JP4525448B2 - Power balance control type vehicle power supply system - Google Patents

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Description

本発明は、車両搭載の発電装置が発電した電力を車載の複数の電気負荷に最適配分する車両用負荷駆動制御装置に関する。   The present invention relates to a vehicle load drive control device that optimally distributes electric power generated by a vehicle-mounted power generation device to a plurality of on-vehicle electric loads.

従来の電力均衡制御型車両用電源系統では、電源ラインの電圧を所定範囲に維持すべく発電を制御する制御方式(電圧フィードバック方式)が一般的である。つまり、この従来の制御方式は、電源ラインから電気負荷に放出される消費電力と電源系(発電装置又は蓄電装置)から電源ラインに供給される供給電力とのギャップの結果として生じた電源ラインの変動を待ち、この変動に応じて発電制御を行う。   In a conventional power balance control type vehicle power supply system, a control method (voltage feedback method) is generally used to control power generation so as to maintain the voltage of the power supply line within a predetermined range. In other words, this conventional control method uses the power line generated as a result of the gap between the power consumption discharged from the power line to the electric load and the power supplied from the power system (power generation device or power storage device) to the power line. Waiting for the fluctuation, power generation control is performed according to the fluctuation.

このような制御は、負荷の要求電力の変動による電源ラインの電圧降下が生じてから発電制御を行うため、制御レスポンスが悪く、電源ラインの変動も大きいという問題点を有している。   Such control has problems that the control response is poor and the fluctuation of the power supply line is large because the power generation control is performed after the voltage drop of the power supply line due to the fluctuation of the required power of the load occurs.

これに対して、本出願人の出願になる下記の特許文献1、2は、算出乃至検出した電気負荷の消費電力合計を要求電力とし、この要求電力に対応発電機やバッテリから電力を供給するとともに、この供給電力制御において電源ラインの電圧範囲(バッテリの電圧範囲)が所定の許容電圧範囲から逸脱しないように制御することを提案している。つまり、この制御方式では、予め設定されている電源ラインの許容電圧範囲内にて発電機の供給電力と要求電力との差が所定範囲内にはいるように発電制御と負荷への配電制御を行っている。この制御(要求電力算出方式)によれば、電源ラインの電圧変動の原因である供給電力特に発電電力と電力消費との間のアンバランスが生じた時点又はその前にこのアンバランスを低減するための制御(電力均衡制御)を行うため、制御レスポンスの向上、電源ラインの変動減少といった効果が期待できる。   On the other hand, in the following Patent Documents 1 and 2 that are filed by the present applicant, the total power consumption of the calculated or detected electric load is used as the required power, and power is supplied from the generator or battery corresponding to this required power In addition, in this power supply control, it is proposed that the voltage range of the power supply line (battery voltage range) is controlled so as not to deviate from a predetermined allowable voltage range. In other words, in this control method, the power generation control and the power distribution control to the load are performed so that the difference between the power supplied to the generator and the required power is within a predetermined range within the preset allowable voltage range of the power line. Is going. According to this control (required power calculation method), in order to reduce this imbalance at or before the time when an imbalance occurs between supply power, particularly generated power and power consumption, which is the cause of voltage fluctuations in the power line. Because of this control (power balance control), it is possible to expect effects such as improvement in control response and reduction in fluctuations in the power supply line.

また、本出願人の出願になる下記の特許文献2は、電力コストを考慮して発電制御を行うことを提案している。
特開2004−249900号公報 特開2004−194495号公報 特開2004−260908号公報
Further, the following Patent Document 2 filed by the present applicant proposes to perform power generation control in consideration of the power cost.
JP 2004-249900 A JP 2004-194495 A JP 2004-260908 A

しかしながら、本発明者らは、上記公報の車両用電源制御装置において、次の問題点が存在することを気がついた。電力均衡制御型車両用電源系は、電力供給系と電力消費系とに分別されることが。たとえば、電力供給系が回生発電手段を有する場合、電力供給系は、検出乃至算出された要求電力にマッチングする供給電力を電源ラインの許容電圧範囲内にて供給する方式では、要求電力が回生電力よりも小さいと、電力供給量が増加し、電源電圧が上昇するので、この電圧上昇を抑えるために回生電力を抑制する。この結果、車両の減速エネルギーを十分に回生することができず、減速エネルギーを摩擦熱として放散せざるを得ない。   However, the present inventors have noticed that the following problems exist in the vehicle power supply control device disclosed in the above publication. The power balance control type vehicle power supply system may be classified into a power supply system and a power consumption system. For example, when the power supply system has regenerative power generation means, the power supply system supplies the supply power that matches the detected or calculated request power within the allowable voltage range of the power supply line. Otherwise, the amount of power supply increases and the power supply voltage rises, so regenerative power is suppressed to suppress this voltage increase. As a result, the deceleration energy of the vehicle cannot be sufficiently regenerated, and the deceleration energy must be dissipated as frictional heat.

なお、回生電力を電力供給系の蓄電手段(バッテリ)に蓄電することもできるが、鉛バッテリのように頻繁な充放電に適さないバッテリではバッテリ劣化の促進のためこのような回生電力の蓄電が得策でない場合がある。また、大電流の回生電力蓄電ではバッテリの内部抵抗により電源ラインの電圧が電源ラインの許容電圧範囲を超えて増大する現象が生じるため、蓄電可能な回生電力(又は回生電力量)が規制される。更に、バッテリの蓄電状態がハイレベルである場合にも、回生電力(又は回生電力量)が規制される。   Regenerative power can also be stored in the power storage means (battery) of the power supply system. However, in a battery that is not suitable for frequent charge and discharge, such as a lead battery, such regenerative power is stored in order to promote battery deterioration. It may not be a good idea. In addition, in the case of regenerative power storage with a large current, a phenomenon occurs in which the voltage of the power supply line increases beyond the allowable voltage range of the power supply line due to the internal resistance of the battery, so that regenerative power (or regenerative power amount) that can be stored is regulated. . Furthermore, regenerative power (or regenerative power amount) is also regulated when the battery storage state is at a high level.

本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、電気負荷の要求電力変動にレスポンスよく対応して発電制御するとともに更に、回生電力のごとき低コストの供給電力が利用可能な場合にその利用度を増大することにより平均的な電力コストを低減することをその目的としている。   The present invention has been made in view of the above problems, and performs power generation control in response to the required power fluctuation of the electric load with good response, and further, when low-cost supply power such as regenerative power is available. Its purpose is to reduce the average power cost by increasing the degree.

上記課題を解決する本発明の電力均衡制御型車両用電源系は、電源ラインに接続される蓄電手段及び発電機を有して前記蓄電手段の充放電電力と前記発電機の供給電力とを前記電源ラインに供給する電力供給系と、前記電源ラインから供給される電力を消費する多数の電気負荷を有する電力消費系と、現在作動中の前記電気負荷に消費を許可する電力である要求電力と前記供給電力との差が所定の許容充放電電力範囲内となるように設定する電力均衡制御を行うことにより前記蓄電手段の電圧を所定の許容電圧範囲に維持する制御装置とを備える電力均衡制御型車両用電源系において、前記制御装置は、前記電力供給系が発生する供給電力の費用である電費に関する情報である電費情報を算出するとともに、前記供給電力の電費が所定値未満の場合に前記供給電力の電費が前記所定値以上である場合よりも前記要求電力を増大させることを特徴としている。   The power balance control type vehicle power supply system of the present invention that solves the above-described problems has power storage means and a generator connected to a power supply line, and the charge / discharge power of the power storage means and the power supplied to the generator are A power supply system for supplying power to the power supply line, a power consumption system having a large number of electrical loads that consume power supplied from the power supply line, and a required power that is power that allows the electrical load currently in operation to be consumed. A power balance control comprising: a control device that maintains the voltage of the power storage means in a predetermined allowable voltage range by performing power balance control that sets the difference from the supplied power to be within a predetermined allowable charge / discharge power range. In the type vehicle power supply system, the control device calculates power cost information that is information related to power cost that is a cost of power supplied by the power supply system, and the power cost of the supplied power is less than a predetermined value. The electric power consumption of the power supply is characterized by increasing the required power than the a predetermined value or more in the case.

すなわち、本発明では、現在作動中の電気負荷に消費を許可する電力である要求電力又は発電電力を、充放電電力が所定の許容充放電電力範囲内、更に好適には、更に狭い好適充放電電力範囲から逸脱しないように調整する電力均衡制御を行う。この電力均衡制御について更に詳しく説明する。   That is, in the present invention, the required power or generated power, which is the power allowed to be consumed by the currently operating electric load, is changed to a charge / discharge power within a predetermined allowable charge / discharge power range, more preferably a narrower preferred charge / discharge. Power balance control is performed so as not to deviate from the power range. This power balance control will be described in more detail.

電源ラインの電圧を所定の許容電圧範囲に保持することは、この電源ラインに接続された電気負荷及び蓄電手段の良好な作動のために必要である。蓄電手段特にバッテリの許容電圧範囲は充放電電流や充電状態(SOC)や劣化状態やバッテリ温度や分極状態などのバッテリ状態により変化するため、予め記憶するバッテリ状態とその許容電圧範囲との関係に検出乃至推定したバッテリ状態を代入して許容電圧範囲を求め、予め記憶する許容電圧範囲と許容充放電電力範囲との関係にこの許容電圧範囲を代入して許容充放電電力範囲を求めることができる。その他、予め記憶するバッテリ状態(たとえばSOCや推定開放電圧など)と許容充放電電力範囲との関係にバッテリ状態を代入して直接許容充放電電力範囲を求めてもよい。蓄電手段の充放電電力を許容充放電電力範囲に保持するには、発電電力と電気負荷の消費電力(要求電力に等しいとみなす)との差が蓄電手段の充放電電力に相当するため、発電電力と要求電力との差が許容充放電電力範囲となるように、発電電力又は要求電力を調整すればよい。つまり、蓄電手段の充放電電力は電源ラインの電圧レベルに依存するため、電源ラインの電圧レベルが所定の許容範囲となることに相当する許容充放電電力の範囲を推定し、この推定したバッテリの許容充放電電力範囲内にて、要求電力と発電電力(回生電力を含む)が算出される。発電装置としては発電機の他、燃料電池やその他の発電装置でもよい。この許容充放電電力範囲の範囲で発電電力及び要求電力(電気負荷の消費電力)を制御するという技術思想は、電源ライン電圧という中間パラメータを所定の許容電圧範囲に保持するために発電電力又は電気負荷の消費電力を制御するという通常の電力均衡制御型車両用電源系の制御と本質的に異なっている。   Maintaining the voltage of the power supply line within a predetermined allowable voltage range is necessary for good operation of the electrical load and power storage means connected to the power supply line. Since the allowable voltage range of the power storage means, particularly the battery, changes depending on the battery state such as the charge / discharge current, the state of charge (SOC), the deterioration state, the battery temperature, and the polarization state, the relationship between the battery state stored in advance and the allowable voltage range The permissible voltage range can be obtained by substituting the detected or estimated battery state, and the permissible charge / discharge power range can be obtained by substituting the permissible voltage range into the relationship between the permissible voltage range stored in advance and the permissible charge / discharge power range. . In addition, the allowable charge / discharge power range may be obtained directly by substituting the battery state into the relationship between the battery state (for example, SOC, estimated open circuit voltage, etc.) stored in advance and the allowable charge / discharge power range. In order to maintain the charge / discharge power of the power storage means within the allowable charge / discharge power range, the difference between the generated power and the power consumption of the electric load (considered to be equal to the required power) corresponds to the charge / discharge power of the power storage means. The generated power or the required power may be adjusted so that the difference between the power and the required power falls within the allowable charge / discharge power range. That is, since the charge / discharge power of the power storage means depends on the voltage level of the power supply line, the range of the allowable charge / discharge power corresponding to the voltage level of the power supply line being within a predetermined allowable range is estimated, and the estimated battery The required power and generated power (including regenerative power) are calculated within the allowable charge / discharge power range. In addition to the generator, the power generator may be a fuel cell or other power generator. The technical idea of controlling the generated power and the required power (electric load power consumption) within this allowable charge / discharge power range is to generate power or electric power in order to maintain an intermediate parameter called power line voltage within a predetermined allowable voltage range. This is essentially different from control of a normal power balance control type vehicle power supply system that controls power consumption of a load.

この発明では更に、回生電力が利用できる場合など電費が低い場合には特別に要求電力を増大させる制御動作を行う。これにより、低電費の電力を電気負荷に本来必要な値を超えて過剰に供給することができる。ただし、この過剰な給電も蓄電手段の許容充放電電力範囲内にて行われる。   Further, in the present invention, when the power consumption is low, such as when regenerative power can be used, a control operation for increasing the required power is performed. As a result, it is possible to excessively supply low-power-consumption electric power to the electric load in excess of the originally required value. However, this excessive power supply is also performed within the allowable charge / discharge power range of the power storage means.

上記した要求電力の増大に応じて供給電力の増大が生じるが、この増大した供給電力の実際の消費には次の二つの方法が考えられる。   Although the supply power increases in accordance with the increase in the required power described above, the following two methods are conceivable for the actual consumption of the increased supply power.

一つの方法は、特定の電気負荷の要求電力を増大して算出することである。この方法によれば、電源ラインの電圧上昇を招くことなく、回生電力をたとえば上記熱機器などの過剰な作動により消費し、その後の要求電力の低減効果を実現するとことができる。ただし、特定の電気負荷の要求電力の算出増大は本質的にこの特定の電気負荷の駆動制御指令とは別であるため、特定の電気負荷の電力消費を実際に選択的に増大させるには、この特定の電気負荷に作動レベルのアップを指令することにより、その電力消費の増大を実現するのが好適である。   One method is to increase and calculate the required power of a specific electric load. According to this method, it is possible to consume regenerative power by, for example, excessive operation of the thermal device or the like without causing an increase in the voltage of the power supply line, and to realize the effect of reducing the required power thereafter. However, since the calculation increase of the required power of a specific electric load is essentially different from the drive control command of this specific electric load, in order to actually increase the power consumption of the specific electric load selectively, It is preferable to increase the power consumption by instructing the specific electric load to increase the operating level.

他の方法は、特定の電気負荷への選択的な作動量のアップを指令せず、要求電力のみを増大させる方法である。この場合、供給電力(たとえば回生電力の増大)により電源ラインの電圧上昇が生じ、電源電圧の上昇は通常は電気負荷の電力消費の増大と、蓄電手段の充電電力の増大又は放電電力の減少を生じさせるのが通常である。蓄電手段の充電電力の増大は蓄電手段の耐久性などの限界により所定値以下に制限されるべきであり、電源ラインの電圧変動は、特定の定電圧電気負荷が許容する電源電圧変動範囲に抑制されることが好適であるため、この要求電力のみを増大させる方法は上記制限された範囲にて実施されるべきである。特定の電気負荷の電力消費を選択的に増大させない上記方法は、量的限界はあるものの特定の電気負荷の作動状態をアップさせるための指令が不要であり、制御が簡単であるという利点がある。   The other method is a method of increasing only the required power without commanding a selective increase in the operation amount to a specific electric load. In this case, the power supply line voltage rises due to the supplied power (for example, an increase in regenerative power), and the rise in the power supply voltage usually increases the power consumption of the electric load and increases the charging power of the power storage means or the discharging power. Usually it is generated. The increase in the charging power of the power storage means should be limited to a predetermined value or less due to limitations such as the durability of the power storage means, and the power line voltage fluctuation is limited to the power supply voltage fluctuation range allowed by the specific constant voltage electric load It is preferable that the method for increasing only the required power should be carried out within the limited range. The above-described method that does not selectively increase the power consumption of a specific electric load has an advantage that although there is a quantitative limit, a command for raising the operating state of the specific electric load is unnecessary, and control is simple. .

電源電圧が上昇すると、たとえばヒータやコンプレッサなどの熱機器などにおいて過剰な熱(冷熱を含む)生産が生じるため、その直後は熱生産要求が低減され、この結果、要求電力が低下する。すなわち、回生電力は劣化を生じさせるバッテリへの蓄電を招くことなく、熱エネルギーの形で一時的に蓄積されるわけである。もちろん、長期にわたる過剰な熱生産は好ましくないが、減速による回生は短期であるためこのような問題は実質的に無視することができる。なお、上記した二つの電力消費形態を同時に採用することもできる。   When the power supply voltage rises, for example, excessive heat (including cold heat) production occurs in a thermal device such as a heater or a compressor, so that the demand for heat production is reduced immediately thereafter. As a result, the required power is reduced. That is, the regenerative power is temporarily stored in the form of thermal energy without incurring power storage in the battery causing deterioration. Of course, excessive heat production over a long period is not preferable, but such a problem can be substantially ignored because regeneration due to deceleration is short-term. Note that the two power consumption modes described above can also be adopted simultaneously.

好適な態様において、前記制御装置は、前記供給電力の電費が前記所定値未満の場合に前記電気負荷の作動状態を前記要求電力が増大する方向に変更させる指令を発することにより前記要求電力を増大させる。このようにすれば、低電費環境にて電気負荷の作動レベルのアップを指令するため、この作動レベル変更に応じた要求電力の増大を容易に推定することができる。   In a preferred aspect, the control device increases the required power by issuing a command to change the operating state of the electric load in a direction in which the required power increases when the power consumption of the supplied power is less than the predetermined value. Let In this way, since an increase in the operating level of the electric load is commanded in a low power consumption environment, it is possible to easily estimate an increase in required power in accordance with this operating level change.

好適な態様において、前記制御装置は、前記供給電力の電費が前記所定値未満の場合に特定の前記電気負荷の要求電力を増大させる。これにより、低電費環境にてあらかじめ定められた特定の電気負荷の作動レベルのアップだけを指令するため、この作動レベル変更に伴う制御及びそれに伴う要求電力の増加量の算出を簡素化することができる。   In a preferred aspect, the control device increases the required power of the specific electric load when the power consumption of the supplied power is less than the predetermined value. As a result, in order to command only an increase in the operation level of a specific electric load determined in advance in a low power consumption environment, it is possible to simplify the control associated with the change in the operation level and the calculation of the increase in required power associated therewith. it can.

好適な態様において、前記電気負荷は、入力電力を熱に変換する装置からなる。すなわち、この態様では、熱(冷熱を含む)発生用の電気機器の作動レベルを低電費条件にてアップする。これにより、上記したように低コストの熱生産が可能となる。   In a preferred aspect, the electrical load comprises a device that converts input power into heat. That is, in this aspect, the operating level of the electrical equipment for generating heat (including cold) is increased under low power consumption conditions. Thereby, as described above, low-cost heat production becomes possible.

好適な態様において、前記制御装置は、前記電気負荷のうち重要度が高い電気負荷の運転に必要な値以上の範囲にて前記電費の増大とともに前記要求電力を段階的に低減するとともに、前記電気負荷のうち重要度が高くない電気負荷の電力消費を低減する指令を発する。これにより、稼動が必須である重要な電気負荷の運転を確実に確保しつつ。動作レベルの変更(停止を含む)が可能なその他の電気負荷の動作レベルをその重要度に応じてきめ細かく制御することにより、供給電力に応じた要求電力の増減が可能となる。   In a preferred aspect, the control device reduces the required power in a stepwise manner as the power consumption increases in a range equal to or greater than a value necessary for the operation of the electrical load having a high degree of importance among the electrical loads. Issue a command to reduce the power consumption of an electrical load that is not critical among the loads. This ensures the operation of important electrical loads that are essential for operation. By finely controlling the operation level of other electric loads whose operation level can be changed (including stopping) according to the importance, it is possible to increase or decrease the required power according to the supplied power.

好適な態様において、前記制御装置は、前記電力供給系の単位電力量発生当たりの費用を電費情報として定期的に算出するとともに、直前の所定期間の前記電費情報の平均値を前記電費とする。これにより、制御のふらつきやハンチングを抑止することができる。   In a preferred aspect, the control device periodically calculates a cost per unit power generation amount of the power supply system as power cost information, and sets an average value of the power cost information for a predetermined period immediately before as the power cost. Thereby, control fluctuation and hunting can be suppressed.

本発明の電力均衡制御型車両用電源系の好適な実施態様を以下に説明する。ただし、本発明は下記の実施態様に限定解釈されるべきではなく、本発明を公知の技術又はそれと同等の技術の組み合わせにより実現してもよいことは当然である。   A preferred embodiment of the power balance control type vehicle power supply system of the present invention will be described below. However, the present invention should not be construed as being limited to the following embodiments, and it is obvious that the present invention may be realized by a combination of known techniques or equivalent techniques.

(実施形態1)
本発明の車両用電源装置の管理方法を採用するハイブリッド車用電源装置の好適な実施態様を以下の実施例により詳細に説明する。
(Embodiment 1)
A preferred embodiment of a hybrid vehicle power supply device employing the vehicle power supply device management method of the present invention will be described in detail with reference to the following examples.

(全体装置構成)
この実施例の車両用電源装置を備えた車両の電気系を示すブロック図を図1に示す。
(Overall equipment configuration)
FIG. 1 is a block diagram showing an electric system of a vehicle provided with the vehicle power supply device of this embodiment.

エンジン101は、ベルト107により発電機102に連結されている。発電機102は、電源線108を通じてバッテリ103および負荷制御手段110a〜110eに接続されている。負荷制御手段110aは負荷111a1〜111a3の給電制御を、負荷制御手段110bは負荷111b1〜111b3の給電制御を、負荷制御手段110eは負荷111e1〜111e3の給電制御を行う。これら負荷制御手段110a〜110eは、上記制御を行うのに必要な操作スイッチ(図示せず)やこの制御のための各種センサ(図示せず)を含んでおり、外部入力信号やこれらセンサの出力に応じて自己に属する負荷の出力制御又は断続を行う。   The engine 101 is connected to the generator 102 by a belt 107. The generator 102 is connected to the battery 103 and the load control means 110a to 110e through the power line 108. The load control means 110a performs power supply control of the loads 111a1 to 111a3, the load control means 110b performs power supply control of the loads 111b1 to 111b3, and the load control means 110e performs power supply control of the loads 111e1 to 111e3. These load control means 110a to 110e include operation switches (not shown) necessary for performing the above control and various sensors (not shown) for this control, and external input signals and outputs of these sensors. Depending on the output, the output control of the load belonging to itself is performed or interrupted.

104はエンジン制御手段である。エンジン制御手段104は、エンジン101の制御を行うための制御装置であって、電源制御手段105と接続されており、エンジン101の種々の状態を検出するセンサ(図示せず)によって検出されたエンジン回転数等種々の情報を電源制御手段105に送信するとともに、電源制御手段105からの指令にしたがってエンジン101の出力を増減する。   104 is an engine control means. The engine control means 104 is a control device for controlling the engine 101, and is connected to the power supply control means 105, and is detected by a sensor (not shown) that detects various states of the engine 101. Various information such as the number of revolutions is transmitted to the power control means 105, and the output of the engine 101 is increased or decreased according to a command from the power control means 105.

105は電源制御手段である。電源制御手段105は、発電機102やバッテリ103や電源線(電源ライン)108などの状態を監視し、発電機102を制御する発電機制御手段112を通じて発電機102を制御する。電源制御手段105は、発電機制御手段112と接続されており、発電機102の発電電力は、電源制御手段105からの指令により制御される。   Reference numeral 105 denotes power supply control means. The power supply control means 105 monitors the state of the generator 102, the battery 103, the power supply line (power supply line) 108, etc., and controls the generator 102 through the generator control means 112 that controls the generator 102. The power control means 105 is connected to the generator control means 112, and the generated power of the generator 102 is controlled by a command from the power control means 105.

112は発電機制御手段である。発電機制御手段112は、発電機102の現在の発電電力や発電機102の回転数などの発電機情報を電源制御手段105に送信する。電源制御手段105にはバッテリ電流センサ107、負荷電流センサ109、バッテリ温度センサ113、バッテリ電圧センサ(図示せず)が接続されており、バッテリの入出力電流、負荷電流、バッテリ温度、バッテリ電圧を受け取る。電源制御手段105は、多重信号伝送線路106を通じて負荷制御手段110a〜110bに接続されており、これら負荷制御手段110a〜110bと多重通信により双方向に情報を授受する。また、発電機制御手段112は、図示しない車両コントローラから入力される車両制動情報を受け取り、車両制動情報により認識した車両制動量に相当する値に発電機102の発電電力を制御するため、発電機102の界磁電流を増加させて回生制動を行い、必要な車両制動量(回生制動量)を発生する。なお、上記車両コントローラは、たとえば図示しないブレーキ踏み量センサなどの制動操作手段の操作量に相当する車両制動量を演算し、この車両制動量から上記回生制動量を差し引いた制動量を発生させるべく、図示しない油圧ブレーキ装置の制御部に指令する。なお、発電機制御手段112は、回生制動における発電電力の増加量を、発電機102の最大発電可能電力の範囲内で決定し、かつ、バッテリの最大充電可能電力値(最大充電電力値)の範囲内にて設定する。すなわち、発電機制御手段112は、発電機102の発電を制御し、バッテリ103の充放電を制御し、各電気負荷の消費電力を制御する。   112 is a generator control means. The generator control means 112 transmits the generator information such as the current generated power of the generator 102 and the rotation speed of the generator 102 to the power supply control means 105. A battery current sensor 107, a load current sensor 109, a battery temperature sensor 113, and a battery voltage sensor (not shown) are connected to the power control means 105, and the battery input / output current, load current, battery temperature, and battery voltage are controlled. receive. The power control means 105 is connected to the load control means 110a to 110b through the multiplex signal transmission line 106, and exchanges information bi-directionally with the load control means 110a to 110b through multiplex communication. The generator control means 112 receives vehicle braking information input from a vehicle controller (not shown), and controls the generated power of the generator 102 to a value corresponding to the vehicle braking amount recognized by the vehicle braking information. Regenerative braking is performed by increasing the field current of 102 to generate a necessary vehicle braking amount (regenerative braking amount). The vehicle controller calculates a vehicle braking amount corresponding to an operation amount of a braking operation means such as a brake depression amount sensor (not shown), and generates a braking amount obtained by subtracting the regenerative braking amount from the vehicle braking amount. Then, a command is given to a control unit of a hydraulic brake device (not shown). The generator control means 112 determines an increase amount of the generated power in the regenerative braking within the range of the maximum power that can be generated by the generator 102, and the maximum chargeable power value (maximum charge power value) of the battery. Set within the range. That is, the generator control means 112 controls power generation of the generator 102, controls charging / discharging of the battery 103, and controls power consumption of each electric load.

(電費情報を用いた電力管理の説明)
次に、電源制御手段105により実施される上記電気系の電力管理について図2に示す説明図を参照して説明する。この電力管理は、電力発生管理と、電力消費管理とからなる。電力発生管理は、電力供給を行う複数の供給元から実際の供給元およびその発生電力(供給電力)の大きさを決定(配分)し、それを電力を供給する供給元に指令する作業である。
(Explanation of power management using electricity cost information)
Next, power management of the electric system performed by the power supply control means 105 will be described with reference to the explanatory diagram shown in FIG. This power management includes power generation management and power consumption management. The power generation management is an operation of determining (distributing) the actual supply source and the magnitude of the generated power (supply power) from a plurality of supply sources that supply power, and instructing the supply source that supplies power. .

供給元としては、エンジン101、回生制動装置、バッテリ103、他電源(図示せず)などを含むことができる。電力エネルギー供給先としての回生制動装置は、回生制動時における発電機102とそれを制御する発電機制御手段112とにより構成される。以下において、単位電力量当たりの費用を電力コスト又は電費とも称するものとする。   The supply source may include the engine 101, the regenerative braking device, the battery 103, another power source (not shown), and the like. The regenerative braking device as a power energy supply destination includes a generator 102 and a generator control means 112 that controls the generator 102 during regenerative braking. Hereinafter, the cost per unit power amount is also referred to as power cost or power cost.

供給元としてのエンジンは、発電機102を通じて電源ライン108に電力を供給する。したがって、エンジン動力により発生する電力のコストであるエンジン電力コストは、単位電力量当たりの燃料増加量で定義され、エンジン動作点や発電機効率により変化する値である。更にいえば、発電によりエンジン動作点が移動しエンジン効率もそれに応じて変化する。エンジン効率が悪い時に発電すればエンジン自体の効率の悪さで発電コストも悪化するが、発電しないときよりエンジン効率が向上する分のメリットがある。逆にエンジン効率が良いときに更に発電すると、エンジン効率向上分のメリットはないが、エンジン効率自体が良いというメリットがある。この効果を考慮するため、発電に伴い移動するエンジン各動作点での燃料消費量に着目し、発電電力コストを算出する。   The engine as the supply source supplies power to the power supply line 108 through the generator 102. Therefore, the engine power cost, which is the cost of power generated by the engine power, is defined by the amount of fuel increase per unit power, and is a value that varies depending on the engine operating point and generator efficiency. Furthermore, the engine operating point moves due to power generation, and the engine efficiency changes accordingly. If power is generated when the engine efficiency is poor, the power generation cost also deteriorates due to the inefficiency of the engine itself, but there is an advantage that the engine efficiency is improved compared to when the power is not generated. On the contrary, if the power generation is further performed when the engine efficiency is good, there is no merit for improving the engine efficiency, but there is a merit that the engine efficiency itself is good. In order to take this effect into consideration, the generated power cost is calculated by paying attention to the fuel consumption at each operating point of the engine that moves with power generation.

供給元としての上記回生制動装置は、その一部を構成する発電機102を通じて電源ライン108に接続される。回生制動装置が発生する回生電力のコスト(回生電力コスト)は、この実施例では簡単化のためにバッテリ消耗などの要素を無視してコスト0と算定される。   The regenerative braking device as a supply source is connected to a power supply line 108 through a generator 102 constituting a part thereof. In this embodiment, the cost of regenerative electric power generated by the regenerative braking device (regenerative electric power cost) is calculated as 0 with neglecting factors such as battery consumption for the sake of simplicity.

供給元としての図示しない他電源は、車載2バッテリ系など図1に示す電気系以外の電気系電気自動車の様に駐車時に接続される商用電源系などを意味する。たとえばハイブリッド車は通常、高電圧バッテリと低電圧バッテリとを有しており、高電圧バッテリが接続された図1の電気系にて電力供給が不足する場合に低電圧バッテリ系からDC−DCコンバータを通じて電力を供給することができる。他電源の電力コストは、これら低電圧バッテリの充電コストに充放電効率やDC−DCコンバータの効率を掛け合わせて求めることができる。   The other power source (not shown) as a supply source means a commercial power source system connected at the time of parking, such as an electric electric vehicle other than the electric system shown in FIG. For example, a hybrid vehicle usually has a high-voltage battery and a low-voltage battery, and when the power supply is insufficient in the electric system of FIG. Power can be supplied through. The power cost of the other power source can be obtained by multiplying the charging cost of these low voltage batteries by the charge / discharge efficiency and the efficiency of the DC-DC converter.

バッテリ103は、発電機102を通じてエンジン101から、また上記回生制動装置から、更に外部電源から供給(充電)された電力により電源ライン108を通じて充電される。したがって、バッテリ103が供給する電力のコストであるバッテリ電力コストは、時間的にエンジン電力コスト、買電コスト、回生電力コストの割合に依存している。そこで、この実施例では、バッテリ電力コストを、バッテリ103に現在まで充電されてきた電力エネルギーのコストをできるだけ忠実に反映するように、バッテリ103の充放電履歴に伴って変動する充電コストの移動平均とする。この充電コストの移動平均は移動平均電費又は平均電費とも呼ばれる。バッテリ103の充放電履歴に伴う充電コストの移動平均の具体的な算出方式としては種々の方法が考えられるが、この実施例にて採用する方法については後述するものとする。   The battery 103 is charged through the power supply line 108 by electric power supplied (charged) from the engine 101 through the generator 102, from the regenerative braking device, and from an external power source. Therefore, the battery power cost, which is the cost of the power supplied by the battery 103, is temporally dependent on the ratio of the engine power cost, the power purchase cost, and the regenerative power cost. Therefore, in this embodiment, the battery power cost is a moving average of the charging cost that varies with the charging / discharging history of the battery 103 so as to reflect the cost of the power energy charged to the battery 103 as much as possible. And This moving average of the charging cost is also referred to as a moving average electricity cost or an average electricity cost. Various methods can be considered as a specific method for calculating the moving average of the charging cost associated with the charging / discharging history of the battery 103. The method employed in this embodiment will be described later.

電力消費管理は、電力消費(蓄積)を行う複数の供給先(消費先)のうち実際に電力(消費電力)を供給すべき供給先や電力(消費電力)の大きさの決定(配分)し、それを供給先に指令する作業である。   Power consumption management determines (distributes) the supply destination to which power (power consumption) should actually be supplied and the size of the power (power consumption) among the multiple supply destinations (consumption destinations) that perform power consumption (storage). This is the work of instructing the supplier.

供給先としては、各電気負荷111a1〜111e3と、バッテリ103(充電)とがあげられ、その他、場合によっては図示しない低電圧バッテリもあげられる。なお、簡単にわかるように、バッテリ103は供給先(充電時)と供給元(放電時)とのどちらかとしても存在することができ、同時に両方の機能を果たすことはできない。また、上記電力管理において、系への供給電力の大きさと系の消費電力の大きさとは誤差や無視する損失を除いて常に一致している。   Examples of the supply destination include each of the electric loads 111a1 to 111e3 and the battery 103 (charging). In addition, a low-voltage battery (not shown) may be used in some cases. As can be easily understood, the battery 103 can exist as either a supply destination (during charging) or a supply source (during discharge), and cannot perform both functions at the same time. In the above power management, the magnitude of the power supplied to the system and the magnitude of the power consumption of the system are always the same except for errors and negligible losses.

電源制御手段105は、バッテリ103の充電要求電力と各電気負荷111a1〜111e3の負荷要求電力との合計である系の全要求電力と、系が現在発生可能な電力である全発生可能電力とに基づいて、全発生可能電力が全要求電力以上の場合には全要求電力に相当する全発生可能電力を発生し、全発生可能電力が全要求電力より未満の場合には全発生可能電力に等しい全要求電力を発生するか、又は、全要求電力を全発生可能電力の最大値に見合うまで切り下げる。このような電力管理は、電力制御手段105中の配分指令部200による供給元や供給先への供給指令や消費指令により具体的になされる。すなわち、配分指令部200は、供給先(消費先)である各電気負荷111a1〜111e3の要求電力とバッテリへの充電電力からなる要求電力(消費電力)に対し、電力供給先であるエンジン発電、回生発電、バッテリ放電、他電源からの電力供給を指令する。   The power supply control means 105 determines the total required power of the system, which is the sum of the required charging power of the battery 103 and the required load power of each of the electric loads 111a1 to 111e3, and the total possible power that can be generated by the system. Based on this, if the total possible power is greater than or equal to the total required power, the total possible power corresponding to the total required power is generated, and if the total possible power is less than the total required power, it is equal to the total possible power. Generate all required power, or round down all required power until it meets the maximum of all possible power generation. Such power management is specifically performed by a supply command or a consumption command to a supply source or a supply destination by the distribution command unit 200 in the power control means 105. That is, the distribution command unit 200 generates engine power generation, which is a power supply destination, with respect to required power (power consumption) composed of required power of each of the electric loads 111a1 to 111e3, which is a supply destination (consumption destination), and charging power to the battery. Commands regenerative power generation, battery discharge, and power supply from other power sources.

配分指令部200は、供給可能電力(供給可能量ともいう)とその電力コスト(供給電費)に関する情報を保持している。具体的には、エンジン発電の場合は、エンジンの現在回転数における最大供給可能電力量とそれを発電する時の燃費および推奨供給電力とそれを発電する時の燃費とを保持する。回生発電の場合は、回生制動装置から指令を受けた発電電力とその時の電費(=0)とを保持する。バッテリ放電の場合は、バッテリの放電可能電力(温度や残存容量、劣化状態で変わる)と過去の充電履歴に基く平均電費を保持し、他電源供給では他電源の供給可能電力と、その電費とを保持している。   The distribution command unit 200 holds information regarding suppliable power (also referred to as suppliable amount) and its power cost (supplied power cost). Specifically, in the case of engine power generation, the maximum amount of power that can be supplied at the current rotational speed of the engine, the fuel consumption when generating it, the recommended supply power, and the fuel consumption when generating it are maintained. In the case of regenerative power generation, the generated power received from the regenerative braking device and the current power consumption (= 0) are held. In the case of battery discharge, the battery's dischargeable power (which varies depending on the temperature, remaining capacity, and deterioration state) and the average power consumption based on the past charge history are retained. Holding.

電力管理すなわち電力配分管理の具体例を図3に示すフローチャートを参照して以下に説明する。以下、Sはステップ番号を示す。   A specific example of power management, that is, power distribution management will be described below with reference to the flowchart shown in FIG. Hereinafter, S represents a step number.

まず、S1000にて、図2に示す各供給元の供給電力と電費とを既述の方法により検出乃至自己が所定の方法により決定する。次のS1002にて、次に各電気負荷111a1〜111e3の要求電力(負荷要求電力)を把握し、S1004にて負荷へ実際に供給する電力である負荷電力指令値を決定する。負荷電力指令値としては、負荷要求電力が供給可能電力合計よりも小さい場合は要求電力を負荷電力指令値に設定し、負荷要求電力が供給可能電力合計よりも大きい場合は供給可能電力量を負荷電力指令値に設定する。次のS1006では、負荷電力指令値に一致する供給電力を各供給元へ割り振る(配分する)。この配分において、電費が低い供給元への配分が優先され、これにより電力コストの低減が実現される。次のS1008では、バッテリ充電電力の入札条件を設定する。これは、前述の負荷への電力供給のために割り振った後の各供給元に残る充電可能電力に関する情報を求めることを意味する。次のS1010では、予め算出されたバッテリの電費と供給元の電費との差に応じてバッテリへの充電電力指令値(バッテリ充電要求)を決定する。つまり、供給元として考えた場合のバッテリの電費に比べて、バッテリ以外の供給元の電費が低い場合にはこの低電費の供給元からバッテリへ充電してそれを供給電力として用いるのが、供給元としてのバッテリの電費を改善するとともにトータルとしての電力コストを低減することができる。   First, in S1000, the supply power and power consumption of each supply source shown in FIG. 2 are detected or determined by a predetermined method by the above-described method. Next, in S1002, the required power (load required power) of each of the electrical loads 111a1 to 111e3 is grasped, and in S1004, a load power command value that is power actually supplied to the load is determined. As the load power command value, the required power is set to the load power command value when the load required power is smaller than the total suppliable power, and the suppliable power amount is loaded when the load required power is larger than the total suppliable power Set to power command value. In the next S1006, supply power that matches the load power command value is allocated (allocated) to each supply source. In this distribution, priority is given to distribution to a supplier with a low power consumption, thereby realizing a reduction in power cost. In the next step S1008, a battery charging power bidding condition is set. This means that information relating to rechargeable power remaining in each supply source after allocation for supplying power to the load is obtained. In the next S1010, a charging power command value (battery charging request) for the battery is determined according to the difference between the battery power cost calculated in advance and the power cost of the supply source. In other words, when the power consumption of the supply source other than the battery is low compared to the power consumption of the battery when considered as the supply source, the battery is charged from this low power consumption supply source and used as the supply power. The power consumption of the original battery can be improved and the total power cost can be reduced.

図4は、バッテリの電費と他の供給元の電費との差と、その時の充電電力指令値(実現されるべき充電電力の大きさであり、充電量、バッテリ充電要求ともいう)との関係を示す特性図であり、上記関係は右下がりの各特性線にて示している。図4に示される電費差と充電電力指令値との関係を示す関数を表す上記各特性線において、Kは、バッテリ103の充電状態(SOC)やその変化率に関連する変数(指標、充電指標ともいう)であって、充電を強化したり、抑制したりするための上記関数における充電制御変数である。   FIG. 4 shows the relationship between the difference between the electricity consumption of the battery and the electricity consumption of other suppliers, and the charge power command value at that time (the amount of charge power to be realized, also referred to as the charge amount or the battery charge request). The above relationship is indicated by the characteristic lines that descend to the right. In the above characteristic lines representing the relationship between the power consumption difference and the charge power command value shown in FIG. 4, K is a variable (index, charge index) related to the state of charge (SOC) of the battery 103 or its rate of change. It is also a charge control variable in the above function for strengthening or suppressing charging.

K=0.5と記載された特性線はバッテリ103が好適な充電状態にある場合を示し、電費差がゼロで発電ゼロとなり、電費差(供給元の電費がバッテリ電費よりも良好)に従い、発電量が増加している。K=1.0と記載された特性線はバッテリが放電気味である場合を示しており、供給元の電費が多少悪い場合でも充電を実施する場合である。k=0.2と記載された特性線はバッテリが充電気味である場合を示しており、供給元の電費が相対的にかなりよくならないと充電しない場合である。変数kの決定方法を図5を参照して説明する。図5は、バッテリの充電状態(SOC)と、その変化率(dSOC/dt)と、充電指標Kとの関係を示す三次元マップである。変化率がプラスであるということは充電傾向であることを示し、変化率がマイナスであるということは放電傾向にあることを示している。充電気味の充電状態、かつ、充電傾向にある領域Aでは変数(指標)Kは小さく設定されている。放電気味の充電状態、かつ、放電傾向にある領域Bでは変数(指標)Kは大きく設定されている。その他の領域Cでは変数(指標)Kは標準値(図4に点線にて示す)近傍となっている。   The characteristic line described as K = 0.5 indicates the case where the battery 103 is in a suitable charging state, the power consumption difference is zero, the power generation is zero, and the power consumption difference (the power consumption of the supply source is better than the battery power consumption) Power generation is increasing. The characteristic line described as K = 1.0 indicates a case where the battery is slightly discharged, and charging is performed even when the power consumption of the supplier is somewhat bad. A characteristic line described as k = 0.2 indicates a case where the battery is likely to be charged, and is a case where the battery is not charged unless the power consumption of the supplier is relatively improved. A method for determining the variable k will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a three-dimensional map showing the relationship between the state of charge (SOC) of the battery, the rate of change (dSOC / dt), and the charge index K. A positive rate of change indicates a tendency to charge, and a negative rate of change indicates a tendency to discharge. The variable (index) K is set to be small in the region A in a charged state and in a charging tendency. A variable (index) K is set to be large in a region B that is in a charged state and tends to discharge. In the other region C, the variable (index) K is in the vicinity of the standard value (indicated by a dotted line in FIG. 4).

次のS1012では、S1010で決定されたバッテリ充電電力指令値に相当する充電電力を各供給元に割り振る。この割り振りは、電費が低い供給元が優先される。次のS1014では、S1006で求めた各供給元への電力配分とS1012で求めた各供給元への電力配分とを集計して最終的な各供給元への配分を決定し、それを実現するための指令を行う。なお、エンジン発電を指令する場合は、発電機へ発電指令を出すと共にその動力供給元となるエンジンへも相当量の出力アップを指令することを併せて実施する。より具体的に言えば、エンジンへのトルク指令、あるいはスロットル開度指令などの変更によりエンジンへの出力アップ指令を行い、発電に必要な動力分を確保する。なお、バッテリはその放電時に供給元にもなるが、その充放電電力は直接制御するのでなく、前記フローチャート内で決定した他の供給元の電力量と負荷電力指令値によって間接的に決定される。また、供給元としてのエンジン発電電力の電費には好適エンジン運転条件におけるエンジン発電電費を用いるが、S1004において負荷要求電力が供給可能電力合計よりも大きい場合にはエンジントルクの増大により発電機の最大供給可能電力に対応する電費を用いる。すなわち、通常はエンジン燃費が良い範囲でエンジン発電量を決定することにより電費を改善し、電力が不足する場合は発電機の発電電力を最大供給可能電力まで引き上げることにより負荷の要求を満たす。更に、他電源から電力供給を受けることが可能な場合には、他電源の電費が良好な場合に他電源から給電を受けることができ、同じく、他電源に対して給電することもできる。   In next S1012, charging power corresponding to the battery charging power command value determined in S1010 is allocated to each supply source. This allocation is given priority to suppliers with low electricity costs. In the next S1014, the power distribution to each supply source obtained in S1006 and the power distribution to each supply source obtained in S1012 are totaled to determine the final distribution to each supply source, and this is realized. Command. When commanding engine power generation, a command to generate power is issued to the generator and a command to increase a considerable amount of output is also given to the engine that is the power supply source. More specifically, an output increase command to the engine is issued by changing a torque command to the engine or a throttle opening command, and the power necessary for power generation is secured. Although the battery also becomes a supply source at the time of discharging, the charge / discharge power is not directly controlled, but indirectly determined by the power amount and load power command value of other supply sources determined in the flowchart. . Further, the engine power generation cost under the preferred engine operating conditions is used as the power consumption of the engine generated power as the supply source. However, when the load demand power is larger than the total suppliable power in S1004, the maximum generator power is increased by increasing the engine torque. The electricity cost corresponding to the power that can be supplied is used. That is, the power consumption is usually improved by determining the engine power generation amount in a range where the engine fuel consumption is good, and when the power is insufficient, the demand for the load is satisfied by raising the generated power of the generator to the maximum supplyable power. Furthermore, when it is possible to receive power supply from another power source, power can be supplied from the other power source when the power consumption of the other power source is good, and similarly, power can be supplied to the other power source.

次に、実施例1で用いるバッテリ103の電費算出方式の好適例を図6を参照して以下に説明する。図6は、電源制御手段105に保持されているバッテリの電費(電力コスト)を演算するための説明図である。図6において、細長い長方形のブロックは、電池のSOCを、それぞれ等しい所定の電力量からなる所定個数の部分に分割した場合における一つの部分を示し、以下、単位エネルギユニット又はスタックとも呼ばれる。単位エネルギユニットは例えば10Whの電力量に相当する。なお、電圧を略一定とみなし、エネルギユニット単位を1Ahの様に変えて設定することも可能である。各単位エネルギユニットは連続的にあるいは充電の中断あるいは放電を挟んで時間順次にバッテリ103に積み上げられ、また失われる。一部の単位エネルギユニットは連続した充電により形成され、他の単位エネルギユニットは間に充電中断や放電を挟んで積み上げられる。放電により失われる単位エネルギユニットは時間的に最も過去に積み上げられた単位エネルギユニットであるとする。したがって、現在のSOCに相当する所定個数の単位エネルギユニットは、直前の所定期間に積み上げられたと仮定する。充電電源制御手段105は、各単位エネルギユニットごとに、それを充電するのに要した電力コストを時間順時に記録している。   Next, a preferred example of the power consumption calculation method for the battery 103 used in the first embodiment will be described below with reference to FIG. FIG. 6 is an explanatory diagram for calculating the power consumption (power cost) of the battery held in the power supply control means 105. In FIG. 6, an elongated rectangular block indicates one portion when the SOC of the battery is divided into a predetermined number of portions each having an equal predetermined power amount, and is hereinafter also referred to as a unit energy unit or stack. The unit energy unit corresponds to, for example, a power amount of 10 Wh. Note that it is possible to set the energy unit as 1 Ah, assuming that the voltage is substantially constant. Each unit energy unit is accumulated in the battery 103 continuously or time-sequentially with interruption or discharge of charging, and is lost. Some unit energy units are formed by continuous charging, and other unit energy units are stacked with charging interruption or discharging therebetween. It is assumed that the unit energy unit lost by the discharge is the unit energy unit that has been accumulated in the past in the past. Therefore, it is assumed that a predetermined number of unit energy units corresponding to the current SOC are stacked in the immediately preceding predetermined period. The charging power source control means 105 records the power cost required to charge each unit energy unit in chronological order.

図6は、現時点から所定時間後において、新規に1単位エネルギユニットが積み上げられ、2単位エネルギユニットが放電されたことを示す。供給元としてのバッテリ103の電力コスト(電費)は、単位電力量当たりの電力コストの単位として計算できるが、この実施例では、単位エネルギユニットあたりの電力コストであるユニットコストとして算出される。このユニットコストの単位としては、単位エネルギユニットを発電し、バッテリ103に蓄電し、それをバッテリ103から放電する場合の燃料消費量、あるいは、それの購入に要する燃料費を採用することができる。もちろん、単位エネルギユニットが回生電力により形成される場合のユニットコストはゼロとしてカウントされる。すなわち、この実施例では、電源制御手段105は、たとえば図2に示すようにSOCの現在値に相当する各単位エネルギユニットとそれらのユニットコストとのテーブルを記憶している。電源制御手段105は、このテーブルを記憶するために、電力量合計がSOC100%に相当する単位エネルギユニットの数のユニット情報記憶領域を持てばよく、各ユニット情報記憶領域は、ユニットナンバーとその電力コストとを記憶できればよいため、メモリ容量は非常に小さくても良い。   FIG. 6 shows that 1 unit energy unit is newly stacked and 2 unit energy unit is discharged after a predetermined time from the present time. The power cost (power cost) of the battery 103 as the supply source can be calculated as a unit of power cost per unit power amount, but in this embodiment, it is calculated as a unit cost that is a power cost per unit energy unit. As a unit of this unit cost, it is possible to adopt a fuel consumption amount when a unit energy unit is generated, stored in the battery 103, and discharged from the battery 103, or a fuel cost required for the purchase thereof. Of course, the unit cost when the unit energy unit is formed by regenerative power is counted as zero. That is, in this embodiment, the power supply control means 105 stores a table of each unit energy unit corresponding to the current value of the SOC and their unit cost, for example, as shown in FIG. In order to store this table, the power supply control means 105 only needs to have unit information storage areas corresponding to the number of unit energy units corresponding to the SOC of 100%. Each unit information storage area includes a unit number and its power. Since it is sufficient to store the cost, the memory capacity may be very small.

供給元としてのバッテリ103の現在の電費(ユニットコスト)は、このテーブルに記憶された各単位エネルギユニットの電費の平均値として算出される。最も簡単な算出処理としては、前回算出したユニットコストの合計値(ユニットコスト合計の前回値)から、前回の算出から今回の算出までの期間中に充電した新規積み上げユニットコストを加算し、前回の算出から今回の算出までの期間中における放電した放電済みユニットコストを減算して、今回算出したユニットコストの合計値(ユニットコスト合計の今回値)を求め、それを現在の単位エネルギユニット数で割ればよい。供給元としてのバッテリ103の現在の電費を単位電力量当たりで求める場合には、更に単位エネルギユニットを単位電力量に換算すればよい。上記方法は、一種の移動平均を求める手法であるが、単位エネルギユニット当たりの電費を上記の手法で更新するため、計算が簡単とすることができる。なお、自己放電する電力量も負荷で消費された場合と同様に扱うことができる。また、上記した供給元としてのバッテリ103の電費算出では、SOC中の不可避的に1単位エネルギユニットに満たない電力量の処理ができないという問題について次に説明する。   The current power consumption (unit cost) of the battery 103 as the supply source is calculated as an average value of the power consumption of each unit energy unit stored in this table. The simplest calculation process is to add the new stacked unit cost charged during the period from the previous calculation to the current calculation from the previous unit cost total value (the previous unit cost total). By subtracting the discharged unit cost that was discharged during the period from the calculation to the current calculation, the total value of the unit cost calculated this time (the current value of the total unit cost) is calculated and divided by the current number of unit energy units. That's fine. When the current power consumption of the battery 103 as the supply source is obtained per unit power amount, the unit energy unit may be converted into the unit power amount. The above method is a method for obtaining a kind of moving average. However, since the power consumption per unit energy unit is updated by the above method, the calculation can be simplified. It should be noted that the amount of power that is self-discharged can be handled in the same manner as when consumed by the load. Further, in the above-described calculation of the power consumption of the battery 103 as the supply source, a problem that the amount of electric power that is inevitably less than one unit energy unit in the SOC cannot be processed will be described.

図7に示すフローチャートは、上記したバッテリ103の電費算出の具体例を示す。Sはステップ番号を示す。まず、S11000にて充放電電力量のうち単位エネルギユニット未満の値を充電電力量と放電電力量とに分けて別々に算出する。次に、S11002にて放電電力量が単位ユニットまで増加したか否かを判定し、増加した場合にのみ図6に示すテーブルから最も過去の単位エネルギユニットに関する情報を消去する(S11004)。次に、S11006にて充電電力量が単位エネルギユニットまで増加したか否かを判定し、増加した場合にのみ、その充電に要した平均電費であるこの単位エネルギユニットの電費を算出し(S11008)、この最新積み上げ単位エネルギユニットに関する情報を図6に示すテーブルに記憶する(S11010)。   The flowchart shown in FIG. 7 shows a specific example of calculating the power consumption of the battery 103 described above. S indicates a step number. First, in S11000, a value less than the unit energy unit in the charge / discharge electric energy is divided into the charge electric energy and the discharge electric energy and separately calculated. Next, in S11002, it is determined whether or not the discharge power amount has increased to the unit unit. Only when the discharge power amount has increased, information on the past unit energy unit from the table shown in FIG. 6 is deleted (S11004). Next, in S11006, it is determined whether or not the amount of charging power has increased to the unit energy unit, and only when it has increased, the power consumption of this unit energy unit, which is the average power consumption required for the charging, is calculated (S11008). The information on the latest stacked unit energy unit is stored in the table shown in FIG. 6 (S11010).

(電圧変動の抑制管理の説明)
上記実施例では、各負荷制御手段110a〜110eが電源制御手段105へ要求電力を送信し、電源制御手段105が受信した要求電力と発電機102又はバッテリ103からの発電情報や発電機102やバッテリ103からの情報に基づいて各負荷制御手段110a〜110eに個々に分配する電力(許可電力又は負荷許可電力とも言う)を算出し、算出した各許可電力を各負荷制御手段110a〜110eに送信し、各負荷制御手段が受信した許可電力に基づいて各負荷に電力制御を行う制御を説明した。この制御において、バッテリ103及び電源ライン108の電圧変動を所定の好適範囲に収めるための制御について、以下に説明する。
(Explanation of voltage fluctuation suppression management)
In the above embodiment, each load control means 110a to 110e transmits required power to the power supply control means 105, the required power received by the power supply control means 105 and the power generation information from the generator 102 or the battery 103, the generator 102 or the battery. Based on the information from 103, the power distributed to each load control means 110a to 110e (also referred to as permitted power or load permitted power) is calculated, and the calculated permitted power is transmitted to each load control means 110a to 110e. The control for performing power control on each load based on the permitted power received by each load control unit has been described. In this control, control for keeping voltage fluctuations of the battery 103 and the power supply line 108 within a predetermined preferable range will be described below.

まず、電源ライン電圧の目標制御範囲である好適電圧範囲が時間的に変動せず常に一定である場合において、この好適電圧範囲に対応する好適充放電電力範囲の算出例を以下に説明する。この場合における好適充放電電力範囲の決定は簡単であり、あらかじめ決定されている所定の好適電圧範囲の上限値に対応する好適充放電電力範囲の上限値(充電側)の値と、同下限値に対応する好適充放電電力範囲の下限値(放電側)とをあらかじめ記憶しておき、求めに応じて出力すればよい。ただし、バッテリ103の電圧はSOC、電池劣化、電池温度、メモリ効果(分極)などにより変動するため、予め記憶するこれらのパラメータと好適充放電電力範囲の上限値及び下限値との関係に、これらのパラメータを代入して好適充放電電力範囲の上限値及び下限値を補正することが好ましい。これにより、図1に示す車両用電源装置の電力制御において、バッテリ103の充放電電力がこの好適充放電電力範囲内にあるように発電制御や負荷消費電力制御を行えば、電源ライン電圧を検出してそれに基づいて発電制御や負荷消費電力制御を実施することなく、電源ライン電圧の変動を好適電圧範囲に維持することが可能となる。その結果、従来のように、電源ライン電圧を検出して発電制御や負荷消費電力制御を実施する結果、バッテリの充放電電力が過大となるという不具合がなく、またバッテリの充放電電力を所定の好適充放電電力範囲内に維持するように発電制御や負荷消費電力制御を実施する結果、電源ライン電圧の変動が大きくなるという不具合もない。   First, an example of calculating the preferred charge / discharge power range corresponding to this preferred voltage range when the preferred voltage range, which is the target control range of the power supply line voltage, does not change with time and is always constant will be described below. The determination of the preferred charge / discharge power range in this case is simple, the upper limit value (charge side) of the preferred charge / discharge power range corresponding to the predetermined upper limit value of the preferred voltage range, and the same lower limit value. The lower limit value (discharge side) of the preferred charge / discharge power range corresponding to the above is stored in advance and output in response to the request. However, since the voltage of the battery 103 varies depending on the SOC, battery deterioration, battery temperature, memory effect (polarization), etc., the relationship between these parameters stored in advance and the upper limit value and lower limit value of the preferred charge / discharge power range It is preferable to correct the upper limit value and the lower limit value of the preferred charge / discharge power range by substituting these parameters. Accordingly, in the power control of the vehicle power supply device shown in FIG. 1, the power supply line voltage is detected if the power generation control or the load power consumption control is performed so that the charge / discharge power of the battery 103 is within the preferable charge / discharge power range. Thus, it is possible to maintain fluctuations in the power supply line voltage within a suitable voltage range without performing power generation control and load power consumption control based on the control. As a result, the power supply line voltage is detected and the power generation control and load power consumption control are performed as in the conventional case. As a result, there is no problem that the charge / discharge power of the battery becomes excessive, and the charge / discharge power of the battery is set to a predetermined value. As a result of performing the power generation control and the load power consumption control so as to maintain within the preferable charge / discharge power range, there is no problem that the fluctuation of the power supply line voltage becomes large.

次に、電源ライン電圧の目標制御範囲である好適電圧範囲が変動する場合について説明する。そこで、まず外部から入力されるあるいは電源制御手段105が決定した電源ライン108の好適電圧範囲の上限値と下限値とを定期的に読み込みその低周波数成分を抽出する。次に、ステップ1000にて読み込まれた好適電圧範囲の上限値と下限値に対応する好適充放電電力範囲の上限値及び下限値とを予め記憶する充放電電力ー電圧特性マップから求める。なお、このマップはSOC、電池劣化、電池温度、メモリ効果(分極)などにより補正されるか、あるいはこれらのパラメータ変化に対応して多数のマップを用意して選択使用する。これにより、電力制御(発電制御や消費電力制御)を行うに際して、バッテリ103の充放電電力が好適充放電電力範囲内に維持されるように電力制御(発電制御や負荷消費電力制御)を行うことができるとともに、バッテリの充放電にもかかわらず電源ライン電圧変動をリーズナブルな基準電圧範囲内に押さえることができる。また、電源ライン電圧を検出してそれに基づいて発電制御や負荷消費電力制御を実施して電源ライン電圧変動を基準電圧範囲に維持するフィードバック制御を行わないので制御の遅れがない。   Next, a case where the preferred voltage range that is the target control range of the power supply line voltage varies will be described. Therefore, first, the upper limit value and the lower limit value of the suitable voltage range of the power supply line 108 input from the outside or determined by the power supply control means 105 are periodically read and the low frequency components are extracted. Next, the upper limit value and lower limit value of the preferred charge / discharge power range corresponding to the upper limit value and lower limit value of the preferred voltage range read in step 1000 are obtained from the charge / discharge power-voltage characteristic map stored in advance. This map is corrected by SOC, battery deterioration, battery temperature, memory effect (polarization), etc., or a number of maps are prepared and used corresponding to changes in these parameters. Thereby, when performing power control (power generation control or power consumption control), power control (power generation control or load power consumption control) is performed so that the charge / discharge power of the battery 103 is maintained within a preferable charge / discharge power range. In addition, it is possible to suppress fluctuations in the power supply line voltage within a reasonable reference voltage range in spite of charging / discharging of the battery. In addition, since power supply line voltage is detected and power generation control and load power consumption control are performed based on the detected power line voltage, and feedback control for maintaining the power line voltage fluctuation in the reference voltage range is not performed, there is no control delay.

次に、上記の方法にて決定された好適充放電電力範囲を用いた電力制御を図8に示すフローチャートを参照して説明する。   Next, power control using the preferred charge / discharge power range determined by the above method will be described with reference to the flowchart shown in FIG.

まず、上記方法で得られた好適充放電電力範囲を読み込む(2000)。次に、各電気負荷の要求電力の合計すなわち系要求電力を読み込む(2002)。これは、各電気負荷の動作要求に基く要求電力の合計であり、常時動作する負荷等はまとめて基本要求として予め記憶しておくことができる。次に、発電電力PGの必要上下限値を演算する(2004)。なお、発電電力PGの上限値をPG_maxとし、下限値をPG_minとする。その結果、発電電力PGと要求電力合計PLとの差がバッテリの充放電電力となる。次に、発電機の実現可能最大発電電力G_aを読み込む。この実現可能最大発電電力G_aは、現在の発電機の回転数や温度等により決まる実現可能な発電電力の上限値である(2006)。次に、発電必要下限値PG_minと実現可能最大発電電力PG_aとを比較する(2008)。発電必要下限値PG_minが実現可能最大発電電力PG_aよりも小さければ、発電すべき発電電力である発電指令値を、発電必要下限値PG_minと実現可能最大発電電力PG_aとの範囲内に決定し(2010)、負荷の要求電力合計PLを負荷への供給電力である負荷供給電力の指令値として決定し、これを電源制御手段105の電力制御機能部分に送信し(S2012)、ルーチンを終了する(2014)。   First, the preferred charge / discharge power range obtained by the above method is read (2000). Next, the total required power of each electric load, that is, the system required power is read (2002). This is the total of the required power based on the operation request of each electric load, and the always operating load can be stored in advance as a basic request. Next, the necessary upper and lower limit values of the generated power PG are calculated (2004). The upper limit value of the generated power PG is PG_max, and the lower limit value is PG_min. As a result, the difference between the generated power PG and the required power total PL becomes the charge / discharge power of the battery. Next, the realizable maximum generated power G_a of the generator is read. This realizable maximum generated power G_a is the upper limit value of the realizable generated power determined by the current rotational speed, temperature, etc. of the generator (2006). Next, the power generation necessary lower limit PG_min is compared with the realizable maximum generated power PG_a (2008). If the power generation necessary lower limit PG_min is smaller than the realizable maximum generated power PG_a, the power generation command value that is the generated power to be generated is determined within the range between the power generation necessary lower limit PG_min and the realizable maximum generated power PG_a (2010 ), The load required power total PL is determined as a command value of the load supply power, which is the power supplied to the load, and is transmitted to the power control function part of the power control means 105 (S2012), and the routine is terminated (2014). ).

発電必要下限値PG_minが実現可能最大発電電力PG_a以上であれば、発電電力の指令値として実現可能最大発電電力PG_aを設定し(2016)、各電気負荷に実際に供給可能な電力である負荷供給可能電力を演算し、これを負荷供給電力の指令値として電源制御手段105の電力制御機能部分に送信し(S2018)、ルーチンを終了する(2014)。ここで言う負荷供給可能電力とは、バッテリが放電可能な電力の最大値である好適充放電電力範囲下限値(好適最大放電電力)と実現可能最大発電電力PG_aとの和として算出される。以上の制御により、電源ライン電圧の指令あるいは車両状態により決定する基準電圧範囲を満足するように、予め発電電力と負荷供給電力とを決定することができるので、制御の遅れによる電圧の急激な落ち込みや過剰を防止することが可能となる。なお、発電電力や負荷供給電力の誤差を検出してフィードバック補正するという制御を追加することにより、応答性を確保しつつ、精度向上を図ることも当然可能である。   If the power generation necessary lower limit PG_min is greater than or equal to the realizable maximum generated power PG_a, the realizable maximum generated power PG_a is set as the command value of the generated power (2016), and the load supply that is the electric power that can actually be supplied to each electric load The possible power is calculated and transmitted to the power control function portion of the power control means 105 as a load supply power command value (S2018), and the routine is terminated (2014). The load suppliable power here is calculated as the sum of a suitable charge / discharge power range lower limit (preferred maximum discharge power) that is the maximum value of the power that can be discharged by the battery and the realizable maximum generated power PG_a. With the above control, the generated power and the load supply power can be determined in advance so as to satisfy the reference voltage range determined by the command of the power line voltage or the vehicle state. And excess can be prevented. It should be noted that it is naturally possible to improve accuracy while ensuring responsiveness by adding control for detecting and correcting feedback of generated power and load supply power.

(負荷制御手段と負荷との関係の説明)
次に、負荷制御手段110a〜110eと負荷111a1〜111e3との関係を負荷制御手段110aと負荷111a1との関係を例として更に詳しく説明する。
(Explanation of relationship between load control means and load)
Next, the relationship between the load control means 110a to 110e and the load 111a1 to 111e3 will be described in more detail by taking the relationship between the load control means 110a and the load 111a1 as an example.

図9において、負荷111a1はシートヒータ装置であって、シートヒータ1002と、電源ライン108からシートヒータ1002への通電を制御するパワートランジスタからなるスイッチ1006と、シートヒータ1002の温度を検出する温度センサ1012と、スイッチ1006をPWM制御する負荷コントローラ1008とを有している。   In FIG. 9, a load 111 a 1 is a seat heater device, and includes a seat heater 1002, a switch 1006 including a power transistor that controls energization from the power supply line 108 to the seat heater 1002, and a temperature sensor that detects the temperature of the seat heater 1002. 1012 and a load controller 1008 that performs PWM control of the switch 1006.

負荷コントローラ1008は、負荷制御手段110aを通じて電源制御手段105から電費、許可電力を示す信号を受け取る。なお、電費は電源制御手段105から直接受信することもできる。また、負荷コントローラ1008は、負荷制御手段110aを通じてあるいは負荷制御手段110aを経由せずに外部の温度設定手段からシートヒータ温度設定信号及びシートヒータオンオフ信号を受け取る。また、負荷コントローラ1008は、要求電力、最小(必須)要求電力、優先度を示す信号を負荷制御手段110aへ出力する。   The load controller 1008 receives a signal indicating power consumption and permitted power from the power supply control means 105 through the load control means 110a. The power consumption can also be received directly from the power supply control means 105. The load controller 1008 receives the seat heater temperature setting signal and the seat heater on / off signal from the external temperature setting means through the load control means 110a or without going through the load control means 110a. The load controller 1008 outputs a signal indicating the required power, the minimum (essential) required power, and the priority to the load control unit 110a.

上記各信号について更に説明すると、電費は、電源制御手段105により算出された現在の単位電力量当たりの費用すなわち単位発電量当たりの燃料消費量増加分であり、この値が小さいほど少ない燃料で電力供給ができる。車両の減速回生時には従来捨てていたエネルギで発電するため電費ゼロとなる。   To further explain each of the above signals, the power consumption is the current cost per unit power amount calculated by the power supply control means 105, that is, the increase in fuel consumption per unit power generation amount. Can supply. When the vehicle decelerates and regenerates, the power consumption is zero because the power is generated with the energy that has been discarded.

許可電力は、電源制御手段105又は負荷制御手段110aがシートヒータ装置である負荷制御手段110aに使用を許可する電力である。シートヒータ温度設定信号は、シートヒータ1002の目標温度を示す信号であり、シートヒータオンオフ信号はシートヒータ装置111a1の作動、停止を決定する信号である。シートヒータオンオフ信号がオフレベルである場合には、シートヒータ装置111a1への通電はなされず、その要求電力は0である。要求電力は、負荷コントローラ1008が負荷制御手段110aを通じて電源制御手段105に使用を要求する電力であり、最小(必須)要求電力はこの要求電力のうち作動に際して少なくとも受け取る必要がある電力である。優先度は、他の電気負荷に対するシートヒータ装置111a1の電力使用優先度を示す信号である。この優先度を用いた制御については上記した特許文献を参照されたい。   The permitted power is power that the power supply control means 105 or the load control means 110a permits use of the load control means 110a that is a seat heater device. The seat heater temperature setting signal is a signal indicating the target temperature of the seat heater 1002, and the seat heater on / off signal is a signal for determining the operation and stop of the seat heater device 111a1. When the seat heater on / off signal is at the off level, the seat heater device 111a1 is not energized and the required power is zero. The required power is power that the load controller 1008 requests the power supply control means 105 to use through the load control means 110a, and the minimum (essential) required power is power that must be received at least during operation. The priority is a signal indicating the power usage priority of the seat heater device 111a1 with respect to another electric load. For the control using this priority, refer to the above-mentioned patent document.

次に、負荷コントローラ1008によりなされるシートヒータ電力制御について説明する。負荷コントローラ1008は、まず要求電力を算出してそれを負荷制御手段110aに送信する。この要求電力算出動作について図10に示すフローチャートを参照して説明する。   Next, seat heater power control performed by the load controller 1008 will be described. The load controller 1008 first calculates the required power and transmits it to the load control means 110a. This required power calculation operation will be described with reference to the flowchart shown in FIG.

まず、シートヒータ1002の最低必要電力Pminを算出する(S3000)。この最低必要電力は、電費変化にかかわらずシートヒータ1002の加熱機能実現に最低必要な電力である予め記憶する演算式に必要な入力情報を代入して演算する。この実施例では、この下限値は、シートヒータ1002の設定温度より所定温度低いシートヒータ温度の下限値を実現するために必要な電力とする。なお、この最低必要電力は電気負荷の種類によっては一定値としてもよい。次に、現在の電費を読み込み(S3002)、更にシートヒータ1002の温度を読み込み、予め記憶する電費と要求電力との関係を示すマップにこの電費を代入して要求電力Pを算出する。マップの例を図11、図12に示す。図11は、ある電費範囲にて要求電力を可変制御する場合であり、図12は所定の電費しきい値の両側で要求電力を2段階に切り替える場合を示す。要求電力Pは最低必要電力Pminと追加分Paddとの合計となる(S3004)。ただし、このステップS3004では更に、シートヒータ1002の温度を読み込み、この温度が所定の上限値未満かどうかを判定し、達したら要求電力を0とする。なお、この実施例では、上記上限値は現在の設定温度より所定温度だけ高い値に設定される。たとえば設定温度を22℃とする場合、上限値は25℃、下限値は19℃とすることができる。次に、ステップS3004にて演算された要求電力は負荷コントローラ1008を通じて電源制御手段105に送信される(S3006)。電源制御手段105は各負荷制御手段110a〜110eからの要求電力と供給電力とからこのシートヒータ1002への通電を許可する許可電力を決定し、負荷制御手段110aを通じて負荷コントローラ1008に送信する。負荷コントローラ1008は受け取った許可電力に対応する電力をシートヒータ1002に与えるためにスイッチ1006をPWM制御する。   First, the minimum required power Pmin of the seat heater 1002 is calculated (S3000). This minimum required power is calculated by substituting input information necessary for an arithmetic expression stored in advance, which is the minimum power required for realizing the heating function of the seat heater 1002, regardless of a change in power consumption. In this embodiment, the lower limit value is the power required to realize the lower limit value of the seat heater temperature that is lower than the set temperature of the seat heater 1002 by a predetermined temperature. The minimum required power may be a constant value depending on the type of electric load. Next, the current power consumption is read (S3002), the temperature of the seat heater 1002 is further read, and the required power P is calculated by substituting this power consumption into a map indicating the relationship between the power consumption and the required power stored in advance. Examples of maps are shown in FIGS. FIG. 11 shows a case where the required power is variably controlled within a certain power consumption range, and FIG. 12 shows a case where the required power is switched in two stages on both sides of a predetermined power consumption threshold. The required power P is the sum of the minimum required power Pmin and the additional Padd (S3004). However, in this step S3004, the temperature of the seat heater 1002 is further read, and it is determined whether or not this temperature is less than a predetermined upper limit value. In this embodiment, the upper limit value is set to a value higher by a predetermined temperature than the current set temperature. For example, when the set temperature is 22 ° C, the upper limit value can be 25 ° C and the lower limit value can be 19 ° C. Next, the required power calculated in step S3004 is transmitted to the power supply control means 105 through the load controller 1008 (S3006). The power supply control means 105 determines the permitted power that permits energization of the seat heater 1002 from the required power and the supplied power from the load control means 110a to 110e, and transmits it to the load controller 1008 through the load control means 110a. The load controller 1008 performs PWM control on the switch 1006 in order to supply the seat heater 1002 with power corresponding to the received permitted power.

これにより、電費が安い場合には、負荷コントローラ1008が要求する要求電力の増大によりシートヒータ1002の温度は上限近くに張り付くことになる。これに対して電費が高い場合には要求電力が低減される。   As a result, when the power consumption is low, the temperature of the seat heater 1002 is stuck near the upper limit due to an increase in the required power required by the load controller 1008. On the other hand, when the power consumption is high, the required power is reduced.

(変形態様)
その他、負荷コントローラ1008が設定温度と検出温度との差に基づいて要求電力を決定し、電費が低い場合には強制的に設定温度を現在値よりも所定温度ΔTだけ増加するようにしてもよい。この場合、電費とこの所定温度との関係を示すマップを予め記憶しておき、このマップに電費を代入して設定温度を変更すればよい。この場合でも、所定の上限に達したら要求電力を0とすることが好ましい。
(Modification)
In addition, the load controller 1008 may determine the required power based on the difference between the set temperature and the detected temperature, and forcibly increase the set temperature by a predetermined temperature ΔT from the current value when the power consumption is low. . In this case, a map indicating the relationship between the electricity consumption and the predetermined temperature is stored in advance, and the set temperature may be changed by substituting the electricity consumption into this map. Even in this case, it is preferable to set the required power to 0 when the predetermined upper limit is reached.

以上説明した方法は、過剰運転可能な電気負荷に低電費時に過剰な運転を行わせる実施例であり、これにより、その後、電費が高くなり、たとえば設定温度が低下すると、シートヒータ1002はこの設定温度付近まで低下するまでの間、電力消費を低減することができ、回生などの低電費電力を有効に活用することができる。   The above-described method is an embodiment in which an excessively operable electric load is caused to perform excessive operation at low power consumption. As a result, when the power consumption increases thereafter, for example, when the set temperature decreases, the seat heater 1002 is set to this setting. Power consumption can be reduced until the temperature drops to near the temperature, and low power consumption such as regeneration can be effectively utilized.

(実施形態2)
(全体装置構成)
この実施例の車両用電源系(車両用電源装置とも言う)を説明する。用いる回路は図1と同じである。
(Embodiment 2)
(Overall equipment configuration)
A vehicle power supply system (also referred to as a vehicle power supply device) of this embodiment will be described. The circuit used is the same as in FIG.

(電力均衡制御の説明)
電源制御手段105による車両用電源系の制御(電力均衡制御)を図2のフローチャートを参照して説明する。なお、各電気機器の電力は、電圧と電流との積として算出されるが、電流が不明な場合には予め与えられた一定値又は動作情報に応じてマップから電力を推定されるものとする。最初に全体の制御の流れを概略説明し、その後で各制御の詳細を個別に説明するものとする。
(Explanation of power balance control)
Control of the vehicle power supply system (power balance control) by the power supply control means 105 will be described with reference to the flowchart of FIG. The power of each electrical device is calculated as the product of voltage and current, but when the current is unknown, the power is estimated from the map according to a predetermined value or operation information given in advance. . First, the overall control flow will be outlined, and then the details of each control will be described individually.

まず、ステップS100にて系要求電力Plすなわち、各電気負荷の駆動に必要な電力を決定する。この系要求電力は、各電気負荷の要求電力である負荷要求電力の総和である。次に、ステップS102にて好適充放電電力範囲Pfを決定する。次に、ステップS104にて上記した系要求電力Plと好適充放電電力範囲Pfとから発電電力を決定する。ここまでの制御は本質的に本出願人の出願になる特許文献1の電力均衡制御と同じである。   First, in step S100, the system required power Pl, that is, the power necessary for driving each electric load is determined. This system power requirement is the sum of the load power requirements, which is the power demand of each electrical load. Next, a suitable charge / discharge power range Pf is determined in step S102. Next, in step S104, the generated power is determined from the system required power Pl and the preferred charge / discharge power range Pf. The control so far is essentially the same as the power balance control of Patent Document 1 filed by the present applicant.

次に、ステップS106にて上記算出した発電電力から更に追加の発電を低電費で実施可能かどうかを判定し、低電費での追加発電が不可能であればステップS100にリターンし、可能と判断すればステップS108に進む。   Next, in step S106, it is determined whether or not additional power generation can be performed with low power consumption from the calculated power generation. If additional power generation with low power consumption is not possible, the process returns to step S100 and is determined to be possible. If it does, it will progress to step S108.

ステップS108では、低電費での追加発電が可能な電力(追加可能発電電力)の最大値を決定する。なお、この実施例における低電費の追加発電可能電力とは、たとえば発電機102の回生発電動作や燃料不要発電装置(たとえば太陽電池など)などにより実質的に燃料を消費することなく系に追加供給可能な電力を言うものとする。ただし、低電費の追加発電可能電力を電費0の発電電力ではなく、わずかの燃料消費にて系に追加供給可能な発電電力としてもよい。この場合、電費とは単位発電電力量(所定の単位時間の発電電力)の追加に要する電力コストを意味する。電費算出については本質的に本出願人の出願になる特許文献3の電費算出方式と同じであるので、電費が所定値以下の場合に追加発電する場合にはこの電費算出方式を用いて電費を算出すればよい。   In step S108, the maximum value of power that can be additionally generated with low power consumption (addable generated power) is determined. In this embodiment, the additional power that can be generated with low power consumption is additionally supplied to the system without substantially consuming fuel by, for example, a regenerative power generation operation of the generator 102 or a fuel-free power generation device (for example, a solar cell). Let's say possible power. However, the additional power that can be generated with low power consumption may be generated power that can be additionally supplied to the system with a small amount of fuel consumption, instead of the generated power with zero power consumption. In this case, the power consumption means a power cost required for adding a unit power generation amount (power generation for a predetermined unit time). Since the calculation of electricity costs is essentially the same as the method for calculating electricity costs in Patent Document 3 filed by the present applicant, the electricity cost is calculated using this electricity cost calculation method when additional power is generated when the electricity cost is below a predetermined value. What is necessary is just to calculate.

また、この実施例では、一定時間ごとに実施される図2の制御ルーチンの実行周期に上記単位時間を設定したが、それに限定されるものではない。次に、ステップS110にて各負荷111a1〜111e3が追加消費可能な電力である負荷追加消費電力である追加負荷要求電力を求め、更にその総和を算出して系追加要求電力とする。次に、ステップS112にて上記系追加要求電力及び低電費追加発電電力から追加発電電力及び追加要求電力を決定する。具体的には、系追加発電電力の範囲で系追加要求電力をなるべく大きく決定する。   Further, in this embodiment, the unit time is set in the execution cycle of the control routine of FIG. 2 performed at regular intervals, but the present invention is not limited to this. Next, in step S110, the additional load required power that is the load additional power that is the power that can be additionally consumed by each of the loads 111a1 to 111e3 is obtained, and the sum is further calculated as the system additional required power. Next, in step S112, the additional generated power and the additional required power are determined from the system additional required power and the low power consumption additional generated power. Specifically, the system additional required power is determined as large as possible within the range of the system additional generated power.

また、この追加発電電力をステップS104にて求めた発電電力に加算して発電電力の最終値を算出して発電電力の最終値に相当する発電を発電機102に指令する。更に、ステップS100にて求めた各電気負荷の要求電力(負荷要求電力)に各負荷の追加要求電力を加算して各電気負荷ごとに要求電力(負荷要求電力)の最終値を決定する。この各負荷の要求電力の最終値は各負荷制御手段110a〜110eに送信され、各負荷制御手段110a〜110eは、受信した各負荷制御手段110a〜110eの要求電力の最終値に対応する動作を各負荷111a1〜111e3に指令する。なお、上記説明では、各電気負荷の追加負荷要求電力を求めたが、その代わりにたとえば熱機器など特定の負荷に関してのみ追加負荷要求電力を求めてもよい。熱機器としては、空調装置やヒータなどが採用可能である。   Further, the additional generated power is added to the generated power obtained in step S104 to calculate the final value of the generated power, and the generator 102 is instructed to generate power corresponding to the final value of the generated power. Furthermore, the additional required power of each load is added to the required power (load required power) of each electric load obtained in step S100 to determine the final value of the required power (load required power) for each electric load. The final value of the required power of each load is transmitted to each load control means 110a to 110e, and each load control means 110a to 110e performs an operation corresponding to the received final value of the required power of each load control means 110a to 110e. Commands each load 111a1 to 111e3. In the above description, the additional load required power of each electric load is obtained, but instead, the additional load required power may be obtained only for a specific load such as a thermal device. An air conditioner, a heater, or the like can be used as the thermal equipment.

これにより、蓄電手段の充放電電力を好適な小範囲に保ちつつ系要求電力Plに対応する発電電力を発生させる電力均衡制御を行うとともに、更に低電費にて更なる追加発電が可能な状況下で安価な追加電力をたとえば熱機器などの電気負荷に消費させ、熱的あるいは機械的に電力消費(電力貯蔵)を行う。   As a result, power balance control is performed to generate generated power corresponding to the system required power Pl while keeping the charge / discharge power of the power storage means within a suitable small range, and further additional power generation can be performed at a lower power consumption. For example, power consumption (power storage) is performed thermally or mechanically by consuming an inexpensive additional power to an electric load such as a thermal device.

なお、上記実施例では、バッテリ103などの蓄電手段による追加可能発電電力の吸収を行わなかったが、バッテリ103などの蓄電手段により追加可能発電電力を吸収させても良い。ただし、バッテリの種類によっては頻繁な充放電が好ましくない場合があるため、蓄電手段による低電費の追加発電電力の吸収はバッテリの種類に併せて決定するべきである。また、バッテリ103の充放電電力が好適な小範囲に保たれる範囲内にて、バッテリ103に追加の発電電力を吸収させるようにしてもよい。   In the above-described embodiment, the addable generated power is not absorbed by the storage means such as the battery 103, but the addable generated power may be absorbed by the storage means such as the battery 103. However, depending on the type of battery, frequent charging / discharging may not be preferable. Therefore, absorption of additional generated power with low power consumption by the power storage means should be determined in accordance with the type of battery. Further, additional generated power may be absorbed by the battery 103 within a range in which the charge / discharge power of the battery 103 is maintained in a suitable small range.

次に、上記各制御サブルーチンを更に詳しく説明する。   Next, each control subroutine will be described in more detail.

(系要求電力決定サブルーチン)
ステップS100にて説明した系要求電力Plすなわち負荷要求電力の総和を決定する動作を更に詳しく説明する。このサブルーチンでは、まず各電気負荷の駆動に関する情報に基づいて各電気負荷の要求電力である負荷要求電力を決定する。この負荷要求電力は、電気負荷の正常な駆動に必要な電力である。負荷要求電力は、負荷制御手段110a〜110eからの負荷情報により決定される。負荷情報としては、その動作状態等が表す。各負荷制御手段110a〜110eの負荷要求電力を加算することにより、系要求電力Plが決定される。
(System required power determination subroutine)
The operation for determining the system required power Pl described in step S100, that is, the sum of the load required power, will be described in more detail. In this subroutine, first, the required load power, which is the required power of each electric load, is determined based on the information related to the driving of each electric load. This load required power is power necessary for normal driving of the electric load. The required load power is determined based on the load information from the load control means 110a to 110e. The load information represents the operation state and the like. The required system power Pl is determined by adding the required load power of each of the load control means 110a to 110e.

(充放電電力範囲決定サブルーチン)
ステップS102にて説明した充放電電力範囲を決定する動作を更に詳しく説明する。バッテリ103の電圧と充放電電力とはたとえば図3に示す関係をもつ。図3において、Vcfはバッテリ電圧の好適最大値、Vdfはバッテリ電圧の好適最小値、Pcfは好適充放電電力範囲Pfの上限値(好適最大充電電力)、Pdfは好適充放電電力範囲Pfの下限値(好適最大放電電力)Pcfである。
(Charge / discharge power range determination subroutine)
The operation for determining the charge / discharge power range described in step S102 will be described in more detail. The voltage of the battery 103 and the charge / discharge power have the relationship shown in FIG. 3, for example. In FIG. 3, Vcf is a preferred maximum value of the battery voltage, Vdf is a preferred minimum value of the battery voltage, Pcf is an upper limit value (preferred maximum charge power) of the preferred charge / discharge power range Pf, and Pdf is a lower limit of the preferred charge / discharge power range Pf. The value (preferred maximum discharge power) Pcf.

ここで言う好適充放電電力範囲Pfとは、バッテリの充放電電力が小さく、それによるバッテリ電圧変動も小さく、バッテリの負担及び系の電源電圧変動も小さい充放電電力範囲を意味するものとする。バッテリ劣化等を考えた場合、バッテリの充放電電力はこの好適充放電電力範囲Pf内に設定することが好適である。すなわち、系要求電力と供給電力(発電電力+充放電電力)とをマッチングさせる制御を行うが、系要求電力と発電電力とのアンバランスをなるべくこの好適充放電電力範囲Pfの範囲内に維持するように制御することによりバッテリ103の充放電電流を所定範囲内に抑止する効果を奏する。また、算出した系要求電力と発電電力とに応じて制御を行った際に実際の発電電力と各負荷111a1〜111e3の消費電力総和との誤差が生じても、この誤差がバッテリ103の好適充放電電力範囲Pfから逸脱するのを抑止することができる。   The preferred charge / discharge power range Pf mentioned here means a charge / discharge power range in which the charge / discharge power of the battery is small, the battery voltage fluctuation is small, and the battery load and the power supply voltage fluctuation of the system are also small. In consideration of battery deterioration or the like, it is preferable to set the charge / discharge power of the battery within the preferable charge / discharge power range Pf. That is, control is performed to match the system required power with the supplied power (generated power + charge / discharge power), but the unbalance between the system required power and the generated power is maintained within the preferred charge / discharge power range Pf as much as possible. By controlling in this way, the effect of suppressing the charging / discharging current of the battery 103 within a predetermined range is exhibited. Further, even if an error occurs between the actual generated power and the total power consumption of each of the loads 111a1 to 111e3 when the control is performed according to the calculated system required power and generated power, this error is suitable for the battery 103. Deviation from the discharge power range Pf can be suppressed.

この実施例では、バッテリ103の好適充放電電力範囲Pfは、バッテリ103の蓄電状態に応じて変更される。たとえば、バッテリ103が好適な蓄電レベルから充電過剰であれば、好適充放電電力範囲Pfの上限値(好適充電電力)Pcfは小さく、下限値(好適放電電力)Pdfは大きく設定される。逆に、バッテリ103が好適な蓄電レベルから放電過剰であれば、好適充放電電力範囲Pfの上限値(好適充電電力)Pcfは大きく、下限値(好適放電電力)Pdfは小さく設定される。好適充放電電力範囲Pfの上限値Pcf及び下限値Pdfを決定するには、図3に示すマップを予めバッテリ103の蓄電状態ごとに記憶しておき、現在の蓄電状態に対応するマップ又はテーブルにより好適充放電電力範囲Pfの上限値Pcf及び下限値Pdfを決定すればよい。バッテリ103の蓄電状態は、たとえば公知の方法で求めたバッテリ103のSOCや開放電圧に基づいて決定することができる。開放電圧によりバッテリの蓄電状態を決定する場合に、その劣化状態や分極状態を加味する補正を行っても良い。   In this embodiment, the preferred charge / discharge power range Pf of the battery 103 is changed according to the storage state of the battery 103. For example, if the battery 103 is overcharged from a suitable power storage level, the upper limit value (preferred charge power) Pcf of the preferred charge / discharge power range Pf is set small and the lower limit value (preferred discharge power) Pdf is set large. On the contrary, if the battery 103 is excessively discharged from a suitable storage level, the upper limit value (preferred charge power) Pcf of the preferred charge / discharge power range Pf is set large and the lower limit value (preferred discharge power) Pdf is set small. In order to determine the upper limit value Pcf and the lower limit value Pdf of the preferred charge / discharge power range Pf, the map shown in FIG. 3 is stored in advance for each storage state of the battery 103, and the map or table corresponding to the current storage state is used. What is necessary is just to determine the upper limit Pcf and the lower limit Pdf of the suitable charging / discharging power range Pf. The storage state of the battery 103 can be determined based on, for example, the SOC or open circuit voltage of the battery 103 obtained by a known method. When determining the storage state of the battery based on the open circuit voltage, correction may be performed in consideration of the deterioration state or polarization state.

このようにすれば、発電電力と各負荷111a1〜111e3の実際の電力消費のアンバランスがなるべくこの好適充放電電力範囲Pfの範囲内にとどまるように制御するため、バッテリ103や車両用電源系に好影響を与えることができる。   In this way, in order to control the imbalance between the generated power and the actual power consumption of each of the loads 111a1 to 111e3 as much as possible within this preferred charge / discharge power range Pf, Can have a positive effect.

ただし、負荷111a1〜111e3のうち電力消費が大きい電気負荷や複数の電気負荷が突然断続したりすると、発電機102のレスポンス遅れや制御系の遅れにより、発電電力と各負荷111a1〜111e3の電力消費との差が一時的に上記好適充放電電力範囲Pfを逸脱する場合が生じる。ただ、この場合でも、バッテリ103の充放電電力が、図3に示す許容充放電電力範囲Paの上限値Pca及び下限値Pdaの範囲内に収まるように制御することが好適である。なお、この許容充放電電力範囲Paは、これ以上の充放電電力を発生させることが好ましくない充放電電力を意味する。図3において、Vcaはバッテリ電圧の許容最大値、Vdaはバッテリ電圧の許容最小値、Pcaは許容充放電電力範囲Paの上限値(許容最大充電電力)、Pdaは許容充放電電力範囲Paの下限値(許容最大放電電力)である。この実施例では、バッテリ電圧の許容最大値Vca、バッテリ電圧の許容最小値Vdaは予め定められた一定値に設定されるが、バッテリ103の蓄電状態に応じて変更しても良い。バッテリ103の充放電電力が許容充放電電力範囲Pa内に収まるように制御する簡単な方法は、許容最大値Vca、バッテリ電圧の許容最小値Vdaを一定値とする場合、電源ライン108の電圧がこれら許容最大値Vca、バッテリ電圧の許容最小値Vdaに接近したら、発電電力の増減や負荷要求電力の増減するのが簡単である。   However, if an electric load or a plurality of electric loads with large power consumption among the loads 111a1 to 111e3 is suddenly interrupted, the generated power and the power consumption of each load 111a1 to 111e3 are caused by the response delay of the generator 102 or the delay of the control system. May temporarily deviate from the preferred charge / discharge power range Pf. However, even in this case, it is preferable to control the charging / discharging power of the battery 103 so as to be within the upper limit value Pca and the lower limit value Pda of the allowable charging / discharging power range Pa shown in FIG. The allowable charging / discharging power range Pa means charging / discharging power at which it is not preferable to generate more charging / discharging power. In FIG. 3, Vca is an allowable maximum value of the battery voltage, Vda is an allowable minimum value of the battery voltage, Pca is an upper limit value of the allowable charge / discharge power range Pa (allowable maximum charge power), and Pda is a lower limit of the allowable charge / discharge power range Pa. Value (allowable maximum discharge power). In this embodiment, the allowable maximum value Vca of the battery voltage and the allowable minimum value Vda of the battery voltage are set to predetermined constant values, but may be changed according to the storage state of the battery 103. A simple method for controlling the charging / discharging power of the battery 103 to be within the allowable charging / discharging power range Pa is that when the allowable maximum value Vca and the allowable minimum value Vda of the battery voltage are constant values, the voltage of the power line 108 is When the allowable maximum value Vca and the allowable minimum value Vda of the battery voltage are approached, it is easy to increase or decrease the generated power or the required load power.

(発電電力決定サブルーチン)
ステップS104にて説明した発電電力を決定する動作を更に詳しく説明する。このサブルーチンでは、ステップS102にて決定した好適充放電電力範囲Pfの上限値(好適充電電力の最大値)Pcf及び下限値(好適放電電力の最大値)Pdfの範囲内に充放電電力が維持されるように系要求電力Plに対応する発電電力Pgを決定する。発電電力Pgと系要求電力Plとの誤差である誤差電力がこの好適充放電電力範囲Pfから充電側にも放電側にも逸脱しないようにする良い方法は、発電電力を好適充放電電力範囲Pfの中間値と系要求電力との合計に等しく設定することである。バッテリ103が適正に充電された状態でかつ発電機102が系要求電力Plに等しい発電電力を問題なく発生できる条件では、発電電力Pgは系要求電力Plに等しく設定される。バッテリ103が放電気味である場合には好適充放電電力範囲Pfの下限値(好適放電電力の最大値)Pdfが小さく設定されることになるため、好適充放電電力範囲Pfの中間値は充電側にシフトし、この結果、発電電力は系要求電力Plよりもバッテリ103の充電電力だけ増加する。同様に、バッテリ103が充電気味である場合には好適充放電電力範囲Pfの上限値(好適充電電力の最大値)Pcfが小さく設定されることになるため、好適充放電電力範囲Pfの中間値は放電側にシフトし、この結果、発電電力は系要求電力Plよりもバッテリ103の放電電力だけ減少する。
(Generated power generation subroutine)
The operation for determining the generated power described in step S104 will be described in more detail. In this subroutine, the charge / discharge power is maintained within the range between the upper limit value (maximum value of the preferred charge power) Pcf and the lower limit value (maximum value of the preferred discharge power) Pdf of the preferred charge / discharge power range Pf determined in step S102. Thus, the generated power Pg corresponding to the system required power Pl is determined. A good method for preventing the error power, which is an error between the generated power Pg and the system required power Pl, from deviating from the preferred charge / discharge power range Pf to the charge side or the discharge side is to convert the generated power to the preferred charge / discharge power range Pf. Is set equal to the sum of the intermediate value and the system power requirement. Under the condition that the battery 103 is properly charged and the generator 102 can generate the generated power equal to the system required power Pl without any problem, the generated power Pg is set equal to the system required power Pl. When the battery 103 is slightly discharged, the lower limit value (maximum value of the preferred discharge power) Pdf of the preferred charge / discharge power range Pf is set to be small, so the intermediate value of the preferred charge / discharge power range Pf is the charge side As a result, the generated power increases by the charging power of the battery 103 from the system required power Pl. Similarly, when the battery 103 is in a charged state, the upper limit value (maximum value of the preferred charge power) Pcf of the preferred charge / discharge power range Pf is set to be small, so that the intermediate value of the preferred charge / discharge power range Pf Shifts to the discharge side, and as a result, the generated power is reduced by the discharge power of the battery 103 from the system required power Pl.

ただし、発電電力Pgは現在発電可能な最大発電電力Pgmaxの範囲内に設定される必要があることは当然である。最大発電電力Pgmaxは、発電機制御手段112から受信した発電機102に関する情報により公知の方法により算出される。また、複数の大電力負荷から電力要求がある場合など、系要求電力Plが最大発電電力Pgmaxよりも大きい場合もある。この場合には、予め各負荷111a1〜111e3ごとに設定された優先度のうち、優先度が小さい負荷から順番に系要求電力Plが最大発電電力Pgmaxに一致するまで負荷の電力カットを決断し、電力カットを決断した各負荷の負荷要求電力の和だけ上記系要求電力Plから減算する。これにより、発電条件が悪い場合においても好適充放電電力範囲Pfを維持することができる。ただし、この負荷カットは、負荷ごとに100%カットとしてもよく、あるいは負荷により負荷要求電力の一部をカットしてもよい。ただし、予め定められた重要な負荷に関してはこのカットを行なわず、負荷カットにより車両の基本走行性能が低下するのを防止する。この場合には、発電電力又は供給電力が系要求電力Plより小さくなり、バッテリ103から電源ライン108に放電電力が持ち出されることになる。   However, it is natural that the generated power Pg needs to be set within the range of the maximum generated power Pgmax that can be generated at present. The maximum generated power Pgmax is calculated by a known method based on the information regarding the generator 102 received from the generator control means 112. Further, the system required power Pl may be larger than the maximum generated power Pgmax when there is a power request from a plurality of large power loads. In this case, among the priorities set in advance for each of the loads 111a1 to 111e3, the load power cut is determined in order from the load having the lowest priority until the system required power Pl matches the maximum generated power Pgmax. The sum of the required load power of each load for which power cut is determined is subtracted from the required system power Pl. Thereby, even when power generation conditions are bad, the suitable charge / discharge power range Pf can be maintained. However, this load cut may be 100% cut for each load, or a part of the required load power may be cut by the load. However, this cut is not performed for a predetermined important load, and the basic running performance of the vehicle is prevented from being reduced by the load cut. In this case, the generated power or the supplied power becomes smaller than the system required power Pl, and the discharge power is taken out from the battery 103 to the power supply line 108.

(低電費追加発電電力決定サブルーチン)
ステップS108にて説明した低電費での追加発電可能電力の最大値を決定する動作を更に詳しく説明する。なお、既述したようにこの実施例で言う低電費の発電電力とは、電費が実質的に0の発電電力を意味し、たとえば回生発電電力や太陽電池などのように燃費を必要としない発電電力を言う。低電費での発電可能電力が発電機102の最大発電電力より大きい場合には、低電費での追加発電可能電力の最大値は、実質的に発電機102の最大発電電力からステップS104で決定した発電電力を差し引いて決定される。低電費の発電可能電力が発電機102の最大発電電力より小さい場合には、低電費での追加発電可能電力の最大値は、低電費の発電可能電力からステップS104で決定した発電電力を差し引いて決定される。
(Low power consumption additional generation power determination subroutine)
The operation for determining the maximum value of the additional power that can be generated at the low power consumption described in step S108 will be described in more detail. As described above, the low-power-generated generated power in this embodiment means generated power with substantially no power consumption, and power generation that does not require fuel consumption, such as regenerative generated power and solar cells, for example. Say power. When the power that can be generated at the low power cost is larger than the maximum power generated by the generator 102, the maximum value of the additional power that can be generated at the low power cost is substantially determined in step S104 from the maximum power generated by the power generator 102. It is determined by subtracting the generated power. If the low power generation possible power is smaller than the maximum power generation power of the generator 102, the maximum additional power generation possible power at the low power consumption is obtained by subtracting the power generation determined in step S104 from the low power generation possible power. It is determined.

(系追加要求電力決定サブルーチン)
ステップS110にて説明した系追加要求電力を決定する動作を更に詳しく説明する。
(System additional required power determination subroutine)
The operation for determining the system addition required power described in step S110 will be described in more detail.

この実施例では、冬季の各種ヒータや冷凍サイクル装置のヒートポンプ動作の強化、あるいは夏期の冷房サイクル装置の冷房動作の強化に要する電力を系追加要求電力とする。これら熱機器の運転に要する現在の電力(負荷要求電力)に加えて、これら熱機器を最大限に運転する場合に要する電力との差が、追加可能要求電力の最大値として算出される。各熱機器の追加可能な負荷要求電力の最大値を加算して追加可能な系要求電力とする。   In this embodiment, the power required for strengthening the heat pump operation of various heaters and refrigeration cycle apparatuses in winter, or the cooling operation of the cooling cycle apparatus in summer is used as the additional power requirement. In addition to the current power required for the operation of these thermal devices (load required power), the difference from the power required to operate these thermal devices to the maximum is calculated as the maximum value of the additional power that can be added. The maximum required load power that can be added for each thermal device is added to obtain the required system power that can be added.

次に、ステップS108にて決定した低電費での追加発電可能電力の最大値と、ステップS110にて決定した追加可能な系要求電力とを比較する。低電費での追加発電可能電力の最大値が追加可能な系要求電力より大きければ、追加可能な系要求電力を、今回要求電力に追加する系追加要求電力とする。反対に、低電費での追加発電可能電力の最大値が追加可能な系要求電力より小さければ、低電費での追加発電可能電力の最大値を、今回要求電力に追加する系追加要求電力とする。   Next, the maximum value of the additional power that can be generated at the low power consumption determined in step S108 is compared with the system power requirement that can be added determined in step S110. If the maximum value of additional power that can be generated at low power consumption is greater than the system power requirement that can be added, the system power requirement that can be added is set as the system power requirement power that is added to the current power requirement. On the other hand, if the maximum value of additional power that can be generated at low power consumption is smaller than the system power requirement that can be added, the maximum value of additional power that can be generated at low power consumption is used as the system additional power requirement that is added to the current power requirement. .

(発電電力及び要求電力の最終決定サブルーチン)
ステップS112にて説明した発電電力及び要求電力の最終決定動作を更に詳しく説明する。ステップS110にて求めた追加要求電力をステップS100で求めた系要求電力Plと加算して系要求電力Plの最終値とする。同様に、ステップS110にて求めた追加要求電力をステップS1104で求めた発電電力に加算して発電電力の最終値とする。また、追加電力消費が行われる熱機器の負荷要求電力を、ステップS100で求めた要求電力とステップS110で求めたこの熱機器の追加要求電力を加算して求める。追加電力消費が行われない電気負荷についてはステップS100で決定した負荷要求電力がその最終値とされる。
(Final decision subroutine for generated power and required power)
The final determination operation of the generated power and the required power described in step S112 will be described in more detail. The additional required power obtained in step S110 is added to the system required power Pl obtained in step S100 to obtain the final value of the system required power Pl. Similarly, the additional required power obtained in step S110 is added to the generated power obtained in step S1104 to obtain the final value of the generated power. Also, the required load power of the thermal device that consumes additional power is obtained by adding the required power obtained in step S100 and the additional required power of this thermal device obtained in step S110. For electrical loads that do not consume additional power, the required load power determined in step S100 is the final value.

このようにして求めた発電電力の最終値に等しい発電電力での発電を発電機制御手段112に指令し、同じく各負荷制御手段110a〜110eの要求電力の最終値に等しい電力消費が生じるように負荷制御手段110a〜110eに負荷111a1〜111e3への通電制御が指令される。また、発電機102の発電量に応じて、図示しないエンジン制御装置に発電機の負荷の大きさが指令され、エンジン制御装置は、回生制動時を除いて発電電力の最終値に応じたトルクを発生するべく燃費制御を行う。   The generator control means 112 is instructed to generate power with the generated power equal to the final value of the generated power thus obtained, so that power consumption equal to the final value of the required power of each of the load control means 110a to 110e is generated. The load control means 110a to 110e are instructed to control energization to the loads 111a1 to 111e3. In addition, the magnitude of the load on the generator is commanded to an engine control device (not shown) according to the amount of power generated by the generator 102, and the engine control device applies torque corresponding to the final value of the generated power except during regenerative braking. Perform fuel consumption control to generate.

このようにすることにより、供給電力と要求電力とのバランスを保つとともに、回生発電など低電費での発電が生じる場合に、バッテリ103ではなく、熱的又は機械的にエネルギー蓄積可能な機器の運転強化を行うため、バッテリ103の充放電負担を増大することなく、平均電費の低減を実現することができる。   By doing so, the balance between the supplied power and the required power is maintained, and when power generation with low power consumption such as regenerative power generation occurs, the operation of equipment that can store energy thermally or mechanically instead of the battery 103 is performed. Since the strengthening is performed, the average power consumption can be reduced without increasing the charge / discharge burden of the battery 103.

(変形態様)
上記エネルギー蓄積可能な熱機器としては、車載冷凍サイクル装置や空調用ヒータの他、その他の各種ヒータ、車載冷蔵庫や冷凍庫、温蔵庫などが考えられる。これらの要求電力の増大は、たとえば、段階的又は連続的に変更することができる。
(Modification)
As the thermal equipment capable of storing energy, in addition to the in-vehicle refrigeration cycle apparatus and the air-conditioning heater, other various heaters, in-vehicle refrigerators, freezers, warm storages, and the like are conceivable. These increases in required power can be changed stepwise or continuously, for example.

(変形態様)
上記実施例において、回生発電などの低電費の発電電力を熱機器などの特定の電気負荷に吸収させたが、繰り返し充放電性能が優れたバッテリ103を用いる場合には同時にバッテリ103に上記許容充放電電力範囲Pa内にて積極的に蓄積させてもよい。この場合、バッテリ103に追加的に充電された追加充電電力は、この追加充電電力に関して算出された電費よりも現在の電費が高い場合に各負荷111a1〜111e3に方質されることができる。
(Modification)
In the above embodiment, low-cost generated power such as regenerative power generation is absorbed by a specific electric load such as a thermal device. However, when the battery 103 having excellent repeated charge and discharge performance is used, the battery 103 is simultaneously charged with the allowable charge. You may accumulate positively within discharge electric power range Pa. In this case, the additional charging power additionally charged in the battery 103 can be construed to each of the loads 111a1 to 111e3 when the current power consumption is higher than the power consumption calculated for the additional charging power.

(変形態様)
上記熱機器などの追加電力消費の増加のために負荷制御手段110a〜110eにより該当電気負荷への通電量を直接制御する代わりに、負荷制御手段110a〜110eによる該当電気負荷への指令により、該当電気負荷の運転レベルを強化することも可能である。この場合、この該当電気負荷の運転レベルと消費電力(要求電力)の増加との関係を予め記憶しておき、この回の運転レベル増加に対応する要求電力の増加量を求めてよい。
(Modification)
Instead of directly controlling the energization amount to the corresponding electric load by the load control means 110a to 110e in order to increase the additional power consumption of the thermal equipment etc., it is determined by the instruction to the corresponding electric load by the load control means 110a to 110e. It is also possible to enhance the operating level of the electrical load. In this case, the relationship between the operation level of the electric load and the increase in power consumption (required power) may be stored in advance, and the amount of increase in required power corresponding to this increase in the operation level may be obtained.

(変形態様)
なお、電費は、発電機102や図示しない発電装置のの単位電力量発生当たりの費用として計算することができるが、この場合、電力の時間的変動などにより電費ばらつきを低減するために、電費計算のための入力変数の平均値を採用してもよい。
(Modification)
The power consumption can be calculated as the cost per unit power generation of the generator 102 or the power generation device (not shown). In this case, the power consumption calculation is performed in order to reduce the variation in power consumption due to temporal fluctuations in power. An average value of input variables for may be adopted.

また、簡易的に回生発電が生じているかどうかを判定し、生じていれば電費0と決定することにより、電費計算を簡素化してもよい。   In addition, it is possible to simplify the calculation of power consumption by simply determining whether or not regenerative power generation has occurred, and determining that the power consumption is 0 if it has occurred.

(変形態様)
電費がたとえばシートヒータの電力消費(負荷要求電力)の増加に応じて連続的に変化する場合に、このシートヒータの要求電力を段階的又は連続的に変更する態様について以下に説明する。あらかじめ発電電力と電費との関係を示すマップを準備しておき、現在の発電電力の電費が所定レベル以上低下したら、このシートヒータへの通電電力を段階的あるいは連続的に増加すればよい。
(Modification)
A description will be given below of a mode in which the required power of the seat heater is changed stepwise or continuously when the power consumption continuously changes in accordance with, for example, an increase in power consumption (load required power) of the seat heater. A map showing the relationship between the generated power and the power consumption is prepared in advance, and when the current power consumption of the generated power decreases by a predetermined level or more, the power supplied to the seat heater may be increased stepwise or continuously.

実施例1の車両用電源装置を備えた車両の電気系を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the electric system of the vehicle provided with the power supply device for vehicles of Example 1. FIG. 図1の電源制御手段により実施される上記電気系の電力管理を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the electric power management of the said electric system implemented by the power supply control means of FIG. 電力管理すなわち電力配分管理の具体例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the specific example of electric power management, ie, electric power distribution management. バッテリの電費と他の供給元の電費との差とその時の充電電力指令値との関係を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the relationship between the difference between the electricity consumption of a battery and the electricity consumption of another supply source, and the charging power command value at that time. バッテリの充電状態(SOC)と、その変化率(dSOC/dt)と、充電指標Kとの関係を示す三次元マップである。It is a three-dimensional map which shows the relationship between the charge condition (SOC) of a battery, its change rate (dSOC / dt), and the charge parameter | index K. 電源制御手段に保持されているバッテリの電費(電力コスト)を演算するための説明図である。It is explanatory drawing for calculating the power consumption (electric power cost) of the battery currently hold | maintained at the power supply control means. バッテリの電費算出の具体例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the specific example of the power consumption calculation of a battery. 好適充放電電力範囲を用いた電力制御の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the electric power control using a suitable charging / discharging electric power range. 負荷制御例を示すブロック回路図である。It is a block circuit diagram showing an example of load control. 図9に示す負荷コントローラの電力制御動作を示すフローチャートである。10 is a flowchart showing a power control operation of the load controller shown in FIG. 9. 図10にて用いるマップの一例である。It is an example of the map used in FIG. 図10にて用いるマップの一例である。It is an example of the map used in FIG. 図1の車両用電源系の電力均衡制御動作を示すフローチャートである。2 is a flowchart showing a power balance control operation of the vehicle power supply system of FIG. バッテリの好適充放電電力範囲を設定するための特性を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the characteristic for setting the suitable charging / discharging electric power range of a battery.

符号の説明Explanation of symbols

101 エンジン
102 発電機
103 バッテリ
104 エンジン制御手段
105 電源制御手段
107 ベルト
108 電源ライン
109 負荷電流センサ
110a〜110e 負荷制御手段
111a1〜111e3 負荷(電気負荷)
112 発電機制御手段
113 バッテリ監視手段
Pgmax 最大発電電力
Pa 許容充放電電力範囲
Pf 好適充放電電力範囲
Pg 発電電力
Pl 系要求電力
101 engine
102 generator
103 battery
104 Engine control means
105 Power control means
107 belt
108 Power line
109 Load current sensor
110a to 110e Load control means
111a1 to 111e3 load (electric load)
112 Generator control means
113 Battery monitoring means Pgmax Maximum generated power Pa Allowable charge / discharge power range Pf Suitable charge / discharge power range Pg Generated power Pl System required power

Claims (6)

電源ラインに接続される蓄電手段及び発電機を有して前記蓄電手段の充放電電力と前記発電機の供給電力とを前記電源ラインに供給する電力供給系と、
前記電源ラインから供給される電力を消費する多数の電気負荷を有する電力消費系と、
現在作動中の前記電気負荷に消費を許可する電力である要求電力と前記供給電力との差が所定の許容充放電電力範囲内となるように設定する電力均衡制御を行うことにより前記蓄電手段の電圧を所定の許容電圧範囲に維持する制御装置と、
を備える電力均衡制御型車両用電源系において、
前記制御装置は、
前記電力供給系が発生する供給電力の費用である電費に関する情報である電費情報を算出するとともに、前記供給電力の電費が所定値未満の場合に前記供給電力の電費が前記所定値以上である場合よりも前記要求電力を増大させることを特徴とする電力均衡制御型車両用電源系。
A power supply system having power storage means and a generator connected to a power supply line and supplying charge / discharge power of the power storage means and power supplied to the power generator to the power supply line;
A power consumption system having a number of electrical loads that consume power supplied from the power line;
By performing power balance control for setting the difference between the required power, which is power permitted to be consumed by the electric load that is currently operating, and the supplied power to be within a predetermined allowable charge / discharge power range, A control device for maintaining the voltage within a predetermined allowable voltage range;
In the power balance control type vehicle power supply system comprising:
The controller is
When calculating the power cost information, which is information about the power cost that is the cost of the power supplied by the power supply system, and the power cost of the supplied power is greater than or equal to the predetermined value when the power cost of the supplied power is less than a predetermined value The power balance control type vehicle power supply system characterized by increasing the required power.
請求項1記載の電力均衡制御型車両用電源系において、
前記制御装置は、
前記供給電力の電費が前記所定値未満の場合に前記電気負荷の作動状態を前記要求電力が増大する方向に変更させる指令を発することにより前記要求電力を増大させることを特徴とする電力均衡制御型車両用電源系。
In the power balance control type vehicle power supply system according to claim 1,
The controller is
The power balance control type characterized in that when the power consumption of the supplied power is less than the predetermined value, the required power is increased by issuing a command to change the operating state of the electric load in a direction in which the required power increases. Power supply system for vehicles.
請求項1記載の電力均衡制御型車両用電源系において、
前記制御装置は、
前記供給電力の電費が前記所定値未満の場合に特定の前記電気負荷の要求電力を増大させることを特徴とする電力均衡制御型車両用電源系。
In the power balance control type vehicle power supply system according to claim 1,
The controller is
A power balance control type vehicle power supply system characterized in that when the power consumption of the supplied power is less than the predetermined value, the required power of the specific electric load is increased.
請求項3記載の電力均衡制御型車両用電源系において、
前記電気負荷は、入力電力を熱に変換する装置からなることを特徴とする電力均衡制御型車両用電源系。
In the power balance control type vehicle power supply system according to claim 3,
The electric load comprises a device that converts input power into heat, and is a power balance control type vehicle power supply system.
請求項1乃至4のいずれか記載の電力均衡制御型車両用電源系において、
前記制御装置は、
前記電気負荷のうち重要度が高い電気負荷の運転に必要な値以上の範囲にて前記電費の増大とともに前記要求電力を段階的に低減するとともに、前記電気負荷のうち重要度が高くない電気負荷の電力消費を低減する指令を発することを特徴とする電力均衡制御型車両用電源系。
In the power balance control type vehicle power supply system according to any one of claims 1 to 4,
The controller is
An electrical load that is less important than the electrical load and that gradually reduces the required power as the power consumption increases in a range that is greater than or equal to a value that is necessary for operation of the electrical load that is highly important among the electrical loads. A power balance control type vehicle power supply system characterized by issuing a command to reduce power consumption of the vehicle.
請求項1乃至5のいずれか記載の電力均衡制御型車両用電源系において、
前記制御装置は、前記電力供給系の単位電力量発生当たりの費用を電費情報として定期的に算出するとともに、直前の所定期間の前記電費情報の平均値を前記電費とすることを特徴とする電力均衡制御型車両用電源系。
In the power balance control type vehicle power supply system according to any one of claims 1 to 5,
The control device periodically calculates a cost per unit power generation amount of the power supply system as power cost information, and uses the average value of the power cost information for a predetermined period immediately before as the power cost. Balance control type vehicle power supply system.
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