JP4089325B2 - ハイブリッド車両制御システム - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハイブリッド車両制御システムに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、車両の動力源として内燃機関等のエンジンとバッテリ(蓄電池又は二次電池)などの蓄電手段から供給される電力によって回転する交流モータ等のモータとを併用したハイブリッド車両が提供されている。そして、該ハイブリッド車両においては、前記駆動源である交流モータが、車両の減速運転時には発電機として機能し、いわゆる回生電流を発生する場合には、前記車両の減速運転時に回生電流がバッテリに供給され、該バッテリが再充電される。そのため、該バッテリが常時充電され、前記エンジンの出力だけでは要求出力に満たない場合等には、前記バッテリからインバータを介して、モータに電流が自動的に供給されるようになっているので、車両は各種の走行モードにおいて、安定して走行することができる。また、前記エンジンの消費する燃料を少なくすることができる。
【0003】
そして、前記エンジンの消費する燃料をできる限り少なくするために、目的地までの経路の道路状況に応じて燃料消費量が最少となるように、エンジン及びモータの運転スケジュールを設定する技術が提案されている(特開2000−333305公報参照)。この場合、目的地までの経路を複数の区間に分割し、各区間毎の車速パターンを推定し、推定した車速パターンとエンジンの燃料消費特性とに基づいて、目的地までの燃料消費量が最少となるように、エンジン及びモータの運転スケジュールを設定するようになっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来のハイブリッド車両制御システムにおいては、蓄電手段であるバッテリの蓄電量であるSOC(State of Charge:残存容量)の管理幅が車両においてあらかじめ設定されており、前記SOCが前記管理幅内に収まるようにして、エンジン及びモータの運転スケジュールを設定しているので、燃料消費量を十分に低減することができない。一般的に、バッテリは、電圧−電流特性がSOCによって変動し、また、寿命もSOCが大き過ぎたり小さ過ぎたりすると短くなってしまう。例えば、過充電されると、バッテリが破壊してしまうこともある。そこで、あらかじめ車両において設定されている前記管理幅が、例えば、最大値を60〔%〕、最小値を40〔%〕程度となるように設定され、バッテリのSOCが管理幅を越えないように制御される。
【0005】
そのため、前記管理幅を固定しているので、長い下り坂のように、モータが回生電流を発生する機会が多い場合、回生電流を十分にバッテリに回収することができず無駄にしてしまう。したがって、モータが回生電流を発生する機会が多いにも関わらず、燃料消費量を十分に低減することができなくなってしまう。
【0006】
本発明は、前記従来のハイブリッド車両制御システムの問題点を解決して、蓄電手段であるバッテリの蓄電量であるSOCが管理幅を適切に調整することができるようにして、バッテリのSOCがあらかじめ車両において設定されている管理幅を越えないように制御しながらも、回生電流を十分にバッテリに回収することができ、燃料消費量を十分に低減することができるハイブリッド車両制御システムを提供することを目的とする。
【0007】
そのために、本発明のハイブリッド車両制御システムにおいては、車両の走行予定経路の道路情報を取得する道路情報取得部と、車両の走行予定経路の所定区間において蓄電手段の蓄電量であるSOCを算出し、算出されたSOCに基づいてあらかじめ設定されているSOCの管理幅を変化させ、前記所定区間の終点におけるSOCが前記管理幅内に収まるように走行方法を決定する管理幅及び走行方法決定処理部と、前記所定区間を複数の小区間に分割する区間分割処理部と、前記管理幅及び走行方法決定処理部が決定した前記管理幅の可変制御を実行し、前記管理幅及び走行方法決定処理部が決定した走行方法に基づいて車両の走行制御を実行する制御実行処理部とを有し、前記管理幅及び走行方法決定処理部は、前記道路情報に基づき前記小区間毎にSOCを算出し、前記小区間毎のSOCの変化量を合算して前記所定区間の終点におけるSOCを算出し、算出された前記所定区間の終点におけるSOCが前記管理幅内に収まらない場合、前記所定区間の終点におけるSOCが前記管理幅内に収まるように、前記小区間毎に前記管理幅を変化させて走行方法を決定する。
【0010】
本発明の他のハイブリッド車両制御システムにおいては、さらに、前記管理幅及び走行方法決定処理部は、前記小区間毎のSOCの変化量を合算して前記所定区間の終点におけるSOCを算出し、算出された前記所定区間の終点におけるSOCが前記管理幅内に収まらない場合、前記所定区間の終点におけるSOCが前記管理幅内に収まるように、算出された前記所定区間の終点におけるSOCと、あらかじめ設定されている管理幅内に設定された前記所定区間の終点におけるSOCの目標値との差分を前記小区間のSOCのそれぞれに分配して前記小区間毎に前記管理幅を変化させ、前記小区間毎に走行方法を決定する。
【0011】
本発明の更に他のハイブリッド車両制御システムにおいては、さらに、前記管理幅及び走行方法決定処理部は、前記小区間毎のSOCの変化量を合算して前記所定区間の終点におけるSOCを算出し、算出された前記所定区間の終点におけるSOCが前記管理幅内に収まらない場合、前記所定区間の終点におけるSOCが前記管理幅内に収まるように、算出された前記所定区間の終点におけるSOCと、あらかじめ設定されている管理幅内に設定された前記所定区間の終点におけるSOCの目標値との差分を前記所定区間における最初の小区間から当該小区間のSOCに順次分配して前記小区間毎に前記管理幅を変化させ、前記小区間毎に走行方法を決定する。
【0012】
本発明の更に他のハイブリッド車両制御システムにおいては、さらに、前記管理幅及び走行方法決定処理部は、前記小区間毎のSOCの変化量を合算して前記所定区間の終点におけるSOCを算出し、算出された前記所定区間の終点におけるSOCが前記管理幅内に収まらない場合、前記所定区間の終点におけるSOCが前記管理幅内に収まるように、算出された前記所定区間の終点におけるSOCと、あらかじめ設定されている管理幅内に設定された前記所定区間の終点におけるSOCの目標値との差分を前記所定区間における前記終点に近い小区間から当該小区間のSOCに順次分配して前記小区間毎に前記管理幅を変化させ、前記小区間毎に走行方法を決定する。
【0013】
本発明の更に他のハイブリッド車両制御システムにおいては、さらに、前記差分を前記小区間の数で等分割し、該小区間のSOCに分配する。
【0014】
本発明の更に他のハイブリッド車両制御システムにおいては、さらに、前記差分を前記小区間毎のSOCに基づいて不等分割し、前記小区間のSOCに分配する。
【0016】
本発明のハイブリッド車両制御方法においては、車両の走行予定経路の道路情報を取得し、車両の走行予定経路の所定区間において蓄電手段の蓄電量であるSOCを算出し、算出されたSOCに基づいてSOCの管理幅を変化させ、前記所定区間の終点におけるSOCが前記管理幅内に収まるように走行方法を決定し、前記所定区間を複数の小区間に分割し、前記管理幅の可変制御を実行し、前記走行方法に基づいて車両の走行制御を実行するハイブリッド車両制御方法であって、前記道路情報に基づき前記小区間毎にSOCを算出し、前記小区間毎のSOCの変化量を合算して前記所定区間の終点におけるSOCを算出し、算出された前記所定区間の終点におけるSOCが前記管理幅内に収まらない場合、前記所定区間の終点におけるSOCが前記管理幅内に収まるように、前記小区間毎に前記管理幅を変化させて走行方法を決定する。
【0017】
本発明のハイブリッド車両制御プログラムにおいては、コンピュータを、車両の走行予定経路の道路情報を取得する道路情報取得部、車両の走行予定経路の所定区間において蓄電手段の蓄電量であるSOCを算出し、算出されたSOCに基づいてSOCの管理幅を変化させ、前記所定区間の終点におけるSOCが前記管理幅内に収まるように走行方法を決定する管理幅及び走行方法決定処理部、前記所定区間を複数の小区間に分割する区間分割処理部、並びに、前記管理幅及び走行方法決定処理部が決定した前記管理幅の可変制御を実行し、前記管理幅及び走行方法決定処理部が決定した走行方法に基づいて車両の走行制御を実行する制御実行処理部として機能させ、前記管理幅及び走行方法決定処理部は、前記道路情報に基づき前記小区間毎にSOCを算出し、前記小区間毎のSOCの変化量を合算して前記所定区間の終点におけるSOCを算出し、算出された前記所定区間の終点におけるSOCが前記管理幅内に収まらない場合、前記所定区間の終点におけるSOCが前記管理幅内に収まるように、前記小区間毎に前記管理幅を変化させて走行方法を決定する。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【0019】
図2は本発明の第1の実施の形態におけるハイブリッド車両制御システムの構成を示す概念図、図3は本発明の第1の実施の形態におけるハイブリッド車両の制御用テーブルの例を示す図、図4は本発明の第1の実施の形態におけるハイブリッド車両制御システムの機能を示す図である。
【0020】
図2において、10は本実施の形態におけるハイブリッド車両制御システムである。ここで、11はガソリン、軽油等の燃料によって駆動される内燃機関等のエンジンであり、制御機構11aを備え、乗用車、バス、トラック等の車両用の動力源として使用される。そして、前記エンジン11の駆動力は、駆動軸12を介して車両の駆動輪13に伝達され、該駆動輪13が回転することによって前記車両が駆動される。なお、前記駆動軸12には変速機を配設してもよいし、前記駆動軸12、駆動輪13又は図示されない従動輪にはドラムブレーキ、ディスクブレーキ等の制動装置を配設することもできる。
【0021】
ここで、前記車両は、ハイブリッド車両であり、電力によって回転する交流モータ等のモータ14を有し、車両用の動力源としてエンジン11とモータ14とを併用して使用する。そして、該モータ14は蓄電手段のバッテリ16から供給される電力によって駆動力を発生し、該駆動力は駆動軸12を介して車両の駆動輪13に伝達される。また、前記駆動軸12には、交流発電機等の発電機15が接続され、車両の減速運転時に回生電流を発生するようになっている。そして、前記発電機15が発生した回生電流は前記バッテリ16に供給され、該バッテリ16が充電される。なお、前記モータ14は交流モータであることが望ましく、この場合インバータ14aを備える。同様に、発電機15も交流発電機であることが望ましく、この場合インバータ15aを備える。さらに、前記バッテリ16は、蓄電量であるSOCを検出するための容量検出センサ16aを備える。
【0022】
なお、前記モータ14は、発電機15と一体的に構成されたものであってもよい。この場合、前記モータ14は、バッテリ16から電力が供給される時は駆動力を発生して動力源として機能し、車両の制動時等のように駆動軸12によって回転させられる時は回生電流を発生する発電機15として機能する。
【0023】
また、バッテリ16は充電と放電を繰り返すことができる蓄電手段としての二次電池であり、鉛蓄電池、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池等が一般的であるが、電気自動車等に使用される高性能鉛蓄電池、リチウムイオン電池、ナトリウム硫黄電池等であってもよい。なお、前記蓄電手段は、必ずしもバッテリ16でなくてもよく、電気二重層コンデンサのようなコンデンサ(キャパシタ)、フライホイール、超伝導コイル、畜圧器等のように、エネルギを電気的に蓄積し放電する機能を有するものであれば、いかなる形態のものであってもよい。さらに、これらの中のいずれかを単独で使用してもよいし、複数のものを組み合わせて使用してもよい。例えば、バッテリ16と電気二重層コンデンサとを組み合わせて、畜電手段として使用することもできる。
【0024】
そして、21はメイン制御装置であり、図示されないCPU、MPU等の演算手段、半導体メモリ、磁気ディスク等の記憶手段、通信インターフェイス等を備え、ナビゲーション処理装置22、容量検出センサ16a及びセンサユニット23からの信号に基づいて、エンジン11、制御機構11a、モータ14、インバータ14a、発電機15及びインバータ15aの動作を制御する。ここで、前記センサユニット23は、アクセル開度を検出するアクセルセンサ23a、ブレーキペダルの動きを検出するブレーキセンサ23b等を備え、車両の運転者の操作に関連した情報を検出してメイン制御装置21に送信する。
【0025】
なお、該メイン制御装置21は、通常、車両の走行パターンによってエンジン11とモータ14との使用割合を、例えば、図3に示されるように制御する。この場合、車両走行時の出力を100〔%〕とし、すなわち、エンジン11とモータ14との両方の出力を合わせて100〔%〕とする。例えば、+8〔%〕以上の登坂路において、エンジンが車両の全出力中の80〔%〕使用割合に対してモータが全出力中の20〔%〕使用割合であるのを、エンジンが全出力中の70〔%〕使用割合に対してモータが車両の全出力中の30〔%〕使用割合にしてもよい。また、設定値は一例であり、他の値が設定されてもよい。なお、図3に示される使用割合は一例に過ぎず、登坂路又は降坂路の別、車速、エンジン、モータの欄に示される数値は適宜変更することができる。さらに、図3に示されるものと全く相違するテーブルを使用して、車両の走行時における全出力に対するエンジン11とモータ14との使用割合を設定することもできる。
【0026】
また、ナビゲーション処理装置22は、道路情報取得部30として機能するものであり、図示されないCPU、MPU等の演算手段、半導体メモリ、磁気ディスク等の記憶手段、通信インターフェイス等を備え、ナビ情報ユニット24からの信号に基づいて目的地までの経路探索等の処理を行い、処理の結果をメイン制御装置21に送信する。ここで、前記ナビ情報ユニット24は、地図データを格納する地図データベース24a、GPS(Global Positioning System)衛星からのGPS情報を受信するGPS受信機24b、車両の向いている方位を検出する方位センサ24c、車両の車速を検出する車速センサ24d、VICS情報を受信するVICS受信機24e等を備え、ナビゲーション処理装置22に接続されている。
【0027】
なお、ハイブリッド車両制御システム10は、CRT、液晶ディスプレイ、LED(Light Emitting Diode)ディスプレイ等の図示されない表示手段、及び、キーボード、タッチパネル等の図示されない入力手段を備え、車両の運転者等の操作者が目的地の入力等の各種設定を行うことができ、また、ハイブリッド車両制御システム10の動作状況等を把握することができるようになっていることが望ましい。
【0028】
ここで、ハイブリッド車両制御システム10は、機能の観点から図4に示されるように、車両の出発地と目的地との間の区間、すなわち、車両の走行予定経路の道路情報を取得する道路情報取得部30、車両の走行予定経路の所定区間を道路属性データに基づいて複数の小区間に分割する区間分割処理部31、それぞれの小区間において、前記道路情報取得部30としてのナビゲーション処理装置22からの道路情報、例えば、平坦(たん)路、降坂路、登坂路等の区別、コーナ形状等の道路に関する情報に基づいて、消費及び回生するエネルギを算出し、各小区間でのSOCの管理幅を算出し、また、各小区間での走行方法を決定する管理幅及び走行方法決定処理部としての区間消費エネルギ算出及び走行方法決定処理部32、及び、小区間毎に決定された管理幅の可変制御を行い、決定された走行方法に基づいて走行制御を行う制御実行処理部33を有する。なお、前記SOCはあらかじめ車両において設定されるものであってもよい。
【0029】
次に、前記構成のハイブリッド車両制御システムの動作について説明する。
【0030】
図1は本発明の第1の実施の形態におけるハイブリッド車両制御システムの動作を示すメインフローチャートである。
【0031】
ここで、ハイブリッド車両制御システム10の動作の全体的な流れを説明する。まず、道路情報取得部30は、車両の走行予定経路について、平坦路、降坂路、登坂路等の区別、コーナ形状等の道路情報を取得する。続いて、区間分割処理部31が前記走行予定経路の所定区間の起点としての出発地、及び、所定区間の終点としての目的地の間の区間を道路属性データに基づいて複数の小区間に分割するための区間分割処理を実行する。この場合、道路属性データとは、例えば、国道、県道、主要地方道、一般道、高速道路等の行政道路属性、設定走行速度や設計走行速度、舗装路、砂利道、平坦路、降坂路、登坂路等の区別、道路標高、道路勾(こう)配(角度、正接等)等に関するデータである。
【0032】
次に、区間消費エネルギ算出及び走行方法決定処理部32は、それぞれの小区間で消費するエネルギを算出し、各小区間でのSOCの管理幅を設定し、また、各小区間での走行方法を決定するための区間消費エネルギ算出及び走行方法決定処理を実行する。
【0033】
続いて、制御実行処理部33が、小区間毎に決定された管理幅の可変制御を行い、決定された走行方法に基づいて走行制御を行うための制御実行処理を実行すると、ハイブリッド車両制御システム10は処理を終了する。
【0034】
次に、フローチャートについて説明する。
ステップS0 道路情報取得処理を実行する。
ステップS1 区間分割処理を実行する。
ステップS2 区間消費エネルギ算出及び走行方法決定処理を実行する。
ステップS3 制御実行処理を実行し、処理を終了する。
【0035】
次に、前記区間分割処理の詳細な動作について説明する。
【0036】
図5は本発明の第1の実施の形態における区間分割処理のサブルーチンを示すフローチャート、図6は本発明の第1の実施の形態における区間分割の例を示す図である。
【0037】
まず、運転者等の操作者は、ハイブリッド車両制御システム10に目的地を入力して設定する。すると、地図データベース24aに格納されている地図データが読み込まれ、車両の出発地から、所定区間、すなわち、前記目的地までの経路が探索される。なお、該経路を探索する動作は、通常の車両用ナビゲーション装置と同様であるので、その説明は省略する。
【0038】
続いて、区間分割処理部31は、探索された経路を道路属性データに基づいて複数の小区間に分割する。この場合、前記道路属性データは、例えば、国道、県道等の行政道路属性、60〔km/h〕、40〔km/h〕等の設定走行速度、道路の幅員、道路標高、道路勾配等である。
【0039】
続いて、区間分割処理部31は、図6に示されるように、分割された小区間毎に、道路属性データ及び通し番号等の符号を付与する。なお、図6に示される例は、車両の出発地から目的地までの経路を、道路属性データである国道、県道等の行政道路属性及び道路の幅員に基づいて、N個の小区間に分割したものである。
【0040】
次に、フローチャートについて説明する。
ステップS1−1 操作者は目的地を入力する。
ステップS1−2 経路を探索する。
ステップS1−3 経路を小区間に分割する。
ステップS1−4 道路属性データ及び通し番号を付与し、処理を終了する。
【0041】
次に、区間消費エネルギ算出及び走行方法決定処理の詳細な動作について説明する。
【0042】
図7は本発明の第1の実施の形態における区間消費エネルギ算出及び走行方法決定処理のサブルーチンを示すフローチャート、図8は本発明の第1の実施の形態における小区間を微小区間に分割した例を示す図である。
【0043】
まず、区間消費エネルギ算出及び走行方法決定処理部32は、区間分割処理部31によって前記小区間のそれぞれに付与された道路属性データを読み込む。この場合、該道路属性データは、小区間番号1〜Nまで読み込まれる。
【0044】
ここで、i番目(i=1〜N)の小区間について、前記区間消費エネルギ算出及び走行方法決定処理部32は、道路属性データ、走行予定経路、該走行予定経路上の道路情報である、例えば、登坂路、降坂路、コーナ形状情報とともに各種のデータを読み込む。前記区間消費エネルギ算出及び走行方法決定処理部32に読み込まれるデータは、例えば、設定制限車速V〔km/h〕(国道:60〔km/h〕、県道:40〔km/h〕)、道路標高データから算出された道路勾配角度θ(水平面に対しての道路面の勾配)、算出された転がり抵抗係数μr(車両の重量に応じて決定される抵抗)、車両の総重量WE〔kg〕、車両の空気抵抗係数μa(車速の2乗と車速に応じて決定)、車両の前面投影面積A〔m2 〕の読込み(車両の進行方向から空気抵抗を受ける表面積)、及び、i番目の小区間の距離S〔km〕である。
【0045】
続いて、区間消費エネルギ算出及び走行方法決定処理部32は、前記i番目の小区間におけるバッテリ16のエネルギ、すなわち、i番目の小区間におけるバッテリ16の蓄電量であるSOCの変化量Eiを算出する。この場合、区間消費エネルギ算出及び走行方法決定処理部32は、i番目の小区間について読み込んだ前記データに基づいて、駆動力F〔kgf〕、出力W〔kW〕、及び、エネルギE〔Wh〕を算出する。すなわち、必要な駆動力Fを算出し、平坦路、降坂路及び登坂路の区別に応じてモータ14を動力源として使用する割合を積算することによって、平坦路、降坂路及び登坂路のそれぞれにおいて消費又は回生されるバッテリ16のエネルギEを計算する。
【0046】
また、区間消費エネルギ算出及び走行方法決定処理部32は、平坦路、降坂路及び登坂路の区別に応じて、前記i番目の小区間を更に、図8に示されるような微小区間に分割し、該微小区間のそれぞれについてエネルギEを算出する。そして、微小区間のそれぞれにおいて消費又は回生されるバッテリ16のエネルギEを道路情報取得手段からの道路情報である平坦路、降坂路及び登坂路の区別に応じて合算し、さらに、平坦路、降坂路及び登坂路において消費又は回生されるバッテリ16のエネルギEを合算して、前記i番目の小区間バッテリ16の蓄電量であるSOCの変化量Eiを算出する。
【0047】
この場合、微小区間毎に必要な駆動力Fは、次の式(1)で表される。
F=μr×WE+μa×A×V2 +WE×sinθ・・・式(1)
そして、微小区間毎に必要な出力Wは、次の式(2)で表される。
W=F×V×α・・・式(2)
なお、αは単位換算係数:1/270である。
【0048】
また、微小区間を走行するのに要する時間hは、次の式(3)で表される。
h=微小区間Ss /V〔h〕・・・式(3)
であり、平坦路、降坂路及び登坂路の違いによる微小区間の消費又は回生エネルギE(a,d,f) は、次の式(4)で表される。
E(a,d,f) =W×h×β・・・式(4)
なお、添字a は登坂路、添字d は降坂路、及び、添字f は平坦路をそれぞれ表わす。
【0049】
ここで、係数βは勾配に応じて変化するモータ14の使用割合を設定する係数であり、運転者の走り方に応じて変更してもよい。また、平坦路、降坂路及び登坂路の区別に応じて係数βを変化させているが、他の道路属性データ、例えば、道路の形状(直線路、曲線路の区別)や道路の路面状態(舗装路、砂利道の区別)等を考慮して係数βを変化させてもよい。
【0050】
そして、前記i番目の小区間におけるバッテリ16のSOC変化量Eiは、次の式(5)で表される。
Ei=EΣa +EΣd +EΣf ・・・式(5)
なお、EΣa はi番目の小区間における登坂路で消費又は回生されるバッテリ16のエネルギEの合計、EΣd はi番目の小区間における降坂路で消費又は回生されるバッテリ16のエネルギEの合計、QΣf はi番目の小区間における平坦路で消費又は回生されるバッテリ16のエネルギEの合計である。
【0051】
このようにして、区間消費エネルギ算出及び走行方法決定処理部32は、小区間番号1〜Nまでのすべての小区間におけるバッテリ16のSOC変化量Eiを算出する。
【0052】
次に、前記区間消費エネルギ算出及び走行方法決定処理部32は、実際にバッテリ16に充電されている充電量、すなわち、SOCを消費エネルギを計算する際の初期値E0として読み込み、該初期値E0とすべての小区間におけるバッテリ16のSOC変化量Eiとを合算する。すなわち、初期値E0とすべての小区間におけるバッテリ16のSOC変化量Eiとの和であるΣEi(i=0→N)を求める。ここで、前記初期値E0は出発地におけるバッテリ16に充電されている充電量であるSOCを表しており、前記ΣEiは最後の小区間であるN番目の小区間の終点、すなわち、目的地におけるバッテリ16のSOCを表している。このようにして、道路情報である平坦路、降坂路及び登坂路の区別に応じて、前記小区間毎のSOCの変化量であるEiを算出し、各小区間のSOCの変化量Eiを合算しΣEi(i=0→N)とすることで、所定区間の終点、すなわち、経路の目標地点である終点におけるSOCを算出する。
【0053】
そこで、前記区間消費エネルギ算出及び走行方法決定処理部32は、前記ΣEiがあらかじめ車両において設定されたバッテリ16のSOCについての管理幅内にあるか否かを判断する。ここで、バッテリ16のSOCについての管理幅は、バッテリ16の性能や寿命等の観点からあらかじめ設定されている。本発明においては車両においてあらかじめ設定されているとしているが、特定のSOCの管理幅が設定されているものであれば、いかなるものであってもよい。例えば、蓄電手段であるバッテリ16の100%の蓄電量に対して、最大値が60〔%〕、最小値が40〔%〕程度の蓄電量が管理幅の上限値、管理幅の下限値として、設定されている。そして、区間消費エネルギ算出及び走行方法決定処理部32は、前記ΣEiが管理幅内でないと判断した場合、前記ΣEiと管理幅内におけるSOCの目標値Sstaとの差を算出する。続いて、該差を1番目からN−1番目までの小区間の数、すなわち、N−1で割り、Estaの値を求める。続いて、該値Estaを1番目からN−1番目までの小区間におけるバッテリ16のSOC変化量Eiにそれぞれ加算し、Eistaとする。これにより、前記ΣEiと目標値Sstaとの差分が、1番目からN−1番目までの小区間に均等に分配、すなわち、等分配される。なお、分配される値は、各小区間の状況に応じて、不均等に分配してもよい(例えば、多くの回生エネルギを期待できる区間で、より多くのエネルギを回生するようにすることもできる。)。この場合、前記Eistaは、ΣEiと目標値Sstaとの差を分配した後のi番目(i=1〜N−1)の小区間におけるSOC変化量である。また、N番目の小区間におけるSOCの目標値はSstaとする。なお、Sstaの値は、あらかじめ車両において設定されたバッテリのSOCの管理幅内に設定されている。すなわち、所定区間の終点である経路の目標地点である終点におけるSOCがあらかじめ車両において設定されている管理幅内に収まらない場合、所定区間の終点におけるSOCの目標値であるSstaとの差分を小区間数で等分割し、小区間に分割する。
【0054】
次に、区間消費エネルギ算出及び走行方法決定処理部32は、管理幅を各小区間毎に変化させ、その変化に見合った車両の制御を行うことができるように車両の走り方を設定する管理幅可変設定処理を実行する。
【0055】
次に、区間消費エネルギ算出及び走行方法決定処理部32は、N番目の小区間におけるSOCの最終的な調整処理を実行する。
【0056】
次に、フローチャートについて説明する。
ステップS2−1 小区間の道路属性データを読み込む。
ステップS2−2 各小区間のSOCの変化量Eiを算出する。
ステップS2−3 実際にバッテリ16に充電されている充電量、すなわち、SOCを消費エネルギを計算する際の初期値E0として読み込む。
ステップS2−4 初期値E0と各小区間のSOCの変化量Eiとの和であるΣEiを道路情報取得手段からの道路情報である平坦道路、登坂路、降坂路情報に基づいて求める。
ステップS2−5 N区間での蓄電量ΣEiが車両においてあらかじめ設定された管理幅内でないか否かを判断する。管理幅内でない場合はステップS2−6に進み、管理幅内である場合はステップS2−8に進む。
ステップS2−6 ΣEiと管理幅内におけるSOCの目標値Sstaとの差を算出し、それをN−1までの区間数で割り、Estaの値を求める。
ステップS2−7 値Estaを(N−1)区間の各小区間のSOCの変化量Eiにそれぞれ分配する。
ステップS2−8 管理幅可変設定処理を実行する。
ステップS2−9 N番目の区間でのSOC調整処理を実行し、処理を終了する。
【0057】
次に、管理幅可変設定処理の詳細な動作について説明する。
【0058】
図9は本発明の第1の実施の形態における管理幅可変設定処理のサブルーチンを示すフローチャート、図10は本発明の第1の実施の形態におけるフラグの意味を示す表、図11は本発明の第1の実施の形態における管理幅とフラグとの関係を示す図、図12は本発明の第1の実施の形態における記号の意味を示す表である。
【0059】
この場合、区間消費エネルギ算出及び走行方法決定処理部32は、1番目〜N−1番目の小区間について管理幅可変設定処理を実行する。
【0060】
前記管理幅可変設定処理において、区間消費エネルギ算出及び走行方法決定処理部32は、まず、i番目(i=1〜N−1)の小区間におけるEistaを読み込む。そして、i番目の小区間の始点におけるバッテリ16のSOCの値、すなわち、i−1番目の小区間の終点におけるバッテリ16のSOCの値と、前記Eistaとの和を求め、i番目の小区間の終点におけるバッテリ16のSOCの値Echa(=Eiβ)とする。この場合、前記Eistaは、初期値E0とi番目までのすべての小区間におけるバッテリ16のSOC変化量Eiとの和である。
【0061】
続いて、区間消費エネルギ算出及び走行方法決定処理部32は、前記Echaがバッテリ16の最大充電可能値SU(バッテリ16を過充電させることなく使用することができるSOCの最大値であり、この値まで充電可能である。)以上であるか否かを判断する。そして、EchaがSUより大きい場合は、該SU以上にエネルギを回生することができることを意味するので、回生したエネルギを吸収することができるように最小管理値SCtempを変更する。
【0062】
続いて、EchaがSU以上である場合、区間消費エネルギ算出及び走行方法決定処理部32は、バッテリ16の通常最小管理値Smin(車両において、あらかじめ設定されたSOCの管理幅の下限値)からEchaを減算し、その値にSUを加算した値、すなわち、Smin−Echa+SUが最小充電可能値SC(バッテリ16を過放電させることなく、使用することができるSOCの最小値であり、この値まで放電可能である。)より大きいか否かを判断する。ここで、前記Smin−Echa+SUがSCより大きい場合は、EchaがSUを超え、かつ、SUからEchaを減算した値を更にSminから減算した値が、Sminより小さいことを意味する。
【0063】
また、前記Smin−Echa+SUがSC以下である場合は、エネルギを回生した時に、消費することができない程度の回生エネルギを得ることを意味する。したがって、区間消費エネルギ算出及び走行方法決定処理部32は、次の式(6)で表される状態になるのでフラグを3に設定する。
Smin−Echa+SU≦SC・・・式(6)
そして、前記Smin−Echa+SUがSCより大きい場合、区間消費エネルギ算出及び走行方法決定処理部32は、前記Smin−Echa+SUがSmin以上であるか否かを判断する。そして、前記Smin−Echa+SUが通常最小管理値Smin以上である場合は、次の式(7)で表される状態になるのでフラグを1に設定する。
Smin−Echa+SU≧Smin・・・式(7)
なお、前記フラグは最小管理値SCtemp、最大管理値SUtemp、及び、余剰エネルギEextを設定するためのものである。
【0064】
ここで、最小管理値Sctempは、車両においてあらかじめ設定された管理幅の下限値を変化させる場合に前記管理幅の下限値の通常最小管理幅Sminより少ないSOCになるように管理幅の下限値を設定する。また、最大管理値は、車両において、あらかじめ設定された管理幅の上限値を変化させる場合に前記管理幅の上限値の通常最大管理幅Smaxより多いSOCになるように管理幅の下限値を設定する。余剰エネルギEextは、ある小区間において処理しきれずに他の区間で処理するようにするエネルギである。
【0065】
また、前記Smin−Echa+SUが通常最小管理値Sminより小さい場合は、次の式(8)で表される状態になるのでフラグを2に設定する。
Smin−Echa+SU<Smin・・・式(8)
なお、EchaがSU以上でない場合、区間消費エネルギ算出及び走行方法決定処理部32は、EchaがSminより大きいか否かを判断する。そして、大きい場合は、さらに、Echaが通常最大管理値Smax以上であるか否かを判断する。ここで、通常最大管理値Smaxは、車両において、あらかじめ設定されたSOCの管理幅の上限値である。そして、Smax以上である場合は、次の式(9)で表される状態になるのでフラグを4に設定する。
Smax≦Echa<SU・・・式(9)
また、EchaがSmax以上でない場合は、次の式(10)で表される状態になるのでフラグを5に設定する。
Smin<Echa<Smax・・・式(10)
さらに、EchaがSmin以下である場合は、前記EchaがSC以上であるか否かを判断する。そして、最小充電可能値SC以上である場合は、次の式(11)で表される状態になるのでフラグを6に設定する。
SC≦Echa<Smin・・・式(11)
また、EchaがSCより小さい場合は、次の式(12)で表される状態になるのでフラグを7に設定する。
0〔%〕≦Echa<SC・・・式(12)
次に、区間消費エネルギ算出及び走行方法決定処理部32は、設定されたフラグを使用して、前記最小管理値SCtemp、最大管理値SUtemp、余剰エネルギEextを図10に示されるように設定する。
【0066】
続いて、区間消費エネルギ算出及び走行方法決定処理部32は、Eextが0でないか否かを判断する。そして、Eextが0である場合、設定されたSCtemp、SUtempの管理幅内で余剰エネルギが処理できることになるので、通常の走行パターンとして設定された走行パターンを走行パターンとして設定する。
【0067】
また、Eextが0でない場合、Eextを処理するための走行パターンを選択するために、区間消費エネルギ算出及び走行方法決定処理部32は、Eextが0より小さいか否かを判断する。そして、Eextが0より小さい場合は、充電することができる管理幅のSU以上に回生することができることになるので、区間消費エネルギ算出及び走行方法決定処理部32は、Eextを消費する走行パターンを設定する。
【0068】
また、Eextが0以上である場合は、EextがSC以下になるので過放電してしまう。したがって、区間消費エネルギ算出及び走行方法決定処理部32は、過放電することがない走行パターンに変更し、Eextを消費することがない走行パターン、すなわち、走行方法を設定する。
【0069】
なお、管理幅と走行パターン設定フラグとの関係は、図11に示されるように、フラグ1〜3はEchaがSUの値より上にある場合で、SUより上の回生エネルギを捨てることなく、バッテリ16に充電することができるようにするために、SCtempの値を調整して、すなわち、増加又は減少させる処理を行う。また、フラグ4〜7はSOCの値Echaが図11に示される領域に存在する場合である。
【0070】
そして、前記SU、SUtemp、Smax、Smin、SCtemp、SC及びSstaの意味は、図12に示されるようになっている。
【0071】
次の表には、図3に示されるようなエンジン11とモータ14との使用割合を、図3に示されるような通常走行パターンから変更する例が示されている。
【0072】
【表1】
【0073】
なお、表に示される数値は一例に過ぎず、適宜変更することができるものであり、式(4)における係数βを変更することによって調整することができる。すなわち、モータの使用割合を増加させる場合には係数βを大きくし、モータの使用割合を減少させる場合には係数βを小さくする。
【0074】
このようにして、車両の走行予定経路の所定区間において蓄電手段の蓄電量であるSOCを算出し、算出された該SOCに基づいてあらかじめ車両において設定されているSOCの管理幅を変化させ、所定区間の終点におけるSOCがあらかじめ車両において設定されている管理幅内に設定された所定区間の終点におけるSOCの目標値であるSstaと所定区間の終点におけるSOCとの差分を区区間数で等分割し、小区間毎に管理幅の可変制御を実行し、走行方法である走行パターンを決定する。
【0075】
次に、フローチャートについて説明する。
ステップS2−8−1 Eistaを読み込む。
ステップS2−8−2 Echa(i−1)とEistaとの和を求めてSOCの値Echaを算出する。
ステップS2−8−3 SOCの値Echaがバッテリの最大充電可能値SU以上であるか否かを判断する。SOCの値Echaがバッテリの最大充電可能値SU以上である場合はステップS2−8−4に進み、SOCの値Echaがバッテリの最大充電可能値SUより小さい場合はステップS2−8−9に進む。
ステップS2−8−4 バッテリの通常最小管理値SminからSOCの値Echaを減算し、その値に最大充電可能値SUを加算した値が最小充電可能値SCより大きいか否かを判断する。最小充電可能値SCより大きい場合はステップS2−8−5に進み、最小充電可能値SC以下である場合はステップS2−8−8に進む。
ステップS2−8−5 通常最小管理値SminからSOCの値Echaを減算し、その値に最大充電可能値SUを加算した値が通常最小管理値Smin以上であるか否かを判断し、通常最小管理値Smin以上である場合はステップS2−8−6に進み、通常最小管理値Sminより小さい場合はステップS2−8−7に進む。
ステップS2−8−6 フラグを1に設定する。
ステップS2−8−7 フラグを2に設定する。
ステップS2−8−8 フラグを3に設定する。
ステップS2−8−9 SOCの値Echaが通常最小管理値Sminより大きいか否かを判断する。SOCの値Echaが通常最小管理値Sminより大きい場合はステップS2−8−10に進み、SOCの値Echaが通常最小管理値Smin以下である場合はステップS2−8−13に進む。
ステップS2−8−10 SOCの値Echaが通常最大管理値Smax以上であるか否かを判断する。SOCの値Echaが通常最大管理値Smax以上である場合はステップS2−8−11に進み、SOCの値Echaが通常最大管理値Smaxより小さい場合はステップS2−8−12に進む。
ステップS2−8−11 フラグを4に設定する。
ステップS2−8−12 フラグを5に設定する。
ステップS2−8−13 SOCの値Echaが最小充電可能値SC以上であるか否かを判断する。SOCの値Echaが最小充電可能値SC以上である場合はステップS2−8−14に進み、SOCの値Echaが最小充電可能値SCより小さい場合はステップS2−8−15に進む。
ステップS2−8−14 フラグを6に設定する。
ステップS2−8−15 フラグを7に設定する。
ステップS2−8−16 最小管理値SCtemp、最大管理値SUtemp、余剰エネルギEextを設定する。
ステップS2−8−17 余剰エネルギEextが0でないか否かを判断する。
余剰エネルギEextが0でない場合はステップS2−8−18に進み、余剰エネルギEextが0である場合はステップS2−8−21に進む。
ステップS2−8−18 余剰エネルギEextが0より小さいか否かを判断する。余剰エネルギEextが0より小さい場合はステップS2−8−19に進み、余剰エネルギEextが0以上である場合はステップS2−8−20に進む。
ステップS2−8−19 Eextを消費する走行パターンに変更し、処理を終了する。
ステップS2−8−20 Eextを消費しない走行パターンに変更し、処理を終了する。
ステップS2−8−21 通常の走行パターンとして設定した走行パターンのまま走行し、処理を終了する。
【0076】
次に、N番目の小区間での容量調整処理の詳細な動作について説明する。
【0077】
図13は本発明の第1の実施の形態におけるN番目の小区間での容量調整処理のサブルーチンを示すフローチャートである。
【0078】
図7に示されるステップS2−5〜S2−7の動作において、N番目の小区間でのバッテリ16のSOCが管理幅内に入るように設定したが、1番目〜N−1番目の小区間について管理幅可変設定処理を実行したので、走行予定経路の目標値であるN番目の小区間のSOCの値が、車両においてあらかじめ設定された管理幅に入っていない可能性がある。そこで、N番目の小区間での走行パターンの補正処理を行うようになっている。
【0079】
この場合、区間消費エネルギ算出及び走行方法決定処理部32は、まず、N番目の小区間の終点におけるバッテリ16のSOCの値Echaを算出する。
【0080】
続いて、区間消費エネルギ算出及び走行方法決定処理部32は、N番目の小区間におけるEchaが通常管理幅内に入っているか否かを判断する。そして、Echaが通常管理幅内に入っている場合は、通常の走行パターンとして設定された走行パターンを走行パターンとして設定する。
【0081】
また、Echaが通常管理幅内に入っていない場合、区間消費エネルギ算出及び走行方法決定処理部32は、N番目の小区間における制御目標値である特定値SstaとSOCの値Echaとの差を算出する。そして、SstaからEchaを減算した値が正である場合は、バッテリ16のエネルギが足りている場合であるから、Echaを通常管理幅内に入れるためには、バッテリ16のエネルギを消費する必要がある。また、SstaからEchaを減算した値が負(偽)である場合は、バッテリ16のエネルギが不足している場合であるから、Echaを通常管理幅内に入れるためには、エネルギを回生する必要がある。
【0082】
そこで、区間消費エネルギ算出及び走行方法決定処理部32は、SstaからEchaを減算した値が正である場合、すなわち、EchaがSmaxより大きい場合は、EextにEchaからSminを減算した値(<0)を代入する。また、SstaからEchaを減算した値が負である場合、すなわち、EchaがSminより小さい場合は、EextにEchaからSmaxを減算した値(>0)を代入する。
【0083】
次に、区間消費エネルギ算出及び走行方法決定処理部32は、Eextが0より小さいか否かを判断する。
【0084】
そして、Eextが0より小さい場合、すなわち、SstaからEchaを減算した値が正である場合は、Eextを消費することがないような走行パターンに変更する。また、Eextが0以上である場合、すなわち、SstaからEchaを減算した値が負である場合は、エネルギを消費する必要があるので、Eextを消費するような走行パターンに変更する。
【0085】
次に、フローチャートについて説明する。
ステップS2−9−1 N番目の小区間におけるSOCの値Echaを算出する。
ステップS2−9−2 通常最小管理値SminがSOCの値Echaより大きい、又は該SOCの値Echaが通常最大管理値Smaxより大きいか否かを判断する。通常最小管理値SminがSOCの値Echaより大きい、又は該SOCの値Echaが通常最大管理値Smaxより大きい場合はステップS2−9−3に進み、通常最小管理値SminがSOCの値Echa以下、又は該SOCの値Echaが通常最大管理値Smax以下である場合はステップS2−9−9に進む。
ステップS2−9−3 特定値SstaからSOCの値Echaを減算した値が0より大きいか否かを判断する。特定値SstaからSOCの値Echaを減算した値が0より大きい場合はステップS2−9−4に進み、特定値SstaからSOCの値Echaを減算した値が0以下である場合はステップS2−9−5に進む。
ステップS2−9−4 余剰エネルギEextにSOCの値Echaから通常最小管理値Smin(<0)を減算した値を代入する。
ステップS2−9−5 余剰エネルギEextにSOCの値Echaから通常最大管理値Smax(>0)を減算した値を代入する。
ステップS2−9−6 余剰エネルギEextが0より小さいか否かを判断する。余剰エネルギEextが0より小さい場合はステップS2−9−7に進み、余剰エネルギEextが0以上である場合はステップS2−9−8に進む。
ステップS2−9−7 Eextを消費しないような走行パターンに変更し、処理を終了する。
ステップS2−9−8 Eextを消費するための走行パターンに変更し、処理を終了する。
ステップS2−9−9 通常の走行パターンとして設定した走行パターンのまま走行し、処理を終了する。
【0086】
次に、制御実行処理の詳細な動作について説明する。
【0087】
図14は本発明の第1の実施の形態における制御実行処理のサブルーチンを示すフローチャートである。
【0088】
制御実行処理部33は、まず、1〜N番目の小区間のそれぞれに関する最小管理値SCtemp又は最大管理値SUtempを読み込んで設定を行う。なお、SUtemp又はSCtempの設定を行うタイミングは、該当する小区間に車両が進入する前であればいつでもよい。
【0089】
続いて、制御実行処理部33は、1〜N番目の小区間のそれぞれに関して設定した走行パターンを読み込んで、該走行パターンの設定を行う。なお、走行パターンの設定を行うタイミングは、該当する小区間に車両が進入する前であればいつでもよい。
【0090】
そして、制御実行処理部33は、バッテリ16のSOCを確認し、モータ14及びエンジン11の制御機構11aに回転数、トルク等の指令値を送信する。
【0091】
次に、フローチャートについて説明する。
ステップS3−1 設定した最小管理値SCtemp又は最大管理値SUtempを読み込んで設定を行う。
ステップS3−2 走行パターンを読み込んで設定を行う。
ステップS3−3 バッテリ16のSOCを確認する。
ステップS3−4 モータ14、エンジン11に制御機構11aに指令値(回転数、トルク)を出力し、処理を終了する。
【0092】
このように、本実施の形態においては、区間分割処理部31が車両の出発地と目的地との間の区間を道路属性データに基づいて複数の小区間に分割し、区間消費エネルギ算出及び走行方法決定処理部32が各小区間で消費するエネルギを算出し、各小区間でのSOCの管理幅及び走行方法を設定し、制御実行処理部33が小区間毎におけるSOCの管理幅及び走行方法に基づいて走行制御を行うようになっている。この場合、所定区間の終点におけるバッテリ16のSOCと目標値としてのSstaの差分を小区間のそれぞれに分配する。
【0093】
そのため、バッテリ16のSOCが管理幅を越えことがなく、しかも、回生されたエネルギとしての回生電流を十分にバッテリ16に回収することができ、エンジン11の燃料消費量を十分に低減することができる。
【0094】
次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。なお、前記第1の実施の形態と同じ構造を有するもの及び同じ動作については、その説明を省略する。
【0095】
この場合、区間分割処理部31の行う区間分割処理は、前記第1の実施の形態と同様なので、説明を省略する。また、制御実行処理部33の行う制御実行処理も、前記第1の実施の形態と同様であるので説明を省略する。そして、区間消費エネルギ算出及び走行方法決定処理部32の行う区間消費エネルギ算出及び走行方法決定処理について説明する。
【0096】
図15は本発明の第2の実施の形態における区間消費エネルギ算出及び走行方法決定処理のサブルーチンを示すフローチャート、図16は本発明の第2の実施の形態における各小区間でのSOCの例を示す図、図17は本発明の第2の実施の形態におけるSOCと最終目標値との差を算出する方法を示す図である。
【0097】
本実施の形態において、区間消費エネルギ算出及び走行方法決定処理部32は、まず、走行経路の小区間のそれぞれに付与された道路属性データを読み込み、図16に示されるように、前記小区間のぞれぞれにおけるバッテリ16のエネルギとしてのSOCの変化量Ei(i=1〜N)を算出する。
【0098】
続いて、前記区間消費エネルギ算出及び走行方法決定処理部32は、実際にバッテリ16に充電されている充電量、すなわち、SOCを消費エネルギを計算する際の初期値E0として読み込み、該初期値E0と道路情報取得手段である、例えば、ナビゲーション装置からの道路情報、すなわち、登坂路、降坂路、平坦路からすべての小区間におけるバッテリ16のSOC変化量Eiとを合算する。すなわち、初期値E0とすべての小区間におけるバッテリ16のSOC変化量Eiとの和であるΣEi(i=0→N)を求める。
【0099】
続いて、前記区間消費エネルギ算出及び走行方法決定処理部32は、前記和ΣEi、すなわち、走行予定経路上の目標値での蓄電手段である、例えば、バッテリ16の蓄電量であるSOCがあらかじめ車両において設定されたバッテリ16のSOCについての管理幅内にあるか否かを判断する。そして、管理幅内にない場合、図17に示されるように、和ΣEiと管理幅内におけるSOCの目標値Sstaとの差Eremを算出する。また、該差Eremを余剰エネルギEextを処理するための図示されない処理用バッファに格納する。
【0100】
続いて、区間消費エネルギ算出及び走行方法決定処理部32は、管理幅可変設定処理を実行し、各小区間毎に最大管理値SUtemp又は最小管理値SCtempを設定し、各小区間で処理することができなかったエネルギを算出しEextに代入する。なお、該Eextに代入されたエネルギは、次の小区間で処理される。
【0101】
続いて、区間消費エネルギ算出及び走行方法決定処理部32は、N番目の小区間でのSOCの最終的な調整処理を実行する。ここで、N番目の小区間でのSOCは1番目〜N−1番目の小区間で処理するようになっているが、小区間毎に走行パターンを変更するので、再度調整を行う必要があり、前記SOCの最終的な調整処理を実行するようになっている。
【0102】
次に、フローチャートについて説明する。
ステップS2−10 道路情報取得部30からの道路情報を読み込む。
ステップS2−11 小区間の道路属性データを読み込む。
ステップS2−12 各小区間のSOCの変化量Eiを算出する。
ステップS2−13 バッテリ16に充電されている充電量の初期値としてのSOCの初期値E0を読み込む。
ステップS2−14 初期値E0と各小区間のSOCの変化量Eiとの和であるΣEiを求める。
ステップS2−15 和ΣEiが管理幅内でないか否かを判断する。管理幅内でない場合はステップS2−16に進み、管理幅内である場合はステップS2−18に進む。
ステップS2−16 和ΣEiと目標値Sstaとの差Eremを算出する。
ステップS2−17 差Eremを該余剰エネルギEextに代入する。
ステップS2−18 管理幅可変設定処理を実行する。
ステップS2−19 N番目の小区間でのSOC調整処理を実行し、処理を終了する。
【0103】
次に、管理幅可変設定処理の詳細な動作について説明する。
【0104】
図18は本発明の第2の実施の形態における管理幅可変設定処理のサブルーチンを示す第1のフローチャート、図19は本発明の第2の実施の形態における管理幅可変設定処理のサブルーチンを示す第2のフローチャート、図20は本発明の第2の実施の形態における走行パターン変更後の余剰エネルギを代入する方法を示す図である。
【0105】
まず、区間消費エネルギ算出及び走行方法決定処理部32は、カウンタiに1をセットし、余剰エネルギEextを読み込む。なお、初期値はN番目の小区間、すなわち、走行予定経路の目標地におけるSOCにおけるEextであり、2番目以降の小区間においては、当該小区間のEextが読み込まれる。
【0106】
続いて、区間消費エネルギ算出及び走行方法決定処理部32は、SOCの値EchaにSOCと1番目の小区間から当該小区間までのエネルギの総和を代入する。
【0107】
次に、区間消費エネルギ算出及び走行方法決定処理部32は、前記第1の実施の形態と同様にして(図9におけるステップS2−8−3〜ステップS2−8−16参照)、小区間毎のSUtemp、SCtemp及びEextを算出し、算出したSUtemp、SCtemp及びEextを設定する。
【0108】
続いて、区間消費エネルギ算出及び走行方法決定処理部32は、Eextが0でないか否かを判断する。そして、Eextが0である場合、通常の走行パターンとして設定された走行パターンを走行パターンとして設定する。
【0109】
また、Eextが0でない場合、Eextの処理するための走行パターンを選択するために、区間消費エネルギ算出及び走行方法決定処理部32は、Eextが0より小さいか否かを判断する。そして、Eextが0より小さい場合は、充電することができる管理幅のSC以上に回生することができることになるので、区間消費エネルギ算出及び走行方法決定処理部32は、Eextを消費する走行パターンに変更する。
【0110】
また、Eextが0以上である場合は、EextがSC以下になるので過放電してしまう。したがって、区間消費エネルギ算出及び走行方法決定処理部32は、過放電することがない走行パターンに変更し、Eextを消費することがない走行パターンに変更する。
【0111】
次に、区間消費エネルギ算出及び走行方法決定処理部32は、走行パターン変更前と走行パターン変更後とのSOCの差を算出し、Erestに代入する。なお、Erestは残りエネルギのことである。
【0112】
続いて、区間消費エネルギ算出及び走行方法決定処理部32は、図20に示されるように、Eextに走行パターンを変更した後のEextとErestとの差、すなわち、Eext−Erestを代入する。
【0113】
そして、区間消費エネルギ算出及び走行方法決定処理部32は、カウンタiに1を加算し、カウンタiがNより大きいか否かを判断する。なお、カウンタiがNより大きいか否かを判断するのは、前述の処理を1番目からN−1番目の小区間まで続けるためである。ところで、前記処理は1番目からN−1番目の小区間に限定する必要はなく、L1番目の小区間からL2番目の小区間まで行ってもよい(L1≠1、L2≠N−1、N)。
【0114】
次に、フローチャートについて説明する。
ステップS2−18−1 カウンタiに1をセットする。
ステップS2−18−2 余剰エネルギEextを読み込む。
ステップS2−18−3 初期値E0と和ΣEiと余剰エネルギEextとを加算してSOCの値Echaを算出する。
ステップS2−18−4 SOCの値Echaがバッテリ16の最大充電可能値SU以上であるか否かを判断する。SOCの値Echaがバッテリ16の最大充電可能値SU以上である場合はステップS2−18−5に進み、SOCの値Echaがバッテリ16の最大充電可能値SUより小さい場合はステップS2−18−10に進む。
ステップS2−18−5 バッテリ16の通常最小管理値SminからSOCの値Echaを減算し、その値に最大充電可能値SUを加算した値が最小充電可能値SCより大きいか否かを判断する。最小充電可能値SCより大きい場合はステップS2−18−6に進み、最小充電可能値SC以下である場合はステップS2−18−9に進む。
ステップS2−18−6 通常最小管理値SminからSOCの値Echaを減算し、その値に最大充電可能値SUを加算した値が通常最小管理値Smin以上であるか否かを判断し、通常最小管理値Smin以上である場合はステップS2−18−7に進み、通常最小管理値Sminより小さい場合はステップS2−18−8に進む。
ステップS2−18−7 フラグを1に設定する。
ステップS2−18−8 フラグを2に設定する。
ステップS2−18−9 フラグを3に設定する。
ステップS2−18−10 SOCの値Echaが通常最小管理値Sminより大きいか否かを判断する。SOCの値Echaが通常最小管理値Sminより大きい場合はステップS2−18−11に進み、SOCの値Echaが通常最小管理値Smin以下である場合はステップS2−18−14に進む。
ステップS2−18−11 SOCの値Echaが通常最大管理値Smax以上であるか否かを判断する。SOCの値Echaが通常最大管理値Smax以上である場合はステップS2−18−12に進み、SOCの値Echaが通常最大管理値Smaxより小さい場合はステップS2−18−13に進む。
ステップS2−18−12 フラグを4に設定する。
ステップS2−18−13 フラグを5に設定する。
ステップS2−18−14 SOCの値Echaが最小充電可能値SC以上であるか否かを判断する。SOCの値Echaが最小充電可能値SC以上である場合はステップS2−18−15に進み、SOCの値Echaが最小充電可能値SCより小さい場合はステップS2−18−16に進む。
ステップS2−18−15 フラグを6に設定する。
ステップS2−18−16 フラグを7に設定する。
ステップS2−18−17 最小管理値SCtemp、最大管理値SUtemp、余剰エネルギEextを設定する。
ステップS2−18−18 余剰エネルギEextが0でないか否かを判断する。余剰エネルギEextが0でない場合はステップS2−18−19に進み、余剰エネルギEextが0である場合はステップS2−18−22に進む。
ステップS2−18−19 余剰エネルギEextが0より小さいか否かを判断する。余剰エネルギEextが0より小さい場合はステップS2−18−20に進み、余剰エネルギEextが0以上である場合はステップS2−18−21に進む。
ステップS2−18−20 Eextを消費する走行パターンに変更する。
ステップS2−18−21 Eextを消費しないような走行パターンに変更する。
ステップS2−18−22 通常の走行パターンとして設定した走行パターンを設定する。
ステップS2−18−23 走行パターン変更前と走行パターン変更後とのSOCの差Erestを算出する。
ステップS2−18−24 余剰エネルギEextから差Erestを減算した値を余剰エネルギEextに代入する。
ステップS2−18−25 カウンタiに1を加算する。
ステップS2−18−26 カウンタiがNより大きいか否かを判断する。カウンタiがNより大きい場合はステップS2−18−2に戻り、カウンタiがN以下である場合は処理を終了する。
【0115】
次に、N番目の小区間での容量調整処理の詳細な動作について説明する。
【0116】
図21は本発明の第2の実施の形態におけるN番目の小区間での容量調整処理のサブルーチンを示すフローチャート、図22は本発明の第2の実施の形態における容量調整処理を示す第1の図、図23は本発明の第2の実施の形態における容量調整処理を示す第2の図、図24は本発明の第2の実施の形態における容量調整処理を示す第3の図である。
【0117】
既に、N番目の小区間においてバッテリ16のSOCが管理幅内に入るように設定したが、1番目〜N−1番目の小区間について管理幅可変設定処理を実行したので、走行予定経路の目標地であるN番目の小区間のSOCの値が車両においてあらかじめ設定された管理幅内に入っていない可能性がある。そこで、N番目の小区間での走行パターンの補正処理を行うようになっている。
【0118】
この場合、区間消費エネルギ算出及び走行方法決定処理部32は、まず、N番目の小区間の終点におけるバッテリ16のSOCの値Echaを算出する。
【0119】
続いて、区間消費エネルギ算出及び走行方法決定処理部32は、N番目の小区間におけるEchaが通常管理幅内に入ってるか否かを判断する。そして、Echaが通常管理幅内に入っている場合は、通常の走行パターンとして設定された走行パターンを走行パターンとして設定する。なお、Echaは、次の式(13)で表される。
Echa=ΣEi+Eext・・・式(13)
また、Echaが通常管理幅内に入っていない場合、区間消費エネルギ算出及び走行方法決定処理部32は、N番目の小区間における制御目標値である特定値SstaとSOCの値Echaとの差Eremを算出する。そして、SstaからEchaを減算した値が正である場合は、バッテリ16のエネルギが足りている場合であるから、Echaを通常管理幅内に入れるためには、バッテリ16のエネルギを消費する必要がある。また、SstaからEchaを減算した値が負である場合は、バッテリ16のエネルギが不足している場合であるから、Echaを通常管理幅内に入れるためには、エネルギを回生する必要がある。
【0120】
そこで、区間消費エネルギ算出及び走行方法決定処理部32は、SstaからEchaを減算した値が正である場合、すなわち、EchaがSmaxより大きい場合は、EremにEchaからSminを減算した値(<0)を代入する。また、SstaからEchaを減算した値が負である場合、すなわち、EchaがSminより小さい場合は、EextにEchaからSmaxを減算した値(>0)を代入する。
【0121】
続いて、区間消費エネルギ算出及び走行方法決定処理部32は、Eremが0より小さいか否かを判断する。そして、Eremが0より小さい場合、すなわち、SstaからEchaを減算した値が正である場合は、Eremを消費することがないような走行パターンに変更する。また、Eremが0以上である場合、すなわち、SstaからEchaを減算した値が負である場合は、エネルギを消費する必要があるので、Eremを消費するような走行パターンに変更する。
【0122】
次に、フローチャートについて説明する。
ステップS2−19−1 N番目の小区間におけるSOCの値Echaを算出する。
ステップS2−19−2 通常最小管理値SminがSOCの値Echaより大きい、又は該SOCの値Echaが通常最大管理値Smaxより大きいか否かを判断する。通常最小管理値SminがSOCの値Echaより大きい、又は該SOCの値Echaが通常最大管理値Smaxより大きい場合はステップS2−19−3に進み、通常最小管理値SminがSOCの値Echa以下、又は該SOCの値Echaが通常最大管理値Smax以下である場合はステップS2−19−9に進む。
ステップS2−19−3 特定値SstaからSOCの値Echaを減算した値が0より大きいか否かを判断する。特定値SstaからSOCの値Echaを減算した値が0より大きい場合はステップS2−19−4に進み、特定値SstaからSOCの値Echaを減算した値が0以下である場合はステップS2−19−5に進む。
ステップS2−19−4 差EremにSOCの値Echaから通常最小管理値Smin(<0)を減算した値を代入する。
ステップS2−19−5 差EremにSOCの値Echaから通常最大管理値Smax(>0)を減算した値を代入する。
ステップS2−19−6 差Eremが0より小さいか否かを判断する。差Eremが0より小さい場合はステップS2−19−7に進み、差Eremが0以上である場合はステップS2−19−8に進む。
ステップS2−19−7 Eremを消費しないような走行パターンに変更し、処理を終了する。
ステップS2−19−8 Eremを消費するための走行パターンに変更し、処理を終了する。
ステップS2−19−9 通常の走行パターンとして設定した走行パターンのまま走行し、処理を終了する。
【0123】
このように、本実施の形態においては、図22に示されるようなN番目の小区間における制御目標値である特定値SstaとSOCの値Echaとの差Eremを、図23に示されるように、出発地直後の小区間である1番目の小区間のE1 に与えるようになっている。そして、1番目の小区間でできるだけ消費又は充電することによって、E1 +Eremを減少させ、図24に示されるように、余剰分Eextを次の小区間である2番目の小区間のE2 に繰り延べるようになっている。すなわち、所定区間の終点としての目的地におけるバッテリ16のSOCと目標値Sstaとの差分を前記所定区間における最初の小区間から順次分配する。ここで、分配するとは、道路情報取得手段に基づき算出された小区間におけるSOCを他の小区間に割り当てることである。
【0124】
そのため、本実施の形態は、余剰分Eextを順々に次の小区間に繰り延べることによって、目的地でのSOCを最終の制御値に近付けようとする点において、N番目の小区間におけるEextを各小区間に分配する前記第1の実施の形態と相違する。そして、バッテリ16のSOCが管理幅を越えることがなく、しかも、回生されたエネルギとしての回生電流を十分にバッテリ16に回収することができ、エンジン11の燃料消費量を十分に低減することができる。
【0125】
なお、本実施の形態において制御実行処理部33の行う制御実行処理については、前記第1の実施の形態と同様であるので説明を省略する。
【0126】
次に、本発明の第3の実施の形態について説明する。なお、第1及び第2の実施の形態と同じ構造を有するもの及び同じ動作については、その説明を省略する。この場合、区間分割処理部31の行う区間分割処理は、前記第1及び第2の実施の形態と同様であるので、説明を省略する。そして、区間消費エネルギ算出及び走行方法決定処理部32の行う区間消費エネルギ算出及び走行方法決定処理について説明する。
【0127】
また、本実施の形態における区間消費エネルギ算出及び走行方法決定処理は、管理幅可変設定処理及び容量調整処理のみが前記第2の実施の形態と相違する。そこで、図15におけるステップS2−11〜ステップS2−17に対応する動作について、前記第2の実施の形態と同様であるので説明を省略する。
【0128】
次に、区間消費エネルギ算出及び走行方法決定処理における管理幅可変設定処理の詳細な動作について説明する。
【0129】
図25は本発明の第3の実施の形態における管理幅可変設定処理のサブルーチンを示す第1のフローチャート、図26は本発明の第3の実施の形態における管理幅可変設定処理のサブルーチンを示す第2のフローチャートである。
【0130】
まず、区間消費エネルギ算出及び走行方法決定処理部32は、カウンタiにN−1をセットする。なお、カウンタiは、N−1番目の小区間から2番目の小区間目まで、後述されるステップS2−18−32〜S2−18−56の動作を繰り返すためのカウンタである。
【0131】
続いて、区間消費エネルギ算出及び走行方法決定処理部32は、余剰エネルギEextを読み込む。なお、初期値はN番目の小区間での余剰エネルギであり、N−2番目から2番目の小区間の間は、該当する小区間のEextが読み込まれる。
【0132】
続いて、区間消費エネルギ算出及び走行方法決定処理部32は、Echaを算出する。ここで、Echaには、次の式(14)が代入される。
ΣEi+E0+Eext・・・式(14)
なお、以降の動作、すなわち、フローチャートにおけるステップS2−18−34〜S2−18−54の動作は、前記第2の実施の形態におけるステップS2−18−4〜S2−18−24の動作と同様であるので説明を省略する。
【0133】
最後に、区間消費エネルギ算出及び走行方法決定処理部32は、カウンタiから1を減算し、カウンタiが1以上であるか否かを判断する。そして、カウンタiが1以上である場合には、前述の動作を繰り返し、カウンタiが1より小さくなった場合は管理幅可変設定処理を終了する。
【0134】
次に、フローチャートについて説明する。
ステップS2−18−31 カウンタiにN−1をセットする。
ステップS2−18−32 余剰エネルギEextを読み込む。
ステップS2−18−33 初期値E0と和ΣEiと余剰エネルギEextとを加算してSOCの値Echaを算出する。
ステップS2−18−34 SOCの値Echaがバッテリの最大充電可能値SU以上であるか否かを判断する。SOCの値Echaがバッテリの最大充電可能値SU以上である場合はステップS2−18−35に進み、SOCの値Echaがバッテリの最大充電可能値SUより小さい場合はステップS2−18−40に進む。
ステップS2−18−35 バッテリの通常最小管理値SminからSOCの値Echaを減算し、その値に最大充電可能値SUを加算した値が最小充電可能値SCより大きいか否かを判断する。最小充電可能値SCより大きい場合はステップS2−18−36に進み、最小充電可能値SC以下である場合はステップS2−18−39に進む。
ステップS2−18−36 通常最小管理値SminからSOCの値Echaを減算し、その値に最大充電可能値SUを加算した値が通常最小管理値Smin以上であるか否かを判断し、通常最小管理値Smin以上である場合はステップS2−18−37に進み、通常最小管理値Sminより小さい場合はステップS2−18−38に進む。
ステップS2−18−37 フラグを1に設定する。
ステップS2−18−38 フラグを2に設定する。
ステップS2−18−39 フラグを3に設定する。
ステップS2−18−40 SOCの値Echaが通常最小管理値Sminより大きいか否かを判断する。SOCの値Echaが通常最小管理値Sminより大きい場合はステップS2−18−41に進み、SOCの値Echaが通常最小管理値Smin以下である場合はステップS2−18−44に進む。
ステップS2−18−41 SOCの値Echaが通常最大管理値Smax以上であるか否かを判断する。SOCの値Echaが通常最大管理値Smax以上である場合はステップS2−18−42に進み、SOCの値Echaが通常最大管理値Smaxより小さい場合はステップS2−18−43に進む。
ステップS2−18−42 フラグを4に設定する。
ステップS2−18−43 フラグを5に設定する。
ステップS2−18−44 SOCの値Echaが最小充電可能値SC以上であるか否かを判断する。SOCの値Echaが最小充電可能値SC以上である場合はステップS2−18−45に進み、SOCの値Echaが最小充電可能値SCより小さい場合はステップS2−18−46に進む。
ステップS2−18−45 フラグを6に設定する。
ステップS2−18−46 フラグを7に設定する。
ステップS2−18−47 最小管理値SCtemp、最大管理値SUtemp、余剰エネルギEextを設定する。
ステップS2−18−48 余剰エネルギEextが0でないか否かを判断する。余剰エネルギEextが0でない場合はステップS2−18−49に進み、余剰エネルギEextが0である場合はステップS2−18−52に進む。
ステップS2−18−49 余剰エネルギEextが0より小さいか否かを判断する。余剰エネルギEextが0より小さい場合はステップS2−18−50に進み、余剰エネルギEextが0以上である場合はステップS2−18−51に進む。
ステップS2−18−50 Eextを消費する走行パターンに変更する。
ステップS2−18−51 Eextを消費しないような走行パターンに変更する。
ステップS2−18−52 通常の走行パターンとして設定した走行パターンを設定する。
ステップS2−18−53 走行パターン変更前と走行パターン変更後とのSOCの差Erestを算出する。
ステップS2−18−54 余剰エネルギEextから差Erestを減算した値を余剰エネルギEextに代入する。
ステップS2−18−55 カウンタiから1を減算する。
ステップS2−18−56 カウンタi1以上であるか否かを判断する。カウンタiが1以上である場合はステップS2−18−32に戻り、カウンタiが1より小さい場合は処理を終了する。
【0135】
次に、N番目の小区間での容量調整処理の詳細な動作について説明する。
【0136】
図27は本発明の第3の実施の形態における1番目の小区間での容量調整処理のサブルーチンを示すフローチャート、図28は本発明の第3の実施の形態における余剰エネルギの分配方法を示す図である。
【0137】
まず、区間消費エネルギ算出及び走行方法決定処理部32は、走行予定経路の出発地であるバッテリ16のSOCの初期値E0とEextとの差を求め、Eremに代入し、絶対値|Erem|がε(所定の小さい値)より小さいか否かを判断する。ここでεは、Eremが所定の範囲内に入っているか否かを判断する所定値であり、どのような値であってもよい。
【0138】
そして、区間消費エネルギ算出及び走行方法決定処理部32は、絶対値|Erem|がεより小さい場合は処理を終了し、絶対値|Erem|がε以上である場合は、対象となる小区間を決めてEextを分配する余剰エネルギ分配処理を行う。ここで、絶対値|Erem|がε以上である場合は、図28に示されるように、特定の小区間(K1番目からN−K2番目の小区間であってフラグ4、5又はフラグ1、2、4、5に対応する小区間)にだけEextを不均等に分配する。例えば、1番目からN番目まで小区間を設定してしまうと、これまでに設定した走行パターンを更に再設定することになってしまうので、特定の小区間だけに分配する。なお、K1、K2は任意の数字であり、小区間を限定するために用いる。
【0139】
次に、フローチャートについて説明する。
ステップS2−19−11 初期値E0から余剰エネルギEextを減算し、Eremに代入する。
ステップS2−19−12 絶対値|Erem|がε(所定の小さい値)より小さいか否かを判断する。絶対値|Erem|がε(所定の小さい値)より小さい場合は処理を終了し、絶対値|Erem|がε(所定の小さい値)以上である場合はステップS2−19−13に進む。
ステップS2−19−13 余剰エネルギ分配処理を実行し、処理を終了する。
【0140】
次に、余剰エネルギ分配処理の詳細な動作について説明する。
【0141】
図29は本発明の第3の実施の形態における余剰エネルギ分配処理のサブルーチンを示すフローチャート、図30は本発明の第3の実施の形態におけるSOCと最終目標値との差を算出する方法を示す図、図31は本発明の第3の実施の形態における特定の小区間を設定する方法を示す第1の図、図32は本発明の第3の実施の形態における特定の小区間を設定する方法を示す第2の図である。
【0142】
まず、区間消費エネルギ算出及び走行方法決定処理部32は、Eremの正負によって初期値E0に対しての大小関係を判断する。前記差Eremの値は、次の式(15)で表され、大小関係は図30に示されるようになる。
Erem=E0−Eext・・・式(15)
そして、Eremが0より小さい場合は、図31に示されるように、K1番目からN−K2番目の小区間の中でフラグが4、5の小区間を抽出する。この場合、エネルギを消費しなければならない状態にあるので、走行方法である走行パターンを変更し、エネルギを消費するための区間を選択する。例えば、ここでは、フラグ4、5を抽出する。
【0143】
また、Eremが0以上である場合は、図32に示されるように、K1番目からN−K2番目の小区間の中でフラグが1、2、4、5の小区間を抽出する。この場合、エネルギを消費しない走行にする必要があるので、走行パターンを変更する。なお、フラグが1、2の時は、Eremを蓄えるために抽出し、フラグが4、5の時は、Eremを消費しない走行パターンに変更するために抽出する。
【0144】
なお、以降の動作については、前記第1の実施の形態における図9に示されるステップS2−8−3〜ステップS2−8−21における動作と同様であるので説明を省略する。
【0145】
次に、フローチャートについて説明する。
ステップS2−19−13−1 差Eremが0より小さいか否かを判断する。差Eremが0より小さい場合はステップS2−19−13−2に進み、差Eremが0以上である場合はステップS2−19−13−3に進む。
ステップS2−19−13−2 K1区間〜K2区間でフラグが4、5のすべての区間を検出する。
ステップS2−19−13−3 K1区間〜N−K2区間でフラグが1、2、4、5のすべての区間を検出する。
ステップS2−19−13−4 Erem分配処理を実行する。
ステップS2−19−13−5 SOCの値Echaがバッテリ16の最大充電可能値SU以上であるか否かを判断する。SOCの値Echaがバッテリ16の最大充電可能値SU以上である場合はステップS2−19−13−6に進み、SOCの値Echaがバッテリ16の最大充電可能値SUより小さい場合はステップS2−19−13−11に進む。
ステップS2−19−13−6 バッテリ16の通常最小管理値SminからSOCの値Echaを減算し、その値に最大充電可能値SUを加算した値が最小充電可能値SCより大きいか否かを判断する。最小充電可能値SCより大きい場合はステップS2−19−13−7に進み、最小充電可能値SC以下である場合はステップS2−19−13−10に進む。
ステップS2−19−13−7 通常最小管理値SminからSOCの値Echaを減算し、その値に最大充電可能値SUを加算した値が通常最小管理値Smin以上であるか否かを判断し、通常最小管理値Smin以上である場合はステップS2−19−13−8に進み、通常最小管理値Sminより小さい場合はステップS2−19−13−9に進む。
ステップS2−19−13−8 フラグを1に設定する。
ステップS2−19−13−9 フラグを2に設定する。
ステップS2−19−13−10 フラグを3に設定する。
ステップS2−19−13−11 SOCの値Echaが通常最小管理値Sminより大きいか否かを判断する。SOCの値Echaが通常最小管理値Sminより大きい場合はステップS2−19−13−12に進み、SOCの値Echaが通常最小管理値Smin以下である場合はステップS2−19−13−15に進む。
ステップS2−19−13−12 SOCの値Echaが通常最大管理値Smax以上であるか否かを判断する。SOCの値Echaが通常最大管理値Smax以上である場合はステップS2−19−13−13に進み、SOCの値Echaが通常最大管理値Smaxより小さい場合はステップS2−19−13−14に進む。
ステップS2−19−13−13 フラグを4に設定する。
ステップS2−19−13−14 フラグを5に設定する。
ステップS2−19−13−15 SOCの値Echaが最小充電可能値SC以上であるか否かを判断する。SOCの値Echaが最小充電可能値SC以上である場合はステップS2−19−13−16に進み、SOCの値Echaが最小充電可能値SCより小さい場合はステップS2−19−13−17に進む。
ステップS2−19−13−16 フラグを6に設定する。
ステップS2−19−13−17 フラグを7に設定する。
ステップS2−19−13−18 最小管理値SCtemp、最大管理値SUtemp、余剰エネルギEextを設定する。
ステップS2−19−13−19 余剰エネルギEextが0でないか否かを判断する。余剰エネルギEextが0でない場合はステップS2−19−13−20に進み、余剰エネルギEextが0である場合はステップS2−19−13−23に進む。
ステップS2−19−13−20 余剰エネルギEextが0より小さいか否かを判断する。余剰エネルギEextが0より小さい場合はステップS2−19−13−21に進み、余剰エネルギEextが0以上である場合はステップS2−19−13−22に進む。
ステップS2−19−13−21 Eextを消費するパターンに変更する。
ステップS2−19−13−22 Eextを消費しないような走行パターンに変更する。
ステップS2−19−13−23 通常の走行パターンとして設定した走行パターンを設定する。
【0146】
次に、Erem分配処理の詳細な動作について説明する。
【0147】
図33は本発明の第3の実施の形態におけるErem分配処理のサブルーチンを示すフローチャート、図34は本発明の第3の実施の形態におけるErecを算出する方法を示す第1の図、図35は本発明の第3の実施の形態におけるErecを算出する方法を示す第2の図、図36は本発明の第3の実施の形態におけるErec_lowestを分配する方法を示す図、図37は本発明の第3の実施の形態におけるEremを更新する方法を示す図である。
【0148】
まず、区間消費エネルギ算出及び走行方法決定処理部32は、カウンタiに初期値K1を設定し、K1番目からN−K2番目の小区間毎の小区間におけるバッテリ16のSOC変化量Eiを算出する。
【0149】
続いて、区間消費エネルギ算出及び走行方法決定処理部32は、Edef(=default:既定値)、すなわち、特定の管理幅を設定する。前記Edefの上限及び下限は、SUtemp及びSCtempでもよいし、K1番目からN−K2番目の小区間の中で最大のエネルギを蓄える小区間のEiを基準に設定してもよい。すなわち、Edefは、各区間毎のSOCの変化量Eiから分配するエネルギーを算出するための基準となるEiを設定できさえすればよい。なお、Erec(=recoupment:差し引き)は、Edef−|Ei|である。
【0150】
そして、区間消費エネルギ算出及び走行方法決定処理部32は、図34に示されるように、フラグで検出された小区間毎にErecを算出し、図35に示されるように、Erecの中から最も小さいErec_lowest(≠0)を選択する。
【0151】
次に、区間消費エネルギ算出及び走行方法決定処理部32は、図36に示されるように、ステップS2−9−3−3で抽出した小区間にErec_lowestを分配する。つまり、ステップS2−9−3−2で抽出した区間の変化量EiからErec_lowestを差し引きし、ステップS2−9−3−3で抽出した区間にそれぞれ割り当てることで分配する。ただし、図33に示されるステップS2−19−13−4−2〜S2−19−13−4−8の動作を複数回繰り返しても、フラグで検出した小区間にErec_lowestが入りきらない場合、該区間にはErec_lowestを分配せず、NumにErec_lowestを分配した区間の数を入力する。
【0152】
そして、図37に示されるように、Eremから分割したErec_lowestのエネルギを減算し、Erec_lowestを分配したことによるEremの減少した変化量を算出し、次の式(16)で表されるようにEremの値を更新する。
Erem←Erem−|Erec_lowest|×Num・・・式(16)
そして、区間消費エネルギ算出及び走行方法決定処理部32は、更新後のEremの値がεより大きいか否かを判断し、更新後のEremの値が所定値εより大きい場合は、カウンタiに1を加算する。また、更新後のEremの値が所定値ε以下である場合は、所定の許容の範囲であるとして処理を終了する。ここでεは、所定の小さい値である。
【0153】
続いて、カウンタiがN−K2以下であるか否かを判断し、カウンタiがN−K2以下である場合は処理を継続し、カウンタiがN−K2より大きい場合は処理を終了する。
【0154】
次に、フローチャートについて説明する。
ステップS2−19−13−4−1 カウンタiにK1をセットする。
ステップS2−19−13−4−2 K1区間からN−K2区間の各小区間ごとのSOCの変化量Eiを算出する。
ステップS2−19−13−4−3 Erec←(Edef−|Ei|)を計算し、Erecの中から最小となるErec_lowestを算出する。
ステップS2−19−13−4−4 Erec_lowestをフラグで抽出した小区間に分配し、その分配した小区間の数をNumに保存する。
ステップS2−19−13−4−5 Eremの値を更新する。
ステップS2−19−13−4−6 Eremの値が所定値εより大きいか否かを判断する。Eremの値が所定値εより大きい場合はステップS2−19−13−4−7に進み、Eremの値が所定値ε以下である場合は処理を終了する。
ステップS2−19−13−4−7 カウンタiに1を加算する。
ステップS2−19−13−4−8 カウンタiがN−K2以下であるか否かを判断する。カウンタiがN−K2以下である場合はステップS2−19−13−4−2に戻り、カウンタiがN−K2より大きい場合は処理を終了する。
【0155】
このように、本実施の形態においては、N番目の小区間での余剰エネルギとSOCの初期値との差を特定の小区間だけに分配するようになっている。すなわち、所定区間の終点としての目的地におけるバッテリ16のSOCと目標値Sstaとの差分を前記所定区間における終点に近い小区間に分配する。
【0156】
そのため、本実施の形態は、余剰エネルギを目的地に近い小区間に分配することができる点において、出発地に近い小区間に分配する前記第2の実施の形態と相違する。そして、バッテリ16のSOCが管理幅を越えることがなく、しかも、回生されたエネルギとしての回生電流を十分にバッテリ16に回収することができ、エンジン11の燃料消費量を十分に低減することができる。
【0157】
なお、本実施の形態において制御実行処理部33の行う制御実行処理については、前記第1及び第2の実施の形態と同様であるので説明を省略する。
【0158】
また、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【0159】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、ハイブリッド車両制御システムにおいては、車両の走行予定経路の道路情報を取得する道路情報取得部と、車両の走行予定経路の所定区間において蓄電手段の蓄電量であるSOCを算出し、算出されたSOCに基づいてあらかじめ設定されているSOCの管理幅を変化させ、前記所定区間の終点におけるSOCが前記管理幅内に収まるように走行方法を決定する管理幅及び走行方法決定処理部と、前記所定区間を複数の小区間に分割する区間分割処理部と、前記管理幅及び走行方法決定処理部が決定した前記管理幅の可変制御を実行し、前記管理幅及び走行方法決定処理部が決定した走行方法に基づいて車両の走行制御を実行する制御実行処理部とを有し、前記管理幅及び走行方法決定処理部は、前記道路情報に基づき前記小区間毎にSOCを算出し、前記小区間毎のSOCの変化量を合算して前記所定区間の終点におけるSOCを算出し、算出された前記所定区間の終点におけるSOCが前記管理幅内に収まらない場合、前記所定区間の終点におけるSOCが前記管理幅内に収まるように、前記小区間毎に前記管理幅を変化させて走行方法を決定する。
【0160】
この場合、走行予定経路における目標地点において、蓄電手段のSOCが車両においてあらかじめ設定された管理幅を越えないように制御しながらも、回生エネルギを十分に蓄電手段に回収することができ、燃料消費量を十分に低減することができる。
【0162】
また、道路の属性に応じて適切に車両においてあらかじめ設定された管理幅を変化させることができる。
【0164】
さらに、回生エネルギを効率的に蓄電手段に回収することができる。
【0165】
更に他のハイブリッド車両制御システムにおいては、前記差分を前記小区間の数で等分割し、該小区間に分配する。
【0166】
この場合、小区間毎に差分を等分配するので、各小区間毎の回生電流を十分にバッテリに回収することができるので燃料消費を十分に低減することができる。
【0167】
更に他のハイブリッド車両制御システムにおいては、前記差分を前記小区間毎のSOCに基づいて不等分割し、前記小区間に分配する。
【0168】
この場合、小区間毎に差分を不等分配するので、各小区間毎のSOCに応じて差分を各小区間毎に不等分配することができるので、回生電流を十分にバッテリに回収することができ、燃料消費を十分に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態におけるハイブリッド車両制御システムの動作を示すメインフローチャートである。
【図2】本発明の第1の実施の形態におけるハイブリッド車両制御システムの構成を示す概念図である。
【図3】本発明の第1の実施の形態におけるハイブリッド車両の制御用テーブルの例を示す図である。
【図4】本発明の第1の実施の形態におけるハイブリッド車両制御システムの機能を示す図である。
【図5】本発明の第1の実施の形態における区間分割処理のサブルーチンを示すフローチャートである。
【図6】本発明の第1の実施の形態における区間分割の例を示す図である。
【図7】本発明の第1の実施の形態における区間消費エネルギ算出及び走行方法決定処理のサブルーチンを示すフローチャートである。
【図8】本発明の第1の実施の形態における小区間を微小区間に分割した例を示す図である。
【図9】本発明の第1の実施の形態における管理幅可変設定処理のサブルーチンを示すフローチャートである。
【図10】本発明の第1の実施の形態におけるフラグの意味を示す表である。
【図11】本発明の第1の実施の形態における管理幅とフラグとの関係を示す図である。
【図12】本発明の第1の実施の形態における記号の意味を示す表である。
【図13】本発明の第1の実施の形態におけるN番目の小区間での容量調整処理のサブルーチンを示すフローチャートである。
【図14】本発明の第1の実施の形態における制御実行処理のサブルーチンを示すフローチャートである。
【図15】本発明の第2の実施の形態における区間消費エネルギ算出及び走行方法決定処理のサブルーチンを示すフローチャートである。
【図16】本発明の第2の実施の形態における各小区間でのSOCの例を示す図である。
【図17】本発明の第2の実施の形態におけるSOCと最終目標値との差を算出する方法を示す図である。
【図18】本発明の第2の実施の形態における管理幅可変設定処理のサブルーチンを示す第1のフローチャートである。
【図19】本発明の第2の実施の形態における管理幅可変設定処理のサブルーチンを示す第2のフローチャートである。
【図20】本発明の第2の実施の形態における走行パターン変更後の余剰エネルギを代入する方法を示す図である。
【図21】本発明の第2の実施の形態におけるN番目の小区間での容量調整処理のサブルーチンを示すフローチャートである。
【図22】本発明の第2の実施の形態における容量調整処理を示す第1の図である。
【図23】本発明の第2の実施の形態における容量調整処理を示す第2の図である。
【図24】本発明の第2の実施の形態における容量調整処理を示す第3の図である。
【図25】本発明の第3の実施の形態における管理幅可変設定処理のサブルーチンを示す第1のフローチャートである。
【図26】本発明の第3の実施の形態における管理幅可変設定処理のサブルーチンを示す第2のフローチャートである。
【図27】本発明の第3の実施の形態における1番目の小区間での容量調整処理のサブルーチンを示すフローチャート図である。
【図28】本発明の第3の実施の形態における余剰エネルギの分配方法を示す図である。
【図29】本発明の第3の実施の形態における余剰エネルギ分配処理のサブルーチンを示すフローチャートである。
【図30】本発明の第3の実施の形態におけるSOCと最終目標値との差を算出する方法を示す図である。
【図31】本発明の第3の実施の形態における特定の小区間を設定する方法を示す第1の図である。
【図32】本発明の第3の実施の形態における特定の小区間を設定する方法を示す第2の図である。
【図33】本発明の第3の実施の形態におけるErem分配処理のサブルーチンを示すフローチャートである。
【図34】本発明の第3の実施の形態におけるErecを算出する方法を示す第1の図である。
【図35】本発明の第3の実施の形態におけるErecを算出する方法を示す第2の図である。
【図36】本発明の第3の実施の形態におけるErec_lowestを分配する方法を示す図である。
【図37】本発明の第3の実施の形態におけるEremを更新する方法を示す図である。
【符号の説明】
10 ハイブリッド車両制御システム
16 バッテリ
31 区間分割処理部
32 区間消費エネルギ算出及び走行方法決定処理部
33 制御実行処理部
Claims (8)
- (a)車両の走行予定経路の道路情報を取得する道路情報取得部と、
(b)車両の走行予定経路の所定区間において蓄電手段の蓄電量であるSOCを算出し、算出されたSOCに基づいてあらかじめ設定されているSOCの管理幅を変化させ、前記所定区間の終点におけるSOCが前記管理幅内に収まるように走行方法を決定する管理幅及び走行方法決定処理部と、
(c)前記所定区間を複数の小区間に分割する区間分割処理部と、
(d)前記管理幅及び走行方法決定処理部が決定した前記管理幅の可変制御を実行し、前記管理幅及び走行方法決定処理部が決定した走行方法に基づいて車両の走行制御を実行する制御実行処理部とを有し、
(e)前記管理幅及び走行方法決定処理部は、前記道路情報に基づき前記小区間毎にSOCを算出し、前記小区間毎のSOCの変化量を合算して前記所定区間の終点におけるSOCを算出し、算出された前記所定区間の終点におけるSOCが前記管理幅内に収まらない場合、前記所定区間の終点におけるSOCが前記管理幅内に収まるように、前記小区間毎に前記管理幅を変化させて走行方法を決定することを特徴とするハイブリッド車両制御システム。 - 前記管理幅及び走行方法決定処理部は、前記小区間毎のSOCの変化量を合算して前記所定区間の終点におけるSOCを算出し、算出された前記所定区間の終点におけるSOCが前記管理幅内に収まらない場合、前記所定区間の終点におけるSOCが前記管理幅内に収まるように、算出された前記所定区間の終点におけるSOCと、あらかじめ設定されている管理幅内に設定された前記所定区間の終点におけるSOCの目標値との差分を前記小区間のSOCのそれぞれに分配して前記小区間毎に前記管理幅を変化させ、前記小区間毎に走行方法を決定する請求項1に記載のハイブリッド車両制御システム。
- 前記管理幅及び走行方法決定処理部は、前記小区間毎のSOCの変化量を合算して前記所定区間の終点におけるSOCを算出し、算出された前記所定区間の終点におけるSOCが前記管理幅内に収まらない場合、前記所定区間の終点におけるSOCが前記管理幅内に収まるように、算出された前記所定区間の終点におけるSOCと、あらかじめ設定されている管理幅内に設定された前記所定区間の終点におけるSOCの目標値との差分を前記所定区間における最初の小区間から当該小区間のSOCに順次分配して前記小区間毎に前記管理幅を変化させ、前記小区間毎に走行方法を決定する請求項1に記載のハイブリッド車両制御システム。
- 前記管理幅及び走行方法決定処理部は、前記小区間毎のSOCの変化量を合算して前記所定区間の終点におけるSOCを算出し、算出された前記所定区間の終点におけるSOCが前記管理幅内に収まらない場合、前記所定区間の終点におけるSOCが前記管理幅内に収まるように、算出された前記所定区間の終点におけるSOCと、あらかじめ設定されている管理幅内に設定された前記所定区間の終点におけるSOCの目標値との差分を前記所定区間における前記終点に近い小区間から当該小区間のSOCに順次分配して前記小区間毎に前記管理幅を変化させ、前記小区間毎に走行方法を決定する請求項1に記載のハイブリッド車両制御システム。
- 前記差分を前記小区間の数で等分割し、該小区間のSOCに分配する請求項2に記載のハイブリッド車両制御システム。
- 前記差分を前記小区間毎のSOCに基づいて不等分割し、前記小区間のSOCに分配する請求項2〜4のいずれか1項に記載のハイブリッド車両制御システム。
- (a)車両の走行予定経路の道路情報を取得し、
(b)車両の走行予定経路の所定区間において蓄電手段の蓄電量であるSOCを算出し、算出されたSOCに基づいてSOCの管理幅を変化させ、前記所定区間の終点におけるSOCが前記管理幅内に収まるように走行方法を決定し、
(c)前記所定区間を複数の小区間に分割し、
(d)前記管理幅の可変制御を実行し、前記走行方法に基づいて車両の走行制御を実行するハイブリッド車両制御方法であって、
(e)前記道路情報に基づき前記小区間毎にSOCを算出し、前記小区間毎のSOCの変化量を合算して前記所定区間の終点におけるSOCを算出し、算出された前記所定区間の終点におけるSOCが前記管理幅内に収まらない場合、前記所定区間の終点におけるSOCが前記管理幅内に収まるように、前記小区間毎に前記管理幅を変化させて走行方法を決定することを特徴とするハイブリッド車両制御方法。 - (a)コンピュータを、
(b)車両の走行予定経路の道路情報を取得する道路情報取得部、
(c)車両の走行予定経路の所定区間において蓄電手段の蓄電量であるSOCを算出し、算出されたSOCに基づいてSOCの管理幅を変化させ、前記所定区間の終点におけるSOCが前記管理幅内に収まるように走行方法を決定する管理幅及び走行方法決定処理部、
(d)前記所定区間を複数の小区間に分割する区間分割処理部、並びに、
(e)前記管理幅及び走行方法決定処理部が決定した前記管理幅の可変制御を実行し、前記管理幅及び走行方法決定処理部が決定した走行方法に基づいて車両の走行制御を実行する制御実行処理部として機能させ、
(f)前記管理幅及び走行方法決定処理部は、前記道路情報に基づき前記小区間毎にSOCを算出し、前記小区間毎のSOCの変化量を合算して前記所定区間の終点におけるSOCを算出し、算出された前記所定区間の終点におけるSOCが前記管理幅内に収まらない場合、前記所定区間の終点におけるSOCが前記管理幅内に収まるように、前記小区間毎に前記管理幅を変化させて走行方法を決定することを特徴とするハイブリッド車両制御プログラム。
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