JP2015151000A - Vehicle controller - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両制御装置に関するものである。 The present invention relates to a vehicle control device.
自動車には、エンジンとバッテリが搭載されており、エンジンの動力によって駆動されるオルタネータの発電量によってバッテリは充電される。従来、オルタネータの発電量およびバッテリへの充電量を制御する車両制御装置として、進行ルート上の渋滞の有無を予測し、渋滞が予測された場合に、渋滞が予測されない場合に比べてバッテリの充電量を高く設定する技術が提案されている(特許文献1参照)。 An automobile is equipped with an engine and a battery, and the battery is charged by the amount of power generated by an alternator driven by the power of the engine. Conventionally, as a vehicle control device that controls the amount of power generated by the alternator and the amount of charge to the battery, the presence or absence of traffic on the traveling route is predicted, and when traffic is predicted, charging the battery compared to when traffic is not predicted A technique for setting the amount high has been proposed (see Patent Document 1).
しかしながら、特許文献1の技術では、渋滞区間の長さや渋滞区間の開始地点までの距離等がなんら考慮されていないことから、渋滞区間の開始地点までに、渋滞区間で必要となる充電量を適切に確保することができないという課題があった。
However, in the technology of
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following forms.
本発明の一形態は、エンジンと、前記エンジンの動力によって駆動されるオルタネータと、前記オルタネータの発電量によって充電可能なバッテリと、を有する車両に搭載される車両制御装置である。この車両制御装置は、渋滞区間における開始地点または終了地点を目標地点とし、前記目標地点での前記バッテリの蓄電状態(SOC)を目標SOCとして設定する目標SOC設定部と、前記車両の現在地から前記目標地点までの到達時間と、前記現在地から前記目標地点までの間において停車する停車時間と、を予測する予測部と、前記到達時間、停車時間、および前記目標SOCに基づいて、前記オルタネータの発電電圧を制御する制御部と、を備える。この車両制御装置によれば、発電電圧を適切に設定することができるために、渋滞区間の開始地点や終了地点においてSOCを目標SOCに的確に近づけることができる。このため、バッテリの必要な充電量の確保と、過充電による燃費悪化の抑制とを両立できる。 One embodiment of the present invention is a vehicle control device mounted on a vehicle having an engine, an alternator driven by the power of the engine, and a battery that can be charged by the amount of power generated by the alternator. The vehicle control device includes a target SOC setting unit that sets a start point or an end point in a traffic jam section as a target point, and sets a storage state (SOC) of the battery at the target point as a target SOC; Based on the prediction unit that predicts the arrival time to the target point and the stop time that stops between the current location and the target point, and the power generation of the alternator based on the arrival time, the stop time, and the target SOC A control unit for controlling the voltage. According to this vehicle control device, since the generated voltage can be set appropriately, the SOC can be brought close to the target SOC accurately at the start point and end point of the traffic jam section. For this reason, it is possible to achieve both the securing of the required charge amount of the battery and the suppression of fuel consumption deterioration due to overcharging.
なお、本発明は、種々の形態で実現することが可能である。例えば、前記形態の車両制御装置を備える車両、前記形態の車両制御装置の各部に対応する機能をコンピュータに実現させる車両制御方法等の形態で実現することができる。 The present invention can be realized in various forms. For example, the present invention can be realized in the form of a vehicle including the vehicle control device of the above form, a vehicle control method for causing a computer to realize functions corresponding to each part of the vehicle control device of the above form.
A.全体構成:
図1は、本発明の一実施形態としての自動車200の構成を示す説明図である。自動車200は、アイドリングストップ機能を搭載した車両である。自動車200は、エンジン10と、自動変速機15と、ディファレンシャルギア20と、駆動輪25と、スタータ30と、オルタネータ35と、バッテリ40と、電子制御ユニット(ECU:Electrical Control Unit)50とを備えている。
A. overall structure:
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a configuration of an
エンジン10は、ガソリンや軽油などの燃料を燃焼させることによって動力を発生させる内燃機関である。エンジン10の動力は、自動変速機15に伝達されるとともに、駆動機構34を介してオルタネータ35に伝達される。エンジン10の出力は、運転者により操作されるアクセルペダル(図示せず)の踏み込み量に応じて、エンジンコントロールコンピュータ(図示せず)により変更される。
The
自動変速機15は、変速比の変更(いわゆるシフトチェンジ)を自動的に実行する。エンジン10の動力(回転数・トルク)は、自動変速機15によって変速され、所望の回転数・トルクとして、ディファレンシャルギア20を介して、左右の駆動輪25に伝達される。こうして、エンジン10の動力は、アクセルペダルの踏み込み量に応じて変更されつつ、自動変速機15を介して駆動輪25に伝達されて、車両(自動車200)の加速・減速が行なわれることになる。
The
オルタネータ35にエンジン10の動力を伝達する駆動機構34は、本実施形態では、ベルトドライブの構成を採用している。オルタネータ35は、エンジン10の動力の一部を用いて発電を行なう。オルタネータ35は、発電機の一種である。発電された電力は、インバータ(図示せず)を介してバッテリ40の充電に用いられる。本明細書では、オルタネータ35を用いたエンジン10の動力による発電を「燃料発電」と呼ぶ。
In the present embodiment, the
バッテリ40は、電圧14Vの直流電源としての鉛蓄電池であり、エンジン本体以外に設けられた周辺機器である補機類70に電力を供給する。補機類70は、ヘッドライト72、空調装置(A/C)74、ナビゲーション装置76等が該当する。
The
スタータ30は、バッテリ40から供給される電力によってエンジン10を始動させるセルモータである。通常は、停止している自動車の運転を開始する際に、運転者がイグニッションスイッチ(図示せず)を操作すると、スタータ30が起動し、エンジン10が始動する。このスタータ30は、アイドリングストップ制御によりエンジン10が停止した状態からエンジン10を再始動させる場合にも利用される。
The
ECU50は、コンピュータプログラムを実行するCPU、コンピュータプログラム等を記憶するROM、一時的にデータを記憶するRAM、各種センサやアクチュエータ等に接続される入出力ポート等を備える。ECU50に接続されるセンサとしては、車速を検出する車速センサ81、駆動輪25の回転速度を検出する車輪速センサ82、ブレーキペダル(図示せず)の踏み込みの有無を検出するブレーキペダルセンサ84、アクセルペダル(図示せず)の踏み込み量をアクセル開度として検出するアクセル開度センサ86、バッテリ40の充放電電流を検出するバッテリ電流センサ88、およびオルタネータ35の出力電流を検出するオルタネータ電流センサ89等が設けられている。アクチュエータとしては、スタータ30やオルタネータ35等が該当する。ECU50は、バッテリ40から電力の供給を受けている。
The ECU 50 includes a CPU that executes a computer program, a ROM that stores a computer program, a RAM that temporarily stores data, an input / output port connected to various sensors, actuators, and the like. As sensors connected to the
補機類70の一つであるナビゲーション装置76は、自動車200の出発地から目的地に至るまでの経路を案内する装置である。また、本実施形態のナビゲーション装置76は、プローブ情報を活用する機能も有している。すなわち、ナビゲーション装置76は、プローブ情報を車外から通信によって受信し、渋滞状況を示す渋滞情報を始めとする様々な道路交通情報を取得し、ECU50に送信する。
A
B.ECUの構成:
ECU50は、前記各種のセンサ、エンジンコントロールコンピュータ(図示せず)、およびナビゲーション装置76からの各信号をもとに、スタータ30やオルタネータ35を制御することによって、エンジン停止と再始動を制御(アイドリングストップ制御)するとともに、バッテリ40のSOC(state of charge)を制御する。「SOC」は、バッテリ40に残存している電気量を、バッテリを満充電したときに蓄えられる電気量で除した値として定義される。アイドリングストップ制御は、車輪速センサ82で検出された車輪速Vhが低下して所定速度(例えば10km/h)未満となったときに、エンジン停止条件が成立したとして燃料カットの指示を燃料供給系に出力し、その後、アクセル開度Tpからアクセルペダルが踏み込まれたことが検出されたときに、エンジン再始動条件が成立したとしてエンジン再始動の指示をスタータ30に出力するものである。
B. ECU configuration:
The ECU 50 controls the engine stop and restart (idling) by controlling the
図2は、ECU50の構成の一部を機能的に示す説明図である。図示は、バッテリ40のSOCを制御する構成を示したものである。ECU50は、ドライブモード算出部110と、補機電流量算出部120と、オルタネータ発電指示電圧算出部130とを備える。各部110〜130は、実際は、ECU50に備えられたCPUが、ROMに記憶されたコンピュータプログラムを実行することで実現する機能を示す。
FIG. 2 is an explanatory diagram functionally showing a part of the configuration of the
ドライブモード算出部110は、エンジンコントロールコンピュータ(図示せず)から送られてくるスロットル開度等のエンジン情報S1と、同じくエンジンコントロールコンピュータから送られてくる燃料噴射の停止を示すフューエルカット情報S2と、自動変速機15のシフトレンジを示すトランスミッション(T/M)情報S3と、車速センサ81によって検出された車速Vvと、車輪速センサ82によって検出された車輪速Vhとに基づいてドライブモードを算出する。ここで、「ドライブモード」とは、自動車200の走行状態を示すもので、定速走行モード、加速走行モード、減速走行モードの3種類を有する。ドライブモード算出部110は、上記3種類のうちのいずれに該当するかを算出し、その算出結果をドライブモードMdとしてオルタネータ発電指示電圧算出部130に送信する。
The drive
補機電流量算出部120は、オルタネータ電流センサ89によって検出されたオルタネータ電流Aaと、バッテリ電流センサ88によって検出されたバッテリ40の充放電電流(「バッテリ電流」と呼ぶ)Abとに基づいて、補機類70で費やす補機電流量Ihを算出する。
The auxiliary machine current
オルタネータ発電指示電圧算出部130は、ナビゲーション装置76によって取得された渋滞情報S4と、ドライブモード算出部110によって算出したドライブモードmdと、補機電流量算出部120によって算出した補機電流量Ihと、バッテリ電流センサ88(図1)によって検出されたバッテリ電流Abと、車輪速センサ82(図1)によって検出された車輪速Vhと、アクセル開度センサ86(図1)によって検出されたアクセル開度Tpとに基づいて、オルタネータ35に対して発電量を指示するための電圧値(発電指示電圧)SVを算出する。渋滞情報S4は、渋滞区間の地図上の位置を示す渋滞位置P1と、渋滞区間の長さ(距離)を示す渋滞距離D1と、渋滞区間での平均車速を示す渋滞平均車速V1と、自動車200の現在地(以下、単に「現在地」と呼ぶ)から渋滞区間の開始地点までの距離を示す渋滞まで距離D2と、現在地から渋滞区間の開始地点までの平均車速を示す渋滞まで平均車速V2とを含む。
Alternator power generation instruction
発電指示電圧SVは、車輪速Vhとアクセル開度Tpに基づいて定まるアイドリングストップ制御の状態や、バッテリ電流Abに基づいて定まるバッテリ40の現在のSOCによって変化するものであるが、さらに、本実施形態では、渋滞情報S4や、補機電流量Ih、ドライブモードMdに応じて変化するようにしている。オルタネータ35は、エンジン10の動力の一部を用いて回転させるので、走行中の発電は燃料消費量の増加につながる。しかし、アイドリングストップ制御によるエンジン停止の途中でSOC不足からエンジンを再始動する場合は、エンジンの運転時に動力増大してSOCを増加する場合に比べて、3倍から5倍近くの燃料量が必要である。換言すれば、エンジンの運転時における単位SOC(例えばSOC1%)当たりの燃費効果は、前記エンジン停止の途中でSOC不足からエンジンを再始動する場合に比べて、3倍から5倍優れている。オルタネータ発電指示電圧算出部130では、上記のように、発電指示電圧SVを渋滞情報S4や、補機電流量Ih、ドライブモードMdに応じて制御することによって、アイドリングストップ制御によるエンジン停止の途中でSOC不足からエンジンを再始動する機会を低減し、燃費の向上を図っている。特に、本実施形態では、渋滞時において充電量が必要量確保できない場合や必要以上に充電されることを防ぐことで、燃費の向上を図るようにしている。
The power generation instruction voltage SV varies depending on the idling stop control state determined based on the wheel speed Vh and the accelerator opening degree Tp and the current SOC of the
ECU50には、図示はしないが、上記以外に、「バッテリ制御」と呼ばれる機能と、「充電制御」と呼ばれる機能が設けられている。バッテリ40、特に本実施形態の鉛バッテリは、長寿命化の要請から、使用可能なSOC範囲(運用するSOC範囲)が予め定められている。このため、このSOC範囲の下限値(例えば60%)をバッテリ40のSOCが下回るときにエンジン10の動力を増大してSOCを前記SOC範囲内とし、SOC範囲の上限値(例えば90%)をSOCが上回るときにSOCを消費して前記SOC範囲内とする「バッテリ制御」が行われる。アイドリングストップ制御によるエンジンの停止時においてもSOCが下限値を下回ると、エンジンが始動して燃料発電によってSOCを前記SOC範囲内とする。
Although not shown, the
「充電制御」は、大まかには、通常走行中に燃料発電によるバッテリ40への充電を抑えることで燃料消費量を節約し、減速走行中に回生発電によりバッテリへの充電を行なう制御処理であるが、後述する。
"Charge control" is a control process that roughly saves fuel consumption by suppressing charging of the
C.オルタネータ発電指示電圧算出部による制御処理:
図3および図4は、目標SOC/上限電圧設定ルーチンを示すフローチャートである。このSOC/上限電圧算出ルーチンは、図2のオルタネータ発電指示電圧算出部130による制御処理の一部を示すもので、自動車200の加速走行時または定速走行時において、ECU50によって所定時間毎に繰り返し実行開始される。図3に示すように、処理が開始されると、ECU50は、まず、ナビゲーション装置76からプローブ情報に基づいて得られる道路交通情報に基づいて、自動車200の走行先に渋滞区間が有るか否かを判定する(ステップS110)。ここで、渋滞区間が有ると判定されると、ステップS120に処理を進める。
C. Control processing by the alternator power generation command voltage calculator:
3 and 4 are flowcharts showing a target SOC / upper limit voltage setting routine. This SOC / upper limit voltage calculation routine shows a part of the control processing by the alternator power generation instruction
ステップS120では、ECU50は、ナビゲーション装置76から得られる渋滞情報S4から、渋滞位置P1、渋滞距離D1、渋滞平均車速V1、渋滞まで距離D2、渋滞まで平均車速V2をそれぞれ取得する。次いで、ECU50は、渋滞距離D1と渋滞平均車速V1とに基づいて、渋滞区間における予測停車時間TS1を算出する処理を行う(ステップS130)。この算出処理は、ECU50の備えるROMに予め記憶されている渋滞区間予測停車時間算出用マップを引くことによって実行される。
In step S120, the
図5は、渋滞区間予測停車時間算出用マップMP1を示す説明図である。図示するように、渋滞区間予測停車時間算出用マップMP1は、渋滞区間における予測停車時間TS1、渋滞距離D1、および渋滞平均車速V1の3次元のマップデータであり、点Q1、点Q2、点Q3、点Q4によって特定される平面上の値を示している。この平面上の値は、次式(1)の関係を満たすものとなっている。 FIG. 5 is an explanatory view showing a map MP1 for predicting a traffic jam section stoppage time. As shown in the figure, the traffic jam section predicted stoppage time calculation map MP1 is three-dimensional map data of the predicted stoppage time TS1, traffic jam distance D1, and traffic jam average vehicle speed V1 in the traffic jam section, and includes points Q1, Q2, and Q3. , The value on the plane specified by the point Q4. The value on this plane satisfies the relationship of the following formula (1).
TS1=−a・V1+b・D1+c …(1)
ただし、a、b、cは正の値である。
TS1 = −a · V1 + b · D1 + c (1)
However, a, b, and c are positive values.
ECU50は、ステップS120によって取得した渋滞距離D1と渋滞平均車速V1とを図5のマップデータに投入することで、上記平面上において渋滞距離D1と渋滞平均車速V1とから決まる予測停車時間TS1を求める。なお、上記平面は、曲面で構成されるものとしてもよい。
The
図3のステップS130の実行後、ECU50は、渋滞区間までに蓄える必要がある充電量RSOCを算出する処理を行う(ステップS140)。詳しくは、次式(2)、(3)に従う処理を行う。
After execution of step S130 in FIG. 3, the
RCQ=HC・TS1 …(2)
RSOC=RCQ/(5時間率容量/100) …(3)
RCQ = HC · TS1 (2)
RSOC = RCQ / (5 hour rate capacity / 100) (3)
式(2)によれば、前回のアイドリングストップ制御時の補機電流量HCに、渋滞区間の予測停車時間TS1を掛けることによって、渋滞区間においてアイドリングストップ制御によるエンジン停止によって必要となる充電量、すなわち、渋滞区間の開始地点までに蓄える必要がある充電量RCQ[As]が求まる。式(3)によれば、式(2)によって求められたRCQ[As]をSOCで表現する充電量RSOC[%]に変換する。 According to the equation (2), by multiplying the auxiliary machine current amount HC at the previous idling stop control by the estimated stop time TS1 of the traffic jam section, the charge amount required by the engine stop by the idling stop control in the traffic jam section, that is, The charge amount RCQ [As] that needs to be stored before the start point of the traffic jam section is obtained. According to the equation (3), RCQ [As] obtained by the equation (2) is converted into a charge amount RSOC [%] expressed in SOC.
ステップS140の実行後、ECU50は、ステップS140によって求められた充電量RSOCにデフォルトの目標SOC(TSOC)を加えることによって、渋滞区間の開始地点での目標SOC(TRSOC)を求める(ステップS150)。
After execution of step S140, the
次いで、ECU50は、ステップS120によって取得した渋滞まで距離D2と渋滞まで平均車速V2とに基づいて、現在地から渋滞区間の開始地点までの予測到達時間T2と、現在地から渋滞区間の開始地点までの間において停車する予測停車時間TS2とを算出する処理を行う(ステップS160)。現在地から渋滞区間の開始地点までの予測到達時間T2(以下、「渋滞まで予測到達時間」と呼ぶ)の算出は、次式(4)に従って行う。
Next, the
T2=D2/V2 …(4) T2 = D2 / V2 (4)
一方、現在地から渋滞区間の開始地点までの間に停車する予測停車時間(以下、「渋滞まで予測停車時間」と呼ぶ)TS2の算出は、ECU50の備えるROMに予め記憶されている渋滞まで予測停車時間算出用マップを引くことによって実行される。
On the other hand, the estimated stop time (hereinafter referred to as “predicted stop time until traffic jam”) TS2 that stops between the current location and the start point of the traffic jam section is calculated by the prediction stop until the traffic jam stored in advance in the ROM of the
図6は、渋滞まで予測停車時間算出用マップMP2を示す説明図である。図示するように、渋滞まで予測停車時間算出用マップMP2は、渋滞まで予測停車時間TS2、渋滞まで距離D2、および渋滞まで平均車速V2の3次元のマップデータであり、点R1、点R2、点R3、点R4によって特定される平面上の値を示している。この平面上の値は、次式(5)の関係を満たすものとなっている。 FIG. 6 is an explanatory diagram showing a predicted stop time calculation map MP2 until a traffic jam. As shown in the figure, the estimated stop time calculation map MP2 until the traffic jam is three-dimensional map data of the predicted stop time TS2 until the traffic jam, the distance D2 to the traffic jam, and the average vehicle speed V2 until the traffic jam, the points R1, R2, The values on the plane specified by R3 and point R4 are shown. The value on this plane satisfies the relationship of the following equation (5).
TS2=−d・V2+e・D2+f …(5)
ただし、d、e、fは正の値である。
TS2 = −d · V2 + e · D2 + f (5)
However, d, e, and f are positive values.
ECU50は、ステップS120によって取得した、渋滞まで距離D2と渋滞まで平均車速V2とを図6のマップデータに投入することで、渋滞まで距離D2と渋滞まで平均車速V2とから決まる渋滞まで予測停車時間TS2を求める。なお、上記平面は、曲面で構成されるものとしてもよい。
The
図3のステップS160実行後、ECU50は、ステップS150によって求めた目標SOC(TRSOC)まで現在のSOC(CSOC)を持ち上げるのに必要な充電量CTR[As]を、次式(6)に従って求める(ステップS170)。
After execution of step S160 in FIG. 3, the
CTR=(TRSOC−CSOC)・(5時間率容量 /100) …(6) CTR = (TRSOC−CSOC) · (5 hour rate capacity / 100) (6)
ステップS170の実行後、ECU50は、ステップS170によって求められた充電量CTRと、ステップS160によって求められた渋滞まで予測到達時間T2および渋滞まで予測停車時間TS2とに基づいて、現在地から渋滞区間の開始地点に到達するまでの間のフィードバック発電におけるオルタネータ35の発電指示電圧SVの上限(以下、「上限電圧」と呼ぶ)VG[V]を算出する処理を行う(ステップS180)。この算出処理は、ECU50の備えるROMに予め記憶されている上限電圧算出用マップを引くことによって実行される。
After execution of step S170, the
図7は、上限電圧算出用マップを説明するための説明図である。図示するマップMP3は、上限電圧算出用マップにおいて渋滞まで予測停車時間TS2を所定値に固定した場合のものであり、充電量CTR、渋滞まで予測到達時間T2、上限電圧VGの3次元のマップデータとなっている。 FIG. 7 is an explanatory diagram for explaining an upper limit voltage calculation map. The illustrated map MP3 is obtained when the estimated stop time TS2 until a traffic jam is fixed to a predetermined value in the upper limit voltage calculation map, and the three-dimensional map data of the charge amount CTR, the estimated arrival time T2 until the traffic jam, and the upper voltage VG. It has become.
図8は、上限電圧算出用マップをさらに説明するための説明図である。図示するマップMP4は、図7において示したマップMP3においてさらに渋滞まで予測到達時間T2を第1の値T2(1)と第2の値T2(2)に固定した場合のものである。マップMP4によれば、渋滞まで予測到達時間T2が長いほど、上限電圧VGは小さくて済む。 FIG. 8 is an explanatory diagram for further explaining the upper limit voltage calculation map. The illustrated map MP4 is obtained when the predicted arrival time T2 is further fixed to the first value T2 (1) and the second value T2 (2) until the traffic jam in the map MP3 shown in FIG. According to the map MP4, the upper limit voltage VG is smaller as the predicted arrival time T2 is longer until the traffic jam.
上限電圧算出用マップMP4は、実際は4次元のマップデータであり、図7および図8からイメージできるように、充電量CTR、渋滞まで予測到達時間T2、渋滞まで予測停車時間TS2といった3つのパラメータから、上限電圧VGを求めることができる。 The upper limit voltage calculation map MP4 is actually four-dimensional map data. As can be imagined from FIGS. 7 and 8, the charge amount CTR, the estimated arrival time T2 until the traffic jam, and the estimated stop time TS2 until the traffic jam. The upper limit voltage VG can be obtained.
図3のステップS180の実行後、ECU50は、自動車200が渋滞空間の開始地点に到達したか否かを判定し(ステップS190)、渋滞区間の開始地点に到達していないと判定されたときには、ステップS120に処理を戻して、ステップS120ないしS190の処理を繰り返し実行する。一方、ステップS190で、渋滞区間の開始地点に到達したと判定されたときには、ECU50は、図4のステップS200に処理を進める。
After execution of step S180 in FIG. 3, the
ステップS200では、ナビゲーション装置76から得られる渋滞情報S4から、現在地から渋滞区間の終了地点までの距離を示す残り渋滞距離D3と、現在地から渋滞区間の終了地点までの平均車速を示す残り渋滞平均車速V3とをそれぞれ取得する。次いで、ECU50は、残り渋滞距離D3と残り渋滞平均車速V3とに基づいて、現在地から渋滞区間の終了地点までの間において停車する予測停車時間TS3を算出する処理を行う(ステップS210)。この算出処理は、ステップS120と同様に、ROMに予め記憶されているマップを引くことによって実行される。
In step S200, from the traffic jam information S4 obtained from the
次いで、ECU50は、渋滞区間の終了地点までに蓄える必要がある充電量RSOC_Rを算出する処理を行う(ステップS220)。詳しくは、次式(7)、(8)に従う処理を行う。
Next, the
RCQ_R=HC・TS3 …(7)
RSOC_R=RCQ_R/(5時間率容量/100) …(8)
RCQ_R = HC · TS3 (7)
RSOC_R = RCQ_R / (5 hour rate capacity / 100) (8)
式(7)によれば、前回のアイドリングストップ制御時の補機電流量HCに、予測停車時間TS3を掛けることによって、現在地から渋滞区間の終了地点までの間においてアイドリングストップ制御によるエンジン停止によって必要となる充電量、すなわち、渋滞区間の終了地点までに蓄える必要がある充電量RCQ_R[As]が求まる。式(8)によれば、式(7)によって求められたRCQ_R[As]をSOCで表現する充電量RSOC_R[%]に変換する。 According to Equation (7), it is necessary to stop the engine by the idling stop control between the current location and the end point of the traffic jam section by multiplying the auxiliary machine current amount HC at the previous idling stop control by the predicted stop time TS3. Charge amount, that is, the charge amount RCQ_R [As] that needs to be stored before the end point of the traffic jam section. According to Expression (8), RCQ_R [As] obtained by Expression (7) is converted into a charge amount RSOC_R [%] expressed in SOC.
ステップS220の実行後、ECU50は、ステップS220によって求められた充電量RSOC_Rにデフォルトの目標SOC(TSOC)を加えることによって、渋滞区間の終了地点での目標SOC(TRSOC_R)を求める(ステップS230)。
After execution of step S220, the
次いで、ECU50は、ステップS200によって取得した残り渋滞距離D3と残り渋滞平均車速V3とに基づいて、現在地から渋滞区間の終了地点までの予測時間T4と、現在地から渋滞区間の終了地点までの間において停車する予測停車時間TS4とを算出する処理を行う(ステップS240)。予測時間T4の算出は、次式(9)に従って行う。予測停車時間TS4の算出は、ステップS160と同様に、ROMに予め記憶されているマップを引くことによって実行される。
Next, the
T4=D3/V3 …(9) T4 = D3 / V3 (9)
続いて、ECU50は、ステップS230によって求めた目標SOC(TRSOC_R)まで現在のSOC(CSOC)を持ち上げるのに必要な充電量CTR_R[As]を、次式(10)に従って求める(ステップS250)。
Subsequently, the
CTR_R=(TRSOC_R−CSOC)・(5時間率容量 /100)…(10) CTR_R = (TRSOC_R-CSOC). (5 hour rate capacity / 100) (10)
ステップS250の実行後、ECU50は、ステップS250によって求められた充電量CTR_Rと、ステップS240によって求められた渋滞区間の終了地点までの予測時間T4および予測停車時間TS4とに基づいて、現在地から渋滞区間の終了地点までの間のフィードバック発電における上限電圧VJ[V]を算出する処理を行う。この算出処理は、ステップS180と同様に、ROMに予め記憶されているマップを引くことによって実行される。
After the execution of step S250, the
ステップS260の実行後、ECU50は、自動車200が渋滞区間の終了地点を通過したか否かを判定し(ステップS270)、渋滞区間の終了地点を通過していないと判定されたときには、ステップS200に処理を戻して、ステップS200ないしS270の処理を繰り返し実行する。一方、ステップS270で、渋滞区間の終了地点を通過したと判定されたときには、ステップS280に処理を進める。
After execution of step S260, the
ステップS280では、ECU50は、目標SOCをデフォルトのTRSOCに、フィードバック発電の上限電圧をデフォルトのVDに設定する。その後、「リターン」に抜けて、この目標SOC/上限電圧設定ルーチンを一旦終了する。一方、図3のステップS110で、渋滞情報が無いと判定されると、ECU50は、図4のステップS240に処理を進めて、上述した目標SOCと上限電圧のデフォルトへの設定を行い、その後、「リターン」に抜けて、この目標SOC/上限電圧設定ルーチンを一旦終了する。
In step S280,
以上のように構成された目標SOC/上限電圧設定ルーチンによれば、渋滞区間の開始地点に到達するまでは、ブローブ情報を利用し、渋滞位置P1、渋滞距離D1、渋滞平均車速V1、渋滞まで距離D2、および渋滞まで平均車速V2を取得し、渋滞時の放電に対応した充電量RSOCを渋滞区間の開始地点までに確保するために、渋滞時の放電量から目標SOC(TRSOC)を算出し、目標SOC(TRSOC)と、渋滞まで予測到達時間T2と、渋滞まで予測停車時間TS2と、に基づいてF/B発電の上限電圧VGを求める。このために、渋滞区間の途中において、アイドリングストップ制御を確実に可能とすることができる。 According to the target SOC / upper limit voltage setting routine configured as described above, until reaching the start point of the traffic jam section, the probe information is used, until the traffic jam position P1, the traffic jam distance D1, the traffic jam average vehicle speed V1, and the traffic jam. The average vehicle speed V2 is acquired until the distance D2 and the traffic jam, and the target SOC (TRSOC) is calculated from the discharge amount at the traffic jam in order to secure the charge amount RSOC corresponding to the discharge at the traffic jam to the start point of the traffic jam section. The upper limit voltage VG of F / B power generation is obtained based on the target SOC (TRSOC), the predicted arrival time T2 until the traffic jam, and the predicted stop time TS2 until the traffic jam. For this reason, idling stop control can be reliably performed in the middle of a traffic jam section.
また、渋滞区間においても、ブローブ情報を利用し、残り渋滞区間の渋滞距離D3と残り渋滞平均車速V3を取得し、渋滞区間の終了時点までの放電に対応した充電量RSOC_Rを確保するために、渋滞区間の終了時点までの放電量から目標SOC(TRSOC_R)を算出し、目標SOC(TRSOC_R)と、現在地から渋滞区間の終了地点までの予測時間T4と、現在地から渋滞区間の終了地点までの間において停車する予測停車時間TS4と、に基づいてF/B発電の上限電圧VJを求める。このために、渋滞区間の途中において、アイドリングストップ制御を確実に可能とすることができる。 Also, in the traffic jam section, the probe information is used to obtain the traffic jam distance D3 and the remaining traffic jam average vehicle speed V3 of the remaining traffic jam section, and to secure the charge amount RSOC_R corresponding to the discharge until the end of the traffic jam section. Calculate the target SOC (TRSOC_R) from the amount of discharge until the end of the traffic jam section, the target SOC (TRSOC_R), the predicted time T4 from the current location to the end of the traffic jam segment, and the current location to the end of the traffic jam zone The upper limit voltage VJ of F / B power generation is obtained based on the predicted stop time TS4 at which the vehicle stops. For this reason, idling stop control can be reliably performed in the middle of a traffic jam section.
さらに、図2のオルタネータ発電指示電圧算出部130は、目標SOC/上限電圧設定ルーチンによって求められた目標SOC(TRSOCあるいはTRSOC_R)が高すぎて所定の上限値を超えるような場合に、目標SOC(TRSOCあるいはTRSOC_R)を制限するとともに、F/B発電の上限電圧VGあるいはVJを制限する制御処理も併せて実行する。この制御処理について、次に詳述する。
Furthermore, the alternator power generation command
図9および図10は、目標SOC/上限電圧制限ルーチンを示すフローチャートである。この目標SOC/上限電圧制限ルーチンは、図2のオルタネータ発電指示電圧算出部130による制御処理の一部を示すもので、自動車200の加速走行時または定速走行時において、ECU50によって所定時間毎に繰り返し実行される。図9に示すように、処理が開始されると、ECU50は、まず、渋滞区間の開始地点に到着前か否かを判定する(ステップS310)。ここで、到着前と判定されると、ECU50はステップS320に処理を進める。
9 and 10 are flowcharts showing the target SOC / upper limit voltage limiting routine. This target SOC / upper limit voltage limiting routine shows a part of the control processing by the alternator power generation instruction
ステップS320では、ECU50は、図3の目標SOC/上限電圧設定ルーチンにて求められた渋滞までの目標SOC(TRSOC)が、目標SOCの上限値MSOC以下であるか否かを判定する。ここで、上限値MSOC以下であると判定されると、ECU50は、実際に制御に用いる目標SOCを前記求められた渋滞までの目標SOC(TRSOC)とするとともに、F/B発電の上限電圧を同じく図3の目標SOC/上限電圧設定ルーチンにて求められた上限電圧VGとする(ステップS330)。ステップS330の実行後、「リターン」に抜けて、このルーチンを一旦終了する。
In step S320,
一方、ステップS320で、目標SOC(TRSOC)が目標SOCの上限値MSOCを上回ったと判定されると、ECU50は、現在のSOC(CSOC)を上限値MSOCまで持ち上げるのに必要な充電量CTR_M[As]を、次式(11)に従って求める(ステップS340)。
On the other hand, when it is determined in step S320 that the target SOC (TRSOC) has exceeded the upper limit value MSOC of the target SOC, the
CTR_M=(MSOC−CSOC)・(5時間率容量 /100) …(11) CTR_M = (MSOC-CSOC). (5 hour rate capacity / 100) (11)
その後、ECU50は、ステップS340によって求められた充電量CTR_Mと、図3のステップS160によって求められた渋滞まで予測到達時間T2および渋滞まで予測停車時間TS2とに基づいて、現在地から渋滞区間の開始地点に到達するまでの間のフィードバック発電における上限電圧VR[V]を算出する処理を行う(ステップS350)。この算出処理は、図3のステップS180と同様に、ROMに予め記憶されているマップを引くことによって実行される。
Thereafter, the
ステップS350の実行後、ECU50は、実際に制御に用いる目標SOCを上限値MSOCとするとともに、F/B発電の上限電圧をステップS350によって求められた上限電圧VRとする(ステップS360)。ステップS360の実行後、「リターン」に抜けて、このルーチンを一旦終了する。
After execution of step S350, the
ステップS310で渋滞区間の開始地点に到着前でない、すなわち、現在地から渋滞区間の終了地点までの途中であると判定されると、ECU50はステップS370に処理を進める。
If it is determined in step S310 that it is not before arrival at the start point of the traffic jam section, that is, it is in the middle from the current location to the end point of the traffic jam section, the
ステップS370では、ECU50は、図4の目標SOC/上限電圧設定ルーチンにて求められた渋滞区間の終了地点までの目標SOC(TRSOC_R)が、目標SOCの上限値MSOC以下であるか否かを判定する。ここで、上限値MSOC以下であると判定されると、ECU50は、実際に制御に用いる目標SOCを目標SOC(TRSOC_R)とするとともに、F/B発電の上限電圧を同じく図4のステップS260にて求められた上限電圧VJとする(ステップS380)。ステップS380の実行後、「リターン」に抜けて、このルーチンを一旦終了する。
In step S370, the
一方、ステップS370で、目標SOC(TRSOC_R)が目標SOCの上限値MSOCを上回ったと判定されると、ECU50は、現在のSOC(CSOC)を上限値MSOCまで持ち上げるのに必要な充電量CTR_MR[As]を、次式(12)に従って求める(ステップS390)。
On the other hand, when it is determined in step S370 that the target SOC (TRSOC_R) exceeds the upper limit value MSOC of the target SOC, the
CTR_MR=(MSOC−CSOC)・(5時間率容量 /100) …(12) CTR_MR = (MSOC-CSOC). (5 hour rate capacity / 100) (12)
その後、ECU50は、ステップS390によって求められた充電量CTR_MRと、図4のステップS240によって求められた渋滞区間の終了地点までの予測時間T4と、渋滞区間の終了地点までの間において停車する予測停車時間TS4とに基づいて、渋滞終了までのフィードバック発電における上限電圧VJR[V]を算出する処理を行う(ステップS400)。この算出処理は、図4のステップS260と同様に、ROMに予め記憶されているマップを引くことによって実行される。ステップS400の実行後、ECU50は、図10のステップS410に処理を進める。
Thereafter, the
ステップS410では、ECU50は、図4のステップS240によって予測時間T4および渋滞終了まで予測停車時間TS4と、ステップS400によって求められた上限電圧VJRに基づいて、渋滞中の予測充電量CDR[As]を算出する処理を行う(ステップS410)。この算出処理は、ECU50の備えるROMに予め記憶されている渋滞中予測充電量算出用マップを引くことによって実行される。
In step S410, the
図11は、渋滞中予測充電量算出用マップを説明するための説明図である。図示するマップMP5は、渋滞終了まで予測停車時間TS4、および渋滞中の予測充電量CDRの3次元のマップデータであり、上限電圧VJRを所定値に固定した場合のものである。予測充電量CDRは、図中の曲面上の値を示している。渋滞中予測充電量算出用マップMP5は、実際は4次元のマップデータであり、ECU50は、渋滞終了まで予測時間T4と渋滞終了まで予測停車時間TS4とを投入することで、渋滞中の予測充電量CDRを求める。
FIG. 11 is an explanatory diagram for explaining a map for calculating a predicted charge amount during a traffic jam. The illustrated map MP5 is three-dimensional map data of the predicted stop time TS4 until the end of the traffic jam and the predicted charge amount CDR during the traffic jam, and is obtained when the upper limit voltage VJR is fixed to a predetermined value. The predicted charge amount CDR indicates a value on the curved surface in the figure. The estimated charge amount calculation map MP5 during traffic jam is actually four-dimensional map data, and the
ステップS410の実行後、ECU50は、目標SOCの下限値SSOC[%]を、次式(13)に従って求める(ステップS420)。
After execution of step S410,
SSOC=MSOC−RSOC_R+CDR/(5時間率容量 /100)…(13) SSOC = MSOC−RSOC_R + CDR / (5 hour rate capacity / 100) (13)
RSOC_Rは、図4のステップS220によって求められたものである。その後、ECU50は、目標SOCの下限値SSOCが下限LSOC以上であるか否か判定し(ステップS430)、下限LSOC以上である場合には、実際に制御に用いる目標SOCを目標SOCの上限値MSOCとするとともに、F/B発電の上限電圧を図9のステップS400で求めた上限電圧VJRとする(ステップS440)。ステップS440の実行後、「リターン」に抜けて、このルーチンを一旦終了する。
RSOC_R is obtained in step S220 of FIG. Thereafter, the
一方、ステップS430で目標SOCの下限値SSOCが下限LSOCを下回ると判定された場合には、ECU50は、実際に制御に用いる目標SOCを目標SOCの上限値MSOCとするとともに、F/B発電の上限電圧を、F/B発電の上限電圧の上限VMとする(ステップS450)。ステップS450の実行後、「リターン」に抜けて、このルーチンを一旦終了する。
On the other hand, when it is determined in step S430 that the lower limit value SSOC of the target SOC is lower than the lower limit LSOC, the
図12は、目標SOCの上限値MSOCと目標SOCの下限値SSOCとを概念的に示す説明図である。使用SOCが高すぎると、バッテリの受け入れ性が悪化し(すなわち、充電効率が悪くなって)、燃費の悪化につながる。このため、目標SOCに上限値MSOCを設定している。一方、目標SOCの下限値SSOCを下限LSOCよりも高くして、余裕を持たせるようにしている。 FIG. 12 is an explanatory diagram conceptually showing the upper limit value MSOC of the target SOC and the lower limit value SSOC of the target SOC. If the SOC used is too high, the acceptability of the battery is deteriorated (that is, the charging efficiency is deteriorated), and the fuel efficiency is deteriorated. For this reason, the upper limit value MSOC is set as the target SOC. On the other hand, the lower limit value SSOC of the target SOC is set higher than the lower limit LSOC so as to have a margin.
図13は、フィードバック発電の上限電圧を概念的に示す説明図である。目標SOC/上限電圧制限ルーチンによれば、加速走行時または定速走行時において、フィードバック発電の上限電圧は、フィードバック発電の上限VMを超えないようにコントロールされる。すなわち、フィードバック発電の上限電圧は範囲LXの間を変化するように、コントロールされる。 FIG. 13 is an explanatory diagram conceptually showing the upper limit voltage of feedback power generation. According to the target SOC / upper limit voltage limiting routine, during acceleration traveling or constant speed traveling, the upper limit voltage of feedback power generation is controlled so as not to exceed the upper limit VM of feedback power generation. That is, the upper limit voltage of the feedback power generation is controlled so as to change between the ranges LX.
図14は、目標SOC(TRSOC)が上限値MSOC以下であるときの渋滞区間までの発電指示電圧のフィードバック制御を示すタイミングチャートである。図示するのは、加速走行時または定速走行時であり、充放電電流積算値は、TRSOC[%]に相当する充放電電流積算値[As]の目標TYSAに制御される。 FIG. 14 is a timing chart showing feedback control of the power generation instruction voltage until the traffic jam section when the target SOC (TRSOC) is equal to or lower than the upper limit value MSOC. The illustrated case is during acceleration traveling or constant speed traveling, and the charge / discharge current integrated value is controlled to the target TYSA of the charge / discharge current integrated value [As] corresponding to TRSOC [%].
一方、減速回生には、目標SOCとその時のSOCの関係にかかわらず、全ての上限電圧で発電されるように制御がなされている。減速時は、フューエルカットをするので、燃料を消費せずに車両の運動エネルギーで発電できるためである。 On the other hand, the deceleration regeneration is controlled so that power is generated at all upper limit voltages regardless of the relationship between the target SOC and the SOC at that time. This is because when the vehicle is decelerated, fuel cut is performed, so that power can be generated with the kinetic energy of the vehicle without consuming fuel.
D.実施形態の効果:
以上のように構成された実施形態によれば、先に説明したように、渋滞時の放電に対応した充電量RSOCを渋滞前に確保することができることから、渋滞時において、アイドリングストップ制御を確実に行うことができる。また、渋滞の途中においても、残り渋滞区間の放電に対応した充電量RSOC_Rを確保することができることから、渋滞時において、アイドリングストップ制御をより確実に行うことができる。また、目標SOCが高すぎる場合に、充電効率が悪くなって燃費の悪化につながるところを、目標SOCを上限値MSOCに制限することで、過充電による燃費の悪化を防止することができる。
D. Effects of the embodiment:
According to the embodiment configured as described above, as described above, the charge amount RSOC corresponding to the discharge at the time of the traffic jam can be secured before the traffic jam, so that the idling stop control can be surely performed at the time of the traffic jam. Can be done. In addition, even during a traffic jam, the charge amount RSOC_R corresponding to the discharge of the remaining traffic jam section can be secured, so that the idling stop control can be more reliably performed during a traffic jam. Further, by limiting the target SOC to the upper limit value MSOC where the charging efficiency is deteriorated and the fuel efficiency is deteriorated when the target SOC is too high, deterioration of the fuel consumption due to overcharging can be prevented.
なお、図15(a)に示すように、目標SOCを上限値MSOCに制限した場合、渋滞終了時に、SOCがデフォルトの目標SOCを下回る虞があった。これに対して、渋滞中は、車速、エンジン回転数が低く、発電効率が悪いことから、本実施形態では、目標SOCを上限値MSOCとし、F/B発電の上限電圧を上限VMとする(図10のステップS450)ことで、図15(b)に示すように、渋滞終了時においてSOCがデフォルトの目標SOCを下回らないようにすることができる。 As shown in FIG. 15A, when the target SOC is limited to the upper limit value MSOC, the SOC may fall below the default target SOC at the end of the traffic jam. On the other hand, since the vehicle speed and the engine speed are low and the power generation efficiency is low during traffic jams, in this embodiment, the target SOC is set to the upper limit value MSOC, and the upper limit voltage for F / B power generation is set to the upper limit VM ( Step S450 in FIG. 10 can prevent the SOC from falling below the default target SOC at the end of the traffic jam as shown in FIG. 15B.
なお、この発明は上記の実施形態やその変形例に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能である。 In addition, this invention is not restricted to said embodiment and its modification, It is possible to implement in a various aspect in the range which does not deviate from the summary.
10…エンジン
15…自動変速機
20…ディファレンシャルギア
25…駆動輪
30…スタータ
34…駆動機構
35…オルタネータ
40…バッテリ
50…ECU
70…補機類
72…ヘッドライト
76…ナビゲーション装置
81…車速センサ
82…車輪速センサ
84…ブレーキペダルセンサ
86…アクセル開度センサ
88…バッテリ電流センサ
89…オルタネータ電流センサ
110…ドライブモード算出部
120…補機電流量算出部
130…オルタネータ発電指示電圧算出部
200…自動車
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
Claims (1)
渋滞区間における開始地点または終了地点を目標地点とし、前記目標地点での前記バッテリの蓄電状態(SOC)を目標SOCとして設定する目標SOC設定部と、
前記車両の現在地から前記目標地点までの到達時間と、前記現在地から前記目標地点までの間において停車する停車時間と、を予測する予測部と、
前記到達時間、停車時間、および前記目標SOCに基づいて、前記オルタネータの発電電圧を制御する制御部と、
を備える車両制御装置。 A vehicle control device mounted on a vehicle having an engine, an alternator driven by power of the engine, and a battery that can be charged by the amount of power generated by the alternator,
A target SOC setting unit that sets a start point or an end point in a traffic jam section as a target point, and sets a storage state (SOC) of the battery at the target point as a target SOC;
A prediction unit that predicts an arrival time from the current location of the vehicle to the target location, and a stop time for stopping between the current location and the target location;
A control unit for controlling the generated voltage of the alternator based on the arrival time, the stop time, and the target SOC;
A vehicle control device comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014026315A JP2015151000A (en) | 2014-02-14 | 2014-02-14 | Vehicle controller |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
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Family Applications (1)
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JP2014026315A Pending JP2015151000A (en) | 2014-02-14 | 2014-02-14 | Vehicle controller |
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2014
- 2014-02-14 JP JP2014026315A patent/JP2015151000A/en active Pending
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