WO2012096130A1 - 車両制御装置 - Google Patents

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WO2012096130A1
WO2012096130A1 PCT/JP2011/080260 JP2011080260W WO2012096130A1 WO 2012096130 A1 WO2012096130 A1 WO 2012096130A1 JP 2011080260 W JP2011080260 W JP 2011080260W WO 2012096130 A1 WO2012096130 A1 WO 2012096130A1
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battery
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PCT/JP2011/080260
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鈴木 直人
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トヨタ自動車株式会社
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Definitions

  • One embodiment of the present invention relates to a vehicle control device, and relates to a vehicle control device that sets a battery remaining amount target value that is a target value of a remaining amount of a battery that is a power source for driving a vehicle.
  • a hybrid vehicle equipped with an internal combustion engine and an electric motor and capable of traveling with the driving force of at least one of the internal combustion engine and the electric motor has been proposed.
  • the controller calculates the remaining battery level from the output of the battery current / voltage detection sensor, and the battery according to the travel route based on the road information and current location information supplied from the navigation processing unit.
  • the target value of the remaining amount and adjusting the output of the motor and engine so that the actual remaining amount of the battery approaches the target value, regenerative charging to the battery when the travel route is known in advance is efficiently performed
  • a hybrid vehicle that can be performed and can reduce exhaust gas is disclosed.
  • the target value of the remaining battery level is simply set from the road information and the route information.
  • the remaining battery level target value is expected from the information related to the altitude of the road in anticipation of regeneration at a future downhill. It is expected that acceleration will be impossible due to a low battery level and a lack of assistance from the motor due to the remaining battery level when the driver tries to increase the vehicle speed before the downhill.
  • One embodiment of the present invention has been made in consideration of such a situation, and an object thereof is to provide a vehicle control device capable of more appropriately setting a battery remaining amount target value. .
  • One embodiment of the present invention is a road information acquisition unit that acquires road information related to a road on which the vehicle is traveling, and a remaining amount of battery that is a power source for driving the vehicle based on the road information acquired by the road information acquisition unit.
  • a battery remaining amount target value setting unit that sets a remaining battery amount target value that is a target value of the vehicle, and an operation prediction unit that predicts the operation of the driver of the vehicle based on the road information acquired by the road information acquisition unit
  • the battery remaining amount target value setting unit is a vehicle control device that changes the battery remaining amount target value set based on road information in accordance with the operation of the vehicle driver predicted by the operation prediction unit.
  • the road information acquisition unit acquires road information regarding the road on which the vehicle travels
  • the battery remaining amount target value setting unit drives the vehicle based on the road information acquired by the road information acquisition unit.
  • a battery remaining amount target value that is a target value of the remaining amount of the battery that is the power source is set.
  • the operation prediction unit predicts the operation of the driver of the vehicle based on the road information acquired by the road information acquisition unit.
  • the battery remaining amount target value setting unit changes the battery remaining amount target value set based on the road information in accordance with the operation of the vehicle driver predicted by the operation prediction unit. For this reason, it becomes possible to set a battery remaining amount target value more appropriately according to the road information regarding the road and the driver's operation performed on the road.
  • the battery remaining amount target value setting unit determines whether the battery remaining amount is based on at least one of the altitude, width, curve curvature, curve continuation number, and slope included in the road information acquired by the road information acquisition unit.
  • a volume target value is set, and the operation prediction unit determines whether the vehicle is based on at least one of the information related to the signal displayed by the traffic light included in the road information acquired by the road information acquisition unit and the information related to the traffic volume of the road. The operation of the driver can be predicted.
  • the battery remaining amount target value setting unit is based on static information such as road elevation, width, curve curvature, curve continuation number, and gradient included in the road information acquired by the road information acquisition unit. Since the battery remaining amount target value is set, the battery remaining amount target value can be set with high accuracy when an unexpected situation does not occur in the road condition.
  • the operation prediction unit is stopped because the operation prediction unit predicts the driver's operation based on the information related to the signal displayed by the traffic lights included in the road information acquired by the road information acquisition unit and the dynamic information such as the traffic volume of the road. The driver's operation can be predicted in response to unforeseen situations such as traffic lights or traffic jams.
  • the battery remaining amount target value setting unit predicts either regeneration due to vehicle deceleration or regeneration due to a downhill road from the road information acquired by the road information acquisition unit, and sets the battery remaining amount target value.
  • the battery remaining amount target value setting unit changes the battery remaining amount target value set based on the road information Can not.
  • the battery remaining amount target value setting unit sets the battery remaining amount target value by predicting either regeneration by deceleration of the vehicle or regeneration by a downhill road from the road information acquired by the road information acquisition unit.
  • the remaining battery level setting unit sets the remaining battery level set based on the road information Do not change the target value. For this reason, for example, the battery remaining target value is set low in anticipation of regeneration at the time of future downhill from information on the altitude of the road, and then the driver tries to increase the vehicle speed before the downhill. It is possible to prevent a situation where acceleration is impossible due to a shortage of the remaining amount and insufficient assistance by the motor.
  • the battery remaining amount target value setting unit predicts either regeneration due to vehicle deceleration or regeneration due to a downhill road from the road information acquired by the road information acquisition unit
  • the battery remaining amount target value is set.
  • the battery remaining amount target value setting unit decreases the battery remaining amount target value set based on the road information Can be made.
  • the battery remaining amount target value setting unit sets the battery remaining amount target value by predicting either regeneration by deceleration of the vehicle or regeneration by a downhill road from the road information acquired by the road information acquisition unit.
  • the battery remaining amount target value setting unit sets the battery remaining amount target set based on the road information Decrease the value. For this reason, it is possible to prevent loss and disadvantage caused by excessive charging in accordance with the road environment.
  • the battery remaining amount target value setting unit predicts either a decrease in the remaining amount of the battery due to acceleration of the vehicle or a decrease in the remaining amount of the battery due to the uphill road from the road information acquired by the road information acquisition unit.
  • the remaining battery power target value setting unit changes the remaining battery power target value set based on the road information. Can not.
  • the battery remaining amount target value setting unit predicts either a decrease in the remaining battery amount due to acceleration of the vehicle or a decrease in the remaining battery amount due to the uphill road from the road information acquired by the road information acquisition unit.
  • the battery remaining amount target value setting unit sets the remaining battery amount based on the road information. Do not change the target value. For this reason, for example, by setting the battery remaining amount target value high in preparation for the discharge from the battery at the time of future climbing from the information on the altitude of the road, the driver then reduces the vehicle speed before the climbing It is possible to prevent the battery remaining amount from becoming excessive and causing loss or disadvantage due to excessive charging.
  • the battery remaining amount target value setting unit predicts either the decrease in the remaining battery amount due to acceleration of the vehicle or the decrease in the remaining battery amount due to the uphill road from the road information acquired by the road information acquisition unit.
  • the remaining battery level setting unit increases the remaining battery level set based on the road information. Can be made.
  • the battery remaining amount target value setting unit predicts either a decrease in the remaining battery amount due to acceleration of the vehicle or a decrease in the remaining battery amount due to the uphill road from the road information acquired by the road information acquisition unit.
  • the battery remaining amount target value setting unit sets the battery remaining amount target set based on the road information. Increase the value. For this reason, it can prevent that charge becomes insufficient according to the environment of a road.
  • the vehicle can be a hybrid vehicle equipped with an internal combustion engine and an electric motor and capable of traveling with a driving force of at least one of the internal combustion engine and the electric motor.
  • the vehicle is a hybrid vehicle equipped with an internal combustion engine and an electric motor and capable of traveling with the driving force of at least one of the internal combustion engine and the electric motor. For this reason, according to the present invention, it is possible to improve fuel efficiency by preventing loss due to excessive charging while preventing deterioration in acceleration due to insufficient remaining battery power.
  • the vehicle control device of one embodiment of the present invention it is possible to set the battery remaining amount target value more appropriately.
  • the vehicle control device 1 is installed in a hybrid vehicle that is equipped with an engine 2 and a motor 3 and can travel by driving the engine 2 or the motor 3.
  • the motor 3 is an electric motor that is driven by being supplied with electric power from the battery 5, and is mechanically connected to the driving wheel 7 via the speed reducer 6, and transmits driving force to the driving wheel 7.
  • the engine 2 is mechanically connected to the drive wheels 7 via the power distribution mechanism 8 and the speed reducer 6, and transmits the drive force to the drive wheels 7.
  • the power distribution mechanism 8 for example, a planetary gear mechanism is used.
  • a generator 9 is connected to the power distribution mechanism 8.
  • the generator 9 generates power by receiving the driving force of the engine 2 or the driving wheels 7.
  • the generator 9 and the motor 3 are electrically connected to the battery 5 via the inverter 10.
  • the AC power generated by the generator 9 is DC converted by the inverter 10 and charged to the battery 5.
  • the battery 5 stores the electric power generated by the generator 9.
  • the DC power of the battery 5 is AC converted by the inverter 10 and supplied to the motor 3, and the motor 3 is driven by the supply of the AC power.
  • the vehicle control device 1 is provided with an engine ECU 20, a hybrid ECU 30, and a motor ECU 40.
  • the engine ECU 20 is a controller that outputs a throttle opening command signal for the engine 2 in accordance with a drive request from the hybrid ECU 30.
  • the motor ECU 40 is a controller that outputs a drive signal for the motor 3 through the inverter 10 in accordance with a drive request from the hybrid ECU 30, and is connected to the inverter 10.
  • the hybrid ECU 30 is a controller that calculates necessary engine output, motor torque, and the like from the accelerator opening, vehicle speed, and the like, outputs drive request signals to the engine ECU 20 and the motor ECU 40, and controls driving of the engine 2 and the motor 3. .
  • the hybrid ECU 30 drives the vehicle only by the motor 3 without starting the engine 2 (EV traveling) when the hybrid vehicle is in a low load region where the engine efficiency is poor (for example, at the time of starting or at extremely low speed).
  • the hybrid ECU 30 starts the engine 2 that can output a large torque and stops the motor 3 (engine running) when the vehicle speed reaches a high speed region where the engine efficiency is improved. When a large output is required during acceleration or climbing, the engine 2 and the motor 3 are driven simultaneously to obtain a desired output (hybrid traveling).
  • the hybrid ECU 30 sets a target battery remaining amount that is a predetermined target value for the charge amount of the battery 5, that is, an SOC (State of Charge) value, and performs control to maintain the set target battery remaining amount.
  • a target battery remaining amount that is a predetermined target value for the charge amount of the battery 5, that is, an SOC (State of Charge) value
  • SOC State of Charge
  • the hybrid ECU 30 sets a target battery remaining amount that is a predetermined target value for the charge amount of the battery 5, that is, an SOC (State of Charge) value, and performs control to maintain the set target battery remaining amount.
  • SOC State of Charge
  • the engine ECU 20, the hybrid ECU 30, and the motor ECU 40 are separately provided, but all or a part of them may be integrally formed.
  • the vehicle is provided with an EV (Electric Vehicle) travel switch 51.
  • the EV travel switch 51 is a switch that enables electric motor travel according to the intention of the vehicle driver.
  • the vehicle enters the EV travel mode, and EV travel by driving the motor 3 becomes possible. That is, when the EV travel switch 51 is turned on, the vehicle is forced into an EV travel mode (a mode in which the vehicle travels with the driving force of only the motor 3).
  • an EV travel mode a mode in which the vehicle travels with the driving force of only the motor 3.
  • the vehicle is provided with a charge switch 52.
  • the charge switch 52 is a switch that increases the power storage amount of the battery 5 by setting the target charge amount of the battery 5 high by the intention of the driver of the vehicle.
  • the charging switch 52 is turned on by the driver, the vehicle enters the charging mode, the target charging amount stored in the hybrid ECU 30 is increased, the engine output is adjusted as appropriate, and the SOC value of the battery 5 is generated by the power generation of the generator 9. The value is increased from the normal time.
  • a current sensor 53 is provided in the middle of the wiring connecting the inverter 10 and the battery 5.
  • the current sensor 53 detects the amount of current flowing between the inverter 10 and the battery 5. Based on the output signal of the current sensor 53, the SOC value of the battery 5 is calculated.
  • the battery 5 is connected to the hybrid ECU 30, and the stored voltage is input to the hybrid ECU 30. This voltage value is used as a correction value in the calculation of the SOC value.
  • the vehicle is provided with a display unit 61.
  • the display unit 61 displays the charging mode, the EV traveling mode, and the hybrid traveling mode to notify the driver of the vehicle state.
  • the display unit 61 uses, for example, a charging mode display lamp, an EV traveling mode display lamp, a hybrid traveling mode display lamp, and the like, and is installed on the instrument panel so that the driver can easily see.
  • the charging mode display lamp blinks when charging in the charging mode, is turned on when charging is completed in the charging mode, and is turned off when not in the charging mode.
  • the EV traveling mode display lamp is lit and displayed during the EV traveling mode, and is turned off when not in the EV traveling mode.
  • the hybrid travel mode display lamp is turned on when the hybrid travel mode is selected, and is turned off when the hybrid travel mode is not selected.
  • the display unit 61 may be configured by a display device other than a lamp such as an LCD (liquid crystal display) or an audio speaker.
  • a display device other than a lamp such as an LCD (liquid crystal display) or an audio speaker.
  • a GPS 71 and a map information DB 72 are installed.
  • the GPS 71 is for positioning the host vehicle by receiving a signal from a GPS (Global Positioning System) satellite.
  • the map information DB 72 is a database that stores map information.
  • the GPS 71 and the map information DB 72 are connected to the hybrid ECU 30.
  • the hybrid ECU 30 acquires information related to the road environment such as the altitude, curvature, and slope of the road on which the vehicle travels by the GPS 71 and the map information DB 72.
  • a communication device 81 is connected to the hybrid ECU 30.
  • the hybrid ECU 30 communicates with other vehicles and roadside facilities through the communication device 81 and acquires information on the road environment such as altitude, curvature, and inclination of the road on which the vehicle travels.
  • the current value of the battery 5 and the voltage value of the battery 5 detected by the current sensor 53 are input to the hybrid ECU 30 of the vehicle control device 1 while the vehicle is traveling (S101).
  • the hybrid ECU 30 calculates the SOC that is the remaining amount of the battery 5 from the input current value and voltage value (S102).
  • Hybrid ECU30 receives the present location and road information of vehicles by GPS71, map information DB72, and communication machine 81 (S103).
  • the information included in the road information includes information that does not change in a static short time (several minutes to several hours) such as road elevation, width, curve curvature, curve continuation number, and slope.
  • the information included in the road information includes dynamic information such as information for determining whether or not there is a traffic jam ahead and information for determining whether or not the signal of the traffic light ahead is a stop signal. Information that fluctuates in a short time (several minutes to several hours) is included.
  • the hybrid ECU 30 calculates the kinetic energy of the vehicle and the potential energy due to the height difference from the goal point based on the information on the altitude, width, curve curvature, curve continuity, and gradient included in the road information (S104). .
  • the hybrid ECU 30 determines whether or not the regeneration of the vehicle is predicted based on the kinetic energy of the vehicle and the potential energy due to the height difference from the goal point (S105).
  • the hybrid ECU 30 determines whether or not there is a possibility of further acceleration by the operation of the driver before the vehicle is regenerated (S106). For example, the hybrid ECU 30 determines that the predicted route is in front of a place where regeneration is performed, when there are many curves, when the road width becomes narrow, when there is a traffic jam, or when a red signal or the like is stopped. When the signal is lit, the hybrid ECU 30 can determine that there is no possibility of further acceleration. On the other hand, the hybrid ECU 30 is, for example, a case where an expected route is in front of a place where regeneration is performed, a curve is small, or a road is wide, and there is no traffic jam. When a stop signal such as a red signal does not light for the time being, the hybrid ECU 30 can determine that there is a possibility of further acceleration.
  • the hybrid ECU 30 When it is determined that there is a possibility of further acceleration before regeneration (S106), the hybrid ECU 30 decelerates only from static information such as road altitude, width, curve curvature, curve continuity and gradient. Even if regeneration by a downhill road is predicted (S104), the target battery remaining amount is not changed (S107). On the other hand, when it is determined that there is no possibility of further acceleration before regeneration (S106), the hybrid ECU 30 decreases the target battery remaining amount (S108).
  • the hybrid ECU 30 determines whether there is a possibility that the vehicle decelerates before the start of acceleration or entry into the uphill road by the operation of the driver. (S109).
  • the hybrid ECU 30 is, for example, when the expected route is before the start of acceleration or the place where the vehicle enters the uphill road, when there are many curves, when the width of the road becomes narrow, when traffic congestion occurs, When a stop signal such as a red signal lights up when the vehicle passes, the hybrid ECU 30 can determine that there is a possibility of deceleration.
  • the hybrid ECU 30 is, for example, a case where the expected route is before the start of acceleration or a place where the vehicle enters the uphill road, when the curve is small, the road remains wide, or no traffic jam occurs. In the case where a stop signal such as a red signal does not light for the time being, the hybrid ECU 30 can determine that there is no possibility of deceleration.
  • the hybrid ECU 30 predicts deceleration or regeneration by a downhill road only from static information such as road elevation, width, curve curvature, curve continuation number, and gradient. If not, the target battery remaining amount is not changed (S107). On the other hand, when there is no possibility of further deceleration (S109), the hybrid ECU 30 increases the target battery remaining amount (S110).
  • the GPS 71, the map information DB 72, and the communication device 81 of the vehicle control device 1 acquire road information related to the road on which the vehicle travels, and the hybrid ECU 30 targets the remaining amount of the battery that is a power source for driving the vehicle. Set the target battery remaining amount. Further, the hybrid ECU 30 predicts the operation of the vehicle driver based on the road information acquired by the GPS 71 and the like. Further, the hybrid ECU 30 changes the battery remaining amount target value set based on the road information in accordance with the predicted operation of the driver of the vehicle. For this reason, it becomes possible to set a battery remaining amount target value more appropriately according to the road information regarding the road and the driver's operation performed on the road.
  • the hybrid ECU 30 includes static information such as road elevation, width, curve curvature, curve continuation number, and slope included in the road information acquired by the GPS 71, the map information DB 72, and the communication device 81. Since the battery remaining amount target value is set based on this, the battery remaining amount target value can be set with high accuracy when an unexpected situation does not occur in the road condition. Further, the hybrid ECU 30 predicts a driver's operation based on dynamic information such as information on signals displayed by traffic lights included in road information acquired by the GPS 71, the map information DB 72, and the communication device 81, and road traffic. Therefore, the driver's operation can be predicted in response to an unexpected situation such as lighting of a stop signal or traffic jam.
  • static information such as road elevation, width, curve curvature, curve continuation number, and slope included in the road information acquired by the GPS 71, the map information DB 72, and the communication device 81.
  • the hybrid ECU 30 does not change the battery remaining amount target value set based on the road information. For this reason, for example, the battery remaining target value is set low in anticipation of regeneration at the time of future downhill from information on the altitude of the road, and then the driver tries to increase the vehicle speed before the downhill. It is possible to prevent a situation where acceleration is impossible due to a shortage of the remaining amount and insufficient assistance by the motor.
  • the vehicle driver predicted by the hybrid ECU 30
  • the hybrid ECU 30 decreases the battery remaining amount target value set based on the road information. For this reason, it is possible to prevent loss and disadvantage caused by excessive charging in accordance with the road environment.
  • the hybrid ECU 30 does not change the target remaining battery level set based on the road information. For this reason, for example, by setting the battery remaining amount target value high in preparation for the discharge from the battery at the time of future climbing from the information on the altitude of the road, the driver then reduces the vehicle speed before the climbing It is possible to prevent the battery remaining amount from becoming excessive and causing loss or disadvantage due to excessive charging.
  • the hybrid ECU 30 increases the remaining battery level target value set based on the road information. For this reason, it can prevent that charge becomes insufficient according to the environment of a road.
  • the vehicle on which the vehicle control device 1 is mounted is a hybrid vehicle that is mounted with an internal combustion engine and an electric motor and can travel with the driving force of at least one of the internal combustion engine and the electric motor. For this reason, according to the present invention, it is possible to improve fuel efficiency by preventing loss due to excessive charging while preventing deterioration in acceleration due to insufficient remaining battery power.
  • the vehicle on which the vehicle control device 1 is installed is not necessarily limited to the hybrid vehicle as described above, and has both functions of a motor and a generator as long as the vehicle can be driven by the driving force of the electric motor.
  • a motor generator may be mounted.
  • the hybrid vehicle in which the vehicle control device 1 is installed includes a series type in which wheels are driven by a motor and an engine is used as a power supply source to a generator, and a parallel type in which wheels can be driven by both the engine and the motor. It may be of the type.
  • the battery remaining amount target value can be set more appropriately.

Abstract

 車両制御装置1のGPS71、地図情報DB72及び通信機81が、車両が走行する道路に関する道路情報を取得し、ハイブリッドECU30が、車両を駆動する電力源であるバッテリの残量の目標値であるバッテリ残量目標値を設定する。また、ハイブリッドECU30は、GPS71等が取得した道路情報に基づいて、車両のドライバーの操作を予測する。さらに、ハイブリッドECU30は、予測した車両のドライバーの操作に応じて、道路情報に基づいて設定したバッテリ残量目標値を変更する。このため、道路に関する道路情報と当該道路で行なわれるドライバーの操作とに応じてバッテリ残量目標値をより適切に設定することが可能となる。

Description

車両制御装置
 本発明の一実施形態は、車両制御装置に関し、車両を駆動する電力源であるバッテリの残量の目標値であるバッテリ残量目標値を設定する車両制御装置に関する。
 内燃機関及び電動機を搭載し内燃機関及び電動機の少なくとも一方の駆動力により走行可能なハイブリッド車両が提案されている。例えば、特許文献1には、コントローラが、バッテリ電流・電圧検出センサの出力からバッテリ残量を算出し、ナビゲーション処理部から供給される道路情報と現在地の情報に基づいて、走行経路に応じてバッテリ残量の目標値を設定し、実際のバッテリ残量が目標値に近づくように、モータ及びエンジンの出力を調整することにより、予め走行経路が分かっているときのバッテリへの回生充電を効率良く行うことができると共に、排ガスを少なくすることが可能なハイブリッド車両が開示されている。
特開平8-126116号公報
 しかしながら、上記技術では、単に道路情報や経路情報からバッテリ残量の目標値を設定しているため、例えば、道路の標高に関する情報から将来の降坂時の回生を期待してバッテリ残量目標値を低く設定してしまい、その後にドライバーがその降坂の前に車速を上げようとしてバッテリ残量が不足してモータによるアシストが不足することにより、加速が不可能となる場合が予想される。
 本発明の一実施形態は、このような実情を考慮してなされたものであり、その目的は、バッテリ残量目標値をより適切に設定することが可能な車両制御装置を提供することにある。
 本発明の一実施形態は、車両が走行する道路に関する道路情報を取得する道路情報取得ユニットと、道路情報取得ユニットが取得した道路情報に基づいて、車両を駆動する電力源であるバッテリの残量の目標値であるバッテリ残量目標値を設定するバッテリ残量目標値設定ユニットと、道路情報取得ユニットが取得した道路情報に基づいて、車両のドライバーの操作を予測する操作予測ユニットとを備え、バッテリ残量目標値設定ユニットは、操作予測ユニットが予測した車両のドライバーの操作に応じて、道路情報に基づいて設定したバッテリ残量目標値を変更する車両制御装置である。
 この構成によれば、道路情報取得ユニットが、車両が走行する道路に関する道路情報を取得し、バッテリ残量目標値設定ユニットが、道路情報取得ユニットが取得した道路情報に基づいて、車両を駆動する電力源であるバッテリの残量の目標値であるバッテリ残量目標値を設定する。また、操作予測ユニットが、道路情報取得ユニットが取得した道路情報に基づいて、車両のドライバーの操作を予測する。さらに、バッテリ残量目標値設定ユニットは、操作予測ユニットが予測した車両のドライバーの操作に応じて、道路情報に基づいて設定したバッテリ残量目標値を変更する。このため、道路に関する道路情報と当該道路で行なわれるドライバーの操作とに応じてバッテリ残量目標値をより適切に設定することが可能となる。
 この場合、バッテリ残量目標値設定ユニットは、道路情報取得ユニットが取得した道路情報に含まれる道路の標高、幅、カーブの曲率、カーブの連続数及び勾配の少なくともいずれかに基づいて、バッテリ残量目標値を設定し、操作予測ユニットは、道路情報取得ユニットが取得した道路情報に含まれる信号機が表示している信号に関する情報及び道路の交通量に関する情報の少なくともいずれかに基づいて、車両のドライバーの操作を予測することができる。
 この構成によれば、バッテリ残量目標値設定ユニットは、道路情報取得ユニットが取得した道路情報に含まれる道路の標高、幅、カーブの曲率、カーブの連続数及び勾配といった静的な情報に基づいてバッテリ残量目標値を設定するため、道路の状況に不測の事態が生じない場合には、精度良くバッテリ残量目標値を設定することができる。また、操作予測ユニットは、道路情報取得ユニットが取得した道路情報に含まれる信号機が表示している信号に関する情報及び道路の交通量といった動的な情報に基づいてドライバーの操作を予測するため、停止信号の点灯や渋滞等の不測の事態に対応してドライバーの操作を予測することができる。
 また、バッテリ残量目標値設定ユニットが、道路情報取得ユニットが取得した道路情報から車両の減速による回生及び降坂路による回生のいずれかを予測してバッテリ残量目標値を設定したときであって、操作予測ユニットが予測した車両のドライバーの操作から回生前にドライバーの加速操作が予測されるときは、バッテリ残量目標値設定ユニットは、道路情報に基づいて設定したバッテリ残量目標値を変更しないことができる。
 この構成によれば、バッテリ残量目標値設定ユニットが、道路情報取得ユニットが取得した道路情報から車両の減速による回生及び降坂路による回生のいずれかを予測してバッテリ残量目標値を設定したときであって、操作予測ユニットが予測した車両のドライバーの操作から回生前にドライバーの加速操作が予測されるときは、バッテリ残量目標値設定ユニットは、道路情報に基づいて設定したバッテリ残量目標値を変更しない。このため、例えば、道路の標高に関する情報から将来の降坂時の回生を期待してバッテリ残量目標値を低く設定してしまい、その後にドライバーがその降坂の前に車速を上げようとしてバッテリ残量が不足してモータによるアシストが不足することにより、加速が不可能となる事態を防止することができる。
 この場合、バッテリ残量目標値設定ユニットが、道路情報取得ユニットが取得した道路情報から車両の減速による回生及び降坂路による回生のいずれかが予測してバッテリ残量目標値を設定したときであって、操作予測ユニットが予測した車両のドライバーの操作から回生前にドライバーの加速操作が予測されないときは、バッテリ残量目標値設定ユニットは、道路情報に基づいて設定したバッテリ残量目標値を減少させることができる。
 この構成によれば、バッテリ残量目標値設定ユニットが、道路情報取得ユニットが取得した道路情報から車両の減速による回生及び降坂路による回生のいずれかを予測してバッテリ残量目標値を設定したときであって、操作予測ユニットが予測した車両のドライバーの操作から回生前にドライバーの加速操作が予測されないときは、バッテリ残量目標値設定ユニットは、道路情報に基づいて設定したバッテリ残量目標値を減少させる。このため、道路の環境に合わせて過度の充電が行なわれることによる損失や不利益を防止することができる。
 また、バッテリ残量目標値設定ユニットが、道路情報取得ユニットが取得した道路情報から車両の加速によるバッテリ残量の減少及び登坂路によるバッテリ残量の減少のいずれかを予測してバッテリ残量目標値を設定したときであって、バッテリ残量の減少前にドライバーの減速操作が予測されるときは、バッテリ残量目標値設定ユニットは、道路情報に基づいて設定したバッテリ残量目標値を変更しないことができる。
 この構成によれば、バッテリ残量目標値設定ユニットが、道路情報取得ユニットが取得した道路情報から車両の加速によるバッテリ残量の減少及び登坂路によるバッテリ残量の減少のいずれかを予測してバッテリ残量目標値を設定したときであって、バッテリ残量の減少前にドライバーの減速操作が予測されるときは、バッテリ残量目標値設定ユニットは、道路情報に基づいて設定したバッテリ残量目標値を変更しない。このため、例えば、道路の標高に関する情報から将来の登坂時のバッテリからの放電に備えてバッテリ残量目標値を高く設定してしまい、その後にドライバーがその登坂の前に車速を減少させることによりバッテリ残量が過大となり、過度の充電が行なわれたことによる損失や不利益が生じることを防止することができる。
 この場合、バッテリ残量目標値設定ユニットが、道路情報取得ユニットが取得した道路情報から車両の加速によるバッテリ残量の減少及び登坂路によるバッテリ残量の減少のいずれかを予測してバッテリ残量目標値を設定したときであって、バッテリ残量の減少前にドライバーの減速操作が予測されないときは、バッテリ残量目標値設定ユニットは、道路情報に基づいて設定したバッテリ残量目標値を増大させることができる。
 この構成によれば、バッテリ残量目標値設定ユニットが、道路情報取得ユニットが取得した道路情報から車両の加速によるバッテリ残量の減少及び登坂路によるバッテリ残量の減少のいずれかを予測してバッテリ残量目標値を設定したときであって、バッテリ残量の減少前にドライバーの減速操作が予測されないときは、バッテリ残量目標値設定ユニットは、道路情報に基づいて設定したバッテリ残量目標値を増大させる。このため、道路の環境に合わせて充電が不足となることを防止することができる。
 また、車両は、内燃機関及び電動機を搭載し内燃機関及び電動機の少なくとも一方の駆動力により走行可能なハイブリッド車両であるものとできる。
 この構成によれば、車両は、内燃機関及び電動機を搭載し内燃機関及び電動機の少なくとも一方の駆動力により走行可能なハイブリッド車両である。このため、本発明により、バッテリ残量の不足による加速性の悪化を防ぎつつ、過度の充電による損失を防ぐことにより、燃費の向上が可能となる。
 本発明の一実施形態の車両制御装置によれば、バッテリ残量目標値をより適切に設定することが可能となる。
実施形態に係る車両制御装置の構成を示すブロック図である。 実施形態に係る車両制御装置の動作を示すフローチャートである。
 以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図1に示すように、本実施形態に係る車両制御装置1は、エンジン2及びモータ3を搭載してエンジン2又はモータ3の駆動により走行可能なハイブリッド車両に設置されている。モータ3は、バッテリ5から電力供給を受けて駆動する電動機であり、減速機6を介して駆動輪7に機械的に接続され、駆動輪7に駆動力を伝達する。エンジン2は、動力分配機構8及び減速機6を介して駆動輪7に機械的に接続され、駆動輪7に駆動力を伝達する。動力分配機構8としては、例えば遊星歯車機構が用いられる。
 動力分配機構8には、ジェネレータ9が接続されている。ジェネレータ9は、エンジン2又は駆動輪7の駆動力を受けて発電する。ジェネレータ9及びモータ3は、インバータ10を介してバッテリ5に対し電気的に接続されている。ジェネレータ9により発電された交流電力は、インバータ10により直流変換されてバッテリ5に充電される。このとき、バッテリ5は、ジェネレータ9が発電した電力を蓄電する。バッテリ5の直流電力は、インバータ10により交流変換されてモータ3に供給され、その交流電力の供給によりモータ3が駆動する。
 車両制御装置1には、エンジンECU20、ハイブリッドECU30及びモータECU40が設けられている。エンジンECU20は、ハイブリッドECU30からの駆動要求に従い、エンジン2のスロットル開度指令信号を出力する制御器である。モータECU40は、ハイブリッドECU30からの駆動要求に従い、インバータ10を通じてモータ3の駆動信号を出力する制御器であり、インバータ10と接続されている。
 ハイブリッドECU30は、アクセル開度、車速などから必要なエンジン出力、モータトルクなどを演算し、エンジンECU20、モータECU40に駆動要求信号を出力し、エンジン2及びモータ3の駆動を制御する制御器である。ハイブリッドECU30は、ハイブリッド車両が、エンジン効率の悪い低負荷領域(例えば発進時や極低速時)には、エンジン2を始動せずにモータ3のみで車両の駆動を行う(EV走行)。ハイブリッドECU30は、車速がエンジン効率が良くなる高速度領域に達したら大きなトルクを出力することができるエンジン2を始動し、モータ3を停止する(エンジン走行)。また、加速時や登坂時等に大きな出力が必要なときは、エンジン2及びモータ3を同時に駆動し、所望の出力を取得する(ハイブリッド走行)。
 また、ハイブリッドECU30は、バッテリ5の充電量、即ちSOC(State of Charge)値について所定の目標値である目標バッテリ残量を設定し、設定した所定の目標バッテリ残量に保つように制御する制御器として機能する。例えば、バッテリ5のSOC値を検出し、そのSOC値が設定した目標バッテリ残量となるように適宜エンジン出力を調整して発電を行い、SOC値を制御する。
 なお、図1では、エンジンECU20、ハイブリッドECU30、モータECU40がそれぞれ別体に設けられているが、これらの全部又は一部が一体に構成されていてもよい。
 車両には、EV(Electric Vehicle)走行スイッチ51が設置されている。EV走行スイッチ51は、車両の運転者の意思により電動機走行を可能とするスイッチである。このEV走行スイッチ51が運転者によりオンされることにより、車両がEV走行モードとなり、モータ3の駆動によるEV走行が可能となる。すなわち、EV走行スイッチ51のオンにより、車両が強制的にEV走行モード(モータ3のみの駆動力により走行するモード)となる。これにより、通常ではエンジン2が作動すべき状態であっても、強制的にエンジン2が停止され、それと同時にモータ3が駆動して車両走行が行われる。
 車両には、充電スイッチ52が設置されている。充電スイッチ52は、車両の運転者の意思によりバッテリ5の目標充電量を高く設定してバッテリ5の蓄電量を増加させるスイッチである。この充電スイッチ52が運転者によりオンされることにより、車両が充電モードとなり、ハイブリッドECU30に記憶される目標充電量が増加され、適宜エンジン出力が調整されジェネレータ9の発電によりバッテリ5のSOC値が通常時より増加した値とされる。
 インバータ10とバッテリ5を接続する配線の途中には、電流センサ53が設けられている。電流センサ53は、インバータ10、バッテリ5間に流れる電流量を検出する。電流センサ53の出力信号に基づいて、バッテリ5のSOC値が算出される。また、バッテリ5は、ハイブリッドECU30に接続されており、その蓄電電圧はハイブリッドECU30に入力されている。この電圧値は、SOC値の算出において補正値として用いられる。
 車両には、表示部61が設けられている。表示部61は、充電モード、EV走行モード及びハイブリッド走行モードを表示し運転者に車両状態を知らせる。この表示部61は、例えば充電モード表示用ランプ、EV走行モード表示用ランプ及びハイブリッド走行モード表示用ランプなどが用いられ、運転者が視認しやすいようにインストルメントパネルに設置される。充電モード表示用ランプは、充電モード時の充電中のときに点滅表示され、充電モード時の充電完了のときに点灯表示とされ、充電モード時以外のときには消灯される。EV走行モード表示用ランプは、EV走行モード時に点灯表示され、EV走行モード以外のときには消灯される。ハイブリッド走行モード表示用ランプは、ハイブリッド走行モード時に点灯表示され、ハイブリッド走行モード以外のときには消灯される。
 なお、表示部61としては、LCD(liquid crystal display:液晶表示器)などランプ以外の表示機器や音声スピーカにより構成してもよい。
 また、GPS71及び地図情報DB72が設置されている。GPS71は、GPS(Global Positioning System)衛星からの信号を受信することにより、自車両の測位を行うためのものである。地図情報DB72は、地図情報を記憶したデータベースである。GPS71及び地図情報DB72は、ハイブリッドECU30に接続されている。ハイブリッドECU30は、GPS71及び地図情報DB72により、車両が走行する道路の標高、曲率、傾斜等の道路環境に関する情報を取得する。また、ハイブリッドECU30には、通信機81が接続されている。ハイブリッドECU30は通信機81により、他車両や路側施設と通信し、車両が走行する道路の標高、曲率、傾斜等の道路環境に関する情報を取得する。
 以下、本実施形態の車両制御装置1の動作について説明する。図2に示すように、車両の走行中に車両制御装置1のハイブリッドECU30には、電流センサ53により検出されたバッテリ5の電流値とバッテリ5の電圧値とが入力される(S101)。ハイブリッドECU30は、入力された電流値と電圧値とから、バッテリ5の残量であるSOCを算出する(S102)。
 ハイブリッドECU30は、GPS71、地図情報DB72及び通信機81により、車両の現在地と道路情報とを受信する(S103)。道路情報に含まれる情報には、道路の標高、幅、カーブの曲率、カーブの連続数及び勾配といった静的な短時間(数分~数時間)では変動しない情報が含まれる。また、道路情報に含まれる情報には、この先で渋滞が発生しているか否かを判定するための情報及びこの先の信号機の信号が停止信号となるか否かを判定するための情報といった動的な短時間(数分~数時間)で変動する情報が含まれる。
 ハイブリッドECU30は、道路情報に含まれる道路の標高、幅、カーブの曲率、カーブの連続数及び勾配に関する情報により、車両の持つ運動エネルギー及びゴール地点との高低差による位置エネルギーを算出する(S104)。ハイブリッドECU30は、車両の持つ運動エネルギー及びゴール地点との高低差による位置エネルギーから、車両の回生が予測されるか否かについて判定する(S105)。
 車両の回生が予測される場合(S105)、ハイブリッドECU30は、ドライバーの操作により車両が回生前に、さらなる加速を行なう可能性があるか否かについて判定する(S106)。ハイブリッドECU30は、例えば、予想される経路が、回生が行なわれる場所の手前で、カーブが多い場合や、道路の幅が狭くなる場合や、渋滞が発生している場合や、赤信号等の停止信号が点灯する場合には、ハイブリッドECU30は、さらなる加速の可能性はないと判定できる。一方、ハイブリッドECU30は、例えば、予想される経路が、回生が行なわれる場所の手前で、カーブが少ない場合や、道路の幅が広いままの場合であって、渋滞が発生していない場合や、赤信号等の停止信号が当面点灯しない場合には、ハイブリッドECU30は、さらなる加速の可能性があると判定できる。
 回生前にさらなる加速の可能性があると判定されるときは(S106)、ハイブリッドECU30は、道路の標高、幅、カーブの曲率、カーブの連続数及び勾配といった静的な情報のみからでは、減速や降坂路による回生が予測される場合であっても(S104)、目標バッテリ残量を変更しない(S107)。一方、回生前にさらなる加速の可能性がないと判定されるときは(S106)、ハイブリッドECU30は、目標バッテリ残量を下げる(S108)。
 また、S105において、車両の回生が予測されないときは(S104)、ハイブリッドECU30は、ドライバーの操作により車両が、加速の開始や登坂路に進入する前に、減速を行なう可能性があるか否かについて判定する(S109)。
 ハイブリッドECU30は、例えば、予想される経路が、加速の開始や登坂路に進入する場所の手前で、カーブが多い場合や、道路の幅が狭くなる場合や、渋滞が発生している場合や、車両の通過時に赤信号等の停止信号が点灯する場合には、ハイブリッドECU30は、減速の可能性があると判定できる。一方、ハイブリッドECU30は、例えば、予想される経路が、加速の開始や登坂路に進入する場所の手前で、カーブが少ない場合や、道路の幅が広いままの場合や、渋滞が発生していない場合や、赤信号等の停止信号が当面点灯しない場合には、ハイブリッドECU30は、減速の可能性が無いと判定できる。
 さらなる減速の可能性があるときは(S109)、ハイブリッドECU30は、道路の標高、幅、カーブの曲率、カーブの連続数及び勾配といった静的な情報のみからでは、減速や降坂路による回生が予測されない場合にも、目標バッテリ残量を変更しない(S107)。一方、さらなる減速の可能性が無いときは(S109)、ハイブリッドECU30は、目標バッテリ残量を上げる(S110)。
 本実施形態では、車両制御装置1のGPS71、地図情報DB72及び通信機81が車両が走行する道路に関する道路情報を取得し、ハイブリッドECU30は、車両を駆動する電力源であるバッテリの残量の目標値であるバッテリ残量目標値を設定する。また、ハイブリッドECU30が、GPS71等が取得した道路情報に基づいて、車両のドライバーの操作を予測する。さらに、ハイブリッドECU30は、予測した車両のドライバーの操作に応じて、道路情報に基づいて設定したバッテリ残量目標値を変更する。このため、道路に関する道路情報と当該道路で行なわれるドライバーの操作とに応じてバッテリ残量目標値をより適切に設定することが可能となる。
 また、本実施形態では、ハイブリッドECU30は、GPS71、地図情報DB72及び通信機81が取得した道路情報に含まれる道路の標高、幅、カーブの曲率、カーブの連続数及び勾配といった静的な情報に基づいてバッテリ残量目標値を設定するため、道路の状況に不測の事態が生じない場合には、精度良くバッテリ残量目標値を設定することができる。また、ハイブリッドECU30は、GPS71、地図情報DB72及び通信機81が取得した道路情報に含まれる信号機が表示している信号に関する情報及び道路の交通量といった動的な情報に基づいてドライバーの操作を予測するため、停止信号の点灯や渋滞等の不測の事態に対応してドライバーの操作を予測することができる。
 また、車両制御装置1のGPS71等が取得した道路情報から車両の減速による回生及び降坂路による回生のいずれかが予測されるときであって、ハイブリッドECU30が予測した車両のドライバーの操作から回生前にドライバーの加速操作が予測されるときは、ハイブリッドECU30は、道路情報に基づいて設定したバッテリ残量目標値を変更しない。このため、例えば、道路の標高に関する情報から将来の降坂時の回生を期待してバッテリ残量目標値を低く設定してしまい、その後にドライバーがその降坂の前に車速を上げようとしてバッテリ残量が不足してモータによるアシストが不足することにより、加速が不可能となる事態を防止することができる。
 また、本実施形態では、車両制御装置1のGPS71等が取得した道路情報から車両の減速による回生及び降坂路による回生のいずれかが予測されるときであって、ハイブリッドECU30が予測した車両のドライバーの操作から回生前にドライバーの加速操作が予測されないときは、ハイブリッドECU30は、道路情報に基づいて設定したバッテリ残量目標値を減少させる。このため、道路の環境に合わせて過度の充電が行なわれることによる損失や不利益を防止することができる。
 また、本実施形態では、車両制御装置1のGPS71等が取得した道路情報から車両の加速によるバッテリ残量の減少及び登坂路によるバッテリ残量の減少のいずれかが予測されるときであって、バッテリ残量の減少前にドライバーの減速操作が予測されるときは、ハイブリッドECU30は、道路情報に基づいて設定したバッテリ残量目標値を変更しない。このため、例えば、道路の標高に関する情報から将来の登坂時のバッテリからの放電に備えてバッテリ残量目標値を高く設定してしまい、その後にドライバーがその登坂の前に車速を減少させることによりバッテリ残量が過大となり、過度の充電が行なわれたことによる損失や不利益が生じることを防止することができる。
 また、本実施形態では、車両制御装置1のGPS71等が取得した道路情報から車両の加速によるバッテリ残量の減少及び登坂路によるバッテリ残量の減少のいずれかが予測されるときであって、バッテリ残量の減少前にドライバーの減速操作が予測されないときは、ハイブリッドECU30は、道路情報に基づいて設定したバッテリ残量目標値を増大させる。このため、道路の環境に合わせて充電が不足となることを防止することができる。
 さらに、本実施形態では、車両制御装置1が搭載される車両は、内燃機関及び電動機を搭載し内燃機関及び電動機の少なくとも一方の駆動力により走行可能なハイブリッド車両である。このため、本発明により、バッテリ残量の不足による加速性の悪化を防ぎつつ、過度の充電による損失を防ぐことにより、燃費の向上が可能となる。
 尚、本発明は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、車両制御装置1が設置される車両としては、必ずしも上述したようなハイブリッド車両に限られるものではなく、電動機の駆動力により走行可能なものであれば、モータとジェネレータの双方の機能を備えるモータジェネレータを搭載するものでもよい。また、車両制御装置1が設置されるハイブリッド車両は、車輪駆動をモータで行いエンジンをジェネレータへの電力供給源として用いるシリーズタイプ、エンジンとモータの双方で車輪を駆動可能としたパラレルタイプなど、いずれのタイプのものであってもよい。
 上記の本発明の一実施形態の車両制御装置によれば、バッテリ残量目標値をより適切に設定することが可能となる。
1 車両制御装置
2 エンジン
3 モータ
5 バッテリ
6 減速機
7 駆動輪
8 動力分配機構
9 ジェネレータ
10 インバータ
20 エンジンECU
30 ハイブリッドECU
40 モータECU
51 EV走行スイッチ
52 充電スイッチ
53 電流センサ
61 表示部
71 GPS
72 地図情報DB
81 通信機
 

Claims (7)

  1.  車両が走行する道路に関する道路情報を取得する道路情報取得ユニットと、
     前記道路情報取得ユニットが取得した前記道路情報に基づいて、前記車両を駆動する電力源であるバッテリの残量の目標値であるバッテリ残量目標値を設定するバッテリ残量目標値設定ユニットと、
     前記道路情報取得ユニットが取得した前記道路情報に基づいて、前記車両のドライバーの操作を予測する操作予測ユニットと、
    を備え、
     前記バッテリ残量目標値設定ユニットは、前記操作予測ユニットが予測した前記車両のドライバーの操作に応じて、前記道路情報に基づいて設定した前記バッテリ残量目標値を変更する、車両制御装置。
  2.  前記バッテリ残量目標値設定ユニットは、前記道路情報取得ユニットが取得した前記道路情報に含まれる前記道路の標高、幅、カーブの曲率、カーブの連続数及び勾配の少なくともいずれかに基づいて、前記バッテリ残量目標値を設定し、
     前記操作予測ユニットは、前記道路情報取得ユニットが取得した前記道路情報に含まれる信号機が表示している信号に関する情報及び前記道路の交通量に関する情報の少なくともいずれかに基づいて、前記車両のドライバーの操作を予測する、請求項1に記載の車両制御装置。
  3.  前記バッテリ残量目標値設定ユニットが、前記道路情報取得ユニットが取得した前記道路情報から前記車両の減速による回生及び降坂路による回生のいずれかを予測して前記バッテリ残量目標値を設定したときであって、前記操作予測ユニットが予測した前記車両のドライバーの操作から前記回生前にドライバーの加速操作が予測されるときは、前記バッテリ残量目標値設定ユニットは、前記道路情報に基づいて設定した前記バッテリ残量目標値を変更しない、請求項1又は2に記載の車両制御装置。
  4.  前記バッテリ残量目標値設定ユニットが、前記道路情報取得ユニットが取得した前記道路情報から前記車両の減速による回生及び降坂路による回生のいずれかを予測して前記バッテリ残量目標値を設定したときであって、前記操作予測ユニットが予測した前記車両のドライバーの操作から前記回生前にドライバーの加速操作が予測されないときは、前記バッテリ残量目標値設定ユニットは、前記道路情報に基づいて設定した前記バッテリ残量目標値を減少させる、請求項3に記載の車両制御装置。
  5.  前記バッテリ残量目標値設定ユニットが、前記道路情報取得ユニットが取得した前記道路情報から前記車両の加速による前記バッテリ残量の減少及び登坂路による前記バッテリ残量の減少のいずれかを予測して前記バッテリ残量目標値を設定したときであって、前記バッテリ残量の減少前にドライバーの減速操作が予測されるときは、前記バッテリ残量目標値設定ユニットは、前記道路情報に基づいて設定した前記バッテリ残量目標値を変更しない、請求項1~4のいずれか1項に記載の車両制御装置。
  6.  前記バッテリ残量目標値設定ユニットが、前記道路情報取得ユニットが取得した前記道路情報から前記車両の加速による前記バッテリ残量の減少及び登坂路による前記バッテリ残量の減少のいずれかを予測して前記バッテリ残量目標値を設定したときであって、前記バッテリ残量の減少前にドライバーの減速操作が予測されないときは、前記バッテリ残量目標値設定ユニットは、前記道路情報に基づいて設定した前記バッテリ残量目標値を増大させる、請求項5に記載の車両制御装置。
  7.  前記車両は、内燃機関及び電動機を搭載し前記内燃機関及び前記電動機の少なくとも一方の駆動力により走行可能なハイブリッド車両である、請求項1~6のいずれか1項に記載の車両制御装置。
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