JP2009017612A - 車両制御装置、車両制御方法及びコンピュータプログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】駆動源として駆動モータ5を備え、電磁サスペンション13A〜13Dの変位により発電した電力でバッテリ7の充電を行うことが可能な電動車両に対し、車両が今後に走行を予定する走行予定経路内にある充電区間について、各充電区間でのバッテリ7の充電量を推定し(S9〜S11)、推定された充電量を用いて目的地までの燃料消費量が最少となるように、走行予定経路を車両が走行する際のエンジン4と駆動モータ5の駆動スケジュールを設定する(S13)ように構成する。
【選択図】図4
Description
ここで、「車両」とはバッテリから供給される電力に基づいて駆動されるモータを駆動源とする電気自動車以外にも、モータとエンジンを併用して駆動源とするハイブリッド車両も含む。
更に、エンジンブレーキ必要時及び制動停止時において、駆動モータ5は回生ブレーキとして車輌慣性エネルギを電気エネルギとして回生する。具体的には、定常低・中速走行及び降坂路走行等によりエンジン4の出力に余裕がある場合、バッテリ7の残容量に応じて、駆動モータ5を発電機として機能させてバッテリ7を充電する。特に、降坂時においてエンジンブレーキを要求する場合、発電機として機能する駆動モータ5の回生電力を大きくして、充分なエンジンブレーキ効果を得ることができる。また、運転者がフットブレーキを踏んで車両2の停止を要求する場合には、駆動モータ5の回生電力を更に大きくして、回生ブレーキとして作動し、車両2の慣性エネルギを電力として回生して、摩擦ブレーキに基づく熱によるエネルギ放散を減少する。また、中速域においても、エンジン4をより高出力、高効率な領域で運転できるように、駆動モータ5を回生状態する。それにより、エンジン効率を向上できると共に、上記回生によるバッテリ7の充電に基づきモータ走行を増大することができ、エネルギ効率が向上する。尚、駆動モータ5としては交流モータやDCブラシレスモータ等が用いられる。
そして、車両制御ECU9は、演算装置及び制御装置としてのCPU21、並びにCPU21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RAM22、制御用のプログラム等が記録されたROM23等の内部記憶装置を備えている。
図2に示すように本実施形態に係るナビゲーション装置1は、自車の現在位置を検出する現在位置検出部31と、各種のデータが記録されたデータ記録部32と、入力された情報に基づいて、各種の演算処理を行うナビゲーションECU(経路特定手段、充電推定手段、駆動スケジュール設定手段、変位量予測手段)33と、ユーザからの操作を受け付ける操作部34と、ユーザに対して自車周辺の地図を表示する液晶ディスプレイ15と、経路案内に関する音声ガイダンスを出力するスピーカ16と、プログラムを記憶した記憶媒体であるDVDを読み取るDVDドライブ37、交通情報センタ等の情報センタとの間で通信を行う通信モジュール38と、から構成されている。また、ナビゲーションECU33には、自車の走行速度を検出する車速センサ等が接続される。
現在位置検出部31は、GPS41、地磁気センサ42、距離センサ43、ステアリングセンサ44、方位検出部としてのジャイロセンサ45、高度計(図示せず)等からなり、現在の自車の位置、方位等を検出することが可能となっている。
また、ダストシール68は、アウターシェル64内にゴミなどの異物が入り込むのを防止する。回転角センサ69は、電動アクチュエータ19の回転量を検出する。
コイルスプリング71は、車両2の車体部分の重量を支持し、また路面からの振動や衝撃が車輪17Aを通して車体に伝わらないようにする。
そして、電動アクチュエータ19を駆動すると、ボールねじ61がボールねじナット62に対して相対回転し、電動アクチュエータ19に対してアウターシェル64が下方に押し下げられ、又は上方に引き上げられる。
車両2が良路を走行している場合、電磁サスペンション制御ECU14はそれぞれの電磁サスペンション13A〜13Dの電動アクチュエータ19に印加する電流値を、例えば0[A]である基準電流値に設定する。路面に凹凸があって、車輪17A〜17Dが上下動する場合、ロッド63とアウターシェル64との相対運動によりコイルスプリング71が伸縮する。このとき、ボールねじ61がボールねじナット62に対して相対回転することにより、電動アクチュエータ19が回転して発電機として作用し、このときに生じる抵抗力により減衰力が発生する。図示しない電流センサにより、電動アクチュエータ19内部で電磁誘導により発生した電流を検出し、電磁サスペンション制御ECU14に伝達する。電磁サスペンション制御ECU14は、コイルスプリング71の伸縮を抑制する方向の電流、すなわち電磁誘導により生じた電流とは逆向きの電流を電動アクチュエータ19に印加する。更に、電磁サスペンション制御ECU14は、車体の上下方向の加速度に応じて電動アクチュエータ19に印加する電流を設定し、減衰力を調整する。
尚、目的地が選択された場合に走行履歴から経路を読み出して、取得された推定経路を自車が今後に走行する予定の走行予定経路として特定するようにしても良い。
例えば、図6に示す出発地81から目的地82までの走行予定経路83が特定されている場合には、段差区間84、右左折区間85、カーブ区間86〜89がそれぞれ充電区間として抽出される。そして、S11では後述するように検索の結果、抽出された各充電区間について予想されるバッテリの充電量の算出も行う(図5参照)。尚、上記S9〜S11が充電推定手段の処理に相当する。
そして、その後に車両が走行を開始すると、設定された駆動スケジュールに沿ってエンジン制御ECU10及び駆動モータ制御ECU11はエンジン4や駆動モータ5の制御を行う。尚、上記S13が駆動スケジュール設定手段の処理に相当する。
その後、S12の判定処理へと移行する。尚、上記S25、S27、S29が変位量予測手段の処理に相当する。
また、特に電磁サスペンション13A〜13Dに変位が生じる充電区間である段差区間、カーブ区間、右左折区間について、サスペンションの変位量を予測する(S25、S27、S29)ことにより、目的地までの経路を走行する際のバッテリの充電量を正確に推定することが可能となり、より的確な駆動スケジュールを設定することができる。
また、サスペンションに変位が生じる段差区間、カーブ区間、右左折区間におけるバッテリの予測充電量を、車両が過去に走行した際の充電履歴を用いることにより正確に算出することが可能となる。
また、運転者の過去の車両操作に基づいてバッテリ7に充電される充電量を推定するので、運転者の過去の車両操作から運転者の操作特性を把握でき、車両走行中におけるバッテリの充電量を正確に推定することが可能となる。従って、より的確な駆動スケジュールを設定することができる。
例えば、本実施形態ではハイブリッド車両に搭載されたナビゲーション装置により駆動スケジュールの設定を行うこととしているが、駆動スケジュールの設定は車両制御ECU9で実行しても良い。その場合には、車両制御ECU9はナビゲーション装置1より車両の現在位置情報、充電履歴情報、車両操作履歴情報、地図情報等を取得する構成とするのが望ましい。
2 車両
3 電動車両制御システム
4 エンジン
5 駆動モータ
7 バッテリ
13A〜13D 電磁サスペンション
19 電動アクチュエータ
33 ナビゲーションECU
46 充電履歴DB
47 車両操作履歴DB
48 地図情報DB
Claims (9)
- 車両の駆動力を発生させるモータを備えた車両制御装置において、
車両の車体と車輪の間に配設され、車体の車輪に対する振動を減衰させるサスペンションと、
前記サスペンションに設けられ、前記サスペンションの変位に応じて発電する発電手段と、
前記発電手段による発電及び前記モータによる回生電力により充電されるとともに前記モータに電力を供給するバッテリと、
車両の走行予定経路を特定する経路特定手段と、
前記経路特定手段によって特定された走行予定経路を走行する場合に前記バッテリに充電される充電量を推定する充電推定手段と、
前記充電推定手段によって推定された充電量に基づいて、前記モータの駆動スケジュールを設定する駆動スケジュール設定手段と、を有することを特徴とする車両制御装置。 - 車両の駆動力を発生させるエンジンを備え、
前記バッテリは、前記エンジンの駆動による発電、前記発電手段による発電及び前記モータによる回生電力により充電されるとともに前記モータに電力を供給し、
前記駆動スケジュール設定手段は、前記充電推定手段によって推定された充電量に基づいて、前記エンジンと前記モータの駆動スケジュールを設定することを特徴とする請求項1に記載の車両制御装置。 - バッテリから供給される電力により車両の駆動力を発生させるモータを制御する車両制御装置において、
車両の走行予定経路を特定する経路特定手段と、
前記経路特定手段によって特定された走行予定経路を走行する場合に、車両の車体と車輪の間に配設されたサスペンションの変位に応じた発電及び前記モータによる回生電力に基づいて前記バッテリに充電される充電量を推定する充電推定手段と、
前記充電推定手段によって推定された充電量に基づいて、前記モータの駆動スケジュールを設定する駆動スケジュール設定手段と、を有することを特徴とする車両制御装置。 - バッテリから供給される電力により車両の駆動力を発生させるモータと、車両の駆動力を発生させるエンジンとを制御する車両制御装置において、
車両の走行予定経路を特定する経路特定手段と、
前記経路特定手段によって特定された走行予定経路を走行する場合に、車両の車体と車輪の間に配設されたサスペンションの変位に応じた発電、前記モータによる回生電力及び前記エンジンの駆動による発電に基づいて前記バッテリに充電される充電量を推定する充電推定手段と、
前記充電推定手段によって推定された充電量に基づいて、前記エンジンと前記モータの駆動スケジュールを設定する駆動スケジュール設定手段と、を有することを特徴とする車両制御装置。 - 前記充電推定手段は、
前記走行予定経路上に設けられた段差区間、コーナ区間又は右左折区間のうち少なくとも一つを車両が走行する場合におけるサスペンションの変位量を予測する変位量予測手段を備え、
前記変位量予測手段により予測されたサスペンションの変位量と前記モータの発電効率に基づいて前記バッテリに充電される充電量を推定することを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の車両制御装置。 - 経路上に設けられた段差区間及びカーブ区間を過去に車両が走行した際に前記バッテリに充電された充電量を記憶する充電量記憶手段を有し、
前記充電推定手段は、前記充電量記憶手段に記憶された充電量に基づいて前記バッテリに充電される充電量を推定することを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の車両制御装置。 - 運転者の過去の車両操作を記憶する車両操作履歴記憶手段を有し、
前記充電推定手段は、前記運転者の過去の車両操作に基づいて前記バッテリに充電される充電量を推定することを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の車両制御装置。 - バッテリから供給される電力により車両の駆動力を発生させるモータを制御する車両制御方法において、
車両の走行予定経路を特定する経路特定ステップと、
前記経路特定ステップによって特定された走行予定経路を走行する場合に、車両の車体と車輪の間に配設されたサスペンションの変位に応じた発電及び前記モータによる回生電力に基づいて前記バッテリに充電される充電量を推定する充電推定ステップと、
前記充電推定ステップによって推定された充電量に基づいて、前記モータの駆動スケジュールを設定する駆動スケジュール設定ステップと、を有することを特徴とする車両制御方法。 - コンピュータに搭載され、
バッテリから供給される電力により車両の駆動力を発生させるモータの制御を実行させるコンピュータプログラムにおいて、
車両の走行予定経路を特定する経路特定機能と、
前記経路特定機能によって特定された走行予定経路を走行する場合に、車両の車体と車輪の間に配設されたサスペンションの変位に応じた発電及び前記モータによる回生電力に基づいて前記バッテリに充電される充電量を推定する充電推定機能と、
前記充電推定機能によって推定された充電量に基づいて、前記モータの駆動スケジュールを設定する駆動スケジュール設定機能と、
を実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。
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