JP6012795B2 - Energy management device for hybrid vehicles - Google Patents
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Description
本発明は、ハイブリッド車両用のエネルギーマネジメント装置に関するものである。 The present invention relates to an energy management device for a hybrid vehicle.
近年、エンジンやモータなど複数の駆動源から動力を得るハイブリッド車両の普及が進んでいる。ハイブリッド車両の走行モードとしては、エンジンを作動させずにモータの動力で走行する「EV(Electric Vehicle)モード」、エンジンを用いて発電しつつモータの動力で走行する「シリーズモード」、エンジンとモータの両方の動力で走行する「パラレルモード」などがあり、走行モードの切り換えを車両の状況に応じて行うものが考案されている。 In recent years, hybrid vehicles that obtain power from a plurality of drive sources such as engines and motors have become popular. The hybrid vehicle travel mode includes an “EV (Electric Vehicle) mode” that travels with the power of the motor without operating the engine, a “series mode” that travels with the power of the motor while generating power using the engine, and the engine and motor. There is a “parallel mode” that travels with both of these powers, and a device that switches the travel mode in accordance with the situation of the vehicle has been devised.
例えば下記の特許文献1には、バッテリの充電率(State Of Charge:SOC)および受け入れ可能電力と、アクセル操作量等から演算される要求出力と、走行速度(車速)とに基づいて、ハイブリッド車両の走行モードの切り換えを行う技術が開示されている。特許文献1において、EVモードとシリーズモードの切り換えは、要求出力とバッテリのSOCとに基づいて行われており、要求出力が高い場合にシリーズモード、要求出力が低くSOCが高い場合にはEVモード、要求出力が低くともSOCが低い場合にはシリーズモード、というように切り換えられる。さらに、パラレルモードと他のモード(シリーズモードおよびEVモード)との切り換えは、実際の車速と、バッテリのSOCおよび受け入れ可能電力から定められる車速の閾値(切換車速)との比較結果に基づいて行われており、車速が閾値以上である場合にパラレルモード、車速が閾値未満である場合に他のモード、というように切り換えられる。
For example, the following
また、目的地までの燃料消費量が最小となるように、ハイブリッド車両のエンジンとモータの制御計画(走行モードの制御計画)を立てる技術も考案されている。例えば、下記の特許文献2に開示されているハイブリッド車両の駆動制御装置は、目的地までの走行経路の状況と運転者の運転履歴とから走行経路を走行する際の車速パターンを推定し、当該車速パターンから演算した消費エネルギーと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小となるようにエンジンとモータの制御計画を作成している。 In addition, a technique has been devised for making a control plan (driving mode control plan) for the engine and motor of a hybrid vehicle so that the fuel consumption to the destination is minimized. For example, a drive control device for a hybrid vehicle disclosed in Patent Document 2 below estimates a vehicle speed pattern when traveling on a travel route from the state of the travel route to the destination and the driving history of the driver, Based on the energy consumption calculated from the vehicle speed pattern and the fuel consumption characteristics, an engine and motor control plan is created so that the fuel consumption to the destination is minimized.
特許文献2の技術では、推定された車速パターンから計算される燃料消費量が最小となるように走行モードの制御計画が作成される。一方、特許文献1のハイブリッド車両は、車速に応じてパラレルモードと他のモード(シリーズモードおよびEVモード)とを切り換えているため、パラレルモードでの走行が計画されている区間を走行中であっても、渋滞等によって車速が低下するとパラレルモードから他のモードへ切り換わってしまう。そうすると、燃料消費量が計画どおりにならず、目的地までの燃費低減効果が低下してしまう。
In the technique of Patent Document 2, a travel mode control plan is created so that the fuel consumption calculated from the estimated vehicle speed pattern is minimized. On the other hand, the hybrid vehicle disclosed in
本発明は以上のような課題を解決するためになされたものであり、パラレルモードでの走行が計画されている区間を走行中に、ハイブリッド車両の走行モードが他のモードに切り換わった場合でも、目的地までの燃費低減効果の低下を抑制できるハイブリッド車両用エネルギーマネジメント装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and even when the traveling mode of the hybrid vehicle is switched to another mode while traveling in a section where traveling in the parallel mode is planned. An object of the present invention is to provide an energy management device for a hybrid vehicle that can suppress a decrease in fuel consumption reduction effect up to the destination.
本発明に係るハイブリッド車両用エネルギーマネジメント装置は、エンジン、モータ、発電機を含む車両機器を備えるハイブリッド車両のエネルギー消費を管理するハイブリッド車両用エネルギーマネジメント装置であって、現在地から目的地までの走行経路の情報、および前記走行経路における前記ハイブリッド車両のエネルギー消費に関係する道路特性の情報を含む走行経路情報を取得する走行経路情報取得部と、前記ハイブリッド車両のエネルギー消費に関係する車両特性の情報である車両情報を取得する車両情報取得部と、前記走行経路情報および前記車両情報に基づいて、前記ハイブリッド車両が前記走行経路を走行する際のエネルギー消費を最小化するように、前記ハイブリッド車両の走行モードの制御計画を作成する制御計画演算部と、前記制御計画に基づいて、前記車両機器を制御する車両機器制御部とを備え、前記ハイブリッド車両の走行モードは、エンジンを停止してモータの動力により走行するEVモードと、エンジンの動力により発電機を作動させつつモータの動力により走行するシリーズモードと、エンジンおよびモータの両方の動力により走行するパラレルモードとを含んでおり、前記ハイブリッド車両は、車速が予め定められた値に達しない場合、走行モードがEVモードまたはシリーズモードに制限されており、前記制御計画演算部は、前記制御計画でパラレルモードが割り当てられた区間の走行中に、前記ハイブリッド車両の車速が低下して走行モードがパラレルモードからEVモードまたはシリーズモードへ切り換わると、その切り換わりによる目的地までのエネルギー消費量の増加が抑えられるように前記制御計画を補正し、前記制御計画の補正は、走行中の区間の割り当てをパラレルモードからEVモードまたはシリーズモードに変更すると共に、EVモードまたはシリーズモードが割り当てられている未走行の区間のいずれかの割り当てをパラレルモードに変更することによって行われ、前記制御計画演算部は、前記制御計画の補正の際、走行中の区間の割り当てをパラレルモードからEVモードに変更するときは、EVモードが割り当てられている未走行の区間のいずれかの割り当てをパラレルモードに変更し、走行中の区間の割り当てをパラレルモードからシリーズモードに変更するときは、シリーズモードが割り当てられている未走行の区間のいずれかの割り当てをパラレルモードに変更する。
An energy management device for a hybrid vehicle according to the present invention is an energy management device for a hybrid vehicle that manages energy consumption of a hybrid vehicle including a vehicle device including an engine, a motor, and a generator, and is a travel route from a current location to a destination And a travel route information acquisition unit for acquiring travel route information including road characteristic information related to energy consumption of the hybrid vehicle in the travel route, and vehicle characteristic information related to energy consumption of the hybrid vehicle. Based on the vehicle information acquisition unit that acquires certain vehicle information, the travel route information, and the vehicle information, the hybrid vehicle travels so as to minimize energy consumption when the hybrid vehicle travels the travel route. Control plan to create a mode control plan A vehicle unit control unit that controls the vehicle device based on the control plan, and the travel mode of the hybrid vehicle is an EV mode in which the engine is stopped and the vehicle is driven by the power of the motor; The hybrid vehicle includes a series mode in which the generator is driven by power and travels by the power of the motor, and a parallel mode in which the power is driven by both the engine and the motor. The hybrid vehicle has a vehicle speed that reaches a predetermined value. Otherwise, the travel mode is limited to the EV mode or the series mode, and the control plan calculation unit travels while the vehicle speed of the hybrid vehicle decreases during travel in the section to which the parallel mode is assigned in the control plan. When the mode is switched from parallel mode to EV mode or series mode, That corrects the control plan to increase the energy consumption can be suppressed to a destination, the control plan correction serves to change the assignment of the section running from the parallel mode to the EV mode or series mode, EV Is performed by changing any of the non-running sections to which the mode or the series mode is assigned to the parallel mode, and the control plan calculation unit assigns the running section when correcting the control plan. Is changed from the parallel mode to the EV mode, the assignment of any of the non-running sections to which the EV mode is assigned is changed to the parallel mode, and the assignment of the running section is changed from the parallel mode to the series mode. When assigning one of the unrunned sections to which the series mode is assigned Change to real mode .
本発明に係るハイブリッド車両用エネルギーマネジメント装置によれば、パラレルモードでの走行が計画されている区間を走行中に、ハイブリッド車両の走行モードが他のモードに切り換わると、その影響による燃費の増大を防ぐように走行モードの計画が補正されるため、目的地までの燃費低減効果を高く維持できる。 According to the energy management apparatus for a hybrid vehicle according to the present invention, when the travel mode of the hybrid vehicle is switched to another mode while traveling in a section where the travel in the parallel mode is planned, the fuel consumption is increased due to the influence. Since the travel mode plan is corrected so as to prevent this, the fuel consumption reduction effect up to the destination can be maintained high.
<実施の形態1>
図1は、実施の形態1に係るハイブリッド車両用エネルギーマネジメント装置100(以下、単に「エネルギーマネジメント装置」と称す)の構成を示すブロック図である。エネルギーマネジメント装置100は、モータ111、エンジン112、発電機113を含む車両機器を備えるハイブリッド車両(以下、単に「車両」と称す)のエネルギー消費を管理する。エネルギーマネジメント装置100によって管理される車両のギアの機構は、例えば、自動変速機(Automatic Transmission:AT)、無段変速機(Continuously Variable Transmission:CVT)、デュアルクラッチトランスミッション(Dual Clutch Transmission:DCT)など、任意のものでよい。
<
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a hybrid vehicle energy management apparatus 100 (hereinafter simply referred to as “energy management apparatus”) according to the first embodiment. The
図1に示すように、エネルギーマネジメント装置100は、走行経路情報取得部101、車両情報取得部102、制御計画演算部103および車両機器制御部104を備えている。
As shown in FIG. 1, the
走行経路情報取得部101は、車両の現在地から目的地までの走行経路の情報と、その走行経路における車両のエネルギー消費に関係する道路特性の情報とを含む走行経路情報を取得する。ここでは、走行経路情報取得部101が車両の走行経路を探索する機能を有するものとするが、例えば、外部のナビゲーションシステムが探索した走行経路の情報を走行経路情報取得部101が取得するように構成してもよい。
The travel route
走行経路の探索に用いられる目的地や経由地の情報は、ユーザがエネルギーマネジメント装置100を操作して入力してもよいし、走行経路情報取得部101が車両の走行履歴などから推定してもよい。また、車両の現在地の情報は、エネルギーマネジメント装置100の内部または外部に設置されたGPS(Global Positioning system)受信機などから取得できる。
Information on the destination and waypoint used for the search for the travel route may be input by the user operating the
車両のエネルギー消費に関係する道路特性の情報としては、例えば、道路種別(高速道路、一般道路、住宅街、山岳路など)、道路勾配、道路幅、道路ごとの車速推定値などがある。これらの情報は、エネルギーマネジメント装置100の内部または外部に設置された地図情報データベースから取得される。この地図情報データベースも、外部のナビゲーションシステムが備えるものを利用してもよい。
Information on road characteristics related to vehicle energy consumption includes, for example, road type (highway, general road, residential area, mountain road, etc.), road gradient, road width, estimated vehicle speed for each road, and the like. These pieces of information are acquired from a map information database installed inside or outside the
車両情報取得部102は、現在の車両状態の情報と、車両のエネルギー消費に関係する車両特性の情報とを含む車両情報を取得する。車両状態の情報としては、車速、走行モード、バッテリのSOC、燃料消費量、時刻などがある。また、車両のエネルギー消費に関係する車両特性の情報としては、緒元情報(車両重量、前面投影面積、空気抵抗係数、転がり抵抗、タイヤ半径、ギア比、回転系のフリクションロス、バッテリの特性など)、車両機器の特性情報などがある。車両機器の特性情報には、モータ111の特性情報(回転数およびトルクと燃料消費量との関係を示すマップなど)、エンジン112の特性情報(回転数およびトルクと電力消費量との関係を示すマップなど)、発電機113の特性情報(回転数およびトルクと発電量との関係を示すアップなど)、さらに、エンジン112、モータ111、発電機113の2以上からなる組み合わせに係る特性情報(各機器の回転数およびトルクの組み合わせと、各機器での電力消費量、燃料消費量および発電量との関係を示すマップなど)が含まれる。
The vehicle
制御計画演算部103は、走行経路情報取得部101が取得した走行経路情報、および車両情報取得部102が取得した車両情報に基づいて、車両が現在地から目的地までの走行経路を走行する際に消費するエネルギーが最小化されるように、車両のエンジン112、モータ111および発電機113といった車両機器の制御計画を作成する。より具体的には、走行経路を複数に分割して得られる各区間に対して、走行モードの割り当てを行う。車両機器制御部104は、車両が走行している間、制御計画演算部103が作成した制御計画に基づいて、車両機器を制御する。
Based on the travel route information acquired by the travel route
ここで、制御計画演算部103が行う制御計画の演算処理を、図2を参照しつつ説明する。制御計画演算部103は、走行経路情報取得部101が取得した走行経路情報および車両情報取得部102が取得した車両情報を用いて、以下の式1〜5により、走行経路の各区間を走行するのに必要なエネルギー量(必要走行エネルギー量)を計算する。
Here, the control plan calculation process performed by the control
式1は、道路勾配(傾斜角θ)が車両に作用する力FGradの算出式である。mは車両の重量、gは重力加速度を表している。式2は、タイヤの転がり抵抗が車両に作用する力FRollの算出式である。CRollはタイヤの転がり抵抗係数を表している。式3は、空気抵抗が車両に作用する力FAirの算出式である。ρは空気密度、CCDは空気抵抗係数、CFAは車両の前面投影面積、vは車速を表している。式4は、加速抵抗が車両に作用する力FAccの算出式である。式5は、単位時間当たりのエネルギーEの算出式である。
なお、走行経路を複数の区間に分割する方法は、例えば、道路種別ごとに区切る方法、一定距離ごとに区切る方法、道路の分岐点(交差点、インターチェンジ等)で区切る方法、道路特性(道路勾配、道路幅等)の変化点で区切る方法、あるいはそれら2以上の方法を組み合わせることなどが考えられる。図2の例では、まず走行経路を道路種別ごとに大まかな区間に分割し、さらにそれを道路勾配の変化点で分割する方法をとっている。 In addition, the method of dividing the travel route into a plurality of sections includes, for example, a method of dividing by road type, a method of dividing by a certain distance, a method of dividing by a road branching point (intersection, interchange, etc.), road characteristics (road slope, It is conceivable to divide at changing points of road width or the like, or to combine these two or more methods. In the example of FIG. 2, the travel route is first divided into rough sections for each road type, and further divided at the change point of the road gradient.
また、制御計画演算部103は、式1〜5で計算した各区間の必要走行エネルギー量と車両機器の特性情報(モータ111、エンジン112および発電機113の効率等)とに基づいて、図2に示すようなEVモード走行情報、シリーズモード走行情報およびパラレルモード走行情報を計算する。EVモード走行情報、シリーズモード走行情報およびパラレルモード走行情報は、各区間をそれぞれの走行モードで走行した場合に予測される燃料消費量、燃料消費効率および電力消費量を示す情報である。また、制御計画演算部103は、シリーズモード走行情報またはパラレルモード走行情報として、ギア比(変速比)を示す情報を用いてもよい。
In addition, the control
EVモード走行情報において、電力消費量が負の値になっているものは、下り坂の走行時や減速時に回生される電力が、モータ111により消費される電力を上回ることを意味している。また、燃料消費効率の表現方法は任意でよく、%(パーセント)で表してもよいが、図2では1〜10の段階で表している。
In the EV mode travel information, a negative power consumption means that the power regenerated during downhill travel or deceleration exceeds the power consumed by the
次に、制御計画演算部103は、EVモード走行情報、シリーズモード走行情報およびパラレルモード走行情報を用いて、車両特性や走行モード等による各種の制約条件(例えば、燃料タンクやバッテリ容量、定格、走行モードの切り換えに関する車速条件など)を満たしつつ、走行経路全体での車両のエネルギー消費量が予め定められた条件を満たすように、最適化手法により、区間ごとの車両機器(モータ111、エンジン112、発電機113)の制御計画を立てる。すなわち、図2に示すように、区間ごとに車両の走行モードを割り当てる。
Next, the control
制御計画を定めるための条件としては、例えば、燃料消費量が最小になる条件、電力消費量が最小になる条件、目的地到着時のバッテリ残量(SOC)を所望の範囲内に収めるための条件、などが考えられる。また、制御計画の演算に用いられる最適化手法は、最小二乗法、タブーサーチ、遺伝的アルゴリズム(Genetic Algorithm:GA)、粒子群最適化(Particle Swarm Optimization:PSO)、蟻コロニー最適化(Ant Colony Optimization:ASO)および動的計画法などが考えられる。 The conditions for determining the control plan include, for example, a condition for minimizing fuel consumption, a condition for minimizing power consumption, and a battery remaining amount (SOC) upon arrival at a destination within a desired range. Conditions, etc. can be considered. The optimization methods used in the calculation of the control plan are the least square method, tabu search, genetic algorithm (GA), particle swarm optimization (PSO), ant colony optimization (Ant Colony) Optimization: ASO) and dynamic programming.
ここで、エネルギーマネジメント装置100を搭載する車両は、車速が予め定められた閾値に達しない場合に、走行モードがEVモードまたはシリーズモードに制限されるものとする。つまり、車両がパラレルモードで走行しているときに、車速が閾値よりも低下すると、その走行モードは、自動的にEVモードまたはシリーズモードに自動的に切り換わる。そのとき、バッテリのSOCが予め定められた閾値より高ければEVモードが選択され、低ければシリーズモードが選択される。
Here, in a vehicle equipped with the
車両の走行モードがそのように自動的に切り換わる場合、制御計画でパラレルモードが割り当てられた区間を走行中であっても、渋滞等の影響により車両の車速が低下すると、走行モードがパラレルモードからEVモードまたはシリーズモードへ切り換わってしまい、走行モードを制御計画どおりに制御できなくなる。それにより、目的地までのエネルギー消費量(走行経路全体でのエネルギー消費量)が増加する恐れが生じる。 When the driving mode of the vehicle automatically switches in such a manner, even if the vehicle is traveling in a section to which the parallel mode is assigned in the control plan, the driving mode is changed to the parallel mode if the vehicle speed decreases due to traffic jams or the like. Switch from EV mode to EV mode or series mode, and the running mode cannot be controlled as planned. As a result, the energy consumption to the destination (energy consumption over the entire travel route) may increase.
この問題を解決するために、本実施の形態の制御計画演算部103は、制御計画でパラレルモードが割り当てられた区間を車両が走行している間に、走行モードがパラレルモードから他のモード(EVモードまたはシリーズモード)へ切り換わると、その切り換わりによるエネルギー消費量の増加が抑えられるように制御計画を補正するように構成されている。
In order to solve this problem, the control
以下、実施の形態1における制御計画の補正について説明する。制御計画演算部103は、現在の制御計画と走行経路情報取得部101が取得した現在地の情報とから、どの区間を車両が走行中であるのか、またその区間にはどの走行モードが割り当てられているのか確認する。また、車両情報取得部102が取得した現在の車両状態の情報から、実際の車両の走行モードを確認する。そして、走行中の区間に割り当てられている走行モードと、実際の車両の走行モードとを比較する。このとき、走行中の区間にパラレルモードが割り当てられているにもかかわらず、車両がパラレルモード以外(EVモードまたはシリーズモード)で走行していること(つまり、車両の走行モードとしてパラレルモードが選択不可能な状態であること)が検出されると、制御計画の補正が行われる。
Hereinafter, the correction of the control plan in the first embodiment will be described. Based on the current control plan and the current location information acquired by the travel route
実施の形態1における制御計画の補正は、図3に示すように、車両が走行中の区間に割り当てられている走行モード(パラレルモード)と、車両の現在の走行モード(EVモードまたはシリーズモード)が割り当てられている未走行の区間のいずれかとで、走行モードの割り当てを入れ替えることによって行われる。すなわち、制御計画演算部103は、制御計画を補正する際、車両が走行中の区間の割り当てをパラレルモードから車両の現在の走行モード(EVモードまたはシリーズモード)に変更すると共に、車両の現在の走行モードが割り当てられている未走行の区間のいずれかの割り当てをパラレルモードに変更する。なお、図3の例は、パラレルモードが割り当てられている区間の走行中に車速が低下して、走行モードがパラレルモードからシリーズモードに変更された場合の補正を示している(図3における太い点線のグラフは、車速、燃料消費量、燃料消費効率、電力消費量の各実測値を示している)。
As shown in FIG. 3, the correction of the control plan in the first embodiment includes a travel mode (parallel mode) assigned to a section in which the vehicle is traveling and a current travel mode (EV mode or series mode) of the vehicle. This is performed by switching the assignment of the running mode with any of the unrunned sections to which is assigned. That is, when correcting the control plan, the control
このとき、車両の現在の走行モード(EVモードまたはシリーズモード)が割り当てられている未走行の区間が複数ある場合には、それらのうち、パラレルモードで走行した場合におけるエンジン112の燃料の燃焼効率が最も高い区間を、走行モードの割り当てを入れ替える区間(パラレルモードに変更する区間)として選択するとよい。また、車両の現在の走行モードが割り当てられている未走行の区間が無い場合には、車両が走行中の区間の割り当てを、車両の現在の走行モードに変更することのみを行うものとする。
At this time, when there are a plurality of untraveled sections to which the current travel mode (EV mode or series mode) of the vehicle is assigned, the combustion efficiency of the fuel of the
以下、実施の形態1に係るエネルギーマネジメント装置100の動作を、図4のフローチャートを参照しつつ説明する。
Hereinafter, operation | movement of the
車両の起動などにより、エネルギーマネジメント装置100の動作フローが開始されると、まず、走行経路情報取得部101が走行経路情報を取得する(ステップS101)。すなわち、走行経路情報取得部101が、車両の現在地から目的地までの走行経路を検索すると共に、その走行経路における車両のエネルギー消費に関係する道路特性の情報を地図情報データベースから取得する。
When the operation flow of the
また、車両情報取得部102が車両情報を取得する(ステップS102)。すなわち、車両情報取得部102が、車載センサーなどから現在の車両状態の情報を取得すると共に、車載の記憶装置などから車両のエネルギー消費に関係する車両特性の情報を取得する。
Moreover, the vehicle
次に、制御計画演算部103が、ステップS101,S102で取得された走行経路情報および車両情報に基づいて、車両が現在地から目的地までの走行経路を走行する際に消費するエネルギーを最小化するように、車両機器(エンジン112、モータ111および発電機113)の制御計画を作成する(ステップS103)。より具体的には、走行経路の各区間に対する走行モードの割り当てを行う。
Next, the control
そして、制御計画演算部103は、走行経路情報取得部101が取得した車両の現在地の情報を確認する(ステップS104)。このとき、車両の現在地が目的地と一致していれば、車両が目的地に到達したと判断され(ステップS105でYES)、この動作フローは終了する。ステップS105の判断は、車両が制御計画の全てを実行し終えたか否かによって判断してもよい。つまり、制御計画の全てが完了していれば、目的地に到達したと判断して、動作フローを終了してもよい。
And the control
車両が目的地に到達していなければ(ステップS105でNO)、車両がどの区間を走行中であるのかを確認し、制御計画を参照して、その区間に割り当てられている走行モードがパラレルモードであるか否かを確認する(ステップS106)。 If the vehicle has not reached the destination (NO in step S105), it is confirmed in which section the vehicle is traveling, the control mode is referred to, and the traveling mode assigned to the section is the parallel mode. (Step S106).
走行中の区間に割り当てられている走行モードがパラレルモード以外(EVモードまたはシリーズモード)であれば(ステップS106でNO)、制御計画の補正は行わずに、車両機器制御部104が制御計画に基づいて車両機器(モータ111、エンジン112、発電機113)を制御する(ステップS109)。
If the travel mode assigned to the traveling section is other than the parallel mode (EV mode or series mode) (NO in step S106), the control of the vehicle plan is not performed by the vehicle
走行中の区間に割り当てられている走行モードがパラレルモードであれば(ステップS106でYES)、車両の状態が、走行モードとしてパラレルモードを選択不可能な状態であるか否かを判断する(ステップS107)。この判断は、車両が、パラレルモードが割り当てられている走行中の区間を、パラレルモード以外(EVモードまたはシリーズモード)で走行しているか否かによって判断できる。あるいは、本実施の形態のように車速が低くなるとパラレルモードが選択不可能になるのであれば、ステップS017の判断を車速に基づいて行うことも可能である。 If the travel mode assigned to the traveling section is the parallel mode (YES in step S106), it is determined whether or not the vehicle state is a state in which the parallel mode cannot be selected as the travel mode (step S106). S107). This determination can be made based on whether or not the vehicle is traveling in a traveling section to which the parallel mode is assigned in a mode other than the parallel mode (EV mode or series mode). Alternatively, if the parallel mode cannot be selected when the vehicle speed becomes low as in the present embodiment, the determination in step S017 can be performed based on the vehicle speed.
車両の状態が、パラレルモードを選択可能な状態であれば(ステップS107でNO)、制御計画は補正されずに、車両機器制御部104が制御計画に基づいた車両機器の制御を行う(ステップS109)。
If the vehicle state is a state in which the parallel mode can be selected (NO in step S107), the vehicle
一方、車両の状態が、パラレルモードを選択不可能な状態であれば(ステップS107でYES)、制御計画演算部103が制御計画を補正する(ステップS108)。すなわち、車両が走行中の区間に割り当てられている走行モード(パラレルモード)と、車両の現在の走行モード(EVモードまたはシリーズモード)が割り当てられている未走行の区間のいずれかとで、走行モードの割り当てが入れ替えられる。その後、車両機器制御部104は、補正された後の制御計画に基づいて車両機器を制御する(ステップS109)。
On the other hand, if the state of the vehicle cannot select the parallel mode (YES in step S107), the control
上記のステップS104〜S109の処理は、車両が目的地に到達するまで(S105でYESと判断されるまで)繰り返し行われる。 The processes in steps S104 to S109 are repeated until the vehicle reaches the destination (until YES is determined in S105).
実施の形態1に係るエネルギーマネジメント装置100によれば、パラレルモードでの走行が計画されている区間を走行中に、ハイブリッド車両の走行モードが他のモード(EVモードまたはシリーズモード)に切り換わったとしても、制御計画演算部103が、その影響による燃費の増大を防ぐように走行モードの計画を補正する。よって、目的地までの燃費低減効果を高く維持できる。
According to the
<実施の形態2>
図5は、実施の形態2に係るハイブリッド車両用エネルギーマネジメント装置100の構成を示すブロック図である。実施の形態2のエネルギーマネジメント装置100は、実施の形態1(図1)の構成に、走行履歴情報記憶部201が追加された構成となっている。
<Embodiment 2>
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of the hybrid vehicle
走行履歴情報記憶部201は、車両の走行履歴情報を記憶する。走行履歴情報記憶部201に記憶される車両の走行履歴情報は、走行経路情報取得部101が取得した走行経路情報、車両情報取得部102が取得した車両情報、制御計画演算部103が作成または補正した制御計画などである。具体的には、車両が走行経路を実際に走行したときに車両情報取得部102によって取得された車両状態の情報(車速、走行モード、SOCの増減、燃料消費量など)が、各区間と対応づけされて記憶される。
The travel history
また、実施の形態2においても、制御計画演算部103は、制御計画でパラレルモードが割り当てられた区間を車両が走行している間に、車両の走行モードがパラレルモードから他のモード(EVモードまたはシリーズモード)へ切り換わると、その切り換わりによるエネルギー消費量の増加が抑えられるように制御計画を補正する。ただし、その具体的は補正の方法は実施の形態1とは異なる。
Also in the second embodiment, the control
実施の形態2における制御計画の補正は、2つの区間で走行モードを入れ替えるのではなく、走行中の区間の走行モードの割り当てをパラレルモードから他のモード(EVモードまたはシリーズモード)に変更することによって行われる。そのとき、走行中の区間に割り当てる走行モードを、EVモードに変更するかシリーズモードに変更するかは、走行履歴情報記憶部201に記憶されている走行履歴情報に基づいて決定される。
The correction of the control plan in the second embodiment is not to change the driving mode in the two sections, but to change the assignment of the driving mode in the traveling section from the parallel mode to another mode (EV mode or series mode). Is done by. At that time, whether to change the travel mode assigned to the traveling section to the EV mode or the series mode is determined based on the travel history information stored in the travel history
例えば、走行中の区間を過去にシリーズモードで走行したときの走行履歴情報を参照して、エンジン112の燃料の燃焼効率が基準値以上であった回数と、基準値未満であった回数とをそれぞれ求め、シリーズモードで基準値以上の燃焼効率を実現できる確率が70%以上であれば、走行中の区間の走行モードの割り当てをシリーズモードに変更し、そうでなければEVモードに変更する、という方法が考えられる。
For example, referring to the travel history information when traveling in the series mode in the past, the number of times that the fuel combustion efficiency of the
また例えば、過去に同じ走行経路を走行したときの走行履歴情報を参照して、走行中の区間をシリーズモードで走行したときにおける当該区間から目的地までのエネルギー消費量の平均値と、走行中の区間をEVモードで走行したときにおける当該区間から目的地までのエネルギー消費量の平均値とを比較し、平均的なエネルギー消費量が少ない方の走行モードに変更する方法も考えられる。 Also, for example, with reference to the travel history information when traveling on the same travel route in the past, the average value of energy consumption from the section to the destination when traveling in the series mode and traveling A method of comparing the average value of energy consumption from the section to the destination when traveling in the EV mode and changing to the travel mode with the smaller average energy consumption is also conceivable.
以下、実施の形態2に係るエネルギーマネジメント装置100の動作を、図6のフローチャートを参照しつつ説明する。当該フローは、図4のフローに後述するステップS201,S202を追加したものである。また、ステップS108における制御計画の補正の方法は、上で説明した実施の形態2に係る補正方法によって実行される。
Hereinafter, operation | movement of the
車両の起動などにより、エネルギーマネジメント装置100の動作フローが開始されると、走行経路情報取得部101が走行経路情報を取得し(ステップS101)、車両情報取得部102が車両情報を取得する(ステップS102)。そして、制御計画演算部103が、それらの走行経路情報および車両情報に基づいて、車両が現在地から目的地までの走行経路を走行する際に消費するエネルギーを最小化するように、走行経路の各区間に対する走行モードの割り当てを行うことによって、車両の車両機器の制御計画を作成する(ステップS103)。
When the operation flow of the
そして、制御計画演算部103は、走行経路情報取得部101が取得した車両の現在地の情報を確認する(ステップS104)。そして、現在地や現在の車両情報等を、走行履歴情報記憶部201に記憶させる走行履歴情報に追加する。このとき、車両の現在地が目的地と一致していれば、車両が目的地に到達したと判断され(ステップS105でYES)、この動作フローは終了する。
And the control
車両が目的地に到達していなければ(ステップS105でNO)、車両がどの区間を走行中であるのかを確認し、制御計画を参照して、その区間に割り当てられている走行モードがパラレルモードであるか否かを確認する(ステップS106)。 If the vehicle has not reached the destination (NO in step S105), it is confirmed in which section the vehicle is traveling, the control mode is referred to, and the traveling mode assigned to the section is the parallel mode. (Step S106).
走行中の区間に割り当てられている走行モードがパラレルモード以外(EVモードまたはシリーズモード)であれば(ステップS106でNO)、制御計画の補正は行わずに、車両機器制御部104が制御計画に基づいて車両機器(モータ111、エンジン112、発電機113)を制御する(ステップS109)。
If the travel mode assigned to the traveling section is other than the parallel mode (EV mode or series mode) (NO in step S106), the control of the vehicle plan is not performed by the vehicle
走行中の区間に割り当てられている走行モードがパラレルモードであれば(ステップS106でYES)、車両の状態が、走行モードとしてパラレルモードが選択不可能な状態であるか否かを判断する(ステップS107)。車両の状態が、パラレルモードを選択可能な状態であれば(ステップS107でNO)、制御計画の補正は行わずに、車両機器制御部104が制御計画に基づいて車両機器を制御する(ステップS109)。
If the traveling mode assigned to the traveling section is the parallel mode (YES in step S106), it is determined whether or not the vehicle state is a state in which the parallel mode cannot be selected as the traveling mode (step S106). S107). If the state of the vehicle is such that the parallel mode can be selected (NO in step S107), the vehicle
一方、車両がパラレルモードを選択不可能な状態であれば(ステップS107でYES)、制御計画演算部103が、走行履歴情報記憶部201から走行履歴情報を取得し(ステップS202)、制御計画を補正する(ステップS108)。すなわち、車両が走行中の区間に割り当てられている走行モード(パラレルモード)を、走行履歴情報に基づいて、EVモードまたはシリーズモードに変更する。その後、車両機器制御部104は、補正された後の制御計画に基づいて車両機器を制御する(ステップS109)。
On the other hand, if the vehicle cannot select the parallel mode (YES in step S107), the control
本実施の形態に係るエネルギーマネジメント装置100においても、パラレルモードでの走行が計画されている区間を走行中に、ハイブリッド車両の走行モードが他のモード(EVモードまたはシリーズモード)に切り換わったとしても、制御計画演算部103が、その影響による燃費の増大を防ぐように走行モードの計画を補正する。よって、目的地までの燃費低減効果を高く維持できる。
Also in
上記のステップS104〜S109,S201,S202の処理は、車両が目的地に到達するまで(S105でYESと判断されるまで)繰り返し行われる。 The processes in steps S104 to S109, S201, and S202 are repeated until the vehicle reaches the destination (until YES is determined in S105).
実施の形態2に係るエネルギーマネジメント装置100においても、パラレルモードでの走行が計画されている区間を走行中に、ハイブリッド車両の走行モードが他のモード(EVモードまたはシリーズモード)に切り換わったとしても、制御計画演算部103が、その影響による燃費の増大を防ぐように走行モードの計画を補正する。よって、目的地までの燃費低減効果を高く維持できる。
Also in the
なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。 It should be noted that the present invention can be freely combined with each other within the scope of the invention, and each embodiment can be appropriately modified or omitted.
100 エネルギーマネジメント装置、101 走行経路情報取得部、102 車両情報取得部、103 制御計画演算部、104 車両機器制御部、111 モータ、112 エンジン、113 発電機、201 走行履歴情報記憶部。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
現在地から目的地までの走行経路の情報、および前記走行経路における前記ハイブリッド車両のエネルギー消費に関係する道路特性の情報を含む走行経路情報を取得する走行経路情報取得部と、
前記ハイブリッド車両のエネルギー消費に関係する車両特性の情報である車両情報を取得する車両情報取得部と、
前記走行経路情報および前記車両情報に基づいて、前記ハイブリッド車両が前記走行経路を走行する際のエネルギー消費を最小化するように、前記ハイブリッド車両の走行モードの制御計画を作成する制御計画演算部と、
前記制御計画に基づいて、前記車両機器を制御する車両機器制御部とを備え、
前記ハイブリッド車両の走行モードは、
エンジンを停止してモータの動力により走行するEVモードと、
エンジンの動力により発電機を作動させつつモータの動力により走行するシリーズモードと、
エンジンおよびモータの両方の動力により走行するパラレルモードとを含んでおり、
前記ハイブリッド車両は、車速が予め定められた値に達しない場合、走行モードがEVモードまたはシリーズモードに制限されており、
前記制御計画演算部は、前記制御計画でパラレルモードが割り当てられた区間の走行中に、前記ハイブリッド車両の車速が低下して走行モードがパラレルモードからEVモードまたはシリーズモードへ切り換わると、その切り換わりによる目的地までのエネルギー消費量の増加が抑えられるように前記制御計画を補正し、
前記制御計画の補正は、走行中の区間の割り当てをパラレルモードからEVモードまたはシリーズモードに変更すると共に、EVモードまたはシリーズモードが割り当てられている未走行の区間のいずれかの割り当てをパラレルモードに変更することによって行われ、
前記制御計画演算部は、前記制御計画の補正の際、走行中の区間の割り当てをパラレルモードからEVモードに変更するときは、EVモードが割り当てられている未走行の区間のいずれかの割り当てをパラレルモードに変更し、走行中の区間の割り当てをパラレルモードからシリーズモードに変更するときは、シリーズモードが割り当てられている未走行の区間のいずれかの割り当てをパラレルモードに変更する
ことを特徴とするハイブリッド車両用エネルギーマネジメント装置。 An energy management device for a hybrid vehicle that manages energy consumption of a hybrid vehicle including vehicle equipment including an engine, a motor, and a generator,
A travel route information acquisition unit for acquiring travel route information including information on a travel route from a current location to a destination, and information on road characteristics related to energy consumption of the hybrid vehicle in the travel route;
A vehicle information acquisition unit that acquires vehicle information that is vehicle characteristic information related to energy consumption of the hybrid vehicle;
A control plan calculation unit that creates a control plan for a travel mode of the hybrid vehicle based on the travel route information and the vehicle information so as to minimize energy consumption when the hybrid vehicle travels on the travel route; ,
A vehicle equipment control unit for controlling the vehicle equipment based on the control plan,
The driving mode of the hybrid vehicle is:
EV mode in which the engine is stopped and the vehicle is driven by the power of the motor;
Series mode that runs with the power of the motor while operating the generator with the power of the engine,
Including parallel mode running with the power of both engine and motor,
In the hybrid vehicle, when the vehicle speed does not reach a predetermined value, the traveling mode is limited to the EV mode or the series mode,
If the vehicle speed of the hybrid vehicle decreases and the travel mode is switched from the parallel mode to the EV mode or the series mode while traveling in the section to which the parallel mode is assigned in the control plan, the control plan calculation unit The control plan is corrected so that an increase in energy consumption to the destination due to replacement is suppressed ,
In the correction of the control plan, the allocation of the running section is changed from the parallel mode to the EV mode or the series mode, and any allocation of the untraveled section to which the EV mode or the series mode is allocated is changed to the parallel mode. Done by changing,
When the control plan calculation unit corrects the control plan and changes the assignment of the running section from the parallel mode to the EV mode, the control plan calculation unit assigns any assignment of the non-traveled section to which the EV mode is assigned. When changing to the parallel mode and changing the running section assignment from the parallel mode to the series mode, change any assignment of the unrunned section to which the series mode is assigned to the parallel mode <br/> An energy management device for a hybrid vehicle characterized by that.
請求項1に記載のハイブリッド車両用エネルギーマネジメント装置。The energy management apparatus for hybrid vehicles of Claim 1.
現在地から目的地までの走行経路の情報、および前記走行経路における前記ハイブリッド車両のエネルギー消費に関係する道路特性の情報を含む走行経路情報を取得する走行経路情報取得部と、A travel route information acquisition unit for acquiring travel route information including information on a travel route from a current location to a destination, and information on road characteristics related to energy consumption of the hybrid vehicle in the travel route;
前記ハイブリッド車両のエネルギー消費に関係する車両特性の情報である車両情報を取得する車両情報取得部と、A vehicle information acquisition unit that acquires vehicle information that is vehicle characteristic information related to energy consumption of the hybrid vehicle;
前記走行経路情報および前記車両情報に基づいて、前記ハイブリッド車両が前記走行経路を走行する際のエネルギー消費を最小化するように、前記ハイブリッド車両の走行モードの制御計画を作成する制御計画演算部と、A control plan calculation unit that creates a control plan for a travel mode of the hybrid vehicle based on the travel route information and the vehicle information so as to minimize energy consumption when the hybrid vehicle travels on the travel route; ,
前記制御計画に基づいて、前記車両機器を制御する車両機器制御部とを備え、A vehicle equipment control unit for controlling the vehicle equipment based on the control plan,
前記ハイブリッド車両の走行モードは、The driving mode of the hybrid vehicle is:
エンジンを停止してモータの動力により走行するEVモードと、EV mode in which the engine is stopped and the vehicle is driven by the power of the motor;
エンジンの動力により発電機を作動させつつモータの動力により走行するシリーズモードと、Series mode that runs with the power of the motor while operating the generator with the power of the engine,
エンジンおよびモータの両方の動力により走行するパラレルモードとを含んでおり、Including parallel mode running with the power of both engine and motor,
前記ハイブリッド車両は、車速が予め定められた値に達しない場合、走行モードがEVモードまたはシリーズモードに制限されており、In the hybrid vehicle, when the vehicle speed does not reach a predetermined value, the traveling mode is limited to the EV mode or the series mode,
前記制御計画演算部は、前記制御計画でパラレルモードが割り当てられた区間の走行中に、前記ハイブリッド車両の車速が低下して走行モードがパラレルモードからEVモードまたはシリーズモードへ切り換わると、その切り換わりによる目的地までのエネルギー消費量の増加が抑えられるように前記制御計画を補正し、If the vehicle speed of the hybrid vehicle decreases and the travel mode is switched from the parallel mode to the EV mode or the series mode while traveling in the section to which the parallel mode is assigned in the control plan, the control plan calculation unit The control plan is corrected so that an increase in energy consumption to the destination due to replacement is suppressed,
前記ハイブリッド車両の走行履歴情報を記憶する走行履歴情報記憶部をさらに備え、A travel history information storage unit that stores travel history information of the hybrid vehicle;
前記制御計画の補正は、走行中の区間の割り当てをパラレルモードからEVモードまたはシリーズモードに変更することによって行われ、その区間の割り当てをEVモードにするかシリーズモードにするかは、前記走行履歴情報に基づいて決定されるThe correction of the control plan is performed by changing the allocation of the running section from the parallel mode to the EV mode or the series mode, and whether the section allocation is set to the EV mode or the series mode depends on the travel history. Determined based on information
ハイブリッド車両用エネルギーマネジメント装置。Energy management device for hybrid vehicles.
請求項3に記載のハイブリッド車両用エネルギーマネジメント装置。The energy management apparatus for hybrid vehicles according to claim 3.
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