサ
8 第1インバータ
9 モータ
10 第1電流センサ
11 第2電流センサ
30 エンジン 出力
31 第2蓄電装置 出力
32 第2蓄電装置 出力
33 エンジン出力
40 モータ速度
41 回生期間
42 第1蓄電装置のSOC
43 第2蓄電装置のSOC
50 第2蓄電装置のSOC
51 第1蓄電装置のSOC
52 第2インバータ
53 第1コンバータ
60 第2蓄電装置のSOC
61 第1蓄電装置のSOC
62 第2インバータ
100 制御部
101 起動指令部
102 モータ出力検出部
103 エンジン出力検出部
104 演算部
DESCRIPTION OF
43 SOC of second power storage device
50 SOC of the second power storage device
51 SOC of first power storage device
52 Second inverter 53 First converter 60 SOC of second power storage device
61 SOC of first power storage device
62
Claims (10)
前記発電機と接続され、交流から直流に電力変換を行う第1コンバータと、
前記第1コンバータと接続され、前記直流の電力を充電および放電する第1蓄電装置と、
前記第1蓄電装置と接続され、直流から交流に電力変換を行う第1インバータと、
前記第1インバータと接続され、前記第1インバータが変換した電力を駆動力として駆動する負荷と、
前記発電機と前記第1コンバータの間に接続され、整流するリアクトルと、
前記リアクトルと前記第1コンバータとは反対側で接続され、直流から交流に電力変換を行う第2インバータと、
前記第2インバータと接続され、前記交流の電力を充電および放電する第2蓄電装置と、
前記発電機と前記第1コンバータとの間に設置され、電流を検出する第1電流センサと、
前記第1インバータと前記モータとの間に設置され、電流を検出する第2電流センサと、
前記第1電流センサと前記第2電流センサと接続され、前記発電機の出力状態および前記負荷の出力状態に基づき、前記第2蓄電装置の充電および放電を指令する制御部と、
を有する車両制御装置。 A generator connected to the engine;
A first converter connected to the generator and performing power conversion from alternating current to direct current;
A first power storage device connected to the first converter and charging and discharging the DC power;
A first inverter connected to the first power storage device and performing power conversion from direct current to alternating current;
A load connected to the first inverter and driving the electric power converted by the first inverter as a driving force;
A reactor connected between the generator and the first converter and rectifying;
A second inverter connected on the opposite side of the reactor and the first converter and performing power conversion from direct current to alternating current;
A second power storage device connected to the second inverter and charging and discharging the AC power;
A first current sensor installed between the generator and the first converter for detecting current;
A second current sensor that is installed between the first inverter and the motor and detects a current;
A control unit connected to the first current sensor and the second current sensor and instructing charging and discharging of the second power storage device based on an output state of the generator and an output state of the load;
A vehicle control device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010146946A JP2012006565A (en) | 2010-06-28 | 2010-06-28 | Vehicle control device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010146946A JP2012006565A (en) | 2010-06-28 | 2010-06-28 | Vehicle control device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012006565A true JP2012006565A (en) | 2012-01-12 |
Family
ID=45537618
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010146946A Pending JP2012006565A (en) | 2010-06-28 | 2010-06-28 | Vehicle control device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2012006565A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111391821A (en) * | 2020-03-23 | 2020-07-10 | 临工集团济南重机有限公司 | Vehicle control method and device, electronic equipment and storage medium |
-
2010
- 2010-06-28 JP JP2010146946A patent/JP2012006565A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN111391821A (en) * | 2020-03-23 | 2020-07-10 | 临工集团济南重机有限公司 | Vehicle control method and device, electronic equipment and storage medium |
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