JP2015073420A - 車載バッテリの充電制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】走行経路が設定されていない場合、および実際の道路状況が地図データと異なっている場合などであっても、実際の道路状況に応じて充電を実施する。
【解決手段】エンジン1とモータ2を搭載したハイブリッド車両において、ECU7およびナビCPU14が協働して、傾斜センサ11が測定する傾斜データに基づいて現在走行中の道路が下り坂か否かを判定し、下り坂の場合に、当該下り坂の傾斜状態に応じた充電方法で回生電力によるバッテリ4の充電を行う。
【選択図】図1
【解決手段】エンジン1とモータ2を搭載したハイブリッド車両において、ECU7およびナビCPU14が協働して、傾斜センサ11が測定する傾斜データに基づいて現在走行中の道路が下り坂か否かを判定し、下り坂の場合に、当該下り坂の傾斜状態に応じた充電方法で回生電力によるバッテリ4の充電を行う。
【選択図】図1
Description
この発明は、モータへ電力を供給すると共に当該モータからの回生電力を充電する車載バッテリの充電制御装置に関するものである。
ハイブリッド電気自動車(HEV)およびプラグイン・ハイブリッド電気自動車(PHEV)は、一般に、発進時および低・中速走行時には車載バッテリを放電してモータの駆動力により走行し、高速走行時にはエンジンの駆動力により走行し、加速時にはエンジンとモータの両駆動力により走行する。さらに、バッテリ残量の低下時にはエンジンの駆動力をジェネレータで電力に変換してバッテリを充電し、減速時および制動時にはモータを発電機として機能させて回生電力でバッテリを充電する。
回生電力でバッテリを充電する場合、従来は、上り坂および下り坂などの道路状況に関わらず充電を行っているため、充電の効率が悪かった。
そこで、特許文献1に係る発明では、ナビゲーションシステムを用いて走行予定路の道路状況または地形状況を分析することにより、バッテリの消費電力量および回生充電量を予測して、予測結果に応じて充電方法を変更していた。
そこで、特許文献1に係る発明では、ナビゲーションシステムを用いて走行予定路の道路状況または地形状況を分析することにより、バッテリの消費電力量および回生充電量を予測して、予測結果に応じて充電方法を変更していた。
また、特許文献2に係る発明では、ナビゲーションシステムによって、この先の登坂部の後にしばらくしてから降坂部があること分かっている場合に、あまりエネルギを必要としない領域では充電を行わず、降坂部で充電するようにバッテリ残量の目標値のスケジューリングを行い、実際のバッテリ残量を目標バッテリ残量に近づけるようにモータとエンジンの出力を調整していた。
上記特許文献1の場合、バッテリの消費電力量および回生充電量を予測するために走行経路が設定されている必要があり、ナビゲーションシステムによる経路案内を使用していない場合は充電方法を選択できないという課題があった。また、地図データ上の情報を元にして予測しているため、道路工事などにより実際の道路状況が地図データと異なっている場合には道路状況に適した充電方法を選択できないという課題があった。
上記特許文献2の場合も同様に、ナビゲーションシステムによる経路案内を使用していない場合に充電のスケジューリングが行えないという課題があった。また、地図データ上の情報を元にスケジューリングしているため、実際の道路状況が地図データと異なっている場合には道路状況に適したスケジューリングが行えないという課題があった。
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、走行経路が設定されていない場合、および実際の道路状況が地図データと異なっている場合などであっても、実際の道路状況に応じて充電を実施可能な車載バッテリの充電制御装置を提供することを目的とする。
この発明に係る車載バッテリの充電制御装置は、現在走行中の道路の傾斜を測定する傾斜センサと、傾斜センサが測定する傾斜データに基づいて現在走行中の道路が下り坂か否かを判定し、下り坂の場合に、当該下り坂の傾斜状態に応じた充電方法で回生電力による車載バッテリの充電を行う充電制御部とを備えるものである。
この発明によれば、傾斜センサが測定する傾斜データに基づいて充電方法を設定するようにしたので、走行経路が設定されていない場合、および実際の道路状況が地図データと異なっている場合などであっても、実際の道路状況に応じて充電できる。
実施の形態1.
図1は、本発明に係る充電制御装置を適用したハイブリッド車両の構成を示すブロック図である。図1に示すように、HEVおよびPHEVなどのハイブリッド車両には、走行の駆動力を発生させるエンジン1とモータ2が搭載されている。エンジン1には、エンジン1の回転に同期して回転するジェネレータ3が取り付けられている。ジェネレータ3は、バッテリ4に接続されており、エンジン1の出力を電力に変換してバッテリ4を充電する。
図1は、本発明に係る充電制御装置を適用したハイブリッド車両の構成を示すブロック図である。図1に示すように、HEVおよびPHEVなどのハイブリッド車両には、走行の駆動力を発生させるエンジン1とモータ2が搭載されている。エンジン1には、エンジン1の回転に同期して回転するジェネレータ3が取り付けられている。ジェネレータ3は、バッテリ4に接続されており、エンジン1の出力を電力に変換してバッテリ4を充電する。
モータ2は、インバータ5を介してバッテリ4に接続されている。このモータ2は、バッテリ4から供給される電力で動作してハイブリッド車両の駆動輪(不図示)を駆動させる機能と、駆動輪の動力を回生電力に変換してバッテリ4を充電する機能とを備える。インバータ5は、バッテリ4からモータ2に供給される電力、およびモータ2からバッテリ4に供給される電力を制御する。バッテリ残量監視部6は、バッテリ4の容量を常時監視し、バッテリ残量をECU(Engine Control Unit)7へ出力する。
エンジン1およびモータ2の制御は、マイクロコンピュータなどで構成されるECU7が所定のプログラムを実行することにより実現される。加えて、このECU7はバッテリ4の充電および放電を制御する充電制御部としての一部機能を備えており、ECU7がナビCPU(Central Processing Unit)14から通知される充電制御用の情報などに基づいてエンジン1、モータ2、ジェネレータ3、インバータ5などを制御することにより、バッテリ4が制御される。車速センサ8は、駆動輪(不図示)の回転速度を検出し、車速パルスとしてECU7に出力する。ECU7において車速パルスから走行速度を表す車速データが算出され、ナビCPU14へ出力される。
このハイブリッド車両には、ナビゲーション装置10が搭載されている。傾斜センサ11は、ハイブリッド車両に搭載された3軸ジャイロセンサなどで構成され、道路の傾斜角度を検出し、傾斜データとしてナビCPU14へ出力する。位置データ取得部12は、GPS(Global Positioning System)衛星の信号を、ハイブリッド車両に搭載されたGPS受信アンテナ(不図示)を通じて受信して自車位置を検出し、位置データとしてナビCPU14へ出力する。
地図データ記憶部13には地図データが記憶されている。地図データは、画面表示に使用される地形などの画像データと、道路の緯度経度および標高などの情報を含み経路探索などに使用される道路網データなどから構成される。なお、図1の例では、地図データ記憶部13と後述するログデータ記憶部15を別々の記憶装置(例えば、ハードディスクドライブと不揮発性メモリ)として構成したが、1つの記憶装置として構成してもよい。
ナビCPU14は、所定のプログラムを実行することにより、自車位置からユーザが設定した目的地までの経路探索および経路案内を行う。加えて、このナビCPU14はバッテリ4の充電および放電を制御する充電制御部としての一部機能を備えており、ナビCPU14が、傾斜センサ11および位置データ取得部12から入力されるデータを使用して、現在走行中の道路状況の分析および走行予定経路の道路状況の予測を行い、道路状況に応じた充電制御用の情報をECU7へ通知する。また、ナビCPU14は、ECU7からバッテリ4の充電制御結果などの情報を取得して、走行した道路の道路状況などの情報と合わせたログデータとしてログデータ記憶部15に記憶する。
道路状況とは、主として道路の傾斜状態のことであり、道路の傾斜角度、傾斜の継続距離といった情報を含む。
ログデータとは、少なくとも自車が走行した道路の位置データと道路状況を含み、充電を行った場合にはそれらの情報に加えて、その道路のうちの充電を行った範囲、充電モード(後述する急速充電モードまたは通常充電モード)、バッテリ残量の推移、および充電効率を表す評価値といった情報も含む。また、ログデータに車速データなどを含めてもよい。
ログデータとは、少なくとも自車が走行した道路の位置データと道路状況を含み、充電を行った場合にはそれらの情報に加えて、その道路のうちの充電を行った範囲、充電モード(後述する急速充電モードまたは通常充電モード)、バッテリ残量の推移、および充電効率を表す評価値といった情報も含む。また、ログデータに車速データなどを含めてもよい。
ハイブリッド車両においてバッテリ4に充電を行う際、従来は道路状況如何に関わらず充電を行ってしまい、効率の悪い充電方法をとった結果、燃費(燃料消費率)が思うように伸びないといった懸念事項があった。また、先立って説明した特許文献1,2のように地図データに基づいて充電方法を選択すると、工事などで道路状況が変わっている場合および地図データに無い新しい道路を走行する場合などに適切な充電方法を選択できないという懸念事項があった。
これに対し、本発明では、現在走行中の道路状況をリアルタイムで測定して、バッテリ4を充電する際は上り坂ではなく下り坂を優先するなどの充電のタイミングおよび充電方法の切り替えを制御する。これにより、例えば下り坂で回生電力による充電が見込める場合に、その手前での充電を行わずにバッテリ残量を減らしておき、下り坂での過充電を予防するといった無駄の少ない効率的な充電制御を実施する。
次に、図2および図3のフローチャートを参照しながら、バッテリ4の充電制御動作を説明する。
先ず基本動作として、一定の周期で、車速センサ8が車速データを出力し、傾斜センサ11が現在走行中の道路の傾斜データを出力し、位置データ取得部12が自車の位置データを出力する(ステップST1)。車速データはECU7を経由してナビCPU14へ、傾斜データおよび位置データは直接ナビCPU14へ出力される。
先ず基本動作として、一定の周期で、車速センサ8が車速データを出力し、傾斜センサ11が現在走行中の道路の傾斜データを出力し、位置データ取得部12が自車の位置データを出力する(ステップST1)。車速データはECU7を経由してナビCPU14へ、傾斜データおよび位置データは直接ナビCPU14へ出力される。
ナビCPU14は、現在走行中の道路が過去に走行したことのある道路か否かを判定する(ステップST2)。具体的には、ナビCPU14が、ログデータ記憶部15の記憶するログデータの中から、位置データ取得部12が取得した位置データに一致するログデータを検索し、該当するログデータがあれば過去に走行した道路と判定し(ステップST2“YES”)、そのログデータを取得して(ステップST3)、ステップST4へ進む。
一方、該当するログデータがなければ、ナビCPU14は過去に走行したことのない道路と判定し(ステップST2“NO”)、ステップST4へ進む。
一方、該当するログデータがなければ、ナビCPU14は過去に走行したことのない道路と判定し(ステップST2“NO”)、ステップST4へ進む。
以下では、先ず、現在走行中の道路が過去に走行したことのない道路だった場合(ステップST2“NO”)を説明し、次に、現在走行中の道路が過去に走行したことのある道路だった場合(ステップST2“YES”)を説明する。
(1)現在走行中の道路が過去に走行したことのない道路だった場合
ナビCPU14は、自車の走行経路が設定されているか確認する(ステップST4)。走行経路が設定されている場合(ステップST4“YES”)、ナビCPU14は、位置データ取得部12の位置データと地図データ記憶部13の地図データに基づいて、走行経路の進行先であって自車位置より所定距離以内に、回生電力による充電が見込める下り坂があるか否かを判定する(ステップST5)。下り坂か否かの判定は、例えば道路網データに含まれる道路の標高データに基づいて行う。
一般に、下り坂では運転者が頻繁にエンジンブレーキおよびフットブレーキを使用するので、回生電力が発生しやすく、効率的にバッテリ4を充電できる。
ナビCPU14は、自車の走行経路が設定されているか確認する(ステップST4)。走行経路が設定されている場合(ステップST4“YES”)、ナビCPU14は、位置データ取得部12の位置データと地図データ記憶部13の地図データに基づいて、走行経路の進行先であって自車位置より所定距離以内に、回生電力による充電が見込める下り坂があるか否かを判定する(ステップST5)。下り坂か否かの判定は、例えば道路網データに含まれる道路の標高データに基づいて行う。
一般に、下り坂では運転者が頻繁にエンジンブレーキおよびフットブレーキを使用するので、回生電力が発生しやすく、効率的にバッテリ4を充電できる。
進行先に下り坂がある場合には(ステップST5“YES”)、ナビCPU14からECU7へその旨を通知する。また、ナビCPU14は、地図データ記憶部13の地図データに基づいて、その下り坂の開始地点と終了地点を充電開始ポイントと充電終了ポイントに設定し(ステップST6)、自車が充電開始ポイントに到達したときおよび充電終了ポイントに到達したときにECU7に通知する。
ECU7は、ナビCPU14から進行先に下り坂がある旨の通知を受け付けると、その後に充電開始ポイントに到達した旨の通知を受けるまでの間(ステップST8)、モータ2の駆動力で走行するように制御してバッテリ4の容量を減らす(ステップST7)。これにより、バッテリ4の過充電を防ぐために、下り坂に到達するまでの間にバッテリ4を放電させ残量を低下させておくことができる。
自車が、走行経路の進行先にある下り坂に設定された充電開始ポイントに到達した場合(ステップST8“YES”)、ナビCPU14は、傾斜センサ11が取得した傾斜データに基づいて、現在走行中の道路が傾斜しているか否かを判定する(ステップST9)。現在走行中の道路が傾斜している場合(ステップST9“YES”)、つまり現在走行中の道路状況が地図データの道路状況から変わっていない場合、続いてナビCPU14は、傾斜センサ11の取得した傾斜データに基づいて、現在走行中の道路が下り坂か上り坂かを判定する(ステップST10)。現在走行中の道路が下り坂の場合(ステップST10“YES”)、続いてナビCPU14は、傾斜センサ11の取得した傾斜データに基づいて、現在走行中の道路の傾斜角度が閾値以上か否かを判定する(ステップST11)。
ナビCPU14は、傾斜角度が閾値以上なら(ステップST11“YES”)、急な下り坂と判断して急速充電モードを選択し(ステップST12)、傾斜角度が閾値未満なら(ステップST11“NO”)、緩やかな下り坂と判断して通常充電モードを選択する(ステップST13)。緩やかな下り坂の走行中に発生する回生電力量に比べて、急な下り坂の走行中に発生する回生電力量が大きいので、急な下り坂では充電速度の速い急速充電モードが適している。下り坂の緩急を判定するための閾値は、道路の傾斜角度と発生する回生電力量との関係などに応じて設定しておけばよい。
ナビCPU14は、選択した充電モードをECU7へ通知する。
ナビCPU14は、選択した充電モードをECU7へ通知する。
ナビCPU14から充電モードの通知を受けたECU7は、バッテリ残量監視部6により監視されているバッテリ4の残量に基づいて、バッテリ4が満充電か否かを判定する(ステップST14)。バッテリ4の容量に空きがある場合(ステップST14“NO”)、ECU7は、バッテリ4の残量に基づいてエンジン1とモータ2の出力調整を行う(ステップST15)。なお、ECU7において、バッテリ4の残量が100%のときを満充電と判定する構成にしてもよいし、バッテリ残量監視部6の測定誤差などを考慮して、100%未満の任意の値を閾値にしてもよい。
一方、現在走行中の道路状況が地図データの道路状況から変わっている場合、つまり、現在走行中の道路が傾斜していない場合(ステップST9“NO”)、または上り坂である場合(ステップST10“NO”)、ナビCPU14は、回生電力による充電に適さないと判断し、充電を実施しない(ステップST17)。
また、バッテリ4が満充電の場合も(ステップST14“YES”)、バッテリ4の充電を実施しない(ステップST17)。
また、バッテリ4が満充電の場合も(ステップST14“YES”)、バッテリ4の充電を実施しない(ステップST17)。
図4は、エンジン1とモータ2の出力調整用のテーブルの例である。例えば、ECU7が、図4(a)に示す急速充電モードの出力調整用テーブルと、図4(b)に示す通常充電モードの出力調整用テーブルを有しており、ナビCPU14から通知される充電モードに応じてテーブルを選択し、選択したテーブルの中からバッテリ4の残量に応じた出力割合を決定する。
急速充電モードが選択されている場合(即ち、現在走行中の道路が急な下り坂である場合)、バッテリ4の残量が0〜59%なら、主にエンジン1の出力により走行するようにし、モータ2の出力割合を小さくしてバッテリ4の消費を抑制し、回生電力による充電の効率を高める。バッテリ4の残量が60〜89%なら、モータ2とエンジン1の出力割合を中程度にし、90〜100%なら、エンジン1の出力割合を小さくし、主にモータ2の出力により走行してバッテリ4の過充電を防止する。
通常充電モードが選択されている場合(即ち、現在走行中の道路が緩やかな下り坂である場合)、バッテリ4の残量に対する出力割合の割り当て方が急速充電モードとは異なる。図4(b)の例では、バッテリ4の残量が0〜29%ならモータ2の出力を小、エンジン1の出力を大にし、30〜69%ならモータ2の出力を中、エンジン1の出力も中にし、70〜100%ならモータ2の出力を大、エンジン1の出力を小にする。
このように、急速充電モードでも通常充電モードでも、モータ2の出力割合を大きくすることによりバッテリ4の消費を優先し、反対にエンジン1の出力割合を大きくすることによりバッテリ4の消費を抑制して充電を優先することが可能である。ただし、急速充電モードでは通常充電モードよりも早急にバッテリ4を充電するために、エンジン1の出力割合が大きくなりやすいテーブル設定になっている。
このように、急速充電モードでも通常充電モードでも、モータ2の出力割合を大きくすることによりバッテリ4の消費を優先し、反対にエンジン1の出力割合を大きくすることによりバッテリ4の消費を抑制して充電を優先することが可能である。ただし、急速充電モードでは通常充電モードよりも早急にバッテリ4を充電するために、エンジン1の出力割合が大きくなりやすいテーブル設定になっている。
続いてECU7は、選択した充電モードと出力割合になるようにエンジン1、モータ2、ジェネレータ3、バッテリ4およびインバータ5を制御し、回生電力による充電を開始する(ステップST16)。ECU7は、ナビCPU14から充電終了ポイントに到達した旨の通知を受け付けると、充電を終了する。あるいは、充電終了ポイントに到達する前にバッテリ4が満充電になった場合にも、ECU7は充電を終了する。
ステップST16の充電中、ECU7は、バッテリ残量監視部6により監視されているバッテリ4の残量の情報、およびエンジン1とモータ2の出力調整の情報をナビCPU14へ出力する。
ナビCPU14は、バッテリ4の残量の情報などを用いて充電効率の評価値を算出する。充電効率の評価値は、充電効率の高低を示すものであればよく、算出方法は任意でよい。そして、ナビCPU14は、自車が走行した道路の位置データと傾斜データと車速データ、その道路のうちの充電を行った範囲(充電開始ポイントおよび充電終了ポイントなど)、実施した充電モード、エンジン1とモータ2の出力調整の情報、バッテリ4の残量の情報、充電効率の評価値などを、ログデータとしてログデータ記憶部15に記憶する(ステップST18)。
ナビCPU14は、バッテリ4の残量の情報などを用いて充電効率の評価値を算出する。充電効率の評価値は、充電効率の高低を示すものであればよく、算出方法は任意でよい。そして、ナビCPU14は、自車が走行した道路の位置データと傾斜データと車速データ、その道路のうちの充電を行った範囲(充電開始ポイントおよび充電終了ポイントなど)、実施した充電モード、エンジン1とモータ2の出力調整の情報、バッテリ4の残量の情報、充電効率の評価値などを、ログデータとしてログデータ記憶部15に記憶する(ステップST18)。
充電を行わない場合(ステップST17)、ナビCPU14は、少なくとも自車が走行した道路の位置データと傾斜データを、ログデータとしてログデータ記憶部15に記憶する(ステップST18)。また、ECU7は、バッテリ4を放電させ、モータ2の駆動力により走行するよう制御する。
他方、走行経路が設定されていない場合(ステップST4“NO”)、または走行経路の進行先に下り坂がない場合(ステップST5“NO”)、ナビCPU14は、傾斜センサ11がリアルタイムに測定する現在走行中の道路の傾斜状態に基づいて、充電制御を実施する。
その場合、ナビCPU14およびECU7が、先に説明したステップST9〜ST18を実行すればよいため、詳細な説明は説明する。
その場合、ナビCPU14およびECU7が、先に説明したステップST9〜ST18を実行すればよいため、詳細な説明は説明する。
なお、ステップST9において、極端に短い距離の坂道および路面の局所的な凹凸は、回生電力による充電に適さないため、ナビCPU14は、傾斜が所定距離(例えば、20〜30m)継続しない場合に傾斜と判定しないことが望ましい。
また、ステップST16において、ECU7は、バッテリ4が満充電となった場合には充電を終了する。充電を終了するきっかけとしては、バッテリ4が満充電となった場合以外では、例えば、現在走行中の道路の下り坂の終了地点に到達した場合がある。下り坂の終了地点か否かの判定は、ナビCPU14が、傾斜センサ11の測定する傾斜データに基づいて行うか、地図データ記憶部13の地図データと位置データ取得部12の位置データに基づいて行えばよい。ナビCPU14は下り坂の終了地点を判定すると、ECU7に通知し、ECU7が充電を終了する。
また、ステップST18でログデータを記憶する際、ナビCPU14は、回生電力による充電を行った道路範囲を表す充電開始ポイントと充電終了ポイントも含めて記憶するようにして、その道路を次回走行するときに充電タイミングを予測できるようにする。
また、ステップST16において、ECU7は、バッテリ4が満充電となった場合には充電を終了する。充電を終了するきっかけとしては、バッテリ4が満充電となった場合以外では、例えば、現在走行中の道路の下り坂の終了地点に到達した場合がある。下り坂の終了地点か否かの判定は、ナビCPU14が、傾斜センサ11の測定する傾斜データに基づいて行うか、地図データ記憶部13の地図データと位置データ取得部12の位置データに基づいて行えばよい。ナビCPU14は下り坂の終了地点を判定すると、ECU7に通知し、ECU7が充電を終了する。
また、ステップST18でログデータを記憶する際、ナビCPU14は、回生電力による充電を行った道路範囲を表す充電開始ポイントと充電終了ポイントも含めて記憶するようにして、その道路を次回走行するときに充電タイミングを予測できるようにする。
このように、走行経路が設定されていない場合および過去に走行したことのない道路を走行する場合でも、現在走行中の道路の傾斜状態をリアルタイムで測定し、バッテリ4を充電するタイミングおよび方法(充電モードおよびエンジン1とモータ2の出力調整など)を適切に制御することができる。従って、バッテリ4の充電効率を向上させて、モータ2の駆動力で走行できる距離を長くし、燃費の向上に繋げることができる。
(2)現在走行中の道路が過去に走行したことのある道路だった場合
現在走行中の道路が過去に走行したことのある道路だった場合(ステップST2“YES”)、ナビCPU14は、ログデータをログデータ記憶部15から取得し(ステップST3)、続いて走行経路の設定有無を確認する(ステップST4)。
現在走行中の道路が過去に走行したことのある道路だった場合(ステップST2“YES”)、ナビCPU14は、ログデータをログデータ記憶部15から取得し(ステップST3)、続いて走行経路の設定有無を確認する(ステップST4)。
自車の走行経路が設定されている場合(ステップST4“YES”)、ナビCPU14は、位置データ取得部12の位置データとステップST3でログデータ記憶部15から取得したログデータに基づいて、走行経路の進行先であって自車位置より所定距離以内に、回生電力による充電が見込める下り坂があるか否かを判定する(ステップST5)。下り坂か否かの判定は、ログデータに含まれる傾斜データに基づいて行ってもよいし、充電開始ポイントと充電終了ポイントが設定された道路範囲を下り坂とみなしてもよい。
なお、ログデータに、過去に下り坂を走行したときの充電効率の評価値が含まれている場合、ナビCPU14はその評価値に基づいて充電効率が低い下り坂を除外してもよい。
なお、ログデータに、過去に下り坂を走行したときの充電効率の評価値が含まれている場合、ナビCPU14はその評価値に基づいて充電効率が低い下り坂を除外してもよい。
ステップST6〜ST8の処理は、上記(1)と同様のため、説明を省略する。
なお、ステップST6において、ナビCPU14は、ログデータに含まれる充電開始ポイントおよび充電終了ポイントを使用可能である。
なお、ステップST6において、ナビCPU14は、ログデータに含まれる充電開始ポイントおよび充電終了ポイントを使用可能である。
続いてナビCPU14は、傾斜センサ11が取得した傾斜データに基づいて、現在走行中の道路が傾斜しているか否かを判定する(ステップST9)。このとき、ナビCPU14は、ログデータに含まれる傾斜データと傾斜センサ11の傾斜データが略同じであれば、現在走行中の道路状況がログデータ記憶時の道路状況から変化していないと判断して、ステップST10〜ST11の処理を省略して、ログデータに含まれる充電モードを選択する(ステップST12,ST13)。
続いてECU7は、バッテリ残量監視部6により監視されているバッテリ4の残量に基づいてバッテリ4が満充電か否かを判定し(ステップST14)、容量に空きがある場合は(ステップST14“NO”)、充電モードとバッテリ4の残量に応じてエンジン1とモータ2の出力調整を行う(ステップST15)。
ステップST16〜ST17の処理は、上記(1)と同様のため、説明を省略する。
なお、ステップST9において現在走行中の道路状況がログデータ記憶時の道路状況から変化している場合、ナビCPU14およびECU7は、ログデータを使用せず、傾斜センサ11などの実測値を使用して、ステップST9以降の処理を実施する。
なお、ステップST9において現在走行中の道路状況がログデータ記憶時の道路状況から変化している場合、ナビCPU14およびECU7は、ログデータを使用せず、傾斜センサ11などの実測値を使用して、ステップST9以降の処理を実施する。
なお、上記説明では、バッテリ4の充電制御動作をECU7とナビCPU14とで分担したが、分担の仕方が異なっていてもよいし、ECU7およびナビCPU14のいずれか一方が行う構成にしてもよい。
また、ユーザの操作をナビCPU14へ入力可能な入力デバイスをナビゲーション装置10に設けて、ログデータを使用するか否か、走行経路に基づき充電のタイミングを制御するか否かといった設定のオンオフを、ユーザが任意に切り替えることができるように構成することも可能である。
また、上記説明では、エンジン1とモータ2の出力調整用のテーブルを予め用意しておく構成にしたが、これに限定されるものではない。例えば、ある道路(下り坂)に関するログデータを蓄積していき、蓄積したログデータをナビCPU14またはECU7が解析して、充電効率が高くなるような充電のタイミングおよび方法(充電モードおよびエンジン1とモータ2の出力割合など)を学習してもよい。
また例えば、ECU7が、ログデータに含まれる車速データをアクセルの踏み方として学習し、ある下り坂をあるアクセルの踏み方で走行するときはこの充電のタイミングおよび方法を用いるといった学習機能を持たせてもよい。ある下り坂をアクセルを踏んで速い速度で下ったのであれば充電には適していないが、アクセルを極力踏まず、エンジンブレーキを主に使用してゆっくり下ったのであれば充電を行うことが可能である。そのため、傾斜データ、車速データ、その下り坂のうちの充電を行った範囲(充電開始ポイントおよび充電終了ポイントなど)、充電方法をログデータとして蓄積していれば、充電を行うタイミングなどを予め決定することが可能になる。
また例えば、ECU7が、ログデータに含まれる車速データをアクセルの踏み方として学習し、ある下り坂をあるアクセルの踏み方で走行するときはこの充電のタイミングおよび方法を用いるといった学習機能を持たせてもよい。ある下り坂をアクセルを踏んで速い速度で下ったのであれば充電には適していないが、アクセルを極力踏まず、エンジンブレーキを主に使用してゆっくり下ったのであれば充電を行うことが可能である。そのため、傾斜データ、車速データ、その下り坂のうちの充電を行った範囲(充電開始ポイントおよび充電終了ポイントなど)、充電方法をログデータとして蓄積していれば、充電を行うタイミングなどを予め決定することが可能になる。
また、ナビCPU14は、ログデータ記憶部15に蓄積したログデータを利用して、例えばガソリンの消費量を抑えた走行経路を探索可能である。具体的には、ナビCPU14が経路探索する際に複数の走行経路候補が見つかった場合、これらの走行経路候補に該当するログデータに基づいて「効率的にバッテリ4を使用して最もガソリンの消費を抑えた走行経路」を選択する。これにより、ユーザは、最も燃費のよい走行経路を走行することが可能になる。
以上より、実施の形態1によれば、バッテリ4の充電制御装置は、現在走行中の道路の傾斜を測定する傾斜センサ11と、傾斜センサ11が測定する傾斜データに基づいて現在走行中の道路が下り坂か否かを判定し、下り坂の場合に、当該下り坂の傾斜状態に応じた充電方法で回生電力によるバッテリ4の充電を行う充電制御部(ECU7およびナビCPU14)とを備える構成にした。このため、ナビゲーション装置10により走行経路が設定されていない場合、道路工事などにより実際の道路状況が地図データと異なっている場合、地図データに無い新しい道路を走行する場合などであっても、傾斜センサ11の実測値に基づく実際の道路状況に適した充電タイミングおよび充電方法(充電モードおよびエンジン1とモータ2の出力割合など)でバッテリ4を充電することができる。従って、バッテリ4の充電効率を向上させることができ、ハイブリッド車両の燃費向上に繋がる。
また、実施の形態1によれば、バッテリ4の充電制御装置は、自車位置を取得する位置データ取得部12と、自車位置ごとの傾斜データ、回生電力によるバッテリ4の充電を行った道路範囲および充電方法をログデータとして記憶するログデータ記憶部15とを備え、充電制御部(ECU7およびナビCPU14)は、現在走行中の道路のログデータがログデータ記憶部15に存在する場合に、当該ログデータを用いて、回生電力によるバッテリ4の充電を行うタイミングおよび充電方法を決定するように構成した。このため、自車が過去に走行したことがある道路では、ログデータを使用して、過去の充電効率の高かった充電方法を実施できる。
また、実施の形態1によれば、充電制御部(ECU7およびナビCPU14)は、ハイブリッド車両に搭載されたナビゲーション装置10により走行経路が設定されている場合に、当該走行経路の進行先に存在する下り坂で回生電力によるバッテリ4の充電を行うようスケジューリングするように構成した。このため、進行先の下り坂で充電できる見込みがある場合にはその手前では充電を行わず、バッテリ4の容量を減らしておき、当該下り坂での過充電を防止するなど、無駄の少ない効率的な充電制御が実施できる。
走行経路の進行先に存在する下り坂は、地図データ記憶部13の地図データを使用して検出してもよいし、ログデータ記憶部15のログデータを使用して検出してもよい。
走行経路の進行先に存在する下り坂は、地図データ記憶部13の地図データを使用して検出してもよいし、ログデータ記憶部15のログデータを使用して検出してもよい。
なお、実施の形態1では、エンジン1とモータ2を搭載したハイブリッド車両に対して充電制御装置を適用した例を説明したが、エンジン1を持たずモータ2のみ搭載した電気自動車に適用することも可能である。その場合、例えばステップST15ではモータ2のみ出力を調整する。つまり、図4(a)および図4(b)の各テーブルにおいてエンジン出力の割合の情報が不要である。
上記以外にも、本発明はその発明の範囲内において、実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。
1 エンジン、2 モータ、3 ジェネレータ、4 バッテリ、5 インバータ、6 バッテリ残量監視部、7 ECU(充電制御部)、8 車速センサ、10 ナビゲーション装置、11 傾斜センサ、12 位置データ取得部、13 地図データ記憶部、14 ナビCPU(充電制御部)、15 ログデータ記憶部。
Claims (6)
- 車両の駆動力源になるモータへ電力を供給すると共に当該モータの発電した回生電力を充電する車載バッテリの充電制御装置であって、
現在走行中の道路の傾斜を測定する傾斜センサと、
前記傾斜センサが測定する傾斜データに基づいて前記現在走行中の道路が下り坂か否かを判定し、下り坂の場合に、当該下り坂の傾斜状態に応じた充電方法で前記回生電力による前記車載バッテリの充電を行う充電制御部とを備えることを特徴とする車載バッテリの充電制御装置。 - 自車位置を取得する位置データ取得部と、
前記自車位置ごとの前記傾斜データ、前記回生電力による前記車載バッテリの充電を行った道路範囲および充電方法をログデータとして記憶するログデータ記憶部とを備え、
前記充電制御部は、現在走行中の道路のログデータが前記ログデータ記憶部に存在する場合に、当該ログデータを用いて、前記回生電力による前記車載バッテリの充電を行うタイミングおよび充電方法を決定することを特徴とする請求項1記載のハイブリッド車両の充電制御装置。 - 前記充電制御部は、前記車両に搭載されたナビゲーション装置により走行経路が設定されている場合に、当該走行経路の進行先に存在する下り坂で前記回生電力による前記車載バッテリの充電を行うようスケジューリングすることを特徴とする請求項1または請求項2記載の車載バッテリの充電制御装置。
- 前記充電制御部は、前記充電方法として、前記下り坂の傾斜角度が閾値未満の場合に通常充電モードを選択し、当該閾値以上の場合に前記通常充電モードより充電速度の速い急速充電モードを選択することを特徴とする請求項1から請求項3のうちのいずれか1項記載の車載バッテリの充電制御装置。
- 前記車両は、前記モータとエンジンとが搭載されたハイブリッド車両であることを特徴とする請求項1から請求項4のうちのいずれか1項記載の車載バッテリ充電制御装置。
- 前記車載バッテリの残量を監視するバッテリ残量監視部を備え、
前記充電制御部は、前記バッテリ残量監視部が監視する前記車載バッテリの残量に応じて前記モータと前記エンジンの出力を調整することを特徴とする請求項5記載の車載バッテリの充電制御装置。
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- 2013-10-04 JP JP2013209246A patent/JP2015073420A/ja active Pending
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