JP4075812B2 - Coordinated control device for vehicle - Google Patents
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本発明は、車両に搭載された内燃機関と、この内燃機関の出力によって駆動する発電機及びエアコンディショナーとを協調制御する車両用協調制御装置に関する。 The present invention relates to a vehicle cooperative control device that cooperatively controls an internal combustion engine mounted on a vehicle, and a generator and an air conditioner that are driven by the output of the internal combustion engine.
エアコンディショナーで生成した冷熱エネルギーや、オルタネータで発電した電気エネルギーを蓄積する車両が下記[特許文献1]に記載されている。上記車両では、回生制御時に、エアコンディショナーやオルタネータを走行状態に応じて制御することで燃費の向上を図っている。走行状態としては、外気温や日射状況、ナビゲーションシステムによって得られる道路勾配情報や高度情報などが例示されている。
エアコンやオルタネータでのエネルギー(冷熱・電力)の発生は、エンジンの出力を利用して行われる。このため、エアコンやオルタネータによってエネルギーを発生させると、その分だけ車両駆動力が減少することとなる。[特許文献1]に記載の装置では、上述したように、回生制御時にエアコンやオルタネータで発生させたエネルギーの蓄積・放出を制御を行うことでエネルギー効率の向上が図られているが、さらなる効率向上が要望されている。本発明の目的は、エネルギーの蓄積によるエネルギー効率を向上させることのできる車両用協調制御装置を提供することにある。 Energy (cooling / electricity) is generated in the air conditioner and alternator using the output of the engine. For this reason, when energy is generated by an air conditioner or an alternator, the vehicle driving force is reduced accordingly. In the apparatus described in [Patent Document 1], as described above, energy efficiency is improved by controlling accumulation and release of energy generated by an air conditioner and an alternator during regenerative control. Improvement is desired. An object of the present invention is to provide a cooperative control device for a vehicle that can improve energy efficiency by storing energy.
請求項1に記載の車両用協調制御装置は、車両に搭載された内燃機関と、内燃機関の出力を用いて発電する発電機と、内燃機関の出力を用いて駆動するエアコンディショナーと、発電機で発電した電力エネルギー及びエアコンディショナーで生成した冷熱エネルギーを蓄積するエネルギー蓄積手段と、車両の走行経路上の走行環境状況を取得する環境状況取得手段と、内燃機関、発電機及びエアコンディショナーの駆動を協調して制御する協調制御手段とを備えている。そして、協調制御手段は、環境状況取得手段によって取得した走行環境状況とエネルギー蓄積手段に蓄積されたエネルギー量とに基づいて、発電機による発電又はエアコンディショナーによる冷熱生成が可能な期間を回生可能期間として予測し、一回の回生可能期間が所定の時間に満たない場合は、その回生期間においてはエアコンディショナーを用いた冷熱発生よりも発電機を用いた発電を優先させる。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の車両用協調制御装置において、協調制御手段が用いる所定の時間は、エアコンディショナーの温度状態に基づいて設定されることを特徴としている。
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の車両用協調制御装置において、協調制御手段が用いる所定の時間は、外気温に基づいて設定されることを特徴としている。
A vehicle cooperative control device according to claim 1 is an internal combustion engine mounted on a vehicle, a generator that generates electric power using the output of the internal combustion engine, an air conditioner that is driven using the output of the internal combustion engine, and a generator Energy storage means for storing the electric energy generated by the engine and the cold energy generated by the air conditioner, environmental condition acquisition means for acquiring the traveling environment condition on the traveling route of the vehicle, and driving of the internal combustion engine, the generator and the air conditioner And cooperative control means for controlling in a coordinated manner. Then, the cooperative control means regenerates a period in which power generation by the generator or cold generation by the air conditioner can be generated based on the traveling environment situation acquired by the environment situation acquisition means and the energy amount stored in the energy storage means. If the regenerative period is less than the predetermined time, power generation using the generator is prioritized over cold generation using the air conditioner during the regeneration period.
According to a second aspect of the present invention, in the vehicle cooperative control device according to the first aspect, the predetermined time used by the cooperative control means is set based on a temperature state of the air conditioner.
According to a third aspect of the present invention, in the vehicle cooperative control device according to the first or second aspect, the predetermined time used by the cooperative control means is set based on an outside air temperature.
請求項4に記載の発明は、請求項1〜3の何れか一項に記載の車両用協調制御装置において、協調制御手段が、走行環境状況に基づいて内燃機関の負荷状況を予測し、この負荷状況予測に基づいて回生可能期間を予測することを特徴としている。
According to a fourth aspect of the present invention, in the vehicle cooperative control device according to any one of the first to third aspects, the cooperative control means predicts a load situation of the internal combustion engine based on the traveling environment situation, and It is characterized by predicting the regenerative period based on the load situation prediction.
請求項5に記載の発明は、請求項1〜4の何れか一項に記載の車両用協調制御装置において、環境状況取得手段が、交差点の位置、信号の位置・踏切の位置、道路勾配、道路カーブ曲率、渋滞の有無のうちの少なくとも一つの情報を走行環境状況として取得することを特徴としている。
According to a fifth aspect of the present invention, in the vehicle cooperative control device according to any one of the first to fourth aspects, the environmental status acquisition means includes an intersection position, a signal position / crossing position, a road gradient, It is characterized in that at least one of the road curve curvature and the presence / absence of traffic jam is acquired as a traveling environment situation.
請求項1に記載の車両用協調制御装置では、一回の回生可能時間が所定の時間に満たない場合は、エアコンディショナーによる冷熱エネルギー生成よりも、発電機による電気エネルギーの生成を優先させる。エアコンディショナーによって冷熱エネルギーを生成させて回生を行う場合には、内燃機関の出力を利用してエアコンコンプレッサを駆動させる。しかし、オルタネータなどの発電機による発電による回生に比べて、エアコンディショナーによる回生は、コンプレッサの特性上応答性が悪く、短時間の運転では回生効率(エネルギー効率)が良くない。そこで、上述したように、一回の回生可能時間が所定の時間に満たない場合は、エアコンディショナーによる冷熱エネルギー生成よりも発電機による電気エネルギーの生成を優先させ、エネルギー効率を向上させる。
請求項2に記載の発明によれば、協調制御手段が用いる所定の時間をエアコンディショナーの温度状態に基づいて可変させることで、エネルギー効率の向上に繋がるかをより細かく判断できる。
請求項3に記載の発明によれば、協調制御手段が用いる所定の時間をさらに外気温に基づいて可変させることで、エネルギー効率の向上に繋がるかを一層細かく判断できる。
In the vehicle cooperative control device according to the first aspect, when the regenerative available time is less than the predetermined time, the generation of electric energy by the generator is given priority over the generation of cold energy by the air conditioner. When regeneration is performed by generating cold energy by the air conditioner, the air conditioner compressor is driven using the output of the internal combustion engine. However, compared with regeneration by power generation by a generator such as an alternator, regeneration by an air conditioner has poor responsiveness due to the characteristics of the compressor, and regeneration efficiency (energy efficiency) is not good in a short time operation. Therefore, as described above, when the regenerative time is less than the predetermined time, the generation of electrical energy by the generator is prioritized over the generation of cold energy by the air conditioner to improve the energy efficiency.
According to the second aspect of the present invention, it is possible to determine in more detail whether the predetermined time used by the cooperative control means is varied based on the temperature state of the air conditioner, which leads to improvement in energy efficiency.
According to the third aspect of the present invention, it is possible to determine in more detail whether the predetermined time used by the cooperative control means is further varied based on the outside air temperature, which leads to improvement in energy efficiency.
請求項4に記載の発明によれば、協調制御手段が、走行環境状況に基づいて内燃機関の負荷状況を予測し、この負荷状況予測に基づいて回生可能期間を予測する。このように、走行環境状況に基づく負荷状況予測に基づいて回生可能時間を予測することで、回生可能時間の予測精度を向上させることができる。回生可能時間の予測精度が向上すれば、その結果としての上述した優先制御の精度が向上し、エネルギー効率をさらに向上させることができる。
According to the invention described in
請求項5に記載の発明によれば、環境状況取得手段が、交差点の位置、信号の位置・踏切の位置、道路勾配、道路カーブ曲率、渋滞の有無のうちの少なくとも一つの情報を走行環境状況として取得する。これらの情報は、回生可能が生じるか否かに大きな影響を与えるため、これらの情報を走行環境状況として取得することで、回生可能期間の予測精度を向上させることが可能となる。
According to the fifth aspect of the present invention, the environmental condition acquisition means obtains at least one of information on the position of the intersection, the position of the signal / the level crossing, the road gradient, the road curve curvature, and the presence / absence of traffic congestion. Get as. Since these pieces of information have a great influence on whether or not regeneration is possible, it is possible to improve the prediction accuracy of the period during which regeneration is possible by acquiring these pieces of information as travel environment conditions.
本発明の制御装置の一実施形態について以下に説明する。本実施形態の制御装置を有する車両の主要構成部を図1に示す。車両1を駆動させる駆動力は、内燃機関であるエンジン2によって生成される。エンジン2自体は公知の一般的なエンジンである。エンジン2の出力は、トランスミッション3やディファレンシャルギア(図示せず)を介して駆動輪に伝達され、車両1を駆動する。また、エンジン2の出力の一部を利用して駆動されるオルタネータ(発電機)4及びエアコンディショナー5のコンプレッサ6とが、このエンジン2に付随して設けられている。オルタネータ4やコンプレッサ6は、エンジン2の出力を利用してエネルギーを発生する補機類である。
An embodiment of the control device of the present invention will be described below. The main components of a vehicle having the control device of this embodiment are shown in FIG. The driving force that drives the vehicle 1 is generated by the engine 2 that is an internal combustion engine. The engine 2 itself is a known general engine. The output of the engine 2 is transmitted to drive wheels via a transmission 3 and a differential gear (not shown) to drive the vehicle 1. Further, an alternator (generator) 4 that is driven by utilizing a part of the output of the engine 2 and a
オルタネータ4は、交流発電機で、発電した交流電流を整流して直流電流化する整流器と一定の出力を得るために電圧を調整するICレギュレータを内蔵しており、直流電力を出力する。オルタネータ4で発電された電力は、そのままエンジン2や他の補機類によって利用されるほか、バッテリ7の充電にも利用される。即ち、バッテリ7は、オルタネータ4で発電した電気エネルギーを蓄積する。オルタネータ4は、その励起電流を制御することで発電量を制御できる。
The
エアコンディショナー5は、冷熱源となる熱交換器8によって冷却された空気や、温熱源となるヒータコア(図示せず)によって暖められた空気をブロアファン9によって車室内に導入させ、車室内の冷暖房(あるいは除湿)を行う。エアコンディショナー5においては、コンプレッサ6−コンデンサ10−蓄熱器11の蓄冷部12−コンプレッサ6で一つの冷媒循環系を形成している。また、蓄冷部12−熱交換器8との間でもう一つの循環系が形成されている。即ち、エアコンディショナー5で生成される冷熱は一旦蓄冷部12に蓄えられ、蓄冷部12の冷熱が熱交換器8を介して車内に導入される。
The
上述した蓄冷部12は生成した冷熱を蓄えておく部分であるが、蓄熱器11は、暖熱を蓄える蓄暖部13を備えている。蓄暖部13は、エンジン2の冷却液が分岐して循環されている循環系を有しており、冷却液の持つ熱を蓄える。また、蓄暖部13は、上述したヒータコア(図示せず)との間にもう一つの循環系を有している。即ち、蓄暖部13はエンジン2の冷却液の持つ暖熱を一旦蓄え、この蓄暖部13の暖熱がヒータコアを介して車内に導入される。この蓄熱部12と上述したバッテリ7は、エネルギーを蓄積する蓄積装置(エネルギー蓄積手段)14として機能している。
Although the
エアコンディショナー5における冷熱の生成について簡単に説明する。コンプレッサ6で冷媒を圧縮し、コンデンサ10で熱を奪って冷媒を液化し、蓄冷部12に内蔵されたエキスパンジョンバルブで霧状にして冷媒を気化しやすくし、蓄冷部12で冷媒を気化させ、このときの気化熱によって蓄冷部12内部の蓄冷材を冷却している。蓄冷部12は、内部の蓄冷材の温度を低く保つことで冷熱を蓄積している。蓄冷部12から出た冷媒はコンプレッサ6によって再度圧縮され、上述したコンプレッサ6−コンデンサ10−蓄冷部12を繰り返し循環する。
The generation of cold heat in the
さらに、蓄冷部12−熱交換器8との間の循環管の内部にも冷媒が充填されており、蓄冷部12に蓄えられた冷熱がこの冷媒の循環によって車室内の熱交換器8に伝えられる。熱交換器8の持つ冷熱は、上述したブロアファン9によって車室内に導入される。上述した蓄冷部12−熱交換器8との間の循環管に充填される冷媒としては、水や塩水(ブライン)、エチレングリコール溶液などの液体や、二酸化炭素などの気体などが利用される。蓄冷部12は、内部の蓄冷材温度と冷媒の温度とをそれぞれ検出する温度センサが内蔵されている。また、熱交換器8も温度センサを内蔵している。
Further, the inside of the circulation pipe between the
上述した本実施形態のコンプレッサ6は、外部制御式可変容量型のものであり、外部からの信号(DUTY信号)によって冷媒の圧縮吐出量を連続的に可変制御し得るものである。その構造は、公知の一般的な斜板式のものであり、この斜板の傾きを変えることで容量を変えている。コンプレッサ6は、容量をゼロにして冷媒を吐出させないことも可能であり、クラッチなどを必要としない。
The above-described
上述したオルタネータ4は、エンジン2を制御している電子制御コントロールユニット(ECU)15に接続されており、その発電量が可変制御されている。また、上述したコンプレッサ6は、エアコンディショナー5を制御しているエアコンECU16に接続されており、その冷媒突出量(コンプレッサ容量)が可変制御されている。エンジンECU15及びエアコンECU16は、車両1全体の各種制御を総括的に制御している統合ECU17に接続されている。そして、これらのECU15〜17によって、エンジン2の制御、オルタネータ4による発電制御、及び、エアコンディショナー5による空調制御が協調されている。また、バッテリ7も統合ECU17に接続されており、バッテリ7の電圧が統合ECU17によって監視されている。
The
さらに、上述した蓄冷部12に内蔵されている温度センサもエアコンECU16に接続されており、蓄冷部12の冷媒温度がエアコンECU16によって監視されている。また、統合ECU17には、車輪速センサ18や外気温センサ19も接続されている。車輪速センサ18は、各車輪に取り付けられており、各車輪の回転数を検出するものである。車輪速センサ18の検出結果からは、車両1の速度を検出することもできる。外気温センサ19は、車両外部の温度を検出するものである。
Furthermore, the temperature sensor built in the
また、エアコンECU16には、車室内の温度を検出する車室内温度センサ20や操作パネル21も接続されている。操作パネル21によって、設定温度や送風モード・風量などが設定される。さらに、エンジンECU15には、車両1に搭載されたナビゲーションシステム22とも接続されている。ナビゲーションシステム22は、道路・地形情報やその他の情報(施設情報など)を記憶したハードディスクやDVDディスクなどの記憶媒体を内蔵している。この記録媒体内の情報は、短時間で変動しない非変動的な交差点(信号)・踏切の有無、道路勾配(地形)や高度などに関する情報(走行環境状況)である。また、ナビゲーションシステム22は、通信機能を備えており、気象(天候)や渋滞状況などの短時間で変動し得る走行環境状況を車両1の外部から取得することもできる。なお、通信機能によって、上述した非変動的な走行環境情報を取得しても構わない。
The
通信機能としては、専用の通信インターフェースなどのように、それ自身で通信機能が完結しているものであってもよいし、携帯電話などを利用するものであってもよい。さらに、いわゆるVICSや光ビーコン、FM通信などもここに言う通信機能の一つである。また、目的地を設定すれば、推奨経路と共にこの経路の全区間にわたる走行環境情報を取得することも可能である。なお、車両1の自車位置は、GPSやジャイロなどを用いて検出し得る。エンジンECU15は、ナビゲーションシステム22から上述した走行環境状況を情報として取得することができる。ナビゲーションシステム22は環境状況取得手段として機能している。
The communication function may be a communication function that completes itself, such as a dedicated communication interface, or may use a mobile phone or the like. Furthermore, so-called VICS, optical beacons, FM communication, and the like are one of the communication functions described here. Moreover, if the destination is set, it is also possible to acquire travel environment information over the entire section of this route along with the recommended route. In addition, the own vehicle position of the vehicle 1 can be detected using GPS, a gyro, or the like. The
次に、上述した装置を用いた制御について説明する。本実施形態装置による制御フローチャートを図2及び図3に示す。まず、図2に示されるように、エアコンディショナー5が作動中であるか(冷熱を必要としているか)否かを判定する(ステップ200)。なお、ここでは、エアコンディショナー5がヒータとして使用されている場合を含まない。エンジン2の出力を消費するのは、エアコンディショナー5のコンプレッサ6によって冷媒を循環させて冷熱を生成させるときである。本実施形態装置の制御は、エンジン2の出力を利用するオルタネータ4による発電とエアコンディショナー5による冷熱生成とを協調させることにある。そこで、ここに言う「エアコン作動中」とは、エアコンディショナー5がヒータとして使用されている場合を含まない。
Next, control using the above-described apparatus will be described. The control flowchart by this embodiment apparatus is shown in FIG.2 and FIG.3. First, as shown in FIG. 2, it is determined whether or not the
ステップ200が否定され、エアコンディショナー5が冷熱の生成を必要としていない場合は、オルタネータ4による発電のみを考慮すれば良く、オルタネータ4の作動を優先させる(ステップ205)。この優先状況の決定は、フラグなどを用いて統合ECU17のメモリなどに記憶される。次いで、上述した走行環境状況が取得される(ステップ210)。この走行環境状況には、上述した非変動的なものと変動的なものとが含まれている。短時間で変動しない非変動的な走行環境状況には交差点(信号)・踏切の有無や道路勾配などに関する情報などが含まれ、短時間で変動し得る走行環境状況には気象(天候)や渋滞状況などに関する情報などが含まれることは上述したとおりである。
If step 200 is negative and the
これらの走行環境状況は、ナビゲーションシステム22によって取得(ナビゲーションシステム22自身が記憶している場合も含む)される。即ち、ナビゲーションシステム22は、環境状況取得手段として機能している。非変動的な環境状況はナビゲーションシステム22自身が記憶しても支障はなく、また、ナビゲーションシステム22の通信機能によって外部から取得することも可能である。変動的な走行環境状況は、通信機能によって車両1の外部との通信によって取得される。
These traveling environment situations are acquired by the navigation system 22 (including the case where the
また、ここで、各種車両環境条件も取得しても良い。車両環境条件は、車内温度、外気温度、日射量、エアコン設定温度などである。これらの値は、上述した車内温度センサ20、外気温センサ19、日射センサ(図示せず)によって検出される。設定温度は、エアコン操作パネル21による操作をエアコンECU16が検出している。走行環境状況が取得されたら、この走行環境状況(及び車両環境条件)に基づいて、進行方向一定区間におけるエンジン負荷が予測される(ステップ215)。なお、ここでは、進行方向上の一定区間についてのエンジン負荷を行うこととしたが、ナビゲーションシステム22によって目的地が設定され、目的地までの経路が決定されている場合は、目的地までの全区間についてのエンジン負荷予測が行われてもよい。
Here, various vehicle environmental conditions may be acquired. The vehicle environmental conditions include the inside temperature, the outside temperature, the amount of solar radiation, the air conditioner set temperature, and the like. These values are detected by the vehicle
例えば、図4に、道路勾配(走行環境状況の一例)からエンジン負荷を求める際に用いるマップを示す。ここでは、このようなマップが予め実験などを通して作成されており、このようなマップによってエンジン負荷が求められる。各種状況や条件が複数ある場合は、図4のようなマップを多次元化すればよい。また、上述した一定区間内での高度(走行環境状況の他の一例)の変化を図5(a)に、この高度変化に対するエンジン負荷αの変化を図5(b)に示す。そして、エンジン負荷の予測後、回生可能期間を予測する(ステップ220)。回生可能期間とは、エンジン2の出力に余裕があり(ここでは燃料消費量に基づいて余裕があるかどうかを判断する)、オルタネータ4による発電やエアコンディショナー5による冷熱生成を行うことのできる期間をいう。
For example, FIG. 4 shows a map used when determining the engine load from a road gradient (an example of a traveling environment situation). Here, such a map is created in advance through experiments or the like, and the engine load is obtained from such a map. When there are a plurality of various situations and conditions, the map as shown in FIG. Further, FIG. 5A shows a change in altitude (another example of the driving environment state) within the above-described fixed section, and FIG. 5B shows a change in engine load α with respect to this altitude change. Then, after the engine load is predicted, a regeneration possible period is predicted (step 220). The regenerative period is a period in which there is a margin in the output of the engine 2 (in this case, it is determined whether or not there is a margin based on the fuel consumption), and power generation by the
このステップ220は、図3に示されるサブルーチンによって行われる。この制御について図3を参照しつつ説明する。まず、図2のフローチャートのステップ215において予測されたエンジン負荷α[図5(b)参照]が読み込まれる(ステップ300)。ステップ300の後、走行環境状況(及び車両環境条件)に基づいて、燃料消費量が最小となる負荷量を余裕負荷量βとして算出する(ステップ305)。この余裕負荷量βも、図5(b)上に示されている。即ち、図5(b)において、余裕負荷量βの線が予測されるエンジン負荷αよりも上方にある場合は、必要なエンジン負荷αを出力させてもなお、燃料消費量が最小となるようにエンジン2を運転することが可能であり、この分の負荷(トルク)に余裕があると言える。 This step 220 is performed by the subroutine shown in FIG. This control will be described with reference to FIG. First, the engine load α [see FIG. 5B] predicted in step 215 of the flowchart of FIG. 2 is read (step 300). After step 300, based on the driving environment situation (and vehicle environmental conditions), the load amount that minimizes the fuel consumption is calculated as the margin load amount β (step 305). This marginal load amount β is also shown in FIG. That is, in FIG. 5B, when the marginal load amount β line is above the predicted engine load α, the fuel consumption is minimized even if the necessary engine load α is output. It can be said that the engine 2 can be operated and the load (torque) can be spared.
図5(c)には(α−β)の時間変化が示されており、このグラフ上にはコンプレッサ6を作動させるべき最低ラインも示されている。余裕が少ない場合はコンプレッサ6を作動させることによってエンジン負荷αが変動して余裕分が実際には発生しなくなることも考えられる。このため、余裕が少ない場合はコンプレッサ6を作動させないようにしており、上述した最低ラインはこの閾値として設定されたものである。ステップ305の後、回生可能期間となる図5(c)中のt1やt2を求める(ステップ310)。各回生可能期間は、(α−β)が上述した最低ラインを超えている一回の連続した期間である。つまり、t1やt2の区間は、エアコンディショナー5のコンプレッサ6を作動し得る期間(継続時間)である。
FIG. 5C shows a change with time of (α−β), and the lowest line on which the
次に、ステップ310の後、各継続時間t毎に、その長さが所定判定値を超えているかどうかを判定する(ステップ315)。ステップ315が否定される場合、即ち、一回の回生可能時間が所定の時間よりも短い場合は、オルタネータの動作を優先させる(ステップ330)。これは、コンプレッサ6による回生は、ある程度継続させて行わないと効率が良くないためであり、継続時間が短いような場合はコンプレッサ6の駆動を抑制して効率低下を抑制するためである。この判定値は、図6のマップを用いて決定される。図6のマップ中の複数の曲線は等温度曲線であり、外気温に応じて使用する曲線が決定される。外気温が高いほど、上側の曲線が適用される。そして、縦軸には、蓄冷部12の蓄冷材温度と蓄冷器12に流入する冷媒の温度との温度差が取られており、横軸に判定値tsが取られている。即ち、外気温一定条件下では上述した温度差が大きいほど(流入冷媒の温度が蓄冷材温度より十分に低いほど)判定値tsは小さく設定され、コンプレッサの動作が行われやすくなる。また、温度差同一条件であれば、外気温が高いほど判定値tsは大きく設定される。
Next, after step 310, it is determined at each continuation time t whether the length exceeds a predetermined determination value (step 315). If step 315 is negative, that is, if the regenerative time is shorter than the predetermined time, the operation of the alternator is prioritized (step 330). This is because the regeneration by the
一方、ステップ315が肯定される場合は、次いで、蓄冷量が所定の判定値未満であるか否かを判定する(ステップ320)。この判定値は、予め固定的に決定されていても良いし、上述した車両環境条件などに基づいて可変的に決定されても良い。また、車両環境条件などに基づいて行われる学習によってこの判定値を随時修正しても良い。なお、この冷熱量は、後述するステップ225において算出されたものがエアコンECU16のメモリに記憶されているので、この値に基づいて判断する。あるいは、ここで新たに算出しても良い。
On the other hand, when step 315 is affirmed, it is then determined whether or not the cold storage amount is less than a predetermined determination value (step 320). This determination value may be fixedly determined in advance, or may be variably determined based on the vehicle environmental conditions described above. Further, this determination value may be corrected as needed by learning performed based on vehicle environmental conditions. Note that the amount of cold heat calculated in step 225, which will be described later, is stored in the memory of the
ステップ320が否定される場合は、十分な冷熱量が蓄積されていると判断できるため、コンプレッサ6を駆動させることによって冷熱を生成させる必要性は低いと考えられる。また、上述したように、コンプレッサ6による回生効率は、オルタネータ4による回生効率よりも劣る場合が多い。そこで、ステップ230が否定される場合も、オルタネータの動作を優先させる(ステップ330)。一方、ステップ320が肯定される場合は、コンプレッサ6によって冷熱を発生させても回生効率を十分確保でき、かつ、蓄積されている冷熱量も少なくなっている状況であると判断できるので、この場合はコンプレッサ6の動作を優先させる(ステップ325)。なお、ステップ205においてすでにオルタネータ4を優先させることが決定している場合は、ステップ205の決定が優先される。
If step 320 is negative, it can be determined that a sufficient amount of cold energy has been accumulated, so it is considered that the necessity of generating cold energy by driving the
回生可能期間の予測についての説明が終わったので、図2のフローチャートのステップ225に戻る。ステップ220の後、蓄積装置14におけるエネルギー蓄積状況を取得する(ステップ225)。以下に、蓄冷部12における蓄積状態の算出方法を示す。これに関する説明図を図7に示す。図7に示されるように、蓄冷部12前の冷媒温度をT1、蓄冷部12後の冷媒温度をT1’、その流量体積をM1とし、この冷媒の持つ熱量をQ1とする。同様に、蓄冷部12内の蓄冷材の温度をT2、その体積をM2とし、この蓄冷材の持つ熱量をQ2とする。また、蓄冷部12−熱交換器8間を循環する冷媒の熱交換器8前の温度をT3、熱交換器8後の温度をT3’、その流量体積をM3とし、この冷媒の持つ熱量をQ3とする。さらに、熱交換器8の温度をT4、空調熱負荷は上述したようにQ4とする。
Since the description of the prediction of the regenerative period has ended, the process returns to step 225 in the flowchart of FIG. After step 220, the energy storage status in the
このようにすると、熱量Q2は下記式(I)又は式(II)によって示される。式(I)は温度に基づいてQ2を求めるものであり、式(II)は熱量に基づいてQ2を求めるものである。T2startは初期(常温)状態の蓄冷材の温度である。
Q2=(T4−T2)×M2 …(I)
Q2=Q1−Q3−[(T2start−T4)×M2]
=[(T1’−T1)×M1]−[(T3’−T3)×M3]−[(T2start−T4)×M2] …(II)
If it does in this way, calorie | heat amount Q2 is shown by following formula (I) or formula (II). Formula (I) is for determining Q2 based on temperature, and Formula (II) is for determining Q2 based on the amount of heat. T2start is the temperature of the cold storage material in the initial (normal temperature) state.
Q2 = (T4-T2) × M2 (I)
Q2 = Q1-Q3-[(T2start-T4) * M2]
= [(T1′−T1) × M1] − [(T3′−T3) × M3] − [(T2start−T4) × M2] (II)
次に、バッテリ7の蓄電量の算出方法を説明する。これに関する説明図を図8に示す。バッテリ7の電圧をV、蓄えているエネルギーをEとし、t1〜tnを制御時間、i1をバッテリ7の充電電流、i2をバッテリ7の放電電流とすると、エネルギー(蓄電量)Eは下記式(III)によって示される。
E=[(i1−i2)×V×t1]+[(i1−i2)×V×t2]+・・・+[(i1−i2)×V×tn] …(III)
Next, a method for calculating the charged amount of the
E = [(i1-i2) * V * t1] + [(i1-i2) * V * t2] + ... + [(i1-i2) * V * tn] (III)
ステップ225の後、ステップ220で算出された回生可能期間(及び優先状況[ステップ325,330]と、ステップ225で算出された蓄積状態とに基づいて、オルタネータ4とコンプレッサ6との作動区間がスケジュールされる(ステップ230)。即ち、どの期間でどちらの補機を駆動させるか、そのときの発電量やコンプレッサ容量はどのようにするか(作動割合)がスケジュールされる。その後、算出されたスケジュールに基づいて実際に蓄電・蓄冷が可能であるか否かが判断され(ステップ235)、可能であるならば、この作動割合が決定される(ステップ240)。可能でないと判断される場合は、再度ステップ200から再度実行される。
After step 225, the operation interval between the
上述したように、コンプレッサ6による回生効率は、コンプレッサ6の特性上応答性が悪く、短時間では効率向上に十分に寄与しない。このため、ここでは、連続した一回の回生可能期間の長さが所定時間よりも短い場合には、オルタネータ4の動作を優先させて効率向上を図っている。また、このとき、この所定時間を、エアコンディショナー5の状態(冷媒の温度)に基づいて可変させており、効率向上につながるかをより細かく判断している。
As described above, the regenerative efficiency of the
なお、本発明の制御装置は、上述した実施形態に限定されるものではない。例えば、上述した実施形態における蓄積装置(エネルギー蓄積手段)14は、蓄冷部12と蓄暖部13とバッテリ7とを備えていた。しかし、蓄冷部と蓄暖部とバッテリとは車両上の別々の場所に分割して搭載されていても構わない。また、上述した実施形態では、統合ECU17とエンジンECU15とエアコンECU16とが分担して制御を行っているが、その分担の仕方は上述した実施形態に限定されない。また、本発明の制御装置にECUを利用する場合に、その数は3つでなければならないということでもない。
In addition, the control apparatus of this invention is not limited to embodiment mentioned above. For example, the storage device (energy storage unit) 14 in the above-described embodiment includes the
1…車両、2…エンジン(内燃機関)、4…オルタネータ(発電機)、5…エアコンディショナー、6…コンプレッサ、7…バッテリ(エネルギー蓄積手段)、8…熱交換器、9…ブロアファン、10…コンデンサ、11…蓄熱器(エネルギー蓄積手段)、12…蓄冷部(エネルギー蓄積手段)、15…エンジンECU(制御手段)、16…エアコンECU(制御手段)、17…統合ECU(制御手段)、22…ナビゲーションシステム(環境状況取得手段)。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Vehicle, 2 ... Engine (internal combustion engine), 4 ... Alternator (generator), 5 ... Air conditioner, 6 ... Compressor, 7 ... Battery (energy storage means), 8 ... Heat exchanger, 9 ... Blower fan, 10 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Condenser, 11 ... Heat storage device (energy storage means), 12 ... Cold storage part (energy storage means), 15 ... Engine ECU (control means), 16 ... Air-conditioner ECU (control means), 17 ... Integrated ECU (control means), 22 Navigation system (environmental status acquisition means).
Claims (5)
前記内燃機関の出力を用いて発電する発電機と、
前記内燃機関の出力を用いて駆動するエアコンディショナーと、
前記発電機で発電した電力エネルギー及び前記エアコンディショナーで生成した冷熱エネルギーを蓄積するエネルギー蓄積手段と、
前記車両の走行経路上の走行環境状況を取得する環境状況取得手段と、
前記内燃機関、前記発電機及び前記エアコンディショナーの駆動を協調して制御する協調制御手段とを備えており、
前記協調制御手段が、前記環境状況取得手段によって取得した走行環境状況と前記エネルギー蓄積手段に蓄積されたエネルギー量とに基づいて、前記発電機による発電又は前記エアコンディショナーによる冷熱生成が可能な期間を回生可能期間として予測し、一回の回生可能期間が所定の時間に満たない場合は、当該期間においては前記エアコンディショナーを用いた冷熱発生よりも前記発電機を用いた発電を優先させることを特徴とする車両用協調制御装置。 An internal combustion engine mounted on the vehicle;
A generator for generating electricity using the output of the internal combustion engine;
An air conditioner driven using the output of the internal combustion engine;
Energy storage means for storing electric energy generated by the generator and cold energy generated by the air conditioner;
Environmental condition acquisition means for acquiring a driving environment condition on the driving route of the vehicle;
A cooperative control means for cooperatively controlling the driving of the internal combustion engine, the generator and the air conditioner;
Based on the traveling environment situation acquired by the environmental situation acquisition means and the amount of energy stored in the energy storage means, the cooperative control means has a period during which power generation by the generator or cold generation by the air conditioner can be generated. Predicting as a regenerative period, and if a single regenerative period is less than a predetermined time, power generation using the generator is given priority over cold generation using the air conditioner in the period. A vehicle cooperative control device.
The environmental condition acquisition means acquires at least one of information on the position of an intersection, the position of a signal / crossing of a road, road gradient, road curve curvature, and presence / absence of traffic jam as a driving environment condition. The cooperative control apparatus for vehicles as described in any one of 1-4 .
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