JP7338731B1 - Playback controller - Google Patents

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Abstract

【課題】再生制御中に発電機が発電した電力をバッテリが充電できなくなることを抑制する。【解決手段】再生制御装置2は、車両1に搭載されたフィルタ12に堆積した粒子状物質を燃焼させる再生制御を行うのに必要な実行時間が経過するまでに車両1の走行予定区間に関する走行予定区間情報を取得する区間情報取得部232と、車両1に搭載されたモータ15が走行予定区間で消費する消費電力量を、走行予定区間情報に基づき予測する消費電力予測部233と、エンジン11の出力軸111に接続されて発電した電力をバッテリ14に供給する発電機13が、実行時間が経過するまでに発電する発電電力量を予測する発電電力予測部234と、発電電力量から消費電力量を減算した電力需給量が、バッテリ14に充電可能な電力量よりも小さい場合に、再生制御を実行する再生制御部235と、を有する。【選択図】図1The present invention suppresses the inability of a battery to charge electric power generated by a generator during regeneration control. [Solution] A regeneration control device 2 allows the vehicle 1 to travel in a scheduled travel section until the execution time required to perform regeneration control to burn particulate matter accumulated on a filter 12 mounted on the vehicle 1 has elapsed. A section information acquisition section 232 that acquires scheduled section information, a power consumption prediction section 233 that predicts the amount of power that the motor 15 mounted on the vehicle 1 will consume in the scheduled section based on the scheduled section information, and the engine 11. A power generation prediction unit 234 predicts the amount of power generated by the generator 13 connected to the output shaft 111 of the generator 13 and supplies the generated power to the battery 14 until the execution time elapses; It has a regeneration control unit 235 that executes regeneration control when the amount of power demand and supply obtained by subtracting the amount is smaller than the amount of power that can be charged to the battery 14. [Selection diagram] Figure 1

Description

本発明は、フィルタに堆積した粒子状物質を燃焼させる再生制御を実行する再生制御装置に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a regeneration control device that performs regeneration control to burn particulate matter deposited on a filter.

エンジンの出力を利用して発電機が発電した電力を充電するバッテリを搭載し、バッテリに充電された電力を用いてモータを駆動させる車両が知られている。特許文献1には、排気ガスに含まれる粒子状物質を捕集するフィルタに堆積した粒子状物質を燃焼させる再生制御中に発電機が発電した電力をバッテリに充電する技術が開示されている。 BACKGROUND ART Vehicles are known that are equipped with a battery that charges power generated by a generator using the output of an engine, and drive a motor using the power charged in the battery. Patent Literature 1 discloses a technique of charging a battery with electric power generated by a generator during regeneration control for burning particulate matter deposited on a filter that collects particulate matter contained in exhaust gas.

特開2020-111137号公報JP 2020-111137 A

再生制御中に発電機が発電した電力をバッテリに充電するときに、バッテリに充電可能な電力量が再生制御中に発電機が発電する発電電力量よりも少ない場合、発電機が発電した電力をバッテリが充電できなくなってしまう。 When charging the battery with the power generated by the generator during regeneration control, if the amount of power that can be charged to the battery is less than the amount of power generated by the generator during regeneration control, the power generated by the generator will be charged. The battery will no longer charge.

そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、再生制御中に発電機が発電した電力をバッテリが充電できなくなることを抑制することを目的とする。 Accordingly, the present invention has been made in view of these points, and it is an object of the present invention to prevent the battery from being unable to charge the power generated by the generator during regeneration control.

本発明の態様においては、車両に搭載されたエンジンの排気ガスに含まれる粒子状物質を捕集するフィルタに堆積した前記粒子状物質を燃焼させる再生制御を行うのに必要な実行時間が経過するまでに前記車両が走行する予定の走行予定区間に関する走行予定区間情報を取得する区間情報取得部と、前記車両に搭載されたバッテリの電力を消費して前記車両を駆動させるモータが前記走行予定区間で消費する消費電力量を、前記走行予定区間情報に基づき予測する消費電力予測部と、前記エンジンの出力軸に接続されて発電した電力を前記バッテリに供給する発電機が、前記実行時間が経過するまでに発電する発電電力量を予測する発電電力予測部と、前記発電電力量から前記消費電力量を減算した電力需給量が、前記バッテリに充電可能な電力量よりも小さい場合に、前記再生制御を実行する再生制御部と、を有する再生制御装置を提供する。 In the aspect of the present invention, the execution time required to perform the regeneration control for burning the particulate matter deposited on the filter that collects the particulate matter contained in the exhaust gas of the engine mounted on the vehicle elapses. a section information acquisition unit that acquires planned travel section information related to the planned travel section that the vehicle is scheduled to travel by, and a motor that consumes electric power of a battery mounted in the vehicle to drive the vehicle, the planned travel section. A power consumption prediction unit that predicts the amount of power consumption to be consumed based on the scheduled travel section information, and a generator that is connected to the output shaft of the engine and supplies the generated power to the battery. a generated power prediction unit for predicting a generated power amount to be generated until the regeneration is performed when a power supply and demand amount obtained by subtracting the power consumption amount from the generated power amount is smaller than the chargeable power amount of the battery; and a reproduction control unit that performs control.

前記区間情報取得部は、前記フィルタに堆積した前記粒子状物質の量が許容量を超えて前記再生制御を行う必要があると判定されたときから前記実行時間が経過するまでの前記走行予定区間に関する前記走行予定区間情報を取得してもよい。 The section information acquisition unit determines that the amount of particulate matter deposited on the filter exceeds an allowable amount and that the regeneration control needs to be performed until the execution time elapses in the scheduled travel section. You may acquire the said travel plan section information regarding.

前記走行予定区間は、一以上の小区間を含み、前記区間情報取得部は、前記走行予定区間の前記小区間の勾配を示す勾配情報を含む前記走行予定区間情報を取得し、前記消費電力予測部は、前記小区間を前記車両が走行するときの予測車速の二乗及び当該小区間の勾配に比例する前記消費電力量を予測してもよい。 The planned travel section includes one or more small sections, and the section information acquisition unit acquires the planned travel section information including gradient information indicating the gradient of the small section of the planned travel section, and predicts the power consumption. The unit may predict the power consumption in proportion to the square of the predicted vehicle speed when the vehicle travels in the small section and the slope of the small section.

前記区間情報取得部は、複数の前記小区間の各々で渋滞が生じているか否かを示す交通渋滞情報を含む前記走行予定区間情報を取得し、前記消費電力予測部は、渋滞が生じている小区間の予測車速を、渋滞が生じていない小区間の予測車速よりも遅くしてもよい。 The section information acquisition unit acquires the planned travel section information including traffic congestion information indicating whether or not congestion is occurring in each of the plurality of small sections, and the power consumption prediction unit determines whether congestion is occurring in each of the plurality of small sections. The predicted vehicle speed in the small section may be slower than the predicted vehicle speed in the small section where traffic congestion does not occur.

前記再生制御部は、前記再生制御の実行中に、前記バッテリの残容量が所定の下限値よりも小さくなったら、前記モータの単位時間あたりの消費電力量よりも前記発電機の単位時間あたりの発電電力量が大きくなるまで前記エンジンの出力を大きくする制御を実行してもよい。 When the remaining capacity of the battery becomes smaller than a predetermined lower limit value during the execution of the regeneration control, the regeneration control unit controls the power consumption of the generator per unit time to exceed the power consumption of the motor per unit time. Control may be executed to increase the output of the engine until the amount of generated power increases.

前記再生制御部は、前記電力需給量が前記バッテリに充電可能な電力量以上であれば、前記エンジンを停止させ、かつ前記バッテリに充電可能な電力量が前記電力需給量よりも大きくなるまで前記車両を前記モータのみで走行させてもよい。 The regeneration control unit stops the engine when the amount of electric power supply and demand is equal to or greater than the amount of electric power that can be charged to the battery, and stops the engine until the amount of electric power that can be charged to the battery becomes larger than the amount of electric power supply and demand. The vehicle may be run only by the motor.

本発明によれば、再生制御中に発電機が発電した電力をバッテリが充電できなくなることを抑制できるという効果を奏する。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it is effective in suppressing the battery from becoming unable to charge the electric power which the generator generated during regeneration control.

車両の構成を説明するための図である。1 is a diagram for explaining the configuration of a vehicle; FIG. 走行予定区間を説明するための図である。It is a figure for demonstrating a driving|running|working planned area. 再生制御装置が実行する処理の一例を示すフローチャートである。4 is a flowchart showing an example of processing executed by a reproduction control device;

[車両1の構成]
図1は、車両1の構成を説明するための図である。車両1は、エンジン11、フィルタ12、発電機13、バッテリ14、モータ15及び再生制御装置2を搭載している。
[Configuration of Vehicle 1]
FIG. 1 is a diagram for explaining the configuration of a vehicle 1. FIG. A vehicle 1 is equipped with an engine 11 , a filter 12 , a generator 13 , a battery 14 , a motor 15 and a regeneration control device 2 .

エンジン11は、燃料と吸気(空気)との混合気を燃焼、膨張させて、動力を発生させる内燃機関である。エンジン11は、例えばディーゼルエンジンであるが、ガソリンエンジンでもよい。 The engine 11 is an internal combustion engine that burns and expands a mixture of fuel and intake air (air) to generate power. The engine 11 is, for example, a diesel engine, but may be a gasoline engine.

エンジン11の排気ガスは、排気管121を通って車両1の外部に排出される。排気管121には、フィルタ12が設けられている。フィルタ12は、エンジン11の排気ガスに含まれる粒子状物質(例えば煤)を捕集するフィルタである。フィルタ12には、捕集した粒子状物質が堆積する。 Exhaust gas from the engine 11 is discharged outside the vehicle 1 through an exhaust pipe 121 . A filter 12 is provided in the exhaust pipe 121 . The filter 12 is a filter that collects particulate matter (such as soot) contained in the exhaust gas of the engine 11 . The collected particulate matter accumulates on the filter 12 .

フィルタ12の上流及び下流の排気管121には、圧力センサ122が設けられている。圧力センサ122は、排気管121を流れる排気ガスの圧力を検出するセンサである。圧力センサ122は、検出した圧力を再生制御装置2に出力する。 Pressure sensors 122 are provided in exhaust pipes 121 upstream and downstream of the filter 12 . The pressure sensor 122 is a sensor that detects the pressure of exhaust gas flowing through the exhaust pipe 121 . The pressure sensor 122 outputs the detected pressure to the regeneration control device 2 .

発電機13は、エンジン11の出力軸111に接続されている。発電機13は、出力軸111が回転することにより発電し、エンジン11の回転数が高いほど大きな電力を発電する。発電機13は、発電した電力をバッテリ14に供給する。 The generator 13 is connected to the output shaft 111 of the engine 11 . The generator 13 generates power as the output shaft 111 rotates, and generates more power as the rotation speed of the engine 11 increases. The generator 13 supplies the generated power to the battery 14 .

バッテリ14は、放電と充電が可能な2次電池であり、発電機13が発電した電力を充電する。バッテリ14は、例えばリチウムイオン電池であるが、ニッケル水素電池や鉛蓄電池でもよい。 The battery 14 is a secondary battery that can be discharged and charged, and charges the electric power generated by the generator 13 . The battery 14 is, for example, a lithium-ion battery, but may be a nickel-metal hydride battery or a lead-acid battery.

モータ15は、バッテリ14の電力を消費して車両1を駆動させるモータである。モータ15は、出力軸151を回転させることにより、出力軸151に接続されている駆動輪152を回転させて、車両1を駆動させる。 The motor 15 is a motor that consumes the electric power of the battery 14 to drive the vehicle 1 . By rotating the output shaft 151 , the motor 15 rotates the drive wheels 152 connected to the output shaft 151 to drive the vehicle 1 .

再生制御装置2は、通信部21、記憶部22及び制御部23を備える。通信部21は、無線通信回線を介して外部装置と情報を送受信するための無線通信モジュールである。通信部21は、例えばインターネットを介して、車両1が走行している道路に関する情報を配信する交通情報配信サーバと情報を送受信する。 The reproduction control device 2 includes a communication section 21 , a storage section 22 and a control section 23 . The communication unit 21 is a wireless communication module for transmitting/receiving information to/from an external device via a wireless communication line. The communication unit 21 transmits/receives information to/from a traffic information distribution server that distributes information about the road on which the vehicle 1 is traveling, for example, via the Internet.

記憶部22は、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)及びハードディスク等を含む記憶媒体である。記憶部22は、制御部23が実行するプログラムを記憶する。 The storage unit 22 is a storage medium including a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), a hard disk, and the like. The storage unit 22 stores programs executed by the control unit 23 .

制御部23は、例えばCPU(Central Processing Unit)等のプロセッサを含む計算リソースである。制御部23は、記憶部22に記憶されたプログラムを実行することにより、判定部231、区間情報取得部232、消費電力予測部233、発電電力予測部234及び再生制御部235としての機能を実現する。 The control unit 23 is a computing resource including a processor such as a CPU (Central Processing Unit). By executing the programs stored in the storage unit 22, the control unit 23 realizes functions as a determination unit 231, a section information acquisition unit 232, a power consumption prediction unit 233, a power generation prediction unit 234, and a reproduction control unit 235. do.

判定部231は、フィルタ12に堆積した粒子状物質の量が許容量を超えたか否かを判定する。フィルタ12に堆積した粒子状物質の量が許容量を超えると、排気ガスがフィルタ12を通過しにくくなるので、フィルタ12の上流を流れる排気ガスの圧力が高くなり、フィルタ12の下流を流れる排気ガスの圧力が小さくなる。そのため、フィルタ12に堆積した粒子状物質の量が許容量を超えると、2つの排気ガスの圧力の差が大きくなる。判定部231は、各圧力センサ122から取得した2つの排気ガスの圧力の差(以下「圧力差」という。)が所定値以上か否かを判定することにより、堆積した粒子状物質の量が許容量を超えたか否かを判定する。所定値は、フィルタ12の性能や仕様、実験によって定めればよい。 The determination unit 231 determines whether the amount of particulate matter deposited on the filter 12 has exceeded the allowable amount. When the amount of particulate matter deposited on the filter 12 exceeds the allowable amount, it becomes difficult for the exhaust gas to pass through the filter 12, so the pressure of the exhaust gas flowing upstream of the filter 12 increases, and the exhaust gas flowing downstream of the filter 12 increases. The gas pressure becomes smaller. Therefore, when the amount of particulate matter deposited on the filter 12 exceeds the allowable amount, the pressure difference between the two exhaust gases increases. The determining unit 231 determines whether or not the difference between the two exhaust gas pressures obtained from each pressure sensor 122 (hereinafter referred to as “pressure difference”) is equal to or greater than a predetermined value, thereby determining whether the amount of deposited particulate matter is Determine whether or not the allowable amount has been exceeded. The predetermined value may be determined based on the performance and specifications of the filter 12 and experiments.

判定部231は、圧力差が所定値以上であれば堆積した粒子状物質の量が許容量を超えたと判定し、フィルタ12に堆積した粒子状物質を燃焼させる再生制御を行う必要があると判定する。再生制御は、エンジン11の燃焼室に燃料を噴射する燃料噴射部に、エンジン11の1燃焼サイクル中に複数回の燃料噴射を所定期間継続して行わせることにより、粒子状物質が燃焼する温度以上になるように排気ガスの温度を上昇させる制御である。判定部231は、圧力差が所定値未満である場合、許容量を超えていないので再生制御を行う必要がないと判定する。 If the pressure difference is equal to or greater than a predetermined value, the determination unit 231 determines that the amount of deposited particulate matter has exceeded the allowable amount, and determines that regeneration control for burning the particulate matter deposited on the filter 12 needs to be performed. do. In the regeneration control, the fuel injection unit that injects fuel into the combustion chamber of the engine 11 continuously performs fuel injection a plurality of times during one combustion cycle of the engine 11 for a predetermined period of time. This control is to increase the temperature of the exhaust gas so as to achieve the above. When the pressure difference is less than the predetermined value, the determination unit 231 determines that the regeneration control is unnecessary because the allowable amount is not exceeded.

区間情報取得部232は、再生制御を行う必要があると判定部231が判定したら、再生制御を行うのに必要な再生実行時間が経過するまでに車両1が走行する予定の走行予定区間に関する走行予定区間情報を取得する。再生実行時間は、許容量を超えてフィルタ12に堆積した粒子状物質を燃焼させるのにかかる時間であり、フィルタ12の仕様などにより定められる。例えば、区間情報取得部232は、再生制御を行う必要があると判定されたときから実行時間が経過するまでの走行予定区間に関する走行予定区間情報を、交通情報配信サーバから取得する。 When the determination unit 231 determines that it is necessary to perform the regeneration control, the section information acquisition unit 232 determines that the vehicle 1 is to travel in the scheduled travel section before the regeneration execution time required for performing the regeneration control elapses. Get scheduled section information. The regeneration execution time is the time required to burn the particulate matter deposited on the filter 12 in excess of the allowable amount, and is determined by the specifications of the filter 12 and the like. For example, the section information acquisition unit 232 acquires, from the traffic information distribution server, the planned travel section information about the planned travel section from when it is determined that the reproduction control needs to be performed until the execution time elapses.

図2は、走行予定区間を説明するための図である。図2の走行予定区間には、小区間K1から小区間K7までの7つの小区間が含まれているが、小区間の数は7つに限らない。また、小区間の長さは適宜定めればよく、具体的な値の一例は1キロメートルである。 FIG. 2 is a diagram for explaining the planned travel section. The planned travel section in FIG. 2 includes seven sub-sections from sub-section K1 to sub-section K7, but the number of sub-sections is not limited to seven. Also, the length of the subsection may be determined as appropriate, and one example of a specific value is 1 kilometer.

位置Aは、再生制御が必要であると判定部231が判定したときの車両1の位置である。位置Bは、位置Aから、実行時間が経過するまで車両1が走行したと仮定したときの車両1の予測位置である。位置Aから位置Bまでが、走行予定区間である。小区間K2は上り勾配である。小区間K6は下り勾配である。小区間K1、小区間K3、小区間K4、小区間K5、小区間K7は、平坦である。ただし、小区間K4は、渋滞している区間である。 Position A is the position of vehicle 1 when determination unit 231 determines that regeneration control is necessary. Position B is the predicted position of vehicle 1 when it is assumed that vehicle 1 travels from position A until the execution time elapses. The section from position A to position B is the planned travel section. The small section K2 is an upward slope. A small section K6 is a downward slope. Small section K1, small section K3, small section K4, small section K5, and small section K7 are flat. However, the small section K4 is a congested section.

区間情報取得部232は、各小区間の勾配を示す勾配情報を含む走行予定区間情報を取得する。例えば、区間情報取得部232は、小区間K2が上り勾配であることと、上り勾配の角度を示す勾配情報を含む走行予定区間情報を取得する。また、区間情報取得部232は、小区間K6が下り勾配であることと、下り勾配の角度を示す勾配情報を含む走行予定区間情報を取得する。さらに、区間情報取得部232は、小区間K2及び小区間K6を除いた他の小区間が平坦であることと、勾配の角度が0であることを示す勾配情報を取得する。 The section information acquisition unit 232 acquires planned travel section information including slope information indicating the slope of each small section. For example, the section information acquisition unit 232 acquires planned travel section information including slope information indicating that the small section K2 is an uphill slope and the angle of the uphill slope. In addition, the section information acquisition unit 232 acquires planned travel section information including slope information indicating that the small section K6 is a downward slope and the angle of the downward slope. Furthermore, the section information acquisition unit 232 acquires gradient information indicating that the other subsections other than the subsections K2 and K6 are flat and that the gradient angle is zero.

区間情報取得部232は、複数の小区間の各々で渋滞が生じているか否かを示す交通渋滞情報を含む走行予定区間情報を取得してもよい。例えば、区間情報取得部232は、小区間K4で渋滞が生じていることを示す交通渋滞情報を含む走行予定区間情報を取得する。また、区間情報取得部232は、小区間K4を除いた他の小区間で渋滞が生じていないことを示す交通渋滞情報を含む走行予定区間情報を取得する。 The section information acquisition unit 232 may acquire planned travel section information including traffic congestion information indicating whether or not congestion occurs in each of a plurality of small sections. For example, the section information acquisition unit 232 acquires planned travel section information including traffic congestion information indicating that congestion is occurring in the small section K4. In addition, the section information acquisition unit 232 acquires planned travel section information including traffic congestion information indicating that there is no congestion in other sub-sections other than the sub-section K4.

消費電力予測部233は、走行予定区間でモータ15が消費する消費電力量を、各小区間を車両1が走行するときの予測車速に基づいて予測する。消費電力予測部233は、消費電力量の予測に用いる予測車速を予測する。例えば、消費電力予測部233は、再生制御を行う必要があると判定されたときの車速を、走行予定区間を走行するときの予測車速にする。一例を挙げると、消費電力予測部233は、再生制御を行う必要があると判定されたときの車速が80km/hであれば、予測車速を80km/hにする。 The power consumption prediction unit 233 predicts the amount of power consumed by the motor 15 in the planned travel section based on the predicted vehicle speed when the vehicle 1 travels in each small section. The power consumption prediction unit 233 predicts the predicted vehicle speed used to predict the power consumption. For example, the power consumption prediction unit 233 sets the vehicle speed when it is determined that the regeneration control needs to be performed as the predicted vehicle speed when traveling in the planned travel section. For example, if the vehicle speed is 80 km/h when it is determined that the regeneration control needs to be performed, the power consumption prediction unit 233 sets the predicted vehicle speed to 80 km/h.

消費電力予測部233は、渋滞が生じている小区間K4の予測車速を、渋滞が生じていない他の小区間の予測車速よりも遅くしてもよい。また、消費電力予測部233は、渋滞が生じている小区間K4の予測車速を、渋滞時の車速にしてもよい。渋滞時の車速は例えば20km/hである。具体例を挙げると、消費電力予測部233は、渋滞が生じていない小区間の予測車速を80km/hにして、渋滞が生じている小区間K4の予測車速を20km/hにする。 The power consumption prediction unit 233 may make the predicted vehicle speed of the congested small section K4 lower than the predicted vehicle speeds of the other small sections where the congestion does not occur. Further, the power consumption prediction unit 233 may set the predicted vehicle speed of the congested small section K4 as the congested vehicle speed. The vehicle speed during congestion is, for example, 20 km/h. As a specific example, the power consumption prediction unit 233 sets the predicted vehicle speed of a small section without traffic congestion to 80 km/h and the predicted vehicle speed of a small section K4 with traffic congestion to 20 km/h.

消費電力予測部233は、モータ15が走行予定区間で消費する消費電力量を、予測車速と走行予定区間情報に基づき予測する。例えば、消費電力予測部233は、予測車速と、走行予定区間情報に含まれる勾配情報が示す小区間の勾配に基づいて消費電力量を予測する。具体的には、消費電力予測部233は、予測車速の二乗及び当該一の小区間の勾配に比例する駆動力を小区間毎に算出する。より具体的には、消費電力予測部233は、車両重量(kg)、転がり抵抗係数(N/kg)、予測車速(km/h)、空気抵抗係数(N/(km/h))、勾配抵抗(N)に比例する駆動力(N)を、下記式(1)を用いて算出する。 The power consumption prediction unit 233 predicts the amount of power consumed by the motor 15 in the planned travel section based on the predicted vehicle speed and the planned travel section information. For example, the power consumption prediction unit 233 predicts the power consumption based on the predicted vehicle speed and the slope of the small section indicated by the slope information included in the planned travel section information. Specifically, the power consumption prediction unit 233 calculates the driving force proportional to the square of the predicted vehicle speed and the gradient of the one small section for each small section. More specifically, the power consumption prediction unit 233 calculates vehicle weight (kg), rolling resistance coefficient (N/kg), predicted vehicle speed (km/h), air resistance coefficient (N/(km/h) 2 ), A driving force (N) proportional to the slope resistance (N) is calculated using the following formula (1).

駆動力=車両重量×転がり抵抗係数+予測車速*空気抵抗係数+勾配抵抗 (1) Driving force = vehicle weight x rolling resistance coefficient + predicted vehicle speed 2 * air resistance coefficient + gradient resistance (1)

次に、消費電力予測部233は、以下の式(2)を用いて、算出した駆動力で車両1を走行させるのに必要なモータ15の単位時間(1秒)あたりの出力(kW)を、小区間毎に算出する。
出力=予測車速(m/s)×駆動力 (2)
Next, the power consumption prediction unit 233 calculates the output (kW) per unit time (1 second) of the motor 15 required to run the vehicle 1 with the calculated driving force using the following equation (2). , calculated for each subsection.
Output = predicted vehicle speed (m/s) x driving force (2)

そして、消費電力予測部233は、小区間毎に算出した出力の総和を、走行予定区間を走行するのに必要な消費電力量(kWh)として算出する。具体的には、消費電力予測部233は、下記式(3)を用いて、小区間K1から小区間K7の各々の出力の総和を、消費電力量として算出する。 Then, the power consumption prediction unit 233 calculates the sum of the outputs calculated for each sub-section as the power consumption (kWh) required to travel the planned travel section. Specifically, the power consumption prediction unit 233 uses the following formula (3) to calculate the total sum of the outputs of the small sections K1 to K7 as the power consumption.

消費電力量=Σ(出力)/3600 (3)
本実施の形態においてjは小区間の番号であり、1から7までである。
Power consumption = Σ (output) j /3600 (3)
In this embodiment, j is the number of the subsection, and is 1 to 7. FIG.

発電電力予測部234は、実行時間が経過するまでに発電機13が発電する発電電力量を予測する。具体的には、発電電力予測部234は、再生制御を行っているときのエンジン11の出力で、発電機13が単位時間あたりに発電できる電力に実行時間をかけた値を発電電力量として予測する。 The generated power prediction unit 234 predicts the amount of power generated by the generator 13 until the execution time elapses. Specifically, the generated power prediction unit 234 predicts a value obtained by multiplying the power that can be generated by the generator 13 per unit time by the execution time with the output of the engine 11 during regeneration control as the generated power amount. do.

再生制御部235は、発電電力量から消費電力量を減算した値を、走行予定区間を走行するときの電力需給量として算出する。なお、発電電力量が消費電力量よりも大きければ電力需給量はプラスであり、再生制御を実行するとバッテリ14の残容量は増加する。発電電力量が消費電力量よりも少なければ電力需給量はマイナスであり、再生制御を実行するとバッテリ14の残容量は減少する。 The regeneration control unit 235 calculates a value obtained by subtracting the amount of power consumption from the amount of generated power as the power supply and demand amount when traveling in the planned travel section. If the amount of power generated is greater than the amount of power consumed, the power supply and demand amount is positive, and execution of regeneration control increases the remaining capacity of the battery 14 . If the amount of power generated is less than the amount of power consumed, the power supply and demand amount is negative, and execution of regeneration control reduces the remaining capacity of the battery 14 .

再生制御部235は、バッテリ14の現時点の残容量を取得する。再生制御部235は、バッテリ14が充電可能な最大の電力量から残容量を減算して、バッテリ14に現時点で充電可能な電力量(以下「充電許容量」という。)を算出する。 The reproduction control unit 235 acquires the current remaining capacity of the battery 14 . The regeneration control unit 235 subtracts the remaining capacity from the maximum chargeable power amount of the battery 14 to calculate the chargeable power amount of the battery 14 at the present time (hereinafter referred to as "chargeable amount").

再生制御部235は、電力需給量が充電許容量よりも小さい場合に再生制御を実行する。具体的には、再生制御部235は、排気ガスの温度が、粒子状物質が燃焼する温度以上になるまで、1燃焼サイクル中に複数回の燃料噴射を燃料噴射部に所定期間継続して行わせる。このようにすることで、再生制御部235は、再生制御中に発電した電力をバッテリ14に充電できるときに再生制御を実行する。その結果、発電機13が発電した電力をバッテリ14が充電できなくなってしまうことを抑制できる。 The regeneration control unit 235 performs regeneration control when the amount of power supply and demand is smaller than the allowable charge amount. Specifically, the regeneration control unit 235 continuously performs fuel injection to the fuel injection unit a plurality of times during one combustion cycle for a predetermined period of time until the temperature of the exhaust gas reaches or exceeds the temperature at which the particulate matter burns. Let By doing so, the regeneration control unit 235 executes the regeneration control when the power generated during the regeneration control can be charged to the battery 14 . As a result, it is possible to prevent the battery 14 from being unable to charge the electric power generated by the generator 13 .

再生制御を実行している間、車両1は、モータ15のみで走行する。つまり、車両1は、再生制御中、発電機13で発電した電力をバッテリ14に充電しながら、バッテリ14の電力を消費してモータ15のみで走行する。車両1は、モータ15のみで走行することで、走行状況に変化があってもエンジン11を一定の出力で動作させることができるので、再生制御を中断してしまうことを抑制できる。 The vehicle 1 runs only with the motor 15 while the regeneration control is being executed. That is, during the regeneration control, the vehicle 1 consumes the power of the battery 14 and runs only with the motor 15 while charging the battery 14 with the power generated by the generator 13 . By running the vehicle 1 only with the motor 15, the engine 11 can be operated at a constant output even if there is a change in running conditions, so interruption of the regeneration control can be suppressed.

再生制御部235は、電力需給量が充電許容量以上である場合、バッテリ14の電力を消費させる。例えば、再生制御部235は、エンジン11を停止させ、かつ充電許容量が電力需給量よりも大きくなるまで車両1をモータ15のみで走行させる。そして、再生制御部235は、残容量が減少して充電許容量が電力需給量よりも大きくなったら、エンジン11を始動して発電機13が発電した電力をバッテリ14に充電させる。このようにすることで、再生制御部235は、再生制御中に発電した電力をバッテリ14に充電できるようになってから再生制御を実行するので、発電機13が発電した電力をバッテリ14が充電できなくなってしまうことを抑制できる。 The regeneration control unit 235 causes the power of the battery 14 to be consumed when the power supply and demand amount is equal to or greater than the chargeable amount. For example, the regeneration control unit 235 stops the engine 11 and causes the vehicle 1 to run only with the motor 15 until the allowable charge amount becomes larger than the power supply and demand amount. Then, when the remaining capacity decreases and the charge allowance becomes larger than the power supply and demand amount, the regeneration control unit 235 starts the engine 11 and charges the battery 14 with the power generated by the generator 13 . By doing so, the regeneration control unit 235 executes the regeneration control after the battery 14 can be charged with the power generated during the regeneration control. You can suppress what you can't do.

なお、再生制御部235は、電力需給量が充電許容量以上である場合、車両1に搭載されている他の装置にバッテリ14の電力を消費させてもよい。例えば、再生制御部235は、車室を温めるためのヒータを作動させたり、車両1のライトを点灯させたりすることにより、バッテリ14の電力を消費させる。 Note that the regeneration control unit 235 may cause another device mounted on the vehicle 1 to consume the power of the battery 14 when the power supply and demand amount is equal to or greater than the chargeable amount. For example, the regeneration control unit 235 consumes the electric power of the battery 14 by activating a heater for warming the passenger compartment or turning on the lights of the vehicle 1 .

ところで、車両1の周辺の状況や交通状況が変化して、消費電力予測部233が予測した消費電力量よりも大きな電力を消費してしまうことがある。この場合、バッテリ14の残容量が、所定の下限値よりも小さくなってしまうことがある。下限値は、適宜定めればよく、例えばバッテリ14の満充電容量の20%である。 By the way, the situation around the vehicle 1 or the traffic situation may change, and the power consumption may end up being larger than the power consumption predicted by the power consumption prediction unit 233 . In this case, the remaining capacity of the battery 14 may become smaller than the predetermined lower limit. The lower limit value may be determined appropriately, and is, for example, 20% of the full charge capacity of the battery 14 .

そこで、再生制御部235は、再生制御の実行中にバッテリ14の残容量が下限値よりも小さくなったら、エンジン11の出力を大きくする制御を実行する。例えば、再生制御部235は、モータ15の単位時間あたりの消費電力量よりも発電機13の単位時間あたりの発電電力量が大きくなるまでエンジン11の出力を大きくする。具体的には、再生制御部235は、燃料噴射部に噴射させる燃料の量を増加させることによりエンジンの出力(エンジン11の回転数)を大きくする。これにより、電力需給量がプラスになるのでバッテリ14を充電できる。 Therefore, the regeneration control unit 235 executes control to increase the output of the engine 11 when the remaining capacity of the battery 14 becomes smaller than the lower limit value during execution of the regeneration control. For example, the regeneration control unit 235 increases the output of the engine 11 until the amount of power generated by the generator 13 per unit time becomes greater than the amount of power consumed by the motor 15 per unit time. Specifically, the regeneration control unit 235 increases the output of the engine (the rotation speed of the engine 11) by increasing the amount of fuel to be injected by the fuel injection unit. As a result, the power supply and demand becomes positive, so the battery 14 can be charged.

[再生制御装置2が実行する処理]
図3は、再生制御装置2が実行する処理の一例を示すフローチャートである。図3のフローチャートは、エンジン11が始動している間、所定間隔で実行される。所定間隔は適宜定めればよく、例えば制御部23の制御周期であり、具体的な値は100ミリ秒である。
[Processing Executed by Playback Control Device 2]
FIG. 3 is a flowchart showing an example of processing executed by the reproduction control device 2. As shown in FIG. The flowchart of FIG. 3 is executed at predetermined intervals while the engine 11 is started. The predetermined interval may be determined appropriately, for example, it is the control period of the control unit 23, and a specific value is 100 milliseconds.

判定部231は、排気ガスの圧力差を取得する(ステップS1)。具体的には、判定部231は、各圧力センサ122から排気ガスの圧力を取得し、二つの排気ガスの圧力の差(圧力差)を取得する。 The determination unit 231 acquires the pressure difference of the exhaust gas (step S1). Specifically, the determination unit 231 acquires the pressure of the exhaust gas from each pressure sensor 122 and acquires the pressure difference between the two exhaust gases (pressure difference).

判定部231は、圧力差が所定値以上であるか否かに基づき、再生制御を行う必要があるか否かを判定する(ステップS2)。判定部231は、圧力差が所定値未満であり再生制御を行う必要がないと判定したら(ステップS2でNo)、ステップS1に戻り、圧力差が所定値以上になるまでステップS1とステップS2を繰り返す。 The determination unit 231 determines whether or not it is necessary to perform regeneration control based on whether or not the pressure difference is equal to or greater than a predetermined value (step S2). If the determination unit 231 determines that the pressure difference is less than the predetermined value and regeneration control is not necessary (No in step S2), the determination unit 231 returns to step S1, and repeats steps S1 and S2 until the pressure difference becomes equal to or greater than the predetermined value. repeat.

区間情報取得部232は、圧力差が所定値以上であり再生制御を行う必要があると判定されたら(ステップS2でYes)、再生制御を行うのに必要な実行時間が経過するまでに車両1が走行する予定の走行予定区間に関する走行予定区間情報を取得する(ステップS3)。例えば、判定部231は、走行予定区間に含まれる複数の小区間の各々の勾配を示す勾配情報を含む走行予定区間情報を取得する。 When the section information acquisition unit 232 determines that the pressure difference is equal to or greater than the predetermined value and that regeneration control needs to be performed (Yes in step S2), the vehicle 1 acquires the planned travel section information related to the planned travel section in which the is scheduled to travel (step S3). For example, the determination unit 231 acquires planned travel section information including gradient information indicating the gradient of each of a plurality of small sections included in the planned travel section.

消費電力予測部233は、走行予定区間情報に基づいてモータ15が走行予定区間で消費する消費電力量を予測する(ステップS4)。具体的には、消費電力予測部233は、上記の式(1)から(3)を用いて消費電力量を予測する。 The power consumption prediction unit 233 predicts the amount of power consumed by the motor 15 in the planned travel section based on the planned travel section information (step S4). Specifically, the power consumption prediction unit 233 predicts the power consumption using the above formulas (1) to (3).

発電電力予測部234は、実行時間が経過するまでに発電機13が発電する発電電力量を予測する(ステップS5)。具体的には、発電電力予測部234は、再生制御中に発電機13が単位時間あたりに発電する電力に実行時間をかけた値を発電電力量として予測する。 The generated power prediction unit 234 predicts the amount of power generated by the generator 13 until the execution time elapses (step S5). Specifically, the generated power prediction unit 234 predicts a value obtained by multiplying the power generated by the generator 13 per unit time during the regeneration control by the execution time as the generated power amount.

再生制御部235は、バッテリ14の現時点の充電許容量を取得する(ステップS6)。再生制御部235は、バッテリ14が充電可能な最大の電力量から残容量を減算して充電許容量を取得する。 The reproduction control unit 235 acquires the current allowable charge amount of the battery 14 (step S6). The reproduction control unit 235 obtains the allowable charge amount by subtracting the remaining capacity from the maximum chargeable amount of electric power of the battery 14 .

再生制御部235は、発電電力量から消費電力量を減算した電力需給量が、充電許容量よりも小さいか否かを判定する(ステップS7)。再生制御部235は、電力需給量が充電許容量よりも小さい場合(ステップS7でYes)、再生制御を実行する(ステップS8)。具体的には、再生制御部235は、エンジン11の燃料噴射部に、エンジン11の1燃焼サイクル中に複数回の燃料噴射を所定期間継続して行わせることにより排気ガスの温度を上昇させる再生制御を実行する。 The regeneration control unit 235 determines whether or not the power supply and demand amount obtained by subtracting the power consumption amount from the generated power amount is smaller than the charging allowable amount (step S7). When the electric power supply and demand amount is smaller than the chargeable amount (Yes in step S7), the regeneration control unit 235 executes regeneration control (step S8). Specifically, the regeneration control unit 235 causes the fuel injection unit of the engine 11 to continuously perform a plurality of fuel injections during one combustion cycle of the engine 11 for a predetermined period of time, thereby increasing the temperature of the exhaust gas. Execute control.

再生制御部235は、電力需給量が充電許容量以上である場合(ステップS7でNo)、エンジン11を停止させて、車両1をモータ15のみで走行させる(ステップS9)。再生制御部235は、充電許容量が電力需給量よりも大きくなるまで車両1をモータ15のみで走行させ、バッテリ14の残容量が減少して充電許容量が電力需給量よりも大きくなったら、ステップS3に戻る。これにより、充電許容量が電力需給量よりも大きくなったときの位置を始点とする新たな走行予定区間の走行予定区間情報を取得できるので、新たな走行予定区間の走行予定区間情報に基づく新たな消費電力量を予測できる。 When the electric power supply and demand amount is equal to or greater than the charging allowable amount (No in step S7), the regeneration control unit 235 stops the engine 11 and causes the vehicle 1 to run only with the motor 15 (step S9). The regeneration control unit 235 causes the vehicle 1 to run only with the motor 15 until the allowable charge amount becomes greater than the power supply and demand amount. Return to step S3. As a result, since it is possible to acquire the planned travel section information of the new planned travel section starting from the position when the charge capacity becomes larger than the power supply and demand amount, a new planned travel section information based on the planned travel section information of the power consumption can be predicted.

[再生制御装置2の効果]
以上説明したとおり、まず、再生制御装置2は、エンジン11の排気ガスに含まれる粒子状物質を捕集するフィルタ12の再生制御が必要か否かを判定する。次に、再生制御装置2は、再生制御が必要であれば、再生制御に必要な実行時間が経過するまでに車両1が走行する走行予定区間で、モータ15が消費する消費電力量を予測する。続いて、再生制御装置2は、エンジン11の出力軸111に接続された発電機13が、実行時間が経過するまでに発電する発電電力量を予測する。そして、再生制御装置2は、発電電力量から消費電力量を減算した電力需給量が、バッテリ14に充電可能な電力量(充電許容量)よりも小さい場合に再生制御を実行する。
[Effects of Reproduction Control Device 2]
As described above, the regeneration control device 2 first determines whether regeneration control of the filter 12 that collects particulate matter contained in the exhaust gas of the engine 11 is necessary. Next, if regeneration control is necessary, the regeneration control device 2 predicts the amount of power consumed by the motor 15 in the planned travel section in which the vehicle 1 travels before the execution time required for regeneration control elapses. . Subsequently, the regeneration control device 2 predicts the amount of power generated by the generator 13 connected to the output shaft 111 of the engine 11 until the execution time elapses. Then, the regeneration control device 2 executes regeneration control when the amount of power supply and demand obtained by subtracting the amount of power consumption from the amount of generated power is smaller than the amount of power that can be charged to the battery 14 (allowable charging amount).

このようにすることで、再生制御装置2は、走行予定区間で消費する消費電力量を走行予定区間情報に基づき予測できるので、走行予定区間における電力需給量を正確に予測できるようになる。そのため、再生制御装置2は、電力需給量が充電許容量よりも小さいか否かの判定精度を高められる。その結果、再生制御装置2は、再生制御中に発電した電力をバッテリ14に充電できるときに再生制御を実行するので、発電機が発電した電力をバッテリ14が充電できなくなってしまうことを抑制できる。その結果、再生制御装置2は、再生制御中に発電した電力をバッテリ14に充電できる。 By doing so, the regeneration control device 2 can predict the amount of power consumed in the planned travel section based on the planned travel section information, so that the power supply and demand amount in the planned travel section can be accurately predicted. Therefore, the regeneration control device 2 can improve the accuracy of determining whether or not the power supply and demand amount is smaller than the allowable charging amount. As a result, the regeneration control device 2 executes the regeneration control when the power generated during the regeneration control can be charged to the battery 14, so it is possible to prevent the battery 14 from being unable to charge the power generated by the generator. . As a result, the regeneration control device 2 can charge the battery 14 with the electric power generated during the regeneration control.

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、装置の全部又は一部は、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。また、複数の実施の形態の任意の組み合わせによって生じる新たな実施の形態も、本発明の実施の形態に含まれる。組み合わせによって生じる新たな実施の形態の効果は、もとの実施の形態の効果を併せ持つ。 Although the present invention has been described above using the embodiments, the technical scope of the present invention is not limited to the scope described in the above embodiments, and various modifications and changes are possible within the scope of the gist thereof. be. For example, all or part of the device can be functionally or physically distributed and integrated in arbitrary units. In addition, new embodiments resulting from arbitrary combinations of multiple embodiments are also included in the embodiments of the present invention. The effect of the new embodiment caused by the combination has the effect of the original embodiment.

1 車両
11 エンジン
111 出力軸
12 フィルタ
121 排気管
122 圧力センサ
13 発電機
14 バッテリ
15 モータ
151 出力軸
152 駆動輪
2 再生制御装置
21 通信部
22 記憶部
23 制御部
231 判定部
232 区間情報取得部
233 消費電力予測部
234 発電電力予測部
235 再生制御部
1 Vehicle 11 Engine 111 Output shaft 12 Filter 121 Exhaust pipe 122 Pressure sensor 13 Generator 14 Battery 15 Motor 151 Output shaft 152 Drive wheel 2 Regeneration control device 21 Communication unit 22 Storage unit 23 Control unit 231 Determination unit 232 Section information acquisition unit 233 Power consumption prediction unit 234 Power generation prediction unit 235 Regeneration control unit

Claims (6)

車両に搭載されたエンジンの排気ガスに含まれる粒子状物質を捕集するフィルタに堆積した前記粒子状物質を燃焼させる再生制御を行うのに必要な実行時間が経過するまでに前記車両が走行する予定の走行予定区間に関する走行予定区間情報を取得する区間情報取得部と、
前記車両に搭載されたバッテリの電力を消費して前記車両を駆動させるモータが前記走行予定区間で消費する消費電力量を、前記走行予定区間情報に基づき予測する消費電力予測部と、
前記エンジンの出力軸に接続されて発電した電力を前記バッテリに供給する発電機が、前記実行時間が経過するまでに発電する発電電力量を予測する発電電力予測部と、
前記発電電力量から前記消費電力量を減算した電力需給量が、前記バッテリに充電可能な電力量よりも小さい場合に、前記再生制御を実行する再生制御部と、
を有する再生制御装置。
The vehicle runs until the execution time required to perform the regeneration control for burning the particulate matter deposited on the filter that collects the particulate matter contained in the exhaust gas of the engine mounted on the vehicle has elapsed. a section information acquisition unit that acquires planned travel section information about a planned travel section;
a power consumption prediction unit that predicts, based on the planned travel section information, the amount of power consumed in the planned travel section by a motor that consumes power of a battery mounted on the vehicle to drive the vehicle;
a generated power prediction unit that predicts the amount of power generated by a generator that is connected to the output shaft of the engine and supplies generated power to the battery until the execution time elapses;
a regeneration control unit that executes the regeneration control when a power supply and demand amount obtained by subtracting the power consumption amount from the power generation amount is smaller than the power amount that can be charged to the battery;
A playback control device having a
前記区間情報取得部は、前記フィルタに堆積した前記粒子状物質の量が許容量を超えて前記再生制御を行う必要があると判定されたときから前記実行時間が経過するまでの前記走行予定区間に関する前記走行予定区間情報を取得する、
請求項1に記載の再生制御装置。
The section information acquisition unit determines that the amount of particulate matter deposited on the filter exceeds an allowable amount and that the regeneration control needs to be performed until the execution time elapses in the planned travel section. Acquiring the scheduled travel section information regarding
The reproduction control device according to claim 1.
前記走行予定区間は、一以上の小区間を含み、
前記区間情報取得部は、前記走行予定区間の前記小区間の勾配を示す勾配情報を含む前記走行予定区間情報を取得し、
前記消費電力予測部は、前記小区間を前記車両が走行するときの予測車速の二乗及び当該小区間の勾配に比例する前記消費電力量を予測する、
請求項1又は2に記載の再生制御装置。
The planned travel section includes one or more small sections,
The section information acquisition unit acquires the planned travel section information including gradient information indicating the gradient of the small section of the planned travel section,
The power consumption prediction unit predicts the power consumption proportional to the square of the predicted vehicle speed when the vehicle travels in the small section and the gradient of the small section.
3. The reproduction control device according to claim 1 or 2.
前記区間情報取得部は、複数の前記小区間の各々で渋滞が生じているか否かを示す交通渋滞情報を含む前記走行予定区間情報を取得し、
前記消費電力予測部は、渋滞が生じている小区間の予測車速を、渋滞が生じていない小区間の予測車速よりも遅くする、
請求項3に記載の再生制御装置。
The section information acquisition unit acquires the planned travel section information including traffic congestion information indicating whether or not congestion occurs in each of the plurality of small sections,
The power consumption prediction unit makes the predicted vehicle speed in the congested small section slower than the predicted vehicle speed in the non-congested small section.
4. The reproduction control device according to claim 3.
前記再生制御部は、前記再生制御の実行中に、前記バッテリの残容量が所定の下限値よりも小さくなったら、前記モータの単位時間あたりの消費電力量よりも前記発電機の単位時間あたりの発電電力量が大きくなるまで前記エンジンの出力を大きくする制御を実行する、
請求項1から4のいずれか一項に記載の再生制御装置。
When the remaining capacity of the battery becomes smaller than a predetermined lower limit value during the execution of the regeneration control, the regeneration control unit controls the power consumption of the generator per unit time to exceed the power consumption of the motor per unit time. Executing control to increase the output of the engine until the amount of generated power increases,
The regeneration control device according to any one of claims 1 to 4.
前記再生制御部は、前記電力需給量が前記バッテリに充電可能な電力量以上であれば、前記エンジンを停止させ、かつ前記バッテリに充電可能な電力量が前記電力需給量よりも大きくなるまで前記車両を前記モータのみで走行させる、
請求項1から5のいずれか一項に記載の再生制御装置。

The regeneration control unit stops the engine when the amount of electric power supply and demand is equal to or greater than the amount of electric power that can be charged to the battery, and stops the engine until the amount of electric power that can be charged to the battery becomes larger than the amount of electric power supply and demand. running the vehicle only with the motor;
The regeneration control device according to any one of claims 1 to 5.

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