JP4596073B2 - 動力発生源制御装置 - Google Patents
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Description
前記車両の予定走行経路およびその予定走行経路を走行する時の予測駆動動力を設定する予定走行経路情報設定手段と、
その設定された予定走行経路を複数の第1区間に分割する経路分割手段と、
前記複数の第1区間に対して、発電走行したときの発電による燃料増加量の指標となる発電電費をそれぞれ算出する発電電費算出手段と、
前記複数の第1区間に対して、アシスト走行したときの前記回転電機のアシストによる燃料減少量の指標となるアシスト電費をそれぞれ算出するアシスト電費算出手段と、
各第1区間に対して算出した前記発電電費に基づいて発電電費の基準となる発電電費基準値を設定するとともに、各第1区間に対して算出した前記アシスト電費に基づいてアシスト電費の基準となるアシスト電費基準値を設定する基準値設定手段と、
前記車両の走行中に車軸が要求する要求駆動動力を実要求駆動動力として逐次設定する実要求駆動動力設定手段と、
その設定した実要求駆動動力を満たすように発電走行した場合の発電電費を実発電電費として算出する実発電電費算出手段と、
前記実要求駆動動力を満たすようにアシスト走行した場合のアシスト電費を実アシスト電費として算出する実アシスト電費算出手段と、
前記実発電電費と前記発電電費基準値とから発電走行による電費改善量を決定するとともに、前記実アシスト電費と前記アシスト電費基準値とからアシスト走行による電費改善量を決定し、その2つの電費改善量に基づいて、前記内燃機関に発生させる駆動動力を制御するとともに、前記回転電機を電動または発電制御する制御手段とを備えるとともに、
前記基準値設定手段で設定した過去の発電電費基準値およびアシスト電費基準値を計画情報として複数保存する計画情報保存手段と、
その計画情報保存手段に前記予定走行経路の計画情報として保存されている複数の計画情報に対して、各計画情報に基づいて前記内燃機関および前記回転電機を制御して前記予定走行経路を走行したと仮定した場合に消費すると推定される推定燃料消費量に関する評価指標を算出する評価指標算出手段と、
その評価指標算出手段で算出された評価指標に基づいて、前記計画情報保存手段に前記予定走行経路の計画情報として保存されている複数の計画情報から、最も推定燃料消費量が少ないと推定される計画情報を選択する計画情報選択手段とを備え、
前記制御手段は、前記計画情報選択手段が選択した計画情報を構成する前記発電電費基準値および前記アシスト電費基準値を用いて制御を行うことを特徴とする。
その最適電力授受量決定手段で決定した電力授受量に基づいて、各第2区間の電力収支を理想電力収支として算出する理想電力収支算出手段と、
前記発電電費算出手段で算出した各第1区間の発電電費と前記発電電費基準値とから発電走行による電費改善量を決定するとともに、前記アシスト電費算出手段で算出した各第1区間のアシスト電費と前記アシスト電費基準値とから、アシスト走行による電費改善量を決定し、2つの電費改善量に基づいて、前記予定走行経路を車両が走行したと仮定したときの各第1区間の電力授受量を推定する電力授受量推定手段と、
その電力授受量推定手段で推定した電力授受量に基づいて、各第2区間の電力収支を推定電力収支として算出する推定電力収支算出手段とを備え、
前記基準値設定手段は、前記理想電力収支算出手段で算出した各第2区間の理想電力収支と、前記推定電力収支算出手段で算出した各第2区間の推定電力収支とが略一致するように、前記発電電費基準値および前記アシスト電費基準値を設定することを特徴とする。
過去に前記予定走行経路を走行する際に前記発電電費算出手段および前記アシスト電費算出手段で算出した各第1区間の発電電費およびアシスト電費を含む電費情報を、過去複数回の走行分保存する電費情報保存手段と、
前記計画情報保存手段に保存されている計画情報を用いて前記電費情報保存手段に保存されている電費情報に対応する走行を行った場合の推定燃料消費量を、複数の電費情報に対して算出する推定燃料消費量算出手段とを備え、
前記評価指標算出手段は、その複数の推定燃料消費量の平均値である平均推定燃料消費量を前記評価指標として算出することを特徴とする。
前記推定燃料消費量算出手段は、前記計画情報保存手段に保存されている計画情報を用いて前記電費情報保存手段に保存されている電費情報に対応する走行を行った場合の推定燃料消費量を、前記推定電力収支算出手段で算出した推定電力収支に基づいて所定の電力収支での推定燃料消費量に補正することを特徴とする。
(式1) R(k)=W×acc(k)+μr×W+μ1×A×V(k)×V(k)+W×g×sinθ(k)
式1において、W:車両総重量、acc:車両加速度、μr:転がり抵抗係数、μ1:空気抵抗係数、A:前面投影面積、V:車両速度、g:重力加速度、θ:道路勾配であり、W、μr、μ1、A、gは予め記憶された一定値である。VはステップS303で予測した値を用い、Accは車速を微分して求める。θもステップS303で予測した値を用いる。
(式2) P(k)=R(k)×r×ω
式2において、rは車輪半径、ωは車輪角速度である。rは予め記憶された一定値であり、ωは、式1で用いたVから算出する。
(式3) Dg[i] = (Fg[i] -base_fuelrate(k)/ Wmg[i])
式3の右辺から分かるように、発電電費Dg[i]の絶対値が小さいほど、同じ電力をより少ない燃料増加量で発電することができ、効率よく燃料消費量を低減できることになる。
(式4) Da[i] = (Fa[i] -base_fuelrate(k) / Wmg[i])
式4の右辺から分かるように、アシスト電費Da[i]が大きいほど、同じ投入電力でより多くの燃料消費量が低減できることになり、効率よく燃料消費量を低減できることになる。なお、前述のように、電源系からモータジェネレータMGに電力が供給される場合は負の値としている。そのため、式4において分母、分子とも負の値となるので、アシスト電費Da[i]は正の値である。
(式5) Dg_imp=max(Dg_lim(i)-Dg_min(j),0)
ここで、max(x,y)はx,yのうちどちらか大きい方を取る関数を示す。式5において、発電電費閾値Dg_lim(i)は、図13のステップS1303で設定したものを用い、発電電費最小値Dg_min(j)は、図3のステップS307で算出したものを用いる。
(式6) Da_imp = max(Da_max(j)-Da_lim(j), 0)
式6において、アシスト電費閾値Da_lim(i)は、図13のステップS1304で設定したものを用い、アシスト電費最小値Da_min(j)は、図3のステップS308で算出したものを用いる。
(式8) Dg_imp=max(Dg_lim(l)-Dg_min(k),0)
(式9) Da_imp = max(Da_max(l)-Da_lim(k), 0)
続くステップS1810では、発電電費改善量Dg_imp=0かつアシスト電費改善量Da_imp=0であるかを判断する。この判断がYESの場合は、現時刻ステップkでの推定電力授受量powwer_est(k)がゼロになると推定し、時刻ステップkでの推定電力授受量power_est(k)=0とした後に、ステップS1817へ進む。
達していない場合(NOの場合)はステップS1818でkに1を加算してステップS1806に戻り、次の時刻ステップkに進む。kが走行jのすべてのサンプル数に達している場合(YESの場合)はステップS1819に進み、ステップS1803で算出した合計基本燃料消費量base_fuelと燃料増減量fuel_zougenとの和を取ることで、推定燃料消費量est_fuel(i,j)を算出する。
(式11)est_fuel(i,j)(補正後)=
est_fuel(i,j)(補正前)−est_syusi×α×est_fuel(i,j)(補正前)/drive_enrg
右辺第2項のest_syusi×αは、増加した電気エネルギで発生できる駆動エネルギであり、αは電気エネルギから駆動エネルギへの変換効率を示す。αは、様々な走行モードにおける変換効率から事前に実験的に求めた平均値である。右辺第2項のest_fuel(i,j)(補正前)/drive_enrgは単位駆動エネルギ当たりに必要な燃料消費量を示す。drive_enrgは、ステップS1802で走行情報データベースから取得した値である。
(式12) est_fuel(i,j)(補正後) =
est_fuel(i,j)(補正前)−est_syusi ÷α×est_fuel(i,j)(補正前)/ 駆動エネルギdrive_enrg
右辺第2項のest_syusi÷αは、減少した電気エネルギを発生するために必要な駆動エネルギであり、αはest_syusiが正の場合と同様である。右辺第2項のest_fuel(i,j)(補正前)/drive_enrgはest_syusiが正の場合と同様である。よって、右辺第2項は、減少した電気エネルギ分を発電するために必要な駆動エネルギに、単位駆動エネルギの発生に必要な燃料消費量を乗算しているので、減少した電気エネルギを発生するのに必要な燃料消費量を表しており、補正前の燃料消費量にこれを加算する。なお、式12では、右辺第2項にはマイナスの符号がついているが、est_syusiが負なので実質的には加算である。以上のようにして、電力収支がゼロのときの推定燃料消費量est_fuel(i,j)を確定できる。
S201:実要求駆動動力設定手段、 S202〜S207:制御手段、 S301、S303、S304:予定走行経路情報設定手段、 S302:経路分割手段、 S307:発電電費算出手段、 S308:アシスト電費算出手段、 S309:最適電力授受量決定手段、 S310:基準値設定手段、 S311:計画情報保存手段、電費情報保存手段、 S312:計画情報選択手段、 S1305:理想電力収支算出手段、 S1405、S1408:推定電力収支算出手段、 S1601:評価指標算出手段、推定燃料消費量算出手段、 S1820:推定電力収支算出手段、 S1902:実発電電費算出手段、 S1903:実アシスト電費算出手段
Claims (5)
- 車両の駆動軸を駆動するための動力を発生させる動力発生源として、内燃機関および回転電機を備えるとともに、前記回転電機との間で電力の授受を行う蓄電装置を備えたハイブリッド車両に用いられ、前記動力発生源を制御する動力発生源制御装置であって、
前記車両の予定走行経路およびその予定走行経路を走行する時の予測駆動動力を設定する予定走行経路情報設定手段と、
その設定された予定走行経路を複数の第1区間に分割する経路分割手段と、
前記複数の第1区間に対して、発電走行したときの発電による燃料増加量の指標となる発電電費をそれぞれ算出する発電電費算出手段と、
前記複数の第1区間に対して、アシスト走行したときの前記回転電機のアシストによる燃料減少量の指標となるアシスト電費をそれぞれ算出するアシスト電費算出手段と、
各第1区間に対して算出した前記発電電費に基づいて発電電費の基準となる発電電費基準値を設定するとともに、各第1区間に対して算出した前記アシスト電費に基づいてアシスト電費の基準となるアシスト電費基準値を設定する基準値設定手段と、
前記車両の走行中に車軸が要求する要求駆動動力を実要求駆動動力として逐次設定する実要求駆動動力設定手段と、
その設定した実要求駆動動力を満たすように発電走行した場合の発電電費を実発電電費として算出する実発電電費算出手段と、
前記実要求駆動動力を満たすようにアシスト走行した場合のアシスト電費を実アシスト電費として算出する実アシスト電費算出手段と、
前記実発電電費と前記発電電費基準値とから発電走行による電費改善量を決定するとともに、前記実アシスト電費と前記アシスト電費基準値とからアシスト走行による電費改善量を決定し、その2つの電費改善量に基づいて、前記内燃機関に発生させる駆動動力を制御するとともに、前記回転電機を電動または発電制御する制御手段とを備えるとともに、
前記基準値設定手段で設定した過去の発電電費基準値およびアシスト電費基準値を計画情報として複数保存する計画情報保存手段と、
その計画情報保存手段に前記予定走行経路の計画情報として保存されている複数の計画情報に対して、各計画情報に基づいて前記内燃機関および前記回転電機を制御して前記予定走行経路を走行したと仮定した場合に消費すると推定される推定燃料消費量に関する評価指標を算出する評価指標算出手段と、
その評価指標算出手段で算出された評価指標に基づいて、前記計画情報保存手段に前記予定走行経路の計画情報として保存されている複数の計画情報から、最も推定燃料消費量が少ないと推定される計画情報を選択する計画情報選択手段とを備え、
前記制御手段は、前記計画情報選択手段が選択した計画情報を構成する前記発電電費基準値および前記アシスト電費基準値を用いて制御を行うことを特徴とする動力発生源制御装置。 - 請求項1において、
前記基準値設定手段は、前記予定走行経路を前記第1区間よりも長い第2区間毎に分割し、各第2区間に含まれる第1区間に対して算出した前記発電電費に基づいて、その第2区間の発電電費基準値を設定するとともに、各第2区間に含まれる第1区間に対して算出した前記アシスト電費に基づいてその第2区間のアシスト電費基準値を設定することを特徴とする動力発生源制御装置。 - 請求項2において、
前記発電電費算出手段で算出した各第1区間の発電電費と前記アシスト電費算出手段で算出した各第1区間のアシスト電費とに基づいて、前記予定走行経路を走行した場合の燃料消費量が最小となるように、各第1区間における前記回転電機と前記蓄電装置との間の最適電力授受量を決定する最適電力授受量決定手段と、
その最適電力授受量に基づいて、各第2区間の電力収支を理想電力収支として算出する理想電力収支算出手段と、
前記発電電費算出手段で算出した各第1区間の発電電費と前記発電電費基準値とから発電走行による電費改善量を決定するとともに、前記アシスト電費算出手段で算出した各第1区間のアシスト電費と前記アシスト電費基準値とから、アシスト走行による電費改善量を決定し、2つの電費改善量に基づいて、前記予定走行経路を車両が走行したと仮定したときの各第1区間の電力授受量を推定する電力授受量推定手段と、
その電力授受量推定手段で推定した電力授受量に基づいて、各第2区間の電力収支を推定電力収支として算出する推定電力収支算出手段とを備え、
前記基準値設定手段は、前記理想電力収支算出手段で算出した各第2区間の理想電力収支と、前記推定電力収支算出手段で算出した各第2区間の推定電力収支とが略一致するように、前記発電電費基準値および前記アシスト電費基準値を設定することを特徴とする動力発生源制御装置。 - 請求項1乃至3のいずれか1項において、
過去に前記予定走行経路を走行する際に前記発電電費算出手段および前記アシスト電費算出手段で算出した各第1区間の発電電費およびアシスト電費を含む電費情報を、過去複数回の走行分保存する電費情報保存手段と、
前記計画情報保存手段に保存されている計画情報を用いて前記電費情報保存手段に保存されている電費情報に対応する走行を行った場合の推定燃料消費量を、複数の電費情報に対して算出する推定燃料消費量算出手段とを備え、
前記評価指標算出手段は、その複数の推定燃料消費量の平均値である平均推定燃料消費量を前記評価指標として算出することを特徴とする動力発生源制御装置。 - 請求項4において、
前記計画情報保存手段に保存されている計画情報を用いて前記電費情報保存手段に保存されている電費情報に対応する走行を行った場合の走行前後での推定電力収支を、複数の電費情報に対して算出する推定電力収支算出手段を備え、
前記推定燃料消費量算出手段は、前記計画情報保存手段に保存されている計画情報を用いて前記電費情報保存手段に保存されている電費情報に対応する走行を行った場合の推定燃料消費量を、前記推定電力収支算出手段で算出した推定電力収支に基づいて所定の電力収支での推定燃料消費量に補正することを特徴とする動力発生源制御装置。
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