JP3185630B2 - 電気自動車用発電装置の制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電気自動車に搭載
される発電装置の出力を制御する装置、すなわち電気自
動車用発電装置の制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】特開平６−２４５３２０号公報には、シ
リーズハイブリッド車（ＳＨＶ）に搭載されるエンジン
駆動発電機の制御装置が示されている。この公報に記載
された装置においては、エンジン駆動発電機やバッテリ
からモータに供給される電力が検出され、その時間平均
が演算される。エンジン駆動発電機の発電出力は、得ら
れた時間平均に基づき設定される発電目標に従い制御さ
れる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな構成においては、ある制御周期において検出された
電力の時間平均がその後の制御周期における発電目標の
決定に使用されているため、モータの消費電力の変動に
対する実際の発電出力の応答遅れ、ひいては両者の差を
避けることができない。生じる差のうち、モータの消費
電力に対する発電出力の不足分はバッテリの放電により
補われ、逆にモータの消費電力に対する発電出力の余剰
分はバッテリに充電される。一方で、バッテリの充放電
の際には充放電損失が発生する。従って、上述の応答遅
れにより、車両の電力効率の低下が生じる。また、上述
の充放電が頻繁に生じるとバッテリの寿命確保が阻害さ
れる。加えて、上述の応答遅れは、ドライブフィーリン
グ改善に支障になる。

【０００４】本発明は、このような問題点を解決するこ
とを課題としてなされたものであり、発電目標の設定手
段の改良により、車両走行用のモータの消費電力の変動
に対する発電出力の応答遅れを低減し、ひいてはバッテ
リの充放電の頻度を抑制して車両の電力効率の改善等を
実現することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明は、図１に示される構成を備える。す
なわち、車両走行用のモータＭに対し発電装置Ｇｅｎ及
びバッテリＢから駆動電力を供給可能でかつバッテリＢ
に対し発電装置Ｇｅｎから充電電力を供給可能な車両に
搭載される制御装置において、発電装置Ｇｅｎの発電出
力を発電目標に従い制御する手段Ｃと、この制御に先立
ち車両の走行経路を予測させる手段Ｒと、予測した走行
経路に基づき発電目標を設定する手段Ｔｇｔと、を備え
ることを特徴とする。このように、車両の走行経路を予
測しその結果に基づき発電目標を設定することにより、
本発明においては、モータの駆動電力（消費電力）と発
電目標、ひいては発電装置Ｇｅｎの実際の発電出力との
間に差が生じにくくなり、その結果バッテリの充放電の
頻度が抑制される。これは、車両の電力効率の向上等に
つながる。特に、運転者に固有の車両運転性向、例えば
加減速要求の大小傾向に応じてモータ駆動所要電力を演
算し、その結果に基づき発電目標を設定することによ
り、ドライバビリティを向上させることができる。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態に
ついて図面に基づき説明する。

【０００７】図２には、本発明の一実施形態に係るＳＨ
Ｖのシステム構成が示されている。この図において車両
走行用のモータ１０として使用されているのは三相交流
モータであり、その出力軸は減／変速機１２等を介して
駆動輪１４Ｌ及び１４Ｒに連結されている。また、モー
タ１０はインバータ１６を介しバッテリ１８及びエンジ
ン駆動発電機２０から駆動電力の供給を受ける。すなわ
ち、これらの電力源から供給される直流電力は、インバ
ータ１６において三相交流電力に変換されモータ１０に
供給される。エンジン駆動発電機２０は、内燃機関であ
るエンジン２２及びこのエンジン２２の出力により駆動
される発電機２４により構成されている。発電機２４は
三相交流発電機であり、その発電出力は後段の整流器２
６により整流された上で前述のインバータ１６やバッテ
リ１８に供給される。従って、この図のシステムにおい
ては、車両走行用のモータ１０をバッテリ１８の放電出
力やエンジン駆動発電機２０の発電出力により駆動する
ことができ、バッテリ１８を図示しない車外電源からの
充電電力やモータ１０からの回生電力やエンジン駆動発
電機２０の発電出力により充電することができる。すな
わち、モータ１０の駆動電力（消費電力）に対しエンジ
ン駆動発電機２０の発電出力が不足している場合にはバ
ッテリ１８の放電によりこの不足分が補われ、モータ１
０の駆動電力に対しエンジン駆動発電機２０の発電出力
が余剰している場合にはこの余剰分がバッテリ１８の充
電に使用される。

【０００８】エンジン駆動発電機２０からモータ１０に
至る車両駆動系統は、次のように、車両走行用の電子制
御ユニット、すなわちＥＶＥＣＵ２８により制御されて
いる。ＥＶＥＣＵ２８は、回転数センサ３０により検出
されるモータ１０の回転数や、アクセル開度又はブレー
キ踏力に応じて決定したトルク指令に基づき、インバー
タ１６の動作を制御する。これにより、モータ１０の出
力は、アクセル開度やブレーキ踏力に応じた出力とな
る。ＥＶＥＣＵ２８は、また、後述する手順により、エ
ンジン駆動発電機２０の発電出力の制御目標（発電目
標）Ｐ_Ｇを決定し、決定した発電目標Ｐ_Ｇに従い発電機
２４の発電出力を制御する。例えば、この発電目標Ｐ_Ｇ
に従い発電機２４の励磁状態を変化させることにより、
当該発電機２４の発電出力を変化させることができ、ま
たエンジン２２の回転数を制御することができる。ＥＶ
ＥＣＵ２８は、また、エンジン２２の回転数等を監視し
ながら、当該エンジン２２のスロットル開度等を制御す
る。

【０００９】この図に示される車両は、さらに、ナビゲ
ーションシステム３２を備えている。この図のナビゲー
ションシステムはＧＰＳ（Global Positioning System
）、ＶＩＣＳ（Vehicle Information Communication S
ystem）及びマップマッチングを利用したシステムであ
り、ディスプレイコントローラ３４により制御されてい
る。ＧＰＳは、地球周回軌道上にあるＧＰＳ衛星から地
球上の移動体へと送信され軌道情報、送信時刻等の情報
を含むＧＰＳ信号に基づき、移動体上のＧＰＳ受信機が
移動体の現在地に関する情報（現在地情報）や速度（進
行方向を含む）に関する情報（速度情報）を得るシステ
ムである。ＧＰＳアンテナ３６はＧＰＳ信号を受信する
ためのアンテナであり、増幅器３８は受信したＧＰＳ信
号を増幅し、ＧＰＳ受信機４０は増幅されたＧＰＳ信号
に基づき現在地情報及び速度情報を生成しディスプレイ
コントローラ３４に供給する。ＶＩＣＳは、道路渋滞、
交通事故、道路工事等の有無及びその規模に関する交通
情報を、ＦＭ多重放送を通じて又は路側の送信機からＶ
ＩＣＳ信号として送信し、移動体上のＶＩＣＳ受信機が
ＶＩＣＳ信号にて交通情報を受け取るシステムである。
ＶＩＣＳアンテナ３６ＡはＶＩＣＳ信号を受信するため
のアンテナであり、増幅器３８ＡはＶＩＣＳ信号を増幅
し、ＶＩＣＳ受信機４０Ａは増幅されたＶＩＣＳ信号か
ら交通情報を取り出しディスプレイコントローラ３４に
供給する。

【００１０】マップマッチングは、ＧＰＳ等の測位シス
テムから得られる現在地情報を、ＣＤＲＯＭ等の記憶媒
体から読み出した地図情報と照合することにより、現在
地情報に含まれている測位誤差を除去乃至低減する手法
である。この実施形態では、ＣＤＲＯＭ４４上に格納さ
れている地図情報がＣＤＲＯＭプレイヤ４２により読み
込まれディスプレイコントローラ３４に供給される。デ
ィスプレイコントローラ３４は、ＣＤＲＯＭプレイヤ４
２から供給される地図情報に基づきタッチパネルディス
プレイ４６上に地図を表示させる。ディスプレイコント
ローラ３４は、さらに、ＧＰＳ受信機４０から得られる
現在地情報とＣＤＲＯＭプレイヤ４２から得られる地図
情報とを照合することにより現在地情報の誤差を排除し
た上で、タッチパネルディスプレイ４６上に車両の現在
地を表示させる。なお、ＧＰＳ衛星からの信号は建物、
樹木、山岳等によりブロッキングされることがあるた
め、その期間における車両の移動を検出すべく、磁気コ
ンパス４８が設けられている。ディスプレイコントロー
ラ３４は、ＧＰＳ受信機４０から位置情報等が得られな
い状態では、磁気コンパス４８の出力を利用しながら車
両の現在地等を求めタッチパネルディスプレイ４６上の
表示を行なわせる。

【００１１】ナビゲーションシステム３２は、イグニッ
ションスイッチ５０がオンしたときに強制的に起動され
る。すなわち、運転者がイグニッションスイッチ５０を
オンさせたことが検出されるとＥＶＥＣＵ２８はＩＧＣ
Ｔリレー５２の励磁コイルにＣＴＬ信号を供給し、当該
ＩＧＣＴリレー５２の接点を閉結させる。これに応じ、
ＥＶＥＣＵ２８からのＩＧＣＴ信号がディスプレイコン
トローラ３４に供給される結果、ディスプレイコントロ
ーラ３４によりナビゲーションシステム３２が起動され
る。ディスプレイコントローラ３４は、ナビゲーション
システム３２を起動させた後、前述の動作にて得られる
現在地情報等をＥＶＥＣＵ２８に供給し始める。

【００１２】この図の車両は、更に、ドライビングポジ
ションシステム５４を備えている。ドライビングポジシ
ョンシステム５４は、運転席のポジションやステアリン
グホイールのチルト角を運転者に応じて切り替える等の
機能を実現するためのシステムであり、現在運転席に着
席している運転者がどの運転者であるのかを示すシート
メモリスイッチ５６を有している。ＥＶＥＣＵ２８は、
シートメモリスイッチ５６によって与えられ運転者を特
定できる情報、すなわち運転者番号を入力し、これに従
い後述の制御を実行している。ＥＶＥＣＵ２８は、その
他、加速度センサ５８により検出される車両の加減速度
Ｇや、回転数センサ６０Ｌ及び６０Ｒにより検出される
駆動輪１４Ｌ及び１４Ｒの回転数（車輪速）を車速Ｖ_ｉ
として入力している。

【００１３】図３には、図２に示される車両の動作、特
にＥＶＥＣＵ２８により実行される制御手順の一例が示
されている。

【００１４】この図に示される制御手順においては、イ
グニッションスイッチ５０が運転者等によりオンされる
とこれに応じてＥＶＥＣＵ２８がＣＴＬ信号を出力しＩ
ＧＣＴリレー５２の接点を閉結させる。すると、ＥＶＥ
ＣＵ２８からのＩＧＣＴ信号がディスプレイコントロー
ラ３４に供給され、ナビゲーションシステム３２が起動
される（１００）。その一方で、ＥＶＥＣＵ２８は、ド
ライビングポジションシステム５４から、そのシートメ
モリスイッチ５６により設定されている運転者番号を入
力する（１０２）。ＥＶＥＣＵ２８は、運転者番号とこ
の運転者番号に対応する運転者定数ａとを対応付ける運
転者定数テーブル２００を搭載しており、ステップ１０
２において入力した運転者番号に対応する運転者定数ａ
をこの運転者定数テーブル２００上から入力する（１０
４）。運転者定数ａは、対応する運転者番号によって特
定される運転者の性向、例えば急加速を好む運転者であ
るか否か等の性向を示す定数であり、後述する演算の際
に利用される。ステップ１０４を実行した後、ＥＶＥＣ
Ｕ２８は、イグニッションスイッチ５０が運転者等によ
りオフされるまで（１３２）、ステップ１０６〜１３０
の動作を繰り返し実行する。

【００１５】ステップ１０６においては、ＥＶＥＣＵ２
８は、車両の現在地を示すデータをナビゲーションシス
テム３２から入力する。この時点で、運転者等によるタ
ッチパネルディスプレイ４６の操作等により車両の目的
地が既に設定済みである場合（１０８）、ＥＶＥＣＵ２
８は、ステップ１０６において入力された現在地及び運
転者等により設定された目的地に基づき、かつナビゲー
ションシステム３２から与えられる地図情報を参照しな
がら、現在地から目的地に至る最短経路を算出する（１
１０）。なお、運転者に経路情報を提供する必要上ディ
スプレイコントローラ３４でも最短経路を算出している
から、ディスプレイコントローラ３４にて算出された最
短経路に関する情報をＥＶＥＣＵ２８へ入力するように
してもよい。車両の目的地がまだ設定されていない場合
には（１０８）、ＥＶＥＣＵ２８は、車両の進行方向を
検出し（１１２）、検出した進行方向に基づき車両がこ
れから走行するであろう推定経路を少なくとも所定時間
の走行について算出する（１１４）。なお、ステップ１
１２における進行方向検出は、ＧＰＳ受信機４０により
得られる車速ベクトルを利用して行なうこともでき、ま
た磁気コンパス４８により検出される車両の旋回角度を
利用して行なうこともできる。

【００１６】ステップ１１０又は１１４を実行した後、
ＥＶＥＣＵ２８は、次の制御周期において発生するであ
ろうモータ出力の平均値、すなわち平均予測モータ出力
Ｐ_Ｍを算出し（１２２）、得られた平均予測モータ出力
Ｐ_Ｍに運転者定数ａを乗ずることにより、すなわち次の
式

【数１】 に従い、当該次の制御周期に係る発電目標Ｐ_Ｇを決定す
る（１２４）。平均予測モータ出力Ｐ_Ｍを算出するに際
しては、例えば次の式

【数２】 を用いる。この式に現われる変数Ｐ_Ｍｉは時刻ｉに関す
る予測モータ出力であり、次の式

【数３】 により与えられる。ステップ１２２において平均予測モ
ータ出力Ｐ_Ｍを算出することを可能にするため、この予
測モータ出力Ｐ_Ｍｉは、ステップ１２２を実行するのに
先立ち、算出対象たる制御周期（制御周期長＝Ｔ）中の
Ｎサンプルに亘って（１２０）算出される（１１８）。
その際、式（３）中に現われる坂路角θ_ｉは、ナビゲー
ションシステム３２から供給される地図情報から取り出
される（１１６）。なお、式（３）中の平均車速推定値
Ｖは、回転数センサ６０Ｌ及び６０Ｒにて検出される実
測車速Ｖ_ｉ及び加速度センサ５８にて検出される加減速
度Ｇに基づき、あるいは前回の制御周期で使用した平均
車速推定値Ｖ及び加速度センサ５８にて検出される加減
速度Ｇに基づき、決定する。

【００１７】このようなステップ１１６〜１２４を実行
することにより発電目標Ｐ_Ｇが決定されると、この発電
目標Ｐ_Ｇに従い、当該次の制御周期における発電機２４
の発電出力が制御される（１２６）。ＥＶＥＣＵ２８
は、この発電目標Ｐ_Ｇに従う制御を所定の制御周期長Ｔ
に亘って実行する（１３０）。この制御の間、ＥＶＥＣ
Ｕ２８は、車両に加わる加減速度Ｇを検出し、検出結果
に基づき運転者定数設定マップ３００を参照することに
より運転者定数ａを修正し、運転者定数テーブル２００
上に書き込む（１２８）。運転者定数設定マップ３００
は、加減速度Ｇと運転者定数ａとを対応付けるマップで
あり、その内容を例えば線形関数で表すことが可能であ
る。なお、ステップ１２８における加減速度Ｇの検出
は、回転数センサ６０Ｌ及び６０Ｒの出力を利用して次
の式

【数４】 により、あるいは加速度センサ５８を利用することによ
り、実行することができる。ステップ１３０において所
定の制御周期長Ｔの経過が検出された場合にはＥＶＥＣ
Ｕ２８の動作はステップ１３２に移る。

【００１８】このような制御を実行することにより、本
実施形態においては、モータ１０の駆動電力に対する発
電機２４の発電出力の不足分及び余剰分を低減し、ひい
てはバッテリ１８の充放電の頻度を抑制している。すな
わち、図４に示されるように、ある制御周期（例えばｋ
〜ｋ＋１）において次の制御周期（例えばｋ＋１〜ｋ＋
２）における平均予測モータ出力Ｐ_Ｍを算出し、この平
均予測モータ出力Ｐ_Ｍに従い当該次の制御周期（例えば
ｋ＋１〜ｋ＋２）における発電目標Ｐ_Ｇを設定している
ため、実際のモータ出力と発電目標Ｐ_Ｇ、従って発電機
２４の実際の発電出力との差が小さくなり、バッテリ１
８の充放電の頻度が低くなる。これは、車両の電力効率
の改善につながる他、バッテリ１８の充電状態の維持、
ひいてはその寿命の延長につながる。加えて、モータ１
０の出力の変動に対しエンジン２２の出力が迅速に応答
することになるから、従来のＳＨＶに比べドライブフィ
ーリングも良好になる。さらに、所定の制御周期長Ｔの
間は発電目標Ｐ_Ｇが一定であるから、発電機２４の発電
出力、ひいてはエンジン２２の負荷の変動が生じにく
く、当該エンジン２２の燃費やエミッションの顕著な劣
化を防止することができる。なお、制御周期長Ｔは、例
えば３０秒程度の時間にすることができる。また、平均
車速推定値Ｖの算出を実測車速Ｖ_ｉや加減速度Ｇに基づ
き行っているため、車両が渋滞等に巻き込まれてしまっ
た場合にも、これに追従して発電出力を制御できる。

【００１９】図５には、ＥＶＥＣＵ２８により実行可能
な制御手順の他の例が示されている。この図において
は、図３に示される制御手順と同一のステップに関して
は図示を省略している。この手順が特徴とするところ
は、ステップ１１６実行後ステップ１１８実行前に、車
両の予測車速Ｖ_ｉを車速予測マップ４００から入力して
いる点である（１３４）。車速予測マップ４００は、Ｅ
ＶＥＣＵ２８に搭載され、ステップ１１６にて入力され
る坂路角θ_ｉと車速Ｖとを対応付けるマップであり、当
該坂路角θ_ｉ下において車両が走行した場合に生ずるで
あろう車速Ｖ_ｉを、当該坂路角θ_ｉと対応付けている。
ステップ１１８においては、式（３）を変形して得られ
る次の式

【数５】 に基づき予測モータ出力Ｐ_Ｍｉが演算される。従って、
この図の制御手順によれば、図３に示される制御手順に
比べ、より正確に、予測モータ出力Ｐ_Ｍｉを求めること
ができ、ひいては発電機２４の発電出力とモータ１０の
駆動電力との差をより小さくすることができる。なお、
車速予測マップ４００を多次元マップ、例えば坂路角θ
_ｉ及び運転者定数ａを車速Ｖ_ｉに対応づける２次元マッ
プとすることもできる。

【００２０】図６には、ＥＶＥＣＵ２８により実行可能
な制御手順の他の例が示されている。この図において
も、図３に示される制御手順と共通する部分は図示を省
略している。この図の制御手順においては、ステップ１
１６実行後図５の制御手順と同様ステップ１３４が実行
された後、ステップ１１８を経ないままステップ１２０
が実行される。ステップ１２０において所定時間、すな
わち制御周期長Ｔに亘る演算の終了が検出された後、こ
の図の制御手順においては、ステップ１３４の繰り返し
によりＮサンプル分得られた予測車速Ｖ_ｉに基づきかつ
次の式

【数６】 に従い平均予測車速Ｖ_ｅが算出される（１３６）。その
上で、ステップ１１８に係る予測モータ出力Ｐ_Ｍｉの算
出が制御周期長Ｔに係るＮサンプル分実行され（１３
８）、その後ステップ１２２が実行される。ステップ１
２２では、次の式

【数７】 が用いられる。従って、この図の制御手順においても、
前述の各制御手順と同様の効果を得ることができる。

【００２１】図７には、ＥＶＥＣＵ２８により実行可能
な制御手順のさらに他の例が示されている。この図にお
いても、図３に示される制御手順と共通する部分は図示
を省略している。この制御手順では、ＧＰＳ利用にて得
られる現在地情報及び速度情報を利用しておらず、例え
ばタッチパネルディスプレイ４６の操作等による運転者
等からの指示に応じて本発明の特徴に係る制御を実行し
ている。すなわち、ＥＶＥＣＵ２８は、ステップ１０４
実行後タッチパネルディスプレイ４６の操作等により運
転者等から現在地情報の入力があったか否かをＥＶＥＣ
Ｕ２８が判断し（１４０）、その結果に応じ、ステップ
１０８〜１３２を実行する。現在地情報の入力がない場
合には（１４０）、直前の制御周期における平均モータ
出力に基づき発電目標Ｐ_Ｇを決定した上で（１４２）ス
テップ１２６に移行するようにすればよい。ステップ１
４２の動作を可能にするためには、ステップ１２６及び
１２８を実行する際に併せてモータ１０の出力を検出し
（１４４）、ステップ１３２実行前にその制御周期の間
の平均モータ出力を算出するようにすればよい（１４
６）。モータ１０の出力は、ＥＶＥＣＵ２８内部で算出
されるトルク指令及び回転数センサ３０により検出され
るモータ１０の回転数に基づき算出することができ、あ
るいは図示しない電圧センサや電流センサにてモータ１
０の電圧及び電流を検出することによっても得ることが
できる。

【００２２】図８には、ＥＶＥＣＵ２８により実行可能
な制御手順のさらに他の例が示されている。この図にお
いても、図３に示される制御手順と共通する部分は図示
を省略している。この図の制御手順では、制御周期長Ｔ
が一定である必要がないことに着目し、ステップ１０６
を実行するのに先立ち制御周期長Ｔがどのような値に設
定されているのかを入力できるようにしている（１４
８）。制御周期長Ｔの設定方法としては、例えば、タッ
チパネルディスプレイ４６を運転者等が操作する等の方
法がある。このようにした場合、例えば、制御周期長Ｔ
を短めに設定することにより車両効率優先モード（制御
誤差低減によるバッテリ充放電頻度抑制モード）を実現
することができ、制御周期長Ｔを長めに設定することに
よりエンジン効率優先モード（発電目標の変動を抑制す
ることによるエンジン回転数変動抑制モード）を実現す
ることができる。むろん、制御周期長Ｔを、他の要素を
基礎として自動的に決定するようにしても構わない。

【００２３】図９には、ＥＶＥＣＵ２８により実行可能
な制御手順のさらに他の例が示されている。この図にお
いても、図３に示される制御手順と共通する部分は図示
を省略している。この図の制御手順では、経路推定に際
してＶＩＣＳからの交通情報を利用することにより、発
電目標Ｐ_Ｇと実際のモータ出力との差を抑制している。
すなわち、図２に示されるようにＶＩＣＳを利用してい
るナビゲーションシステム３２では、ディスプレイコン
トローラ３４は、道路渋滞等が発生している又は見込ま
れる道路をタッチパネルディスプレイ４６の画面上に表
示させる。運転者は、通常は、そのような道路の走行を
避け、目的地までの最短経路ではなく迂回経路を選択す
る。他方、図３に示される手順をそのまま実行すると、
渋滞等の発生如何に関わらず最短経路が算出される。そ
の結果、迂回経路を走行するにも関わらず発電目標Ｐ_Ｇ
が最短経路に基づき決定されることになるから、図３の
手順では、新たな現在地入力に基づき新たに経路を算出
するまでの短い時間であるとはいえ、発電出力とモータ
出力の間に差が生じてしまう可能性がある。図９の手順
では、そのような不具合を避けるため、ＶＩＣＳ利用で
得られる交通情報をナビゲーションシステム３２からＥ
ＶＥＣＵ２８に入力し（１５０）、道路渋滞、交通事
故、道路工事等が発生している道路又はその見込みがあ
る道路をステップ１１０における最短経路算出の基礎か
ら除外している（１５２）。これにより、経路予測の精
度が向上する結果、原理的に、バッテリ１８の充放電収
支管理のための発電制御等も廃止可能になる。なお、図
９では、ステップ１１４に代え、車両進行方向に基づき
目的地を推定するステップ１１４Ａを実行しその後ステ
ップ１５０に移行しているが、これらは、ステップ１０
８にて目的地設定済みでない場合もステップ１５０及び
１５２を実行する必要があることによる。

【００２４】以上、本発明の好適な実施形態について説
明したが、本発明はこのような実施形態に何等限定を要
するものではない。例えば、車両の現在地や進行方向を
得るためにＧＰＳ以外の測位システムを利用してもよ
く、交通情報を得るのに他の種類の通信システム等を利
用してもよい。また、地図情報専用のＣＤＲＯＭと坂路
角θ_ｉ専用のＣＤＲＯＭ等を別個に準備しておいてもよ
い。このようにした場合、従来から流通している地図情
報用のＣＤＲＯＭを利用することができるから、より簡
便に本発明を実施することが可能になる。加えて、坂路
角θ_ｉは、地図情報を構成する各地点全てに対応付けて
おく必要はなく、任意の地点のみに対応付けておき、ス
テップ１１６を実行するに際しては、坂路角θ_ｉが対応
付けられている地点のうち現在の演算に係る地点に最も
近い地点の坂路角θ_ｉを用いるようにしてもよい。さら
には、本発明は、現在地から目的地までの単一の経路
（原則として最短経路）を算出する実施形態に限定され
るべきものではない。例えば、最短経路や迂回経路を含
む複数の経路を算出し各経路に関し平均予測モータ出力
Ｐ_Ｍ、ひいては発電目標Ｐ_Ｇを演算決定するようにして
も構わない。このようにした場合、ＥＶＥＣＵ２８又は
ディスプレイコントローラ３４の処理負担は増大するも
のの、次の制御周期が始まる時点でその時点における車
両の現在地や進行方向に基づき実際の経路に係る発電目
標Ｐ_Ｇを選択することができるから、車両の実際の走行
経路が最短経路から外れている場合にも迅速に対処する
ことが可能になる。

【００２５】加えて、各制御周期毎に発電目標Ｐ_Ｇを更
新するのではなく、図４に示される予測モータ出力Ｐ
_Ｍｉの変動が直ちに発電目標Ｐ_Ｇの変動となるよう、図
３中の平均演算を省略しても構わない。ただし、このよ
うな省略を行なった場合、エンジン２２の回転数等が頻
繁に変動し得ることとなるから、エンジン２２の燃費や
エミッションは若干劣化する。

【００２６】そして、本発明は、図２に示されるシステ
ム構成に限定を要するものではない。すなわち、その発
電出力を制御乃至修正するための回路乃至機構を備える
燃料電池や太陽電池を発電装置Ｇｅｎとして用いるシス
テム構成にも、本発明を適用することができ、さらには
純粋なＳＨＶのみではなくＰＨＶ等との組み合わせに係
るシステムにも本発明を適用することができる。また、
本発明にいう「発電出力」及び「発電目標」は電力であ
る必要はない。バッテリＢの充電状態管理を実現する場
合等には、これらを電流量にて管理・設定するのが好ま
しい。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
発電装置Ｇｅｎの発電出力を制御するのに先立ち、車両
の走行経路を予測しその結果に基づき発電目標を設定す
るようにしたため、車両走行用モータＭの駆動電力に対
する発電装置Ｇｅｎの出力の応答遅れを低減することが
でき、ひいてはバッテリＢの充放電の頻度を抑制するこ
とができる。その結果、車両の電力効率の改善等の効果
が得られる。特に、本発明の好適な実施形態において
は、走行用モータの駆動のために必要となる電力を、運
転者の性向毎に決定でき、ドライバビリティの向上につ
ながる。また、運転者に固有の車両運転性向は、ドライ
ビングポジションシステム等から得られる情報を利用し
て決定すればよい。

【００２８】

【補遺】なお、本発明は、次のような発明と把握するこ
ともできる。

【００２９】（１）請求項１記載の制御装置において、
所定の制御周期毎に発電目標を更新しながら発電装置の
出力の制御を実行し、その際走行経路の予測及び発電目
標の設定を次の制御周期に関して実行することを特徴と
する電気自動車用発電装置の制御装置。この装置によれ
ば、１個の制御周期内では同一の発電目標に従い発電制
御が実行される。従って、バッテリの充放電の抑制とい
う作用効果の他に、発電装置の出力変動の抑制という作
用効果も生じる。さらに、制御周期を短めに設定するこ
とにより、発電目標と実際の発電出力との差（制御誤
差）を抑制でき、制御周期を長めに設定することにより
発電装置の出力の変動を抑制できる。特に、発電装置と
してエンジン駆動発電機を用いた場合、発電装置の出力
の変動を抑制することによりエンジンの燃費やエミッシ
ョンを改善できる。加えて、運転者等が制御周期を可変
設定できるようにすることにより、車両効率優先モード
での走行とエンジン効率優先モードでの走行とを選択的
に実行可能になる。

【００３０】（２）請求項１記載の制御装置において、
車両の現在地を入力する手段を備え、当該現在地にて地
図情報を参照することにより車両の走行経路を予測する
ことを特徴とする電気自動車用発電装置の制御装置。こ
の装置によれば、例えばタッチパネルを利用した運転者
等からの指示に応じ、車両の走行経路の予測及びその結
果に基づく発電制御を実行できる。特に、現在地の入力
があった場合にのみ車両の走行経路の予測及びその結果
に基づく発電制御を実行し、現在地の入力がない場合に
は従前の平均モータ出力に基づく発電制御を実行するよ
うにすれば、運転者等からの指示に応じバッテリの充放
電を抑えた走行を開始させることが可能になるから、使
用者が発電制御モードを任意に選択できるという点で、
使い勝手のよい車両が得られる。

【００３１】（３）請求項１記載の制御装置において、
車両の現在地を測位する手段を備え、当該現在地にて地
図情報を参照することにより車両の走行経路を予測する
ことを特徴とする電気自動車用発電装置の制御装置。こ
の装置によれば、運転者等からの指示なしに、すなわち
自動的に、車両の走行経路の予測及びその結果に基づく
発電制御が実行されるから、運転者等の負担を軽くする
ことができる。また、測位をＧＰＳ利用にて行った場
合、ＧＰＳ受信機を一般に小型に構成可能であることか
ら、装置の小型化に寄与できる。さらに、測位のための
装置は、イグニッションオンにて強制的に起動させれば
よい。

【００３２】（４）請求項１記載の制御装置において、
車両の現在地を入力又は測位する手段と、車両の進行方
向を入力又は検出する手段と、を備え、当該現在地及び
進行方向に基づき車両の走行経路を予測することを特徴
とする電気自動車用発電装置の制御装置。この装置によ
れば、地図情報を格納するＣＤＲＯＭ等のデータベース
なしに、車両の走行経路の予測及びその結果に基づく発
電制御が実行されるから、より安価な装置となる。ま
た、車両の現在地及び進行方向は共にＧＰＳ受信機から
得ることができるから、（３）と同様の理由で、この装
置は小型な構成とすることができる。さらに、測位のた
めの装置は、ＩＧオンにて強制的に起動させればよい。

【００３３】（５）請求項１記載の制御装置において、
可能な走行経路と当該走行経路上の所定地点における坂
路角とを対応付けて記憶する記憶手段を備え、予測した
走行経路上の各地点に関し記憶手段から坂路角を読み出
し、読み出した坂路角に基づき、予測した走行経路に沿
って車両が走行した場合に走行用モータの駆動のために
必要となる電力を演算することを特徴とする電気自動車
用発電装置の制御装置。この装置によれば、走行用モー
タの駆動のために必要となる電力を、坂路角を考慮にい
れて、正確に演算できる。すなわち、より正確な発電制
御、ひいてはバッテリ充放電の抑制を実現できる。

【００３４】（６）請求項１記載の制御装置において、
可能な走行経路と当該走行経路上の所定地点における坂
路角とを対応付けて記憶する記憶手段を備え、予測した
走行経路上の各地点に関し記憶手段から坂路角を読み出
し、読み出した坂路角及び予想される平均車速に基づ
き、予測した走行経路に沿って車両が走行した場合に走
行用モータの駆動のために必要となる電力を、演算する
ことを特徴とする電気自動車用発電装置の制御装置。こ
の装置によれば、走行用モータの駆動のために必要とな
る電力を、平均車速及び坂路角を考慮にいれて、正確に
演算できる。すなわち、より正確な発電制御、ひいては
バッテリ充放電の抑制を実現できる。

【００３５】（７）請求項１記載の制御装置において、
可能な走行経路と当該走行経路上の所定地点における坂
路角とを対応付けて記憶する第１記憶手段と、坂路角と
車速とを対応付けて記憶する第２記憶手段と、を備え、
予測した走行経路上の各地点に関し第１記憶手段から坂
路角を読み出し、読み出した坂路角に関し第２記憶手段
から車速を読み出し、読み出した坂路角及び車速に基づ
き、予測した走行経路に沿って車両が走行した場合に走
行用モータの駆動のために必要となる電力を、演算する
ことを特徴とする電気自動車用発電装置の制御装置。こ
の装置によれば、走行用モータの駆動のために必要とな
る電力を、車速及び坂路角を考慮にいれて、正確に演算
できる。すなわち、より正確な発電制御、ひいてはバッ
テリ充放電の抑制を実現できる。

【００３６】（８）請求項１記載の制御装置において、
車両の走行経路として目的地までの最短経路を予測する
ことを特徴とする電気自動車用発電装置の制御装置。こ
の装置によれば、最も尤もらしい走行経路が得られる。

【００３７】

【００３８】（９）請求項１記載の制御装置において、
運転者に固有の車両運転性向、例えば加減速要求の大小
傾向を逐次検出する手段を備え、当該車両運転性向に応
じ、走行用モータの駆動のために必要となる電力を演算
することを特徴とする電気自動車用発電装置の制御装
置。この装置によれば、（６）と同様の作用効果が得ら
れる他、車両の運転状況の変化を発電制御に逐次反映さ
せることが可能になり、より正確な発電制御、ひいては
バッテリ充放電の抑制による寿命延長を実現できる。

【００３９】

【００４０】（１０）車両走行用のモータに対し発電装
置及びバッテリから駆動電力を供給しかつバッテリに対
し発電装置から充電電力を供給する制御する制御方法に
おいて、発電装置の出力を発電目標に従い制御するステ
ップと、上記制御に先立ち車両の走行経路を予測するス
テップと、予測した走行経路に基づき上記発電目標を設
定するステップと、を有し、目標設定又は予測に際し運
転者に固有の車両運転性向を反映させることを特徴とす
る電気自動車用発電装置の制御方法。この方法によれ
ば、請求項１と同様の作用効果が得られる。また、
（１）〜（９）と同様の変形も可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の構成を示すブロック図である。

【図２】 本発明の一実施形態に係るシステムの構成を
示すブロック図である。

【図３】 この実施形態におけるＥＶＥＣＵの動作の流
れの一例を示すフローチャートである。

【図４】 この実施形態における発電出力の予測と出力
の関係を示すタイミングチャートである。

【図５】 この実施形態におけるＥＶＥＣＵの動作の流
れの他の一例を示すフローチャートである。

【図６】 この実施形態におけるＥＶＥＣＵの動作の流
れの他の一例を示すフローチャートである。

【図７】 この実施形態におけるＥＶＥＣＵの動作の流
れの他の一例を示すフローチャートである。

【図８】 この実施形態におけるＥＶＥＣＵの動作の流
れの他の一例を示すフローチャートである。

【図９】 この実施形態におけるＥＶＥＣＵの動作の流
れの他の一例を示すフローチャートである。

【符号の説明】

Ｍ モータ、Ｂ バッテリ、Ｇｅｎ 発電装置、Ｃ 制
御手段、Ｒ 走行経路予測手段、Ｔｇｔ 発電目標設定
手段、１０ モータ、１８ バッテリ、２０エンジン駆
動発電機、２２ エンジン、２４ 発電機、２８ ＥＶ
ＥＣＵ、３２ナビゲーションシステム、３４ ディスプ
レイコントローラ、４０ ＧＰＳ受信機、４０Ａ ＶＩ
ＣＳ受信機、４２ ＣＤＲＯＭプレイヤ、４４ ＣＤＲ
ＯＭ、４６ タッチパネルディスプレイ、４８ 磁気コ
ンパス、５０ イグニッションスイッチ、５２ ＩＧＣ
Ｔリレー、５４ ドライビングポジションシステム、５
６ シートメモリスイッチ、５８ 加速度センサ、６０
Ｌ，６０Ｒ 回転数センサ、ａ 運転者定数、θ_ｉ 坂
路角、Ｐ_Ｍｉ 予測モータ出力、Ｐ_Ｍ 平均予測モータ
出力、Ｐ_Ｇ 発電目標、Ｇ 加減速度、Ｔ 制御周期
長。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B60L 7/00 - 13/00 B60K 6/02

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両走行用のモータに対し発電装置及び
   バッテリから駆動電力を供給可能でかつバッテリに対し
   発電装置から充電電力を供給可能な車両に搭載される制
   御装置において、 上記発電装置の出力を発電目標に従い制御する手段と、 上記制御に先立ち車両の走行経路を予測する手段と、 運転者に固有の車両運転性向に応じ、予測した走行経路
   に沿って車両が走行した場合に車両走行用のモータの駆
   動のために必要となる電力を演算し、この電力に基づき
   上記発電目標を設定する手段と、 を備えることを特徴とする電気自動車用発電装置の制御
   装置。