JP2024081986A - 車両の制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】電池の入力制限/出力制限が厳しくなるシーンにおいて、当該電池からの電力で作動する補機のオン/オフに起因する車両の加減速度の変化を抑制できるようにする。【解決手段】車両の制御装置は、電池と電池からの電力により作動する電動機とを含み車両減速時に電動機を発電機として用いて回生走行を実行可能なパワートレーンと、電池からの電力によって作動する補機と、を備える車両を制御する。制御装置は、回生走行中に電動機の回生パワーを制御する電子制御ユニットを備える。回生走行中に電池の許容最大充電電力としての電池入力制限が厳しくなる方向に変化する第1走行条件において、電子制御ユニットは、負の値である電池入力制限に補機の消費電力を加えて回生用入力制限を算出し、回生用入力制限を超えないように回生パワーを制御する第1回生パワー制御を実行する。【選択図】図6
Description
本開示は、車両の制御装置に関する。
特許文献1は、電動車両の回生制御装置を開示している。回生制御装置は、バッテリ装置のSOC(充電率)を監視し、SOCに基づいてマップからバッテリ装置に流す回生電流を算出する。そして、回生制御装置は、算出された回生電流を超えないように回生トルクを制御する。
電池の入力制限/出力制限を超えないように当該電池の充電電力/放電電力を制限しつつ電動機の回生パワー/力行パワーが制御される車両では、前記電池からの電力で作動する補機のオン/オフに起因する車両の加減速度の変化を抑制することが求められる。
本開示は、上述のような課題に鑑みてなされたものであり、電池の入力制限/出力制限が厳しくなるシーンにおいて、当該電池からの電力で作動する補機のオン/オフに起因する車両の加減速度の変化を抑制できるようにした車両の制御装置を提供することを目的とする。
本開示の第1の態様に係る車両の制御装置は、電池と電池からの電力により作動する電動機とを含み車両減速時に電動機を発電機として用いて回生走行を実行可能なパワートレーンと、電池からの電力によって作動する補機と、を備える車両を制御する。制御装置は、回生走行中に電動機の回生パワーを制御する電子制御ユニットを備える。回生走行中に電池の許容最大充電電力としての電池入力制限が厳しくなる方向に変化する第1走行条件において、電子制御ユニットは、負の値である電池入力制限に補機の消費電力を加えて回生用入力制限を算出し、回生用入力制限を超えないように回生パワーを制御する第1回生パワー制御を実行する。
本開示の第2の態様に係る車両の制御装置は、電池と電池からの電力により作動する電動機とを含み車両加速時に電動機を用いて力行走行を実行可能なパワートレーンと、電池からの電力によって作動する補機と、を備える車両を制御する。制御装置は、力行走行中に電動機の力行パワーを制御する電子制御ユニットを備える。力行走行中に電池の許容最大放電電力としての電池出力制限が厳しくなる方向に変化する第2走行条件において、電子制御ユニットは、正の値である電池出力制限から補機の消費電力を減じて力行用出力制限を算出し、力行用出力制限を超えないように力行パワーを制御する第1力行パワー制御を実行する。
本開示の第1の態様によれば、電池の入力制限が厳しくなるシーンにおいて、当該電池からの電力で作動する補機のオン/オフに起因する車両の減速度の変化を抑制できるようになる。また、第2の態様によれば、電池の出力制限が厳しくなるシーンにおいて、当該電池からの電力で作動する補機のオン/オフに起因する車両の加速度の変化を抑制できるようになる。
添付図面とともに、本開示の実施の形態について説明する。
1.車両の構成例
図1は、実施の形態に係る車両1の構成を概略的に示す図である。車両1は、パワートレーン10と、電子制御ユニット(ECU)20と、各種のセンサ30と、補機40と、を備えている。
図1は、実施の形態に係る車両1の構成を概略的に示す図である。車両1は、パワートレーン10と、電子制御ユニット(ECU)20と、各種のセンサ30と、補機40と、を備えている。
パワートレーン10は、電池12と、電動機14と、電力制御ユニット(PCU)16と、を含む。電動機14は、電池12からの電力により作動する。PCU16は、電動機14を駆動するためのインバータを含む電力変換装置である。PCU16は、ECU20からの指令に基づき、電池12の電力を利用して電動機14を制御する。より詳細には、PCU16の制御により、電動機14は、力行トルクTmdを発生させる。また、PCU16の制御により、電動機14は、車両減速時に車輪の回転によって駆動されることによって回生トルク(負トルク)Tmrを発生させる発電機としても機能する。
上述したパワートレーン10によれば、電動機14を用いた電気走行(EV走行)を行うことができる。より具体的には、例えば車両減速時に、電動機14を発電機として用いて回生走行を行うことができる。また、例えば車両加速時に、電動機14を用いて力行走行を行うことができる。車両1は、例えば、バッテリ電気車両(BEV)である。ただし、本開示に係る「車両」は、電気走行を実行可能なパワートレーンを備えるものであればよく、例えば、プラグインハイブリッド電気車両(PHEV)であってもよい。
ECU20は、車両1を制御するコンピュータであり、本開示に係る「車両の制御装置」の一例に相当する。ECU20は、プロセッサ22と記憶装置24とを含んでいる。プロセッサ22は、各種処理を実行する。各種処理は、後述される電動機14の力行パワー及び回生パワーの制御に関する処理を含む。記憶装置24は、プロセッサ22による処理に必要な各種情報を格納する。プロセッサ22がコンピュータプログラムを実行することにより、ECU20による各種処理が実現される。コンピュータプログラムは、記憶装置24に格納されている。あるいは、コンピュータプログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。なお、ECU20は、複数のECUを組み合わせて構成されてもよい。
各種のセンサ30は、例えば、電池12の温度を検出する温度センサ、電池12の充放電電流を検出する電流センサ、車両1の速度を検出する車速センサ、電動機14の回転角を検出する回転角センサ、アクセルペダルセンサ、及びブレーキペダルセンサを含む。ECU20は、上記電流センサによって検出された充放電電流に基づいて、電池12の充電率(SOC:State Of Charge)を算出する。
補機40は、電池12からの電力によって作動する。補機40は、例えば、空調装置である。空調装置は、車両1の室内の空気調和(例えば、冷房及び暖房)を行う。本開示に係る「補機」は、空調装置に代え、例えば、ECU20等の機器への電力供給のために電池12の電圧を降圧するDC/DCコンバータであってもよい。あるいは、補機は、例えば、電池12からの電力を利用して家電機器等の機器に電力を供給する交流(AC)電源装置であってもよい。
2.電動機のパワー制御
まず、回生走行及び力行走行を含む電気走行中の基本動作について説明される。ECU20は、車両1のドライバによって要求される電動機14のトルク(モータトルク)である要求トルクTreqを算出する。要求トルクTreqは、例えば、アクセルペダル及びブレーキペダルの踏み込み量と車速とに基づいて算出される。電気走行中には、このように算出される要求トルクTreqに相当するモータトルクTmが常にそのまま出力されるとは限られない。すなわち、モータトルクTm(回生トルクTmr又は力行トルクTmd)は、次のように制限され得る。
まず、回生走行及び力行走行を含む電気走行中の基本動作について説明される。ECU20は、車両1のドライバによって要求される電動機14のトルク(モータトルク)である要求トルクTreqを算出する。要求トルクTreqは、例えば、アクセルペダル及びブレーキペダルの踏み込み量と車速とに基づいて算出される。電気走行中には、このように算出される要求トルクTreqに相当するモータトルクTmが常にそのまま出力されるとは限られない。すなわち、モータトルクTm(回生トルクTmr又は力行トルクTmd)は、次のように制限され得る。
すなわち、回生走行中における電池12の充電に許容される電力には、例えば電池12の温度及びSOCに基づく上限値(すなわち、許容最大充電電力)が定められている。以下、この上限値は、「電池入力制限Winb」と称される。同様に、力行走行中に電池12の放電に許容される電力にも、例えば電池12の温度及びSOCに基づく上限値(すなわち、許容最大放電電力)が定められている。以下、この上限値は、「電池出力制限Woutb」と称される。なお、本明細書中においては、電力の符号は、電池12の放電時を正とし、充電時を負としている。このため、電池入力制限Winbは、負の値であり、電池出力制限Woutbは、正の値である。
電池入出力制限Winb及びWoutbに基づく要求トルクTreqの制限は、基本的には次のように行われる。すなわち、要求トルクTreqと電動機14の回転数(モータ回転数)との積に応じた電動機14のパワー(モータパワー)Pmが電池入出力制限Winb又はWoutbの範囲内にある場合には、ECU20は、要求トルクTreqに応じたモータトルクTmが電動機14から出力されるようにPCU16を制御する。一方、要求トルクTreqに応じたモータパワーPmが電池入出力制限Winb又はWoutbを超える場合には、ECU20は、電池入出力制限Winb又はWoutbを超えないように制限されたモータパワーPmに応じたモータトルクTmが電動機14から出力されるようにPCU16を制御する。
ここで、電池入出力制限Winb及びWoutbのそれぞれは、上述のように電池12の温度及びSOCに応じて静的に変更されるだけでなく、例えば図3(A)及び図5(A)とともに後述されるように車両加減速中に走行負荷に応じて厳しくなる方向に過渡的に変化する場合がある。このように電池入出力制限Winb又はWoutbが厳しくなるシーンにおいて、電池12からの電力で作動する補機40のオン/オフに起因する車両1の加減速度の変化を抑制することが求められる。
上記の課題に鑑み、本実施形態では、電池入力制限Winbが厳しくなるシーンでは、ECU20は、電動機14の回生パワーPmrを次のように制御する(2-1節参照)。また、電池出力制限Woutbが厳しくなるシーンでは、ECU20は、電動機14の力行パワーPmdを次のように制御する(2-2節参照)。なお、以下に説明される例に代え、これらの回生パワーPmr及び力行パワーPmdの制御のうちの何れか一方のみが実行されてもよい。
2-1.回生パワーの制御
本実施形態では、回生走行中に電池入力制限Winbが厳しくなる方向に変化する第1走行条件において、ECU20は、「第1回生パワー制御」を実行する。図6とともに後述されるように、第1走行条件が成立するか否かは、例えば、負の値である電池入力制限Winbが同じく負の値である閾値TH1以上であるか否かに基づいて判定される。
本実施形態では、回生走行中に電池入力制限Winbが厳しくなる方向に変化する第1走行条件において、ECU20は、「第1回生パワー制御」を実行する。図6とともに後述されるように、第1走行条件が成立するか否かは、例えば、負の値である電池入力制限Winbが同じく負の値である閾値TH1以上であるか否かに基づいて判定される。
第1回生パワー制御において、ECU20は、電池入力制限Winb(負の値)に補機40の消費電力Paの値(正の値)Pa1を加えて「回生用入力制限Winr(負の値)」を算出する。そして、ECU20は、算出された回生用入力制限Winrを超えないように電動機14の回生パワーPmrを制御する。補機40の消費電力Paは、単に補機電力Paとも称される。
具体的には、まず、図2(A)は、最大回生パワーPmrmaxと電池入力制限Winbと補機電力Pa1との基本的関係R0を表した図である。車両1では、回生走行中に生成される回生パワーPmrは、電池12の充電と補機40の作動に用いられる。より詳細には、回生パワーPmrは、電池12に供給される。また、補機40を作動させる場合には、回生パワーPmrは、電池12だけでなく補機40にも供給される。このため、補機40の作動時(補機オン)において生成可能な最大回生パワーPmrmax(負の値)は、図2(A)に示すように電池入力制限Winbの絶対値と補機電力Pa1との和と等しい絶対値を有する。一方、補機電力Paがゼロである補機40の非作動時(補機オフ)における最大回生パワーPmrmaxは、電池入力制限Winbの絶対値と等しい絶対値を有する。なお、本実施形態では、このような基本的関係R0は、電池入力制限Winbが厳しくなるシーンではない時(すなわち、第1走行条件が成立していない時)に用いられる(後述のステップS106参照)。
回生走行中に回生パワーPmrが最大回生パワーPmrmaxに達している時に補機40がオンからオフになると、図2(A)に示すように補機電力Pa1の分だけ最大回生パワーPmrmaxが小さくなる。すなわち、実際に生成可能な回生パワーPmrが小さく制限されてしまう。
より詳細には、図3(A)は、第1走行条件下において基本的関係R0が用いられる際の課題を説明するためのタイムチャートである。図3(A)では、時点t11において、ドライバのアクセルペダルがオフとされている。その結果、車速が低下していく。そして、電池入力制限Winbの絶対値は、車両1の減速の継続に起因して時間経過とともに0に向けて小さくなっている。すなわち、電池入力制限Winbが厳しくなる方向に変化している。このように、図3(A)は、電池入力制限Winbが厳しくなる減速シーンを例示している。また、当該減速は、補機40がオンの状態で開始されている。
要求トルクTreqは、ドライバからの減速要求に応じて負の値となっている。一例として、要求トルクTreqは、負の値Treq1に向けて時間経過とともに減少するように設定されている。電動機14は、要求トルクTreqに応じたモータトルクTmとして回生トルクTmrを生じさせるように制御されている。
時点t12は、生成された回生トルクTmrとモータ回転数との積に応じた回生パワーPmrの絶対値が、当該時点t12の電池入力制限Winbの絶対値と補機電力Pa1との和(すなわち、最大回生パワーPmrmaxの絶対値)に到達する時点に相当する。この時点t12の経過に伴い、回生パワーPmrが最大回生パワーPmrmaxを超えないように回生パワーPmrが制限されている。その結果として、図3(A)に示すように回生トルクTmrが要求トルクTreqに対して制限されている。
時点t13は、回生トルクTmrが制限されている状況下において補機40がオンからオフになった時点に相当する。時点t13では、補機電力Paが0になることを受けて、図2(A)に示すように最大回生パワーPmrmaxが急減する。そして、この最大回生パワーPmrmaxの急減に応じて回生パワーPmrの制限量が急増する結果として、回生トルクTmrが図3(A)に示すように急減する。このような回生トルクTmrの急減は、補機40のオン/オフに起因する車両1の減速度の変化につながる。
一方、図2(B)は、第1回生パワー制御で用いられる関係R1を表した図である。この関係R1によれば、電池入力制限Winbの絶対値が最大回生パワーPmrmaxに相当する回生用入力制限Winrの絶対値と補機電力Pa1との和と等しくなるように、当該電池入力制限Winbが分割されている。すなわち、回生用入力制限Winrの絶対値は、電池入力制限Winbの絶対値から補機電力Pa1を引いて得られる。このため、電池入力制限Winb(負の値)と補機電力Pa1との和が回生用入力制限Winr(負の値)に相当する。
図3(B)は、第1走行条件下において関係R1が用いられる場合の動作を説明するためのタイムチャートである。図3(B)に示す動作は、図3(A)と同じ減速シーンを対象として例示されている。
図3(B)中の時点t14は、時点t11における減速開始後に電池入力制限Winbが上述の閾値TH1に到達した時点に相当する。このように電池入力制限Winbが閾値TH1以上になると、第1回生パワー制御が実行される。その結果、回生用入力制限Winr(=Winb+Pa1)が算出される。図3(B)には、回生用入力制限Winrを示す直線が追加的に表されている。
第1回生パワー制御によれば、回生用入力制限Winrを超えないように回生パワーPmrが制御(制限)され、その結果として回生トルクTmrが制限される。より詳細には、時点t14において、回生パワーPmrの制御(制限)に用いられる入力制限Winが電池入力制限Winbから回生用入力制限Winrに切り替えられる。換言すると、最大回生パワーPmrmaxから補機電力Pa1が除外される。図3(B)は、時点t14の回生パワーPmrが当該時点t14の回生用入力制限Winrによって制限を受ける例を示している。このため、時点t14以降の回生トルクTmrが、例えば図3(B)に示すように制限される。なお、入力制限Winは、例えば減速が終了した際に回生用入力制限Winrから電池入力制限Winbに戻される。
以上説明したように、本実施形態では、電池入力制限Winbが厳しくなるシーン(第1走行条件)において、第1回生パワー制御が用いられる。第1回生パワー制御によれば、図2(B)に示す関係R1が用いられる。すなわち、電池入力制限Winbから補機電力Pa1が除外されている回生用入力制限Winrが最大回生パワーPmrmaxとして用いられる。これにより、第1回生パワー制御の開始後の時点t13(図3(B)参照)において補機40がオンからオフになったとしても、当該補機40のオン/オフに起因する最大回生パワーPmrmaxの変化は生じなくなる。その結果、当該補機40のオン/オフに起因する回生トルクTmrの急変を回避できる。このため、電池入力制限Winbが厳しくなるシーンにおいて、補機40のオン/オフに起因する車両1の減速度の変化を抑制できるようになる。
また、図3(B)中に実線で示される例では、電池入力制限Winbから回生用入力制限Winrへの切り替えは、時点t14においてステップ的に行われている。このような例に代え、当該切り替えは、同図中に曲線C1を付して表されるように、電池入力制限Winbから回生用入力制限Winrに向けて入力制限Winを徐々に変更するように実行されてもよい。この徐変の手法は、特に限定されるものではなく、例えば、一次遅れ処理を用いて行われてもよいし、あるいは、所定の変化率を超える変化を許容しないフィルタ処理を用いて行われてもよい。このような徐変を入力制限Winの切り替えに伴わせることにより、当該切り替えに起因する回生トルクTmrの変化を滑らかにしつつ、第1回生パワー制御を実行できるようになる。
2-2.力行パワーの制御
また、本実施形態では、力行走行中に電池出力制限Woutbが厳しくなる方向に変化する第2走行条件において、ECU20は、「第1力行パワー制御」を実行する。図6とともに後述されるように、第2走行条件が成立するか否かは、例えば、正の値である電池出力制限Woutbが同じく正の値である閾値TH2以下であるか否かに基づいて判定される。
また、本実施形態では、力行走行中に電池出力制限Woutbが厳しくなる方向に変化する第2走行条件において、ECU20は、「第1力行パワー制御」を実行する。図6とともに後述されるように、第2走行条件が成立するか否かは、例えば、正の値である電池出力制限Woutbが同じく正の値である閾値TH2以下であるか否かに基づいて判定される。
第1力行パワー制御において、ECU20は、電池出力制限Woutb(正の値)から補機電力Paの値(正の値)Pa1を減じて「力行用出力制限Woutd(正の値)」を算出する。そして、ECU20は、算出された力行用出力制限Woutdを超えないように電動機14の力行パワーPmdを制御する。
具体的には、まず、図4(A)は、最大力行パワーPmdmaxと電池出力制限Woutbと補機電力Pa1との基本的関係R0を表した図である。車両1では、電池12に充電された電力は、力行走行中に電動機14の駆動と補機40の作動のために出力(放電)される。このため、図4(A)に示すように、補機40の作動時(補機オン)における電池出力制限Woutbは、出力可能な最大力行パワーPmdmaxと補機電力Pa1との和となる。一方、補機40の非作動時(補機オフ)には、電池出力制限Woutbのすべてを力行パワーPmdに割り当てることができる。このため、電池出力制限Woutbは、最大力行パワーPmdmaxと等しくなる。本実施形態では、このような基本的関係R0は、電池入力制限Winbが制限されていない時(すなわち、第2走行条件が成立していない時)に用いられる(後述のステップS114参照)。
力行走行中に力行パワーPmdが最大力行パワーPmdmaxに達している時に補機40がオフからオンになると、図4(A)に示すように補機電力Pa1の分だけ最大力行パワーPmdmaxが小さくなる。すなわち、実際に生成可能な力行パワーPmdが小さく制限されてしまう。
より詳細には、図5(A)は、第2走行条件下において基本的関係R0が用いられる際の課題を説明するためのタイムチャートである。図5(A)は、ドライバのアクセルペダルの踏み込み量が一定の状態で車両1が加速しているシーンを示している。そして、電池出力制限Woutbは、車両1の加速の継続に起因して時間経過とともに0に向けて小さくなっている。すなわち、電池出力制限Woutbが厳しくなる方向に変化している。このように、図5(A)は、電池出力制限Woutbが厳しくなる加速シーンを例示している。また、当該加速は、補機40がオフの状態で開始されている。
要求トルクTreqは、ドライバからの加速要求に応じて正の値となっている。一例として、要求トルクTreqは、一定のアクセルペダルの踏み込み量に応じて一定となっている。電動機14は、要求トルクTreqに応じたモータトルクTmとして力行トルクTmdを生じさせるように制御されている。
時点t21は、生成された力行トルクTmdとモータ回転数との積に応じた力行パワーPmdが、当該時点t21の電池出力制限Woutbに到達する時点に相当する。この時点t21の経過に伴い、力行パワーPmdが電池出力制限Woutb(すなわち、最大力行パワーPmdmax)を超えないように力行パワーPmdが制限されている。その結果として、図5(A)に示すように力行トルクTmdが要求トルクTreqに対して制限されている。
時点t22は、力行トルクTmdが制限されている状況下において補機40がオフからオンになった時点に相当する。時点t22が経過すると、補機電力PaがPa1にまで増加することを受けて、図4(A)に示すように最大力行パワーPmdmaxが急減する。そして、この最大力行パワーPmdmaxの急減に応じて力行パワーPmdの制限量が急増する結果として、力行トルクTmdが図5(A)に示すように急減する。このような力行トルクTmdの急減は、補機40のオン/オフに起因する車両1の加速度の変化につながる。なお、図5(A)に示す一例では、時点t22の後の力行トルクTmdは、上記の急減後の値Tmd1で一定となっている。
一方、図4(B)は、第1力行パワー制御で用いられる関係R1を表した図である。この関係R1によれば、電池出力制限Woutbが、最大力行パワーPmdmaxに相当する力行用出力制限Woutdと補機電力Pa1とに分割されている。このため、電池出力制限Woutbから補機電力Pa1を引いて得られる差が力行用出力制限Woutdに相当する。
図5(B)は、第2走行条件下において関係R1が用いられる場合の動作を説明するためのタイムチャートである。図5(B)に示す動作は、図5(A)と同じ加速シーンを対象として例示されている。
図5(B)中の時点t23は、加速中に電池出力制限Woutbが上述の閾値TH2に到達した時点に相当する。このように電池出力制限Woutbが閾値TH2以下になると、第1力行パワー制御が実行される。その結果、力行用出力制限Woutd(=Woutb-Pa1)が算出される。図5(B)には、力行用出力制限Woutdを示す直線が追加的に表されている。
第1力行パワー制御によれば、力行用出力制限Woutdを超えないように力行パワーPmdが制御(制限)され、その結果として力行トルクTmdが制限される。より詳細には、時点t23において、力行パワーPmdの制御(制限)に用いられる出力制限Woutが電池出力制限Woutbから力行用出力制限Woutdに切り替えられる。換言すると、電池出力制限Woutbから補機電力Pa1が除外される。図5(B)は、時点t23の力行パワーPmdが当該時点t23の力行用出力制限Woutdによって制限を受ける例を示している。このため、時点t23以降の力行トルクTmdが、例えば図5(B)に示すように制限される。より詳細には、例えば、時間の経過に対する電池出力制限Woutbの減少に伴う力行用出力制限Woutdの減少に応じて、力行トルクTmdが減少していく。なお、出力制限Woutは、例えば加速が終了した際に力行用出力制限Woutdから電池出力制限Woutbに戻される。
以上説明したように、本実施形態では、電池出力制限Woutbが厳しくなるシーン(第2走行条件)において、第1力行パワー制御が用いられる。第1力行パワー制御によれば、図4(B)に示す関係R1が用いられる。すなわち、電池出力制限Woutbから補機電力Pa1が除外されている力行用出力制限Woutdが最大力行パワーPmdmaxとして用いられる。これにより、第1力行パワー制御の開始後の時点t22(図5(B)参照)において補機40がオフからオンになったとしても、当該補機40のオン/オフに起因する最大力行パワーPmdmaxの変化は生じなくなる。その結果、当該補機40のオン/オフに起因する力行トルクTmdの急変を回避できる。このため、電池出力制限Woutbが厳しくなるシーンにおいて、補機40のオン/オフに起因する車両1の加速度の変化を抑制できるようになる。
また、図5(B)中に実線で示される例では、電池出力制限Woutbから力行用出力制限Woutdへの切り替えは、時点t23においてステップ的に行われている。しかしながら、回生パワーPmrの制御に関する上述の図3(B)に示す例と同様に、当該切り替えは、図5(B)中に曲線C2を付して表されるように、電池出力制限Woutbから力行用出力制限Woutdに向けて出力制限Woutを徐々に変更するように実行されてもよい。これにより、当該切り替えに起因する力行トルクTmdの変化を滑らかにしつつ、第1力行パワー制御を実行できるようになる。
2-3.ECUによる処理
図6は、実施の形態に係る回生パワーPmr及び力行パワーPmdの制御に関連する処理を示すフローチャートである。このフローチャートの処理は、車両1のシステム起動中に繰り返し実行される。
図6は、実施の形態に係る回生パワーPmr及び力行パワーPmdの制御に関連する処理を示すフローチャートである。このフローチャートの処理は、車両1のシステム起動中に繰り返し実行される。
ステップS100において、ECU20(プロセッサ22)は、車両1が回生走行中であるか否かを判定する。その結果、車両1が回生走行中である場合(ステップS100;Yes)、処理はステップS102に進む。一方、車両1が回生走行中でない場合(ステップS100;No)、処理はステップS108に進む。
ステップS102において、ECU20は、電池入力制限Winbが所定の閾値TH1以上であるか否かを判定する。既に説明されたように、電池入力制限Winbは、例えば、電池12の温度及び充電率に基づく値であって、かつ、例えば車両1の減速時の走行負荷に応じて変化する値として算出される。
電池入力制限Winbが閾値TH1以上である場合(ステップS102;Yes)、処理はステップS104に進む。ステップS104では、ECU20は、第1回生パワー制御を実行する。具体的には、ECU20は、ステップS102にて算出された電池入力制限Winb(負の値)に補機電力Pa1を加えて回生用入力制限Winrを算出する。そして、ECU20は、算出された回生用入力制限Winrを超えないように回生パワーPmrを制御する。
ステップS104及び後述のステップS112における算出に用いられる補機電力Pa1は、例えば、「事前に定められた仕様値」である。具体的には、補機40が空調装置である場合、当該仕様値として、例えば、当該空調装置の最大消費電力(例えば、7kW)が用いられる。補機40が上述のDC/DCコンバータである場合、当該仕様値として、例えば、当該DC/DCコンバータの最大定格電力が用いられる。補機40が上述の交流電源装置(例えば、AC100Vの電源装置)である場合、当該仕様値として、例えば、当該交流電源装置の最大消費電力(例えば、1.5kW)が用いられる。また、補機40として複数の補機の作動が想定される場合には、補機電力Pa1は、当該複数の補機の消費電力の和に相当する。
一方、電池入力制限Winbが閾値TH1未満である場合(ステップS102;No)、処理はステップS106に進む。ステップS106では、ECU20は、第2回生パワー制御を実行する。第2回生パワー制御では、図2(A)に示す基本的関係R0が用いられる。すなわち、回生パワーPmrの入力制限Winとして、電池入力制限Winbがそのまま用いられる。このため、第2回生パワー制御では、ECU20は、電池入力制限Winbを超えないように回生パワーPmrを制御する。
ステップS104又はS106に続くステップS108において、ECU20は、車両1が力行走行中であるか否かを判定する。その結果、車両1が力行走行中である場合(ステップS108;Yes)、処理はステップS110に進む。一方、車両1が力行走行中でない場合(ステップS108;No)、処理はリターンに進む。
ステップS110において、ECU20は、電池出力制限Woutbが所定の閾値TH2以下であるか否かを判定する。既に説明されたように、電池出力制限Woutbは、例えば、電池12の温度及び充電率に基づいて定まる値であって、かつ、例えば車両1の加速時の走行負荷に応じて変化する値として算出される。
電池出力制限Woutbが閾値TH2以下である場合(ステップS110;Yes)、処理はステップS112に進む。ステップS112では、ECU20は、第1力行パワー制御を実行する。具体的には、ECU20は、ステップS110にて算出された電池出力制限Woutbから補機電力Pa1を減じて力行用出力制限Woutdを算出する。そして、ECU20は、算出された力行用出力制限Woutdを超えないように力行パワーPmdを制御する。
一方、電池出力制限Woutbが閾値TH2より大きい場合(ステップS110;No)、処理はステップS114に進む。ステップS114では、ECU20は、第2力行パワー制御を実行する。第2力行パワー制御では、図4(A)に示す基本的関係R0が用いられる。すなわち、力行パワーPmdの出力制限Woutとして、電池出力制限Woutbがそのまま用いられる。このため、第2力行パワー制御では、ECU20は、電池出力制限Woutbを超えないように力行パワーPmdを制御する。
以上説明したように、図6に示す処理によれば、電池入力制限Winbが閾値TH1未満である場合(第1走行条件が成立しない場合)には、図2(A)に示す基本的関係R0が用いられる。すなわち、第2回生パワー制御が実行される。これにより、図3(A)とともに説明された課題を考慮して回生走行中に第1回生パワー制御が常に用いられる例との比較において、回生トルクTmrの急変回避のために回生トルクTmrを事前に制限することを必要最小限に抑えつつ、当該急変の対策を行えるようになる。この効果は、電池出力制限Woutbが閾値TH2より大きい場合(第2走行条件が成立しない場合)に第2力行パワー制御を実行することについても同様にあてはまる。
また、図6に示す処理によれば、回生用入力制限Winr及び力行用出力制限Woutdの算出のための補機電力Pa1として、補機40の最大消費電力等の「事前に定められた仕様値」が用いられている。この点に関し、補機電力Pa1として、当該仕様値に代え、例えば、補機40の実消費電力が用いられてもよい。しかしながら、実消費電力は、補機40の作動中に常に変化し得る。補機電力Pa1が変化すると、上述のように算出される回生用入力制限Winr及び力行用出力制限Woutdも変化してしまう。このことは、回生トルクTmr及び力行トルクTmdの変化、さらには車両1の減速度及び加速度の変化につながる。これに対し、補機電力Pa1として最大消費電力等の仕様値(すなわち、固定値)を用いることにより、補機40の実消費電力の変化に起因する車両1の加減速度の変化を回避しつつ第1回生パワー制御及び第1力行パワー制御を利用した対策を好適に行えるようになる。付け加えると、最大消費電力等の補機40の最大負荷を示す値が上記の仕様値として用いられることにより、次のような効果も得られる。すなわち、補機40のオンからオフ、又はオフからオンが行われる際の補機40の実消費電力の大小によらずに、第1回生パワー制御及び第1力行パワー制御を利用して、補機40のオン/オフに起因する車両1の加減速度の変化を好適に抑制できる。
1 車両、 10 パワートレーン、 12 電池、 14 電動機、 16 電力制御ユニット(PCU)、 20 電子制御ユニット(ECU)、 22 プロセッサ、 24 記憶装置、 30 センサ、 40 補機
Claims (5)
- 電池と、前記電池からの電力により作動する電動機と、を含み、車両減速時に前記電動機を発電機として用いて回生走行を実行可能なパワートレーンと、
前記電池からの電力によって作動する補機と、
を備える車両を制御する制御装置であって、
前記回生走行中に前記電動機の回生パワーを制御する電子制御ユニットを備え、
前記回生走行中に前記電池の許容最大充電電力としての電池入力制限が厳しくなる方向に変化する第1走行条件において、前記電子制御ユニットは、負の値である前記電池入力制限に前記補機の消費電力を加えて回生用入力制限を算出し、前記回生用入力制限を超えないように前記回生パワーを制御する第1回生パワー制御を実行する
車両の制御装置。 - 前記電子制御ユニットは、
前記電池入力制限が第1閾値以上である場合には、前記第1回生パワー制御を実行し、
前記電池入力制限が前記第1閾値未満である場合には、前記電池入力制限を超えないように前記回生パワーを制御する第2回生パワー制御を実行する
請求項1に記載の車両の制御装置。 - 電池と、前記電池からの電力により作動する電動機と、を含み、車両加速時に前記電動機を用いて力行走行を実行可能なパワートレーンと、
前記電池からの電力によって作動する補機と、
を備える車両を制御する制御装置であって、
前記力行走行中に前記電動機の力行パワーを制御する電子制御ユニットを備え、
前記力行走行中に前記電池の許容最大放電電力としての電池出力制限が厳しくなる方向に変化する第2走行条件において、前記電子制御ユニットは、正の値である前記電池出力制限から前記補機の消費電力を減じて力行用出力制限を算出し、前記力行用出力制限を超えないように前記力行パワーを制御する第1力行パワー制御を実行する
車両の制御装置。 - 前記電子制御ユニットは、
前記電池出力制限が第2閾値以下である場合には、前記第1力行パワー制御を実行し、
前記電池出力制限が前記第2閾値より大きい場合には、前記電池出力制限を超えないように前記力行パワーを制御する第2力行パワー制御を実行する
請求項3に記載の車両の制御装置。 - 前記補機の消費電力は、事前に定められた仕様値である
請求項1から4の何れか1つに記載の車両の制御装置。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022195634A JP2024081986A (ja) | 2022-12-07 | 2022-12-07 | 車両の制御装置 |
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CN202311346849.XA CN118144573A (zh) | 2022-12-07 | 2023-10-18 | 车辆的控制装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2022195634A JP2024081986A (ja) | 2022-12-07 | 2022-12-07 | 車両の制御装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2022195634A Pending JP2024081986A (ja) | 2022-12-07 | 2022-12-07 | 車両の制御装置 |
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CN (1) | CN118144573A (ja) |
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2022
- 2022-12-07 JP JP2022195634A patent/JP2024081986A/ja active Pending
-
2023
- 2023-10-16 US US18/380,225 patent/US20240190291A1/en active Pending
- 2023-10-18 CN CN202311346849.XA patent/CN118144573A/zh active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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US20240190291A1 (en) | 2024-06-13 |
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