JP7626038B2 - Electric vehicle control device - Google Patents
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Description
この発明は、電動車両の制御装置に関する。 This invention relates to a control device for an electric vehicle.
特許文献1に開示された電動車両は、バッテリ、インバータ、モータ、力率調整回路、及び制御装置を有する。バッテリは、インバータを介してモータに接続している。インバータは、バッテリとモータとの間で直流交流の変換を行う。モータは、インバータを介ししてバッテリからの電力の供給を受ける。これによりモータは駆動される。力率調整回路は、モータのコイルに並列に接続している。力率調整回路は、サイリスタとコンデンサとを含んでいる。サイリスタをオンにする時間の長さに応じてコンデンサの静電容量は変わる。制御装置は、サイリスタの制御を通じてコンデンサの静電容量を調整する。そのことによって、制御装置は、モータに供給する電力の力率を調整する。
The electric vehicle disclosed in
特許文献1のような電動車両において、モータのトルクが高い場合、モータに供給する電力の量が多くなる。バッテリの消費電力を抑える観点において、このような、モータに供給する電力の量が多い状況下での無効電力を極力抑えることが望まれる。そこで、モータのトルクが高くなったときに、モータに供給する電力の力率が1に近づくように力率を調整することが考えられる。
In an electric vehicle such as that described in
ここで、力率の調整を開始する上では、例えば力率の調整を開始するか否かの判定、その判定の後に力率の調整を開始するための信号の出力、といった事前処理が必要である。ここで、仮にモータの電流値を参照してモータのトルクが実際に高くなったことをもって上記の判定を行うとする。この場合、モータのトルクが実際に高くなった後に事前処理を行うことになる。したがって、モータのトルクが高くなってから電力の力率が実際に調整されるまでには、事前処理を実行するのに要する時間の分だけタイムラグが生じる。そのため、このタイムラグの期間中は、無効電力が多い状態が継続してしまう。 Here, before starting power factor adjustment, pre-processing is required, such as judging whether or not to start power factor adjustment and outputting a signal to start power factor adjustment after that judgment. Here, let us assume that the above judgment is made by referring to the motor current value and determining that the motor torque has actually increased. In this case, pre-processing is performed after the motor torque has actually increased. Therefore, a time lag occurs between when the motor torque increases and when the power factor of the power is actually adjusted, which is the time required to perform the pre-processing. As a result, during this time lag, a state in which there is a lot of reactive power continues.
上記課題を解決するための電動車両の制御装置は、バッテリと、前記バッテリから電力の供給を受けるモータと、前記バッテリと前記モータとの間で直流交流の変換を行うインバータと、前記インバータと前記モータとの間の電力の力率を調整する力率調整回路と、を有する電動車両に適用され、記憶装置と、実行装置とを有し、前記記憶装置は、機械学習により学習済みの写像であって複数の入力変数の値が入力されることにより出力変数の値を出力する写像を規定する写像データを予め記憶しており、複数の前記入力変数は、前記電動車両に対する乗員の操作に応じて値が変化する操作変数の値が予め定められた判定値に至ったときの、前記電動車両の走行情報を示す変数であり、前記出力変数は、前記操作変数が前記判定値に至った一定時間後に前記モータが高トルク状態になるか否かを示す変数であり、前記実行装置は、前記操作変数の値が前記判定値に至ったか否かを判定する第1判定処理と、前記第1判定処理で前記操作変数の値が前記判定値に至ったと判定したときの複数の前記入力変数の値を取得する取得処理と、前記取得処理によって取得した複数の前記入力変数の値を前記写像に入力することによって前記出力変数の値を算出する算出処理と、前記算出処理で算出した前記出力変数の値に基づいて、前記モータが高トルク状態になるか否かを判定する第2判定処理と、前記第2判定処理で前記モータが高トルク状態になると判定した場合に、前記力率が1に近づくように前記力率の調整を開始する開始信号を前記力率調整回路に対して出力する信号出力処理と、を実行する。 The control device for an electric vehicle to solve the above problem is applied to an electric vehicle having a battery, a motor that receives power from the battery, an inverter that converts DC/AC between the battery and the motor, and a power factor adjustment circuit that adjusts the power factor of the power between the inverter and the motor, and has a storage device and an execution device, the storage device pre-stores mapping data that specifies a mapping that has been learned by machine learning and that outputs a value of an output variable when values of a plurality of input variables are input, the plurality of input variables are variables that indicate driving information of the electric vehicle when a value of an operation variable, the value of which changes in response to an operation of the electric vehicle by a passenger, reaches a predetermined judgment value, and the output variable is a value that indicates a driving information of the electric vehicle when a certain time period after the operation variable reaches the judgment value is reached. The variable indicates whether the motor will later enter a high torque state, and the execution device executes a first determination process to determine whether the value of the operation variable has reached the determination value, an acquisition process to acquire values of the multiple input variables when the first determination process determines that the value of the operation variable has reached the determination value, a calculation process to calculate the value of the output variable by inputting the values of the multiple input variables acquired by the acquisition process to the mapping, a second determination process to determine whether the motor will enter a high torque state based on the value of the output variable calculated by the calculation process, and a signal output process to output a start signal to the power factor adjustment circuit to start adjusting the power factor so that the power factor approaches 1 when the second determination process determines that the motor will enter a high torque state.
上記構成では、写像を利用することにより、単に操作変数の値が判定値に至ったという情報だけでなく、操作変数の値が判定値に至ったときの電動車両の走行情報を踏まえて、上記の出力変数の値を算出できる。この場合、適切に写像を学習しておけば、操作変数の値が判定値以上になった一定時間後にモータが高トルク状態になることを正確に予測できる。つまり、操作変数の値が判定値に至った時点での走行情報に基づき、将来のモータの状態を予測できる。このように、モータが高トルク状態になるよりも前の段階でその後に高トルク状態になることを把握できることから、モータが高トルク状態になるまでに開始信号を遅延なく出力できる。したがって、モータが高トルク状態になるタイミングから力率を1に近い値に制御できる。 In the above configuration, by using the mapping, the value of the output variable can be calculated based not only on information that the value of the manipulated variable has reached the judgment value, but also on driving information of the electric vehicle when the value of the manipulated variable has reached the judgment value. In this case, if the mapping is properly learned, it is possible to accurately predict that the motor will enter a high torque state a certain time after the value of the manipulated variable has reached the judgment value or more. In other words, the future state of the motor can be predicted based on the driving information at the time when the value of the manipulated variable has reached the judgment value. In this way, since it is possible to know that the motor will enter a high torque state at a stage before it does, a start signal can be output without delay before the motor enters a high torque state. Therefore, the power factor can be controlled to a value close to 1 from the timing when the motor enters a high torque state.
以下、電装車両の制御装置の一実施形態を、図面を参照して説明する。
<電動車両の概略構成>
図1に示すように、電動車両(以下、単に車両と記す。)10は、モータジェネレータ20、インバータ15、及びバッテリ11を有する。モータジェネレータ20は、車両10の駆動源である。モータジェネレータ20は、電動機及び発電機の双方の機能を有する。モータジェネレータ20は、回転子、固定子、U相のコイル20A、V相のコイル20B、及びW相のコイル20Cを有する。なお、図1では、固定子と回転子の図示を省略している。各コイル20A,20B,20Cは、固定子に巻いてある。回転子は、各コイル20A,20B,20Cへの通電に応じて回転する。
Hereinafter, an embodiment of a control device for an electrically-equipped vehicle will be described with reference to the drawings.
<General configuration of electric vehicle>
As shown in FIG. 1, an electric vehicle (hereinafter simply referred to as a vehicle) 10 has a
モータジェネレータ20の各コイル20A,20B,20Cは、インバータ15に接続している。インバータ15は、バッテリ11の正極端子と負極端子とに接続している。バッテリ11は二次電池である。バッテリ11は、インバータ15を介してモータジェネレータ20に電力を供給する。また、バッテリ11は、インバータ15を介してモータジェネレータ20から電力の供給を受ける。バッテリ11は、供給された電力を蓄える。
Each
インバータ15は、モータジェネレータ20とバッテリ11との間で直流交流の変換を行う。図示は省略するが、インバータ15は、モータジェネレータ20のコイル毎のアーム回路を有する。アーム回路は、直列に接続している2つのトランジスタと、各トランジスタに並列に接続している還流用のダイオードとを有する。トランジスタは、npn型のスイッチング素子であり、制御信号の入力に応じてオンオフが切り替わる。トランジスタをオンオフするスイッチングの周期に応じて、インバータ15からモータジェネレータ20に流れる交流の電流の周期は変わる。
The
車両10は、力率調整回路30を有する。力率調整回路30は、第1回路30A、第2回路30B、及び第3回路30Cを有する。第1回路30Aは、第1サイリスタ31A、第2サイリスタ32A、及びコンデンサ33Aを有する。第1サイリスタ31Aは、p型、n型、p型、n型の順に半導体を重ね合わせたスイッチング素子である。第1サイリスタ31Aは、3つの端子、すなわちカソード、アノード、及びゲートを有する。第2サイリスタ32Aは、第1サイリスタ31Aと同様のスイッチング素子である。第1サイリスタ31Aのアノードは、U相のコイル20Aに接続している。第1サイリスタ31Aのカソードは、コンデンサ33Aの第1端子に接続している。第2サイリスタ32Aは、第1サイリスタ31Aと並列に接続している。第2サイリスタ32Aは、第1サイリスタ31Aに対して逆向きになっている。すなわち、第2サイリスタ32Aのアノードは、第1サイリスタ31Aのカソードに接続している。第2サイリスタ32Aのカソードは、第1サイリスタ31Aのアノードに接続している。なお、コンデンサ33Aの第2端子の接続先は後述する。
The
第2回路30Bは、第1回路30Aと同様、第1サイリスタ31B、第2サイリスタ32B、及びコンデンサ33Bを有する。第2回路30Bの構成は、次の点を除いて、第1回路30Aの構成と同じである。すなわち、第1サイリスタ31Bのアノードは、V相のコイル20Bに接続している。第2回路30Bの他の構成の説明は割愛する。
Like the
第3回路30Cは、第1回路30Aと同様、第1サイリスタ31C、第2サイリスタ32C、及びコンデンサ33Cを有する。第3回路30Cの構成は、次の点を除いて、第1回路30Aの構成と同じである。すなわち、第1サイリスタ31Cのアノードは、W相のコイル20Cに接続している。第3回路30Cの他の構成の説明は割愛する。
The
なお、第1回路30Aのコンデンサ33Aの第2端子と、第2回路30Bのコンデンサ33Bの第2端子と、第3回路30Cのコンデンサ33Cの第2端子は互いに接続している。
The second terminal of the
第1回路30Aは、静電容量を調整可能な可変コンデンサとして機能する。その理由は以下のとおりである。前提として、第1回路30Aに流れる電流は交流であることから、第1回路30Aに流れる電流の値は正負が交互に入れ替わる。第1サイリスタ31Aは、第1回路30Aに正の値の電流が流れているときにのみオンになる特性を持つ。すなわち、いま、第1サイリスタ31Aに対して正の値の電流が流れているとする。このとき、ゲートに対して制御信号が入力されると、第1サイリスタ31Aはオンになる。第1サイリスタ31Aが一旦オンになると、ゲートに対する制御信号が無くなっても、第1サイリスタ31Aに流れる電流の値が正である間は、第1サイリスタ31Aはオンのままである。そして、第1サイリスタ31Aに流れる電流の位相に応じて当該電流の値がゼロになると、第1サイリスタ31Aは自動的にオフになる。こうした第1サイリスタ31Aの特性上、第1サイリスタ31Aがオンになっている期間は、交流電流の1周期の中での、ゲートに対する制御信号の入力のタイミングで変わる。以下では、ゲートに対する制御信号の入力のタイミングを、サイリスタに対する点孤位相と呼称する。第2サイリスタ32Aは、第1サイリスタ31Aとは逆に、第1回路30Aに負の値の電流が流れている期間にオンになる特性をもつ。ここで、各サイリスタ31A,32Aがオンになっている期間に応じて、コンデンサ33Aが蓄える電荷の大きさは変わる。したがって、各サイリスタ31A,32Aに対する点孤位相に応じて、コンデンサ33Aが蓄える電荷は変わる。つまり、各サイリスタ31A,32Aに対する点孤位相を調整することで、コンデンサ33Aの静電容量を調整できる。第1回路30Aと同様、第2回路30B及び第3回路30Cも、可変コンデンサとして機能する。
The
インバータ15からみたとき、第1回路30Aは、モータジェネレータ20におけるU相のコイル20Aに対して並列に接続しているのと同等である。この場合、第1回路30Aの静電容量に応じて、U相のコイル20Aにかかる電圧に対する、当該コイル20Aに流れる電流の位相は変わる。このことは、インバータ15とモータジェネレータ20との間の電力の力率が変わることを意味する。すなわち、第1回路30Aは、インバータ15からモータジェネレータ20へ出力される皮相電力のうちの有効電力の割合である上記力率を変更できる。U相を例として説明した以上の内容は、V相、及びW相についても当てはまる。
When viewed from the
車両10は、アクセルペダル60を有する。アクセルペダル60は、乗員が踏み込むフットペダルである。また、車両10は、スタートスイッチ44を有する。スタートスイッチ44は、車両10のシステムオン・システムオフを指示するためのスイッチである。
The
車両10は、情報取得機器として、GPS受信機40、車速センサ42、及びアクセルセンサ48を有する。GPS受信機40は、車両10の現在の位置座標Gに関する信号をGPS衛星から受信する。すなわち、GPS受信機40は、車両10の現在の緯度及び経度の座標値に関する信号を受信する。車速センサ42は、車両10の走行速度である車速SPを検出する。アクセルセンサ48は、アクセルペダル60の操作量であるアクセル操作量ACCを検出する。情報取得機器は、自身が検出したり取得したりした情報を後述の制御装置90に繰り返し出力する。
The
<制御装置の概略構成>
車両10は、制御装置90を有する。制御装置90は、コンピュータプログラム(ソフトウェア)に従って各種処理を実行する1つ以上のプロセッサとして構成し得る。なお、制御装置90は、各種処理のうち少なくとも一部の処理を実行する、特定用途向け集積回路(ASIC)等の1つ以上の専用のハードウェア回路、またはそれらの組み合わせを含む回路(circuitry)として構成してもよい。プロセッサは、CPU91及び、RAM並びにROM93等のメモリを含む。メモリは、処理をCPU91に実行させるように構成されたプログラムコードまたは指令を格納している。メモリすなわちコンピュータ可読媒体は、汎用または専用のコンピュータでアクセスできるあらゆる利用可能な媒体を含む。本実施形態において、CPU91及びROM93は、実行装置を構成している。
<General configuration of the control device>
The
制御装置90は、通信機94、記憶装置95、リアルタイムクロック96、及び内部バス98を有する。通信機94は、外部通信回線網100を介して車両10の外部と通信するための機器である。記憶装置95は、電気的に書き換え可能な不揮発性メモリである。リアルタイムクロック96は、日時の情報を生成する回路である。内部バス98は、CPU91、ROM93、通信機94、記憶装置95、及びリアルタイムクロック96を互いに通信可能にしている。
The
制御装置90は、車両10に取り付けられている各種の情報取得機器が出力する情報を繰り返し受信する。また、制御装置90は、通信機94の機能を利用することで、外部通信回線網100を介して気象サービスセンター500と通信する。そして、制御装置90は、気象サービスセンター500から配信される気象情報Jを繰り返し受信する。気象情報Jは、車両10が走行している地点周辺の天気の情報を含んでいる。また、制御装置90は、スタートスイッチ44が操作されることに応じた信号Wを受信する。
The
CPU91は、ROM93が記憶しているプログラムを実行することにより、車両10の各種部位を制御する。例えば、CPU91は、モータジェネレータ20を制御する。具体的には、CPU91は、アクセル操作量ACC及び車速SPに基づいて、車両10が走行するために必要な出力の要求値である車両要求出力を算出する。そして、CPU91は、車両要求出力に基づいて、モータジェネレータ20に対する要求トルクを算出する。CPU91は、モータジェネレータ20のトルクが要求トルクになるようにインバータ15を制御する。
The
記憶装置95は、CPU91が算出した上記要求トルクについて、最新のもので最古のものを上書きしつつ、ある一定期間の履歴を記憶している。同様に、記憶装置95は、情報取得機器及び気象サービスセンター500から受信した情報についても、ある一定期間の履歴を記憶している。したがって、記憶装置95は、各パラメータについて、最新の値のみならず、例えば一つ前のタイミングで算出したり受信したりした値も記憶している。
The
<力率調整処理の概要>
CPU91は、力率調整処理を実行可能である。ここで、モータジェネレータ20のトルクが高い場合には、低い場合に比べて、バッテリ11の消費電力が多くなる。バッテリ11の消費電力が多くなれば、その分だけ無効電力が多くなる。したがって、バッテリ11の消費電力を抑える上では、当該消費電力が多くなる状況下、すなわちモータジェネレータ20のトルクが高い状況下で、インバータ15とモータジェネレータ20との間の力率を1に近づけて無効電力を極力抑えることが望ましい。力率調整処理は、モータジェネレータ20が高トルク状態であるときに、インバータ15とモータジェネレータ20との間の力率が1に近づくように力率を調整するための処理である。なお、高トルク状態とは、モータジェネレータ20のトルクが規定トルクN以上の状態である。規定トルクNは、車両10が搭載しているバッテリ11の容量に対して、要求トルクに応じてバッテリ11に要求される出力電力が相応に大きく、無効電力を抑えることが好ましいトルクの最小値として、例えば実験又はシミュレーションで定められている。
<Outline of power factor adjustment process>
The
記憶装置95は、インバータ15とモータジェネレータ20との間の力率を1に近づけるのに必要な情報として、点弧情報を予め記憶している。点弧情報は、力率調整回路30の各サイリスタに対する調整用の点孤位相についての情報である。調整用の点孤位相とは、モータジェネレータ20が高トルク状態であるときに、インバータ15とモータジェネレータ20との間の電力の力率を1に近づけるのに必要な静電容量を実現するための点孤位相の情報である。調整用の点孤位相は、例えば実験又はシミュレーションで予め定められている。
The
力率調整処理は、モータジェネレータ20が高トルク状態になることを事前に予測することを含んでいる。この事前予測に必要な情報として、記憶装置95は、写像データを予め記憶している。写像データは、複数の入力変数の値が入力されることにより出力変数の値を出力する写像Dを規定するものである。この写像Dは、車両10への実装以前に機械学習された学習済みモデルである。入力変数は、アクセル操作量ACCが判定値AKに増加したときの、車両10の走行情報を示す変数である。出力変数は、アクセル操作量ACCが判定値AKに増加した一定時間T後に、モータジェネレータ20が高トルク状態になるか否かを示す変数である。判定値AK及び一定時間Tについては後述する。なお、アクセル操作量ACCは、乗員によるアクセルペダル60の踏み込みに応じて値が変化する操作変数である。
The power factor adjustment process includes predicting in advance that the
車両10の走行情報を示す変数は、具体的には、以下の各変数である。すなわち、これらの各変数が、写像Dへの入力変数となる。
・車両10が走行している地点を示す変数である地点変数
・車両10が走行している時刻を示す変数である時刻変数
・車両10が走行している季節を示す変数である季節変数
・車両10が走行している地点の天気を示す変数である天気変数
CPU91は、力率調整処理の一環として、第1判定処理、取得処理、算出処理、第2判定処理、事前処理、信号出力処理、及び調整継続処理を実行可能である。CPU91は、第1判定処理では、アクセル操作量ACCが判定値AKに増加したか否かを判定する。CPU91は、取得処理では、第1判定処理でアクセル操作量ACCが判定値AKに増加したと判定したときの複数の入力変数の値を取得する。CPU91は、算出処理では、取得処理によって取得した複数の入力変数の値を写像Dに入力することによって出力変数の値を算出する。CPU91は、第2判定処理では、算出処理で算出した出力変数の値に基づいて、モータジェネレータ20が高トルク状態になるか否かを判定する。CPU91は、事前処理では、第2判定処理でモータジェネレータ20が高トルク状態になると判定した場合に、点弧情報を取得する。CPU91は、信号出力処理では、事前処理で取得した点弧情報に基づいて適切なタイミングで力率調整回路30に対して開始信号を出力する。開始信号は、インバータ15とモータジェネレータ20との間の力率が1に近づくように力率の調整を開始することを指示する信号である。開始信号は、実質的には、力率の調整にあたってCPU91がサイリスタに対して出力する初回の制御信号である。CPU91は、調整継続処理では、インバータ15とモータジェネレータ20との間の力率の調整を継続すべく、サイリスタに対する制御信号の出力を繰り返す。
Specifically, the variables indicating the driving information of the
A location variable which is a variable indicating a location where the
<一定時間及び判定値について>
後で詳しく説明するとおり、CPU91は、力率調整処理では、第1判定処理によってアクセル操作量ACCが判定値AKに増加したと判定し場合、取得処理、算出処理、第2判定処理、事前処理、及び信号出力処理をこの順番で逐次行っていく。そして、CPU91が信号出力処理によって開始信号を出力すると、それに応じてサイリスタがオンに切り替わる。取得処理を開始してから、開始信号に応じてサイリスタがオンに切り替わるまでに要する時間を必要時間と呼称する。必要時間は、例えば実験又はシミュレーションによって把握できる。上記の一定時間Tは、必要期間よりもやや長い時間として定められている。
<Regarding fixed time and judgment value>
As will be described in detail later, in the power factor adjustment process, when the
アクセル操作量ACCに係る判定値AKは、上記の一定時間Tと、高トルク状態を規定する上記規定トルクNとを踏まえて定められた値である。ここで、モータジェネレータ20のトルクは、アクセル操作量ACCに応じて増加する。上記の判定値AKは、モータジェネレータ20のトルクが規定トルクNに増加したタイミングから上記の一定時間T分だけ過去に遡ったときのアクセル操作量ACCを、例えば実験又はシミュレーションで定めたものである。判定値AKは、具体的には、つぎのようにして得ることができる。モータジェネレータ20が規定トルクNへと増加する状況は、例えば車両10を急加速させたり、登坂路で車速SPを復帰させたりすべく、アクセルペダル60を速やかに踏み込む状況である。そのような、アクセルペダル60を速やかに踏み込む状況を対象とした、アクセル操作量ACCの時間変化と、それに付随したモータジェネレータ20のトルクの時間変化との関係性として一般的とみなせるものを、実験又はシミュレーションを基に作成する。そして、その関係性に基づいて、モータジェネレータ20のトルクが規定トルクNになるタイミングから逆算して判定値AKを算出する。なお、記憶装置95は、第1判定処理で利用するための情報として判定値AKを記憶している。
The judgment value AK related to the accelerator operation amount ACC is a value determined based on the above-mentioned certain time T and the above-mentioned specified torque N that defines the high torque state. Here, the torque of the
<力率調整処理の具体的な処理手順>
CPU91は、スタートスイッチ44が操作されて車両10がシステムオンになると、力率調整処理を開始する。CPU91は、スタートスイッチ44が操作されて車両10がシステムオンになってから、再びスタートスイッチ44が操作されて車両10がシステムオフになるまでの間、力率調整処理を繰り返し行う。なお、車両10がシステムオンになった時点では、CPU91は、力率調整回路30のサイリスタに対して制御信号を出力していない。
<Specific processing procedure of power factor adjustment processing>
The
図2に示すように、CPU91は、力率調整処理を開始すると、先ずステップS110の処理を行う。ステップS110において、CPU91は、アクセル操作量ACCが判定値AKに増加したか否かを判定する。CPU91は、アクセル操作量ACCの履歴に基づいてステップS110の判定を行う。具体的には、CPU91は、記憶装置95が記憶している最新のアクセル操作量ACCと、一つ前のタイミングのアクセル操作量ACCと、判定値AKとを取得する。そして、CPU91は、それら取得した値の大小を比較する。CPU91は、次の第1判定項目が満たされている場合にはアクセル操作量ACCが判定値AKに増加したと判定し、そうでない場合にはアクセル操作量ACCが判定値AKに増加した状況ではないと判定する。第1判定項目は、一つ前のタイミングのアクセル操作量ACCが判定値AKよりも小さく、且つ、最新のアクセル操作量ACCが判定値AK以上になっていることである。CPU91は、第1判定項目が満たされていない場合(ステップS110:NO)、力率調整処理の一連の処理を一旦終了する。この場合、CPU91は、ステップS110の処理を再度実行する。
As shown in FIG. 2, when the
一方、CPU91は、第1判定項目が満たされている場合(ステップS110:YES)、処理をステップS120に進める。なお、ステップS110の処理は、第1判定処理である。
On the other hand, if the first judgment item is met (step S110: YES), the
ステップS120において、CPU91は、この後の処理で利用する各変数の値を取得する。具体的には、CPU91は、最新緯度Z1、最新経度Z2、時刻識別値Z3、月識別値Z4、及び天気識別値Z5を取得する。以下、CPU91がこれらの各変数の値を取得する態様を順に説明する。なお、ここで取得する各変数の値は、実質的に写像Dへの入力変数の値となる。
In step S120, the
最新緯度Z1は、CPU91がステップS120の処理を行うタイミングで車両10が位置している緯度である。CPU91は、記憶装置95が記憶している最新の緯度の座標値を最新緯度Z1として取得する。なお、最新緯度Z1は、上記地点変数である。
The latest latitude Z1 is the latitude at which the
最新経度Z2は、CPU91がステップS120の処理を行うタイミングで車両10が位置している経度である。CPU91は、記憶装置95が記憶している最新の経度の座標値を最新経度Z2として取得する。なお、最新経度Z2は、上記地点変数である。
The latest longitude Z2 is the longitude where the
時刻識別値Z3は、1日の中での時刻を1時間単位で表すものであり、「1」から「24」までの値をとる。すなわち、時刻識別値Z3は、午前0時から午前1時までの期間を「1」として、その後、1時間毎に値が増加する。CPU91は、リアルタイムクロック96が出力する最新の時刻の情報に基づいて、ステップS120の処理を行うタイミングでの時刻に応じた時刻識別値Z3を算出する。CPU91が時刻識別値Z3を算出することは、CPU91が時刻識別値Z3を取得することに相当する。なお、時刻識別値Z3は、上記時刻変数である。
The time identification value Z3 represents the time of day in hourly units, and takes on values from "1" to "24." That is, the time identification value Z3 is "1" for the period from midnight to 1:00 a.m., and increases in value every hour thereafter. The
月識別値Z4は、1年のうちの各月を表すものであり、「1」から「12」までの値をとる。すなわち、月識別値Z4は、1月を「1」として、1ヵ月毎に値が増加する。CPU91は、リアルタイムクロック96が出力する最新の日付けの情報に基づいて、ステップS120の処理を行うタイミングでの月に応じた月識別値Z4を算出する。CPU91が月識別値Z4を算出することは、CPU91が月識別値Z4を取得することに相当する。なお、月識別値Z4は、上記季節変数である。
The month identification value Z4 represents each month of the year and takes on values from "1" to "12." That is, the month identification value Z4 is increased each month, with January being "1." The
天気識別値Z5は、天気の種類を識別する識別値である。本実施形態における、天気の種類は、「晴れ」、「曇り」、「雨」、「雪」の4つである。そして、天気識別値Z5は、「晴れ」を「1」、「曇り」を「2」、「雨」を「3」、「雪」を「4」とする。CPU91は、記憶装置95が記憶している最新の気象情報Jを、ステップS120の処理を行うタイミングでの気象情報Jとして取り扱う。そして、CPU91は、この気象情報Jに含まれている、車両10周辺の天気の種類に応じた天気識別値Z5を算出する。CPU91が天気識別値Z5を算出することは、CPU91が天気識別値Z5を取得することに相当する。なお、天気識別値Z5は、上記天気変数である。
The weather identification value Z5 is an identification value that identifies the type of weather. In this embodiment, there are four types of weather: "sunny," "cloudy," "rain," and "snow." The weather identification value Z5 is set to "1" for "sunny," "2" for "cloudy," "3" for "rain," and "4" for "snow." The
CPU91は、以上のようにして各変数の値を取得すると、処理をステップS130に進める。なお、ステップS120の処理は、取得処理である。
ステップS130において、CPU91は、写像Dを利用して演算を行う前処理として、ステップS120で取得した各変数の値を、写像Dへの入力変数x(1)~x(5)に代入する。具体的には、CPU91は、入力変数x(1)に最新緯度Z1を代入する。CPU91は、入力変数x(2)に最新経度Z2を代入する。CPU91は、入力変数x(3)に時刻識別値Z3を代入する。CPU91は、入力変数x(4)に月識別値Z4を代入する。CPU91は、入力変数x(5)に、天気識別値Z5を代入する。この後、CPU91は、処理をステップS140に進める。
After acquiring the values of the variables in the above manner, the
In step S130, as preprocessing for performing a calculation using the mapping D, the
ステップS140において、CPU91は、記憶装置95が記憶している写像データによって規定される写像Dに入力変数x(1)~x(5)の値を入力する。そのことによって、CPU91は、出力変数Q(1)~Q(2)の値を算出する。出力変数Q(1)は、アクセル操作量ACCが判定値AKに増加した一定時間T後にモータジェネレータ20が高トルク状態になる確率である第1確率R1である。つまり、出力変数Q(1)は、上記時間T後にモータジェネレータ20が高トルク状態になることの確からしさの大小を「0」から「1」までの範囲の値として定量化したものである。出力変数Q(2)は、アクセル操作量ACCが判定値AKに増加した一定時間T後にモータジェネレータ20が高トルク状態にならない確率である第2確率R2である。つまり、出力変数Q(2)は、上記時間T後にモータジェネレータ20が高トルク状態にならないことの確からしさの大小を「0」から「1」までの範囲の値として定量化したものである。なお、第1確率R1及び第2確率R2は、アクセル操作量ACCが判定値AKに増加した一定時間T後に、モータジェネレータ20が高トルク状態になるか否かを示す変数である。
In step S140, the
本実施形態において、写像Dは、中間層が1層の全結合順伝播型ニューラルネットワークと、ニューラルネットワークの出力を変換するソフトマックス関数とによって構成されている。上記ニューラルネットワークは、入力側係数wFjk(j=0~n,k=0~5)と、入力側係数wFjkによって規定される線形写像である入力側線形写像の出力のそれぞれを非線形変換する入力側非線形写像としての活性化関数h(x)を含む。本実施形態では、活性化関数h(x)として、ハイパボリックタンジェント「tanh(x)」を例示する。また、上記ニューラルネットワークは、出力側係数wSij(i=1~2,j=0~n)と、出力側係数wSijによって規定される線形写像である出力側線形写像の出力のそれぞれを非線形変換する出力側非線形写像としての活性化関数f(x)を含む。本実施形態では、活性化関数f(x)として、ハイパボリックタンジェント「tanh(x)」を例示する。なお、値nは、中間層の次元を示すものである。また、入力側係数wFj0は、バイアスパラメータであり、入力変数x(0)の係数となっている。入力変数x(0)は「1」として定義される。また、出力側係数wSi0は、バイアスパラメータである。 In this embodiment, the mapping D is composed of a fully connected forward propagation type neural network with one intermediate layer and a softmax function that transforms the output of the neural network. The neural network includes input side coefficients wFjk (j = 0 to n, k = 0 to 5) and an activation function h(x) as an input side nonlinear mapping that nonlinearly transforms each of the outputs of the input side linear mapping, which is a linear mapping defined by the input side coefficients wFjk. In this embodiment, the activation function h(x) is exemplified as a hyperbolic tangent "tanh(x)". The neural network also includes output side coefficients wSij (i = 1 to 2, j = 0 to n) and an activation function f(x) as an output side nonlinear mapping that nonlinearly transforms each of the outputs of the output side linear mapping, which is a linear mapping defined by the output side coefficients wSij. In this embodiment, the activation function f(x) is exemplified as a hyperbolic tangent "tanh(x)". The value n indicates the dimension of the intermediate layer. Additionally, the input side coefficient wFj0 is a bias parameter and is the coefficient of the input variable x(0). The input variable x(0) is defined as "1". Additionally, the output side coefficient wSi0 is a bias parameter.
ソフトマックス関数は、上記ニューラルネットワークの出力を規格化することによって出力変数Q(1)と出力変数Q(2)との和を「1」とする関数である。
ステップS140の具体的な処理として、CPU91は、先ず、上記ニューラルネットワークに対して入力変数x(1)~x(5)の値を入力する。そして、CPU91は、上記ニューラルネットワークの出力である確率原型y(1)~y(2)の値を算出する。確率原型y(1)は、アクセル操作量ACCが判定値AKに増加した一定時間T後にモータジェネレータ20が高トルク状態になる確率と正の相関を有するパラメータである。確率原型y(2)は、アクセル操作量ACCが判定値AKに増加した一定時間T後にモータジェネレータ20が高トルク状態にならない確率と正の相関を有するパラメータである。CPU91は、確率原型y(1)~y(2)の値を算出すると、それらをソフトマックス関数に入力して出力変数Q(1)~Q(2)の値を算出する。この後、CPU91は、処理をステップS150に進める。なお、ステップS140の処理は、算出処理である。
The softmax function is a function that normalizes the output of the neural network to make the sum of the output variable Q(1) and the output variable Q(2) "1."
As a specific process of step S140, the
ステップS150において、CPU91は、出力変数Q(1)である第1確率R1に基づいて、モータジェネレータ20が高トルク状態になるか否かを判定する。CPU91は、第1確率R1が閾値以下の場合、モータジェネレータ20は高トルク状態にならないと判定する。この場合(ステップS150:NO)、CPU91は、力率調整処理の一連の処理を終了し、ステップS110の処理を再度実行する。なお、閾値は例えば「0.5」である。
In step S150, the
一方、ステップS150において、CPU91は、第1確率R1が閾値よりも大きい場合、モータジェネレータ20は高トルク状態になると判定する。この場合(ステップS150:YES)、CPU91は、処理をステップS160に進める。なお、ステップS150の処理は、第2判定処理である。
On the other hand, in step S150, if the first probability R1 is greater than the threshold value, the
ステップS160において、CPU91は、力率の調整を開始するための事前処理を行う。具体的には、CPU91は、記憶装置95が記憶している点弧情報を取得する。上記のとおり、点弧情報は、力率調整回路30のサイリスタに対する調整用の点孤位相、すなわちモータジェネレータ20が高トルク状態であるときに力率を1に近づけるのに必要な点孤位相の情報である。CPU91は、点弧情報を取得すると、サイリスタに対する初回の制御信号を生成する。この後、CPU91は、処理をステップS170に進める。
In step S160, the
ステップS170において、CPU91は、ステップS160で生成した初回の制御信号を出力する。上記のとおり、この制御信号は、力率調整回路30に対して力率の調整の開始を指示する開始信号である。CPU91は、開始信号の出力にあたり、インバータ15のスイッチングの状況に基づいて、力率調整回路30に流れる電流の位相を把握する。そして、CPU91は、調整用の点孤位相に基づいて、適切なタイミングで開始信号を出力する。CPU91は、開始信号を出力すると、処理をステップS180に進める。なお、ステップS170の処理は、信号出力処理である。
In step S170, the
ステップS180において、CPU91は、力率の調整の継続を開始する。すなわち、これ以降、CPU91は、ステップS160で取得した調整用の点孤位相に基づいて、サイリスタに対する制御信号の出力を繰り返す。その際、CPU91は、ステップS170と同様、インバータ15のスイッチングの状況に基づいて、力率調整回路30に流れる電流の位相を把握する。その上で、CPU91は、適切なタイミングで制御信号を出力する。CPU91は、ステップS180の処理を実行すると、処理をステップS190に進める。なお、ステップS180の処理は、調整継続処理を開始する処理である。
In step S180, the
ステップS190において、CPU91は、モータジェネレータ20に対する要求トルクが終了値未満に減少したか否かを判定する。CPU91は、モータジェネレータ20に対する要求トルクの履歴に基づいてステップS190の判定を行う。具体的には、CPU91は、記憶装置95が記憶している最新の要求トルクと、一つ前のタイミングの要求トルクと、終了値とを取得する。終了値は、高トルク状態を規定している上記の規定トルクNよりもやや低い値となっている。CPU91は、次の第2判定項目が満たされている場合には要求トルクが終了値に減少したと判定し、そうでない場合には要求トルクは終了値に減少していないと判定する。第2判定項目は、一つ前のタイミングの要求トルクが終了値以上であり、且つ、最新の要求トルクが終了値未満になっていることである。CPU91は、第2判定項目が満たされていない場合(ステップS190:NO)、ステップS190の処理を再度行う。CPU91は、第2判定項目が満たされるまでステップS190の処理を繰り返す。CPU91は、第2判定項目が満たされると(ステップS190:YES)、処理をステップS200に進める。なお、第2判定項目が満たされる状況は、アクセルペダル60が解放された状況に相当する。すなわち、アクセル操作量ACCは、判定値AKよりも低い値へと減少する。
In step S190, the
ステップS200において、CPU91は、力率の調整を終了する。すなわち、CPU91は、サイリスタに対する制御信号の出力を終了する。この後、CPU91は、力率調整処理の一連の処理を終了する。この後、CPU91は、ステップS110の処理を再度実行する。
In step S200, the
<写像の学習方法>
写像Dの学習は、車両10に実装される以前にサーバ700によって実施してある。サーバ700は、写像Dの学習にあたって、事前に、学習に必要となるデータの収集を行う。図3に示すように、サーバ700は、車両10と同一仕様の複数の車両10Aと外部通信回線網100を介して通信可能である。車両10Aの走行中にアクセル操作量ACCが判定値AKに増加した事象を対象事象と呼称する。複数の車両10Aは、対象事象についての学習用情報Uを逐次サーバ700に送信する。具体的には、車両10Aは、対象事象が生じた場合、上記取得処理と同様の態様で次の各変数の値を取得する。各変数は、最新緯度Z1、最新経度Z2、時刻識別値Z3、月識別値Z4、天気識別値Z5である。車両10Aは、各変数の値を取得すると、これらの変数の値と、一定時間T後にモータジェネレータ20が高トルク状態になったか否かを示す成否識別値ZAとを、学習用情報Uとしてサーバ700に送信する。成否識別値ZAは、高トルク状態になった場合を「1」、ならなかった場合を「0」とする。
<How to learn mapping>
The map D is learned by the
サーバ700は、学習用情報Uを取得する度に、データ組を生成する。データ組は、教師データと、訓練データとで構成されている。教師データは、真の第1確率と、真の第2確率の2つの変数を含む。訓練データは、最新緯度Z1、最新経度Z2、時刻識別値Z3、月識別値Z4、天気識別値Z5の5つの変数を含む。サーバ700は、学習用情報Uのうち、成否識別値ZAの値を真の第1確率として取り扱う。つまり、モータジェネレータ20が高トルク状態になった場合、真の第1確率は「1」である。モータジェネレータ20が高トルク状態にならなかった場合、真の第1確率は「0」である。サーバ700は、真の第2確率については、真の第1確率の「0」「1」の値を入れ替えた値に設定する。サーバ700は、学習用情報Uのうち、最新緯度Z1、最新経度Z2、時刻識別値Z3、月識別値Z4、天気識別値Z5については、これらを訓練データとして取り扱う。
The
サーバ700は、写像Dを学習するのに必要な数のデータ組が蓄積すると、それら複数のデータ組を利用して写像Dの学習を行う。すなわち、サーバ700は、訓練データを入力として写像Dが出力する値と、教師データの値との差が所定値以下になるように、写像Dの入力側係数wFjk及び出力側係数wSijを調整する。そして、サーバ700は、上記の差が所定値以下になることにより、学習が完了したものとする。
When the
<実施形態の作用>
CPU91は、アクセル操作量ACCが判定値AKに増加すると(ステップS110:YES)、最新緯度Z1、最新経度Z2、時刻識別値Z3、月識別値Z4、及び天気識別値Z5を取得する(ステップS120)。そして、CPU91は、これらの変数の値を入力として、モータジェネレータ20がこの後で高トルク状態になる確率である第1確率R1を算出する(ステップS140)。CPU91は、その第1確率R1から、モータジェネレータ20がこの後に高トルク状態になることを把握すると(ステップS150:YES)、調整用の点孤位相を取得するとともにサイリスタに対する初回の制御信号を生成する(ステップS160)。このとき、モータジェネレータ20は未だ高トルク状態になっていない。すなわち、CPU91は、モータジェネレータ20が高トルク状態になるよりも前の段階で、力率の調整開始に必要な処理を完了する。
<Operation of the embodiment>
When the accelerator operation amount ACC increases to the judgment value AK (step S110: YES), the
この後、CPU91は、調整用の点孤位相に応じたタイミングでサイリスタに対して初回の制御信号、すなわち開始信号を出力する(ステップS170)。この制御信号に応じてサイリスタがオンに切り替わると、力率の調整が始まる。判定値AKと一定時間Tとの関係上、このときのモータジェネレータ20のトルクは、規定トルクNよりもやや低い。つまり、CPU91は、モータジェネレータ20が高トルク状態になる少し前から力率の調整を開始する。換言すると、CPU91は、モータジェネレータ20が高トルク状態になるタイミングに対して遅れることなく力率の調整を開始する。
Then, the
この後、CPU91は、サイリスタに対する制御信号の出力を繰り替えす(ステップS180)。このことにより、CPU91は、モータジェネレータ20が高トルク状態である期間中、インバータ15とモータジェネレータ20との間の力率を1に近い値に維持する。
After this, the
<実施形態の効果>
(1)CPU91は、モータジェネレータ20の将来の状態を予測する上で、写像Dを利用する。この写像Dの入力変数は、車両10の走行情報を示す各種変数を含んでいる。つまり、CPU91は、アクセル操作量ACCの情報だけでなく、アクセル操作量ACCが判定値AKに至ったときの車両10の走行情報を踏まえて、モータジェネレータ20が高トルク状態になる確率を算出する。このようにして、車両10の走行情報を踏まえて高トルク状態になる確率を算出するようにすれば、CPU91は将来のモータジェネレータ20の状態を正確に予測できる。そして、CPU91は、アクセル操作量ACCが判定値AKに増加した一定時間T後にモータジェネレータ20が高トルク状態になることを正確に把握できる。
Effects of the embodiment
(1) The
モータジェネレータ20が高トルク状態になるよりも前の段階でその後に高トルク状態になることを把握できると、次のことが可能になる。すなわち、CPU91は、モータジェネレータ20が高トルク状態になる前までに、開始信号の出力のための準備の処理を完了できる。そして、そのことにより、CPU91は、モータジェネレータ20が高トルク状態になる前に開始信号を出力できる。その結果、CPU91は、モータジェネレータ20が高トルク状態になるタイミングに対して遅れることなく力率の調整を開始して力率を1に近い値に制御できる。
If it is possible to know that the
ここで、モータジェネレータ20のトルクが高い状況下では、バッテリ11の消費電力が多くなる。上記のようにモータジェネレータ20が高トルク状態になるタイミングから力率を1に近い値に制御できることは、消費電力が多い状況下での無効電力を、消費電力が多くなる初期のタイミングから極力抑えることを可能にする。このことは、バッテリ11の電力消費を極力抑えることを可能にする。その結果として、容量の相応に小さいバッテリ11を採用することが可能になる。
Here, when the torque of the
(2)入力変数は、車両10が走行している地点を示す地点変数を含んでいる。ここで、走行路の中には、例えば、登坂路、高速道路の本線への合流路といった、モータジェネレータ20が高トルク状態になり易い箇所が存在する。入力変数に地点変数を含めることで、高トルク状態になり易い地点か否かの情報を加味して、高トルク状態になる確率を算出できる。したがって、当該確率の算出精度が高くなる。
(2) The input variables include a location variable that indicates the location where the
(3)入力変数は、車両10が走行している時刻を示す時刻変数を含んでいる。同じ地点を走行するにしても、例えば夜間の時間帯に走行する場合には、昼間の時間帯に走行する場合に比べて、車速SPは低くなり、急加速する機会は少なくなり得る。入力変数に時刻変数を含めることで、高トルク状態になり易い時間帯か否かの情報を加味して、高トルク状態になる確率を算出できる。したがって、当該確率の算出精度が高くなる。
(3) The input variables include a time variable that indicates the time when the
(4)入力変数は、車両10が走行している季節を示す季節変数を含んでいる。例えば冬は路面が凍結していることがある。そのため、同じ地点を同じ時刻に走行するにしても、例えば冬の場合には他の季節に比べて、車速SPは低くなり、急加速する機会は少なくなり得る。すなわち、冬の場合には、上記夜間と類似の傾向が存在する。入力変数に季節変数を含めることで、高トルク状態になり易い季節か否かの情報を加味して、高トルク状態になる確率を算出できる。したがって、当該確率の算出精度が高くなる。
(4) The input variables include a seasonal variable that indicates the season in which the
(5)入力変数は、車両10が走行している地点の天気を示す天気変数を含んでいる。同じ地点を同じ時刻に走行するにしても、例えば雨の場合には晴れの場合に比べて、車速SPは低くなり、急加速する機会は少なくなり得る。雪の場合には、急加速する機会はさらに少なくなり得る。上記入力変数に天気変数を含めることで、高トルク状態になり易い天気か否かの情報を加味して、高トルク状態になる確率を算出できる。したがって、当該確率の算出精度が高くなる。
(5) The input variables include weather variables that indicate the weather at the location where the
<変更例>
なお、本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
<Example of change>
This embodiment can be modified as follows: This embodiment and the following modifications can be combined with each other to the extent that no technical contradiction occurs.
・サーバ700で学習した写像Dを車両10Aに一旦実装した後に、写像Dをアップデートしてもよい。すなわち、写像Dを車両10Aに一旦実装した後も、各車両10Aからサーバ700に学習用情報Uを随時送信する。そして、サーバ700は、学習用情報Uを教師データ及び訓練データとして利用することで、例えば1ヵ月単位で写像Dをアップデートする。そして、サーバ700は、アップデートした写像Dを車両10Aに送信する。このようにすれば、常に最新の傾向を反映させた写像Dを利用できる。
- After the mapping D learned by the
・上記実施形態では、同一の仕様の複数の車両10Aに対して統一の写像Dを作成した。しかし、車両10A毎の写像Dを作成してもよい。車両10A毎に学習用情報Uを蓄積して学習を行えば、車両10A毎の写像Dを作成できる。モータジェネレータ20が高トルク状態になり易い地点、時刻等は、車両10A毎、すなわち車両10Aの使用者である乗員毎に異なる可能性がある。本変更例の態様であれば、乗員毎の特徴を踏まえた写像Dを作成できる。
- In the above embodiment, a unified map D was created for
・車両10A毎に写像Dを作成する場合、つぎのような調整を行ってもよい。例えば、1ヵ月といったある一定期間の間にモータジェネレータ20が高トルク状態になった回数である高トルク回数を計測する。こうした高トルク回数が多い場合には、少ない場合よりも、第1確率R1の値が高くなるように写像Dを調整してもよい。例えば、高トルク回数が多い場合には、ニューラルネットワークの出力である確率原型y(1)~y(2)を算出した時点で、確率原型y(1)に対して当該確率原型y(1)の値を増大させる係数を乗じてもよい。
- When creating mapping D for each
・上記変更例のように、車両10A毎の写像Dを作成する場合、サーバ700ではなく車両10Aの制御装置で写像Dの学習を行ってもよい。この場合、車両10Aの記憶装置に学習用情報Uを蓄積しておけばよい。
- When creating a mapping D for each
・一定時間T及び判定値AKの定め方は、上記実施形態の例に限定されない。アクセル操作量ACCが判定値AKになってから一定時間T後にモータジェネレータ20が高トルク状態になる、という関係性が満たされるように、判定値AKと一定時間Tとが設定してあればよい。例えば、車両10A毎に一定時間T及び判定値AKを定めてもよい。この場合、例えば、アクセルペダル60を踏み込み速度が速い乗員の車両10Aについては判定値AKを低くし、踏み込み速度が遅い乗員の車両10Aについては判定値AKを高くするといった、乗員毎の操作の特徴を踏まえた設定が可能になる。判定値AK及び一定時間Tを上記実施形態から変更した場合、変更後の判定値AK及び一定時間Tを設定条件として得られる学習用情報Uを利用して写像Dを学習すればよい。そうすれば、変更した判定値AK及び一定時間Tを対象とした写像Dを得ることができる。なお、一定時間Tを変更する場合には、必要時間を考慮する必要がある。上記実施形態に記載したとおり、一定時間が必要時間よりも長ければ、モータジェネレータ20が高トルク状態になるまでに確実に開始信号を送信できる。
・The method of determining the fixed time T and the judgment value AK is not limited to the example of the above embodiment. The judgment value AK and the fixed time T may be set so that the relationship that the
・高トルク状態を規定する規定トルクNの定め方は、上記実施形態の例に限定されない。規定トルクNは、写像Dを利用して将来の状態を把握する対象としたいモータジェネレータ20の態様に合わせて適宜設定すればよい。規定トルクNを上記実施形態のものから変更した場合、変更した規定トルクNを設定条件として得られる学習用情報Uを利用して写像Dを学習すればよい。そうすれば、変更した規定トルクNを対象とした写像Dを得ることができる。
- The method of determining the specified torque N that defines the high torque state is not limited to the example of the above embodiment. The specified torque N may be set appropriately according to the state of the
・地点変数として採用する変数は、上記実施形態の例に限定されない。例えば、緯度をある範囲毎に区分けし、各範囲の代表点を示す値を、緯度を示す地点変数として採用してもよい。同様に、経度をある範囲毎に区分けし、各範囲の代表点を示す値を、経度を示す地点変数として採用してもよい。地点変数は、車両10が走行している地点を示すものであればよい。
- The variables used as point variables are not limited to the examples in the above embodiment. For example, latitude may be divided into ranges, and a value indicating a representative point of each range may be used as a point variable indicating latitude. Similarly, longitude may be divided into ranges, and a value indicating a representative point of each range may be used as a point variable indicating longitude. The point variable may be anything that indicates the point at which the
・時刻変数として採用する変数は、上記実施形態の例に限定されない。例えば、1日を6時間毎に区分し、区分した時間帯毎に識別値を設定してもよい。すなわち、「朝」「昼」「夕」「深夜」の各時間帯を示す時間帯識別値を時刻変数として採用してもよい。時刻変数は、車両10が走行している時刻を示すものであればよい。
- The variables used as the time variables are not limited to the examples in the above embodiment. For example, a day may be divided into six-hour periods, and an identification value may be set for each divided time period. In other words, time period identification values indicating each time period of "morning," "afternoon," "evening," and "late night" may be used as time variables. The time variable may be anything that indicates the time when the
・季節変数として採用する変数は、上記実施形態の例に限定されない。例えば、1年を3か月毎に区分し、区分した月の組毎に識別値を設定してもよい。すなわち、「春」「夏」「秋」「冬」の各季節を示す季節識別値を季節変数として採用してもよい。 - The variables used as seasonal variables are not limited to the examples in the above embodiment. For example, a year may be divided into three-month periods, and an identification value may be set for each set of months. In other words, the seasonal identification values indicating each of the seasons, "spring," "summer," "autumn," and "winter," may be used as seasonal variables.
・天気変数として採用する変数は、上記実施形態の例に限定されない。例えば、車両10が走行している地点の降水確率を天気変数として採用してもよい。天気変数は、車両10が走行している地点の天気を示すものであればよい。
- The variables used as weather variables are not limited to the examples in the above embodiment. For example, the probability of precipitation at the location where the
・車両10の走行情報を示す変数として採用する変数は、上記実施形態の例に限定されない。ここで、車両10の走行情報としては、上記のとおり、車両10が走行している地点の地理的な情報、時間的な情報、天気のような周辺環境の情報を挙げることができる。周辺環境を示す情報は、天気だけでなく、路面の凍結状況を反映する気温等も含む。また、車両10の走行情報として、車両10が走行している地点の走行路の情報を挙げることができる。すなわち、車両10の走行情報を示す変数として、車両10が走行している走行路の情報を示す走行路変数を採用してもよい。具体的には、高速道路、一般国道、県道、といった道路の種類を示す識別値を走行路変数として採用してもよい。また、車両10が走行している地点の走行路の勾配を走行路変数として採用してもよい。
- The variables used as variables indicating the driving information of the
・入力変数は、上記実施形態の例に限定されない。入力変数は、上記実施形態に示したものに代えて、又は加えて、他のものを採用してもよい。また、入力変数の数を上記実施形態の数から減らしてもよい。入力変数の数は2つ以上であればよい。そして、入力変数に、少なくとも1つ、車両10の走行情報を示す変数を含んでいればよい。すなわち、入力変数として、車両10の走行情報を示す変数以外のものを採用してもよい。操作変数が判定値に至った一定時間後にモータジェネレータ20が高トルク状態になるか否かを把握するのに有用な変数であれば、出力変数の値の精度を向上させることができる。
- The input variables are not limited to the examples of the above embodiment. Other input variables may be adopted instead of or in addition to those shown in the above embodiment. The number of input variables may be reduced from that of the above embodiment. The number of input variables may be two or more. The input variables may include at least one variable indicating the driving information of the
・出力変数は、上記実施形態の例に限定されない。出力変数は、操作変数が判定値に至った一定時間後にモータジェネレータ20が高トルク状態になるか否かを示す変数であればよい。例えば、出力変数として、操作変数が判定値に至った一定時間後にモータジェネレータ20に流れる電流値を算出してもよい。この場合、この電流値が、規定トルクNに対応する電流値よりも高い場合に、モータジェネレータ20が高トルク状態になると判定できる。
- The output variable is not limited to the example of the above embodiment. The output variable may be any variable that indicates whether the
・出力変数の数は、上記実施形態の例に限定されない。例えば、出力変数として、第1確率R1、第2確率R2、電流値の3つを出力してもよい。
・写像Dの構成は、上記実施形態の例に限定されない。例えば、ニューラルネットワークにおける中間層の層数を2つ以上にしてもよい。
The number of output variables is not limited to that in the above embodiment. For example, three output variables, the first probability R1, the second probability R2, and the current value, may be output.
The configuration of the mapping D is not limited to the example in the above embodiment. For example, the number of intermediate layers in the neural network may be two or more.
・車両10の全体構成は、上記実施形態の例に限定されない。例えば、車両10の駆動源として、モータジェネレータ20のみならず内燃機関を搭載していてもよい。また、車両10は、無段変速機を有していてもよい。そして、無段変速機とモータジェネレータ20とが連結していてもよい。
The overall configuration of the
・操作変数として採用する変数は、アクセル操作量ACCに限定されない。操作変数は、乗員の操作に応じて値が変化するものであればよい。例えば、上記変更例のように、車両10に無段変速機を搭載している場合、操作変数として、無段変速機の変速比を採用してもよい。無段変速機の変速比は、アクセルペダル60の踏み込み、すなわち加速要求に応じて値が変化する。操作変数として上記変速比を採用する場合、判定値等を上記変速比に適した値に変更すればよい。すなわち、上記変速比が判定値に至ってから一定時間後にモータジェネレータ20が高トルク状態になる、という関係性が満たされるように、一定時間との兼ね合いから判定値を定めればよい。また、操作変数は、車両10の車速SPであってもよい。車速SPも、乗員のアクセルペダル60の操作に応じて値が変化するものである。したがって、車速SPが判定値に至ってから一定時間後にモータジェネレータ20が高トルク状態になる、という関係性が満たされるように、判定値を定めればよい。
・The variable adopted as the operation variable is not limited to the accelerator operation amount ACC. The operation variable may be one whose value changes in response to the operation of the occupant. For example, as in the above modification, if the
・写像Dを車両10A毎に作成する場合には、車両10A毎の操作変数を設定することも可能である。すなわち、モータジェネレータ20を高トルク状態にする前段階で乗員が車両10Aに対して行う可能性の高い操作がある場合、その操作に応じて値が変化する変数を操作変数としてもよい。例えば、ある乗員は、カーブの後の直線路を走行する際に、モータジェネレータ20を高トルク状態にする傾向があるとする。この場合、操作変数として、ステアリングハンドルの操舵角を採用してもよい。そして、判定値を、ステアリングハンドルが中立位置となる値としてもよい。そして、写像Dの出力変数として、ステアリングハンドルの操舵角が中立位置に戻ってから一定時間後にモータジェネレータ20が高トルク状態になる確率を採用してもよい。
-When creating the map D for each
・力率調整回路30の構成は、上記実施形態の例に限定されない。力率調整回路30は、インバータ15とモータジェネレータ20との間の力率を調整できるように構成されていればよい。つまり、モータジェネレータ20のコイルに、可変コンデンサを並列に接続してあればよい。可変コンデンサとして、例えば、向かい合う2つの電極対の面積を調整できるものを採用してもよい。力率調整回路30の構成を変更した場合でも、モータジェネレータ20が高トルク状態になることを把握できた段階で、力率の調整開始に必要な事前の処理に行い、力率の調整を開始する開始信号を力率調整回路30に対して出力すればよい。
- The configuration of the power
10…車両
11…バッテリ
15…インバータ
20…モータジェネレータ
30…力率調整回路
91…CPU
93…ROM
95…記憶装置
REFERENCE SIGNS
93...ROM
95...Memory device
Claims (1)
前記バッテリから電力の供給を受けるモータと、
前記バッテリと前記モータとの間で直流交流の変換を行うインバータと、
前記インバータと前記モータとの間の電力の力率を調整する力率調整回路と、
を有する電動車両に適用され、
記憶装置と、実行装置とを有し、
前記記憶装置は、機械学習により学習済みの写像であって複数の入力変数の値が入力されることにより出力変数の値を出力する写像を規定する写像データを予め記憶しており、
複数の前記入力変数は、前記電動車両に対する乗員の操作に応じて値が変化する操作変数の値が予め定められた判定値に至ったときの、前記電動車両の走行情報を示す変数であり、
前記出力変数は、前記操作変数が前記判定値に至った一定時間後に前記モータが高トルク状態になるか否かを示す変数であり、
前記実行装置は、
前記操作変数の値が前記判定値に至ったか否かを判定する第1判定処理と、
前記第1判定処理で前記操作変数の値が前記判定値に至ったと判定したときの複数の前記入力変数の値を取得する取得処理と、
前記取得処理によって取得した複数の前記入力変数の値を前記写像に入力することによって前記出力変数の値を算出する算出処理と、
前記算出処理で算出した前記出力変数の値に基づいて、前記モータが高トルク状態になるか否かを判定する第2判定処理と、
前記第2判定処理で前記モータが高トルク状態になると判定した場合に、前記力率が1に近づくように前記力率の調整を開始する開始信号を前記力率調整回路に対して出力する信号出力処理と、
を実行する
電動車両の制御装置。 A battery;
A motor that receives power from the battery;
an inverter that converts DC to AC between the battery and the motor;
a power factor adjustment circuit for adjusting a power factor of power between the inverter and the motor;
The present invention is applied to an electric vehicle having
A storage device and an execution device,
the storage device pre-stores mapping data that defines a mapping that has been learned by machine learning and that outputs a value of an output variable when values of a plurality of input variables are input;
the plurality of input variables are variables indicating travel information of the electric vehicle when a value of an operation variable, the value of which changes in response to an operation of the electric vehicle by a passenger, reaches a predetermined determination value;
the output variable is a variable indicating whether or not the motor will be in a high torque state a certain time after the operation variable reaches the determination value,
The execution device is
a first determination process for determining whether or not the value of the operation variable has reached the determination value;
an acquisition process of acquiring values of the plurality of input variables when it is determined in the first determination process that the value of the operation variable has reached the determination value;
a calculation process for calculating a value of the output variable by inputting the values of the input variables acquired by the acquisition process to the mapping;
a second determination process for determining whether or not the motor is in a high torque state based on the value of the output variable calculated in the calculation process;
a signal output process of outputting, to the power factor adjustment circuit, a start signal for starting adjustment of the power factor so that the power factor approaches 1 when it is determined in the second determination process that the motor will be in a high torque state;
A control device for an electric vehicle that executes the above.
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