JP2022070594A - Vehicle control device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は車両制御装置に関する。 The present invention relates to a vehicle control device.
近年、大気汚染防止の観点から、或いは、騒音防止の観点から、或いは、その他の観点から、内燃機関の駆動を制限する機関駆動制限区域を設定し、この機関駆動制限区域内では、内燃機関の駆動を禁止するという規制を設ける国が増えてきている。このような規制に対応し得るように、発電用又は駆動用内燃機関と、内燃機関駆動の発電機の発電作用により或いは回生制御により充電されるバッテリと、バッテリ駆動の電気モータとを具備したハイブリッド車両において、車両が大気汚染防止強化地域内を通過するときには、内燃機関の作動を停止すると共に電気モータにより車両を駆動するようにしたハイブリッド車両が公知である(例えば特許文献1を参照)。 In recent years, an engine drive restricted area that limits the drive of an internal combustion engine has been set from the viewpoint of air pollution prevention, noise prevention, or other viewpoints, and within this engine drive restricted area, an internal combustion engine is used. An increasing number of countries are setting regulations to ban driving. A hybrid including a power-generating or driving internal combustion engine, a battery charged by the power generation action of the internal combustion engine-driven generator or by regenerative control, and a battery-driven electric motor so as to be able to comply with such regulations. Among vehicles, a hybrid vehicle is known in which the operation of an internal combustion engine is stopped and the vehicle is driven by an electric motor when the vehicle passes through an area where air pollution prevention is strengthened (see, for example, Patent Document 1).
ところで上述の如き規制を設けた国では、例えば記憶装置に記憶されておりかつ運転席の表示画面上に表示された機関駆動制限区域に関する地図情報に基づいて、車両が機関駆動制限区域に入ったと運転者等が認識したときには、運転者等が内燃機関の作動を停止すると共に電気モータによる車両の駆動に切換える操作を行い、規則違反をした場合には、例えば、罰金を課す等の規制方式を採用している国が多い。ところが例えば記憶装置に記憶されている地図情報の更新忘れにより、実際には機関駆動制限区域内に位置しているにも拘わらずに、車両が機関駆動制限区域外にいると運転者等が誤判断してしまう場合がある。このような場合には、誤判断していることを運転者等に知らせて、内燃機関の作動を停止すると共に電気モータによる車両の駆動に切換える操作を行うように運転者等を誘導することが好ましい。しかしながら、誤判断していることを運転者に知らせるための適切な手法がないのが現状である。 By the way, in the countries where the above-mentioned regulations are set, for example, the vehicle has entered the engine drive restricted area based on the map information about the engine drive restricted area stored in the storage device and displayed on the display screen of the driver's seat. When the driver, etc. recognizes it, the driver, etc. stops the operation of the internal combustion engine and switches to driving the vehicle by the electric motor, and if the rule is violated, for example, a fine is imposed. Many countries have adopted it. However, for example, due to forgetting to update the map information stored in the storage device, the driver etc. mistakenly think that the vehicle is outside the engine drive restricted area even though it is actually located in the engine drive restricted area. It may be judged. In such a case, it is possible to notify the driver, etc. of the misjudgment, and guide the driver, etc. to stop the operation of the internal combustion engine and switch to driving the vehicle by the electric motor. preferable. However, the current situation is that there is no appropriate method for informing the driver that a misjudgment has been made.
そこで、本発明によれば、電気モータのみにより、又は電気モータおよび内燃機関の双方により駆動されるハイブリッド車両の車両制御装置において、自車両の位置と機関駆動制限区域に関する情報に基づいて自車両が機関駆動制限区域内にいるか否かを判別する判別部と、自車両を中心とする予め設定された距離範囲内に位置する他車両の内燃機関作動率を取得する内燃機関作動率取得部とを具備しており、自車両が機関駆動制限区域外にいると判別されたときに、該内燃機関作動率が予め設定された下限値以下の場合には、内燃機関の作動を停止するように誘導する車両制御装置が提供される。 Therefore, according to the present invention, in the vehicle control device of a hybrid vehicle driven only by an electric motor or by both an electric motor and an internal combustion engine, the own vehicle is based on information on the position of the own vehicle and the engine drive restricted area. An internal combustion engine operating rate acquisition unit that acquires an internal combustion engine operating rate of another vehicle located within a preset distance range centered on the own vehicle and a determining unit that determines whether or not the vehicle is within the engine drive restricted area. When it is determined that the own vehicle is outside the engine drive restricted area, if the internal combustion engine operating rate is equal to or less than a preset lower limit, the internal combustion engine is guided to stop operating. Vehicle control device is provided.
機関駆動制限区域内において、内燃機関が作動せしめられる可能性を低く抑えることができる。 It is possible to reduce the possibility that the internal combustion engine is activated in the engine drive restricted area.
図1を参照すると、1は電気モータのみにより、又は電気モータおよび内燃機関の双方により駆動されるハイブリッド車両を示している。また、図1において、2は駆動輪に駆動力を与えるための車両駆動部、3はバッテリ、4は車両1内に搭載された電子制御ユニットを夫々示す。図1に示されるように、電子制御ユニット4はデジタルコンピュータからなり、双方向性バス5によって互いに接続されたCPU(マイクロプロセッサ)6、ROMおよびRAMからなるメモリ7および入出力ポート8を具備する。
Referring to FIG. 1,
また、車両1内には、人工衛星からの電波を受信して車両1の現在位置を検出するためのGPS(Global Positioning System)受信装置9と、地図データ等を記憶している地図データ記憶装置10と、ナビゲーション装置11とが搭載されている。更に、車両1内には、アクセル開度センサ、機関回転数センサ、車速センサ、大気温センサ、大気圧センサ等の各種センサ12が搭載されている。これらのGPS受信装置9、地図データ記憶装置10、ナビゲーション装置11および各種センサ12は電子制御ユニット4に接続されている。
Further, in the
一方、図1において30はサーバを示している。図1に示されるように、このサーバ30内には電子制御ユニット31が設置されている。この電子制御ユニット31はデジタルコンピュータからなり、双方向性バス32によって互いに接続されたCPU(マイクロプロセッサ)33、ROMおよびRAMからなるメモリ34および入出力ポート35を具備する。更に、サーバ30内には、車両1と通信を行うための通信装置36が設置されている。一方、車両1には、サーバ30と通信を行うための通信装置13が搭載されている。
On the other hand, in FIG. 1, 30 indicates a server. As shown in FIG. 1, an
図2Aおよび図2Bは、図1に示される車両駆動部2の構成図であって夫々別の形式の代表的なハイブリッドシステムを示している。これらのハイブリッドシステムは、よく知られているので極簡単に説明する。最初に図2Aを参照すると、車両駆動部2は、内燃機関20と、電気モータ21と、発電機23と、例えば遊星歯車機構からなる動力分割機構24およびモータ制御装置25を具備する。電気モータ21は、発電機の役目も果たすので、通常、モータジェネレータと称される。例えば、低速走行時には、車両1が電気モータ21により駆動される。このときには、バッテリ3からモータ制御装置25を介して電気モータ21に電力が供給され、電気モータ21の出力が動力分割機構24により駆動輪に伝達される。
2A and 2B are configuration diagrams of the
一方、中高速走行時には、車両1が内燃機関20および電気モータ21により駆動される。このときには、一方では、内燃機関20の出力の一部が動力分割機構24により駆動輪に伝達され、他方では、内燃機関20の出力の一部により発電機23が駆動されると共に発電機23の発電電力によって電気モータ21が駆動され、電気モータ21の出力が動力分割機構24により駆動輪に伝達される。また、車両1の制動時には、電気モータ21が発電機として機能し、電気モータ21の発電電力によりバッテリ3の充電を行う回生制御が行われる。また、バッテリ3の充電量が低下した場合には、動力分割機構24を介して内燃機関20により発電機23が駆動され、発電機23の発電電力によってバッテリ3の充電が行われる。
On the other hand, during medium- and high-speed traveling, the
次に、図2Bを参照すると、車両駆動部2は、内燃機関20と、電気モータ21と、発電機23と、モータ制御装置25を具備する。図2Bに示されるハイブリッドシステムでも、電気モータ21は、発電機の役目も果たすので、通常、モータジェネレータと称される。このハイブリッドシステムでは、車両1が、常時、電気モータ21により駆動される。一方、バッテリ3の充電量が低下した場合には、内燃機関20により発電機23が駆動され、発電機23の発電電力によってバッテリ3の充電が行われる。また、このハイブリッドシステムでも、車両1の制動時には、電気モータ21が発電機として機能し、電気モータ21の発電電力によりバッテリ3の充電を行う回生制御が行われる。図2Aおよび図2Bのいずれに示されるハイブリッドシステムでも、内燃機関20および動力分割機構24は電子制御ユニット4の出力信号により制御され、電気モータ21および発電機23は、電子制御ユニット4の出力信号に基づきモータ制御装置25により制御される。
Next, referring to FIG. 2B, the
ところで、電気モータ21のみによって車両1が駆動されるモードをEVモードと称し、内燃機関20および電気モータ21の双方によって車両1が駆動されるモードをHVモードと称すると、図2Aに示されるハイブリッドシステムを備えたハイブリッド車両1では、EVモードと、HVモードとのいずれか一方のモードに選択的に切換えられる。一方、図2Bに示されるハイブリッドシステムを備えたハイブリッド車両1では、電気モータ21のみにより車両1が駆動され、内燃機関20は発電機23を駆動してバッテリ3を充電するためにだけ用いられるので、この車両1では車両1の駆動モードが常にEVモードとされる。なお、図2Aおよび図2Bに示されるハイブリッドシステムは、代表的な一例であって、本発明では、種々の形式のハイブリッドシステムを用いることができる。
By the way, the mode in which the
さて、近年、大気汚染防止の観点から、或いは、騒音防止の観点から、或いは、その他の観点から、内燃機関の駆動を制限する機関駆動制限区域を設定し、この機関駆動制限区域内では、内燃機関の駆動を禁止するという規制を設ける国が増えてきている。図3には、或る地域に設定された機関駆動制限区域内と機関駆動制限区域外との境界GFが図解的に示されており、この境界GFの内側が機関駆動制限区域とされる。この境界GFは、通常、ジオフェンシングと称される。この境界GFは固定化されている場合もあるし、大気汚染の状況等の何らかの理由により、位置が変動する場合もある。 By the way, in recent years, an engine drive restricted area for limiting the drive of an internal combustion engine has been set from the viewpoint of air pollution prevention, noise prevention, or other viewpoints, and the internal combustion engine is included in the engine drive restricted area. An increasing number of countries are setting regulations to ban the driving of engines. FIG. 3 graphically shows the boundary GF between the inside of the engine drive restricted area set in a certain area and the outside of the engine drive restricted area, and the inside of the boundary GF is defined as the engine drive restricted area. This boundary GF is commonly referred to as geofencing. This boundary GF may be fixed, or its position may change due to some reason such as air pollution.
図3において、Kd,Ke,Kf,Kgは、各道路における境界GF上の位置を示している。境界GF上に位置する各道路位置Kd,Ke,Kf,Kgには、ゲートが設けられている場合がある。この場合には、車両1の搭乗者は、車両1がこれらのゲートを通過したことで機関駆動制限区域内に入ったことを認識することができる。
In FIG. 3, Kd, Ke, Kf, and Kg indicate positions on the boundary GF on each road. Gates may be provided at each road position Kd, Ke, Kf, Kg located on the boundary GF. In this case, the passenger of the
一方、境界GF、即ち、ジオフェンシングに関する情報が、地図データ記憶装置10に記憶されており、この地図データ記憶装置10に記憶されている境界GF、即ち、ジオフェンシングに関する情報が運転者等により更新される場合がある。この場合には、地図データ記憶装置10に記憶された地図情報に基づき、境界GF、即ち、ジオフェンシングの位置がナビゲーション装置11の表示画面上に表示され、ナビゲーション装置11の表示画面上に表示された地図情報から、車両1が機関駆動制限区域内に入ったことを認識することができる。
On the other hand, the boundary GF, that is, the information about the geofencing is stored in the map
さて、図2Aに示されるハイブリッドシステムが用いられている場合において、運転者等により車両1が機関駆動制限区域内に入ったと認識されたときには、通常は、運転者により運転モードをEVモードに切換える操作が行われ、内燃機関20の作動が停止されると共に電気モータ21により車両1が駆動される。一方、図2Bに示されるハイブリッドシステムが用いられている場合において、運転者等により車両1が機関駆動制限区域内に入ったと認識されたときには、通常は、運転者により内燃機関20の作動を停止する操作が行われ、バッテリ3を充電するための発電機23の駆動が停止される。
When the hybrid system shown in FIG. 2A is used, when the driver or the like recognizes that the
ところが、境界GFに設置されたゲートを通過したことに気付かず、或いは、データ記憶装置10に記憶されている境界GF、即ち、ジオフェンシングに関する情報の更新作用のし忘れにより、実際には機関駆動制限区域内にいるにも拘わらずに、依然として機関駆動制限区域外にいると運転者等が誤判断してしまう場合がある。この場合には、図2Aに示されるハイブリッドシステムが用いられている車両1では、HVモードで車両1が運転される場合があり、図2Bに示されるハイブリッドシステムが用いられている車両1では、内燃機関20により発電機23が駆動される場合がある。このように機関駆動制限区域内において、内燃機関20が作動せしめられている場合には、誤判断していることを運転者に知らせて、図2Aに示されるハイブリッドシステムが用いられている車両1では、EVモードで車両1を運転するように運転者を誘導することが好ましく、図2Bに示されるハイブリッドシステムが用いられている車両1では、内燃機関20を停止するように運転者を誘導することが好ましい。
However, it is actually driven by an engine because it does not notice that it has passed through the gate installed at the boundary GF, or because it forgets to update the information about the boundary GF stored in the
一方、機関駆動制限区域内では、ほとんどの車両において内燃機関20の作動が停止されていると共に電気モータ21による車両駆動が行われており、従って、機関駆動制限区域内では、内燃機関20が作動している車両の割合は極めて少ないと考えられる。言い換えると、機関駆動制限区域内では、自車両の周りを走行している他車両のうちで、内燃機関20が作動せしめられている他車両の割合は極めて少ないと考えられる。そこで、本発明による実施例では、自車両を中心とする予め設定された距離範囲内に位置する他車両の内燃機関作動率を取得し、この内燃機関作動率が極めて低いとき、例えば、内燃機関作動率が予め設定された下限値以下のときには、実際には自車両が機関駆動制限区域内に位置しているにも拘わらずに、自車両が機関駆動制限区域外にいると誤認識していると判断して、内燃機関20の作動を停止するように運転者を誘導するようにしている。
On the other hand, in the engine drive restricted area, the operation of the
ところで、機関駆動制限区域を設定している場合には、機関駆動制限区域内を走行している車両が、規制をきちんと順守しているか否かを確認するために、各車両の現在位置に関する情報および各車両の内燃機関20の作動に関する情報を各車両からサーバ30に送信することを各車両に義務付ける場合が多い。そこで、本発明による実施例では、サーバ30に集められた各車両の現在位置に関する情報および各車両の内燃機関20の作動に関する情報を利用して、自車両を中心とする予め設定された距離範囲内に位置する他車両の内燃機関作動率を取得するようにしている。この場合、本発明による実施例では、サーバ30に集められている情報に基づいて、内燃機関作動率が予め設定された下限値以下であると判別された場合には、内燃機関20の作動を停止するように誘導する。例えば、内燃機関作動率が予め設定された下限値以下であると判別された場合には、ナビゲーション装置11の表示画面上に、現在車両が機関駆動制限区域内を走行していることを表示し、それにより、内燃機関20の作動を停止するように運転者を誘導する。
By the way, when the engine drive restricted area is set, the information about the current position of each vehicle is checked to confirm whether the vehicles traveling in the engine drive restricted area properly comply with the regulations. In many cases, each vehicle is obliged to transmit information regarding the operation of the
このように本発明による実施例では、電気モータ21のみにより、又は電気モータ21および内燃機関20の双方により駆動されるハイブリッド車両の車両制御装置において、自車両の位置と機関駆動制限区域に関する情報に基づいて自車両が機関駆動制限区域内にいるか否かを判別する判別部と、自車両を中心とする予め設定された距離範囲内に位置する他車両の内燃機関作動率を取得する内燃機関作動率取得部とを具備しており、自車両が機関駆動制限区域外にいると判別されたときに、内燃機関作動率が予め設定された下限値以下の場合には、内燃機関の作動を停止させるように誘導する。この場合、本発明による実施例では、車両1内に搭載された電子制御ユニット4、GPS受信装置9、地図データ記憶装置10およびナビゲーション装置11が、これら判別部および内燃機関作動率取得部を構成している。
As described above, in the embodiment according to the present invention, in the vehicle control device of the hybrid vehicle driven only by the
次に、機関駆動制限区域内と機関駆動制限区域外との境界GFに関する情報が地図データ記憶装置10に記憶されている場合を例にとって、図4から図7を参照しつつ本発明による実施例を実行するためのルーチンについて説明する。まず、初めに、図4を参照すると、この図4は、各車両1内に搭載された電子制御ユニット4において実行される送信処理ルーチンを示しており、このルーチンは一定時間毎に実行される。図4に示されるように、送信処理ルーチンが実行されると、まず初めに、ステップ40において、GPS受信装置9により受信された受信信号と、地図データ記憶装置10に記憶されている地図データに基づいて、自車両1の現在位置が検出される。次いで、ステップ41では、自車両1の現在位置に関する情報、および自車両1に搭載されている内燃機関20が作動しているか否かに関する情報が、各車両1からサーバ30に送信される。
Next, an example according to the present invention is taken as an example in which information regarding the boundary GF between the inside of the engine drive restricted area and the outside of the engine drive restricted area is stored in the map
次いで、ステップ42では、地図データ記憶装置10に記憶されている境界GFに関する情報に基づいて、現在自車両1が機関駆動制限区域内を走行しているか否かが判別される。現在自車両1が機関駆動制限区域内を走行していると判別されたときには、処理サイクルを終了する。これに対し、現在自車両1が機関駆動制限区域外を走行していると判別されたときには、ステップ43に進んで、自車両を中心とする予め設定された距離範囲内に位置する他車両の内燃機関の作動情報の取得要求、即ち、他車情報の取得要求が車両1からサーバ30に送信される。
Next, in
図5は、図4のステップ41における自車両1の現在位置に関する情報、および自車両1に搭載されている内燃機関20が作動しているか否かに関する情報の送信に対し、サーバ30の電子制御ユニット31において実行される第1処理ルーチンを示している。なお、このルーチンは繰り返し実行される。図5を参照すると、まず初めに、ステップ50において、いずれかの車両1から、車両1の現在位置に関する情報、および車両1に搭載されている内燃機関20が作動しているか否かに関する情報がサーバ30に送信されてきた否かが判別される。車両1の現在位置に関する情報、および車両1に搭載されている内燃機関20が作動しているか否かに関する情報がサーバ30に送信されてきていないと判別されたときにはステップ50に戻る。これに対し、車両1の現在位置に関する情報、および車両1に搭載されている内燃機関20が作動しているか否かに関する情報がサーバ30に送信されてきたと判別されたときには、ステップ51に進み、車両1の現在位置に関する情報、および車両1に搭載されている内燃機関20が作動しているか否かに関する情報がメモリ34内に記憶される。
FIG. 5 shows electronic control of the
次いで、ステップ52では、一定時間が経過したか否かが判別される。この一定時間は、図4に示される送信処理ルーチンの実行時間間隔とされる。ステップ52において、一定時間が経過していないと判別されたときにはステップ50に戻る。これに対し、ステップ52において、一定時間が経過したと判別されたときにはステップ53に進む。即ち、各車両1からは一定時間毎に車両1の現在位置に関する情報、および車両1に搭載されている内燃機関20が作動しているか否かに関する情報がサーバ40に送信されてくるので、一定時間が経過したときには、サーバ30への情報送信義務のある全ての車両1の現在位置等に関するデータがステップ51においてメモリ34内に記憶されていることになる。従って、ステップ52からステップ53に進んだときには、全ての車両1の現在位置等に関する情報がメモリ34内に記憶されており、ステップ53では、メモリ34内に記憶された全ての車両1の現在位置等に関する情報でもって、それまでメモリ34内の特定の記憶領域に記憶されている全ての車両1の現在位置等に関する情報が更新される。特定の記憶領域に記憶されているこれらの情報が更新されると、これまでステップ51においてメモリ34内に記憶された情報が消去される。
Next, in
図6は、図4のステップ43における他車情報の取得要求の送信に対し、サーバ30の電子制御ユニット31において実行される第2処理ルーチンを示している。なお、このルーチンは繰り返し実行される。図6を参照すると、まず初めに、ステップ60において、いずれかの車両1から他車情報の取得要求を受信したか否かが判別される。いずれの車両1からも他車情報の取得要求を受信していないと判別されたときには、処理サイクルを終了する。これに対し、いずれかの車両1から他車情報の取得要求を受信したと判別されたときには、ステップ61に進んで、上述したメモリ34内の特定の記憶領域に記憶されている車両1の現在位置と内燃機関20の作動との関係を示すデータの中から、他車情報の取得要求をしてきた車両1を中心とする予め設定された距離範囲内に位置する他の車両の現在位置と内燃機関20の作動との関係を示すデータが抽出される。次いで、ステップ62に進んで、ステップ61において抽出された抽出データが、他車情報の取得要求をしてきた車両1にサーバ30から送信される。
FIG. 6 shows a second processing routine executed by the
図7は、各車両1内に搭載された電子制御ユニット4において実行される受信処理ルーチンを示しており、このルーチンは繰り返し実行される。図7を参照すると、まず初めに、ステップ70において、サーバ30から抽出データを受信したか否かが判別される。サーバ30から抽出データを受信していないと判別されたときには、処理サイクルを終了する。これに対し、サーバ30から抽出データを受信したと判別されたときには、ステップ71に進んで、サーバ30から受信した抽出データに基づき、自車両を中心とする予め設定された距離範囲内に位置する他車両の内燃機関作動率R(自車両を中心とする予め設定された距離範囲内に位置する他車両であって内燃機関が作動している他車両の台数/自車両を中心とする予め設定された距離範囲内に位置する他車両の台数)が算出される。
FIG. 7 shows a reception processing routine executed by the
次いで、ステップ72では、算出された内燃機関作動率Rが予め設定された下限値Ro以下であるか否かが判別される。内燃機関作動率Rが予め設定された下限値Ro以下でないと判別されたときには処理サイクルを終了する。これに対し、内燃機関作動率Rが予め設定された下限値Ro以下であると判別されたときには、ステップ73に進んで、内燃機関20の作動を停止するように運転者を誘導する。この場合、この誘導作用は、例えば、ナビゲーション装置11の表示画面上に、現在車両が機関駆動制限区域内を走行していることを表示することにより行われる。ナビゲーション装置11の表示画面上に、現在車両が機関駆動制限区域内を走行していることが表示されると、図2Aに示されるハイブリッドシステムが用いられている車両1では、運転者によりEVモードで車両1を運転するように操作され、図2Bに示されるハイブリッドシステムが用いられている車両1では、運転者により内燃機関20を停止する操作が行われる。
Next, in
1 車両
4,31 電子制御ユニット
20 内燃機関
21 電気モータ
30 サーバ
1
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