JP5863953B2 - 車両の発電装置および車両の発電制御方法 - Google Patents
車両の発電装置および車両の発電制御方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5863953B2 JP5863953B2 JP2014509917A JP2014509917A JP5863953B2 JP 5863953 B2 JP5863953 B2 JP 5863953B2 JP 2014509917 A JP2014509917 A JP 2014509917A JP 2014509917 A JP2014509917 A JP 2014509917A JP 5863953 B2 JP5863953 B2 JP 5863953B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- power generation
- deceleration
- vehicle
- vehicle speed
- amount
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
- B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
- B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
- B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
- B60K6/48—Parallel type
- B60K6/485—Motor-assist type
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W20/00—Control systems specially adapted for hybrid vehicles
- B60W20/10—Controlling the power contribution of each of the prime movers to meet required power demand
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
- B60W10/04—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
- B60W10/06—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of combustion engines
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
- B60W10/04—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
- B60W10/08—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of electric propulsion units, e.g. motors or generators
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W20/00—Control systems specially adapted for hybrid vehicles
- B60W20/10—Controlling the power contribution of each of the prime movers to meet required power demand
- B60W20/13—Controlling the power contribution of each of the prime movers to meet required power demand in order to stay within battery power input or output limits; in order to prevent overcharging or battery depletion
- B60W20/14—Controlling the power contribution of each of the prime movers to meet required power demand in order to stay within battery power input or output limits; in order to prevent overcharging or battery depletion in conjunction with braking regeneration
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W2510/00—Input parameters relating to a particular sub-units
- B60W2510/06—Combustion engines, Gas turbines
- B60W2510/0614—Position of fuel or air injector
- B60W2510/0623—Fuel flow rate
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W2510/00—Input parameters relating to a particular sub-units
- B60W2510/08—Electric propulsion units
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W2510/00—Input parameters relating to a particular sub-units
- B60W2510/08—Electric propulsion units
- B60W2510/081—Speed
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W2510/00—Input parameters relating to a particular sub-units
- B60W2510/10—Change speed gearings
- B60W2510/1005—Transmission ratio engaged
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W2520/00—Input parameters relating to overall vehicle dynamics
- B60W2520/10—Longitudinal speed
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W2710/00—Output or target parameters relating to a particular sub-units
- B60W2710/08—Electric propulsion units
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W2710/00—Output or target parameters relating to a particular sub-units
- B60W2710/08—Electric propulsion units
- B60W2710/083—Torque
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W2710/00—Output or target parameters relating to a particular sub-units
- B60W2710/10—Change speed gearings
- B60W2710/1038—Output speed
- B60W2710/1044—Output speed change rate
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W2720/00—Output or target parameters relating to overall vehicle dynamics
- B60W2720/10—Longitudinal speed
- B60W2720/106—Longitudinal acceleration
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/62—Hybrid vehicles
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S903/00—Hybrid electric vehicles, HEVS
- Y10S903/902—Prime movers comprising electrical and internal combustion motors
- Y10S903/903—Prime movers comprising electrical and internal combustion motors having energy storing means, e.g. battery, capacitor
- Y10S903/93—Conjoint control of different elements
Description
この発明は車両の発電装置および車両の発電制御方法に関し、特に、車両の減速時に運動エネルギーを電気エネルギーとして回収するエネルギー回収の回収効率を高め、車両の燃費を改善するための車両の発電装置および車両の発電制御方法に関するものである。
近年、車両の燃費を削減する技術として、車両の減速時にアクセルペダル操作による加速要求が無い場合、燃料噴射を停止するとともに車両の運動エネルギーを回生発電によって電力として回収する車両が開発されている。このような車両では、回生発電時の車両の減速感が過大とならないようにしつつ可及的大きい回生発電量を得るために、発電トルクを適切な値に設定することが重要である。
例えば、特許文献1に開示された従来の装置では、車速が高いほど目標減速度を大きく設定し、実際の減速度が目標減速度になるように発電機の発電量を制御することで、回生発電による減速エネルギーの回収と、最適な燃料停止時間の設定とによって、最大の燃費向上効果を図ることが記載されている。
特許文献1に開示された従来の装置では、車速に対する走行抵抗を考慮し、車速が高いほど目標減速度を大きく設定しているが、実際の車両の走行時の車速推移は一様ではないため、必ずしも燃費向上効果が最大となる目標減速度に設定できるわけではなかった。
また、目標減速度を大きく設定するほど、燃料停止を伴う減速時の回生発電量は増加するが、一方で、減速度が大きくなるため、運転者が意図した車速に対して車速が下回ってしまう可能性がある。その場合、運転者は再加速しようとアクセル操作を行うため、燃料停止が解除されてしまうとともに回生発電も終了し、燃料使用量は増加する。
図6は、特定の車速における目標減速度と回生発電による推定燃料削減量との関係を示した図である。図6において、横軸は目標減速度、縦軸は推定燃料削減量を示す。また、実線60は、目標減速度に対する推定燃料削減量の推移を示す。実線60に示されるように、目標減速度ごとに推定燃料削減量の値は大きく異なり、その変化は複雑であるため、燃料削減量が最大となる目標減速度を割り出すのは容易ではなかった。
図6において、点63において、推定燃料削減量が最大となっている。回生発電による燃料削減効果を最大とするためには、点63に対応する減速度の値に、目標減速度を設定する必要がある。しかしながら、特許文献1の従来の装置においては、図6の点63に対応する減速度に、必ずしも、目標減速度を設定できるわけではなかった。
この発明は、かかる問題点を解決するためになされたもので、推定燃料削減量が最大となる目標減速度を算出することができ、当該目標減速度に基づいて発電機の出力を設定することができるため、燃料停止を伴う減速時の回生発電による燃料削減量が最大となり、車両の燃費を向上させることが可能な、車両の発電装置および発電制御方法を得ることを目的としている。
この発明は、車両の動力源としての内燃機関と、前記内燃機関との間で動力の授受を行い、入力される指令発電量により発電量を可変制御できる回転電機と、前記内燃機関および前記回転電機の動力を車両の駆動軸へと伝達する変速機とを備えた車両に搭載される、車両の発電装置であって、前記回転電機の回転速度を検出する回転速度検出手段と、前記回転電機の出力電圧を検出する出力電圧取得手段と、前記変速機の変速比を検出する変速比検出手段と、前記車両の車速を検出する車速検出手段と、前記回転電機に前記指令発電量を入力する制御装置とを備え、前記制御装置は、車速ごとに目標減速度を設定した目標減速度マップを用いて、前記車速検出手段によって検出された前記車速に従って目標減速度を算出する目標減速度算出手段と、前記目標減速度算出手段によって算出された前記目標減速度と、前記変速比検出手段によって検出された前記変速比とに基づいて、指令発電トルクを算出する指令発電トルク算出手段と、前記指令発電トルク算出手段によって算出された前記指令発電トルクと、前記回転速度検出手段によって検出された前記回転速度と、前記出力電圧取得手段によって検出された前記出力電圧とに基づいて、前記回転電機に入力する前記指令発電量を算出する指令発電量算出手段とを有し、前記目標減速度マップは、前記車両の燃料停止を伴う減速時に前記車速検出手段によって検出される前記車両の実際の走行状況に即した車速推移に基づいて算出され、前記目標減速度算出手段は、前記車速検出手段によって検出された前記車速に基づいて、前記車両が減速中であるか否かを判定する減速判定手段と、前記減速判定手段により前記車両が減速中であると判定された場合に、前記車両が燃料停止中か否かを判断する燃料停止判定手段と、前記燃料停止判定手段により前記車両が燃料停止中であると判定された場合に、前記車速検出手段によって検出された前記車速に基づいて、前記車両の減速度を検出する減速度検出手段と、前記車速検出手段によって検出された前記車速と、前記減速度検出手段によって検出された前記減速度とに基づいて、各車速ごとに当該減速度になった頻度を計上して減速度分布を算出する減速度分布算出手段と、前記減速度分布に基づいて、所定範囲内で順次設定される目標減速度ごとに、推定燃料停止時間量を算出する燃料停止時間量推定手段と、前記回転電機の回転速度と発電トルクとに基づいて、単位時間あたりの回生発電量を算出し、前記単位時間あたりの回生発電量に前記推定燃料停止時間量を乗算して、推定回生発電量を算出する回生発電量推定手段と、前記推定燃料停止時間量と前記推定回生発電量とに基づいて、燃料停止時間量評価係数および発電量評価係数とを用いて、推定燃料削減量を算出する燃料削減量算出手段と、前記所定範囲内で順次設定される目標減速度ごとに前記燃料削減量算出手段によって算出された推定燃料削減量の中で、前記推定燃料削減量が最大となる目標減速度の値を、各車速ごとの目標減速度として設定して、前記目標減速度マップを算出する目標減速度マップ算出手段とを備えることを特徴とする車両の発電装置である。
この発明の車両の発電装置によれば、車両の動力源としての内燃機関と、前記内燃機関との間で動力の授受を行い、入力される指令発電量により発電量を可変制御できる回転電機と、前記内燃機関および前記回転電機の動力を車両の駆動軸へと伝達する変速機とを備えた車両に搭載される、車両の発電装置であって、前記回転電機の回転速度を検出する回転速度検出手段と、前記回転電機の出力電圧を検出する出力電圧取得手段と、前記変速機の変速比を検出する変速比検出手段と、前記車両の車速を検出する車速検出手段と、前記回転電機に前記指令発電量を入力する制御装置とを備え、前記制御装置は、車速ごとに目標減速度を設定した目標減速度マップを用いて、前記車速検出手段によって検出された前記車速に従って目標減速度を算出する目標減速度算出手段と、前記目標減速度算出手段によって算出された前記目標減速度と、前記変速比検出手段によって検出された前記変速比とに基づいて、指令発電トルクを算出する指令発電トルク算出手段と、前記指令発電トルク算出手段によって算出された前記指令発電トルクと、前記回転速度検出手段によって検出された前記回転速度と、前記出力電圧取得手段によって検出された前記出力電圧とに基づいて、前記回転電機に入力する前記指令発電量を算出する指令発電量算出手段とを有し、前記目標減速度マップは、前記車両の燃料停止を伴う減速時に前記車速検出手段によって検出される前記車両の実際の走行状況に即した車速推移に基づいて算出されるので、推定燃料削減量が最大となる目標減速度を算出することができ、当該目標減速度に基づいて発電機の出力を設定することができるため、燃料停止を伴う減速時の回生発電による燃料削減量が最大となり、車両の燃費を向上させることができる。
実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1による車両の発電装置を備えた車両の構成図である。図1に示すように、車両には、車両の動力源としての内燃機関1と、発電機(回転電機)2と、変速機3とが備えられている。
図1は、この発明の実施の形態1による車両の発電装置を備えた車両の構成図である。図1に示すように、車両には、車両の動力源としての内燃機関1と、発電機(回転電機)2と、変速機3とが備えられている。
また、車両には、複数の車輪30と、車輪30に連結された駆動車軸(ドライブシャフト)31とが備えられている。また、発電機2には回転軸40が設けられ、内燃機関1には回転軸41が設けられている。回転軸40,41には、ベルト42が巻回されている。また、変速機3は、入力軸50と出力軸51とが設けられている。
本実施の形態1による車両の発電装置は、車速センサ等を用いて車速を検出する車速検出手段21と、変速機3の変速比を検出する変速比検出手段22と、発電機2の回転速度を取得する回転速度取得手段23と、発電機2の出力電圧を取得する出力電圧取得手段24とを備えている。また、本実施の形態1による車両の発電装置は、制御装置10を有している。
発電機2は、回転軸40,41に架けられたベルト42を介して、内燃機関1と回転動力を授受する。変速機3は、内燃機関1および発電機2と、車両の駆動車軸31との間で、動力伝達を行う。発電機2は、制御装置10より入力される指令Dutyによって発電量を可変制御できる。
制御装置10は、減速時燃料停止判定手段110と、目標減速度算出手段101と、指令発電トルク算出手段102と、指令Duty算出手段103とを有している。制御装置10は、車両が燃料停止を伴う減速中であると判定した場合に、指令Dutyを算出し、発電機2へと出力する。
以下、制御装置10に設けられた各手段110,101〜103について説明する。
内燃機関制御手段(図示されない)は車速情報やアクセルペダル操作入力に基づいて燃料停止を伴う減速を行い、減速時燃料停止判定手段110は、内燃機関制御手段より車両が燃料停止を伴う減速中であるか否かの情報を取得する。
目標減速度算出手段101は、減速時燃料停止判定手段110により車両が燃料停止を伴う減速中であると判定された場合に、目標減速度マップを用いて、車速検出手段21から入力される車速に基づいて、目標減速度を算出する。目標減速度マップは、車速と減速度とに基づいて、車両の実際の走行状況に即した車速推移により算出される。具体的には、目標減速度マップは、車両が燃料停止を伴う減速を行っている時に、車速検出手段21によって検出される車速と、車速から求める減速度とに基づいて、各車速ごとに当該減速度になった頻度を計上して減速度分布を算出し、当該減速度分布に基づいて推定燃料削減量を算出し、推定燃料削減量が最大となる減速度を、車速ごとの目標減速度として設定して算出されるものである。目標減速度マップの算出方法については後述する。
指令発電トルク算出手段102は、変速比取得手段22から入力される変速比と、回転速度取得手段23から入力される発電機2の回転速度と、目標減速度算出手段101から入力される目標減速度とに基づいて、指令発電トルクを算出する。
なお、変速比検出手段22は、変速機3の入力軸50と出力軸51とにそれぞれ設けられた2つの回転速度センサ(図示せず)から入力される回転速度の比を計算する等の方法により変速比を取得する。
また、回転速度取得手段23は、発電機2に設けられた回転速度センサ(図示せず)などを用いて、発電機2の回転速度を取得する。
指令Duty算出手段103は、回転速度取得手段23から入力される発電機2の回転速度と、出力電圧取得手段24から入力される発電機2の出力電圧と、指令発電トルク算出手段102から入力される指令発電トルクとに基づいて、指令Dutyを算出する。こうして算出される指令Dutyは、発電機2に入力される。こうして、本発明においては、燃料停止を伴う減速時には、目標減速度算出手段101で算出された目標減速度となるように、発電機2の発電量が設定される。
図2は、目標減速度算出手段101で用いる目標減速度マップを算出するために用いる減速度分布図である。減速度は、車両の燃料停止を伴う減速時の車速推移(車速の変化量)から算出する。具体的には、減速度は、車速の変化量を微分することにより求められる。図2において、軸1は車速を示し、軸2は減速度を示し、軸3は、軸1で表す車速および軸2で表す減速度となった頻度を示している。
以下に、図2に示す減速度分布を得る処理を、図7を用いて説明する。図7は、目標減速度算出手段101で実行される、減速度分布を求める処理を示したフローチャートである。図7の処理は、車両の走行中に所定の時間間隔Δtで繰り返し実行され、減速度分布を算出する。図7において、まず、ステップS100で、車速Vsに基づいて、車両が減速中であるかを判定する。減速中であれば、ステップS101の処理へと進み、減速中でなければ、処理を終了する。ステップS101では、内燃機関制御手段(図示されない)から、減速時の燃料停止がなされているか否かの情報を取得する。燃料停止がなされている場合には、ステップS110の処理へと進み、燃料停止がなされていない場合には、処理を終了する。ステップS110では、車速Vsの一定期間の変化量をもとに、車両の減速度αを算出し、ステップS111の処理へと進む。ステップS111では、車速Vsと減速度αとの関係を示す減速度分布テーブルTBLdecを用いて、車速Vsおよび減速度αの減速度分布テーブルTBLdec上での該当する要素を示すインデックス値を求める。減速度分布テーブルTBLdecは、減速度分布をテーブル状に表現したもので、車速軸(図2の軸1参照)と減速度軸(図2の軸2参照)とを有している。車速軸および減速度軸は、それぞれ、図2に示されるように、予め設定された階級幅で区切られ、各階級を定義する。車速Vsの階級を示すインデックスをiVsとし、減速度αの階級を示すインデックスをiαとしたとき、各インデックスは、それぞれ、下記の(1),(2)式で算出され、ステップS112の処理へと進む。
iVs=round(Vs/ΔVs)+1 (1)
iα =round((α+Δα/2)/Δα) (2)
iα =round((α+Δα/2)/Δα) (2)
ここで、ΔVsは減速度分布テーブルTBLdecの車速軸の階級幅、Δαは減速度分布テーブルTBLdecの減速度軸の階級幅を示す。roundは小数点以下を四捨五入する演算を示している。ステップS112では、ステップS111で求めたインデックスが示す減速度分布テーブルTBLdecの要素の値を、下記の(3)式のように計上し、処理を終了させる。
TBLdec(iVs,iα)=TBLdec(iVs,iα)+Δt (3)
図3は、図2に示される減速度分布図を、特定の車速Vsで切った断面を示した断面図である。横軸は減速度を示し、縦軸は、各減速度となった頻度を示している。例えば、前記特定の車速において、目標減速度を所定の値D1に設定した場合、減速度が、目標減速度D1以上の領域においては、減速時に燃料停止を行うとともに、回生発電をすることができる。また、目標減速度D1より減速度が小さい領域においては、車両減速時の減速度が、運転者が意図した減速度より大きいため、運転者が再加速するためにアクセル踏み込み操作を行うことにより、燃料停止から復帰してしまう上に、回生発電をすることもできなくなる。一方で、目標減速度に大きな値を設定するほうが、回生発電できる時間量あたりの回生発電量は大きくなる。
図4は、特定の車速Vsにおける、目標減速度α*と推定燃料停止時間量との関係を示す。横軸は目標減速度α*を示し、縦軸は各目標減速度α*に対応する推定燃料停止時間量tFC(Vs,α*)を示す。図4において、点DNは車速Vsにおける無発電状態での減速度を示している。なお、各目標減速度α*に対応する推定燃料停止時間量tFC(Vs,α*)は、図3に示されるような減速度分布図において、当該目標減速度α*より減速度が大きい領域の頻度を積算することで求められる。
図5は、特定の車速Vsにおける、目標減速度α*と推定回生発電量との関係を示す。横軸は目標減速度α*を示し、縦軸は各目標減速度α*に対応する推定回生発電量P(Vs,α*)を示す。図5において、点DNは車速Vsにおける無発電状態での減速度を示している。以下に、目標減速度α*における推定回生発電量P(Vs,α*)の求め方を説明する。まず、車速Vsにおける発電機2の回転速度NALTを下記の(4)式で算出し、目標減速度α*に対応する発電機2の指令トルクT*を下記の(5)式で算出する。
NALT=Vs×((RTM×RFG×RPLY)/RTIRE) (4)
T*=M×(α*−αdec)×(RTIRE/(RTM×RFG×RPLY)) (5)
T*=M×(α*−αdec)×(RTIRE/(RTM×RFG×RPLY)) (5)
ここで、RTIREは車輪30のタイヤ径、RPLYは発電機2と内燃機関1との間のプーリ比、RTMは変速機3の変速比、RFGは最終減速比、Mは車両の重量を示す。αdecは無発電時の減速度DNを示す。なお、αdecは、実車の惰性減速時の車速推移を計測するなどにより求める。
次に、発電機2の回転速度をNALT、発電機2の指令トルクをT*としたときの、単位時間あたりの発電機2の発電量を、図13に示す発電機2の特性マップを参照して求める。図13において、横軸は発電機2の発電トルク(指令トルク)を示し、縦軸は発電機2の発電量を示している。図13において、例えば、回転速度を、小、中、大の3つの範囲に割り当てた場合に、70は回転速度が小のときの発電トルクと発電量との関係を示し、71は回転速度が中のときの発電トルクと発電量との関係を示し、72は回転速度が大のときの発電トルクと発電量との関係を示している。まず、回転速度と発電トルクとを用いて、図13の特性マップから、単位時間当たりの発電機2の発電量を求める。次に、求めた単位時間当たりの発電機2の発電量に、回生発電可能な時間量を乗算して、推定回生発電量P(Vs,α*)を算出する。回生発電可能な時間量は、図3において、目標減速度α*(点D1)より減速度が大きい領域を積算することによって求められる。上記のようにして、図5に示されるような目標減速度と推定回生発電量との関係を得る。
次に、下記の(6)式により、推定燃料削減量ΔQfを算出する。
ΔQf=kFC×tFC(Vs,α*)+kP×P(Vs,α*) (6)
ここで、kFCは燃料停止時間量評価係数で、燃料停止時間量が燃料削減量に与える影響を示す係数を表し、例えば、無負荷時の単位時間あたりの燃料消費量として事前に定める。kpは発電量評価係数で、回生発電量が燃料削減量に与える影響を示す係数を表し、例えば、燃料消費を伴う発電時に、発電により増加した燃料量から発電量を除算した値として事前に定める。
このようにして、図6に示される推定燃料削減量(実線60で示される)を算出する。図6は、特定の車速Vsにおける、目標減速度α*と推定燃料削減量との関係を示す。横軸は目標減速度α*を示し、縦軸は各目標減速度α*に対応する推定燃料削減量を示す。図6において、点DNは車速Vsにおける無発電状態での減速度を示し、実線60は算出した推定燃料削減量ΔQfを示す。また、点線61は燃料停止時間量による推定燃料削減量の算出結果を示し(すなわち、kFC×tfc(Vs,α*))、点線62は回生発電量による推定燃料削減量の算出結果を示し(すなわち、kp×P(Vs,α*))、点63は、推定燃料削減量ΔQf(実線60)が最大となる点を示す。
次に、推定燃料削減量ΔQfが最大となる目標減速度α*を、車速Vsにおける目標減速度に設定する。すなわち、図6において、点63に対応する減速度の値に、目標減速度を設定する。
このようにして、他の車速の領域に対しても、上記と同様にして、推定燃料削減量ΔQfが最大となる目標減速度を求め、図1の目標減速度算出手段101で用いる目標減速度マップを算出する。
以下に、図8を用いて目標減速度マップを算出する方法を説明する。図8は、この発明の実施の形態1による車両の発電装置に設けられた目標減速度算出手段101における、目標減速度マップを算出する処理を示したフローチャートである。図8の処理を行う実行のタイミングは限定されないが、例えば、車両の走行が終了し、イグニッションスイッチ操作により内燃機関1が停止されたときに実行する。図8において、まず、ステップS200では、ステップS201までの間の処理を、減速度分布テーブルTBLdecの車速軸の要素数だけ繰り返し実行する。実行対象の全ての要素に対して処理が終了した場合にはステップS203の処理へと進み、終了していない場合にはステップS210の処理へと進む。その時、該当する車速軸上のインデックスをiVsとする。なお、上記説明で、減速度分布テーブルTBLdecの車速軸の要素数だけ繰り返し実行すると記載したが、これらの要素を含む車速軸の範囲は、通常の車速の範囲、すなわち、時速0km〜時速160kmまでの間などに、適宜決定すればよい。そうして決定した車速軸の所定範囲内の車速ごとに(車速の階級を示すインデックスiVsごとに)、ステップS200からS201までの処理は、繰り返し実行されるものである。
ステップS210では、ステップS211の処理までの間の処理を、減速度分布テーブルTBLdecの減速度軸の要素数だけ繰り返し実行し、実行対象の全ての要素に対して処理が終了した場合にはステップS202の処理へと進み、終了していない場合にはステップS212の処理へと進む。その時、該当する減速度軸上のインデックスをiαとする。なお、上記説明で、減速度分布テーブルTBLdecの車速軸の要素数だけ繰り返し実行すると記載したが、これらの要素を含む減速度軸の範囲は、通常の減速度の範囲等に適宜決定すればよい。そうして決定した減速度軸の所定範囲内で順次設定される目標減速度ごとに(減速度の階級を示すインデックスiαごとに)、ステップS210からS211までの処理は、繰り返し実行されるものである。
ステップS212では、減速度分布テーブルTBLdecより、下記の(7)式により、推定燃料停止時間量T(iα)を算出し、ステップS213の処理へと進む。
ステップS213では、単位時間あたりの発電機2の発電量を算出する上述の方法により(図13に示す発電機2の特性マップ参照)、単位時間あたりの回生発電量p(iVs,iα)を算出し、ステップS214の処理へと進む。
ステップS214では、ステップS212で算出した推定燃料停止時間量T(iα)とステップS213で算出した単位時間あたりの回生発電量p(iVs,iα)との乗算により、推定回生発電量P(iα)を算出し、ステップS215の処理へと進む。
ステップS215では、ステップS212で算出した推定燃料停止時間量T(iα)およびステップS214で算出した推定回生発電量P(iα)より、下記の(8)式により、推定燃料削減量ΔQf(iα)を算出し、ステップS211の処理へと進む。
ΔQf(iα)=kFC×T(iα)+kP×P(iα) (8)
ここで、式(8)において、kFCは燃料停止時間量評価係数で、燃料停止時間量が燃料削減量に与える影響を示す係数を表す。また、kpは発電量評価係数で、回生発電量が燃料削減量に与える影響を示す係数を表す。
ステップS211では、減速度分布テーブルTBLdecの減速度軸の実行対象の全ての要素に対してステップS212〜S215の処理が終了していなければ、繰り返し処理としてステップS210の処理へと進む。
ステップS202では、ステップS215で算出した推定燃料削減量ΔQf(iα)が最大となるiαを抽出し、係るiαが示す目標減速度を目標減速度マップのiVsが示す車速における目標減速度として設定し、ステップS201の処理へと進む。この際、該当する車速において、すべてのΔQf(iα)が零である場合、すなわち、走行時に該当する車速に到達しなかった等の場合には、該当する車速軸に対する目標減速度は変更しない、などの処理を加える。このようにすることで、意図しない目標減速度の変更を防止することができる。
ステップS201では、減速度分布テーブルTBLdecの車速軸の実行対象の全ての要素に対してステップS210〜S202の処理が終了していなければ、繰り返し処理として、ステップS200の処理へと進む。
ステップS203では、使用した減速度分布テーブルTBLdecの値を消去し、今回の一連の処理を終了する。
上記のようにして、図1の目標減速度算出手段101において使用する目標減速度マップを得ることができる。
以上のように、本発明の実施の形態1による車両の発電装置によれば、車両の動力源としての内燃機関1と、内燃機関との間で動力の授受を行い、入力される指令発電量(指令Duty)により発電量を可変制御できる発電機(回転電機)2と、内燃機関1および発電機2の動力を車両の駆動軸へと伝達する変速機3とを備えた車両に搭載される、車両の発電装置であって、発電機2の回転速度を検出する回転速度検出手段23と、発電機2の出力電圧を検出する出力電圧取得手段24と、変速機3の変速比を検出する変速比検出手段22と、車両の車速を検出する車速検出手段21と、発電機2に指令発電量(指令Duty)を入力する制御装置10とを備えている。制御装置10は、車速ごとに目標減速度を設定した目標減速度マップを用いて、車速検出手段21によって検出された車速に従って目標減速度を算出する目標減速度算出手段101と、目標減速度算出手段101によって算出された目標減速度と、回転速度検出手段23によって検出された回転速度と、変速比検出手段22によって検出された変速比とに基づいて、指令発電トルクを算出する指令発電トルク算出手段102と、指令発電トルク算出手段102によって算出された指令発電トルクと、回転速度検出手段23によって検出された回転速度と、出力電圧取得手段24によって検出された出力電圧とに基づいて、発電機2に入力する指令発電量(指令Duty)を算出する指令発電量算出手段103とを有している。なお、目標減速度マップは、車両の燃料停止を伴う減速時に、車速検出手段21によって検出される車両の実際の走行状況に即した車速推移に基づいて算出される。当該構成により、車速ごとに目標減速度を設定し、当該目標減速度となるように回生発電量を設定でき、個々の車両ごとに運転者の運転時の速度推移の傾向に合致した目標減速度マップへと更新することで、燃料削減効果が最適となるように回生発電を行うことができる。
また、目標減速度算出手段101は、車速検出手段21によって検出された車速に基づいて、車両が減速中であるか否かを判定する減速判定手段(S100、図7)と、減速判定手段により車両が減速中であると判定された場合に、車両が燃料停止中か否かを判断する燃料停止判定手段(S101、図7)と、燃料停止判定手段により車両が燃料停止中であると判定された場合に、車速検出手段21によって検出された車速に基づいて、車両の減速度を検出する減速度検出手段(S110、図7)と、車速検出手段21によって検出された車速と、減速度検出手段によって検出された減速度とに基づいて、各車速ごとに当該減速度になった頻度を計上して減速度分布を算出する減速度分布算出手段(S111,S112、図7)と、減速度分布に基づいて、所定範囲内で順次設定される目標減速度ごとに、推定燃料停止時間量を算出する燃料停止時間量推定手段(S212、図8)と、発電機2の回転速度と発電トルクとに基づいて、単位時間あたりの回生発電量を算出し、単位時間あたりの回生発電量に推定燃料停止時間量を乗算して、推定回生発電量を算出する回生発電量推定手段(S213,S214,図8)と、推定燃料停止時間量と推定回生発電量とに基づいて、燃料停止時間量評価係数および発電量評価係数とを用いて、推定燃料削減量を算出する燃料削減量算出手段(S215、図8)と、所定範囲内で順次設定される目標減速度ごとに燃料削減量算出手段によって算出された推定燃料削減量の中で、推定燃料削減量が最大となる目標減速度の値を、各車速ごとの目標減速度として設定して、目標減速度マップを算出する目標減速度マップ算出手段(S202、図8)とを備えるようにしたので、車速ごとに目標減速度を設定し、当該目標減速度となるように回生発電量を設定でき、個々の車両ごとに運転者の運転時の速度推移の傾向に合致した目標減速度マップへと更新することで、燃料削減効果が最適となるように回生発電を行うことができる。
実施の形態2.
上記の実施の形態1による車両の発電装置では、減速度軸の全ての要素に対して推定燃料削減量ΔQfを算出して、推定燃料削減量ΔQfが最大となる目標減速度を算出していた。本実施の形態2による車両の発電装置においては、現在設定されている目標減速度とその近傍の減速度のみを対象として推定燃料削減量ΔQfを算出することにより、演算処理を軽減するとともに、回生発電による燃料削減量が大きくなるように目標減速度マップを漸次更新する。
上記の実施の形態1による車両の発電装置では、減速度軸の全ての要素に対して推定燃料削減量ΔQfを算出して、推定燃料削減量ΔQfが最大となる目標減速度を算出していた。本実施の形態2による車両の発電装置においては、現在設定されている目標減速度とその近傍の減速度のみを対象として推定燃料削減量ΔQfを算出することにより、演算処理を軽減するとともに、回生発電による燃料削減量が大きくなるように目標減速度マップを漸次更新する。
図9は、この発明の実施の形態2による車両の発電装置における、目標減速度マップを算出する処理を示したフローチャートである。上記の実施の形態1の図8に示されるフローチャートと相当する部分には同一の符号を付し、異なっている部分(すなわち、ステップS210A)の処理について主に以下で説明する。
図9において、ステップS200では、ステップS201の処理までの間の処理を減速度分布テーブルTBLdecの車速軸の要素数だけ繰り返し実行する。個の処理は、実施の形態1と基本的に同じである。実行対象の全ての要素に対して処理が終了した場合には、ステップS203の処理へと進み、終了していない場合にはステップS210Aの処理へと進む。その時、該当する車速軸上のインデックスをiVsとする。
ステップS210Aでは、ステップS211の処理までの間の処理を、減速度分布テーブルTBLdecの減速度軸上の現在の目標減速度を示す要素(iα)、および、その要素の前後1つの要素(iα−1,iα+1)に対して繰り返し実行する。実行対象の全ての要素(iα−1,iα,iα+1)に対して処理が終了した場合には、ステップS202の処理へと進み、終了していない場合にはステップS212の処理へと進む。この際、該当する減速度軸上のインデックスをiαとする。なお、ここでは、現在の目標減速度を示す要素の前後1つの要素に限定されず、前後複数個の要素(例えば、前後2個の要素(iα−2,iα−1,iα,iα+1,iα+2)や、前後3個の要素(iα−3,iα−2,iα−1,iα,iα+1,iα+2,iα+3)など)に対して、S212以降の処理を実行するようにすることもできる。
ステップS211では、繰り返し処理として、ステップS210Aの処理へと進む。
ステップS202,S201,S203の処理は、実施の形態1のステップS202,S201,S203とそれぞれ同じであるため、ここでは、その説明を省略する。
以上のように、本発明の実施の形態2による車両の発電装置によれば、上記の実施の形態1と同様の効果が得られるとともに、さらに、本実施の形態においては、現在設定されている目標減速度とその近傍の減速度のみを対象として推定燃料削減量ΔQfを算出するようにしたので、徐々に回生発電による燃料削減量が大きくなる目標減速度に漸近するが、前回走行時の目標減速度から今回走行時の目標減速度の変化量が大きくならないため、運転者に対する違和感を低減することができる。また、現在設定されている目標減速度の近傍の減速度のみを対象として推定燃料削減量ΔQfを算出することにより、必要な演算量を減らすことにより目標減速度マップを算出する処理を軽減することができる。
実施の形態3.
上述の実施の形態2による車両の発電装置では、燃料停止を伴う減速時に算出された減速度をすべて減速度分布として計上していたのに対し、実施の形態3による車両の発電装置では、燃料停止を伴う減速時でも、減速度が大きく増加した際には、その減速中の減速度は算出しないことにより、減速度分布には影響しないようにした。これにより、パニックブレーキの際などの減速度の影響で目標減速度が過大に設定されてしまうのを防止するようにしたものである。
上述の実施の形態2による車両の発電装置では、燃料停止を伴う減速時に算出された減速度をすべて減速度分布として計上していたのに対し、実施の形態3による車両の発電装置では、燃料停止を伴う減速時でも、減速度が大きく増加した際には、その減速中の減速度は算出しないことにより、減速度分布には影響しないようにした。これにより、パニックブレーキの際などの減速度の影響で目標減速度が過大に設定されてしまうのを防止するようにしたものである。
図10は、この発明の実施の形態3による車両の発電装置における、目標減速度マップを算出する処理を示したフローチャートである。上記の実施の形態1の図7に示されるフローチャートと相当する部分には同一の符号を付している。図7のフローと異なる部分は、図10においては、図7のステップS100,S101の代わりに、それぞれ、ステップS100A,S101Aが設けられている点と、図10では、ステップS102,S103,S113,S114が追加されている点である。以下の説明においては、主に、図7と異なっている部分の処理について述べる。
ステップS100Aでは、車速Vsをもとに車両が減速中であるかを判定し、減速中であればステップS101Aの処理へと進み、減速中でなければステップS114の処理へと進む。
ステップS101Aでは、減速時の燃料停止がなされているかを判定し、燃料停止がなされている場合にはステップS110の処理へと進み、燃料停止がなされていない場合にはステップS114の処理へと進む。
ステップS110では、車速Vsの変化量をもとに車両の減速度αを算出し、ステップS102の処理へと進む。
ステップS102では、ステップS110で得た減速度αが前回の減速度と比較して、その変化量が所定値以上であった場合には、ステップS113の処理へ進み、それ以外の場合には、ステップS103の処理へと進む。
ステップS103では、減速度増加大判定がセットされていない場合にはステップS111の処理へと進み、減速度増加大判定がセットされている場合には今回の処理を終了する。
ステップS113では、減速度増加大判定をセットし、今回の処理を終了する。
ステップS114では、減速度増加大判定のセットをクリアし、今回の処理を終了する。
その他の処理は、上記の実施の形態2による車両の発電装置と同様である。
以上のように、この発明の実施の形態3による車両の発電装置によれば、上記の実施の形態1と同様の効果が得られるとともに、さらに、本実施の形態においては、燃料停止中であると判定されたときに、減速度の変化量が所定値以上となった場合には、減速度分布を算出しないようにしたので、例えばパニックブレーキなどの要因による急な減速度増加があった場合にも、その減速度によって目標減速度が過大に設定されてしまうのを防止することができる。
実施の形態4.
上述の実施の形態3による車両の発電装置では、車両ごとに目標減速度マップを形成するようにしていたのに対し、実施の形態4による車両の発電装置では、運転者を識別する運転者識別手段(図示されない)により取得した運転者識別情報をもとに、運転者ごとに目標減速度マップを算出するようにしたものである。
上述の実施の形態3による車両の発電装置では、車両ごとに目標減速度マップを形成するようにしていたのに対し、実施の形態4による車両の発電装置では、運転者を識別する運転者識別手段(図示されない)により取得した運転者識別情報をもとに、運転者ごとに目標減速度マップを算出するようにしたものである。
運転者識別手段は、例えば、複数人の運転者に対して、運転席のドライビングポジションをスイッチ操作などにより選択して切り替える機能を備えた車両においては、当該機能を利用して、運転者を識別するようにすればよい。具体的には、各運転者に対応する個々のドライビングポジションに対して目標減速度マップを形成するようにし、運転者が、当該スイッチ操作により、ドライビングポジションを移動させたときに、その運転者を識別して、当該スイッチ操作により選択されたドライビングポジションに対応する目標減速度マップを用いるようにしたものである。運転者識別手段は、上記の例に限定されるものではなく、例えば、ICカードリーダを車両に設けておき、個々の運転者が携帯するICカードの情報を読み込むことにより、運転者を識別するようにしてもよい。あるいは、カーナビゲーション装置を利用して、当該装置の操作画面により、運転者が、固有識別番号(ID)やパスワードを入力することにより、運転者を識別するようにしてもよい。あるいは、生体認証により、運転者を識別するようにしてもよい。
以上のように、この発明の実施の形態4による車両の発電装置によれば、上記の実施の形態1と同様の効果が得られるとともに、さらに、本実施の形態においては、車両の運転者を識別する運転者識別手段を備え、当該運転者識別手段による運転者の識別結果に基づいて、運転者ごとに個別の前記目標減速度マップを算出するようにしたので、同一の車両を複数人の運転者が運転する場合にも、それぞれの運転者に対して燃料削減量が最適となる回生発電量を設定することができるようになる。
実施の形態5.
上述の実施の形態4までの車両の発電装置では、燃料停止時間量評価係数kFC、および、発電量評価係数kpは、一定の値であるとした。実施の形態5による車両の発電装置では、車両の無負荷状態での燃料噴射量より燃料停止時間量評価係数kFCを求め、かつ、燃料使用を伴う発電時の発電量と発電による燃料使用量の増加量より発電量評価係数kpを求めるようにした。
上述の実施の形態4までの車両の発電装置では、燃料停止時間量評価係数kFC、および、発電量評価係数kpは、一定の値であるとした。実施の形態5による車両の発電装置では、車両の無負荷状態での燃料噴射量より燃料停止時間量評価係数kFCを求め、かつ、燃料使用を伴う発電時の発電量と発電による燃料使用量の増加量より発電量評価係数kpを求めるようにした。
図11は、燃料停止時間量評価係数kFCを算出する処理を示したフローチャートで、内燃機関駆動時に所定の時間間隔で実行する。図11において、まず、ステップS300では、アクセルペダル入力の有無を判定し、アクセルペダル入力が有る場合には今回の処理を終了し、アクセルペダル入力が無い場合にはステップS301の処理へと進む。
ステップS301では、燃料噴射の有無を判定し、燃料噴射が無い場合には今回の処理を終了し、燃料噴射が有る場合にはステップS310の処理へと進む。
ステップS310では、燃料噴射量取得手段(図示せず)により取得した燃料噴射量から、単位時間あたりの燃料噴射量ΔQfを算出し、ステップS302の処理へと進む。
ステップS302では、発電機2による発電の有無を判定し、発電が有る場合には今回の処理を終了し、発電が無い場合にはステップS320の処理へと進む。
ステップS320では、下記の(9)式により、燃料停止時間量評価係数kFCを更新し、今回の処理を終了する。
kFC = (1−a)×kFC + a×ΔQf (9)
ここで、aはフィルタ定数を示す。
図12は、発電量評価係数kpを算出する処理を示したフローチャートで、内燃機関駆動時に所定の時間間隔で実行する。図12において、まず、ステップS300では、アクセルペダル入力の有無を判定し、アクセルペダル入力が有る場合には今回の処理を終了し、アクセルペダル入力が無い場合にはステップS301の処理へと進む。
ステップS301では、燃料噴射の有無を判定し、燃料噴射が無い場合には今回の処理を終了し、燃料噴射が有る場合にはステップS310の処理へと進む。
ステップS310では、燃料噴射量取得手段(図示せず)により取得した燃料噴射量から単位時間あたりの燃料噴射量ΔQfを算出し、ステップS302の処理へと進む。
ステップS302では、発電機2による発電の有無を判定し、発電が無い場合には今回の処理を終了し、発電が有る場合にはステップS330の処理へと進む。
ステップS330では、発電量取得手段(図示せず)により取得した発電機2の発電量から、単位時間当たりの発電量ΔPを取得し、ステップS331の処理へと進む。
ステップS331では、下記の(10)式より、発電量評価係数kpを更新し、今回の処理を終了する。
ここで、bはフィルタ定数を示す。
以上のように、この発明の実施の形態5による車両の発電装置によれば、上記の実施の形態1と同様の効果が得られるとともに、さらに、本実施の形態においては、燃料停止時間量評価係数kFCは、アクセルペダル操作が無い時の燃料噴射量に基づいて算出し、発電量評価係数kpは、アクセルペダル操作が無い時の発電機2の発電量および燃料噴射量に基づいて算出することにより、燃料停止時間量評価係数kFC、および、発電量評価係数kpを個々の車両の特性に合致するように更新していくことで、機差のばらつきや、気候差、燃料組成の違い、潤滑油の劣化といった変動要因(環境の変化)に対しても、最適な目標減速度マップを形成することができ、回生発電による燃料削減効果が最適となる回生発電量を設定することができる。
実施の形態6.
実施の形態6による車両の発電装置では、事前に定めた減速度分布から求めた目標減速度マップを初期値として設定するようにしたものである。
実施の形態6による車両の発電装置では、事前に定めた減速度分布から求めた目標減速度マップを初期値として設定するようにしたものである。
図14は、実施の形態6の車両の発電装置における、初期値として設定する目標減速度マップと減速度分布の例を示すグラフである。図14において、横軸は車速を示し、縦軸は減速度を示す。破線80は無発電時の車両の減速度推移を示し、実線81は算出された目標減速度マップを示し、中抜き丸82は車速に対する減速度分布を示している。実線81で示される目標減速度マップは中抜き丸82で示される減速度分布に基づいて、実施の形態1と同様にして算出される。ここで設定する減速度分布は、例えば、日本では渋滞が多く低速走行の期間が多いが、独国ではアウトバーンでの高速走行の機会が多いといった、各地域の運転傾向の特色を考慮した走行パターンに基づいて設定することが好適である。
以上のように、この発明の実施の形態6による車両の発電装置によれば、上記の実施の形態1と同様の効果が得られるとともに、さらに、本実施の形態においては、目標減速度算出手段101が用いる目標減速度マップとして、予め設定された減速度分布から求めた目標減速度マップを初期値として設定するようにしたので、車両の使用開始直後や内部記憶が消去された場合にも、想定される典型的な走行パターンに対して最適な燃料削減効果を得る回生発電量を設定することができる。
1 内燃機関、2 発電機、3 変速機、10 制御装置、21 車速取得手段、22 変速比検出手段、23 発電機回転速度取得手段、24 発電機出力電圧取得手段、101 目標減速度算出手段、102 指令発電トルク算出手段、103 指令Duty算出手段、110 減速時燃料停止判定手段。
Claims (8)
- 車両の動力源としての内燃機関と、前記内燃機関との間で動力の授受を行い、入力される指令発電量により発電量を可変制御できる回転電機と、前記内燃機関および前記回転電機の動力を車両の駆動軸へと伝達する変速機とを備えた車両に搭載される、車両の発電装置であって、
前記回転電機の回転速度を検出する回転速度検出手段と、
前記回転電機の出力電圧を検出する出力電圧取得手段と、
前記変速機の変速比を検出する変速比検出手段と、
前記車両の車速を検出する車速検出手段と、
前記回転電機に前記指令発電量を入力する制御装置と
を備え、
前記制御装置は、
車速ごとに目標減速度を設定した目標減速度マップを用いて、前記車速検出手段によって検出された前記車速に従って目標減速度を算出する目標減速度算出手段と、
前記目標減速度算出手段によって算出された前記目標減速度と、前記変速比検出手段によって検出された前記変速比とに基づいて、指令発電トルクを算出する指令発電トルク算出手段と、
前記指令発電トルク算出手段によって算出された前記指令発電トルクと、前記回転速度検出手段によって検出された前記回転速度と、前記出力電圧取得手段によって検出された前記出力電圧とに基づいて、前記回転電機に入力する前記指令発電量を算出する指令発電量算出手段と
を有し、
前記目標減速度マップは、前記車両の燃料停止を伴う減速時に前記車速検出手段によって検出される前記車両の実際の走行状況に即した車速推移に基づいて算出され、
前記目標減速度算出手段は、
前記車速検出手段によって検出された前記車速に基づいて、前記車両が減速中であるか否かを判定する減速判定手段と、
前記減速判定手段により前記車両が減速中であると判定された場合に、前記車両が燃料停止中か否かを判断する燃料停止判定手段と、
前記燃料停止判定手段により前記車両が燃料停止中であると判定された場合に、前記車速検出手段によって検出された前記車速に基づいて、前記車両の減速度を検出する減速度検出手段と、
前記車速検出手段によって検出された前記車速と、前記減速度検出手段によって検出された前記減速度とに基づいて、各車速ごとに当該減速度になった頻度を計上して減速度分布を算出する減速度分布算出手段と、
前記減速度分布に基づいて、所定範囲内で順次設定される目標減速度ごとに、推定燃料停止時間量を算出する燃料停止時間量推定手段と、
前記回転電機の回転速度と発電トルクとに基づいて、単位時間あたりの回生発電量を算出し、前記単位時間あたりの回生発電量に前記推定燃料停止時間量を乗算して、推定回生発電量を算出する回生発電量推定手段と、
前記推定燃料停止時間量と前記推定回生発電量とに基づいて、燃料停止時間量評価係数および発電量評価係数とを用いて、推定燃料削減量を算出する燃料削減量算出手段と、
前記所定範囲内で順次設定される目標減速度ごとに前記燃料削減量算出手段によって算出された推定燃料削減量の中で、前記推定燃料削減量が最大となる目標減速度の値を、各車速ごとの目標減速度として設定して、前記目標減速度マップを算出する目標減速度マップ算出手段と
を備える
ことを特徴とする車両の発電装置。 - 前記目標減速度マップは、前記車両が燃料停止を伴う減速を行っている時に、前記車速検出手段によって検出される前記車速と、前記車速から求める減速度とに基づいて、各車速ごとに当該減速度になった頻度を計上して減速度分布を算出し、前記減速度分布に基づいて推定燃料削減量を算出し、前記推定燃料削減量が最大となる減速度を、車速ごとの目標減速度として設定して算出される
ことを特徴とする請求項1に記載の車両の発電装置。 - 前記目標減速度の前記所定範囲は、現在設定されている目標減速度とその前後の所定値であることを特徴とする請求項1または2に記載の車両の発電装置。
- 前記燃料停止判定手段により前記車両が燃料停止中であると判定されたときに、前記減速度の変化量が所定値以上となった場合には、前記減速度分布を算出しないことを特徴とする請求項1から3までのいずれか1項に記載の車両の発電装置。
- 前記車両の運転者を識別する運転者識別手段を備え、前記運転者識別手段による運転者の識別結果に基づいて、運転者ごとに個別の前記目標減速度マップを算出することを特徴とする請求項1から4までのいずれか1項に記載の車両の発電装置。
- 運転者によるアクセルペダル操作の有無を検出するアクセルペダル操作有無検出手段と、
前記内燃機関に対する燃料噴射量を取得する燃料噴射量検出手段と、
前記回転電機の発電量を取得する発電量検出手段と
をさらに備え、
前記燃料停止時間量評価係数は、前記アクセルペダル操作が無いと判定された時の前記燃料噴射量に基づいて算出され、
前記発電量評価係数は、前記アクセルペダル操作が無いと判定された時の前記回転電機の発電量および前記燃料噴射量に基づいて算出される
ことを特徴とする請求項1から5までのいずれか1項に記載の車両の発電装置。 - 前記目標減速度算出手段が用いる前記目標減速度マップは、予め設定された減速度分布から求めた目標減速度マップを初期値として設定することを特徴とする請求項1から6までのいずれか1項に記載の車両の発電装置。
- 車両の動力源としての内燃機関と、前記内燃機関との間で動力の授受を行い、入力される指令発電量により発電量を可変制御できる回転電機と、前記内燃機関および前記回転電機の動力を車両の駆動軸へと伝達する変速機とを備えた車両で実施される車両の発電制御方法であって、
前記回転電機の回転速度を検出する回転速度検出ステップと、
前記回転電機の出力電圧を検出する出力電圧取得ステップと、
前記変速機の変速比を検出する変速比検出ステップと、
前記車両の車速を検出する車速検出ステップと、
前記車両が燃料停止を伴う減速を行っている時に、前記車速検出ステップによって検出される前記車速と、前記車速から求める減速度とに基づいて、各車速ごとに当該減速度になった頻度を計上して減速度分布を算出し、前記減速度分布に基づいて、車速ごとの目標減速度を設定した目標減速度マップを算出する目標減速度マップ算出ステップと、
前記目標減速度マップを用いて、前記車速検出ステップによって検出された前記車速に従って目標減速度を算出する目標減速度算出ステップと、
前記目標減速度算出ステップによって算出された前記目標減速度と、前記変速比検出ステップによって検出された前記変速比とに基づいて、指令発電トルクを算出する指令発電トルク算出ステップと、
前記指令発電トルク算出ステップによって算出された前記指令発電トルクと、前記回転速度検出ステップによって検出された前記回転速度と、前記出力電圧取得ステップによって検出された前記出力電圧とに基づいて、前記回転電機に入力する前記指令発電量を算出する指令発電量算出ステップと、
前記指令発電量算出ステップによって算出された前記指令発電量を、前記回転電機に入力し、前記回転電機による発電量を制御する発電制御ステップと
を備え、
前記目標減速度算出ステップは、
前記車速検出ステップによって検出された前記車速に基づいて、前記車両が減速中であるか否かを判定する減速判定ステップと、
前記減速判定ステップにより前記車両が減速中であると判定された場合に、前記車両が燃料停止中か否かを判断する燃料停止判定ステップと、
前記燃料停止判定ステップにより前記車両が燃料停止中であると判定された場合に、前記車速検出ステップによって検出された前記車速に基づいて、前記車両の減速度を検出する減速度検出ステップと、
前記車速検出ステップによって検出された前記車速と、前記減速度検出ステップによって検出された前記減速度とに基づいて、各車速ごとに当該減速度になった頻度を計上して減速度分布を算出する減速度分布算出ステップと、
前記減速度分布に基づいて、所定範囲内で順次設定される目標減速度ごとに、推定燃料停止時間量を算出する燃料停止時間量推定ステップと、
前記回転電機の回転速度と発電トルクとに基づいて、単位時間あたりの回生発電量を算出し、前記単位時間あたりの回生発電量に前記推定燃料停止時間量を乗算して、推定回生発電量を算出する回生発電量推定ステップと、
前記推定燃料停止時間量と前記推定回生発電量とに基づいて、燃料停止時間量評価係数および発電量評価係数とを用いて、推定燃料削減量を算出する燃料削減量算出ステップと、
前記所定範囲内で順次設定される目標減速度ごとに前記燃料削減量算出ステップによって算出された推定燃料削減量の中で、前記推定燃料削減量が最大となる目標減速度の値を、各車速ごとの目標減速度として設定して、前記目標減速度マップを算出する目標減速度マップ算出ステップと
を備える
ことを特徴とする車両の発電制御方法。
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/JP2012/059673 WO2013153597A1 (ja) | 2012-04-09 | 2012-04-09 | 車両の発電装置および車両の発電制御方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2013153597A1 JPWO2013153597A1 (ja) | 2015-12-17 |
JP5863953B2 true JP5863953B2 (ja) | 2016-02-17 |
Family
ID=49327207
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014509917A Expired - Fee Related JP5863953B2 (ja) | 2012-04-09 | 2012-04-09 | 車両の発電装置および車両の発電制御方法 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9248826B2 (ja) |
JP (1) | JP5863953B2 (ja) |
CN (1) | CN104245455B (ja) |
DE (1) | DE112012006208T5 (ja) |
WO (1) | WO2013153597A1 (ja) |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR3003620B1 (fr) * | 2013-03-19 | 2015-03-06 | Renault Sas | Procede et dispositif de synchronisation d'un pignon fou de boite de vitesse sur son arbre |
GB2517471B (en) * | 2013-08-21 | 2016-07-20 | Jaguar Land Rover Ltd | Dynamic deceleration control for hybrid vehicle |
JP6171873B2 (ja) * | 2013-11-13 | 2017-08-02 | マツダ株式会社 | ハイブリッド車の制御装置 |
US10336212B2 (en) * | 2013-11-27 | 2019-07-02 | Ford Global Technologies, Llc | Torque monitoring system and method |
JP6623712B2 (ja) * | 2015-11-18 | 2019-12-25 | トヨタ自動車株式会社 | 車両制御装置 |
JP6946618B2 (ja) * | 2016-02-08 | 2021-10-06 | いすゞ自動車株式会社 | ハイブリッド車両及びハイブリッド車両の制御方法 |
JP6597575B2 (ja) * | 2016-12-05 | 2019-10-30 | 株式会社アドヴィックス | 車両の制動システム |
US11012016B2 (en) * | 2019-10-14 | 2021-05-18 | Schweitzer Engineering Laboratories, Inc. | Energy packet control of generator prime mover |
CN113815423B (zh) * | 2021-09-30 | 2023-10-20 | 华人运通(江苏)技术有限公司 | 电动汽车的能量回馈控制方法、装置及车辆 |
US11777426B2 (en) | 2022-02-21 | 2023-10-03 | Schweitzer Engineering Laboratories, Inc. | Energy packet control of generator prime mover and control processing |
Family Cites Families (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3096447B2 (ja) * | 1997-09-17 | 2000-10-10 | 本田技研工業株式会社 | ハイブリッド車両の制御装置 |
JP3691296B2 (ja) * | 1999-08-02 | 2005-09-07 | 本田技研工業株式会社 | エンジン制御装置 |
JP2002242717A (ja) * | 2001-02-20 | 2002-08-28 | Honda Motor Co Ltd | ハイブリッド車両の制御装置 |
JP2004120877A (ja) * | 2002-09-25 | 2004-04-15 | Nissan Motor Co Ltd | オルタネータ制御装置 |
JP4026133B2 (ja) * | 2003-01-21 | 2007-12-26 | スズキ株式会社 | ハイブリッド車両の制御装置 |
JP2006094589A (ja) * | 2004-09-21 | 2006-04-06 | Toyota Motor Corp | 車両の減速度制御装置 |
JP2006175942A (ja) * | 2004-12-21 | 2006-07-06 | Toyota Motor Corp | 加減速度制御装置 |
ITBO20070605A1 (it) * | 2007-09-05 | 2009-03-06 | Enea Ente Nuove Tec | Metodo di controllo di un veicolo ibrido durante una decelerazione rigenerativa |
JP5332685B2 (ja) | 2009-02-13 | 2013-11-06 | 日産自動車株式会社 | 車両用回生制御装置および車両用回生制御方法 |
JP2010246355A (ja) * | 2009-04-10 | 2010-10-28 | Honda Motor Co Ltd | 車両の制御装置 |
JP2011066957A (ja) | 2009-09-15 | 2011-03-31 | Mitsubishi Fuso Truck & Bus Corp | 発電制御システム |
US20120143420A1 (en) * | 2010-08-04 | 2012-06-07 | Fisker Automotive, Inc. | Vehicle operation mode systems and methods |
JPWO2012020469A1 (ja) | 2010-08-09 | 2013-10-28 | トヨタ自動車株式会社 | 車両制御システム及び車両制御装置 |
US8467923B2 (en) * | 2010-11-19 | 2013-06-18 | Delphi Technologies, Inc. | Vehicle deceleration rate control during deceleration fuel cutoff by varying generation electric load |
US8606450B2 (en) * | 2011-09-09 | 2013-12-10 | GM Global Technology Operations LLC | Hybrid powertrain with geared starter motor and belt alternator starter and method of restarting an engine |
-
2012
- 2012-04-09 JP JP2014509917A patent/JP5863953B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2012-04-09 US US14/376,311 patent/US9248826B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2012-04-09 WO PCT/JP2012/059673 patent/WO2013153597A1/ja active Application Filing
- 2012-04-09 DE DE201211006208 patent/DE112012006208T5/de not_active Withdrawn
- 2012-04-09 CN CN201280072272.1A patent/CN104245455B/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPWO2013153597A1 (ja) | 2015-12-17 |
CN104245455B (zh) | 2016-12-28 |
US9248826B2 (en) | 2016-02-02 |
WO2013153597A1 (ja) | 2013-10-17 |
CN104245455A (zh) | 2014-12-24 |
US20140379191A1 (en) | 2014-12-25 |
DE112012006208T5 (de) | 2014-12-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5863953B2 (ja) | 車両の発電装置および車両の発電制御方法 | |
CN107000761B (zh) | 用于车辆经济性改进的设备及方法 | |
JP5231900B2 (ja) | 車両の動力システムの制御方法 | |
JP4689708B2 (ja) | 省燃費運転診断装置、原動機の制御装置及び省燃費運転診断方法 | |
JP4906808B2 (ja) | 省燃費運転診断装置、省燃費運転診断システム、車両の走行制御装置及び省燃費運転診断方法 | |
CN101590832B (zh) | 行驶能量学习装置以及方法 | |
CN103707879B (zh) | 用于控制混合动力车辆的发动机起动的方法和系统 | |
JP5692243B2 (ja) | 回生制御装置および回生制御方法並びにハイブリッド車両 | |
JP5987570B2 (ja) | 自動変速機の変速制御装置 | |
JP5831560B2 (ja) | 減速因子推定装置及び運転支援装置 | |
KR102574116B1 (ko) | 차량 및 그 제어 방법 | |
CN103140404B (zh) | 再生控制装置、混合动力汽车以及再生控制方法 | |
CN104755324A (zh) | 制动灯控制装置 | |
JP2013040575A (ja) | 省燃費運転評価システム及び省燃費運転評価システム用プログラム | |
JP5729489B2 (ja) | 減速因子推定装置 | |
JP5790795B2 (ja) | 減速因子推定装置 | |
KR102563598B1 (ko) | 친환경자동차의 제동 제어 장치 | |
KR101724505B1 (ko) | 차량의 변속 제어 장치 및 그 방법 | |
CN101648522B (zh) | 车辆自动巡航的控制方法及电子节气门系统 | |
JP5408920B2 (ja) | 省燃費運転診断装置、省燃費運転診断システム、走行制御装置、省燃費運転採点装置及び省燃費運転診断方法 | |
JP5343590B2 (ja) | 車両用減速制御装置および車両用減速制御方法 | |
JP5408921B2 (ja) | 省燃費運転診断装置、省燃費運転診断システム、走行制御装置、省燃費運転採点装置及び省燃費運転診断方法 | |
CN107757627B (zh) | 车辆用控制装置以及信息提供方法 | |
CN100410098C (zh) | 电动汽车及其控制方法 | |
JP4456630B2 (ja) | エコ運転状態表示装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20151124 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20151222 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5863953 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |