JP2008087719A - Hybrid vehicle and control method therefor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ハイブリッド車両とその制御方法に関するものである。 The present invention relates to a hybrid vehicle and a control method thereof.
従来、低燃費の要求に応える車両として、ハイブリッド車が注目されている。ハイブリッド車は、電動機、発電機、エンジン及び蓄電装置を搭載している。発電機はエンジンにより駆動されることで電力を発生し、発電された電力により蓄電装置が充電される。また、回生制動時にも蓄電装置が充電され、これにより高いエネルギー効率を得る。そして、蓄えた電力を蓄電装置が放電し、この電力を用いて電動機が車両推進力を発生する。電動機出力とエンジン出力の両方を車両推進力とすることもある。 Conventionally, hybrid vehicles have attracted attention as vehicles that meet the demand for low fuel consumption. The hybrid vehicle is equipped with an electric motor, a generator, an engine, and a power storage device. The generator generates electric power when driven by the engine, and the power storage device is charged by the generated electric power. The power storage device is also charged during regenerative braking, thereby obtaining high energy efficiency. And the electrical storage apparatus discharges the stored electric power, and an electric motor generate | occur | produces vehicle driving force using this electric power. Both motor output and engine output may be used as vehicle propulsion.
ハイブリッド車では、放電と充電の切り替えにより、蓄電装置の充電量を制御することができる。蓄電装置は、回生制動時に発生した電力を十分に受け入れることができ、また、要求に応じて直ちに十分な電力を電動機に供給できる状態にあることが望まれる。そのため、蓄電装置の充電量（残量）は、一例として、充電量ＳＯＣを３０％〜７０％に収める制御がされている。 このハイブリッド車がある目的地に到着した時の蓄電装置の充電量ＳＯＣは３０％以上であることになる。また、ハイブリッド車は、蓄電装置に対して外部からの充電を充電器で可能とするシステムを備え、夜間電力等の低価格電力で蓄電装置を充電し、燃料コストおよびＣＯ２発生を抑える場合もある。 In a hybrid vehicle, the charge amount of the power storage device can be controlled by switching between discharging and charging. It is desirable that the power storage device can sufficiently receive the electric power generated during regenerative braking and can supply sufficient electric power to the electric motor immediately upon request. Therefore, the charge amount (remaining amount) of the power storage device is controlled so that the charge amount SOC falls within 30% to 70% as an example. The charge amount SOC of the power storage device when this hybrid vehicle arrives at a certain destination is 30% or more. In addition, the hybrid vehicle includes a system that enables charging of the power storage device from the outside with a charger, and may charge the power storage device with low-cost power such as nighttime power to suppress fuel cost and CO2 generation. .
従来技術のハイブリッド車として、走行において、蓄電装置の蓄電量を使い切らない範囲で、蓄電装置の電力を積極的に利用し、燃料コスト低減とＣＯ２排出低減をはかるものがある（特開２００４-７９６９号公報参照）。このハイブリッド車は、燃料を用いて駆動する駆動機関と、蓄電装置に充電された電力によってモータを駆動するモータ駆動装置の両方を備えており、その制御装置は、出発地と目的地まで走行中の各位置に於ける目標蓄電装置残量ＳＯＣを算出し、前記目標蓄電装置残量ＳＯＣに基づき、前記駆動機関及び前記モータ駆動装置を制御する。
しかし、上記従来技術において、蓄電装置の蓄電量ＳＯＣによって制御を行っているため、蓄電量ＳＯＣの低下により走行ルートを走行するために必要な電力を蓄電装置が供給できない問題点がある。特に、蓄電装置の蓄電量ＳＯＣで放電可能電力が変化する二次電池、特にリチウムイオン電池において問題が発生する。また、温度によって出力特性が変化する二次電池においても同様な問題が発生する。 However, in the above prior art, since the control is performed based on the storage amount SOC of the power storage device, there is a problem in that the power storage device cannot supply power necessary for traveling on the travel route due to a decrease in the storage amount SOC. In particular, a problem arises in a secondary battery, in particular a lithium ion battery, in which the dischargeable power varies depending on the storage amount SOC of the power storage device. Similar problems also occur in secondary batteries whose output characteristics vary with temperature.
本発明は、上記課題に鑑ねなされたものであり、発電機の発電量を最小限に設定し、目的地での蓄電装置充電を最大限に行い、燃料コストおよびＣＯ２発生を抑えることを目的としている。 The present invention has been made in view of the above problems, and aims to minimize the power generation amount of a generator, maximize the charging of a power storage device at a destination, and suppress fuel cost and CO2 generation. It is said.
燃料を用い発電を行う発電機関と、蓄電装置と、車両の現在位置を検出して目的地に至る経路に従い車両の走行案内を行う機能を有するナビゲーション装置を備えており、発電機関もしくは蓄電装置から供給される電力によって、駆動モータで車両を駆動するハイブリッド車において、地図データを記憶するデータ記憶手段と、前記地図データ内の目的地を設定する目的地設定手段と、前記目的地までの経路を演算する経路演算手段と、前記地図データに基づいて、前記経路上で車両に必要な要求電力を演算する要求電力演算手段と、前記発電機関の複数の発電レベルを設定する発電レベル設定手段と、前記要求電力が蓄電装置の放電可能電力を超える場合、車両に前記要求電力を供給できる前記発電機関の最低の発電レベルを選択する発電レベル選択手段と、を備える。 A power generation engine that generates power using fuel, a power storage device, and a navigation device that has a function of detecting the current position of the vehicle and guiding the vehicle according to a route to the destination, from the power generation engine or the power storage device In a hybrid vehicle that drives a vehicle with a drive motor by supplied power, data storage means for storing map data, destination setting means for setting a destination in the map data, and a route to the destination A route calculating means for calculating; a required power calculating means for calculating required power required for the vehicle on the route based on the map data; a power generation level setting means for setting a plurality of power generation levels of the power generation engine; Power generation that selects the lowest power generation level of the power generation engine that can supply the required power to a vehicle when the required power exceeds the dischargeable power of the power storage device Comprising a bell selecting means.
出発地から目的地までの駆動電力を予測し、駆動動力を満たせるよう発電機の発電量を最小限に設定し、目的地での蓄電装置充電を最大限に行い、燃料コストおよびＣＯ２発生を抑えることができる。 Predict the driving power from the starting point to the destination, set the power generation amount of the generator to the minimum so as to satisfy the driving power, maximize the charging of the power storage device at the destination, and suppress the fuel cost and CO2 generation be able to.
本発明の第一実施形態を図１Ａ、図１Ｂを用いて説明する。 A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1A and 1B.
図１Ａにおいて、太い実線は機械力の伝達経路を示し、太い破線は電力線を示す。また、細い実線は制御線を示す。この車両のパワートレインは、駆動モータ４、無段変速機５、差動装置６および駆動輪７から構成される。駆動モータ４が車両の推進源となる。 In FIG. 1A, a thick solid line indicates a transmission path of mechanical force, and a thick broken line indicates a power line. A thin solid line indicates a control line. The power train of the vehicle includes a drive motor 4, a continuously variable transmission 5, a differential device 6 and drive wheels 7. The drive motor 4 is a vehicle propulsion source.
発電モータ１、駆動モータ４は、三相同期電動機または三相誘導電動機などの交流機であり、発電モータ１は主としてエンジン始動と発電に用いられ、駆動モータ４は主として車両の推進と制動に用いられる。 The generator motor 1 and the drive motor 4 are AC machines such as a three-phase synchronous motor or a three-phase induction motor. The generator motor 1 is mainly used for engine starting and power generation, and the drive motor 4 is mainly used for vehicle propulsion and braking. It is done.
発電モータ１、駆動モータ４は、それぞれ、インバーター８、９により駆動される。インバーター８、９は共通のＤＣリンク１０を介して蓄電装置１１に電気的に接続されており、蓄電装置１１の直流放電電力を交流電力に変換して発電モータ１、駆動モータ４へ供給する。発電モータ１は、エンジン２により駆動されて発電し、発電モータ１とエンジン２とで燃料を用い発電を行う発電機関が構成される。発電モータ１の交流発電電力は、インバーター８、ＤＣリンク１０（直流配線）、インバーター９を介して、駆動モータ４を駆動する。発電モータ１、駆動モータ４の交流発電電力を直流電力に変換して蓄電装置１１を充電する。なお、インバーター８、９は互いにＤＣリンク１０を介して接続されているので、回生運転中のモータにより発電された電力を、蓄電装置１１を介さずに直接、力行運転中のモータへ供給することができる。また、蓄電装置１１はＤＣリンク１０を介しＤＣ／ＤＣコンバーター１２に接続され、車両の補機１３に電力を供給する。 The generator motor 1 and the drive motor 4 are driven by inverters 8 and 9, respectively. The inverters 8 and 9 are electrically connected to the power storage device 11 through a common DC link 10, convert the DC discharge power of the power storage device 11 into AC power, and supply it to the power generation motor 1 and the drive motor 4. The power generation motor 1 is driven by an engine 2 to generate power, and a power generation engine that generates power using fuel between the power generation motor 1 and the engine 2 is configured. AC power generated by the generator motor 1 drives the drive motor 4 via the inverter 8, the DC link 10 (DC wiring), and the inverter 9. AC power generated by the generator motor 1 and the drive motor 4 is converted into DC power to charge the power storage device 11. Since the inverters 8 and 9 are connected to each other via the DC link 10, the electric power generated by the motor during the regenerative operation is directly supplied to the motor during the power running operation without going through the power storage device 11. Can do. The power storage device 11 is connected to the DC / DC converter 12 via the DC link 10 and supplies power to the auxiliary machine 13 of the vehicle.
コントローラ１４は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、入出力インターフェース等から構成される。メモリには、後述のマップ等が格納される。コントローラ１４は、エンジン２の回転速度、出力およびトルク、発電モータ１、駆動モータ４の回転速度およびトルク、蓄電装置１１の充放電などを制御する。コントローラ１４には、蓄電装置１１の温度ＴＢを検出する温度センサ１５、蓄電装置１１の端子電圧ＶＢを検出する電圧センサ１６、蓄電装置１１の電流値IＢを検出する電流センサ１７、外気温度を検出する外気温度センサ２３、車速を検出する車速センサ５３からの信号が入力される。コントローラ１４は、公知の方法により電流値IＢ等から蓄電装置１１の残容量（蓄電量）ＳＯＣを演算する機能を有する。 The controller 14 includes a central processing unit (CPU), a read only memory (ROM), a random access memory (RAM), an input / output interface, and the like. The memory stores a map and the like described later. The controller 14 controls the rotation speed, output and torque of the engine 2, the rotation speed and torque of the power generation motor 1 and the drive motor 4, and charging / discharging of the power storage device 11. The controller 14 includes a temperature sensor 15 that detects a temperature TB of the power storage device 11, a voltage sensor 16 that detects a terminal voltage VB of the power storage device 11, a current sensor 17 that detects a current value IB of the power storage device 11, and an outside air temperature. Signals from the outside air temperature sensor 23 and the vehicle speed sensor 53 that detect the vehicle speed are input. The controller 14 has a function of calculating the remaining capacity (charged amount) SOC of the power storage device 11 from the current value IB and the like by a known method.
また、コントローラ１４は、蓄電装置１１の温度ＴＢと蓄電装置１１の残容量ＳＯＣに対する蓄電装置１１の放電可能電力のマップデータをＲＯＭ等のメモリに記憶し、計測された蓄電装置温度ＴＢと蓄電装置残容量ＳＯＣから蓄電装置の放電可能電力を演算できるように構成されている。 The controller 14 also stores map data of the dischargeable power of the power storage device 11 with respect to the temperature TB of the power storage device 11 and the remaining capacity SOC of the power storage device 11 in a memory such as a ROM, and the measured power storage device temperature TB and the power storage device. It is comprised so that the dischargeable electric power of an electrical storage apparatus can be calculated from remaining capacity SOC.
本発明では、車両の出発時点から目的地まで蓄電装置の放電可能電力を予測する必要があるため、以下に蓄電装置の放電可能電力を予測する方法を述べる。 In the present invention, since it is necessary to predict the dischargeable power of the power storage device from the departure point of the vehicle to the destination, a method for predicting the dischargeable power of the power storage device will be described below.
図２のマップは、蓄電装置残容量ＳＯＣと蓄電装置電圧Ｅ、及び、蓄電装置残容量ＳＯＣと蓄電装置温度が２５℃における内部抵抗Ｒ２５との関係を表す。図３に蓄電装置温度と、蓄電装置温度２５℃の時の値を１とした時の温度係数とを示す。車両の出発地（現在位置）において計測された蓄電装置温度ＴＢと、蓄電装置残容量ＳＯＣから、蓄電装置の放電可能電力を演算できる。蓄電装置の放電可能電力の演算方法として、まず、蓄電装置の残容量ＳＯＣから図２のマップを参照して、蓄電装置電圧Ｅと蓄電装置内部抵抗Ｒ２５を求め、蓄電装置温度ＴＢから図３のマップを参照して温度係数ＫＴを求める。蓄電装置の放電可能電力Pow_BATは、以下の式（１）により求められる。 The map of FIG. 2 represents the relationship between the remaining power storage device SOC and the power storage device voltage E, and the relationship between the remaining power storage device SOC and the internal resistance R25 when the power storage device temperature is 25 ° C. FIG. 3 shows the power storage device temperature and the temperature coefficient when the value at the power storage device temperature of 25 ° C. is 1. From the power storage device temperature TB measured at the starting point (current position) of the vehicle and the remaining power storage device SOC, the dischargeable power of the power storage device can be calculated. As a method of calculating the dischargeable power of the power storage device, first, the power storage device voltage E and the power storage device internal resistance R25 are obtained from the remaining capacity SOC of the power storage device with reference to the map of FIG. The temperature coefficient KT is obtained with reference to the map. Dischargeable power Pow_BAT of the power storage device is obtained by the following equation (1).
ここで、Vminは蓄電装置の下限電圧であり、放電した時に起こる内部抵抗による電圧低下が許される値である。 Here, Vmin is a lower limit voltage of the power storage device, and is a value that allows a voltage drop due to internal resistance that occurs when the battery is discharged.
目的地まで蓄電装置の残容量ＳＯＣは、電流値Ｉを使って、以下の式（２）により予測できる。 The remaining capacity SOC of the power storage device up to the destination can be predicted by the following equation (2) using the current value I.
ここで、SOC(n)は、放電からｎ（整数）×Δｔ秒後の残容量であり、SOC(n-1)とI(n-1)は、放電から（ｎ−１）×Δｔ秒後の残容量と電流であり、Ａｈは蓄電装置のクーロン容量、Δｔは、所定の時間である。 Here, SOC (n) is the remaining capacity after n (integer) × Δt seconds from the discharge, and SOC (n−1) and I (n−1) are (n−1) × Δt seconds from the discharge. The remaining capacity and current after that, Ah is the coulomb capacity of the power storage device, and Δt is a predetermined time.
電流Ｉは、式（３）により内部抵抗Rと車両要求電力Ｐｒから求められる。なお、車両要求電力Ｐｒについては、後述する。 The current I is obtained from the internal resistance R and the vehicle required power Pr by the equation (3). The vehicle required power Pr will be described later.
従って、I(n-1)は、式（４）により求められる。 Therefore, I (n-1) is obtained by the equation (4).
ここで、E(n-1)は、放電から（ｎ−１）×Δｔ秒後の開放電圧であり、SOC(n-1)から図２のマップを参照して求められる。SOC(n) から蓄電装置の放電可能電力Pow_BAT(n)を式（５）により演算できる。 Here, E (n−1) is an open circuit voltage after (n−1) × Δt seconds from the discharge, and is obtained from SOC (n−1) with reference to the map of FIG. From the SOC (n), the dischargeable power Pow_BAT (n) of the power storage device can be calculated by the equation (5).
コントローラ１４は、発電モータ１とエンジン２による発電電力を制御することができ、駆動モータ４に供給する電力における蓄電装置１１から供給する電力と発電モータ１から供給される電力の分担を制御することができる。 The controller 14 can control the power generated by the power generation motor 1 and the engine 2, and controls the sharing of the power supplied from the power storage device 11 and the power supplied from the power generation motor 1 in the power supplied to the drive motor 4. Can do.
蓄電装置１１には、充放電回路１８が取り付けられていて、充電プラグ１９を介して、図示しない外部の充電器からの充電が可能な構成となっている。充放電回路１８は、コントローラ１４の指令信号を受けて、充電電力の制御を行うことができる。充放電回路１８は、一般的なものであってよい。例えば、充放電回路１８には、コントローラ１４のオン・オフ指令信号に基づいてオン・オフして充電器からの電流を通過させるトランジスタ等からなるチョッパ回路（昇降圧可能）であって、当該オン・オフ指令信号に基づいて充電電流を制御できるチョッパ回路が設けられる。外部の充電器が交流電力を供給するものであれば、充放電回路１８は整流回路を備える。また、充放電回路１８は、プラグ１９を介して、蓄電装置１１から外部に電流を放電でき、充電電力と同様に放電電力を制御できる。コントローラ１４は、携帯電話２１からの信号を受けて、充放電回路１８を制御できる。或いは、コントローラ１４は、ナビゲーションシステム２０が受信する携帯電話２１からの信号を受けて、充放電回路１８を制御できる。コントローラ１４又はナビゲーションシステム２０は、携帯電話２１からの信号を受信する受信機を備える。コントローラ１４は、ナビゲーションシステム２０又は携帯電話２１からの信号を充放電回路１８のチョッパ回路への指令信号に変換し、充電電流や充電電力を制御できる。 The power storage device 11 is provided with a charging / discharging circuit 18 and is configured to be charged from an external charger (not shown) via a charging plug 19. The charge / discharge circuit 18 receives the command signal from the controller 14 and can control the charging power. The charge / discharge circuit 18 may be a general one. For example, the charging / discharging circuit 18 is a chopper circuit (can be stepped up / down) that includes a transistor that is turned on / off based on an on / off command signal from the controller 14 to pass a current from a charger. A chopper circuit that can control the charging current based on the off command signal is provided. If the external charger supplies AC power, the charge / discharge circuit 18 includes a rectifier circuit. Further, the charge / discharge circuit 18 can discharge current from the power storage device 11 to the outside via the plug 19 and can control the discharge power in the same manner as the charge power. The controller 14 can control the charge / discharge circuit 18 in response to a signal from the mobile phone 21. Alternatively, the controller 14 can control the charge / discharge circuit 18 in response to a signal from the mobile phone 21 received by the navigation system 20. The controller 14 or the navigation system 20 includes a receiver that receives a signal from the mobile phone 21. The controller 14 can convert a signal from the navigation system 20 or the mobile phone 21 into a command signal to the chopper circuit of the charging / discharging circuit 18 and control the charging current and charging power.
図１Ｂに、ナビゲーションシステム２０の概略図を示す。ナビゲーションシステム２０は、演算部５０、ＧＰＳ受信機５１、ジャイロセンサ５２、車速センサ５３、データ記憶装置５４、モニタ５６、入力装置（ユーザインターフェース）５７、ビーコン受信機５８から構成される。 FIG. 1B shows a schematic diagram of the navigation system 20. The navigation system 20 includes a calculation unit 50, a GPS receiver 51, a gyro sensor 52, a vehicle speed sensor 53, a data storage device 54, a monitor 56, an input device (user interface) 57, and a beacon receiver 58.
ＧＰＳ受信機５１は、アンテナにより複数のＧＰＳ（グローバルポジショニングシステム）衛星からの電波を受信し、三次元測位処理又は二次元測位処理を行って、車両の絶対位置及び方位を計算し、これらを測位時刻とともに出力する。ジャイロセンサ５２は、車両の方位変化量（回転角速度）を検出する。車速センサ５３は、車両に通常設けられるもので、例えば、車輪の回転速度から車速を検出する。 The GPS receiver 51 receives radio waves from a plurality of GPS (Global Positioning System) satellites by an antenna, performs a three-dimensional positioning process or a two-dimensional positioning process, calculates an absolute position and direction of the vehicle, and determines these positions. Output with time. The gyro sensor 52 detects the azimuth change amount (rotational angular velocity) of the vehicle. The vehicle speed sensor 53 is normally provided in the vehicle, and detects the vehicle speed from the rotational speed of the wheels, for example.
ビーコン受信機５８は、道路交通情報通信システム（VICS）が提供する渋滞、事故、規制等の道路交通情報や道路の所定区間（リンク）を通過するのに要する時間（旅行時間）などの外部情報（VICS情報）を受信する。 The beacon receiver 58 is external information such as traffic information provided by the road traffic information communication system (VICS) such as traffic congestion, accidents, regulations, and time (travel time) required to pass through a predetermined section (link) of the road. (VICS information) is received.
データ記憶装置（データ記憶手段）５４は、地図データを記憶している記憶媒体５５とその駆動装置から構成される。記憶される地図データには、道路形状に関するデータ、道路の各地点での勾配、制限速度などが含まれる。道路の各地点での勾配は、地図データ中の高度データから計算して、記憶しておくこともできる。また、地図データには、目的地までの移動時間（所要時間）の計算に使用する、道路上の各地点の日時ごとの平均車速を含めることができる。ここで各地点は所定間隔おきに設定され、この所定間隔は記憶媒体５５の容量をデータ量が超えない範囲で短く設定されることが好ましい。各地点の日時ごとの平均車速は、過去に道路の各地点を通過した場合の車速を記憶媒体５５に記憶して、演算部５０で平均処理したものを平均車速として記憶媒体５５に再記憶されておけばよい。このように目的地までの経路の道路状況と運転者の運転履歴とに基づいて車速パターンを推定する技術は、特開２０００−３３３３０５等に記載されている。現在の道路状況、特に所定の交差点間の道路（リンク）ごとの通過所要時間（旅行時間）が外部からVICS情報として送信されてくる場合、リンク長をリンクの旅行時間で除算して平均車速を求め、記憶媒体５５に記憶しておくこともできる。また、過去のVICS情報を統計処理して、日時ごとの平均車速を予め記憶媒体５５に記憶しておくこともできる。なお、VICS情報から車速パターンを推定する技術は、特開平７−１２９８９３、特開２００６−１８４０８４等に記載されている。 The data storage device (data storage means) 54 includes a storage medium 55 storing map data and a driving device thereof. The stored map data includes data relating to the road shape, the gradient at each point on the road, the speed limit, and the like. The gradient at each point on the road can be calculated from altitude data in the map data and stored. Further, the map data can include the average vehicle speed for each date and time at each point on the road, which is used for calculating the travel time (required time) to the destination. Here, each point is set at predetermined intervals, and this predetermined interval is preferably set to be shorter than the capacity of the storage medium 55 within the range in which the data amount does not exceed. The average vehicle speed for each date and time at each point is stored in the storage medium 55 as the average vehicle speed obtained by storing the vehicle speed when the vehicle has passed through each point in the past in the storage medium 55 and performing the average processing by the calculation unit 50. Just keep it. A technique for estimating the vehicle speed pattern based on the road condition of the route to the destination and the driving history of the driver is described in JP 2000-333305 A. If the current road conditions, especially the travel time (travel time) for each road (link) between given intersections, is sent as VICS information from the outside, the link speed is divided by the link travel time to calculate the average vehicle speed. It can also be obtained and stored in the storage medium 55. In addition, the past VICS information can be statistically processed, and the average vehicle speed for each date and time can be stored in the storage medium 55 in advance. Note that techniques for estimating a vehicle speed pattern from VICS information are described in Japanese Patent Laid-Open Nos. 7-129893, 2006-184084, and the like.
モニタ５６には、地図データ、地図データ上の車両の現在位置、目的地までの経路等が表示可能である。車両の運転者は、入力装置５７を使用して、出発地、目的地などを演算部５０に入力できる。 The monitor 56 can display map data, the current position of the vehicle on the map data, the route to the destination, and the like. The driver of the vehicle can use the input device 57 to input a starting point, a destination, and the like to the calculation unit 50.
演算部５０は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、入出力インターフェース等から構成され、車両の現在位置を検出する現在位置検出部６１、車両の経路を演算する経路演算部（経路演算手段）６２、経路を記憶する経路記憶部６３（ＲＡＭ）等を有する。現在位置検出部６１は、ＧＰＳ受信機５２、ジャイロセンサ５３、車速センサ５８の信号から得た車両の軌跡と地図データの道路形状を比較して、地図データ上の車両の現在位置を位置座標として検出する。経路演算部６２は、検出された車両の現在位置（出発地）から目的地までの移動距離を最小にする条件下や目的地までの移動時間を最小にする条件下などで、車両の現在位置（出発地）から目的地までの最適経路を検索する演算を行う。なお、車両の運転者が、入力装置５７を使用して出発地を設定する場合には、設定された出発地から目的地までの最適経路を検索演算してもよい。なお、経路演算部６２は、車両の現在位置座標が演算した経路上にあるか否か判定することにより目的地までの経路から実際の走行が外れたことを判断でき、実際の走行が外れたと判断された場合には、外れた地点から目的地までの経路を再演算する。また、経路記憶部６３は、検索された経路を記憶する。 The calculation unit 50 includes a central processing unit (CPU), a random access memory (RAM), a read-only memory (ROM), an input / output interface, and the like, and includes a current position detection unit 61 that detects the current position of the vehicle, A route calculation unit (route calculation means) 62 that calculates a route, a route storage unit 63 (RAM) that stores a route, and the like are included. The current position detection unit 61 compares the vehicle trajectory obtained from signals from the GPS receiver 52, the gyro sensor 53, and the vehicle speed sensor 58 with the road shape of the map data, and uses the current position of the vehicle on the map data as position coordinates. To detect. The route calculation unit 62 determines the current position of the vehicle under conditions such as minimizing the distance traveled from the detected current position (departure point) of the vehicle to the destination and conditions for minimizing the travel time to the destination. Calculation is performed to search for the optimum route from (departure point) to the destination. When the driver of the vehicle sets the departure point using the input device 57, the optimal route from the set departure point to the destination may be searched and calculated. The route calculation unit 62 can determine that the actual travel has deviated from the route to the destination by determining whether or not the current position coordinates of the vehicle are on the calculated route. If it is determined, the route from the point of departure to the destination is recalculated. The route storage unit 63 stores the searched route.
演算部５０は、検索された経路上の各地点での制限車速や平均車速に関する車速情報と道路の勾配に関する勾配情報をデータ記憶装置５５からコントローラ１４へ送る。コントローラ１４は、車速情報と勾配情報に基づいて、検索された経路上で蓄電装置が車両を駆動させるために必要な電力を演算することができる。また、発電モータ１、即ち発電機を作動させた時に蓄電装置に要求される蓄電装置要求電力を演算することができる。 The calculation unit 50 sends the vehicle speed information related to the limited vehicle speed and the average vehicle speed at each point on the searched route and the gradient information related to the road gradient from the data storage device 55 to the controller 14. Based on the vehicle speed information and the gradient information, the controller 14 can calculate the electric power necessary for the power storage device to drive the vehicle on the searched route. Further, the power storage device required power required for the power storage device when the generator motor 1, that is, the generator is operated, can be calculated.
図５に、第一実施形態の制御フローチャートを示す。ステップＳ１で、運転者が、出発地、途中の目的地、最終目的地を、入力装置５７により入力して、演算部５０のＲＡＭに記憶・設定する（目的地設定手段）。ナビゲーションシステム２０の経路演算部６２は、途中の目的地を通過するように出発地から最終目的地までの最適経路を選択する。最終目的地は充電が確実にできる自宅に設定する。あるいは、運転者が最終目的地は設定せず、あらかじめ自宅となるようにする。出発地は運転者が設定せずに、ナビゲーションシステム２０の演算部５０が、現在位置検出部６１により検出された車両の現在位置を出発地として自動的に設定してもよい。図６に示すように、途中の目的地は、運転者が１地点を設定する。さらに、運転者は、入力装置５７を介して、途中の目的地、最終目的地で充電が可能か否かを設定する。本実施形態では、途中の目的地では充電不可能であり、最終目的地でのみで充電が可能である場合について説明する。 FIG. 5 shows a control flowchart of the first embodiment. In step S1, the driver inputs a starting point, a halfway destination, and a final destination by the input device 57, and stores / sets them in the RAM of the calculation unit 50 (destination setting means). The route calculation unit 62 of the navigation system 20 selects an optimum route from the starting point to the final destination so as to pass through the destination on the way. The final destination is set to a home where charging can be ensured. Alternatively, the driver does not set the final destination, but makes it home in advance. The departure point may not be set by the driver, and the calculation unit 50 of the navigation system 20 may automatically set the current position of the vehicle detected by the current position detection unit 61 as the departure point. As shown in FIG. 6, the driver sets one point for the destination on the way. Furthermore, the driver sets whether or not charging is possible at a midway destination and a final destination via the input device 57. In the present embodiment, a case will be described in which charging is not possible at an intermediate destination and charging is possible only at the final destination.
ステップＳ２において、車両の走行中に要求される車両要求電力Ｐｒを求める。ステップＳ２は、車両要求電力演算手段を構成する。まず、コントローラ１４は、ナビゲーションシステム２０からの車速情報、勾配情報により、出発地から最終目的地までＥＶ走行した場合の車両駆動電力を演算する。なお、ＥＶ走行とは、発電モータ１で発電せず蓄電装置のみで電力を供給する車両走行のことをいう。車両の駆動に必要な電力である車両駆動電力Ｐｄは、一般的な式、例えば、式（６）により演算する。 In step S2, the required vehicle power Pr required during traveling of the vehicle is obtained. Step S2 constitutes vehicle required power calculation means. First, the controller 14 calculates vehicle drive power when the vehicle travels EV from the departure point to the final destination based on the vehicle speed information and the gradient information from the navigation system 20. Note that the EV travel refers to vehicle travel in which power is not generated by the generator motor 1 but is supplied only by the power storage device. The vehicle drive power Pd, which is the power required for driving the vehicle, is calculated by a general formula, for example, formula (6).
ここで、ＶＳＰは車速[m/sec]であり、ＡＣＣは車両の加速度[m/sec2] であり車速変化量から演算され、Ｍは車重[kg] であり、μは転がり抵抗係数であり、ρは空気密度[kg/m3] であり、Ｃdは空気抵抗係数であり、Ｓは前影投影面積[m2] であり、ｇは重力加速度[m/sec2] であり、θは道路勾配[rad] である。また、上式の｛｝内の第１項は転がり抵抗を、第２項は空気抵抗を、第３項は加速抵抗を、第４項は勾配抵抗をそれぞれ表す。なお、車両が停止する可能性のある交差点等の前後の所定区間では車両駆動電力を実験的に求めた平均的な値とすることもできる。車速は、車両の走行日時に対応する、記憶媒体５５に記憶された平均車速とする。設定された経路上のある地点において平均車速が記憶されていない場合は、制限車速の所定パーセント（例えば、制限車速の８０％等）に設定できる。なお、出発地から目的地までの車速パターンの設定方法は、特開２０００−３３３３０５、特開平７−１２９８９３、特開２００６−１８４０８４など様々なものが提案されているので、現実の車両駆動電力を最も正確に再現できるものを実験等により選択すれば良い。最近では、VICS対応のナビゲーションシステムにおいて、目的地までの経路案内や渋滞情報を取り入れた到着時間予測の精度が上がっている。この精度向上により、出発地から目的地までに必要な駆動電力を正確に予測できると考えられる。 Where VSP is the vehicle speed [m / sec], ACC is the vehicle acceleration [m / sec 2 ] and is calculated from the amount of change in vehicle speed, M is the vehicle weight [kg], μ is the rolling resistance coefficient. Ρ is the air density [kg / m 3 ], Cd is the air resistance coefficient, S is the foreshadow projection area [m 2 ], g is the gravitational acceleration [m / sec 2 ], θ Is the road slope [rad]. The first term in {} in the above equation represents rolling resistance, the second term represents air resistance, the third term represents acceleration resistance, and the fourth term represents gradient resistance. It should be noted that the vehicle driving power can be an average value obtained experimentally in a predetermined section before and after an intersection or the like where the vehicle may stop. The vehicle speed is the average vehicle speed stored in the storage medium 55 corresponding to the travel date and time of the vehicle. When the average vehicle speed is not stored at a certain point on the set route, it can be set to a predetermined percentage of the limit vehicle speed (for example, 80% of the limit vehicle speed). Various methods such as JP 2000-333305, JP 7-129893, JP 2006-184084, etc. have been proposed for setting the vehicle speed pattern from the departure point to the destination. What can be reproduced most accurately may be selected by experiments. Recently, in a VICS compatible navigation system, the accuracy of arrival time prediction incorporating route guidance and traffic jam information has increased. It is considered that the drive power required from the departure point to the destination can be accurately predicted by improving the accuracy.
また、コントローラ１４は、補機１３の消費電力である補機消費電力Ｐａを演算する。補機消費電力のうちエアコン消費電力が通常最大であるため、ここでは、補機消費電力Ｐａとして、エアコン消費電力を演算する。外気温度によってエアコン消費電力が異なるので、外気温度センサ２３により検出された外気温度に応じた標準的なエアコン消費電力Ｐａを図７のマップを参照して演算する。図７のマップは、外気温度とエアコン消費電力の関係を示す。車両駆動電力Ｐｄと補機消費電力Ｐａから、ＥＶ走行中に蓄電装置が放電しなければならない車両要求電力Ｐｒを演算する。ここでは、出発地から目的地まで車両の走行中に要求される車両要求電力Ｐｒを車両駆動電力Ｐｄと補機消費電力Ｐａの和（Ｐｄ+Ｐａ）とする。 Further, the controller 14 calculates an auxiliary machine power consumption Pa that is the power consumption of the auxiliary machine 13. Since the power consumption of the air conditioner is normally the largest among the power consumption of the auxiliary equipment, the power consumption of the air conditioner is calculated here as the power consumption Pa of the auxiliary equipment. Since the air conditioner power consumption varies depending on the outside air temperature, the standard air conditioner power consumption Pa corresponding to the outside air temperature detected by the outside air temperature sensor 23 is calculated with reference to the map of FIG. The map in FIG. 7 shows the relationship between the outside air temperature and the power consumption of the air conditioner. From the vehicle drive power Pd and the auxiliary machine power consumption Pa, the vehicle required power Pr that the power storage device must discharge during EV traveling is calculated. Here, the vehicle required power Pr required during travel of the vehicle from the departure place to the destination is defined as the sum (Pd + Pa) of the vehicle drive power Pd and the auxiliary machine power consumption Pa.
図８に、目的地から最終目的地までのＥＶ走行において、蓄電装置が放電しなければならない蓄電装置要求電力（即ち車両要求電力Ｐｒ）、蓄電装置が放電可能な電力である蓄電装置放電可能電力の演算結果を走行時間に対して示す。出発地からの走行時間は、平均速度が定められる地点の前述の所定間隔を平均速度で除算したものを積算することにより求められる。蓄電装置放電可能電力の演算は、前述のように蓄電装置充電量ＳＯＣとその充電量ＳＯＣにおける蓄電装置内部抵抗から演算する。 FIG. 8 shows the power storage device required power (that is, the vehicle required power Pr) that the power storage device must discharge during EV travel from the destination to the final destination, and the power that can be discharged by the power storage device. The calculation result of is shown with respect to travel time. The travel time from the departure place can be obtained by integrating the above-mentioned predetermined intervals at points where the average speed is determined divided by the average speed. The power storage device dischargeable power is calculated from the power storage device charge amount SOC and the power storage device internal resistance at the charge amount SOC as described above.
ステップＳ３で、出発地から目的地までのＥＶ走行が可能であるか判断する。出発地から目的地までのＥＶ走行が可能であるかの判断方法は、図８のように、ＥＶ走行時に蓄電装置に要求される蓄電装置要求電力（即ち車両要求電力Ｐｒ）と、蓄電装置放電可能電力とを各走行時間にて比較し、蓄電装置放電可能電力が蓄電装置要求電力Ｐｒより小さくなると、ＥＶ走行不可能と判断する。ＥＶ走行時に蓄電装置に要求される蓄電装置要求電力は、車両に必要な車両要求電力Ｐｒである。出発地から最終目的地までに必要な蓄電装置消費電力量と、現時点で蓄電装置残容量を比較して判断することが考えられるが、電力で比較した方が車両の動力性能を考慮した走行可能判断となり、運転者への不安を与えずに走行が可能となるため、蓄電装置放電可能電力で判断する。 In step S3, it is determined whether EV traveling from the departure point to the destination is possible. As shown in FIG. 8, a method for determining whether EV travel from the departure point to the destination is possible is as follows. The power storage device required power required for the power storage device during EV travel (ie, the vehicle required power Pr), and the power storage device discharge The available power is compared with each travel time, and when the power that can be discharged from the power storage device becomes smaller than the power storage device required power Pr, it is determined that EV travel is impossible. The power storage device required power required for the power storage device during EV traveling is the vehicle required power Pr required for the vehicle. It can be judged by comparing the power consumption of the power storage device required from the starting point to the final destination and the remaining capacity of the power storage device at the present time, but it is possible to travel considering the power performance of the vehicle by comparing with the power Since it becomes a judgment and driving | running | working is possible, without giving a driver | operator anxiety, it judges by the electrical storage apparatus dischargeable electric power.
ステップＳ３でＥＶ走行可能と判断された場合には、ステップＳ４へ進み、ＥＶ走行を開始する。ステップＳ３でＥＶ走行不可能と判断された場合には、ステップＳ５へ進む。 If it is determined in step S3 that EV travel is possible, the process proceeds to step S4, and EV travel is started. If it is determined in step S3 that EV travel is impossible, the process proceeds to step S5.
ステップＳ５では、発電モータ１、即ち、発電機の運転条件を設定する。図９、図１０のマップに、発電モータ１の発電レベルを示す。本実施形態では、各車速、勾配に対して発電モータ１の発電レベルｉ（整数）を１〜５までマップに設定する（発電レベル設定手段）。 In step S5, the operating conditions of the generator motor 1, that is, the generator are set. The power generation level of the generator motor 1 is shown in the maps of FIGS. In this embodiment, the power generation level i (integer) of the power generation motor 1 is set to 1 to 5 on the map for each vehicle speed and gradient (power generation level setting means).
図９のマップのように、車速に対する発電レベルの一例としては、車速が100km/hrで、車速発電電力比Kvel (道路勾配が零の場合における発電モータ１の発電電力の最大発電電力に対する比)を0.2に設定する。平坦路の走行抵抗は、車速の2乗に比例するので、車速発電電力比Kvelは、車速の二乗に比例するように設定する。また、図１０のマップのように、勾配に対する発電レベルの一例としては、勾配が10%で、勾配発電電力比Kslop(車速発電電力比Kvelを１と仮定した場合における発電モータ１の発電電力の最大発電電力に対する比)を5.0に設定する。勾配を登るための電力は、勾配の１乗に比例するので、勾配発電電力比Kslopは、勾配に比例させて増加させる。このように、発電機の発電電力制御を車速と道路勾配に応じて行うので、発電機作動音を最小限にできる。 As shown in the map of FIG. 9, as an example of the power generation level with respect to the vehicle speed, the vehicle speed is 100 km / hr and the vehicle speed power generation ratio Kvel (ratio of the power generation power of the power generation motor 1 to the maximum power generation when the road gradient is zero). Set to 0.2. Since the running resistance on a flat road is proportional to the square of the vehicle speed, the vehicle speed generated power ratio Kvel is set to be proportional to the square of the vehicle speed. As an example of the power generation level with respect to the gradient, as shown in the map of FIG. 10, the gradient generated power ratio Kslop (the generated power of the generator motor 1 assuming that the vehicle speed generated power ratio Kvel is 1) is 10%. Set the ratio to the maximum generated power to 5.0. Since the electric power for climbing the gradient is proportional to the first power of the gradient, the gradient generated power ratio Kslop is increased in proportion to the gradient. As described above, since the generated power control of the generator is performed according to the vehicle speed and the road gradient, the generator operating noise can be minimized.
図９、図１０のマップを参照して、車速と勾配、及び、選択された発電レベルに応じてKveloとKslopが求まり、発電モータ１の発電電力Ｐｅは、（発電モータ１の最大電力）×Kvelo×Kslopで求められる。従って、発電モータ１の発電電力Ｐｅは、車速の二乗に比例し、道路勾配に比例する。このように、発電レベルｉ（整数）は、車速、勾配に応じた発電モータ１の発電電力の大きさを示すものであり、車速と勾配が同じでも発電レベルの増加により発電電力が大きく設定されることになる。 9 and 10, Kvelo and Kslop are obtained according to the vehicle speed, the gradient, and the selected power generation level, and the generated power Pe of the generator motor 1 is (maximum power of the generator motor 1) × Calculated as Kvelo x Kslop. Therefore, the generated power Pe of the generator motor 1 is proportional to the square of the vehicle speed and proportional to the road gradient. As described above, the power generation level i (integer) indicates the magnitude of the generated power of the generator motor 1 according to the vehicle speed and the gradient. Even if the vehicle speed and the gradient are the same, the generated power is set large due to the increase in the power generation level. Will be.
ステップＳ６において、発電モータ１の発電レベルを１として、車速と勾配に応じて、経路上での蓄電装置要求電力を演算する。ここでの蓄電装置要求電力は、車両駆動電力Ｐｄと補機消費電力Ｐａの和である車両要求電力Ｐｒ（＝Ｐｄ+Ｐａ）から発電モータ１の発電電力Ｐｅを引いたもの（Ｐｄ+Ｐａ-Ｐｅ）となる。ステップＳ７において、走行可能かどうか判断する。判断方法は、ステップＳ６で求めた蓄電装置要求電力（Ｐｄ+Ｐａ-Ｐｅ）と、蓄電装置放電可能電力Pow_BATとを比較する。蓄電装置放電可能電力Pow_BATが蓄電装置要求電力（Ｐｄ+Ｐａ-Ｐｅ）より大きければ、車両要求電力Ｐｒが発電モータ１と蓄電装置１１から供給可能であり走行可能と判断し（Pow_BAT＞Ｐｄ+Ｐａ-Ｐｅ）、ステップＳ８へ進み、発電レベル１で走行を開始する。ステップＳ７で走行不可能と判断された場合、つまり蓄電装置放電可能電力Pow_BATが蓄電装置要求電力（Ｐｄ+Ｐａ-Ｐｅ）より小さい場合には、ステップＳ９へ進み、発電モータ１の発電レベルを１つだけ上げ、ステップＳ６で再度蓄電装置要求電力を演算する。ステップＳ７で走行可能と判断されるまで、ステップＳ９、ステップＳ６を繰り返す（発電レベル選択手段）。ステップＳ７で走行可能と判断されたならば、ステップＳ８へ進み走行を開始する。図１１に蓄電装置要求電力と蓄電装置放電可能電力の比較を示す。発電モータ１の発電レベルが大きくなり、蓄電装置要求電力が低下する。一方、蓄電装置放電可能電力は増加し、蓄電装置要求電力が蓄電装置放電可能電力より小さくなる。このようになると、走行が可能と判断される。
このように、出発地から目的地までの駆動電力や補機消費電力を予測し、駆動動力を満たせるよう発電機の発電量を最小限に設定し、目的地での蓄電装置充電を最大限に行い、燃料コストおよびＣＯ２発生を抑えることができる。
In step S6, the power generation level of the generator motor 1 is set to 1, and the power storage device required power on the route is calculated according to the vehicle speed and the gradient. The power storage device required power here is obtained by subtracting the generated power Pe of the generator motor 1 from the vehicle required power Pr (= Pd + Pa), which is the sum of the vehicle driving power Pd and the auxiliary machine power consumption Pa (Pd + Pa−). Pe). In step S7, it is determined whether traveling is possible. The determination method compares the power storage device required power (Pd + Pa−Pe) obtained in step S6 with the power storage device dischargeable power Pow_BAT. If the power storage device dischargeable power Pow_BAT is larger than the power storage device required power (Pd + Pa−Pe), it is determined that the vehicle required power Pr can be supplied from the power generation motor 1 and the power storage device 11 and can travel (Pow_BAT> Pd + Pa). -Pe), go to step S8 and start running at power generation level 1. If it is determined in step S7 that traveling is not possible, that is, if the power storage device dischargeable power Pow_BAT is smaller than the power storage device required power (Pd + Pa-Pe), the process proceeds to step S9 and the power generation level of the generator motor 1 is set to 1. In step S6, the power storage device required power is calculated again. Steps S9 and S6 are repeated until it is determined in step S7 that traveling is possible (power generation level selection means). If it is determined in step S7 that traveling is possible, the process proceeds to step S8 to start traveling. FIG. 11 shows a comparison between the power storage device required power and the power storage device dischargeable power. The power generation level of the generator motor 1 increases and the power storage device required power decreases. On the other hand, the power storage device dischargeable power increases, and the power storage device required power becomes smaller than the power storage device dischargeable power. When this happens, it is determined that traveling is possible.
In this way, driving power and auxiliary machine power consumption from the starting point to the destination are predicted, the power generation amount of the generator is set to a minimum so that the driving power can be satisfied, and charging of the power storage device at the destination is maximized. This can reduce the fuel cost and CO2 generation.
なお、設定された経路から実際の走行が外れたと判断された場合には、外れた地点から目的地までの経路を再演算して、ステップＳ２以降の制御を行う。これにより、出発地から目的地までの当初の設定経路からはずれた場合にも、燃料コストの低減とＣＯ２発生の低減が可能となる。 When it is determined that the actual travel has deviated from the set route, the route from the deviated point to the destination is recalculated, and the control after step S2 is performed. Thereby, even when it deviates from the initial setting route from the starting point to the destination, it is possible to reduce the fuel cost and the generation of CO2.
次に、第二の実施形態の形態を、図１２Ａ、図１２Ｂを参照して説明する。本実施形態は、図１２Ａに示すように途中の目的地が複数地点設定された場合の実施形態である。運転者は、出発地、途中の目的地Ａ地点、他の途中の目的地Ｂ地点、最終目的地が設定し、途中の目的地Ａでは充電が不可能、途中の目的地Ｂでは充電が可能、最終目的地での充電が可能であると設定する。 Next, the form of 2nd embodiment is demonstrated with reference to FIG. 12A and FIG. 12B. This embodiment is an embodiment when a plurality of destinations are set on the way as shown in FIG. 12A. The driver sets the starting point, destination A in the middle, destination B in the middle, and final destination, and charging is not possible at destination A, but charging is possible at destination B in the middle. , Set that charging at the final destination is possible.
図１２Ｂのフローチャートにおいて、ステップＳ１で、出発地、途中の目的地Ａ地点、他の途中の目的地Ｂ地点、最終目的地のそれぞれに対して充電が可能であるか否か判断される。さらに、最初に充電が可能な地点が判定される。ここで、出発地、途中の目的地Ａ地点、他の途中の目的地Ｂ地点、最終目的地のそれぞれに対して充電が可能であるか否かが、運転者により予め入力され、経路記憶部６３に記憶されている。なお、地図データ中に充電可能な地点についての情報を予め含ませておき、途中の目的地、最終目的地が地図データ中の充電可能な地点に合致する場合、演算部５０が、途中の目的地、最終目的地で充電が可能であると判断してもよい。 In the flowchart of FIG. 12B, in step S1, it is determined whether charging is possible for each of the departure point, the halfway destination A point, the other halfway destination B point, and the final destination. Furthermore, the point where charging is possible first is determined. Here, whether or not charging is possible for each of the departure point, the destination A on the way, the destination B on the other way, and the final destination is input in advance by the driver, and the route storage unit 63. In addition, when the information about the rechargeable point is included in the map data in advance, and the intermediate destination and the final destination match the rechargeable point in the map data, the calculation unit 50 determines the intermediate destination. It may be determined that charging is possible at the ground and the final destination.
ステップＳ２で、出発地から最初に充電が可能な途中の目的地Ｂまでの経路に関して、車両に要求される車両要求電力を演算する。ステップＳ３で出発地から目的地ＢまでのＥＶ走行が可能であるか判断する、すなわち、出発地から目的地Ｂまでにおいて、蓄電装置の放電可能電力Pow_BATが車両要求電力Ｐｒより大きいか否か判断する。 In step S2, the required vehicle power required for the vehicle is calculated for the route from the departure point to the destination B on the way where charging is possible for the first time. In step S3, it is determined whether EV traveling from the departure point to the destination B is possible, that is, whether the dischargeable power Pow_BAT of the power storage device is greater than the vehicle required power Pr from the departure point to the destination B. To do.
ステップＳ３でＥＶ走行が不可能と判断された場合には、ステップＳ５〜７へ進み、出発地から途中の目的地Ｂまで走行が可能な発電レベルに設定し走行を行う。 If it is determined in step S3 that EV traveling is not possible, the process proceeds to steps S5 to S7, where the power generation level is set so that the vehicle can travel from the departure point to the destination B on the way.
ステップＳ３でＥＶ走行可能と判断された場合には、ステップＳ４へ進み、ＥＶ走行を開始する。続いて、ステップＳ１０において、検出された車両の現在位置に基づいて、車両が充電可能な途中の目的地Ｂに到着したか否か、即ち、検出された車両の現在位置の座標が途中の目的地Ｂの座標と略一致するか否か判断する。到着していない場合、ステップＳ４に戻る。到着した場合、ステップＳ２で、車両の現在位置（目的地Ｂ）から次の充電可能な目的地（最終目的地）まで車両の走行中に要求される車両要求電力Ｐｒを演算する、つまり、充電可能な目的地Ｂと最終目的地間の車両の走行中に要求される車両要求電力Ｐｒを演算する。車両要求電力Ｐｒは、発電モータ１が発電しない場合には、蓄電装置が放電しなければならない蓄電装置要求電力である。続いて、ステップＳ３で、目的地Ｂから最終目的地までのＥＶ走行が可能であるか判断する。充電可能な目的地Ｂと最終目的地間で、車両要求電力Ｐｒが、蓄電装置放電可能電力より小さくなれば、ＥＶ走行が可能であると判断される。 If it is determined in step S3 that EV travel is possible, the process proceeds to step S4, and EV travel is started. Subsequently, in step S10, based on the detected current position of the vehicle, whether or not the vehicle has arrived at a midway destination B that can be charged, that is, the coordinates of the detected current position of the vehicle are in the middle. It is determined whether or not the coordinates of the ground B substantially match. If not, the process returns to step S4. When the vehicle arrives, in step S2, the vehicle required power Pr required during the vehicle travels from the current position of the vehicle (destination B) to the next rechargeable destination (final destination), that is, charging. The vehicle required power Pr required during travel of the vehicle between the possible destination B and the final destination is calculated. The vehicle required power Pr is the power storage device required power that the power storage device must discharge when the generator motor 1 does not generate power. Subsequently, in step S3, it is determined whether EV traveling from the destination B to the final destination is possible. If the required vehicle power Pr between the chargeable destination B and the final destination is smaller than the power that can be discharged from the power storage device, it is determined that EV traveling is possible.
ステップＳ３でＥＶ走行可能と判断された場合には、ステップＳ４へ進み、ＥＶ走行を行う。ステップＳ３でＥＶ走行不可能と判断された場合には、ステップＳ５〜７へ進み、出発地から最終目的地まで走行が可能な発電レベルに設定し走行を行う。 If it is determined in step S3 that EV travel is possible, the process proceeds to step S4, and EV travel is performed. If it is determined in step S3 that EV travel is not possible, the process proceeds to steps S5 to S7, where the power generation level at which travel is possible from the departure point to the final destination is performed.
なお、上記において、出発地、途中の目的地Ａ地点、他の途中の目的地Ｂ地点、最終目的地のそれぞれに対して夜間電力が利用できる夜間電力料金時間帯等の低価格電力で充電が可能であるか否かが、運転者により予め入力され、記憶媒体５５に記憶されていてもよい。そして、ステップＳ２以降で、出発地から最初に低価格電力で充電が可能な地点までの経路に関して、車両に要求される車両要求電力を演算して、制御を行ってもよい。これにより、低価格電力での充電が優先されコスト的に有利となる。また、夜間電力料金時間帯の充電によりＣＯ２の削減につながる。 In addition, in the above, charging is performed with low-cost electric power such as a night electric power charge time zone in which night electric power can be used for each of the departure point, intermediate destination A point, other intermediate destination B point, and final destination. Whether or not it is possible may be input in advance by the driver and stored in the storage medium 55. Then, in step S2 and subsequent steps, control may be performed by calculating the required vehicle power required for the vehicle with respect to the route from the departure point to the first chargeable point with low-cost power. As a result, charging with low-cost power is prioritized and advantageous in terms of cost. In addition, the CO2 can be reduced by charging in the nighttime electricity charge time zone.
次に、第三実施形態の形態を説明する。出発地、途中目的地、最終目的地での充電が不可能である場合について説明する。どの地点においても蓄電装置の充電が不可能な場合は、発電モータの発電レベルを３に設定し走行を行い、蓄電装置の充電量ＳＯＣがある規定値を超えたら、発電モータの発電レベルを２に設定し走行を行う。あるいは、発電モータの発電レベルを３に設定し走行を行い、蓄電装置の充電量ＳＯＣがある規定値を下回ったら、発電モータの発電レベルを４に設定し走行を行う。 Next, the form of 3rd embodiment is demonstrated. A case where charging at the departure point, midway destination, and final destination is impossible will be described. If it is impossible to charge the power storage device at any point, the power generation level of the power generation motor is set to 3 and traveling is performed. If the charge amount SOC of the power storage device exceeds a specified value, the power generation level of the power generation motor is set to 2 Set to and run. Alternatively, the power generation level of the power generation motor is set to 3 and traveling is performed. When the charge amount SOC of the power storage device falls below a specified value, the power generation level of the power generation motor is set to 4 and travel is performed.
次に、第四実施形態の形態を説明する。車両の経路として使用する頻度が最も高いのは、図１３に示すように出発地が自宅で充電が可能であり、目的地が勤務先の会社である場合の経路である。この場合、ステップＳ１で、運転者が出発地を自宅、途中の目的地を会社、最終目的地を自宅と設定する。あるいは、ナビゲーションシステム２０の経路記憶部６３において、予め、デフォルト（標準設定）としてこの経路は設定されており、運転者から設定が無い場合には、この経路となるようにしておく。つまり、途中の目的地、最終目的地が、頻繁に通過する又は頻繁に出かける目的地としてあらかじめ記憶された目的地に設定される。ステップＳ２以降は、第一の実施形態と同じように処理し走行を行う。 Next, the form of 4th embodiment is demonstrated. The route that is most frequently used as a vehicle route is a route when the departure point can be charged at home as shown in FIG. 13 and the destination is a company at work. In this case, in step S1, the driver sets the departure place as home, the destination on the way as the company, and the final destination as home. Alternatively, in the route storage unit 63 of the navigation system 20, this route is set in advance as a default (standard setting), and this route is set when there is no setting from the driver. That is, the intermediate destination and the final destination are set to destinations stored in advance as destinations that frequently pass or frequently go out. After step S2, the same processing and processing as in the first embodiment are performed.
次に、第五実施形態の形態を説明する。この実施形態では、コントローラ１４が携帯電話２１からの指令を受けて、外部の充電器からの充電電力値を制御できる構成としたものである。充電可能地で充電器をセットした後、急に運転者が長距離運転の必要に迫られた場合等に、携帯電話２１は、運転者等が携帯電話２１に入力した充電電力値に相当する信号をコントローラ１４に送信する。コントローラ１４は、携帯電話２１からの電波を受信するアンテナ（受信機）を備える。コントローラ１４は、携帯電話２１からの充電電力値に相当する信号を充電電力値に変換する。コントローラ１４は、充放電回路１８の出力電圧値で充電電力値を除算して充電電流値を求め、充電電流値を実現するオン・オフ指令信号を充放電回路１８のチョッパ回路へ送出する。 Next, the form of 5th embodiment is demonstrated. In this embodiment, the controller 14 receives a command from the mobile phone 21 and can control a charging power value from an external charger. The mobile phone 21 corresponds to the charging power value input to the mobile phone 21 by the driver or the like when the driver suddenly needs to drive for a long distance after setting the charger in a chargeable place. A signal is transmitted to the controller 14. The controller 14 includes an antenna (receiver) that receives radio waves from the mobile phone 21. The controller 14 converts a signal corresponding to the charging power value from the mobile phone 21 into a charging power value. The controller 14 divides the charging power value by the output voltage value of the charging / discharging circuit 18 to obtain a charging current value, and sends an on / off command signal for realizing the charging current value to the chopper circuit of the charging / discharging circuit 18.
次に、第六実施形態の形態を説明する。図１４に第六実施形態の制御に関するフローチャートを示す。ステップＳ２１で、車両の走行が終了したことを検出すると制御を開始する。例えば、検出された車両の現在位置の座標が目的地の座標と略一致して、車速がゼロであれば車両の走行が終了したと判断できる。ステップＳ２２で、車両が出発地から現時点まで走行に要した車両電力量Wh_VをＲＡＭに記憶する。例えば、出発地から現時点までにおいて、電圧センサ１６で検出した蓄電装置１１の端子電圧ＶＢと蓄電装置１１の電流値IＢの積を時間積算したものと、発電モータ１の発電電力を時間積算したものとの和を計算しておけば、現時点の当該和の値が車両電力量Wh_Vとして求まる。ステップＳ２３で、蓄電装置の充電可能電力量Wh_CHGmaxを演算又は設定する。充電可能電力量Wh_CHGmaxは、予めメモリに記憶していたものを使用すればよい。 Next, the form of 6th embodiment is demonstrated. FIG. 14 shows a flowchart relating to the control of the sixth embodiment. When it is detected in step S21 that the vehicle has finished traveling, the control is started. For example, if the detected coordinates of the current position of the vehicle substantially coincide with the coordinates of the destination and the vehicle speed is zero, it can be determined that the vehicle has finished traveling. In step S22, the vehicle electric energy Wh_V required for the vehicle to travel from the departure place to the present time is stored in the RAM. For example, from the departure point to the present time, the product of the terminal voltage VB of the power storage device 11 detected by the voltage sensor 16 and the current value IB of the power storage device 11 is integrated with time, and the power generated by the generator motor 1 is integrated with time. Is calculated as the vehicle electric energy Wh_V. In step S23, the chargeable power amount Wh_CHGmax of the power storage device is calculated or set. The chargeable power amount Wh_CHGmax may be stored in advance in the memory.
ステップＳ２４で蓄電装置の現在の残容量Wh_BATを記憶する。残容量Wh_BATは、現在のＳＯＣを電力量に換算したもので、残容量ＳＯＣ（％）×Ah×3.6×（充電回路の出力定格電圧）、で求められる。ステップＳ２５で、充電器が車両にセットされる。ステップＳ２６で、運転者が携帯電話２１等を介して蓄電装置の充電電力量を設定したか否か判断する。設定していない場合は、ステップＳ２７に進む。ステップＳ２７において、蓄電装置の充電電力量Wh_CHGをWh_Vに設定し、ステップＳ２９に進む。ステップＳ２７は、第一の充電電力量設定手段を構成する。蓄電装置への充電電力量を、出発地から目的地までに車両で使用された電力量Wh_Vに設定することにより、蓄電装置の残容量が低く保たれ、蓄電装置の寿命が低下しない。特に、蓄電装置がリチウムイオン電池である場合、高いＳＯＣに比例して寿命が低下するので、蓄電装置への充電電力量を、出発地から目的地までに車両で使用された電力量に設定することが適切となる。 In step S24, the current remaining capacity Wh_BAT of the power storage device is stored. The remaining capacity Wh_BAT is obtained by converting the current SOC into electric energy, and is obtained by remaining capacity SOC (%) × Ah × 3.6 × (output rated voltage of charging circuit). In step S25, the charger is set in the vehicle. In step S26, it is determined whether or not the driver has set the amount of electric power charged in the power storage device via the mobile phone 21 or the like. If not set, the process proceeds to step S27. In step S27, the charging power amount Wh_CHG of the power storage device is set to Wh_V, and the process proceeds to step S29. Step S27 constitutes first charging power amount setting means. By setting the amount of electric power charged to the power storage device to the amount of power Wh_V used by the vehicle from the departure place to the destination, the remaining capacity of the power storage device is kept low, and the life of the power storage device does not decrease. In particular, when the power storage device is a lithium ion battery, the life is reduced in proportion to the high SOC, so the amount of power charged to the power storage device is set to the amount of power used by the vehicle from the starting point to the destination. Is appropriate.
ステップＳ２６で、運転者が蓄電装置の充電電力量を設定したと判断した場合は、ステップＳ２８へ進み、蓄電装置の充電電力量Wh_CHGをWh_DRVに設定し、ステップＳ２９へ進む。ステップＳ２８は、第二の充電電力量設定手段を構成する。次の走行が以前の走行に比べ長距離になる場合は、運転者が蓄電装置の充電電力量をWh_DRVに設定することで、低価格かつ低ＣＯ２発生の電気エネルギーの利用ができる。ステップＳ２９で、蓄電装置の充電電力量Wh_CHGと蓄電装置の現在の残容量Wh_BATが比較される。Wh_CHGがWh_BATより大きい場合は、ステップＳ３０で、蓄電装置の充電電力量Wh_CHGと、蓄電装置の充電可能電力量Wh_CHGmaxを比較し、Wh_CHGがWh_CHGmaxより小さい場合には、ステップＳ３３へ進み、蓄電装置の充電を開始する。ステップＳ３０で、Wh_CHGがWh_CHGmaxより大きい場合には、ステップＳ３１で蓄電装置の充電電力量Wh_CHGをWh_CHGmaxに設定し、ステップＳ３３へ進み、蓄電装置の充電を開始する。ステップＳ２９で、Wh_CHGがWh_BATより小さい場合には、ステップＳ１２で蓄電装置を（Wh_BAT-Wh_CHG）の電力量を放電する。これにより、充放電回路１８を介して、充電電力の供給元に前記蓄電装置の一部を戻して、蓄電装置の残容量が高くなった場合に、蓄電装置の寿命が低下しないように蓄電装置の残容量を下げる。 If it is determined in step S26 that the driver has set the charging power amount of the power storage device, the process proceeds to step S28, the charging power amount Wh_CHG of the power storage device is set to Wh_DRV, and the process proceeds to step S29. Step S28 constitutes second charging power amount setting means. When the next run is longer than the previous run, the driver can use electric energy generated at low cost and low CO2 by setting the charging power amount of the power storage device to Wh_DRV. In step S29, the charged power amount Wh_CHG of the power storage device and the current remaining capacity Wh_BAT of the power storage device are compared. If Wh_CHG is greater than Wh_BAT, the charge power amount Wh_CHG of the power storage device is compared with the chargeable power amount Wh_CHGmax of the power storage device in step S30. Start charging. If Wh_CHG is larger than Wh_CHGmax in step S30, charging power amount Wh_CHG of the power storage device is set to Wh_CHGmax in step S31, and the process proceeds to step S33 to start charging the power storage device. If Wh_CHG is smaller than Wh_BAT in step S29, the power storage device (Wh_BAT-Wh_CHG) is discharged in step S12. Thus, when a part of the power storage device is returned to the charging power supply source via the charge / discharge circuit 18 and the remaining capacity of the power storage device becomes high, the power storage device does not decrease the life of the power storage device. Lower the remaining capacity.
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内でなしうるさまざまな変更、改良が含まれることは言うまでもない。 It goes without saying that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes various modifications and improvements that can be made within the scope of the technical idea.
１ 発電モータ
２ エンジン
４ 駆動モータ
１１ 蓄電装置
１３ 補機
１４ コントローラ
１８ 充電回路
２０ ナビゲーションシステム
５０ 演算部
５１ ＧＰＳ受信機
５２ ジャイロセンサ
５３ 車速センサ
５４ データ記憶装置
５５ 記憶媒体
５６ モニタ
５７ 入力装置（ユーザインターフェース）
５８ ビーコン受信機
６１ 現在位置検出部
６２ 経路演算部
６３ 経路記憶部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electric motor 2 Engine 4 Drive motor 11 Power storage device 13 Auxiliary device 14 Controller 18 Charging circuit 20 Navigation system 50 Calculation part 51 GPS receiver 52 Gyro sensor 53 Vehicle speed sensor 54 Data storage device 55 Storage medium 56 Monitor 57 Input device (user interface) )
58 Beacon Receiver 61 Current Position Detection Unit 62 Route Calculation Unit 63 Route Storage Unit
Claims (11)
発電機関もしくは蓄電装置から供給される電力によって、駆動モータで車両を駆動するハイブリッド車において、
地図データを記憶するデータ記憶手段と、
前記地図データ内の目的地を設定する目的地設定手段と、
前記目的地までの経路を演算する経路演算手段と、
前記地図データに基づいて、前記経路上で車両に必要な要求電力を演算する要求電力演算手段と、
前記発電機関の複数の発電レベルを設定する発電レベル設定手段と、
前記要求電力が蓄電装置の放電可能電力を超える場合、車両に前記要求電力を供給できる前記発電機関の最低の発電レベルを選択する発電レベル選択手段と、
を備えることを特徴とするハイブリッド車。 A power generation engine that generates power using fuel, a power storage device, and a navigation device having a function of detecting the current position of the vehicle and guiding the vehicle according to a route to the destination,
In a hybrid vehicle that drives a vehicle with a drive motor by electric power supplied from a power generation engine or a power storage device,
Data storage means for storing map data;
Destination setting means for setting a destination in the map data;
Route calculating means for calculating a route to the destination;
Based on the map data, required power calculating means for calculating required power required for the vehicle on the route,
Power generation level setting means for setting a plurality of power generation levels of the power generation engine;
When the required power exceeds the dischargeable power of the power storage device, power generation level selection means for selecting the lowest power generation level of the power generation engine that can supply the required power to the vehicle;
A hybrid vehicle comprising:
前記要求電力が、前記経路上での車速、及び、前記経路上での勾配に応じて演算されることを特徴とする請求項１記載のハイブリッド車。 The map data includes information on the vehicle speed on the road and information on the road gradient,
The hybrid vehicle according to claim 1, wherein the required power is calculated according to a vehicle speed on the route and a gradient on the route.
実際の走行が外れたと判断された場合には、外れた地点から目的地までの経路を再演算することを特徴とする請求項１記載のハイブリッド車。 Means for determining that the actual travel has deviated from the route to the destination;
2. The hybrid vehicle according to claim 1, wherein when it is determined that the actual travel has deviated, the route from the deviated point to the destination is recalculated.
前記目的地において充電する前記蓄電装置への充電電力量を、出発地から前記目的地までに車両で使用された電力量に設定する充電電力量設定手段を備えることを特徴とする請求項１記載のハイブリッド車。 The destination setting means sets the destination at a chargeable point,
The charging power amount setting means for setting a charging power amount to the power storage device to be charged at the destination to a power amount used in a vehicle from a departure place to the destination. Hybrid car.
前記目的地において車両の運転者が前記蓄電装置に充電する充電電力量を設定できるようにする充電電力量設定手段を備えることを特徴とする請求項１記載のハイブリッド車。 The destination setting means sets the destination at a chargeable point,
2. The hybrid vehicle according to claim 1, further comprising a charging power amount setting unit that allows a driver of the vehicle to set a charging power amount for charging the power storage device at the destination.
前記目的地において、前記充放電回路を介して、充電電力の供給元に前記蓄電装置の一部を戻すことを特徴とする請求項１記載のハイブリッド車。 Furthermore, a charge / discharge circuit capable of controlling the discharge power from the power storage device to the outside of the vehicle,
2. The hybrid vehicle according to claim 1, wherein a part of the power storage device is returned to a supply source of charging power via the charge / discharge circuit at the destination.
記憶された地図データ内の目的地を設定するステップと、
前記目的地までの経路を演算するステップと、
前記地図データに基づいて、前記経路上で車両に必要な要求電力を演算するステップと、
前記発電機関の複数の発電レベルを設定するステップと、
前記要求電力が蓄電装置の放電可能電力を超える場合、車両に前記要求電力を供給できる前記発電機関の最低の発電レベルを選択するステップと、
を含むことを特徴とする制御方法。 A power generation engine that generates power using fuel, a power storage device, and a navigation device that has a function of detecting the current position of the vehicle and guiding the vehicle according to a route to the destination, from the power generation engine or the power storage device A control method used for a hybrid vehicle that drives a vehicle with a drive motor by supplied electric power,
Setting a destination in the stored map data;
Calculating a route to the destination;
Based on the map data, calculating a required power required for the vehicle on the route;
Setting a plurality of power generation levels of the power generation engine;
When the required power exceeds the dischargeable power of the power storage device, selecting the lowest power generation level of the power generation engine that can supply the required power to the vehicle;
The control method characterized by including.
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