JP7302542B2

JP7302542B2 - 運転支援装置

Info

Publication number: JP7302542B2
Application number: JP2020126600A
Authority: JP
Inventors: 怜馬西村; 直樹藤田; 克樹松井; 亮森本
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 2020-07-27
Filing date: 2020-07-27
Publication date: 2023-07-04
Anticipated expiration: 2040-07-27
Also published as: JP2022023573A

Description

本開示は、運転支援装置に関する。

従来から、モータを駆動して走行する電気自動車およびハイブリッド自動車などの車両の運転を支援する運転支援装置が実用化されている。ここで、モータで生じる回生電力をバッテリに充電する機能を有する車両では、この回生充電を考慮して車両の運転を支援することが求められる。

そこで、例えば、特許文献１には、充電する場所の位置情報と車両の車種情報とに基づいて車外充電器によるバッテリの最終充電容量を的確に制御する充電容量制御システムが開示されている。この充電容量制御システムは、回生充電を考慮したバッテリの最終充電容量が車外サーバーを利用して的確に算出され、その最終充電容量に基づいてバッテリの充電が制御されるので、充電後に車両を走行させた場合に回生制動が制限されるのを防止することができる。

特開２０１８－１２９９７３号公報

一方、バッテリを充電するために車両の周辺に存在する充電施設を探索する場合に、回生充電を考慮せずに充電施設を探索すると、現在地点との距離が近い充電施設を単に探索して、バッテリの蓄電量の低下が最も少ない適切な充電施設を探索できないおそれがある。特許文献１のシステムは、充電施設におけるバッテリの充電を制御するものであり、回生充電を考慮して適切な充電施設を探索するものではなかった。

本開示は、適切な充電施設を探索して車両の運転を支援する運転支援装置を提供することを目的とする。

本開示に係る運転支援装置は、モータの回生電力をバッテリに充電しつつモータを駆動して走行する車両の運転を支援する運転支援装置であって、車両の走行経路の勾配量を含む経路情報を取得する経路情報取得部と、経路情報取得部で取得された経路情報に基づいて、互いに異なる地点に存在する複数の充電施設候補まで延びる走行経路をそれぞれ走行した場合のバッテリの蓄電消費量および回生充電量を算出し、算出された蓄電消費量および回生充電量に基づいて、複数の充電施設候補の中から目標充電施設を探索する探索部と、探索部で探索された目標充電施設に向かって走行するように車両の運転を支援する支援部とを備え、探索部は、バッテリの蓄電量に応じた回生電力の充電効率の変化が予め設定され、回生電力の充電効率と走行経路における下り勾配の位置におけるバッテリの充電量とに基づいて、回生充電量を算出するものである。
本開示に係る運転支援装置は、モータの回生電力をバッテリに充電しつつモータを駆動して走行する車両の運転を支援する運転支援装置であって、車両の走行経路の勾配量を含む経路情報を取得する経路情報取得部と、経路情報取得部で取得された経路情報に基づいて、互いに異なる地点に存在する複数の充電施設候補まで延びる走行経路をそれぞれ走行した場合のバッテリの蓄電消費量および回生充電量を算出し、算出された蓄電消費量および回生充電量に基づいて、複数の充電施設候補の中から目標充電施設を探索する探索部と、探索部で探索された目標充電施設に向かって走行するように車両の運転を支援する支援部とを備え、車重を測定する車重測定部をさらに有し、勾配量は、走行経路における下り勾配量を含み、探索部は、車重測定部で測定された車重と走行経路における下り勾配量とに基づいて、回生充電量を算出するものである。

本開示によれば、適切な充電施設を探索して車両の運転を支援することが可能となる。

本開示の実施の形態１に係る運転支援装置を備えた車両の構成を示す図である。探索部が目標充電施設を探索する様子を示す図である。実施の形態２において探索部が目標充電施設を探索する様子を示す図である。実施の形態３に係る運転支援装置の構成を示す図である。

以下、本開示に係る実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

（実施の形態１）
図１に、本開示の実施の形態１に係る運転支援装置を備えた車両の構成を示す。車両は、車輪１と、プロペラシャフト２と、トランスミッション３と、モータ４と、バッテリ５と、運転支援装置６とを有する。ここで、車両は、モータ４の回生電力をバッテリ５に蓄電しつつモータ４を駆動して走行する電気自動車およびハイブリッド自動車などの電動駆動自動車から構成することができる。また、車両としては、例えば、トラックなどの商用車が挙げられる。

車輪１は、モータ４の駆動力で回転して車両が走行するように設けられている。
プロペラシャフト２は、前後方向に延びる動力伝達軸であり、一端部がドライブシャフトを介して車輪１に接続されると共に他端部がトランスミッション３に接続されている。

トランスミッション３は、モータ４から入力される回転を変速してプロペラシャフト２に出力する変速機である。トランスミッション３としては、例えば、自動変速機などが挙げられる。

モータ４は、電動機および発電機として機能するもので、例えばモータジェネレータから構成することができる。モータ４は、車輪１を駆動させる場合には、バッテリ５から供給される電力により回転駆動して、その駆動力をトランスミッション３に伝達する。また、モータ４は、車両が減速する場合には、回生制動による発電を行うことで余剰な運動エネルギーを電力に変換し、その電力をバッテリに充電する。

バッテリ５は、モータ４が駆動する場合には、蓄電した電力をモータ４に供給する。また、バッテリ５は、モータ４が回生制動する場合には、モータ４で発電された電力を充電する。バッテリ５は、例えば、リチウムイオン二次電池などから構成することができる。

運転支援装置６は、車両の運転を支援するもので、経路情報取得部７と、探索部８と、支援部９とを有する。バッテリ５および経路情報取得部７がそれぞれ探索部８に接続され、探索部８が支援部９に接続されている。

経路情報取得部７は、車両の走行経路の勾配量を含む経路情報を取得するもので、例えば地図情報を取得することで経路情報を得ることができる。地図情報は、経路情報および施設情報などを含む。経路情報としては、例えば、走行経路の勾配量（傾斜角度、勾配の長さおよび標高の変化量など）、信号機の位置、停止標識を含む道路標識の位置などが挙げられる。また、施設情報としては、例えば、充電施設を含む各種施設の位置などが挙げられる。なお、地図情報、経路情報および施設情報は、予め記憶されていてもよく、無線通信で外部から取得してもよい。

探索部８は、経路情報取得部７で取得された経路情報に基づいて、互いに異なる地点に存在する複数の充電施設候補まで延びる走行経路をそれぞれ走行した場合のバッテリ５の蓄電消費量および回生充電量を算出する。ここで、蓄電消費量は、モータ４の駆動によるバッテリ５に蓄電された電力の消費量である。また、回生充電量は、モータ４の回生制動によるバッテリ５の充電量である。探索部８は、算出された蓄電消費量および回生充電量に基づいて、複数の充電施設候補の中から目標充電施設を探索する。

支援部９は、探索部８で探索された目標充電施設に向かって走行するように車両の運転を支援する。支援部９は、例えば、車両を運転する運転者に目標充電施設の位置を報知するスピーカおよびディスプレイなどの報知部から構成することができる。

なお、運転支援装置６の機能は、コンピュータプログラムにより実現させることもできる。例えば、コンピュータの読取装置が、運転支援装置６の機能を実現するためのプログラムを記録した記録媒体からそのプログラムを読み取り、記憶装置に記憶させる。そして、ＣＰＵが、記憶装置に記憶されたプログラムをＲＡＭにコピーし、そのプログラムに含まれる命令をＲＡＭから順次読み出して実行することにより、運転支援装置６の機能を実現することができる。

次に、本実施の形態の動作について説明する。

まず、図１に示すように、バッテリ５に蓄電された電力によりモータ４が駆動されて、車両が走行される。このとき、探索部８は、バッテリ５の蓄電量を順次監視する。

探索部８は、車両の走行に応じてバッテリ５の蓄電量が所定の値より低下した場合には、経路情報取得部７から経路情報を含む地図情報を取得する。また、探索部８は、図示しない測位センサの検出結果に基づいて、車両の位置情報を取得する。なお、測位センサとしては、例えば、ＧＰＳ（ＧｌｏｂａｌＰｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇＳｙｓｔｅｍ）受信機などが挙げられる。

探索部８は、取得された地図情報および車両位置情報に基づいて、車両の周辺に存在する複数の充電施設候補を探索する。例えば、図２に示すように、探索部８は、車両Ｃから最も近い地点に存在する充電施設候補Ｆ１と、充電施設候補Ｆ１より標高の低い位置に存在する充電施設候補Ｆ２とを探索したものとする。

続いて、探索部８は、地図情報に含まれる経路情報に基づいて、車両の現在地点から充電施設候補Ｆ１およびＦ２まで延びる走行経路Ｒ１およびＲ２を探索する。このとき、走行経路Ｒ１は、勾配のない平坦な道路からなり、走行経路Ｒ２は、下り勾配を有する道路からなるものとする。探索部８は、地図情報に基づいて、走行経路Ｒ１およびＲ２をそれぞれ走行した場合のバッテリ５の蓄電消費量および回生充電量を算出する。そして、探索部８は、走行経路Ｒ１およびＲ２を走行した場合の蓄電消費量および回生充電量に基づいて、充電施設候補Ｆ１およびＦ２の中から、バッテリ５の蓄電量の低下が少ない目標充電施設を探索する。

例えば、探索部８は、走行経路Ｒ１およびＲ２を走行した場合の蓄電消費量および回生充電量に基づいて、車両が充電施設候補Ｆ１およびＦ２に到着したときのバッテリ５の蓄電量を推定する。このとき、探索部８は、回生制動が生じない走行経路Ｒ１と比較して、回生制動が生じる走行経路Ｒ２を走行したときのバッテリ５の蓄電量が多いと判定した場合には、充電施設候補Ｆ２を目標充電施設として決定する。

このように、探索部８は、充電施設候補Ｆ１およびＦ２まで延びる走行経路Ｒ１およびＲ２を走行した場合のバッテリ５の蓄電消費量および回生充電量に基づいて、充電施設候補Ｆ１およびＦ２の中から目標充電施設を探索する。すなわち、探索部８は、バッテリ５の蓄電消費量だけでなく、回生充電量に基づいて目標充電施設を探索する。このため、バッテリ５の蓄電量をより多く残した状態で到着する適切な充電施設を探索することができ、バッテリ５の蓄電量がなくなることで走行経路Ｒ２の途中で車両が停止することを抑制することができる。
また、探索部８は、車両が充電施設候補Ｆ１およびＦ２に到着したときのバッテリ５の蓄電量を推定することで、適切な充電施設を確実に探索することができる。

このとき、探索部８は、経路情報に基づいて、走行経路Ｒ１およびＲ２の下り勾配の傾斜角度と勾配の長さを算出し、その下り勾配が一定の角度で長く延びるほど、バッテリ５の回生充電量が高まるように算出することが好ましい。
また、探索部８は、経路情報に基づいて、走行経路Ｒ１およびＲ２において信号機の位置および停止標識の位置を探索し、その数が多いほど、バッテリ５の電力消費率が低下するように算出することが好ましい。
これにより、探索部８は、適切な充電施設をより確実に探索することができる。

このようにして、探索された目標充電施設は探索部８から支援部９に出力される。支援部９は、バッテリ５の蓄電量が所定の値より低下したことを車両の運転者に報知すると共に、探索部８で探索された目標充電施設の位置を運転者に報知する。そして、支援部９は、目標充電施設に向かって車両が走行するように、走行経路Ｒ２の進路を運転者に報知する。

本実施の形態によれば、探索部８が、充電施設候補Ｆ１およびＦ２まで延びる走行経路Ｒ１およびＲ２を走行した場合のバッテリ５の蓄電消費量および回生充電量に基づいて、充電施設候補Ｆ１およびＦ２の中から目標充電施設を探索する。これにより、バッテリ５の蓄電量の低下が少ない適切な目標充電施設を探索することができ、その目標充電施設に向かって走行するように車両の運転を支援することができる。

（実施の形態２）
以下、本開示の実施の形態２について説明する。ここでは、上記の実施の形態１との相違点を中心に説明し、上記の実施の形態１との共通点については、共通の参照符号を使用して、その詳細な説明を省略する。

上記の実施の形態１において、探索部８は、バッテリ５の蓄電量に応じた回生電力の充電効率の変化が予め設定され、回生電力の充電効率と走行経路Ｒ１およびＲ２における下り勾配の位置とにさらに基づいて、回生充電量を算出することが好ましい。

例えば、探索部８が、図３に示すように、同じ標高に位置する充電施設候補Ｆ１および充電施設候補Ｆ２を探索したものとする。続いて、探索部８は、充電施設候補Ｆ１に延びる走行経路Ｒ１を探索して、その走行経路Ｒ１に存在する下り勾配Ｄ１を検出する。同様に、探索部８は、充電施設候補Ｆ２に延びる走行経路Ｒ２を探索して、その走行経路Ｒ２に存在する下り勾配Ｄ２を検出する。

ここで、探索部８は、例えばバッテリ５の蓄電量が少ないときに回生電力の充電効率が高いと予め設定されている場合には、目標地点近傍に下り勾配Ｄ２が位置する走行経路Ｒ２のバッテリ５の回生充電量が、出発地点近傍に下り勾配Ｄ１が位置する走行経路Ｒ１と比較して高まるように算出する。すなわち、探索部８は、走行経路Ｒ２を走行する可能性が高まるようにバッテリ５の回生充電量を算出する。

このように、探索部８が、回生電力の充電効率が高い地点に下り勾配Ｄ２が位置する走行経路Ｒ２を走行するように目標充電施設を探索するため、適切な目標充電施設を確実に探索することができる。

本実施の形態によれば、探索部８が、回生電力の充電効率と走行経路Ｒ１およびＲ２における下り勾配Ｄ１およびＤ２の位置とにさらに基づいてバッテリ５の回生充電量を算出する。このため、適切な充電施設を確実に探索して車両の運転を支援することができ、バッテリ５の蓄電量がなくなることで走行経路Ｒ２の途中で車両が停止することを抑制することができる。

なお、探索部８は、目標充電施設まで延びる複数の走行経路が探索された場合にも、同様にして、回生電力の充電効率と走行経路における下り勾配の位置とに基づいてバッテリ５の回生充電量を算出し、最適な走行経路を探索することができる。

（実施の形態３）
以下、本開示の実施の形態３について説明する。ここでは、上記の実施の形態１および２との相違点を中心に説明し、上記の実施の形態１および２との共通点については、共通の参照符号を使用して、その詳細な説明を省略する。

上記の実施の形態１および２において、探索部８は、車重と下り勾配量とにさらに基づいて、回生充電量を算出することが好ましい。

例えば、図４に示すように、実施の形態１の探索部８に車重測定部３１を新たに接続することができる。

車重測定部３１は、車重を測定するもので、例えばサスペンションの伸縮量から車重を測定するものから構成することができる。

探索部８は、車重測定部３１で測定された車重と、走行経路Ｒ１およびＲ２における下り勾配量とにさらに基づいて、回生充電量を算出する。
例えば、探索部８は、経路情報に基づいて、走行経路Ｒ１およびＲ２の下り勾配量、例えば下り勾配の傾斜角度、下り勾配の長さおよび標高の変化量などを算出する。そして、探索部８は、車重測定部３１で測定される車重が大きくなるほど、下り勾配量が大きい走行経路Ｒ２のバッテリ５の回生充電量が、走行経路Ｒ１と比較して高まるように算出する。

このように、探索部８は、車重が大きくなるほど下り勾配量が大きい走行経路Ｒ２を走行するように目標充電施設を探索するため、適切な目標充電施設を確実に探索することができる。特に、トラックなどの商用車では、荷物の積み卸しに応じて車重が大きく変化するため、探索部８が車重に応じた目標充電施設を探索することで、より適切な目標充電施設を探索することができる。

本実施の形態によれば、探索部８が、車重測定部３１で測定された車重と走行経路Ｒ１およびＲ２における下り勾配量とに基づいてバッテリ５の回生充電量を算出する。このため、適切な目標充電施設を確実に探索することができ、その目標充電施設に向かって走行するように車両の運転を支援することができる。

（実施の形態４）
以下、本開示の実施の形態４について説明する。ここでは、上記の実施の形態１～３との相違点を中心に説明し、上記の実施の形態１～３との共通点については、共通の参照符号を使用して、その詳細な説明を省略する。

上記の実施の形態１～３において、探索部８は、バッテリ５の蓄電消費量および回生充電量に基づいて、目標充電施設まで走行するための適正走行条件を算出することが好ましい。これにより、支援部９が、探索部８で算出された適正走行条件に従って走行するように車両の運転を支援することができる。

例えば、探索部８は、バッテリ５の蓄電消費量および回生充電量に基づいて、現在のバッテリ５の蓄電量で目標充電施設まで走行経路を走行するための適正走行条件を算出する。ここで、適正走行条件は、バッテリ５の蓄電量の低下を最も抑制するのに適正な走行条件であり、例えば車両の速度、加速度および制動量などの走行条件が走行経路の地点毎に算出される。

続いて、支援部９が、探索部８で算出された適正走行条件に基づいて、走行経路の走行地点に応じて変化する適正な走行条件を車両の運転者に順次報知する。これにより、バッテリ５の蓄電量を無用に低下させることなく、車両を目標充電施設まで走行させることができる。

本実施の形態によれば、探索部８が、バッテリ５の蓄電消費量および回生充電量に基づいて、目標充電施設まで走行するための適正走行条件を算出する。これにより、支援部９が、適正走行条件に基づいて車両の運転をより確実に支援することができる。

なお、上記の実施の形態１～４では、探索部８は、バッテリ５の蓄電量が所定の値より低下したと判定した場合に目標充電施設を自動的に探索したが、バッテリ５の蓄電消費量および回生充電量に基づいて目標充電施設を探索できればよく、これに限られるものではない。例えば、探索部８は、車両の運転者が目標充電施設を探索する探索指示を入力した場合に、目標充電施設を探索することができる。

また、上記の実施の形態１～４では、支援部９は、車両を運転する運転者に報知して車両の運転を支援したが、目標充電施設に向かって走行するように車両の運転を支援することができればよく、これに限られるものではない。例えば、支援部９は、目標充電施設に向かって車両が自動運転で走行するように支援することができる。

その他、上記の実施の形態は、何れも本発明の実施をするにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。例えば、上記の実施の形態で説明した各部の形状や個数などについての開示はあくまで例示であり、適宜変更して実施することができる。

本開示に係る運転支援装置は、モータの回生電力を充電しつつモータを駆動して走行する車両の運転を支援する装置に利用できる。

１車輪
２プロペラシャフト
３トランスミッション
４モータ
５バッテリ
６運転支援装置
７経路情報取得部
８探索部
９支援部
３１車重測定部
Ｃ車両
Ｆ１，Ｆ２充電施設候補
Ｒ１，Ｒ２走行経路
Ｄ１，Ｄ２下り勾配

Claims

モータの回生電力をバッテリに充電しつつ前記モータを駆動して走行する車両の運転を支援する運転支援装置であって、
前記車両の走行経路の勾配量を含む経路情報を取得する経路情報取得部と、
前記経路情報取得部で取得された前記経路情報に基づいて、互いに異なる地点に存在する複数の充電施設候補まで延びる走行経路をそれぞれ走行した場合の前記バッテリの蓄電消費量および回生充電量を算出し、算出された前記蓄電消費量および前記回生充電量に基づいて、前記複数の充電施設候補の中から目標充電施設を探索する探索部と、
前記探索部で探索された前記目標充電施設に向かって走行するように前記車両の運転を支援する支援部とを備え、
前記探索部は、前記バッテリの蓄電量に応じた前記回生電力の充電効率の変化が予め設定され、前記回生電力の充電効率と前記走行経路における下り勾配の位置における前記バッテリの充電量とに基づいて、前記回生充電量を算出する運転支援装置。
モータの回生電力をバッテリに充電しつつ前記モータを駆動して走行する車両の運転を支援する運転支援装置であって、
前記車両の走行経路の勾配量を含む経路情報を取得する経路情報取得部と、
前記経路情報取得部で取得された前記経路情報に基づいて、互いに異なる地点に存在する複数の充電施設候補まで延びる走行経路をそれぞれ走行した場合の前記バッテリの蓄電消費量および回生充電量を算出し、算出された前記蓄電消費量および前記回生充電量に基づいて、前記複数の充電施設候補の中から目標充電施設を探索する探索部と、
前記探索部で探索された前記目標充電施設に向かって走行するように前記車両の運転を支援する支援部とを備え、
車重を測定する車重測定部をさらに有し、
前記勾配量は、前記走行経路における下り勾配量を含み、
前記探索部は、前記車重測定部で測定された車重と前記走行経路における下り勾配量とに基づいて、前記回生充電量を算出する運転支援装置。
前記探索部は、前記蓄電消費量および前記回生充電量に基づいて、前記複数の充電施設候補に到着したときの前記バッテリの蓄電量を推定し、推定された前記バッテリの蓄電量に基づいて前記目標充電施設を探索する請求項１または２に記載の運転支援装置。
前記探索部は、前記蓄電消費量および前記回生充電量に基づいて、前記目標充電施設まで走行するための適正走行条件をさらに算出し、
前記支援部は、前記探索部で算出された前記適正走行条件に従って走行するように前記車両の運転を支援する請求項１～３のいずれか一項に記載の運転支援装置。