JP2014114771A - Electric power control device for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、車両に搭載された補機類へ供給される電力を制御する装置に関するものであり、特に発電機および主電源から補機類へ供給される電力を制御する装置に関するものである。 The present invention relates to an apparatus for controlling electric power supplied to auxiliary equipment mounted on a vehicle, and more particularly to an apparatus for controlling electric power supplied to an auxiliary equipment from a generator and a main power source.
車両が走行している際に駆動力源に要求される動作状態は多様であって、発進や加速などの場合には駆動力源は大きいトルクを出力する必要があり、また減速時には動力損失を増大させて制動力を発生する必要がある。さらに、速度を維持して走行する場合には駆動力および制動力のいずれも発生する必要がない場合がある。このように、駆動力源は常時、駆動力を出力している必要はないので、内燃機関を駆動力源として搭載している車両においては、メインスイッチがオン状態であっても、内燃機関を自動停止させて燃費を向上させる制御が行われるようになってきている。このような制御は、ストップ・アンド・スタート(S&S)制御あるいはエコラン制御などと称されることがあり、車両が停止信号に従って止まった場合に内燃機関を停止する制御や、アクセルペダルが戻されて減速している際に内燃機関を停止させる制御、ある程度以上の車速で走行している状態でアクセルペダルが戻された場合に内燃機関を停止させる制御が含まれる。 There are various operating conditions required for the driving force source when the vehicle is traveling, and the driving force source needs to output a large torque when starting or accelerating. The braking force needs to be increased. Furthermore, when traveling while maintaining speed, it may not be necessary to generate either driving force or braking force. As described above, since the driving force source does not always need to output the driving force, in a vehicle equipped with the internal combustion engine as a driving force source, even if the main switch is on, Control that automatically stops and improves fuel consumption has been performed. Such control is sometimes referred to as stop-and-start (S & S) control or eco-run control. When the vehicle stops according to a stop signal, the control to stop the internal combustion engine or the accelerator pedal is returned. Control that stops the internal combustion engine when decelerating and control that stops the internal combustion engine when the accelerator pedal is returned while the vehicle is traveling at a vehicle speed of a certain level or higher are included.
一方、従来知られた車両は、内燃機関から出力された動力や車両の走行慣性力を回生することによって発電する発電機が搭載されている。具体的には、内燃機関の出力軸の動力が伝達されて駆動することで発電するオルタネータが搭載されている。このオルタネータによって発電された電力は、バッテリーに供給されて充電されたり、ヘッドライトやワイパーあるいは空調機などの補機類に供給されている。したがって、S&S制御によって内燃機関が停止した時には、内燃機関の動力によってオルタネータを駆動させることができないため、バッテリーの充電量が低下してしまったり、補機類を駆動させることができなくなったりする可能性がある。 On the other hand, a conventionally known vehicle is equipped with a generator that generates power by regenerating the power output from the internal combustion engine and the traveling inertial force of the vehicle. Specifically, an alternator that generates electric power by transmitting and driving the power of the output shaft of the internal combustion engine is mounted. The electric power generated by the alternator is supplied to a battery for charging, or supplied to auxiliary equipment such as a headlight, a wiper, or an air conditioner. Therefore, when the internal combustion engine is stopped by the S & S control, the alternator cannot be driven by the power of the internal combustion engine, so the charge amount of the battery may be reduced or the auxiliary equipment may not be driven. There is sex.
そのため、バッテリーの他にキャパシタなどの蓄電池を用い、その蓄電池によって蓄電された電力によって補機類を一時的に駆動させることができるように構成された車両が特許文献1に記載されている。この特許文献1に記載された車両は、発電機および補機類が、DC/DCコンバータを介して蓄電池に連結されており、内燃機関が駆動している間は、発電機によって発電された電力が、補機類と蓄電池とに供給され、内燃機関が停止することに伴って発電機が発電しない時には、蓄電池に蓄電された電力がDC/DCコンバータを介して補機類に供給されるように構成されている。また、特許文献1には、車両が停止したときに内燃機関を停止させる、いわゆる停止S&S制御を実行するものであって、したがって、車両が停止したときに蓄電池に蓄電された電力が少ない場合には、所定の電力量が蓄電されるまで内燃機関を駆動させ、蓄電池の充電量が所定の電力量を超えたときに内燃機関を停止させるように構成されている。そのため、特許文献1に記載された車両は、内燃機関を停止させた後であっても、蓄電池に蓄電された電力によって補機類を安定して駆動させることができる。
Therefore,
上述したように内燃機関を停止させるS&S制御を行うと、内燃機関に連結された発電機が発電しなくなるため、特許文献1に記載された車両は、S&S制御を行っている間の電力を蓄電池から供給するように構成されている。一方、特許文献1に記載されたように蓄電池を設ける場合には、その蓄電池から補機類に供給する電力を制御したり、発電機から蓄電池に供給する電力を制御したりするためにDC/DCコンバータなどの制御装置が必要となり、そのため、DC/DCコンバータなどの制御装置やキャパシタなどの蓄電池を搭載する分、車両の重量が増大してしまったり、搭載性が低下してしまったりする可能性がある。他方、蓄電池を設けない場合には、S&S制御を実行している間、バッテリーに充電された電力が補機類に供給されることとなる。そのため、S&S制御を開始して発電機が発電しなくなると、補機類に供給される電力が急激に低下してしまい、補機類の機能あるいは駆動状態が急激に変化して運転者が違和感を感じてしまう可能性がある。また、S&S制御を開始して発電機が発電しなくなる時に限らず、エンジンブレーキを作用させるなどして内燃機関の出力軸の動力が増大して発電量が増大した場合には、補機類に供給される電力が急激に増大して、ヘッドライトの照度が急激に増大したりワイパーの駆動速度が急激に速くなったりして運転者が違和感を感じてしまう可能性がある。
When the S & S control for stopping the internal combustion engine is performed as described above, the generator connected to the internal combustion engine does not generate power. Therefore, the vehicle described in
この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであって、車両の走行状態に応じて発電機によって発電される電力が急激に変化した場合であっても、補機類の駆動状態の変化によって運転者が違和感を感じてしまうことを抑制もしくは防止することができる車両の電力制御装置を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made paying attention to the technical problem described above, and even if the power generated by the generator changes suddenly according to the running state of the vehicle, the driving state of the auxiliary machinery It is an object of the present invention to provide a power control apparatus for a vehicle that can suppress or prevent the driver from feeling uncomfortable due to the change in.
上記の目的を達成するために、請求項1の発明は、内燃機関と、該内燃機関と動力伝達可能に連結された発電機と、該発電機で発電された電力を充電することができる主電源と、前記発電機と前記主電源とから電力が供給されて駆動する補機とを有し、かつ前記内燃機関および前記発電機と駆動輪との動力の伝達を遮断することができる発進クラッチを有する車両の電力制御装置において、前記発進クラッチによって前記内燃機関および前記発電機と前記駆動輪との動力の伝達を遮断して前記内燃機関の回転数を低減させる開放制御と前記発進クラッチによって前記内燃機関および前記発電機と前記駆動輪とが動力伝達可能に連結された状態で、車両の走行慣性力によって前記発電機が発電する回生制御との少なくともいずれか一方の制御を実行したときの発電量を予測して、前記発電量を予測した制御を開始する以前に、前記発電機の発電量を前記予測された発電量に向けて連続的に変化させ始めるように構成されていることを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, the invention of
請求項2の発明は、請求項1の発明において、前記補機における選択された駆動状態と該補機が機能を発揮する対象となる環境の物理量とから、前記予測された発電量に向けて前記発電機の発電量を連続的に変化させる変化率を定めるように構成されていることを特徴とする車両の電力制御装置である。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, from the selected drive state of the auxiliary machine and the physical quantity of the environment in which the auxiliary machine performs its function, toward the predicted power generation amount. The power control apparatus for a vehicle is configured to determine a change rate for continuously changing the power generation amount of the generator.
請求項3の発明は、請求項2の発明において、前記回生制御を実行した後に前記開放制御を実行する場合に、前記開放制御を開始する時点における前記主電源の充電量が所定の充電量以下となるときには、前記予測された発電量に向けて前記発電機の発電量を連続的に増大させる変化率より小さい変化率となるように前記発電機の発電量を定めるように構成されていることを特徴とする車両の電力制御装置である。 According to a third aspect of the present invention, in the second aspect of the invention, when the release control is executed after the regeneration control is executed, the charge amount of the main power source at the time of starting the release control is equal to or less than a predetermined charge amount. The power generation amount of the generator is determined so that the rate of change is smaller than the rate of change that continuously increases the power generation amount of the generator toward the predicted power generation amount. A power control apparatus for a vehicle characterized by the above.
この発明によれば、内燃機関と動力伝達可能に発電機が連結され、内燃機関および発電機と駆動輪との間に発進クラッチが設けられている。そして、発進クラッチを開放して内燃機関の回転数を低減させる開放制御や、発進クラッチによって動力伝達可能に連結しつつ車両の走行慣性力によって発電機が発電する回生制御を実行したときの発電量を予測して、開放制御や回生制御が開始される以前に、発電機の発電量を予測された発電量に向けて連続的に変化させ始める。そのため、発電機と主電源とから電力が供給されて駆動する補機の駆動状態が、上記各制御を実行することによって発電機の発電量が変化することに伴って急激に変化して運転者が違和感を感じてしまうことを抑制もしくは防止することができる。 According to the present invention, the generator is connected to the internal combustion engine so that power can be transmitted, and the starting clutch is provided between the internal combustion engine and the generator and the drive wheels. Then, the amount of power generated when opening control for releasing the starting clutch to reduce the number of revolutions of the internal combustion engine, or regeneration control for generating power by the running inertia force of the vehicle while being connected so as to be able to transmit power by the starting clutch is performed. , And before the opening control and regenerative control are started, the power generation amount of the generator is continuously changed toward the predicted power generation amount. For this reason, the driving state of the auxiliary machine that is driven by power supplied from the generator and the main power supply changes abruptly as the power generation amount of the generator changes by executing the above-mentioned controls. Can be suppressed or prevented from feeling uncomfortable.
また、予測された発電量に向けて発電機の発電量を連続的に変化させる時に、その変化率を、補機の選択された駆動状態とその補機が機能を発揮する対象となる環境の物理量とから定めることによって、発電量が変化したことによって運転者が違和感を感じてしまうことをより一層抑制もしくは防止することができる。 In addition, when continuously changing the power generation amount of the generator toward the predicted power generation amount, the rate of change is determined according to the selected drive state of the auxiliary machine and the environment in which the auxiliary machine is to function. By determining from the physical quantity, it is possible to further suppress or prevent the driver from feeling uncomfortable due to the change in the power generation amount.
さらに、回生制御を実行した後に開放制御を実行する場合に、開放制御を開始する時点における主電源の充電量が所定の充電量以下となるときには、予測された発電量に向けて発電機の発電量を連続的に増大させる変化率より小さい変化率とすることによって、開放制御されて発電機の発電量が低下する以前に、主電源の充電量を増大させることができるとともに、発電量が急激に変化して運転者が違和感を感じてしまうことを抑制もしくは防止することができる。 Further, when performing the release control after executing the regenerative control, if the charge amount of the main power source at the time of starting the release control is equal to or less than the predetermined charge amount, the power generation of the generator toward the predicted power generation amount By making the rate of change smaller than the rate of change that continuously increases the amount of power, the amount of power generated by the main power supply can be increased before the amount of power generated by the generator decreases due to open control, and the amount of power generated It is possible to suppress or prevent the driver from feeling uncomfortable by changing to.
この発明で対象とすることができる車両は、エンジンと、エンジンと動力伝達可能に連結された発電機と、発電機で発電された電力を充電することができる主電源と、発電機と主電源とから電力が供給されて駆動する補機とを備えたものであって、発電機の一例としては、エンジンの出力軸にベルトを介して連結されたオルタネータが挙げられる。図2には、そのオルタネータを備えた動力伝達装置の一例を模式的に示している。図2に示す動力伝達装置は、エンジン(E/G)1の出力軸1aにオルタネータ2が連結されるとともに、発進クラッチ3を介して変速機(T/M)4が連結されている。また、変速機4の出力軸4aには、デファレンシャルギヤ5などのギヤトレーンを介して駆動輪6,6が連結されている。図2に示す発進クラッチ3は、エンジン1と駆動輪6,6との動力の伝達を遮断することができるものであって、油圧アクチュエータによって係合力が制御される油圧クラッチや電磁アクチュエータによって係合力が制御される電磁クラッチなどの摩擦係合装置であってもよく、スプラインやキーなどを選択的に係合させて入力側の回転部材と出力側の回転部材とを一体に回転させるドグクラッチなどの種々の係合装置を用いることができる。さらに、図2に示す動力伝達装置は、エンジン1をクランキングさせるためのスタータモータ7が設けられている。なお、図2に示す変速機4は、複数の変速段を変更して変速する有段変速機や、ベルトあるいはトロイダルなどによって動力を伝達し変速比を連続的に変化させる無段変速機である。また、上記発進クラッチ3は、変速機に組み込まれたものであってもよい。
A vehicle that can be an object of the present invention includes an engine, a generator connected to the engine so as to be able to transmit power, a main power source capable of charging the power generated by the generator, the generator, and the main power source. As an example of the generator, there is an alternator coupled to the output shaft of the engine via a belt. FIG. 2 schematically shows an example of a power transmission device provided with the alternator. In the power transmission device shown in FIG. 2, an
図2に示すように構成された動力伝達装置は、エンジン1から出力された動力が駆動輪6,6に伝達されて走行する時には、エンジン1から出力された動力の一部がオルタネータ2に伝達されて発電する。また、エンジン1のポンピングロスなどによって制動力を作用させて減速走行する時には、車両の走行慣性力によってエンジン1が回転させられるとともに、その走行慣性力がオルタネータ2に伝達されて発電する。このようにエンジン1から出力された動力や走行慣性力によって発電した電力は、ヘッドライトやワイパーあるいはブロアなどの補機類に供給されるとともに、その発電された電力の一部が主電源であるバッテリーに充電される。そのように構成された電力回路の一例を模式的に示すと図3に示すとおりである。図3に示す電力回路は、発電機であるオルタネータ2と、スタータモータ7と、主電源であるバッテリー8と、補機類9とが並列に連結されている。したがって、オルタネータ2が発電している時には、その発電された電力とバッテリー8に充電された電力とに基づた電力が補機類9に供給される。なお、スタータモータ7は、エンジン1が停止している時に駆動させられるものであるので、オルタネータ2が発電している時には、エンジン1が所定の回転数で回転していることとなり、そのため、スタータモータ7はバッテリー8から供給された電力のみで駆動する。
The power transmission device configured as shown in FIG. 2 transmits part of the power output from the
上述した動力伝達装置や電力回路には、種々のセンサが設けられている。具体的には、エンジン回転数を検出するセンサ、車速を検出するセンサ、バッテリー8の充電量(SOC)を検出するセンサ、補機類9の選択された駆動状態を検出するセンサなどが設けられている。なお、補機類9の選択された駆動状態を検出するセンサの一例としては、ヘッドライトの場合であれば、車幅灯やフォグランプあるいはロービームもしくはハイビームなどのいずれが選択されているかを検出するセンサであり、ワイパーの場合であれば、ワイパーの選択されている速度を検出するセンサであり、ブロアの場合であれば、選択されている風量を検出するセンサである。これら種々のセンサによって検出された信号が、図示しない電子制御装置(ECU)に入力される。この電子制御装置は、予め実験やシミュレーションなどによって用意されたマップあるいは演算式が保存されたROMと、上記各センサによって検出された信号などを一時的に保存するRAMと、各センサによって検出された信号と演算式あるいはマップなどとから出力する信号を決定するCPUを備えている。そして、電子制御装置に入力された信号に基づいて、エンジン1のスロットル開度、変速機4の変速比、発進クラッチ3の係合または開放、オルタネータ2へ供給する起電力などを制御するように構成されている。
Various sensors are provided in the power transmission device and the power circuit described above. Specifically, a sensor that detects the engine speed, a sensor that detects the vehicle speed, a sensor that detects the amount of charge (SOC) of the
上述したように構成された車両は、燃費を向上させるために、減速要求がありかつ所定の条件が成立するとエンジン1への燃料の供給を停止することによって、いわゆるエンジンブレーキを作用させて減速するフューエルカット制御や、減速時あるいは停止時もしくは定常走行時に、エンジン1からの動力を駆動輪6,6に伝達する必要がない場合に、発進クラッチ3を開放してエンジン1を自立回転させたりエンジン1の回転を停止させたりする開放制御を行うことができる。
In order to improve fuel efficiency, the vehicle configured as described above decelerates by applying a so-called engine brake by stopping the supply of fuel to the
ここで、発進クラッチ3を開放してエンジン1の回転を停止させる制御について説明する。エンジン1を所定の実行条件の成立によって一時的に停止させる制御は、エコラン制御やストップ・アンド・スタート制御(S&S制御)と称されるものである。以下の説明では、これらの制御をS&S制御と記す。S&S制御には、車両が停止していることによりエンジン1を停止させる停止S&S制御と、アクセルペダルを戻しかつブレーキペダルを踏み込んで停止に向けて減速している場合にエンジン1を自動停止させる減速S&S制御と、ある程度以上の車速で走行している際にアクセルペダルが戻されることによりエンジン1を自動停止させるフリーランS&S制御とがある。その実行条件と復帰条件とを説明すると、停止S&S制御は、車速が「0」でかつブレーキペダルが踏み込まれるブレーキ・オンで実行され、ブレーキペダルが戻されるブレーキ・オフで復帰し、エンジン1が始動させられる。減速S&S制御は、所定の車速以下の車速で走行している場合にアクセルペダルが戻されるアクセル・オフ、かつブレーキ・オンとなることにより実行され、ブレーキ・オフもしくはアクセルペダルが踏み込まれるアクセル・オンで復帰し、エンジン1が始動させられる。フリーランS&S制御は、所定の車速以上の車速で走行している状態でアクセル・オフで実行され、アクセル・オンで復帰し、エンジン1が始動させられる。
Here, the control for releasing the starting
上記のように燃費を向上させるためにエンジン1の運転状態を変更すると、そのエンジン1の運転状態の変化に起因してオルタネータ2の発電量が変化する。そのため、オルタネータ2の発電量がエンジン1の運転状態の変化に起因して急激に変化して、補機類9の駆動状態が急激に変化することによって運転者が違和感を感じてしまうことを抑制もしくは防止するために、この発明に係る車両の電力制御装置は、エンジン1の運転状態が変化する時期を事前に予測して、エンジン1の運転状態が実際に変化する以前に、オルタネータ2の発電量を連続的にあるいは徐変的に変化させるように構成されている。
When the operating state of the
以下の説明では、減速S&S制御を例に挙げて説明する。減速S&S制御は、減速時に実行されるものであるので、フューエルカット制御も同時に実行される場合がある。具体的には、車両が所定の速度で走行している時に、ブレーキペダルが踏み込まれることにより制動要求があると判断されると、まず、フューエルカット制御を実行してエンジンブレーキを作用させて減速する。なお、フューエルカット制御を行っている時には、ブレーキキャリパによって駆動輪6,6に制動力を同時に作用させていてもよい。そして、フューエルカット制御を実行して車速が所定の車速以下となると、エンジン1が自立回転することができるアイドル回転数以下となってしまう可能性があるため、フューエルカット制御を終了し、その後、発進クラッチ3を開放してエンジン1の回転を停止させる。すなわち、フューエルカット制御を終了させた後に減速S&S制御を開始する。
In the following description, deceleration S & S control will be described as an example. Since the deceleration S & S control is executed during deceleration, the fuel cut control may also be executed at the same time. Specifically, when it is determined that there is a braking request by depressing the brake pedal while the vehicle is traveling at a predetermined speed, first, fuel cut control is executed and the engine brake is applied to decelerate. To do. When fuel cut control is being performed, braking force may be simultaneously applied to the drive wheels 6 and 6 by a brake caliper. Then, when the fuel cut control is executed and the vehicle speed becomes equal to or lower than the predetermined vehicle speed, the
したがって、車両が減速している時に、フューエルカット制御を開始させることによって、車両の走行慣性力でオルタネータ2が駆動させられて発電し、減速S&S制御が開始されると、オルタネータ2に動力が伝達されなくなるから、発電が終了する。そのため、この発明に係る車両の電力制御装置は、フューエルカット制御が開始される以前に、オルタネータ2の発電量を変化させ始め、また、減速S&S制御が開始させる以前に、再度、オルタネータ2の発電量を変化させ始める。
Therefore, when the vehicle is decelerating, the fuel cut control is started to drive the
図1は、その制御の一例を説明するためのブロック図である。図1に示す制御例では、まず、S&S開始予測部10によって、減速S&S制御を開始する時期を予測する。具体的には、まず、グローバル・ポジショニング・システム(GPS)、車速やヨーレートセンサなどの慣性航法装置(INS)あるいは地図情報などにより現在の走行位置を把握する。ついで、地図情報や過去の走行履歴あるいはナビゲーションシステムなどのルート案内情報などにより、今後、走行する経路を予測する。そして、過去の減速パターンの履歴と道路標識に基づく一時停止やコーナーあるいは信号機の情報などの地図情報とから、減速S&S制御を開始する時期を予測する。
FIG. 1 is a block diagram for explaining an example of the control. In the control example shown in FIG. 1, first, the S & S start
また、上記S&S開始予測部10によって減速S&S制御を開始する時期を予測すると同時に、回生開始予測部11によってフューエルカット制御を開始する時期を予測する。具体的には、グローバル・ポジショニング・システム(GPS)、車速やヨーレートセンサなどの慣性航法装置(INS)あるいは地図情報などにより現在の走行位置を把握する。ついで、地図情報や過去の走行履歴あるいはナビゲーションシステムなどのルート案内情報などにより、今後、走行する経路を予測する。そして、過去の減速パターンの履歴と道路標識に基づく一時停止やコーナーあるいは信号機の情報などの地図情報とから、フューエルカットを開始する時期を予測する。
In addition, the S & S start
ついで、電圧成り行き推定部12によって、フューエルカット制御を実行している間におけるバッテリーライン電圧と、減速S&S制御を実行している間におけるバッテリーライン電圧とを推定する。なお、バッテリーライン電圧とは、図3に示す電力回路における補機類9に掛かる電圧値であって、発電された電力とバッテリー8に充電された電力とによって定まる電圧である。まず、フューエルカット制御を実行している間の発電量、言い換えると回生電力を予測する。具体的には、現在の車速と、過去の履歴などから予測される減速度(減速率)とから、実験などによって予め定められたマップに基づいて、フューエルカット制御を実行している間における回生電力を予測する。ついで、現在のバッテリー8の充電量(SOC)や劣化状態あるいはバッテリーの温度などのバッテリーの状態と上記フューエルカット制御を実行している間における回生電力とから、フューエルカット制御を実行している間のバッテリーライン電圧や減速S&S制御中のバッテリーライン電圧を予測する。具体的には、現在のバッテリー8の状態とフューエルカット制御を実行している間における回生電力とに基づくマップを、実験などによって予め用意して、そのマップにしたがってバッテリーライン電圧を予測する。なお、減速S&S制御を実行している間は、オルタネータ2に動力が伝達されず発電していないため、バッテリー8に充電された電力のみによってバッテリーライン電圧が定まる。そして、フューエルカット制御および減速S&S制御を実行している間におけるバッテリーライン電圧の変化予測情報を、例えば図4に示すように生成する。
Next, the battery
バッテリーライン電圧は、図4に示すようにフューエルカット制御や減速S&S制御を開始する時点でステップ的に変化する。そのため、バッテリーライン電圧がステップ的に変化することに伴って補機類9に掛かる電圧が急激に変化して、補機類9の駆動状態が急激に変化することを抑制もしくは防止するために、バッテリーライン電圧をフューエルカット制御や減速S&S制御を開始する以前から所定の変化率で変化させる。その補機類9に掛かる電圧あるいはバッテリーライン電圧を変化させる際の変化率を電圧徐変処理部13で生成する。まず、補機類9における選択された駆動状態と、その補機類9に対応する環境の状態とからバッテリーライン電圧を変化させる変化率を求める。
As shown in FIG. 4, the battery line voltage changes stepwise when fuel cut control or deceleration S & S control is started. Therefore, in order to suppress or prevent the voltage applied to the
図5はその一例を示しており、補機類9としてのヘッドライトを点灯している時における、バッテリーライン電圧の変化率を求めている。具体的には、車幅灯(スモール)、車幅灯とフォグランプ、ロー(Lo)ビーム、ハイ(Hi)ビームなどヘッドライトの選択された駆動状態(図5では、ライト状態と示している。)と、ヘッドライトが機能を発揮する対象となる環境の物理量である車外の照度とに基づいて実験などによって予め定められたマップにしたがってバッテリーライン電圧が求められる。より具体的には、車外の照度が比較的明るい昼間などに車幅灯を点灯させている時には、バッテリーライン電圧の変化率を比較的大きくしてヘッドライトの照度の変化率が比較的大きくなっても、運転者が急激にヘッドライトの照度が低下したなどの違和感を感じてしまう可能性が低い。そのため、図5に示す例では、車外の照度が比較的明るくヘッドライトの照度が比較的暗い場合には、バッテリーライン電圧の変化率を大きくしている。
FIG. 5 shows an example thereof, and the rate of change of the battery line voltage when the headlight as the
一方、暗闇など車外の照度が比較的暗いときに、ヘッドライトをハイビームで点灯させている時には、バッテリーライン電圧の変化率を比較的大きくしてヘッドライトの照度の変化率が大きくなると、運転者が急激にヘッドライトの照度が低下したと違和感を感じてしまう可能性が高い。そのため、図5に示す例では、車外の照度が比較的暗くヘッドライトの照度が比較的明るい場合には、バッテリーライン電圧の変化率を小さくしている。すなわち、車外の照度が暗くなるにしたがってバッテリーライン電圧の変化率を小さくし、ヘッドライトの選択された照度が明るくなるにしたがってバッテリーライン電圧の変化率を小さくしている。なお、ヘッドライトの選択された照度と車外の照度とに基づいて定められるバッテリーライン電圧の変化率を、ライト用電圧徐変係数と記す。 On the other hand, when the headlight is turned on with a high beam when the illuminance outside the vehicle is relatively dark, such as in the dark, if the change rate of the battery line voltage is relatively large and the illuminance change rate of the headlight is large, the driver However, there is a high possibility that the user will feel uncomfortable when the illuminance of the headlight is suddenly reduced. Therefore, in the example shown in FIG. 5, when the illuminance outside the vehicle is relatively dark and the illuminance of the headlight is relatively bright, the change rate of the battery line voltage is reduced. That is, the rate of change of the battery line voltage is reduced as the illuminance outside the vehicle becomes dark, and the rate of change of the battery line voltage is reduced as the selected illuminance of the headlight becomes brighter. The rate of change of the battery line voltage determined based on the selected illuminance of the headlight and the illuminance outside the vehicle is referred to as a light voltage gradual change coefficient.
上述したライト用電圧徐変係数と同様に、ワイパーの選択された速度と雨量あるいは水滴量とに基づいてバッテリーライン電圧の変化率を定める。具体的には、ワイパーの選択された速度が速くなるにしたがってバッテリーライン電圧の変化率が小さくなるように定め、ワイパーが機能を発揮する対象となる環境の物理量である雨量が多くなるにしたがってバッテリーライン電圧の変化率が小さくなるように定める。なお、ワイパーの選択された速度と雨量とに基づいて定められるバッテリーライン電圧の変化率を、ワイパー用電圧徐変係数と記す。また、ブロアの選択された風量と車内温度とに基づいてバッテリーライン電圧の変化率を定める。具体的には、ブロアの選択された風量が大きくなるにしたがってバッテリーライン電圧の変化率が小さくなるように定め、ブロアが機能を発揮する対象となる環境の物理量である車内温度と目標車内温度との温度差が大きくなるにしたがってバッテリーライン電圧の変化率が小さくなるように定める。なお、ブロアの選択された風量と車内温度とに基づいて定められたバッテリーライン電圧の変化率を、ブロア用徐変係数と記す。 The rate of change of the battery line voltage is determined based on the selected speed of the wiper and the amount of rain or the amount of water droplets, in the same manner as the above-described voltage gradual change coefficient for light. Specifically, the rate of change of the battery line voltage decreases as the selected speed of the wiper increases, and the battery increases as the amount of rain, which is the physical quantity of the environment in which the wiper performs its function, increases. The line voltage change rate is set to be small. The change rate of the battery line voltage determined based on the selected speed of the wiper and the rainfall is referred to as a wiper voltage gradual change coefficient. The rate of change of the battery line voltage is determined based on the selected air volume of the blower and the vehicle interior temperature. Specifically, the rate of change of the battery line voltage decreases as the selected air volume of the blower increases, and the vehicle interior temperature and the target vehicle interior temperature, which are physical quantities of the environment in which the blower functions, are determined. The rate of change of the battery line voltage is determined to decrease as the temperature difference increases. Note that the rate of change of the battery line voltage determined based on the selected air volume of the blower and the vehicle interior temperature is referred to as a gradual change coefficient for the blower.
上述したようにヘッドライトとワイパーとブロアとの3つの補機が駆動している場合に、それらいずれか一つの補機の駆動状態のみが急激に変化したとしても運転者が違和感を感じてしまう可能性があるので、上記ライト用電圧徐変係数とワイパー用電圧徐変係数とブロア用徐変係数とのうち最もバッテリーライン電圧の変化率が小さい電圧徐変係数(以下、単に電圧徐変係数と記す場合もある。)を決定し、その最もバッテリーライン電圧の変化率が小さい電圧徐変係数に基づいて図6に示すようにバッテリーライン仮目標値情報を生成する。具体的には、フューエルカット制御を実行している間におけるバッテリーライン電圧とフューエルカット制御を開始する以前、言い換えると現状のバッテリーライン電圧との偏差と、フューエルカット制御を開始する時点および上記電圧徐変係数とに基づいて、バッテリーライン電圧の開始時期を定め、バッテリーライン電圧を開始する時期からフューエルカット制御を開始する時点までの間に、上記電圧徐変係数に基づいてバッテリーライン電圧を所定の変化率となるように増大させる。同様に、減速S&S制御を実行している間におけるバッテリーライン電圧とフューエルカット制御を実行している間におけるバッテリーライン電圧との偏差と、減速S&S制御を開始する時点および上記電圧徐変係数とに基づいて、バッテリーライン電圧の開始時期を定め、バッテリーライン電圧を開始する時期から減速S&S制御を開始する時点までの間に、上記電圧徐変係数に基づいてバッテリーライン電圧を所定の変化率となるように減少させる。すなわち、フューエルカット制御あるいは減速S&S制御を開始する時点で、それら制御を実行している間におけるバッテリーライン電圧となるように、それら制御を開始する以前から上記電圧徐変係数に基づいてバッテリーライン電圧を連続的に変化させる。 As described above, when the three auxiliary devices of the headlight, the wiper, and the blower are driving, even if only the driving state of any one of these auxiliary devices changes suddenly, the driver feels uncomfortable. Since there is a possibility, the voltage gradual change coefficient (hereinafter referred to simply as voltage gradual change coefficient) having the smallest change rate of the battery line voltage among the above-mentioned voltage gradual change coefficient for light, voltage gradual change coefficient for wiper, and gradual change coefficient for blower. The battery line temporary target value information is generated as shown in FIG. 6 on the basis of the voltage gradual change coefficient with the smallest change rate of the battery line voltage. Specifically, before the fuel cut control is started, the deviation between the battery line voltage and the current battery line voltage before the fuel cut control is started, in other words, the time point at which the fuel cut control is started, and the voltage The battery line voltage start time is determined based on the variable coefficient, and the battery line voltage is determined based on the voltage gradual change coefficient between the time when the battery line voltage is started and the time when fuel cut control is started. Increase the rate of change. Similarly, the deviation between the battery line voltage during execution of deceleration S & S control and the battery line voltage during execution of fuel cut control, the time point at which deceleration S & S control is started, and the voltage gradual change coefficient are as follows. Based on the voltage gradual change coefficient, the battery line voltage becomes a predetermined rate of change from the time when the battery line voltage is started to the time when the deceleration S & S control is started. To reduce. That is, at the time when fuel cut control or deceleration S & S control is started, the battery line voltage is based on the voltage gradual change coefficient before starting the control so that the battery line voltage is obtained while the control is being executed. Is continuously changed.
そして、図6に示すようにバッテリーライン電圧を変化させた場合におけるバッテリー8の充電量を予測する。具体的には、現在から減速S&S制御を開始する時点までのバッテリー8の充電量を予測する。このバッテリー8の充電量は、減速S&S制御を開始するまでに充電用としてバッテリー8に掛かる電力の積算値とバッテリー8の充電効率との積によって求めることができる。なお、バッテリー8の充電効率は、バッテリー8の仕様や特性あるいは劣化状態などによって定めることができる。
Then, as shown in FIG. 6, the charge amount of the
さらに、減速S&S制御を開始した後は、オルタネータ2による発電が成されないため、バッテリー8に充電された電力のみで補機類9が駆動することとなる。そのため、図1に示す制御例では、S&S不足量予測&上乗せ処理部14によって、減速S&S制御を実行している間に使用される電力量を未然にバッテリー8に充電している。具体的には、まず、減速S&S制御を開始する時点での目標バッテリー残量bt を、減速S&S制御の終了時点での目標バッテリー残量betと減速S&S制御時における消費エネルギー予測量Lとの和から求める。その目標バッテリー残量を求める式を以下に示す。
bt =bet+L
なお、減速S&S制御の終了時点での目標バッテリー残量betは、例えば、減速S&S制御から復帰する際にスタータモータ7を駆動させるために使用する電力や、エンジン1の点火プラグを着火するために使用する電力など予め定めた電力量である。また、減速S&S制御は、エンジン1を停止して減速している過程で行われるものであるから、ブレーキペダルの踏み込み量から求められる減速度と現状の車速とから、減速S&S制御を実行する時間を求め、その期間、バッテリー8の電力を使用した場合での消費エネルギーを求めることによって、消費エネルギー予測量Lを求めることができる。
Furthermore, after the deceleration S & S control is started, power generation by the
bt = bet + L
The target battery remaining amount bet at the end of the deceleration S & S control is, for example, for igniting the electric power used to drive the
ついで、減速S&S制御を開始する時点での推定バッテリー残量be を求める。具体的には、現在のバッテリーの残量bi と、図6に示すようにバッテリーライン電圧を変化させた場合におけるバッテリーの充電量bc との和から減速S&S制御を開始する時点でのバッテリー残量の推定値be を求める。その推定バッテリー残量を求める式を以下に示す。
be =bi +bc
Next, an estimated battery remaining amount be at the time of starting the deceleration S & S control is obtained. Specifically, the remaining battery level at the time when the deceleration S & S control is started from the sum of the current remaining battery level bi and the charge amount bc of the battery when the battery line voltage is changed as shown in FIG. Estimated value be of. The formula for obtaining the estimated remaining battery capacity is shown below.
be = bi + bc
そして、減速S&S制御を開始する時点での目標バッテリー残量bt と、減速S&S制御を開始する時点での推定バッテリー残量be との差から、減速S&S制御を開始するまでに必要な充電量の不足分bl 求めて、その不足分bl を補うように図6に示すバッテリー仮目標値情報を補正して、バッテリーライン目標値を生成する。その減速S&S制御を開始するまでに必要な充電量の不足分bl を求める式を以下に示し、バッテリーライン目標値の一例を図7に模式的に示している。
bl =bt −be
図7に示すバッテリーライン目標値は、バッテリー仮目標値情報におけるフューエルカット制御を開始するまでのバッテリーライン電圧の変化率を、更に小さくする。その結果、バッテリーライン電圧を増大させ始める時期が、上記バッテリーライン仮目標値情報におけるバッテリーライン電圧を増大させ始める時期より速くなり、その分、バッテリーを充電することができる。
From the difference between the target battery remaining amount bt at the time of starting the deceleration S & S control and the estimated battery remaining amount be at the time of starting the deceleration S & S control, the amount of charge required until the deceleration S & S control is started. The shortage amount bl is obtained, and the battery temporary target value information shown in FIG. An expression for obtaining the shortage amount bl of the charge amount required until the deceleration S & S control is started is shown below, and an example of the battery line target value is schematically shown in FIG.
bl = bt -be
The battery line target value shown in FIG. 7 further reduces the rate of change of the battery line voltage until the fuel cut control in the battery temporary target value information is started. As a result, the time to start increasing the battery line voltage is faster than the time to start increasing the battery line voltage in the battery line temporary target value information, and the battery can be charged by that amount.
上述したようにバッテリーライン電圧目標値を定めて、オルタネータ2の発電量を制御することによって、フューエルカット制御を開始した時点、あるいは減速S&S制御を開始する時点で、バッテリーライン電圧が急激に変化することを抑制もしくは防止することができる。その結果、上記各制御が開始させた時点で、補機類9の駆動状態が急激に変化して運転者が違和感を感じることを抑制もしくは防止することができる。また、バッテリーライン電圧を変化させる変化率が、補機類9の選択された駆動状態と、その補機類9に対応する環境の状態とに応じて変化させるため、運転者が違和感を感じることをより一層抑制もしくは防止することができる。さらに、減速S&S制御を開始する時点で、減速S&S制御を終了するまでに要する電力量を充電するように構成されているため、減速S&S制御を実行している間に充電量が不足して、エンジン1を再始動させるなどの事態を抑制もしくは防止することができる。
By determining the battery line voltage target value and controlling the power generation amount of the
なお、現在駆動するために要する出力に加えてバッテリーライン電圧を増大させる分、エンジン1の出力を増大させるとともに、変速機4の変速比をダウンシフトしてエンジン回転数を増大させたりオルタネータ2の起電力を増大させたりすることで、車両の走行状態を維持しつつ、上述したようにオルタネータ2の発電量、言い換えるとバッテリーライン電圧を増大させることができる。また、フューエルカット制御を実行している時に、オルタネータ2の起電力を低下させることによってオルタネータ2の発電量、言い換えるとバッテリーライン電圧を減少させることができる。
Note that the output of the
また、フューエルカット制御を実行した後に、減速S&S制御を実行する時におけるバッテリーライン電圧の制御を例に挙げて説明したが、例えば、エンジン回転数がアイドル回転数で駆動している状態で車両が停止している時にエンジン1を停止させる停止S&S制御や、定常走行している時にエンジン1を停止させるフリーランS&S制御であっても同様の制御を行うことができる。具体的には、エンジン1の停止に先立って補機類9の選択された駆動状態と、その補機類9に対応した環境の状態とからバッテリーライン電圧の変化率を求めてバッテリーライン電圧を低下させ始めることによって、エンジン1を停止させた時に、補機類9の駆動状態が急激に変化することがなく運転者が違和感を感じることを抑制もしくは防止することができる。さらに、発進クラッチ3を開放しかつエンジン回転数をアイドル回転数などの所定の回転数に維持して燃費の向上を図る制御の場合であっても、同様の制御を行うことができる。すなわち、発進クラッチ3を開放してエンジン回転数をアイドル回転数まで低下させる制御は、エンジン1の出力を低下させて燃費を向上させることを目的としているため、その制御を行っている間でのオルタネータ2の発電量は比較的小さくなる。そのため、エンジン回転数をアイドル回転数に維持して燃費の向上を図る制御の場合は、エンジン回転数をアイドル回転数まで低下させることに伴って補機類9の駆動状態が変化する可能性があるが、エンジン回転数をアイドル回転数まで低下させる以前に、バッテリーライン電圧を連続的に変化させることによって運転者が違和感を感じてしまうことを抑制もしくは防止することができる。
In addition, the control of the battery line voltage when executing the deceleration S & S control after executing the fuel cut control has been described as an example. For example, the vehicle is driven while the engine speed is driven at the idle speed. The same control can be performed even in the stop S & S control for stopping the
さらに、上述した例では、バッテリーライン電圧を所定の変化率で変化させるように構成されているが、要は、フューエルカット制御やS&S制御などが開始させることによって補機類の駆動状態が変化して運転者が違和感を感じることを抑制もしくは防止することができればよく、バッテリーライン電圧は一定の変化率で変化させてなくてもよい。また、各制御を開始するまでにバッテリーライン電圧が所定の電圧まで増減していればよい。 Furthermore, in the example described above, the battery line voltage is configured to change at a predetermined rate of change, but in essence, the driving state of the auxiliary machinery changes when fuel cut control or S & S control is started. Thus, it is only necessary to suppress or prevent the driver from feeling uncomfortable, and the battery line voltage may not be changed at a constant rate of change. Moreover, the battery line voltage should just increase / decrease to the predetermined voltage before each control is started.
1…エンジン、 2…オルタネータ、 3…発進クラッチ、 8…主電源、 9…補機類。
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記発進クラッチによって前記内燃機関および前記発電機と前記駆動輪との動力の伝達を遮断して前記内燃機関の回転数を低減させる開放制御と前記発進クラッチによって前記内燃機関および前記発電機と前記駆動輪とが動力伝達可能に連結された状態で、車両の走行慣性力によって前記発電機が発電する回生制御との少なくともいずれか一方の制御を実行したときの発電量を予測して、前記発電量を予測した制御を開始する以前に、前記発電機の発電量を前記予測された発電量に向けて連続的に変化させ始めるように構成されていることを特徴とする車両の電力制御装置。 Electric power is supplied from an internal combustion engine, a generator connected to the internal combustion engine so as to be able to transmit power, a main power source capable of charging electric power generated by the generator, and the generator and the main power source. A power control apparatus for a vehicle having a starting clutch capable of interrupting transmission of power between the internal combustion engine and the generator and driving wheels,
The internal combustion engine, the generator, and the drive are controlled by an opening control that cuts off the transmission of power between the internal combustion engine, the generator, and the drive wheels by the starting clutch, and reduces the rotational speed of the internal combustion engine. The power generation amount is predicted when at least one of the regeneration control in which the generator generates electric power by the running inertia force of the vehicle is executed in a state where the wheels are connected so as to be able to transmit power. A power control apparatus for a vehicle is configured to start continuously changing the power generation amount of the generator toward the predicted power generation amount before starting the control that predicts.
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