JP6693245B2 - 運転支援装置 - Google Patents
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Description
例えば、下記特許文献1は、燃焼消費量や排気ガス排出量を低減するためにエンジンを停止した状態を維持する設定(EV走行優先モード)を行った場合において、バッテリの残存容量(SOC)が不足している場合等でも、運転者の意図通りに、エンジンを停止した状態を維持して、運転者に違和感を与えるのを回避するための技術が開示されている。
これらのパラメータのうち、例えば充電率は車両のインストゥルメントパネル等に表示があり、また要求出力は運転者の運転操作(アクセルペダルの踏み込み量)と連動しているため、運転者も状態を把握しやすい。よって、これらのパラメータに起因してエンジンが始動した場合には運転者に違和感を与える可能性は低いと考えられる。
一方で、バッテリ電圧やバッテリ温度など運転者が状態を把握できないパラメータに起因してエンジンが始動した場合には、運転者はその原因を把握できず、違和感を覚える可能性がある。
本発明は、上述した従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、ハイブリッド車両におけるエンジンの始動タイミングを運転者が把握可能とすることを目的とする。
請求項2の発明にかかる運転支援装置は、前記余裕度算出部は、前記現在値と前記エンジン始動閾値との差分を、前記パラメータが取り得る値のうち前記エンジン始動閾値から最も離れた値と前記エンジン始動閾値との差分で除して前記余裕度を算出する、ことを特徴とする。
請求項3の発明にかかる運転支援装置は、前記出力部は、前記余裕度の値に対応する面積の領域を他の領域と異なる色で表示することにより前記余裕度を出力する、ことを特徴とする。
請求項4の発明にかかる運転支援装置は、前記出力部は、前記余裕度が最大値を取るときに前記異なる色の表示面積を最大とし、前記余裕度が最小値を取るときに前記異なる色の表示面積を略ゼロとする、ことを特徴とする。
請求項5の発明にかかる運転支援装置は、前記パラメータ群は、前記ハイブリッド車両のバッテリの充電率、前記ハイブリッド車両への要求出力、前記バッテリのバッテリ電圧、前記バッテリのバッテリ温度の少なくともいずれか含む、ことを特徴とする。
請求項6の発明にかかる運転支援装置は、前記出力部は、前記余裕度が最も小さい前記パラメータの種類が走行中に変化する場合には運転者に報知を行う、ことを特徴とする。
請求項2の発明によれば、数値範囲やエンジン始動閾値が異なる複数のパラメータを同一の尺度で比較することができ、余裕度を迅速に把握する上で有利となる。
請求項3および請求項4の発明によれば、運転中でも直感的に余裕度を把握することができ、利便性を向上させることができる。
請求項5の発明によれば、エンジン始動に関わる様々なパラメータを比較することができ、また通常運転者が現在値を把握できないパラメータに起因するエンジン始動についてもその可能性を把握することができる。
請求項6の発明によれば、運転者に対してエンジン始動を抑制させる走行を促す上で有利となる。例えば、充電率の余裕度が最も低く、その値が表示されている際に、アクセルペダルの操作量が増加して要求出力の余裕度が低下していき、要求出力の余裕度が最も低くなる場合に報知を行う。この場合、運転者は例えばアクセルペダルの操作量を抑えて要求出力の余裕度を上げてエンジンが始動されないように対策を取ることが可能となる。
図1は、実施の形態にかかる運転支援装置10を搭載したハイブリッド車両12の構成を示す説明図である。また、図2は、運転支援装置10の周辺構成を示すブロック図である。
図1に示すように、ハイブリッド車両12は、走行システム20と、発電システム30と、ECU70とを備えている。
走行システム20は、ハイブリッド車両12の駆動機構であり、前輪21および後輪22と、モータ23と、インバータ24と、エンジン25と、モータ23の出力軸23Aの回転とエンジン25の出力軸25Aの回転とを前輪21に伝達する伝達機構26と、燃料タンク40と、バッテリ50とを備えている。
モータ23は、バッテリ50に蓄積された電力を用いて駆動し、出力軸23Aから回転力(トルク)を出力する。なお、モータ23は、ハイブリッド車両12の減速時(アクセルペダルの戻し時など)に回生運転を行い回生発電することも可能である。回生発電により発生した電力はインバータ24を介してバッテリ50に供給され、バッテリ50を充電する。
バッテリ50は、モータ23の動力源である電力を蓄積する。バッテリ50の充電は、後述するジェネレータ31による発電、モータ23による回生発電、およびハイブリッド車両12の車体に設けられた充電コネクタ(図示なし)から外部電源の供給等によって行うことができる。
バッテリ50にはBMU(Battery Monitoring Unit)50Aが接続されている。BMU50Aは、バッテリ50の電圧や温度、入出力される電流等を検出し、充電率(SOC:State Of Charge)を含むバッテリ50の状態を検出する。BMU50Aは、バッテリ50の状態(充電率やバッテリ電圧、バッテリ温度等)をECU70に送信する。
より詳細には、バッテリ50は複数の電池セルが直列に接続されて構成されている。各電池セルには、電圧計および温度計が設けられており、各電池セルのセル電圧およびセル温度を測定する。なお、電圧計および温度は、所定の単位個数の電池セルで構成されるセルユニットごとに設けられていてもよい。電圧計および温度計の測定値は、BMU50Aに入力される。
また、バッテリ50とバッテリ50から電力の供給を受けて稼働する機器(本実施の形態ではモータ23)との間には電流計が設けられ、バッテリ50からの出力電流を測定する。電流計の測定値は、BMU50Aに入力される。
また、後述するシリーズ走行モードでは、ジェネレータ31が発電した交流電力がそのままモータ23の駆動に用いられる。この場合、ジェネレータ31の発電電力はインバータ24で適宜周波数が変換された上でモータ23に供給される。
表示部76は、例えば運転席のインストゥルメントパネルなどに設けられており、上述したエンジン始動までの余裕度の他に、バッテリ50の充電率やハイブリッド車両12の走行速度などを表示する。
本実施の形態では、操作部77は、EV走行優先モードへの移行設定操作を受け付ける。EV走行優先モードとは、後述するEV走行モードでの走行を可能な限り継続するモードである。EV走行モードではエンジン25が停止しているため、燃料消費を極力抑えたい場合や、排気ガスも排出したくない場合などに有効である。
また、この他操作部77で設定可能な優先モードとして、例えばバッテリ50の充電率を100%に近い状態に維持するSOC優先モードや、バッテリ50を積極的に充電して充電率を上げるチャージ優先モードなどを設けてもよい。
ECU70は、CPU、制御プログラムなどを格納・記憶するROM、制御プログラムの作動領域としてのRAM、各種データを書き換え可能に保持するEEPROM、周辺回路等とのインターフェースをとるインターフェース部などを含んで構成される。
ECU70は、上記CPUが上記制御プログラムを実行することにより、現在値取得部700、駆動制御部702、余裕度算出部704、出力部706を実現する。
現在値取得部700が取得するパラメータ群としては、例えばハイブリッド車両12のバッテリ50の充電率、ハイブリッド車両12への要求出力、バッテリ50のバッテリ電圧の少なくともいずれか含む。この他、例えばバッテリ50のバッテリ温度をパラメータ群に含めてもよい。
なお、ハイブリッド車両12への要求出力は、例えばアクセルペダルの操作量を示すアクセル開度センサ71の検出値を取得することによって得られる。
また、バッテリ50の充電率、バッテリ電圧、バッテリ温度等は、BMU50Aから取得することができる。なお、バッテリ電圧およびバッテリ温度は、バッテリ50を構成する全ての電池セルの値を個々に取得してもよいし、これら電池セルの値の平均値であってもよい。
駆動制御部702は、ハイブリッド車両12の3つの走行モード、すなわち1.EV走行モード、2.シリーズ走行モード、3.パラレル走行モードの3種類を適宜切り替えてハイブリッド車両12を駆動する。
エンジン25は停止し、モータ23の駆動力で車軸を回転させて走行するモードである。EV走行モードでモータ23に供給される電力は、バッテリ50に蓄積された蓄積電力である。
エンジン25でジェネレータ31を駆動しながら、モータ23の駆動力で車軸を回転させて走行するモードである。シリーズ走行モードでモータ23に供給される電力は、バッテリ50に蓄積された蓄積電力およびジェネレータ31で発電された発電電力である。
シリーズ走行モードには、例えばバッテリ50の充電率が低下した場合や低速時に要求出力が所定値以上となった場合に移行する。
エンジン25の駆動力およびモータ23の駆動力で車軸を回転させて走行するモードである。
特に、高速走行時等、エンジン25による車軸駆動の効率が高い場合にパラレル走行モードに移行する。なお、パラレル走行モード時にも、エンジン25の駆動力をジェネレータ31に伝達して発電を行う(すなわち、エンジン25の駆動力を走行と発電とに振り分ける)ことが可能である。
例えばEV走行優先モードを設定された場合には、バッテリ50の充電率に対して設定されたエンジン始動閾値を下げてより低い充電率になるまでエンジン25を始動しないようにする。また、要求出力に対して設定されたエンジン始動閾値は大きくしてより大きい出力が要求されるまでエンジン25を始動しないようにする。この他のパラメータも同様に、エンジン25が始動しにくくなるようエンジン始動閾値を変更する。
余裕度算出部704は、例えば各パラメータの現在値とエンジン始動閾値との差分を、そのパラメータが取り得る値のうちエンジン始動閾値から最も離れた値とエンジン始動閾値との差分で除して余裕度を算出する。
すなわち、各パラメータにおけるエンジン始動までの余裕度は下記式1により算出することができる。
余裕度 = (現在値−エンジン始動閾値)/(エンジン始動閾値から最も離れたパラメータ値−エンジン始動閾値)・・・(1)
図3Aは、パラメータがバッテリ50の充電率の場合である。充電率が取り得る値は0%から100%であり、エンジン始動閾値が25%(25%以下になるとエンジン25が始動して発電を開始する)であるものとする。この場合、パラメータが取り得る値のうちエンジン始動閾値から最も離れた値とは「充電率100%」となる。
充電率の現在値が30%であるとすると、上記式(1)を用いて、(30−25)/(100−25)=0.066・・であり、パーセンテージ表示では約7%の余裕度となる。
要求出力の現在値が3Vであるとすると、上記式(1)を用いて、(3−3.5)/(1−3.5)=0.2・・であり、パーセンテージ表示では20%の余裕度となる。
バッテリ電圧の現在値が2.56Vであるとすると、上記式(1)を用いて、(2.56−2.5)/(4.0−2.5)=0.04・・であり、パーセンテージ表示では4%の余裕度となる。
このように最も小さい余裕度の値を出力するのは、パラメータ群のうち1つでもエンジン始動閾値となったパラメータがある場合にエンジン25が始動するためである。すなわち、ハイブリッド車両12自体のエンジン始動までの余裕度は、複数のパラメータに対してそれぞれ算出された余裕度のうち最も小さい値で示されるためである。
本実施の形態では、出力部706は、表示部76に余裕度を表示させることにより、運転者に報知する。なお、出力部706による出力形態は表示に限らず、例えば音声報知など従来公知の様々な出力形態が適用可能である。
図4Aは余裕度が70%程度における表示を示し、図4Bは余裕度が10%程度における表示を示す。
表示部76には、余裕度表示80の他、走行速度表示7602やモータ回転数表示7604、図示しない充電率表示などが表示されていてもよい。
また、図4では、操作部77を介して設定された優先モードが表示されている。優先モード表示7606は、操作部77を介して設定可能な優先モードを示すアイコンによって構成されている。図4の例では、EV走行優先モードが選択されており、「EV」と記されたアイコンCが点灯している。
余裕度表示80は、EV走行優先モードの選択時にのみ表示してもよいし、優先モードの設定状況に関わらず常時表示してもよい。
よって、余裕度表示色領域806の面積が小さくなるほどエンジン始動までの余裕度が小さくなり、運転者に対してエンジン始動タイミングを直感的に報知することができる。
なお、図4のような長方形のインジケータに限らず、例えば円形や燃料計のような扇形のインジケータなどを用いて余裕度を表示してもよい。
また、走行中に余裕度が最も小さいパラメータが変化する場合がある。例えば、充電率の余裕度が最も低く、その値が表示されている際に、アクセルペダルの操作量が増加して要求出力の余裕度が低下していき、要求出力の余裕度が最も低くなる場合などである。この場合、余裕度が最小のパラメータが変化したことを音声や表示などで運転者に報知するようにしてもよい。これによれば、運転者に対してエンジン始動を抑制させる走行の動機付けとなり得る。すなわち、上記の例に沿えば、運転者は例えばアクセルペダルの操作量を抑えて要求出力の余裕度を上げるなどして、エンジンが始動されないように対策を取ることが可能となる。
図5のフローチャートでは、EV走行優先モードが設定された場合のみエンジン始動までの余裕度を表示するものとする。また、初期状態ではエンジン25は停止しており、EV走行モードで走行しているものとする。
操作部77に対してEV走行優先モードを設定する設定操作が行われると(ステップS500)、駆動制御部702は各パラメータのエンジン始動閾値を変更し、エンジン25が始動しにくくする(ステップS502)。
また、現在値取得部700はハイブリッド車両12のバッテリ50の充電率、ハイブリッド車両12への要求出力、バッテリ50のバッテリ電圧等のパラメータ群の現在値を取得する(ステップS504)。
そして、出力部706は、それぞれのパラメータに対して算出された余裕度のうち最も小さい値を、ハイブリッド車両12のエンジン始動までの余裕度として出力する(ステップS508)。なお、ステップS508の時点で余裕度が0%、すなわちエンジン25が始動する状態である場合には、余裕度を0%と表示する。
また、パラメータ群のうちいずれかがエンジン始動閾値となった場合(ステップS510:Yes)、駆動制御部702はエンジンを始動してシリーズ走行モードまたはパラレル走行モードに移行する(ステップS514)。
ステップS510でエンジン始動閾値となったパラメータがエンジン停止閾値となるまでは(ステップS516:No)、駆動制御部702はエンジン25の駆動を継続する(ステップS518)。そして、パラメータがエンジン停止閾値になると(ステップS516:Yes)、エンジン25の駆動を停止してEV走行モードに移行して(ステップS520)、ステップS500に戻り、以降の処理をくり返す。
また、運転支援装置10によれば、数値範囲やエンジン始動閾値が異なる複数のパラメータを同一の尺度で比較することができ、余裕度を迅速に把握する上で有利となる。
また、運転支援装置10によれば、運転中でも直感的に余裕度を把握することができ、利便性を向上させることができる。
Claims (6)
- エンジンとモータとを備えるハイブリッド車両の運転支援装置であって、
前記エンジンは、前記ハイブリッド車両の状態を示すパラメータ群のうちいずれかのパラメータが、当該パラメータに対して設定されたエンジン始動閾値となった場合に始動し、
それぞれの前記パラメータの現在値を取得する現在値取得部と、
前記ハイブリッド車両が前記エンジンを停止して走行している際に、それぞれの前記パラメータの前記現在値と前記エンジン始動閾値とを用いてエンジン始動までの余裕度を算出する余裕度算出部と、
それぞれの前記パラメータに対して算出された前記余裕度のうち、最も小さい値を出力する出力部と、を備え、
前記エンジンは、前記余裕度が大きいほど始動しにくい状態であり、前記余裕度が小さいほど始動しやすい状態である、
ことを特徴とする運転支援装置。 - 前記余裕度算出部は、前記現在値と前記エンジン始動閾値との差分を、前記パラメータが取り得る値のうち前記エンジン始動閾値から最も離れた値と前記エンジン始動閾値との差分で除して前記余裕度を算出する、
ことを特徴とする請求項1記載の運転支援装置。 - 前記出力部は、前記余裕度の値に対応する面積の領域を他の領域と異なる色で表示することにより前記余裕度を出力する、
ことを特徴とする請求項1または2記載の運転支援装置。 - 前記出力部は、前記余裕度が最大値を取るときに前記異なる色の表示面積を最大とし、前記余裕度が最小値を取るときに前記異なる色の表示面積を略ゼロとする、
ことを特徴とする請求項3記載の運転支援装置。 - 前記パラメータ群は、前記ハイブリッド車両のバッテリの充電率、前記ハイブリッド車両への要求出力、前記バッテリのバッテリ電圧、前記バッテリのバッテリ温度の少なくともいずれか含む、
ことを特徴とする請求項1から4のいずれか1項記載の運転支援装置。 - 前記出力部は、前記余裕度が最も小さい前記パラメータの種類が走行中に変化する場合には運転者に報知を行う、
ことを特徴とする請求項1から5のいずれか1項記載の運転支援装置。
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