JP2011093343A - Vehicle energy state analysis device - Google Patents

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純也 藤澤
Masaharu Hosoda
正晴 細田
Tomoharu Kamo
智治 加茂
Futoshi Ogura
太 小倉
Shingo Kato
伸悟 加藤
Takayuki Yamamoto
隆行 山本
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an energy state analysis device for a vehicle displaying an energy state transition figure of the vehicle. <P>SOLUTION: The vehicle energy state analysis device is provided with: a chemical energy deriving part for deriving chemical energy consumed and recovered in the driving of a vehicle; and a traveling energy deriving part for deriving traveling energy of the vehicle. The chemical energy includes fuel energy to be derived on the basis of fuel usage, and the traveling energy includes kinetic energy of the vehicle. The vehicle energy state analysis device is provided with: a plot processing part for time-sequentially plotting output values specified from the chemical energy derived by the chemical energy deriving part and the traveling energy derived by the traveling energy deriving part to coordinates configured of a first coordinate axis showing the chemical energy and a second coordinate axis showing the traveling energy orthogonal to the first coordinate axis; and a display processing part for processing the display of the vehicular energy state transition figure based on each output value plotted to the coordinates. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、車両エネルギー状態分析装置に関する。   The present invention relates to a vehicle energy state analysis apparatus.

ハイブリッド車両は、バッテリに蓄電された電力や燃料等、複数のエネルギー源を有しており、従来、これらのエネルギー残量を表示する技術が知られている。例えば、蓄電残量と液体燃料残量を総合したトータル残量データや、このトータル残量データに応じた残余走行可能距離をそれぞれ表示する技術(例えば特許文献1参照)や、燃料残量と蓄電残量の双方を表示する技術(例えば特許文献2参照)、また、燃料残量と蓄電残量を一体的に表示する技術(例えば特許文献3参照)が知られている。   A hybrid vehicle has a plurality of energy sources such as electric power and fuel stored in a battery, and conventionally, a technology for displaying the remaining amount of energy is known. For example, the total remaining amount data summing up the remaining amount of electricity stored and the remaining amount of liquid fuel, a technique for displaying the remaining travelable distance according to the total remaining amount data (see, for example, Patent Document 1), the remaining amount of fuel and the stored electricity A technique for displaying both the remaining amount (see, for example, Patent Document 2) and a technique for integrally displaying the remaining amount of fuel and the remaining amount of power storage (for example, see Patent Document 3) are known.

特開平11−220803号公報JP-A-11-220803 特開2008−247081号公報JP 2008-247081 A 特開2009−61921号公報JP 2009-61921 A

上記した技術によれば、燃料残量と蓄電残量のトータル残量を表示することができるとともに、残余走行可能距離をも表示することができ、使用者はこれらのデータを確認することができる。しかしながら、これらの技術では、車両の走行に伴うエネルギー状態の履歴や、時系列のエネルギー状態遷移を表示することまではできなかった。   According to the above-described technique, the total remaining amount of the remaining amount of fuel and the remaining amount of stored electricity can be displayed, and the remaining travelable distance can be displayed, and the user can check these data. . However, with these technologies, it has not been possible to display a history of energy states associated with traveling of the vehicle or time-series energy state transitions.

本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、車両の走行に伴うエネルギー状態の履歴や、時系列のエネルギー状態遷移を分かりやすく表示することが可能な車両用エネルギー状態分析装置を提供することである。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an energy state for a vehicle capable of easily displaying a history of energy states and time-series energy state transitions associated with traveling of the vehicle. It is to provide an analysis device.

上記目的を達成するために、請求項1に係る発明は、車両の駆動において消費及び回収される化学エネルギーを導出する化学エネルギー導出部(例えば、後述の実施形態におけるマネジメントECU201)と、前記車両の走行エネルギーを導出する走行エネルギー導出部(例えば、後述の実施形態におけるマネジメントECU201)と、を備える車両エネルギー状態分析装置であって、前記化学エネルギーは、燃料使用量に基づいて導出される燃料エネルギーを含み、前記走行エネルギーは、前記車両の運動エネルギーを含み、化学エネルギーを示す第1の座標軸と、前記第1の座標軸と直交する走行エネルギーを示す第2の座標軸と、から構成される座標に、前記化学エネルギー導出部により導出される化学エネルギーと前記走行エネルギー導出部により導出される走行エネルギーとから特定される出力値を時系列にプロットするプロット処理部(例えば、後述の実施形態におけるマネジメントECU201)と、前記座標にプロットされた各出力値に基づいた前記車両のエネルギー状態遷移図を表示するよう処理する表示処理部(例えば、後述の実施形態におけるマネジメントECU201)と、を備えることを特徴とする。   In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is directed to a chemical energy deriving unit (for example, a management ECU 201 in an embodiment described later) for deriving chemical energy consumed and recovered in driving a vehicle, A vehicle energy state analysis device including a travel energy deriving unit (for example, a management ECU 201 in an embodiment described later) for deriving travel energy, wherein the chemical energy is derived from fuel energy derived based on fuel usage. The travel energy includes kinetic energy of the vehicle, and includes coordinates of a first coordinate axis indicating chemical energy and a second coordinate axis indicating travel energy orthogonal to the first coordinate axis. The chemical energy derived by the chemical energy deriving unit and the traveling energy A plot processing unit (for example, management ECU 201 in an embodiment described later) that plots output values specified from the running energy derived by the ghee deriving unit in time series, and each output value plotted on the coordinates A display processing unit (for example, a management ECU 201 in an embodiment described later) that performs processing to display an energy state transition diagram of the vehicle.

請求項2に係る発明は、請求項1に記載の車両エネルギー状態分析装置において、前記表示処理部は、前記車両の内燃機関(例えば、後述の実施形態における内燃機関107)からの駆動力による加速時には、前記化学エネルギーが減少しながら前記走行エネルギーが増加するエネルギー状態遷移を前記エネルギー状態遷移図に表示し、前記車両の減速時には、前記走行エネルギーが減少するエネルギー状態遷移を前記エネルギー状態遷移図に表示するよう処理することを特徴とする。   The invention according to claim 2 is the vehicle energy state analysis apparatus according to claim 1, wherein the display processing unit is accelerated by a driving force from an internal combustion engine of the vehicle (for example, an internal combustion engine 107 in an embodiment described later). Sometimes, the energy state transition in which the traveling energy increases while the chemical energy decreases is displayed in the energy state transition diagram, and when the vehicle decelerates, the energy state transition in which the traveling energy decreases decreases in the energy state transition diagram. It is characterized by processing to display.

請求項3に係る発明は、請求項1または2に記載の車両エネルギー状態分析装置において、前記化学エネルギー導出部は、前記車両の駆動に使用される電力を供給可能な蓄電器(例えば、後述の実施形態における蓄電器103)の残容量に基づく蓄電エネルギーを含む化学エネルギーを導出することを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, in the vehicle energy state analysis device according to the first or second aspect, the chemical energy deriving unit is a capacitor capable of supplying electric power used for driving the vehicle (for example, implementation described later) It is characterized by deriving chemical energy including stored energy based on the remaining capacity of the capacitor 103) in the embodiment.

請求項4に係る発明は、請求項1から3のいずれかに記載の車両エネルギー状態分析装置において、前記走行エネルギー導出部は、前記車両の走行時に発生する走行抵抗に対抗するエネルギーを含む走行エネルギーを導出することを特徴とする。   The invention according to claim 4 is the vehicle energy state analysis device according to any one of claims 1 to 3, wherein the travel energy deriving unit includes travel energy including energy that opposes a travel resistance generated when the vehicle travels. Is derived.

請求項5に係る発明は、請求項1から4のいずれかに記載の車両エネルギー状態分析装置において、前記走行エネルギー導出部は、前記車両の位置エネルギーを含む走行エネルギーを導出することを特徴とする。   The invention according to claim 5 is the vehicle energy state analysis device according to any one of claims 1 to 4, wherein the running energy deriving unit derives running energy including positional energy of the vehicle. .

請求項6に係る発明は、請求項1から5のいずれかに記載の車両エネルギー状態分析装置において、前記表示処理部は、前記車両の駆動源の使用形態がそれぞれ異なるオペレーションモードごとに、前記エネルギー状態遷移図を異なる表示形態で表示するよう処理することを特徴とする。   The invention according to claim 6 is the vehicle energy state analysis apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein the display processing unit is configured to store the energy for each operation mode in which a use form of the drive source of the vehicle is different. The state transition diagram is processed so as to be displayed in a different display form.

請求項7に係る発明は、請求項1から6のいずれかに記載の車両エネルギー状態分析装置において、前記表示処理部は、理想のエネルギー状態遷移図を表示するよう処理することを特徴とする。   The invention according to claim 7 is the vehicle energy state analysis apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein the display processing unit performs processing so as to display an ideal energy state transition diagram.

請求項8に係る発明は、請求項7に記載の車両エネルギー状態分析装置において、理想のエネルギー状態遷移と実際の車両のエネルギー状態遷移の差分を算出する差分算出部(例えば、後述の実施形態におけるマネジメントECU201)と、前記差分に基づき、前記理想のエネルギー状態遷移と前記実際の車両のエネルギー状態遷移との一致度を導出する一致度導出部(例えば、後述の実施形態におけるマネジメントECU201)と、を備え、前記表示処理部が、前記一致度を表示するよう処理することを特徴とする。   The invention according to claim 8 is the vehicle energy state analysis device according to claim 7, wherein a difference calculation unit that calculates a difference between an ideal energy state transition and an actual vehicle energy state transition (for example, in an embodiment described later) A management ECU 201), and a coincidence deriving unit (for example, management ECU 201 in an embodiment described later) for deriving a coincidence between the ideal energy state transition and the actual vehicle energy state transition based on the difference. And the display processing unit performs processing to display the degree of coincidence.

請求項9に係る発明は、請求項8に記載の車両エネルギー状態分析装置において、前記差分に基づき、トルク指令の応答性を調整する応答性調整部(例えば、後述の実施形態におけるマネジメントECU201)を備えることを特徴とする。   The invention according to claim 9 is the vehicle energy state analysis apparatus according to claim 8, wherein a response adjusting unit (for example, a management ECU 201 in an embodiment described later) that adjusts the response of the torque command based on the difference. It is characterized by providing.

請求項10に係る発明は、請求項1から9のいずれかに記載の車両エネルギー状態分析装置において、前記化学エネルギー導出部は、前記車両の補機(例えば、後述の実施形態における補機125)により使用されるエネルギーを減算して前記化学エネルギーを導出することを特徴とする。   The invention according to claim 10 is the vehicle energy state analysis apparatus according to any one of claims 1 to 9, wherein the chemical energy deriving unit is an auxiliary machine of the vehicle (for example, an auxiliary machine 125 in an embodiment described later). Subtracting the energy used to derive the chemical energy.

請求項11に係る発明は、請求項1から10のいずれかに記載の車両エネルギー状態分析装置において、前記車両のエネルギー状態遷移に関する情報を、外部情報センターに送信する送信部を備えることを特徴とする。   The invention according to claim 11 is the vehicle energy state analysis device according to any one of claims 1 to 10, further comprising a transmission unit that transmits information related to energy state transition of the vehicle to an external information center. To do.

請求項1、2の発明によれば、車両の走行に伴う燃料の使用状態や、車両の運動エネルギーの状態遷移を、使用者が容易に確認することができる。   According to the first and second aspects of the invention, the user can easily check the fuel usage state and the kinetic energy state transition of the vehicle as the vehicle travels.

請求項3の発明によれば、化学エネルギーが蓄電器の残容量に応じて調整されるので、表示される化学エネルギーの精度を向上することができる。   According to the invention of claim 3, since the chemical energy is adjusted according to the remaining capacity of the battery, the accuracy of the displayed chemical energy can be improved.

請求項4の発明によれば、走行エネルギーが走行抵抗に応じて調整されるので、表示される走行エネルギーの精度を向上することができる。   According to the fourth aspect of the present invention, the traveling energy is adjusted according to the traveling resistance, so that the accuracy of the displayed traveling energy can be improved.

請求項5の発明によれば、走行エネルギーが位置エネルギーに応じて調整されるので、表示される走行エネルギーの精度を向上することができる。   According to the fifth aspect of the present invention, the traveling energy is adjusted according to the potential energy, so that the accuracy of the displayed traveling energy can be improved.

請求項6の発明によれば、車両の駆動源の使用形態がそれぞれ異なるオペレーションモードごとにエネルギー状態遷移図が異なる表示形態で表示できるので、オペレーションモードごとの車両のエネルギー状態遷移を使用者が容易に確認することができる。   According to the sixth aspect of the present invention, the energy state transition diagram can be displayed in a different display mode for each operation mode in which the usage mode of the vehicle drive source is different, so that the user can easily change the energy state of the vehicle in each operation mode Can be confirmed.

請求項7の発明によれば、理想のエネルギー状態遷移と実際のエネルギー状態遷移との比較を、使用者が容易に行うことができる。   According to the invention of claim 7, the user can easily compare the ideal energy state transition and the actual energy state transition.

請求項8の発明によれば、理想のエネルギー状態遷移と実際のエネルギー状態遷移との乖離の確認を、使用者が容易に行うことができる。   According to the invention of claim 8, the user can easily confirm the deviation between the ideal energy state transition and the actual energy state transition.

請求項9の発明によれば、理想のエネルギー状態遷移と実際のエネルギー状態遷移と差分に基づきトルク指令の応答性を調整するので、理想のエネルギー状態遷移に近づけることができる。   According to the ninth aspect of the invention, since the response of the torque command is adjusted based on the difference between the ideal energy state transition and the actual energy state transition, it is possible to approach the ideal energy state transition.

請求項10の発明によれば、化学エネルギーが補機のエネルギー消費に応じて調整されるので、表示の精度を向上することができる。   According to the invention of claim 10, since the chemical energy is adjusted according to the energy consumption of the auxiliary machine, the display accuracy can be improved.

請求項11の発明によれば、外部情報センターがデータを収集することができる。   According to the invention of claim 11, the external information center can collect data.

第1実施形態にかかる車両エネルギー状態分析装置を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the vehicle energy state analyzer concerning 1st Embodiment. 車両の走行の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of driving | running | working of a vehicle. (A)〜(D)はエネルギー状態遷移図の例を示す。(A)-(D) show the example of an energy state transition diagram. (A)〜(B)は空気抵抗が異なる車両のエネルギー状態遷移の表示例を示す。(A)-(B) show the example of a display of the energy state transition of the vehicle from which air resistance differs. 車両のオペレーションモードの一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the operation mode of a vehicle. 図5に示すオペレーションモードに基づく表示処理の一例を示す。An example of the display process based on the operation mode shown in FIG. 5 is shown. 車両のオペレーションモードの図5とは異なる例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the example different from FIG. 5 of the operation mode of a vehicle. 第1実施形態に係る車両エネルギー状態分析装置による表示処理の一例を示す。An example of the display process by the vehicle energy state analyzer which concerns on 1st Embodiment is shown. 第1実施形態に係る車両エネルギー状態分析装置による表示処理の他の一例を示す。The other example of the display process by the vehicle energy state analyzer which concerns on 1st Embodiment is shown. 第1実施形態に係る車両エネルギー状態分析装置の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the vehicle energy state analyzer which concerns on 1st Embodiment. 第2実施形態に係る車両エネルギー状態分析装置による表示処理の一例を示す。An example of the display process by the vehicle energy state analyzer which concerns on 2nd Embodiment is shown. 第2実施形態に係る車両エネルギー状態分析装置の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the vehicle energy state analyzer which concerns on 2nd Embodiment.

以下、本発明の実施の形態を、添付図面に基づいて説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The drawings are viewed in the direction of the reference numerals.

(第1実施形態)
HEV(Hybrid Electrical Vehicle:ハイブリッド電気自動車)は、電動機及び内燃機関を備え、車両の走行状態に応じて電動機及び/又は内燃機関の駆動力によって走行する。図1は、HEVの内部構成を示すブロック図である。図1に示すように、HEV(以下、単に「車両」という。)は、電動機(MOT)101と、蓄電器(BATT)103と、インバータ(INV)105と、内燃機関(ENG)107と、インバータECU(INV ECU)111と、エンジンECU(ENG ECU)113と、電流計115と、電圧計117と、マネジメントECU(MG ECU)201と、ベルト式の無段変速機構(CVT:Continuously Variable Transmission)及び発進クラッチを含む変速装置(T/M)121と、車速センサ123と、補機125と、を備える。車両の一部もしくは全体が、車両エネルギー状態分析装置として機能する。
(First embodiment)
A HEV (Hybrid Electrical Vehicle) includes an electric motor and an internal combustion engine, and travels by the driving force of the electric motor and / or the internal combustion engine according to the traveling state of the vehicle. FIG. 1 is a block diagram showing the internal configuration of the HEV. As shown in FIG. 1, an HEV (hereinafter simply referred to as “vehicle”) includes an electric motor (MOT) 101, a capacitor (BATT) 103, an inverter (INV) 105, an internal combustion engine (ENG) 107, an inverter ECU (INV ECU) 111, engine ECU (ENG ECU) 113, ammeter 115, voltmeter 117, management ECU (MG ECU) 201, and belt-type continuously variable transmission (CVT) And a transmission (T / M) 121 including a starting clutch, a vehicle speed sensor 123, and an auxiliary machine 125. A part or the whole of the vehicle functions as a vehicle energy state analysis device.

電動機101は、例えば3相交流モータである。電動機101からの駆動力は、変速装置121及び駆動軸151を介して駆動輪153に伝達される。車両の減速時に駆動輪153側から駆動軸151を介して電動機101側に駆動力が伝達されると、電動機101が発電機として機能していわゆる回生制動力を発生し、車両の運動エネルギーを電気エネルギー(回生エネルギー)として回収し、蓄電器103の充電を行う。さらに、車両の運転状態に応じて、電動機101は内燃機関107の出力によって発電機として駆動され電気エネルギーを発生し、蓄電器103の充電を行う。   The electric motor 101 is, for example, a three-phase AC motor. The driving force from the electric motor 101 is transmitted to the drive wheels 153 via the transmission 121 and the drive shaft 151. When the driving force is transmitted from the driving wheel 153 side to the electric motor 101 side through the driving shaft 151 during deceleration of the vehicle, the electric motor 101 functions as a generator to generate a so-called regenerative braking force, and the kinetic energy of the vehicle is It collects as energy (regenerative energy) and charges the battery 103. Further, depending on the driving state of the vehicle, the electric motor 101 is driven as a generator by the output of the internal combustion engine 107 to generate electric energy and charge the battery 103.

蓄電器103は、直列に接続された複数の蓄電セルを有する直流電源であって、インバータ105を介して電動機101に電力を供給する。なお、蓄電器103の出力電圧は高電圧(例えば100〜200V)である。   The battery 103 is a DC power source having a plurality of power storage cells connected in series, and supplies power to the electric motor 101 via the inverter 105. Note that the output voltage of the battery 103 is a high voltage (for example, 100 to 200 V).

インバータ105は、蓄電器103からの直流電力を3相交流電力に変換する。蓄電器103とインバータ105の間には、蓄電器103からの直流電力を検出する電流計115や電圧計117が設けられている。インバータECU111は、インバータ105の動作を制御する。   Inverter 105 converts DC power from battery 103 into three-phase AC power. Between the battery 103 and the inverter 105, an ammeter 115 and a voltmeter 117 for detecting DC power from the battery 103 are provided. Inverter ECU 111 controls the operation of inverter 105.

内燃機関107は、エンジンECU113からの燃料噴射指令及び点火指令に応じて、インジェクタから噴射供給される燃料を燃焼することで、車両が走行するための駆動力(出力トルク)を発生する。内燃機関107及び電動機101からの駆動力は、変速装置209及び駆動軸151を介して駆動輪153に伝達される。電動機101の図示しない回転軸と内燃機関107の図示しないクランク軸とは直結されている。   The internal combustion engine 107 generates a driving force (output torque) for the vehicle to travel by burning the fuel injected and supplied from the injector in response to the fuel injection command and the ignition command from the engine ECU 113. The driving force from the internal combustion engine 107 and the electric motor 101 is transmitted to the drive wheel 153 via the transmission 209 and the drive shaft 151. A rotating shaft (not shown) of the electric motor 101 and a crankshaft (not shown) of the internal combustion engine 107 are directly connected.

マネジメントECU201は、駆動力の伝達系統の切り替えや、電動機101、インバータ105、内燃機関107、変速装置121等の制御を行う。また、マネジメントECU201には、車速センサ123からの車速情報、不図示のアクセルペダルの開度(AP開度)情報、不図示のブレーキペダルの踏力情報、及びGPSからの情報等が入力される。また、マネジメントECU201には、電流計115や電圧計117からの情報が入力され、蓄電器103の残容量を算出する。マネジメントECU201は、AP開度情報および車速センサ123が検知する車速情報に基づき、内燃機関107及び電動機101がそれぞれ出力する各駆動力を決定する。マネジメントECU201は、当該決定した各駆動力に基づいて、内燃機関107が所望の駆動力を出力するようエンジンECU113に指示し、かつ、電動機101が所望の駆動力を出力するようモータECU(図示せず)に指示する。   The management ECU 201 switches the transmission system of the driving force and controls the electric motor 101, the inverter 105, the internal combustion engine 107, the transmission 121, and the like. The management ECU 201 also receives vehicle speed information from the vehicle speed sensor 123, accelerator pedal opening (AP opening) information (not shown), brake pedal depression information (not shown), GPS information, and the like. In addition, information from the ammeter 115 and the voltmeter 117 is input to the management ECU 201 and the remaining capacity of the battery 103 is calculated. The management ECU 201 determines each driving force output from the internal combustion engine 107 and the electric motor 101 based on the AP opening degree information and the vehicle speed information detected by the vehicle speed sensor 123. The management ECU 201 instructs the engine ECU 113 to output the desired driving force based on the determined driving forces, and the motor ECU (not shown) so that the electric motor 101 outputs the desired driving force. Z)).

補機125は、例えば、車室温度を調整するエアコンのコンプレッサであり、内燃機関107からの駆動力により動作する。マネジメントECU201は、補機125の駆動の制御と監視を行う。   The auxiliary machine 125 is, for example, a compressor of an air conditioner that adjusts the passenger compartment temperature, and operates by a driving force from the internal combustion engine 107. The management ECU 201 controls and monitors the driving of the auxiliary machine 125.

このような構成を有する車両は、駆動源の使用形態がそれぞれ異なる種々のオペレーションモードによって走行や充電を行うことが可能である。車両のオペレーションモードには、例えば、アイドル充電、クルーズ充電、ENG走行、アシスト走行、EV走行、回生などがある。   A vehicle having such a configuration can be driven and charged in various operation modes that use different driving sources. Examples of the operation mode of the vehicle include idle charging, cruise charging, ENG traveling, assist traveling, EV traveling, regeneration, and the like.

アイドル充電においては、車両は走行せず、内燃機関107の駆動により電動機101を駆動して、蓄電器103を充電する。クルーズ充電においては、車両は、内燃機関107の駆動により電動機101を駆動して蓄電器103を充電するとともに走行を行う。ENG走行においては、車両は、内燃機関107の駆動のみによって走行する。   In idle charging, the vehicle does not travel, and the electric motor 101 is driven by driving the internal combustion engine 107 to charge the battery 103. In cruise charging, the vehicle drives the electric motor 101 by driving the internal combustion engine 107 to charge the battery 103 and travel. In ENG traveling, the vehicle travels only by driving the internal combustion engine 107.

アシスト走行においては、車両は、内燃機関107の駆動と、蓄電器103の蓄電エネルギーによる電動機101の駆動の両方によって走行する。EV走行においては、車両は、蓄電器103の蓄電エネルギーによる電動機101の駆動のみによって走行する。回生においては、車両の減速時に電動機101の回生制動力によって運動エネルギーを蓄電エネルギーに変換し、これを回収することによって蓄電器103の充電を行う。   In the assist travel, the vehicle travels by both driving of the internal combustion engine 107 and driving of the electric motor 101 by the stored energy of the battery 103. In the EV traveling, the vehicle travels only by driving the electric motor 101 with the energy stored in the battery 103. In regeneration, the kinetic energy is converted into stored energy by the regenerative braking force of the electric motor 101 during deceleration of the vehicle, and the battery 103 is charged by collecting this energy.

本実施形態に係る車両エネルギー状態分析装置は、車両の化学エネルギーおよび走行エネルギーを導出し、これらのエネルギー状態の遷移を不図示の表示部に表示するよう処理する。以下、本実施形態において、エネルギーの指標として用いられる化学エネルギーおよび走行エネルギーについて、それぞれ詳細に説明する。   The vehicle energy state analysis device according to the present embodiment derives chemical energy and travel energy of the vehicle, and processes the transition of these energy states to be displayed on a display unit (not shown). Hereinafter, in the present embodiment, chemical energy and travel energy used as energy indexes will be described in detail.

(化学エネルギー)
化学エネルギーは、車両の駆動の際に消費及び回収される化学的エネルギーを意味する。化学エネルギーには、例えば、内燃機関により使用される燃料に基づく燃料エネルギーEと、蓄電器103に蓄えられた電気に基づく蓄電エネルギーEとがある。燃料エネルギーEは、不図示の燃料計の検知結果やエンジンECUにより指示される燃料噴射量等により算出される燃料使用量に基づいて導出される。蓄電エネルギーEは、電流計115および電圧計117により検知される蓄電器103の残容量に基づき導出される。
(Chemical energy)
Chemical energy means chemical energy that is consumed and recovered when the vehicle is driven. The chemical energy, for example, the fuel energy E F based on the fuel used by the internal combustion engine, the stored energy E B based on electricity stored in the battery 103 is. Fuel energy E F is derived based on the fuel consumption calculated by the fuel injection amount or the like which is indicated by the detection result and an engine ECU of the fuel gauge (not shown). Stored energy E B is derived based on the remaining capacity of the battery 103 detected by the ammeter 115 and the voltmeter 117.

(走行エネルギー)
走行エネルギーは、車両の走行に伴い発生する物理的エネルギーを意味する。走行エネルギーには、例えば、運動エネルギーEと、走行抵抗に対抗するエネルギー(以下、走行抵抗エネルギーとも呼ぶ)Eと、位置エネルギーEとがある。運動エネルギーEは、車両の速度変化に伴って変化するエネルギーであり、車速センサ123により検知される車速に基づき導出される。
(Running energy)
The travel energy means physical energy generated as the vehicle travels. The travel energy, for example, the kinetic energy E V, energy against running resistance (hereinafter, also referred to as a running resistance energy) and E R, there is a potential energy E P. Kinetic energy E V is the energy that varies with the speed change of the vehicle is derived based on the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor 123.

走行抵抗エネルギーEは、車両の走行時に発生する走行抵抗に対抗するエネルギーであり、例えば、車体表面と空気の摩擦によって発生する空気抵抗や、車輪の摩擦抵抗や路面間でのエネルギー損失により発生するころがり抵抗等に基づいて導出される。空気抵抗による走行抵抗エネルギーEは、以下の式により導出される。

Figure 2011093343
(但し、μa:空気抵抗係数, A:前映投面積, v:車速)
空気抵抗係数μaおよび前映投面積Aは車両の車種によって固有の値であるため、車両の空気抵抗に基づく走行抵抗エネルギーは、車速センサ123により検知される車速に基づき導出される。 The running resistance energy E R is energy that opposes the running resistance generated when the vehicle is running. For example, the running resistance energy E R is generated by the air resistance generated by the friction between the vehicle body surface and the air, the wheel friction resistance, or the energy loss between the road surfaces. Derived based on rolling resistance or the like. Running resistance energy E R by the air resistance is derived by the following equation.
Figure 2011093343
(However, μ a : Air resistance coefficient, A: Pre-projection area, v: Vehicle speed)
Since the air resistance coefficient μ a and the projection area A are specific values depending on the type of vehicle, the running resistance energy based on the vehicle air resistance is derived based on the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor 123.

位置エネルギーEは、車両の走行による位置変化に伴って変化するエネルギーであり、不図示のGPSにより検知される車両の位置情報に基づき導出される。 The positional energy E P is energy that changes with a change in position due to the traveling of the vehicle, and is derived based on vehicle position information detected by a GPS (not shown).

本実施形態において、図2に示すように標高差のある道において車両が加速しながら登坂した後に減速しながら降坂する走行を行った場合のエネルギー状態遷移は、図3(A)〜(D)に示すように表示することができる。なお、図面で説明されるエネルギー状態遷移図は、全て、横軸に走行エネルギーを示し、縦軸に化学エネルギーを示す座標を用いて表示を行う。   In this embodiment, as shown in FIG. 2, energy state transitions when the vehicle travels downhill while decelerating after climbing while accelerating on a road with a difference in elevation are shown in FIGS. ) Can be displayed. In addition, all energy state transition diagrams described in the drawings are displayed using coordinates indicating traveling energy on the horizontal axis and chemical energy on the vertical axis.

図3(A)では、化学エネルギーが燃料エネルギーEのみにより導出され、走行エネルギーが運動エネルギーEのみにより導出される。図3(A)は、横軸に走行エネルギー、縦軸に化学エネルギーを示す座標において、時間(t)における出力値(E(t),E(t))を時系列にプロットすることにより、エネルギー状態遷移図を示している。車両の加速時には運動エネルギーE(走行エネルギー)が増加する一方、燃料が使用されるために燃料エネルギーE(化学エネルギー)が減少する。車両の減速時には運動エネルギーE(走行エネルギー)は減少するが、フューエルカットされるために燃料エネルギーE(化学エネルギー)は変化しない。 In FIG. 3 (A), the chemical energy is derived only by the fuel energy E F, the travel energy is derived only by the kinetic energy E V. In FIG. 3A, the output values (E V (t), E F (t)) at time (t) are plotted in time series in the coordinates where the horizontal axis represents the running energy and the vertical axis represents the chemical energy. Shows an energy state transition diagram. While the vehicle is accelerating, the kinetic energy E V (running energy) increases, while the fuel is used, so the fuel energy E F (chemical energy) decreases. When the vehicle decelerates, the kinetic energy E V (running energy) decreases, but the fuel energy E F (chemical energy) does not change because the fuel is cut.

図3(B)では、化学エネルギーが燃料エネルギーEと蓄電エネルギーEの和により導出され、走行エネルギーが運動エネルギーEのみにより導出される。図3(B)は、横軸に走行エネルギー、縦軸に化学エネルギーを示す座標において、時間(t)における出力値(E(t),E(t)+E(t))を時系列にプロットすることにより、エネルギー状態遷移図を示している。車両の加速時には、運動エネルギーE(走行エネルギー)が増加する一方、蓄電エネルギーEと燃料エネルギーEの両方が使用されるために化学エネルギーが減少する。車両の減速時には、運動エネルギー(走行エネルギー)は減少するが、減少した運動エネルギーEが回生により蓄電器に充電されるため、蓄電エネルギーEは増加する。燃料エネルギーEはフューエルカットのために変化しないので、結果として化学エネルギーは増加することになる。 In FIG. 3 (B), chemical energy is derived by the sum of the fuel energy E F and the energy stored E B, the traveling energy is derived only by the kinetic energy E V. FIG. 3B shows the output values (E V (t), E F (t) + E B (t)) at time (t) in the coordinates where the horizontal axis represents the running energy and the vertical axis represents the chemical energy. The energy state transition diagram is shown by plotting in series. During acceleration of the vehicle, kinetic energy E V (running energy) increases, while chemical energy decreases because both storage energy E B and fuel energy E F are used. During deceleration of the vehicle, kinetic energy (traveling energy) is decreased, because the reduced kinetic energy E V is charged to the capacitor with the regenerative electric storage energy E B increases. Since the fuel energy E F does not change because of the fuel cut, it will increase chemical energy as a result.

図3(C)では、化学エネルギーが燃料エネルギーEと蓄電エネルギーEの和により導出され、走行エネルギーが運動エネルギーEと走行抵抗エネルギーEの和により導出される。図3(C)は、横軸に走行エネルギー、縦軸に化学エネルギーを示す座標において、時間(t)における出力値(E(t)+E(t),E(t)+E(t))を時系列にプロットすることにより、エネルギー状態遷移図を示している。車両の加速時には、運動エネルギーE及び走行抵抗エネルギーEが増加して走行エネルギーが増加する一方、蓄電器の蓄電エネルギーEと燃料エネルギーEの両方が使用されるために化学エネルギーが減少する。車両の減速時には、運動エネルギーE及び走行抵抗エネルギーEが減少するため走行エネルギーは減少するが、減少した運動エネルギーEが回生により蓄電器に充電されるため、蓄電エネルギーEは増加する。燃料エネルギーEはフューエルカットのために変化しないので、結果として化学エネルギーは増加することになる。 Figure 3, (C), chemical energy is derived by the sum of the fuel energy E F and the energy stored E B, the traveling energy is derived by the sum of the running resistance energy E R and kinetic energy E V. FIG. 3C shows output values (E V (t) + E R (t), E F (t) + E B () at time (t) in the coordinates where the horizontal axis represents the traveling energy and the vertical axis represents the chemical energy. An energy state transition diagram is shown by plotting t)) in time series. During acceleration of the vehicle, while the kinetic energy E V and running resistance energy E R is increased travel energy increases, chemical energy is reduced for both the stored energy E B and the fuel energy E B of the battery is used . During deceleration of the vehicle, the travel energy for kinetic energy E V and running resistance energy E R decreases but decreases, since reduced kinetic energy E V is charged to the capacitor with the regenerative electric storage energy E B increases. Since the fuel energy E F does not change because of the fuel cut, it will increase chemical energy as a result.

図4は、車重が同じで空気抵抗の異なる車両について、エネルギー状態遷移図を比較して示す。図4(A)、(B)とも、化学エネルギーは、燃料エネルギーEと蓄電エネルギーEの和に基づき導出される。これに対し、走行エネルギーは、図4(A)では運動エネルギーEのみに基づき導出され、図4(B)では運動エネルギーEと走行抵抗エネルギーEの和に基づき導出される。 FIG. 4 shows a comparison of energy state transition diagrams for vehicles having the same vehicle weight and different air resistance. FIG. 4 (A), the both (B), chemical energy is derived based on the sum of the fuel energy E F and stored energy E B. In contrast, the travel energy is derived based solely on the kinetic energy E V FIG. 4 (A), the derived based on the sum shown in FIG. 4 (B) the kinetic energy E V and running resistance energy E R.

図4(A)からわかるように、走行エネルギーが運動エネルギーEのみに基づき導出される場合には、車両の空気抵抗の違いが、エネルギー状態遷移図の線の傾きとして現れる。空気抵抗の大きい車両の方がエネルギー状態遷移図の線の傾きが大きく、結果として化学エネルギーの減少が大きい。 As can be seen from FIG. 4 (A), if the travel energy is derived based only on the kinetic energy E V is the air resistance difference of the vehicle appears as the slope of the line energy state transition diagram. A vehicle with higher air resistance has a larger slope of the energy state transition diagram, resulting in a greater reduction in chemical energy.

これに対し、図4(B)からわかるように、走行エネルギーが運動エネルギーEと走行抵抗エネルギーEの和に基づき導出される場合には、通常、空気抵抗の大きい車両の方がエネルギー状態遷移図の線の傾きが小さい。すなわち、空気抵抗の大きい車の方が空気抵抗の小さい車より効率がよいことがわかる。このように、運動エネルギーEと走行抵抗エネルギーEの和に基づき走行エネルギーを導出することにより、走行に必要となる化学エネルギーを、車両に応じてより詳細に検討することができる。 In contrast, as can be seen from FIG. 4 (B), if the travel energy is derived based on the sum of the kinetic energy E V and running resistance energy E R is typically energy states towards the air resistance larger vehicle The slope of the transition diagram line is small. That is, it can be seen that a car having a large air resistance is more efficient than a car having a small air resistance. Thus, by deriving the travel energy based on the sum of the kinetic energy E V running resistance energy E R, the chemical energy required for traveling, it can be discussed in more detail in accordance with the vehicle.

図3(D)では、化学エネルギーが燃料エネルギーEと蓄電エネルギーEの和により導出され、走行エネルギーが運動エネルギーEと走行抵抗エネルギーEと位置エネルギーEの和により導出される。図3(D)は、横軸に走行エネルギー、縦軸に化学エネルギーを示す座標において、時間(t)における出力値(E(t)+E(t)+E(t),E(t)+E(t))を時系列にプロットすることにより、エネルギー状態遷移図を示している。車両の加速時には、車速の増加により運動エネルギーE及び走行抵抗エネルギーEが増加するとともに、登坂により位置エネルギーEが増加して走行エネルギーが増加する一方、蓄電器103の蓄電エネルギーEと燃料エネルギーEの両方が使用されるために化学エネルギーが減少する。車両の減速時には、運動エネルギーE及び走行抵抗エネルギーEが減少するとともに、降坂により位置エネルギーEが減少して走行エネルギーが減少する。一方、減速時には減少した運動エネルギーEが回生により蓄電器103に充電されるため、蓄電エネルギーEは増加する。燃料エネルギーEはフューエルカットのために変化しないので、結果として化学エネルギーは増加することになる。 Figure 3, (D), the chemical energy is derived by the sum of the fuel energy E F and the energy stored E B, the traveling energy is derived by the sum of the potential energy E C and running resistance energy E R and kinetic energy E V. FIG. 3D shows output values (E V (t) + E R (t) + E P (t), E F (t) at time (t) in the coordinates where the horizontal axis represents the traveling energy and the vertical axis represents the chemical energy. An energy state transition diagram is shown by plotting t) + E B (t)) in time series. During acceleration of the vehicle, while with kinetic energy E V and running resistance energy E R is increased by an increase in the vehicle speed, the travel energy increases the potential energy E P by uphill increases, the energy stored E B and fuel battery 103 chemical energy is reduced for both the energy E F is used. During deceleration of the vehicle, the kinetic energy E V and running resistance energy E R together with decreases, the potential energy E P by downhill traveling energy is reduced to decrease. On the other hand, during deceleration for reduced kinetic energy E V is charged to the battery 103 by the regenerative electric storage energy E B increases. Since the fuel energy E F does not change because of the fuel cut, it will increase chemical energy as a result.

本実施形態に係る車両エネルギー状態分析装置は、車両のオペレーションモードごとに異なる表示形態でエネルギー状態遷移を表示することが可能である。例えば、車両がオペレーションモードを図5に示すように次々に変えながら走行した場合のエネルギー状態遷移図を図6に示す。図6では、化学エネルギーは燃料エネルギーEと蓄電エネルギーEの和に基づき導出され、走行エネルギーは運動エネルギーEと走行抵抗エネルギーEの和に基づき導出されており、異なるオペレーションモードごとに異なる点種を用いてプロットし、エネルギー状態遷移図を表示する。 The vehicle energy state analysis apparatus according to the present embodiment can display energy state transitions in different display forms for each operation mode of the vehicle. For example, FIG. 6 shows an energy state transition diagram when the vehicle travels while changing the operation mode one after another as shown in FIG. In Figure 6, the chemical energy is derived based on the sum of the stored energy E B and the fuel energy E F, travel energy is derived based on the sum of the running resistance energy E R and kinetic energy E V, for different modes of operation Plot using different point types and display energy state transition diagram.

図6に示すように、車両のオペレーションモードがアイドル充電の場合には、車両が走行を行わないために走行エネルギーは変化しない。アイドル充電の際には、燃料エネルギーEによって蓄電器103への充電が行われるが、蓄電エネルギーEの増加分より燃料エネルギーEの減少分の方が大きいため、結果として化学エネルギーは減少する。車両のオペレーションモードがアシスト走行に切り替わり、車両が加速を行うと、燃料エネルギーEと蓄電エネルギーEの双方が減少するために化学エネルギーが減少する一方、運動エネルギーEおよび走行抵抗エネルギーEが増加する結果として走行エネルギーが増加する。 As shown in FIG. 6, when the operation mode of the vehicle is idle charging, the running energy does not change because the vehicle does not run. During the idle charging is charging the battery 103 by the fuel energy E F is performed, since towards the decrease in fuel energy E F than the increase in the stored energy E B is large, the chemical energy as result decreasing . Vehicle operation mode is switched to the assist running, the vehicle is an acceleration, while the chemical energy is reduced for both the fuel energy E F and stored energy E B decreases, the kinetic energy E V and running resistance energy E R As a result, the running energy increases.

車両のオペレーションモードがクルーズ充電に切り替わると、車両は蓄電エネルギーEを使用せずに、燃料エネルギーEのみを消費しながら蓄電器103への充電と走行の両方を行う。この場合には燃料が大量に使用されるため、蓄電エネルギーEの増加分よりも燃料エネルギーEの減少分が大きく、結果として化学エネルギーは減少する。この場合にも、車両は加速しているので、運動エネルギーEおよび走行抵抗エネルギーEが増加する結果として走行エネルギーが増加する。 When the vehicle operation mode is switched to the cruise charge, the vehicle without the use of stored energy E F, it performs both traveling and charging of the battery 103 while consuming only a fuel energy E F. Thus the fuel is used in large quantities if a large decrease of the fuel energy E F than the increase in stored energy E B, chemical energy as a result decreases. In this case, the vehicle since the acceleration, the running energy increases as a result of the kinetic energy E V and running resistance energy E R increases.

車両のオペレーションモードがEV走行に切り替わると、車両は燃料エネルギーEを使用せずに、蓄電エネルギーEのみを消費しながら走行を行う。従って、燃料エネルギーEは変化しないが蓄電エネルギーEが減少するため、化学エネルギーが減少する。この場合に車両が加速状態であれば、運動エネルギーEおよび走行抵抗エネルギーEが増加する結果として走行エネルギーが増加し、車両が一定速で走行する状態であれば、走行抵抗エネルギーEが増加する結果として走行エネルギーが増加する。 When the vehicle operation mode is switched to the EV traveling, the vehicle without the use of fuel energy E F, performing driving while consuming only a stored energy E B. Therefore, since the fuel energy E F does not change to reduce the stored energy E B, chemical energy is reduced. If this vehicle is accelerating state, and the running energy is increased as a result of the kinetic energy E V and running resistance energy E R is increased, if the vehicle is in a state of traveling at a constant speed, the running resistance energy E R As a result of the increase, the running energy increases.

車両のオペレーションモードがENG走行に切り替わると、車両は蓄電器103の蓄電エネルギーEを使用せずに、燃料エネルギーEのみを消費しながら走行を行う。従って、蓄電エネルギーEは変化しないが燃料エネルギーEが減少するため、化学エネルギーが減少する。この場合にも車両は加速しているので、運動エネルギーEおよび走行抵抗エネルギーEが増加する結果として走行エネルギーが増加する。 When the vehicle operation mode is switched to the ENG traveling, the vehicle without the use of stored energy E B of the battery 103, performs running while consuming only a fuel energy E F. Thus, the stored energy E B does not change because of reduced fuel energy E F, chemical energy is reduced. Since the vehicle is accelerating in this case, the running energy increases as a result of the kinetic energy E V and running resistance energy E R increases.

車両が減速してオペレーションモードが回生に切り替わると、運動エネルギーE及び走行抵抗エネルギーEが減少して走行エネルギーが減少する。減少した運動エネルギーEは回生により蓄電器103に充電されるため、蓄電エネルギーEは増加する。燃料エネルギーEはフューエルカットのために変化しないので、結果として化学エネルギーは増加することになる。 When the operation mode the vehicle is decelerated is switched to the regenerative kinetic energy E V and running resistance energy E R is traveling energy is reduced to decrease. Since reduced kinetic energy E V is charged to the battery 103 by the regenerative electric storage energy E B increases. Since the fuel energy E F does not change because of the fuel cut, it will increase chemical energy as a result.

なお、図6においては、使用者がオペレーションモードを区別できるように、異なるオペレーションモードごとに異なる点種でプロットすることによりエネルギー状態遷移図を表示しているが、このような表示に限定されるものではなく、オペレーションモードごとに異なる色によりプロットして表示してもよい。   In FIG. 6, the energy state transition diagram is displayed by plotting with different point types for different operation modes so that the user can distinguish the operation modes. However, the display is limited to such display. It may be displayed by plotting with different colors for each operation mode.

また、本実施形態に係る車両エネルギー状態分析装置は、車両のエネルギー状態遷移を種々の方式で表示することができる。例えば、図7に示すように車両がオペレーションモードを次々に変えながら走行した場合のエネルギー状態遷移図の表示例を、図8、図9に示す。図8においては、各オペレーションモードのエネルギー状態遷移図が連続するように、時系列の表示を行っている。これに対し、図9においては、オペレーションモードごとの化学エネルギーの減少量や走行エネルギーの増加量、およびオペレーションモードそれぞれの効率をわかりやすく示すために、オペレーションモードごとにエネルギー状態遷移図を分解して表示している。   Moreover, the vehicle energy state analysis apparatus according to the present embodiment can display the energy state transition of the vehicle by various methods. For example, FIG. 8 and FIG. 9 show display examples of energy state transition diagrams when the vehicle travels while changing the operation mode one after another as shown in FIG. In FIG. 8, time-series display is performed so that the energy state transition diagram of each operation mode is continuous. On the other hand, in FIG. 9, the energy state transition diagram is broken down for each operation mode in order to clearly show the amount of decrease in chemical energy and increase in travel energy for each operation mode, and the efficiency of each operation mode. it's shown.

以下、本実施形態に係る車両エネルギー状態分析装置の動作に関して、詳細に説明する。図10は、本実施形態に係る車両エネルギー状態分析装置の動作を示すフローチャートである。図10に示すように、まず、マネジメントECU201は、車速センサ123からの車速情報、電流計115および電圧計117の数値、およびエンジンECU113の燃料噴射指令値に基づき、燃料エネルギーE(t)、蓄電エネルギーE(t)、運動エネルギーE(t)、走行抵抗エネルギーE(t)を算出する(ステップS1)。次に、マネジメントECU201は、これらのエネルギーの値に基づき、車両の現在のオペレーションモードを判定する(ステップS2)。 Hereinafter, the operation of the vehicle energy state analysis apparatus according to the present embodiment will be described in detail. FIG. 10 is a flowchart showing the operation of the vehicle energy state analysis apparatus according to the present embodiment. As shown in FIG. 10, the management ECU 201 first determines the fuel energy E F (t), based on the vehicle speed information from the vehicle speed sensor 123, the numerical values of the ammeter 115 and the voltmeter 117, and the fuel injection command value of the engine ECU 113. The stored energy E B (t), kinetic energy E V (t), and running resistance energy E R (t) are calculated (step S1). Next, the management ECU 201 determines the current operation mode of the vehicle based on these energy values (step S2).

車両エネルギー状態分析装置は、不図示のメモリを備えている。ステップS1で算出された各エネルギー値は、ステップS2で判定された現在のオペレーションモードに関連付けられ、オペレーションモードごとに異なるアドレスのメモリに格納される(ステップS3)。   The vehicle energy state analyzer includes a memory (not shown). Each energy value calculated in step S1 is associated with the current operation mode determined in step S2, and is stored in a memory having a different address for each operation mode (step S3).

そして、マネジメントECU201は、ステップS1で算出した燃料エネルギーE(t)と蓄電エネルギーE(t)を加算することにより化学エネルギーを導出し、また、運動エネルギーE(t)および走行抵抗エネルギーE(t)を加算することにより走行エネルギーを導出する(ステップS4)。 Then, the management ECU 201 derives the chemical energy by adding the fuel energy E F (t) calculated in step S1 and the stored energy E B (t), and the kinetic energy E V (t) and the running resistance energy The running energy is derived by adding E R (t) (step S4).

そして、マネジメントECU201は、不図示の表示部の座標系にエネルギー状態遷移図を表示するように処理する(ステップS7)。この表示は、ユーザによる不図示の操作部の操作に応じて、上述した種々の態様で行うことができる。   And management ECU201 processes so that an energy state transition diagram may be displayed on the coordinate system of a display part not shown (step S7). This display can be performed in the various modes described above according to the operation of the operation unit (not shown) by the user.

以上説明したように、本実施形態に係る車両エネルギー状態分析装置によれば、車両の走行に伴う燃料の使用状態や、車両の運動エネルギーの状態遷移を、使用者が容易に確認することができる。また、化学エネルギーが蓄電器の残容量に応じて調整されるので、表示される化学エネルギーの精度を向上することができる。また、走行エネルギーが走行抵抗や位置エネルギーに応じて調整されるので、表示される走行エネルギーの精度を向上することができる。車両の駆動源の使用形態がそれぞれ異なるオペレーションモードごとにエネルギー状態遷移図が異なる表示形態で表示できるので、オペレーションモードごとの車両のエネルギー状態遷移を使用者が容易に確認することができる。   As described above, according to the vehicle energy state analysis apparatus according to the present embodiment, the user can easily check the fuel usage state and the vehicle kinetic energy state transition associated with the traveling of the vehicle. . Further, since the chemical energy is adjusted according to the remaining capacity of the battery, the accuracy of the displayed chemical energy can be improved. In addition, since the travel energy is adjusted according to the travel resistance and the position energy, the accuracy of the displayed travel energy can be improved. Since the energy state transition diagrams can be displayed in different display modes for each operation mode in which the usage mode of the vehicle drive source is different, the user can easily check the energy state transition of the vehicle in each operation mode.

(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態に係る車両エネルギー状態分析装置について、図11、12を参照して説明する。第2実施形態は、実際の車両エネルギー状態遷移図に加え、理想のエネルギー状態遷移図をも表示するよう処理する点において第1実施形態と異なる。したがって、第1実施形態と同一又は同等部分には同一符号又は相当符号を付して説明を簡略化又は省略する。
(Second Embodiment)
Next, a vehicle energy state analysis apparatus according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The second embodiment is different from the first embodiment in that processing is performed to display an ideal energy state transition diagram in addition to the actual vehicle energy state transition diagram. Therefore, the same or equivalent parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals or equivalent signs, and the description thereof is simplified or omitted.

本実施形態に係る車両エネルギー状態分析装置は、理想のエネルギー状態遷移に関するデータを不図示のメモリに格納しており、図11に示すように、理想のエネルギー状態遷移図を実際のエネルギー状態遷移図に重ねて表示することができる。図11において、実際のエネルギー状態遷移図および理想のエネルギー状態遷移図は、オペレーションモードごとに異なる点種でプロットすることにより作成される。実際のエネルギー状態遷移図ではオペレーションモードごとに異なる形状の黒塗り点が用いられるのに対し、理想のエネルギー状態遷移図では、実際のエネルギー状態遷移図で使用される点種の形状と対応するように、同形状の白抜き点が用いられている。このような表示処理によって、自分の車両の走行のエネルギー効率について使用者にわかりやすく示すことができる。   The vehicle energy state analyzer according to the present embodiment stores data relating to ideal energy state transitions in a memory (not shown), and the ideal energy state transition diagram is converted into an actual energy state transition diagram as shown in FIG. Can be displayed in an overlapping manner. In FIG. 11, an actual energy state transition diagram and an ideal energy state transition diagram are created by plotting with different point types for each operation mode. In the actual energy state transition diagram, black dots with different shapes are used for each operation mode, whereas in the ideal energy state transition diagram, it corresponds to the shape of the point type used in the actual energy state transition diagram. In addition, white dots of the same shape are used. By such display processing, it is possible to easily show the user about the energy efficiency of the traveling of his / her vehicle.

また、本実施形態に係る車両エネルギー状態分析装置は、理想のエネルギー状態遷移図と実際のエネルギー状態遷移図との差分を導出し、差分に基づき理想のエネルギー状態遷移図と実際のエネルギー状態遷移図との一致度を導出することができる。この一致度を点数等により表示することにより、理想のエネルギー状態遷移図と実際のエネルギー状態遷移図との乖離を、使用者が容易に確認することができる。   Further, the vehicle energy state analysis device according to the present embodiment derives a difference between an ideal energy state transition diagram and an actual energy state transition diagram, and the ideal energy state transition diagram and the actual energy state transition diagram based on the difference. The degree of coincidence can be derived. By displaying the degree of coincidence with a score or the like, the user can easily confirm the difference between the ideal energy state transition diagram and the actual energy state transition diagram.

また、本発明に係る車両エネルギー状態分析装置は、実際のエネルギー状態遷移が理想のエネルギー状態遷移に近づくように、実際のエネルギー状態遷移と理想のエネルギー状態遷移の差分に基づいて、トルク指令の応答性を調整することができる。   Further, the vehicle energy state analysis device according to the present invention provides a torque command response based on the difference between the actual energy state transition and the ideal energy state transition so that the actual energy state transition approaches the ideal energy state transition. Sex can be adjusted.

以下、本実施形態に係る車両エネルギー状態分析装置の動作に関して詳細に説明する。図12は、本実施形態に係る車両エネルギー状態分析装置の動作を示すフローチャートである。図12に示すように、まず、マネジメントECU201は、車速センサ123からの車速情報、電流計115および電圧計117の数値、およびエンジンECU113の燃料噴射指令値に基づき、燃料エネルギーE(t)、蓄電エネルギーE(t)、運動エネルギーE(t)、走行抵抗エネルギーE(t)を算出する(ステップS11)。次に、マネジメントECU201は、これらのエネルギーの値に基づき、車両の現在のオペレーションモードを判定する(ステップS12)。 Hereinafter, the operation of the vehicle energy state analysis apparatus according to the present embodiment will be described in detail. FIG. 12 is a flowchart showing the operation of the vehicle energy state analysis apparatus according to the present embodiment. As shown in FIG. 12, first, the management ECU 201 determines the fuel energy E F (t), based on the vehicle speed information from the vehicle speed sensor 123, the numerical values of the ammeter 115 and the voltmeter 117, and the fuel injection command value of the engine ECU 113. The stored energy E B (t), kinetic energy E V (t), and running resistance energy E R (t) are calculated (step S11). Next, the management ECU 201 determines the current operation mode of the vehicle based on these energy values (step S12).

本変形例に係る車両エネルギー状態分析装置は、不図示のメモリを備えている。ステップS1で算出された各エネルギー値は、ステップS12で判定された現在のオペレーションモードに関連付けられ、オペレーションモードごとに異なるアドレスのメモリに格納される(ステップS13)。   The vehicle energy state analysis apparatus according to this modification includes a memory (not shown). Each energy value calculated in step S1 is associated with the current operation mode determined in step S12, and is stored in a memory having a different address for each operation mode (step S13).

そして、マネジメントECU201は、ステップS21で算出した燃料エネルギーE(t)と蓄電エネルギーE(t)を加算することにより化学エネルギーを算出し、また、運動エネルギーE(t)および走行抵抗エネルギーE(t)を加算することにより走行エネルギーを算出する(ステップS14)。 Then, the management ECU 201 calculates the chemical energy by adding the fuel energy E F (t) and the stored energy E B (t) calculated in step S21, and the kinetic energy E V (t) and the running resistance energy The running energy is calculated by adding E R (t) (step S14).

メモリには、理想のエネルギー状態遷移図に関するデータが格納されており、理想のエネルギー状態遷移と実際のエネルギー状態遷移とを比較できるようになっている。マネジメントECU201は、理想のエネルギー状態遷移と実際のエネルギー状態遷移との差分を算出する(ステップS15)。   The memory stores data related to the ideal energy state transition diagram, and the ideal energy state transition and the actual energy state transition can be compared. The management ECU 201 calculates the difference between the ideal energy state transition and the actual energy state transition (step S15).

次に、マネジメントECU201は、実際のエネルギー状態遷移と理想のエネルギー状態遷移との差分が所定の閾値より大きいかどうかを判断する(ステップS16)。差分が閾値より大きい場合、すなわち、実際のエネルギー状態遷移が理想のエネルギー状態遷移から所定よりも外れている場合には、実際のエネルギー状態遷移が理想のエネルギー状態遷移に近づくように、マネジメントECU201がなまし処理を行う(ステップS17)。例えば、実際のエネルギー状態遷移と理想のエネルギー状態遷移を比較した結果、実際の走行ではクルーズ充電が多く、EV走行やアシスト走行が少ないと判断される場合には、アクセルペダルに対する応答性を制御することによりトルク指令の応答性を調整し、EV走行やアシストに切り替わりやすくする。   Next, the management ECU 201 determines whether or not the difference between the actual energy state transition and the ideal energy state transition is greater than a predetermined threshold (step S16). When the difference is larger than the threshold, that is, when the actual energy state transition deviates from the ideal energy state transition, the management ECU 201 makes the actual energy state transition approach the ideal energy state transition. An annealing process is performed (step S17). For example, as a result of comparing the actual energy state transition and the ideal energy state transition, if it is determined that there is much cruise charging in actual driving and there is little EV driving or assist driving, the response to the accelerator pedal is controlled. Thus, the response of the torque command is adjusted to facilitate switching to EV running or assist.

ステップS16において差分が閾値以下であると判断された場合や、ステップS17のなまし処理に続き、マネジメントECUは不図示の表示部にエネルギー状態遷移を表示するように処理する(ステップS18)。この表示は、ユーザが不図示の操作部を操作することによって、上述した種々の態様で行うことができる。   When it is determined in step S16 that the difference is equal to or smaller than the threshold value, or after the smoothing process in step S17, the management ECU performs a process to display energy state transition on a display unit (not shown) (step S18). This display can be performed in the various modes described above by the user operating an operation unit (not shown).

マネジメントECU201は、MOT要求トルクや燃料噴射量を決定してエンジンECU113へと指示するとともに、インバータECU111により電動機101に供給される電力を制御することによって、理想のエネルギー状態遷移に近づくように制御する(ステップS19)。   The management ECU 201 determines the MOT required torque and the fuel injection amount, gives instructions to the engine ECU 113, and controls the electric power supplied to the electric motor 101 by the inverter ECU 111 so as to approach the ideal energy state transition. (Step S19).

以上説明したように、本実施形態に係る車両エネルギー状態分析装置によれば、理想のエネルギー状態遷移と実際のエネルギー状態遷移と差分に基づきトルク指令の応答性を調整するので、理想のエネルギー状態遷移に近づけることができる。   As described above, according to the vehicle energy state analysis device according to the present embodiment, the response of the torque command is adjusted based on the difference between the ideal energy state transition and the actual energy state transition. Can be approached.

なお、本車両エネルギー状態分析装置の変形例において、化学エネルギーは、燃料エネルギーE(t)と蓄電エネルギーE(t)を加算してから、エアコン、オーディオ、ナビシステム等の補機125を使用するための補機エネルギーE(t)を減算することにより導出してもよい。すなわち、本変形例においては、化学エネルギーは以下の式により導出される。
化学エネルギー(t)=E(t)+E(t)−E(t)
これにより、マネジメントECU201が、補機のエネルギー消費量に応じて化学エネルギーを導出するので、精度を向上することができる。
In the modified example of the vehicle energy state analysis apparatus, the chemical energy is added to the fuel energy E F (t) and the stored energy E B (t), and then the auxiliary device 125 such as an air conditioner, an audio system, or a navigation system is added. It may be derived by subtracting the auxiliary energy E A (t) for use. That is, in this modification, chemical energy is derived from the following equation.
Chemical energy (t) = E F (t) + E B (t) −E A (t)
Thereby, since management ECU201 derives | emits chemical energy according to the energy consumption of an auxiliary machine, an accuracy can be improved.

また、本車両エネルギー状態分析装置の変形例において、不図示の送信部が、車両のエネルギー状態遷移に関するデータを外部情報センターに送信してもよい。これにより、外部情報センターは、各車両の走行状態およびエネルギー状態に関するデータを収集することができる。   Moreover, in the modification of this vehicle energy state analyzer, the transmission part not shown may transmit the data regarding the energy state transition of a vehicle to an external information center. Thereby, the external information center can collect the data regarding the running state and energy state of each vehicle.

尚、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良等が可能である。   In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, A deformation | transformation, improvement, etc. are possible suitably.

101 電動機(MOT)
103 蓄電器(BATT)
107 多気筒内燃機関(ENG)
125 補機
201 マネジメントECU(MG ECU)
101 Electric motor (MOT)
103 Battery (BATT)
107 Multi-cylinder internal combustion engine (ENG)
125 Auxiliary machine 201 Management ECU (MG ECU)

Claims (11)

車両の駆動において消費及び回収される化学エネルギーを導出する化学エネルギー導出部と、
前記車両の走行エネルギーを導出する走行エネルギー導出部と、を備える車両エネルギー状態分析装置であって、
前記化学エネルギーは、燃料使用量に基づいて導出される燃料エネルギーを含み、
前記走行エネルギーは、前記車両の運動エネルギーを含み、
化学エネルギーを示す第1の座標軸と、前記第1の座標軸と直交する走行エネルギーを示す第2の座標軸と、から構成される座標に、前記化学エネルギー導出部により導出される化学エネルギーと前記走行エネルギー導出部により導出される走行エネルギーとから特定される出力値を時系列にプロットするプロット処理部と、
前記座標にプロットされた各出力値に基づいた前記車両のエネルギー状態遷移図を表示するよう処理する表示処理部と、を備えることを特徴とする車両エネルギー状態分析装置。
A chemical energy deriving unit for deriving chemical energy consumed and recovered in driving the vehicle;
A vehicle energy state analyzer comprising: a vehicle energy deriving unit for deriving vehicle energy;
The chemical energy includes fuel energy derived based on fuel usage,
The travel energy includes kinetic energy of the vehicle,
The chemical energy derived from the chemical energy deriving unit and the traveling energy are coordinated by a first coordinate axis representing chemical energy and a second coordinate axis representing traveling energy orthogonal to the first coordinate axis. A plot processing unit that plots output values identified from the running energy derived by the deriving unit in time series;
And a display processing unit for processing to display an energy state transition diagram of the vehicle based on each output value plotted on the coordinates.
前記表示処理部は、前記車両の内燃機関からの駆動力による加速時には、前記化学エネルギーが減少しながら前記走行エネルギーが増加するエネルギー状態遷移を前記エネルギー状態遷移図に表示し、前記車両の減速時には、前記走行エネルギーが減少するエネルギー状態遷移を前記エネルギー状態遷移図に表示するよう処理することを特徴とする請求項1に記載の車両エネルギー状態分析装置。   The display processing unit displays, in the energy state transition diagram, an energy state transition in which the traveling energy increases while the chemical energy decreases when the vehicle is accelerated by a driving force from an internal combustion engine, and when the vehicle is decelerated. The vehicle energy state analysis device according to claim 1, wherein an energy state transition in which the travel energy decreases is processed to be displayed on the energy state transition diagram. 前記化学エネルギー導出部は、前記車両の駆動に使用される電力を供給可能な蓄電器の残容量に基づく蓄電エネルギーを含む化学エネルギーを導出することを特徴とする請求項1または2に記載の車両エネルギー状態分析装置。   The vehicle energy according to claim 1, wherein the chemical energy deriving unit derives chemical energy including stored energy based on a remaining capacity of a battery capable of supplying electric power used for driving the vehicle. Condition analysis device. 前記走行エネルギー導出部は、前記車両の走行時に発生する走行抵抗に対抗するエネルギーを含む走行エネルギーを導出することを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の車両エネルギー状態分析装置。   4. The vehicle energy state analysis device according to claim 1, wherein the travel energy deriving unit derives travel energy including energy that opposes a travel resistance generated when the vehicle travels. 5. . 前記走行エネルギー導出部は、前記車両の位置エネルギーを含む走行エネルギーを導出することを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の車両エネルギー状態分析装置。   5. The vehicle energy state analysis apparatus according to claim 1, wherein the travel energy deriving unit derives travel energy including positional energy of the vehicle. 前記表示処理部は、前記車両の駆動源の使用形態がそれぞれ異なるオペレーションモードごとに、前記エネルギー状態遷移図を異なる表示形態で表示するよう処理することを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の車両エネルギー状態分析装置。   The said display process part is processed so that the said energy state transition diagram may be displayed with a different display form for every operation mode from which the usage form of the said drive source of a vehicle differs, respectively. The vehicle energy state analyzer according to claim 1. 前記表示処理部は、理想のエネルギー状態遷移図を表示するよう処理することを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の車両エネルギー状態分析装置。   The vehicle energy state analyzer according to any one of claims 1 to 6, wherein the display processing unit performs processing to display an ideal energy state transition diagram. 理想のエネルギー状態遷移と実際の車両のエネルギー状態遷移の差分を算出する差分算出部と、
前記差分に基づき、前記理想のエネルギー状態遷移と前記実際の車両のエネルギー状態遷移との一致度を導出する一致度導出部と、を備え、
前記表示処理部が、前記一致度を表示するよう処理することを特徴とする請求項7に記載の車両エネルギー状態分析装置。
A difference calculation unit for calculating a difference between an ideal energy state transition and an actual vehicle energy state transition;
A degree of coincidence deriving unit for deriving a degree of coincidence between the ideal energy state transition and the energy state transition of the actual vehicle based on the difference;
The vehicle energy state analysis apparatus according to claim 7, wherein the display processing unit performs processing to display the degree of coincidence.
前記差分に基づき、トルク指令の応答性を調整する応答性調整部を備えることを特徴とする請求項8に記載の車両エネルギー状態分析装置。   The vehicle energy state analyzer according to claim 8, further comprising a responsiveness adjusting unit that adjusts a responsiveness of the torque command based on the difference. 前記化学エネルギー導出部は、前記車両の補機により使用されるエネルギーを減算して前記化学エネルギーを導出することを特徴とする請求項1から9のいずれか1項に記載の車両エネルギー状態分析装置。   The vehicle energy state analysis device according to any one of claims 1 to 9, wherein the chemical energy deriving unit derives the chemical energy by subtracting energy used by an auxiliary machine of the vehicle. . 前記車両のエネルギー状態遷移に関する情報を、外部情報センターに送信する送信部を備えることを特徴とする請求項1から10のいずれかに記載の車両エネルギー状態分析装置。   The vehicle energy state analysis device according to any one of claims 1 to 10, further comprising: a transmission unit that transmits information on energy state transition of the vehicle to an external information center.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103837720A (en) * 2012-11-21 2014-06-04 赵元雷 Pure electric vehicle working ampere meter system formed by transforming fuel-powered vehicle water temperature gauge

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