JP2009038895A - 回生エネルギ量報知装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】ハイブリッド車両の運転者が、自己の運転によってどの程度の量の回生エネルギが生起され、省エネルギ運転に寄与したかを認識することが可能な回生エネルギ量報知装置の提供。
【解決手段】ハイブリッド制御装置１５は、車両１の距離が所定距離に達するまでの間、発電量検知部４３が検知する発電量を積算し、積算した発電量を所定距離で除算して区間充電量を算出する。表示装置１９は、ハイブリッド制御装置１５が算出した区間充電量を画面に表示する。
【選択図】図１

Description

本発明は、発電手段と電動手段と二次電池とを備えた車両に設けられる回生エネルギ量報知装置に関する。
バッテリにモータからの発電電力が充電されている状態を定量表示するハイブリッド車両の運転状態表示装置がある。
特開２００６−２９０１８２号公報
上記従来の表示装置によれば、運転者は、バッテリの入出力レベルや、その入出力レベルが最大値に対してどの程度の割合なのかを目視によって感覚的に認識することができる。
しかし、上記従来の表示装置では、バッテリに対する現在の入出力レベルが表示されるだけであり、長時間運転を継続した場合にどの程度の電力量がバッテリに供給されたか、すなわち、自己の運転によってどの程度の量の回生エネルギが生起され、省エネルギ運転に寄与したかを認識することができない。
本発明は、上記の実情に鑑みてなされたものであって、車両の運転者が、自己の運転によってどの程度の量の回生エネルギが生起され、省エネルギ運転に寄与したかを認識することが可能な回生エネルギ量報知装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明は、発電手段と電動手段と二次電池とを備えた車両に設けられる回生エネルギ量報知装置であって、走行距離検知手段と発電量検知手段と回生エネルギ量算出手段と報知手段とを備える。
発電手段は、駆動輪に連動して従動回転して発電する回生状態に設定可能である。電動手段は、駆動輪を駆動回転する駆動状態に設定可能である。二次電池は、発電手段が生起した電力を蓄電するとともに、電動手段に電力を供給する。
走行距離検知手段は、車両の走行距離を検知する。発電量検知手段は、発電手段の発電量を検知する。回生エネルギ量算出手段は、走行距離検知手段が検知した走行距離が所定距離に達するまでの間、発電量検知手段が検知する発電量を積算し、積算した発電量に基づいて、車両が所定距離を走行する間に生起された回生エネルギ量を算出する。報知手段は、回生エネルギ量算出手段が算出した回生エネルギ量を運転者に報知する。
回生エネルギ量算出手段が算出する回生エネルギ量は、積算した発電量であってもよく、積算した発電量を所定距離で除算した平均値であってもよい。また、積算した発電量をエンジンの燃料消費量に換算した燃料換算量であってもよく、この燃料換算量を所定距離で除算した平均値であってもよい。
上記構成では、車両の運転者や運行管理者は、その運転者の運転によってどの程度の量の回生エネルギが生起されて省エネルギ運転に寄与したかを、報知手段が報知する回生エネルギ量によって容易に認識することができる。
また、上記車両は、エンジンを備えてもよく、上記回生エネルギ量算出手段は、予め設定された上記発電手段の発電量と上記エンジンの燃料消費量との相関関係を用いて、上記積算した発電量を上記エンジンの燃料消費量に換算した燃料換算量を回生エネルギ量として算出してもよい。
上記発電手段の発電量と上記エンジンの燃料消費量との相関関係は、例えば、エンジンや車型が相違する車両の種別毎に、電動手段によって車両が所定距離を走行する際に使用される消費電力量（発電手段の発電量）と、エンジンによって車両が同じ所定距離走行する際に消費される燃料消費量とを求め、両者の比に基づいて設定してもよく、また、エンジンと電動手段とを併用して車両が所定距離を走行する際に消費（使用）されるアシスト運転時の燃料消費量及び消費電力量（発電手段の発電量）と、エンジンのみによって車両が同じ所定距離走行する際に消費される非アシスト時の燃料消費量とを求め、比アシスト時の燃料消費量からアシスト運転時の燃料消費量を除算した燃料消費量の差分とアシスト運転時の電力消費量との比に基づいて設定してもよい。
上記構成では、報知手段が報知する回生エネルギ量がエンジンの燃料消費量に換算した燃料換算量であるので、運転者や運行管理者は、燃料の消費をどの程度削減することができたかを直接的に認識することができる。
本発明によれば、車両の運転者や運行管理者は、その運転者の運転によってどの程度の量の回生エネルギが生起されて省エネルギ運転に寄与したかを、報知手段が報知する回生エネルギ量によって容易に認識することができる。
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の一実施形態のハイブリッド車両を模式的に示すブロック構成図である。
図１に示すように、ハイブリッド車両１は、エンジン３と、トランスミッション５と、モータジェネレータ（発電手段、電動手段）７と、バッテリ（二次電池）９と、エンジン制御装置（Engine Electric Control Unit）１１と、トランスミッション制御装置（Transmission Electric Control Unit）１３と、ハイブリッド制御装置（Hybrid Electric Control Unit、走行距離検知手段、回生エネルギ量算出手段）１５と、モータジェネレータ・インバータ（Ｍ／Ｇインバータ）１７と、表示装置（報知手段）１９とを備える。
エンジン３の出力軸は、湿式多板のクラッチ２１を介してトランスミッション５の入力軸に連結され、トランスミッション５の出力軸は、プロペラシャフト２３、差動装置２５及びリヤアクスル２７を介して左右の後輪（駆動輪）２９に連結されている。モータジェネレータ７の回転軸は、ギヤ３１及びクラッチ３３を介してトランスミッション５の出力軸に連結されている。
モータジェネレータ７は、トランスミッション５の出力軸に連動して従動回転して発電する回生状態と、トランスミッション５の出力軸を駆動回転する駆動状態と、クラッチ３３によってトランスミッション５の出力軸から切断された非作動状態とに選択的に設定される。すなわち、モータジェネレータ７は、発電手段及び電動手段の双方として機能する。なお、モータジェネレータ７に代えて、発電機（発電手段）とモータ（電動手段）とを別々に設けてもよい。
バッテリ９は、回生状態のモータジェネレータ７が生起した電力をＭ／Ｇインバータ１７を介して蓄電するとともに、駆動状態のモータジェネレータ７にＭ／Ｇインバータ１７を介して電力を供給する。
表示装置１９は、運転席に着座した運転者から視認可能なインストルメントパネル（図示省略）に配置される画面を有し、ハイブリッド制御装置１５からの表示制御信号を受けて所定の画像を画面に表示する。
エンジン制御装置１１には、車両１の速度を検出する車速センサ３５からの車速信号と、アクセルペダルの操作（踏み込み）を検知するアクセルセンサ３７からのアクセル操作信号とが入力する。エンジン制御装置１１は、車速信号とアクセル操作信号とハイブリッド制御装置１５からの制御信号とに基づいて、エンジン３の燃料噴射装置３９の開度を制御し、エンジン３への燃料の供給量を調整する。また、エンジン制御装置１１は、車速信号とアクセル操作信号とを、ハイブリッド制御装置１５へ送信する。
トランスミッション制御装置１３には、車速センサ３５からの車速信号と、エンジン３の回転速度を検出する回転速度センサ（図示省略）からのエンジン回転速度信号とが入力する。トランスミッション制御装置１３は、車速信号とエンジン回転速度信号とに基づき、予め記憶されたマップ又はテーブルから最適なギヤ段を選択し、トランスミッション５のシフトアクチュエータ４１とクラッチ２１とを制御して、トランスミッション５を最適なギヤ段に設定してエンジン３と連結する。
ハイブリッド制御装置１５には、上記車速信号やアクセル操作信号の他、モータジェネレータ７の発電量を検知する発電量検知部（発電量検知手段）４３からの発電量情報と、トランスミッション５の出力軸の回転速度を検出する駆動回転速度センサ（走行距離検知手段）４５からの駆動回転速度信号とを含む車両情報が入力する。ハイブリッド制御装置１５は、入力された車両情報に基づいて、エンジン制御装置１１や、エンジン３のスタータ４７や、トランスミッション制御装置１３や、クラッチ３３や、Ｍ／Ｇインバータ１７のモータ制御装置（Motor Electric Control Unit）４９や、バッテリ９のバッテリ制御装置（Battery Electric Control Unit）５１に制御信号を出力し、車両１の走行状態に応じて駆動制御処理を実行し、モータジェネレータ７の状態を適宜切り換える。また、ハイブリッド制御装置１５は、発電量検知部４３からの発電量情報と、駆動回転速度センサ４５からの駆動回転速度信号とを用いて、車両１が所定距離を走行する間の総発電量を算出し、算出した総発電量を所定距離で除算し、算出した平均発電量を区間充電量（回生エネルギ量）として表示装置１９へ出力する回生エネルギ量表示処理を実行する。
以下、発進時・加速時と、定速走行時と、減速時とのそれぞれにおいて、ハイブリッド制御装置１５が実行する駆動制御処理を説明する。
[発進時・加速時]
エンジン３に高負荷がかかる車両１の発進時や加速時には、モータジェネレータ７を駆動状態に設定し、エンジン３とモータジェネレータ７とによって駆動輪２９を回転駆動させる。これにより、エンジン３の負荷が軽減される。モータジェネレータ７によるトルクアシスト量は、排ガスや燃費が最適となるように制御される。このようなトルクアシストによって、トランスミッション５が早期にシフトアップを行うため、燃費が向上する。なお、本実施形態では、車速信号が示す車速の上昇率（車両１の加速度）が大きく、且つアクセル操作信号がアクセルペダルの操作を示しているとき、車両１の発進時又は加速時と判定するが、例えば、アクセルペダルの踏み込み方向への変動速度が所定速度よりも速い場合に発進時又は加速時と判定するなど、他の方法によって車両１が発進時又は加速時であるか否かを判定してもよい。さらに、車両１がＧＰＳ情報の受信機能を有する場合、車速センサ３５を設けず、車両１の位置情報から車両１の車速を算出してもよい。
[定速走行時]
車両１の定速走行時には、モータジェネレータ７を非作動状態に設定し、エンジン３によってのみ駆動輪２９を回転駆動させる。これにより、走行状態に応じた最適なギヤ段で車両１が走行し、燃費が向上する。また、モータジェネレータ７が駆動系から切り離されているので、モータフリクションや磁界によってエネルギが無駄に消費されてしまうことがない。本実施形態では、車速信号が示す車速がゼロではなく且つその変動率（車両１の加速度）が所定の範囲内であるとき、車両１の定速走行時と判定するが、例えば、アクセルペダルの踏み込み方向又は踏み込み解除方向への変動速度が所定速度よりも遅い場合に定速走行時と判定するなど、他の方法によって車両１が定速走行時であるか否かを判定してもよい。
[減速時]
車両１の減速時には、モータジェネレータ７を回生状態に設定し、トランスミッション５の出力軸の回転をクラッチ３３及びギヤ３１を介してモータジェネレータ７に伝達し、モータジェネレータ７が発電した電力を回生エネルギとしてＭ／Ｇインバータ１７を介してバッテリ９に蓄電する。この減速時には、クラッチ２１によってエンジン３とトランスミッション５とを切り離す。これにより、モータジェネレータ７にプロペラシャフト２３の回転が無駄なく伝達され、回生エネルギを効率よく発生させて回収することができる。また、停車直前のエンジンアイドル回転以下の車速やエンジンブレーキ相当の緩減速での走行であっても、回生エネルギを得ることができる。本実施形態では、車速信号が示す車速がゼロではなく且つアクセル操作信号がアクセルペダルの非操作（操作解除）を示しているとき、車両１の減速時と判定するが、例えば、車速信号が示す速度が減少傾向である場合に減速時と判定したり、車両１がＧＰＳ情報の受信機能を有する場合に車両１の位置情報から車両１の加速度を算出し、この加速度が減速状態である場合に減速時と判定したり、車両１が前後方向の加速度を検出する加速度センサを有する場合にこの加速度センサが検出する加速度が減速状態である場合に減速時と判定するなど、他の方法によって車両１が減速時であるか否かを判定してもよい。
次に、ハイブリッド制御装置１５が実行する回生エネルギ量表示処理について、図２及び図３に基づいて説明する。図２はハイブリッド制御装置が実行する回生エネルギ表示処理のフローチャート、図３は表示装置の画面に表示される画像の一例である。ハイブリッド制御装置１５は、エンジン３の始動によって本処理を開始し、エンジン３が停止するまで所定時間毎に繰り返して実行する。
ハイブリッド制御装置１５の記憶部（メモリ）には、走行距離を記憶する走行距離記憶領域と、発電量の積算値を記憶する発電量積算値記憶領域と、単位区間発電量を順次記憶する単位区間発電量記憶領域とが設けられている。ハイブリッド制御装置１５は、駆動回転速度センサ４５から入力される駆動回転速度信号が示す駆動回転速度と、予め記憶された駆動輪２９の大きさ（直径）とを用いて、車両１の走行距離を算出して走行距離記憶領域に積算して記憶する。なお、他のコントロールユニットによって車両１の走行距離が算出される場合、当該他のコントロールユニットから走行距離を示す情報を受信して使用してもよい。
図２に示すように、本処理を開始すると、まずモータジェネレータ７が回生状態か否かを判定する（ステップＳ１）。本実施形態では、減速時にモータジェネレータ７を回生状態に設定するため、車両１の減速時（車速信号が示す車速がゼロではなく且つアクセル操作信号がアクセルペダルの非操作を示しているとき）に回生状態であると判定する。なお、発電量検知部４３からの発電量情報が示す発電量がゼロではないときに回生状態であると判定したり、車速信号が示す車速がゼロか否かに関わらず、アクセル操作信号がアクセルペダルの非操作を示しているときに回生状態であると判定する等、他の方法によって回生状態であるか否かを判定してもよい。
モータジェネレータ７が回生状態である場合（ステップＳ１：Ｙｅｓ）、発電量検知部４３からの発電量情報が示す発電量を、発電量積算値記憶領域に既に記憶されている積算値に積算して記憶する（ステップＳ２）。
次に、走行距離記憶領域から走行距離を読み出し、読み出した走行距離が所定単位区間距離（例えば１０ｋｍ）に達したか否かを判定する（ステップＳ３）。走行距離が所定単位区間距離に達している場合（ステップＳ３：Ｙｅｓ）、発電量積算値記憶領域から積算値を読み出し、読み出した積算値を単位区間発電量として単位区間発電量記憶領域に順次記憶する（ステップＳ４）。
次に、単位区間発電量記憶領域に記憶された単位区間発電量が所定数（例えば１０個）に達したか否かを判定する（ステップＳ５）。単位区間発電量が所定数に達している場合（ステップＳ５：Ｙｅｓ）、回生エネルギ量としての区間発電量を算出する（ステップＳ６）。具体的には、最新に記憶した単位区間発電量から遡って所定数まで単位区間発電量を加算して合計を求め、その合計値（総発電量）を所定総走行距離で除算することにより、区間充電量を算出する。例えば、単位区間距離が１０ｋｍであり、所定数が１０個の場合、所定総走行距離は１００ｋｍであり、算出される区間充電量は、１００ｋｍを走行した結果としてバッテリ９に蓄電される総電力を１００ｋｍで除算した１ｋｍ当たりの平均発電量に相当する。
なお、算出する回生エネルギ量は、単位区間発電量を加算した合計値（所定総走行距離を走行したときの総発電量）であってもよい。また、単位区間発電量を加算した合計値をエンジン３の燃料消費量に換算した燃料換算量であってもよく、この燃料換算量を所定総走行距離（例えば１００ｋｍ）で除算した平均値であってもよい。
この場合、ハイブリッド制御装置１５の内部メモリなどの記憶部にモータジェネレータ７の発電量とエンジン３の燃料消費量との相関関係を予め記憶しておき、この相関関係を用いて、区間充電量をエンジン３の燃料消費量に換算して燃料換算量を算出してもよい。また、モータジェネレータ７の発電量とエンジン３の燃料消費量との相関関係は、例えば、エンジン３や車型が相違する車両の種別毎に、モータジェネレータ７のみによって車両が所定距離を走行する際に使用される消費電力量（モータジェネレータ７の発電量）と、エンジン３のみによって車両が同じ所定距離走行する際に消費される燃料消費量とを求め、両者の比に基づいて設定してもよい。また、上記相関関係は、エンジン３とモータジェネレータ７とを併用して車両が所定距離を走行する際に消費（使用）されるアシスト運転時の燃料消費量及び消費電力量（モータジェネレータ７の発電量）と、エンジン３のみによって車両が同じ所定距離走行する際に消費される非アシスト時の燃料消費量とを求め、比アシスト時の燃料消費量からアシスト運転時の燃料消費量を除算した燃料消費量の差分とアシスト運転時の電力消費量との比に基づいて設定してもよい。
次に、算出した区間充電量を表示制御させる制御信号を表示装置１９に出力する（ステップＳ７）。これにより、図３に示すような画像が表示装置１９の画面に表示される。
次に、発電量積算値記憶領域に記憶された発電量積算値をリセットし（ステップＳ８）、本処理を終了する。
また、ステップＳ１において回生状態ではないと判定した場合（ステップＳ１：Ｎｏ）や、ステップＳ３において走行距離が所定単位区間距離に達していないと判定した場合（ステップＳ３：Ｎｏ）や、ステップＳ５において単位区間発電量が所定数に達していないと判定した場合（ステップＳ５：Ｎｏ）は、直ちに本処理を終了する。
上記処理を実行することにより、表示装置１９の画面には、車両１が所定区間距離を走行する度に、その直近の所定総走行距離における区間充電量が更新されて表示される。
従って、車両１の運転者や運行管理者は、その運転者の運転によってどの程度の量の回生エネルギが生起されて省エネルギ運転に寄与したかを、表示装置１９の画面を視ることによって容易に認識することができる。
また、回生エネルギ量として、総発電量をエンジンの燃料消費量に換算した燃料換算量やその平均値が表示される場合、運転者や運行管理者は、燃料の消費をどの程度削減することができたかを直接的に認識することができる。
なお、表示装置１９に代えて又は加えて、音声出力装置を設け、音声によって回生エネルギ量を報知してもよい。
また、単位区間発電量が所定数に達するまでの間であっても、記憶されている単位区間発電量を用いて区間充電量を算出し、表示してもよい。この場合、車室内にリセットスイッチ５３を設け、走行距離記憶領域に記憶された走行距離や、発電量積算値記憶領域に記憶された発電量の積算値や、単位区間発電量記憶領域に記憶された単位区間発電量を、リセットスイッチ５３の操作によってリセット可能に構成してもよい。このようなリセット機能を設けることにより、運転者が替わった場合、前の運転者の影響を受けた区間充電量が表示されてしまうことがない。
また、本実施形態では、ハイブリッド車両１について説明したが、バッテリが駆動源として搭載された電気自動車に上記回生エネルギ量表示処理を適用してもよい。
本発明の一実施形態のハイブリッド車両を模式的に示すブロック構成図である。 回生エネルギ表示処理のフローチャートである。 表示装置の画面に表示される画像の一例である。
符号の説明
１：ハイブリッド車両
３：エンジン
５：トランスミッション
７：モータジェネレータ（発電手段、電動手段）
９：：バッテリ（二次電池）
１５：ハイブリッド制御装置（走行距離検知手段、回生エネルギ量算出手段）
１９：表示装置（報知手段）
２９：後輪（駆動輪）
４３：発電量検知部（発電量検知手段）
４５：駆動回転速度センサ（走行距離検知手段）

Claims (2)

  1. 発電手段と電動手段と二次電池とを備え、前記発電手段は、駆動輪に連動して従動回転して発電する回生状態に設定可能であり、前記電動手段は、前記駆動輪を駆動回転する駆動状態に設定可能であり、前記二次電池は、前記発電手段が生起した電力を蓄電するとともに、前記電動手段に電力を供給する車両に設けられる回生エネルギ量報知装置であって、
    前記車両の走行距離を検知する走行距離検知手段と、
    前記発電手段の発電量を検知する発電量検知手段と、
    前記走行距離検知手段が検知した走行距離が所定距離に達するまでの間、前記発電量検知手段が検知する発電量を積算し、積算した発電量に基づいて、前記車両が前記所定距離を走行する間に生起された回生エネルギ量を算出する回生エネルギ量算出手段と、
    前記回生エネルギ量算出手段が算出した回生エネルギ量を運転者に報知する報知手段と、を備えた
    ことを特徴とする回生エネルギ量報知装置。
  2. 請求項１に記載の回生エネルギ量報知装置であって、
    前記車両は、エンジンを備え、
    前記回生エネルギ量算出手段は、予め設定された前記発電手段の発電量と前記エンジンの燃料消費量との相関関係を用いて、前記積算した発電量を前記エンジンの燃料消費量に換算した燃料換算量を前記回生エネルギ量として算出する
    ことを特徴とする回生エネルギ量報知装置。
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