JP2017081353A - Electric car control device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電気自動車の制御装置に係り、詳しくは、オートクルーズ制御により降坂路を走行する際のエネルギ回収制御に関する。 The present invention relates to a control device for an electric vehicle, and more particularly, to energy recovery control when traveling on a downhill road by auto-cruise control.
従来からの走行用動力源としてエンジンを搭載したエンジン車両の効率を改善するために、エンジンに加えて走行用動力源としてモータ(電動機)を搭載したハイブリッド電気自動車、或いはエンジンに代えてモータを搭載した電気自動車など(以下、電気自動車と総称する場合もある)が実用化されている。 In order to improve the efficiency of an engine vehicle equipped with an engine as a conventional driving power source, a hybrid electric vehicle equipped with a motor (electric motor) as a driving power source in addition to the engine, or a motor instead of the engine Electric vehicles and the like (hereinafter sometimes collectively referred to as electric vehicles) have been put into practical use.
このような電気自動車では、モータを回生制御することにより発電機として作動可能なため、例えば降坂路での走行時などでは、駆動輪側からの逆駆動によりモータに発電させて発電電力をバッテリに充電している。これにより降坂路で得られる車両の位置エネルギを電力エネルギとして回収でき、その後のモータによる走行時にバッテリからの放電電力を利用している。 In such an electric vehicle, since the motor can be operated as a generator by controlling the regeneration of the motor, for example, when traveling on a downhill road, the motor generates power by reverse driving from the drive wheel side, and the generated power is transferred to the battery. Charging. Thereby, the potential energy of the vehicle obtained on the downhill road can be recovered as electric energy, and the discharged electric power from the battery is used during the subsequent running by the motor.
また、降坂路での車両の位置エネルギは電力エネルギとして回収できるだけでなく、車速増加の形態で運動エネルギとしても回収できる。即ち、降坂路での走行中に駆動力を発生させることなく、車速を増加させることで運動エネルギとして回収可能となる。そして、降坂路が終了した後の走行中に惰行することで車速を次第に低下させて運動エネルギを消費することにより、モータやエンジンの負担を軽減して燃費を節減できる(以下、このような制御を車速増加制御という)。 In addition, the potential energy of the vehicle on the downhill road can be recovered not only as electric energy but also as kinetic energy in the form of increasing vehicle speed. That is, it is possible to collect kinetic energy by increasing the vehicle speed without generating a driving force during traveling on a downhill road. Then, by coasting after the downhill road is completed, the vehicle speed is gradually reduced to consume kinetic energy, thereby reducing the load on the motor and engine and reducing fuel consumption (hereinafter referred to as such control). Is called vehicle speed increase control).
一方、近年では運転者の負担軽減などを目的として、運転者が任意に設定した目標速度を維持して走行を行うオートクルーズ機能を備えた車両が普及している。 On the other hand, in recent years, vehicles having an auto-cruise function for traveling while maintaining a target speed arbitrarily set by the driver have been widely used for the purpose of reducing the burden on the driver.
例えば特許文献1には、電気自動車におけるオートクルーズ制御において、自車両前方の降坂路を予測し、この降坂路の走行期間全体に亘って車速を徐々に増加させて位置エネルギの一部を運動エネルギとして回収するのと同時に、位置エネルギの残存分をモータの回生制御による電力エネルギの回収に利用することが開示されている。特許文献1では、このように車速増加制御とモータ回生制御を同時に並行して行うことで、例えばモータ回生制御を行った後に車速増加制御を行うというように順次これらの制御を行うよりもエネルギの回収効率が向上することを見出している。
For example, in
しかしながら、特許文献1では、自車両前方の降坂路の勾配や全長が予測できることを前提としている。つまり、特許文献1では、GPS情報や道路交通情報、路車間通信情報、車々間通信情報等を取得して処理することで、自車両前方の降坂路の長さを予測し、その長さに合わせて車速を略一定の変化率で増加させ且つ降坂路終了地点で上限速度に到達させることができている。
However, in
このため、車両がGPSや通信手段を備えていない場合や、機器の故障又は地理的な問題等により、GPSや通信手段が情報を正常に取得できない場合には、自車両前方の状況を正確に予測できず、特許文献1の技術を適用することはできない。
For this reason, if the vehicle does not have GPS or communication means, or if the GPS or communication means cannot obtain information normally due to equipment failure or geographical problems, the situation in front of the vehicle is accurately determined. It cannot be predicted and the technique of
本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、GPSや通信手段による情報の取得及び処理を必要とせずに、簡便な方法でエネルギの回収効率を向上させることができる電気自動車の制御装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve such problems, and the object of the present invention is to improve the energy recovery efficiency by a simple method without the need to acquire and process information by GPS or communication means. It is an object of the present invention to provide an electric vehicle control apparatus that can be made to operate.
本発明は前述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の態様又は適用例として実現することができる。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following aspects or application examples.
本適用例に係る電気自動車の制御装置は、車両の駆動源であり発電してバッテリへの充電も可能な電動機を含む駆動手段と、前記車両を制動する制動手段と、前記駆動手段及び前記制動手段を制御して、設定された車速範囲内で車速を保ちながら前記車両を走行させるオートクルーズ制御を実行するオートクルーズ制御手段と、自車両が走行している道路勾配を検出する勾配検出手段と、前記電動機及び前記バッテリにて入出力される電力を検出する電力検出手段と、前記勾配検出手段により検出された前記道路勾配、及び前記電力検出手段により検出された前記電力を記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された道路勾配の履歴に基づき、所定区間における位置エネルギの大小を示す位置エネルギ指標を算出する指標算出手段と、前記記憶手段に記憶された電力の履歴に基づき、前記所定区間における電力の変換効率を算出する変換効率算出手段と、降坂路におけるエネルギ回収モードとして、前記指標算出手段により算出される位置エネルギ指標が所定値以上である場合、又は前記位置エネルギ指標が所定値未満であり且つ前記変換効率算出手段により算出される前記変換効率が所定効率以上である場合には、前記車速範囲の上限まで車速を増加させた後に前記電動機の回生制御を行う車速優先モードを選択し、前記位置エネルギ指標が所定値未満であり且つ前記変換効率が所定効率未満である場合には、前記バッテリの充電量が所定充電量となるまで前記電動機の回生制御を行った後に前記車速範囲で車速を増加させる回生優先モードを選択するエネルギ回収モード選択手段と、を備え、前記オートクルーズ制御手段は、降坂路において前記エネルギ回収モード選択手段より選択されたエネルギ回収モードに応じて前記駆動手段及び前記制動手段を制御する。 The control apparatus for an electric vehicle according to this application example includes a drive unit including an electric motor that is a drive source of a vehicle and can generate electricity and charge a battery, a brake unit that brakes the vehicle, the drive unit, and the brake Auto cruise control means for controlling the means to execute auto cruise control for driving the vehicle while maintaining the vehicle speed within a set vehicle speed range; and slope detecting means for detecting a road gradient on which the host vehicle is running; A power detection means for detecting power input and output by the motor and the battery; a storage means for storing the road gradient detected by the slope detection means; and the power detected by the power detection means; , Based on a road gradient history stored in the storage means, an index calculation means for calculating a potential energy index indicating the magnitude of potential energy in a predetermined section; Based on the power history stored in the storage means, the conversion efficiency calculation means for calculating the power conversion efficiency in the predetermined section, and the potential energy index calculated by the index calculation means as the energy recovery mode on the downhill road is predetermined. If it is greater than or equal to a value, or if the potential energy index is less than a predetermined value and the conversion efficiency calculated by the conversion efficiency calculation means is greater than or equal to a predetermined efficiency, the vehicle speed is increased to the upper limit of the vehicle speed range. After selecting a vehicle speed priority mode for performing regeneration control of the electric motor, and when the positional energy index is less than a predetermined value and the conversion efficiency is less than a predetermined efficiency, the charge amount of the battery is set to a predetermined charge amount. Energy recovery mode selection for selecting a regeneration priority mode for increasing the vehicle speed in the vehicle speed range after performing regeneration control of the electric motor until Includes a stage, the said auto-cruising control means controls the driving means and the braking means according to descending energy recovery mode selected from the energy recovery mode selecting means in the slope.
上記手段を用いる本発明によれば、GPSや通信手段による情報の取得及び処理を必要とせずに、簡便な方法でエネルギの回収効率を向上させることができる。 According to the present invention using the above means, energy recovery efficiency can be improved by a simple method without requiring acquisition and processing of information by GPS or communication means.
以下、本発明をハイブリッド型トラックの制御装置に具体化した一実施形態を説明する。 Hereinafter, an embodiment in which the present invention is embodied in a control apparatus for a hybrid truck will be described.
図1は本実施形態の制御装置が搭載されたハイブリッド型トラックを示す全体構成図である。 FIG. 1 is an overall configuration diagram showing a hybrid truck on which the control device of this embodiment is mounted.
ハイブリッド型トラック1はいわゆるパラレル型ハイブリッド車両の電気自動車であり、以下の説明では、車両又は自車両と称する場合もある。車両1には走行用動力源(駆動手段)としてディーゼルエンジン(以下、エンジンという)2、及び例えば永久磁石式同期電動機のように発電機としても作動可能なモータ3(電動機)が搭載されている。エンジン2の出力軸にはクラッチ4が連結され、クラッチ4にはモータ3の回転軸を介して自動変速機5の入力側が連結されている。自動変速機5の出力側にはプロペラシャフト6を介して差動装置7が連結され、差動装置7には駆動軸8を介して左右の駆動輪9が連結されている。
The
自動変速機5は一般的な手動変速機をベースとしてクラッチ4の断接操作及び変速段の切換操作を自動化したものであり、本実施形態では、前進12速後退1速の変速段を有している。当然ながら、自動変速機5の構成はこれに限るものではなく任意に変更可能であり、例えば手動式変速機として具体化してもよいし、2系統の動力伝達系を備えたいわゆるデュアルクラッチ式自動変速機として具体化してもよい。
The
モータ3にはインバータ・コンバータ(以下、単にインバータという)10を介してバッテリ11が接続されている。バッテリ11に蓄えられた直流電力はインバータ10により交流電力に変換されてモータ3に供給され(力行制御)、モータ3が発生した駆動力は自動変速機5で変速された後に駆動輪9に伝達されて車両1を走行させる。また、例えば車両1の減速時や降坂路での走行時(回生走行時)には、駆動輪9側からの逆駆動によりモータ3が発電機として作動する(回生制御)。モータ3が発生した負側の駆動力は制動力として駆動輪9側に伝達されると共に、モータ3が発電した交流電力がインバータ10で直流電力に変換されてバッテリ11に充電される。
A
このようなモータ3が発生する駆動力は上記クラッチ4の断接状態に関わらず駆動輪9側に伝達され、これに対してエンジン2が発生する駆動力はクラッチ4の接続時に限って駆動輪9側に伝達される。従って、クラッチ4の切断時には、上記のようにモータ3が発生する正側または負側の駆動力が駆動輪9側に伝達されて車両1が走行する。また、クラッチ4の接続時には、エンジン2及びモータ3の駆動力が駆動輪9側に伝達されたり、或いはエンジン2の駆動力のみが駆動輪側に伝達されたりして車両1が走行する。
The driving force generated by the
車両ECU13は車両全体を統合制御するための制御回路である。そのために車両ECU13には、アクセルペダル14の操作量を検出するアクセルセンサ15、ブレーキペダル16の踏込操作を検出するブレーキスイッチ17、車両1の速度Vを検出する車速センサ18、エンジン2の回転速度を検出するエンジン回転速度センサ19、及びモータ3の回転速度を検出するモータ回転速度センサ20などの各種センサ・スイッチ類が接続されている。
The vehicle ECU 13 is a control circuit for integrated control of the entire vehicle. For this purpose, the vehicle ECU 13 includes an
また、車両ECU13には、図示はしないがクラッチ4を断接操作するアクチュエータ、及び自動変速機5を変速操作するアクチュエータなどが接続されると共に、エンジン制御用のエンジンECU22、インバータ制御用のインバータECU23、及びバッテリ11を管理するバッテリECU24が接続されている。
The vehicle ECU 13 is connected with an actuator (not shown) for connecting / disconnecting the
車両ECU13は、運転者によるアクセル操作量等に基づき車両1を走行させるために必要な要求トルクを算出し、その要求トルクやバッテリ11のSOC(State Of Charge)(充電量)などに基づき車両1の走行モードを選択する。本実施形態では走行モードとして、エンジン2の駆動力のみを用いるE/Gモード、モータ3の駆動力のみを用いるEVモード、及びエンジン2及びモータ3の駆動力を共に用いるHEVモードが設定されており、その何れかの走行モードを車両ECU13が選択するようになっている。
The
車両ECU13は選択した走行モードに基づき、要求トルクをエンジン2やモータ3が出力すべきトルク指令値に換算する。例えばHEVモードでは要求トルクをエンジン2側及びモータ3側に配分した上で、その時点の変速段に基づきエンジン2及びモータ3のトルク指令値を算出する。また、E/Gモードでは要求トルクを変速段に基づきエンジン2へのトルク指令値に換算し、EVモードでは要求トルクを変速段に基づきモータ3へのトルク指令値に換算する。
The vehicle ECU 13 converts the required torque into a torque command value to be output by the
そして、車両ECU13は選択した走行モードを実行すべく、EVモードでは上記クラッチ4を切断し、E/Gモード及びHEVモードではクラッチ4を接続した上で、エンジンECU22及びインバータECU23にトルク指令値を適宜出力する。また、車両1の走行中において車両ECU13は、アクセル操作量や車速Vなどに基づき図示しないシフトマップから目標変速段を算出し、この目標変速段を達成すべく、アクチュエータによりクラッチ4の断接操作及び変速段の切換操作を実行する。
Then, the
一方、エンジンECU22は、車両ECU13から入力された走行モード及びトルク指令値を達成するように噴射量制御や噴射時期制御を実行する。例えばE/GモードやHEVモードでは、正側のトルク指令値に対してエンジン2に駆動力を発生させ、負側のトルク指令値に対してエンジンブレーキを発生させる。また、EVモードの場合には、燃料噴射の中止によりエンジン2を停止保持する、またはアイドル運転状態とする。
On the other hand, the
また、インバータECU23は、車両ECU13から入力された走行モード及びトルク指令値を達成するように、インバータ10を駆動制御する。例えばEVモードやHEVモードでは、正側のトルク指令値に対してモータ3を力行制御して正側の駆動力を発生させ、負側のトルク指令値に対してはモータ3を回生制御して負側の駆動力を発生させる。また、E/Gモードの場合には、モータ3の駆動力を0に制御する。
Further, the
さらに、インバータECU23は、モータ3からの入出力される電力、即ちモータ3での消費電力及びモータ3による発電電力、バッテリ11から入出力される電力、即ちバッテリ11からモータ3への供給電力及びモータ3の発電により受ける充電電力をそれぞれ検出する(電力検出手段)。
Further, the
バッテリECU24は、バッテリ11の温度、バッテリ11の電圧、インバータ10とバッテリ11との間に流れる電流などを検出すると共に、これらの検出結果からバッテリ11のSOCを算出し、このSOCを検出結果と共に車両ECU13に出力する。
The
車両ECU13にはナビゲーション装置31、通信装置32が接続されている。ナビゲーション装置31は自己の記憶領域に記憶されている地図データ、及びアンテナを介して受信されるGPS情報やVICS(登録商標)情報などに基づき、車両1の走行中に地図上の自車位置を特定する。通信装置32は、路側に適宜設置されているデータセンタの路側通信システムとの間で路車間通信を行うと共に、周囲を走行中の他車との間で車々間通信を行う。
A
通信対象となる情報は多岐にわたり、例えば自車が保有しない地図情報、或いは道路情報(道路のカーブや勾配など)や交通情報(渋滞情報、事故情報、工事情報など)、或いは地域情報(観光スポットの案内など)を路側通信システムや他車から取得したり、逆にこれらの情報を他車に供給したりする。 Information to be communicated varies widely, for example, map information that the vehicle does not have, road information (road curves and gradients, etc.), traffic information (congestion information, accident information, construction information, etc.), or local information (tourist spots) Or the like) from the roadside communication system or other vehicles, or conversely, such information is supplied to other vehicles.
また車両ECU13には、自車両が走行している道路勾配を検出する勾配センサ33(勾配検出手段)等の各種センサも接続されている。
The
さらに、車両ECU13には、車両1に装備された制動装置34(制動手段)が接続されている。制動装置34は、具体的には、例えばリターダ、エンジン2の圧縮開放ブレーキ、排気ブレーキ等のうちの一つ又は複数である。車両ECU13は、制動装置34を任意に駆動制御して走行中の車両1に制動力を作用させる。
Furthermore, a braking device 34 (braking means) provided in the
そして、車両ECU13は、オートクルーズ制御を実行するオートクルーズ制御部40(オートクルーズ制御手段)を有している。運転者により図示しないオートクルーズ制御の実行スイッチが操作されて目標車速Vtgtが設定されると、オートクルーズ制御部40は目標車速Vtgtに対して上限速度VHi及び下限速度VLoからなる車速範囲を設定し、車両1の走行中にはエンジン2やモータ3の駆動力及び制動装置34の制動力を適切に制御して車速Vを設定された車速範囲内に保つ。
The
そして、オートクルーズ制御部40は、オートクルーズ制御による降坂路の走行中には車速Vを維持するために負側の要求トルクを設定し、その要求トルクを達成しながら車両1の位置エネルギを運動エネルギ及び電力エネルギとして回収すべく、車速増加制御及びモータ3の回生制御を実行する。
The auto-
オートクルーズ制御部40は、ナビゲーション装置31及び通信装置32から正常に各種情報を取得できる場合には、実際に自車両1が降坂路を走行する以前に、自車両1の前方に存在する降坂路の情報を取得する。そして、車両1が降坂路に到達した時点(降坂路の開始地点)の車速V、及び降坂路の長さLを予測して、当該降坂路の長さLで、車速Vを略一定の車速増加割合で上限速度VHiまで増加させるように車速増加制御を実行し、これと並行してモータ3の回生制御を実行する。
When the auto
一方でオートクルーズ制御部40は、機器の故障や地理的な問題等により、ナビゲーション装置31及び通信装置32から正常に各種情報を取得できず予測制御が不可能な場合には、走行履歴に基づく位置エネルギの指標と、モータ3とバッテリ11との間の電力の変換効率とに応じて、降坂路におけるエネルギ回収モードを選択する。
On the other hand, the auto-
ここで本実施形態におけるエネルギ回収モードとしては、降坂路において設定された車速範囲の上限速度VHiまで車速Vを増加させた後にモータ3の回生制御を行う車速優先モード、及び降坂路においてバッテリ11のSOCが所定SOCとなるまでモータ3の回生制御を行った後に設定された車速範囲で車速を増加させる回生優先モードを有している。
Here, as the energy recovery mode in the present embodiment, the vehicle speed priority mode in which regeneration control of the
車両ECU13には、この予測制御不可能な状態での降坂路におけるエネルギ回収モードの選択を行うため、勾配センサ33により検出された道路勾配情報及びインバータECU23により検出されたモータ3及びバッテリ11にて入出力の電力を記憶可能な記憶部41(記憶手段)、記憶部41に記憶された道路勾配の履歴に基づき所定区間の標準偏差σを算出する標準偏差算出部42(指標算出手段)、記憶部41に記憶された電力の履歴に基づき所定区間における電力の平均変換効率ηを算出する変換効率算出部43(変換効率算出手段)、標準偏差σ及び平均変換効率ηに基づき降坂路におけるエネルギ回収モードを選択するエネルギ回収モード選択部44(エネルギ回収モード選択手段)を有している。
The
詳しくは、記憶部41には、車両1の走行に伴って刻々と変化する道路勾配情報及びモータ3及びバッテリ11にて入出力される電力が、勾配センサ33及びインバータECU23から送られ、現在から過去所定の走行距離分(所定の区間)の勾配履歴と電力履歴が蓄積されている。
Specifically, road gradient information that changes momentarily as the
標準偏差算出部42は、記憶部41に記憶されている所定の走行距離分の勾配履歴に基づき、図2に示すようなヒストグラムを作成する。ヒストグラムの横軸(階級)は、車両が走行した様々な道路勾配を平坦路=0を中心として所定領域毎に区分したものであり、縦軸(度数)は、それぞれの道路勾配の領域毎の積算距離である。
The standard
図3には、この標準偏差σと車両の走行に関するエネルギとの関係図が示されている。同図に示すように、標準偏差σの値が大きくなるほど、高勾配での走行頻度が増えることから、位置エネルギの割合が増加して、それに伴って走行に必要なエネルギも増加する。位置エネルギの一部はモータ3による発電効率等のロスにより回生することのできないエネルギ(回生不可エネルギ)であり、位置エネルギのうち回生不可エネルギを除いた部分が回生可能エネルギとなる。このように、標準偏差σは、所定の走行距離分における走行エネルギの大小を示す指標となるとともに位置エネルギの大小を示す位置エネルギ指標になる。 FIG. 3 shows a relationship diagram between the standard deviation σ and the energy related to traveling of the vehicle. As shown in the figure, as the value of the standard deviation σ increases, the frequency of traveling at a high gradient increases, so the proportion of potential energy increases, and the energy required for traveling increases accordingly. Part of the potential energy is energy that cannot be regenerated due to loss of power generation efficiency or the like by the motor 3 (non-regenerative energy), and the portion of the positional energy excluding the non-regenerative energy is regenerative energy. As described above, the standard deviation σ becomes an index indicating the magnitude of travel energy for a predetermined travel distance and a potential energy index indicating the magnitude of potential energy.
変換効率算出部43は、記憶部41に記憶されている所定の走行距離分の電力履歴に基づき、当該所定の走行距離の区間における単位時間当りの電力変換効率、即ち平均変換効率(以下、変換効率ηという)を算出する。具体的には、変換効率ηは所定の走行距離における(モータ3の仕事)/(バッテリ11の仕事)から算出される。
The conversion
エネルギ回収モード選択部44は、標準偏差σ及び変換効率ηに基づき、エネルギ回収モードを選択する。ここで、図4に示す標準偏差σと変換効率η(0≦η<1)に応じたエネルギ回収量を示した説明図に基づき、エネルギ回収モードの関係について詳しく説明する。
The energy recovery
図4には、標準偏差σが(a)小の場合、(b)中の場合、(c)大の場合の3パターンの道路においてそれぞれ車速優先モード及び回生優先モードで走行した場合のそれぞれのエネルギ回収量が示されている。図4(a)(b)に示されるように、標準偏差σが小、中の場合は所定の変換効率ηa(以下、所定効率ηaという)を境に車速優先モード及び回生優先モードにおけるエネルギ回収量の優劣が逆転する。つまり、変換効率ηが所定効率ηa未満である場合は、車速優先モードの方がエネルギ回生量が多く、所定効率ηa以上では回生優先モードの方がエネルギ回生量が多くなる。 In FIG. 4, when the standard deviation σ is (a) small, (b) is in middle, and (c) is large, each of three patterns of roads when traveling in the vehicle speed priority mode and the regeneration priority mode, respectively. The amount of energy recovery is shown. As shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b), when the standard deviation σ is small or medium, energy recovery in the vehicle speed priority mode and the regeneration priority mode with a predetermined conversion efficiency ηa (hereinafter referred to as the predetermined efficiency ηa) as a boundary. The superiority of the quantity is reversed. That is, when the conversion efficiency η is less than the predetermined efficiency ηa, the energy regeneration amount is larger in the vehicle speed priority mode, and in the regeneration priority mode, the energy regeneration amount is larger than the predetermined efficiency ηa.
図4(a)、(b)に示すように、所定効率ηaは、標準偏差σの値が大きくなるほど高い値となる。そして、図4(c)に示すように標準偏差σが大となる場合は、所定効率ηaが1に近い値となるため、変換効率ηが変化しても車速優先モードと回生優先モードの優劣は逆転することなく常に車速優先モードの回生量が回生優先モードの回生量よりも大きくなる。 As shown in FIGS. 4A and 4B, the predetermined efficiency ηa increases as the standard deviation σ increases. When the standard deviation σ is large as shown in FIG. 4 (c), the predetermined efficiency ηa becomes a value close to 1, so that even if the conversion efficiency η changes, the vehicle speed priority mode and the regeneration priority mode are superior or inferior. Without reversing, the regeneration amount in the vehicle speed priority mode is always greater than the regeneration amount in the regeneration priority mode.
エネルギ回収モード選択部44は、この標準偏差σ及び変換効率ηの関係性に基づいてエネルギ回収モードの選択を行う。
The energy recovery
ここで、図4には予測制御不可能である場合に、車両ECU13において実行される降坂路でのエネルギ回収制御ルーチンがフローチャートで示されており、以下同フローチャートに基づき説明する。
Here, FIG. 4 shows a flowchart of the energy recovery control routine on the downhill road that is executed in the
まず、車両ECU13はステップS1として、予測制御が可能であるか否かを判別する。当該判別結果が真(Yes)である場合、即ちナビゲーション装置31及び通信装置32が正常に各種情報を取得できる場合は、降坂路において予測制御に基づく車速増加制御及びモータ3の回生制御を行うべく当該ルーチンを終了する。一方、当該判別結果が偽(No)である場合、即ちナビゲーション装置31及び通信装置32が正常に各種情報を取得できない場合は、ステップS2に進む。
First, vehicle ECU13 discriminate | determines whether prediction control is possible as step S1. When the determination result is true (Yes), that is, when the
ステップS2において、車両ECU13は勾配センサ33により検出された道路勾配情報、及びインバータECU23により検出されたモータ3及びバッテリ11にて入出力される電力情報を記憶部41に記憶し、勾配履歴及び電力履歴を最新の情報に更新する。
In step S <b> 2, the
続くステップS3では、標準偏差算出部42が勾配履歴に基づき所定の走行距離での標準偏差σを算出し、変換効率算出部43が電力履歴に基づき所定の走行距離での変換効率ηを算出する。
In subsequent step S3, the standard
そして、ステップS4において、エネルギ回収モード選択部44は、標準偏差σが所定値σa以上であるか否かを判別する。当該判別結果が偽(No)である場合、即ち図4(a)(b)のように、標準偏差σが比較的小さい道路を走行している場合はステップS5に進む。
In step S4, the energy recovery
ステップS5において、エネルギ回収モード選択部44は、変換効率ηが所定効率ηa以上であるか否かを判別する。当該判別結果が真(Yes)である場合は、即ち変換効率ηが比較的大きい場合はステップS6に進む。
In step S5, the energy recovery
ステップS6において、エネルギ回収モード選択部44は、エネルギ回収モードとして回生優先モードを選択し、ステップS7に進む。
In step S6, the energy recovery
一方、上記ステップS4の判別結果が真(Yes)である場合、即ち標準偏差σが所定値σa以上である場合は、自車両1は図4(c)のように標準偏差σが比較的大きい道路を走行しており、ステップS8に進む。また上記ステップS5の判別結果が偽(No)である場合、即ち標準偏差σが所定値σa未満であり且つ変換効率ηが所定効率ηa未満である場合も、ステップS8に進む。
On the other hand, when the determination result in step S4 is true (Yes), that is, when the standard deviation σ is greater than or equal to the predetermined value σa, the
ステップS8において、エネルギ回収モード選択部44は、エネルギ回収モードとして車速優先モードを選択し、ステップS7に進む。
In step S8, the energy recovery
ステップS7において、オートクルーズ制御部40は、降坂路において上記ステップS6又はS8において選択したエネルギ回収モードに応じてエンジン2、モータ3、及び制動装置34を制御し、当該ルーチンをリターンする。
In step S7, the auto-
詳しくは、エネルギ回収モード選択部44により車速優先モードが選択された場合、オートクルーズ制御部40は、降坂路に到達すると、まず車速増加制御を開始する。具体的には、クラッチ4を切断してモータ3のトルクを0に保つか、クラッチ4を接続しギアニュートラルとして車両1を惰性走行の状態で増速させる。そして、車速Vが設定された車速範囲の上限速度VHiにまで到達した時点で車速増加制御を終了し、モータ3の回生制御を開始する。ここでの回生制御は、具体的には、車速Vを維持するのに必要な負側のトルクでモータ3を回生させ、モータ3が最大出力で回生した場合でも車速Vを維持するのに負側のトルクが不足する場合には制動装置34を作動させる。バッテリ11のSOCが上限に到達するまで、又は降坂路の終了までこの作動状態を継続する。
Specifically, when the vehicle speed priority mode is selected by the energy recovery
一方、回生優先モードを選択した場合、オートクルーズ制御部40は、降坂路に到達すると、まずモータ3の回生制御を開始する。具体的には、モータ3を所望の出力で回生させる。モータ3の出力は、車速を維持することができる限り(換言すれば、車速が減少しない限り)特に限定されず、最大出力であってもよいし、車速維持に必要最小限となる負側のトルクであってもよい。そしてバッテリ11のSOCの上限まで到達した時点で回生制御を終了し、車速増加制御を開始する。ここでの車速増加制御は、具体的には、クラッチ4を切断してモータのトルクを0に保つか、クラッチ4は接続しギアをニュートラルの状態として車速Vが設定された車速範囲の上限速度VHiに到達するまで、又は降坂路の終了までこの作動状態を継続する。
On the other hand, when the regeneration priority mode is selected, the auto
なお、降坂路の終了は、例えば勾配センサ33により検出される道路勾配から判定してもよいし、他の情報に基づき判定してもよい。
The end of the downhill road may be determined from, for example, a road gradient detected by the
このように、本実施形態におけるハイブリッド型トラックにおけるオートクルーズ制御では、勾配履歴に基づく標準偏差σにより自車両1が走行している道路における位置エネルギの傾向を推定し、モータ3及びバッテリ11にて入出力される電力履歴に基づく変換効率ηから、車速増加制御を優先するか、モータ3の回生制御を優先するかを選択している。
As described above, in the auto-cruise control in the hybrid truck according to the present embodiment, the tendency of the potential energy on the road on which the
これは所定の走行距離における勾配履歴及び電力履歴に基づくことから、ナビゲーション装置31や通信装置32を用いた予測制御を必要とせず、膨大な情報を処理する必要もなく、効率のよいエネルギ回収モードを適切に選択することができる。
Since this is based on the gradient history and the power history at a predetermined travel distance, it does not require predictive control using the
特に、位置エネルギの指標として勾配履歴に基づく標準偏差σを求めることで、簡便に位置エネルギの指標を算出することができる。それに加えて、モータ3とバッテリ11との間の電力の変換効率ηを考慮することで、モータ3及びバッテリ11の状態に適したエネルギ回収モードを選択することができる。
In particular, by obtaining the standard deviation σ based on the gradient history as an index of potential energy, the index of potential energy can be easily calculated. In addition, by considering the power conversion efficiency η between the
このように選択されたエネルギ回収モードにより降坂路を走行することで位置エネルギを運動エネルギと電力エネルギに効率良く回収することができる。 The potential energy can be efficiently recovered into kinetic energy and electric power energy by traveling on the downhill road in the energy recovery mode selected in this way.
これにより、本実施形態における車両ECU13は、ナビゲーション装置31や通信装置32による情報の取得及び処理を必要とせずに、簡便な方法でエネルギの回収効率を向上させることができる。
Thereby, vehicle ECU13 in this embodiment can improve the recovery efficiency of energy by a simple method, without requiring acquisition and processing of information by
以上で本発明に係る電気自動車の制御装置の実施形態についての説明を終えるが、実施形態は上記実施形態に限られるものではない。 Although the description of the embodiment of the control apparatus for an electric vehicle according to the present invention is finished above, the embodiment is not limited to the above embodiment.
上記実施形態の車両1は駆動源としてエンジン2及びモータ3を備えたハイブリッド型トラックであるが、本発明を適用可能な電気自動車はこれに限られるものではない。例えば、駆動源としてモータのみを備えた電気自動車であってもよい。また本発明は、トラックではなく乗用車に適用することもできる。
The
また上記実施形態では、勾配センサ33により道路勾配を検出しているが、道路勾配の検出はセンサによる検出ではなく他の情報から算出してもよい。
Moreover, in the said embodiment, although the road gradient is detected by the
また上記実施形態における車両1はGPSを含むナビゲーション装置及び通信装置を備えているが、このようなナビゲーション装置や通信装置を備えおらず、そもそも予測制御を実行不可能な車両にも本発明を適用することができる。
Moreover, although the
1 車両
2 エンジン
3 モータ
13 車両ECU
23 インバータECU(電力検出手段)
31 ナビゲーション装置
32 通信装置
33 勾配センサ(勾配検出手段)
34 制動装置(制動手段)
40 オートクルーズ制御部(オートクルーズ制御手段)
41 記憶部(記憶手段)
42 標準偏差算出部(指標算出手段)
43 変換効率算出部(変換効率算出手段)
44 エネルギ回収モード選択部(エネルギ回収モード選択手段)
1
23 Inverter ECU (electric power detection means)
31
34 Braking device (braking means)
40 Auto cruise control unit (auto cruise control means)
41 Storage unit (storage means)
42 Standard deviation calculation unit (index calculation means)
43 Conversion efficiency calculation unit (conversion efficiency calculation means)
44 Energy recovery mode selection unit (energy recovery mode selection means)
Claims (1)
前記車両を制動する制動手段と、
前記駆動手段及び前記制動手段を制御して、設定された車速範囲内で車速を保ちながら前記車両を走行させるオートクルーズ制御を実行するオートクルーズ制御手段と、
自車両が走行している道路勾配を検出する勾配検出手段と、
前記電動機及び前記バッテリにて入出力される電力を検出する電力検出手段と、
前記勾配検出手段により検出された前記道路勾配、及び前記電力検出手段により検出された前記電力を記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された道路勾配の履歴に基づき、所定区間における位置エネルギの大小を示す位置エネルギ指標を算出する指標算出手段と、
前記記憶手段に記憶された電力の履歴に基づき、前記所定区間における電力の変換効率を算出する変換効率算出手段と、
降坂路におけるエネルギ回収モードとして、
前記指標算出手段により算出される位置エネルギ指標が所定値以上である場合、又は前記位置エネルギ指標が所定値未満であり且つ前記変換効率算出手段により算出される前記変換効率が所定効率以上である場合には、前記車速範囲の上限まで車速を増加させた後に前記電動機の回生制御を行う車速優先モードを選択し、
前記位置エネルギ指標が前記所定値未満であり且つ前記変換効率が前記所定効率未満である場合には、前記バッテリの充電量が所定充電量となるまで前記電動機の回生制御を行った後に前記車速範囲で車速を増加させる回生優先モードを選択するエネルギ回収モード選択手段と、を備え、
前記オートクルーズ制御手段は、降坂路において前記エネルギ回収モード選択手段より選択されたエネルギ回収モードに応じて前記駆動手段及び前記制動手段を制御する電気自動車の制御装置。
Drive means including an electric motor that is a drive source of the vehicle and can generate electricity and charge the battery;
Braking means for braking the vehicle;
Auto cruise control means for controlling the drive means and the braking means to execute auto cruise control for running the vehicle while maintaining the vehicle speed within a set vehicle speed range;
Slope detecting means for detecting the road slope on which the host vehicle is traveling;
Electric power detection means for detecting electric power input and output by the electric motor and the battery;
Storage means for storing the road gradient detected by the gradient detection means and the power detected by the power detection means;
Index calculation means for calculating a potential energy index indicating the magnitude of potential energy in a predetermined section based on the history of road gradient stored in the storage means;
Conversion efficiency calculation means for calculating the power conversion efficiency in the predetermined section based on the power history stored in the storage means;
As energy recovery mode on downhill road,
When the potential energy index calculated by the index calculation means is greater than or equal to a predetermined value, or when the potential energy index is less than a predetermined value and the conversion efficiency calculated by the conversion efficiency calculation means is greater than or equal to a predetermined efficiency To select a vehicle speed priority mode for performing regeneration control of the electric motor after increasing the vehicle speed to the upper limit of the vehicle speed range,
When the potential energy index is less than the predetermined value and the conversion efficiency is less than the predetermined efficiency, the vehicle speed range is set after performing regeneration control of the electric motor until the charge amount of the battery becomes a predetermined charge amount. Energy recovery mode selection means for selecting a regeneration priority mode for increasing the vehicle speed at
The auto cruise control means is a control device for an electric vehicle that controls the drive means and the braking means in accordance with an energy recovery mode selected by the energy recovery mode selection means on a downhill road.
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CN111361449A (en) * | 2018-12-25 | 2020-07-03 | 比亚迪股份有限公司 | Electric automobile and charging control method and system thereof |
CN113968141A (en) * | 2021-11-12 | 2022-01-25 | 华人运通(江苏)技术有限公司 | Feedback brake control method, device, equipment and storage medium of electric automobile |
CN117162793A (en) * | 2023-11-03 | 2023-12-05 | 格陆博科技有限公司 | Electric automobile power recovery method and system |
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