JP2022124120A - 制御システム - Google Patents
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Abstract
Description
A1.システム構成:
本開示の実施形態の制御システム100は、図1に示す車両10に搭載されて用いられる。制御システム100は、車両10におけるパワー供給を制御する。まず、車両10について説明する。
図4に示すパワーおよびエネルギ管理処理は、各ドメインD1-D5における入出力パワーおよび入出力エネルギを管理するための処理である。パワー及びエネルギ管理処理は、車両10が始動すると、制御システム100において実行される。図4に示すように、パワーおよびエネルギ管理処理では、ストレージ計画(ステップS10)、瞬時パワー最適化(ステップS20)、パワー調停(ステップS30)がこの順序で実行される。なお、パワー調停の後、上下限制約を考慮した上で、再度瞬時パワー最適化を実行してもよい。
図5に示すように、ストレージ計画(ステップS10)は、ステップS105-S145からなるサブルーチンを含む。エネルギマネージャEMは、車両10の将来経路情報を取得する(ステップS105)。具体的には、車両10は、GPS装置202から車両10の現在位置を取得し、ナビゲーション装置201から設定されている経路情報を取得し、これらの情報に基づき、将来の経路情報を取得する。本実施形態では、経路情報は、緯度および経度と勾配についての情報が含まれる。勾配についての情報は、走行負荷を演算するために用いられる。また、標高を特定するために用いられてもよい。なお、ナビゲーション装置201において経路設定が行われていない場合、すなわち、経路案内機能が機能していない場合などには、現在走行中の経路から右左折せずに走行できる経路を、将来経路として設定してもよい。また、日常走行しているルートを学習し、車両10がそのルート上を走行していれば、学習した経路を将来経路としてもよい。
瞬時パワー最適化(ステップS20)とは、各ドメインにおいて入出力されるパワーを最適化する処理を意味する。したがって、本処理は、各ドメインを対象に行われるが、図7では、冷却水ドメインD4に対する処理内容を例示している。
パワー調停(ステップS30)とは、所定のポリシーに沿って車両10全体で適切なパワーの入出力が行われるように、各ドメイン間で入出力パワーを調停する処理を意味する。車両10全体としての入出力可能なパワー(瞬時的に出力可能なエネルギ)は、本実施形態では、「システムアベイラビリティ」と呼ばれ、有限値である。このため、各ドメインの要求パワーの合計値がシステムアベイラビリティを超えた場合、少なくとも一部のドメインについては、入出力パワーとしての要求値を下回るパワーのみを入力または出力しなければならない。そこで、各ドメインにどれだけの入出力パワーを許容するかを決定する処理が必要となり、かかる処理がパワー調停(ステップS30)に相当する。
補機ドメインD3>バッテリドメインD2>運動ドメインD1>冷却水ドメインD4>空調ドメインD5
図10に示す第2実施形態の車両10aは、ハイブリッド車両として構成されている。第2実施形態の車両10aは、燃料ドメインD6を備える点と、運動ドメインD1にエンジンd16を備える点と、バッテリドメインD2に電気ヒータd25を備える点と、インバータd22およびモータジェネレータd23が冷却水ドメインD4に含まれていない点と、チラーd41および熱交換器d44が省略されている点とにおいて図1に示す第1実施形態の車両10と異なる。第2実施形態の車両10aにおけるその他の構成は、第1実施形態の車両10と同じであるので、同一の構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。なお、第2実施形態の車両10aは、第1実施形態の車両10と同じ制御システム100を備えている。したがって、第1実施形態と同様にパワーおよびエネルギ管理処理が実行される。
第3実施形態の制御システム100は、パワー調停におけるステップS305の調停の具体的な方法が第1実施形態と異なる。第3実施形態の制御システム100におけるその他の構成は、第1実施形態の制御システム100と同じであるので、同一の構成要素および同一の手順には、同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
図13に示す第4実施形態の制御システム100bは、エネルギマネージャEMが優先度調整部111を備える点と、サブシステム優先度が固定値ではなく設定変更可能である点と、サブシステム優先度が外部装置からの指示に従って設定(調整)される点とにおいて、図2に示す第1実施形態の制御システム100と異なる。第4実施形態の制御システム100bにおける他の構成は、第1実施形態の制御システム100と同じであるので、同一の構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
第5実施形態の制御システム100は、第1実施形態の制御システム100と同じ構成を有するので、同一の構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。エネルギマネージャEMが行うストレージ計画(ステップS10)、瞬時パワー最適化(ステップS20)、パワー調整(ステップS30)において用いられるテーブルは、各ドメインに含まれる機器やストレージ部の種類、能力によって大きく変化し得る。そこで、第5実施形態の制御システム100では、機器やストレージ部の更改、さらには、サブシステム(ドメイン)自体の増減時に、これらの機器やストレージ部に関する情報を書き換える。
(F1)第1実施形態では、サブシステム優先度は固定的に設定されており、システムアベイラビリティSAの大きさによっては、優先度の低いドメインについては、常に要求パワー値よりも小さな値が入出力パワー制限値として設定されてしまい、常に入出力パワーに制限がかかってしまうことになる。そこで、例えば、図9における要求パワー値RP5のように、一部が除外されて入出力パワー制限値lm5が設定された場合には、制限されたパワー値、換言すると要求パワー値と入出力パワー制限値との差分を積算しておき、その積算値に応じて、サブシステム優先度を変更するようにしてもよい。例えば、積算値が閾値を超えた場合には、サブシステム優先度を1つ挙げる、サブシステム優先度を最も高くする、等の処理をおこなってもよい。なお、差分の積算値に変えて、差分の平均値や、所定時間内における差分の最大値等、任意の種類の差分の統計値に応じてサブシステム優先度を調整してもよい。
(2-11)かかる構成によれば、各サブマネージャから受信する要求パワー値と、各サブマネージャに送信する入出力パワー制限値との差分の統計値に応じて、サブシステム優先度が調整されるので、優先度に従って調停された結果、特定のサブシステムにおいて供給パワーの過不足が続くことを抑制できる。
Claims (5)
- 車両(10)におけるパワー供給を制御する制御システム(100、100a、100b)であって、
前記車両の各機能を実現する複数のサブシステムのそれぞれにおける出力パワーを制御する複数のサブパワーマネージャ(sm1-sm5)と、
前記複数のサブパワーマネージャと情報をやりとりすることによって、前記車両全体での出力パワーを統合して制御する統合パワーマネージャ(EM)と、
を備え、
前記複数のサブパワーマネージャと前記統合パワーマネージャとが互いにやりとりする情報は、パワー次元とエネルギ次元とのうちの少なくとも一方で表される物理量を算出可能な情報が含まれ、
前記複数のサブシステムは、前記車両に搭載された1以上の装置と、前記1以上の装置との間で予め定められた種類のエネルギの出し入れを行うストレージ部と、を含む複数のドメイン(D1-D5)にそれぞれ対応し、
前記統合パワーマネージャは、前記複数のサブパワーマネージャがそれぞれ対応する各ドメインの前記ストレージ部における蓄積エネルギ量を計画する、
制御システム。 - 請求項1に記載の制御システムにおいて、
前記統合パワーマネージャは、前記車両の走行状態および走行環境に関連する走行関連情報と、前記車両の走行予定経路を示す経路情報と、のうちの少なくとも一方を取得し、取得された情報を利用して前記蓄積エネルギ量を計画する、制御システム。 - 請求項1または請求項2に記載の制御システムにおいて、
前記複数のサブパワーマネージャから前記統合パワーマネージャに送信される情報は、
前記サブシステムにおける要求パワー値と、
前記サブシステムにおける出力パワーの測定値または推定値と、
前記ストレージ部において蓄えられている蓄積エネルギ量値と、
前記ストレージ部における更なる貯蔵または放出可能な貯蔵放出可能エネルギ量値と、
のうちの少なくとも一部を含み、
前記統合パワーマネージャから前記複数のサブパワーマネージャのそれぞれに送信される情報は、少なくとも前記サブシステムにおける入出力パワー制限値を含み、
前記統合パワーマネージャは、
各サブシステムのうちの少なくとも1つのサブシステムについて、計画された前記蓄積エネルギ量に基づき前記要求パワー値を算出し、
前記少なくとも1つのサブシステムについて算出された前記要求パワー値と、各サブシステムのうち、前記少なくとも1つのサブシステムを除く他のサブシステムから受信した前記要求パワー値と、を対象として調停を実行することにより、前記複数のサブパワーマネージャのそれぞれに送信される前記入出力パワー制限値を決定する、制御システム。 - 請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載の制御システムにおいて、
前記複数のサブパワーマネージャから前記統合パワーマネージャに送信される情報は、前記サブシステムにおける要求パワー値を含み、
前記要求パワー値は、前記サブパワーマネージャに対応するドメインにおいてやりとりされる種類のエネルギに対応する種類のパワー値である、制御システム。 - 請求項1から請求項4までのいずれか一項に記載の制御システムにおいて、
前記複数のサブパワーマネージャは、それぞれ前記統合パワーマネージャと初めて通信可能となった状態において、前記サブシステムに対応するドメインに含まれる前記1以上の装置および前記ストレージ部についての装置種別と、最大入力パワーと、最大出力パワーと、のうちの少なくとも一部の情報を、前記統合パワーマネージャに通知する、制御システム。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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