JP4811322B2 - 電動車両充電制御システム、その電動車両充電制御方法及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、電動車両充電制御システム、その電動車両充電制御方法及びプログラムに関するものである。

従来、例えば、電気自動車、ハイブリッド型車両等の電動車両に搭載され、駆動モータのトルクである駆動モータトルクを駆動輪に伝達するようにした車両駆動装置においては、該車両駆動装置の制御を行うために電動車両駆動制御装置が配設されるようになっている。

ところで、前記駆動モータはバッテリから供給された電流に基づいて駆動されるようになっている。この場合、公害、省エネルギー等の観点から、バッテリに充電された電力は、次回の充電までに使い切ることが望ましい。ところが、電動車両を走行させている間に電力を使い切ると、エンジンだけを駆動して電動車両を走行させることになり、公害、省エネルギー等の観点から好ましくないだけでなく、電動車両を走行させるために必要な車両要求トルクを十分に発生させることができなくなってしまう。

そこで、ナビゲーションシステムを使用し、充電が可能な出発地から、充電が可能な目的地までの間の各地点において目標となるバッテリ残量を表す目標バッテリ残量を算出し、該目標バッテリ残量に基づいて、電動駆動装置を駆動して電動車両を走行させるようにしている（例えば、特許文献１参照。）。

そして、充電設備を備えた施設が充電が可能な目的地、すなわち、充電予定地として設定された場合、ナビゲーションシステムによって充電予定地までの経路が案内されるとともに、出発地から充電予定地までの経路に沿って、各地点のバッテリ残量が設定される。したがって、各地点のバッテリ残量が設定されるので、走行中の燃費を良くすることができる。
特開２００４−７９６９号公報

しかしながら、前記従来の電動車両駆動制御装置においては、充電予定地、バッテリを充電する日等によっては、バッテリを急速に充電したい場合、時間をかけて充電したい場合等があるが、それに対応させて充電速度を設定することができない。

本発明は、前記従来の電動車両駆動制御装置の問題点を解決して、適切な充電速度でバッテリを充電することができる電動車両充電制御システム、その電動車両充電制御方法及びプログラムを提供することを目的とする。

そのために、本発明の電動車両充電制御システムにおいては、電動車両の自車位置を取得する自車位置取得手段と、施設に関する施設データが記録されたデータ記録部と、前記電動車両の自車位置及び前記施設データに基づいて、電動車両の充電要素を充電する施設を表す充電予定地を判定する充電条件判定処理手段と、判定された充電予定地に応じて充電速度を設定する充電速度設定処理手段と、設定された充電速度に基づいて充電要素を充電するように、充電設備に指示を送る充電指示処理手段とを有する。

本発明によれば、充電要素を充電する施設を表す充電予定地が判定され、判定された充電予定地に応じて充電速度が設定されるので、適切な充電速度で充電要素を充電することができる。

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。この場合、電動車両としてのハイブリッド型車両においてバッテリを充電するための電動車両充電制御システムについて説明する。

図１は本発明の実施の形態における電動車両駆動制御システムを示す図である。

図において、１０は電動車両駆動制御装置、１１はハイブリッド型車両を走行させるための駆動装置を構成する電動駆動装置、１４は情報端末、例えば、ハイブリッド型車両に搭載された車載装置としてのナビゲーション装置、６３はネットワーク、５１は情報提供者としての情報センタであり、前記ナビゲーション装置１４、ネットワーク６３、情報センタ５１等によってナビゲーションシステムが構成され、該ナビゲーションシステム、電動車両駆動制御装置１０、電動駆動装置１１等によって電動車両駆動制御システムが構成される。

前記電動駆動装置１１において、２１は第１の駆動源としてのエンジン（Ｅ）、２３は、該エンジン２１から伝達された回転に対して変速を行うとともに、トルクの分配を行う差動回転装置としてのプラネタリギヤユニット、２５は、該プラネタリギヤユニット２３における分配後のトルクが出力される出力ギヤ、２６は、前記プラネタリギヤユニット２３と連結された第２の駆動源としての、かつ、第１の電動機械としての発電機（Ｇ）である。

前記プラネタリギヤユニット２３は、少なくとも、第１の差動要素としてのサンギヤＳ、該サンギヤＳと噛（し）合するピニオンＰ、該ピニオンＰと噛合する第２の差動要素としてのリングギヤＲ、及び前記ピニオンＰを回転自在に支持する第３の差動要素としてのキャリヤＣＲを備え、前記サンギヤＳは発電機２６と、リングギヤＲは、第３の駆動源としての、かつ、第２の電動機械としての駆動モータ（Ｍ）２７及び駆動輪２８と、キャリヤＣＲはエンジン２１と連結される。そして、前記エンジン２１、発電機２６及び駆動モータ２７は、プラネタリギヤユニット２３を介して差動回転自在に、かつ、機械的に連結されるとともに、駆動輪２８と機械的に連結される。

なお、前記キャリヤＣＲと電動車両駆動制御装置１０の図示されないケースとの間に図示されないワンウェイクラッチが配設され、該ワンウェイクラッチは、逆方向の回転がエンジン２１に伝達されないようにする。

前記発電機２６は、プラネタリギヤユニット２３から伝達される回転によって電力を発生させる。そのために、前記発電機２６は、充電要素としてのバッテリ１８に接続され、該バッテリ１８に直流の電流を供給する。また、前記発電機２６においては、図示されないロータと前記ケースとの間に図示されない発電機ブレーキが配設され、該発電機ブレーキを係合させることによってロータを固定し、発電機２６の回転を機械的に停止させることができる。

なお、本実施の形態においては、自宅等のように商用電源を利用することができ、所定の充電設備１９を備えた施設（地点）で、深夜電力等によってバッテリ１８を充電することができるようになっている。そのために、充電設備１９に図示されないコンセントが、ハイブリッド型車両に図示されないプラグが配設され、該プラグをコンセントに差し込むことによって、充電設備１９とバッテリ１８とが接続される。なお、本実施の形態においては、バッテリ１８を充電するようになっているが、バッテリ１８だけでなく、充電要素としてのキャパシタ等を充電することができる。

また、前記発電機２６は、図示されない発電機用インバータを介してバッテリ１８に接続され、前記発電機用インバータは、バッテリ１８から供給された直流の電流を交流の電流であるＵ相、Ｖ相及びＷ相の電流に変換し、発電機２６に送る。それに伴って、発電機２６が駆動され、発電機２６のトルクである発電機トルクが発生させられる。

そして、前記駆動モータ２７は、図示されない駆動モータ用インバータを介してバッテリ１８に接続され、前記駆動モータ用インバータは、バッテリ１８から供給された直流の電流を交流の電流であるＵ相、Ｖ相及びＷ相の電流に変換し、駆動モータ２７に送る。それに伴って、駆動モータ２７が駆動され、駆動モータ２７のトルクである駆動モータトルクが発生させられる。なお、ハイブリッド型車両を制動する場合等に駆動モータ２７によって回生した電力をバッテリ１８に充電することができる。

次に、前記電動駆動装置１１の制御を行うための電動車両駆動制御装置１０について説明する。

該電動車両駆動制御装置１０において、４１はハイブリッド型車両の全体の制御を行うための車両制御装置であり、該車両制御装置４１には、エンジン２１の制御を行うためのエンジン制御装置４６、発電機２６の制御を行うための発電機制御装置４７、及び駆動モータ２７の制御を行うための駆動モータ制御装置４９が接続されるとともに、ナビゲーション装置１４のナビゲーション処理部１７が接続される。

前記車両制御装置４１は、ＣＰＵ６１、該ＣＰＵ６１が各種の演算処理を行うに当たってワーキングメモリとして使用されるＲＡＭ６２、制御用のプログラムが記録されたＲＯＭ６４等を備える。また、前記エンジン制御装置４６、発電機制御装置４７及び駆動モータ制御装置４９は、図示されないＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等から成り、それぞれ、エンジン２１、発電機２６及び駆動モータ２７の制御を行う。

なお、前記エンジン制御装置４６、発電機制御装置４７、駆動モータ制御装置４９及びナビゲーション処理部１７によって車両制御装置４１より下位の第１の制御装置が、前記車両制御装置４１によって、エンジン制御装置４６、発電機制御装置４７、駆動モータ制御装置４９及びナビゲーション処理部１７より上位の第２の制御装置が構成される。

前記ナビゲーション装置１４は、ハイブリッド型車両の現在地を自車位置として、ハイブリッド型車両の方位を自車方位として検出する現在地検出部としてのＧＰＳセンサ１５、図示されない地図データのほかに各種の情報が記録された情報記録部としてのデータ記録部１６、ナビゲーション処理等の各種の演算処理を行うナビゲーション処理部１７、操作者である運転者が操作することによって所定の入力を行うための第１の入力部としての操作部３４、図示されない画面に表示された画像によって各種の表示を行い、運転者に通知するための第１の出力部としての表示部３５、運転者が音声によって所定の入力を行うための第２の入力部としての音声入力部３６、音声出力を行い、各種の情報を運転者に通知するための第２の出力部としての音声出力部３７、及び通信端末として機能する送受信部としての通信部３８を備え、前記ナビゲーション処理部１７に、ＧＰＳセンサ１５、データ記録部１６、操作部３４、表示部３５、音声入力部３６、音声出力部３７及び通信部３８が接続される。そして、前記ＧＰＳセンサ１５は、自車位置及び自車方位のほかに、年月日、曜日、時刻等の時刻変量を検出する。なお、ＧＰＳセンサ１５とは別体に方位センサを配設することによって自車方位を検出することができる。

前記データ記録部１６は、地図データファイルから成る地図データベースを備え、該地図データベースに地図データが記録される。該地図データには、交差点（分岐点）に関する交差点データ、ノードに関するノードデータ、道路リンクに関する道路データ、探索用に加工された探索データ、施設に関する施設データ等が含まれるほか、道路上の地物に関する地物データが含まれる。

さらに、前記データ記録部１６には、統計データファイルから成る統計データベース、走行履歴データファイルから成る走行履歴データベース等が形成され、前記統計データファイルに統計データが、前記走行履歴データファイルに走行履歴データが、いずれも実績データとして記録される。

前記データ記録部１６は、前記各種のデータを記録するために、ハードディスク、ＣＤ、ＤＶＤ、光ディスク等の図示されないディスクを備えるほかに、各種のデータを読み出したり、書き込んだりするための読出・書込ヘッド等の図示されないヘッドを備える。また、前記データ記録部１６にメモリカード等を使用することができる。なお、前記各ディスク、メモリカード等によって外部記憶装置が構成される。

本実施の形態においては、前記データ記録部１６に、前記地図データベース、統計データベース、走行履歴データベース等が配設されるようになっているが、情報センタ５１において、前記地図データベース、統計データベース、走行履歴データベース等を配設することもできる。

また、前記ナビゲーション処理部１７は、ナビゲーション装置１４の全体の制御を行う制御装置としての、かつ、演算装置としてのＣＰＵ３１、該ＣＰＵ３１が各種の演算処理を行うに当たってワーキングメモリとして使用されるＲＡＭ３２、制御用のプログラムのほか、目的地までの経路の探索、経路案内等を行うための各種のプログラムが記録されたＲＯＭ３３、各種のデータ、プログラム等を記録するために使用される図示されないフラッシュメモリ等を備える。

前記操作部３４として、表示部３５とは別体に配設された図示されないキーボード、マウス等を使用することができる。また、前記操作部３４として、前記表示部３５に形成された画面に画像で表示された各種のキー、スイッチ、ボタン等の画像操作部をタッチ又はクリックすることによって、所定の入力操作を行うことができるようにしたタッチパネルを使用することができる。

前記表示部３５としてディスプレイが使用され、表示部３５に形成された各種の画面に、自車位置、自車方位等を表示したり、地図、探索経路、該探索経路に沿った案内情報、交通情報等を表示したり、探索経路における次の交差点までの距離、次の交差点における進行方向を表示したりすることができる。

また、音声入力部３６は、図示されないマイクロホン等によって構成され、音声によって必要な情報を入力することができる。さらに、音声出力部３７は、図示されない音声合成装置及びスピーカを備え、前記探索経路の経路案内を音声出力によって行う。

前記通信部３８は、ＶＩＣＳ（登録商標：Ｖｅｈｉｃｌｅ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）センタ等の道路交通情報センタから送信された現況の交通情報、一般情報等の各種の情報を受信するための図示されないビーコンレシーバ、ＦＭ放送局を介してＦＭ多重放送として受信するための図示されないＦＭ受信機等を備える。そして、通信部３８は、前記情報センタ５１から、交通情報、一般情報等の情報のほかに、前記地図データ、統計データ、走行履歴データ等のデータをネットワーク６３を介して受信することができる。

そのために、前記情報センタ５１は、サーバ５３、通信部５７、情報記録部としてのデータベース（ＤＢ）５８等を備え、前記サーバ５３はＣＰＵ５４、ＲＡＭ５５、ＲＯＭ５６等を備える。前記データベース５８に、前記データ記録部１６に記録された各種のデータと同様のデータが記録される。

なお、前記電動車両駆動制御システム、電動車両駆動制御装置１０、エンジン制御装置４６、発電機制御装置４７、駆動モータ制御装置４９、ナビゲーションシステム、ナビゲーション処理部１７、サーバ５３、ＣＰＵ３１、５４、６１等は、単独で、又は二つ以上組み合わせることによってコンピュータとして機能し、各種のプログラム、データ等に基づいて演算処理を行う。

前記データ記録部１６、ＲＡＭ３２、５５、６２、ＲＯＭ３３、５６、６４、フラッシュメモリ等によって記録装置及び記録媒体が構成される。また、ＣＰＵ３１、５４、６１等によって演算装置が構成される。そして、演算装置として、ＣＰＵ３１、５４、６１に代えてＭＰＵ等を使用することもできる。

次に、前記ナビゲーション装置１４の基本動作について説明する。

まず、運転者によって操作部３４が操作され、ナビゲーション装置１４が起動されると、ＣＰＵ３１の図示されない現在地読込処理手段は、現在地読込処理を行い、ＧＰＳセンサ１５によって検出された自車位置を読み込む。次に、前記ＣＰＵ３１の図示されない自車位置算出処理手段は、自車位置算出処理（マッチング処理）を行い、読み込まれた自車位置の軌跡、及び自車位置の周辺の道路を構成する各道路リンクの形状、配列等に基づいて、自車位置がいずれの道路リンク上に位置するかを判定することによって、自車位置を算出し、特定する。また、ＣＰＵ３１の図示されないタイミング特定処理手段は、タイミング特定処理を行い、ＧＰＳセンサ１５によって検出された時刻変量に基づいてタイミングを特定する。

続いて、ＣＰＵ３１の図示されない基本情報取得処理手段は、基本情報取得処理を行い、前記地図データを、データ記録部１６から読み出して取得するか、又は通信部３８を介して情報センタ５１等から受信して取得する。なお、地図データを情報センタ５１等から取得する場合、前記基本情報取得処理手段は、受信した地図データをフラッシュメモリにダウンロードする。

そして、前記ＣＰＵ３１の図示されない表示処理手段は、表示処理を行い、前記表示部３５に各種の画面を形成する。例えば、表示処理手段の地図表示処理手段は、地図表示処理を行い、表示部３５に地図画面を形成し、該地図画面に周囲の地図を表示するとともに、自車位置及び自車方位を表示する。

したがって、運転者は、前記地図、自車位置及び自車方位に従って車両を走行させることができる。

また、運転者が操作部３４を操作して目的地を入力すると、ＣＰＵ３１の図示されない目的地設定処理手段は、目的地設定処理を行い、目的地を設定する。なお、本実施の形態においては、操作部３４を操作して目的地を入力する代わりに、電子手帳、パソコン等の図示されない端末装置において、運転者がハイブリッド型車両を走行させる予定を表す行動スケジュールを入力するようになっている。そのために、ナビゲーション装置１４は、電子手帳を接続するための図示されないコネクタ、パソコンとの間でデータの送受信を行うための通信部３８等を備える。

前記行動スケジュールは、各日付における、出発地、目的地、出発地における出発予定時間、目的地における到着予定時間等から成る。

続いて、前記ナビゲーション装置１４において、前記ＣＰＵ３１の図示されない行動スケジュール取得処理手段は、行動スケジュール取得処理を行い、ハイブリッド型車両が走行を開始する前に、端末装置から入力された行動スケジュールを読み込むことによって取得し、最初の出発地である自宅から出発し、各目的地に立ち寄り、最後の目的地である自宅に帰るまでの行動スケジュールを目的地スケジュールとして設定する。

このようにして、目的地スケジュール等が設定され、必要に応じて、運転者が操作部３４を操作して探索条件を入力すると、ＣＰＵ３１の図示されない探索処理手段は、探索処理を行い、前記自車位置、目的地スケジュール等を読み込むとともに、データ記録部１６から探索データ、施設データのうちの充電設備を備えた駐車場、充電ステーション等の充電施設のデータ（以下「充電施設データ」という。）等を読み出し、自車位置、目的地、探索データ、充電施設データ等に基づいて、目的地スケジュールにおける最初の出発地から最後の目的地までの探索経路を前記探索条件で探索して、経路データを出力する。

なお、前記探索経路は、目的地スケジュールにおける各出発地から各目的地までの経路の集まりから成る。また、経路データは、探索経路を表すデータのほかに、探索経路上の探索された充電施設を表すデータから成る。そして、前記探索処理においては、各道路リンクごとに付与されたリンクコストの合計が最も小さい経路が探索される。

本実施の形態においては、ＣＰＵ３１において探索処理手段が探索処理を行うようになっているが、前記情報センタ５１において探索処理を行うことができる。

続いて、前記ＣＰＵ３１の図示されない案内処理手段は、案内処理を行い、経路案内を行う。そのために、前記案内処理手段の経路表示処理手段は、経路表示処理を行い、前記経路データを読み込み、経路データに従って前記地図画面に探索経路を表示する。

ところで、前記発電機２６及び駆動モータ２７は、バッテリ１８から供給された電流に基づいて駆動されるようになっている。この場合、公害、省エネルギー等の観点から、バッテリ１８に充電された電力は、次回の充電までに使い切ることが望ましい。ところが、ハイブリッド型車両を走行させている間に電力を使い切ると、ＨＶ走行モードであるにもかかわらず、エンジン２１だけを駆動してハイブリッド型車両を走行させることになり、公害、省エネルギー等の観点から好ましくないだけでなく、ハイブリッド型車両を走行させるために必要な車両要求トルクを十分に発生させることができなくなってしまう。

そこで、本実施の形態においては、ナビゲーション装置１４において、前記探索データに基づいて、前記充電施設を充電予定地とし、充電が可能な各出発地から、充電予定地までの間の経路上の各地点における望ましいバッテリ残量ＳＯＣを、バッテリ残量ＳＯＣの目標値を表す目標バッテリ残量ＳＯＣ^* として算出するようにしている。なお、目標バッテリ残量ＳＯＣ^* によって目標充電容量が構成される。

そのために、ＣＰＵ３１の図示されない充電スケジュール設定処理手段としてのエネルギー制御判定処理手段は、充電スケジュール設定処理としてのエネルギー制御判定処理を行い、最初の出発地における充電容量としてのバッテリ残量ＳＯＣ、充電が可能な出発地から充電予定地までの距離、各充電予定地において再び出発するまでの、充電に費やすことができる時間、すなわち、充電充当時間、バッテリ１８を満充電するのに必要な時間、すなわち、充電所要時間等の充電条件を読み込み、該充電条件に基づいて、充電が可能な出発地を出発してからの走行距離を算出し、次の充電予定地に到達したときのバッテリ残量ＳＯＣが０〔％〕になるように、各地点における目標バッテリ残量ＳＯＣ^* を算出し、各地点ごとの目標バッテリ残量ＳＯＣ^* から成る充電スケジュールを設定する。

なお、前記バッテリ残量ＳＯＣは、バッテリ１８の容量に対するバッテリ１８に充電されている電荷量の割合を表す値であり、充電残量を構成する。バッテリ残量ＳＯＣを算出するために、バッテリ１８には、バッテリ電圧を検出する図示されない電圧検出部としてのバッテリ電圧センサ、及びバッテリ電流を検出する図示されない電流検出部としてのバッテリ電流センサが配設され、前記バッテリ電圧センサのセンサ出力及びバッテリ電流センサのセンサ出力が車両制御装置４１に供給されるようになっている。そして、該車両制御装置４１の図示されない充電残量算出処理手段としてのバッテリ残量算出処理手段は、充電残量算出処理としてのバッテリ残量算出処理を行い、バッテリ残量ＳＯＣを算出する。

この場合、最初の出発地及び最終の目的地は自宅とし、自宅を出発する際のバッテリ１８は、満充電されていて、バッテリ残量ＳＯＣは１００〔％〕であるとし、自宅に到達したときのバッテリ残量ＳＯＣは０〔％〕であるとする。そして、各充電予定地に到達したときのバッテリ残量ＳＯＣも、ほぼ０〔％〕とし、前記各充電予定地で充電を行うものとする。また、各充電予定地における充電充当時間が充電所要時間より短い場合、各充電予定地に到達したときに充電を開始し、出発するときに充電を終了するものとする。この場合、バッテリ残量ＳＯＣは１００〔％〕にならないまま、次の目的地に向かうことになる。

なお、前記バッテリ残量ＳＯＣは、物理的に１００〔％〕になったり、０〔％〕になったりするものではなく、バッテリ１８を繰り返し経済的に使用し得る最も高いバッテリ残量を１００〔％〕とし、最も低いバッテリ残量を０〔％〕とする。また、バッテリ残量ＳＯＣは、バッテリ１８の性能、材質等によって異なり、例えば、アルカリ電池の場合には、きわめて低い値になるまで使用することができるが、鉛電池の場合には、過剰に低い値まで使用すると寿命を短くするので、所定の容量を残した状態をバッテリ残量ＳＯＣが０〔％〕であるとする。

前述されたように、充電スケジュールが設定されると、ＣＰＵ３１の図示されない駆動制御指示処理手段は、駆動制御指示処理を行い、前記エネルギー制御判定処理における判定結果である充電スケジュールを電動車両駆動制御装置１０に通知し、電動駆動装置１１の駆動を指示する。

続いて、電動車両駆動制御装置１０において、ＣＰＵ６１の図示されない駆動制御処理手段は、駆動制御処理を行い、前記充電スケジュールに基づいて電動駆動装置１１を駆動する。

次に、前記駆動制御処理手段の動作について説明する。

まず、前記駆動制御処理手段の駆動条件取得処理手段は、駆動条件取得処理を行い、図示されないアクセルペダルに配設されたアクセルスイッチからアクセルペダル位置を、図示されないブレーキペダルに配設されたブレーキスイッチからブレーキペダル位置を読み込むとともに、前記駆動モータ２７に配設された位置検出部としての図示されないロータ位置センサ（レゾルバ等）からロータ位置を読み込み、該ロータ位置に基づいて走行条件としての車速を算出する。この場合、アクセルスイッチ及びブレーキスイッチは、運転操作量検出部として機能し、レゾルバは車速検出部として機能する。なお、前記車速は、出力ギヤ２５に車速検出部としての速度センサを配設し、該速度センサによって検出することもできる。

続いて、前記駆動制御処理手段の車両要求トルク算出処理手段は、車両要求トルク算出処理を行い、前記アクセルペダル位置、ブレーキペダル位置及び車速に基づいて、ハイブリッド型車両を走行させるのに必要な車両要求トルクＴＯ^* を算出する。

次に、前記駆動制御処理手段の車両要求トルク判定処理手段は、車両要求トルク判定処理を行い、前記車両要求トルクＴＯ^* が駆動モータ２７の定格としてあらかじめ設定されている最大の駆動モータトルク、すなわち、駆動モータ最大トルクより大きいかどうかを判断する。そして、車両要求トルクＴＯ^* が駆動モータ最大トルクより大きい場合、前記駆動制御処理手段の急加速制御処理手段は、急加速制御処理を行い、前記エンジン２１が停止中であるかどうかを判断し、エンジン２１が停止中である場合、発電機２６及び駆動モータ２７を駆動してハイブリッド型車両をＥＶ走行モードで走行させる。

また、車両要求トルクＴＯ^* が駆動モータ最大トルク以下である場合、及び車両要求トルクＴＯ^* が駆動モータ最大トルクより大きく、かつ、エンジン２１が停止中でない場合、前記駆動制御処理手段の運転者要求出力算出処理手段は、運転者要求出力算出処理を行い、前記車両要求トルクＴＯ^* と車速とを乗算することによって、運転者要求出力ＰＤを算出する。そして、前記駆動制御処理手段のバッテリ充放電要求出力算出処理手段は、バッテリ充放電要求出力算出処理を行い、ナビゲーション装置１４から充電スケジュールを読み込むとともに、前記バッテリ残量ＳＯＣを読み込み、現在のバッテリ残量ＳＯＣを前記充電スケジュールの目標バッテリ残量ＳＯＣ^* に近づけるように充放電要求出力としてのバッテリ充放電要求出力ＬＳＯＣを算出する。続いて、前記駆動制御処理手段の車両要求出力算出処理手段は、車両要求出力算出処理を行い、前記運転者要求出力ＰＤとバッテリ充放電要求出力ＬＳＯＣとを加算することによって、車両要求出力ＰＯを算出する。

次に、前記駆動制御処理手段のエンジン目標運転状態設定処理手段は、エンジン目標運転状態設定処理を行い、前記ＲＯＭ６４に記録されたエンジン目標運転状態マップを参照し、前記車両要求出力ＰＯ、アクセルペダル位置等に基づいて、エンジン２１の効率が最も高くなる最適燃費曲線上の運転ポイントを決定し、該運転ポイントにおけるエンジン２１のトルク、すなわち、エンジントルクＴＥを、エンジントルクＴＥの目標値を表すエンジン目標トルクＴＥ^* として決定し、前記運転ポイントにおけるエンジンの回転速度、すなわち、エンジン回転速度ＮＥをエンジン目標回転速度ＮＥ^* として決定し、該エンジン目標回転速度ＮＥ^* をエンジン制御装置４６に送る。

該エンジン制御装置４６は、エンジン制御装置４６の記録装置としてのＲＯＭに記録されたエンジン駆動領域マップを参照して、車速、バッテリ残量ＳＯＣ及び車両要求トルクＴＯ^* に基づいて、電動駆動装置１１がエンジン２１を駆動するための駆動領域に置かれているかどうかを判断する。この場合、バッテリ残量ＳＯＣが大きいほど駆動領域が狭くされ、バッテリ残量ＳＯＣが小さいほど駆動領域が広くされる。

そして、エンジン２１が駆動領域に置かれているにもかかわらず、エンジン２１が駆動されていない場合、エンジン制御装置４６の図示されないエンジン制御処理手段は、エンジン制御処理を行い、エンジン２１を始動させ、ハイブリッド型車両をＨＶ走行モードで走行させる。また、エンジン２１が駆動領域に置かれていないにもかかわらず、エンジン２１が駆動されている場合、前記エンジン制御処理手段は、エンジン２１の駆動を停止させ、ハイブリッド型車両をＥＶ走行モードで走行させる。

そして、エンジン２１が駆動領域に置かれておらず、かつ、エンジン２１が駆動されていない場合、前記駆動制御処理手段の駆動モータ目標トルク算出処理手段は、駆動モータ目標トルク算出処理を行い、前記車両要求トルクＴＯ^* を、目標となる駆動モータトルクＴＭ、すなわち、駆動モータ目標トルクＴＭ^* として算出し、該駆動モータ目標トルクＴＭ^* を駆動モータ制御装置４９に送る。該駆動モータ制御装置４９の図示されない電動機械制御処理手段としての駆動モータ制御処理手段は、電動機械制御処理手段としての駆動モータ制御処理を行い、駆動モータ２７のトルク制御を行う。

また、エンジン２１が駆動領域に置かれていて、かつ、エンジン２１が駆動されている場合、前記エンジン制御処理手段は、所定の方法でエンジン２１の制御を行う。

次に、発電機制御装置４７の図示されない発電機目標回転速度算出処理手段は、発電機目標回転速度算出処理を行い、具体的には、前記ロータ位置センサからロータ位置を読み込み、該ロータ位置に基づいてリングギヤＲの回転速度を算出するとともに、エンジン目標回転速度ＮＥ^* を読み込み、リングギヤＲの回転速度及びエンジン目標回転速度ＮＥ^* に基づいて、前記プラネタリギヤユニット２３におけるサンギヤＳ、ピニオンＰ及びリングギヤＲの歯数比で表される回転速度関係式によって、エンジン目標回転速度ＮＥ^* に対応する発電機目標回転速度ＮＧ^* を算出する。

ところで、前記構成のハイブリッド型車両を、エンジン２１及び駆動モータ２７を駆動し、ハイブリッド型車両をＨＶ走行モードで走行させているときに、発電機２６の回転速度、すなわち、発電機回転速度ＮＧが低い場合、消費電力が大きくなり、発電機２６の発電効率が低くなるとともに、ハイブリッド型車両の燃費がその分悪くなってしまう。そこで、発電機回転速度ＮＧが低い場合、発電機ブレーキを係合させ、発電機２６を機械的に停止させ、燃費を良くするようにしている。

そして、目標となる発電機トルクＴＧ、すなわち、発電機目標トルクＴＧ^* が決定され、発電機制御装置４７において前記発電機目標トルクＴＧ^* に基づいて発電機２６のトルク制御が行われ、所定の発電機トルクＴＧが発生させられると、エンジントルクＴＥ、リングギヤＲのトルク、すなわち、リングギヤトルク及び発電機トルクＴＧは互いに反力を受け合うので、発電機トルクＴＧがリングギヤトルクに変換されてリングギヤＲから出力される。そして、リングギヤトルクがリングギヤＲから出力されるのに伴って、発電機回転速度ＮＧが変動し、前記リングギヤトルクが変動すると、変動したリングギヤトルクが駆動輪２８に伝達され、ハイブリッド型車両の走行フィーリングが低下してしまう。

そこで、前記駆動モータ目標トルク算出処理手段は、発電機回転速度ＮＧの変動に伴う発電機２６のイナーシャ分のトルクを見込んでリングギヤトルクを算出し、該リングギヤトルクに基づいて駆動モータ２７の出力軸におけるトルク、すなわち、駆動軸トルクを推定し、前記車両要求トルクＴＯ^* から駆動軸トルクを減算することによって、駆動軸トルクでは過不足する分を前記駆動モータ目標トルクＴＭ^* として算出する。

このように、前記充電スケジュール、アクセルペダル位置、ブレーキペダル位置、車速、バッテリ残量ＳＯＣ等の駆動条件に応じて、エンジン２１を停止させ、発電機２６及び駆動モータ２７を駆動するか、エンジン２１及び発電機２６を停止させ、駆動モータ２７だけを駆動してハイブリッド型車両をＥＶ走行モードで走行させたり、エンジン２１及び駆動モータ２７を駆動し、発電機２６を反力を受けるために駆動するか、エンジン２１及び駆動モータ２７を駆動し、発電機２６を機械的に停止させるかして、ハイブリッド型車両をＨＶ走行モードで走行させたりするようになっている。

ところで、例えば、充電設備を備えた施設が充電予定地として設定された場合、ハイブリッド型車両が充電予定地に到達したときに、所定の時間内でバッテリ１８を充電する必要があり、十分な時間をかけてバッテリ１８を充電することができない場合には、バッテリが劣化してしまう。

これに対して、各充電予定地において、十分な時間をかけてバッテリ１８を充電すると、充電が終了する前に、直ちにハイブリッド型車両の走行を開始しようとしたときに、バッテリ残量ＳＯＣを十分に大きくすることができず、ハイブリッド型車両を走行させるために必要な車両要求トルクＴＯ^* を十分に発生させることができなくなってしまう。

図２は本実施の形態における充電制御処理手段の動作を示すフローチャート、図３は本実施の形態における充電速度マップを示す図である。

本実施の形態において、ナビゲーション装置１４におけるＣＰＵ３１の図示されない充電制御処理手段は、充電制御処理を行い、バッテリ１８を充電するためのシチュエーション、すなわち、充電条件を判定し、充電条件に応じて充電速度を変更するようにしている。

まず、充電制御処理手段の充電条件判定情報取得処理手段は、充電条件判定情報取得処理を行い、ハイブリッド型車両が充電予定地に到達すると、充電条件を判定するための情報、すなわち、充電条件判定情報を取得する。そのために、前記充電条件判定情報取得処理手段は、前記自車位置算出処理において算出された自車位置、タイミング特定処理において特定されたタイミングにおける年月日、曜日、時刻等を読み込むとともに、データ記録部１６から施設データ、走行履歴データ、個人情報等を読み出す。

続いて、充電制御処理手段の充電条件判定処理手段は、充電条件判定処理を行い、図３に示されるように、自車位置及び施設データに基づいて、充電予定地が自宅であるか、充電ステーションであるか、又は会社であるかを判断し、年月日、曜日等に基づいて、充電日が祝祭休日であるか、又は平日であるかを判断し、時刻に基づいて、充電時間帯が夜間であるか、又は昼間であるかを判断し、運転者入力情報、学習値等に基づいて、外出頻度が高いかどうか、勤務時間が設定されているかどうかを判断することによって充電条件を判定する。

次に、充電制御処理手段の充電速度設定処理手段は、充電速度設定処理を行い、記憶装置に設定された充電速度マップ（図３）を参照し、前記充電条件に基づいてバッテリ１８を充電する速度、すなわち、充電速度を設定する。

前記充電速度マップには、充電予定地、充電日、充電時間帯、その他の条件に対応させて充電速度が記録される。

そして、一般的に、平日の夜間に自宅に到着した場合は、帰宅をしたと考えられ、翌日の出勤時間までにバッテリ１８を充電することができればよいと考えられる。そこで、充電予定地が自宅であり、充電日が平日であり、充電時間帯が夜間である場合、充電速度設定処理手段は、充電速度を低速に設定する。

また、一般的に、祝祭休日の昼間に自宅に到着した場合は、それ以降の予定を予測することができないので、早急な充電が必要になる。そこで、充電予定地が自宅であり、充電日が祝祭休日であり、充電時間帯が昼間である場合、充電速度設定処理手段は、充電速度を高速に設定する。なお、祝祭休日の外出頻度が低い場合、充電速度を変更し、中速にすることができる。

そして、一般的に、祝祭休日の夜間に自宅に到着した場合は、帰宅をしたと考えられるが、それ以降の予定を予測することができないので、比較的早くバッテリ１８の充電を終わらせる必要がある。そこで、充電予定地が自宅であり、充電日が祝祭休日であり、充電時間帯が夜間である場合、充電速度設定処理手段は、充電速度を中速に設定する。なお、祝祭休日の外出頻度が高い場合、充電速度を変更し、高速にすることができる。

また、一般的に、充電ステーション、充電設備を備えた駐車場等に立ち寄る場合は、いずれかの目的地に行く途中であると考えられるので、早急な充電が必要になる。そこで、充電予定地が充電ステーションである場合、充電速度設定処理手段は、充電速度を高速に設定する。

そして、一般的に、会社においては、定められた時間帯においては、ハイブリッド型車両を移動させる頻度は小さいと考えられる。そこで、充電予定地が会社であり、充電日が平日であり、充電時間帯が昼間である場合、充電速度設定処理手段は、充電速度を中速に設定する。なお、勤務時間が設定されている場合は、勤務時間に応じて充電速度を変更し、低速にしたり、高速にしたりすることができる。

また、一般的に、前記各充電条件以外の条件においては、予定を予測することができないので、早急な充電が必要になる。そこで、このような充電条件の場合、充電速度設定処理手段は、充電速度を高速に設定する。

続いて、充電制御処理手段の充電指示処理手段は、充電指示処理を行い、充電予定地の充電設備に充電速度を通知し、該充電速度でバッテリ１８を充電するように指示する。

なお、前記充電条件は運転者の生活パターンによって異なるので、運転者が操作部３４を操作することによって充電速度マップを変更したり、充電条件を変更したりすることができる。例えば、図３においては、充電日を平日と祝祭休日とで異ならせてあるが、曜日によって異ならせることもできる。

また、充電の実績に基づいて、充電条件を学習することができる。その場合、ＣＰＵ３１の図示されない学習処理手段は、学習処理を行い、充電予定地、充電日、充電時間帯、その他の条件等を充電条件として学習する。

このように、本実施の形態においては、充電予定地、充電日、充電時間帯、その他の条件等の充電条件に対応させて、適切な充電速度でバッテリ１８を充電することができる。また、充電条件に応じて充電速度が設定されるので、バッテリ１８が劣化するのを防止することができ、バッテリ１８の耐久性を向上させることができる。また、ハイブリッド型車両の走行を開始しようとしたときに、バッテリ残量ＳＯＣを十分に大きくすることができるので、ハイブリッド型車両を走行させるために必要な車両要求トルクＴＯ^* を十分に発生させることができる。

次に、フローチャートについて説明する。
ステップＳ１ 充電条件判定情報を取得する。
ステップＳ２ 充電条件判定処理を行う。
ステップＳ３ 充電速度設定処理を行う。
ステップＳ４ 充電指示処理を行い、処理を終了する。

なお、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。

本発明の実施の形態における電動車両駆動制御システムを示す図である。 本実施の形態における充電制御処理手段の動作を示すフローチャートである。 本実施の形態における充電速度マップを示す図である。

符号の説明

１８ バッテリ

Claims (5)

1. 電動車両の自車位置を取得する自車位置取得手段と、
   施設に関する施設データが記録されたデータ記録部と、
   前記電動車両の自車位置及び前記施設データに基づいて、電動車両の充電要素を充電する施設を表す充電予定地を判定する充電条件判定処理手段と、
   判定された充電予定地に応じて充電速度を設定する充電速度設定処理手段と、
   設定された充電速度に基づいて充電要素を充電するように、充電設備に指示を送る充電指示処理手段とを有することを特徴とする電動車両充電制御システム。
2. 前記充電条件判定処理手段は、充電予定地を判定するとともに、充電要素を充電する日を表す充電日及び充電要素を充電する充電時間帯を判定し、
   前記充電速度設定処理手段は、判定された充電予定地、充電日及び充電時間帯に応じて充電速度を設定する請求項１に記載の電動車両充電制御システム。
3. 前記充電予定地の実績値に基づいて充電予定地を学習する学習処理手段を有する請求項１に記載の電動車両充電制御システム。
4. 施設に関する施設データが記録されたデータ記録部を備えた電動車両充電制御システムの電動車両充電制御方法において、
   自車位置取得手段によって電動車両の自車位置を取得し、
   充電条件判定処理手段によって、前記電動車両の自車位置及び施設データに基づいて、電動車両の充電要素を充電する施設を表す充電予定地を判定し、
   充電速度設定処理手段によって、判定された充電予定地に応じて充電速度を設定し、
   充電指示処理手段によって、設定された充電速度に基づいて充電要素を充電するように、充電設備に指示を送ることを特徴とする電動車両充電制御システムの電動車両充電制御方法。
5. 施設に関する施設データが記録されたデータ記録部を備えた電動車両充電制御システムにおいて、
   コンピュータを、電動車両の自車位置を取得する自車位置取得手段、前記電動車両の自車位置及び前記施設データに基づいて、電動車両の充電要素を充電する施設を表す充電予定地を判定する充電条件判定処理手段、判定された充電予定地に応じて充電速度を設定する充電速度設定処理手段、並びに設定された充電速度に基づいて充電要素を充電するように、充電設備に指示を送る充電指示処理手段として機能させることを特徴とするプログラム。

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