JP5510343B2 - Control device for electric vehicle - Google Patents
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Description
本発明は、バッテリを電力供給源とする車載主機としての回転機を備える電動車両に適用され、ユーザによってブレーキ操作がなされる状況下において、前記車両の運動エネルギを前記回転機の発電エネルギに変換して前記バッテリを充電する処理を行う発電回生手段を備える電動車両の制御装置に関する。 The present invention is applied to an electric vehicle including a rotating machine as an in-vehicle main machine using a battery as a power supply source, and converts the kinetic energy of the vehicle into the generated energy of the rotating machine in a situation where a brake operation is performed by a user. The present invention also relates to a control device for an electric vehicle including power generation regeneration means for performing a process of charging the battery.
この種の制御装置としては、下記特許文献1,2に見られるように、ブレーキによって車両に制動力が付与される状況において、車両の運動エネルギを回転機の発電エネルギとして変換してバッテリを充電する回生制御を行うものが知られている。
As this type of control device, as shown in
ところで、バッテリの信頼性の確保等を目的として、バッテリには、充電時に受入れ可能な電力の上限値が設定されている。ここでバッテリの蓄電量が十分となる状況下においては、回生制御による回転機の発電可能な電力が、バッテリに受入れ可能な電力の上限値を上回ることがある。この場合、バッテリに過度に電力が供給されることに起因して、バッテリの信頼性が低下するおそれがある。 By the way, for the purpose of ensuring the reliability of the battery and the like, an upper limit value of electric power that can be accepted at the time of charging is set for the battery. Here, under a situation where the amount of power stored in the battery is sufficient, the electric power that can be generated by the rotating machine by the regenerative control may exceed the upper limit value of the electric power that can be received by the battery. In this case, there is a possibility that the reliability of the battery may decrease due to excessive power being supplied to the battery.
こうした問題を解決すべく、下記特許文献3に見られるように、回転機の印加電圧を低下させることで回転機に流れる電流を増大させ、回転機の銅損を増大させる技術も知られている。この技術では、回生制御によって回収できない電力を熱エネルギと消費させている。 In order to solve such a problem, as seen in Patent Document 3 below, a technique for increasing the copper loss of the rotating machine by increasing the current flowing through the rotating machine by lowering the applied voltage of the rotating machine is also known. . In this technique, electric power that cannot be recovered by regenerative control is consumed as thermal energy.
しかしながら、上記技術では、回生制御によって車両の運動エネルギを有効に利用することができない懸念がある。 However, with the above technique, there is a concern that the kinetic energy of the vehicle cannot be effectively used by regenerative control.
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、ユーザによってブレーキ操作がなされる状況下における車両の運動エネルギを有効に利用することのできる電動車両の制御装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a control device for an electric vehicle that can effectively use the kinetic energy of the vehicle under a situation where a brake operation is performed by a user. There is to do.
以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果について記載する。 Hereinafter, means for solving the above-described problems and the operation and effects thereof will be described.
第1の発明は、バッテリをエネルギ供給源として駆動される車載主機としての回転機を備える電動車両に適用され、ユーザによってブレーキ操作がなされる状況下において、前記車両の運動エネルギを前記回転機の発電エネルギに変換することで前記バッテリを充電する処理を行う回生制御手段を備える電動車両の制御装置において、前記車両には、前記バッテリをエネルギ供給源として駆動される空調用の圧縮機と、該圧縮機の駆動によって生成された熱を蓄える蓄熱器と、前記車両の運動エネルギを前記圧縮機の駆動エネルギに変換する運動エネルギ変換手段とが備えられ、前記回生制御手段は、ユーザによってブレーキ操作がなされる状況下において、前記運動エネルギ変換手段によって前記車両の運動エネルギを前記圧縮機の駆動エネルギに変換することで、前記蓄熱器に蓄熱する処理を行うことを特徴とする。 The first invention is applied to an electric vehicle including a rotating machine as an in-vehicle main machine driven by using a battery as an energy supply source, and in a situation where a brake operation is performed by a user, the kinetic energy of the vehicle is transmitted to the rotating machine. In a control device for an electric vehicle including regenerative control means for performing a process of charging the battery by converting into generated energy, the vehicle includes an air conditioning compressor that is driven by using the battery as an energy supply source, A heat accumulator for storing heat generated by driving the compressor; and a kinetic energy converting means for converting the kinetic energy of the vehicle into the driving energy of the compressor. The regenerative control means can be braked by a user. Under such circumstances, the kinetic energy of the vehicle is converted into the drive energy of the compressor by the kinetic energy conversion means. By converting to conservation, and performs a process of storing heat in the heat accumulator.
上記発明では、運動エネルギ変換手段を備えることで、回転機の発電可能な電力がバッテリに受入れ可能な電力を上回る場合であっても、車両の運動エネルギを圧縮機の駆動によって生成された熱エネルギとして蓄熱器に蓄えることができる。これにより、車両の運動エネルギを有効に利用することができる。 In the above invention, by providing the kinetic energy conversion means, even if the electric power that can be generated by the rotating machine exceeds the electric power that can be received by the battery, the kinetic energy of the vehicle is generated by the heat energy generated by driving the compressor. Can be stored in the regenerator. Thereby, the kinetic energy of the vehicle can be used effectively.
第2の発明は、第1の発明において、前記車両には、自身の駆動トルクを調節可能な前記圧縮機以外の車載補機が備えられ、前記運動エネルギ変換手段は、前記車両の駆動輪に接続された駆動軸、前記圧縮機及び前記車載補機の間の動力伝達を可能とする動力伝達機構であって、前記駆動軸、前記圧縮機及び前記車載補機のそれぞれに機械的に連結される第1の回転体、第2の回転体及び第3の回転体の回転速度を共線図上において1直線上に並ばせる動力伝達機構を備えるものであり、前記回生制御手段は、前記車載補機及び前記圧縮機のそれぞれの駆動トルクを調節することで、前記蓄熱器に蓄熱する処理を行うことを特徴とする。 According to a second invention, in the first invention, the vehicle is provided with an in-vehicle auxiliary device other than the compressor capable of adjusting its drive torque, and the kinetic energy conversion means is provided on a drive wheel of the vehicle. A power transmission mechanism that enables power transmission between a connected drive shaft, the compressor, and the in-vehicle accessory, and is mechanically coupled to each of the drive shaft, the compressor, and the in-vehicle accessory. Comprising a power transmission mechanism that aligns the rotational speeds of the first rotating body, the second rotating body, and the third rotating body on a collinear chart on a straight line, and the regeneration control means includes the vehicle-mounted A process of storing heat in the heat accumulator is performed by adjusting the driving torque of each of the auxiliary machine and the compressor.
上記発明では、上記動力伝達機構を備えるため、駆動軸の回転速度、圧縮機の回転速度及び車載補機の回転速度が共線図上において1直線に並ぶこととなる。ここで車載補機や圧縮機の駆動トルクを変化させると、共線図上における駆動軸、圧縮機及び車載補機のそれぞれの回転速度に関する上述した関係を維持しつつ、車載補機及び圧縮機のそれぞれの回転速度が連続的に変化する。 In the above invention, since the power transmission mechanism is provided, the rotational speed of the drive shaft, the rotational speed of the compressor, and the rotational speed of the in-vehicle auxiliary machine are aligned in a straight line on the alignment chart. Here, when the driving torque of the in-vehicle auxiliaries and the compressor is changed, the in-vehicle auxiliaries and the compressor are maintained while maintaining the above-described relationship regarding the rotational speeds of the drive shaft, the compressor, and the in-vehicle auxiliaries on the alignment chart The respective rotation speeds of these continuously change.
この点に鑑み、上記発明では、上記態様にて車載補機及び圧縮機のそれぞれの駆動トルクを調節することで、圧縮機の回転速度を調節することができ、圧縮機を含む冷凍サイクルの冷媒循環量を適切に調節することができる。このため、蓄熱器に蓄熱する熱エネルギを適切に生成することができる。 In view of this point, in the above invention, the rotational speed of the compressor can be adjusted by adjusting the driving torques of the in-vehicle auxiliary machine and the compressor in the above aspect, and the refrigerant of the refrigeration cycle including the compressor The amount of circulation can be adjusted appropriately. For this reason, the heat energy stored in the heat accumulator can be appropriately generated.
なお、上記発明において、圧縮機の回転を停止させるためのブレーキ機構を更に備え、圧縮機の回転速度を徐々に低下させて0とした後、ブレーキ機構によって圧縮機の駆動を停止させる制御を行ってもよい。この制御によれば、例えば圧縮機と第2の回転体との間の動力を伝達又は遮断するクラッチ機構を採用する場合と比較して、圧縮機の駆動及び駆動の停止を切り替えることに伴うショックの発生を抑制することができ、ドライバビリティの低下を好適に回避することもできる。 In the above invention, a brake mechanism for stopping the rotation of the compressor is further provided, and after the rotation speed of the compressor is gradually decreased to 0, the brake mechanism is controlled to stop the driving of the compressor. May be. According to this control, for example, compared with a case where a clutch mechanism that transmits or cuts power between the compressor and the second rotating body is employed, a shock associated with switching between driving and stopping of the compressor. Can be suppressed, and drivability can be suitably prevented from being lowered.
第3の発明は、第2の発明において、前記車載補機は、発電機であり、前記バッテリは、前記回生制御手段によって前記車両の運動エネルギが前記回転機の発電エネルギに変換されることで充電される第1バッテリと、前記発電機の発電によって充電される第2バッテリとを備えて構成されるものであり、前記回生制御手段は、前記発電機及び前記圧縮機のそれぞれの駆動トルクを調節することで、前記蓄熱器に蓄熱しつつ前記第2バッテリを充電する処理を行うことを特徴とする。 In a third aspect based on the second aspect , the in-vehicle auxiliary device is a generator, and the battery is configured such that the kinetic energy of the vehicle is converted into the generated energy of the rotating machine by the regeneration control means. A first battery to be charged; and a second battery to be charged by the power generation of the generator, wherein the regeneration control means sets the drive torques of the generator and the compressor, respectively. By adjusting, the second battery is charged while storing heat in the regenerator.
上記発明では、発電機及び圧縮機の駆動トルクの調節によってこれら補機の回転速度を適切に調節することができる。このため、例えば回転機の発電可能な電力が第1バッテリの受入れ可能な電力を上回ると想定される状況下、この上回る分の電力を用いて蓄熱器に蓄熱するとともに、第2バッテリに充電することができる。 In the said invention, the rotational speed of these auxiliary machines can be adjusted appropriately by adjusting the drive torque of a generator and a compressor. For this reason, for example, in a situation where the electric power that can be generated by the rotating machine is assumed to exceed the electric power that can be received by the first battery, heat is stored in the heat accumulator using the electric power that exceeds the electric power and the second battery is charged. be able to.
第4の発明は、第3の発明において、前記回生制御手段は、前記蓄熱器及び前記第2バッテリのうちエネルギ蓄積量が少ない方に、前記動力伝達機構を介して前記車両の運動エネルギを優先して分配すべく、前記圧縮機及び前記発電機のそれぞれの回転速度を調節することを特徴とする。 In a fourth aspect based on the third aspect , the regenerative control means gives priority to the kinetic energy of the vehicle via the power transmission mechanism to the heat storage unit and the second battery having a smaller energy storage amount. Therefore, the rotational speed of each of the compressor and the generator is adjusted so as to be distributed.
上記発明では、上記態様にて圧縮機及び発電機のそれぞれの回転速度を調節することで、蓄熱器及び第2バッテリのうち一方のエネルギ蓄電量が過度に小さくなる事態の発生を回避することができる。 In the above invention, by adjusting the respective rotational speeds of the compressor and the generator in the above aspect, it is possible to avoid the occurrence of a situation where the energy storage amount of one of the heat accumulator and the second battery becomes excessively small. it can.
第5の発明は、第3又は4の発明において、前記回生制御手段によって前記回転機に発電させることで前記バッテリを充電する処理が行われる期間以外の期間において、前記蓄熱器及び前記第2バッテリのうち少なくとも一方のエネルギ蓄積量が不足しているか否かを判断する判断手段と、前記判断手段によって前記不足していると判断された場合、前記エネルギ蓄積量の不足を補償すべく前記圧縮機及び前記発電機のうち少なくとも1つを強制的に駆動させる強制駆動手段を更に備えることを特徴とする。 According to a fifth invention, in the third or fourth invention, the regenerator and the second battery in a period other than a period in which a process for charging the battery by causing the regenerative control unit to generate power is performed. A determination means for determining whether or not at least one of the energy storage amount is insufficient, and the compressor for compensating for the shortage of the energy storage amount when the determination means determines that the energy storage amount is insufficient. And forcibly driving means for forcibly driving at least one of the generators.
上記発明では、強制駆動手段を備えることで、蓄熱器や第2バッテリのエネルギ蓄積量が不足する事態を好適に回避することができる。 In the said invention, the situation which the energy storage amount of a heat storage device or a 2nd battery runs short can be avoided suitably by providing a forced drive means.
第6の発明は、第3〜5のいずれか1つの発明において、前記車両には、車輪に制動力を付与すべくユーザによって操作されるブレーキ操作部材と、該ブレーキ操作部材及び電動式のアクチュエータのうち少なくとも1つの操作によって前記車輪に制動力を付与するブレーキ装置とが備えられ、前記ブレーキ操作部材の操作状態に基づき、前記車輪に付与する制動トルクを算出する制動トルク算出手段と、前記回生制御手段による前記圧縮機及び前記車載補機の駆動によって前記駆動輪に付与される制動トルクが、前記制動トルク算出手段によって算出される制動トルクに対して不足する場合、該不足する制動トルクを前記アクチュエータの操作によって補償するブレーキ制御手段とを更に備えることを特徴とする。 According to a sixth invention, in any one of the third to fifth inventions, the vehicle has a brake operation member that is operated by a user to apply a braking force to the wheels, the brake operation member, and an electric type A brake device that applies a braking force to the wheel by operating at least one of the actuators, and a braking torque calculating unit that calculates a braking torque to be applied to the wheel based on an operation state of the brake operation member; When the braking torque applied to the drive wheels by driving the compressor and the in-vehicle auxiliary device by the regeneration control unit is insufficient with respect to the braking torque calculated by the braking torque calculating unit, the insufficient braking torque is set. Brake control means for compensating by operation of the actuator is further provided.
上記発明では、制動トルク算出手段を備えることで、ユーザの減速意思を反映した制動トルクを算出することができる。そして、制動トルク算出手段によって算出された制動トルクを基準として、回生制御手段によって上記駆動輪に付与される制動トルクの不足分を、アクチュエータの操作によって補償する。これにより、ユーザの意図する制動力を車輪に付与しつつ、上記回生制御手段によって蓄熱器に蓄熱したり、バッテリに充電したりすることができる。 In the above invention, the braking torque reflecting the user's intention to decelerate can be calculated by providing the braking torque calculating means. Then, based on the braking torque calculated by the braking torque calculating means, the deficiency of the braking torque applied to the drive wheels by the regeneration control means is compensated by operating the actuator. Thereby, it is possible to store heat in the regenerator or to charge the battery by the regenerative control means while applying the braking force intended by the user to the wheels.
第7の発明は、第1の発明において、前記運動エネルギ変換手段は、前記回転機と、該回転機の発電電力を所定に変換する電力変換装置とを備えるものであり、前記圧縮機は、前記電力変換装置を介して供給される電力によって駆動されるものであり、前記回生制御手段は、前記蓄熱器に蓄熱する処理として、前記バッテリに受入れ可能な電力を上回る電力を前記回転機に発電させ、該上回る分の電力を前記電力変換装置を介して前記圧縮機に供給することで、該圧縮機を駆動させる処理を行うことを特徴とする。 In a seventh aspect based on the first aspect , the kinetic energy conversion means includes the rotating machine and a power conversion device that converts the generated power of the rotating machine into a predetermined value. Driven by the power supplied via the power converter, the regenerative control means generates power to the rotating machine that exceeds the power that can be received by the battery as a process of storing heat in the heat accumulator. Then, a process for driving the compressor is performed by supplying the excess power to the compressor via the power converter.
上記発明では、バッテリに受入れ可能な電力を上回る分の電力によって圧縮機を駆動させることで、蓄熱器に蓄熱する熱エネルギを適切に生成することができ、ひいては車両の運動エネルギを有効に利用することができる。 In the above-described invention, by driving the compressor with electric power that exceeds the electric power that can be received by the battery, it is possible to appropriately generate thermal energy to be stored in the heat accumulator, and effectively use the kinetic energy of the vehicle. be able to.
第8の発明は、第7の発明において、前記バッテリは、前記回転機と電力の授受を行って且つ前記電力変換装置に電力を供給する第1バッテリと、前記電力変換装置から供給される電力によって充電されて且つ車載補機の電力供給源となる第2バッテリとを備えて構成されるものであり、前記回生制御手段は、前記第1バッテリに受入れ可能な電力を上回る電力を前記回転機に発電させ、該上回る分の電力のうち、一部を前記電力変換装置を介して前記圧縮機に供給することで該圧縮機を駆動させて且つ、残余を前記第2バッテリに供給することで該第2バッテリを充電する処理を行うことを特徴とする。 In an eighth aspect based on the seventh aspect , the battery is a first battery that exchanges power with the rotating machine and supplies power to the power converter, and power supplied from the power converter. And a second battery that serves as a power supply source of the on-vehicle auxiliary machine, and the regenerative control means supplies the electric power that exceeds the power that can be received by the first battery to the rotating machine. To generate electric power, and by supplying a part of the excess power to the compressor via the power converter, the compressor is driven and the remainder is supplied to the second battery. A process for charging the second battery is performed.
上記発明では、第1バッテリに受入れ可能な電力を上回る分の電力によって、圧縮機を駆動させて蓄熱器に蓄熱したり、第2バッテリを充電したりすることができる。 In the said invention, a compressor can be driven with the electric power more than the electric power which can be received in a 1st battery, a heat accumulator can be heat-stored, or a 2nd battery can be charged.
第9の発明は、第8の発明において、前記回生制御手段によって前記回転機に発電させることで前記バッテリを充電する処理が行われる期間以外の期間において、前記蓄熱器及び前記第2バッテリのうち少なくとも一方のエネルギ蓄積量が不足しているか否かを判断する判断手段と、前記判断手段によって前記不足していると判断された場合、前記エネルギ蓄積量の不足を補償すべく、前記第1バッテリから前記電力変換装置を介した電力の供給によって、前記第2バッテリを充電する処理及び前記圧縮機を駆動させる処理のうち少なくとも一方を強制的に行う手段を更に備えることを特徴とする。 In a ninth aspect based on the eighth aspect , in the period other than the period in which the process for charging the battery is performed by causing the regenerative control means to generate power in the rotating machine, the heat accumulator and the second battery Determining means for determining whether or not at least one energy storage amount is insufficient, and the first battery in order to compensate for the shortage of the energy storage amount when the determination means determines that the energy storage amount is insufficient. The apparatus further comprises means for forcibly performing at least one of a process of charging the second battery and a process of driving the compressor by supplying power through the power converter.
上記発明によれば、蓄熱器や第2バッテリのエネルギ蓄積量が過度に不足する事態を好適に回避することができる。 According to the said invention, the situation where the energy storage amount of a heat storage device or a 2nd battery is insufficient insufficiently can be avoided suitably.
第10の発明は、第1〜9のいずれか1つの発明において、前記蓄熱器に蓄えられた熱を用いて空調制御を行う空調制御手段を更に備えることを特徴とする。 According to a tenth aspect of the present invention, in any one of the first to ninth aspects of the present invention, the apparatus further comprises air conditioning control means for performing air conditioning control using heat stored in the heat accumulator.
上記発明では、蓄熱器に蓄えられた熱を用いて空調制御を行うことで、その後空調制御のために圧縮機が駆動される頻度を低下させることができる。これにより、バッテリの蓄電量の低下を抑制することができ、ひいては車両の航続距離が短くなることを好適に抑制することができる。 In the said invention, the frequency by which a compressor is driven for air-conditioning control after that can be reduced by performing air-conditioning control using the heat | fever stored in the heat storage device. Thereby, the fall of the amount of electrical storage of a battery can be suppressed, and by extension, it can suppress suitably that the cruising distance of a vehicle becomes short.
(第1の実施形態)
以下、本発明にかかる制御装置を車載主機として回転機のみを備える電動車両に適用した第1の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment in which a control device according to the present invention is applied to an electric vehicle having only a rotating machine as an in-vehicle main machine will be described with reference to the drawings.
図1に本実施形態にかかるシステム構成図を示す。 FIG. 1 shows a system configuration diagram according to the present embodiment.
図示されるように、電動車両には、発電機兼電動機であるモータジェネレータ10、ブレーキ装置12、空気調節システム(エアコンシステム14)、動力伝達機構16及び発電機(オルタネータ18)等が備えられている。詳しくは、モータジェネレータ10は、駆動軸20と機械的に連結されて且つ、駆動軸20及び減速機構22等を介して駆動輪24と動力伝達が可能なものであり、車両の走行動力源となるものである。
As shown in the figure, the electric vehicle includes a
上記ブレーキ装置12は、駆動輪24に対して制動トルクを付与するためのものであり、電動式のブレーキアクチュエータ12a等を備えて構成されている。詳しくは、ブレーキ装置12は、駆動軸20の回転を妨げる方向に駆動軸20にトルクを付与することで、駆動輪24に制動トルクを付与する。ここで駆動輪24に付与される制動トルクは、ユーザによるブレーキペダル26の踏み込み量(ブレーキ操作量)が大きくなったり、ブレーキアクチュエータ12aが駆動されたりすることによってブレーキ油圧系統の油圧(ブレーキ油圧)が高くなることで大きくなる。なお本実施形態では、ブレーキ装置12として、ブレーキアクチュエータ12aへの通電によってブレーキ油圧を上昇・維持させ、通電の停止によってブレーキ油圧が低下するものを想定している。また、ブレーキ油圧系統には、ブレーキ油圧(例えばマスタシリンダ圧)を検出する油圧センサ28が設けられている。
The
エアコンシステム14は、冷凍サイクルに冷媒を循環させるべく冷媒を吸入・吐出するコンプレッサ30、熱交換器32及び蓄熱器34等を備えて構成されている。詳しくは、上記コンプレッサ30は、これが備える図示しない電磁駆動式のコントロールバルブの通電操作によって冷媒の吐出容量を連続的に可変設定可能な可変容量式のものである。コンプレッサ30は、冷媒吐出容量が大きくなるほど、コンプレッサ30の駆動トルク(コンプレッサトルク)が大きくなる。また、コンプレッサ30は、その消費動力が大きくなるほど、空調のための熱生成量が多くなる。なお、本実施形態では、コンプレッサ30として、動力伝達機構16からコンプレッサ30へと動力が直接伝達されるクラッチレス式のものを想定している。また、以下の説明では、コンプレッサ30の回転中に吐出容量が0よりも大きくなる状態をコンプレッサ30が駆動されるものとし、コンプレッサ30の回転が停止されたり(回転速度が0となったり)、吐出容量が0となったりする状態をコンプレッサ30の駆動が停止されるものとする。
The
上記熱交換器32は、コンプレッサ30から吐出された冷媒が空気と熱交換する部材であり、冷房又は暖房のために車室内に供給する空気を冷却又は加熱する機能を有する。詳しくは、エアコンシステム14の冷媒循環経路に備えられる図示しない四方弁が通電操作されることで、冷房運転又はヒートポンプ運転が行われ、上記空気を冷却又は加熱する。
The
蓄熱器34は、その内部に封入される蓄熱剤(例えば、パラフィンや、凍結防止用の添加剤を添加した水である不凍液)により冷媒の熱を蓄える部材である。蓄熱器34は、コンプレッサ30の駆動中に冷凍サイクルで生成された冷房又は暖房のための熱量の余剰分を蓄え、コンプレッサ30の停止期間において上記蓄えられた熱を冷房又は暖房に使用するための構成である。
The
詳しくは、コンプレッサ30が駆動されることで熱交換器32に供給された冷媒と上記蓄熱剤との熱交換によって、冷媒の熱が蓄熱器34に蓄えられる。その後、コンプレッサ30が停止される状況下、図示しないファンから送風された空気と蓄熱剤とが熱交換することにより、上記送風された空気が冷却又は加熱され、冷却又は加熱された空気が吹出し口を介して車室へと送られる。これにより、コンプレッサ30の停止中において車室内を冷房又は暖房することが可能となる。なお、蓄熱器34には、蓄熱器34の温度(蓄熱剤の温度)を検出する温度センサ36が設けられている。
Specifically, the heat of the refrigerant is stored in the
上記動力伝達機構16(動力分割機構ともいう)は、モータジェネレータ10、オルタネータ18及びコンプレッサ30間で互いに動力伝達を可能とするものである。詳しくは、動力伝達機構16は、サンギアSと、リングギアRと、サンギアS及びリングギアR間の動力伝達を可能とする複数のピニオンギアP(図中、4つを例示)と、キャリアCとを備えて構成される遊星歯車機構である。ここでキャリアCには、コンプレッサ30の回転軸が機械的に連結されており、リングギアRには、駆動軸20(モータジェネレータ10)が機械的に連結されている。また、サンギアSには、オルタネータ18の回転軸が機械的に連結されている。
The power transmission mechanism 16 (also referred to as a power split mechanism) enables power transmission between the
特に本実施形態では、コンプレッサ30の回転軸及びキャリアCは同一の回転速度(角速度)で回転し、オルタネータ18の回転軸及びサンギアSは同一の角速度で回転し、更にはモータジェネレータ10及びリングギアRは同一の角速度で回転する。また、モータジェネレータ10の角速度(リングギア角速度)、コンプレッサ30の角速度(キャリア角速度)及びオルタネータ18の角速度(サンギア角速度)の順に、これら角速度が共線図上において一直線上に並ぶこととなる。
In particular, in this embodiment, the rotating shaft of the
コンプレッサ30とキャリアCとの間の動力伝達経路上には、コンプレッサ30の回転を停止させるための電子制御式のブレーキ機構38が設けられている。このブレーキ機構38は、コンプレッサ30に一体として備えられていてもよいし、コンプレッサ30とは別に設けられていてもよい。
On the power transmission path between the
オルタネータ18は、これが回転駆動されて発電するものであり、図示しないレギュレータ及びロータコイル等を備えて構成されている。詳しくは、レギュレータによってロータコイルに流れる励磁電流が調節されることでオルタネータ18の発電電力が調節される。具体的には、この発電電力は、オルタネータ18の駆動トルク(オルタネータトルク)が大きくなったり、オルタネータ18の回転速度が高くなったりするほど大きくなる。
The
オルタネータ18の発電電力は、第2バッテリとしての車載低圧バッテリ40(例えば鉛バッテリ)及び車室内の照明等の種々の車載電気負荷42等に供給される。
The electric power generated by the
モータジェネレータ10は、インバータ44及びシステムメインリレー46を介して、第1バッテリとしての車載高圧バッテリ48(例えばリチウムイオンバッテリ)と電力のやりとりを行う。なお本実施形態において、高圧バッテリ48は、その電圧(端子電圧)が低圧バッテリ40よりも高いものである。更に、高圧バッテリ48は、そのエネルギ密度や蓄電量が低圧バッテリ40よりも大きいものである。
The
モータジェネレータ10等を操作対象とする電子制御装置(以下、ECU50)は、低圧バッテリ40を電力供給源として駆動され、周知のCPU、ROM、RAM等よりなるマイクロコンピュータを主体として構成されている。ECU50には、ユーザのブレーキペダル26の踏み込み力(ブレーキ踏力)を検出するブレーキセンサ52や、駆動軸20(リングギアR)の回転速度を検出する回転速度センサ54、高圧バッテリ48の状態(電圧、入出力電流、温度等)を検出する高圧バッテリセンサ56、低圧バッテリ40の状態(電圧、入出力電流、温度等)を検出する低圧バッテリセンサ58、コンプレッサ30の駆動を指示すべくユーザによって操作されるA/Cスイッチ59、更には油圧センサ28等の検出信号が逐次入力される。そしてECU50は、これら入力信号に基づき、インバータ44の通電操作によるモータジェネレータ10の駆動制御処理や、コンプレッサ30等の通電操作による空調制御処理等を行う。
An electronic control device (hereinafter referred to as ECU 50) that operates on the
特にECU50は、主機回生制御処理を行う。この処理は、ユーザによるブレーキ操作がなされる車両の減速時において、車両の運動エネルギをブレーキ装置12によって熱エネルギに変換する代わりに、モータジェネレータ10の発電エネルギとして利用することで、高圧バッテリ48を充電するためのものである。これにより、モータジェネレータ10の電力供給源となる高圧バッテリ48の蓄電量(SOC)を増大させることができ、車両の航続距離の低下を抑制することが可能となる。なお、ブレーキ操作がなされるか否かは、例えばブレーキセンサ52の出力値に基づくブレーキ踏力が0よりも大きいか否かで判断すればよい。また、主機回生制御処理が行われる状況としては、ブレーキ操作によって車両が減速する状況のみならず、例えばブレーキ操作によって所定の走行速度を維持しつつ車両が下り坂を走行する状況も考えられる。
In particular, the
ところで、高圧バッテリ48には通常、充電時に受入れ可能な電力の上限値(高圧側入力上限値)が設定されている。この高圧側入力上限値は、高圧バッテリ48の信頼性を確保すること等を目的として設定される。つまり、主機回生制御処理によるモータジェネレータ10の発電電力が過度に大きくなったり、高圧バッテリ48のSOCが十分である状況下において高圧バッテリ48に電力が供給されたりすることに起因して、高圧バッテリ48が発熱したり劣化したりする等、高圧バッテリ48の信頼性が低下するおそれがある。このため、高圧側入力上限値を設定することで、高圧バッテリ48の信頼性の低下を回避する。なお、高圧側入力上限値は、高圧バッテリ48の出力密度も加味して設定される。具体的には、出力密度が小さいと、高圧側入力上限値が小さく設定される傾向にある。
By the way, the
ここで主機回生制御処理によるモータジェネレータ10の発電可能な電力が、高圧側入力上限値を上回る場合、この上限値を上回る分を発電することができず、主機回生制御処理によって車両の運動エネルギを有効に利用することができなくなるおそれがある。
Here, when the electric power that can be generated by the
こうした問題の解決策として、例えば、高圧バッテリ48の容量を増大させること等も考えられる。しかしながらこの場合、車両の重量やコストが増大するなどが懸念される。
As a solution to such a problem, for example, increasing the capacity of the
そこで本実施形態では、主機回生制御処理に加えて、ブレーキ操作がなされると判断される状況下、車両の運動エネルギをコンプレッサ30の駆動エネルギ及びオルタネータ18の発電エネルギに変換し、蓄熱器34に蓄熱したり、低圧バッテリ40を充電したりする処理である補機回生制御処理を行うことで、車両の運動エネルギの有効利用を図る。
Therefore, in the present embodiment, in addition to the main engine regenerative control process, the vehicle's kinetic energy is converted into the driving energy of the
図2に、本実施形態にかかる補機回生制御処理及び主機回生制御処理の手順を示す。この処理は、ECU50によって、例えば所定周期で繰り返し実行される。なお、以降、リングギア角速度の符号は、車両を進行させる側を正と定義する。また、リングギアRに作用するトルクであるリングギアトルクの符号は、動力伝達機構16の外部(駆動軸20)からリングギアRに動力が入力される場合におけるその動力の符号が正となるように定義する。そして、キャリアCに作用するトルクであるキャリアトルクの符号は、キャリアCから動力伝達機構16の外部(コンプレッサ30)に動力が出力される場合におけるその動力の符号が正となるように定義する。更に、サンギアSに作用するトルクであるサンギアトルクの符号は、サンギアSから動力伝達機構16の外部(オルタネータ18)に動力が出力される場合におけるその動力の符号が正となるように定義する。
FIG. 2 shows a procedure of auxiliary machine regeneration control processing and main machine regeneration control processing according to the present embodiment. This process is repeatedly executed by the
この一連の処理では、まずステップS10において、高圧バッテリセンサ56の出力値から算出される高圧バッテリ48の状態(電圧VH、入出力電流IH、温度TH)に基づき、高圧側入力上限値Pimaxを算出する。なお、高圧側入力上限値Pimaxの設定に高圧バッテリ48の状態を用いるのは、高圧側入力上限値Pimaxが上記状態に影響を及ぼされるためである。また、以降、高圧側入力上限値Pimaxの符号について、高圧バッテリ48に充電される側を正と定義する。
In this series of processing, first, in step S10, the high-voltage side input upper limit value Pimax is calculated based on the state of the high-voltage battery 48 (voltage VH, input / output current IH, temperature TH) calculated from the output value of the high-
続くステップS12では、低圧バッテリセンサ58の出力値から算出される低圧バッテリ40の状態(電圧VL、入出力電流、温度等)に基づき、低圧バッテリ40の実際の蓄電量(低圧実SOC)を算出する。また、温度センサ36の出力値から算出される蓄熱器34の温度Tacに基づき、蓄熱器34に蓄えられている実際の熱量(実蓄熱量)を算出する。
In the subsequent step S12, the actual storage amount (low voltage actual SOC) of the
続くステップS14では、熱回収最大パワーPhmax及び低圧回収最大パワーPblmaxを設定する。ここで熱回収最大パワーPhmaxとは、コンプレッサ30の駆動によって蓄熱器34に蓄熱する際に、キャリアCを介してコンプレッサ30に分配可能なリングギアRのパワーの上限値である。また、低圧回収最大パワーPblmaxとは、オルタネータ18の発電によって低圧バッテリ40に充電する際に、サンギアSを介してオルタネータ18に分配可能なリングギアRのパワーの上限値とする。ここでリングギアRのパワーとは、リングギア角速度ωr及びリングギアトルクの乗算値である。
In the subsequent step S14, the heat recovery maximum power Phmax and the low pressure recovery maximum power Pblmax are set. Here, the maximum heat recovery power Phmax is an upper limit value of the power of the ring gear R that can be distributed to the
ここで、コンプレッサ30に分配可能なリングギアRのパワーの上限値は、コンプレッサ30の仕様等に応じて定まるものである。また、オルタネータ18に分配可能なリングギアRのパワーの上限値は、低圧バッテリ40の電圧や温度等に応じて、低圧バッテリ40の信頼性確保の観点から設定される値(低圧側入力上限値)に基づき設定されるものである。ただし、本実施形態では、リングギアRのパワーをキャリアC及びサンギアSに分配する際の制約から、熱回収最大パワーPhmax及び低圧回収最大パワーPblmaxの双方を、上記分配可能なリングギアRのパワーの上限値とすることは必ずしも可能とはならない。このことに鑑み、基本的には、いずれか一方を優先して上記分配可能なリングギアRのパワーの上限値に設定する。
Here, the upper limit value of the power of the ring gear R that can be distributed to the
詳しくは、蓄熱器34のエネルギ蓄積量を、蓄熱器34の蓄熱量の上限値に対する実蓄熱量の比率と定義し、低圧バッテリ40のエネルギ蓄積量を、低圧バッテリ40のSOCの上限値に対する低圧実SOCの比率と定義し、蓄熱器34及び低圧バッテリ40のうちエネルギ蓄積量が少ない方を上記分配可能なリングギアRのパワーの上限値となるように、熱回収最大パワーPhmax及び低圧回収最大パワーPblmaxを設定する。これは、キャリア角速度及びサンギア角速度の調節によって行うことができるため、このステップS14の処理では、これら角速度のそれぞれの目標値を設定する。以下、これについて説明する。
Specifically, the energy storage amount of the
まず、キャリアCからコンプレッサ30へと出力されるパワー(キャリアCのパワーPc)及びサンギアSからオルタネータ18へと出力されるパワー(サンギアSのパワーPs)は、キャリアトルクをTc、サンギアトルクをTs、キャリア角速度をωc、サンギア角速度をωsとすると、それぞれ下式(1),(2)で表される。
Pc=Tc×ωc …(1)
Ps=Ts×ωs …(2)
上記キャリアCのパワーPc及びサンギアSのパワーPsの加算値は、下式(3)で表されるように、リングギアRのパワーPrと等しくなる。
Pr=Pc+Ps …(3)
ここで、αを(リングギアRの歯数)/(サンギアSの歯数)とすると、リングギアトルクTrに対するキャリアトルクTc、サンギアトルクTsの比率を、下式(4)で表されるように一定とした場合、リングギア角速度ωr、キャリア角速度ωc及びサンギア角速度ωsが一定となる。
Tr:Tc:Ts=1:(1+α)/α:(−1/α) …(4)
上式(4)をキャリアトルクTc及びサンギアトルクTsのそれぞれについて表すと、下式(5),(6)が導かれる。
Tc=(1+α)/α×Tr …(5)
Ts=(−1/α)×Tr …(6)
ここで上式(1),(2)のそれぞれに、上式(5),(6)のそれぞれを代入すると、キャリアCのパワーPc及びサンギアSのパワーPsはそれぞれ、下式(7),(8)で表される。
Pc=(1+α)/α×Tr×ωc …(7)
Ps=(−1/α)×Tr×ωs …(8)
上式(7),(8)から、キャリアCのパワーPcは、キャリア角速度ωcが高くなるほど大きくなる。また、サンギアSのパワーPcは、サンギア角速度ωsが負であって且つその絶対値が大きくなるほど大きくなる。このため、キャリア角速度ωc及びサンギア角速度ωsを調節することで、コンプレッサ30及びオルタネータ18のそれぞれに対するリングギアRのパワーPrの分配比率を調節することが可能となる。
First, the power output from the carrier C to the compressor 30 (the power Pc of the carrier C) and the power output from the sun gear S to the alternator 18 (the power Ps of the sun gear S) are the carrier torque Tc and the sun gear torque Ts. When the carrier angular velocity is ωc and the sun gear angular velocity is ωs, they are expressed by the following equations (1) and (2), respectively.
Pc = Tc × ωc (1)
Ps = Ts × ωs (2)
The added value of the power Pc of the carrier C and the power Ps of the sun gear S is equal to the power Pr of the ring gear R as represented by the following expression (3).
Pr = Pc + Ps (3)
Here, if α is (the number of teeth of the ring gear R) / (the number of teeth of the sun gear S), the ratio of the carrier torque Tc and the sun gear torque Ts to the ring gear torque Tr is expressed by the following equation (4). , The ring gear angular velocity ωr, the carrier angular velocity ωc, and the sun gear angular velocity ωs are constant.
Tr: Tc: Ts = 1: (1 + α) / α: (− 1 / α) (4)
When the above equation (4) is expressed for each of the carrier torque Tc and the sun gear torque Ts, the following equations (5) and (6) are derived.
Tc = (1 + α) / α × Tr (5)
Ts = (− 1 / α) × Tr (6)
Here, if each of the above equations (5) and (6) is substituted for each of the above equations (1) and (2), the power Pc of the carrier C and the power Ps of the sun gear S are respectively expressed by the following equations (7), It is represented by (8).
Pc = (1 + α) / α × Tr × ωc (7)
Ps = (− 1 / α) × Tr × ωs (8)
From the above equations (7) and (8), the power Pc of the carrier C increases as the carrier angular velocity ωc increases. Further, the power Pc of the sun gear S increases as the sun gear angular velocity ωs is negative and its absolute value increases. Therefore, the distribution ratio of the power Pr of the ring gear R to the
ここでキャリア角速度ωc及びサンギア角速度ωsのそれぞれについては、下式(9)で表される関係を満たすことが要求される。
ωr={(1+α)/α}×ωc−(1/α)×ωs …(9)
すなわち、回転速度センサ54の出力値から算出されるリングギア角速度ωrを入力として、上式(9)を満たして且つ、コンプレッサ30及びオルタネータ18の少なくとも一方に分配するパワーが上記分配可能なリングギアRのパワーの上限値となるように、キャリア角速度ωc及びサンギア角速度ωsの目標値を算出する。
Here, each of the carrier angular velocity ωc and the sun gear angular velocity ωs is required to satisfy the relationship represented by the following expression (9).
ωr = {(1 + α) / α} × ωc− (1 / α) × ωs (9)
That is, the ring gear angular velocity ωr calculated from the output value of the
ここで、キャリアCのパワーPc及びサンギアSのパワーPsのそれぞれを、コンプレッサ30の駆動による単位時間あたりの生成熱量及びオルタネータ18の発電電力のそれぞれに変換する変換効率εh,εe(0<εh<1,0<εe<1)と、上式(7),(8)とから、コンプレッサ30の駆動による熱回収最大パワーPhmaxに対応した単位時間あたりの生成熱量Qmaxと、オルタネータ18の発電による低圧回収最大パワーPblmaxに対応した電力Blmaxとが、それぞれ下式(10),(11)で表される。
Qmax=εh×Phmax …(10)
Blmax=εe×Pblmax …(11)
図3に、オルタネータ18及びコンプレッサ30のそれぞれに対してリングギアRのパワーPrを分配するためのサンギア角速度ωs及びキャリア角速度ωcのそれぞれの目標値の設定態様の一例を示す。
Here, conversion efficiency εh, εe (0 <εh < 1,0 <εe <1) and the above formulas (7) and (8), the generated heat quantity Qmax per unit time corresponding to the maximum heat recovery power Phmax by driving the
Qmax = εh × Phmax (10)
Blmax = εe × Pblmax (11)
FIG. 3 shows an example of how the target values of the sun gear angular velocity ωs and the carrier angular velocity ωc for setting the power Pr of the ring gear R to the
低圧バッテリ40のエネルギ蓄積量が蓄熱器34のエネルギ蓄積量よりも小さい場合、図中実線にて示すように、キャリア角速度及びサンギア角速度のそれぞれの目標値をωc1,ωs1とすることで、コンプレッサ30及びオルタネータ18のうちオルタネータ18にリングギアRのパワーPrが優先的に分配される。一方、蓄熱器34のエネルギ蓄積量が低圧バッテリ40のエネルギ蓄積量よりも小さい場合、図中一点鎖線にて示すように、キャリア角速度及びサンギア角速度のそれぞれの目標値をωc2,ωs2とすることで、コンプレッサ30及びオルタネータ18のうちコンプレッサ30にリングギアRのパワーPrが優先的に分配される。
When the energy storage amount of the low-
図2の説明に戻り、続くステップS16では、コンプレッサ30の駆動によって蓄熱器34に蓄熱する際におけるキャリアCのパワーPcの要求値(要求蓄熱パワーPhrq)と、オルタネータ18の発電によって低圧バッテリ40に充電する際におけるサンギアSのパワーPsの要求値(要求低圧パワーPblrq)とを「0」とする初期化処理を行う。
Returning to the description of FIG. 2, in the subsequent step S <b> 16, the required value of the power Pc of the carrier C (required heat storage power Phrq) when heat is stored in the
続くステップS18では、蓄熱器34及び低圧バッテリ40のうち少なくとも一方のエネルギ蓄積量が現在不足しているか否かを判断する。この処理は、上記エネルギ蓄積量が不足することに起因して、空調制御等を適切に行うことができなくなるおそれのある状況であるか否かを判断するためのものである。
In a succeeding step S18, it is determined whether or not at least one of the
ここで蓄熱器34のエネルギ蓄積量が不足しているか否かの判断手法について説明すると、例えば、車室内の温度を目標温度とするために要求されるエネルギ蓄積量が蓄熱器34に蓄えられているか否かで判断すればよい。また、低圧バッテリ40のエネルギ蓄積量が不足しているか否かの判断手法について説明すると、例えば、ECU50や電気負荷42等の各種車載機器の動作の信頼性を確保可能な電圧未満であるか否かで判断すればよい。
Here, a method for determining whether or not the energy storage amount of the
ステップS18において肯定判断された場合には、ステップS20に進み、蓄熱器34や低圧バッテリ40のエネルギ蓄積量の不足を補償するための要求蓄熱パワーPhrq及び要求低圧パワーPblrqを算出する。ここで要求蓄熱パワーPhrqは例えば、車室内の温度を目標温度とするために要求される蓄熱器34のエネルギ蓄積量から実際のエネルギ蓄積量を減算した値が大きいほど大きくする。また、要求低圧パワーPblrqは例えば、各種車載機器の動作の信頼性を確保可能な低圧バッテリ40のエネルギ蓄積量から実際のエネルギ蓄積量を減算した値が大きいほど大きくする。
When an affirmative determination is made in step S18, the process proceeds to step S20, and the required heat storage power Phrq and the required low pressure power Pblrq for compensating for the shortage of the energy storage amount of the
なお本実施形態では、蓄熱器34及び低圧バッテリ40のうちエネルギ蓄積量の少ないほうにリングギアRのパワーを優先して分配するように、要求蓄熱パワーPhrq及び要求低圧パワーPblrqを算出する。ここでエネルギ蓄積量に応じた上記分配手法は、上記ステップS14において説明した手法と同様の手法を採用すればよい。また、A/Cスイッチ59がオフされていると判断された場合、要求蓄熱パワーPhrqを「0」とする。
In the present embodiment, the required heat storage power Phrq and the required low pressure power Pblrq are calculated so that the power of the ring gear R is preferentially distributed among the
続くステップS22では、要求蓄熱パワーPhrq及び熱回収最大パワーPhmaxのうち小さい方を要求蓄熱パワーの指令値Phoutとして算出する処理を行う。また、要求低圧パワーPblrq及び低圧回収最大パワーPblmaxのうち小さい方を要求低圧パワーの指令値Pbloutとして算出する処理を行う。ただし、本ステップにおける処理によって、要求蓄熱パワーPhrq及び要求低圧パワーPblrqのいずれか一方が、上記熱回収最大パワーPhmaxや低圧回収最大パワーPblmaxによって制約されることがある。この場合、熱回収最大パワーPhmax及び低圧回収最大パワーPblmaxのうち制約されていない方については、上記制約の下、実現可能なパワーとなるように再び算出する。 In the subsequent step S22, a process of calculating the smaller one of the required heat storage power Phrq and the maximum heat recovery power Phmax as the required heat storage power command value Phout is performed. Further, a process of calculating a smaller one of the required low pressure power Pblrq and the low pressure recovery maximum power Pblmax as the required low pressure power command value Pblout is performed. However, depending on the processing in this step, either the required heat storage power Phrq or the required low pressure power Pblrq may be restricted by the heat recovery maximum power Phmax or the low pressure recovery maximum power Pblmax. In this case, the unrestricted one of the maximum heat recovery power Phmax and the low pressure recovery maximum power Pblmax is calculated again so as to be a realizable power under the above-described restrictions.
上記ステップS18において否定判断された場合や、ステップS22の処理が完了した場合には、ステップS24に進み、ブレーキ操作がなされているか否かを判断する。この処理は、主機回生制御処理及び補機回生制御処理を行う状況であるか否かを判断するためのものである。 When a negative determination is made in step S18 or when the process of step S22 is completed, the process proceeds to step S24 to determine whether or not a brake operation has been performed. This process is for determining whether or not the main machine regeneration control process and the auxiliary machine regeneration control process are being performed.
ステップS24においてブレーキ操作がなされていると判断された場合には、主機回生制御処理及び補機回生制御処理を行う状況であると判断し、ステップS26において、ブレーキ踏力に基づき駆動軸20(リングギアR)に出力すべき制動トルク(要求制動トルク)を算出する。ここで要求制動トルクは、ユーザの減速意思を反映した制動トルクであり、ブレーキ踏力が大きいほど大きく設定される。具体的には、ブレーキ踏力と要求制動トルクとが関係付けられたマップを用いて要求制動トルクを算出すればよい。 If it is determined in step S24 that the brake operation is being performed, it is determined that the main engine regeneration control process and the auxiliary machine regeneration control process are being performed. In step S26, the drive shaft 20 (ring gear) is determined based on the brake pedal effort. R) A braking torque (required braking torque) to be output is calculated. Here, the required braking torque is a braking torque that reflects the user's intention to decelerate, and is set larger as the brake depression force is larger. Specifically, the required braking torque may be calculated using a map in which the brake pedal force is associated with the required braking torque.
続くステップS28では、要求制動トルクを要求制動パワーPbkallに換算する。要求制動パワーPbkallは、ユーザの減速意思を反映した車両制動のためのパワーである。ここで要求制動パワーPbkallは、リングギア角速度ωrを減速機構22の減速比で除算した値に要求トルクを乗算した値として算出すればよい。なお、要求制動パワーPbkallの符号について、車両を制動させる側を正と定義する。
In the subsequent step S28, the required braking torque is converted into the required braking power Pbkall. The required braking power Pbkall is power for vehicle braking reflecting the user's intention to decelerate. Here, the required braking power Pbkall may be calculated as a value obtained by multiplying the value obtained by dividing the ring gear angular velocity ωr by the reduction ratio of the
続くステップS30では、熱回収最大パワーPhmaxを要求蓄熱パワーの指令値Phoutとして設定し、低圧回収最大パワーPblmaxを要求低圧パワーの指令値Pbloutとして設定する。 In the subsequent step S30, the maximum heat recovery power Phmax is set as the required heat storage power command value Phout, and the low pressure recovery maximum power Pblmax is set as the required low pressure power command value Pblout.
上記ステップS24においてブレーキ操作がなされていないと判断された場合や、ステップS30の処理が完了した場合には、ステップS32に進み、主機回生ブレーキ要求パワーPbkmgを算出する。主機回生ブレーキ要求パワーPbkmgは、主機回生制御処理によってモータジェネレータ10から駆動輪24に付与される制動パワーである。本実施形態では、主機回生ブレーキ要求パワーPbkmgの符号について、車両を制動させる側を正と定義する。また、主機回生ブレーキ要求パワーPbkmgの最小値を「0」とし、この要求パワーが「0」となる場合、主機回生制御処理が行われないこととする。
If it is determined in step S24 that the brake operation is not performed, or if the process of step S30 is completed, the process proceeds to step S32, and main engine regenerative brake required power Pbkmg is calculated. The main engine regenerative brake required power Pbkmg is the braking power applied from the
ここで主機回生ブレーキ要求パワーPbkmgの算出手法について説明すると、まず、要求制動パワーPbkallから、要求蓄熱パワーの指令値Phoutと、要求低圧パワーの指令値Pbloutと、規定制動パワーPbkbsとの加算値を減算した値を算出する。ここで規定制動パワーPkbsは、フォールトトレランスや車両姿勢制御等の観点から確保されるブレーキ装置12によって付与される制動パワーのことをいう。そして、上記減算した値と、高圧側入力上限値Pimaxとのうち小さい方を、主機回生ブレーキ要求パワーPbkmgとして算出する。なお、規定制動パワーPbkbsの符号について、車両を制動させる側を正と定義する。
Here, the calculation method of the main engine regenerative brake required power Pbkmg will be described. First, from the required braking power Pbkall, an added value of the required heat storage power command value Phout, the required low pressure power command value Pblout, and the specified braking power Pbkbs is calculated. Calculate the subtracted value. Here, the prescribed braking power Pkbs means braking power applied by the
続くステップS34では、ブレーキ装置12によって駆動輪24に付与される制動パワーである摩擦ブレーキ要求パワーPbkfを算出する。詳しくは、要求制動パワーPbkallから、主機回生ブレーキ要求パワーPbkmg、要求蓄熱パワーの指令値Phout及び要求低圧パワーの指令値Pbloutの加算値を減算した値として摩擦ブレーキ要求パワーPbkfを算出する。なお、要求制動パワーPbkall、主機回生ブレーキ要求パワーPbkmg、要求蓄熱パワーの指令値Phout及び要求低圧パワーの指令値Pbloutの上述した符号の定義によれば、摩擦ブレーキ要求パワーPbkfの符号については、車両を制動させる側が正となる。
In a subsequent step S34, a friction brake required power Pbkf that is a braking power applied to the
続くステップS36では、主機回生ブレーキ要求パワーPbkmg、摩擦ブレーキ要求パワーPbkf、要求蓄熱パワーの指令値Phout及び要求低圧パワーの指令値Pbloutのそれぞれに基づき、モータジェネレータ10による主機回生制御処理、ブレーキアクチュエータ12aによる制動制御処理、コンプレッサ30の駆動制御処理及びオルタネータ18の発電制御処理をそれぞれ行い、この一連の処理を一旦終了する。
In the subsequent step S36, main engine regenerative control processing by the
なお、コンプレッサ30の駆動制御処理は、要求蓄熱パワーの指令値Phoutに対応するキャリア角速度ωcの目標値に実際のキャリア角速度ωcを制御すべく、コンプレッサトルクを制御するものとなる。具体的には、まず、要求蓄熱パワーの指令値Phoutをキャリア角速度ωcで除算した値としてコンプレッサトルクの目標値を算出する。そして、コンプレッサトルクの目標値とコンプレッサ30の通電操作量(規定期間に対する通電期間の比率であるデューティ比)と関係付けられたマップ演算によりコンプレッサ30の通電操作を行う。すなわち、実際のキャリア角速度ωcをその目標値にフィードフォワード制御する。
The drive control process for the
また、オルタネータ18の発電制御処理は、上記コンプレッサ30の駆動制御処理と同様に、要求低圧パワーの指令値Pbloutに対応するサンギア角速度ωsの目標値に実際のサンギア角速度ωsを制御すべく、オルタネータトルクを制御するものとなる。具体的には、まず、要求低圧パワーの指令値Pbloutをサンギア角速度ωsで除算した値としてオルタネータトルクの目標値を算出する。そして、オルタネータトルクの目標値とオルタネータ18の通電操作量と関係付けられたマップ演算によるオルタネータ18の通電操作を行う。すなわち、実際のサンギア角速度ωsをその目標値にフィードフォワード制御する。
The power generation control process of the
図4に、本実施形態にかかる補機回生制御処理の一例を示す。詳しくは、図4(A)に、A/Cスイッチ59がオンされる場合の一例を示し、図4(B)に、このスイッチがオフされた場合の一例を示す。
FIG. 4 shows an example of auxiliary machine regeneration control processing according to this embodiment. Specifically, FIG. 4A shows an example when the A /
A/Cスイッチ59がオンされる場合、図4(A)に示すように、オルタネータ18の発電に伴うサンギアトルクTsと、コンプレッサ30の駆動に伴うキャリアトルクTcとに応じたリングギアトルクTrが発生する。そして、このトルクに加えて、主機回生ブレーキ要求パワーPbkmgに応じた制動トルクTbkmgと、摩擦ブレーキ要求パワーPbkfに応じた制動トルクTbkfとが駆動輪24に作用する。
When the A /
一方、A/Cスイッチ59がオフされる場合、図4(B)に示すように、キャリア角速度ωcを徐々に低下させて0とした後、ブレーキ機構38によってキャリアCを固定させる。これにより、コンプレッサ30の駆動を滑らかに停止させつつ、オルタネータ18の発電制御処理のみを行うことができる。なお、オルタネータ18の発電が不要な場合には、オルタネータ18に励磁電流を流さないようにすることで、オルタネータ18を空転させることとなる。
On the other hand, when the A /
ちなみに、キャリア角速度ωcの符号が負となる場合、コンプレッサ30の駆動が禁止される。これは、コンプレッサ30の冷媒吐出・吸入方向が予め定められた方向とは逆になることで、コンプレッサ30等の信頼性が低下することを回避するためである。
Incidentally, when the sign of the carrier angular velocity ωc is negative, the driving of the
また、サンギア角速度ωsの符号が正に反転する前に、オルタネータ18に吸収されるトルクを減少させる。これは、サンギア角速度ωs、キャリア角速度ωc及びリングギア角速度ωrについて上式(9)を満たすことが要求されることに鑑み、サンギア角速度ωsの符号が正となる場合、車両を制動させるためにはオルタネータ18を力行させることが要求されるため、これを回避するためである。
Further, the torque absorbed by the
以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。 According to the embodiment described in detail above, the following effects can be obtained.
(1)主機回生制御処理が行われる状況下において、車両の運動エネルギをコンプレッサ30の駆動エネルギ及びオルタネータ18の発電エネルギに変換して蓄熱器34に蓄熱したり、低圧バッテリ40を充電したりする処理である補機回生制御処理を行った。これにより、車両の運動エネルギの有効に利用することができる。
(1) Under the situation where the main engine regenerative control process is performed, the kinetic energy of the vehicle is converted into the driving energy of the
(2)蓄熱器34に蓄えられた熱を用いて車室内の空調制御を行った。モータジェネレータ10の電力供給源となる高圧バッテリ48のエネルギ密度は、例えば車載主機としてエンジンを備える車両の燃料(ガソリン等)のエネルギ密度と比較して低く、コンプレッサ30等の駆動による高圧バッテリ48の電力消費が車両の航続距離に及ぼす影響が大きい。また、電動車両においては、車載主機としてエンジンを備えないため、暖房用の熱源の確保が重要となる。このため、上記態様の空調制御を行う本実施形態は、補機回生制御処理を行うメリットが大きい。
(2) The air-conditioning control of the passenger compartment was performed using the heat stored in the
(3)蓄熱器34及び低圧バッテリ40のうち少なくとも一方のエネルギ蓄積量が現在不足していると判断された場合、上記エネルギ蓄積量の不足を補償するための要求蓄熱パワーPhrqや要求低圧パワーPblrqを算出した。このため、主機回生制御処理が行われない期間である通常走行時において、強制的にコンプレッサ30を駆動させたりオルタネータ18に発電させたりすることができ、蓄熱器34及び低圧バッテリ40のうち一方のエネルギ蓄積量が過度に小さくなる事態の発生を回避することができる。これにより、空調制御等を適切に行うことができなくなる事態の発生を好適に回避することができる。
(3) When it is determined that the energy storage amount of at least one of the
(4)摩擦ブレーキ要求パワーPbkfに基づきブレーキアクチュエータ12aによって駆動輪24に制動トルクを付与した。これにより、ユーザの意図する制動トルクを駆動輪に付与しつつ、補機回生制御処理によって蓄熱器34に蓄熱したり、低圧バッテリ40に充電したりすることができる。
(4) A braking torque is applied to the
(5)コンプレッサ30の駆動を停止させる場合、オルタネータトルクを調節することでキャリア角速度ωcを徐々に低下させて0にした後、ブレーキ機構38によってキャリアCを固定した。このため、例えばコンプレッサ30とキャリアCとの間の動力を伝達又は遮断する電磁クラッチを備える場合と比較して、コンプレッサ30を停止させることに伴うショックの発生を回避することができる。これにより、ドライバビリティの低下を好適に回避することができる。
(5) When stopping the driving of the
(第2の実施形態)
以下、第2の実施形態について、先の第1の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
(Second Embodiment)
Hereinafter, the second embodiment will be described with reference to the drawings with a focus on differences from the first embodiment.
図5に、本実施形態にかかるシステム構成図を示す。なお、図5において、先の図1に示した部材と同一又は対応する部材については、便宜上同一の符号を示している。 FIG. 5 shows a system configuration diagram according to the present embodiment. In FIG. 5, members that are the same as or correspond to the members shown in FIG.
図示されるように、本実施形態では、コンプレッサ30として、これが備えるモータ30aによって駆動される電動式のものを想定している。
As illustrated, in the present embodiment, the
上記モータ30a、電気負荷42及び低圧バッテリ40には、DCDCコンバータ60を介して高圧バッテリ48やモータジェネレータ10から電力が供給される。DCDCコンバータ60は、高圧バッテリ48やモータジェネレータ10の出力電圧を、所定電圧に降圧して出力するものである。
Electric power is supplied to the motor 30 a, the
ECU50は、蓄熱器34及び低圧バッテリ40のうち少なくとも一方のエネルギ蓄積量が現在不足していると判断した場合、上記エネルギ蓄積量の不足を補償すべく、高圧バッテリ48からDCDCコンバータ60を介した電力の供給によって、強制的に低圧バッテリ40を充電したり、コンプレッサ30を駆動させたりする処理を行う。これにより、蓄熱器34及び低圧バッテリ40のうちいずれかのエネルギ蓄積量が過度に低下する事態の発生を回避することが可能となる。
When the
次に、本実施形態にかかる補機回生制御処理について説明する。 Next, auxiliary machine regeneration control processing according to the present embodiment will be described.
本実施形態では、主機回生制御処理によってモータジェネレータ10に高圧側入力上限値Pimaxを上回る電力を発電させ、上記上回る分の電力をDCDCコンバータ60を介してモータ30aに供給することでコンプレッサ30を駆動させたり、DCDCコンバータ60を介して低圧バッテリ40に供給して充電したりする処理を行う。
In the present embodiment, the
図6に、本実施形態にかかる補機回生制御処理及び主機回生制御処理の手順を示す。この処理は、ECU50によって、例えば所定周期で繰り返し実行される。なお、図6において、先の図2に示した処理と同一の処理については、便宜上同一のステップ番号を付している。
FIG. 6 shows a procedure of auxiliary machine regeneration control processing and main engine regeneration control processing according to the present embodiment. This process is repeatedly executed by the
この一連の処理では、ステップS14において、熱回収最大パワーPhmax及び低圧回収最大パワーPblmaxを算出する。本実施形態では、熱回収最大パワーPhmaxを、コンプレッサ30の駆動によって蓄熱器34に蓄熱する際に、DCDCコンバータ60を介してモータ30aに供給される電力の生成に要するモータジェネレータ10のパワーの上限値とする。具体的には例えば、熱回収最大パワーPhmaxを、蓄熱器34のエネルギが小さいほど大きくすればよい。また、低圧回収最大パワーPblmaxを、DCDCコンバータ60を介して低圧バッテリ40に供給される電力の生成に要するモータジェネレータ10のパワーの上限値とする。具体的には例えば、低圧回収最大パワーPblmaxを、その上限値を上記低圧側入力上限値とすることを条件として、例えば低圧バッテリ40のエネルギ蓄積量が小さいほど大きくすればよい。なお、熱回収最大パワーPhmax及び低圧回収最大パワーPblmaxは、例えば駆動軸20の回転速度ωrに基づくモータジェネレータ10の発電可能な電力に応じて制限される。
In this series of processes, in step S14, the heat recovery maximum power Phmax and the low pressure recovery maximum power Pblmax are calculated. In the present embodiment, when the heat recovery maximum power Phmax is stored in the
その後、ステップS24において否定判断された場合や、ステップS30の処理が完了した場合には、ステップS32aにおいて、主機回生ブレーキ要求パワーPbkmgを算出する。本実施形態では、要求制動パワーPbkallから規定制動パワーPbkbsを減算した値と、高圧側入力上限値Pimaxとのうちの小さい方と、要求蓄熱パワーの指令値Phoutと、要求低圧パワーの指令値Pbloutとの加算値として、主機回生ブレーキ要求パワーPbkmgを算出する。すなわち、高圧側入力上限値Pimaxを上回る電力をモータジェネレータ10に発電させることとなる。
Thereafter, when a negative determination is made at step S24 or when the process at step S30 is completed, the main engine regenerative brake required power Pbkmg is calculated at step S32a. In the present embodiment, the smaller one of the value obtained by subtracting the specified braking power Pbkbs from the required braking power Pbkall and the high pressure side input upper limit value Pimax, the required heat storage power command value Phout, and the required low pressure power command value Pblout. As the added value, the main engine regenerative brake required power Pbkmg is calculated. That is, the electric power exceeding the high voltage side input upper limit value Pimax is generated by the
続くステップS34aでは、要求制動パワーPbkallから主機回生ブレーキ要求パワーPbkmgを減算した値として摩擦ブレーキ要求パワーPbkfを算出する。 In subsequent step S34a, the friction brake required power Pbkf is calculated as a value obtained by subtracting the main engine regenerative brake required power Pbkmg from the required brake power Pbkall.
続くステップS36では、主機回生ブレーキ要求パワーPbkmg、摩擦ブレーキ要求パワーPbkf、要求蓄熱パワーの指令値Phout及び要求低圧パワーの指令値Pbloutのそれぞれに基づき、モータジェネレータ10による主機回生制御処理、ブレーキアクチュエータ12aによる制動制御処理及びコンプレッサ30の駆動制御処理をそれぞれ行う。
In the subsequent step S36, main engine regenerative control processing by the
なお、ステップS36の処理が完了する場合には、この一連の処理を一旦終了する。 In addition, when the process of step S36 is completed, this series of processes is once complete | finished.
このように、本実施形態では、ブレーキ操作がなされる状況下において、高圧側入力上限値Pimaxを上回る電力をモータジェネレータ10に発電させ、この上回る分の電力によってコンプレッサ30を駆動させる処理等を行い、蓄熱器34に蓄熱したり、低圧バッテリ40に充電したりする。
As described above, in the present embodiment, in a situation where the brake operation is performed, the
(第3の実施形態)
以下、第3の実施形態について、先の第1の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
(Third embodiment)
Hereinafter, the third embodiment will be described with reference to the drawings with a focus on differences from the first embodiment.
図7に、本実施形態にかかるシステム構成図を示す。なお、図7において、先の図1に示した部材と同一又は対応する部材については、便宜上同一の符号を示している。 FIG. 7 shows a system configuration diagram according to the present embodiment. In FIG. 7, the same or corresponding members as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals for the sake of convenience.
図示されるように、モータジェネレータ10と減速機構22との間には、コンプレッサ30に動力を伝達するための伝達機構62が設けられている。そして、伝達機構62とコンプレッサ30との間には、コンプレッサ30と伝達機構62との間の動力を伝達又は遮断すべく通電操作される電磁クラッチ30bが設けられている。詳しくは、本実施形態では、通電によってコンプレッサ30と伝達機構62との間の動力を伝達させ、通電の停止によってコンプレッサ30と伝達機構62との間の動力を遮断するものとする。なお、電磁クラッチ30bは、コンプレッサ30の駆動を停止させたい場合、コンプレッサ30を空転させる動力の損失を回避するためのものである。
As shown in the figure, a
上記電気負荷42及び低圧バッテリ40には、DCDCコンバータ60を介して高圧バッテリ48やモータジェネレータ10から電力が供給される。
The
次に、本実施形態にかかる補機回生制御処理について説明する。 Next, auxiliary machine regeneration control processing according to the present embodiment will be described.
本実施形態では、ブレーキ操作がなされると判断される状況下において、電磁クラッチ30bに通電し、車両の運動エネルギをコンプレッサ30の駆動エネルギに変換して蓄熱器34に蓄熱する処理を行う。
In the present embodiment, under the situation where it is determined that the brake operation is performed, the electromagnetic clutch 30b is energized, and the process of converting the kinetic energy of the vehicle into the driving energy of the
なお本実施形態では、主機回生制御処理によってモータジェネレータ10に高圧側入力上限値Pimaxを上回る電力を発電させ、上回る分の電力によってDCDCコンバータ60を介した低圧バッテリ40の充電処理をも行う。
In the present embodiment, the main generator regeneration control process causes the
図8に、本実施形態にかかる補機回生制御処理及び主機回生制御処理の手順を示す。この処理は、ECU50によって、例えば所定周期で繰り返し実行される。なお、図8において、先の図2に示した処理と同一の処理については、便宜上同一のステップ番号を付している。
FIG. 8 shows a procedure of auxiliary machine regeneration control processing and main engine regeneration control processing according to the present embodiment. This process is repeatedly executed by the
この一連の処理では、ステップS14において、熱回収最大パワーPhmax及び低圧回収最大パワーPblmaxを算出する。本実施形態では、熱回収最大パワーPhmaxを、コンプレッサ30の駆動によって蓄熱器34に蓄熱する際に、コンプレッサ30の駆動に要するパワーの上限値とする。また、低圧回収最大パワーPblmaxを、上記第2の実施形態と同様に、DCDCコンバータ60を介して低圧バッテリ40に供給される電力の生成に要するモータジェネレータ10のパワーの上限値とする。
In this series of processes, in step S14, the heat recovery maximum power Phmax and the low pressure recovery maximum power Pblmax are calculated. In the present embodiment, the maximum heat recovery power Phmax is set as the upper limit value of the power required to drive the
その後、ステップS24において否定判断された場合や、ステップS30の処理が完了した場合、ステップS32bにおいて、主機回生ブレーキ要求パワーPbkmgを算出する。本実施形態では、要求制動パワーPbkallから規定制動パワーPbkbsを減算した値と、高圧側入力上限値Pimaxとのうちの小さい方と、要求低圧パワーの指令値Pbloutとの加算値として、主機回生ブレーキ要求パワーPbkmgを算出する。 Thereafter, if a negative determination is made in step S24, or if the process of step S30 is completed, the main engine regenerative brake required power Pbkmg is calculated in step S32b. In the present embodiment, the main engine regenerative brake is used as an addition value of the smaller one of the value obtained by subtracting the specified braking power Pbkbs from the required braking power Pbkall and the high pressure side input upper limit value Pimax and the command value Pblout of the required low pressure power. The required power Pbkmg is calculated.
続くステップS34bでは、要求制動パワーPbkallから、主機回生ブレーキ要求パワーPbkmg及び要求蓄熱パワーの指令値Phoutの加算値を減算した値として摩擦ブレーキ要求パワーPbkfを算出する。 In the subsequent step S34b, the friction brake required power Pbkf is calculated as a value obtained by subtracting the addition value of the main engine regenerative brake required power Pbkmg and the required heat storage power command value Phout from the required brake power Pbkall.
そしてステップS36では、モータジェネレータ10による主機回生制御処理及びブレーキアクチュエータ12aによる制動制御処理とともに、要求蓄熱パワーの指令値Phoutに基づきコンプレッサ30の駆動制御処理が行われる。具体的には、要求蓄熱パワーの指令値Phoutが大きいほど、コンプレッサトルクが大きくなるように上記駆動制御処理が行われる。
In step S36, the main engine regeneration control process by the
なお、ステップS36の処理が完了する場合には、この一連の処理を一旦終了する。 In addition, when the process of step S36 is completed, this series of processes is once complete | finished.
このように、本実施形態では、ブレーキ操作がなされる状況下において、電磁クラッチ30bに通電してコンプレッサ30を駆動させることで、蓄熱器34に蓄熱する。
As described above, in the present embodiment, the
(その他の実施形態)
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
(Other embodiments)
Each of the above embodiments may be modified as follows.
・上記第1の実施形態において、図9に示すように、高圧バッテリ48及びインバータ44と電力の授受を行うDCDCコンバータ60を設けてもよい。この場合、主機回生制御処理によって発電するモータジェネレータ10や、高圧バッテリ48を電力供給源として、DCDCコンバータ60を介して低圧バッテリ40に充電することができる。このため、例えば低圧バッテリ40の容量が極めて小さい場合であっても、低圧バッテリ40のSOCが過度に低くなる事態を回避することができる。
In the first embodiment, as shown in FIG. 9, a
・第1の実施形態では、補機回生制御処理によって、コンプレッサ30やオルタネータ18にリングギアRのパワーPrを優先的に分配した後、残余のリングギアRのパワーPrに基づき主機回生制御処理によって高圧バッテリ48に充電するための主機回生ブレーキ要求パワーPbkmgを算出したがこれに限らない。例えば、高圧バッテリ48に充電するための主機回生ブレーキ要求パワーPbkmgにリングギアRのパワーPrを優先的に分配した後、残余のリングギアRのパワーPrに基づき補機回生制御処理によってコンプレッサ30やオルタネータ18に分配するパワーを算出してもよい。なおこの場合、主機回生ブレーキ要求パワーPbkmgを、要求制動パワーPbkallを上限値として制限すればよい。
In the first embodiment, the power Pr of the ring gear R is preferentially distributed to the
・上記各実施形態におけるエアコンシステム14には、熱交換器32とは別に、蓄熱器34が備えられたがこれに限らない。例えば、熱交換器32と蓄熱器34とを一体としたものが備えられてもよい。
In the above-described embodiments, the
・要求制動トルクの算出手法としては、上記各実施形態に例示したものに限らない。例えば、ユーザのブレーキペダルの踏み込み量(ブレーキ操作量)を検出するセンサを備え、このセンサの出力値から算出されるブレーキ操作量に基づき、要求制動トルクを算出してもよい。具体的には例えば、ブレーキ操作量が大きいほど、要求制動トルクを大きく算出すればよい。 The calculation method for the required braking torque is not limited to the method exemplified in the above embodiments. For example, a sensor that detects the amount of depression of the user's brake pedal (brake operation amount) may be provided, and the required braking torque may be calculated based on the brake operation amount calculated from the output value of this sensor. Specifically, for example, the required braking torque may be calculated larger as the brake operation amount is larger.
・蓄熱器34に蓄熱された熱の用途としては、上記各実施形態に例示したもの(空調制御)に限らない。例えば、車両の航続距離を長くすることを目的として、モータジェネレータ10の電力供給源となる高圧バッテリ48に充電するための発電機と、この発電機の動力供給源となるエンジンとを備えるシリーズ式ハイブリッド車両(いわゆるレンジエクステンダ車両)において、蓄熱器34に蓄熱された熱をエンジンの暖機に用いてもよい。
-The use of the heat stored in the
・コンプレッサ30としては可変容量式のものに限らない。例えば、駆動中は吐出容量が一定の固定容量式のものであってもよい。この場合、例えば上記第1,2の実施形態において、コンプレッサ30の回転速度を調節することで、冷凍サイクルの冷媒循環量を調節することができる。
The
・上記第1の実施形態では、コンプレッサ30(オルタネータ18)の駆動制御について、実際のキャリア角速度ωc(サンギア角速度ωs)をその目標値にフィードフォワード制御するロジックとしたがこれに限らない。例えば、実際のキャリア角速度ωc(サンギア角速度ωs)をその目標値にフィードバック制御するロジックを加えたり、フィードバック制御のみのロジックとしたりしてもよい。 In the first embodiment, the drive control of the compressor 30 (alternator 18) is a logic that feed-forward-controls the actual carrier angular velocity ωc (sun gear angular velocity ωs) to the target value, but is not limited thereto. For example, logic for feedback control of the actual carrier angular velocity ωc (sun gear angular velocity ωs) may be added to the target value, or logic for feedback control only may be used.
・蓄熱器34や低圧バッテリ40のエネルギ蓄積量が不足しているか否かの判断手法としては、上記第1の実施形態に例示したものに限らない。例えば、実蓄熱量が予め定められた規定量以下になると判断された場合に蓄熱器34のエネルギ蓄積量が不足していると判断したり、低圧実SOCが予め定められた規定SOC以下になると判断された場合に低圧バッテリ40のエネルギ蓄積量が不足していると判断したりしてもよい。
The method for determining whether or not the energy storage amount of the
・補機回生制御処理手法としては、上記第1の実施形態に例示したものに限らない。例えば、モータジェネレータ10について、単位入力エネルギあたりの発電電力が高い動作点(トルク及び回転速度にて規定される動作点)となるようにオルタネータトルクを調節する処理を行ってもよい。
The auxiliary machine regeneration control processing method is not limited to the one exemplified in the first embodiment. For example, the
・上記第1の実施形態において、オルタネータ18に代えて、発電機能とともに駆動力発生機能を有する車載補機としての回転機(補機回転機)を備えてもよい。この場合、補機回転機を補助的な車両の駆動力源として用いてもよい。ここで補助的に用いられる補機回転機の慣性モーメントが、車載主機であるモータジェネレータ10の慣性モーメントよりも小さいならば、補機回転機のトルク制御の応答性は、モータジェネレータ10のトルク応答性よりも高くなると考えられる。こうした点に鑑み、トルク制御の応答性が相違する動力供給源(モータジェネレータ10、補機回転機)を用いることで、ユーザの意図する車両走行を実現しやすくなることなどが期待できる。
In the first embodiment, in place of the
・第1バッテリ(高圧バッテリ48)及び第2バッテリ(低圧バッテリ40)としては、上記各実施形態に例示したものに限らない。例えば、第1バッテリの電圧が、第2バッテリの電圧よりも低かったり、第2バッテリの電圧と同じであったりするような第1バッテリ及び第2バッテリを採用してもよい。 The first battery (high voltage battery 48) and the second battery (low voltage battery 40) are not limited to those exemplified in the above embodiments. For example, a first battery and a second battery in which the voltage of the first battery is lower than the voltage of the second battery or the same as the voltage of the second battery may be adopted.
・自身の駆動トルクを調節可能な車載補機としては、発電機に限らず、例えば電動機であってもよい。 The on-vehicle auxiliary device that can adjust its own drive torque is not limited to a generator, and may be an electric motor, for example.
10…モータジェネレータ、12…ブレーキ装置、16…動力伝達機構、18…オルタネータ、20…駆動軸、30…コンプレッサ、34…蓄熱器、40…低圧バッテリ、48…高圧バッテリ、50…ECU(電動車両の制御装置の一実施形態)、60…DCDCコンバータ。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記車両には、自身の駆動トルクを調節可能な空調用の圧縮機と、該圧縮機の駆動によって生成された熱を蓄える蓄熱器と、自身の駆動トルクを調節可能な発電機とが備えられ、
前記バッテリは、前記回生制御手段によって前記車両の運動エネルギが前記回転機の発電エネルギに変換されることで充電される第1バッテリと、前記発電機の発電によって充電されて且つ車載電気負荷の電力供給源となる第2バッテリとを備えて構成されるものであり、
前記車両には、該車両の運動エネルギを前記圧縮機と前記発電機とのそれぞれに分配し、分配された前記運動エネルギを前記圧縮機の駆動トルクの調節によって前記圧縮機の駆動エネルギに変換することで前記蓄熱器に蓄熱しつつ、分配された前記運動エネルギを前記発電機の駆動トルクの調節によって前記発電機の発電エネルギに変換することで前記第2バッテリを充電する運動エネルギ変換手段が備えられ、
前記運動エネルギ変換手段は、前記車両の駆動輪に接続された駆動軸、前記圧縮機及び前記発電機の間の動力伝達を可能とする動力伝達機構であって、前記駆動軸、前記圧縮機及び前記発電機のそれぞれに機械的に連結された第1の回転体、第2の回転体及び第3の回転体の回転速度を共線図上において1直線上に並ばせる動力伝達機構を備えるものであり、
前記回生制御手段は、ユーザによってブレーキ操作がなされる状況下において、前記回転機の発電電力が前記第1バッテリに受入れ可能な電力の上限値を上回る場合、前記第1バッテリの充電電力を前記上限値以下とすることを条件として前記発電機及び前記圧縮機のそれぞれの回転速度を調節することで、前記回転機の発電電力のうち前記上限値を上回る分を用いて前記蓄熱器に蓄熱しつつ前記第2バッテリを充電する処理を行い、
前記回生制御手段は、前記蓄熱器及び前記第2バッテリのうちエネルギ蓄積量が少ない方に、前記動力伝達機構を介して前記車両の運動エネルギを優先して分配すべく、前記圧縮機及び前記発電機のそれぞれの回転速度を調節することを特徴とする電動車両の制御装置。 Applied to an electric vehicle including a rotating machine as an in-vehicle main machine driven by using a battery as an energy supply source, and converting the kinetic energy of the vehicle into the generated energy of the rotating machine in a situation where a brake operation is performed by a user In the control device for the electric vehicle including the regeneration control means for performing the process of charging the battery at
The vehicle includes an air conditioning compressor that can adjust its own driving torque, a heat accumulator that stores heat generated by driving the compressor, and a generator that can adjust its own driving torque. ,
The battery is charged by converting the kinetic energy of the vehicle into power generation energy of the rotating machine by the regenerative control means, and is charged by the power generation of the generator and the electric power of the in-vehicle electric load A second battery serving as a supply source,
In the vehicle, the kinetic energy of the vehicle is distributed to each of the compressor and the generator, and the distributed kinetic energy is converted into the driving energy of the compressor by adjusting the driving torque of the compressor. There is provided kinetic energy conversion means for charging the second battery by converting the distributed kinetic energy into the generated energy of the generator by adjusting the driving torque of the generator while storing heat in the regenerator. And
The kinetic energy conversion means is a power transmission mechanism that enables power transmission between the drive shaft connected to the drive wheels of the vehicle, the compressor, and the generator, and the drive shaft, the compressor, and Provided with a power transmission mechanism for aligning rotational speeds of the first rotating body, the second rotating body, and the third rotating body mechanically connected to each of the generators on a straight line on a collinear diagram And
The regenerative control unit is configured to increase the charging power of the first battery when the generated power of the rotating machine exceeds an upper limit value of power that can be received by the first battery under a situation where a brake operation is performed by a user. By adjusting the respective rotational speeds of the generator and the compressor on condition that the value is equal to or less than the value, heat is accumulated in the regenerator using the amount exceeding the upper limit of the generated power of the rotating machine. There line processing for charging the second battery,
The regenerative control means is configured to distribute the kinetic energy of the vehicle preferentially through the power transmission mechanism to the one of the heat accumulator and the second battery that has a smaller energy storage amount. An apparatus for controlling an electric vehicle, characterized by adjusting a rotational speed of each of the machines .
前記判断手段によって前記不足していると判断された場合、ユーザによってブレーキ操作がなされず、前記回生制御手段によって前記第1バッテリを充電する処理が行われないことを条件として、前記エネルギ蓄積量の不足を補償すべく前記圧縮機及び前記発電機のうち少なくとも1つを強制的に駆動させる強制駆動手段を更に備えることを特徴とする請求項1記載の電動車両の制御装置。 Determining means for determining whether at least one of the energy storage amount is insufficient among the previous SL regenerator and the second battery,
If it is determined by the determination means that the amount is insufficient, a brake operation is not performed by a user, and the process for charging the first battery is not performed by the regeneration control means. to compensate for lack of the compressor and the generator controller of an electric vehicle according to claim 1, further comprising a forced drive means for forcibly driving at least one of.
前記ブレーキ操作部材の操作状態に基づき、前記車輪に付与する制動トルクを算出する制動トルク算出手段と、
前記回生制御手段による前記圧縮機及び前記発電機の駆動によって前記駆動輪に付与される制動トルクが、前記制動トルク算出手段によって算出される制動トルクに対して不足する場合、該不足する制動トルクを前記アクチュエータの操作によって補償するブレーキ制御手段とを更に備えることを特徴とする請求項1又は2記載の電動車両の制御装置。 The vehicle has a brake operation member operated by a user to apply a braking force to the wheel, and a brake device that applies the braking force to the wheel by operating at least one of the brake operation member and an electric actuator. Is provided,
Braking torque calculating means for calculating a braking torque to be applied to the wheel based on an operating state of the brake operating member;
When the braking torque applied to the drive wheels by driving the compressor and the generator by the regeneration control unit is insufficient with respect to the braking torque calculated by the braking torque calculating unit, the insufficient braking torque is set. controller for the electric vehicle according to claim 1, wherein further comprising a brake control means for compensating the operation of the actuator.
前記車両には、空調用の圧縮機と、該圧縮機の駆動によって生成された熱を蓄える蓄熱器と、前記車両の運動エネルギを前記圧縮機の駆動エネルギに変換する運動エネルギ変換手段とが備えられ、
前記運動エネルギ変換手段は、前記回転機と、該回転機の発電電力を所定電圧に変換するDCDCコンバータとを備えるものであり、
前記バッテリは、前記回転機と電力の授受を行って且つ前記DCDCコンバータに電力を供給する第1バッテリと、前記DCDCコンバータから供給された電力によって充電されて且つ車載補機の電力供給源となる第2バッテリとを備えて構成されるものであり、
前記圧縮機は、前記DCDCコンバータを介して供給された電力によって駆動される電動式のものであり、
前記回生制御手段は、ユーザによってブレーキ操作がなされる状況下において、前記第1バッテリに受入れ可能な電力の上限値を上回る電力を前記回転機に発電させるとともに、前記第1バッテリの充電電力を前記上限値以下とすることを条件として、前記上回る分の電力のうち、一部を前記DCDCコンバータを介して前記圧縮機に供給し、該圧縮機を駆動させることで前記蓄熱器に蓄熱しつつ、残余を前記DCDCコンバータを介して前記第2バッテリに供給し、該第2バッテリを充電する処理を行い、
前記回生制御手段によって前記蓄熱器に蓄熱する場合に前記回転機から前記DCDCコンバータを介して前記圧縮機に供給する電力の上限値を、前記蓄熱器のエネルギ蓄積量が小さいほど大きくし、前記回生制御手段によって前記第2バッテリを充電する場合に前記回転機から前記DCDCコンバータを介して前記第2バッテリに供給する電力の上限値を、前記第2バッテリのエネルギ蓄積量が小さいほど大きくすることを特徴とする電動車両の制御装置。 Applied to an electric vehicle including a rotating machine as an in-vehicle main machine driven by using a battery as an energy supply source, and converting the kinetic energy of the vehicle into the generated energy of the rotating machine in a situation where a brake operation is performed by a user In the control device for the electric vehicle including the regeneration control means for performing the process of charging the battery at
The vehicle includes a compressor for air conditioning, a heat accumulator that stores heat generated by driving the compressor, and a kinetic energy conversion unit that converts kinetic energy of the vehicle into driving energy of the compressor. And
The kinetic energy conversion means includes the rotating machine and a DCDC converter that converts electric power generated by the rotating machine into a predetermined voltage .
The battery exchanges power with the rotating machine and supplies power to the DCDC converter. The battery is charged with power supplied from the DCDC converter and serves as a power supply source for the on-vehicle auxiliary machine. Comprising a second battery,
The compressor is of a motorized driven by power supplied via the DCDC converter,
It said regeneration control means, in a situation where the brake operation is performed by the user, Rutotomoni to generate power exceeds the upper limit value of the acceptable power to the first battery to the rotary machine, the charging power of the first battery On condition that the upper limit value is not exceeded , a part of the excess power is supplied to the compressor via the DCDC converter, and the compressor is driven to store heat in the heat accumulator. the remainder via the DCDC converter is supplied to the second battery, it has rows process of charging the second battery,
When storing heat in the regenerator by the regenerative control means, the upper limit value of electric power supplied from the rotating machine to the compressor via the DCDC converter is increased as the energy storage amount of the regenerator is smaller, and the regenerative unit is When charging the second battery by the control means, the upper limit value of the electric power supplied from the rotating machine to the second battery via the DCDC converter is increased as the energy storage amount of the second battery is smaller. control device that electrostatic dynamic vehicle be characterized.
前記判断手段によって前記不足していると判断された場合、ユーザによってブレーキ操作がなされず、前記回生制御手段によって前記第1バッテリを充電する処理が行われないことを条件として、前記エネルギ蓄積量の不足を補償すべく、前記第1バッテリから前記DCDCコンバータを介した電力の供給によって、前記第2バッテリを充電する処理及び前記圧縮機を駆動させる処理のうち少なくとも一方を強制的に行う手段を更に備えることを特徴とする請求項4記載の電動車両の制御装置。 Determining means for determining whether at least one of the energy storage amount is insufficient among the previous SL regenerator and the second battery,
If it is determined by the determination means that the amount is insufficient, a brake operation is not performed by a user, and the process for charging the first battery is not performed by the regeneration control means. Means for forcibly performing at least one of a process of charging the second battery and a process of driving the compressor by supplying power from the first battery via the DCDC converter to compensate for the shortage; The control apparatus of the electric vehicle of Claim 4 provided.
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