JP2018030396A - Vehicular energy management device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車載装備として、エネルギーを生成可能な車載装備と、エネルギーを使用する車載装備とを備える車両に適用される車両用エネルギーマネジメント装置に関する。 The present invention relates to a vehicular energy management apparatus applied to a vehicle having in-vehicle equipment capable of generating energy and in-vehicle equipment using energy as the in-vehicle equipment.
例えば、特許文献1には、目的地までの経路の道路状況に応じて燃料消費量が最小となるエンジンとモータとの運転スケジュールを設定するハイブリッド車両の駆動制御装置が開示されている。このハイブリッド車両の駆動制御装置では、発進と停止が予測される地点で目的地までの経路を複数の区間に区分し、目的地までの経路の道路状況と運転者の運転履歴とに基づいて各区間ごとに車速パターンを推定する。そして、車速パターンとエンジンの燃料消費特性とに基づいて、目的地までの燃料消費量が最小となるように、各区間ごとのエンジンとモータとの運転スケジュールを設定する。 For example, Patent Document 1 discloses a drive control device for a hybrid vehicle that sets an operation schedule of an engine and a motor that minimizes fuel consumption in accordance with the road conditions of a route to a destination. In this hybrid vehicle drive control device, the route to the destination is divided into a plurality of sections at the points where the start and stop are predicted, and each route is determined based on the road condition of the route to the destination and the driving history of the driver. The vehicle speed pattern is estimated for each section. Then, based on the vehicle speed pattern and the fuel consumption characteristics of the engine, the operation schedule of the engine and motor for each section is set so that the fuel consumption to the destination is minimized.
上述した特許文献1の装置では、エンジンの燃料消費量が最小となることを目的として、エンジンとモータとの運転スケジュールを設定している。このため、車両全体として見た場合、必ずしもエネルギーの発生と、その使用に関しての最適化を図ることできない場合がある。例えば、近年では、エンジンによって駆動されるジェネレータが発電した電力やモータジェネレータによる回生電力を、エアコンのコンプレッサやその他の車載装備の駆動に用いる場合がある。このような場合、各車載装備の使用状況を踏まえて、ジェネレータの発電電力やモータジェネレータによる回生電力を制御しなければ、無駄にエネルギーを発生したり、逆に必要なエネルギーが確保できなかったりする可能性が生じる。 In the apparatus of Patent Document 1 described above, an engine and motor operation schedule is set for the purpose of minimizing the fuel consumption of the engine. For this reason, when it sees as the whole vehicle, the optimization regarding generation | occurrence | production of energy and its use may not necessarily be aimed at. For example, in recent years, power generated by a generator driven by an engine or regenerative power generated by a motor generator may be used to drive a compressor of an air conditioner or other on-vehicle equipment. In such a case, if the power generated by the generator and the regenerative power generated by the motor generator are not controlled based on the usage status of each on-vehicle equipment, energy may be generated wastefully or necessary energy may not be secured. A possibility arises.
また、特許文献1の装置では、エンジン及びモータを制御するコントローラが、上記の運転スケジュールを設定するようになっている。そのため、例えばエンジンやモータの仕様が変更されると、コントローラにおける制御ロジックも大幅に変更する必要が生じる。すなわち、コントローラは、特定のエンジンとモータとの組合せに対して専用に用いられることになり、汎用性に乏しい。 Moreover, in the apparatus of patent document 1, the controller which controls an engine and a motor sets said operation schedule. Therefore, for example, when the specifications of the engine and the motor are changed, the control logic in the controller needs to be significantly changed. That is, the controller is used exclusively for a specific engine and motor combination, and is not versatile.
本発明は、上述した点に鑑みてなされたもので、汎用性が高く、かつ、車両全体としてのエネルギーの発生と使用との最適化を図ることが可能な車両用エネルギーマネジメント装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and provides a vehicle energy management device that is highly versatile and that can optimize the generation and use of energy as a whole vehicle. With the goal.
上記目的を達成するために、本発明に係る車両用エネルギーマネジメント装置(100)は、車載装備として、エネルギーを生成可能な車載装備と、エネルギーを使用する車載装備とを備える車両に適用されるものであって、
車両の走行ルートが設定されたときに、その走行ルートに関する情報を取得する取得部(51)と、
車両が走行ルートを走行したときの、エネルギーを使用する車載装備によるエネルギーの消費状況を予測する予測部(54)と、
取得部によって取得される車両の走行ルートに関する情報及び予測部によって予測される車載装備によるエネルギーの消費状況に基づき、エネルギーの需給が一致するように、エネルギーを生成可能な車載装備によるエネルギーの生成計画を立案する生成計画立案部(61)と
車両が設定された走行ルートに沿って走行を開始した後、所定の周期で、生成計画立案部によって立案されたエネルギーの生成計画に従って、必要なエネルギーの生成量を算出するエネルギー生成量算出部(62)と、
車両に実際に装備されているエネルギーを生成可能な車載装備に関する情報に基づいて、エネルギー生成量算出部により算出された必要なエネルギーの生成量を、エネルギーを生成可能な車載装備を制御する際の制御目標に変換して、エネルギーを生成可能な車載装備の制御部へ出力する生成量変換部(65)と、を備える。
In order to achieve the above object, a vehicle energy management device (100) according to the present invention is applied to a vehicle having in-vehicle equipment capable of generating energy and in-vehicle equipment using energy as in-vehicle equipment. Because
An acquisition unit (51) for acquiring information about the travel route when the travel route of the vehicle is set;
A prediction unit (54) for predicting an energy consumption state by the on-vehicle equipment that uses energy when the vehicle travels along the travel route;
Energy generation plan with on-vehicle equipment that can generate energy based on information about the travel route of the vehicle acquired by the acquisition unit and the energy consumption status by the on-vehicle equipment predicted by the prediction unit so that the energy supply and demand match. The generation plan planning unit (61) for planning the vehicle and the vehicle starts to travel along the set travel route, and then, at a predetermined cycle, according to the energy generation plan planned by the generation plan planning unit, An energy generation amount calculation unit (62) for calculating the generation amount;
Based on information related to in-vehicle equipment that can generate energy that is actually installed in the vehicle, the amount of required energy calculated by the energy generation amount calculator is used to control the in-vehicle equipment that can generate energy. A generation amount conversion unit (65) for converting into a control target and outputting the energy to a control unit of the vehicle-mounted equipment capable of generating energy.
上記のように、本発明に係る車両用エネルギーマネジメント装置によれば、車両が設定された走行ルートを走行したときの、エネルギーを使用する車載装備によるエネルギーの消費状況が予測される。そして、予測されたエネルギーの消費状況に基づき、エネルギーの需要に見合ったエネルギーが生成されるように、エネルギーを生成可能な車載装備によるエネルギーの生成計画を立案する。従って、立案されたエネルギーの生成計画に従って、エネルギーを生成可能な車載装備を用いてエネルギーを生成することにより、無駄にエネルギーを生成したり、逆に必要なエネルギーが確保できなかったりする事態を極力回避することができる。 As described above, according to the vehicle energy management device of the present invention, the energy consumption state by the on-vehicle equipment that uses energy when the vehicle travels on the set travel route is predicted. Then, based on the predicted energy consumption state, an energy generation plan using on-vehicle equipment capable of generating energy is created so that energy corresponding to the energy demand is generated. Therefore, according to the planned energy generation plan, by generating energy using in-vehicle equipment that can generate energy, it is possible to generate as much energy as possible, or conversely, necessary energy cannot be secured. It can be avoided.
また、本発明に係る車両用エネルギーマネジメント装置では、上述したエネルギーの生成計画の立案及びその生成計画に従った必要なエネルギーの生成量の算出は、エネルギーを生成可能な車載装備の制御部が行うのではなく、別途設けられた、生成計画立案部及びエネルギー生成量算出部が実行する。さらに、本発明に係る車両用エネルギーマネジメント装置は、エネルギー生成量算出部により算出された必要なエネルギーの生成量を、エネルギーを生成可能な車載装備を制御する際の制御目標に変換して、エネルギーを生成可能な車載装備の制御部へ出力する生成量変換部を備えている。従って、例えばエネルギーを生成可能な車載装備の仕様が変更された場合であっても、生成量変換部が、必要なエネルギーの生成量を、その仕様の相違の変更に応じた、実際に車両に装備されているエネルギー生成可能な車載装備の目標値に変換することができる。このため、エネルギーを生成可能な車載装備の仕様が変更されても、制御ロジック等を大幅に変更する必要がなく、車両用エネルギーマネジメント装置の汎用性を向上することができる。 Moreover, in the vehicle energy management device according to the present invention, the above-described energy generation plan and the calculation of the necessary amount of energy generated according to the generation plan are performed by the control unit of the on-vehicle equipment capable of generating energy. Instead, the generation plan planning unit and the energy generation amount calculation unit, which are separately provided, execute. Furthermore, the vehicle energy management device according to the present invention converts the required energy generation amount calculated by the energy generation amount calculation unit into a control target when controlling the on-vehicle equipment capable of generating energy, Is generated to the control unit of the on-vehicle equipment that can generate the. Therefore, for example, even when the specifications of the on-vehicle equipment capable of generating energy are changed, the generation amount conversion unit actually sets the required energy generation amount to the vehicle according to the change in the specification difference. It can be converted to the target value of the on-vehicle equipment that can be equipped with energy generation. For this reason, even if the specifications of the on-vehicle equipment capable of generating energy are changed, it is not necessary to change the control logic or the like significantly, and the versatility of the vehicle energy management apparatus can be improved.
上記括弧内の参照番号は、本発明の理解を容易にすべく、後述する実施形態における具体的な構成との対応関係の一例を示すものにすぎず、なんら本発明の範囲を制限することを意図したものではない。 The reference numerals in the parentheses merely show an example of a correspondence relationship with a specific configuration in an embodiment described later in order to facilitate understanding of the present invention, and are intended to limit the scope of the present invention. Not intended.
また、上述した特徴以外の、特許請求の範囲の各請求項に記載した技術的特徴に関しては、後述する実施形態の説明及び添付図面から明らかになる。 Further, the technical features described in the claims of the claims other than the features described above will become apparent from the description of embodiments and the accompanying drawings described later.
本発明の実施形態に係る車両用エネルギーマネジメント装置を、図面を参照しつつ説明する。以下に説明する実施形態では、車両の走行駆動源として、エンジンと電動モータ(モータジェネレータ)とを有し、さらに、エンジンによって駆動され、電動モータを駆動するための電力を発電する発電機(ジェネレータ)を有するハイブリッド車両に対して、本発明による車両用エネルギーマネジメント装置を適用した例について説明する。しかしながら、本発明による車両用エネルギーマネジメント装置は、エンジンのみを有する通常の車両や、電動モータのみを有する電動車両に適用されても良い。また、以下にドメイン分けに関して説明しているが、このドメイン分けは車両用制御システムの制御構造に密接に関係するため、必ずしも以下に説明する例と同一のドメイン分けを行う必要なく、適宜、最適なドメイン分けを行えば良い。 A vehicle energy management apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the embodiment described below, a generator (generator) that has an engine and an electric motor (motor generator) as a vehicle driving source for the vehicle, and that is driven by the engine and generates electric power for driving the electric motor. An example in which the vehicle energy management apparatus according to the present invention is applied to a hybrid vehicle having a However, the vehicle energy management device according to the present invention may be applied to a normal vehicle having only an engine or an electric vehicle having only an electric motor. Moreover, although the domain division is described below, since this domain division is closely related to the control structure of the vehicle control system, it is not always necessary to perform the same domain division as the example described below, and it is appropriately optimized. Domain separation is sufficient.
図1は、上述したハイブリッド車両における各種の車載装備のための車両用制御システム100の全体構成の一例をブロック図として表したものである。本実施形態に係る車両用エネルギーマネジメント装置は、図1に示す車両用制御システム100に組み入れられている。まず、車両用制御システム100について説明する。
FIG. 1 is a block diagram illustrating an example of the overall configuration of a
車両用制御システム100は、制御論理構造として、制御対象とする複数の車載装備のそれぞれの機能(役割)に応じて、複数のドメインに区分けされている。それら複数のドメインにおいて、それぞれ、車載装備を制御するための機器制御部15〜18、25〜28、35〜38と、それら機器制御部による制御を統括するドメイン制御部11〜14、21〜24,31〜34とに階層化されている。
The
本実施形態に係る車両用制御システム100では、詳しくは後述するが、ドメイン制御部は、ドメイン全体の制御目標を算出するとともに、そのドメイン全体の制御目標を達成するための各エリアのエリア制御目標を算出するマスタドメイン制御部11〜14と、与えられたエリア制御目標を達成するように、対応する機器制御部15〜18、25〜28、35〜38の制御目標を算出する、各エリアに配置されたローカルドメイン制御部21〜24、31〜34とを有している。これらの各ドメイン制御部11〜14、21〜24、31〜34は、相互に通信可能に接続されている。さらに、本実施形態の車両用制御システム100では、複数のマスタドメイン制御部11〜14にて協調制御を行わせたり、各マスタドメイン制御部11〜14による制御が競合する場合に、競合する制御を調停したりする統合制御部1も設けられている。統合制御部1には、車両における種々の情報を収集して、各ドメイン制御部11〜14、21〜24、31〜34等に提供する情報インフラ2と、車両におけるエネルギーの生成、保存、配分を管理することにより、車両全体としてのエネルギーの発生と使用との最適化を図るエネルギーインフラ3とが構築されている。
In the
具体的なドメイン分けの例として、図1に示す例では、車両用制御システム100は、シャシ(CS)ドメイン、パワートレイン(PT)ドメイン、ボデー(BD)ドメイン、環境(EVI)ドメインの4つのドメインに区分けされている。このように定めたドメインにより、ハイブリッド車両に搭載された多数の車載装備は、機能面で類似、関連するもの同士がグループ化される。
As a specific example of domain division, in the example shown in FIG. 1, the
例えば、シャシドメインには、各車輪に設けられた油圧ブレーキを作動させるため、油圧ポンプや電磁バルブなどの油圧ブレーキ装置の構成部品を駆動するブレーキアクチュエータ、各車輪に設けられた減衰力調整可能なダンパ、各車輪のタイヤに設けられ、空気圧の検知信号を無線通信する空気圧センサ、電動パワーステアリング、エンジンや電動モータの回転を適切な変速比で変速して駆動軸に伝えるトランスミッション、運転者によるブレーキペダルの踏力を増幅してマスタシリンダに伝えるための負圧を発生する負圧ポンプなどの車載装備が属する。 For example, in the chassis domain, in order to operate the hydraulic brakes provided on each wheel, the brake actuator that drives the components of the hydraulic brake device such as a hydraulic pump and an electromagnetic valve, the damping force provided on each wheel can be adjusted. A damper, an air pressure sensor that is provided on the tires of each wheel and wirelessly communicates air pressure detection signals, an electric power steering, a transmission that transmits the rotation of the engine and the electric motor at an appropriate speed ratio to the drive shaft, and a brake by the driver In-vehicle equipment such as a negative pressure pump that generates negative pressure to amplify the pedal force and transmit it to the master cylinder belongs.
そして、シャシドメインには、上述した車載装備を制御するためのシャシ機器制御部15、25、35が設けられている。例えば、シャシドメインには、シャシ機器制御部15、25、35として、ブレーキアクチュエータ制御部、ダンパ制御部、空気圧検知制御部、電動パワーステアリング制御部、トランスミッション制御部、負圧ポンプ制御部などが設けられる。なお、油圧ブレーキ装置は、前輪側と後輪側とで、それぞれ独立して、油圧を調整できるように構成されており、ブレーキアクチュエータは、左右前輪のブレーキ油圧を個別に調節可能な前輪側ブレーキアクチュエータと、左右後輪のブレーキ油圧を個別に調節可能な後輪側ブレーキアクチュエータとに分けられている。このため、ブレーキアクチュエータ制御部としても、前輪側ブレーキアクチュエータ制御部と、後輪側ブレーキアクチュエータ制御部とが設けられる。
In the chassis domain, chassis
これらのシャシ機器制御部15、25、35は、原則として、シャシドメインに属する車載装備に対応して個別に設けられるが、複数の車載装備に対して共通のシャシ機器制御部を設けることも可能である。さらに、シャシ機器制御部15、25、35は、それぞれ電子制御装置(ECU)によって構成される。その際、それぞれのシャシ機器制御部15、25、35を、個別のECUによって構成しても良いし、複数のシャシ機器制御部15、25、35を共通のECUによって構成しても良い。さらに、シャシドメインの機器制御部を構成するECUを、他のドメインの機器制御部を構成するECUと共用しても良い。
As a general rule, these chassis
そして、シャシ機器制御部15、25、35は、対応するシャシドメイン制御部11、21、31から与えられた制御目標に従って、対応する車載装備を制御する。
Then, the chassis
シャシドメイン制御部11、21、31は、マスタドメイン制御部としてのマスタシャシドメイン制御部11と、ローカルドメイン制御部としてのローカルシャシドメイン制御部21、31とから構成されている。マスタシャシドメイン制御部11及びローカルシャシドメイン制御部21,31は、後述するように、車両を3つのエリアに区画した際、3つのエリアに分散して配置される。マスタシャシドメイン制御部11は、マスタドメイン制御部としての機能と、ローカルドメイン制御部としての機能とを兼ね備えたものである。
The chassis
マスタシャシドメイン制御部11は、マスタドメイン制御部として、車両の状態や、運転者の操作状態に応じてシャシドメイン全体の制御目標を定め、さらに、ドメイン全体の制御目標に基づき、各エリアが実現すべきエリア制御目標を定める。マスタシャシドメイン制御部11によって定められたエリア制御目標は、ローカルシャシドメイン制御部21、31に与えられる。ローカルシャシドメイン制御部21、31は、与えられたエリア制御目標に基づき、シャシ機器制御部25、35を制御するための制御目標を算出して、シャシ機器制御部25、35に出力する。この際、マスタシャシドメイン制御部11も、ローカルドメイン制御部として、自身が属するエリアにおけるエリア制御目標に基づき、シャシ機器制御部15を制御するための制御目標を算出し、シャシ機器制御部15に出力する。
As the master domain control unit, the master chassis
パワートレインドメインには、例えば、車両を加速させたり、減速させたり、あるいは速度を一定に保つための動力を車両に作用させる役割を担うエンジン及びモータジェネレータ(MG)、エンジン及び/又はMGが発生したトルク(駆動力)を4輪各輪に配分する役割を担う駆動力配分機構、MGに駆動電力を供給したり、MGが発電した電力を蓄電したりする役割を担う高圧バッテリ、MGや他の車両装備の駆動電力を発生する発電機、低電圧バッテリの充電のために高圧バッテリが発生する高電圧を降圧して低電圧バッテリに供給するDCDCコンバータ、外部充電設備により高圧バッテリを充電するための充電器インターフェース(IF)などの車載装備が属する。さらに、パワートレインドメインには、低圧バッテリや、この低圧バッテリから各種の車載装備への給電のオン、オフを切り換えるジャンクションボックス(JB)などの車載装備が属しても良い。 In the power train domain, for example, an engine and a motor generator (MG), an engine and / or an MG that play a role of accelerating or decelerating the vehicle or applying power for keeping the speed constant to the vehicle are generated. Driving force distribution mechanism responsible for allocating the torque (driving force) to each wheel of the four wheels, high voltage battery responsible for supplying driving power to MG and storing power generated by MG, MG and others A generator for generating driving power for vehicle equipment, a DCDC converter for stepping down the high voltage generated by the high voltage battery to charge the low voltage battery and supplying the low voltage battery, and for charging the high voltage battery by an external charging facility In-vehicle equipment such as charger interface (IF). Further, the powertrain domain may include on-vehicle equipment such as a low-voltage battery and a junction box (JB) for switching on / off of power supply from the low-voltage battery to various on-vehicle equipment.
なお、低圧バッテリは、車両のエンジンルーム内に設置される主低圧バッテリ、車両のラゲッジスペース(又はトランクルーム)の床下などに設置される副低圧バッテリなど複数のバッテリを含む。また、ジャンクションボックスは、エンジンルール内及びその付近に搭載された車載装備への給電のオン、オフを切り換えるためのフロントジャンクションボックス(JB)と、主として車室内及びその付近に搭載された車載装備への給電のオン、オフを切り換えるセンターJBと、ラゲッジスペース内又はその付近に搭載された車載装備への給電のオン、オフを切り換えるリヤJBとを含む。これらのジャンクションボックスは、いずれも、各車載装備へ給電するための電源として、主低圧バッテリと副低圧バッテリとのいずれかを選択することができるように構成されている。 The low voltage battery includes a plurality of batteries such as a main low voltage battery installed in the engine room of the vehicle and a sub low voltage battery installed under the floor of the luggage space (or trunk room) of the vehicle. In addition, the junction box is a front junction box (JB) for switching on / off the power supply to the in-vehicle equipment mounted in and near the engine rule, and the in-vehicle equipment mainly mounted in and near the vehicle interior. Including a center JB for switching on / off of the power supply, and a rear JB for switching on / off of power supply to on-vehicle equipment mounted in or near the luggage space. Each of these junction boxes is configured such that either a main low voltage battery or a sub low voltage battery can be selected as a power source for supplying power to each on-vehicle equipment.
パワートレインドメインには、上述した車載装備を制御するためのパワートレイン機器制御部16、26、36が設けられている。例えば、パワートレインドメインには、パワートレイン機器制御部16、26、36として、エンジン制御部、MG制御部、駆動力配分機構制御部、発電機制御部、高圧バッテリ制御部、DCDCコンバータ制御部、充電器IF制御部、主低圧バッテリ制御部、副低圧バッテリ制御部、フロントJB制御部、センターJB制御部、リヤJB制御部などが設けられる。そして、パワートレイン機器制御部16、26、36は、対応するパワートレインドメイン制御部12、22、32から与えられた制御目標に従って、対応する車載装備を制御する。
The power train domain is provided with power train
パワートレインドメイン制御部12、22、32は、マスタドメイン制御部としてのマスタパワートレインドメイン制御部12と、ローカルドメイン制御部としてのローカルパワートレインドメイン制御部22、32とから構成されている。マスタパワートレインドメイン制御部12及びローカルパワートレインドメイン制御部22、32は、車両を3つのエリアに区画した際、3つのエリアに分散して配置される。マスタパワートレインドメイン制御部12は、マスタドメイン制御部としての機能と、ローカルドメイン制御部としての機能とを兼ね備えている。マスタパワートレインドメイン制御部22は、マスタドメイン制御部として、パワートレインドメイン全体の制御目標を定め、さらに、ドメイン全体の制御目標に基づき、各エリアが実現すべきエリア制御目標を定める。マスタパワートレインドメイン制御部12によって定められたエリア制御目標は、各ローカルパワートレインドメイン制御部22、32に与えられる。
The power train
ボデードメインには、例えば、ヘッドライトやポジションランプなどの前方灯火、歩行者等を保護するためにボンネットに設けられた外部エアバッグ、フロントウインドウに付着した雨滴を払拭するためのワイパ、ドアのロック、アンロックを切り換えるモータや窓を開閉するモータ、シートポジションを調節するモータ、車室内の空調を行うエアコン、車両の乗員を保護するための乗員エアバッグ、リヤゲートを自動開閉するためのモータ、ブレーキランプなどの後方灯火などの車載装備が属する。従って、このボデードメインには、ボデー機器制御部17、27、37として、前方灯火制御部、外部エアバッグ制御部、ワイパ制御部、ドア制御部、シート制御部、エアコン制御部、乗員エアバッグ制御部、リヤゲート制御部、後方灯火制御部などが設けられる。そして、ボデー機器制御部17、27、37は、対応するボデードメイン制御部13、23、33から与えられた制御目標に従って、対応する車載装備を制御する。
The body domain includes, for example, front lights such as headlights and position lamps, external airbags provided on the hood to protect pedestrians, wipers for wiping raindrops attached to the front window, and door locks. , Motors that switch unlocks, motors that open and close windows, motors that adjust seat positions, air conditioners that air-condition the passenger compartment, passenger airbags that protect passengers in vehicles, motors that automatically open and close the rear gate, brakes In-vehicle equipment such as rear lights such as lamps belongs. Therefore, in this body domain, as the body
ボデードメイン制御部13、23、33は、マスタドメイン制御部としてのマスタボデードメイン制御部13と、ローカルドメイン制御部としてのローカルボデードメイン制御部23、33とから構成されている。マスタボデードメイン制御部13及びローカルボデードメイン制御部23、33は、車両を3つのエリアに区画した際、3つのエリアに分散して配置される。マスタボデードメイン制御部13は、マスタドメイン制御部としての機能と、ローカルドメイン制御部としての機能とを兼ね備えている。マスタボデードメイン制御部13は、マスタドメイン制御部として、ボデードメイン全体の制御目標を定め、さらに、ドメイン全体の制御目標に基づき、各エリアが実現すべきエリア制御目標を定める。マスタボデードメイン制御部13によって定められたエリア制御目標は、各ローカルボデードメイン制御部23、33に与えられる。
The body
環境ドメインには、例えば、車両前方の障害物を検出するためにフロントグリルやフロントバンパに設置されるレーザレーダ及びミリ波レーダ、外気温度を検出する外気温度センサ、車両後方の映像を撮影するためにリアガラスの室内側に設置されるリヤカメラ、車両後方の障害物を検出するためにリヤバンパなどに設置されるミリ波レーダ、乗員が保持する携帯型キーが正規のものであるか否かを認証するために、携帯型キーと通信する通信装置などの車載装備が属する。従って、環境ドメインには、環境機器制御部18、28、38として、レーザレーダ制御部、フロントミリ波レーダ制御部、温度センサ制御部、リヤカメラ制御部、リヤミリ波レーダ制御部、通信装置制御部(認証装置)などが設けられる。そして、環境機器制御部18、28、38は、対応する環境ドメイン制御部14、24、34から与えられた制御目標に従って、対応する車載装備を制御する。
In the environmental domain, for example, a laser radar and a millimeter wave radar installed on a front grill or a front bumper to detect an obstacle in front of the vehicle, an outside air temperature sensor for detecting outside air temperature, and an image behind the vehicle The rear camera installed inside the rear glass, the millimeter-wave radar installed in the rear bumper to detect obstacles behind the vehicle, and whether the portable key held by the occupant is genuine Therefore, in-vehicle equipment such as a communication device that communicates with a portable key belongs. Therefore, in the environmental domain, as the environmental
環境ドメイン制御部14、24、34は、マスタドメイン制御部としてのマスタ環境ドメイン制御部14と、ローカルドメイン制御部としてのローカル環境ドメイン制御部24、34とから構成されている。マスタ環境ドメイン制御部14及びローカル環境ドメイン制御部24、34は、車両を3つのエリアに区画した際、3つのエリアに分散して配置される。マスタ環境ドメイン制御部14は、マスタドメイン制御部としての機能と、ローカルドメイン制御部としての機能とを兼ね備えている。マスタ環境ドメイン制御部14は、マスタドメイン制御部として、環境ドメイン全体の制御目標を定め、さらに、ドメイン全体の制御目標に基づき、各エリアが実現すべきエリア制御目標を定める。マスタ環境ドメイン制御部14によって定められたエリア制御目標は、各ローカル環境ドメイン制御部24、34に与えられる。
The environment
次に、上述した車載装備、機器制御部15〜18、25〜28、35〜38及びドメイン制御部11〜14、21〜24、31〜34の車両への配置について説明する。 Next, the arrangement | positioning to the vehicle of the vehicle equipment mentioned above, the apparatus control parts 15-18, 25-28, 35-38, and the domain control parts 11-14, 21-24, 31-34 is demonstrated.
上述した各種の車載装備は、各車載装備に求められる役割や搭載上のスペースの関係から、車両の前部、中央部、後部などの各部に配置される。このため、ドメイン制御部11〜14、21〜24、31〜34を車両の所定の場所に集中的に配置すると、全体として、各車載装備までの通信配線の長さが長くなってしまい、車両内における取り回しが煩雑になってしまうことが懸念される。 The various on-vehicle equipments described above are arranged in each part such as a front part, a center part, and a rear part of the vehicle because of the role required for each on-vehicle equipment and the space on mounting. For this reason, if the domain control units 11-14, 21-24, 31-34 are intensively arranged at predetermined locations in the vehicle, the length of communication wiring to each on-vehicle equipment as a whole becomes longer. There is a concern that the internal handling becomes complicated.
そこで、本実施形態による車両用制御システム100では、車両を少なくとも2つのエリアに分割する。例えば、図2には、車両を、フロントエリア41、ミドルエリア42、及びリヤエリア43の3つのエリアに分割した例を示している。ただし、分割数は、図2の例のように3つに限定される訳ではない。例えば、車両を前方エリアと後方エリアのように2つのエリアに分割しても良い。また、前方右側エリア、前方左側エリア、後方右側エリア、後方左側エリアのように、4つのエリアに分割しても良い。4つのエリアに分割する場合、図2に示す分割例において、フロントエリアをさらに左右2つのエリアに分割しても良い。さらに、車両のサイズに応じて、5つのエリアや6つのエリアに分割しても良い。
Therefore, in the
このようにして、車両を少なくとも2つのエリアに分割することにより、複数の車載装備は、その配置場所に応じて、分割されたいずれかのエリアに振り分けられる。その車載装備の振り分けに応じて、該当する車載装備を制御する機器制御部15〜18、25〜28、35〜38も同じエリアに属するように分散して配置される。さらに、各ドメイン制御部11〜14、21〜24、31〜34の構成要素である、マスタドメイン制御部11〜14、及びローカルドメイン制御部21〜24、31〜34も、制御目標を出力すべき対応する機器制御部15〜18、25〜28、35〜38と同じエリアに属するように分散して配置される。
In this way, by dividing the vehicle into at least two areas, the plurality of in-vehicle equipments are distributed to any of the divided areas according to the arrangement location. According to the distribution of the in-vehicle equipment, the
この結果、関連するローカルドメイン制御部(ローカルドメイン制御部の機能を備えたマスタドメイン制御部含む)11〜14、21〜24、31〜34と、機器制御部15〜18、25〜28、35〜38と、車載装備とを同じエリアに配置することができる。従って、例えば、配線数の多いローカルドメイン制御部−機器制御部−車載装備を接続する通信配線の長さを短縮することが可能となる。その結果、車両における通信配線の取り回しの煩雑さを軽減することができる。
As a result, related local domain control units (including a master domain control unit having a function of a local domain control unit) 11 to 14, 21 to 24, 31 to 34, and
図1に示す例では、各ドメインのマスタドメイン制御部11〜14は、車両のミドルエリア42に配置され、相互に通信が可能に構成されている。また、各ドメインのローカルドメイン制御部21〜24は、車両のフロントエリア41に配置され、相互に通信が可能に構成されている。同様に、各ドメインのローカルドメイン制御部31〜34は、車両のリヤエリア43に配置され、相互に通信が可能に構成されている。なお、各ドメインのマスタドメイン制御部11〜14は、各々、フロントエリア41に配置されたり、リヤエリア43に配置されたりしても良い。
In the example shown in FIG. 1, the
図3に、機器制御部15〜18、25〜28、35〜38の各エリア41、42、43への配置例を示す。
In FIG. 3, the example of arrangement | positioning to each
図3に示す例では、シャシドメインにおいて、フロントエリア41に、機器制御部25として、前輪側ブレーキアクチュエータ制御部、左右前輪のダンパの減衰力を制御する前輪ダンパ制御部、左右前輪の空気圧の検知を制御する前輪空気圧検知制御部、電動パワーステアリング制御部、トランスミッション制御部などが配置されている。
In the example shown in FIG. 3, in the chassis domain, in the
シャシドメインのミドルエリア42には、機器制御部15として、負圧ポンプ制御部が配置されている。また、シャシドメインのリヤエリア43には、機器制御部35として、後輪側ブレーキアクチュエータ制御部、後輪ダンパ制御部、後輪空気圧検知制御部が配置されている。
In the
パワートレインドメインにおいては、フロントエリア41に、機器制御部26として、エンジン制御部、MG制御部、発電機制御部、主低圧バッテリ制御部、及びフロントJB制御部が配置されている。ミドルエリア42には、機器制御部16として、駆動力配分機構制御部及びセンターJB制御部が配置されている。また、リヤエリア43には、機器制御部36として、高圧バッテリ制御部、DCDCコンバータ制御部、充電器IF制御部、副低圧バッテリ制御部、及びリヤJB制御部が配置されている。
In the power train domain, an engine control unit, an MG control unit, a generator control unit, a main low-voltage battery control unit, and a front JB control unit are arranged as a
ボデードメインでは、フロントエリア41に、機器制御部27として、前方灯火制御部、前方外部エアバッグ制御部、及びワイパ制御部が配置されている。ミドルエリア42には、機器制御部17として、ドア制御部、シート制御部、エアコン制御部、乗員エアバッグ制御部が配置されている。また、リヤエリア43には、機器制御部37として、リヤゲート制御部、後方灯火制御部、後方外部エアバッグ制御部が配置されている。
In the body domain, a front lighting control unit, a front external airbag control unit, and a wiper control unit are arranged as a
環境ドメインでは、フロントエリア41に、機器制御部28として、レーザレーダ制御部、フロントミリ波レーダ制御部が配置されている。ミドルエリア42には、機器制御部18として、温度センサ制御部、通信装置制御部が配置されている。リヤエリア43には、機器制御部38として、リヤカメラ制御部、リヤミリ波レーダ制御部が配置されている。
In the environmental domain, a laser radar control unit and a front millimeter wave radar control unit are arranged as a
上述したように、車両には、車載装備として、電気エネルギーを発生可能な発電機や、MGが設けられている。発電機によって発生された電気エネルギーは、MGを駆動するために使用されたり、高圧バッテリに蓄電されたりする。また、車両の減速時に、MGの回生ブレーキが実行された場合も、車両の駆動輪の運動エネルギーが電気エネルギーに変換され、高圧バッテリに蓄電される。 As described above, the vehicle is provided with a generator capable of generating electrical energy and MG as on-vehicle equipment. The electrical energy generated by the generator is used to drive the MG or stored in a high voltage battery. Also, when MG regenerative braking is executed during deceleration of the vehicle, the kinetic energy of the driving wheels of the vehicle is converted into electrical energy and stored in the high voltage battery.
高圧バッテリに蓄電された電気エネルギーは、車両の加速時等にMGの駆動のために消費される他、エアコンのコンプレッサの駆動用電力として用いられる。さらに、車両には、車載装備として、高圧バッテリに蓄電された高電圧を降圧して低電圧バッテリに供給するDCDCコンバータが設けられている。そのため、低圧バッテリに蓄電された低電圧により駆動される各種の車載装備によっても、発電機やMGによって生成された電気エネルギーが使用されることになる。 The electric energy stored in the high-voltage battery is consumed for driving the MG when the vehicle is accelerated, and is also used as driving power for the compressor of the air conditioner. Further, the vehicle is provided with a DCDC converter that steps down the high voltage stored in the high voltage battery and supplies it to the low voltage battery as on-vehicle equipment. Therefore, the electric energy generated by the generator or MG is also used by various vehicle-mounted equipment driven by the low voltage stored in the low-voltage battery.
従って、車両における各種の車載装備の使用状況を踏まえて、発電機による発電やMGによる回生を制御しなければ、無駄にエネルギーを発生したり、逆に必要なエネルギーが確保できなかったりする可能性が生じる。 Therefore, there is a possibility that energy will be generated wastefully or necessary energy may not be secured unless power generation by the generator and regeneration by MG are controlled based on the usage status of various on-vehicle equipment in the vehicle. Occurs.
そこで、本実施形態では、上述した車両用制御システム100に、車両用エネルギーマネジメント装置を組み入れて、車両全体としてエネルギー需要に見合うエネルギーを生成できるようにした。以下、車両用エネルギーマネジメント装置について、図4を参照しつつ説明する。
Therefore, in the present embodiment, a vehicle energy management device is incorporated into the
図4に示すように、本実施形態に係る車両用エネルギーマネジメント装置は、エネルギーインフラ3として具現化される。そして、車両用エネルギーマネジメント装置は、主要な機能として、エネルギー収支サービス61、エネルギー生成サービス62、エネルギー保存サービス63、エネルギー配分サービス64、生成量変換部65、保存量変換部66、及び配分量変換部67を備えている。なお、車両用エネルギーマネジメント装置における各機能は、マイコンにて、それぞれの機能に対応するプログラムが実行されることによって実現される。
As shown in FIG. 4, the vehicle energy management apparatus according to the present embodiment is embodied as an
エネルギー収支サービス61は、情報インフラ2から種々の情報の提供を受けて、エネルギーの生成、保存、配分に関する計画を立案する。そして、立案した生成計画、保存計画、及び配分計画を、それぞれ、エネルギー生成サービス62、エネルギー保存サービス63、及びエネルギー配分サービス64に出力する。
The
エネルギー収支サービス61の処理について説明する前に、まず、エネルギー収支サービス61が情報インフラ2から受ける情報について説明する。
Before describing the processing of the
情報インフラ2は、図示しないナビゲーション装置などにおいて、目的地までの走行ルートが設定されると、その走行ルートに関する情報を収集して、走行ルート情報として出力する走行ルート情報出力部51を有する。走行ルート情報出力部51が出力する走行ルート情報には、走行ルートそのものを示す情報に加え、走行ルートに含まれる各道路の走行速度、信号機の設置場所、高度、道路勾配などの情報や、交通渋滞が発生しやすい箇所やその時間帯に関する情報も含まれる。交通渋滞に関する情報は、走行ルートが設定される都度、外部サーバと通信を行って、最新の交通渋滞情報を取得するようにしても良い。
The
エネルギー生成関連情報提供部52は、走行ルート情報出力部51から走行ルート情報を取得する。そして、エネルギー生成関連情報提供部52は、走行ルートをいくつかの区間に分け、各区間に含まれる道路の走行速度、高度、道路勾配の他、交通渋滞情報も加味して、各区間において、減速や下り勾配の走行などのためにMGが回生ブレーキを作動させ、それにより回生される電気エネルギーを予測する。エネルギー生成関連情報提供部52は、予測した回生電気エネルギーを、エネルギー生成関連情報として、エネルギー収支サービス61に提供する。
The energy generation related
装備使用予測情報出力部53は、走行ルート情報出力部51から走行ルート情報を取得する。さらに、車両において、現在、継続的に使用されている車載装備についての情報も取得する。例えば、装備使用予測情報出力部53は、継続的に使用されている車載装備についての情報として、エアコンや、AV機器の使用状況についての情報を取得する。そして、装備使用予測情報出力部53は、取得した情報に基づき、車両が走行ルートを走行したときの、車載装備の使用状況を予測する。例えば、装備使用予測情報出力部53は、現在使用されている車載装備はそのまま使用されるものとし、さらに、車両が走行ルートを走行したときに使用される車載装備の種類を予測する。例えば、走行ルートにトンネルが含まれていたり、走行ルートを走行中に太陽が落ちて暗くなることが推測される場合には、車載装備としてヘッドライト等の灯火類が使用されることを予測したり、外部サーバから走行ルートの天候情報を取得して、その天候情報が降雨を示している場合には、ワイパが使用されることを予測したりする。その他にも、車両がワイディング道路を走行する場合には、電動パワーステアリングが頻繁に駆動されることを予測したりする。このような車載装備の使用状況の予測結果は、エネルギー需要関連情報提供部54に出力される。なお、予測に用いた前提条件が変更された場合、例えば走行ルートが変更されたり、継続的に使用される車載装備が変化したりした場合には、その時点で、車載装備の使用状況の予測結果が更新され、後述するエネルギー収支サービス61において、新たなエネルギー生成計画、エネルギー保存計画、エネルギー配分計画が作成される。
The equipment usage prediction
エネルギー需要関連情報提供部54は、装備使用予測情報出力部53から車載装備の使用状況の予測結果を取得する。そして、エネルギー需要関連情報提供部54は、取得した車載増備の使用状況の予測結果に基づき、車両が走行ルートを走行したときに、それぞれの車載装備が使用されたときのエネルギーの消費状況を予測する。エネルギー需要関連情報提供部54は、予測した車載装備によるエネルギーの消費状況を、エネルギー需要関連情報として、エネルギー収支サービス61に提供する。
The energy demand related
さらに、情報インフラ2は、各車両装備の性能等に関する情報、及びその制約情報を記憶している車載装備制約情報提供部55を備えており、この車載装備制約情報提供部55は、各車両装備の制約情報をエネルギー収支サービス61に提供する。車載装備制約情報提供部55が提供する情報には、例えば、高圧バッテリ及び低圧バッテリのそれぞれの電池容量や、単位時間当りの充電可能量、あるいは、発電機の最大発電量や、MGの最大発電量などを含むことができる。
Furthermore, the
エネルギー収支サービス61は、上述したエネルギー生成関連情報提供部52、エネルギー需要関連情報提供部54、及び車載装備制約情報提供部55から情報を取得して、エネルギーの生成計画、保存計画、配分計画の立案のための処理を実行する。エネルギー収支サービス61が実行する処理の詳細について、図5のフローチャートに基づいて説明する。
The
まず、ステップS100において、エネルギー生成関連情報を取得し、ステップS110において、エネルギー需要関連情報を取得する。そして、ステップS120において、エネルギー収支計画を立案する。具体的には、まず、エネルギー需要関連情報提供部54から取得した、車両が走行ルートを走行したときの各車載装備によるエネルギーの消費状況から、各車載装備によるエネルギーの総消費量、すなわち、生成することが求められるエネルギーの必要生成量を算出する。そして、エネルギー生成関連情報提供部52から取得した、走行ルートの各区間における回生電気エネルギーの総量を算出し、必要生成量から減算する。この減算結果が正の値である場合、回生電気エネルギーだけでは、各車載装備によるエネルギーの総消費量に見合うエネルギーを得られないことを示している。そのため、不足するエネルギーを、回生電気エネルギーに加えて生成すべきエネルギー量として定める。一方、減算結果が負の値である場合には、回生電気エネルギーだけで、各車載装備によるエネルギーの総消費量に見合うエネルギーを得られるため、回生電気エネルギーに加えて生成すべきエネルギー量はゼロに定める。このようにして、エネルギー収支計画を立案する。
First, energy generation related information is acquired in step S100, and energy demand related information is acquired in step S110. In step S120, an energy balance plan is drawn up. Specifically, first, the total energy consumption by each in-vehicle device, that is, generation, is obtained from the energy consumption state by each in-vehicle device obtained from the energy demand related
なお、本実施形態では、回生電気エネルギーを優先的に利用するために、車両が設定した走行ルートを走行したときの回生電気エネルギーを予測し、その総量を、各車載装備によるエネルギーの総消費量から減算するようにした。しかしながら、車両が、車両装備として回生ブレーキ(すなわち、駆動輪によって回転駆動されるモータジェネレータ)を備えていない場合には、各車載装備によるエネルギーの総消費量を、そのまま、生成すべきエネルギー量とすれば良い。 In the present embodiment, in order to preferentially use the regenerative electric energy, the regenerative electric energy when traveling on the travel route set by the vehicle is predicted, and the total amount is calculated as the total energy consumption by each on-vehicle equipment. Subtracted from. However, if the vehicle does not include a regenerative brake (that is, a motor generator that is driven to rotate by drive wheels) as the vehicle equipment, the total energy consumption of each on-vehicle equipment is the same as the energy amount to be generated. Just do it.
また、車両が、エネルギーを継続的に生成可能な車両装備、例えばソーラーパネルや、排気熱等で発電する熱電モジュールを備えている場合には、回生電気エネルギーの場合と同様に、その車両装備が生成するエネルギーを優先的に利用するようにして、エネルギーの収支計画を立案することが好ましい。 In addition, when the vehicle is equipped with vehicle equipment that can continuously generate energy, such as a solar panel or a thermoelectric module that generates power using exhaust heat, the vehicle equipment is installed as in the case of regenerative electrical energy. It is preferable to make an energy balance plan by preferentially using the generated energy.
続くステップS130では、エネルギー収支計画から、エネルギーの生成計画、保存計画、及び配分計画を作成する。具体的には、回生電気エネルギーに加えて生成すべきエネルギー量がある場合には、その生成すべきエネルギーを平準化して、回生電気エネルギーと加算することにより、エネルギー生成計画を作成する。この際、所定量以上の回生電気エネルギーを生成可能な期間を避けて、生成すべきエネルギーを平準化する。これにより、例えば発電機による電気エネルギーの生成と、回生ブレーキによる電気エネルギーの回生とが同時に行われて、一度に過大な電気エネルギーが生成されるような計画となることを避けることができる。このようにしてエネルギー生成計画が作成されると、エネルギー収支サービス61は、次にエネルギー保存計画を作成する。エネルギー保存計画は、エネルギー需要関連情報として取得した各車載機器によるエネルギーの消費状況の時間的な推移と、エネルギー生成計画におけるエネルギー生成の時間的な推移とを対比し、エネルギーの生成量がエネルギーの消費量を上回っているときに、その上回った分のエネルギーが保存されるものとして作成される。最後に、エネルギー収支サービス61は、エネルギー需要関連情報として取得した各車載機器によるエネルギーの消費状況に基づき、ドメイン毎のエネルギー配分計画を作成する。つまり、車載装備によるエネルギーの消費量を、ドメイン毎に集約して、各ドメインに対して供給すべきエネルギー量を示すエネルギー配分計画を作成する。
In subsequent step S130, an energy generation plan, a storage plan, and an allocation plan are created from the energy balance plan. Specifically, when there is an energy amount to be generated in addition to the regenerative electric energy, the energy generation plan is created by leveling the energy to be generated and adding it to the regenerative electric energy. At this time, the energy to be generated is leveled while avoiding a period in which regenerative electric energy of a predetermined amount or more can be generated. Thereby, for example, it is possible to avoid a plan in which generation of electrical energy by the generator and regeneration of electrical energy by the regenerative brake are performed at the same time and excessive electrical energy is generated at a time. When the energy generation plan is created in this way, the
次に、ステップS140では、車載装備制約情報提供部55から車載装備の制約情報を取得する。そして、ステップS150において、ステップS130で作成した各計画が実行可能なものであるか否かを判定する。例えば、エネルギー生成計画において、一時的又は継続的に、発電機の能力を上回る電気エネルギーの生成量が計画されていないか、エネルギー保存計画において、高圧バッテリ及び低圧バッテリの容量を上回るエネルギー量の保存が計画されていないかなどが考慮されて、実行可能か否かが判定される。このステップS150の判定処理において、各計画は実行可能なものと判定すると、ステップS170の処理に進み、一方、各計画は実行不可能と判定すると、ステップS160の処理に進む。ステップS160では、車載装備の制約情報に基づき、ステップS130で作成された各計画を実行可能な計画に修正する。その後、ステップS170に進んで、作成した、あるいは修正したエネルギー生成計画、保存計画、配分計画をそれぞれ出力する。
Next, in step S140, the in-vehicle equipment constraint information is acquired from the in-vehicle equipment constraint
なお、図4に示すように、エネルギー収支サービス61は、作成したエネルギーの生成計画、保存計画、及び配分計画を、車室内のディスプレイに表示したり、他の制御部が参照したりすることができるように、情報インフラ2のエネルギー供給関連情報収集部56に提供するようにしても良い。
As shown in FIG. 4, the
次に、エネルギー生成サービス62が実行する処理の詳細について、図6のフローチャートに基づいて説明する。この図6のフローチャートに示す処理は、所定の制御周期毎に繰り返し実行される。
Next, details of processing executed by the
まず、ステップS200において、エネルギー収支サービス61により作成されたエネルギー生成計画を読み込む。続くステップS210において、エネルギーを生成可能な車載装備はエネルギーを生成可能な状態であるか否かを判定する。例えば、エネルギーを生成可能な車載装備に何らかの異常が生じており、指示通りにエネルギーを生成できない場合には、エネルギーを生成不可能と判定する。ステップS210の判定処理において、エネルギーを生成可能と判定するとステップS220の処理に進み、生成不可能と判定すると図6のフローチャートに示す処理を終了する。
First, in step S200, the energy generation plan created by the
ステップS220では、読み込んだ生成計画に従って、現時点で、エネルギーを生成可能な車載装備により生成されるべきエネルギーの生成量を算出する。このエネルギーの生成量は、この先紐付けられる装備に依存せず、現時点において車両全体として生成することが求められる瞬時的な目標生成量を示している。さらに、エネルギー生成量は、車載装備の挙動が実質的な影響を受けない生成量の最低充足度を示す情報も含んでいる。算出されたエネルギー生成量は、エネルギーインフラ3の生成量変換部65に出力される。
In step S220, according to the read generation plan, the generation amount of energy that should be generated by the on-vehicle equipment that can generate energy at the present time is calculated. The energy generation amount does not depend on the equipment to be linked, and indicates the instantaneous target generation amount required to be generated as a whole vehicle at the present time. Furthermore, the energy generation amount includes information indicating the minimum degree of satisfaction of the generation amount that does not substantially affect the behavior of the on-vehicle equipment. The calculated energy generation amount is output to the generation
生成量変換部65は、車両に実際に装備されているエネルギーを生成可能な車載装備に関する情報に基づいて、エネルギー生成サービス62により算出されたエネルギー生成量を、エネルギーを生成可能な車載装備を制御する際の制御目標、すなわち車載装備を制御する瞬時目標に変換して、エネルギーを生成可能な車載装備の制御部、すなわちマスタパワートレインドメイン制御部12へ出力する。これにより、異なる時間軸で管理される制御空間を結びつける変換が実現される。なお、エネルギーを生成可能な車載装備を制御するための制御目標は、上述した最低充足度を下回らない範囲で、過渡的な変動を許容する。
The generation
マスタパワートレインドメイン制御部12は、図4に示すように、制御機能として、VLC71、PTC72、MGC73、及びELC74を有する。
As shown in FIG. 4, the master powertrain
VLC(Vehicle Longitudinal Coordinator)71は、原則として運転者の運転操作に対応するように車両の前後方向の挙動を制御したり、また、走行支援機能が作動しているときには、その走行支援機能による要請に応じた前後方向挙動を実現したりすべく、前後方向の目標加速度(減速度)を算出する。さらに、VLC71は、その目標加速度(減速度)を実現するための目標駆動トルク(車軸トルク目標値)を算出する。このようにして算出された車軸トルク目標値は、駆動力調整機能を担う論理ブロックであるPTC(Power Train Coordinator)72に出力される。
A VLC (Vehicle Longitudinal Coordinator) 71 controls the behavior of the vehicle in the front-rear direction so as to correspond to the driving operation of the driver in principle, and when the driving support function is activated, the request by the driving support function The target acceleration (deceleration) in the front-rear direction is calculated so as to realize the front-rear behavior according to. Further, the
PTC72は、VLC71から出力された車軸トルク目標値を実現するために、それぞれ、エンジン及びMGが分担するトルク(エンジントルク及びMGトルク)を算出する。この際、PTC72は、例えばエンジンの等燃費曲線を参照し、極力、エンジンの燃費が良好となるように、エンジンのエンジントルクを定める。なお、後述するように、PTC72は、生成量変換部65からトルクアップ指令を受けた場合には、そのトルクアップ指令分を含むエンジントルクを発生したときに、エンジンの燃費が良好となるように、発生すべきエンジントルクを定める。
The
そして、PTC72は、車軸トルク目標値に対して、定めたエンジントルクでは不足する分を、MGトルクとして定める。このようにして算出されたエンジントルク及びMGトルクは、モータジェネレータ調整機能を担う論理ブロックであるMGC(Motor Generator Coordinator)73に出力される。
Then, the
一方、電気負荷調整機能を担う論理ブロックであるELC(Electric Load Coordinator)74は、高圧バッテリ及び低圧バッテリに関して、それぞれ、電圧、電流、及び温度の検出結果に基づいて、バッテリ容量に対する充電残量の比率である充電レベル(SOC)を算出する。さらに、ELC74は、初期のバッテリ容量に対する現在のバッテリ容量の比として表せられる劣化度(SOH)も算出する。ELC74は、これらの算出結果をMGC73に出力する。
On the other hand, an ELC (Electric Load Coordinator) 74, which is a logic block responsible for the electric load adjustment function, determines the remaining charge for the battery capacity based on the detection results of voltage, current, and temperature for the high voltage battery and the low voltage battery, respectively. A charge level (SOC) that is a ratio is calculated. Further, the
なお、ELC74は、その他の機能として、DCDCコンバータの制御機能を備えており、DCDCコンバータを作動させることにより、高圧バッテリに充電された電気エネルギーを用いて、低圧バッテリを充電することができる。
The
MGC73は、ELC74から取得した高圧バッテリ及び低圧バッテリの充電レベル等に基づいて充放電可能量を算出し、さらに、この充放電可能量に基づき、PTC72から出力されたエンジントルク及びMGトルクを補正するトルク補正処理を実行する。例えば、高圧バッテリの充電レベルが低く、PTC72から出力されたMGトルクを発生することができない場合、指令されたMGトルクを発生可能なMGトルクに低下させ、その低下分だけエンジントルクを増加させる。MGC73は、トルク補正処理によってエンジントルクを補正した場合には、補正エンジントルクをPTC72に返送する。
The
次に、生成量変換部65の具体的な処理内容を図7のフローチャートに基づいて説明する。この図7のフローチャートに示す処理も、図6のフローチャートと同様の制御周期毎に繰り返し実行される。
Next, specific processing contents of the generation
まず、ステップS300において、情報インフラ2の車載装備制約情報提供部55から車載装備に関する情報を取得する。この車載装備に関する情報には、少なくとも各車載装備の電気エネルギーの生成能力と、制御目標との関係を示す情報が含まれている。なお、車載装備に関する情報は、情報インフラ2ではなく、ドメイン制御部(マスタパワートレインドメイン制御部12)から取得しても良い。続くステップS310では、エネルギー生成サービス62が算出したエネルギー生成量を取得するとともに、取得したエネルギー生成量を、MGにより消費されるエネルギー量に基づいて補正する。なお、MGにより消費されるエネルギー量は、図4に示すように、情報インフラ2のMG消費エネルギー情報提供部57から取得することができる。また、MGを制御するマスタパワートレインドメイン制御部12から取得するようにしても良い。
First, in step S300, information on in-vehicle equipment is acquired from the in-vehicle equipment restriction
MGは、車両の発進時や加速時、高速走行時などに駆動されて、車両を推進させるための推進力としての駆動トルクを発生する。この際、MGでは、発生する駆動トルクに応じたエネルギーが消費される。このMGにより消費されるエネルギー量に見合うエネルギーを生成するために、取得したエネルギー生成量をMGで消費されるエネルギー量に基づいて補正するのである。 The MG is driven when the vehicle starts, accelerates, or travels at high speed, and generates driving torque as a propulsive force for propelling the vehicle. At this time, the MG consumes energy corresponding to the generated driving torque. In order to generate energy commensurate with the amount of energy consumed by the MG, the acquired energy generation amount is corrected based on the amount of energy consumed by the MG.
この補正の一例として、例えば、MGの消費エネルギー量が所定値よりも小さければ、MGの消費エネルギー量をそのまま加えることによって、取得したエネルギー生成量を補正すれば良い。しかし、MGにより消費されるエネルギー量が所定値よりも大きければ、消費エネルギー量よりも少ない補正値にてエネルギー生成量を補正することが好ましい。このようにすることで、発電機などが大きな電気エネルギーを生成することで却ってエネルギー効率を低下させてしまうような事態の発生を極力回避することが可能になる。ただし、MGの消費エネルギー量よりも少ない補正値にてエネルギー生成量を補正する場合には、MGの消費エネルギー量に見合ったエネルギーを生成するために、MGの消費エネルギー量がゼロとなった後も補正を継続して行うことが必要となる。 As an example of this correction, for example, if the consumed energy amount of MG is smaller than a predetermined value, the acquired energy generation amount may be corrected by adding the consumed energy amount of MG as it is. However, if the amount of energy consumed by the MG is larger than a predetermined value, it is preferable to correct the energy generation amount with a correction value smaller than the amount of energy consumed. By doing so, it is possible to avoid as much as possible the occurrence of a situation in which the generator or the like generates a large amount of electrical energy and thus reduces the energy efficiency. However, when the energy generation amount is corrected with a correction value smaller than the MG consumption energy amount, after the MG consumption energy amount becomes zero in order to generate energy commensurate with the MG consumption energy amount. However, it is necessary to continue the correction.
続くステップS320では、取得された、もしくは補正されたエネルギー生成量を車載装備の制御目標に変換する。この変換処理について、図8のフローチャートを参照して詳細に説明する。 In the subsequent step S320, the acquired or corrected energy generation amount is converted into a control target for in-vehicle equipment. This conversion process will be described in detail with reference to the flowchart of FIG.
まず、ステップS400において、車両は減速中、又は下り勾配を走行中であり、回生ブレーキを作動させることが可能か否かを判定する。回生ブレーキを作動させることは不可能と判定した場合には、ステップS410の処理に進み、作動させることが可能と判定した場合には、ステップS420の処理に進む。 First, in step S400, it is determined whether the vehicle is decelerating or traveling on a downward slope and the regenerative brake can be operated. If it is determined that the regenerative brake cannot be operated, the process proceeds to step S410. If it is determined that the regenerative brake can be operated, the process proceeds to step S420.
ステップS410では、発電機のみにて必要なエネルギー生成量を確保することが必要となるため、発電機を駆動するエンジンを制御するマスタパワートレインドメイン制御部12のPTC72に対して指示する、発電機によるエネルギー生成量分に対応したトルクアップ指令値を算出する。すなわち、この場合、生成量変換部65により、エネルギー生成量は、発電機を駆動するエンジンのトルクアップ指令値に変換される。このトルクアップ指令を受けて、PTC72は、車両走行に使用されるトルクに加えて発電機の駆動のために使用されるトルクを発生するようにエンジンを制御することになる。
In step S410, since it is necessary to secure a necessary amount of energy generation only with the generator, the generator is instructed to the
ステップS420では、回生ブレーキにて、必要エネルギー生成量が確保されるか否かを判定する。必要エネルギー生成量を確保できると判定した場合には、ステップS430に進んで、MGC73に指示するエネルギー回生量の指令値を算出する。このエネルギー回生量の指令値は、必要エネルギー生成量に等しくても良いし、高圧バッテリに充電可能な範囲で必要エネルギー生成量以上の値であっても良い。すなわち、この場合、生成量変換部65により、エネルギー生成量は、回生ブレーキにおけるエネルギー回生量の指令値に変換される。
In step S420, it is determined whether or not the required energy generation amount is secured by regenerative braking. If it is determined that the necessary energy generation amount can be secured, the process proceeds to step S430, and a command value for the energy regeneration amount instructed to the
ステップS420の判定処理において、回生ブレーキにて、必要エネルギー生成量が確保できないと判定した場合には、ステップS440の処理に進む。ステップS440では、必要エネルギー生成量を、回生ブレーキと発電機とで分担すべく、それぞれの分担エネルギー生成量を定め、さらに各分担エネルギー生成量に対応するエネルギー回生量指令値とトルクアップ指令値とを算出する。回生ブレーキと発電機との分担エネルギー生成量は、車両の状態、例えば、車両の要求減速度の大きさ、車両が走行する道路の下り勾配の大きさ、各バッテリの充電レベルなどに応じて、変化するように定められる。 In the determination process of step S420, if it is determined that the required energy generation amount cannot be secured by regenerative braking, the process proceeds to step S440. In step S440, in order to share the required energy generation amount between the regenerative brake and the generator, the respective shared energy generation amounts are determined, and the energy regeneration amount command value and the torque-up command value corresponding to each shared energy generation amount are determined. Is calculated. The amount of energy generated between the regenerative brake and the generator depends on the state of the vehicle, for example, the required deceleration of the vehicle, the magnitude of the downward slope of the road on which the vehicle travels, the charge level of each battery, etc. It is determined to change.
上述した処理により、エネルギー生成量が、車載装備の制御目標に変換されると、図7のフローチャートのステップS330の処理に進み、算出した車載装備の制御目標を、対応する制御部(PTC72、MGC73)に出力する。 When the energy generation amount is converted into the control target of the on-vehicle equipment by the above-described processing, the process proceeds to the processing of step S330 in the flowchart of FIG. 7, and the calculated control target of the on-vehicle equipment is set to the corresponding control unit (PTC72, MGC73). ).
上述したように、本実施形態に係る車両用エネルギーマネジメント装置によれば、車両が設定された走行ルートを走行したときの、エネルギーを消費する車載装備によるエネルギーの消費状況が予測される。そして、予測されたエネルギーの消費状況に基づき、エネルギーの需要に見合ったエネルギーが生成されるように、エネルギーを生成可能な車載装備によるエネルギーの生成計画を立案する。従って、立案されたエネルギーの生成計画に従って、エネルギーを生成可能な車載装備を用いてエネルギーを生成することにより、無駄にエネルギーを生成したり、逆に必要なエネルギーが確保できなかったりする事態を極力回避することができる。 As described above, according to the vehicle energy management apparatus of the present embodiment, the energy consumption state by the on-vehicle equipment that consumes energy when the vehicle travels on the set travel route is predicted. Then, based on the predicted energy consumption state, an energy generation plan using on-vehicle equipment capable of generating energy is created so that energy corresponding to the energy demand is generated. Therefore, according to the planned energy generation plan, by generating energy using in-vehicle equipment that can generate energy, it is possible to generate as much energy as possible, or conversely, necessary energy cannot be secured. It can be avoided.
また、本実施形態に係る車両用エネルギーマネジメント装置では、上述したエネルギーの生成計画の立案及びその生成計画に従った必要なエネルギーの生成量の算出は、エネルギーを生成可能な車載装備の制御部が行うのではなく、エネルギーインフラ3に設けられたエネルギー収支サービス61、エネルギー生成サービス62が実行する。さらに、本実施形態に係る車両用エネルギーマネジメント装置は、エネルギー生成サービス62により算出された必要なエネルギー生成量を、エネルギーを生成可能な車載装備を制御する際の制御目標に変換して、エネルギーを生成可能な車載装備の制御部へ出力する生成量変換部65も備えている。従って、例えばエネルギーを生成可能な車載装備の仕様が変更された場合であっても、生成量変換部65が、必要なエネルギーの生成量を、その仕様の相違の変更に応じた、実際に車両に装備されているエネルギー生成可能な車載装備の目標値に変換することができる。このため、エネルギーを生成可能な車載装備の仕様が変更されても、制御ロジック等を大幅に変更する必要がなく、車両用エネルギーマネジメント装置の汎用性を向上することができる。
In the vehicle energy management device according to the present embodiment, the above-described energy generation plan and the calculation of the required amount of energy generation according to the generation plan are performed by the control unit of the on-vehicle equipment capable of generating energy. Instead, the
次に、エネルギー保存サービス63が実行する処理の詳細について、図9のフローチャートに基づいて説明する。この図9のフローチャートに示す処理は、所定の制御周期毎に繰り返し実行される。
Next, details of processing executed by the
まず、ステップS500において、エネルギー収支サービス61により作成されたエネルギー保存計画を読み込む。続くステップS510において、エネルギーを保存可能な車載装備がエネルギーを保存可能な状態であるか否かを判定する。例えば、高圧バッテリ及び/又は低圧バッテリに何らかの異常が発生した場合、指示通りにエネルギーを保存することが不可能と判定する。ステップS510の判定処理において、エネルギーを保存可能と判定するとステップS520の処理に進み、生成不可能と判定すると図9のフローチャートに示す処理を終了する。
First, in step S500, the energy conservation plan created by the
ステップS520では、読み込んだ保存計画に従って、現時点で、エネルギーを保存可能な車載装備により保存されるべきエネルギー保存量を算出する。このエネルギーの保存量は、この先紐付けられる装備に依存せず、現時点において車両全体として保存することが求められる瞬時的な目標保存量を示している。さらに、エネルギー保存量は、車載装備の挙動が実質的な影響を受けない保存量の最低充足度を示す情報も含んでいる。算出されたエネルギー保存量は、エネルギーインフラ3の保存量変換部66に出力される。
In step S520, an energy storage amount to be stored by the in-vehicle equipment capable of storing energy at the present time is calculated according to the read storage plan. This energy storage amount does not depend on the equipment to be linked, and indicates an instantaneous target storage amount that is required to be stored as the entire vehicle at the present time. Furthermore, the energy storage amount includes information indicating the minimum degree of satisfaction of the storage amount that does not substantially affect the behavior of the in-vehicle equipment. The calculated energy storage amount is output to the storage
保存量変換部66は、車両に実際に装備されているエネルギー保存可能な車載装備に関する情報に基づいて、エネルギー保存サービス63により算出されたエネルギー保存量を、エネルギーを保存可能な車載装備でのエネルギー保存量の目標値(瞬時目標値)に変換し、エネルギーを保存可能な車載装備の制御部、すなわちマスタパワートレインドメイン制御部12のELC74へ出力する。これにより、異なる時間軸で管理される制御空間を結びつける変換が実現される。また、エネルギー保存量の目標値は、上述した最低充足度を下回らない範囲で、過渡的な保存量の変動を許容する。
The storage
次に、保存量変換部66の具体的な処理内容を図10のフローチャートに基づいて説明する。この図10のフローチャートに示す処理も、図9のフローチャートと同様の制御周期毎に繰り返し実行される。
Next, specific processing contents of the storage
まず、ステップS600において、情報インフラ2の車載装備制約情報提供部55から、エネルギー保存可能な車載装備に関する情報を取得する。この車載装備に関する情報には、少なくとも車両に搭載された各バッテリについて、それぞれの電池容量、充放電可能なSOC範囲を示す情報が含まれている。なお、車載装備に関する情報は、情報インフラ2ではなく、ドメイン制御部(マスタパワートレインドメイン制御部12)から取得しても良い。
First, in step S600, information on in-vehicle equipment that can store energy is acquired from the in-vehicle equipment restriction
続くステップS610では、エネルギー保存サービス63が算出したエネルギー保存量を取得する。そして、ステップS620において、取得されたエネルギー保存量を車載装備(各バッテリ)での保存量目標値に変換する。この変換処理について、図11のフローチャートを参照して詳細に説明する。
In subsequent step S610, the energy storage amount calculated by the
まず、ステップS700において、高圧バッテリ及び低圧バッテリの、それぞれのSOC、SOHを取得する。各バッテリのSOC、SOHは、情報インフラ2から取得しても良いし、マスタパワートレインドメイン制御部12のELC74から取得しても良い。続くステップS710において、取得した各バッテリのSOC、SOH、充放電可能なSOC範囲などに基づいて、各バッテリの最大充電量を算出する。
First, in step S700, the SOC and SOH of the high voltage battery and the low voltage battery are acquired. The SOC and SOH of each battery may be acquired from the
ステップS720では、各バッテリの最大充電量に基づいて、取得されたエネルギー保存量に対応する電力を各バッテリに充電可能であるか否かを判定する。この判定処理において、エネルギー保存量に対応する電力を充電可能と判定すると、ステップS730に進んで、ELC74に指示する、各バッテリに充電する電力量の指令値を算出する。すなわち、保存量変換部66により、エネルギー保存量は、各バッテリに充電される電力量に変換される。この場合、高圧バッテリに加えて、低圧バッテリにも充電する場合には、エネルギー保存量は、各バッテリの充電量により分担されることになる。そのため、各バッテリにて分担されるべき分担エネルギー保存量がそれぞれ定められ、それぞれの分担エネルギー保存量が、それぞれのバッテリにおける充電量の目標値に変換される。
In step S720, based on the maximum charge amount of each battery, it is determined whether or not each battery can be charged with electric power corresponding to the acquired energy storage amount. In this determination process, if it is determined that the electric power corresponding to the energy storage amount can be charged, the process proceeds to step S730, and the command value of the electric energy for charging each battery, which is instructed to the
なお、発電機及び回生ブレーキにより生成された電気エネルギーは、一旦、高圧バッテリに充電される。低圧バッテリへも充電する場合には、ELC74はDCDCコンバータを作動させて、所望の電力を低圧バッテリに充電させる。このように、本実施形態では、低圧バッテリへの充電は、高圧バッテリ及びDCDCコンバータを経由して行われる。ただし、車両が、低圧バッテリに充電可能な電気エネルギーを生成する車載装備を備えている場合には、直接、低圧バッテリへ充電すれば良い。
The electric energy generated by the generator and the regenerative brake is once charged in the high voltage battery. When charging the low voltage battery, the
ステップS720の判定処理において、エネルギー保存量に対応する電力を各バッテリに充電することはできないと判定した場合には、ステップS740の処理に進み、各バッテリに充電可能な最大電力に対応する指令値を算出する。この場合、各バッテリは満充電状態となり、車両の各車載装備のエネルギー需要に対応することが可能な状態になる。 In the determination process of step S720, when it is determined that the power corresponding to the energy storage amount cannot be charged to each battery, the process proceeds to the process of step S740, and the command value corresponding to the maximum power that can be charged to each battery. Is calculated. In this case, each battery will be in a fully charged state, and will be in the state which can respond to the energy demand of each vehicle-mounted equipment of a vehicle.
上述した処理により、エネルギー保存量が、車載装備での保存量目標値(各バッテリの充電量の指令値)に変換されると、図10のフローチャートのステップS630の処理に進み、算出した保存量目標値を、対応する制御部(ELC74)に出力する。 When the energy storage amount is converted into the storage amount target value (command value for the charge amount of each battery) in the on-vehicle equipment by the processing described above, the process proceeds to the process of step S630 in the flowchart of FIG. The target value is output to the corresponding control unit (ELC 74).
次に、エネルギー配分サービス64が実行する処理の詳細について、図12のフローチャートに基づいて説明する。この図12のフローチャートに示す処理は、所定の制御周期毎に繰り返し実行される。
Next, details of the processing executed by the
まず、ステップS800において、エネルギー収支サービス61により作成されたエネルギー配分計画を読み込む。続くステップS810において、エネルギーを配分可能な状態であるか否かを判定する。例えば、エリア毎に設けられ、各エリアに配置された車載装備への給電のオン、オフを切り換えるジャンクションボックスに異常が生じている場合などには、指示通りにエネルギーを配分することが不可能であると判定される。ステップS810の判定処理において、エネルギーを配分可能と判定するとステップS820の処理に進み、配分不可能と判定するとステップS830の処理に進む。
First, in step S800, the energy distribution plan created by the
ステップS820では、読み込んだ配分計画に従って、現時点で、各ドメインに配分するエネルギー配分量を算出する。このエネルギーの配分量は、この先紐付けられる各エリアの装備に依存せず、現時点において車両全体として配分することが求められる瞬時的な目標配分量を示している。さらに、エネルギー配分量は、車載装備の挙動が実質的な影響を受けない配分量の最低充足度を示す情報も含んでいる。そして、算出されたエネルギー配分量は、エネルギーインフラ3の配分量変換部67に出力される。
In step S820, the energy allocation amount to be allocated to each domain is calculated at the present time according to the read allocation plan. This energy distribution amount does not depend on the equipment of each area linked to this point, and indicates an instantaneous target distribution amount that is required to be distributed as a whole vehicle at the present time. Furthermore, the energy distribution amount includes information indicating the minimum degree of satisfaction of the distribution amount in which the behavior of the on-vehicle equipment is not substantially affected. Then, the calculated energy distribution amount is output to the distribution
一方、ステップS830では、エネルギーを配分可能なドメイン及びエリアにて、車両の停止や、退避走行などの非常制御を実行するためのエネルギー配分量を算出する。算出されたエネルギー配分量は、エネルギーインフラ3の配分量変換部67に出力される。例えば、シャシドメインのリヤエリアの車載装備にエネルギーを配分することができない場合、前輪ブレーキが、後輪ブレーキによる制動トルクを補完する制動トルクを発生できるように、シャシドメインのフロントエリアに対するエネルギー配分量を算出する。なお、図4に示すように、マスタシャシドメイン制御部11は、制御機能として、前後ブレーキの制御を行うBRKC(Brake Coordinator)81、トランスミッションの制御を行うTMC(Transmission Coordinator)82、電動パワーステアリングの制御を行うEPSC(Electric Power Steering Coordinator)83、サスペンションの制御を行うSUSC(Suspension Coordinator)84を備えている。
On the other hand, in step S830, an energy distribution amount for executing emergency control such as stopping of the vehicle or evacuation travel is calculated in the domain and area where energy can be distributed. The calculated energy distribution amount is output to the distribution
配分量変換部67は、各ドメインのそれぞれのエリアに属する車載装備に関する情報に基づいて、各ドメインへのエネルギーの配分量の中から、それぞれのドメイン内の各エリアに振り分けるエリア振り分け量(瞬時振り分け量)を算出する。すなわち、配分量変換部67は、各ドメインへのエネルギー配分量を、当該ドメインの各エリアへのエリア振り分け量に変換する。このようにして算出された、各ドメインの配分量及び各エリアへの振り分け量は、各ドメイン制御部へ出力される。これにより、異なる時間軸で管理される制御空間を結びつける変換が実現される。なお、各エリアへの振り分け量は、上述した配分量の最低充足度を下回らない範囲で、過渡的な変動を許容する。
The allocation
次に、配分量変換部67の具体的な処理内容を図13のフローチャートに基づいて説明する。この図13のフローチャートに示す処理も、図12のフローチャートと同様の制御周期毎に繰り返し実行される。
Next, specific processing contents of the distribution
まず、ステップS900において、非常制御が実施される状況であるか否かを判定する。この判定処理において、非常制御を実施する状況ではないと判定するとステップS910の処理に進み、非常制御を実施する状況であると判定するとステップS930に進む。 First, in step S900, it is determined whether or not emergency control is being performed. In this determination process, if it is determined that the emergency control is not performed, the process proceeds to step S910. If it is determined that the emergency control is performed, the process proceeds to step S930.
ステップS910では、車載装備制約情報提供部55から、各ドメインのそれぞれのエリアに属する車載装備に関する情報を取得する。そして、ステップS920において、各ドメインのそれぞれのエリアに属する車載装備に関する情報に基づき、各ドメインへのエネルギーの分配量の中から、それぞれのドメイン内の各エリアに振り分けるエリア振り分け量を算出する。このように、配分量変換部67は、各ドメインへのエネルギー配分量を、当該ドメインの各エリアへのエリア振り分け量に変換する。
In step S <b> 910, information related to in-vehicle equipment belonging to each area of each domain is acquired from the in-vehicle equipment restriction
一方、ステップS930では、車載装備制約情報提供部55から、エネルギー配分可能なドメインのそれぞれのエリアに属する車載装備に関する情報を取得する。そして、ステップS940において、それら車載装備によって実行される非常制御に基づき、各ドメインへのエネルギーの分配量の中から、それぞれのドメイン内の各エリアに振り分けるエリア振り分け量を算出する。
On the other hand, in step S930, information on the in-vehicle equipment belonging to each area of the domain capable of energy distribution is acquired from the in-vehicle equipment restriction
そして、ステップS950において、各ドメインの配分量及び各エリアへの振り分け量を、各ドメイン制御部へ出力する。 In step S950, the distribution amount of each domain and the distribution amount to each area are output to each domain control unit.
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、上述した実施形態になんら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。 The preferred embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. .
例えば、上述した実施形態では、エネルギーインフラ3において、エネルギーの生成、保存、及び配分を管理するようにした。しかしながら、例えば、各ドメインがエリアに区画されていない場合、各エリアへの配分を行う必要はないので、エネルギーインフラ3は、エネルギーの生成と保存だけを管理すれば良い。さらに、エネルギーインフラ3は、エネルギーの生成だけを管理するものであっても良い。
For example, in the above-described embodiment, energy generation, storage, and distribution are managed in the
また、上述した実施形態では、エネルギー生成サービス62、エネルギー保存サービス63、及びエネルギー配分サービス64が、それぞれ、エネルギー収支サービス61によって作成されたエネルギー生成計画、エネルギー保存計画、及びエネルギー配分計画から、瞬時的な目標値を算出した。しかしながら、このようなエネルギー生成サービス62、エネルギー保存サービス63、及びエネルギー配分サービス64の機能を、それぞれ、生成量変換部65、保存量変換部66、配分量変換部67に統合しても良い。この場合、例えば、生成量変換部65は、エネルギー収支サービス61からエネルギー生成計画を取得し、瞬時的なエネルギー生成量を算出するとともに、その算出したエネルギー生成量に基づき、エネルギーを生成可能な車載装備に対する制御目標を定める。
In the above-described embodiment, the
もしくは、エネルギー生成サービス62、エネルギー保存サービス63、及びエネルギー配分サービス64が、それぞれ、情報インフラ2からの情報に基づき、エネルギー生成計画、エネルギー保存計画、及びエネルギー配分計画を作成するようにしても良い。この場合、エネルギー収支サービス61は、それぞれ作成されたエネルギー生成計画、エネルギー保存計画、及びエネルギー配分計画が整合したものであるか、実行可能なものであるか等の観点から、各計画の調停を図る機能を担うように構成され得る。
Alternatively, the
1 統合制御部、2 情報インフラ、3 エネルギーインフラ、51 走行ルート情報出力部、52 エネルギー生成関連情報提供部、53 装備使用予測情報出力部、54 エネルギー需要関連情報提供部、61 エネルギー収支サービス、62 エネルギー生成サービス、63 エネルギー保存サービス、64 エネルギー配分サービス、65 生成量変換部、66 保存量変換部、67 配分量変換部、100 車両用制御システム DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Integrated control part, 2 Information infrastructure, 3 Energy infrastructure, 51 Travel route information output part, 52 Energy generation related information provision part, 53 Equipment use prediction information output part, 54 Energy demand related information provision part, 61 Energy balance service, 62 Energy generation service, 63 Energy storage service, 64 Energy distribution service, 65 Generation amount conversion unit, 66 Conservation amount conversion unit, 67 Distribution amount conversion unit, 100 Vehicle control system
Claims (8)
車両の走行ルートが設定されたときに、その走行ルートに関する情報を取得する取得部(51)と、
車両が走行ルートを走行したときの、エネルギーを消費する車載装備によるエネルギーの消費状況を予測する予測部(54)と、
前記取得部によって取得される車両の走行ルートに関する情報及び前記予測部によって予測される車載装備によるエネルギーの消費状況に基づき、エネルギーの需要に見合ったエネルギーが生成されるように、エネルギーを生成可能な車載装備によるエネルギーの生成計画を立案する生成計画立案部(61)と
車両が設定された走行ルートに沿って走行を開始した後、所定の周期で、前記生成計画立案部によって立案されたエネルギーの生成計画に従って、必要なエネルギーの生成量を算出するエネルギー生成量算出部(62)と、
車両に実際に装備されているエネルギーを生成可能な車載装備に関する情報に基づいて、前記エネルギー生成量算出部により算出された必要なエネルギーの生成量を、エネルギーを生成可能な車載装備を制御する際の制御目標に変換して、エネルギーを生成可能な車載装備の制御部へ出力する生成量変換部(65)と、を備える車両用エネルギーマネジメント装置。 An in-vehicle energy management device (100) applied to a vehicle having in-vehicle equipment capable of generating energy and in-vehicle equipment consuming energy as the in-vehicle equipment,
An acquisition unit (51) for acquiring information about the travel route when the travel route of the vehicle is set;
A prediction unit (54) for predicting an energy consumption state by the on-vehicle equipment that consumes energy when the vehicle travels along the travel route;
Energy can be generated so that energy corresponding to the demand for energy is generated based on the information on the travel route of the vehicle acquired by the acquisition unit and the energy consumption state by the on-vehicle equipment predicted by the prediction unit. A generation plan planning unit (61) for planning an energy generation plan by in-vehicle equipment, and after the vehicle starts traveling along the set travel route, the energy generated by the generation plan planning unit at a predetermined cycle An energy generation amount calculation unit (62) for calculating a generation amount of necessary energy according to the generation plan;
When controlling the on-vehicle equipment that can generate energy based on the information on the on-vehicle equipment that can generate the energy that is actually installed on the vehicle, the required energy generation amount calculated by the energy generation amount calculation unit. A vehicle energy management device comprising: a generation amount conversion unit (65) that converts the control target into a control target and outputs the energy to a control unit of in-vehicle equipment capable of generating energy.
前記生成量変換部は、前記エネルギー生成量算出部により算出された必要なエネルギーの生成量を得るべく、複数の車載装備により分担されるべき分担エネルギー生成量をそれぞれ定め、それぞれの分担エネルギー生成量を複数の車載装備の各々の制御目標に変換して、複数のエネルギーを生成可能な車載装備のそれぞれの制御部へ出力する請求項1に記載の車両用エネルギーマネジメント装置。 Equipped with multiple in-vehicle equipment that can generate energy,
The generation amount conversion unit determines a shared energy generation amount to be shared by a plurality of on-vehicle equipments in order to obtain a necessary energy generation amount calculated by the energy generation amount calculation unit, and each shared energy generation amount The vehicle energy management apparatus according to claim 1, wherein the vehicle energy management device is converted into a control target for each of the plurality of in-vehicle equipments and is output to each control unit of the in-vehicle equipment capable of generating a plurality of energies.
前記予測部によって予測される車載装備によるエネルギーの消費状況と、前記生成計画立案部が立案するエネルギーの生成計画とに基づき、エネルギーを保存可能な車載装備を用いたエネルギーの保存計画を立案する保存計画立案部(61)と、
車両が設定された走行ルートに沿って走行を開始した後、所定の周期で、前記保存計画立案部によって立案されたエネルギーの保存計画に従って、必要なエネルギーの保存量を算出するエネルギー保存量算出部(63)と、
車両に実際に装備されているエネルギーを保存可能な車載装備に関する情報に基づいて、前記エネルギー保存量算出部により算出された必要なエネルギーの保存量を、エネルギーを保存可能な車載装備でのエネルギー保存量の目標値に変換し、エネルギーを保存可能な車載装備の制御部へ出力する保存量変換部(66)と、を備える請求項1乃至4のいずれかに記載の車両用エネルギーマネジメント装置。 The vehicle has onboard equipment that can store energy,
Saving to plan an energy storage plan using on-vehicle equipment capable of storing energy based on the energy consumption state predicted by the on-vehicle equipment predicted by the prediction unit and the energy generation plan planned by the generation plan planning unit Planning Department (61),
After the vehicle starts traveling along the set travel route, an energy storage amount calculation unit that calculates a necessary energy storage amount according to the energy storage plan planned by the storage plan planning unit at a predetermined cycle (63)
Based on information related to in-vehicle equipment that can store the energy actually installed in the vehicle, the required energy storage amount calculated by the energy storage amount calculation unit is stored in the in-vehicle equipment that can store energy. The vehicle energy management device according to any one of claims 1 to 4, further comprising: a storage amount conversion unit (66) that converts the amount into a target value of the amount and outputs the energy to a control unit of the on-vehicle equipment that can store the energy.
前記エネルギー保存量算出部は、前記バッテリの充電状態、及び劣化状態を考慮して、前記エネルギー保存量算出部により算出された必要なエネルギーの保存量を、目標値としての前記バッテリへの充電量に変換する請求項5に記載の車両用エネルギーマネジメント装置。 Onboard equipment that can store energy is a battery,
The energy storage amount calculation unit takes into account the state of charge and deterioration of the battery, and uses the energy storage amount calculated by the energy storage amount calculation unit as the target value. The vehicle energy management device according to claim 5, which is converted into
前記エネルギー保存量算出部は、前記エネルギー保存量算出部により算出された必要なエネルギーの保存量に基づき、複数の車載装備により分担されるべき分担エネルギー保存量をそれぞれ定め、それぞれの分担エネルギー保存量を複数の車載装備でのエネルギー保存量の目標値に変換して、エネルギーを生成可能な複数の車載装備のそれぞれの制御部へ出力する請求項5又は6に記載の車両用エネルギーマネジメント装置。 The vehicle has multiple in-vehicle equipment that can store energy,
The energy storage amount calculation unit determines a shared energy storage amount to be shared by a plurality of in-vehicle devices based on the required energy storage amount calculated by the energy storage amount calculation unit, and each of the shared energy storage amounts The vehicle energy management device according to claim 5 or 6, wherein the energy storage device is converted into a target value of an energy storage amount in a plurality of in-vehicle devices, and is output to each control unit of the plurality of in-vehicle devices capable of generating energy.
前記予測部によって予測される車載装備によるエネルギーの消費状況に基づき、ドメイン毎のエネルギーの配分計画を立案する配分計画立案部(61)と、
車両が設定された走行ルートに沿って走行を開始した後、所定の周期で、前記配分計画立案部によって立案されたエネルギーの配分計画に従って、各ドメインに配分するエネルギーの配分量を算出するエネルギー配分量算出部(64)と、
各ドメインのそれぞれのエリアに属する車載装備に関する情報に基づいて、各ドメインへのエネルギーの分配量を、それぞれのドメイン内の各エリアに振り分けるエリア振り分け量に変換し、エリア振り分け量に相当するエネルギー量が提供される旨を各エリアの制御部に通知する分配量変換部(67)と、を備える請求項1乃至7のいずれかに記載の車両用エネルギーマネジメント装置。 The vehicle is provided with a plurality of in-vehicle equipments, and the plurality of in-vehicle equipments are divided into a plurality of domains in advance according to the respective functions, and in each domain, in a plurality of areas according to the installation locations of the in-vehicle equipments. It is divided,
An allocation plan planning unit (61) for formulating an energy allocation plan for each domain based on the energy consumption status of the in-vehicle equipment predicted by the prediction unit;
Energy distribution for calculating the amount of energy to be distributed to each domain according to the energy distribution plan planned by the distribution plan planning unit at a predetermined cycle after the vehicle starts traveling along the set travel route An amount calculation unit (64);
Based on information related to in-vehicle equipment belonging to each area of each domain, the amount of energy distributed to each domain is converted into an area allocation amount that is allocated to each area in each domain, and the energy amount corresponding to the area allocation amount The vehicle energy management device according to any one of claims 1 to 7, further comprising: a distribution amount conversion unit (67) that notifies the control unit of each area that the information is provided.
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