JP6156399B2 - Vehicle regeneration control method and regeneration control system - Google Patents
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Description
本発明は、オイルポンプ及び油圧モータのいずれか一方として機能するオイルポンプモータを備えた車両の回生制御方法及び回生制御システムに関するものである。 The present invention relates to a regeneration control method and a regeneration control system for a vehicle including an oil pump motor that functions as either an oil pump or a hydraulic motor.
特許文献1には、車両の回生制御システムが開示されている。
この回生制御システムは、ポンプ兼モータ(オイルポンプモータ)、アキュムレータ(高圧蓄圧器)、オイルタンク(低圧リザーバ)などで構成されている。 The regenerative control system includes a pump / motor (oil pump motor), an accumulator (high pressure accumulator), an oil tank (low pressure reservoir), and the like.
オイルポンプモータは、互いに連通した状態でオイルを貯留する高圧蓄圧器と低圧リザーバとの間に接続されている。オイルポンプモータは、オイルポンプ及び油圧モータの両機能を有し、いずれか一方の装置として利用できる。高圧蓄圧器には、高圧のオイルが貯留され、低圧リザーバには、低圧のオイルが貯留される。 The oil pump motor is connected between a high pressure accumulator that stores oil and a low pressure reservoir in communication with each other. The oil pump motor has both functions of an oil pump and a hydraulic motor, and can be used as either one of the devices. The high pressure accumulator stores high pressure oil, and the low pressure reservoir stores low pressure oil.
下り坂走行などの制動時には、駆動輪の動力がオイルポンプモータに入力される。それにより、オイルポンプモータはオイルポンプとして駆動され、低圧リザーバのオイルが高圧蓄圧器へ送り込まれる。その結果、高圧蓄圧器の内圧が上昇し、より高圧なオイルが蓄積される(回生)。 At the time of braking such as downhill traveling, the power of the drive wheels is input to the oil pump motor. Thereby, the oil pump motor is driven as an oil pump, and the oil in the low pressure reservoir is sent to the high pressure accumulator. As a result, the internal pressure of the high pressure accumulator rises, and higher pressure oil is accumulated (regeneration).
自動車の発進時などには、高圧蓄圧器のオイルが低圧リザーバに向けて流出される。そのオイルの吐出圧により、オイルポンプモータは油圧モータとして駆動され、その動力が駆動輪に出力される(力行)。 When the vehicle starts, for example, oil from the high pressure accumulator flows out toward the low pressure reservoir. With the oil discharge pressure, the oil pump motor is driven as a hydraulic motor, and the power is output to the drive wheels (powering).
ところで、減速回生時には、オイルポンプモータ回転数によって燃費が悪化する。つまり、オイルポンプモータによる減速回生効率はオイルポンプモータのオイル吸込/吐出効率又はオイルポンプモータの機械抵抗損失に依存する。これらはオイルポンプモータ回転数に依存する。そのため、その減速回生効率の悪いオイルポンプモータ回転数領域で、オイルポンプモータによる減速回生が実行されると、燃費が悪化する。 By the way, at the time of deceleration regeneration, the fuel consumption is deteriorated by the rotation speed of the oil pump motor. That is, the deceleration regeneration efficiency by the oil pump motor depends on the oil suction / discharge efficiency of the oil pump motor or the mechanical resistance loss of the oil pump motor. These depend on the number of rotations of the oil pump motor. For this reason, if deceleration regeneration by the oil pump motor is executed in the oil pump motor rotation speed region where the deceleration regeneration efficiency is poor, the fuel consumption deteriorates.
また、減速回生時には、高圧蓄圧器内の温度変化によってエネルギーロスが発生する。つまり、車速が急激に減速してオイルポンプモータ回転数が急激に上昇し、高圧蓄圧器にオイルが一気に送り込まれると、それに伴って高圧蓄圧器内の衝撃緩衝用のガスが圧縮される(断熱圧縮)。それにより、ガスの圧力及び温度が上昇し、その熱が伝わることで高圧蓄圧器の温度が一気に上昇する。その後は、放熱によって次第に高圧蓄圧器の温度が低下し、常温に戻る。その結果、放熱によって消失する熱エネルギーの分だけ高圧蓄圧器に蓄積されるエネルギーが、減速回生直後よりも減少する。 Further, during deceleration regeneration, energy loss occurs due to temperature changes in the high pressure accumulator. In other words, when the vehicle speed is drastically reduced and the oil pump motor rotational speed is rapidly increased and oil is sent to the high pressure accumulator at once, the shock buffering gas in the high pressure accumulator is compressed (adiabatic). compression). Thereby, the pressure and temperature of the gas rise, and the temperature of the high-pressure accumulator rises at a stretch as the heat is transmitted. Thereafter, the temperature of the high pressure accumulator gradually decreases due to heat dissipation and returns to room temperature. As a result, the energy stored in the high-pressure accumulator is reduced by the amount of heat energy that is lost due to heat dissipation, compared to immediately after deceleration regeneration.
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その課題とするところは、減速回生時に、オイルポンプモータや高圧蓄圧器のエネルギーロスを低減させて燃費を向上させることにある。 This invention is made | formed in view of this point, The place made into the subject is to reduce the energy loss of an oil pump motor and a high voltage | pressure accumulator at the time of deceleration regeneration, and to improve a fuel consumption.
前記の課題を解決するため、本発明は、減速回生時に、オイルポンプモータによる減速回生効率の悪いオイルポンプモータ回転数領域にあるとき又はエネルギーロスが発生する高圧蓄圧器の温度領域にあるときに、オイルポンプモータ側のクラッチ及び原動機側のクラッチの両方を繋ぎ、減速回生をオイルポンプモータ側及び原動機側に分担させることを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problem, the present invention is, when decelerating and regenerating, when in the oil pump motor rotation speed region where the oil pump motor has a poor decelerating regeneration efficiency or when in the temperature region of the high pressure accumulator where energy loss occurs. In addition, both the oil pump motor side clutch and the prime mover side clutch are connected, and the deceleration regeneration is shared between the oil pump motor side and the prime mover side.
具体的には、本発明は、オイルポンプ及び油圧モータのいずれか一方として機能するオイルポンプモータを備えた車両の回生制御方法を対象とし、次のような解決手段を講じた。 Specifically, the present invention is directed to a regeneration control method for a vehicle including an oil pump motor that functions as either an oil pump or a hydraulic motor, and has taken the following solution.
すなわち、第1の発明は、前記車両は、原動機と、前記オイルポンプモータに接続され、加圧下でオイル及びガスを貯留する高圧蓄圧器とをさらに備え、前記オイルポンプモータ及び前記原動機は、クラッチを介して駆動輪に連結され、減速回生時に、前記オイルポンプモータによる減速回生効率の悪いオイルポンプモータ回転数領域にあるという第1条件又はエネルギーロスが発生する前記高圧蓄圧器の温度領域にあるという第2条件を満たすか否かを判定する判定工程と、前記判定工程により前記第1条件又は前記第2条件を満たすと判定されたときに、前記オイルポンプモータ側のクラッチ及び前記原動機側のクラッチの両方を繋ぎ、減速回生を前記オイルポンプモータ側及び前記原動機側に分担させる分担工程とを含み、前記第1条件は、オイルポンプモータ回転数が所定回転数よりも大きいという条件であり、前記第2条件は、減速回生終了時における前記高圧蓄圧器内のガスの推定温度が所定温度よりも高いという条件であることを特徴とするものである。
That is, according to a first aspect of the present invention, the vehicle further includes a prime mover and a high-pressure accumulator that is connected to the oil pump motor and stores oil and gas under pressure. The oil pump motor and the prime mover include a clutch The first condition that the oil pump motor is in a rotational speed region where the oil pump motor has a low speed and regeneration efficiency during the deceleration regeneration, or is in the temperature region of the high pressure accumulator where energy loss occurs. A determination step for determining whether or not the second condition is satisfied, and when the determination step determines that the first condition or the second condition is satisfied, the clutch on the oil pump motor side and the prime mover side connecting both clutches, seen including a sharing step of sharing the deceleration regeneration to the oil pump motor side and the motor side, the
これによれば、判定工程では、減速回生時に、オイルポンプモータによる減速回生効率の悪いオイルポンプモータ回転数領域にあるという第1条件又はエネルギーロスが発生する高圧蓄圧器の温度領域にあるという第2条件を満たすか否かを判定し、分担工程では、判定工程により第1条件又は第2条件を満たすと判定されたときに、オイルポンプモータ側のクラッチ及び原動機側のクラッチの両方を繋ぎ、減速回生をオイルポンプモータ側及び原動機側に分担させる。 According to this, in the determination step, at the time of the deceleration regeneration, the first condition that the oil pump motor is in the oil pump motor rotation speed region where the speed reduction regeneration efficiency by the oil pump motor is low, or the temperature range of the high pressure accumulator where energy loss occurs is the first condition. In the sharing process, when it is determined that the first condition or the second condition is satisfied in the determination process, both the clutch on the oil pump motor side and the clutch on the prime mover side are connected, Deceleration regeneration is shared between the oil pump motor side and the prime mover side.
このように、オイルポンプモータによる減速回生効率の悪いオイルポンプモータ回転数領域にあるときに、減速回生をオイルポンプモータ側及び原動機側に分担させると、オイルポンプモータの減速回生の負担が軽減し、オイルポンプモータによる減速回生効率の悪いオイルポンプモータ回転数領域外に移行する(オイルポンプモータ回転数が小さくなる)。そのため、減速回生時に、オイルポンプモータの回収エネルギーを向上させることができる。 In this way, when the speed reduction regeneration by the oil pump motor is in the oil pump motor rotation speed region where the speed reduction regeneration efficiency is poor, if the speed reduction regeneration is shared between the oil pump motor side and the prime mover side, the burden of the speed reduction regeneration of the oil pump motor is reduced. The oil pump motor shifts outside the oil pump motor rotation speed region where the deceleration regeneration efficiency is poor (the oil pump motor rotation speed decreases). Therefore, the energy collected by the oil pump motor can be improved during deceleration regeneration.
また、エネルギーロスが発生する高圧蓄圧器の温度領域にあるときに、減速回生をオイルポンプモータ側及び原動機側に分担させると、オイルポンプモータの減速回生の負担が軽減し、エネルギーロスが発生する高圧蓄圧器の温度領域外に移行する(高圧蓄圧器の温度が低下する)。そのため、減速回生時に、高圧蓄圧器のエネルギーロスを低減させることができる。 Also, if the decelerating regeneration is shared between the oil pump motor side and the prime mover side in the temperature range of the high pressure accumulator where energy loss occurs, the burden of decelerating regeneration of the oil pump motor is reduced and energy loss occurs. It shifts outside the temperature range of the high pressure accumulator (the temperature of the high pressure accumulator decreases). Therefore, the energy loss of the high pressure accumulator can be reduced during deceleration regeneration.
以上より、減速回生時に、オイルポンプモータや高圧蓄圧器のエネルギーロスを低減させて燃費を向上させることができる。 As described above, at the time of deceleration regeneration, the energy loss of the oil pump motor and the high pressure accumulator can be reduced to improve the fuel efficiency.
また、第1条件がオイルポンプモータ回転数が所定回転数よりも大きいという条件であるので、オイルポンプモータ回転数が所定回転数よりも大きいときに、減速回生をオイルポンプモータ側及び原動機側に分担させると、オイルポンプモータの減速回生の負担が軽減し、オイルポンプモータの機械抵抗損失が大きいオイルポンプモータ高回転領域外に移行する。そのため、減速回生時に、オイルポンプモータの回収エネルギーを確実に向上させることができる。Further, since the first condition is that the oil pump motor rotational speed is larger than the predetermined rotational speed, when the oil pump motor rotational speed is larger than the predetermined rotational speed, the deceleration regeneration is performed on the oil pump motor side and the prime mover side. If it shares, the burden of the deceleration regeneration of an oil pump motor will reduce, and it will transfer out of the oil pump motor high rotation area | region where the mechanical resistance loss of an oil pump motor is large. Therefore, it is possible to reliably improve the recovery energy of the oil pump motor during deceleration regeneration.
また、第2条件が減速回生終了時における高圧蓄圧器内のガスの推定温度が所定温度よりも高いという条件であるので、減速回生終了時における高圧蓄圧器内のガスの推定温度が所定温度よりも高いときに、減速回生をオイルポンプモータ側及び原動機側に分担させると、オイルポンプモータの減速回生の負担が軽減し、熱エネルギーの消失が大きい高圧蓄圧器の高温領域外に移行する。そのため、減速回生時に、高圧蓄圧器のエネルギーロスを確実に低減させることができる。Further, since the second condition is a condition that the estimated temperature of the gas in the high pressure accumulator at the end of the deceleration regeneration is higher than the predetermined temperature, the estimated temperature of the gas in the high pressure accumulator at the end of the deceleration regeneration is higher than the predetermined temperature. However, when the deceleration regeneration is shared between the oil pump motor side and the prime mover side, the burden of the deceleration regeneration of the oil pump motor is reduced, and the high pressure accumulator where the loss of heat energy is large is shifted to the outside. Therefore, the energy loss of the high pressure accumulator can be reliably reduced during the deceleration regeneration.
また、別の発明は、車両の回生制御システムを対象とし、次のような解決手段を講じた。 Another invention is directed to a vehicle regenerative control system, and has taken the following solution.
すなわち、第2の発明は、クラッチを介して駆動輪に連結され、オイルポンプ及び油圧モータのいずれか一方として機能するオイルポンプモータと、前記オイルポンプモータに接続され、加圧下でオイル及びガスを貯留する高圧蓄圧器と、クラッチを介して前記駆動輪に連結された原動機と、前記オイルポンプモータ及び前記原動機の駆動並びに前記クラッチを制御する制御装置とを備え、前記制御装置は、減速回生時に、前記オイルポンプモータによる減速回生効率の悪いオイルポンプモータ回転数領域にあるという第1条件又はエネルギーロスが発生する前記高圧蓄圧器の温度領域にあるという第2条件を満たすか否かを判定する判定制御と、前記判定制御により前記第1条件又は前記第2条件を満たすと判定されたときに、前記オイルポンプモータ側のクラッチ及び前記原動機側のクラッチの両方を繋ぎ、減速回生を前記オイルポンプモータ側及び前記原動機側に分担させる分担制御とを実行するように構成され、前記第1条件は、オイルポンプモータ回転数が所定回転数よりも大きいという条件であり、前記第2条件は、減速回生終了時における前記高圧蓄圧器内のガスの推定温度が所定温度よりも高いという条件であることを特徴とするものである。 That is, the second invention is an oil pump motor that is connected to a drive wheel via a clutch and functions as either an oil pump or a hydraulic motor, and is connected to the oil pump motor, and supplies oil and gas under pressure. A high pressure accumulator for storing, a prime mover coupled to the drive wheel via a clutch, and a control device for controlling the drive of the oil pump motor and the prime mover and the clutch; It is determined whether or not a first condition that the oil pump motor is in an oil pump motor rotation speed region where the deceleration regeneration efficiency is poor or a second condition that the energy pump is in a temperature region of the high-pressure accumulator that generates energy loss is determined. When it is determined by the determination control and the determination control that the first condition or the second condition is satisfied, the oil Connecting both Npumota side of the clutch and the engine side of the clutch is configured to perform a sharing control to share the deceleration regeneration to the oil pump motor side and the motor side, the first condition, an oil pump motor The second condition is a condition that the estimated temperature of the gas in the high pressure accumulator at the end of the deceleration regeneration is higher than a predetermined temperature. Is.
これによれば、第1の発明と同様の作用効果が得られる。 According to this, the same effect as the first invention can be obtained .
第3の発明は、前記第2の発明において、前記原動機は、エンジンであり、前記エンジンに連結された発電機と、前記発電機に接続されたバッテリとをさらに備えていることを特徴とするものである。 According to a third aspect , in the second aspect , the prime mover is an engine, and further includes a generator connected to the engine and a battery connected to the generator. Is.
これによれば、エンジンを備えた車両の回生制御システムにおいて、減速回生時に、燃費を向上させる又は高圧蓄圧器のエネルギーロスを低減させることができる。 According to this, in a vehicle regeneration control system equipped with an engine, fuel efficiency can be improved or energy loss of the high-pressure accumulator can be reduced during deceleration regeneration.
第4の発明は、前記第2又は第3の発明において、前記原動機は、電動発電機であり、前記電動発電機に接続されたバッテリをさらに備えたことを特徴とするものである。 According to a fourth invention, in the second or third invention, the prime mover is a motor generator, and further includes a battery connected to the motor generator.
これによれば、電動発電機を備えた車両の回生制御システムにおいて、減速回生時に、燃費を向上させる又は高圧蓄圧器のエネルギーロスを低減させることができる。 According to this, in a vehicle regeneration control system including a motor generator, fuel efficiency can be improved or energy loss of the high pressure accumulator can be reduced during deceleration regeneration.
第5の発明は、前記第3又は第4の発明において、前記制御装置は、前記分担制御では、前記判定制御により前記第1条件を満たすと判定されたときに、前記オイルポンプモータの回生量が、減速回生可能量から前記車両の要求電力及び前記バッテリの充電可能量を引いた減算値である時におけるオイルポンプモータ回転数が前記所定回転数よりも大きいか否かを判定し、前記オイルポンプモータの回生量が前記減算値である時におけるオイルポンプモータ回転数が前記所定回転数よりも大きいと判定されたときに、前記車両の要求電力を増加させるように構成されていることを特徴とするものである。 According to a fifth invention, in the third or fourth invention, when the control device determines that the first condition is satisfied by the determination control in the sharing control, the regeneration amount of the oil pump motor Is a subtraction value obtained by subtracting the required power of the vehicle and the chargeable amount of the battery from the deceleration regeneration possible amount, it is determined whether the oil pump motor rotational speed is larger than the predetermined rotational speed, It is configured to increase the required power of the vehicle when it is determined that the oil pump motor rotational speed when the regeneration amount of the pump motor is the subtraction value is larger than the predetermined rotational speed. It is what.
これによれば、制御装置が、分担制御では、判定制御によりオイルポンプモータ回転数が所定回転数よりも大きいという第1条件を満たすと判定されたときに、オイルポンプモータの回生量が、減速回生可能量から車両の要求電力及びバッテリの充電可能量を引いた減算値である時におけるオイルポンプモータ回転数が所定回転数よりも大きいか否かを判定し、オイルポンプモータの回生量がその減算値である時におけるオイルポンプモータ回転数が所定回転数よりも大きいと判定されたときに、車両の要求電力を増加させるので、バッテリの過充電が抑制される。そのため、バッテリの寿命を延ばすことができる。 According to this, when the control device determines that the first condition that the oil pump motor rotation speed is larger than the predetermined rotation speed is determined by the determination control in the sharing control, the regeneration amount of the oil pump motor is reduced. It is determined whether or not the oil pump motor rotational speed is a subtraction value obtained by subtracting the required power of the vehicle and the chargeable amount of the battery from the regenerative amount, and the regenerative amount of the oil pump motor is When it is determined that the oil pump motor rotation speed at the time of the subtraction value is larger than the predetermined rotation speed, the required power of the vehicle is increased, so that overcharging of the battery is suppressed. Therefore, the life of the battery can be extended.
第6の発明は、前記第3又は第4の発明において、前記制御装置は、前記分担制御では、前記判定制御により前記第2条件を満たすと判定されたときに、前記車両の要求電力が、減速回生可能量から前記オイルポンプモータの回生可能量及び前記バッテリの充電可能量を引いた減算値以上であるか否かを判定し、前記車両の要求電力が前記減算値未満であると判定されたときに、前記車両の要求電力を増加させるように構成されていることを特徴とするものである。 According to a sixth invention, in the third or fourth invention, when the control device determines that the second condition is satisfied by the determination control in the sharing control, the required power of the vehicle is It is determined whether or not the subtraction value obtained by subtracting the regenerative amount of the oil pump motor and the rechargeable amount of the battery from the deceleration regenerative amount, and it is determined that the required power of the vehicle is less than the subtracted value. It is configured to increase the required power of the vehicle at the time.
これによれば、制御装置が、分担制御では、判定制御により減速回生終了時における高圧蓄圧器内のガスの推定温度が所定温度よりも高いという第2条件を満たすと判定されたときに、車両の要求電力が、減速回生可能量からオイルポンプモータの回生可能量及びバッテリの充電可能量を引いた減算値以上であるか否かを判定し、車両の要求電力がその減算値未満であると判定されたときに、車両の要求電力を増加させるので、バッテリの過充電が抑制される。そのため、バッテリの寿命を延ばすことができる。 According to this, when it is determined by the sharing control that the control device satisfies the second condition that the estimated temperature of the gas in the high pressure accumulator at the end of the deceleration regeneration is higher than the predetermined temperature by the determination control, the vehicle It is determined whether or not the required power of the vehicle is equal to or greater than a subtraction value obtained by subtracting the regenerative amount of the oil pump motor and the rechargeable amount of the battery from the deceleration regenerative amount, and the required power of the vehicle is less than the subtracted value When it is determined, the required power of the vehicle is increased, so that overcharging of the battery is suppressed. Therefore, the life of the battery can be extended.
第7の発明は、前記第5又は第6の発明において、前記制御装置は、前記分担制御では、冷間時に、前記バッテリの充電可能量を0とするように構成されていることを特徴とするものである。 A seventh invention is characterized in that, in the fifth or sixth invention, the control device is configured to set the chargeable amount of the battery to 0 in the cold control when cold. To do.
これによれば、制御装置が、分担制御では、特にバッテリの充電が不可能な冷間時に、バッテリの充電可能量を0とするので、冷間時には、バッテリが充電されない。そのため、バッテリの寿命を延ばすことができる。 According to this, since the control device sets the chargeable amount of the battery to 0 in the cold control in which the battery cannot be charged in the sharing control, the battery is not charged in the cold time. Therefore, the life of the battery can be extended.
第8の発明は、前記第3の発明又は第3の発明を引用する第5〜第7のいずれか1つの発明において、前記制御装置は、前記分担制御では、前記エンジンのポンピングロスを抑制するように構成されていることを特徴とするものである。 An eighth invention is the the third aspect or the third fifth to seventh quoting invention of any one of the invention, the control device, wherein in the sharing control suppresses the pumping loss of the engine It is comprised so that it may be comprised.
これによれば、制御装置が、分担制御では、エンジンのポンピングロスを抑制するので、エンジンのエネルギーロスが低減される。 According to this, since the control device suppresses the pumping loss of the engine in the sharing control, the energy loss of the engine is reduced.
第9の発明は、前記第3の発明又は第3の発明を引用する第5〜第8のいずれか1つの発明において、前記制御装置は、前記オイルポンプモータが油圧モータとして機能する時に、前記オイルポンプモータ側のクラッチ及び前記エンジン側のクラッチの両方を繋ぐように構成されていることを特徴とするものである。 A ninth aspect of the third invention or the third invention of any one of the invention of the fifth to eighth to cite, said controller, when said oil pump motor functions as a hydraulic motor, wherein It is configured to connect both the clutch on the oil pump motor side and the clutch on the engine side.
ところで、オイルポンプモータが油圧モータとして機能する時(力行時)には、エンジンが停止する。それに伴って、エンジンに連結された発電機も停止する。それにより、オイルポンプモータによる力行時には、エンジンに連結された発電機による発電が実行できない。 By the way, when the oil pump motor functions as a hydraulic motor (during power running), the engine stops. Along with that, the generator connected to the engine also stops. Thereby, at the time of powering by the oil pump motor, power generation by the generator connected to the engine cannot be executed.
ここで、第11の発明によれば、制御装置が、オイルポンプモータが油圧モータとして機能する時に、オイルポンプモータ側のクラッチ及びエンジン側のクラッチの両方を繋ぐので、エンジンに連結された発電機がオイルポンプモータの動力によって駆動される。そのため、オイルポンプモータによる力行時にも、エンジンに連結された発電機をオイルポンプモータの動力によって駆動させることができる。 According to the eleventh aspect of the invention, when the oil pump motor functions as a hydraulic motor, the control device connects both the oil pump motor side clutch and the engine side clutch. Is driven by the power of the oil pump motor . Therefore, even during powering by the oil pump motor, the generator connected to the engine can be driven by the power of the oil pump motor .
本発明によれば、減速回生時に、オイルポンプモータや高圧蓄圧器のエネルギーロスを低減させて燃費を向上させることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, at the time of deceleration regeneration, the energy loss of an oil pump motor or a high pressure accumulator can be reduced, and a fuel consumption can be improved.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The following description of the preferred embodiments is merely exemplary in nature and is not intended to limit the invention, its application, or its use.
(実施形態1)
図1に、開示する回生制御システムERSを用いた自動車C(以下、車両Cという)の一例を示す。
(Embodiment 1)
FIG. 1 shows an example of an automobile C (hereinafter referred to as a vehicle C) using the disclosed regenerative control system ERS.
回生制御システムERSは、エンジン1(原動機)、第1クラッチ2(エンジン1側のクラッチ)、トランスミッション3、ディファレンシャルギア4、駆動輪5、連結機構11、第2クラッチ12(オイルポンプモータ13側のクラッチ)、オイルポンプモータ13(図1等ではPM)、高圧蓄圧器14、低圧リザーバ15、制御装置31(図4のみ図示)などで構成されている。
The regenerative control system ERS includes an engine 1 (motor), a first clutch 2 (a clutch on the
エンジン1は、例えば、気筒休止エンジンである。エンジン1の出力軸(クランク軸)は、第1クラッチ2、トランスミッション3、ディファレンシャルギア4を介して駆動輪5に連結されている。図1は、エンジン1を動力源として走行している状態を表しており、駆動輪5は、エンジン1によって回転駆動されている。
The
また、エンジン1の出力軸は、ベルト6を介してオルタネーター7(発電機)に、ベルト6及びクラッチ(図示せず)を介して空調用コンプレッサー8に連結されている。空調用コンプレッサー8側のクラッチは、冷房時に繋げられる。エンジン1が作動している時には、オルタネーター7及び空調用コンプレッサー8はエンジン1によって駆動される。
The output shaft of the
オルタネーター7は、減速回生用バッテリ9に接続されている。減速回生用バッテリ9は、例えば、繰り返し充放電可能なリチウムイオンバッテリである。オルタネーター7が駆動輪5の動力によって駆動される時(減速回生時)には、減速回生用バッテリ9はオルタネーター7によって充電される。
The alternator 7 is connected to a
また、オルタネーター7は、DC−DCコンバータ(図示せず)を介してACC(アクセサリ用電源)及びバッテリ10に接続されている。バッテリ10は、例えば、鉛蓄電池である。
The alternator 7 is connected to an ACC (accessory power supply) and the
エンジン1が停止している時には、減速回生用バッテリ9及びバッテリ10はACCに給電する。オルタネーター7がエンジン1によって駆動される時(力行時)には、ACCはオルタネーター7によって作動されるとともに、バッテリ10はオルタネーター7によって充電される。オルタネーター7が駆動輪5の動力によって駆動される時(減速回生時)には、ACCはオルタネーター7によって作動され、その余剰電力は減速回生用バッテリ9に充電されるが、バッテリ10は充電されない。
When the
オイルポンプモータ13は、オイルポンプ及び油圧モータのいずれか一方として機能する装置であり、高圧蓄圧器14及び低圧リザーバ15に接続されている。オイルポンプモータ13の回転軸は、第2クラッチ12及び連結機構11を介して、駆動輪5への出力軸に連結されている。図1では、第2クラッチ12は切られた状態となっている。
The
図2に、連結機構11の一例を示す。
FIG. 2 shows an example of the
エンジン1の出力軸は、第1クラッチ2を介して伝達ギヤ16に連結されている。オイルポンプモータ13の回転軸は、オイルポンプモータ13側の伝達ギヤ17及び第2クラッチ12を介して伝達ギヤ18に連結されている。伝達ギヤ16,18は、デュアルクラッチトランスミッション19側の伝達ギヤ20に噛み合っている。デュアルクラッチトランスミッション19は、トランスミッション3、クラッチ21等で構成されている。伝達ギヤ20は、クラッチ21を介してトランスミッション3に連結されている。連結機構11は、伝達ギヤ16,18,20、クラッチ21で構成されている。
The output shaft of the
高圧蓄圧器14は小型の耐圧容器であり、そこには、例えば200〜400気圧レベルのオイルと空気(ガス)とが分離した状態で貯留されている。低圧リザーバ15は大型の耐圧容器であり、そこには、例えば、1〜30気圧レベルのオイルと空気とが分離した状態で貯留されている。
The high-
なお、空気は、オイルの急激な移動に伴って発生する衝撃を緩衝するためのものであり、気体であれば、窒素ガス等、その他のガスであってもよい。 The air is for buffering the impact generated by the rapid movement of oil, and may be other gas such as nitrogen gas as long as it is a gas.
図3の(a)に示すように、オイルポンプモータ13がオイルポンプとして機能する時(減速回生時)には、第2クラッチ12が繋げられることで、駆動輪5の動力がオイルポンプモータ13に入力される。それにより、低圧リザーバ15のオイルが高圧蓄圧器14へ送り込まれる。その結果、高圧蓄圧器14の内圧が上昇し、より高圧なオイルが蓄積される(減速回生)。
As shown in FIG. 3A, when the
図3の(b)に示すように、オイルポンプモータ13が油圧モータとして機能する時(力行時)には、第2クラッチ12が繋げられた状態で、高圧蓄圧器14のオイルが低圧リザーバ15に向けて流出される。そのオイルの吐出圧により、オイルポンプモータ13は油圧モータとして駆動され、その動力が駆動輪5に出力される(力行)。
As shown in FIG. 3B, when the
図4に示すように、制御装置31は、CPUやメモリ等のハードウエアと、制御プログラム等のソフトウエアとで構成されており、車両Cの減速回生や力行を総合的に制御する機能を有している。例えば、エンジン1やオイルポンプモータ13の駆動制御、第1クラッチ2や第2クラッチ12の制御なども制御装置31によって行われる。
As shown in FIG. 4, the
回生制御システムERSを制御するために、各種センサが設置されている。 Various sensors are installed to control the regenerative control system ERS.
車両Cには、車速を計測する車速センサ41と、アクセル開度を計測するアクセル開度センサ42と、車両Cの要求電力を計測する要求電力センサ43と、車内の温度を計測する車内温度センサ44とが設置されている。減速回生用バッテリ9には、減速回生用バッテリ9の電流を計測するバッテリ電流センサ45、減速回生用バッテリ9の電圧を計測するバッテリ電圧センサ46とが設置されている。オイルポンプモータ13には、その回転数を計測する回転数センサ47が設置されている。高圧蓄圧器14には、高圧蓄圧器14内の空気の温度を計測するガス温度センサ48が設置されている。
The vehicle C includes a
車両Cの運転中は、これらセンサ41〜48の計測値が、制御装置31に出力されるようになっており、制御装置31は、これら計測値に基づいて回生制御システムERSを制御する。
During operation of the vehicle C, the measurement values of these
なお、制御装置31により、バッテリ電流センサ45及びバッテリ電圧センサ46の計測値に基づいて、減速回生用バッテリ9のSOC(充電状態)が算出される。
The
ここで、減速回生は、減速回生用バッテリ9を保護するために、オイルポンプモータ13のみで負担するのが望ましい。
Here, the deceleration regeneration is preferably borne only by the
ところで、減速回生時には、オイルポンプモータ回転数によって燃費が悪化する。 By the way, at the time of deceleration regeneration, the fuel consumption is deteriorated by the rotation speed of the oil pump motor.
図5に、減速回生効率の変化の一例を示す。 FIG. 5 shows an example of a change in deceleration regeneration efficiency.
オイルポンプモータ13による減速回生効率はオイルポンプモータ13のオイル吸込/吐出効率又はオイルポンプモータ13の機械抵抗損失に依存する。これらはオイルポンプモータ回転数に依存する。そのため、その減速回生効率の悪いオイルポンプモータ回転数領域で、オイルポンプモータ13による減速回生が実行されると、燃費が悪化する。
The deceleration regeneration efficiency by the
また、減速回生時には、高圧蓄圧器14内の温度変化によってエネルギーロスが発生する。
Further, at the time of deceleration regeneration, energy loss occurs due to a temperature change in the
図6に、減速回生時の高圧蓄圧器14での温度変化の一例を示す。破線が車速の変化を、実線が高圧蓄圧器の温度変化を表している。なお、図6では、トランスミッション3のギヤ比を一定にしているため、破線はオイルポンプモータ回転数の変化を表していることとなる。
In FIG. 6, an example of the temperature change in the high voltage |
車速が急激に減速してオイルポンプとして機能するオイルポンプモータ13の回転数が急激に上昇し、高圧蓄圧器14にオイルが一気に送り込まれると、それに伴って高圧蓄圧器14内の空気が圧縮される(断熱圧縮)。それにより、空気の圧力及び温度が上昇し、その熱が伝わることで高圧蓄圧器14の温度が一気に上昇する。その後は、放熱によって次第に高圧蓄圧器14の温度が低下し、常温に戻る。その結果、放熱によって消失する熱エネルギーの分だけ高圧蓄圧器14に蓄積されるエネルギーが、減速回生直後よりも減少する。例えば、車速が急激に60km/h減速した場合には、高圧蓄圧器14は80℃近くまで温度上昇した後に、熱エネルギーを消失しながら、常温に戻る。
When the speed of the
そこで、回生制御システムERSでは、制御装置31により、減速回生時に、オイルポンプモータ13による減速回生効率の悪いオイルポンプモータ回転数領域にあるとき又はエネルギーロスが発生する高圧蓄圧器14の温度領域にあるときに、その領域外になるように、減速回生(回生エネルギー)をエンジン1側及びオイルポンプモータ13側に分担させる。
Therefore, in the regenerative control system ERS, the
具体的に、制御装置31により、減速回生開始時(減速開始時)に、オイルポンプモータ回転数が所定回転数よりも大きいという条件(オイルポンプモータ13による減速回生効率の悪いオイルポンプモータ回転数領域にあるという第1条件)又は減速回生終了時(減速終了時)における高圧蓄圧器14内の空気の推定温度が所定温度よりも高いという条件(エネルギーロスが発生する高圧蓄圧器14の温度領域にあるという第2条件)を満たすか否かを判定する判定制御が実行される(判定工程)。
Specifically, the
なお、所定回転数は、例えば、オイルポンプモータ13による減速回生効率の最も良い回転数に予め設定されている。また、所定温度は、例えば、減速回生終了時における高圧蓄圧器14内の空気の推定温度がこの所定温度以下であると、減速回生時に高圧蓄圧器14の温度変化によって発生するエネルギーロスが低減するような温度に予め設定されている。
The predetermined rotation speed is set in advance to, for example, a rotation speed with the best deceleration regeneration efficiency by the
そして、判定制御によりそれらの条件の一方(オイルポンプモータ回転数が所定回転数よりも大きいという条件又は減速回生終了時における高圧蓄圧器14内の空気の推定温度が所定温度よりも高いという条件)を満たすと判定されたときに、制御装置31により、図7に示すように、第1クラッチ2及び第2クラッチ12の両方を繋ぎ、減速回生をエンジン1側及びオイルポンプモータ13側に分担させる分担制御が実行される(分担工程)。
And one of those conditions by the judgment control (a condition that the oil pump motor rotational speed is larger than the predetermined rotational speed or a condition that the estimated temperature of the air in the
図8は、その制御の一例を示す。 FIG. 8 shows an example of the control.
まず、制御装置31には、アクセル開度センサ33の計測値(アクセル開度)が入力される(ステップSA1)。そして、制御装置31は、アクセル開度センサ33の計測値(アクセル開度)に基づいて、減速回生が開始したか否かを判定する(ステップSA2)。
First, the measured value (accelerator opening) of the accelerator opening sensor 33 is input to the control device 31 (step SA1). And the
減速回生が開始したと判定した場合には(ステップSA2でYES)、制御装置31は、制御をステップSA3に進め、開始していないと判定した場合には(ステップSA2でNO)、制御装置31は、制御をステップSA1に戻す。
When it is determined that the deceleration regeneration has started (YES in step SA2), the
ステップSA3では、制御装置31には、回転数センサ47の計測値(オイルポンプモータ回転数R1)が入力される。そして、制御装置31は、回転数センサ47の計測値(オイルポンプモータ回転数R1)が所定回転数よりも大きいか否かを判定する判定制御を実行する(ステップSA4)。
In step SA3, the measured value (oil pump motor rotational speed R1) of the
回転数センサ47の計測値(オイルポンプモータ回転数R1)が所定回転数よりも大きいと判定した場合には(ステップSA4でYES)、制御装置31は、制御をステップSA5に進め、所定回転数以下であると判定した場合には(ステップSA4でNO)、制御装置31は、制御をステップSA9に進める。
When it is determined that the measured value (oil pump motor rotational speed R1) of the
ステップSA5では、制御装置31は、減速回生開始時のオイルポンプモータ回転数と減速回生終了時の推定オイルポンプモータ回転数に基づいて(又は減速回生開始時の車速及びギヤ比から求められるオイルポンプモータ回転数と減速回生終了時の推定車速及びギヤ比から求められる推定オイルポンプモータ回転数に基づいて)、減速回生可能量REを算出する。また、制御装置31には、要求電力センサ43の計測値(車両要求電力VE)が入力される(ステップSA5)。さらに、制御装置31には、バッテリ電流センサ45及びバッテリ電圧センサ46の計測値(減速回生用バッテリ9のSOC及びSOH)が入力される(ステップSA5)。そして、制御装置31は、バッテリ電流センサ45及びバッテリ電圧センサ46の計測値(減速回生用バッテリ9のSOC及びSOH)に基づいて、減速回生用バッテリ9の充電可能量EBを算出する(ステップSA5)。なお、冷間時には、減速回生用バッテリ9の充電可能量EBを0とする。
In step SA5, the
そして、制御装置31は、オイルポンプモータ13の回生量が、減速回生可能量REから要求電力センサ43の計測値(車両要求電力VE)及び減速回生用バッテリ9の充電可能量EBを引いた減算値である時におけるオイルポンプモータ回転数R2を算出する(ステップSA6)。その後、制御装置31は、オイルポンプモータ13の回生量がその減算値である時におけるオイルポンプモータ回転数R2が所定回転数よりも大きいか否かを判定する(ステップSA7)。
Then, the
オイルポンプモータ回転数R2が所定回転数よりも大きいと判定した場合には(ステップSA7でYES)、制御装置31は、制御をステップSA8に進め、所定回転数以下であると判定した場合には(ステップSA7でNO)、制御装置31は、制御をステップSA13に進める。
When it is determined that the oil pump motor rotational speed R2 is greater than the predetermined rotational speed (YES in step SA7), the
ステップSA8では、制御装置31は、第1クラッチ2及び第2クラッチ12の両方を繋ぎ、減速回生をエンジン1側及びオイルポンプモータ13側に分担させる分担制御を実行する。具体的に、オイルポンプモータ13の回生量を減速回生可能量REから車両要求電力VE及び減速回生用バッテリ9の充電可能量EBを引いた減算値と、減速回生用バッテリ9の充電量を減速回生用バッテリ9の充電可能量EBと、オルタネーター7の回生発電量を車両要求電力VE及び減速回生用バッテリ9の充電可能量EBを足した加算値とする。
In step SA8, the
また、制御装置31は、車両Cの要求電力を現在値よりも増加させる(ステップSA8)。例えば、冷暖房時には、空調の送風強度を増加させる。また、暖房時には、シートヒーター(図示せず)を作動させる。さらに、制御装置31は、冷房時に、空調用コンプレッサー8側のクラッチを繋ぐことで、空調用コンプレッサー8を駆動輪5の動力によって駆動させる(ステップSA8)。また、制御装置31は、エンジン1のポンピングロスを抑制する(ステップSA8)。例えば、エンジン1の所定気筒の吸排気弁を閉じて燃料噴射を停止する気筒休止したり、EGR量を増加させたりする。そして、制御装置31は、減速回生が終了したときに、制御を終了する。
Further, the
ステップSA13では、制御装置31は、ステップSA8と同様、第1クラッチ2及び第2クラッチ12の両方を繋ぎ、減速回生をエンジン1側及びオイルポンプモータ13側に分担させる分担制御を実行する。具体的に、オイルポンプモータ13の回生量、減速回生用バッテリ9の充電量、及びオルタネーター7の回生発電量を、ステップSA8と同様とする。また、制御装置31は、エンジン1のポンピングロスを抑制する(ステップSA13)。そして、制御装置31は、減速回生が終了したときに、制御を終了する。
In step SA13, as in step SA8, the
ステップSA9では、制御装置31は、減速回生開始時のオイルポンプモータ回転数と減速回生終了時の推定オイルポンプモータ回転数に基づいて(又は減速回生開始時の車速及びギヤ比から求められるオイルポンプモータ回転数と減速回生終了時の推定車速及びギヤ比から求められる推定オイルポンプモータ回転数に基づいて)、減速回生終了時における高圧蓄圧器14内の空気の温度を推定する。そして、制御装置31は、減速回生終了時における高圧蓄圧器14内の空気の推定温度が所定温度よりも高いか否かを判定する判定制御を実行する(ステップSA10)。
In step SA9, the
その推定温度が所定温度よりも高いと判定した場合には(ステップSA10でYES)、制御装置31は、制御をステップSA11に進め、所定温度以下であると判定した場合には(ステップSA10でNO)、制御装置31は、制御をステップSA15に進める。
If it is determined that the estimated temperature is higher than the predetermined temperature (YES in step SA10),
ステップSA11では、制御装置31は、減速回生開始時のオイルポンプモータ回転数と減速回生終了時の推定オイルポンプモータ回転数に基づいて(又は減速回生開始時の車速及びギヤ比から求められるオイルポンプモータ回転数と減速回生終了時の推定車速及びギヤ比から求められる推定オイルポンプモータ回転数に基づいて)、減速回生可能量REを算出する。また、制御装置31には、要求電力センサ43の計測値(車両要求電力VE)が入力される(ステップSA11)。さらに、制御装置31には、バッテリ電流センサ45及びバッテリ電圧センサ46の計測値(減速回生用バッテリ9のSOC及びSOH)が入力される(ステップSA11)。そして、制御装置31は、バッテリ電流センサ45及びバッテリ電圧センサ46の計測値(減速回生用バッテリ9のSOC及びSOH)に基づいて、減速回生用バッテリ9の充電可能量EBを算出する(ステップSA11)。なお、冷間時には、ステップSA8と同様、減速回生用バッテリ9の充電可能量EBを0とする。また、制御装置31は、減速回生終了時における高圧蓄圧器14内の空気の推定温度に基づいて、オイルポンプモータ13の回生可能量EHを推定する(ステップSA11)。
In step SA11, the
そして、制御装置31は、要求電力センサ43の計測値(車両要求電力VE)が、減速回生可能量REから減速回生用バッテリ9の充電可能量EB及びオイルポンプモータ13の推定回生可能量EHを引いた減算値以上であるか否かを判定する(ステップSA12)。
Then, the
要求電力センサ43の計測値(車両要求電力VE)がその減算値以上であると判定した場合には(ステップSA12でYES)、制御装置31は、制御をステップSA13に進め、その減算値未満であると判定した場合には(ステップSA12でNO)、制御装置31は、制御をステップSA14に進める。
When it is determined that the measured value (vehicle required power VE) of required
ステップSA14では、制御装置31は、ステップSA8と同様、第1クラッチ2及び第2クラッチ12の両方を繋ぎ、減速回生をエンジン1側及びオイルポンプモータ13側に分担させる分担制御を実行する。具体的に、オイルポンプモータ13の回生量をオイルポンプモータ13の推定回生可能量EHと、減速回生用バッテリ9の充電量を減速回生用バッテリ9の充電可能量EBと、オルタネーター7の回生発電量を車両要求電力VE及び減速回生用バッテリ9の充電可能量EBを足した加算値とする。
In step SA14, as in step SA8, the
また、制御装置31は、ステップSA8と同様、車両Cの要求電力を現在値よりも増加させるとともに、冷房時には、空調用コンプレッサー8を駆動輪5の動力によって駆動させ、さらに、エンジン1のポンピングロスを抑制する(ステップSA14)。そして、制御装置31は、減速回生が終了したときに、制御を終了する。
Further, as in step SA8, the
ステップSA15では、オイルポンプモータ13のみによる減速回生を実行する。そして、制御装置31は、減速回生が終了したときに、制御を終了する。
In step SA15, deceleration regeneration by only the
−効果−
以上より、本実施形態によれば、制御装置31が、判定制御では、減速回生時に、オイルポンプモータ13による減速回生効率の悪いオイルポンプモータ回転数領域にあるという条件又はエネルギーロスが発生する高圧蓄圧器14の温度領域にあるという条件を満たすか否かを判定し、分担制御では、判定制御によりそれらの条件の一方を満たすと判定されたときに、第1クラッチ2及び第2クラッチ12の両方を繋ぎ、減速回生をエンジン1側及びオイルポンプモータ13側に分担させる。
-Effect-
As described above, according to the present embodiment, in the determination control, the
このように、オイルポンプモータ13による減速回生効率の悪いオイルポンプモータ回転数領域にあるときに、減速回生をエンジン1側及びオイルポンプモータ13側に分担させると、オイルポンプモータ13の減速回生の負担が軽減し、オイルポンプモータ13による減速回生効率の悪いオイルポンプモータ回転数領域外に移行する(オイルポンプモータ回転数が小さくなる)。そのため、減速回生時に、オイルポンプモータ13の回収エネルギーを向上させることができる。
As described above, when the deceleration regeneration is shared between the
また、エネルギーロスが発生する高圧蓄圧器14の温度領域にあるときに、減速回生をエンジン1側及びオイルポンプモータ13側に分担させると、オイルポンプモータ13の減速回生の負担が軽減し、エネルギーロスが発生する高圧蓄圧器14の温度領域外に移行する(高圧蓄圧器14の温度が低下する)。そのため、減速回生時に、高圧蓄圧器14のエネルギーロスを低減させることができる。
Further, when the deceleration regeneration is shared between the
以上より、減速回生時に、オイルポンプモータ13や高圧蓄圧器14のエネルギーロスを低減させて燃費を向上させることができる。
From the above, at the time of deceleration regeneration, the energy loss of the
また、オイルポンプモータ13による減速回生効率の悪いオイルポンプモータ回転数領域にあるという第1条件が、オイルポンプモータ回転数が所定回転数よりも大きいという条件であるので、オイルポンプモータ回転数が所定回転数よりも大きいときに、減速回生をエンジン1側及びオイルポンプモータ13側に分担させると、オイルポンプモータ13の減速回生の負担が軽減し、オイルポンプモータ13の機械抵抗損失が大きいオイルポンプモータ高回転領域外に移行する。そのため、減速回生時に、オイルポンプモータ13の回収エネルギーを確実に向上させることができる。
In addition, the first condition that the
また、エネルギーロスが発生する高圧蓄圧器14の温度領域にあるという第2条件が、減速回生終了時における高圧蓄圧器14内の空気の推定温度が所定温度よりも高いという条件であるので、減速回生終了時における高圧蓄圧器14内の空気の推定温度が所定温度よりも高いときに、減速回生をエンジン1側及びオイルポンプモータ13側に分担させると、オイルポンプモータ13の減速回生の負担が軽減し、熱エネルギーの消失が大きい高圧蓄圧器14の高温領域外に移行する。そのため、減速回生時に、高圧蓄圧器14のエネルギーロスを確実に低減させることができる。
In addition, the second condition that the energy loss occurs in the temperature region of the
また、本実施形態によれば、エンジン1を備えた回生制御システムERSにおいて、減速回生時に、燃費を向上させる又は高圧蓄圧器14のエネルギーロスを低減させることができる。
Moreover, according to this embodiment, in the regeneration control system ERS provided with the
また、制御装置31が、分担制御では、判定制御によりオイルポンプモータ回転数が所定回転数よりも大きいという条件を満たすと判定されたときに、オイルポンプモータ13の回生量が、減速回生可能量REから車両Cの要求電力VE及び減速回生用バッテリ9の充電可能量EBを引いた減算値である時におけるオイルポンプモータ回転数が所定回転数よりも大きいか否かを判定し、オイルポンプモータ13の回生量がその減算値である時におけるオイルポンプモータ回転数が所定回転数よりも大きいと判定されたときに、車両Cの要求電力を増加させるので、減速回生用バッテリ9の過充電が抑制される。そのため、減速回生用バッテリ9の寿命を延ばすことができる。
Further, when the
また、制御装置31が、分担制御では、判定制御により減速回生終了時における高圧蓄圧器14内の空気の推定温度が所定温度よりも高いという条件を満たすと判定されたときに、車両Cの要求電力VEが、減速回生可能量REから減速回生用バッテリ9の充電可能量EB及びオイルポンプモータ13の回生可能量EHを引いた減算値以上であるか否かを判定し、車両Cの要求電力VEがその減算値未満であると判定されたときに、車両Cの要求電力を増加させるので、減速回生用バッテリ9の過充電が抑制される。そのため、減速回生用バッテリ9の寿命を延ばすことができる。
Further, when the
また、制御装置31が、分担制御では、特に減速回生用バッテリ9の充電が不可能な冷間時に、減速回生用バッテリ9の充電可能量EBを0とするので、冷間時には、減速回生用バッテリ9が充電されない。そのため、減速回生用バッテリ9の寿命を延ばすことができる。
Further, in the sharing control, the
また、制御装置31が、分担制御では、エンジン1のポンピングロスを抑制するので、エンジン1のエネルギーロスが低減される。
Further, since the
なお、本実施形態では、エンジン1によって駆動される装置として、オルタネーター7及び空調用コンプレッサー8を設けたが、これに限らず、例えば、圧縮空気ポンプ(図示せず)をさらに設けてもよい。この圧縮空気ポンプは、低圧リザーバ15から取り出した圧縮空気により、冷熱の生成、温熱の生成、発電及び負圧の生成のうち少なくとも1つを実行するときに、低圧リザーバ15に圧縮空気を補うために、低圧リザーバ15に圧縮空気を送る装置である。
In the present embodiment, the alternator 7 and the
(実施形態2)
本実施形態は、オイルポンプモータ13が油圧モータとして機能する時に、第1クラッチ2及び第2クラッチ12の両方を繋ぐ点が実施形態1と異なっているが、その他の点については、実施形態1と同様の構成である。そこで、以下の説明では、実施形態1の構成要素と同様の構成要素については、重複説明を省略する場合がある。
(Embodiment 2)
The present embodiment is different from the first embodiment in that both the
ところで、オイルポンプモータ13が油圧モータとして機能する時(力行時)には、エンジン1が停止する。それに伴って、オルタネーター7及び空調用コンプレッサー8も停止する。それにより、オイルポンプモータ13による力行時には、オルタネーター7による発電が実行できず、冷房(空調)も実施できない。その結果、ACCをバッテリ10で作動させる(車両Cの要求電力をバッテリ10で負担する)ことになり、バッテリ10の寿命が短縮する。
By the way, when the
そこで、回生制御システムERSでは、制御装置31により、オイルポンプモータ13が油圧モータとして機能する時に、第1クラッチ2及び第2クラッチ12の両方を繋ぎ、エンジン1、オルタネーター7及び空調用コンプレッサー8をオイルポンプモータ13の動力によって駆動させる。
Therefore, in the regenerative control system ERS, when the
より詳細に、制御装置31は、冷房時に、空調用コンプレッサー8側のクラッチを繋げることで、空調用コンプレッサー8をオイルポンプモータ13の動力によって駆動させる。また、制御装置31は、エンジン1のポンピングロスを抑制する。例えば、上述の如く気筒休止する。さらに、制御装置31は、オイルポンプモータ13の駆動要求、車両Cの要求電力及び空調用コンプレッサー8の駆動要求のすべてをオイルポンプモータ13で負担するように、オイルポンプモータ13の駆動制御を行う。また、制御装置31は、急加速時に、オイルポンプモータ13の駆動要求を優先するために、第1クラッチ2を切る。それにより、オルタネーター7及び空調用コンプレッサー8が停止する。
More specifically, the
−効果−
以上により、本実施形態によれば、実施形態1と同様の効果が得られる。
-Effect-
As described above, according to the present embodiment, the same effects as those of the first embodiment can be obtained.
また、制御装置31が、オイルポンプモータ13が油圧モータとして機能する時に、第1クラッチ2及び第2クラッチ12の両方を繋ぐので、エンジン1に連結されたオルタネーター7及び空調用コンプレッサー8がオイルポンプモータ13の動力によって駆動される。そのため、オイルポンプモータ13による力行時にも、オルタネーター7及び空調用コンプレッサー8をオイルポンプモータ13の動力によって駆動させることができる。また、オイルポンプモータ13が油圧モータとして機能する時には、オルタネーター7がオイルポンプモータ13の動力によって駆動されるので、ACCがオルタネーター7によって作動される。そのため、バッテリ10の寿命を延ばすことができる。
Further, since the
(実施形態3)
本実施形態は、エンジン1の代わりに、モータジェネレータ101(電動発電機)を備える点等が実施形態1と異なっているが、その他の点については、実施形態1と同様の構成である。そこで、以下の説明では、実施形態1の構成要素と同様の構成要素については、重複説明を省略する場合がある。
(Embodiment 3)
The present embodiment is different from the first embodiment in that a motor generator 101 (motor generator) is provided instead of the
図9に示すように、モータジェネレータ101は、モータ及びジェネレータのいずれか一方として機能する装置である。モータジェネレータ101の出力軸は、第1クラッチ2、ディファレンシャルギア4を介して駆動輪5に連結されている。つまり、本実施形態は、トランスミッション3を備えていない。図9は、モータジェネレータ101を動力源として走行している状態を表しており、駆動輪5は、モータジェネレータ101によって回転駆動されている。
As shown in FIG. 9, the
モータジェネレータ101は、インバータ(図示せず)を介して駆動用バッテリ102に接続されている。モータジェネレータ101の駆動は、インバータによって制御される。駆動用バッテリ102は、例えば、リチウムイオンバッテリである。
The
また、モータジェネレータ101及び駆動用バッテリ102は、DC−DCコンバータ(図示せず)を介してACC及びバッテリ10に接続されている。バッテリ10は、例えば、鉛蓄電池である。
The
モータジェネレータ101が停止している時には、バッテリ10及び駆動用バッテリ102はACCに給電する。モータジェネレータ101がモータとして機能する時(力行時)には、駆動用バッテリ102はモータジェネレータ101に給電する。モータジェネレータ101がジェネレータとして機能する時(減速回生時)には、ACCはモータジェネレータ101によって作動されるとともに、駆動用バッテリ102はモータジェネレータ101によって充電され、バッテリ10はSOCが所定値未満の場合にのみ充電される。
When the
図10に示すように、駆動用バッテリ102には、駆動用バッテリ102の電流を計測するバッテリ電流センサ145、駆動用バッテリ102の電圧を計測するバッテリ電圧センサ146とが設置されている。
As shown in FIG. 10, the
回生制御システムERSでは、制御装置31により、減速回生時に、オイルポンプモータ13による減速回生効率の悪いオイルポンプモータ回転数領域にあるとき又はエネルギーロスが発生する高圧蓄圧器14の温度領域にあるときに、その領域外になるように、減速回生をモータジェネレータ101側及びオイルポンプモータ13側に分担させる。
In the regenerative control system ERS, the
具体的に、制御装置31により、減速回生開始時に、オイルポンプモータ回転数が所定回転数よりも大きいという条件又は減速回生終了時における高圧蓄圧器14内の空気の推定温度が所定温度よりも高いという条件を満たすか否かを判定する判定制御が実行される(判定工程)。
Specifically, the
そして、判定制御によりそれらの条件の一方(オイルポンプモータ回転数が所定回転数よりも大きいという条件又は減速回生終了時における高圧蓄圧器14内の空気の推定温度が所定温度よりも高いという条件)を満たすと判定されたときに、制御装置31により、図11に示すように、第1クラッチ2及び第2クラッチ12の両方を繋ぎ、減速回生をモータジェネレータ101側及びオイルポンプモータ13側に分担させる分担制御が実行される(分担工程)。
And one of those conditions by the judgment control (a condition that the oil pump motor rotational speed is larger than the predetermined rotational speed or a condition that the estimated temperature of the air in the
図12は、その制御の一例を示す。 FIG. 12 shows an example of the control.
ステップSB1〜ステップSB15は、それぞれ、実施形態1のステップSA1〜ステップSA15に対応する。本実施形態は、実施形態1とほぼ同様の制御である。そこで、以下の説明では、実施形態1と同様の制御については、重複説明を省略する場合がある。 Steps SB1 to SB15 correspond to Steps SA1 to SA15 of the first embodiment, respectively. The present embodiment is almost the same control as the first embodiment. Therefore, in the following description, redundant description of the same control as in the first embodiment may be omitted.
ステップSB5では、制御装置31には、バッテリ電流センサ145及びバッテリ電圧センサ146の計測値(駆動用バッテリ102のSOC及びSOH)が入力される(ステップSB5)。そして、制御装置31は、バッテリ電流センサ145及びバッテリ電圧センサ146の計測値(駆動用バッテリ102のSOC及びSOH)に基づいて、駆動用バッテリ102の充電可能量EBを算出する(ステップSB5)。なお、冷間時には、駆動用バッテリ102の充電可能量EBを0とする。
In step SB5, the measured values of the battery current sensor 145 and the battery voltage sensor 146 (SOC and SOH of the driving battery 102) are input to the control device 31 (step SB5). Then,
そして、制御装置31は、オイルポンプモータ13の回生量が、減速回生可能量REから要求電力センサ43の計測値(車両要求電力VE)及び駆動用バッテリ102の充電可能量EBを引いた減算値である時におけるオイルポンプモータ回転数R2を算出する(ステップSB6)。
Then, the
ステップSB8では、制御装置31は、第1クラッチ2及び第2クラッチ12の両方を繋ぎ、減速回生をモータジェネレータ101側及びオイルポンプモータ13側に分担させる分担制御を実行する。具体的に、オイルポンプモータ13の回生量を減速回生可能量REから車両要求電力VE及び駆動用バッテリ102の充電可能量EBを引いた減算値と、駆動用バッテリ102の充電量を駆動用バッテリ102の充電可能量EBと、モータジェネレータ101の回生発電量を車両要求電力VE及び駆動用バッテリ102の充電可能量EBを足した加算値とする。
In step SB8, the
また、制御装置31は、車両Cの要求電力を現在値よりも増加させる(ステップSB88)。例えば、冷暖房時には、空調の送風強度を増加させる。そして、制御装置31は、減速回生が終了したときに、制御を終了する。
In addition,
ステップSB13では、制御装置31は、ステップSB8と同様、第1クラッチ2及び第2クラッチ12の両方を繋ぎ、減速回生をモータジェネレータ101側及びオイルポンプモータ13側に分担させる分担制御を実行する。具体的に、オイルポンプモータ13の回生量、駆動用バッテリ102の充電量、及びモータジェネレータ101の回生発電量を、ステップSB8と同様とする。そして、制御装置31は、減速回生が終了したときに、制御を終了する。
In step SB13, similarly to step SB8, the
ステップSB11では、制御装置31には、バッテリ電流センサ145及びバッテリ電圧センサ146の計測値(駆動用バッテリ102のSOC及びSOH)が入力される(ステップSB11)。そして、制御装置31は、バッテリ電流センサ145及びバッテリ電圧センサ146の計測値(駆動用バッテリ102のSOC及びSOH)に基づいて、駆動用バッテリ102の充電可能量EBを算出する(ステップSB11)。なお、冷間時には、ステップSB8と同様、駆動用バッテリ102の充電可能量EBを0とする。
In step SB11, the measured values (SOC and SOH of the driving battery 102) of the battery current sensor 145 and the battery voltage sensor 146 are input to the control device 31 (step SB11). Then,
そして、制御装置31は、要求電力センサ43の計測値(車両要求電力VE)が、減速回生可能量REから駆動用バッテリ102の充電可能量EB及びオイルポンプモータ13の推定回生可能量EHを引いた減算値以上であるか否かを判定する(ステップSB12)。
Then, the
ステップSB14では、制御装置31は、ステップSB8と同様、第1クラッチ2及び第2クラッチ12の両方を繋ぎ、減速回生をモータジェネレータ101側及びオイルポンプモータ13側に分担させる分担制御を実行する。具体的に、オイルポンプモータ13の回生量をオイルポンプモータ13の推定回生可能量EHと、駆動用バッテリ102の充電量を駆動用バッテリ102の充電可能量EBと、モータジェネレータ101の回生発電量を車両要求電力VE及びバッテリ101の充電可能量EBを足した加算値とする。
In step SB14, as in step SB8, the
また、制御装置31は、ステップSB8と同様、車両Cの要求電力を現在値よりも増加させる(ステップSB14)。そして、制御装置31は、減速回生が終了したときに、制御を終了する。
Moreover, the
以上により、本実施形態によれば、実施形態1と同様の効果が得られる。 As described above, according to the present embodiment, the same effects as those of the first embodiment can be obtained.
また、本実施形態によれば、モータジェネレータ101を備えた回生制御システムERSにおいて、減速回生時に、燃費を向上させる又は高圧蓄圧器14のエネルギーロスを低減させることができる。
Further, according to the present embodiment, in the regenerative control system ERS including the
(その他の実施形態)
前記各実施形態では、減速回生開始時に、オイルポンプモータ回転数が所定回転数よりも大きいという条件又は減速回生終了時における高圧蓄圧器14内の空気の推定温度が所定温度よりも高いという条件を満たすか否かを判定したが、それらの条件の一方を満たすか否かを判定してもよい。
(Other embodiments)
In each of the above embodiments, the condition that the oil pump motor rotational speed is larger than the predetermined rotational speed at the start of deceleration regeneration or the condition that the estimated temperature of the air in the high-
また、本発明の趣旨を逸脱しない限り、前記各実施形態の構成要素を任意に組み合わせてもよい。 Further, the constituent elements of the above embodiments may be arbitrarily combined without departing from the spirit of the present invention.
以上説明したように、本発明に係る車両の回生制御方法及び回生制御システムは、減速回生時に、オイルポンプモータや高圧蓄圧器のエネルギーロスを低減させて燃費を向上させることが必要な用途等に適用することができる。 As described above, the vehicle regenerative control method and the regenerative control system according to the present invention are used for applications where it is necessary to improve the fuel consumption by reducing the energy loss of the oil pump motor or the high-pressure accumulator during deceleration regeneration. Can be applied.
1 エンジン(原動機)
2 第1クラッチ(原動機側のクラッチ)
5 駆動輪
7 オルタネーター(発電機)
9 減速回生用バッテリ
12 第2クラッチ(オイルポンプモータ側のクラッチ)
14 高圧蓄圧器
31 制御装置
101 モータジェネレータ(原動機、電動発電機)
102 駆動用バッテリ
C 車両
ERS 回生制御システム
1 engine (motor)
2 First clutch (motor side clutch)
5 Drive wheel 7 Alternator (generator)
9 Battery for
14
102 drive battery C vehicle ERS regenerative control system
Claims (9)
前記車両は、原動機と、前記オイルポンプモータに接続され、加圧下でオイル及びガスを貯留する高圧蓄圧器とをさらに備え、
前記オイルポンプモータ及び前記原動機は、クラッチを介して駆動輪に連結され、
減速回生時に、前記オイルポンプモータによる減速回生効率の悪いオイルポンプモータ回転数領域にあるという第1条件又はエネルギーロスが発生する前記高圧蓄圧器の温度領域にあるという第2条件を満たすか否かを判定する判定工程と、
前記判定工程により前記第1条件又は前記第2条件を満たすと判定されたときに、前記オイルポンプモータ側のクラッチ及び前記原動機側のクラッチの両方を繋ぎ、減速回生を前記オイルポンプモータ側及び前記原動機側に分担させる分担工程とを含み、
前記第1条件は、オイルポンプモータ回転数が所定回転数よりも大きいという条件であり、
前記第2条件は、減速回生終了時における前記高圧蓄圧器内のガスの推定温度が所定温度よりも高いという条件であることを特徴とする車両の回生制御方法。 A vehicle regeneration control method comprising an oil pump motor that functions as either an oil pump or a hydraulic motor,
The vehicle further includes a prime mover and a high-pressure accumulator connected to the oil pump motor and storing oil and gas under pressure,
The oil pump motor and the prime mover are coupled to a drive wheel via a clutch,
Whether or not the first condition that the oil pump motor is in an oil pump motor rotational speed region where the speed reduction regeneration efficiency is low or the second condition that the energy loss occurs is in the temperature region of the high-pressure accumulator during deceleration regeneration A determination step of determining
When it is determined by the determination step that the first condition or the second condition is satisfied, both the clutch on the oil pump motor side and the clutch on the prime mover side are connected, and deceleration regeneration is performed on the oil pump motor side and the viewing including the sharing step of sharing to the prime mover side,
The first condition is a condition that the number of rotations of the oil pump motor is larger than a predetermined number of rotations,
The vehicle regeneration control method , wherein the second condition is a condition that an estimated temperature of the gas in the high-pressure accumulator at the end of deceleration regeneration is higher than a predetermined temperature .
クラッチを介して駆動輪に連結され、オイルポンプ及び油圧モータのいずれか一方として機能するオイルポンプモータと、
前記オイルポンプモータに接続され、加圧下でオイル及びガスを貯留する高圧蓄圧器と、
クラッチを介して前記駆動輪に連結された原動機と、
前記オイルポンプモータ及び前記原動機の駆動並びに前記クラッチを制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、
減速回生時に、前記オイルポンプモータによる減速回生効率の悪いオイルポンプモータ回転数領域にあるという第1条件又はエネルギーロスが発生する前記高圧蓄圧器の温度領域にあるという第2条件を満たすか否かを判定する判定制御と、
前記判定制御により前記第1条件又は前記第2条件を満たすと判定されたときに、前記オイルポンプモータ側のクラッチ及び前記原動機側のクラッチの両方を繋ぎ、減速回生を前記オイルポンプモータ側及び前記原動機側に分担させる分担制御とを実行するように構成され、
前記第1条件は、オイルポンプモータ回転数が所定回転数よりも大きいという条件であり、
前記第2条件は、減速回生終了時における前記高圧蓄圧器内のガスの推定温度が所定温度よりも高いという条件であることを特徴とする車両の回生制御システム。 In the vehicle regeneration control system,
An oil pump motor connected to the drive wheel via a clutch and functioning as one of an oil pump and a hydraulic motor;
A high pressure accumulator connected to the oil pump motor and storing oil and gas under pressure;
A prime mover coupled to the drive wheel via a clutch;
A control device that controls the drive of the oil pump motor and the prime mover and the clutch;
The controller is
Whether or not the first condition that the oil pump motor is in an oil pump motor rotational speed region where the speed reduction regeneration efficiency is low or the second condition that the energy loss occurs is in the temperature region of the high-pressure accumulator during deceleration regeneration Determination control for determining
When it is determined by the determination control that the first condition or the second condition is satisfied, both the clutch on the oil pump motor side and the clutch on the prime mover side are connected, and deceleration regeneration is performed on the oil pump motor side and the It is configured to execute the sharing control to be shared by the prime mover side ,
The first condition is a condition that the number of rotations of the oil pump motor is larger than a predetermined number of rotations,
The vehicle regeneration control system is characterized in that the second condition is a condition that an estimated temperature of gas in the high pressure accumulator at the end of deceleration regeneration is higher than a predetermined temperature .
前記原動機は、エンジンであり、
前記エンジンに連結された発電機と、
前記発電機に接続されたバッテリとをさらに備えていることを特徴とする車両の回生制御システム。 In regeneration control system according to claim 2 Symbol placement of the vehicle,
The prime mover is an engine;
A generator coupled to the engine;
A regenerative control system for a vehicle, further comprising a battery connected to the generator.
前記原動機は、電動発電機であり、
前記電動発電機に接続されたバッテリをさらに備えたことを特徴とする車両の回生制御システム。 In the regeneration control system of the vehicle according to claim 2 or 3 ,
The prime mover is a motor generator;
A regenerative control system for a vehicle, further comprising a battery connected to the motor generator.
前記制御装置は、前記分担制御では、前記判定制御により前記第1条件を満たすと判定されたときに、前記オイルポンプモータの回生量が、減速回生可能量から前記車両の要求電力及び前記バッテリの充電可能量を引いた減算値である時におけるオイルポンプモータ回転数が前記所定回転数よりも大きいか否かを判定し、前記オイルポンプモータの回生量が前記減算値である時におけるオイルポンプモータ回転数が前記所定回転数よりも大きいと判定されたときに、前記車両の要求電力を増加させるように構成されていることを特徴とする車両の回生制御システム。 In the vehicle regeneration control system according to claim 3 or 4 ,
In the sharing control, when the determination device determines that the first condition is satisfied by the determination control, the regenerative amount of the oil pump motor is calculated based on the required power of the vehicle and the battery It is determined whether or not the oil pump motor rotational speed when the subtractable value minus the chargeable amount is larger than the predetermined rotational speed, and the oil pump motor when the regenerative amount of the oil pump motor is the subtracted value A vehicle regeneration control system configured to increase the required power of the vehicle when it is determined that the rotational speed is greater than the predetermined rotational speed.
前記制御装置は、前記分担制御では、前記判定制御により前記第2条件を満たすと判定されたときに、前記車両の要求電力が、減速回生可能量から前記オイルポンプモータの回生可能量及び前記バッテリの充電可能量を引いた減算値以上であるか否かを判定し、前記車両の要求電力が前記減算値未満であると判定されたときに、前記車両の要求電力を増加させるように構成されていることを特徴とする車両の回生制御システム。 In the vehicle regeneration control system according to claim 3 or 4 ,
In the sharing control, the control device determines that the required power of the vehicle from the deceleration regenerative amount to the oil pump motor regenerative amount and the battery when it is determined by the determination control that the second condition is satisfied. Is determined to be equal to or greater than a subtracted value obtained by subtracting the chargeable amount of the vehicle, and when it is determined that the required power of the vehicle is less than the subtracted value, the required power of the vehicle is increased. A regenerative control system for a vehicle.
前記制御装置は、前記分担制御では、冷間時に、前記バッテリの充電可能量を0とするように構成されていることを特徴とする車両の回生制御システム。 The regenerative control system for a vehicle according to claim 5 or 6 ,
The regenerative control system for a vehicle, wherein the control device is configured to set the chargeable amount of the battery to 0 in the shared control when cold.
前記制御装置は、前記分担制御では、前記エンジンのポンピングロスを抑制するように構成されていることを特徴とする車両の回生制御システム。 In the regenerative control system for a vehicle according to any one of claims 5 to 7 , which refers to claim 3 or claim 3 ,
The control device is configured to suppress a pumping loss of the engine in the sharing control.
前記制御装置は、前記オイルポンプモータが油圧モータとして機能する時に、前記オイルポンプモータ側のクラッチ及び前記エンジン側のクラッチの両方を繋ぐように構成されていることを特徴とする車両の回生制御システム。 In the regenerative control system for a vehicle according to any one of claims 5 to 8 , which refers to claim 3 or claim 3 ,
The control device is configured to connect both of the clutch on the oil pump motor side and the clutch on the engine side when the oil pump motor functions as a hydraulic motor. .
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