JP6674300B2 - 動力システム及び輸送機器、並びに、動力システムの電力伝送方法 - Google Patents
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Description
前記第1蓄電装置よりも出力密度が高く、且つ、エネルギー密度が低い第2蓄電装置と、
前記第1蓄電装置及び前記第2蓄電装置の少なくとも一方の蓄電装置からの給電に応じて被動負荷を駆動する動力を出力するアクチュエータと、
前記被動負荷を駆動する動力を出力する内燃機関と、
前記第1蓄電装置と前記第2蓄電装置と前記アクチュエータとの間の電力伝送を行う機能を有する電力伝送回路部と、
前記被動負荷を駆動する動力として、前記内燃機関及び前記アクチュエータのうちの前記アクチュエータの動力だけを使用可能なCDモードと、前記内燃機関及び前記アクチュエータのそれぞれの動力を使用可能なCSモードとで前記電力伝送回路部を制御する機能を有する制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記CSモードにおいて、前記アクチュエータへの給電時に使用する前記第1蓄電装置及び前記第2蓄電装置のそれぞれの充電率の範囲のうち、前記第2蓄電装置の充電率の範囲が前記第1蓄電装置の充電率の範囲よりも大きい範囲となるように前記電力伝送回路部を制御する処理を実行するように構成されていることを特徴とする(第1発明)。
このため、CSモードでは、相対的に出力密度が高い第2蓄電装置を、アクチュエータの主たる電源として使用して、該アクチュエータへの給電を行うことができる。
ここで、前記第2発明に関して説明した如く、CSモードでは、前記内燃機関を、前記被動負荷を駆動する主たる動力源として使用し、前記アクチュエータを補助的な動力源として使用し得る。このため、CSモードにおいて、第1蓄電装置よりもエネルギー密度が小さい第2蓄電装置をアクチュエータの主たる電源として使用しても、前記アクチュエータを適切に作動させ得る期間を十分に確保することが可能となる。
また、出力密度が相対的に高い第2蓄電装置からの給電によって、アクチュエータを被動負荷の駆動するための補助的な動力源として作動させることができるため、被動負荷の動作変動の要求に対して高い応答性でアクチュエータへの給電量を変化させることができる。
従って、動力システムが被動負荷に対して高い駆動力を出力する際には、このような第2蓄電装置からの給電によって前記アクチュエータが補助的な動力を被動負荷に出力することにより、内燃機関の過剰な燃料消費の抑制のみならず、内燃機関の排気量の縮小も実現できる。
さらに、第2蓄電装置は、その出力密度が第1蓄電装置よりも高いため、高い応答性が要求される充電もしくは放電に対する耐性が第1蓄電装置よりも優れる。従って、第1蓄電装置の劣化をより一層抑制できる。
また、CSモードでは、第1蓄電装置からアクチュエータへの給電に必要な電力の総量は、少ないものでよいため、CDモードで使用し得る第1蓄電装置の充電率の範囲をより一層広くすることが可能となる。
ひいては、CDモードで、アクチュエータに第1蓄電装置から給電し得る期間をより一層長くすることが可能となる。すなわち、内燃機関の燃料消費が生じないか、もしくは抑制されるCDモードにおいて、被動負荷を駆動し得る期間が増大すると共に、動力システムの環境性能が向上する。
よって、第1発明によれば、少なくともCSモードにおいて、特性が互いに異なる2つの蓄電装置の電力を適切に使用して、被動負荷を的確に駆動することができる。
これによれば、前記CDモードにおいて、前記アクチュエータへの給電時に使用する前記第1蓄電装置及び前記第2蓄電装置のそれぞれの充電率の範囲のうち、前記第1蓄電装置の充電率の範囲が前記第2蓄電装置の充電率の範囲よりも大きい範囲となる。
このため、CDモードでは、相対的にエネルギー密度が高い第1蓄電装置を、アクチュエータの主たる電源として使用して、該アクチュエータへの給電を行うことができる。その結果、アクチュエータの動力だけにより前記被動負荷を駆動し得る期間を極力長くすることができる。すなわち、内燃機関の燃料消費が生じないか、もしくは抑制されるCDモードにおいて、被動負荷を駆動し得る期間が増大すると共に、動力システムの環境性能が向上する。
前記第1蓄電装置よりも出力密度が高く、且つ、エネルギー密度が低い第2蓄電装置と、
前記第1蓄電装置及び前記第2蓄電装置の少なくとも一方からの給電に応じて被動負荷を駆動する動力を出力するアクチュエータと、
前記被動負荷を駆動する動力を出力する内燃機関とを備える動力システムにおいて、
前記被動負荷を駆動する動力として、前記内燃機関及び前記アクチュエータのうちの前記アクチュエータの動力だけを使用可能なCDモードと、前記内燃機関及び前記アクチュエータのそれぞれの動力を使用可能なCSモードとで、前記第1蓄電装置と前記第2蓄電装置と前記アクチュエータとの間の電力伝送を行う方法であって、
前記CDモードにおいて、前記アクチュエータへの給電時に使用する前記第1蓄電装置及び前記第2蓄電装置のそれぞれの充電率の範囲のうち、前記第1蓄電装置の充電率の範囲が前記第2蓄電装置の充電率の範囲よりも大きい範囲となるように前記電力伝送を行うことを特徴とする(参考発明)。
前記第1蓄電装置よりも出力密度が高く、且つ、エネルギー密度が低い第2蓄電装置と、
前記第1蓄電装置及び前記第2蓄電装置の少なくとも一方からの給電に応じて被動負荷を駆動する動力を出力するアクチュエータと、
前記被動負荷を駆動する動力を出力する内燃機関とを備える動力システムにおいて、
前記被動負荷を駆動する動力として、前記内燃機関及び前記アクチュエータのうちの前記アクチュエータの動力だけを使用可能なCDモードと、前記内燃機関及び前記アクチュエータのそれぞれの動力を使用可能なCSモードとで、前記第1蓄電装置と前記第2蓄電装置と前記アクチュエータとの間の電力伝送を行う方法であって、
前記CSモードにおいて、前記アクチュエータへの給電時に使用する前記第1蓄電装置及び前記第2蓄電装置のそれぞれの充電率の範囲のうち、前記第2蓄電装置の充電率の範囲が前記第1蓄電装置の充電率の範囲よりも大きい範囲となるように前記電力伝送を行うことを特徴とする(第8発明)。
まず、制御装置8が実行する制御処理の概要を説明しておく。制御装置8が実行する制御処理は、CDモード(CD:Charge Depleting)の制御処理と、CSモード(CS:Charge Sustaining)の制御処理との2種類に大別される。該CDモード及びCSモードは、車両の走行時における動力システム1の動作態様の種別を表している。
以上を踏まえて、制御装置8の制御処理を詳細に説明する。制御装置8は、車両の起動状態において、図3のフローチャートに示すメインルーチン処理を所定の制御処理周期で逐次実行する。
次に、前記STEP4でのCDモードの制御処理を詳細に説明する。
CDモードにおける電動モータ3の力行運転時に電力伝送制御部32が実行する制御処理を、図4〜図8を参照して以下に詳説する。
次に、CDモードにおける電動モータ3の回生運転時に電力伝送制御部32が実行する制御処理を、図9及び図10参照して以下に詳説する。
次に、前記STEP6での第1CSモードの制御処理を、図11〜図15を参照しつつ詳細に説明する。
第1CSモードにおける電動モータ3の力行運転時に電力伝送制御部32が実行する制御処理を、図11〜図13を参照して以下に詳説する。
次に、第1CSモードにおける電動モータ3の回生運転時に電力伝送制御部32が実行する制御処理を、図14及び図15参照して以下に詳説する。
次に、前記STEP8での第2CSモードの制御処理を、図16〜図20を参照しつつ詳細に説明する。
第2CSモードにおける電動モータ3の力行運転時に電力伝送制御部32が実行する制御処理を、図16及び図17を参照して以下に詳説する。
次に、第2CSモードにおける電動モータ3の回生運転時に電力伝送制御部32が実行する制御処理を、図18及び図19参照して以下に詳説する。
次に、以上説明した実施形態に関連する変形態様をいくつか説明する。
Claims (8)
- 第1蓄電装置と、
前記第1蓄電装置よりも出力密度が高く、且つ、エネルギー密度が低い第2蓄電装置と、
前記第1蓄電装置及び前記第2蓄電装置の少なくとも一方の蓄電装置からの給電に応じて被動負荷を駆動する動力を出力するアクチュエータと、
前記被動負荷を駆動する動力を出力する内燃機関と、
前記第1蓄電装置と前記第2蓄電装置と前記アクチュエータとの間の電力伝送を行う機能を有する電力伝送回路部と、
前記被動負荷を駆動する動力として、前記内燃機関及び前記アクチュエータのうちの前記アクチュエータの動力だけを使用可能なCDモードと、前記内燃機関及びアクチュエータのそれぞれの動力を使用可能なCSモードとで前記電力伝送回路部を制御する機能を有する制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記CSモードにおいて、前記アクチュエータへの給電時に使用する前記第1蓄電装置及び前記第2蓄電装置のそれぞれの充電率の範囲のうち、前記第2蓄電装置の充電率の範囲が前記第1蓄電装置の充電率の範囲よりも大きい範囲となるように前記電力伝送回路部を制御する処理を実行するように構成されていることを特徴とする動力システム。 - 請求項1記載の動力システムにおいて、
前記制御装置は、前記CDモードにおいて、前記アクチュエータへの給電時に使用する前記第1蓄電装置及び前記第2蓄電装置のそれぞれの充電率の範囲のうち、前記第1蓄電装置の充電率の範囲が前記第2蓄電装置の充電率の範囲よりも大きい範囲となるように前記電力伝送回路部を制御する処理を実行するように構成されていることを特徴とする動力システム。 - 請求項1又は2記載の動力システムにおいて、
前記電力伝送回路部は、前記内燃機関を始動する駆動力を出力する始動用アクチュエータに、前記第1蓄電装置及び前記第2蓄電装置の少なくとも一方の蓄電装置からの給電を行い得るように構成されており、
前記制御装置は、前記内燃機関の始動時に、前記第2蓄電装置から前記始動用アクチュエータへの給電量を、前記第1蓄電装置から前記始動用アクチュエータへの給電量よりも多くするように前記電力伝送回路部を制御する機能をさらに有するように構成されていることを特徴とする動力システム。 - 請求項3記載の動力システムにおいて、
前記制御装置は、前記内燃機関の始動時に、前記第1蓄電装置及び前記第2蓄電装置のうちの前記第2蓄電装置だけから前記始動用アクチュエータに給電するように前記電力伝送回路部を制御するように構成されていることを特徴とする動力システム。 - 請求項1〜4のいずれか1項に記載の動力システムにおいて、
前記制御装置は、前記CDモード及び前記CSモードのそれぞれの処理を、前記第1蓄電装置の充電率に応じて選択的に実行するように構成されていることを特徴とする動力システム。 - 請求項1〜5のいずれか1項に記載の動力システムにおいて、
前記制御装置は、前記CDモードでは、前記内燃機関を運転停止状態に維持するように構成されていることを特徴とする動力システム。 - 請求項1〜6のいずれか1項の動力システムを備えることを特徴とする輸送機器。
- 第1蓄電装置と、
前記第1蓄電装置よりも出力密度が高く、且つ、エネルギー密度が低い第2蓄電装置と、
前記第1蓄電装置及び前記第2蓄電装置の少なくとも一方からの給電に応じて被動負荷を駆動する動力を出力するアクチュエータと、
前記被動負荷を駆動する動力を出力する内燃機関とを備える動力システムにおいて、
前記被動負荷を駆動する動力として、前記内燃機関及び前記アクチュエータのうちの前記アクチュエータの動力だけを使用可能なCDモードと、前記内燃機関及び前記アクチュエータのそれぞれの動力を使用可能なCSモードとで、前記第1蓄電装置と前記第2蓄電装置と前記アクチュエータとの間の電力伝送を行う方法であって、
前記CSモードにおいて、前記アクチュエータへの給電時に使用する前記第1蓄電装置及び前記第2蓄電装置のそれぞれの充電率の範囲のうち、前記第2蓄電装置の充電率の範囲が前記第1蓄電装置の充電率の範囲よりも大きい範囲となるように前記電力伝送を行うことを特徴とする動力システムの電力伝送方法。
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