JP6631439B2 - Vehicle energy management system - Google Patents
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Description
本発明は、車載装備として、エネルギーを生成可能な車載装備と、エネルギーを使用する車載装備とを備える車両に適用される車両用エネルギーマネジメント装置に関する。 The present invention relates to a vehicle energy management device that is applied to a vehicle that includes, as on-vehicle equipment, on-vehicle equipment that can generate energy and on-vehicle equipment that uses energy.
例えば、特許文献1には、目的地までの経路の道路状況に応じて燃料消費量が最小となるエンジンとモータとの運転スケジュールを設定するハイブリッド車両の駆動制御装置が開示されている。このハイブリッド車両の駆動制御装置では、発進と停止が予測される地点で目的地までの経路を複数の区間に区分し、目的地までの経路の道路状況と運転者の運転履歴とに基づいて各区間ごとに車速パターンを推定する。そして、車速パターンとエンジンの燃料消費特性とに基づいて、目的地までの燃料消費量が最小となるように、各区間ごとのエンジンとモータとの運転スケジュールを設定する。 For example, Patent Literature 1 discloses a drive control device of a hybrid vehicle that sets an operation schedule of an engine and a motor that minimizes fuel consumption according to a road condition of a route to a destination. In the drive control device for a hybrid vehicle, a route to a destination is divided into a plurality of sections at a point where start and stop are predicted, and each route is determined based on a road condition of the route to the destination and a driving history of a driver. The vehicle speed pattern is estimated for each section. Then, based on the vehicle speed pattern and the fuel consumption characteristics of the engine, the operation schedule of the engine and the motor for each section is set so that the fuel consumption to the destination is minimized.
上述した特許文献1の装置では、エンジンの燃料消費量が最小となることを目的として、エンジンとモータとの運転スケジュールを設定している。このため、車両全体として見た場合、必ずしもエネルギーの発生と、その使用に関しての最適化を図ることできない場合がある。例えば、近年では、エンジンによって駆動されるジェネレータが発電した電力やモータジェネレータによる回生電力を、エアコンのコンプレッサやその他の車載装備の駆動に用いる場合がある。このような場合、各車載装備の使用状況を踏まえて、ジェネレータの発電電力やモータジェネレータによる回生電力を制御しなければ、無駄にエネルギーを発生したり、逆に必要なエネルギーが確保できなかったりする可能性が生じる。 In the device described in Patent Document 1, the operation schedule of the engine and the motor is set for the purpose of minimizing the fuel consumption of the engine. Therefore, when viewed as a whole vehicle, it may not always be possible to optimize the generation of energy and its use. For example, in recent years, power generated by a generator driven by an engine or regenerative power generated by a motor generator may be used for driving a compressor of an air conditioner or other on-vehicle equipment. In such a case, if the generated power of the generator and the regenerative power of the motor generator are not controlled based on the usage status of each vehicle-mounted device, energy is wasted or the required energy cannot be secured. Possibilities arise.
また、特許文献1の装置では、エンジン及びモータを制御するコントローラが、上記の運転スケジュールを設定するようになっている。そのため、例えばエンジンやモータの仕様が変更されると、コントローラにおける制御ロジックも大幅に変更する必要が生じる。すなわち、コントローラは、特定のエンジンとモータとの組合せに対して専用に用いられることになり、汎用性に乏しい。 Further, in the device of Patent Document 1, a controller that controls the engine and the motor sets the above-described operation schedule. Therefore, for example, when the specifications of the engine or the motor are changed, it is necessary to significantly change the control logic in the controller. That is, the controller is used exclusively for a specific combination of the engine and the motor, and has poor versatility.
本発明は、上述した点に鑑みてなされたもので、汎用性が高く、かつ、車両全体としてのエネルギーの発生と使用との最適化を図ることが可能な車両用エネルギーマネジメント装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and provides a vehicle energy management device that is highly versatile and that can optimize the generation and use of energy as a whole vehicle. With the goal.
上記目的を達成するために、本発明に係る車両用エネルギーマネジメント装置(100)は、車載装備として、エネルギーを生成可能な車載装備と、エネルギーを使用する車載装備とを備える車両に適用されるものであって、
車両の走行ルートが設定されたときに、その走行ルートに関する情報を取得する取得部(51)と、
車両が走行ルートを走行したときの、エネルギーを使用する車載装備によるエネルギーの消費状況を予測する予測部(54)と、
取得部によって取得される車両の走行ルートに関する情報及び予測部によって予測される車載装備によるエネルギーの消費状況に基づき、エネルギーの需給が一致するように、エネルギーを生成可能な車載装備によるエネルギーの生成計画を立案する生成計画立案部(61)と
車両が設定された走行ルートに沿って走行を開始した後、所定の周期で、生成計画立案部によって立案されたエネルギーの生成計画に従って、必要なエネルギーの生成量を算出するエネルギー生成量算出部(62)と、
車両に実際に装備されているエネルギーを生成可能な車載装備に関する情報に基づいて、エネルギー生成量算出部により算出された必要なエネルギーの生成量を、エネルギーを生成可能な車載装備を制御する際の制御目標に変換して、エネルギーを生成可能な車載装備の制御部へ出力する生成量変換部(65)と、
車両には複数の車載装備が設けられ、複数の車載装備は、それぞれの機能に応じて予め複数のドメインに区分けされ、さらに、各ドメインにおいて、車載装備の設置場所に応じて、複数のエリアに区分けされており、
予測部によって予測される車載装備によるエネルギーの消費状況に基づき、ドメイン毎のエネルギーの配分計画を立案する配分計画立案部(61)と、
車両が設定された走行ルートに沿って走行を開始した後、所定の周期で、配分計画立案部によって立案されたエネルギーの配分計画に従って、各ドメインに配分するエネルギーの配分量を算出するエネルギー配分量算出部(64)と、
各ドメインのそれぞれのエリアに属する車載装備に関する情報に基づいて、各ドメインへのエネルギーの配分量を、それぞれのドメイン内の各エリアに振り分けるエリア振り分け量に変換し、エリア振り分け量に相当するエネルギー量が提供される旨を各エリアの制御部に通知する配分量変換部(67)と、を備える。
MEANS TO SOLVE THE PROBLEM In order to achieve the said objective, the vehicle energy management apparatus (100) which concerns on this invention is applied to the vehicle provided with the vehicle-mounted equipment which can produce | generate energy, and the vehicle-mounted equipment which uses energy as vehicle-mounted equipment. And
An acquisition unit (51) for acquiring information on the traveling route when the traveling route of the vehicle is set;
A prediction unit (54) for predicting an energy consumption state of on-vehicle equipment using energy when the vehicle travels on the travel route;
Based on the information on the traveling route of the vehicle acquired by the acquisition unit and the energy consumption status of the on-vehicle equipment predicted by the prediction unit, the energy generation plan by the on-vehicle equipment capable of generating energy so that the energy supply and demand match. After the vehicle starts traveling along the set traveling route, the generation of the necessary energy is performed at predetermined intervals in accordance with the energy generation plan drafted by the generation planning unit. An energy generation amount calculation unit (62) for calculating the generation amount,
Based on the information on the in-vehicle equipment that can actually generate the energy that is actually installed in the vehicle, the amount of required energy calculated by the energy generation amount calculation unit is used to control the in-vehicle equipment that can generate energy. A generation amount conversion unit (65) that converts the energy into a control target and outputs the energy to a control unit of a vehicle-mounted device capable of generating energy;
The vehicle is provided with a plurality of in-vehicle equipments, and the plurality of in-vehicle equipments are divided into a plurality of domains in advance according to their respective functions. It is divided,
An allocation plan drafting unit (61) for drafting an energy allocation plan for each domain based on the energy consumption status of the onboard equipment predicted by the prediction unit;
After a vehicle starts traveling along a set traveling route, an energy distribution amount for calculating an energy distribution amount to be allocated to each domain according to an energy distribution plan drafted by a distribution planning unit at a predetermined cycle. A calculating unit (64);
Based on information about the on-board equipment belonging to each area in each domain, the amount of energy allocated to each domain is converted into an area allocation amount allocated to each area in each domain, and the energy amount corresponding to the area allocation amount And a distribution amount conversion unit (67) for notifying the control unit of each area that the is provided.
上記のように、本発明に係る車両用エネルギーマネジメント装置によれば、車両が設定された走行ルートを走行したときの、エネルギーを使用する車載装備によるエネルギーの消費状況が予測される。そして、予測されたエネルギーの消費状況に基づき、エネルギーの需要に見合ったエネルギーが生成されるように、エネルギーを生成可能な車載装備によるエネルギーの生成計画を立案する。従って、立案されたエネルギーの生成計画に従って、エネルギーを生成可能な車載装備を用いてエネルギーを生成することにより、無駄にエネルギーを生成したり、逆に必要なエネルギーが確保できなかったりする事態を極力回避することができる。 As described above, according to the vehicular energy management device of the present invention, the state of energy consumption by on-vehicle equipment that uses energy when the vehicle travels on the set traveling route is predicted. Then, based on the predicted energy consumption situation, an energy generation plan is prepared by in-vehicle equipment capable of generating energy so that energy corresponding to the energy demand is generated. Therefore, by generating energy using on-board equipment that can generate energy in accordance with the planned energy generation plan, it is possible to minimize the generation of wasteful energy or the inability to secure the necessary energy. Can be avoided.
また、本発明に係る車両用エネルギーマネジメント装置では、上述したエネルギーの生成計画の立案及びその生成計画に従った必要なエネルギーの生成量の算出は、エネルギーを生成可能な車載装備の制御部が行うのではなく、別途設けられた、生成計画立案部及びエネルギー生成量算出部が実行する。さらに、本発明に係る車両用エネルギーマネジメント装置は、エネルギー生成量算出部により算出された必要なエネルギーの生成量を、エネルギーを生成可能な車載装備を制御する際の制御目標に変換して、エネルギーを生成可能な車載装備の制御部へ出力する生成量変換部を備えている。従って、例えばエネルギーを生成可能な車載装備の仕様が変更された場合であっても、生成量変換部が、必要なエネルギーの生成量を、その仕様の相違の変更に応じた、実際に車両に装備されているエネルギー生成可能な車載装備の目標値に変換することができる。このため、エネルギーを生成可能な車載装備の仕様が変更されても、制御ロジック等を大幅に変更する必要がなく、車両用エネルギーマネジメント装置の汎用性を向上することができる。 In the energy management device for a vehicle according to the present invention, the planning of the above-described energy generation plan and the calculation of the amount of required energy generation in accordance with the generation plan are performed by the control unit of the vehicle-mounted equipment capable of generating the energy. Instead, it is executed by a separately provided generation planning unit and energy generation amount calculation unit. Furthermore, the energy management device for a vehicle according to the present invention converts the required energy generation amount calculated by the energy generation amount calculation unit into a control target for controlling on-vehicle equipment capable of generating energy, Is provided to the control unit of the in-vehicle equipment capable of generating the data. Therefore, for example, even when the specification of the in-vehicle equipment capable of generating energy is changed, the generation amount conversion unit sets the necessary amount of energy generation to the vehicle according to the change in the specification difference. It can be converted to the target value of the installed on-vehicle equipment that can generate energy. For this reason, even if the specification of the in-vehicle equipment capable of generating energy is changed, it is not necessary to significantly change the control logic or the like, and the versatility of the vehicle energy management device can be improved.
上記括弧内の参照番号は、本発明の理解を容易にすべく、後述する実施形態における具体的な構成との対応関係の一例を示すものにすぎず、なんら本発明の範囲を制限することを意図したものではない。 The reference numbers in the parentheses are merely an example of a correspondence relationship with a specific configuration in the embodiment described later in order to facilitate understanding of the present invention, and do not limit the scope of the present invention. Not intended.
また、上述した特徴以外の、特許請求の範囲の各請求項に記載した技術的特徴に関しては、後述する実施形態の説明及び添付図面から明らかになる。 Further, technical features described in each claim of the claims other than the above-described features will be apparent from the description of the embodiments and the accompanying drawings described later.
本発明の実施形態に係る車両用エネルギーマネジメント装置を、図面を参照しつつ説明する。以下に説明する実施形態では、車両の走行駆動源として、エンジンと電動モータ(モータジェネレータ)とを有し、さらに、エンジンによって駆動され、電動モータを駆動するための電力を発電する発電機(ジェネレータ)を有するハイブリッド車両に対して、本発明による車両用エネルギーマネジメント装置を適用した例について説明する。しかしながら、本発明による車両用エネルギーマネジメント装置は、エンジンのみを有する通常の車両や、電動モータのみを有する電動車両に適用されても良い。また、以下にドメイン分けに関して説明しているが、このドメイン分けは車両用制御システムの制御構造に密接に関係するため、必ずしも以下に説明する例と同一のドメイン分けを行う必要なく、適宜、最適なドメイン分けを行えば良い。 A vehicle energy management device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the embodiment described below, a generator (generator) that has an engine and an electric motor (motor generator) as a driving drive source of a vehicle, and is further driven by the engine to generate electric power for driving the electric motor. An example in which the vehicle energy management device according to the present invention is applied to a hybrid vehicle having ()) will be described. However, the vehicle energy management device according to the present invention may be applied to a normal vehicle having only an engine or an electric vehicle having only an electric motor. In addition, the following describes the domain division, but since this domain division is closely related to the control structure of the vehicle control system, it is not always necessary to perform the same domain division as the example described below, and it is appropriately optimized. What is necessary is to divide the domain.
図1は、上述したハイブリッド車両における各種の車載装備のための車両用制御システム100の全体構成の一例をブロック図として表したものである。本実施形態に係る車両用エネルギーマネジメント装置は、図1に示す車両用制御システム100に組み入れられている。まず、車両用制御システム100について説明する。
FIG. 1 is a block diagram showing an example of the overall configuration of a
車両用制御システム100は、制御論理構造として、制御対象とする複数の車載装備のそれぞれの機能(役割)に応じて、複数のドメインに区分けされている。それら複数のドメインにおいて、それぞれ、車載装備を制御するための機器制御部15〜18、25〜28、35〜38と、それら機器制御部による制御を統括するドメイン制御部11〜14、21〜24,31〜34とに階層化されている。
The
本実施形態に係る車両用制御システム100では、詳しくは後述するが、ドメイン制御部は、ドメイン全体の制御目標を算出するとともに、そのドメイン全体の制御目標を達成するための各エリアのエリア制御目標を算出するマスタドメイン制御部11〜14と、与えられたエリア制御目標を達成するように、対応する機器制御部15〜18、25〜28、35〜38の制御目標を算出する、各エリアに配置されたローカルドメイン制御部21〜24、31〜34とを有している。これらの各ドメイン制御部11〜14、21〜24、31〜34は、相互に通信可能に接続されている。さらに、本実施形態の車両用制御システム100では、複数のマスタドメイン制御部11〜14にて協調制御を行わせたり、各マスタドメイン制御部11〜14による制御が競合する場合に、競合する制御を調停したりする統合制御部1も設けられている。統合制御部1には、車両における種々の情報を収集して、各ドメイン制御部11〜14、21〜24、31〜34等に提供する情報インフラ2と、車両におけるエネルギーの生成、保存、配分を管理することにより、車両全体としてのエネルギーの発生と使用との最適化を図るエネルギーインフラ3とが構築されている。
In the
具体的なドメイン分けの例として、図1に示す例では、車両用制御システム100は、シャシ(CS)ドメイン、パワートレイン(PT)ドメイン、ボデー(BD)ドメイン、環境(EVI)ドメインの4つのドメインに区分けされている。このように定めたドメインにより、ハイブリッド車両に搭載された多数の車載装備は、機能面で類似、関連するもの同士がグループ化される。
As an example of specific domain division, in the example shown in FIG. 1, the
例えば、シャシドメインには、各車輪に設けられた油圧ブレーキを作動させるため、油圧ポンプや電磁バルブなどの油圧ブレーキ装置の構成部品を駆動するブレーキアクチュエータ、各車輪に設けられた減衰力調整可能なダンパ、各車輪のタイヤに設けられ、空気圧の検知信号を無線通信する空気圧センサ、電動パワーステアリング、エンジンや電動モータの回転を適切な変速比で変速して駆動軸に伝えるトランスミッション、運転者によるブレーキペダルの踏力を増幅してマスタシリンダに伝えるための負圧を発生する負圧ポンプなどの車載装備が属する。 For example, in the chassis domain, a brake actuator that drives a component of a hydraulic brake device such as a hydraulic pump or an electromagnetic valve to operate a hydraulic brake provided on each wheel, a damping force adjustable on each wheel is provided. Dampers, pneumatic sensors installed on the tires of each wheel and wirelessly communicating detection signals of air pressure, electric power steering, transmissions that transmit the rotation of the engine and electric motor to the drive shaft by shifting the rotation at an appropriate gear ratio, and braking by the driver In-vehicle equipment such as a negative pressure pump that generates a negative pressure for amplifying the pedaling force of the pedal and transmitting it to the master cylinder belongs.
そして、シャシドメインには、上述した車載装備を制御するためのシャシ機器制御部15、25、35が設けられている。例えば、シャシドメインには、シャシ機器制御部15、25、35として、ブレーキアクチュエータ制御部、ダンパ制御部、空気圧検知制御部、電動パワーステアリング制御部、トランスミッション制御部、負圧ポンプ制御部などが設けられる。なお、油圧ブレーキ装置は、前輪側と後輪側とで、それぞれ独立して、油圧を調整できるように構成されており、ブレーキアクチュエータは、左右前輪のブレーキ油圧を個別に調節可能な前輪側ブレーキアクチュエータと、左右後輪のブレーキ油圧を個別に調節可能な後輪側ブレーキアクチュエータとに分けられている。このため、ブレーキアクチュエータ制御部としても、前輪側ブレーキアクチュエータ制御部と、後輪側ブレーキアクチュエータ制御部とが設けられる。
In the chassis domain, there are provided
これらのシャシ機器制御部15、25、35は、原則として、シャシドメインに属する車載装備に対応して個別に設けられるが、複数の車載装備に対して共通のシャシ機器制御部を設けることも可能である。さらに、シャシ機器制御部15、25、35は、それぞれ電子制御装置(ECU)によって構成される。その際、それぞれのシャシ機器制御部15、25、35を、個別のECUによって構成しても良いし、複数のシャシ機器制御部15、25、35を共通のECUによって構成しても良い。さらに、シャシドメインの機器制御部を構成するECUを、他のドメインの機器制御部を構成するECUと共用しても良い。
These chassis
そして、シャシ機器制御部15、25、35は、対応するシャシドメイン制御部11、21、31から与えられた制御目標に従って、対応する車載装備を制御する。
Then, the
シャシドメイン制御部11、21、31は、マスタドメイン制御部としてのマスタシャシドメイン制御部11と、ローカルドメイン制御部としてのローカルシャシドメイン制御部21、31とから構成されている。マスタシャシドメイン制御部11及びローカルシャシドメイン制御部21,31は、後述するように、車両を3つのエリアに区画した際、3つのエリアに分散して配置される。マスタシャシドメイン制御部11は、マスタドメイン制御部としての機能と、ローカルドメイン制御部としての機能とを兼ね備えたものである。
The chassis
マスタシャシドメイン制御部11は、マスタドメイン制御部として、車両の状態や、運転者の操作状態に応じてシャシドメイン全体の制御目標を定め、さらに、ドメイン全体の制御目標に基づき、各エリアが実現すべきエリア制御目標を定める。マスタシャシドメイン制御部11によって定められたエリア制御目標は、ローカルシャシドメイン制御部21、31に与えられる。ローカルシャシドメイン制御部21、31は、与えられたエリア制御目標に基づき、シャシ機器制御部25、35を制御するための制御目標を算出して、シャシ機器制御部25、35に出力する。この際、マスタシャシドメイン制御部11も、ローカルドメイン制御部として、自身が属するエリアにおけるエリア制御目標に基づき、シャシ機器制御部15を制御するための制御目標を算出し、シャシ機器制御部15に出力する。
The master chassis
パワートレインドメインには、例えば、車両を加速させたり、減速させたり、あるいは速度を一定に保つための動力を車両に作用させる役割を担うエンジン及びモータジェネレータ(MG)、エンジン及び/又はMGが発生したトルク(駆動力)を4輪各輪に配分する役割を担う駆動力配分機構、MGに駆動電力を供給したり、MGが発電した電力を蓄電したりする役割を担う高圧バッテリ、MGや他の車両装備の駆動電力を発生する発電機、低電圧バッテリの充電のために高圧バッテリが発生する高電圧を降圧して低電圧バッテリに供給するDCDCコンバータ、外部充電設備により高圧バッテリを充電するための充電器インターフェース(IF)などの車載装備が属する。さらに、パワートレインドメインには、低圧バッテリや、この低圧バッテリから各種の車載装備への給電のオン、オフを切り換えるジャンクションボックス(JB)などの車載装備が属しても良い。 In the powertrain domain, for example, an engine and a motor generator (MG), which is responsible for accelerating or decelerating the vehicle, or applying power for maintaining the speed to the vehicle, and an engine and / or MG are generated. Driving force distribution mechanism that distributes the generated torque (driving force) to each of the four wheels, a high-voltage battery that plays a role of supplying driving power to the MG and storing power generated by the MG, MG and others Generator for generating driving power for vehicle equipment, DCDC converter for lowering high voltage generated by high voltage battery for charging low voltage battery and supplying it to low voltage battery, for charging high voltage battery by external charging equipment Vehicle equipment such as a charger interface (IF). Further, in the power train domain, in-vehicle equipment such as a low-voltage battery and a junction box (JB) for switching on / off of power supply from the low-voltage battery to various in-vehicle equipment may belong.
なお、低圧バッテリは、車両のエンジンルーム内に設置される主低圧バッテリ、車両のラゲッジスペース(又はトランクルーム)の床下などに設置される副低圧バッテリなど複数のバッテリを含む。また、ジャンクションボックスは、エンジンルール内及びその付近に搭載された車載装備への給電のオン、オフを切り換えるためのフロントジャンクションボックス(JB)と、主として車室内及びその付近に搭載された車載装備への給電のオン、オフを切り換えるセンターJBと、ラゲッジスペース内又はその付近に搭載された車載装備への給電のオン、オフを切り換えるリヤJBとを含む。これらのジャンクションボックスは、いずれも、各車載装備へ給電するための電源として、主低圧バッテリと副低圧バッテリとのいずれかを選択することができるように構成されている。 The low-voltage battery includes a plurality of batteries such as a main low-voltage battery installed in an engine room of a vehicle and a sub-low-voltage battery installed under the floor of a luggage space (or a trunk room) of the vehicle. In addition, the junction box is equipped with a front junction box (JB) for turning on and off the power supply to the onboard equipment installed in and around the engine rules, and an onboard equipment mainly installed in and around the vehicle interior. And a rear JB for switching on and off power supply to on-vehicle equipment installed in or near the luggage space. Each of these junction boxes is configured to be able to select either a main low-voltage battery or a sub-low-voltage battery as a power supply for supplying power to each vehicle-mounted device.
パワートレインドメインには、上述した車載装備を制御するためのパワートレイン機器制御部16、26、36が設けられている。例えば、パワートレインドメインには、パワートレイン機器制御部16、26、36として、エンジン制御部、MG制御部、駆動力配分機構制御部、発電機制御部、高圧バッテリ制御部、DCDCコンバータ制御部、充電器IF制御部、主低圧バッテリ制御部、副低圧バッテリ制御部、フロントJB制御部、センターJB制御部、リヤJB制御部などが設けられる。そして、パワートレイン機器制御部16、26、36は、対応するパワートレインドメイン制御部12、22、32から与えられた制御目標に従って、対応する車載装備を制御する。
The powertrain domain is provided with powertrain
パワートレインドメイン制御部12、22、32は、マスタドメイン制御部としてのマスタパワートレインドメイン制御部12と、ローカルドメイン制御部としてのローカルパワートレインドメイン制御部22、32とから構成されている。マスタパワートレインドメイン制御部12及びローカルパワートレインドメイン制御部22、32は、車両を3つのエリアに区画した際、3つのエリアに分散して配置される。マスタパワートレインドメイン制御部12は、マスタドメイン制御部としての機能と、ローカルドメイン制御部としての機能とを兼ね備えている。マスタパワートレインドメイン制御部22は、マスタドメイン制御部として、パワートレインドメイン全体の制御目標を定め、さらに、ドメイン全体の制御目標に基づき、各エリアが実現すべきエリア制御目標を定める。マスタパワートレインドメイン制御部12によって定められたエリア制御目標は、各ローカルパワートレインドメイン制御部22、32に与えられる。
The powertrain
ボデードメインには、例えば、ヘッドライトやポジションランプなどの前方灯火、歩行者等を保護するためにボンネットに設けられた外部エアバッグ、フロントウインドウに付着した雨滴を払拭するためのワイパ、ドアのロック、アンロックを切り換えるモータや窓を開閉するモータ、シートポジションを調節するモータ、車室内の空調を行うエアコン、車両の乗員を保護するための乗員エアバッグ、リヤゲートを自動開閉するためのモータ、ブレーキランプなどの後方灯火などの車載装備が属する。従って、このボデードメインには、ボデー機器制御部17、27、37として、前方灯火制御部、外部エアバッグ制御部、ワイパ制御部、ドア制御部、シート制御部、エアコン制御部、乗員エアバッグ制御部、リヤゲート制御部、後方灯火制御部などが設けられる。そして、ボデー機器制御部17、27、37は、対応するボデードメイン制御部13、23、33から与えられた制御目標に従って、対応する車載装備を制御する。
In the body domain, for example, front lights such as headlights and position lamps, external airbags provided on the bonnet to protect pedestrians, etc., wipers for wiping raindrops attached to the front window, door locks , Motors for switching the unlocking, motors for opening and closing windows, motors for adjusting the seat position, air conditioners for air conditioning in the passenger compartment, occupant airbags for protecting vehicle occupants, motors for automatically opening and closing the rear gate, brakes In-vehicle equipment such as rear lights such as lamps belong to this category. Therefore, in this body domain, the front light control unit, the external airbag control unit, the wiper control unit, the door control unit, the seat control unit, the air conditioner control unit, and the occupant airbag control are included in the body
ボデードメイン制御部13、23、33は、マスタドメイン制御部としてのマスタボデードメイン制御部13と、ローカルドメイン制御部としてのローカルボデードメイン制御部23、33とから構成されている。マスタボデードメイン制御部13及びローカルボデードメイン制御部23、33は、車両を3つのエリアに区画した際、3つのエリアに分散して配置される。マスタボデードメイン制御部13は、マスタドメイン制御部としての機能と、ローカルドメイン制御部としての機能とを兼ね備えている。マスタボデードメイン制御部13は、マスタドメイン制御部として、ボデードメイン全体の制御目標を定め、さらに、ドメイン全体の制御目標に基づき、各エリアが実現すべきエリア制御目標を定める。マスタボデードメイン制御部13によって定められたエリア制御目標は、各ローカルボデードメイン制御部23、33に与えられる。
The body
環境ドメインには、例えば、車両前方の障害物を検出するためにフロントグリルやフロントバンパに設置されるレーザレーダ及びミリ波レーダ、外気温度を検出する外気温度センサ、車両後方の映像を撮影するためにリアガラスの室内側に設置されるリヤカメラ、車両後方の障害物を検出するためにリヤバンパなどに設置されるミリ波レーダ、乗員が保持する携帯型キーが正規のものであるか否かを認証するために、携帯型キーと通信する通信装置などの車載装備が属する。従って、環境ドメインには、環境機器制御部18、28、38として、レーザレーダ制御部、フロントミリ波レーダ制御部、温度センサ制御部、リヤカメラ制御部、リヤミリ波レーダ制御部、通信装置制御部(認証装置)などが設けられる。そして、環境機器制御部18、28、38は、対応する環境ドメイン制御部14、24、34から与えられた制御目標に従って、対応する車載装備を制御する。
In the environmental domain, for example, a laser radar and a millimeter-wave radar installed on a front grill or a front bumper to detect an obstacle in front of the vehicle, an outside air temperature sensor for detecting an outside air temperature, and for photographing an image behind the vehicle. Authenticates whether the rear camera installed inside the rear glass, the millimeter-wave radar installed on the rear bumper to detect obstacles behind the vehicle, and the portable key held by the occupant are legitimate. For this reason, in-vehicle equipment such as a communication device that communicates with a portable key belongs. Therefore, in the environment domain, the environment
環境ドメイン制御部14、24、34は、マスタドメイン制御部としてのマスタ環境ドメイン制御部14と、ローカルドメイン制御部としてのローカル環境ドメイン制御部24、34とから構成されている。マスタ環境ドメイン制御部14及びローカル環境ドメイン制御部24、34は、車両を3つのエリアに区画した際、3つのエリアに分散して配置される。マスタ環境ドメイン制御部14は、マスタドメイン制御部としての機能と、ローカルドメイン制御部としての機能とを兼ね備えている。マスタ環境ドメイン制御部14は、マスタドメイン制御部として、環境ドメイン全体の制御目標を定め、さらに、ドメイン全体の制御目標に基づき、各エリアが実現すべきエリア制御目標を定める。マスタ環境ドメイン制御部14によって定められたエリア制御目標は、各ローカル環境ドメイン制御部24、34に与えられる。
The environment
次に、上述した車載装備、機器制御部15〜18、25〜28、35〜38及びドメイン制御部11〜14、21〜24、31〜34の車両への配置について説明する。
Next, the arrangement of the above-described on-vehicle equipment, the
上述した各種の車載装備は、各車載装備に求められる役割や搭載上のスペースの関係から、車両の前部、中央部、後部などの各部に配置される。このため、ドメイン制御部11〜14、21〜24、31〜34を車両の所定の場所に集中的に配置すると、全体として、各車載装備までの通信配線の長さが長くなってしまい、車両内における取り回しが煩雑になってしまうことが懸念される。
The various types of on-vehicle equipment described above are arranged in various parts such as a front part, a center part, and a rear part of the vehicle in view of a role required for each on-vehicle equipment and a space for mounting. For this reason, if the
そこで、本実施形態による車両用制御システム100では、車両を少なくとも2つのエリアに分割する。例えば、図2には、車両を、フロントエリア41、ミドルエリア42、及びリヤエリア43の3つのエリアに分割した例を示している。ただし、分割数は、図2の例のように3つに限定される訳ではない。例えば、車両を前方エリアと後方エリアのように2つのエリアに分割しても良い。また、前方右側エリア、前方左側エリア、後方右側エリア、後方左側エリアのように、4つのエリアに分割しても良い。4つのエリアに分割する場合、図2に示す分割例において、フロントエリアをさらに左右2つのエリアに分割しても良い。さらに、車両のサイズに応じて、5つのエリアや6つのエリアに分割しても良い。
Therefore, in the
このようにして、車両を少なくとも2つのエリアに分割することにより、複数の車載装備は、その配置場所に応じて、分割されたいずれかのエリアに振り分けられる。その車載装備の振り分けに応じて、該当する車載装備を制御する機器制御部15〜18、25〜28、35〜38も同じエリアに属するように分散して配置される。さらに、各ドメイン制御部11〜14、21〜24、31〜34の構成要素である、マスタドメイン制御部11〜14、及びローカルドメイン制御部21〜24、31〜34も、制御目標を出力すべき対応する機器制御部15〜18、25〜28、35〜38と同じエリアに属するように分散して配置される。
In this way, by dividing the vehicle into at least two areas, the plurality of in-vehicle devices are allocated to any of the divided areas according to the location. In accordance with the distribution of the on-vehicle equipment, the
この結果、関連するローカルドメイン制御部(ローカルドメイン制御部の機能を備えたマスタドメイン制御部含む)11〜14、21〜24、31〜34と、機器制御部15〜18、25〜28、35〜38と、車載装備とを同じエリアに配置することができる。従って、例えば、配線数の多いローカルドメイン制御部−機器制御部−車載装備を接続する通信配線の長さを短縮することが可能となる。その結果、車両における通信配線の取り回しの煩雑さを軽減することができる。
As a result, related local domain control units (including a master domain control unit having the function of the local domain control unit) 11 to 14, 21 to 24, 31 to 34 and
図1に示す例では、各ドメインのマスタドメイン制御部11〜14は、車両のミドルエリア42に配置され、相互に通信が可能に構成されている。また、各ドメインのローカルドメイン制御部21〜24は、車両のフロントエリア41に配置され、相互に通信が可能に構成されている。同様に、各ドメインのローカルドメイン制御部31〜34は、車両のリヤエリア43に配置され、相互に通信が可能に構成されている。なお、各ドメインのマスタドメイン制御部11〜14は、各々、フロントエリア41に配置されたり、リヤエリア43に配置されたりしても良い。
In the example shown in FIG. 1, the master
図3に、機器制御部15〜18、25〜28、35〜38の各エリア41、42、43への配置例を示す。
FIG. 3 shows an example of the arrangement of the
図3に示す例では、シャシドメインにおいて、フロントエリア41に、機器制御部25として、前輪側ブレーキアクチュエータ制御部、左右前輪のダンパの減衰力を制御する前輪ダンパ制御部、左右前輪の空気圧の検知を制御する前輪空気圧検知制御部、電動パワーステアリング制御部、トランスミッション制御部などが配置されている。
In the example shown in FIG. 3, in the chassis domain, in the
シャシドメインのミドルエリア42には、機器制御部15として、負圧ポンプ制御部が配置されている。また、シャシドメインのリヤエリア43には、機器制御部35として、後輪側ブレーキアクチュエータ制御部、後輪ダンパ制御部、後輪空気圧検知制御部が配置されている。
In the
パワートレインドメインにおいては、フロントエリア41に、機器制御部26として、エンジン制御部、MG制御部、発電機制御部、主低圧バッテリ制御部、及びフロントJB制御部が配置されている。ミドルエリア42には、機器制御部16として、駆動力配分機構制御部及びセンターJB制御部が配置されている。また、リヤエリア43には、機器制御部36として、高圧バッテリ制御部、DCDCコンバータ制御部、充電器IF制御部、副低圧バッテリ制御部、及びリヤJB制御部が配置されている。
In the power train domain, an engine control unit, an MG control unit, a generator control unit, a main low-voltage battery control unit, and a front JB control unit are arranged in the
ボデードメインでは、フロントエリア41に、機器制御部27として、前方灯火制御部、前方外部エアバッグ制御部、及びワイパ制御部が配置されている。ミドルエリア42には、機器制御部17として、ドア制御部、シート制御部、エアコン制御部、乗員エアバッグ制御部が配置されている。また、リヤエリア43には、機器制御部37として、リヤゲート制御部、後方灯火制御部、後方外部エアバッグ制御部が配置されている。
In the body domain, a front light control unit, a front external airbag control unit, and a wiper control unit are arranged in the
環境ドメインでは、フロントエリア41に、機器制御部28として、レーザレーダ制御部、フロントミリ波レーダ制御部が配置されている。ミドルエリア42には、機器制御部18として、温度センサ制御部、通信装置制御部が配置されている。リヤエリア43には、機器制御部38として、リヤカメラ制御部、リヤミリ波レーダ制御部が配置されている。
In the environment domain, a laser radar control unit and a front millimeter wave radar control unit are arranged in the
上述したように、車両には、車載装備として、電気エネルギーを発生可能な発電機や、MGが設けられている。発電機によって発生された電気エネルギーは、MGを駆動するために使用されたり、高圧バッテリに蓄電されたりする。また、車両の減速時に、MGの回生ブレーキが実行された場合も、車両の駆動輪の運動エネルギーが電気エネルギーに変換され、高圧バッテリに蓄電される。 As described above, the vehicle is provided with the generator capable of generating electric energy and the MG as on-vehicle equipment. The electric energy generated by the generator is used for driving the MG or stored in a high-voltage battery. Also, when the regenerative braking of the MG is performed during deceleration of the vehicle, the kinetic energy of the drive wheels of the vehicle is converted into electric energy and stored in the high-voltage battery.
高圧バッテリに蓄電された電気エネルギーは、車両の加速時等にMGの駆動のために消費される他、エアコンのコンプレッサの駆動用電力として用いられる。さらに、車両には、車載装備として、高圧バッテリに蓄電された高電圧を降圧して低電圧バッテリに供給するDCDCコンバータが設けられている。そのため、低圧バッテリに蓄電された低電圧により駆動される各種の車載装備によっても、発電機やMGによって生成された電気エネルギーが使用されることになる。 The electric energy stored in the high-voltage battery is consumed for driving the MG at the time of accelerating the vehicle and the like, and is used as electric power for driving the compressor of the air conditioner. Further, the vehicle is provided with a DCDC converter as a vehicle-mounted device, which reduces a high voltage stored in the high-voltage battery and supplies the reduced voltage to the low-voltage battery. Therefore, the electric energy generated by the generator or the MG is also used by various on-vehicle equipment driven by the low voltage stored in the low-voltage battery.
従って、車両における各種の車載装備の使用状況を踏まえて、発電機による発電やMGによる回生を制御しなければ、無駄にエネルギーを発生したり、逆に必要なエネルギーが確保できなかったりする可能性が生じる。 Therefore, if the power generation by the generator and the regeneration by the MG are not controlled based on the usage status of various on-vehicle equipment in the vehicle, energy may be wasted or the required energy may not be secured. Occurs.
そこで、本実施形態では、上述した車両用制御システム100に、車両用エネルギーマネジメント装置を組み入れて、車両全体としてエネルギー需要に見合うエネルギーを生成できるようにした。以下、車両用エネルギーマネジメント装置について、図4を参照しつつ説明する。
Therefore, in the present embodiment, a vehicle energy management device is incorporated in the above-described
図4に示すように、本実施形態に係る車両用エネルギーマネジメント装置は、エネルギーインフラ3として具現化される。そして、車両用エネルギーマネジメント装置は、主要な機能として、エネルギー収支サービス61、エネルギー生成サービス62、エネルギー保存サービス63、エネルギー配分サービス64、生成量変換部65、保存量変換部66、及び配分量変換部67を備えている。なお、車両用エネルギーマネジメント装置における各機能は、マイコンにて、それぞれの機能に対応するプログラムが実行されることによって実現される。
As shown in FIG. 4, the vehicle energy management device according to the present embodiment is embodied as an
エネルギー収支サービス61は、情報インフラ2から種々の情報の提供を受けて、エネルギーの生成、保存、配分に関する計画を立案する。そして、立案した生成計画、保存計画、及び配分計画を、それぞれ、エネルギー生成サービス62、エネルギー保存サービス63、及びエネルギー配分サービス64に出力する。
The
エネルギー収支サービス61の処理について説明する前に、まず、エネルギー収支サービス61が情報インフラ2から受ける情報について説明する。
Before describing the processing of the
情報インフラ2は、図示しないナビゲーション装置などにおいて、目的地までの走行ルートが設定されると、その走行ルートに関する情報を収集して、走行ルート情報として出力する走行ルート情報出力部51を有する。走行ルート情報出力部51が出力する走行ルート情報には、走行ルートそのものを示す情報に加え、走行ルートに含まれる各道路の走行速度、信号機の設置場所、高度、道路勾配などの情報や、交通渋滞が発生しやすい箇所やその時間帯に関する情報も含まれる。交通渋滞に関する情報は、走行ルートが設定される都度、外部サーバと通信を行って、最新の交通渋滞情報を取得するようにしても良い。
The
エネルギー生成関連情報提供部52は、走行ルート情報出力部51から走行ルート情報を取得する。そして、エネルギー生成関連情報提供部52は、走行ルートをいくつかの区間に分け、各区間に含まれる道路の走行速度、高度、道路勾配の他、交通渋滞情報も加味して、各区間において、減速や下り勾配の走行などのためにMGが回生ブレーキを作動させ、それにより回生される電気エネルギーを予測する。エネルギー生成関連情報提供部52は、予測した回生電気エネルギーを、エネルギー生成関連情報として、エネルギー収支サービス61に提供する。
The energy generation related
装備使用予測情報出力部53は、走行ルート情報出力部51から走行ルート情報を取得する。さらに、車両において、現在、継続的に使用されている車載装備についての情報も取得する。例えば、装備使用予測情報出力部53は、継続的に使用されている車載装備についての情報として、エアコンや、AV機器の使用状況についての情報を取得する。そして、装備使用予測情報出力部53は、取得した情報に基づき、車両が走行ルートを走行したときの、車載装備の使用状況を予測する。例えば、装備使用予測情報出力部53は、現在使用されている車載装備はそのまま使用されるものとし、さらに、車両が走行ルートを走行したときに使用される車載装備の種類を予測する。例えば、走行ルートにトンネルが含まれていたり、走行ルートを走行中に太陽が落ちて暗くなることが推測される場合には、車載装備としてヘッドライト等の灯火類が使用されることを予測したり、外部サーバから走行ルートの天候情報を取得して、その天候情報が降雨を示している場合には、ワイパが使用されることを予測したりする。その他にも、車両がワイディング道路を走行する場合には、電動パワーステアリングが頻繁に駆動されることを予測したりする。このような車載装備の使用状況の予測結果は、エネルギー需要関連情報提供部54に出力される。なお、予測に用いた前提条件が変更された場合、例えば走行ルートが変更されたり、継続的に使用される車載装備が変化したりした場合には、その時点で、車載装備の使用状況の予測結果が更新され、後述するエネルギー収支サービス61において、新たなエネルギー生成計画、エネルギー保存計画、エネルギー配分計画が作成される。
The equipment use prediction
エネルギー需要関連情報提供部54は、装備使用予測情報出力部53から車載装備の使用状況の予測結果を取得する。そして、エネルギー需要関連情報提供部54は、取得した車載増備の使用状況の予測結果に基づき、車両が走行ルートを走行したときに、それぞれの車載装備が使用されたときのエネルギーの消費状況を予測する。エネルギー需要関連情報提供部54は、予測した車載装備によるエネルギーの消費状況を、エネルギー需要関連情報として、エネルギー収支サービス61に提供する。
The energy demand related
さらに、情報インフラ2は、各車両装備の性能等に関する情報、及びその制約情報を記憶している車載装備制約情報提供部55を備えており、この車載装備制約情報提供部55は、各車両装備の制約情報をエネルギー収支サービス61に提供する。車載装備制約情報提供部55が提供する情報には、例えば、高圧バッテリ及び低圧バッテリのそれぞれの電池容量や、単位時間当りの充電可能量、あるいは、発電機の最大発電量や、MGの最大発電量などを含むことができる。
Further, the
エネルギー収支サービス61は、上述したエネルギー生成関連情報提供部52、エネルギー需要関連情報提供部54、及び車載装備制約情報提供部55から情報を取得して、エネルギーの生成計画、保存計画、配分計画の立案のための処理を実行する。エネルギー収支サービス61が実行する処理の詳細について、図5のフローチャートに基づいて説明する。
The
まず、ステップS100において、エネルギー生成関連情報を取得し、ステップS110において、エネルギー需要関連情報を取得する。そして、ステップS120において、エネルギー収支計画を立案する。具体的には、まず、エネルギー需要関連情報提供部54から取得した、車両が走行ルートを走行したときの各車載装備によるエネルギーの消費状況から、各車載装備によるエネルギーの総消費量、すなわち、生成することが求められるエネルギーの必要生成量を算出する。そして、エネルギー生成関連情報提供部52から取得した、走行ルートの各区間における回生電気エネルギーの総量を算出し、必要生成量から減算する。この減算結果が正の値である場合、回生電気エネルギーだけでは、各車載装備によるエネルギーの総消費量に見合うエネルギーを得られないことを示している。そのため、不足するエネルギーを、回生電気エネルギーに加えて生成すべきエネルギー量として定める。一方、減算結果が負の値である場合には、回生電気エネルギーだけで、各車載装備によるエネルギーの総消費量に見合うエネルギーを得られるため、回生電気エネルギーに加えて生成すべきエネルギー量はゼロに定める。このようにして、エネルギー収支計画を立案する。
First, in step S100, energy generation related information is acquired, and in step S110, energy demand related information is acquired. Then, in step S120, an energy balance plan is drawn up. Specifically, first, from the energy consumption status of each vehicle-mounted device when the vehicle travels the traveling route, obtained from the energy demand related
なお、本実施形態では、回生電気エネルギーを優先的に利用するために、車両が設定した走行ルートを走行したときの回生電気エネルギーを予測し、その総量を、各車載装備によるエネルギーの総消費量から減算するようにした。しかしながら、車両が、車両装備として回生ブレーキ(すなわち、駆動輪によって回転駆動されるモータジェネレータ)を備えていない場合には、各車載装備によるエネルギーの総消費量を、そのまま、生成すべきエネルギー量とすれば良い。 In this embodiment, in order to preferentially use the regenerative electric energy, the regenerative electric energy when the vehicle travels on the set traveling route is predicted, and the total amount is calculated as the total energy consumption by each vehicle-mounted device. To be subtracted from. However, when the vehicle does not include a regenerative brake (that is, a motor generator rotated by driving wheels) as vehicle equipment, the total energy consumption of each vehicle-mounted equipment is directly changed to the energy amount to be generated. Just do it.
また、車両が、エネルギーを継続的に生成可能な車両装備、例えばソーラーパネルや、排気熱等で発電する熱電モジュールを備えている場合には、回生電気エネルギーの場合と同様に、その車両装備が生成するエネルギーを優先的に利用するようにして、エネルギーの収支計画を立案することが好ましい。 Also, when the vehicle is equipped with vehicle equipment capable of continuously generating energy, for example, a solar panel or a thermoelectric module that generates electricity by exhaust heat or the like, the vehicle equipment is provided in the same manner as in the case of regenerative electric energy. It is preferable to make an energy balance plan by giving priority to the generated energy.
続くステップS130では、エネルギー収支計画から、エネルギーの生成計画、保存計画、及び配分計画を作成する。具体的には、回生電気エネルギーに加えて生成すべきエネルギー量がある場合には、その生成すべきエネルギーを平準化して、回生電気エネルギーと加算することにより、エネルギー生成計画を作成する。この際、所定量以上の回生電気エネルギーを生成可能な期間を避けて、生成すべきエネルギーを平準化する。これにより、例えば発電機による電気エネルギーの生成と、回生ブレーキによる電気エネルギーの回生とが同時に行われて、一度に過大な電気エネルギーが生成されるような計画となることを避けることができる。このようにしてエネルギー生成計画が作成されると、エネルギー収支サービス61は、次にエネルギー保存計画を作成する。エネルギー保存計画は、エネルギー需要関連情報として取得した各車載機器によるエネルギーの消費状況の時間的な推移と、エネルギー生成計画におけるエネルギー生成の時間的な推移とを対比し、エネルギーの生成量がエネルギーの消費量を上回っているときに、その上回った分のエネルギーが保存されるものとして作成される。最後に、エネルギー収支サービス61は、エネルギー需要関連情報として取得した各車載機器によるエネルギーの消費状況に基づき、ドメイン毎のエネルギー配分計画を作成する。つまり、車載装備によるエネルギーの消費量を、ドメイン毎に集約して、各ドメインに対して供給すべきエネルギー量を示すエネルギー配分計画を作成する。
In the following step S130, an energy generation plan, a storage plan, and a distribution plan are created from the energy balance plan. Specifically, if there is an amount of energy to be generated in addition to the regenerative electric energy, the energy to be generated is leveled and added to the regenerative electric energy to create an energy generation plan. At this time, energy to be generated is leveled while avoiding a period in which regenerative electric energy of a predetermined amount or more can be generated. Thus, for example, generation of electric energy by the generator and regeneration of electric energy by the regenerative brake are simultaneously performed, so that it is possible to avoid a plan in which excessive electric energy is generated at once. When the energy generation plan is created in this way, the
次に、ステップS140では、車載装備制約情報提供部55から車載装備の制約情報を取得する。そして、ステップS150において、ステップS130で作成した各計画が実行可能なものであるか否かを判定する。例えば、エネルギー生成計画において、一時的又は継続的に、発電機の能力を上回る電気エネルギーの生成量が計画されていないか、エネルギー保存計画において、高圧バッテリ及び低圧バッテリの容量を上回るエネルギー量の保存が計画されていないかなどが考慮されて、実行可能か否かが判定される。このステップS150の判定処理において、各計画は実行可能なものと判定すると、ステップS170の処理に進み、一方、各計画は実行不可能と判定すると、ステップS160の処理に進む。ステップS160では、車載装備の制約情報に基づき、ステップS130で作成された各計画を実行可能な計画に修正する。その後、ステップS170に進んで、作成した、あるいは修正したエネルギー生成計画、保存計画、配分計画をそれぞれ出力する。
Next, in step S140, the in-vehicle equipment restriction information is obtained from the in-vehicle equipment restriction
なお、図4に示すように、エネルギー収支サービス61は、作成したエネルギーの生成計画、保存計画、及び配分計画を、車室内のディスプレイに表示したり、他の制御部が参照したりすることができるように、情報インフラ2のエネルギー供給関連情報収集部56に提供するようにしても良い。
As shown in FIG. 4, the
次に、エネルギー生成サービス62が実行する処理の詳細について、図6のフローチャートに基づいて説明する。この図6のフローチャートに示す処理は、所定の制御周期毎に繰り返し実行される。
Next, details of the processing executed by the
まず、ステップS200において、エネルギー収支サービス61により作成されたエネルギー生成計画を読み込む。続くステップS210において、エネルギーを生成可能な車載装備はエネルギーを生成可能な状態であるか否かを判定する。例えば、エネルギーを生成可能な車載装備に何らかの異常が生じており、指示通りにエネルギーを生成できない場合には、エネルギーを生成不可能と判定する。ステップS210の判定処理において、エネルギーを生成可能と判定するとステップS220の処理に進み、生成不可能と判定すると図6のフローチャートに示す処理を終了する。
First, in step S200, the energy generation plan created by the
ステップS220では、読み込んだ生成計画に従って、現時点で、エネルギーを生成可能な車載装備により生成されるべきエネルギーの生成量を算出する。このエネルギーの生成量は、この先紐付けられる装備に依存せず、現時点において車両全体として生成することが求められる瞬時的な目標生成量を示している。さらに、エネルギー生成量は、車載装備の挙動が実質的な影響を受けない生成量の最低充足度を示す情報も含んでいる。算出されたエネルギー生成量は、エネルギーインフラ3の生成量変換部65に出力される。
In step S220, the amount of energy to be generated by the on-vehicle equipment capable of generating energy at the present time is calculated according to the read generation plan. The amount of generated energy is an instantaneous target generated amount that is required to be generated as a whole vehicle at the present time without depending on the equipment to which the energy is linked. Furthermore, the energy generation amount also includes information indicating the minimum sufficiency of the generation amount that does not substantially affect the behavior of the vehicle-mounted equipment. The calculated energy generation amount is output to the generation
生成量変換部65は、車両に実際に装備されているエネルギーを生成可能な車載装備に関する情報に基づいて、エネルギー生成サービス62により算出されたエネルギー生成量を、エネルギーを生成可能な車載装備を制御する際の制御目標、すなわち車載装備を制御する瞬時目標に変換して、エネルギーを生成可能な車載装備の制御部、すなわちマスタパワートレインドメイン制御部12へ出力する。これにより、異なる時間軸で管理される制御空間を結びつける変換が実現される。なお、エネルギーを生成可能な車載装備を制御するための制御目標は、上述した最低充足度を下回らない範囲で、過渡的な変動を許容する。
The generation
マスタパワートレインドメイン制御部12は、図4に示すように、制御機能として、VLC71、PTC72、MGC73、及びELC74を有する。
As shown in FIG. 4, the master power train
VLC(Vehicle Longitudinal Coordinator)71は、原則として運転者の運転操作に対応するように車両の前後方向の挙動を制御したり、また、走行支援機能が作動しているときには、その走行支援機能による要請に応じた前後方向挙動を実現したりすべく、前後方向の目標加速度(減速度)を算出する。さらに、VLC71は、その目標加速度(減速度)を実現するための目標駆動トルク(車軸トルク目標値)を算出する。このようにして算出された車軸トルク目標値は、駆動力調整機能を担う論理ブロックであるPTC(Power Train Coordinator)72に出力される。
The VLC (Vehicle Longitudinal Coordinator) 71 controls the behavior of the vehicle in the front-rear direction in principle so as to correspond to the driving operation of the driver, and when the driving support function is activated, a request by the driving support function is issued. The target acceleration (deceleration) in the front-rear direction is calculated in order to realize the front-rear direction behavior according to. Further, the
PTC72は、VLC71から出力された車軸トルク目標値を実現するために、それぞれ、エンジン及びMGが分担するトルク(エンジントルク及びMGトルク)を算出する。この際、PTC72は、例えばエンジンの等燃費曲線を参照し、極力、エンジンの燃費が良好となるように、エンジンのエンジントルクを定める。なお、後述するように、PTC72は、生成量変換部65からトルクアップ指令を受けた場合には、そのトルクアップ指令分を含むエンジントルクを発生したときに、エンジンの燃費が良好となるように、発生すべきエンジントルクを定める。
The
そして、PTC72は、車軸トルク目標値に対して、定めたエンジントルクでは不足する分を、MGトルクとして定める。このようにして算出されたエンジントルク及びMGトルクは、モータジェネレータ調整機能を担う論理ブロックであるMGC(Motor Generator Coordinator)73に出力される。
Then, the
一方、電気負荷調整機能を担う論理ブロックであるELC(Electric Load Coordinator)74は、高圧バッテリ及び低圧バッテリに関して、それぞれ、電圧、電流、及び温度の検出結果に基づいて、バッテリ容量に対する充電残量の比率である充電レベル(SOC)を算出する。さらに、ELC74は、初期のバッテリ容量に対する現在のバッテリ容量の比として表せられる劣化度(SOH)も算出する。ELC74は、これらの算出結果をMGC73に出力する。
On the other hand, an ELC (Electric Load Coordinator) 74, which is a logic block for performing an electric load adjustment function, determines the amount of charge remaining relative to the battery capacity based on the detection results of the voltage, current, and temperature for the high-voltage battery and the low-voltage battery. A charge level (SOC), which is a ratio, is calculated. Further, the
なお、ELC74は、その他の機能として、DCDCコンバータの制御機能を備えており、DCDCコンバータを作動させることにより、高圧バッテリに充電された電気エネルギーを用いて、低圧バッテリを充電することができる。
The
MGC73は、ELC74から取得した高圧バッテリ及び低圧バッテリの充電レベル等に基づいて充放電可能量を算出し、さらに、この充放電可能量に基づき、PTC72から出力されたエンジントルク及びMGトルクを補正するトルク補正処理を実行する。例えば、高圧バッテリの充電レベルが低く、PTC72から出力されたMGトルクを発生することができない場合、指令されたMGトルクを発生可能なMGトルクに低下させ、その低下分だけエンジントルクを増加させる。MGC73は、トルク補正処理によってエンジントルクを補正した場合には、補正エンジントルクをPTC72に返送する。
The
次に、生成量変換部65の具体的な処理内容を図7のフローチャートに基づいて説明する。この図7のフローチャートに示す処理も、図6のフローチャートと同様の制御周期毎に繰り返し実行される。
Next, specific processing contents of the generation
まず、ステップS300において、情報インフラ2の車載装備制約情報提供部55から車載装備に関する情報を取得する。この車載装備に関する情報には、少なくとも各車載装備の電気エネルギーの生成能力と、制御目標との関係を示す情報が含まれている。なお、車載装備に関する情報は、情報インフラ2ではなく、ドメイン制御部(マスタパワートレインドメイン制御部12)から取得しても良い。続くステップS310では、エネルギー生成サービス62が算出したエネルギー生成量を取得するとともに、取得したエネルギー生成量を、MGにより消費されるエネルギー量に基づいて補正する。なお、MGにより消費されるエネルギー量は、図4に示すように、情報インフラ2のMG消費エネルギー情報提供部57から取得することができる。また、MGを制御するマスタパワートレインドメイン制御部12から取得するようにしても良い。
First, in step S300, information on in-vehicle equipment is acquired from the in-vehicle equipment restriction
MGは、車両の発進時や加速時、高速走行時などに駆動されて、車両を推進させるための推進力としての駆動トルクを発生する。この際、MGでは、発生する駆動トルクに応じたエネルギーが消費される。このMGにより消費されるエネルギー量に見合うエネルギーを生成するために、取得したエネルギー生成量をMGで消費されるエネルギー量に基づいて補正するのである。 The MG is driven when the vehicle starts, accelerates, runs at a high speed, or the like, and generates a driving torque as a propulsion force for propelling the vehicle. At this time, the MG consumes energy corresponding to the generated driving torque. In order to generate energy corresponding to the amount of energy consumed by the MG, the acquired amount of energy generation is corrected based on the amount of energy consumed by the MG.
この補正の一例として、例えば、MGの消費エネルギー量が所定値よりも小さければ、MGの消費エネルギー量をそのまま加えることによって、取得したエネルギー生成量を補正すれば良い。しかし、MGにより消費されるエネルギー量が所定値よりも大きければ、消費エネルギー量よりも少ない補正値にてエネルギー生成量を補正することが好ましい。このようにすることで、発電機などが大きな電気エネルギーを生成することで却ってエネルギー効率を低下させてしまうような事態の発生を極力回避することが可能になる。ただし、MGの消費エネルギー量よりも少ない補正値にてエネルギー生成量を補正する場合には、MGの消費エネルギー量に見合ったエネルギーを生成するために、MGの消費エネルギー量がゼロとなった後も補正を継続して行うことが必要となる。 As an example of this correction, for example, if the energy consumption of the MG is smaller than a predetermined value, the acquired energy generation may be corrected by adding the energy consumption of the MG as it is. However, if the amount of energy consumed by the MG is larger than a predetermined value, it is preferable to correct the amount of energy generation with a correction value smaller than the amount of consumed energy. By doing so, it is possible to avoid as much as possible a situation in which the generator or the like generates a large amount of electric energy, which in turn lowers the energy efficiency. However, when the energy generation amount is corrected with a correction value smaller than the energy consumption amount of the MG, the energy consumption amount of the MG becomes zero in order to generate the energy corresponding to the energy consumption amount of the MG. It is necessary to continue the correction.
続くステップS320では、取得された、もしくは補正されたエネルギー生成量を車載装備の制御目標に変換する。この変換処理について、図8のフローチャートを参照して詳細に説明する。 In the following step S320, the obtained or corrected energy generation amount is converted into a control target of the on-vehicle equipment. This conversion process will be described in detail with reference to the flowchart in FIG.
まず、ステップS400において、車両は減速中、又は下り勾配を走行中であり、回生ブレーキを作動させることが可能か否かを判定する。回生ブレーキを作動させることは不可能と判定した場合には、ステップS410の処理に進み、作動させることが可能と判定した場合には、ステップS420の処理に進む。 First, in step S400, it is determined whether or not the vehicle is decelerating or traveling on a down slope, and it is possible to operate the regenerative brake. When it is determined that the regenerative brake cannot be operated, the process proceeds to step S410, and when it is determined that the regenerative brake can be operated, the process proceeds to step S420.
ステップS410では、発電機のみにて必要なエネルギー生成量を確保することが必要となるため、発電機を駆動するエンジンを制御するマスタパワートレインドメイン制御部12のPTC72に対して指示する、発電機によるエネルギー生成量分に対応したトルクアップ指令値を算出する。すなわち、この場合、生成量変換部65により、エネルギー生成量は、発電機を駆動するエンジンのトルクアップ指令値に変換される。このトルクアップ指令を受けて、PTC72は、車両走行に使用されるトルクに加えて発電機の駆動のために使用されるトルクを発生するようにエンジンを制御することになる。
In step S410, since it is necessary to secure a necessary amount of energy generation only by the generator, the generator instructs the
ステップS420では、回生ブレーキにて、必要エネルギー生成量が確保されるか否かを判定する。必要エネルギー生成量を確保できると判定した場合には、ステップS430に進んで、MGC73に指示するエネルギー回生量の指令値を算出する。このエネルギー回生量の指令値は、必要エネルギー生成量に等しくても良いし、高圧バッテリに充電可能な範囲で必要エネルギー生成量以上の値であっても良い。すなわち、この場合、生成量変換部65により、エネルギー生成量は、回生ブレーキにおけるエネルギー回生量の指令値に変換される。
In step S420, it is determined whether or not the required energy generation amount is secured by the regenerative braking. When it is determined that the required energy generation amount can be secured, the process proceeds to step S430, and the command value of the energy regeneration amount to be instructed to the
ステップS420の判定処理において、回生ブレーキにて、必要エネルギー生成量が確保できないと判定した場合には、ステップS440の処理に進む。ステップS440では、必要エネルギー生成量を、回生ブレーキと発電機とで分担すべく、それぞれの分担エネルギー生成量を定め、さらに各分担エネルギー生成量に対応するエネルギー回生量指令値とトルクアップ指令値とを算出する。回生ブレーキと発電機との分担エネルギー生成量は、車両の状態、例えば、車両の要求減速度の大きさ、車両が走行する道路の下り勾配の大きさ、各バッテリの充電レベルなどに応じて、変化するように定められる。 If it is determined in the determination process of step S420 that the required energy generation amount cannot be secured by the regenerative brake, the process proceeds to step S440. In step S440, the shared energy generation amount is determined so that the required energy generation amount is shared by the regenerative brake and the generator, and the energy regeneration amount command value and the torque increase command value corresponding to each shared energy generation amount are determined. Is calculated. The amount of shared energy generation between the regenerative brake and the generator depends on the state of the vehicle, for example, the magnitude of the required deceleration of the vehicle, the magnitude of the downgrade of the road on which the vehicle runs, the charge level of each battery, etc. It is determined to change.
上述した処理により、エネルギー生成量が、車載装備の制御目標に変換されると、図7のフローチャートのステップS330の処理に進み、算出した車載装備の制御目標を、対応する制御部(PTC72、MGC73)に出力する。 When the amount of energy generation is converted into the control target of the vehicle-mounted device by the above-described process, the process proceeds to the process of step S330 in the flowchart of FIG. ).
上述したように、本実施形態に係る車両用エネルギーマネジメント装置によれば、車両が設定された走行ルートを走行したときの、エネルギーを消費する車載装備によるエネルギーの消費状況が予測される。そして、予測されたエネルギーの消費状況に基づき、エネルギーの需要に見合ったエネルギーが生成されるように、エネルギーを生成可能な車載装備によるエネルギーの生成計画を立案する。従って、立案されたエネルギーの生成計画に従って、エネルギーを生成可能な車載装備を用いてエネルギーを生成することにより、無駄にエネルギーを生成したり、逆に必要なエネルギーが確保できなかったりする事態を極力回避することができる。 As described above, according to the energy management device for a vehicle according to the present embodiment, when the vehicle travels on the set traveling route, the energy consumption status of the on-vehicle equipment that consumes energy is predicted. Then, based on the predicted energy consumption situation, an energy generation plan is prepared by in-vehicle equipment capable of generating energy so that energy corresponding to the energy demand is generated. Therefore, by generating energy using on-board equipment that can generate energy in accordance with the planned energy generation plan, it is possible to minimize the generation of wasteful energy or the inability to secure the necessary energy. Can be avoided.
また、本実施形態に係る車両用エネルギーマネジメント装置では、上述したエネルギーの生成計画の立案及びその生成計画に従った必要なエネルギーの生成量の算出は、エネルギーを生成可能な車載装備の制御部が行うのではなく、エネルギーインフラ3に設けられたエネルギー収支サービス61、エネルギー生成サービス62が実行する。さらに、本実施形態に係る車両用エネルギーマネジメント装置は、エネルギー生成サービス62により算出された必要なエネルギー生成量を、エネルギーを生成可能な車載装備を制御する際の制御目標に変換して、エネルギーを生成可能な車載装備の制御部へ出力する生成量変換部65も備えている。従って、例えばエネルギーを生成可能な車載装備の仕様が変更された場合であっても、生成量変換部65が、必要なエネルギーの生成量を、その仕様の相違の変更に応じた、実際に車両に装備されているエネルギー生成可能な車載装備の目標値に変換することができる。このため、エネルギーを生成可能な車載装備の仕様が変更されても、制御ロジック等を大幅に変更する必要がなく、車両用エネルギーマネジメント装置の汎用性を向上することができる。
Further, in the vehicle energy management device according to the present embodiment, the control unit of the on-vehicle equipment capable of generating energy calculates the above-described energy generation plan and calculates the amount of required energy generation according to the generation plan. Instead, the
次に、エネルギー保存サービス63が実行する処理の詳細について、図9のフローチャートに基づいて説明する。この図9のフローチャートに示す処理は、所定の制御周期毎に繰り返し実行される。
Next, details of the processing executed by the
まず、ステップS500において、エネルギー収支サービス61により作成されたエネルギー保存計画を読み込む。続くステップS510において、エネルギーを保存可能な車載装備がエネルギーを保存可能な状態であるか否かを判定する。例えば、高圧バッテリ及び/又は低圧バッテリに何らかの異常が発生した場合、指示通りにエネルギーを保存することが不可能と判定する。ステップS510の判定処理において、エネルギーを保存可能と判定するとステップS520の処理に進み、生成不可能と判定すると図9のフローチャートに示す処理を終了する。
First, in step S500, the energy storage plan created by the
ステップS520では、読み込んだ保存計画に従って、現時点で、エネルギーを保存可能な車載装備により保存されるべきエネルギー保存量を算出する。このエネルギーの保存量は、この先紐付けられる装備に依存せず、現時点において車両全体として保存することが求められる瞬時的な目標保存量を示している。さらに、エネルギー保存量は、車載装備の挙動が実質的な影響を受けない保存量の最低充足度を示す情報も含んでいる。算出されたエネルギー保存量は、エネルギーインフラ3の保存量変換部66に出力される。
In step S520, an energy storage amount to be stored by the on-vehicle equipment capable of storing energy at the present time is calculated according to the read storage plan. The storage amount of the energy indicates an instantaneous target storage amount that is required to be stored as the entire vehicle at the present time, without depending on the equipment to be linked. Further, the energy storage amount includes information indicating a minimum sufficiency of the storage amount in which the behavior of the vehicle-mounted equipment is not substantially affected. The calculated energy storage amount is output to the storage
保存量変換部66は、車両に実際に装備されているエネルギー保存可能な車載装備に関する情報に基づいて、エネルギー保存サービス63により算出されたエネルギー保存量を、エネルギーを保存可能な車載装備でのエネルギー保存量の目標値(瞬時目標値)に変換し、エネルギーを保存可能な車載装備の制御部、すなわちマスタパワートレインドメイン制御部12のELC74へ出力する。これにより、異なる時間軸で管理される制御空間を結びつける変換が実現される。また、エネルギー保存量の目標値は、上述した最低充足度を下回らない範囲で、過渡的な保存量の変動を許容する。
The storage
次に、保存量変換部66の具体的な処理内容を図10のフローチャートに基づいて説明する。この図10のフローチャートに示す処理も、図9のフローチャートと同様の制御周期毎に繰り返し実行される。
Next, specific processing contents of the storage
まず、ステップS600において、情報インフラ2の車載装備制約情報提供部55から、エネルギー保存可能な車載装備に関する情報を取得する。この車載装備に関する情報には、少なくとも車両に搭載された各バッテリについて、それぞれの電池容量、充放電可能なSOC範囲を示す情報が含まれている。なお、車載装備に関する情報は、情報インフラ2ではなく、ドメイン制御部(マスタパワートレインドメイン制御部12)から取得しても良い。
First, in step S600, information on in-vehicle equipment capable of storing energy is acquired from the in-vehicle equipment restriction
続くステップS610では、エネルギー保存サービス63が算出したエネルギー保存量を取得する。そして、ステップS620において、取得されたエネルギー保存量を車載装備(各バッテリ)での保存量目標値に変換する。この変換処理について、図11のフローチャートを参照して詳細に説明する。
In the following step S610, the energy storage amount calculated by the
まず、ステップS700において、高圧バッテリ及び低圧バッテリの、それぞれのSOC、SOHを取得する。各バッテリのSOC、SOHは、情報インフラ2から取得しても良いし、マスタパワートレインドメイン制御部12のELC74から取得しても良い。続くステップS710において、取得した各バッテリのSOC、SOH、充放電可能なSOC範囲などに基づいて、各バッテリの最大充電量を算出する。
First, in step S700, the SOC and the SOH of the high-voltage battery and the low-voltage battery are obtained. The SOC and SOH of each battery may be obtained from the
ステップS720では、各バッテリの最大充電量に基づいて、取得されたエネルギー保存量に対応する電力を各バッテリに充電可能であるか否かを判定する。この判定処理において、エネルギー保存量に対応する電力を充電可能と判定すると、ステップS730に進んで、ELC74に指示する、各バッテリに充電する電力量の指令値を算出する。すなわち、保存量変換部66により、エネルギー保存量は、各バッテリに充電される電力量に変換される。この場合、高圧バッテリに加えて、低圧バッテリにも充電する場合には、エネルギー保存量は、各バッテリの充電量により分担されることになる。そのため、各バッテリにて分担されるべき分担エネルギー保存量がそれぞれ定められ、それぞれの分担エネルギー保存量が、それぞれのバッテリにおける充電量の目標値に変換される。
In step S720, it is determined based on the maximum charge amount of each battery whether or not each battery can be charged with the power corresponding to the acquired energy storage amount. If it is determined in this determination process that the power corresponding to the energy storage amount can be charged, the process advances to step S730 to calculate a command value of the amount of power to charge each battery, which is instructed to the
なお、発電機及び回生ブレーキにより生成された電気エネルギーは、一旦、高圧バッテリに充電される。低圧バッテリへも充電する場合には、ELC74はDCDCコンバータを作動させて、所望の電力を低圧バッテリに充電させる。このように、本実施形態では、低圧バッテリへの充電は、高圧バッテリ及びDCDCコンバータを経由して行われる。ただし、車両が、低圧バッテリに充電可能な電気エネルギーを生成する車載装備を備えている場合には、直接、低圧バッテリへ充電すれば良い。
The electric energy generated by the generator and the regenerative brake is temporarily charged in the high-voltage battery. When charging the low-voltage battery, the
ステップS720の判定処理において、エネルギー保存量に対応する電力を各バッテリに充電することはできないと判定した場合には、ステップS740の処理に進み、各バッテリに充電可能な最大電力に対応する指令値を算出する。この場合、各バッテリは満充電状態となり、車両の各車載装備のエネルギー需要に対応することが可能な状態になる。 If it is determined in step S720 that the power corresponding to the energy storage amount cannot be charged in each battery, the process proceeds to step S740, in which a command value corresponding to the maximum power that can be charged in each battery is set. Is calculated. In this case, each battery is in a fully charged state, and is in a state capable of meeting the energy demand of each vehicle-mounted equipment of the vehicle.
上述した処理により、エネルギー保存量が、車載装備での保存量目標値(各バッテリの充電量の指令値)に変換されると、図10のフローチャートのステップS630の処理に進み、算出した保存量目標値を、対応する制御部(ELC74)に出力する。 When the energy storage amount is converted into the storage amount target value (command value of the amount of charge of each battery) in the on-vehicle equipment by the above-described processing, the process proceeds to step S630 in the flowchart of FIG. The target value is output to the corresponding control unit (ELC74).
次に、エネルギー配分サービス64が実行する処理の詳細について、図12のフローチャートに基づいて説明する。この図12のフローチャートに示す処理は、所定の制御周期毎に繰り返し実行される。
Next, details of the processing executed by the
まず、ステップS800において、エネルギー収支サービス61により作成されたエネルギー配分計画を読み込む。続くステップS810において、エネルギーを配分可能な状態であるか否かを判定する。例えば、エリア毎に設けられ、各エリアに配置された車載装備への給電のオン、オフを切り換えるジャンクションボックスに異常が生じている場合などには、指示通りにエネルギーを配分することが不可能であると判定される。ステップS810の判定処理において、エネルギーを配分可能と判定するとステップS820の処理に進み、配分不可能と判定するとステップS830の処理に進む。
First, in step S800, the energy distribution plan created by the
ステップS820では、読み込んだ配分計画に従って、現時点で、各ドメインに配分するエネルギー配分量を算出する。このエネルギーの配分量は、この先紐付けられる各エリアの装備に依存せず、現時点において車両全体として配分することが求められる瞬時的な目標配分量を示している。さらに、エネルギー配分量は、車載装備の挙動が実質的な影響を受けない配分量の最低充足度を示す情報も含んでいる。そして、算出されたエネルギー配分量は、エネルギーインフラ3の配分量変換部67に出力される。
In step S820, an energy allocation amount to be allocated to each domain at the present time is calculated according to the read allocation plan. This amount of energy distribution indicates an instantaneous target distribution amount that is required to be distributed as a whole vehicle at the present time without depending on the equipment of each area to be linked. Further, the energy distribution amount includes information indicating the minimum degree of satisfaction of the distribution amount in which the behavior of the vehicle-mounted equipment is not substantially affected. Then, the calculated energy distribution amount is output to the distribution
一方、ステップS830では、エネルギーを配分可能なドメイン及びエリアにて、車両の停止や、退避走行などの非常制御を実行するためのエネルギー配分量を算出する。算出されたエネルギー配分量は、エネルギーインフラ3の配分量変換部67に出力される。例えば、シャシドメインのリヤエリアの車載装備にエネルギーを配分することができない場合、前輪ブレーキが、後輪ブレーキによる制動トルクを補完する制動トルクを発生できるように、シャシドメインのフロントエリアに対するエネルギー配分量を算出する。なお、図4に示すように、マスタシャシドメイン制御部11は、制御機能として、前後ブレーキの制御を行うBRKC(Brake Coordinator)81、トランスミッションの制御を行うTMC(Transmission Coordinator)82、電動パワーステアリングの制御を行うEPSC(Electric Power Steering Coordinator)83、サスペンションの制御を行うSUSC(Suspension Coordinator)84を備えている。
On the other hand, in step S830, an energy distribution amount for executing emergency control such as stopping of the vehicle or evacuation traveling is calculated in a domain and an area where energy can be distributed. The calculated energy allocation is output to the
配分量変換部67は、各ドメインのそれぞれのエリアに属する車載装備に関する情報に基づいて、各ドメインへのエネルギーの配分量の中から、それぞれのドメイン内の各エリアに振り分けるエリア振り分け量(瞬時振り分け量)を算出する。すなわち、配分量変換部67は、各ドメインへのエネルギー配分量を、当該ドメインの各エリアへのエリア振り分け量に変換する。このようにして算出された、各ドメインの配分量及び各エリアへの振り分け量は、各ドメイン制御部へ出力される。これにより、異なる時間軸で管理される制御空間を結びつける変換が実現される。なお、各エリアへの振り分け量は、上述した配分量の最低充足度を下回らない範囲で、過渡的な変動を許容する。
The distribution
次に、配分量変換部67の具体的な処理内容を図13のフローチャートに基づいて説明する。この図13のフローチャートに示す処理も、図12のフローチャートと同様の制御周期毎に繰り返し実行される。
Next, specific processing contents of the distribution
まず、ステップS900において、非常制御が実施される状況であるか否かを判定する。この判定処理において、非常制御を実施する状況ではないと判定するとステップS910の処理に進み、非常制御を実施する状況であると判定するとステップS930に進む。 First, in step S900, it is determined whether emergency control is being performed. In this determination processing, if it is determined that it is not a situation where emergency control is performed, the process proceeds to step S910, and if it is determined that it is a situation where emergency control is performed, the process proceeds to step S930.
ステップS910では、車載装備制約情報提供部55から、各ドメインのそれぞれのエリアに属する車載装備に関する情報を取得する。そして、ステップS920において、各ドメインのそれぞれのエリアに属する車載装備に関する情報に基づき、各ドメインへのエネルギーの分配量の中から、それぞれのドメイン内の各エリアに振り分けるエリア振り分け量を算出する。このように、配分量変換部67は、各ドメインへのエネルギー配分量を、当該ドメインの各エリアへのエリア振り分け量に変換する。
In step S910, information on the in-vehicle equipment belonging to each area of each domain is obtained from the in-vehicle equipment restriction
一方、ステップS930では、車載装備制約情報提供部55から、エネルギー配分可能なドメインのそれぞれのエリアに属する車載装備に関する情報を取得する。そして、ステップS940において、それら車載装備によって実行される非常制御に基づき、各ドメインへのエネルギーの分配量の中から、それぞれのドメイン内の各エリアに振り分けるエリア振り分け量を算出する。
On the other hand, in step S930, information on the in-vehicle equipment belonging to each area of the energy distributable domain is acquired from the in-vehicle equipment restriction
そして、ステップS950において、各ドメインの配分量及び各エリアへの振り分け量を、各ドメイン制御部へ出力する。 Then, in step S950, the distribution amount of each domain and the distribution amount to each area are output to each domain control unit.
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、上述した実施形態になんら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。 The preferred embodiment of the present invention has been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be variously modified and implemented without departing from the gist of the present invention. .
例えば、上述した実施形態では、エネルギーインフラ3において、エネルギーの生成、保存、及び配分を管理するようにした。しかしながら、例えば、各ドメインがエリアに区画されていない場合、各エリアへの配分を行う必要はないので、エネルギーインフラ3は、エネルギーの生成と保存だけを管理すれば良い。さらに、エネルギーインフラ3は、エネルギーの生成だけを管理するものであっても良い。
For example, in the above-described embodiment, the
また、上述した実施形態では、エネルギー生成サービス62、エネルギー保存サービス63、及びエネルギー配分サービス64が、それぞれ、エネルギー収支サービス61によって作成されたエネルギー生成計画、エネルギー保存計画、及びエネルギー配分計画から、瞬時的な目標値を算出した。しかしながら、このようなエネルギー生成サービス62、エネルギー保存サービス63、及びエネルギー配分サービス64の機能を、それぞれ、生成量変換部65、保存量変換部66、配分量変換部67に統合しても良い。この場合、例えば、生成量変換部65は、エネルギー収支サービス61からエネルギー生成計画を取得し、瞬時的なエネルギー生成量を算出するとともに、その算出したエネルギー生成量に基づき、エネルギーを生成可能な車載装備に対する制御目標を定める。
Further, in the above-described embodiment, the
もしくは、エネルギー生成サービス62、エネルギー保存サービス63、及びエネルギー配分サービス64が、それぞれ、情報インフラ2からの情報に基づき、エネルギー生成計画、エネルギー保存計画、及びエネルギー配分計画を作成するようにしても良い。この場合、エネルギー収支サービス61は、それぞれ作成されたエネルギー生成計画、エネルギー保存計画、及びエネルギー配分計画が整合したものであるか、実行可能なものであるか等の観点から、各計画の調停を図る機能を担うように構成され得る。
Alternatively, the
1 統合制御部、2 情報インフラ、3 エネルギーインフラ、51 走行ルート情報出力部、52 エネルギー生成関連情報提供部、53 装備使用予測情報出力部、54 エネルギー需要関連情報提供部、61 エネルギー収支サービス、62 エネルギー生成サービス、63 エネルギー保存サービス、64 エネルギー配分サービス、65 生成量変換部、66 保存量変換部、67 配分量変換部、100 車両用制御システム 1 integrated control unit, 2 information infrastructure, 3 energy infrastructure, 51 driving route information output unit, 52 energy generation related information providing unit, 53 equipment use prediction information output unit, 54 energy demand related information providing unit, 61 energy balance service, 62 Energy generation service, 63 energy storage service, 64 energy distribution service, 65 generation amount conversion unit, 66 storage amount conversion unit, 67 distribution amount conversion unit, 100 vehicle control system
Claims (9)
車両の走行ルートが設定されたときに、その走行ルートに関する情報を取得する取得部(51)と、
車両が走行ルートを走行したときの、エネルギーを消費する車載装備によるエネルギーの消費状況を予測する予測部(54)と、
前記取得部によって取得される車両の走行ルートに関する情報及び前記予測部によって予測される車載装備によるエネルギーの消費状況に基づき、エネルギーの需要に見合ったエネルギーが生成されるように、エネルギーを生成可能な車載装備によるエネルギーの生成計画を立案する生成計画立案部(61)と、
車両が設定された走行ルートに沿って走行を開始した後、所定の周期で、前記生成計画立案部によって立案されたエネルギーの生成計画に従って、必要なエネルギーの生成量を算出するエネルギー生成量算出部(62)と、
車両に実際に装備されているエネルギーを生成可能な車載装備に関する情報に基づいて、前記エネルギー生成量算出部により算出された必要なエネルギーの生成量を、エネルギーを生成可能な車載装備を制御する際の制御目標に変換して、エネルギーを生成可能な車載装備の制御部へ出力する生成量変換部(65)と、
車両には複数の車載装備が設けられ、複数の車載装備は、それぞれの機能に応じて予め複数のドメインに区分けされ、さらに、各ドメインにおいて、車載装備の設置場所に応じて、複数のエリアに区分けされており、
前記予測部によって予測される車載装備によるエネルギーの消費状況に基づき、ドメイン毎のエネルギーの配分計画を立案する配分計画立案部(61)と、
車両が設定された走行ルートに沿って走行を開始した後、所定の周期で、前記配分計画立案部によって立案されたエネルギーの配分計画に従って、各ドメインに配分するエネルギーの配分量を算出するエネルギー配分量算出部(64)と、
各ドメインのそれぞれのエリアに属する車載装備に関する情報に基づいて、各ドメインへのエネルギーの配分量を、それぞれのドメイン内の各エリアに振り分けるエリア振り分け量に変換し、エリア振り分け量に相当するエネルギー量が提供される旨を各エリアの制御部に通知する配分量変換部(67)と、を備える車両用エネルギーマネジメント装置。 An on-vehicle energy management device (100) applied to a vehicle including on-vehicle equipment capable of generating energy and on-vehicle equipment that consumes energy as on-vehicle equipment,
An acquisition unit (51) for acquiring information on the traveling route when the traveling route of the vehicle is set;
A prediction unit (54) for predicting a state of energy consumption by on-vehicle equipment that consumes energy when the vehicle travels on a traveling route;
Based on the information on the traveling route of the vehicle acquired by the acquisition unit and the energy consumption status of the on-vehicle equipment predicted by the prediction unit, the energy can be generated so that the energy corresponding to the energy demand is generated. A generation plan drafting unit (61) for drafting a generation plan of energy by the vehicle-mounted equipment ;
After a vehicle starts traveling along a set traveling route, an energy generation amount calculation unit that calculates a required energy generation amount according to an energy generation plan drafted by the generation plan drafting unit at a predetermined cycle. (62),
When controlling the required energy generation amount calculated by the energy generation amount calculation unit based on the information on the vehicle-mounted equipment that can actually generate the energy actually mounted on the vehicle, A generation amount conversion unit (65) that converts the control target into a control target and outputs the energy to a control unit of a vehicle-mounted device capable of generating energy;
The vehicle is provided with a plurality of in-vehicle equipments, and the plurality of in-vehicle equipments are divided into a plurality of domains in advance according to their respective functions. It is divided,
An allocation plan drafting unit (61) for drafting an energy distribution plan for each domain based on the energy consumption status of the vehicle-mounted equipment predicted by the prediction unit;
After the vehicle starts traveling along the set traveling route, an energy distribution for calculating an energy distribution amount to be distributed to each domain in a predetermined cycle according to the energy distribution plan formulated by the distribution planning unit. An amount calculation unit (64);
Based on the information about in-vehicle equipment belonging to each area in each domain, the amount of energy allocated to each domain is converted into an area allocation amount to be allocated to each area in each domain, and the energy amount equivalent to the area allocation amount And a distribution amount conversion unit (67) for notifying the control unit of each area that the information is provided .
前記生成量変換部は、前記エネルギー生成量算出部により算出された必要なエネルギーの生成量を得るべく、複数の車載装備により分担されるべき分担エネルギー生成量をそれぞれ定め、それぞれの分担エネルギー生成量を複数の車載装備の各々の制御目標に変換して、複数のエネルギーを生成可能な車載装備のそれぞれの制御部へ出力する請求項1に記載の車両用エネルギーマネジメント装置。 Equipped with multiple on-board equipment as on-board equipment that can generate energy,
The generation amount conversion unit determines a shared energy generation amount to be shared by a plurality of on-vehicle devices, respectively, in order to obtain a required energy generation amount calculated by the energy generation amount calculation unit, 2. The vehicle energy management device according to claim 1, wherein the vehicle energy management device converts the data into control targets of the plurality of in-vehicle devices and outputs the energy to respective control units of the in-vehicle devices capable of generating a plurality of energies.
前記予測部によって予測される車載装備によるエネルギーの消費状況と、前記生成計画立案部が立案するエネルギーの生成計画とに基づき、エネルギーを保存可能な車載装備を用いたエネルギーの保存計画を立案する保存計画立案部(61)と、
車両が設定された走行ルートに沿って走行を開始した後、所定の周期で、前記保存計画立案部によって立案されたエネルギーの保存計画に従って、必要なエネルギーの保存量を算出するエネルギー保存量算出部(63)と、
車両に実際に装備されているエネルギーを保存可能な車載装備に関する情報に基づいて、前記エネルギー保存量算出部により算出された必要なエネルギーの保存量を、エネルギーを保存可能な車載装備でのエネルギー保存量の目標値に変換し、エネルギーを保存可能な車載装備の制御部へ出力する保存量変換部(66)と、を備える請求項1乃至4のいずれかに記載の車両用エネルギーマネジメント装置。 The vehicle has in-vehicle equipment that can store energy,
Based on the state of energy consumption by the on-vehicle equipment predicted by the predicting unit and the energy generation plan prepared by the generation planning unit, a storage plan for preparing energy storage using on-vehicle equipment capable of storing energy is stored. Planning department (61),
After the vehicle starts traveling along the set traveling route, at a predetermined cycle, an energy storage amount calculation unit that calculates a required energy storage amount according to the energy storage plan formulated by the conservation plan planning unit. (63)
Based on the information on the in-vehicle equipment capable of storing the energy actually installed in the vehicle, the required energy storage amount calculated by the energy storage amount calculation unit is stored in the in-vehicle equipment capable of storing energy. The energy management device for a vehicle according to any one of claims 1 to 4, further comprising: a storage amount conversion unit (66) that converts the energy into a target value and outputs the energy to a control unit of a vehicle-mounted device capable of storing energy.
前記エネルギー保存量算出部は、前記バッテリの充電状態、及び劣化状態を考慮して、前記エネルギー保存量算出部により算出された必要なエネルギーの保存量を、目標値としての前記バッテリへの充電量に変換する請求項5に記載の車両用エネルギーマネジメント装置。 The in-vehicle equipment that can store energy is a battery,
The energy storage amount calculation unit considers the charge state of the battery and the deterioration state, and sets the required energy storage amount calculated by the energy storage amount calculation unit as a target amount of charge to the battery. The energy management device for a vehicle according to claim 5, wherein the energy management device converts the energy into an energy.
前記エネルギー保存量算出部は、前記エネルギー保存量算出部により算出された必要なエネルギーの保存量に基づき、複数の車載装備により分担されるべき分担エネルギー保存量をそれぞれ定め、それぞれの分担エネルギー保存量を複数の車載装備でのエネルギー保存量の目標値に変換して、エネルギーを生成可能な複数の車載装備のそれぞれの制御部へ出力する請求項5又は6に記載の車両用エネルギーマネジメント装置。 The vehicle is equipped with multiple on-board equipment that can store energy,
The energy storage amount calculation unit determines the shared energy storage amounts to be shared by the plurality of vehicle-mounted devices, based on the required energy storage amounts calculated by the energy storage amount calculation units, respectively. 7. The vehicle energy management device according to claim 5, wherein the vehicle energy management device converts the energy into a target value of the amount of energy stored in the plurality of in-vehicle devices and outputs the target value to the control unit of each of the plurality of in-vehicle devices capable of generating energy.
車両の走行ルートが設定されたときに、その走行ルートに関する情報を取得する取得部(51)と、
車両が走行ルートを走行したときの、エネルギーを消費する車載装備によるエネルギーの消費状況を予測する予測部(54)と、
前記取得部によって取得される車両の走行ルートに関する情報及び前記予測部によって予測される車載装備によるエネルギーの消費状況に基づき、エネルギーの需要に見合ったエネルギーが生成されるように、エネルギーを生成可能な車載装備によるエネルギーの生成計画を立案する生成計画立案部(61)と、
車両が設定された走行ルートに沿って走行を開始した後、所定の周期で、前記生成計画立案部によって立案されたエネルギーの生成計画に従って、必要なエネルギーの生成量を算出するエネルギー生成量算出部(62)と、
車両に実際に装備されているエネルギーを生成可能な車載装備に関する情報に基づいて、前記エネルギー生成量算出部により算出された必要なエネルギーの生成量を、エネルギーを生成可能な車載装備を制御する際の制御目標に変換して、エネルギーを生成可能な車載装備の制御部へ出力する生成量変換部(65)と、
車両には複数の車載装備が設けられ、複数の車載装備は、それぞれの機能に応じて予め複数のドメインに区分けされており、各ドメインには、該当するドメイン全体の制御を統括するドメイン制御部(11〜14)が設けられており、
前記予測部によって予測される車載装備によるエネルギーの消費状況に基づき、ドメイン毎のエネルギーの配分計画を立案する配分計画立案部(61)と、
車両が設定された走行ルートに沿って走行を開始した後、所定の周期で、前記配分計画立案部によって立案されたエネルギーの配分計画に従って、各ドメインに配分するエネルギーの配分量を算出するエネルギー配分量算出部(64)と、
各ドメインへのエネルギーの配分量を、前記ドメイン制御部の各々に通知する配分量通知部(67)と、を備える車両用エネルギーマネジメント装置。 An on-vehicle energy management device (100) applied to a vehicle including on-vehicle equipment capable of generating energy and on-vehicle equipment that consumes energy as on-vehicle equipment,
An acquisition unit (51) for acquiring information on the traveling route when the traveling route of the vehicle is set;
A prediction unit (54) for predicting a state of energy consumption by on-vehicle equipment that consumes energy when the vehicle travels on a traveling route;
Based on the information on the traveling route of the vehicle acquired by the acquisition unit and the energy consumption status of the on-vehicle equipment predicted by the prediction unit, the energy can be generated so that the energy corresponding to the energy demand is generated. A generation plan drafting unit (61) for drafting a generation plan of energy by the vehicle-mounted equipment;
After a vehicle starts traveling along a set traveling route, an energy generation amount calculation unit that calculates a required energy generation amount according to an energy generation plan drafted by the generation plan drafting unit at a predetermined cycle. (62),
When controlling the required energy generation amount calculated by the energy generation amount calculation unit based on the information on the vehicle-mounted equipment that can actually generate the energy actually mounted on the vehicle, A generation amount conversion unit (65) that converts the control target into a control target and outputs the energy to a control unit of a vehicle-mounted device capable of generating energy;
The vehicle is provided with a plurality of vehicle equipment, a plurality of in-vehicle equipment is divided in advance a plurality of domains according to their functions, each domain, the domain control for overall control of the entire desired domain Parts (11 to 14) are provided,
An allocation plan drafting unit (61) for drafting an energy distribution plan for each domain based on the energy consumption status of the vehicle-mounted equipment predicted by the prediction unit;
After the vehicle starts traveling along the set traveling route, an energy distribution for calculating an energy distribution amount to be distributed to each domain in a predetermined cycle according to the energy distribution plan formulated by the distribution planning unit. An amount calculation unit (64) ;
The distribution of energy for each domain, distribution amount notifying unit for notifying each of the domain control section (67), car dual energy management device Ru comprising a.
前記車両用エネルギーマネジメント装置は、前記統合制御部に構築される請求項8に記載の車両用エネルギーマネジメント装置。 An integrated control unit that is positioned at an upper hierarchy of the domain control units, causes each of the domain control units to execute cooperative control, and / or arbitrates conflicting control by each of the domain control units;
The vehicle energy management device according to claim 8, wherein the vehicle energy management device is configured in the integrated control unit.
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