JP2023073080A - ハイブリッド車 - Google Patents
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Abstract
【課題】ハイブリッド車において、高いエネルギー効率を実現する。【解決手段】ハイブリッド車は、複数の走行モードを選択的に実行可能な制御装置を備える。複数の走行モードは、EV走行モードと、通常HV走行モードと、通常HV走行モードよりもバッテリへの充電量を大きくする充電HV走行モードとを含む。制御装置が実行する走行モード計画データを作成する処理には、第1処理と、第2処理とが含まれる。第1処理では、所要走行エネルギーの和がバッテリの残充電量に達するまで、複数の区間の少なくとも一つにEV走行モードが割り当てられ、残部には通常HV走行モードが割り当てられる。第2処理では、通常HV走行モードが割り当てられた区間のなかに、低負荷区間が存在するときは、低負荷区間よりも手前に位置するとともに、高負荷区間に割り当てられた通常HV走行モードの少なくとも一つが、充電HV走行モードに変更される。【選択図】図3
Description
本明細書が開示する技術は、ハイブリッド車に関する。
特許文献1に、ハイブリッド車が記載されている。このハイブリッド車は、走行用のモータ及びエンジンと、モータによる充放電が可能なバッテリと、モータ及びエンジンを制御して、EV走行モード又はHV走行モードを選択的に実行する制御装置と、を備える。ここでいうEV走行モードとは、エンジンを休止しながらモータで走行する走行モードであり、HV走行モードとは、エンジンを運転しながらエンジン及び/又はモータで走行するモードである。
上記した制御装置は、目的地までの予測走行経路を取得し、当該予測走行経路の複数の区間の各々について、各区間を走行するのに要する所要走行エネルギーを算出する。制御装置は、所要走行エネルギーの和がバッテリの残充電量を上回るまでEV走行モードを割り当てるとともに、残りの区間にHV走行モードを割り当てた走行モード計画データを作成する。この走行モード計画データに基づいて、制御装置がEV走行モードとHV走行モードとのいずれかを選択的に実行することにより、ハイブリッド車の高いエネルギー効率(いわゆる高燃費)を実現することができる。
走行モード計画データを作成する場合、走行負荷が比較的に低い低負荷区間には、EV走行モードを割り当てるとよく、走行負荷が比較的に高い高負荷区間には、HV走行モードを割り当てるとよい。しかしながら、バッテリの残充電量が比較的に少ないときは、予測走行経路に含まれる全ての低負荷区間に、EV走行モードを割り当てることができない。この場合、いくつかの低負荷区間には、HV走行モードが割り当てられてしまう。その結果、ハイブリッド車のエネルギー効率を低下させるおそれがある。
上記の実情を鑑み、本明細書は、ハイブリッド車において、高いエネルギー効率を実現するための技術を提供する。
本明細書が開示する技術は、ハイブリッド車に具現化される。ハイブリッド車は、走行用のモータ及びエンジンと、前記モータへ駆動電力を供給するとともに、前記モータによる発電電力で充電されるバッテリと、前記モータ及び前記エンジンを制御可能に構成されており、複数の走行モードを選択的に実行可能な制御装置と、を備える。前記複数の走行モードは、少なくとも、前記エンジンを休止しながら前記モータで走行するEV走行モードと、前記エンジンを運転しながら前記エンジン及び/又は前記モータで走行する通常HV走行モードと、前記エンジンを運転しながら前記エンジン及び/又は前記モータで走行するとともに前記通常HV走行モードよりも前記バッテリへの充電量を大きくする充電HV走行モードと、を含む。前記制御装置は、前記ハイブリッド車が予測走行経路を走行中に、前記予測走行経路を構成する複数の区間の各々について、前記複数の走行モードのいずれかを記述する走行モード計画データを作成する処理と、前記走行モード計画データに基づいて、前記複数の走行モードを選択的に実行する処理と、を繰り返し実行する。
走行モード計画データを作成する処理には、前記予測走行経路を取得する処理と、前記予測走行経路の前記複数の区間の各々について、各区間を走行するのに要する所要走行エネルギーを特定する処理とが含まれる。走行モード計画データを作成する処理には、第1処理と第2処理とがさらに含まれる。前記第1処理では、前記所要走行エネルギーの和が前記バッテリの残充電量に達するまで、前記複数の区間の少なくとも一つに対して前記EV走行モードが割り当てられるとともに、前記複数の区間のうちの残部に前記通常HV走行モードが割り当てられる。前記第2処理では、前記通常HV走行モードが割り当てられた区間のなかに、所定の条件を満たす低負荷区間が存在するときは、前記低負荷区間よりも手前に位置するとともに、所定の条件を満たす高負荷区間に割り当てられた前記通常HV走行モードの少なくとも一つが、充電HV走行モードに変更される。
上記の構成によると、ハイブリッド車が予測走行経路を走行している間、走行モード計画データを作成する処理と、走行モード計画データに基づいて走行モードを選択する処理とが繰り返し実行される。走行モード計画データを作成する処理において、制御装置は、所要走行エネルギーの和がバッテリの残充電量に達するまで、少なくとも一つの区間へEV走行モードを割り当てるとともに、その他の区間には通常HV走行モードを割り当てる。そのため、例えばバッテリの残充電量が比較的に少ないときには、いくつかの低負荷区間に対して、通常HV走行モードが割り当てられることもある。この場合、制御装置は、通常HV走行モードが割り当てられたその他の区間を参照し、当該低負荷区間よりも手前に位置する高負荷区間が存在するときは、その高負荷区間に割り当てられた通常HV走行モードを充電HV走行モードに変更する。その後、充電HV走行モードに変更された高負荷区間をハイブリッド車が走行したときに、バッテリの残充電量は増加する。その結果、走行モード計画データを作成する処理が再度実行されたときに、前述の低負荷区間に割り当てられていた通常HV走行モードが、EV走行モードへ変更されることになる。以上のように、バッテリの残充電量が比較的に少ないときでも、高負荷区間においてバッテリの残充電量を増加させることにより、低負荷区間でEV走行モードをより確実に選択することが可能となる。従って、ハイブリッド車において、高いエネルギー効率を実現することができる。
本技術の一実施形態において、第2処理では、充電HV走行モードへの変更によってバッテリが充電される充電増加量の推定値が、通常HV走行モードが割り当てられた低負荷区間の所要走行エネルギーを上回るまで、充電HV走行モードに変更される区間が追加されてもよい。このような構成によると、充電HV走行モードへの変更によってバッテリが充電される充電増加量が、当該低負荷区間をEV走行モードで走行するためのエネルギーとして利用されることが可能となる。これにより、当該低負荷区間に割り当てられた通常HV走行モードが、EV走行モードに変更されることができる。従って、低負荷区間の所要走行エネルギーに応じて、充電HV走行モードに変更する区間を適切に設定することができる。
本技術の一実施形態において、第2処理では、通常HV走行モードが割り当てられた低負荷区間よりも手前に、通常HV走行モードが割り当てられた高負荷区間が複数存在するときは、走行負荷が高い順に充電HV走行モードへ変更されてもよい。走行負荷の高い区間では、エンジンの出力が比較的に高くなることから、そのような区間から優先して充電HV走行モードを割り当てることで、バッテリの充電を効率よく行うことができる。
本技術の一実施形態において、低負荷区間を規定する所定の条件には、細街路であること、渋滞路であること、混雑路であること、所要走行パワーが所定の下限値を下回ること、の少なくとも一つが含まれてもよい。このように、低負荷区間を規定する所定の条件は、所要走行パワーといった数値的な指標だけでなく、道路種別情報や渋滞状況等によって規定されてもよい。なお、所要走行パワーは、過去の走行データに基づいて推定される値であってもよいし、地図情報に基づいて推定される値であってもよい。
本技術の一実施形態において、高負荷区間を規定する所定の条件には、高速道路であること、非渋滞路であること、所要走行パワーが所定の上限値を上回ること、の少なくとも一つが含まれてもよい。このように、低負荷区間を規定する所定の条件は、所要走行パワーといった数値的な指標だけでなく、道路種別情報や渋滞状況等によって規定されてもよい。
本技術の一実施形態において、充電HV走行モードでは、バッテリの残充電量の目標とする下限値が、充電HV走行モードの開始時点における残充電量よりも大きな値に設定されてもよい。このような構成によると、充電HV走行モードを実行することにより、バッテリの残充電量を確実に増加させることができる。
本技術の一実施形態において、充電HV走行モードでは、バッテリの残充電量の上限値が無効化されてもよい。このような構成によると、充電HV走行モードを実行することにより、バッテリの残充電量を顕著に増加させることができる。
本技術の一実施形態において、第1処理では、予め定められたEV優先区域を予測走行経路が通行する場合には、EV優先区域に含まれるEV優先区間から優先して、EV走行モードが割り当てられてもよい。ここでいうEV優先区域には、例えば下り坂が含まれる。このような構成によると、EV優先区域に含まれるEV優先区間に、EV走行モードをより確実に割り当てることができ、ハイブリッド車におけるエネルギー効率をより高めることができる。なお、上記に加えて、又は代えて、EV優先区域には、EV走行モードが義務付けられる、あるいは強く推奨されるといったように、エンジンの運転を伴う車両の走行が制限される市街地が含まれてもよい。
本技術の一実施形態において、第1処理では、走行負荷が低い区間から優先して、EV走行モードが割り当てられてもよい。このような構成によると、ハイブリッド車におけるエネルギー効率をより高めることができる。
図面を参照して、本実施例のハイブリッド車10(以下、「車両10」と称する)について説明する。本実施例の車両10は、車輪14f、14rを駆動するモータ18を有する電動車に属するものであり、典型的には路面を走行する電動車(いわゆる自動車)である。但し、本実施例で説明する技術の一部又は全部は、軌道を走行する電動車にも同様に採用することができる。また、車両10は、ユーザによって運転操作されるものに限られず、外部装置によって遠隔操作されるものや、自律走行するものであってもよい。
ここで、図面における方向FRは、車両10の前後方向における前方を示し、方向RRは車両10の前後方向における後方を示す。また、方向LHは車両10の左右方向における左方を示し、方向RHは車両10の左右方向における右方を示す。また、方向UPは車両10の上下方向における上方を示し、方向DWは車両10の上下方向における下方を示す。なお、本明細書では、車両10の前後方向、車両10の左右方向、車両10の上下方向を、それぞれ単に前後方向、左右方向、上下方向と称することがある。
図1に示すように、車両10は、ボディ12と、複数の車輪14f、14rとを備える。ボディ12は、乗員を乗せる空間である車室12cを有する。複数の車輪14f、14rは、ボディ12に対して回転可能に取り付けられている。複数の車輪14f、14rには、ボディ12の前部に位置する一対の前輪14fと、ボディ12の後部に位置する一対の後輪14rとが含まれる。一対の前輪14fは互いに同軸に配置されており、一対の後輪14rも互いに同軸に配置されている。なお、車輪14f、14rの数は、四つに限定されない。また、特に限定されないが、ボディ12は、スチール材又はアルミニウム合金といった金属で構成されている。
図1、2に示すように、車両10は、エンジン16と、モータ18とをさらに備える。エンジン16は、ガソリンエンジンや、ディーゼルエンジンといった、燃料を燃焼して動力を発生する熱機関である。エンジン16は、一対の前輪14fに接続されており、一対の前輪14fを駆動することができる。モータ18は、動力伝達経路を介して、エンジン16に接続されている。モータ18は、エンジン16と一対の前輪14fとの間に位置しており、エンジン16と共に一対の前輪14fを駆動する原動機として機能することができる。また、モータ18は、原動機としてだけでなく、発電機としても機能することができる。即ち、車両10は、エンジン16によってモータ18を駆動することで、モータ18による発電を行うことができる。あるいは、車両10は、例えば下り坂等で減速する必要があるときに、モータ18を発電機として機能させることで、一対の前輪14fの回生制動を行うことができる。なお、エンジン16と一対の前輪14fとの間の動力伝達経路には、必要に応じて減速機やクラッチが設けられてもよい。また、エンジン16及びモータ18は、一対の前輪14fに限られず、複数の車輪14f、14rの少なくとも一つを駆動するように構成されていればよい。
図1に示すように、車両10は、バッテリ20をさらに備える。バッテリ20は、複数の二次電池セルを内蔵しており、外部の電力によって繰り返し充電可能に構成されている。バッテリ20は、電力変換装置(不図示)を介して、モータ18に接続されており、モータ18へ駆動電力を供給することができ、モータ18による発電電力によって充電されることもできる。なお、特に限定されないが、バッテリ20は、リチウムイオン電池やニッケル水素電池等である。
図1、2に示すように、車両10は、ハイブリッドECU(Electronic Control Unit)22をさらに備える。ハイブリッドECU22は、プロセッサやメモリ等を有するコンピュータ装置である。ハイブリッドECU22は、エンジン16及びモータ18と通信可能に接続されており、これらの動作を制御可能に構成されている。ハイブリッドECU22には、例えばユーザによる操作情報や、車両10の状態を示す車両情報が入力される。操作情報とは、例えば、ユーザによるアクセルペダルの操作量を示すアクセル開度情報や、ユーザによるブレーキ操作量を示すブレーキ踏力情報である。車両情報とは、例えば、車両10の速度を示す車速情報や、バッテリ20の残充電量を示すバッテリ情報である。ハイブリッドECU22は、入力された操作情報や車両情報に応じて、上述した車両10の各部の動作を制御する。
ハイブリッドECU22は、EV走行モードと、HV走行モードとを含む、複数の走行モードを選択的に実行可能である。EV走行モードとは、エンジン16を休止しながらモータ18で走行する走行モードである。一方、HV走行モードとは、エンジン16を運転しながらエンジン16及び/又はモータ18で走行する走行モードである。さらに、HV走行モードには、通常HV走行モードと、充電HV走行モードとが含まれる。充電HV走行モードでは、通常HV走行モードよりもバッテリ20への充電量が大きくなるように、エンジン16やモータ18の動作が制御される。例えば、充電HV走行モードでは、エンジン16の出力する動力が一対の前輪14fに供給されることで車両10が走行するとともに、エンジン16の出力する動力がモータ18にも供給されることで、モータ18による発電電力によりバッテリ20が充電される。
一例ではあるが、充電HV走行モードの実行中において、ハイブリッドECU22は、バッテリ20の残充電量の目標とする下限値を、充電HV走行モードの開始時点における残充電量よりも大きな値に設定することができる。これにより、充電HV走行モードを実行することにより、通常HV走行モードが実行される場合よりも、バッテリ20のへの充電量を大きくすることができる。これに加えて、又は代えて、充電HV走行モードの実行中に、ハイブリッドECU22は、バッテリ20の残充電量の上限値を無効化することができる。これによっても、充電HV走行モードを実行することにより、バッテリ20のへの充電量を大きくすることができる。
図1、2に示すように、車両10は、ナビゲーションシステムECU(Electronic Control Unit)24(以下、「ナビECU24」と称する)をさらに備える。ナビECU24は、プロセッサやメモリ等を有するコンピュータ装置である。ナビECU24は、インターネット等を介して、外部システムと互いに通信可能に構成されており、外部システムから様々な情報を取得することができる。例えば、ナビECU24は、GPS(Global Positioning System)から、車両10の現在位置を取得することができる。さらに、ナビECU24は、外部のサーバ等から地図情報を取得することで、地図情報上における車両10の現在位置を特定することができる。ここでいう地図情報には、交差点や分岐点等のノード、一つのノードと他のノードとの間の区間であるリンクに関する情報が含まれる。さらに、地図情報には、各ノードの位置情報、各リンクの距離情報、各リンクに含まれる道路種別情報(例えば、細街路、高速道路、一般道等の情報)、各リンクの勾配情報(例えば、上り坂、下り坂)、各リンクの速度制限情報等が含まれる。特に限定されないが、地図情報には、エンジン16の運転を伴う車両10の走行が制限される特定区域に関する情報がさらに含まれてもよく、このような特定区域は、環境負荷の低減を目的として、特定の市街化区域に定められていたり、時間帯や交通状況等に応じて一時的に定められたりすることがある。ナビECU24は、VICS(登録商標)(Vehicle Information and Communication System)センタのような交通情報センタから、渋滞情報、規制情報、交通事故情報等を取得することもできる。このような様々な情報を、ナビECU24は、車室12c内に設けられたナビゲーションシステムのディスプレイ26に表示することができる。
上記に加えて、ナビECU24は、ディスプレイ26を介してユーザによる操作を受け付けることができる。例えば、ユーザがディスプレイ26に目的地を入力すると、ナビECU24は、車両10の現在位置から目的地までの予測走行経路PRを作成し、ディスプレイ26に予測走行経路PRを表示する。前述したように、地図情報には各リンクに関する情報が含まれており、複数のリンクを連結することによって、予測走行経路PRが作成される。なお、ナビECU24は、必ずしもユーザによって入力された目的地に基づいて予測走行経路PRを作成する必要はない。一例ではあるが、ナビECU24は、過去の走行データに基づいて車両10が走行すると推定される予測走行経路PRを作成してもよい。
また、ナビECU24は、過去の走行データ、及び/又は地図情報に含まれる各リンクの道路種別情報や勾配情報等に基づいて、予測走行経路PRの各リンクを走行するのに要する所要走行パワーEPを算出することができる。このように、所要走行パワーEPは、過去の走行データ、及び/又は地図情報に基づいて推定される値である。加えて、ナビECU24は、各リンクにおける所要走行パワーEPを積算することによって、各リンクを走行するのに要する所要走行エネルギーEEを算出することもできる。さらに、ナビECU24は、地図情報に含まれる各リンクの所要走行パワーEP、道路種別情報、渋滞情報等に基づいて、予測走行経路PR中に、所定の要件を満たす低負荷区間LS及び所定の要件を満たす高負荷区間HSが存在するのか否かを判定することができる。ここで、低負荷区間LSを規定する所定の条件には、細街路であること、渋滞路であること、混雑路であること、所要走行パワーEPが所定の下限値を下回ること、の少なくとも一つが含まれる。高負荷区間HSを規定する所定の条件には、高速道路であること、非渋滞路であること、所要走行パワーEPが所定の上限値を上回ること、の少なくとも一つが含まれる。このように、低負荷区間LS及び高負荷区間HSの各々を規定する所定の条件は、所要走行パワーEPといった数値的な指標だけでなく、道路種別情報や渋滞状況等によって規定されることができる。
ナビECU24は、CAN(Controller Area Network)通信によって、ハイブリッドECU22と通信可能に接続されている。これにより、ハイブリッドECU22は、前述した予測走行経路PR、各リンクについての所要走行パワーEP、所要走行エネルギーEE、低負荷区間LS及び高負荷区間HSに関する情報等を含む、様々な情報をナビECU24から取得することができる。ハイブリッドECU22は、ナビECU24から取得した様々な情報を用いて、車両10の予測走行経路PRを構成する複数のリンクの各々について、複数の走行モードのいずれかを記述する走行モード計画データを作成することができる。その走行モード計画データに基づいて、ハイブリッドECU22は、複数の走行モードを選択的に実行するように構成されている。
なお、ハイブリッドECU22は、必ずしも全てのリンクのそれぞれについて、個別に所要走行パワーEP及び所要走行エネルギーEEを取得する必要はない。詳しくは後述するが、ハイブリッドECU22は、予測走行経路PRを処理する際に、例えば道路種別といった属性が共通する一連のリンクを、一つの区間として統合するように構成されている。そのことから、他の実施形態として、ハイブリッドECU22は、一つの区間を構成する一連のリンク毎に、所要走行パワーEP及び所要走行エネルギーEEを取得してもよい。この場合、ハイブリッドECU22は、一つの区間を構成する一連のリンク毎に、低負荷区間LS又は高負荷区間HSに属するのか否かの情報を併せて取得してもよい。
図3を参照して、車両10の動作であって、ハイブリッドECU22が実行する制御動作の具体的な一例を説明する。この制御動作において、ハイブリッドECU22は、ナビECU24によって作成された予測走行経路PRに対し、走行モードを自動的に切り替えることによって、ユーザによる車両10の高燃費な運転を支援する。ハイブリッドECU22は、例えばユーザによる指示又は操作に応じて、図3に示す制御動作を実行するように構成されている。
先ず、ステップS10において、ハイブリッドECU22は、予測走行経路PRが作成されたのか否かを判断する。前述したように、予測走行経路PRは、ユーザが指定した目的地や、過去の走行データに基づいて、ナビECU24によって作成される。この予測走行経路PRには、ナビECU24が外部のサーバや交通情報センタから取得した、距離情報、道路種別情報、勾配情報、速度制限情報、渋滞情報、規制情報、及び交通事故情報といった予測走行経路PRに関する様々な情報が含まれる。ナビECU24は、例えばユーザの指示又は操作に応じて、予測走行経路PRを新たに作成したときに、所定の通知をハイブリッドECU22に送信する。ハイブリッドECU22は、ナビECU24から当該通知を受けると(ステップS10でYES)、ステップS12の処理へ移行する。
ステップS12において、ハイブリッドECU22は、ナビECU24から予測走行経路PRを取得する。次に、ハイブリッドECU22は、予測走行経路PRを複数の区間に区分した上で、各区間を走行するのに要する所要走行エネルギーEEを特定する(ステップS14)。前述したように、ナビECU24から教示される予測走行経路PRは、複数のリンクで構成されている。ハイブリッドECU22は、例えば道路種別といった属性が共通する一連のリンクを一つの区間として統合することで、予測走行経路PRを複数の区間に区分する。これにより、複数のリンクをそのまま処理するよりも、ハイブリッドECU22の演算負荷を軽減することができる。また、予測走行経路PRには、各リンクについての所要走行パワーEP及び所要走行エネルギーEE、低負荷区間LS及び高負荷区間HSに関する情報等が含まれる。そのため、ハイブリッドECU22は、各区間を走行するのに要する所要走行エネルギーEEを特定することができる。
ステップS16において、ハイブリッドECU22は、予測走行経路PRの複数の区間の各々について、EV走行モード又は通常HV走行モードのいずれかを割り当てる第1処理を実行する。詳しくは、ステップS14で特定した所要走行エネルギーEEの和がバッテリ20の残充電量に達するまで、複数の区間の少なくとも一つに対してEV走行モードが割り当てられる。このとき、予測走行経路PRの残部の区間には、通常HV走行モードが割り当てられる。このように、第1処理により、走行モード計画データが作成される。
走行モード計画データが作成される場合には、走行負荷が比較的に低い低負荷区間LSに、EV走行モードが割り当てられるとよく、走行負荷が比較的に高い高負荷区間HSに、HV走行モードが割り当てられるとよい。この点に関して、第1処理では、例えば、走行負荷が低い区間に、EV走行モードが割り当てられる。しかしながら、図4(A)、(B)に示すように、低負荷区間LSである複数の区間L1、L3、L5-L7、L9の所要走行エネルギーEEの和が、バッテリ20の残充電量を上回るときには、その一部の区間L1、L3、L5、L7、L9にのみ、EV走行モードが割り当てられる。この場合、残部の区間L2、L4、L6、L8には、通常HV走行モードが割り当てられる。その結果、低負荷区間LSである第6区間L6に対して、通常HV走行モードが割り当てられることになる。なお、ここでは説明の便宜上、予測走行経路PRの始点Sから終点Gまでを構成する区間を九つとしているが、予測走行経路PRの始点Sから終点Gまでを構成する区間の数は特に限定されない。
そこで、ステップS18において、ハイブリッドECU22は、通常HV走行モードが割り当てられた区間のなかに、低負荷区間LSが存在するのか否かを判定する。ステップS18でYES場合、ハイブリッドECU22は、ステップS20の処理へ移行する。本実施例では、図4(B)に示すように、第6区間L6には通常HV走行モードが割り当てられており、第6区間L6は低負荷区間LSであるため、ステップS18でYESとなる。ステップS18でNOの場合、ハイブリッドECU22は、ステップS16の第1処理で作成した走行モード計画データに基づいて、走行モードを選択的に実行する(ステップS24)。
ステップS20において、ハイブリッドECU22は、通常HV走行モードが割り当てられた低負荷区間LSよりも手前に位置するとともに、通常HV走行モードが割り当てられた高負荷区間HSが存在するのか否を判定する。ステップS20でYESの場合、ハイブリッドECU22は、ステップS22の処理へ移行する。本実施例では、図4(B)に示すように、第2区間L2及び第4区間L4は、通常HV走行モードが割り当てられた低負荷区間LSである第6区間L6よりも手前に位置するとともに、通常HV走行モードが割り当てられた高負荷区間HSに該当するため、ステップS20でYESとなる。ステップS20でNOの場合、ハイブリッドECU22は、ステップS16の第1処理で作成した走行モード計画データに基づいて、走行モードを選択的に実行する(ステップS24)。
ステップS22おいて、ハイブリッドECU22は、第2区間L2及び第4区間L4に割り当てられた通常HV走行モードの少なくとも一つを、充電HV走行モードに変更する第2処理を実行する。即ち、この第2処理では、ステップS18で存在すると判定された、低負荷区間LSの手前に位置する高負荷区間HSに割り当てられた通常HV走行モードの少なくとも一つが、充電HV走行モードに変更される。従って、本実施例では、第2区間L2及び第4区間L4に割り当てられた通常HV走行モードの少なくとも一つが、充電HV走行モードに変更される。特に限定されないが、図5(B)に示すように、第2区間L2及び第4区間L4に割り当てられた通常HV走行モードの両方が、充電HV走行モードに変更されることができる。その後、充電HV走行モードに変更された高負荷区間HSである第2区間L2及び第4区間L4を車両10が走行することにより、バッテリ20の残充電量は増加することが予測される(図5(A)中の点線参照)。以上のように、第2処理では、第1処理で作成した走行モード計画データの少なくとも一部が変更される。
なお、ハイブリッドECU22は、ステップS22において、低負荷区間LSの手前に位置する高負荷区間HSに割り当てられた通常HV走行モードの全部を、充電HV走行モードに変更する必要はない。例えば、本実施例では、第2区間L2又は第4区間L4に割り当てられた通常HV走行モードのいずれか一方が、充電HV走行モードに変更されてもよい。
ステップS24において、ハイブリッドECU22は、走行モード計画データに基づいて、複数の走行モードのいずれかを選択的に実行する。複数の走行モードには、EV走行モードと、通常HV走行モードと、充電HV走行モードとが含まれる。前述したように、走行モード計画データは、第1処理により作成されており、ステップS18及びステップS20の両方でYESの場合には、第2処理によって、その少なくとも一部が変更されている。ハイブリッドECU22は、車両10の現在位置に対して、走行モード計画データにEV走行モードが記述されていればEV走行モードを選択し、通常HV走行モードが記述されていれば通常HV走行モードを選択し、充電HV走行モードが記述されていれば充電HV走行モードを選択する。ハイブリッドECU22は、エンジン16及びモータ18を制御することにより、EV走行モードと、通常HV走行モードと、充電HV走行モードとのいずれかを実行することができる。
ステップS26において、ハイブリッドECU22は、車両10が予測走行経路PRの終点Gに到達したのか否かを判定する。車両10が予測走行経路PRの終点Gに到達していない場合(ステップS26でNO)、ハイブリッドECU22は、ステップS16の処理へ戻り、それ以降の処理を再度実行する。これにより、車両10が予測走行経路PRの終点Gに到達するまで、ハイブリッドECU22は、走行モード計画データを作成及び変更する処理を含む複数の処理(ステップS16-S26)を、所定の間隔で繰り返し実行する。即ち、車両10が予測走行経路PRを走行している間、走行モード計画データは所定の間隔で繰り返し更新されていく。特に限定されないが、ここでいう所定の間隔は、例えば1分であってよい。
例えば、車両10が第4区間L4まで走行し、図6中の地点Pに到達したとする。この段階において、図6(A)、(B)に示すように、車両10は、高負荷区間HSである第2区間L2及び第4区間L4を充電HV走行モードで走行しており、各区間L2、L4の走行中にバッテリ20は充電されている。そのため、地点Pにおけるバッテリ20の実際の残充電量は、車両10が予測走行経路の始点Sに位置するタイミングで推定された推定値よりも大きくなっている。従って、図6(B)に示すように、ハイブリッドECU22が、ステップS16の処理を再度実行すると、図5(B)の走行モード計画データにおいて、低負荷区間LSである第6区間L6に割り当てられていた通常HV走行モードが、EV走行モードへ変更されることができる。その後、ハイブリッドECU22は、走行モード計画データに基づく運転支援を継続する。
車両10が予測走行経路PRの終点Gに到達すると(ステップS26でYES)、ハイブリッドECU22は、図3に示す一連の制御動作を終了する。なお、特に限定されないが、ハイブリッドECU22は、支援終了条件が成立したと判断した場合に、一連の制御動作を終了してもよい。支援終了条件は、例えば、ユーザによる指示又は操作や、車両10が停車したこと等を含む。
上記の構成によると、車両10が予測走行経路PRを走行している間、走行モード計画データを作成する処理と、走行モード計画データに基づいて走行モードを選択する処理とが繰り返し実行される。走行モード計画データを作成する処理において、ハイブリッドECU22は、所要走行エネルギーEEの和がバッテリ20の残充電量に達するまで、少なくとも一つの区間へEV走行モードを割り当てるとともに、その他の区間には通常HV走行モードを割り当てる(図4(A)、(B)参照)。そのため、例えばバッテリ20の残充電量が比較的に少ないときには、低負荷区間LSである第6区間L6に対して、通常HV走行モードが割り当てられることがある。この場合、ハイブリッドECU22は、通常HV走行モードが割り当てられたその他の区間を参照し、当該低負荷区間LS(即ち、第6区間L6)よりも手前に位置するとともに、高負荷区間HSである第2区間L2及び第4区間L4に割り当てられた通常HV走行モードを、充電HV走行モードに変更する(図5(B)参照)。その後、充電HV走行モードに変更された高負荷区間HSである第2区間L2及び第4区間L4を車両10が走行すると、バッテリ20の残充電量は増加する(図6(A)参照)。その結果、走行モード計画データを作成する処理が再度実行されたときに、低負荷区間LSである第6区間L6に割り当てられていた通常HV走行モードが、EV走行モードへ変更されることになる(図6(B)参照)。以上のように、バッテリ20の残充電量が比較的に少ないときでも、高負荷区間HSにおいてバッテリ20の残充電量を増加させることにより、低負荷区間LSでEV走行モードをより確実に選択することが可能となる。従って、車両10において、高いエネルギー効率を実現することができる。
一例ではあるが、ハイブリッドECU22は、図3のステップS22において、図7に示すステップS22A-S22Dを実行するように構成されてもよい。以下では、図7を参照して、ステップS22A-S22Dの処理について説明する。
図3のステップS20の処理を終えると、ハイブリッドECU22は、図7のステップS22Aにおいて、ステップS18で存在すると判定された低負荷区間LSの手前に位置し、かつ、通常HV走行モードが割り当てられた複数の高負荷区間HSについて、走行負荷が高い順に優先順位を付ける。次いで、ハイブリッドECU22は、優先順位が最も高い高負荷区間HSの通常HV走行モードを、充電HV走行モードに変更する(ステップS22B)。例えば、図4(B)に示す走行モード計画データにおいて、第2区間L2の走行負荷よりも第4区間L4の走行負荷が高いときには、第2区間L2の優先順位が1となり、第4区間L4の優先順位が2となる(ステップS22A)。そのため、先ず、優先順位が1とされた第2区間L2について、通常HV走行モードが充電HV走行モードへ変更される(ステップS22B)。
そして、ハイブリッドECU22は、ステップS22で変更された充電HV走行モードによって、バッテリ20が充電される充電増加量の推定値を算出する(ステップS22C)。ここで、バッテリ20が充電される充電増加量の推定値とは、車両10が充電HV走行モードで走行したときに、バッテリ20が充電される単位距離当たりの充電増加量に、ステップS22で充電HV走行モードに変更された区間の距離を乗じて算出される値である。例えば、ステップS22Bで第2区間L2が充電HV走行モードへ変更された場合には、単位距離当たりの充電増加量に第2区間L2の距離を乗じることによって、充電増加量の推定値が算出される。なお、バッテリ20の単位距離当たりの充電増加量は、実験等に基づいて算出された値であってもよいし、車両10の走行履歴等から経験的に算出された値であってもよい。
ステップS22Dにおいて、ハイブリッドECU22は、ステップS22Cで算出した充電増加量の推定値(又は推定値の合計)が、ステップS18で存在すると判定された低負荷区間LSの所要走行エネルギーEEを上回るのか否かを判定する。ステップS22DでNOの場合、ハイブリッドECU22は、ステップS22Bの処理へ戻り、優先順位が2とされた低負荷区間LSに割り当てられた通常HV走行モードを充電HV走行モードへ変更する。そのため、ハイブリッドECU22は、ステップS22DでYESとなるまで、ステップS22BからステップS22Dまでの処理を繰り返す。言い換えると、ステップS22DでYESとなるまで、優先順位が高い順に(即ち、走行負荷が高い順に)、低負荷区間LSに割り当てられた通常HV走行モードが充電HV走行モードへ変更されることにより、充電HV走行モードに変更される低負荷区間LSが追加されていく。ステップS22DでYESとなると、ハイブリッドECU22は、図3のステップS24の処理へ移行して、走行モード計画データに基づいて、複数の走行モードのいずれかを選択的に実行する。
例えば、図4(B)に示す走行モード計画データが作成されており、優先順位が1とされた低負荷区間LSが第2区間L2であって、第2区間L2におけるバッテリ20の充電増加量の推定値が、第6区間L6の所要走行エネルギーEEを上回らない場合には、ハイブリッドECU22は、ステップS22DでNOとして、ステップS22Bの処理へ戻る。そして、優先順位が2とされた低負荷区間LSである第4区間L4に割り当てられた通常HV走行モードを充電HV走行モードへ変更し(ステップS22B)、第4区間L4について、バッテリ20の充電増加量の推定値を算出する(ステップS22C)。第2区間L2におけるバッテリ20の充電増加量の推定値と、第4区間L4におけるバッテリ20の充電増加量の推定値との合計が、第6区間L6の所要走行エネルギーEEを上回ると(ステップS22DでYES)、図3のステップS24の処理へ移行する。なお、第2区間L2におけるバッテリ20の充電増加量の推定値が、第6区間L6の所要走行エネルギーEEを上回れば(ステップS22DでYES)、第2区間L2に割り当てられた通常HV走行モードのみが、充電HV走行モードに変更される。
このような構成によると、エンジン16の出力が比較的に高くなる走行負荷の高い区間から優先して充電HV走行モードを割り当てることで、バッテリ20の充電を効率よく行うことができる。加えて、低負荷区間LSの所要走行エネルギーEEに応じて、充電HV走行モードに変更する区間を適切に設定することができる。
なお、ハイブリッドECU22は、必ずしもステップS22A-S22Dの処理を全て実行する必要はない。一例ではあるが、ハイブリッドECU22は、ステップS22Aの処理を省略してもよい。この場合、ハイブリッドECU22は、ステップS22Bにおいて、走行負荷を考慮することなく、任意の優先順位で、各区間に割り当てられた通常HV走行モードを充電HV走行モードに変更してもよい。これに代えて、ハイブリッドECU22は、ステップS22C-S22Dの処理を省略してもよい。この場合、特に限定されないが、ハイブリッドECU22は、バッテリ20の充電増加量を考慮することなく、所定の優先順位以上となる区間に割り当てられた通常HV走行モードを充電HV走行モードに変更してもよい。
一例ではあるが、ハイブリッドECU22は、図3のステップS16の第1処理において、図8に示すステップS16A-S16Eを実行するように構成されてもよい。以下では、図8を参照して、ステップS16A-S16Eの処理について説明する。
ハイブリッドECU22は、予測走行経路PRが予め定められたEV優先区域を通行すると判定すると(ステップS16AでYES)、EV優先区域に含まれるEV優先区間から優先して、EV走行モードを割り当てる(ステップS16B)。これにより、EV優先区域に含まれるEV優先区間にEV走行モードが割り当てられる。ここで、EV優先区域には、例えば下り坂が含まれる。これに加えて、又は代えて、EV優先区域には、EV走行モードが義務付けられる、あるいは強く推奨されるといったように、エンジン16の運転を伴う車両10の走行が制限される市街地が含まれてもよい。このようなEV優先区域を規定する情報は、地図情報に含まれており、ナビECU24からハイブリッドECU22へ送信される。
ステップS16Cにおいて、ハイブリッドECU22は、EV優先区間を除く区間について、走行負荷が低い順に優先順位を付ける。次いで、ハイブリッドECU22は、優先順位が1となる区間、即ち走行負荷が最も低い低負荷区間LSに、EV走行モードを割り当てる(ステップS16D)。そして、ハイブリッドECU22は、ステップS16DでEV走行モードを割り当てた低負荷区間LSの所要走行エネルギーEEが、バッテリ20の残充電量に達したのか否かを判定する(ステップS16E)。
ステップS16EでNOの場合、ハイブリッドECU22は、ステップS16Dの処理へ戻り、優先順位が2とされた低負荷区間LSに割り当てられた通常HV走行モードを充電HV走行モードへ変更する。そのため、ハイブリッドECU22は、ステップS16EでYESとなるまで、ステップS16DとステップS16Eとの処理を繰り返す。言い換えると、ステップS16EでYESとなるまで、優先順位が高い順に(即ち、走行負荷が低い順に)、各区間にEV走行モードが割り当てられる。ステップS16EでYESとなると、ハイブリッドECU22は、図3のステップS18の処理へ移行する。
このような構成によると、EV優先区域に含まれるEV優先区間に、EV走行モードを確実に割り当てることができる。この場合、バッテリ20の残充電量に余力があれば、走行負荷が比較的に低い低負荷区間LSにも、EV走行モードを優先的に割り当てることができる。その結果、車両10におけるエネルギー効率をより高めることができる。
なお、ハイブリッドECU22は、必ずしもステップS16A-S16Eの処理を全て実行する必要はない。一例ではあるが、ハイブリッドECU22は、ステップS16A-S16Bの処理を省略してもよい。この場合、ハイブリッドECU22は、ステップS16Cにおいて、予測走行経路PRを構成する全ての区間について、走行負荷が低い区間から優先して優先順位を付けてもよい。これに代えて、ハイブリッドECU22は、ステップS16Cの処理を省略してもよい。この場合、ハイブリッドECU22は、ステップS16Eにおいて、走行負荷の優先順位を考慮することなく、任意の優先順位で、各区間にEV走行モードを割り当ててもよい。但し、低負荷区間LSとなる区間には、EV走行モードを割り当てることが好ましい。
以上、いくつかの具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書又は図面に説明した技術要素は、単独であるいは組み合わせによって技術的有用性を発揮するものである。
10 :車両
12 :ボディ
12c:車室
14f:前輪
14r:後輪
16 :エンジン
18 :モータ
20 :バッテリ
22 :ハイブリッドECU
24 :ナビECU
26 :ディスプレイ
EE :所要走行エネルギー
EP :所要走行パワー
G :終点
HS :高負荷区間
LS :低負荷区間
P :地点
PR :予測走行経路
12 :ボディ
12c:車室
14f:前輪
14r:後輪
16 :エンジン
18 :モータ
20 :バッテリ
22 :ハイブリッドECU
24 :ナビECU
26 :ディスプレイ
EE :所要走行エネルギー
EP :所要走行パワー
G :終点
HS :高負荷区間
LS :低負荷区間
P :地点
PR :予測走行経路
Claims (9)
- ハイブリッド車であって、
走行用のモータ及びエンジンと、
前記モータへ駆動電力を供給するとともに、前記モータによる発電電力で充電されるバッテリと、
前記モータ及び前記エンジンを制御可能に構成されており、複数の走行モードを選択的に実行可能な制御装置と、
を備え、
前記複数の走行モードは、少なくとも、前記エンジンを休止しながら前記モータで走行するEV走行モードと、前記エンジンを運転しながら前記エンジン及び/又は前記モータで走行する通常HV走行モードと、前記エンジンを運転しながら前記エンジン及び/又は前記モータで走行するとともに前記通常HV走行モードよりも前記バッテリへの充電量を大きくする充電HV走行モードと、を含み、
前記制御装置は、前記ハイブリッド車が予測走行経路を走行中に、
前記予測走行経路を構成する複数の区間の各々について、前記複数の走行モードのいずれかを記述する走行モード計画データを作成する処理と、
前記走行モード計画データに基づいて、前記複数の走行モードを選択的に実行する処理と、を繰り返し実行し、
前記走行モード計画データを作成する処理は、
前記予測走行経路を取得する処理と、
前記予測走行経路の前記複数の区間の各々について、各区間を走行するのに要する所要走行エネルギーを特定する処理と、
前記所要走行エネルギーの和が前記バッテリの残充電量に達するまで、前記複数の区間の少なくとも一つに対して前記EV走行モードを割り当てるとともに、前記複数の区間のうちの残部に前記通常HV走行モードを割り当てる第1処理と、
前記通常HV走行モードが割り当てられた区間のなかに、所定の条件を満たす低負荷区間が存在するときは、前記低負荷区間よりも手前に位置するとともに、所定の条件を満たす高負荷区間に割り当てられた前記通常HV走行モードの少なくとも一つを、前記充電HV走行モードに変更する第2処理と、
を含む、
ハイブリッド車。 - 前記第2処理では、前記充電HV走行モードへの変更によって前記バッテリが充電される充電増加量の推定値が、前記通常HV走行モードが割り当てられた前記低負荷区間の前記所要走行エネルギーを上回るまで、前記充電HV走行モードに変更される区間が追加されていく、請求項1に記載のハイブリッド車。
- 前記第2処理では、前記通常HV走行モードが割り当てられた前記低負荷区間よりも手前に、前記通常HV走行モードが割り当てられた前記高負荷区間が複数存在するときは、走行負荷が高い順に前記充電HV走行モードへ変更されていく、請求項1又は2に記載のハイブリッド車。
- 前記低負荷区間を規定する前記所定の条件には、細街路であること、渋滞路であること、混雑路であること、所要走行パワーが所定の下限値を下回ること、の少なくとも一つが含まれる、請求項1から3のいずれか一項に記載のハイブリッド車。
- 前記高負荷区間を規定する前記所定の条件には、高速道路であること、非渋滞路であること、所要走行パワーが所定の上限値を上回ること、の少なくとも一つが含まれる、請求項1から4のいずれか一項に記載のハイブリッド車。
- 前記充電HV走行モードでは、前記バッテリの前記残充電量の目標とする下限値が、前記充電HV走行モードの開始時点における前記残充電量よりも大きな値に設定される、請求項1から5のいずれか一項に記載のハイブリッド車。
- 前記充電HV走行モードでは、前記バッテリの前記残充電量の上限値が無効化される、請求項1から6のいずれか一項に記載のハイブリッド車。
- 前記第1処理では、予め定められたEV優先区域を前記予測走行経路が通行する場合には、前記EV優先区域に含まれるEV優先区間から優先して、前記EV走行モードが割り当てられる、請求項1から7のいずれか一項に記載のハイブリッド車。
- 前記第1処理では、走行負荷が低い区間から優先して、前記EV走行モードが割り当てられる、請求項1から8のいずれか一項に記載のハイブリッド車。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021185904A JP2023073080A (ja) | 2021-11-15 | 2021-11-15 | ハイブリッド車 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021185904A JP2023073080A (ja) | 2021-11-15 | 2021-11-15 | ハイブリッド車 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2023073080A true JP2023073080A (ja) | 2023-05-25 |
Family
ID=86425458
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2021185904A Pending JP2023073080A (ja) | 2021-11-15 | 2021-11-15 | ハイブリッド車 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2023073080A (ja) |
-
2021
- 2021-11-15 JP JP2021185904A patent/JP2023073080A/ja active Pending
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Legal Events
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A621 | Written request for application examination |
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