JP3336777B2 - ハイブリッド車両及びハイブリッド車両の制御方法 - Google Patents
ハイブリッド車両及びハイブリッド車両の制御方法Info
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Description
動源とするハイブリッド車両及びハイブリッド車両の制
御方法に係り、詳細には、走行経路に応じてバッテリの
充電状態を制御することができるハイブリッド車両及び
ハイブリッド車両の制御方法に関する。
02号公報に示されるように、燃料の供給の容易な従来
のエンジンと、エネルギーとしてクリーンなモータとに
よって駆動するハイブリッド車両が提案されている。こ
のハイブリッド車両では、アクセル開度、車速等の車両
駆動状態を検出してエンジンとモータとの使用分担をコ
ントロールしている。しかし、このハイブリッド車両に
おけるエンジンとモータの使用分担は、車両の駆動状態
だけに基づいて一義的に制御されており、車両をとりま
く環境が考慮されていなかった。
27号公報には、車両の現在位置を検出すると共に、地
域に応じた駆動特性変換テーブルに基づきエンジン及び
モータを駆動制御するようにしたハイブリッド車両が示
されている。このハイブリッド車両では、検出した現在
位置が指定地域内か否かの判断をして地域に応じて変換
テーブルを選択し、選択した変換テーブルに基づきエン
ジン及びモータを駆動制御することにより、地域に応じ
てエンジンとモータの使用比率を変更する。すなわち、
指定地域外では、一般のエンジン車と同様な走行を行
い、指定地域内では、モータ使用比率を増加させてエン
ジンからの排出ガスを少なくした状態で走行することに
よって、環境に応じた走行を行うようになっている。
ッド車両では、例えば山道の走行において、予めこの先
に長い下り坂があると分かっている場合でも、負荷変動
の激しく起こりうるエンジン走行となって排ガスが多く
なるという問題点があった。また、下り坂の走行では、
一般にエンジンブレーキ及びフットブレーキを頻繁に使
用するため、バッテリに回生充電されることが多くな
り、バッテリが過剰充電されたり、放電抵抗器によって
過剰なエネルギを外部に放出する頻度が多くなってしま
い、バッテリの寿命を短くしたり、エネルギを無駄にし
てしまうという問題点があった。また、例えばバッテリ
残量を絶えず所定値、例えば80%に保つような制御を
しているハイブリッド車両において登坂部を登る場合を
考えると、登坂部を登り終えるとバッテリ残量がかなり
減少(例えば50%に減少)する。このようにバッテリ
残量が減少した状態でバッテリの充電を繰り返すとバッ
テリの寿命を短くしてしまうという問題点がある。
なされたもので、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、排ガスを少なし、エンジンの燃費の向上を計ること
が可能なハイブリッド車両及びハイブリッド車両の制御
方法を提供することを目的とする。
は、車両の駆動力を発生させるモータとエンジンとを備
えたハイブリッド車両において、モータに電力を供給す
るバッテリと、このバッテリの残量を検出するバッテリ
残量検出手段と、車両の現在地を検出する現在地検出手
段と、道路情報を記憶する記憶手段と、この記憶手段に
よって記憶された道路情報と前記現在地検出手段によっ
て検出された現在地とに基づいて、バッテリ残量の目標
値を設定するバッテリ残量目標値設定手段と、前記バッ
テリ残量検出手段によって検出されたバッテリの残量を
前記バッテリ残量目標値設定手段によって設定された目
標値に近づけるようにモータ及びエンジンの出力を調整
する出力調整手段とをハイブリッド車両に具備させて前
記目的を達成する。請求項2に記載の発明では、車両の
駆動力を発生させるモータとエンジンとを備えたハイブ
リッド車両において、モータに電力を供給するバッテリ
と、このバッテリの残量を検出するバッテリ残量検出手
段と、車両の現在地を検出する現在地検出手段と、道路
情報を記憶する記憶手段と、目的地を設定する目的地設
定手段と、前記道路情報及び前記目的地に基づいて、走
行経路を検索する経路検索手段と、前記走行経路上のバ
ッテリ残量の目標値を設定するバッテリ残量目標値設定
手段と、前記バッテリ残量検出手段によって検出された
バッテリの残量を前記バッテリ残量目標値設定手段によ
って設定された目標値に近づけるようにモータ及びエン
ジンの出力を調整する出力調整手段とをハイブリッド車
両に具備させる。 請求項3に記載の発明では、請求項1
に記載のハイブリッド車両において、車速の情報を入力
する車速入力手段と、前記車速に基づき車両の運動エネ
ルギを算出する運動エネルギ算出手段とを有し、前記バ
ッテリ残量目標値設定手段は、前記算出された運動エネ
ルギに基づいて設定されることを特徴とする。請求項4
に記載の発明では、請求項1または2に記載のハイブリ
ッド車両において、前記記憶手段によって記憶される道
路情報は標高の情報を含み、前記バッテリ残量目標値設
定手段は、前記標高の情報に基づいてバッテリ残量の目
標値を設定することを特徴とする。請求項5に記載の発
明では、請求項1または2に記載のハイブリッド車両に
おいて、前記記憶手段によって記憶される道路情報は減
速地点の情報を含み、前記バッテリ残量目標値設定手段
は、前記減速地点の情報に基づいてバッテリ残量の目標
値を設定することを特徴とする。請求項6に記載の発明
では、請求項1または2に記載のハイブリッド車両にお
いて、前記バッテリ残量目標値設定手段は、前記記憶手
段に記憶された道路情報における交差点間の道路毎に算
出することを特徴とする。 請求項7に記載の発明では、
請求項1または2に記載のハイブリッド車両において、
前記バッテリ残量目標値設定手段は、前記記憶手段に記
憶された道路情報における道路幅及び制限速度に基づい
て設定されることを特徴とする。 請求項8に記載の発明
では、請求項1から請求項7のうちのいずれか1の請求
項に記載したハイブリッド車両において、前記バッテリ
はコンデンサを含むことを特徴とする。
を発生させるモータ及びエンジンとを備えたハイブリッ
ド車両の制御方法において、車速に基づいて車両の運動
エネルギを算出するステップと、記憶手段に記憶された
道路情報と検出された現在地及び前記運動エネルギに基
づいて、前記モータに電力を供給するバッテリの残量の
目標値を設定するステップと、設定されたバッテリ残量
の目標値に近づけるように前記モータ及び前記エンジン
の出力を制御するステップとを備えたことを特徴とす
る。 請求項10に記載の発明では、請求項9に記載のハ
イブリッド車両の制御方法において、距離と車速との関
係を道路情報と現在地の情報から推測するステップを備
え、前記モータに電力を供給するバッテリの残量の目標
値を設定するステップは、推測した距離と車速との関係
から、定速部の先に減速部が存在する場合に、該定速部
における前記バッテリ残量の目標値を前記算出した運動
エネルギ分だけ低く設定することを特徴とする。
リ残量検出手段によってバッテリの残量が検出され、現
在地検出手段によって車両の現在地が検出される。そし
て、記憶手段によって記憶された道路情報と現在地検出
手段によって検出された現在地とに基づいて、バッテリ
残量目標値設定手段によってバッテリ残量の目標値が設
定され、バッテリ残量検出手段によって検出されたバッ
テリの残量がバッテリ残量目標値設定手段によって設定
された目標値に近づくように、出力調整手段によってモ
ータ及びエンジンの出力が調整される。請求項2記載の
ハイブリッド車両では、バッテリ残量検出手段によって
バッテリの残量が検出され、現在地検出手段によって車
両の現在地が検出され、道路情報及び目的地に基づいて
走行経路が検索される。そして、走行経路上のバッテリ
残量の目標値が設定され、検出されたバッテリの残量を
バッテリ残量目標値設定手段によって設定された目標値
に近づけるようにモータ及びエンジンの出力が調整され
る。請求項9記載のハイブリッド車両の制御方法では、
車速に基づいて車両の運動エネルギを算出し、記憶手段
に記憶された道路情報と検出された現在地及び運動エネ
ルギに基づいて、モータに電力を供給するバッテリの残
量の目標値を設定すると共に、該設定されたバッテリ残
量の目標値に近づけるようにモータ及びエンジンの出力
を制御する。
実施例を図1ないし図6を参照して詳細に説明する。図
1は本実施例に係るハイブリッド車両の回路部分の構成
を示すブロック図である。本実施例のハイブリッド車両
は、駆動力を発生させるエンジン1とモータ10を備え
ている。このエンジン1とモータ10の駆動力の少なく
とも一方の駆動力が、図示しないクラッチの断接等によ
り出力軸22に出力され、ディファレンシャル装置11
を介して、左右前輪33a、33bに伝達されるように
なっている。この実施例においてエンジン1は、ガソリ
ンまたはディーゼル等の各種エンジンが選択的に使用さ
れ、またモータ10はブラシレスDCモータ、誘導モー
タ、直流分巻モータ等の各種モータが選択的に使用され
る。
駆動するための電力を供給するバッテリ41と、このバ
ッテリ41の電流及び電圧を検出するバッテリ電流・電
圧検出センサ42と、バッテリ41から供給される電流
を、所定のトルクが発生する電流値に変換してモータ1
0に供給し、また、モータ10からバッテリ41への回
生を制御するドライバ43とを備えている。バッテリ4
1としては、鉛酸蓄電池、ニッケルカドミウム電池、ナ
トリウム硫黄電池、リチウム2次電池、水素2次電池、
レドックス型電池等の各種2次電池、大容量のコンデン
サ等が使用される。バッテリ41は、例えば240
〔V〕の直流電源で構成されている。
要求している出力トルク値に応じてスロットル・バルブ
の開度を調整することによってエンジン1の出力を制御
するエンジン制御機構44と、エンジン1とモータ10
の駆動力を選択的に出力軸22に出力するための図示し
ないクラッチと、このクラッチの係合、解放を制御する
クラッチ制御部45とを備えている。
体を制御するコントローラ48と、このコントローラ4
8に接続されたセンサ部49と、同じくコントローラ4
8に接続されたナビゲーション処理部50と、車両の絶
対位置を検出する絶対位置検出用装置51と、データの
入力及び出力を行う入出力部52と、各種データファイ
ル53とを備えている。絶対位置検出用装置51、入出
力部52及び各種データファイル53はナビゲーション
処理部50に接続され、これらによってナビゲーション
システムが構成されている。
アクセルセンサ491と、ブレーキペダルの踏み込み量
を検出するブレーキセンサ492と、シフトレバの位置
を検出するシフトレバセンサ493と、出力軸22の回
転数から車速を検出する車速センサ494とを備えてい
る。これら各センサで検出した信号は、コントローラ4
8に供給されるようになっている。
ている。このCPU481は、データバス等のバスライ
ンを介して、車両全体を制御する各種プログラムが格納
されているROM(リード・オンリ・メモリ)482と
各種データが格納されるワーキングメモリとしてのRA
M(ランダム・アクセス・メモリ)483とに接続され
ている。このコントローラ48は、走行状態を各センサ
から供給される各種検出信号に応じて判断し、ハイブリ
ッド車両の走行状態を決定するようになっている。
・電圧検出センサ42によって検出されるバッテリ41
の電流値及び電圧値からバッテリ41の充電残量(以
下、バッテリ残量という。)を算出すると共に、ナビゲ
ーション処理部50から供給される道路情報及び現在地
の情報に基づいて、バッテリ残量の目標値を設定し、バ
ッテリ電流・電圧検出センサ42の出力に基づいて算出
したバッテリ残量をバッテリ残量の目標値に近づけるよ
うにモータ10及びエンジン1の出力を調整するように
なっている。
利用して車両の位置を測定するGPS(Global Positio
ning System)受信装置511、路上に配置したビーコン
の位置情報を受信するビーコン受信装置512、方位セ
ンサ513、距離センサ514、舵角センサ515等が
使用される。なお、GPS受信装置511とビーコン受
信装置512は単独で位置測定が可能であるが、その他
の場合には距離センサ514と方位センサ513または
距離センサ514と舵角センサ515の組み合わせによ
り絶対位置を検出する。ここで、方位センサ513に
は、例えば、地磁気を検出して車両の方位を求める地磁
気センサ、車両の回転角速度を検出しその角速度を積分
して車両の方位を求めるガスレートジャイロや光ファイ
バジャイロ等のジャイロ、左右の車輪センサを配置しそ
の出力パルス差(移動距離の差)により車両の旋回を検
出することで方位の変位量を算出するようにした車輪セ
ンサ等が使用される。距離センサ514には、例えば車
輪の回転数を検出して計数するものや加速度を検出して
2回積分するものや、その他の計測手段が使用される。
また、舵角センサ515には、例えばハンドルの回転部
に取り付けた光学的な回転センサや回転抵抗ボリューム
等が使用されるが、車輪部に取り付ける角度センサでも
よい。
装置522と、音声出力装置523とを備えている。入
力装置522からは走行開始時の現在地(出発地点)や
目的地(到着地点)が入力されるようになっており、こ
の入力装置522としては、ジョイスティックやキー、
タッチパネル、マウス、ライトペン、或いは表示装置5
21の画面と結合し画面にキーやメニューを表示してそ
の画面から入力するもの等の各種入力装置が使用され
る。表示装置521には、ナビゲーションシステムにお
いて、ユーザの要求に応じて設定された経路が表示され
たり、走行する経路に沿って案内図が表示される。ま
た、交差点や経路途中における特徴的な写真が写し出さ
れたり、交差点までの残り距離、次の交差点での進行方
向が表示されたり、その他各種の案内情報が表示される
ようになっている。
プレイ、プラズマディスプレイ、フロントガラス部にホ
ログラムを投影するホログラム装置等が使用される。音
声出力装置523は、ナビゲーションシステムにおける
音声による案内情報を適宜出力する。例えば、案内地点
となっている交差点の300m手前や、交差点の直前で
「300m先の/次の交差点を右折/左折/直進してく
ださい」等の案内情報を出力する。この音声による案内
情報には、予めCD−ROM等に録音された音声や、音
声合成装置による合成音が使用される。
CPUと、ナビゲーションプログラム等の各種プログラ
ムが格納されているROMと、ワーキングメモリとして
のRAMとを備えている。ナビゲーション処理部50
は、入力装置522から目的地が入力指定されると、R
OMに格納されているナビゲーションプログラムに従っ
て、データファイル53に記憶されている各種データを
読み出し、これらを演算処理してRAMに格納し、必要
な情報を入出力部52に供給すると共に、現在地の情報
とこの現在地の近傍の道路網データである道路情報とを
コントローラ48に供給するようになっている。
ァイル531、交差点データファイル532、ノードデ
ータファイル533、道路データファイル534、探索
データファイル535及び写真データファイル536を
備えている。これら各ファイルには、例えば、フロッピ
ーディスク、ハードディスク、CD−ROM、光ディス
ク、磁気テープ、ICカード、光カード等の各種記憶装
置が使用される。
は、表示装置521に描画される描画地図データが格納
されている。この描画地図データには、階層化された地
図、例えば最上位層から日本、関東地方、東京、神田と
いった階層毎に描画地図データが格納されている。そし
て、各描画地図データは、例えば、海岸線ノード列、県
境ノード列、国道ノード列、高速道ノード列、国道番
号、都市名等の各種データが存在し、これらに従って、
表示装置521に地図が描画されることとなる。写真デ
ータファイル536には、各交差点や直進中に見える特
徴的な風景等を撮影した写真がその写真番号と対応して
格納されている。この写真データは、表示装置521の
形式によって、ディジタル、アナログデータとして格納
され、またはネガフィルム等の形式で格納されるように
なっている。
データファイル532、ノードデータファイル533、
道路データファイル534のそれぞれに格納された交差
点データ、ノードデータ、道路データからなる道路網デ
ータである。交差点データファイル532には、交差点
番号のそれぞれに対応して、交差点名、その交差点の緯
度と経度、当該交差点が始点となっている道路のうち一
番番号の小さい道路番号、当該交差点が終点となってい
る道路のうち一番番号の小さい道路番号、信号の有無
が、交差点データとして格納されている。道路データフ
ァイル534には、道路番号のそれぞれに対応して、始
点の交差点番号、終点の交差点番号、同じ始点を持つ道
路のうち番号が次のもの、同じ終点を持つ道路のうち番
号が次のもの、道路の太さ、禁止情報、案内不要情報、
後述の写真データの写真番号、ノード数、ノード列デー
タの先頭アドレス、道路の長さ等が格納されている。ノ
ードデータファイル533には、コース上の特徴点でセ
ンサ等で検出できる横断歩道やトンネル等についての情
報からなるノードデータが格納されている。ノードデー
タは、道路上の1地点に関するデータであり、ノード間
を接続するものをアークと呼ぶと、複数のノード列のそ
れぞれの間をアークで接続することによって道路が表現
される。また、ノードデータは、東経、北緯、標高、属
性等のデータを含んでいる。
により生成された交差点列データ、ノード列データが格
納される。交差点列データは交差点名、交差点番号、そ
の交差点の特徴風景等を撮影した写真番号、曲がる角
度、距離等の情報からなり、また、ノード列データは、
そのノード位置を表す東経、北緯及び標高、そして交差
点番号、属性、角度、距離等の情報からなる。しかも、
これらのデータは、案内不要の交差点を除いた、案内を
要する交差点のみのデータからなる。ナビゲーション処
理部50は、入力装置522より入力された現在地及び
目的地に基づいて、交差点データ、道路データ及びノー
ドデータ等を用いて経路探索を行うと共に、絶対位置検
出用装置51によって随時現在位置を正確に認識しなが
ら車両の走行を正確に把握して運転者に対して目的地ま
での適切な走行経路を指示する。
本実施例のハイブリッド車両において、目的地が設定さ
れているときにおけるバッテリ41の充電状態の制御の
動作について説明する。この動作では、まず、ナビゲー
ション処理部50が目的地を入力し(ステップ10
1)、経路探索を行う(ステップ102)。次に、コン
トローラ48が、バッテリ電流・電圧検出センサ42よ
りバッテリ41の電流値及び電圧値を入力し(ステップ
103)、この電流値及び電圧値からバッテリ残量C1
を算出する(ステップ104)。コントローラ48は、
次に、ナビゲーション処理部50から供給される道路情
報及び現在地の情報に基づいて、走行経路上のバッテリ
残量の目標値のスケジューリングを行う(ステップ10
5)。これは、交差点間の道路毎に、種別、幅、標高、
制限速度等の情報から必要な走行出力を推定し、経路を
走行するにあたって、どこでどのくらいのバッテリ残量
があればよいかを設定することである。
行中か否かを判断し(ステップ106)、探索経路を走
行中ではない場合(N)は図2に示した動作を終了す
る。探索経路を走行中の場合(ステップ106;Y)に
は、コントローラ48は、現在地の目標バッテリ残量C
2を入力し(ステップ107)、実際のバッテリ残量C
1を目標バッテリ残量C2に近づけるように充電要求レ
ベルLcを設定する(ステップ108)。コントローラ
48は、次に、センサ部49から、アクセル開度やブレ
ーキペダルの踏み込み量等の車両状態の情報を入力し
(ステップ109)、この車両状態の情報及び充電要求
レベルLcからモータ10とエンジン1の出力を調整す
るためのモータ指令値及びエンジン指令値を演算し(ス
テップ110)、モータ指令値をドライバ43に出力す
る(ステップ111)と共に、エンジン指令値をエンジ
ン制御機構44に出力して(ステップ112)、図2に
示す動作を終了する。なお、経路走行中は、図2に示し
た動作を繰り返し実行して、随時、実際のバッテリ残量
C1を目標バッテリ残量C2に近づける制御を行う。
ているときにおけるバッテリ41の充電状態の制御の具
体的な動作例について説明する。図3(a)は、標高線
61とナビゲーションシステムで探索され設定された走
行経路62を示している。なお、標高線61は内側の線
ほど標高が高いことを表している。また、走行経路62
のうち、符号621は現在地、627は目的地、62
2、626は地方道、623、625は県道等、624
は高速道を示している。
62を走行する際に必要なエネルギ量と距離との関係を
示している。この図において、符号63は地方道622
を走行する領域、64は県道等623を走行する領域、
65は高速道624を走行する領域、66は登坂部、6
7は降坂部を示している。また、符号68は必要エネル
ギ量が零のレベルを示しており、このレベル68より下
側ではエネルギが余ることになる。また、符号69はエ
ンジン1の最大出力レベルを表している。このエンジン
1の最大出力レベル69より下側の領域71はエンジン
1が最大に出力できる領域、すなわち充電走行が可能な
領域であり、エンジン1の最大出力レベル69より上側
の領域72は最低限、バッテリ41から放電してモータ
10を駆動させなければならない領域であり、必要エネ
ルギ量が零のレベル68より下側の領域73は最低、バ
ッテリ41を回生充電しなければならない領域である。
で、バッテリ残量(SOC)を絶えず80%に保つよう
な制御をした場合において、図3(a)に示した走行経
路62を走行する際の距離とバッテリ残量との関係を示
している。なお、バッテリ残量を80%に保つのは、い
つでも回生充電できるようにある程度の余裕が必要なこ
とと、100%に近いと充電効率が低下するためであ
る。この図に示すように、従来の制御では、登坂部66
を登り終えるとバッテリ残量がかなり減少(例えば50
%に減少)する。このようにかなりバッテリ残量が減少
した状態でバッテリ41の充電を繰り返すとバッテリ4
1の寿命を短くしてしまう。また、バッテリ41の容量
が小さい場合には、電力の不足から速度低下、走行不能
に陥る場合もある。
両で、図3(a)に示した走行経路62を走行する際の
距離とバッテリ残量との関係を示している。本実施例で
は、予め、ナビゲーションシステムによって、この先
に、登坂部66と降坂部67があることが分かっている
ので、登坂部66を登る前に、バッテリ残量が100%
近くになるまでバッテリ41を充電するようにバッテリ
残量の目標値のスケジューリングを行い、実際のバッテ
リ残量C1を目標バッテリ残量C2に近づけるようにモ
ータ10とエンジン1の出力を調整する。従って、図3
(d)に示すように、登坂部66を登る前に、バッテリ
残量が100%近くになるまでバッテリ41が充電さ
れ、登坂部66を登り終えたときのバッテリ残量の低下
を抑えることができる。その結果、登坂部66を登り終
えてから急速充電することを防止でき、従来のように例
えば50%と100%の間で充放電を繰り返すよりも、
本実施例のように例えば70%と100%の間で充放電
を繰り返す方がバッテリ41の寿命を延ばすことができ
る。
ているときにおけるバッテリ41の充電状態の制御の具
体的な他の動作例について説明する。図4(a)は、標
高線61とナビゲーションシステムで探索され設定され
た走行経路62を示している。なお、この例では、走行
経路62は県道等であり、また、登坂部と降坂部が離れ
ているものとする。
62を走行する際に必要なエネルギ量と距離との関係を
示している。この例では、大きなエネルギを必要とする
登坂部66がしばらくあって、次にエネルギをあまり必
要としない領域75が続き、その後で降坂部67がある
ものとする。
で、バッテリ残量(SOC)を絶えず80%に保つよう
な制御をした場合において、図4(a)に示した走行経
路62を走行する際の距離とバッテリ残量との関係を示
している。この図に示すように、従来の制御では、登坂
部66を登り終えると、登坂部66で使ってしまったエ
ネルギをすぐに取り戻そうとして、バッテリ残量を80
%に戻すように回生充電することになる。しかし、しば
らくすると降坂部67があることが分かっていないため
に、降坂部67になるとまた充電をすることになり、こ
のとき、過充電となってしまい、過剰なエネルギを例え
ば放電抵抗器で熱として排出したりすることになり、エ
ネルギを無駄にすることになる。また、負荷変動の激し
く起こりうるエンジン走行となってしまい、排ガスが多
くなる。
両で、図4(a)に示した走行経路62を走行する際の
距離とバッテリ残量との関係を示している。本実施例で
は、予め、ナビゲーションシステムによって、この先
に、登坂部66の後に、しばらくしてから降坂部67が
あることが分かっているので、あまりエネルギを必要と
しない領域75では充電を行わず、降坂部67で充電す
るようにバッテリ残量の目標値のスケジューリングを行
い、実際のバッテリ残量C1を目標バッテリ残量C2に
近づけるようにモータ10とエンジン1の出力を調整す
る。従って、バッテリ41の過充電を防止してバッテリ
41の寿命を延ばすことができると共に、無駄なエンジ
ン駆動を少なくすることができ、排ガスを少なくするこ
とができる。
本実施例のハイブリッド車両において、目的地が設定さ
れていないときにおけるバッテリ41の充電状態の制御
の動作について説明する。この動作では、まず、コント
ローラ48が、バッテリ電流・電圧検出センサ42より
バッテリ41の電流値及び電圧値を入力し(ステップ2
01)、この電流値及び電圧値からバッテリ残量C1を
算出する(ステップ202)。コントローラ48は、次
に、ナビゲーション処理部50から供給される道路情報
と現在地の情報を入力する(ステップ203)。なお、
ナビゲーション処理部50は、経路誘導を行っていない
ときでも、コントローラ48からの要求に応じて道路情
報と現在地の情報を供給する。また、道路情報には、高
速道における料金所や一般道における交差点等の減速地
点の情報が含まれている。
ら車速の情報を入力し(ステップ204)、車速から車
両の持つ運動エネルギを算出する(ステップ205)。
そして、道路情報、現在地の情報、車両の持つ運動エネ
ルギ及び現在のバッテリ残量C1に基づいて、目標バッ
テリ残量C2を設定する(ステップ206)。続いて、
コントローラ48は、実際のバッテリ残量C1を目標バ
ッテリ残量C2に近づけるように充電要求レベルLcを
設定する(ステップ207)。そして、センサ部49か
ら、アクセル開度やブレーキペダルの踏み込み量等の車
両状態の情報を入力し(ステップ208)、この車両状
態の情報及び充電要求レベルLcからモータ10とエン
ジン1の出力を調整するためのモータ指令値及びエンジ
ン指令値を演算し(ステップ209)、モータ指令値を
ドライバ43に出力する(ステップ210)と共に、エ
ンジン指令値をエンジン制御機構44に出力して(ステ
ップ211)、図5に示す動作を終了する。
ていないときにおけるバッテリ41の充電状態の制御の
具体的な動作例について説明する。この例では、距離と
車速との関係が図6(a)に示すようになると予想され
る領域があるものとする。この図において、車速が小さ
くなる減速地点80としては、高速道における料金所や
一般道における交差点等が考えられる。このような距離
と車速との関係は、ナビゲーション処理部50から供給
される道路情報と現在地の情報から推測することができ
る。
行する際に必要なエネルギ量と距離との関係を示してい
る。図6(c)は、従来のハイブリッド車両で、バッテ
リ残量(SOC)を絶えず80%に保つような制御をし
た場合において、図6(a)に示した車速で走行する際
の距離とバッテリ残量との関係を示している。この図に
示すように、従来の制御では、図6(a)における加速
部81で使ってしまったエネルギをすぐに取り戻そうと
して、定速部82で、バッテリ残量を80%に戻すよう
に回生充電することになる。しかし、しばらくすると減
速部83があることが分かっていないために、減速部8
3になるとまた充電をすることになるが、このとき、既
にバッテリ残量が高くなっているため、過充電となって
しまったり、過充電とならない場合でも、バッテリ残量
が高いことから充電効率が悪く、十分な回生ができない
場合がある。
両で、図6(a)に示した車速で走行する際の距離とバ
ッテリ残量との関係を示している。本実施例では、予
め、定速部82の先に減速部83があることが分かって
いるので、定速部82では、現在の車速から車両の持つ
運動エネルギを算出し、現在のバッテリ残量C1と比較
して、目標バッテリ残量C2を、制御しようとするバッ
テリ残量(例えば80%)よりも車両の持つ運動エネル
ギ分だけ低い所に設定し、実際のバッテリ残量を目標バ
ッテリ残量C2に近づけるようにモータ10とエンジン
1の出力を調整する。すなわち、不意の減速時に回生す
るエネルギの分だけ余裕を持たせている。従って、減速
部83においても十分な回生を行うことができる。
ず、例えば、バッテリ残量を検出する手段としては、バ
ッテリ41の電流及び電圧から算出するものに限らず、
バッテリ41の比重から求めるものでもよい。また、本
発明はパラレルタイプ、シリアルタイプを問わず、全て
のハイブリッド車両に適用することができる。
報や減速地点の情報と現在地の情報とを用いてバッテリ
充電残量の目標地を設定する場合について説明したが、
本発明はこれらに限定されるものではない。例えば、道
路幅や、道路の制限速度等からも、現在地から先の走行
経路における走行状態を予測することができ、回生する
エネルギを算出することが可能である。従って、道路の
幅、道路の制限速度等の道路情報を用いて、現在地から
先の走行経路におけるバッテリ残量の目標値を設定する
ようにしてもよい。さらに、本発明の実施例では、バッ
テリ充電残量の目標値を80%として説明したが、本発
明ではこの値に限定されるものではなく、例えば82
%、85%、90%、95%、78%、75%、70%
等の種々の値とすることが可能である。これらの値は、
バッテリの種類等によって任意に選択され、また、同一
のバッテリに対して目標値を経時的に変化させるように
してもよい。
ッド車両の制御方法によれば、道路情報と現在地の情報
とに基づいて、バッテリ充電残量の目標値を設定し、バ
ッテリの充電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ようにしたので、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。また、エンジンの急負荷変動を少な
くできるので、無駄なエンジン駆動を少なくすることが
でき、排ガスを少なくすることが可能になると共に、燃
費の向上を計ることもできる。
路部分の構成を示すブロック図である。
ッテリの充電状態の制御の動作を示すフローチャートで
ある。
ッテリの充電状態の制御の具体的な動作例を示す説明図
である。
ッテリの充電状態の制御の具体的な他の動作例を示す説
明図である。
バッテリの充電状態の制御の動作を示すフローチャート
である。
バッテリの充電状態の制御の具体的な動作例を示す説明
図である。
Claims (10)
- 【請求項1】 車両の駆動力を発生させるモータとエン
ジンとを備えたハイブリッド車両において、 モータに電力を供給するバッテリと、 このバッテリの残量を検出するバッテリ残量検出手段
と、 車両の現在地を検出する現在地検出手段と、道 路情報を記憶する記憶手段と、 この記憶手段によって記憶された道路情報と前記現在地
検出手段によって検出された現在地とに基づいて、バッ
テリ残量の目標値を設定するバッテリ残量目標値設定手
段と、 前記バッテリ残量検出手段によって検出されたバッテリ
の残量を前記バッテリ残量目標値設定手段によって設定
された目標値に近づけるようにモータ及びエンジンの出
力を調整する出力調整手段とを具備することを特徴とす
るハイブリッド車両。 - 【請求項2】 車両の駆動力を発生させるモータとエン
ジンとを備えたハイブリッド車両において、 モータに電力を供給するバッテリと、 このバッテリの残量を検出するバッテリ残量検出手段
と、 車両の現在地を検出する現在地検出手段と、 道路情報を記憶する記憶手段と、 目的地を設定する目的地設定手段と、 前記道路情報及び前記目的地に基づいて、走行経路を検
索する経路検索手段と、 前記走行経路上のバッテリ残量の目標値を設定するバッ
テリ残量目標値設定手段と、 前記バッテリ残量検出手段によって検出されたバッテリ
の残量を前記バッテリ残量目標値設定手段によって設定
された目標値に近づけるようにモータ及びエンジンの出
力を調整する出力調整手段とを具備することを特徴とす
るハイブリッド車両。 - 【請求項3】 車速の情報を入力する車速入力手段と、 前記車速に基づき車両の運動エネルギを算出する運動エ
ネルギ算出手段とを有し、 前記バッテリ残量目標値設定手段は、前記算出された運
動エネルギに基づいて設定されることを特徴とする請求
項1に記載のハイブリッド車両。 - 【請求項4】 前記記憶手段によって記憶される道路情
報は標高の情報を含み、 前記バッテリ残量目標値設定手段は、前記標高の情報に
基づいてバッテリ残量の目標値を設定することを特徴と
する請求項1または2に記載のハイブリッド車両。 - 【請求項5】 前記記憶手段によって記憶される道路情
報は減速地点の情報を含み、 前記バッテリ残量目標値設定手段は、前記減速地点の情
報に基づいてバッテリ残量の目標値を設定することを特
徴とする請求項1または2に記載のハイブリッド車両。 - 【請求項6】 前記バッテリ残量目標値設定手段は、前
記記憶手段に記憶された道路情報における交差点間の道
路毎に算出することを特徴とする請求項1または2に記
載のハイブリッド車両。 - 【請求項7】 前記バッテリ残量目標値設定手段は、前
記記憶手段に記憶された道路情報における道路幅及び制
限速度に基づいて設定されることを特徴とする請求項1
または2に記載のハイブリッド車両。 - 【請求項8】 前記バッテリはコンデンサを含むことを
特徴とする請求項1から請求項7のうちのいずれか1の
請求項に記載したハイブリッド車両。 - 【請求項9】 車両の駆動力を発生させるモータ及びエ
ンジンとを備えたハイブリッド車両の制御方法におい
て、 車速に基づいて車両の運動エネルギを算出するステップ
と、 記憶手段に記憶された道路情報と検出された現在地及び
前記運動エネルギに基 づいて、前記モータに電力を供給
するバッテリの残量の目標値を設定するステップと、 設定されたバッテリ残量の目標値に近づけるように前記
モータ及び前記エンジンの出力を制御するステップとを
備えたことを特徴とするハイブリッド車両の制御方法。 - 【請求項10】 距離と車速との関係を道路情報と現在
地の情報から推測するステップを備え、 前記モータに電力を供給するバッテリの残量の目標値を
設定するステップは、推測した距離と車速との関係か
ら、定速部の先に減速部が存在する場合に、該定速部に
おける前記バッテリ残量の目標値を前記算出した運動エ
ネルギ分だけ低く設定することを特徴とする請求項9に
記載のハイブリッド車両の制御方法。
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