JP2008230415A

JP2008230415A - 電動車両駆動制御システム及び電動車両駆動制御方法

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Publication number: JP2008230415A
Application number: JP2007073154A
Authority: JP
Inventors: Bunji Ogawa; 文治小川; Takashi Hayashi; 貴司林
Original assignee: Aisin AW Co Ltd
Current assignee: Aisin AW Co Ltd
Priority date: 2007-03-20
Filing date: 2007-03-20
Publication date: 2008-10-02

Abstract

【課題】運転者が任意の走行モードを設定することができるようにする。
【解決手段】自車位置を検出する自車位置算出処理手段と、切替器６５と、切替器６５によって選択された走行モードの制御要求を判定する制御要求判定処理手段と、判定された制御要求を電動車両駆動制御装置１０に通知する制御要求通知処理手段と、通知された制御要求に基づいて、電動駆動装置１１を駆動する駆動制御処理手段と、選択された走行モードが設定された位置及び設定された走行モードを制御要求の学習情報として設定する制御要求学習情報設定処理手段と、制御要求の学習情報を取得する制御要求学習情報取得処理手段とを有する。前記制御要求判定処理手段は、選択された走行モード及び制御要求の学習情報に基づいて制御要求を判定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、電動車両駆動制御システム及び電動車両駆動制御方法に関するものである。

従来、電動車両、例えば、ハイブリッド型車両に搭載され、エンジンのトルクであるエンジントルクの一部を発電機（発電機モータ）に、残りを駆動輪に伝達するようにした車両駆動装置においては、サンギヤ、リングギヤ及びキャリヤを備えた差動回転装置としてのプラネタリギヤユニットを有し、前記サンギヤと発電機とを連結し、リングギヤ及び駆動モータと駆動輪とを連結し、キャリヤとエンジンとを連結し、前記リングギヤ及び駆動モータから出力された回転を駆動輪に伝達して駆動力を発生させるようにしている。

そして、前記車両駆動装置の制御を行うために電動車両駆動制御システムにおいては、ハイブリッド型車両を走行させる条件に応じて、エンジン及び発電機を停止させ、駆動モータだけを駆動するＥＶ走行モード（モータ駆動モード）、又はエンジン及び駆動モータを駆動し、発電機を補助的に駆動するＨＶ走行モード（エンジン・モータ駆動モード）が自動的に選択され、選択された走行モードに従ってハイブリッド型車両が走行させられるようになっている。

ところで、前記駆動モータはバッテリから供給された電流に基づいて駆動されるようになっている。この場合、公害、省エネルギー等の観点から、バッテリに充電された電力は、次回の充電までに使い切ることが望ましい。ところが、ハイブリッド型車両を走行させている間に電力を使い切ると、エンジンだけを駆動してハイブリッド型車両を走行させることになり、公害、省エネルギー等の観点から好ましくないだけでなく、ハイブリッド型車両を走行させるために必要な車両要求トルクを十分に発生させることができなくなってしまう。

そこで、ナビゲーションシステムを使用し、充電が可能な出発地から、充電が可能な目的地までの間の各地点において目標となるバッテリ残量、すなわち、目標バッテリ残量を算出し、該目標バッテリ残量に基づいて、ＥＶ走行モード又はＨＶ走行モードを選択し、設定してハイブリッド型車両を走行させるようにしている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００４−７９６９号公報

しかしながら、前記従来の電動車両駆動制御システムにおいては、ハイブリッド型車両の状況、周辺の状況等によっては、異なる走行モードでハイブリッド型車両を走行させたい場合に、走行モードが目標バッテリ残量に基づいて自動的に設定されているので、運転者が任意の走行モードを選択し、設定することができない。

本発明は、前記従来の電動車両駆動制御システムの問題点を解決して、走行モードが自動的に設定される電動車両駆動制御システムにおいて、運転者が任意の走行モードを設定することができる電動車両駆動制御システム及び電動車両駆動制御方法を提供することを目的とする。

そのために、本発明の電動車両駆動制御システムにおいては、ハイブリッド型車両の自車位置を検出する自車位置算出処理手段と、走行モードを選択するための切替器と、該切替器によって選択された走行モードの制御要求を判定する制御要求判定処理手段と、判定された制御要求を電動駆動装置の制御を行う電動車両駆動制御装置に通知する制御要求通知処理手段と、通知された制御要求に基づいて、電動駆動装置を駆動する駆動制御処理手段と、選択された走行モードが設定された位置及び設定された走行モードを制御要求の学習情報として設定する制御要求学習情報設定処理手段と、前記制御要求の学習情報を取得する制御要求学習情報取得処理手段とを有する。

そして、制御要求の学習情報が設定された後に、前記制御要求判定処理手段は、前記切替器によって選択された走行モード、及び前記制御要求学習情報取得処理手段によって取得された制御要求の学習情報に基づいて制御要求を判定する。

本発明によれば、切替器によって選択された走行モードの制御要求に基づいて、電動駆動装置が駆動されるので、運転者が任意の走行モードを選択し、設定することができる。

また、運転者が任意の走行モードを選択し、設定した場合に、設定された走行モードの制御要求が学習され、再び同じ探索経路を走行する場合に、運転者が設定した走行モードを自動的に設定することができる。したがって、ハイブリッド型車両の操作性を向上させることができるだけでなく、走行フィーリングを向上させることができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。この場合、電動車両としてのハイブリッド型車両を走行させるための電動車両駆動制御システムについて説明する。

図１は本発明の実施の形態における電動車両駆動制御システムを示す図である。

図において、１０は電動車両駆動制御装置、１１はハイブリッド型車両を走行させるための駆動装置を構成する電動駆動装置、１４は情報端末、例えば、ハイブリッド型車両に搭載された車載装置としてのナビゲーション装置、６３はネットワーク、５１は情報提供者としての情報センタであり、前記ナビゲーション装置１４、ネットワーク６３、情報センタ５１等によってナビゲーションシステムが構成され、該ナビゲーションシステム、電動車両駆動制御装置１０、電動駆動装置１１等によって電動車両駆動制御システムが構成される。

前記電動駆動装置１１において、２１は第１の駆動源としてのエンジン（Ｅ）、２３は、該エンジン２１から伝達された回転に対して変速を行うとともに、トルクの分配を行う差動回転装置としてのプラネタリギヤユニット、２５は、該プラネタリギヤユニット２３における分配後のトルクが出力される出力ギヤ、２６は、前記プラネタリギヤユニット２３と連結された第２の駆動源としての、かつ、第１の電動機械としての発電機（Ｇ）である。

前記プラネタリギヤユニット２３は、少なくとも、第１の差動要素としてのサンギヤＳ、該サンギヤＳと噛（し）合するピニオンＰ、該ピニオンＰと噛合する第２の差動要素としてのリングギヤＲ、及び前記ピニオンＰを回転自在に支持する第３の差動要素としてのキャリヤＣＲを備え、前記サンギヤＳは発電機２６と、リングギヤＲは、第３の駆動源としての、かつ、第２の電動機械としての駆動モータ（Ｍ）２７及び駆動輪２８と、キャリヤＣＲはエンジン２１と連結される。そして、前記エンジン２１、発電機２６及び駆動モータ２７は、プラネタリギヤユニット２３を介して差動回転自在に、かつ、機械的に連結されるとともに、駆動輪２８と機械的に連結される。

なお、前記キャリヤＣＲと電動車両駆動制御装置１０の図示されないケースとの間に図示されないワンウェイクラッチが配設され、該ワンウェイクラッチは、逆方向の回転がエンジン２１に伝達されないようにする。

前記発電機２６は、プラネタリギヤユニット２３から伝達される回転によって電力を発生させる。そのために、前記発電機２６は、バッテリ１８に接続され、該バッテリ１８に直流の電流を供給する。また、前記発電機２６において、図示されないロータと前記ケースとの間に図示されない発電機ブレーキが配設され、該発電機ブレーキを係合させることによってロータを固定し、発電機２６の回転を機械的に停止させることができる。なお、本実施の形態においては、自宅等のように商用電源を利用することができ、所定の充電施設を備えた地点でバッテリ１８を充電することができるようになっている。

また、前記発電機２６は、図示されない発電機用インバータを介してバッテリ１８に接続され、前記発電機用インバータは、バッテリ１８から供給された直流の電流を交流の電流であるＵ相、Ｖ相及びＷ相の電流に変換し、発電機２６に送る。それに伴って、発電機２６が駆動され、発電機２６のトルクである発電機トルクが発生させられる。

そして、前記駆動モータ２７は、図示されない駆動モータ用インバータを介してバッテリ１８に接続され、前記駆動モータ用インバータは、バッテリ１８から供給された直流の電流を交流の電流であるＵ相、Ｖ相及びＷ相の電流に変換し、駆動モータ２７に送る。それに伴って、駆動モータ２７が駆動され、駆動モータ２７のトルクである駆動モータトルクが発生させられる。

次に、前記電動駆動装置１１の制御を行うための電動車両駆動制御装置１０について説明する。

該電動車両駆動制御装置１０において、４１はハイブリッド型車両の全体の制御を行うための車両制御装置であり、該車両制御装置４１には、エンジン２１の制御を行うためのエンジン制御装置４６、発電機２６の制御を行うための発電機制御装置４７、及び駆動モータ２７の制御を行うための駆動モータ制御装置４９が接続されるとともに、ナビゲーション装置１４のナビゲーション処理部１７が接続される。

前記車両制御装置４１は、ＣＰＵ６１、該ＣＰＵ６１が各種の演算処理を行うに当たってワーキングメモリとして使用されるＲＡＭ６２、制御用のプログラムが記録されたＲＯＭ６４等を備える。また、前記エンジン制御装置４６、発電機制御装置４７及び駆動モータ制御装置４９は、図示されないＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等から成り、それぞれ、エンジン２１、発電機２６及び駆動モータ２７の制御を行う。

なお、前記エンジン制御装置４６、発電機制御装置４７、駆動モータ制御装置４９及びナビゲーション処理部１７によって車両制御装置４１より下位の第１の制御装置が、前記車両制御装置４１によって、エンジン制御装置４６、発電機制御装置４７、駆動モータ制御装置４９及びナビゲーション処理部１７より上位の第２の制御装置が構成される。

前記ナビゲーション装置１４は、ハイブリッド型車両の現在地を自車位置として、ハイブリッド型車両の方位を自車方位として検出する現在地検出部としてのＧＰＳセンサ１５、図示されない地図データのほかに各種の情報が記録された情報記録部としてのデータ記録部１６、ナビゲーション処理等の各種の演算処理を行うナビゲーション処理部１７、操作者である運転者が操作することによって所定の入力を行うための第１の入力部としての操作部３４、図示されない画面に表示された画像によって各種の表示を行い、運転者に通知するための第１の出力部としての表示部３５、運転者が音声によって所定の入力を行うための第２の入力部としての音声入力部３６、音声出力を行い、各種の情報を運転者に通知するための第２の出力部としての音声出力部３７、及び通信端末として機能する送受信部としての通信部３８を備え、前記ナビゲーション処理部１７に、ＧＰＳセンサ１５、データ記録部１６、操作部３４、表示部３５、音声入力部３６、音声出力部３７及び通信部３８が接続される。そして、前記ＧＰＳセンサ１５は、自車位置及び自車方位のほかに時刻を検出する。なお、ＧＰＳセンサ１５とは別体に方位センサを配設することによって自車方位を検出することができる。

また、前記ナビゲーション処理部１７に、ハイブリッド型車両の走行モードを選択するための切替器６５が接続される。該切替器６５はオン・オフ式のスイッチ、ダイヤル式のスイッチ等から成り、ハイブリッド型車両の車室の所定の部分、ステアリングホイール等に配設される。

前記データ記録部１６は、地図データファイルから成る地図データベースを備え、該地図データベースに地図データが記録される。該地図データには、交差点（分岐点）に関する交差点データ、ノードに関するノードデータ、道路リンクに関する道路データ、探索用に加工された探索データ、施設に関する施設データ等が含まれるほか、道路上の地物に関する地物データが含まれる。

さらに、前記データ記録部１６には、統計データファイルから成る統計データベース、走行履歴データファイルから成る走行履歴データベース等が形成され、前記統計データファイルに統計データが、前記走行履歴データファイルに走行履歴データが、いずれも実績データとして記録される。

前記データ記録部１６は、前記各種のデータを記録するために、ハードディスク、ＣＤ、ＤＶＤ、光ディスク等の図示されないディスクを備えるほかに、各種のデータを読み出したり、書き込んだりするための読出・書込ヘッド等の図示されないヘッドを備える。また、前記データ記録部１６にメモリカード等を使用することができる。なお、前記各ディスク、メモリカード等によって外部記憶装置が構成される。

本実施の形態においては、前記データ記録部１６に、前記地図データベース、統計データベース、走行履歴データベース等が配設されるようになっているが、情報センタ５１において、前記地図データベース、統計データベース、走行履歴データベース等を配設することもできる。

また、前記ナビゲーション処理部１７は、ナビゲーション装置１４の全体の制御を行う制御装置としての、かつ、演算装置としてのＣＰＵ３１、該ＣＰＵ３１が各種の演算処理を行うに当たってワーキングメモリとして使用されるＲＡＭ３２、制御用のプログラムのほか、目的地までの経路の探索、経路案内等を行うための各種のプログラムが記録されたＲＯＭ３３、各種のデータ、プログラム等を記録するために使用される図示されないフラッシュメモリ等を備える。

前記操作部３４として、表示部３５とは別体に配設された図示されないキーボード、マウス等を使用することができる。また、前記操作部３４として、前記表示部３５に形成された画面に画像で表示された各種のキー、スイッチ、ボタン等の画像操作部をタッチ又はクリックすることによって、所定の入力操作を行うことができるようにしたタッチパネルを使用することができる。

前記表示部３５としてディスプレイが使用され、表示部３５に形成された各種の画面に、自車位置、自車方位等を表示したり、地図、探索経路、該探索経路に沿った案内情報、交通情報等を表示したり、探索経路における次の交差点までの距離、次の交差点における進行方向を表示したりすることができる。

また、音声入力部３６は、図示されないマイクロホン等によって構成され、音声によって必要な情報を入力することができる。さらに、音声出力部３７は、図示されない音声合成装置及びスピーカを備え、前記探索経路の経路案内を音声出力によって行う。

前記通信部３８は、道路交通情報センタから送信された現況の交通情報、一般情報等の各種の情報を受信するための図示されないビーコンレシーバ、ＦＭ放送局を介してＦＭ多重放送として受信するための図示されないＦＭ受信機等を備える。そして、通信部３８は、前記情報センタ５１から、交通情報、一般情報等の情報のほかに、前記地図データ、統計データ、走行履歴データ等のデータをネットワーク６３を介して受信することができる。

そのために、前記情報センタ５１は、図示されないサーバ、通信部、情報記録部としてのデータベース等を備え、前記サーバはＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等を備える。前記データベースに、前記データ記録部１６に記録された各種のデータと同様のデータが記録される。

なお、前記電動車両駆動制御システム、電動車両駆動制御装置１０、エンジン制御装置４６、発電機制御装置４７、駆動モータ制御装置４９、ナビゲーションシステム、ナビゲーション処理部１７、ＣＰＵ３１、６１等は、単独で、又は二つ以上組み合わせることによってコンピュータとして機能し、各種のプログラム、データ等に基づいて演算処理を行う。

前記データ記録部１６、ＲＡＭ３２、６２、ＲＯＭ３３、６４、フラッシュメモリ等によって記録装置及び記録媒体が構成される。また、ＣＰＵ３１、６１等によって演算装置が構成される。そして、演算装置として、ＣＰＵ３１、５４、６１に代えてＭＰＵ等を使用することもできる。

ところで、本実施の形態においては、ナビゲーション装置１４にハイブリッド型車両の走行モードを選択するための切替器６５が配設され、該切替器６５を操作することによって、自動走行モード、ＥＶ走行モード（モータ駆動モード）及びＨＶ走行モード（エンジン・モータ駆動モード）のうちのいずれか一つの走行モードを選択し、設定することができるようになっている。

そして、前記所定の走行モードが設定されると、ＣＰＵ３１の図示されない制御要求通知処理手段は、制御要求通知処理を行い、各走行モードごとの制御要求、すなわち、自動走行制御要求、ＥＶ走行制御要求及びＨＶ走行制御要求を電動車両駆動制御装置１０に通知する。該電動車両駆動制御装置１０はナビゲーション装置１４から送られた制御要求に基づいて、電動駆動装置１１の制御を行う。

前記自動走行モードにおいては、まず、ＣＰＵ６１の図示されない駆動条件取得処理手段は、駆動条件取得処理を行い、図示されないアクセルペダルに配設されたアクセルスイッチからアクセルペダル位置を、図示されないブレーキペダルに配設されたブレーキスイッチからブレーキペダル位置を読み込むとともに、前記駆動モータ２７に配設された位置検出部としての図示されないロータ位置センサ（レゾルバ等）からロータ位置を読み込み、該ロータ位置に基づいて走行条件としての車速を算出する。この場合、アクセルスイッチ及びブレーキスイッチは、運転操作量検出部として機能し、レゾルバは車速検出部として機能する。なお、前記車速は、出力ギヤ２５に車速検出部としての速度センサを配設し、該速度センサによって検出することもできる。

続いて、前記ＣＰＵ６１の図示されない車両要求トルク算出処理手段は、車両要求トルク算出処理を行い、前記アクセルペダル位置、ブレーキペダル位置及び車速に基づいて、ハイブリッド型車両を走行させるのに必要な車両要求トルクを算出する。

次に、前記ＣＰＵ６１の図示されない車両要求トルク判定処理手段は、車両要求トルク判定処理を行い、車両要求トルクが駆動モータ２７の定格としてあらかじめ設定されている最大の駆動モータトルク、すなわち、駆動モータ最大トルクより大きいかどうかを判断する。そして、車両要求トルクが駆動モータ最大トルクより大きい場合、ＣＰＵ６１の図示されない急加速制御処理手段は、急加速制御処理を行い、前記エンジン２１が停止中であるかどうかを判断し、エンジン２１が停止中である場合、発電機２６及び駆動モータ２７を駆動してハイブリッド型車両を走行させる。

また、車両要求トルクが駆動モータ最大トルク以下である場合、及び車両要求トルクが駆動モータ最大トルクより大きく、かつ、エンジン２１が停止中でない場合、前記ＣＰＵ６１の図示されない運転者要求出力算出処理手段は、運転者要求出力算出処理を行い、前記車両要求トルクと車速とを乗算することによって、運転者要求出力を算出する。そして、ＣＰＵ６１の図示されないバッテリ充放電要求出力算出処理手段は、バッテリ充放電要求出力算出処理を行い、前記バッテリ１８の電圧及び電流に基づいてバッテリ条件としてのバッテリ残量ＳＯＣを算出し、該バッテリ残量ＳＯＣに基づいてバッテリ充放電要求出力を算出する。続いて、前記ＣＰＵ６１の図示されない車両要求出力算出処理手段は、車両要求出力算出処理を行い、前記運転者要求出力とバッテリ充放電要求出力とを加算することによって、車両要求出力を算出する。

次に、前記ＣＰＵ６１の図示されないエンジン目標運転状態設定処理手段は、エンジン目標運転状態設定処理を行い、前記ＲＯＭ６４に記録されたエンジン目標運転状態マップを参照し、前記車両要求出力、アクセルペダル位置等に基づいて、エンジン２１の効率が最も高くなる最適燃費曲線上の運転ポイントを決定し、該運転ポイントにおけるエンジン２１のトルク、すなわち、エンジントルクを、エンジントルクの目標値を表すエンジン目標トルクとして決定し、前記運転ポイントにおけるエンジンの回転速度、すなわち、エンジン回転速度をエンジン目標回転速度として決定し、該エンジン目標回転速度をエンジン制御装置４６に送る。

該エンジン制御装置４６は、エンジン制御装置４６の記録装置としてのＲＯＭに記録されたエンジン駆動領域マップを参照して、車速、バッテリ残量ＳＯＣ及び車両要求トルクに基づいて、電動駆動装置１１がエンジン２１を駆動するための駆動領域に置かれているかどうかを判断する。この場合、バッテリ残量ＳＯＣが大きいほど駆動領域が狭くされ、バッテリ残量ＳＯＣが小さいほど駆動領域が広くされる。

そして、エンジン２１が駆動領域に置かれているにもかかわらず、エンジン２１が駆動されていない場合、エンジン制御装置４６の図示されないエンジン制御処理手段は、エンジン制御処理を行い、エンジン２１を始動させる。また、エンジン２１が駆動領域に置かれていないにもかかわらず、エンジン２１が駆動されている場合、前記エンジン制御処理手段は、エンジン２１の駆動を停止させる。

そして、エンジン２１が駆動領域に置かれておらず、エンジン２１が駆動されていない場合、前記ＣＰＵ６１の図示されない駆動モータ目標トルク算出処理手段は、駆動モータ目標トルク算出処理を行い、前記車両要求トルクを、目標となる駆動モータトルク、すなわち、駆動モータ目標トルクとして算出し、該駆動モータ目標トルクを駆動モータ制御装置４９に送る。該駆動モータ制御装置４９の電動機械制御処理手段としての図示されない駆動モータ制御処理手段は、電動機械制御処理手段としての駆動モータ制御処理を行い、駆動モータ２７のトルク制御を行う。

また、エンジン２１が駆動領域に置かれていて、かつ、エンジン２１が駆動されている場合、前記エンジン制御処理手段は、所定の方法でエンジン２１の制御を行う。

次に、発電機制御装置４７の図示されない発電機目標回転速度算出処理手段は、発電機目標回転速度算出処理を行い、具体的には、前記ロータ位置センサからロータ位置を読み込み、該ロータ位置に基づいてリングギヤＲの回転速度を算出するとともに、エンジン目標回転速度を読み込み、リングギヤＲの回転速度及びエンジン目標回転速度に基づいて、前記プラネタリギヤユニット２３におけるサンギヤＳ、ピニオンＰ及びリングギヤＲの歯数比で表される回転速度関係式によって、エンジン目標回転速度に対応する発電機目標回転速度を算出する。

ところで、前記構成のハイブリッド型車両をエンジン２１及び駆動モータ２７を駆動して走行させているときに、発電機２６の回転速度、すなわち、発電機回転速度が低い場合、消費電力が大きくなり、発電機２６の発電効率が低くなるとともに、ハイブリッド型車両の燃費がその分悪くなってしまう。そこで、発電機目標回転速度の絶対値が所定の回転速度より小さい場合、発電機ブレーキを係合させ、発電機２６を機械的に停止させ、燃費を良くするようにしている。

そして、目標となる発電機トルク、すなわち、発電機目標トルクが決定され、発電機制御装置４７において前記発電機目標トルクに基づいて発電機２６のトルク制御が行われ、所定の発電機トルクが発生させられると、エンジントルク、リングギヤＲのトルク、すなわち、リングギヤトルク及び発電機トルクは互いに反力を受け合うので、発電機トルクがリングギヤトルクに変換されてリングギヤＲから出力される。そして、リングギヤトルクがリングギヤＲから出力されるのに伴って、発電機回転速度が変動し、前記リングギヤトルクが変動すると、変動したリングギヤトルクが駆動輪２８に伝達され、ハイブリッド型車両の走行フィーリングが低下してしまう。

そこで、前記駆動モータ目標トルク算出処理手段は、発電機回転速度の変動に伴う発電機２６のイナーシャ分のトルクを見込んでリングギヤトルクを算出し、該リングギヤトルクに基づいて駆動モータ２７の出力軸におけるトルク、すなわち、駆動軸トルクを推定し、前記車両要求トルクから駆動軸トルクを減算することによって、駆動軸トルクでは過不足する分を前記駆動モータ目標トルクとして算出する。

また、前記ＥＶ走行モードにおいて、前記車両要求トルク判定処理手段は、車両要求トルクが駆動モータ最大トルクより大きいかどうかを判断する。そして、車両要求トルクが駆動モータ最大トルクより大きい場合、前記急加速制御処理手段は、エンジン２１を停止させた状態で、発電機２６及び駆動モータ２７を駆動してハイブリッド型車両を走行させる。

そして、車両要求トルクが駆動モータ最大トルク以下である場合、前記駆動モータ目標トルク算出処理手段は、エンジン２１を停止させた状態で、前記車両要求トルクを、駆動モータ目標トルクとして算出し、該駆動モータ目標トルクを駆動モータ制御装置４９に送り、前記駆動モータ制御処理手段は駆動モータ目標トルクに基づいて駆動モータ２５を駆動する。

また、ＨＶ走行モードにおいて、前記エンジン目標運転状態設定処理手段は、前記車両要求出力、アクセルペダル位置等に基づいて、エンジン２１の効率が最も高くなる最適燃費曲線上の運転ポイントにおけるエンジン目標トルクを決定し、エンジン目標回転速度を算出し、該エンジン目標回転速度をエンジン制御装置４６に送る。そして、前記エンジン制御処理手段は、エンジン目標回転速度に基づいてエンジン２１を制御する。また、前記駆動モータ目標トルク算出処理手段は、発電機回転速度の変動に伴う発電機２６のイナーシャ分のトルクを見込んでリングギヤトルクを算出し、該リングギヤトルクに基づいて駆動軸トルクを推定し、前記車両要求トルクから駆動軸トルクを減算することによって、駆動軸トルクでは過不足する分を前記駆動モータ目標トルクとして算出し、駆動モータ制御装置４９に送る。そして、前記駆動モータ制御処理手段は、駆動モータ目標トルクに基づいて駆動モータ２７を制御する。なお、前記発電機目標トルクが決定され、発電機制御装置４７において前記発電機目標トルクに基づいて発電機２６が制御される。そして、発電機回転速度が低い場合、発電機２６は機械的に停止させられる。

本実施の形態においては、発電機２６を備えるが、発電機を備えないハイブリッド型車両においては、ＥＶ走行モードにおいて、駆動モータだけが駆動される。

このように、自動走行モードにおいては、アクセルペダル位置、ブレーキペダル位置、車速、バッテリ残量ＳＯＣ等の駆動条件に応じて、エンジン２１を停止させ、発電機２６及び駆動モータ２７を駆動するか、エンジン２１及び発電機２６を停止させ、駆動モータ２７だけを駆動するか、エンジン２１及び駆動モータ２７を駆動し、発電機２６を反力を受けるために駆動するか、エンジン２１及び駆動モータ２７を駆動し、発電機２６を機械的に停止させるかして、ハイブリッド型車両を走行させるようになっている。

また、前記ＥＶ走行モードにおいては、前記駆動条件に応じて、エンジン２１及び発電機２６を停止させ、駆動モータ２７だけを駆動するか、エンジン２１を停止させ、発電機２６及び駆動モータ２７を駆動するかしてハイブリッド型車両を走行させるようになっており、ＨＶ走行モードにおいては、前記駆動条件に応じて、エンジン２１及び駆動モータ２７を駆動し、発電機２６を反力を受けるために駆動するか、発電機２６を停止させ、エンジン２１及び駆動モータ２７を駆動するかして、ハイブリッド型車両を走行させるようになっている。

ところで、前記発電機２６及び駆動モータ２７は、バッテリ１８から供給された電流に基づいて駆動されるようになっている。この場合、公害、省エネルギー等の観点から、バッテリ１８に充電された電力は、次回の充電までに使い切ることが望ましい。ところが、ハイブリッド型車両を走行させている間に電力を使い切ると、ＨＶ走行モードであるにもかかわらず、エンジン２１だけを駆動してハイブリッド型車両を走行させることになり、公害、省エネルギー等の観点から好ましくないだけでなく、ハイブリッド型車両を走行させるために必要な車両要求トルクを十分に発生させることができなくなってしまう。

そこで、本実施の形態においては、ナビゲーションシステムを使用し、充電が可能な出発地から、充電が可能な目的地までの間の各地点において目標となるバッテリ残量、すなわち、目標バッテリ残量を算出し、該目標バッテリ残量に基づいて、ＥＶ走行モード又はＨＶ走行モードを選択し、設定してハイブリッド型車両を走行させるようになっている。

ところで、本実施の形態においては、電子手帳、パソコン等の図示されない端末装置において、運転者がハイブリッド型車両を走行させる予定を表す行動スケジュールを入力することができるようになっている。また、ナビゲーション装置１４は、電子手帳を接続するための図示されないコネクタ、パソコンとの間でデータの送受信を行うための通信部３８等を備える。

前記行動スケジュールは、各日付における、出発地、目的地、出発地における出発予定時間、目的地における到着予定時間、及び目的地における充電の可否（目的地に充電施設があるかどうか）についてのデータ等から成る。なお、該充電の可否のデータは、端末装置に充電が可能な施設があらかじめ記録されており、目的地が入力されると前記端末装置側で充電の可否が判断され、充電の可否のデータが自動的に行動スケジュールに設定されるようになっている。

続いて、前記ナビゲーション装置１４において、前記ＣＰＵ３１の図示されない行動スケジュール取得処理手段は、行動スケジュール取得処理を行い、ハイブリッド型車両が走行を開始する前に、端末装置から入力された行動スケジュールを読み込むことによって取得し、行動スケジュールを目的地スケジュールデータとして設定する。

そして、前記ＣＰＵ３１の図示されない自車位置算出処理手段は、自車位置算出処理を行い、前記ＧＰＳセンサ１５によって検出された現在地に基づいて自車位置を検出する。また、前記ＣＰＵ３１の図示されない経路探索処理手段は、経路探索処理を行い、前記目的地スケジュールデータに基づいて、各出発地及び各目的地の位置を表す座標に基づいて、各出発地から各目的地までの経路を探索する。なお、この場合、最初の出発地及び最終の目的地は自宅とし、自宅を出発する際のバッテリ１８は、満充電されていて、バッテリ残量ＳＯＣは１００〔％〕であるとし、自宅に到着したときのバッテリ残量ＳＯＣは０〔％〕であるとする。

次に、ＣＰＵ３１の図示されない充電スケジュール算出処理手段は、充電スケジュール算出処理を行い、最初の出発地におけるバッテリ残量ＳＯＣ、各出発地及び各目的地における充電の可否のデータ、充電が可能な出発地及び充電が可能な目的地をそれぞれ充電予定地としたときの、充電予定地から出発したときの次の充電予定地までの走行距離、各充電予定地において再び出発するまでの、充電に費やすことができる時間、すなわち、充電充当時間、バッテリ１８を満充電するのに必要な時間、すなわち、充電所要時間等を読み込み、充電予定地を出発してからの走行距離を算出し、各地点における望ましいバッテリ残量ＳＯＣをバッテリ残量ＳＯＣの目標値、すなわち、目標バッテリ残量ＳＯＣ^*として算出する。

この場合、各充電予定地に到着したときのバッテリ残量ＳＯＣはほぼ０〔％〕とし、前記各充電予定地で充電を行うものとする。その場合、該充電予定地における充電充当時間が充電所要時間より短い場合、充電予定地に到着したときに充電を開始し、出発するときに充電を終了するものとする。したがって、各充電予定地におけるバッテリ残量ＳＯＣは１００〔％〕ではない。

なお、前記バッテリ残量ＳＯＣは、物理的に１００〔％〕になったり、０〔％〕になったりするものではなく、バッテリ１８を繰り返し経済的に使用し得る最も高いバッテリ残量を１００〔％〕とし、最も低いバッテリ残量を０〔％〕とする。また、バッテリ残量ＳＯＣは、バッテリ１８の性能、材質等によって異なり、例えば、アルカリ電池の場合には、きわめて低い値になるまで使用することができるが、鉛電池の場合には、過剰に低い値まで使用すると寿命を短くするので、所定の容量を残した状態をバッテリ残量ＳＯＣが０〔％〕であるとする。

このようにして、各地点における目標バッテリ残量ＳＯＣ^*から成る充電スケジュールを算出することができる。

続いて、ハイブリッド型車両の走行を開始してからの電動車両駆動制御システムの動作について説明する。本実施の形態においては、前記充電スケジュールが算出された後、ハイブリッド型車両の走行を開始すると、充電スケジュールに従って自動走行モードでハイブリッド型車両が走行させられるが、必要に応じて、ＥＶ走行モード又はＨＶ走行モードでハイブリッド型車両を走行させることができる。

図２は本発明の実施の形態における電動車両駆動制御システムの動作を示すメインフローチャート、図３は本発明の実施の形態における切替信号判定処理のサブルーチンを示す図、図４は本発明の実施の形態における制御要求学習情報設定処理のサブルーチンを示す図、図５は本発明の実施の形態における電動車両駆動制御装置の動作を示すフローチャート、図６は本発明の実施の形態における電動車両駆動制御システムの動作を示す第１の図、図７は本発明の実施の形態における電動車両駆動制御システムの動作を示す第２の図、図８は本発明の実施の形態における電動車両駆動制御システムの動作を示す第３の図である。

まず、ナビゲーション装置１４において、ＣＰＵ３１の図示されない制御要求学習情報取得処理手段は、制御要求学習情報取得処理を行い、処理の直前までに学習された制御要求の学習情報をＲＡＭ３２から読み出す。前記制御要求の学習情報は、自動走行モード以外の走行モード、すなわち、ＥＶ走行モード及びＨＶ走行モードが設定されたときの、その履歴を表すデータであり、ＥＶ走行制御要求又はＨＶ走行制御要求の別を表す制御要求、切替器６５が操作されてＥＶ走行モード又はＨＶ走行モードが設定されたときの自車位置、及び切替器６５が操作されてＥＶ走行モード又はＨＶ走行モードが解除されたときの自車位置から成り、ＲＡＭ３２の所定の領域に記録される。

続いて、前記ＣＰＵ３１の図示されない切替信号判定処理手段は、切替信号判定処理を行い、切替器６５からの切替信号を読み込み、切替信号を判定する。そのために、前記切替信号判定処理手段は、切替信号を読み込み、該切替信号に基づいて、切替器６５が切り替えられたかどうかを判断し、切替器６５が切り替えられた場合、ＣＰＵ３１の図示されない切替信号変更処理手段は、切替信号変更処理を行い、切替信号を変更する。

そして、前記切替信号判定処理手段は、切替信号が自動走行モード以外の切替信号であるかどうかを判断し、切替信号が自動走行モード以外である場合、ＣＰＵ３１の図示されない制御要求学習情報設定処理手段は、制御要求学習情報設定処理を行い、切替信号がＥＶ走行モードである場合、ＥＶ走行制御要求をＲＡＭ３２に記録し、切替信号がＨＶ走行モードである場合、ＨＶ走行制御要求をＲＡＭ３２に記録する。

そのために、前記制御要求学習情報設定処理手段は、自車位置を読み込み、制御要求の学習情報を読み込み、今回、設定された走行モードの制御要求が学習情報として既に設定されているかどうかを判断し、まだ設定されていない場合、制御要求を学習情報として設定する。

次に、ＣＰＵ３１の図示されない制御要求判定処理手段は、制御要求判定処理を行い、前記切替信号に基づいて、制御要求が自動走行制御要求であるか、ＥＶ走行制御要求であるか、又はＨＶ走行制御要求であるかを判定する。そして、前記制御要求通知処理手段は、制御要求があるかどうかを判断し、制御要求がある場合、電動車両駆動制御装置１０に制御要求を通知する。

このようにして、電動車両駆動制御装置１０に制御要求が通知されると、電動車両駆動制御装置１０において、ＣＰＵ６１の図示されないセンサ情報取得処理手段は、センサ情報取得処理を行い、各種のセンサ情報を取得し、続いて、電動車両駆動制御装置１０の図示されない制御要求取得処理手段は、制御要求取得処理を行い、ナビゲーション装置１４から通知された制御要求を読み込み、電動車両駆動制御装置１０の図示されない駆動制御処理手段は、駆動制御処理を行い、制御要求が自動走行制御要求であるか、ＥＶ走行制御要求であるか、又はＨＶ走行制御要求であるかを判断し、制御要求に基づいて、エンジン２１、発電機２６、駆動モータ２７等を制御し、自動走行モード、ＥＶ走行モード又はＨＶ走行モードでハイブリッド型車両を走行させる。

例えば、図６において、ｐ１〜ｐ６は地点であり、ハイブリッド型車両が探索経路に沿った走行を開始すると、ハイブリッド型車両は自動走行モードで走行させられるが、ハイブリッド型車両が地点ｐ２に到達したときに、運転者が前記切替器６５を操作し、ＥＶ走行モードを設定すると、前記制御要求学習情報設定処理手段は、ＥＶ走行制御要求を学習情報として設定し、地点ｐ２の座標及びＥＶ走行制御要求をＲＡＭ３２に記録する。

また、前記制御要求判定処理手段は、制御要求がＥＶ走行制御要求であると判定し、電動車両駆動制御装置１０に通知する。その結果、前記駆動制御処理手段は、ＥＶ走行制御要求に基づいて電動駆動装置１１を駆動し、ハイブリッド型車両を、ＥＶ走行モードで走行させる。

続いて、ハイブリッド型車両が地点ｐ３に到達したときに、運転者が前記切替器６５を操作し、自動走行モードを設定すると、前記制御要求学習情報設定処理手段は、地点ｐ３の座標をＲＡＭ３２に記録する。

そして、前記制御要求判定処理手段は、制御要求が自動走行制御要求であると判定し、電動車両駆動制御装置１０に通知する。その結果、前記駆動制御処理手段は、自動走行制御要求に基づいて電動駆動装置１１を駆動し、ハイブリッド型車両を、自動走行モードで走行させる。

次に、ハイブリッド型車両が地点ｐ４に到達したときに、運転者が前記切替器６５を操作し、ＨＶ走行モードを設定すると、前記制御要求学習情報設定処理手段は、ＨＶ走行制御要求を学習情報として設定し、地点ｐ４の座標及びＨＶ走行制御要求をＲＡＭ３２に記録する。

また、前記制御要求判定処理手段は、制御要求がＨＶ走行制御要求であると判定し、電動車両駆動制御装置１０に通知する。その結果、前記駆動制御処理手段は、ＨＶ走行制御要求に基づいて電動駆動装置１１を駆動し、ハイブリッド型車両を、ＨＶ走行モードで走行させる。

続いて、ハイブリッド型車両が地点ｐ５に到達したときに、運転者が前記切替器６５を操作し、自動走行モードを設定すると、前記制御要求学習情報設定処理手段は、地点ｐ５の座標をＲＡＭ３２に記録する。

このようにして、制御要求の学習情報が設定された後に、運転者が同じ探索経路に沿ってハイブリッド型車両を自動走行モードで走行させると、前記制御要求学習情報取得処理手段は、制御要求の学習情報を取得し、地点ｐ２、ｐ３の座標及び地点ｐ２〜ｐ３までの区間で設定されたＥＶ走行制御要求、並びに地点ｐ４、ｐ５の座標及び地点ｐ４〜ｐ５までの区間で設定されたＨＶ走行制御要求を読み出す。

そして、図７に示されるように、ハイブリッド型車両が地点ｐ２に到達すると、前記制御要求判定処理手段は、地点ｐ２〜ｐ３までの区間で設定された制御要求がＥＶ走行制御要求であると判定し、電動車両駆動制御装置１０に通知する。その結果、前記駆動制御処理手段は、ＥＶ走行制御要求に基づいて電動駆動装置１１を駆動し、ハイブリッド型車両を、ＥＶ走行モードで走行させる。また、ハイブリッド型車両が地点ｐ４に到達すると、前記制御要求判定処理手段は、地点ｐ４〜ｐ５までの区間で設定された制御要求がＨＶ走行制御要求であると判定し、電動車両駆動制御装置１０に通知する。その結果、前記駆動制御処理手段は、ＨＶ走行制御要求に基づいて電動駆動装置１１を駆動し、ハイブリッド型車両を、ＨＶ走行モードで走行させる。なお、その他の地点ｐ１〜ｐ２間、地点ｐ３〜ｐ４間、及び地点ｐ５〜ｐ６間においては、あらかじめ設定された自動走行モードでハイブリッド型車両は走行させられる。

ところで、図７に示されるように、地点ｐ２〜ｐ３までの区間でＥＶ走行制御要求が設定され、地点ｐ４〜ｐ５までの区間でＨＶ走行制御要求が設定されているときに、ハイブリッド型車両が地点ｐ２に到達すると、前記制御要求判定処理手段は、地点ｐ２〜ｐ３までの区間で設定された制御要求がＥＶ走行制御要求であると判定し、電動車両駆動制御装置１０に通知する。その結果、前記駆動制御処理手段は、ＥＶ走行制御要求に基づいて電動駆動装置１１を駆動し、ハイブリッド型車両を、ＥＶ走行モードで走行させる。

ところが、図８に示されるように、ハイブリッド型車両が地点ｐ３に到達する前の地点ｐ１１で、運転者が前記切替器６５を操作してＥＶ走行モードを設定すると、前記制御要求学習情報設定処理手段は、ＥＶ走行制御要求を学習情報として設定し、地点ｐ１１の座標及びＥＶ走行制御要求をＲＡＭ３２に記録する。

続いて、ハイブリッド型車両が地点ｐ４を通過して、地点ｐ５に到達する前の地点ｐ１２に到達したときに、運転者が前記切替器６５を操作し、自動走行モードを設定すると、地点ｐ１２は地点ｐ４〜ｐ５の区間にあり、既に地点ｐ４〜ｐ５の区間においてＨＶ走行制御要求が設定されているので、前記制御要求学習情報設定処理手段は、地点ｐ１２の座標を記録し、前記制御要求判定処理手段は、地点ｐ４〜ｐ５までの区間で設定された制御要求がＨＶ走行制御要求であると判定し、電動車両駆動制御装置１０に通知する。その結果、前記駆動制御処理手段は、ＨＶ走行制御要求に基づいて電動駆動装置１１を駆動し、ハイブリッド型車両を、地点ｐ１２〜ｐ５の区間においてハイブリッド型車両をＨＶ走行モードで走行させる。

この場合、前記制御要求学習情報設定処理手段は、切替器６５を操作して後から選択された走行モードの制御要求を優先して設定するので、運転者の意図を十分に反映することができる。したがって、所定の区間においてＥＶ走行制御要求又はＨＶ走行制御要求があらかじめ設定されていても、その後、自動走行モードでハイブリッド型車両を走行させた方が好ましい場合、運転者は切替器６５を操作して自動走行モードを選択することができる。

このように、本実施の形態においては、ハイブリッド型車両を自動走行モードで走行させているときに、ハイブリッド型車両の状況、周辺の状況等によっては、異なる走行モードでハイブリッド型車両を走行させたい場合、運転者が切替器６５を操作して任意の走行モードを選択し、設定することができる。したがって、ハイブリッド型車両の操作性を向上させることができるだけでなく、走行フィーリングを向上させることができる。

また、運転者が任意の走行モードを選択し、設定した場合に、設定された走行モードの制御要求が学習され、再び同じ探索経路を走行する場合に、運転者が設定した走行モードを自動的に設定することができる。したがって、ハイブリッド型車両の操作性を一層向上させることができるだけでなく、走行フィーリングを一層向上させることができる。

次に、図２のフローチャートについて説明する。
ステップＳ１地図データを取得する。
ステップＳ２制御要求学習情報取得処理を行う。
ステップＳ３切替信号判定処理を行う。
ステップＳ４自動走行モード以外の切替信号であるかどうかを判断する。自動走行モード以外の切替信号である場合はステップＳ５に、自動走行モードである場合はステップＳ６に進む。
ステップＳ５制御要求学習情報設定処理を行う。
ステップＳ６制御要求判定処理を行う。
ステップＳ７走行モードが設定されているかどうかを判断する。走行モードが設定されている場合はステップＳ８に進み、設定されていない場合は処理を終了する。
ステップＳ８制御要求通知処理を行い、処理を終了する。

次に、図３のステップＳ３のサブルーチンについて説明する。
ステップＳ３−１切替信号を読み込む。
ステップＳ３−２切替器６５が切り替えられたかどうかを判断する。切替器６５が切り替えられた場合はステップＳ３−３に進み、切替器６５が切り替えられない場合はリターンする。
ステップＳ３−３切替信号変更処理を行い、リターンする。

次に、図４のステップＳ５のサブルーチンについて説明する。
ステップＳ５−１自車位置を読み込む。
ステップＳ５−２制御要求の学習情報を読み込む。
ステップＳ５−３制御要求の学習情報が設定されているどうかを判断する。制御要求の学習情報が設定されている場合はステップＳ５−４に進み、設定されていない場合はリターンする。
ステップＳ５−４制御要求の学習情報を設定し、リターンする。

次に、図５のフローチャートについて説明する。
ステップＳ１１センサ情報取得処理を行う。
ステップＳ１２制御要求を読み込む。
ステップＳ１３制御要求取得処理を行う。
ステップＳ１４駆動制御処理を行い、リターンする。

本実施の形態においては、エンジン、発電機及び駆動モータを備えたハイブリッド型車両に適用した電動車両駆動制御システムについて説明しているが、本発明をエンジン及び駆動モータを備えたハイブリッド型車両に適用することができる。その場合、エンジンの出力軸に駆動モータが取り付けられる。

なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。

本発明の実施の形態における電動車両駆動制御システムを示す図である。本発明の実施の形態における電動車両駆動制御システムの動作を示すメインフローチャートである。本発明の実施の形態における切替信号判定処理のサブルーチンを示す図である。本発明の実施の形態における制御要求学習情報設定処理のサブルーチンを示す図である。本発明の実施の形態における電動車両駆動制御装置の動作を示すフローチャートである。本発明の実施の形態における電動車両駆動制御システムの動作を示す第１の図である。本発明の実施の形態における電動車両駆動制御システムの動作を示す第２の図である。本発明の実施の形態における電動車両駆動制御システムの動作を示す第３の図である。

符号の説明

１０電動車両駆動制御装置
１１電動駆動装置
１４ナビゲーション装置
５１情報センタ
６３ネットワーク
６５切替器

Claims

ハイブリッド型車両の自車位置を検出する自車位置算出処理手段と、走行モードを選択するための切替器と、該切替器によって選択された走行モードの制御要求を判定する制御要求判定処理手段と、判定された制御要求を電動駆動装置の制御を行う電動車両駆動制御装置に通知する制御要求通知処理手段と、通知された制御要求に基づいて、電動駆動装置を駆動する駆動制御処理手段と、選択された走行モードが設定された位置及び設定された走行モードを制御要求の学習情報として設定する制御要求学習情報設定処理手段と、前記制御要求の学習情報を取得する制御要求学習情報取得処理手段とを有するとともに、制御要求の学習情報が設定された後に、前記制御要求判定処理手段は、前記切替器によって選択された走行モード、及び前記制御要求学習情報取得処理手段によって取得された制御要求の学習情報に基づいて制御要求を判定することを特徴とする電動車両駆動制御システム。
前記制御要求学習情報設定処理手段は、選択された制御要求及び選択された走行モードが設定される区間の位置を記録する請求項１に記載の電動車両駆動制御システム。
充電予定地を出発してからの各地点における目標バッテリ残量を算出する充電スケジュール算出処理手段を有するとともに、前記電動車両駆動制御装置は、前記目標バッテリ残量に基づいて電動駆動装置を駆動する請求項１に記載の電動車両駆動制御システム。
ハイブリッド型車両の自車位置を検出し、切替器によって走行モードが選択されたときに、選択された走行モードの制御要求を判定し、判定された制御要求を電動駆動装置の制御を行う電動車両駆動制御装置に通知し、通知された制御要求に基づいて、電動駆動装置を駆動し、選択された走行モードが設定された位置及び設定された走行モードを制御要求の学習情報として設定し、制御要求の学習情報を取得するとともに、制御要求の学習情報が設定された後に、前記切替器によって選択された走行モード、及び取得された制御要求の学習情報に基づいて制御要求を判定することを特徴とする電動車両駆動制御方法。