JP2022167643A - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents
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Abstract
Description
本開示はハイブリッド車両の制御装置に関する。
駆動力を発生するための電気モータと、電気モータに電力を供給するためのバッテリと、バッテリに電力を供給するための発電機と、発電機を駆動するための内燃機関と、を備えたハイブリッド車両であって、ハイブリッド車両の現在位置が大気汚染防止強化地域内にあると判別されたときに内燃機関の運転を停止する、ハイブリッド車両が公知である(例えば、特許文献1参照)。特許文献1では、ハイブリッド車両内のCD-ROM内に大気汚染防止強化地域に関する情報があらかじめ記憶されており、当該情報を用いて、ハイブリッド車両の現在位置が大気汚染防止強化地域内にあるか否かが判別される。
ところで、或るゾーン又は地域が制限状態にあると当該ゾーン内において内燃機関の運転が制限され、或るゾーン又は地域が許容状態にあると当該ゾーン内において内燃機関の運転が許容されると考えた場合、特許文献1の大気汚染防止強化地域は、常に制限状態にあると考えることができる。以下では、このようなゾーン又は地域をフルタイム制限ゾーンと称する。これに対し、時間に応じて制限状態と許容状態との間で切り替わるゾーン又は地域を想定することもできる。以下では、このようなゾーン又は地域をパートタイム制限ゾーンと称する。パートタイム制限ゾーンでは、例えば、あらかじめ定められた制限期間(例えば、日中)において制限状態にあり、それ以外(例えば、夜間)では許容状態にある。このようにすると、内燃機関の運転の制限が限定的になる。
特許文献1の大気汚染防止強化地域がパートタイム制限ゾーンに置き換えられた場合、パートタイム制限ゾーンの制限期間の情報(例えば、制限状態から許容状態へ又はその逆の切り替え時期)は、ハイブリッド車両内のCD-ROMにあらかじめ記憶されていると考えられる。
しかしながら、実際の制限期間がCD-ROMに記憶されている制限期間から変更されると、ハイブリッド車両が制限状態にあるパートタイム制限ゾーン内に位置しているか否かを正確に判別することができないおそれがある。したがって、内燃機関の運転を制限すべきか否かを正確に判別できないおそれがある。特許文献1は、パートタイム制限ゾーンを一切開示するものではなく、したがってこの問題点はもとより、その解決策を開示するものではない。
本開示によれば、以下が提供される。
[構成1]
内燃機関及び電気モータを備えたハイブリッド車両の制御装置であって、
前記ハイブリッド車両が走行可能なゾーンに、時間に応じて制限状態と許容状態との間で切り替わるパートタイム制限ゾーンがあらかじめ区画されており、前記制限状態では内燃機関の運転が制限され、前記許容状態では内燃機関の運転が許容され、
前記ハイブリッド車両周辺の環境情報を取得する取得部と、
前記ハイブリッド車両が前記制限状態にあるパートタイム制限ゾーン内にあるか否かを、前記環境情報に基づいて判別する判別部と、
を備える、ハイブリッド車両の制御装置。
[構成1]
内燃機関及び電気モータを備えたハイブリッド車両の制御装置であって、
前記ハイブリッド車両が走行可能なゾーンに、時間に応じて制限状態と許容状態との間で切り替わるパートタイム制限ゾーンがあらかじめ区画されており、前記制限状態では内燃機関の運転が制限され、前記許容状態では内燃機関の運転が許容され、
前記ハイブリッド車両周辺の環境情報を取得する取得部と、
前記ハイブリッド車両が前記制限状態にあるパートタイム制限ゾーン内にあるか否かを、前記環境情報に基づいて判別する判別部と、
を備える、ハイブリッド車両の制御装置。
ハイブリッド車両が制限状態にあるパートタイム制限ゾーン内に位置しているか否かを正確に判別することができ、したがって内燃機関の運転を制限すべきか否かを正確に判別することができる。
図1を参照すると、本開示による実施例のハイブリッド車両の制御システム1は、ハイブリッド車両10と、ハイブリッド車両10の外部のサーバ30とを備える。
本開示による実施例のハイブリッド車両10は、内燃機関11及びモータジェネレータ(M/G)12、バッテリ13、少なくとも1つのセンサ14、GPSレシーバ15、記憶装置16、通信装置17、HMI(ヒューマンマシンインターフェース)18、及び電子制御ユニット20を備える。
本開示による実施例の内燃機関11は、例えば火花点火機関又は圧縮着火機関から構成される。内燃機関11(例えば、燃料噴射弁、点火栓、スロットル弁、など)は電子制御ユニット20からの信号に基づいて制御される。
また、本開示による実施例のモータジェネレータ12は電気モータ又は発電機として作動する。モータジェネレータ12は電子制御ユニット20からの信号に基づいて制御される。
本開示による実施例では、ハイブリッド車両10の運転モードをEVモードとHVモードとの間で切り換えることができる。本開示による実施例のEVモードでは、内燃機関11が停止されつつモータジェネレータ12が電気モータとして運転される。この場合、モータジェネレータ12の出力が車軸に伝達される。一方、本開示による実施例のHVモードでは、内燃機関11が運転されるとともにモータジェネレータ12が電気モータとして運転される。この場合、一例では、内燃機関11の出力及びモータジェネレータ12の出力が車軸に伝達される。別の例では、モータジェネレータ12の出力が車軸に伝達され、内燃機関11の出力は発電機(図示しない)に伝達され、発電機が作動される。発電機で発生された電力はモータジェネレータ12又はバッテリ13に送られる。更に別の例では、内燃機関11の出力の一部とモータジェネレータ12の出力が車軸に伝達され、内燃機関11の出力の残りが発電機に伝達される。発電機で発生された電力はモータジェネレータ12又はバッテリ13に送られる。また、本開示による実施例では、EVモード及びHVモードにおいて、例えば減速運転時にモータジェネレータ12を発電機として用いる回生制御が行われる。回生制御で発生された電力はバッテリ13に送られる。
本開示による実施例のバッテリ13は、発電機として作動するモータジェネレータ12又は内燃機関11によって駆動される発電機からの電力でもって充電される。別の実施例では、バッテリ13は外部電源によっても充電可能である(プラグインハイブリッド車両)。一方、本開示による実施例では、電力がバッテリ13から電気モータとして作動するモータジェネレータ12、電子制御ユニット20、その他の車載機器に供給される。
本開示による実施例のセンサ14は種々の生データを検出する。本開示による実施例のセンサ14には、例えば、アクセルペダルの踏み込み量により表される要求車両負荷を検出するための負荷センサ、内燃機関11のスロットル開度を検出するためのスロットル開度センサ、内燃機関11の排気ガス中のNOx濃度を検出するためのNOxセンサ、内燃機関11の回転数を検出するための回転数センサ、バッテリ13の電圧及び電流を検出するための電圧計及び電流計、車両10の速度を検出するための速度センサ、などが含まれる。これらセンサ14の出力信号は電子制御ユニット20に入力される。
本開示による実施例のセンサ14には更に、車両10の周辺の環境情報を取得するためのセンサが含まれる。このセンサには、カメラ、マイク、温度センサ、サーモグラフィ、ITS通信のための通信装置、などが含まれる。
本開示による実施例のGPSレシーバ15は、GPS衛星からの信号を受信し、それにより車両10の絶対位置(例えば、経度及び緯度)を表す情報を検出する。車両10の位置情報は電子制御ユニット20に入力される。
本開示による実施例の記憶装置16には、種々のデータがあらかじめ記憶されている。本開示による実施例の通信装置17は例えばインターネットのような通信網Nに接続可能である。
本開示による実施例のHMI18は、車両10の乗員(ドライバを含む。)と制御システム1との間で情報のやりとりを行う。具体的には、HMI18は、車両10の乗員に対し例えば視覚的、聴覚的、触覚的、嗅覚的な通知を行う通知機能と、車両10の乗員からの入力を受け取る入力機能と、を備える。HMI18は、通知機能のために例えばディスプレイ、ランプ、スピーカ、バイブレータなどを含み、入力機能のためにタッチパネル、ボタン、スイッチなどを含む。別の実施例では、HMI18は入力機能を備えることなく通知機能を備える。
本開示による実施例の車両10の電子制御ユニット20は、双方向性バスによって互いに通信可能に接続された1又は複数のプロセッサ21、1又は複数のメモリ22、及び、入出力(I/O)ポート23を備える。メモリ22は例えばROM、RAMなどを備える。メモリ22には種々のプログラムが記憶されており、これらプログラムがプロセッサ21で実行されることにより種々の機能が実現される。本開示による実施例の入出力ポート23には、上述の内燃機関11、モータジェネレータ12、センサ14、GPSレシーバ15、記憶装置16、通信装置17、及びHMI18が通信可能に接続される。また、本開示による実施例のプロセッサ21では、バッテリ13のSOCないし充電率が、例えばバッテリ13の電圧及び電流に基づいて算出される。
更に図1を参照すると、本開示による実施例のサーバ30は、記憶装置31、通信装置32、及び電子制御ユニット40を備える。
本開示による実施例の記憶装置31には、あらかじめ定められた制限ゾーン及び許容ゾーンに関する情報が記憶されている。制限ゾーン及び許容ゾーンについては後述する。
本開示による実施例の通信装置32は通信網Nに接続可能である。したがって、車両10とサーバ20とは通信網Nを介して互いに接続可能になっている。
本開示による実施例のサーバ30の電子制御ユニット40は、車両10の電子制御ユニット20と同様に、双方向性バスによって互いに通信可能に接続された1又は複数のプロセッサ41、1又は複数のメモリ42、及び、入出力ポート43を備える。本開示による実施例の入出力ポート43には、上述の記憶装置31、及び通信装置32が通信可能に接続される。
本開示による実施例では、車両10が走行可能なゾーンが、制限ゾーンと許容ゾーンとにあらかじめ区分されている。図2には、本開示による実施例の制限ゾーンRZ及び許容ゾーンAZの一例が模式的に示される。本開示による実施例の制限ゾーンRZは閉じた境界BDによって囲まれている。制限ゾーンRZは例えば都市部に設定される。
また、本開示による実施例の制限ゾーンRZには、図2に示されるように、境界BDFによって囲まれたフルタイム制限ゾーンRZFと、境界BDPによって囲まれたパートタイム制限ゾーンRZPとが含まれる。なお、BDRはフルタイム制限ゾーンRZFとパートタイム制限ゾーンRZPとの境界を示している。
本開示による実施例では、フルタイム制限ゾーンRZFは常に制限状態にある。これに対し、パートタイム制限ゾーンRZPは時間に応じて制限状態又は許容状態にある。
図3(A)には、本開示による実施例のパートタイム制限ゾーンRZPの一例が概略的に示される。図3(A)に示される例のパートタイム制限ゾーンRZPは、単位期間(例えば、24時間)のうち、制限期間tR(例えば、午前10時から午後3時)において制限状態RCにあり、それ以外は許容状態ACにある。別の例では、単位期間内に複数回の制限期間又は制限状態RCが設定される。更に別の例では、制限期間が曜日、日、週、月、などの形で設定される。いずれにしても、パートタイム制限ゾーンRZPは時間に応じて制限状態又は許容状態にあり、したがって時間制の制限ゾーンとも称される。
一方、図3(B)には、本開示による実施例のフルタイム制限ゾーンRZFの一例が概略的に示される。図3(B)に示される例のフルタイム制限ゾーンRZPは、時間に関係なく、継続的に制限状態RCにある。なお、フルタイム制限ゾーンRZFは終日制の制限ゾーンとも称される。
制限状態RCでは、内燃機関11の運転が制限される。一例では、内燃機関11の運転が禁止される。これに対し、許容状態ACでは、内燃機関11の運転が許容される。したがって、本開示による実施例では、車両10がフルタイム制限ゾーンRZF内又は制限状態RCにあるパートタイム制限ゾーンRZP内に位置するときには、車両10の内燃機関11の運転が制限される。これに対し、車両10が許容ゾーンAZ内又は許容状態ACにあるパートタイム制限ゾーンRZP内に位置するときには、車両10の内燃機関11の運転が許容される。なお、許容ゾーンAZは常に許容状態ACにあると考えることもできる。
制限ゾーンRZ(フルタイム制限ゾーンRZF及びパートタイム制限ゾーンRZP)における内燃機関11の運転の制限は、法定又は非法定のルールに基づく。一例では、このルールに違反すると、罰金のようなペナルティが課せられる。別の例では、このルールを遵守すると、ポイントなどのインセンティブが与えられる。
さて、本開示による実施例では、車両10が属するゾーンが制限状態にあるか許容状態にあるかが判別される。車両10が属するゾーンが制限状態にあると判別されたときには、車両10の運転モードがEVモードに設定される。言い換えると、内燃機関11の運転が停止される。これに対し、車両10が属するゾーンが許容状態にあると判別されたときには、車両10の運転モードがEVモード又はHVモードに設定される。一例では、車両10の要求出力があらかじめ定められた設定出力よりも小さいときに運転モードがEVモードに設定され、要求出力が設定出力よりも大きいときに運転モードがHVモードに設定される。また、バッテリ13のSOCがあらかじめ定められたしきい値SOCTHよりも高いときに運転モードがEVモードに設定され、SOCがしきい値SOCTHよりも低いときに運転モードがHVモードに設定される。HVモードでは、EVモードに比べて、バッテリ13のSOCの低下速度が小さく、SOCが維持され又は高められる。このようにすると、バッテリ13のSOCが下限値SOCLを下回るのが制限される。なお、下限値SOCLは、SOCが下限値SOCLを下回るとSOCの回復が著しく困難になるようなSOCである。
本開示による実施例では、車両10が属するゾーンが制限状態にあるか許容状態にあるかの判別、すなわち状態判別は例えば次のようにして行われる。すなわち、図4に示される例では、まず、車両10において、車両10の現在位置及び現在時刻の情報が取得される。次いで、これらの情報が車両10から送信され、サーバ30で受信される。サーバ30では、車両10の位置情報とサーバ30の記憶装置31に記憶されている情報とに基づいて、車両10が属するゾーン(フルタイム制限ゾーンRZF、パートタイム制限ゾーンRZP、又は、許容ゾーンAZ)が特定される。また、特定されたゾーンがパートタイム制限ゾーンRZPであるときには、サーバ30の記憶装置31に記憶されている情報に基づいて、当該パートタイム制限ゾーンRZPの制限期間tR(図3(A))が特定される。次いで、サーバ30において、車両10が属するゾーンが制限状態にあるか許容状態にあるかが判別される。具体的には、車両10がフルタイム制限ゾーンRZFに属するとき、及び、車両10がパートタイム制限ゾーンRZPに属しかつ現在時刻がその制限期間tR内にあるときには、車両10が属するゾーンは制限状態RCにあると判別される。これに対し、車両10が許容ゾーンAZに属するとき、及び、車両10がパートタイム制限ゾーンRZPに属しかつ現在時刻がその制限期間tR外にあるときには、車両10が属するゾーンは許容状態ACにあると判別される。次いで、当該判別結果がサーバ30から送信され、車両10で受信される。
これに対し、図5に示される別の例では、まず、車両10において、車両10の現在位置の情報が取得される。次いで、この情報が車両10から送信され、サーバ30で受信される。サーバ30では、車両10の位置情報とサーバ30の記憶装置31に記憶されている情報とに基づいて、車両10が属するゾーンが特定される。また、特定されたゾーンがパートタイム制限ゾーンRZPであるときには、サーバ30の記憶装置31に記憶されている情報に基づいて、当該パートタイム制限ゾーンRZPの制限期間tRが特定される。次いで、車両10が属するゾーンの情報と、車両10がパートタイム制限ゾーンRZPに属するときには当該パートタイム制限ゾーンRZPの制限期間tRの情報と、がサーバ30から送信され、車両10で受信される。次いで、車両10において、車両10が属するゾーンが制限状態にあるか許容状態にあるかが判別される。
図6に示される更に別の例では、まず、車両10において、車両10の現在位置及び現在時刻の情報が取得される。次いで、車両10において、車両10の位置情報と車両10の記憶装置16に記憶されている情報とに基づいて、車両10が属するゾーンが特定される。また、特定されたゾーンがパートタイム制限ゾーンRZPであるときには、車両10の記憶装置16に記憶されている情報に基づいて、当該パートタイム制限ゾーンRZPの制限期間tRが特定される。次いで、車両10とサーバ30との通信なしに、車両10において、車両10が属するゾーンが制限状態にあるか許容状態にあるかが判別される。
なお、制限ゾーンRZ及び許容ゾーンAZに関する情報、例えば、フルタイム制限ゾーンRZF、パートタイム制限ゾーンRZP、及び許容ゾーンAZの位置情報(例えば、緯度及び経度)、パートタイム制限ゾーンRZPの制限期間tR、など、は、図4及び図5に示される例では、サーバ30の記憶装置31に記憶されており、図6に示される例では車両10の記憶装置16に記憶されている。
ところで、パートタイム制限ゾーンRZPの制限期間tRは、例えば季節や時代によって更新又は変更されるおそれがある。この場合、サーバ30の記憶装置31(図4又は図5の例)又は車両10の記憶装置16(図6の例)に記憶されている制限期間tRの情報が、例えば更新用サーバによって、更新される。
ところが、制限期間tRが更新された後、例えば車両10とサーバ30との間に通信異常が発生すると、正確な状態判別、すなわち新たな制限期間tRに基づいた状態判別を行うことができないおそれがある。この点、例えば、過去の状態判別の履歴を車両10に記憶しておけば、車両10とサーバ30との間に通信異常が発生しても、状態判別を正確に行うことができるかもしれない。しかしながら、制限期間tRが更新された後は、車両10に記憶されている履歴では、対処できないおそれがある。
サーバ30の記憶装置31(図4又は図5の例)又は車両10の記憶装置16(図6の例)と更新用サーバとの間に通信異常が発生した場合にも、同様の問題が生じうる。
そこで本開示による実施例では、通信異常が発生したと判別されたときには、車両10の周囲の環境情報に基づいて、状態判別が行われる。本開示による実施例の環境情報には、車両10の周囲の他車両の内燃機関が停止されているか運転されているかの情報が含まれる。一例では、他車両の内燃機関が停止されていると判別されたときに、車両10の属するゾーンが制限状態にあると判別され、他車両の内燃機関が運転されていると判別されたときに、車両10の属するゾーンが許容状態にあると判別される。他車両の内燃機関が停止されているか運転されているかは例えば、他車両の排気ガスの色又は温度、他車両の騒音、などに基づいて判別される。他車両が内燃機関の動作状態を視覚的又は聴覚的に表すデバイス(例えば、ランプ、ディスプレイ、スピーカ、など)を備えている場合には、当該デバイスにより表される情報に基づいて、他車両の内燃機関の動作状態が判別される。
本開示による別の実施例では、状態判別をより正確に行うために、複数の他車両の内燃機関が停止されていると判別されたときに、車両10の属するゾーンが制限状態にあると判別され、複数の他車両の内燃機関が運転されていると判別されたときに、車両10の属するゾーンが許容状態にあると判別される。更に別の実施例では、より多くの他車両の内燃機関が停止されていると判別されたときに、車両10の属するゾーンが制限状態にあると判別され、より多くの他車両の内燃機関が運転されていると判別されたときに、車両10の属するゾーンが許容状態にあると判別される。
また、本開示による実施例の環境情報には、車両10の周囲の表示が含まれる。この表示には、例えば、ゾーンの種類(フルタイム制限ゾーンRZF、パートタイム制限ゾーンRZP、及び、許容ゾーンAZ)、及びパートタイム制限ゾーンRZPの場合には制限期間tRが記載された看板、電光掲示板、路面標示などが含まれる。
更に、本開示による実施例では、車両10が他車両又はインフラとの間でITS通信可能な場合には、他車両又はインフラから受信した車両10の周囲の環境情報に基づいて状態判別が行われる。
その結果、通信異常が発生した場合にも、状態判別が正確に行われる。したがって、内燃機関の運転を制限すべきか否かが正確に判断される。
また、本開示による実施例では、サーバ30の記憶装置31(図4及び図5の例)又は車両10の記憶装置16(図6の例)に記憶されている、制限ゾーンRZ及び許容ゾーンAZに関する情報が、環境情報に基づく状態判別の結果に基づいて、更新される。このようにすると、サーバ30の記憶装置31(図4及び図5の例)又は車両10の記憶装置16(図6の例)と更新用サーバとの間の通信異常が継続しても、状態判別が正確に行われる。
なお、通信異常が発生したと判別されないときには、図4、図5、又は図6を参照して説明した通常の状態判別が行われる。
図7は、本開示による実施例における状態判別を実行するためのルーチンを示している。このルーチンは車両10の電子制御ユニット20において繰り返し実行される。図7を参照すると、まずステップ100では、通信異常が発生しているか否かが判別される。なお、この場合の通信は、図4及び図5に示される例では車両10とサーバ30との間の通信であり、図6に示される例では車両10と別のサーバとの間の通信である。通信異常が発生していないと判別されたときにはついでステップ101に進み、通常の状態判別が実行される。これに対し、通信異常が発生していると判別されたときにはステップ102に進み、環境情報が取得される。続くステップ103では、環境情報に基づいて状態判別が実行される。
図8は、本開示による実施例における車両運転制御を実行するためのルーチンを示している。このルーチンは車両10の電子制御ユニット20において繰り返し実行される。図8を参照すると、まずステップ200では、車両10の属するゾーンが制限状態にあるか否かが判別される。車両10の属するゾーンが制限状態にあると判別されたときには、次いでステップ201に進み、車両10の運転モードがEVモードに設定される。これに対し、車両10の属するゾーンが許容状態にあると判別されたときには、次いでステップ202に進み、要求出力又はバッテリ13のSOCに基づいて車両10の運転モードがEVモード又はHVモードに設定される。
1 制御システム
10 ハイブリッド車両
11 内燃機関
12 モータジェネレータ
13 バッテリ
20 車両の電子制御ユニット
30 サーバ
40 サーバの電子制御ユニット
10 ハイブリッド車両
11 内燃機関
12 モータジェネレータ
13 バッテリ
20 車両の電子制御ユニット
30 サーバ
40 サーバの電子制御ユニット
Claims (1)
- 内燃機関及び電気モータを備えたハイブリッド車両の制御装置であって、
前記ハイブリッド車両が走行可能なゾーンに、時間に応じて制限状態と許容状態との間で切り替わるパートタイム制限ゾーンがあらかじめ区画されており、前記制限状態では内燃機関の運転が制限され、前記許容状態では内燃機関の運転が許容され、
前記ハイブリッド車両周辺の環境情報を取得する取得部と、
前記ハイブリッド車両が前記制限状態にあるパートタイム制限ゾーン内にあるか否かを、前記環境情報に基づいて判別する判別部と、
を備える、ハイブリッド車両の制御装置。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publication Number | Publication Date |
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