JP2004248455A

JP2004248455A - Drive control system of hybrid vehicle

Info

Publication number: JP2004248455A
Application number: JP2003037258A
Authority: JP
Inventors: Nobuaki Miki; 修昭三木; Hideto Miyazaki; 秀人宮崎
Original assignee: Aisin AW Co Ltd
Current assignee: Aisin AW Co Ltd
Priority date: 2003-02-14
Filing date: 2003-02-14
Publication date: 2004-09-02
Anticipated expiration: 2023-02-14
Also published as: JP3933056B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To set a proper operation schedule by predicting a traveling pattern that is sufficiently reflected with a driving property of a driver, and sufficiently reduce fuel consumption. <P>SOLUTION: This drive control system comprises a course setting means that sets a course to a destination; a memory processing means that stores and statistically processes traveling data of the set course and traveling environment information; a predicting means that predicts the traveling pattern of the set course based on present traveling environment information and the stored traveling data; and a control means that sets the operation schedules of an engine 21 and a motor 24 based on the predicted traveling pattern, and controls operations of the engine 21 and the motor 24 according to the set operation schedules. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハイブリッド車両の駆動制御システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車両の動力源として内燃機関等のエンジンとバッテリ（蓄電池等の二次電池）などの蓄電手段から供給される電力によって回転する交流モータ等のモータとを併用したハイブリッド車両が提供されている。そして、該ハイブリッド車両においては、前記動力源である交流モータが、車両の減速運転時には発電機として機能し、いわゆる、回生電流を発生する場合には、前記車両の減速運転時に回生電流がバッテリに供給され、該バッテリが再充電される。そのため、該バッテリが常時充電され、前記エンジンの出力だけでは要求出力に満たない場合等には、前記バッテリからインバータを介して、モータに電流が自動的に供給されるようになっているので、車両は各種の走行モードにおいて、安定して走行することができる。また、前記エンジンの消費する燃料を少なくすることができる。
【０００３】
そして、該エンジンの消費する燃料をできる限り少なくするために、目的地までの経路の道路状況に応じて燃料消費量が最少となるように、エンジン及びモータの運転スケジュールを設定する技術が提案されている（例えば、特許文献１及び２参照。）。この場合、目的地までの経路を複数の区間に分割し、ナビゲーション装置から道路データと走行履歴とを取得して各区間毎の車速パターンを推定し、推定した車速パターンとエンジンの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少となるように、エンジン及びモータの運転スケジュールを設定するようになっている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−３３３３０５号公報
【０００５】
【特許文献２】
特開２００１−１８３１５０号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来のハイブリッド車両の駆動制御システムにおいては、ナビゲーション装置から、静的な要素である道路種別毎の走行データ及び交差点毎の走行データを走行履歴として取得するようになっている。そのため、通勤、通学等のために繰り返し走行する道路における運転者の運転特性を十分に反映した走行パターンを予測することができず、適切な運転スケジュールを設定することができない。したがって、ハイブリッド車両の燃料消費量を十分に低減することができなくなってしまう。
【０００７】
本発明は、前記従来のハイブリッド車両の駆動制御システムの問題点を解決して、運転者の運転特性を十分に反映した走行パターンを予測して、適切な運転スケジュールを設定することができ、燃料消費量を十分に低減することができるハイブリッド車両の駆動制御システムを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
そのために、本発明のハイブリッド車両の駆動制御システムにおいては、目的地までの経路を設定する経路設定手段と、設定された経路の走行データ及び走行環境情報を記憶して統計的に処理する記憶処理手段と、現在の走行環境情報と記憶された走行データとに基づいて、前記設定された経路の走行パターンを予測する予測手段と、予測された走行パターンに基づいてエンジン及びモータの運転スケジュールを設定し、設定された運転スケジュールに従って前記エンジン及びモータの動作を制御する制御手段とを有する。
【０００９】
本発明の他のハイブリッド車両の駆動制御システムにおいては、さらに、前記制御手段は、前記予測された走行パターンに基づいて、エンジンの燃料消費量が最少となる運転スケジュールを設定する。
【００１０】
本発明の更に他のハイブリッド車両の駆動制御システムにおいては、さらに、前記制御手段は、前記予測された走行パターンにおいて、回生区間を設定する。
【００１１】
本発明の更に他のハイブリッド車両の駆動制御システムにおいては、さらに、前記予測手段は、交通状況に応じて予測された走行パターンを補正する。
【００１２】
本発明の更に他のハイブリッド車両の駆動制御システムにおいては、さらに、前記走行環境情報は、走行パターンの変動要因となる情報である。
【００１３】
本発明の更に他のハイブリッド車両の駆動制御システムにおいては、さらに、前記変動要因は、時刻、日付、曜日、天候又はイベントの少なくとも一つである。
【００１４】
本発明の更に他のハイブリッド車両の駆動制御システムにおいては、さらに、前記記憶処理手段は、所定期間の走行パターンを記憶して統計的に処理する。
【００１５】
本発明の更に他のハイブリッド車両の駆動制御システムにおいては、さらに、前記制御手段は、ＳＯＣに応じて運転スケジュールを変更する。
【００１６】
本発明の更に他のハイブリッド車両の駆動制御システムにおいては、さらに、前記制御手段は、車両が設定された経路から外れたときにナビゲーション情報に基づいて運転スケジュールを再設定する。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１８】
図１は本発明の実施の形態におけるハイブリッド車両の駆動制御システムの構成を示す概念図、図２は本発明の実施の形態におけるハイブリッド車両の駆動制御用テーブルの例を示す図である。
【００１９】
図１において、１０は本実施の形態におけるハイブリッド車両の駆動制御システムであり、２０は本実施の形態におけるハイブリッド車両の駆動装置である。ここで、２１はガソリン、軽油等の燃料によって駆動される内燃機関等のエンジンであり、図示されないＥＣＵ等のエンジン制御装置を備え、乗用車、バス、トラック等の車両用の動力源として使用される。そして、前記エンジン２１の駆動力は、図示されない変速機、駆動軸、駆動輪等を備える駆動力伝達装置２５に伝達され、前記駆動輪が回転することによって前記車両が駆動される。なお、前記駆動力伝達装置２５にはドラムブレーキ、ディスクブレーキ等の制動装置を配設することもできる。
【００２０】
ここで、前記車両は、ハイブリッド車両であり、電力によって回転する交流モータ等のモータ２４を有し、車両用の動力源としてエンジン２１とモータ２４とを併用して使用する。そして、該モータ２４は蓄電手段としてのバッテリ２３から供給される電力によって駆動力を発生し、該駆動力は前記駆動力伝達装置２５の駆動輪に伝達される。また、前記駆動力伝達装置２５には、交流発電機等の発電機２２が接続され、車両の減速運転時に回生電流を発生するようになっている。そして、前記発電機２２が発生した回生電流は前記バッテリ２３に供給され、該バッテリ２３が充電される。また、前記エンジン２１の駆動力によって発電機２２に電流を発生させることもできる。なお、前記モータ２４は交流モータであることが望ましく、この場合、図示されないインバータを備える。同様に、発電機２２も交流発電機であることが望ましく、この場合、図示されないインバータを備える。さらに、前記バッテリ２３は、蓄電量であるＳＯＣ（ＳｔａｔｅＯｆＣｈａｒｇｅ）を検出するための図示されない容量検出センサを備える。
【００２１】
なお、前記モータ２４は、発電機２２と一体的に構成されたものであってもよい。この場合、前記モータ２４は、バッテリ２３から電力が供給されるときは駆動力を発生して動力源として機能し、車両の制動時等のように駆動力伝達装置２５によって回転させられるときは回生電流を発生する発電機２２として機能する。
【００２２】
また、バッテリ２３は充電と放電とを繰り返すことができる蓄電手段としての二次電池であり、鉛蓄電池、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池等が一般的であるが、電気自動車等に使用される高性能鉛蓄電池、リチウムイオン電池、ナトリウム硫黄電池等であってもよい。なお、前記蓄電手段は、必ずしもバッテリ２３でなくてもよく、電気二重層コンデンサのようなコンデンサ（キャパシタ）、フライホイール、超伝導コイル、蓄圧器等のように、エネルギを電気的に蓄積し放電する機能を有するものであれば、いかなる形態のものであってもよい。さらに、これらの中のいずれかを単独で使用してもよいし、複数のものを組み合わせて使用してもよい。例えば、バッテリ２３と電気二重層コンデンサとを組み合わせて、蓄電手段として使用することもできる。
【００２３】
そして、２６はメイン制御装置であり、図示されないＣＰＵ、ＭＰＵ等の演算手段、半導体メモリ、磁気ディスク等の記憶手段、通信インターフェイス等を備える一種のコンピュータであり、走行パターン予測部１１、前記容量検出センサ及び走行データ取得部１４の各種センサからの信号に基づいて、前記エンジン２１、エンジン制御装置、モータ２４、発電機２２及びインバータの動作を制御する。ここで、前記センサは、アクセルセンサ、ブレーキセンサ等であり、車両の運転者の操作に関連した情報を検出してメイン制御装置２６に送信する。
【００２４】
なお、該メイン制御装置２６は、通常、車両の走行パターンによってエンジン２１とモータ２４との使用割合を、例えば、図２に示されるように制御する。この場合、車両走行時の出力を１００〔％〕とし、すなわち、エンジン２１とモータ２４との両方の出力を合わせて１００〔％〕とする。例えば、＋８〔％〕以上の登坂路において、エンジン２１が車両の全出力中の８０〔％〕使用割合に対してモータ２４が全出力中の２０〔％〕使用割合であるのを、エンジン２１が全出力中の７０〔％〕使用割合に対してモータ２４が車両の全出力中の３０〔％〕使用割合にしてもよい。また、設定値は一例であり、他の値が設定されてもよい。なお、図２に示される使用割合は一例に過ぎず、登坂路又は降坂路の別、車速、エンジン、モータの欄に示される数値は適宜変更することができる。さらに、図２に示されるものと全く相違するテーブルを使用して、車両の走行時における全出力に対するエンジン２１とモータ２４との使用割合を設定することもできる。
【００２５】
また、図１において、１２は、地図データ、道路データ、探索データ等の通常のナビゲーション装置におけるナビゲーション処理に使用されるデータとしてのナビゲーション情報が格納されているナビゲーションデータベース、１３は道路の標高、勾（こう）配等のデータが格納されている道路勾配データベース、１５は時刻、日時、渋滞情報、気象情報等の車両の走行環境に関するデータを取得する走行環境情報取得部である。なお、走行データ取得部１４は、各種センサを備え、車速、ブレーキの作動状態、アクセル開度等の車両の走行状態に関するデータを取得する、そして、前記走行パターン予測部１１は、図示されないＣＰＵ、ＭＰＵ等の演算手段、半導体メモリ、磁気ディスク等の記憶手段、通信インターフェイス等を備える一種のコンピュータであり、前記ナビゲーションデータベース１２、道路勾配データベース１３、走行データ取得部１４及び走行環境情報取得部１５からデータを取得し、車両の現在位置の表示、目的地までの経路探索等のナビゲーション処理を実行するとともに、運転者の運転特性を反映した走行パターンを予測する走行パターン予測処理を実行する。なお、前記走行パターン予測部１１は、図示されない操作キー、押しボタン、ジョグダイヤル、十字キー、リモートコントローラ等を備える入力部、ＣＲＴディスプレイ、液晶ディスプレイ、ＬＥＤ（ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ）ディスプレイ、プラズマディスプレイ、フロントガラスにホログラムを投影するホログラム装置等を備える表示部、マイクロホン等によって構成される音声入力部、音声合成装置、スピーカ等を備える音声出力部、及び、ＦＭ送信装置、電話回線網、インターネット、携帯電話網等との間で各種データの送受信を行う通信部を有することが望ましい。
【００２６】
そして、前記ナビゲーションデータベース１２は、各種のデータファイルから成るデータベースを備え、経路を探索するための探索データの他、前記表示部の画面に、探索された経路に沿って案内図を表示したり、交差点又は経路における特徴的な写真、コマ図等を表示したり、次の交差点までの距離、次の交差点における進行方向等を表示したり、他の案内情報を表示したりするために、地図データ、施設データ等の各種のデータを記録する。なお、前記ナビゲーションデータベース１２には、所定の情報を音声出力部によって出力するための各種のデータも記録される。
【００２７】
ここで、前記探索データには、交差点データ、道路データ、交通規制データ及び経路表示データが含まれる。そして、前記交差点データには、データが格納されている交差点の数に加え、それぞれの交差点に関するデータが交差点データとして、識別するための番号が付与されて格納されている。さらに、それぞれの前記交差点データには、該当する交差点に接続する道路、すなわち、接続道路の数に加え、それぞれの接続道路を識別するための番号が付与されて格納されている。なお、前記交差点データには、交差点の種類、すなわち、交通信号灯器の設置されている交差点であるか、又は、交通信号灯器の設置されていない交差点であるかの区別が含まれていてもよい。
【００２８】
また、前記道路データには、データが格納されている道路の数に加え、それぞれの道路に関するデータが道路データとして、識別するための番号が付与されて格納されている。そして、それぞれの前記道路データには、道路種別、それぞれの道路の長さとしての距離、それぞれの道路を走行するのに要する時間としての旅行時間等が格納されている。さらに、前記道路種別には、国道、県道、主要地方道、一般道、高速道路等の行政道路属性が含まれる。
【００２９】
なお、前記道路データには、道路自体について、幅員、勾配、カント、高度、バンク、路面の状態、中央分離帯があるか否か、道路の車線数、該車線数の減少する地点、幅員の狭くなる地点等のデータが含まれることが望ましい。そして、高速道路や幹線道路の場合、対向方向の車線のそれぞれが別個の道路データとして格納され、二条化道路として処理される。例えば、片側二車線以上の幹線道路の場合、二条化道路として処理され、上り方向の車線と下り方向の車線とは、それぞれ、独立した道路として道路データに格納される。さらに、コーナについては、曲率半径、交差点、Ｔ字路、コーナの入口等のデータが含まれることが望ましい。また、踏切、高速道路出入口ランプウェイ、高速道路の料金所、降坂路、登坂路等の道路属性が含まれていてもよい。
【００３０】
また、前記道路勾配データベース１３は、国土地理院によって公開されている等高線、５０〔ｍ〕メッシュのメッシュ標高データ、１０〔ｍ〕メッシュのメッシュ標高データ等の標高データに基づいて算出された道路上の各ノード点における標高や勾配のデータを格納する。なお、該データには、標高や勾配に関する設計データ、実測データ等が入手可能なトンネルや橋などの構造物のデータが含まれていることが望ましい。
【００３１】
前記ナビゲーションデータベース１２及び道路勾配データベース１３の有するデータは、半導体メモリ、磁気ディスク等の記憶手段に格納されている。そして、該記憶手段は、磁気テープ、磁気ディスク、磁気ドラム、フラッシュメモリ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＤ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、光ディスク、ＭＯ、ＩＣカード、光カード、メモリカード等、あらゆる形態の記憶媒体を含むものであり、取り外し可能な外部記憶媒体を使用することもできる。
【００３２】
また、前記走行データ取得部１４は、ＧＰＳ（ＧｌｏｂａｌＰｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇＳｙｓｔｅｍ）衛星からのＧＰＳ情報を受信するＧＰＳセンサ、車両の向いている方位を検出する方位センサ、アクセル開度を検出するアクセル開度センサ、運転者が操作するブレーキペダルの動きを検出するブレーキスイッチ、運転者が操作するステアリングの舵（だ）角を検出するステアリングセンサ、運転者が操作するウィンカスイッチの動きを検出するウィンカセンサ、運転者が操作する変速機のシフトレバーの動きを検出するシフトレバーセンサ、車両の走行速度、すなわち、車速を検出する車速センサ、車両の加速度を検出する加速度センサ、車両の向いている方位の変化を示すヨーレイトを検出するヨーレイトセンサ等を有する。そして、走行データは、車両の現在位置、アクセル開度、運転者が操作するブレーキペダルの動き、運転者が操作するステアリングの舵角、運転者が操作するウィンカスイッチの動き、運転者が操作する変速機のシフトレバーの動き、車速、車両の加速度、車両の向いている方位の変化を示すヨーレイト等を含んでいる。
【００３３】
そして、前記走行環境情報取得部１５は、時計、カレンダー等を備え、現在の時刻、日付、曜日、車両が出発した日時等の日時情報を格納する。また、前記走行環境情報取得部１５は、例えば、ＶＩＣＳ（Ｒ）（ＶｅｈｉｃｌｅＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ＆ＣｏｍｕｎｉｃａｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍ）と称される道路交通情報通信システムにおいて、警察、日本道路公団等の交通管制システムの情報を収集して作成した道路の渋滞等に関する情報、交通規制情報、道路工事等に関する工事情報等の道路交通情報を取得して格納する。さらに、前記走行環境情報取得部１５は、祭り、パレード、花火大会等のイベントの開催予定場所、予定日時等のイベント情報、例えば、駅周辺や大型商業施設周辺の道路には週末を除く毎日の特定時刻に渋滞が発生するとか、海水浴場周辺の道路には夏季休暇時期に渋滞が発生する等の統計的渋滞情報、気象庁が作成する天気予報等の気象情報等も取得して格納することが望ましい。前記走行環境情報取得部１５に格納されている車両が走行する環境に関する情報としての走行環境情報は、現在の時刻、日付、曜日、車両が出発した日時、天気、道路の渋滞情報、交通規制情報、道路工事情報、イベント情報等を含んでいる。
【００３４】
本実施の形態のハイブリッド車両の駆動制御システム１０においては、前記走行パターン予測部１１が走行パターン予測処理を実行して走行パターンを予測すると、メイン制御装置２６は、前記走行パターンに基づいて、エンジン２１とモータ２４との使用割合のスケジュールを設定し、該スケジュールに従ってエンジン２１及びモータ２４の運転状態並びにバッテリ２３のＳＯＣを制御するようになっている。そして、機能の観点から、前記ハイブリッド車両の駆動制御システム１０は、経路設定手段と、記憶処理手段と、予測手段と、制御手段とを有する。ここで、前記経路設定手段は、目的地までの経路を設定するものであり、走行パターン予測部１１が対応する。また、前記記憶処理手段は、設定された経路の走行データ及び走行環境情報を記憶し統計的に処理するものであり、走行パターン予測部１１が対応する。さらに、前記予測手段は、現在の走行環境情報と記憶された走行データとに基づいて、設定された経路の走行パターンを予測するものであり、走行パターン予測部１１が対応する。さらに、前記制御手段は、予測された走行パターンに基づいてエンジン２１及びモータ２４の運転スケジュールを設定し、設定された運転スケジュールに従ってエンジン２１及びモータ２４の動作を制御するものであり、メイン制御装置２６が対応する。
【００３５】
次に、前記走行パターン予測処理の基本的な考え方について説明する。
【００３６】
図３は本発明の実施の形態における走行パターンの概念を示す図、図４は本発明の実施の形態における走行パターンを解析するための考え方を示す図、図５は本発明の実施の形態における走行パターンの例を示す図、図６は本発明の実施の形態における走行パターンの変動の例を示す図である。
【００３７】
一般的に、ハイブリッド車両においては、リアルタイムな運転者の運転操作の要求及び蓄電手段の要求に適合するように、車両の走行制御が行われる。しかしながら、ハイブリッド車両の一般的な走行制御においては、次の（１）〜（８）のような問題がある。
（１）加速してすぐに停止するような走行パターンや、加減速が多い走行パターンにおいては、頻繁にエンジンのＯＮ・ＯＦＦがおこり、走行効率が悪い。
（２）バッテリの蓄電量が多く、かつ、車両を走行させるのに必要なパワーが小さいときであっても、エンジンが作動していることがある。
（３）発進から停止までに車両を走行させるのに必要なエネルギーが小さいときであっても、エンジンが作動していることがある。
（４）渋滞時や低速走行時のように車両を走行させるのに必要なパワーが小さいときであっても、バッテリの蓄電量が少なくなると、発電機によって電流を発生させるために、エンジンが作動していることがある。
（５）降坂時や減速時のように回生電流が発生されるときであっても、バッテリのＳＯＣの管理幅によっては、回生することができないことがある。
（６）定常走行のように車両を走行させるのに必要なエネルギーが小さい場合にエンジンが作動しているときは、発電機が電流を発生しているが、バッテリのＳＯＣの管理幅によっては、蓄電することができないことがある。
（７）減速時や停止直前であっても、エンジンが作動していることがある。
（８）夏季などは、停止時であっても、エアコンを作動させるためにエンジンが作動していることがある。
【００３８】
このような問題を解決するためには、経路における前方の道路形状及び走行パターンを予測して、前記経路上を効率良く走行するためのスケジュールを設定し、該スケジュールに従ってエンジン２１及びモータ２４の運転状態並びにバッテリ２３のＳＯＣを制御することが必要である。そこで、本実施の形態においては、通勤、通学、買い物等のために定常的に走行する経路を走行する場合の走行パターンを解析し、変動要因を考慮して走行パターンを事前に予測することによって、前記経路上を効率良く走行するための運転スケジュールを設定する。
【００３９】
この場合、前記定常的に走行する経路とは、例えば、通勤経路のようにほぼ毎日走行する定まった経路であるが、走行する頻度は、毎日である必要はなく、一日おきであっても一週間に一度程度であってもよく、また、定期的でなくてもよく、適宜定めることができる。また、前記定常的に走行する経路を走行する時間帯も、例えば、朝の通勤時間帯のようにほぼ一定であってもよいし、帰りの通勤時間帯のように毎日変動するものであってもよい。また、前記定常的に走行する経路の長さも、例えば、２〜３〔ｋｍ〕のように短くてもよいし、１００〔ｋｍ〕のように長くてもよい。なお、前記定常的に走行する経路は、往路と復路とでは別個の経路として把握するものとする。
【００４０】
そして、前記定常的に走行する経路を走行する場合の走行パターンは、図３に示されるように、毎回ほぼ一定の基本的な部分としての基本走行部と、変動要因によって影響され、走行する度に変動する部分としての変動走行部とから成るものと考えることができる。なお、図３において、横軸は日数を示し、縦軸は前記定常的に走行する経路の所要時間を取ってある。
【００４１】
この場合、走行パターンに影響を及ぼす前記変動要因としては、例えば、天候、時間帯、曜日、決済日、期末等が考えられる。前記天候の場合、一般的に雨天であると交通の流れが遅くなり、同じ経路であっても所要時間が長くなる、というような影響を及ぼす。また、時間帯の場合、朝夕の通勤時間帯は渋滞が発生して所要時間が長くなり、夜中等は交通量が少ないので所要時間が短くなる、というような影響を及ぼす。また、曜日の場合、日曜日には交通量が少ないので所要時間が短くなる、というような影響を及ぼす。なお、前記決済日とは世間一般に取引上、会計上の締切として設定される五十日（ごとおび）や晦日（みそか）等の日であり、また、前記期末とは世間一般に決算期として設定される三月末、年末等の期間である。さらに、突発的な交通事故、原因不明の渋滞、祭り、デモンストレーション等のイベントや消火活動等による一時的な通行止め、道路工事等による所定期間の通行止めや通行規制等は、図３に示されるような偶発変動や短期変動を引き起こす変動要因として考えることができる。
【００４２】
また、前記基本走行部も、長期的に見ると変動することが考えられる。例えば、人口の増加等によって地域の交通量が全体的に増加すると所要時間が徐々に長くなる。また、道路が新設されたり増幅されたりすると、ステップ変動の要因となり、図３に示されるように、所要時間がステップ的に、かつ、継続的に短くなる。このように、変動要因は、変動走行部としての変動を引き起こす短期変動要因と、基本走行部を変動させる長期変動要因とから成る。
【００４３】
そして、前記変動要因は、走行環境情報の一種であるから、走行環境情報取得部１５に格納されている走行環境情報に基づいて、前記定常的に走行する経路を走行する場合の走行パターンを事前に予測することができる。本実施の形態においては、定常的に走行する経路を走行する場合の走行パターンを図４に示されるように解析する。
【００４４】
この場合、走行データ取得部１４及び走行環境情報取得部１５から取得した走行データ及び走行環境情報を何日（ｎ日）か分だけ蓄積する。なお、ｎは自然数であり、適宜設定することができる。そして、蓄積されたｎ日間の走行環境情報を日常的なもの、非日常的なもの、及び、短期間又は長期間継続するものの三種類に分類する。続いて、前記走行パターンに与える変動の大きさの観点から、前記日常的なものを変動の小さなものと比較的変動の大きなものとに分類する。なお、非日常的なもの、及び、短期間又は長期間継続するものは、変動の大きなものと考えることができる。そして、日常的なものであって変動の小さなものとしての走行環境情報には、出発時刻、曜日、日付等が含まれる。また、日常的なものであって比較的変動の大きなものとしての走行環境情報には、雨のような天候、曜日の中の祝日等が含まれる。さらに、非日常的なものとしての走行環境情報には、イベントの行われる日であるイベント日等が含まれ、短期間又は長期間継続するものとしての走行環境情報には、出発時刻の変更等が含まれる。
【００４５】
そして、前記日常的なものであって変動の小さなものとしての走行環境情報は、定常的に走行する経路を走行する場合の走行パターンにおける基本的なパターンとしての基本の走りに対応する。また、日常的なものであって比較的変動の大きなものとしての走行環境情報は、前記走行パターンにおける特別なパターンとしての雨の走り、祝日の走り等に、それぞれ、対応する。さらに、非日常的なものとしての走行環境情報は、前記走行パターンにおける特別なパターンとしてのイベント日の走り等に対応し、短期間又は長期間継続するものとしての走行環境情報は短期間又は長期間変動が継続した後の基本の走りに対応する。
【００４６】
図５には、所定の通勤経路を定常的に走行する経路として設定し、該経路を走行するための所要時間をほぼ六週間（４２日間）に亘（わた）って計測した結果に基づいて作成した走行パターンが示されている。図５において太線は、走行パターンにおける基本的なパターンとしての基本の走りを示している。また、◆は日常的なものであって変動の小さなものとしての走行環境情報に対応する変動を示し、■は日常的なものであって比較的変動の大きなものとしての走行環境情報に対応する変動を示し、▲は非日常的であって変動の大きなものとしての走行環境情報に対応する変動を示し、●は短期間又は長期間継続するものとしての走行環境情報に対応する変動を示している。
【００４７】
図６には、所定の通勤経路を定常的に走行する経路として設定し、該経路を走行する場合の速度の変化を計測した結果に基づいて作成した走行パターンが示されている。図６において、実線は基本的なパターンとしての基本の走りを示し、点線は特別なパターンとしての雨の走りを示し、一点鎖線は特別なパターンとしての祝日の走りを示している。
【００４８】
次に、前記構成のハイブリッド車両の駆動制御システム１０の動作について説明する。まず、動作の全体的な流れについて説明する。
【００４９】
図７は本発明の実施の形態におけるハイブリッド車両の駆動制御システムの動作を示すフローチャートである。
【００５０】
まず、走行パターン予測部１１は目的地までの経路を設定する。ここで、走行が初めて、すなわち、一回目である場合、運転者は、前記走行パターン予測部１１の操作キー、押しボタン、ジョグダイヤル、十字キー、リモートコントローラ等を備える入力部を操作して目的地を入力する。この場合、前記走行パターン予測部１１は、ナビゲーション装置として機能し、ナビゲーションデータベース１２にアクセスして、前記目的地までの経路を探索し、該経路を定常的に走行する経路として設定する。
【００５１】
そして、前記走行パターン予測部１１は、ナビゲーションデータベース１２及び道路勾配データベース１３にアクセスして、設定された経路の道路データ、交差点データ、勾配のデータ等を取得し、取得したデータに基づいて走行パターンを予測する。なお、走行パターンを予測するための道路データや交差点データには、道路種別、曲率半径、幅員、交通信号灯器の有無、交差点、交通信号灯器の間隔、踏切、橋等に関するデータが含まれる。また、前記勾配のデータは、５０〔ｍ〕メッシュのメッシュ標高データ等に基づいて算出することによって推測された道路上の各ノード点の勾配である。なお、各ノード点の標高のデータが含まれていてもよい。ハイブリッド車両の場合、バッテリ２３を有するので、道路の勾配に関するデータは、降坂時に発生する回生電流を無駄なく回収したり、登坂時におけるエンジン２１とモータ２４との使用割合のスケジュールを設定するために重要である。本実施の形態において、走行パターン予測部１１は、設定された経路の道路データ及び交差点データに加えて、勾配のデータも使用することによって、走行パターンを高い精度で予測したり、エンジン２１とモータ２４との使用割合のスケジュールとしての運転スケジュールを高い精度で設定することができる。
【００５２】
また、目的地までの走行が一回目でない場合、すなわち、二回目以降である場合、前記目的地までの経路は、探索が行われることなく、自動的に定常的に走行する経路として設定される。この場合、前記目的地までの経路は、あらかじめ通勤、通学、買い物等のために定常的に走行する経路として前記走行パターン予測部１１の記憶手段に格納されているので、運転者が、例えば、通勤経路、通学経路、買い物経路等のスイッチやモードを選択することによって、各種経路が自動的に選択されて設定される。なお、通勤や通学の場合の出勤日や登校日のように、経路を走行する日付や曜日があらかじめ決まっている場合、前記走行パターン予測部１１が、日付や曜日に基づいて、各種経路を自動的に選択して設定するようにしてもよい。また、前記走行パターン予測部１１が、エンジン２１の始動時刻や運転者の運転席への着座時刻を取得し、過去の走行パターンのデータと比較して、各種経路を自動的に選択して設定するようにしてもよい。
【００５３】
そして、目的地までの走行が二回目以降であるとして、定常的に走行する経路が設定されると、続いて、走行パターンの解析が行われる。この場合、前記走行パターン予測部１１は、走行データ取得部１４及び走行環境情報取得部１５から取得した走行データ及び走行環境情報を２日目以降のｎ日間分だけ蓄積する。なお、ｎはいくつであってもよいが、前記走行パターン予測部１１の記憶手段の記憶容量、前記走行パターン予測部１１の処理負担等の観点から、７〜３０程度であることが望ましい。すなわち、一週間分〜一ケ月分程度の蓄積された走行データ及び走行環境情報に基づいて走行パターンの解析を行うことが望ましい。
【００５４】
この場合、前記走行データ取得部１４から取得した走行データには、車両の現在位置、アクセル開度、運転者が操作するブレーキペダルの動き、運転者が操作するステアリングの舵角、車速等が含まれる。また、走行環境情報取得部１５から取得した走行環境情報には、日常的なものであって変動の小さなものとして出発時刻、曜日、日付等が含まれ、比較的変動の大きなものとして天候等が含まれ、非日常的なものとしてイベント日等が含まれ、短期間又は長期間継続するものとして出発時刻の変更等が含まれる。
【００５５】
そして、前記走行パターン予測部１１は、図４に示されるような解析の仕方に従って、定常的に走行する経路を走行する場合の走行パターンを解析する。なお、図４に示されるような解析の仕方は一例であり、前記走行パターン予測部１１はいかなる解析の仕方に従って走行パターンを解析してもよい。そして、解析した走行パターンは、図５又は図６に示されるように表すことができるが、いかなる方法で表すこともできる。一般的に、走行パターンを表す代表特性としては、目的地までの経過時間、平均速度、燃料消費等がある。
【００５６】
図４に示されるように、ｎ日間分の走行データ及び走行環境情報を発生する頻度、変動の大きさ、変動の仕方等に基づいて分類することによって、走行パターンと走行環境情報との相関関係が判明するので、走行環境情報に対応する走行パターンを予測することができる。すなわち、日常的なものであって変動の小さな走行環境情報には走行パターンにおける基本的なパターンとしての基本の走りが対応し、日常的なものであって比較的変動の大きな走行環境情報には走行パターンにおける特別なパターンとしてのイベント日の走り等が対応し、短期間又は長期間継続する走行環境情報には短期間又は長期間変動が継続した後の基本の走りが対応する。
【００５７】
従来のハイブリッド車両においても、ナビゲーション装置から取得した道路情報、走行履歴、時刻等に基づいて走行パターンを予測することが行われている。しかし、前記従来のハイブリッド車両においては、定常的に走行する経路における走行パターンを予測することが考慮されていない。さらに、定常的に走行する経路における平均的な走行パターンが時間の経過に連れて変動したり、走行環境情報に応じて変化したりする点についても考慮されていない。
【００５８】
これに対し、本実施の形態のハイブリッド車両の駆動制御システム１０においては、定常的に走行する経路における走行パターンを予測するようになっている。この場合、定常的に走行する経路における走行パターンは、繰り返されるものなので、予測の精度が高くなる。そのため、エンジン２１及びモータ２４の運転状態並びにバッテリ２３のＳＯＣを制御するためのスケジュールを予測された走行パターンに基づいて設定すると、効率の良い運転スケジュールを得ることができ、燃料消費量を十分に低減することができる。
【００５９】
また、前記走行パターン予測部１１は、走行中の交通状況に応じて予測した走行パターンを補正して、前記変化に対応した走行パターンとするようになっている。また、本実施の形態において、走行環境情報取得部１５は、道路の渋滞等に関する情報、交通規制情報、道路工事等に関する工事情報等の道路交通情報を取得するようになっているので、交通渋滞や事故のように走行パターンに偶発変動や短期変動を引き起こす変動要因としての環境情報をリアルタイムで取得することができる。そして、前記走行パターン予測部１１は、走行環境情報取得部１５から偶発変動や短期変動を引き起こす変動要因としての環境情報を取得すると、すでに予測した走行パターンを補正する。
【００６０】
続いて、メイン制御装置２６は、走行パターン予測部１１から補正された走行パターンを取得すると、該走行パターンに基づいて、エンジン２１及びモータ２４の運転状態並びにバッテリ２３のＳＯＣを制御するための運転スケジュールを設定するためのスケジューリング処理を実行する。そして、運転スケジュールを設定すると、前記メイン制御装置２６は、該運転スケジュールに従ってエンジン２１、エンジン制御装置、モータ２４、発電機２２及びインバータの動作を制御して、車両を走行させる走行処理を実行する。
【００６１】
そして、前記走行パターン予測部１１は、前記定常的に走行する経路を走行中の走行データ及び走行環境情報を走行データ取得部１４及び走行環境情報取得部１５から取得して、記憶手段に格納するためのデータ記録を行う。すなわち、前記経路の走行データ及び走行環境情報を記憶して統計的に処理する。この場合、記憶処理手段としての走行パターン予測部１１は、所定期間の走行パターンも記憶して統計的に記憶する。これにより、最新の走行データ、走行環境情報及び走行パターンを蓄積して統計的に処理することができるので、次回には、最新の走行データ及び走行環境情報に基づいて走行パターンを予測することができる。また、今回取得された走行データ及び走行環境情報に基づいて作成された走行パターンは、図４に示されるようなパターンのいずれかに該当するか否かが判断される。そして、該当しない場合には、新規な走行パターンとして蓄積される。なお、該当する場合には蓄積されない。
【００６２】
次に、フローチャートについて説明する。
ステップＳ１経路を設定する。
ステップＳ２一回目であるか否かを判断する。一回目である場合はステップＳ９に進み、一回目でない場合はステップＳ３に進む。
ステップＳ３走行パターンの解析を行う。
ステップＳ４走行パターンを予測する。
ステップＳ５走行パターンを補正する。
ステップＳ６スケジューリング処理を実行する。
ステップＳ７走行処理を実行する。
ステップＳ８データ記録を行う。
ステップＳ９道路データ、交差点データ等のデータを取得する。
ステップＳ１０勾配のデータを取得する。
ステップＳ１１走行中の交通状況に応じて走行パターンを補正する。
【００６３】
次に、スケジューリング処理の動作について説明する。
【００６４】
図８は本発明の実施の形態における設定されたスケジュールの例を示す第１の図、図９は本発明の実施の形態における設定されたスケジュールの例を示す第２の図、図１０は本発明の実施の形態におけるスケジューリング処理のサブルーチンを示すフローチャートである。
【００６５】
メイン制御装置２６は、エンジン２１及びモータ２４の運転状態並びにバッテリ２３のＳＯＣを制御するための運転スケジュールを設定するスケジューリング処理を開始すると、まず、走行パターン予測部１１によって作成された走行パターンを取得する。続いて、前記メイン制御装置２６は、バッテリ２３の容量検出センサが検出した現在のＳＯＣを取得する。この場合、スケジューリング処理が定常的に走行する経路上を走行する直前に行われるので、現在のＳＯＣは前記経路の出発地におけるＳＯＣである。
【００６６】
続いて、前記メイン制御装置２６は前記経路の目的地におけるＳＯＣを設定する。この場合、目的地におけるＳＯＣは、例えば、前記経路の出発地におけるＳＯＣと等しい値であるが、ＳＯＣの管理幅内であれば任意に設定することができる。
【００６７】
ところで、本実施の形態のハイブリッド車両の駆動制御システム１０においても、通常のハイブリッド車両と同様に、バッテリ２３の蓄電量であるＳＯＣの管理幅があらかじめ設定されており、前記ＳＯＣが前記管理幅内に収まるようにして運転スケジュールを設定している。前記バッテリ２３は、通常のバッテリと同様に、電圧−電流特性がＳＯＣによって変動し、また、寿命もＳＯＣが大き過ぎたり小さ過ぎたりすると短くなってしまう。例えば、過充電されると、バッテリ２３が破壊してしまうこともある。そこで、あらかじめ設定されている前記管理幅が、例えば、最大値を６０〔％〕、最小値を４０〔％〕程度となるように設定され、バッテリ２３のＳＯＣが管理幅を越えないように制御される。
【００６８】
しかし、前記管理幅を固定すると、長い下り坂のように、発電機２２が回生電流を発生する機会が多い場合、回生電流を十分にバッテリ２３に回収することができず無駄にしてしまう。そのため、発電機２２が回生電流を発生する機会が多いにも関わらず、燃料消費量を十分に低減することができなくなってしまう。
【００６９】
そこで、前記メイン制御装置２６は、前記管理幅の上限値又は下限値を調整し、前記管理幅を必要に応じて広げることによって、ＳＯＣが管理幅を超えないようにしつつ、回生電流を十分にバッテリ２３に回収して、燃料消費量を十分に低減することができるように、効率の良い運転スケジュールを設定する。すなわち、予測された走行パターンに基づいて、エンジン２１の燃料消費量が最少となる運転スケジュールを設定する。
【００７０】
続いて、前記メイン制御装置２６は、取得された走行パターンに従って、エンジン２１及びモータ２４の駆動配分並びにバッテリ２３のＳＯＣを制御するための運転スケジュールを設定する。ここで、駆動配分とは、エンジン２１とモータ２４との使用割合をどのようにして車両を駆動して走行させるかということである。そして、設定された運転スケジュールに異常があるか否かを判断する。ここで、異常とは、設定された運転スケジュールに含まれる目的地のＳＯＣの値が当初に設定された値と相違したり、設定された運転スケジュールに含まれるＳＯＣが管理幅を越えたりすることである。そして、異常がある場合、前記メイン制御装置２６は、再度運転スケジュールを設定する。なお、燃料消費量や車両システムの情報を前記運転スケジュールに含ませて、燃料消費量や車両システムの情報に基づいて、運転スケジュールに異常があるか否かを判断するようにしてもよい。
【００７１】
例えば、渋滞区間においてはエンジン２１による走行の効率が悪いので、モータ２４による走行を行うことが望ましい。そこで、図８（ａ）に示されるように、走行パターン予測部１１によって作成された走行パターンに渋滞区間が含まれる場合、すなわち、あらかじめ渋滞の発生が予測される場合、前記メイン制御装置２６は、渋滞区間の手前を回生区間として設定し十分にバッテリ２３に充電するような運転スケジュールを設定する。
【００７２】
ここで、ＳＯＣの管理幅の上限値又は下限値を調整しない場合、ＳＯＣは図８（ｂ）に示されるように変化する。すなわち、渋滞区間におけるモータ２４による走行距離が長く、電流の消費量が多いので、ＳＯＣが下限値を割り込まないようにするために、Ａで示されるように、エンジン２１を作動させて発電機２２に発電を行わせる発電走行を行う必要がある。そのため、燃料消費量を十分に低減することができない。また、渋滞区間を過ぎるとすぐに目的地に到着するので、十分に発電を行うことができず、目的地におけるＳＯＣを出発地におけるＳＯＣと等しい値とすることもできない。
【００７３】
これに対し、ＳＯＣの管理幅の上限値を調整して適切な値にまで上昇させると、ＳＯＣは図８（ｃ）に示されるように変化する。この場合、回生区間においてバッテリ２３に十分に充電しておくことができるので、渋滞区間におけるモータ２４による走行距離が長く、電流の消費量が多くても、Ｂで示されるように、エンジン２１を作動させることなく、ＳＯＣを適切な値に保つことができる。そのため、燃料消費量を十分に低減することができる。そして、目的地におけるＳＯＣを出発地におけるＳＯＣと等しい値とすることもできる。
【００７４】
また、例えば、加減速や発進停止が多い区間においてもエンジン２１による走行の効率が悪いので、モータ２４による走行を行うことが望ましい。そこで、図９（ａ）に示されるように、走行パターン予測部１１によって作成された走行パターンに加減速や発進停止が多い区間が含まれ、かつ、該区間の直後に安定的に走行できる区間が含まれる場合、前記メイン制御装置２６は加減速や発進停止が多い区間を通過した後を回生区間として設定しバッテリ２３に充電するような運転スケジュールを設定する。
【００７５】
ここで、ＳＯＣの管理幅の上限値又は下限値を調整しない場合、ＳＯＣは図９（ｂ）に示されるように変化する。すなわち、加減速や発進停止が多い区間におけるモータ２４による走行距離が長く、電流の消費量が多いので、ＳＯＣが下限値を割り込まないようにするために、Ｃで示されるように、エンジン２１を作動させて発電機２２に発電を行わせる発電走行を行う必要がある。そのため、燃料消費量を十分に低減することができない。
【００７６】
これに対し、ＳＯＣの管理幅の下限値を調整して適切な値にまで下降させると、ＳＯＣは図９（ｃ）に示されるように変化する。この場合、加減速や発進停止が多い区間の直後の回生区間の始点までに回生電流をバッテリ２３に回収可能な状態になっている。そのため、回生区間においてバッテリ２３に十分に充電することができるので、加減速や発進停止が多い区間におけるモータ２４による走行距離が長く、電流の消費量が多くても、Ｄで示されるように、エンジン２１を作動させることなく、ＳＯＣを管理幅内に保つことができる。そのため、燃料消費量を十分に低減することができる。そして、加減速や発進停止が多い区間の直後の区間において、バッテリ２３に十分に充電してＳＯＣを回復することができる。なお、図９（ｃ）に示される例においては、ＳＯＣの管理幅の上限値も上昇させているが、これは、図８（ｃ）に示される例と同様に、前記経路に渋滞区間が含まれているためである。前記経路に渋滞区間が含まれていない場合にはＳＯＣの管理幅の下限値だけを調整すればよい。
【００７７】
このように、前記メイン制御装置２６は、予測された走行パターンにおいて、回生区間を設定し、該回生区間の始点までに回生電流をバッテリ２３に回収可能な状態とするように運転スケジュールを設定するので、回生電流を無駄にすることがない。また、前記回生区間において発生するすべての回生電流をバッテリ２３に回収可能な状態とするように運転スケジュールを設定するので、燃料消費量を十分に低減することができる。
【００７８】
次に、フローチャートについて説明する。
ステップＳ６−１走行パターンを取得する。
ステップＳ６−２現在のＳＯＣを取得する。
ステップＳ６−３目的地のＳＯＣを設定する。
ステップＳ６−４効率の良い運転スケジュールを設定する。
ステップＳ６−５異常があるか否かを判断する。異常がある場合はステップＳ６−４に戻り、異常がない場合は処理を終了する。
【００７９】
次に、走行処理の動作について説明する。
【００８０】
図１１は本発明の実施の形態における走行処理のサブルーチンを示すフローチャートである。
【００８１】
車両が前記経路上の走行を開始すると、メイン制御装置２６は、設定された運転スケジュールに従ってエンジン２１、エンジン制御装置、モータ２４、発電機２２及びインバータの動作を制御する。この場合、前記メイン制御装置２６は、バッテリ２３の容量検出センサが検出するＳＯＣ、すなわち、実際のＳＯＣをリアルタイムで取得し、前記運転スケジュールに含まれるＳＯＣと比較し、異常があるか否かを判断する。
【００８２】
前記経路上を実際に走行した場合の走行パターンは、予測された走行パターンと完全に同一にならないので、実際のＳＯＣの変化が前記運転スケジュールに含まれるＳＯＣの変化と相違することが考えられる。そこで、実際のＳＯＣとスケジュールに含まれるＳＯＣとの相違があらかじめ設定された閾（しきい）値を超える状態がしばらく継続した場合、前記メイン制御装置２６は、異常があると判断し、その時点における車両の現在位置から目的地までの運転スケジュールを再度設定する。なお、異常がない場合には、前記メイン制御装置２６は、運転スケジュールに従った制御を継続する。また、実際のＳＯＣが管理幅の上限値又は下限値を超えた場合にも、異常があると判断して、車両の現在位置から目的地までの運転スケジュールを再度設定するようにしてもよい。なお、実際のＳＯＣが管理幅の上限値又は下限値を超えた場合には、ＳＯＣが管理幅内に戻るように、エンジン２１、エンジン制御装置、モータ２４、発電機２２及びインバータの動作を制御して、バッテリ２３に充電したり該バッテリ２３から放電するようにしてもよい。
【００８３】
また、車両の現在位置が前記経路から外れた状態がしばらく継続した場合、前記メイン制御装置２６は、車両の走行パターンが日常的な走行環境情報に対応するものでないと判断し、ナビゲーションデータベース１２及び道路勾配データベース１３からナビゲーション情報等を取得して、車両の現在位置から目的地までのスケジュールを再度設定する。さらに、一時的な迂（う）回等によって車両の現在位置が前記経路から外れた場合も、車両の現在位置から目的地までの運転スケジュールを再度設定する。なお、車両の現在位置が前記経路から大きく外れていない場合には、実際のＳＯＣと運転スケジュールに含まれるＳＯＣとの相違があらかじめ設定された閾値以下である場合と同様に、前記メイン制御装置２６は、設定されたスケジュールに従った制御を継続する。
【００８４】
続いて、前記メイン制御装置２６は、車両が目的地に到着したか否かを判断し、到着していない場合には、前述された動作を繰り返す。
【００８５】
次に、フローチャートについて説明する。
ステップＳ７−１スケジュールＳＯＣと実ＳＯＣを比較する。
ステップＳ７−２異常があるか否かを判断する。異常がある場合はステップＳ７−５に進み、異常がない場合はステップＳ７−３に進む。
ステップＳ７−３運転スケジュールに従った制御を継続する。
ステップＳ７−４目的地に到着したか否かを判断する。到着した場合は処理を終了し、到着しない場合はステップＳ７−１に戻る。
ステップＳ７−５運転スケジュールを再度設定する。
【００８６】
このように、本実施の形態において、ハイブリッド車両の駆動制御システム１０は、通勤、通学、買い物等のために定常的に走行する経路を走行する場合の走行パターンを解析し、変動要因を考慮して走行パターンを事前に予測することによって、前記経路上を効率良く走行するための運転スケジュールを設定するようになっている。そして、該運転スケジュールに従って、エンジン２１、エンジン制御装置、モータ２４、発電機２２及びインバータの動作を制御するので、ＳＯＣを適切に保つことができ、かつ、エンジン２１の燃料消費量を十分に低減することができる。
【００８７】
また、前記ハイブリッド車両の駆動制御システム１０は、前記経路上を効率良く走行するためのスケジュールを設定する場合に、ＳＯＣの管理幅の上限値又は下限値を調整し、前記管理幅を必要に応じて広げて、運転スケジュールを設定する。そのため、ＳＯＣが管理幅を超えないようにしつつ、回生電流を十分にバッテリ２３に回収して、燃料消費量を十分に低減することができるように、効率の良い運転スケジュールを設定することができる。
【００８８】
さらに、前記ハイブリッド車両の駆動制御システム１０は、前記経路を走行中の走行データ及び走行環境情報を記録して蓄積する。そのため、最新の走行データ及び走行環境情報を蓄積することができるので、最新の走行データ及び走行環境情報に基づいて走行パターンを予測することができ、また、従来のパターンに該当しない走行パターンは新規な走行パターンとして蓄積される。これにより、走行パターンの予測精度を向上させることができる。
【００８９】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【００９０】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、運転者の運転特性を十分に反映した走行パターンを予測して、適切な運転スケジュールを設定することができ、エンジンの燃料消費量を十分に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態におけるハイブリッド車両の駆動制御システムの構成を示す概念図である。
【図２】本発明の実施の形態におけるハイブリッド車両の駆動制御用テーブルの例を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態における走行パターンの概念を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態における走行パターンを解析するための考え方を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態における走行パターンの例を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態における走行パターンの変動の例を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態におけるハイブリッド車両の駆動制御システムの動作を示すフローチャートである。
【図８】本発明の実施の形態における設定されたスケジュールの例を示す第１の図である。
【図９】本発明の実施の形態における設定されたスケジュールの例を示す第２の図である。
【図１０】本発明の実施の形態におけるスケジューリング処理のサブルーチンを示すフローチャートである。
【図１１】本発明の実施の形態における走行処理のサブルーチンを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０ハイブリッド車両の駆動制御システム
１１走行パターン予測部
２１エンジン
２３バッテリ
２４モータ
２６メイン制御装置[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a drive control system for a hybrid vehicle.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, a hybrid vehicle has been provided that uses both an engine such as an internal combustion engine and a motor such as an AC motor that rotates by electric power supplied from a power storage unit such as a battery (secondary battery such as a storage battery) as power sources of the vehicle. . In the hybrid vehicle, the AC motor serving as the power source functions as a generator during the deceleration operation of the vehicle. When a so-called regenerative current is generated, the regenerative current is supplied to the battery during the deceleration operation of the vehicle. Supplied and the battery is recharged. Therefore, when the battery is constantly charged and the output of the engine alone does not satisfy the required output, the current is automatically supplied to the motor from the battery via the inverter. The vehicle can run stably in various running modes. Further, the fuel consumed by the engine can be reduced.
[0003]
In order to minimize the fuel consumed by the engine, a technique has been proposed for setting the operation schedule of the engine and the motor so that the fuel consumption is minimized according to the road conditions of the route to the destination. (For example, see Patent Documents 1 and 2). In this case, the route to the destination is divided into a plurality of sections, the road data and the traveling history are obtained from the navigation device, the vehicle speed pattern for each section is estimated, and the estimated vehicle speed pattern and the fuel consumption characteristics of the engine are obtained. , The operation schedule of the engine and the motor is set such that the fuel consumption to the destination is minimized.
[0004]
[Patent Document 1]
JP 2000-333305 A
[0005]
[Patent Document 2]
JP 2001-183150 A
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional drive control system for a hybrid vehicle, travel data for each road type and travel data for each intersection, which are static elements, are acquired from the navigation device as a travel history. Therefore, it is not possible to predict a driving pattern that sufficiently reflects the driving characteristics of the driver on a road that repeatedly travels for commuting, attending school, and the like, and it is not possible to set an appropriate driving schedule. Therefore, the fuel consumption of the hybrid vehicle cannot be sufficiently reduced.
[0007]
The present invention solves the problems of the conventional drive control system for a hybrid vehicle, predicts a driving pattern that sufficiently reflects the driving characteristics of the driver, sets an appropriate driving schedule, and An object of the present invention is to provide a drive control system for a hybrid vehicle that can sufficiently reduce consumption.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
Therefore, in the drive control system for a hybrid vehicle according to the present invention, a route setting means for setting a route to a destination, and a storage process for storing and statistically processing travel data and travel environment information of the set route Means, prediction means for predicting a travel pattern of the set route based on current travel environment information and stored travel data, and setting an operation schedule of an engine and a motor based on the predicted travel pattern. And control means for controlling the operation of the engine and the motor in accordance with the set operation schedule.
[0009]
In another drive control system for a hybrid vehicle according to the present invention, the control means sets an operation schedule that minimizes fuel consumption of the engine based on the predicted traveling pattern.
[0010]
In still another drive control system for a hybrid vehicle according to the present invention, the control means sets a regeneration section in the predicted traveling pattern.
[0011]
In still another drive control system for a hybrid vehicle according to the present invention, the prediction means corrects a predicted traveling pattern according to a traffic condition.
[0012]
In still another drive control system for a hybrid vehicle according to the present invention, the traveling environment information is information that causes a variation in a traveling pattern.
[0013]
In still another drive control system for a hybrid vehicle according to the present invention, the variation factor is at least one of time, date, day of the week, weather, and an event.
[0014]
In still another drive control system for a hybrid vehicle according to the present invention, the storage processing means stores a running pattern for a predetermined period and statistically processes the running pattern.
[0015]
In still another drive control system for a hybrid vehicle according to the present invention, the control means changes an operation schedule according to the SOC.
[0016]
In still another drive control system for a hybrid vehicle according to the present invention, the control unit resets the driving schedule based on the navigation information when the vehicle deviates from the set route.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0018]
FIG. 1 is a conceptual diagram illustrating a configuration of a drive control system for a hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a drive control table for the hybrid vehicle according to the embodiment of the present invention.
[0019]
In FIG. 1, reference numeral 10 denotes a drive control system for a hybrid vehicle according to the present embodiment, and reference numeral 20 denotes a drive device for the hybrid vehicle according to the present embodiment. Here, reference numeral 21 denotes an engine such as an internal combustion engine driven by fuel such as gasoline or light oil, which is provided with an engine control device such as an ECU (not shown) and is used as a power source for vehicles such as passenger cars, buses and trucks. . The driving force of the engine 21 is transmitted to a driving force transmission device 25 including a transmission, a drive shaft, and driving wheels (not shown), and the vehicle is driven by rotation of the driving wheels. The driving force transmission device 25 may be provided with a braking device such as a drum brake or a disc brake.
[0020]
Here, the vehicle is a hybrid vehicle, has a motor 24 such as an AC motor rotated by electric power, and uses the engine 21 and the motor 24 together as a power source for the vehicle. Then, the motor 24 generates a driving force by electric power supplied from a battery 23 as a power storage means, and the driving force is transmitted to driving wheels of the driving force transmission device 25. In addition, a generator 22 such as an AC generator is connected to the driving force transmission device 25 so as to generate a regenerative current during deceleration operation of the vehicle. Then, the regenerative current generated by the generator 22 is supplied to the battery 23, and the battery 23 is charged. Further, a current can be generated in the generator 22 by the driving force of the engine 21. Preferably, the motor 24 is an AC motor, in which case an inverter (not shown) is provided. Similarly, it is desirable that the generator 22 is also an AC generator, in which case an inverter (not shown) is provided. Further, the battery 23 includes a capacity detection sensor (not shown) for detecting a state of charge (SOC) that is a charged amount.
[0021]
The motor 24 may be formed integrally with the generator 22. In this case, the motor 24 generates a driving force when electric power is supplied from the battery 23 and functions as a power source. When the motor 24 is rotated by the driving force transmission device 25 such as during braking of a vehicle, the motor 24 is regenerated. It functions as a generator 22 that generates a current.
[0022]
The battery 23 is a secondary battery as a power storage means capable of repeating charging and discharging, and is generally a lead storage battery, a nickel cadmium battery, a nickel hydride battery, or the like. A high performance lead storage battery, lithium ion battery, sodium sulfur battery, or the like may be used. The power storage means may not necessarily be the battery 23, and may store and discharge energy electrically, such as a capacitor (capacitor) such as an electric double layer capacitor, a flywheel, a superconducting coil, or a pressure accumulator. Any form may be used as long as it has the function of performing the above. Further, any of these may be used alone or a plurality of them may be used in combination. For example, a combination of the battery 23 and the electric double layer capacitor can be used as a power storage unit.
[0023]
Reference numeral 26 denotes a main controller, which is a kind of computer including a CPU (not shown), arithmetic means such as an MPU, storage means such as a semiconductor memory and a magnetic disk, a communication interface, and the like. The operation of the engine 21, the engine control device, the motor 24, the generator 22, and the inverter is controlled based on signals from the sensors and various sensors of the traveling data acquisition unit 14. Here, the sensors are an accelerator sensor, a brake sensor, and the like, and detect information related to the operation of the driver of the vehicle and transmit the information to the main control device 26.
[0024]
The main control device 26 normally controls the usage ratio of the engine 21 and the motor 24 according to the running pattern of the vehicle, for example, as shown in FIG. In this case, the output during traveling of the vehicle is set to 100 [%], that is, the total output of both the engine 21 and the motor 24 is set to 100 [%]. For example, on an uphill road of +8 [%] or more, it is assumed that the ratio of use of the motor 24 to 20 [%] of the full output of the vehicle is compared to that of the engine 21 to 80 [%] of the full output of the vehicle. The motor 24 may use 30% of the total output of the vehicle with respect to 70% of the total output. Also, the setting values are merely examples, and other values may be set. It should be noted that the usage ratio shown in FIG. 2 is merely an example, and the numerical values shown in the columns of vehicle speed, engine, and motor for an uphill road or a downhill road can be changed as appropriate. Further, the use ratio of the engine 21 and the motor 24 with respect to the total output during the running of the vehicle can be set using a table completely different from that shown in FIG.
[0025]
In FIG. 1, reference numeral 12 denotes a navigation database that stores navigation information such as map data, road data, search data, and the like used for navigation processing in a normal navigation device, and 13 denotes an altitude and slope of a road. A road gradient database 15 storing data such as distribution is a traveling environment information acquisition unit that acquires data relating to the traveling environment of the vehicle, such as time, date and time, traffic congestion information, and weather information. The traveling data acquisition unit 14 includes various sensors, and acquires data relating to the traveling state of the vehicle such as the vehicle speed, the operation state of the brake, the accelerator opening, and the like. The traveling pattern prediction unit 11 includes a CPU (not shown) It is a kind of computer provided with arithmetic means such as an MPU, storage means such as a semiconductor memory and a magnetic disk, a communication interface, and the like. The computer includes a navigation database 12, a road gradient database 13, a traveling data acquisition unit 14, and a traveling environment information acquisition unit 15. Data is acquired, a navigation process such as a display of the current position of the vehicle, a route search to a destination, and the like are executed, and a traveling pattern prediction process for estimating a traveling pattern reflecting the driving characteristics of the driver is executed. The running pattern predicting unit 11 includes an input unit including an operation key (not shown), a push button, a jog dial, a cross key, a remote controller, a CRT display, a liquid crystal display, an LED (Light Emitting Diode) display, a plasma display, and a windshield. Display unit including a hologram device for projecting a hologram on the display, a voice input unit including a microphone and the like, a voice synthesis device, a voice output unit including a speaker, and the like, an FM transmission device, a telephone line network, the Internet, and a mobile phone network It is desirable to have a communication unit for transmitting and receiving various data to and from such devices.
[0026]
The navigation database 12 includes a database including various data files, and displays a guide map along the searched route on a screen of the display unit, in addition to search data for searching for a route, Map data for displaying characteristic photographs and frame diagrams at intersections or routes, displaying the distance to the next intersection, the direction of travel at the next intersection, and displaying other guidance information And various data such as facility data. The navigation database 12 also records various data for outputting predetermined information by the audio output unit.
[0027]
Here, the search data includes intersection data, road data, traffic regulation data, and route display data. In the intersection data, in addition to the number of intersections in which the data is stored, data on each intersection is assigned an identification number as intersection data and stored. Further, in each of the intersection data, in addition to the number of roads connected to the corresponding intersection, that is, the number of connection roads, a number for identifying each connection road is assigned and stored. The intersection data may include a type of the intersection, that is, a distinction whether the intersection is an intersection where a traffic light is installed or an intersection where a traffic light is not installed. .
[0028]
Further, the road data is stored with a number for identifying road data as road data in addition to the number of roads in which the data is stored. Each of the road data stores a road type, a distance as a length of each road, a travel time as a time required to travel on each road, and the like. Further, the road type includes administrative road attributes such as national roads, prefectural roads, major local roads, general roads, and expressways.
[0029]
The road data includes, for the road itself, a width, a slope, a cant, an altitude, a bank, a state of a road surface, whether or not there is a median strip, the number of lanes of the road, a point at which the number of lanes decreases, and a width of the width. It is desirable to include data such as a narrowing point. Then, in the case of a highway or a highway, each lane in the opposite direction is stored as separate road data, and is processed as a two-way road. For example, in the case of an arterial road having two or more lanes on one side, it is processed as a two-way road, and the ascending lane and the descending lane are stored in the road data as independent roads. Further, as for the corner, it is desirable to include data such as a radius of curvature, an intersection, a T-junction, and an entrance of the corner. Further, road attributes such as a railroad crossing, a highway entrance rampway, a tollgate of a highway, a downhill road, an uphill road, and the like may be included.
[0030]
In addition, the road gradient database 13 stores roads calculated based on elevation data such as contour lines, 50 [m] mesh elevation data, and 10 [m] mesh elevation data published by the Geospatial Information Authority of Japan. The altitude and gradient data at each node point are stored. The data desirably includes data of structures such as tunnels and bridges from which design data relating to altitude and gradient, actual measurement data, and the like can be obtained.
[0031]
The data of the navigation database 12 and the road gradient database 13 are stored in storage means such as a semiconductor memory and a magnetic disk. The storage means includes all types of storage media such as a magnetic tape, a magnetic disk, a magnetic drum, a flash memory, a CD-ROM, an MD, a DVD-ROM, an optical disk, an MO, an IC card, an optical card, and a memory card. And a removable external storage medium may be used.
[0032]
The traveling data acquisition unit 14 includes a GPS sensor that receives GPS information from a GPS (Global Positioning System) satellite, a direction sensor that detects the direction in which the vehicle is facing, an accelerator opening sensor that detects the accelerator opening, A brake switch for detecting the movement of a brake pedal operated by a driver, a steering sensor for detecting a steering angle of a steering wheel operated by the driver, a blinker sensor for detecting movement of a blinker switch operated by the driver, a driver A shift lever sensor that detects the movement of the shift lever of the transmission operated by the vehicle, a vehicle speed sensor that detects the traveling speed of the vehicle, that is, a vehicle speed sensor, an acceleration sensor that detects the acceleration of the vehicle, and a change in the direction in which the vehicle is facing. It has a yaw rate sensor for detecting a yaw rate. The traveling data includes the current position of the vehicle, the accelerator opening, the movement of the brake pedal operated by the driver, the steering angle of the steering operated by the driver, the operation of the blinker switch operated by the driver, and the operation of the driver. It includes the movement of the shift lever of the transmission, the vehicle speed, the acceleration of the vehicle, the yaw rate indicating the change in the direction the vehicle is facing, and the like.
[0033]
The traveling environment information acquisition unit 15 includes a clock, a calendar, and the like, and stores date and time information such as the current time, date, day of the week, and date and time when the vehicle departed. Further, the driving environment information acquiring unit 15 collects information of a traffic control system such as a police or Japan Road Public Corporation in a road traffic information communication system called VICS® (Vehicle Information & Communication System), for example. The road traffic information such as information on traffic congestion on the road, traffic regulation information, construction information on road construction, and the like, which are created in the above manner, are acquired and stored. Further, the traveling environment information acquisition unit 15 stores event information such as a place where events such as a festival, a parade, and a fireworks display are to be held, and a scheduled date and time. It is also possible to acquire and store statistical information such as traffic congestion at a specific time or traffic congestion during the summer vacation period on roads around the beach and weather information such as weather forecast created by the Japan Meteorological Agency. desirable. The traveling environment information as information on the environment in which the vehicle travels stored in the traveling environment information acquisition unit 15 includes the current time, date, day of the week, date and time of departure of the vehicle, weather, road congestion information, and traffic regulation information. , Road construction information, event information, and the like.
[0034]
In the drive control system 10 for a hybrid vehicle according to the present embodiment, when the traveling pattern prediction unit 11 predicts a traveling pattern by executing a traveling pattern prediction process, the main control device 26 sets an engine based on the traveling pattern. A schedule of the usage ratio between the motor 21 and the motor 24 is set, and the operating states of the engine 21 and the motor 24 and the SOC of the battery 23 are controlled according to the schedule. Then, from a functional viewpoint, the drive control system 10 of the hybrid vehicle includes a route setting unit, a storage processing unit, a prediction unit, and a control unit. Here, the route setting means sets a route to a destination, and corresponds to the traveling pattern prediction unit 11. The storage processing means stores and statistically processes travel data and travel environment information of the set route, and the travel pattern prediction unit 11 corresponds to the storage processing means. Further, the prediction means predicts a traveling pattern of the set route based on the current traveling environment information and the stored traveling data, and the traveling pattern predicting unit 11 corresponds thereto. Further, the control means sets an operation schedule of the engine 21 and the motor 24 based on the predicted traveling pattern, and controls operations of the engine 21 and the motor 24 according to the set operation schedule. 26 corresponds.
[0035]
Next, a basic concept of the traveling pattern prediction processing will be described.
[0036]
3 is a diagram showing a concept of a traveling pattern in the embodiment of the present invention, FIG. 4 is a diagram showing a concept for analyzing a traveling pattern in the embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a diagram in the embodiment of the present invention. FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a traveling pattern, and FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a variation in the traveling pattern according to the embodiment of the present invention.
[0037]
Generally, in a hybrid vehicle, traveling control of the vehicle is performed so as to meet a real-time driver's driving operation request and a power storage unit request. However, in general traveling control of a hybrid vehicle, there are the following problems (1) to (8).
(1) In a running pattern in which the vehicle stops immediately after accelerating, or in a running pattern in which acceleration and deceleration are large, the engine is frequently turned on and off, resulting in poor running efficiency.
(2) The engine may be operating even when the amount of stored power in the battery is large and the power required to run the vehicle is small.
(3) Even when the energy required to run the vehicle from start to stop is small, the engine may be operating.
(4) Even when the power required to drive the vehicle is low, such as during traffic congestion or low-speed driving, the engine operates to generate current by the generator when the amount of stored battery power is low. You may have.
(5) Even when a regenerative current is generated, such as when going down a slope or decelerating, regeneration may not be possible depending on the SOC management width of the battery.
(6) When the engine is operating when the energy required for running the vehicle is small, such as in steady running, the generator generates current, but depending on the SOC management range of the battery, It may not be possible to store electricity.
(7) The engine may be operating even during deceleration or immediately before stopping.
(8) In summer or the like, the engine may operate to operate the air conditioner even when the engine is stopped.
[0038]
In order to solve such a problem, a schedule for traveling efficiently on the route is set by predicting a road shape and a traveling pattern ahead of the route, and the operation of the engine 21 and the motor 24 is performed according to the schedule. It is necessary to control the state and the SOC of the battery 23. Therefore, in the present embodiment, by analyzing a traveling pattern when traveling on a route that travels regularly for commuting, going to school, shopping, etc., the traveling pattern is predicted in advance in consideration of the fluctuation factors. , An operation schedule for efficiently traveling on the route is set.
[0039]
In this case, the constantly traveling route is, for example, a fixed route that travels almost every day, such as a commuting route, but the traveling frequency does not need to be every day, and may be every other day. It may be about once a week, may not be regular, and may be determined appropriately. In addition, the time zone for traveling on the constantly traveling route may be substantially constant, for example, in the morning commuting time zone, or may fluctuate every day, for example, in the return commuting time zone. Is also good. In addition, the length of the constantly traveling route may be, for example, as short as 2-3 [km] or as long as 100 [km]. It should be noted that the normally traveling route is understood as a separate route for the outward route and the return route.
[0040]
Then, as shown in FIG. 3, the traveling pattern when traveling on the constantly traveling route is influenced by a variable traveling factor and a basic traveling portion as a substantially constant basic portion every time. And a variable traveling portion as a portion which varies. In FIG. 3, the horizontal axis indicates the number of days, and the vertical axis indicates the time required for the steady traveling route.
[0041]
In this case, for example, the weather, the time zone, the day of the week, the settlement date, the end of the term, and the like can be considered as the fluctuation factors that affect the traveling pattern. In the case of the weather, generally, when it is rainy, the flow of traffic is slowed down, and the time required for the same route is lengthened. In addition, in the case of a time zone, there is an effect such that traffic congestion occurs in the morning and evening commuting hours and the required time becomes longer, and the required time becomes shorter in the middle of the night because the traffic volume is small. In addition, in the case of a day of the week, there is an effect that the required time is shortened on Sunday because the traffic volume is small. Note that the settlement date is a day such as fifty days (gobi) or eve (misoka) which is generally set as a transactional and accounting deadline, and the end of the term is generally settled by the public as a settlement period. The set period is the end of March, the end of year, or the like. Further, temporary traffic accidents, traffic jams of unknown cause, festivals, demonstrations, and other events, temporary suspension of traffic due to fire extinguishing activities, etc., suspension of traffic for a predetermined period of time due to road construction, traffic regulation, etc. are as shown in FIG. It can be considered as a fluctuation factor causing accidental fluctuation or short-term fluctuation.
[0042]
In addition, it is conceivable that the basic traveling section also fluctuates in a long term. For example, when the traffic volume in the area increases as a whole due to an increase in population, the required time gradually increases. In addition, when a new road is constructed or amplified, it causes a step change, and as shown in FIG. 3, the required time is reduced stepwise and continuously. As described above, the fluctuation factors include the short-term fluctuation factors that cause the fluctuation as the variable traveling unit and the long-term fluctuation factors that cause the basic traveling unit to vary.
[0043]
The variation factor is a kind of traveling environment information. Therefore, based on the traveling environment information stored in the traveling environment information acquisition unit 15, a traveling pattern when traveling on the constantly traveling route is determined in advance. Can be predicted. In the present embodiment, a traveling pattern when traveling on a constantly traveling route is analyzed as shown in FIG.
[0044]
In this case, the traveling data and traveling environment information acquired from the traveling data acquisition unit 14 and the traveling environment information acquisition unit 15 are accumulated for the number of days (n days). Note that n is a natural number and can be set as appropriate. Then, the accumulated n-day traveling environment information is classified into three types: daily, extraordinary, and short-term or long-lasting. Subsequently, from the viewpoint of the magnitude of the variation given to the traveling pattern, the everyday ones are classified into those with small variations and those with relatively large variations. It should be noted that extraordinary ones and those that last for a short period or a long period can be considered to have large fluctuations. Then, the traveling environment information that is everyday and has small fluctuations includes a departure time, a day of the week, a date, and the like. In addition, the traveling environment information that is everyday and has relatively large fluctuations includes weather such as rain, holidays during the day of the week, and the like. Furthermore, the traveling environment information as extraordinary includes the event date, etc., which is the day on which the event is performed. Is included.
[0045]
The traveling environment information that is a daily one and has small fluctuations corresponds to a basic traveling as a basic pattern in a traveling pattern when traveling on a constantly traveling route. In addition, the traveling environment information that is everyday and has relatively large fluctuations corresponds to rain running, holiday running, and the like as special patterns in the running pattern, respectively. Further, the traveling environment information as extraordinary corresponds to the running of the event day as a special pattern in the traveling pattern, and the traveling environment information as continuous for a short period or a long period is short or long. It corresponds to the basic run after the period fluctuation has continued.
[0046]
In FIG. 5, a predetermined commuting route is set as a route that travels constantly, and the time required to travel the route is measured over approximately six weeks (42 days) based on the result of measurement. The created traveling pattern is shown. In FIG. 5, the bold line indicates a basic running as a basic pattern in the running pattern. In addition, ◆ indicates fluctuation corresponding to the driving environment information that is ordinary and has small fluctuation, and ■ indicates that the driving environment information is normal and has relatively large fluctuation. Indicates the fluctuation, ▲ indicates the fluctuation corresponding to the driving environment information as extraordinary and large fluctuation, and ● indicates the fluctuation corresponding to the driving environment information as short-term or long-term continuous. I have.
[0047]
FIG. 6 illustrates a traveling pattern created based on the result of setting a predetermined commuting route as a route that travels constantly and measuring a change in speed when traveling along the route. In FIG. 6, a solid line indicates a basic run as a basic pattern, a dotted line indicates a rain run as a special pattern, and a dashed-dotted line indicates a holiday run as a special pattern.
[0048]
Next, the operation of the hybrid vehicle drive control system 10 having the above configuration will be described. First, the overall flow of the operation will be described.
[0049]
FIG. 7 is a flowchart showing an operation of the drive control system for a hybrid vehicle according to the embodiment of the present invention.
[0050]
First, the traveling pattern prediction unit 11 sets a route to a destination. Here, when the traveling is for the first time, that is, for the first time, the driver operates the input unit including the operation keys, the push buttons, the jog dial, the cross key, the remote controller, and the like of the traveling pattern predicting unit 11 to reach the destination. Enter In this case, the traveling pattern prediction unit 11 functions as a navigation device, accesses the navigation database 12, searches for a route to the destination, and sets the route as a route that travels constantly.
[0051]
Then, the traveling pattern prediction unit 11 accesses the navigation database 12 and the road gradient database 13 to acquire road data, intersection data, gradient data, and the like of the set route, and based on the acquired data, the traveling pattern. To predict. The road data and the intersection data for predicting the traveling pattern include data on the road type, radius of curvature, width, presence / absence of traffic signal lights, intersections, intervals between traffic signal lights, level crossings, bridges, and the like. The gradient data is a gradient of each node point on the road estimated by calculating based on mesh elevation data of 50 [m] mesh or the like. Note that elevation data at each node point may be included. Since the hybrid vehicle has the battery 23, the data relating to the gradient of the road is used to recover the regenerative current generated during the downhill without waste or to set the schedule of the usage ratio of the engine 21 and the motor 24 during the uphill. Is important. In the present embodiment, the traveling pattern prediction unit 11 predicts the traveling pattern with high accuracy by using the gradient data in addition to the road data and the intersection data of the set route. The operation schedule as the schedule of the usage ratio with 24 can be set with high accuracy.
[0052]
When the travel to the destination is not the first time, that is, when the travel is the second time or later, the route to the destination is set as a route that automatically and constantly travels without being searched. . In this case, the route to the destination is stored in advance in the storage unit of the travel pattern prediction unit 11 as a route that regularly travels for commuting, going to school, shopping, and the like. By selecting switches and modes such as a commuting route, a school route, and a shopping route, various routes are automatically selected and set. When the date or day of the week for traveling on a route is determined in advance, such as a commuting date or a school commuting date in the case of commuting or commuting, the traveling pattern prediction unit 11 automatically determines various routes based on the date and the day of the week. Alternatively, it may be set selectively. Further, the traveling pattern prediction unit 11 acquires the start time of the engine 21 and the sitting time of the driver in the driver's seat, compares them with past traveling pattern data, and automatically selects and sets various routes. You may make it.
[0053]
Then, assuming that the travel to the destination is the second or later travel, and a route for constantly traveling is set, the analysis of the travel pattern is subsequently performed. In this case, the traveling pattern prediction unit 11 accumulates the traveling data and traveling environment information acquired from the traveling data acquisition unit 14 and the traveling environment information acquisition unit 15 for n days after the second day. In addition, n may be any number, but is preferably about 7 to 30 from the viewpoint of the storage capacity of the storage unit of the traveling pattern prediction unit 11, the processing load of the traveling pattern prediction unit 11, and the like. That is, it is desirable to analyze a traveling pattern based on traveling data and traveling environment information accumulated for about one week to one month.
[0054]
In this case, the traveling data acquired from the traveling data acquisition unit 14 includes the current position of the vehicle, the accelerator opening, the movement of the brake pedal operated by the driver, the steering angle of the steering operated by the driver, the vehicle speed, and the like. It is. The traveling environment information acquired from the traveling environment information acquisition unit 15 includes a departure time, a day of the week, a date, and the like as daily ones and small fluctuations, and weather and the like as relatively large fluctuations. Included are extraordinary events, such as event dates, and short-term or long-term changes, such as changes in departure times.
[0055]
Then, the traveling pattern predicting unit 11 analyzes a traveling pattern when traveling on a constantly traveling route according to a method of analysis as shown in FIG. The analysis method shown in FIG. 4 is an example, and the traveling pattern prediction unit 11 may analyze the traveling pattern according to any analysis method. The analyzed traveling pattern can be represented as shown in FIG. 5 or FIG. 6, but can be represented by any method. In general, representative characteristics representing a traveling pattern include an elapsed time to a destination, an average speed, fuel consumption, and the like.
[0056]
As shown in FIG. 4, the correlation between the driving pattern and the driving environment information is obtained by classifying the driving data and driving environment information for n days based on the frequency of occurrence, the magnitude of the fluctuation, the manner of the fluctuation, and the like. Is known, a traveling pattern corresponding to the traveling environment information can be predicted. In other words, basic driving as a basic pattern in a driving pattern corresponds to driving environment information that is everyday and has small fluctuations, and driving environment information that is routine and has relatively large fluctuations The running of the event day or the like as a special pattern in the running pattern corresponds to the running environment information that continues for a short period or a long period, and the basic running after the short-term or long-term fluctuation continues.
[0057]
In a conventional hybrid vehicle, a traveling pattern is predicted based on road information, traveling history, time, and the like acquired from a navigation device. However, in the above-described conventional hybrid vehicle, no consideration is given to predicting a traveling pattern on a route that travels constantly. Furthermore, it does not take into consideration that an average running pattern of a route that runs steadily varies over time or changes in accordance with running environment information.
[0058]
On the other hand, in the drive control system 10 of the hybrid vehicle according to the present embodiment, a traveling pattern on a route that travels steadily is predicted. In this case, since the traveling pattern on the route where the vehicle travels constantly is repeated, the prediction accuracy is improved. Therefore, if a schedule for controlling the operating states of the engine 21 and the motor 24 and the SOC of the battery 23 is set based on the predicted traveling pattern, an efficient driving schedule can be obtained, and the fuel consumption can be sufficiently reduced. Can be reduced.
[0059]
Further, the traveling pattern predicting unit 11 corrects the predicted traveling pattern according to the traffic situation during traveling to obtain a traveling pattern corresponding to the change. In the present embodiment, the driving environment information acquiring unit 15 acquires road traffic information such as information on road congestion, traffic regulation information, construction information on road construction, and the like. It is possible to acquire in real time environmental information as a variation factor that causes a random variation or a short-term variation in a running pattern like an accident or an accident. When the traveling pattern prediction unit 11 acquires the environment information as a variation factor causing a random variation or a short-term variation from the traveling environment information acquisition unit 15, the traveling pattern prediction unit 11 corrects the traveling pattern already predicted.
[0060]
Subsequently, upon acquiring the corrected traveling pattern from the traveling pattern prediction unit 11, the main control device 26 operates based on the traveling pattern to control the operating states of the engine 21 and the motor 24 and the SOC of the battery 23. Execute a scheduling process for setting a schedule. When the driving schedule is set, the main control device 26 controls the operations of the engine 21, the engine control device, the motor 24, the generator 22, and the inverter according to the driving schedule, and executes a traveling process for traveling the vehicle. .
[0061]
Then, the traveling pattern predicting unit 11 acquires traveling data and traveling environment information while traveling on the constantly traveling route from the traveling data acquiring unit 14 and the traveling environment information acquiring unit 15 and stores the acquired data in the storage unit. Data recording for That is, the traveling data and traveling environment information of the route are stored and statistically processed. In this case, the running pattern predicting unit 11 as a storage processing unit also stores and statistically stores the running pattern for a predetermined period. Accordingly, the latest traveling data, traveling environment information, and traveling pattern can be accumulated and processed statistically. Therefore, next time, the traveling pattern can be predicted based on the latest traveling data and traveling environment information. it can. In addition, it is determined whether the traveling pattern created based on the traveling data and the traveling environment information acquired this time corresponds to one of the patterns shown in FIG. If it does not correspond, it is stored as a new traveling pattern. It is not stored if applicable.
[0062]
Next, the flowchart will be described.
Step S1 A route is set.
Step S2: It is determined whether it is the first time. If it is the first time, the process proceeds to step S9, and if it is not the first time, the process proceeds to step S3.
Step S3 Analyze the running pattern.
Step S4: A running pattern is predicted.
Step S5: Correct the running pattern.
Step S6: Execute a scheduling process.
Step S7 A running process is executed.
Step S8 Data recording is performed.
Step S9 Data such as road data and intersection data is obtained.
Step S10: Obtain gradient data.
Step S11: The traveling pattern is corrected according to the traffic situation during traveling.
[0063]
Next, the operation of the scheduling process will be described.
[0064]
FIG. 8 is a first diagram showing an example of a set schedule in the embodiment of the present invention, FIG. 9 is a second diagram showing an example of a set schedule in the embodiment of the present invention, and FIG. It is a flowchart which shows the subroutine of the scheduling process in embodiment of invention.
[0065]
When the main control device 26 starts a scheduling process for setting an operation schedule for controlling the operation state of the engine 21 and the motor 24 and the SOC of the battery 23, first, the main control device 26 acquires the traveling pattern created by the traveling pattern prediction unit 11. I do. Subsequently, the main control device 26 acquires the current SOC detected by the capacity detection sensor of the battery 23. In this case, the current SOC is the SOC at the departure point of the route because the scheduling process is performed immediately before traveling on the route on which the vehicle travels constantly.
[0066]
Subsequently, the main controller 26 sets the SOC at the destination of the route. In this case, the SOC at the destination is, for example, a value equal to the SOC at the departure point of the route, but can be set arbitrarily as long as it is within the SOC management range.
[0067]
By the way, in the drive control system 10 for a hybrid vehicle of the present embodiment, similarly to a normal hybrid vehicle, the management width of the SOC that is the charged amount of the battery 23 is set in advance, and the SOC falls within the management width. The operation schedule is set so as to fit in the schedule. The battery 23 has a voltage-current characteristic that fluctuates depending on the SOC similarly to a normal battery, and has a shorter life if the SOC is too large or too small. For example, if overcharged, the battery 23 may be destroyed. Therefore, the preset management range is set, for example, so that the maximum value is about 60% and the minimum value is about 40%, and control is performed so that the SOC of the battery 23 does not exceed the management range. Is done.
[0068]
However, if the control width is fixed, when the generator 22 has many opportunities to generate a regenerative current, such as a long downhill, the regenerative current cannot be sufficiently collected in the battery 23 and is wasted. Therefore, although there are many opportunities for the generator 22 to generate a regenerative current, the fuel consumption cannot be sufficiently reduced.
[0069]
Therefore, the main control device 26 adjusts the upper limit value or the lower limit value of the management width, and expands the management width as necessary, so that the SOC does not exceed the management width and the regenerative current is sufficiently increased. An efficient operation schedule is set so that the fuel can be collected in the battery 23 and the fuel consumption can be sufficiently reduced. That is, an operation schedule that minimizes the fuel consumption of the engine 21 is set based on the predicted traveling pattern.
[0070]
Subsequently, the main control device 26 sets an operation schedule for controlling the drive distribution of the engine 21 and the motor 24 and the SOC of the battery 23 according to the acquired traveling pattern. Here, the drive distribution refers to how the usage ratio of the engine 21 and the motor 24 is used to drive and drive the vehicle. Then, it is determined whether there is an abnormality in the set operation schedule. Here, the abnormality means that the SOC value of the destination included in the set operation schedule is different from the initially set value, or the SOC included in the set operation schedule exceeds the management range. It is. If there is an abnormality, the main control device 26 sets an operation schedule again. The fuel consumption and the information on the vehicle system may be included in the driving schedule, and it may be determined whether or not the driving schedule is abnormal based on the information on the fuel consumption and the vehicle system.
[0071]
For example, in a congested section, the traveling by the motor 24 is desirable because the traveling efficiency by the engine 21 is low. Therefore, as shown in FIG. 8A, when a traffic pattern is included in the travel pattern created by the travel pattern prediction unit 11, that is, when the occurrence of traffic jam is predicted in advance, the main control device 26 Then, an operation schedule is set such that a portion before the congestion section is set as a regeneration section and the battery 23 is sufficiently charged.
[0072]
Here, when the upper limit value or the lower limit value of the SOC management range is not adjusted, the SOC changes as shown in FIG. 8B. That is, since the distance traveled by the motor 24 in the congested section is long and the current consumption is large, the engine 21 is operated and the generator 22 is operated as shown by A in order to keep the SOC below the lower limit. It is necessary to perform power generation traveling to cause the power generation. Therefore, fuel consumption cannot be reduced sufficiently. In addition, since the vehicle arrives at the destination immediately after passing through the congested section, it is not possible to sufficiently generate power, and the SOC at the destination cannot be equal to the SOC at the departure point.
[0073]
On the other hand, when the upper limit value of the SOC management width is adjusted and raised to an appropriate value, the SOC changes as shown in FIG. 8C. In this case, since the battery 23 can be sufficiently charged in the regenerative section, the engine 21 can be operated as shown by B even if the traveling distance by the motor 24 is long and the current consumption is large in the congested section. Without activation, the SOC can be kept at an appropriate value. Therefore, the fuel consumption can be sufficiently reduced. Then, the SOC at the destination may be set to a value equal to the SOC at the departure place.
[0074]
In addition, for example, even in a section where acceleration / deceleration or starting / stopping is large, the traveling efficiency by the engine 21 is low, so that traveling by the motor 24 is desirable. Therefore, as shown in FIG. 9A, the traveling pattern created by the traveling pattern predicting unit 11 includes a section where acceleration / deceleration or starting / stopping is large, and a section where stable traveling can be performed immediately after the section. Is included, the main controller 26 sets an operation schedule in which a section after a large number of acceleration / deceleration or start / stop is set as a regeneration section and the battery 23 is charged.
[0075]
Here, when the upper limit or the lower limit of the SOC management range is not adjusted, the SOC changes as shown in FIG. 9B. That is, since the travel distance by the motor 24 is long and the current consumption is large in the section where the acceleration / deceleration or the start / stop is large, the engine 21 is controlled as shown by C in order to keep the SOC below the lower limit. It is necessary to perform power generation traveling to cause the generator 22 to generate power by operating. Therefore, fuel consumption cannot be reduced sufficiently.
[0076]
On the other hand, when the lower limit value of the SOC management width is adjusted and lowered to an appropriate value, the SOC changes as shown in FIG. 9C. In this case, the regenerative current can be recovered by the battery 23 by the start point of the regenerative section immediately after the section where acceleration / deceleration and starting / stopping are frequent. For this reason, the battery 23 can be sufficiently charged in the regenerative section, and therefore, even if the distance traveled by the motor 24 is long and the current consumption is large in the section where acceleration and deceleration and starting and stopping are large, as shown by D, The SOC can be kept within the management range without operating the engine 21. Therefore, the fuel consumption can be sufficiently reduced. Then, in a section immediately after the section where acceleration / deceleration and starting / stopping are frequent, the battery 23 can be sufficiently charged to recover the SOC. In the example shown in FIG. 9C, the upper limit value of the SOC management width is also increased. However, as in the example shown in FIG. Because it is included. If no congested section is included in the route, only the lower limit value of the SOC management width may be adjusted.
[0077]
As described above, the main control device 26 sets the regenerative section in the predicted traveling pattern, and sets the operation schedule so that the regenerative current can be recovered by the battery 23 by the start point of the regenerative section. Therefore, the regenerative current is not wasted. Further, since the operation schedule is set so that all the regenerative current generated in the regenerative section can be recovered by the battery 23, the fuel consumption can be sufficiently reduced.
[0078]
Next, the flowchart will be described.
Step S6-1: Acquire a running pattern.
Step S6-2: Acquire the current SOC.
Step S6-3: Set the SOC of the destination.
Step S6-4: Set an efficient operation schedule.
Step S6-5: To judge whether there is any abnormality. When there is an abnormality, the process returns to step S6-4, and when there is no abnormality, the process ends.
[0079]
Next, the operation of the traveling process will be described.
[0080]
FIG. 11 is a flowchart showing a subroutine of the traveling process according to the embodiment of the present invention.
[0081]
When the vehicle starts traveling on the route, the main control device 26 controls the operations of the engine 21, the engine control device, the motor 24, the generator 22, and the inverter according to the set operation schedule. In this case, the main control device 26 acquires the SOC detected by the capacity detection sensor of the battery 23, that is, the actual SOC in real time, compares it with the SOC included in the operation schedule, and determines whether there is an abnormality. to decide.
[0082]
Since the traveling pattern when the vehicle actually travels on the route is not completely the same as the predicted traveling pattern, it is conceivable that the actual change in the SOC is different from the change in the SOC included in the driving schedule. If the difference between the actual SOC and the SOC included in the schedule exceeds a preset threshold value for a while, the main control device 26 determines that there is an abnormality, and The driving schedule from the current position of the vehicle to the destination in is set again. When there is no abnormality, the main control device 26 continues the control according to the operation schedule. Also, when the actual SOC exceeds the upper limit or the lower limit of the management width, it may be determined that there is an abnormality, and the driving schedule from the current position of the vehicle to the destination may be set again. When the actual SOC exceeds the upper limit or the lower limit of the management range, the operations of the engine 21, the engine control device, the motor 24, the generator 22, and the inverter are controlled so that the SOC returns within the management range. Then, the battery 23 may be charged or discharged from the battery 23.
[0083]
If the current position of the vehicle deviates from the route for a while, the main control device 26 determines that the traveling pattern of the vehicle does not correspond to daily traveling environment information, and The navigation information and the like are acquired from the road gradient database 13, and the schedule from the current position of the vehicle to the destination is set again. Further, even when the current position of the vehicle deviates from the route due to a temporary detour or the like, the driving schedule from the current position of the vehicle to the destination is set again. When the current position of the vehicle does not deviate significantly from the route, the main control device 26 is controlled similarly to the case where the difference between the actual SOC and the SOC included in the driving schedule is equal to or less than a preset threshold value. Continues the control according to the set schedule.
[0084]
Subsequently, the main controller 26 determines whether the vehicle has arrived at the destination, and if not, repeats the above-described operation.
[0085]
Next, the flowchart will be described.
Step S7-1: The schedule SOC is compared with the actual SOC.
Step S7-2: To judge whether there is any abnormality. When there is an abnormality, the process proceeds to step S7-5, and when there is no abnormality, the process proceeds to step S7-3.
Step S7-3: Control according to the operation schedule is continued.
Step S7-4: It is determined whether or not the vehicle has arrived at the destination. If it has arrived, the process ends. If it has not arrived, the process returns to step S7-1.
Step S7-5 Set the operation schedule again.
[0086]
As described above, in the present embodiment, the drive control system 10 of the hybrid vehicle analyzes a traveling pattern in the case of traveling on a constantly traveling route for commuting, going to school, shopping, and the like, and considers a variation factor. By predicting the traveling pattern in advance, a driving schedule for traveling efficiently on the route is set. In addition, since the operations of the engine 21, the engine control device, the motor 24, the generator 22, and the inverter are controlled according to the operation schedule, the SOC can be appropriately maintained, and the fuel consumption of the engine 21 is sufficiently reduced. can do.
[0087]
The drive control system 10 of the hybrid vehicle adjusts the upper limit or the lower limit of the SOC management width when setting a schedule for efficiently traveling on the route, and adjusts the management width as needed. And set the driving schedule. Therefore, an efficient operation schedule can be set so that the regenerative current can be sufficiently collected in the battery 23 and the fuel consumption can be sufficiently reduced while the SOC does not exceed the management width. .
[0088]
Further, the drive control system 10 of the hybrid vehicle records and accumulates traveling data and traveling environment information while traveling on the route. Therefore, since the latest traveling data and traveling environment information can be accumulated, the traveling pattern can be predicted based on the latest traveling data and traveling environment information. It is accumulated as a running pattern. Thereby, the prediction accuracy of the traveling pattern can be improved.
[0089]
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, but can be variously modified based on the gist of the present invention, and they are not excluded from the scope of the present invention.
[0090]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, it is possible to predict a driving pattern sufficiently reflecting the driving characteristics of the driver, set an appropriate driving schedule, and sufficiently reduce the fuel consumption of the engine. Can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a conceptual diagram showing a configuration of a drive control system for a hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing an example of a drive control table for a hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram illustrating a concept of a traveling pattern according to the embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing a concept for analyzing a traveling pattern according to the embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing an example of a traveling pattern according to the embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a change in a traveling pattern according to the embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a flowchart showing an operation of the drive control system for the hybrid vehicle in the embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a first diagram showing an example of a set schedule according to the embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a second diagram illustrating an example of a set schedule according to the embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a flowchart illustrating a subroutine of a scheduling process according to the embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a flowchart illustrating a subroutine of a traveling process according to the embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
10. Drive control system for hybrid vehicle
11 Driving pattern prediction unit
21 Engine
23 Battery
24 motor
26 Main control unit

Claims

（ａ）目的地までの経路を設定する経路設定手段と、
（ｂ）設定された経路の走行データ及び走行環境情報を記憶して統計的に処理する記憶処理手段と、
（ｃ）現在の走行環境情報と記憶された走行データとに基づいて、前記設定された経路の走行パターンを予測する予測手段と、
（ｄ）予測された走行パターンに基づいてエンジン及びモータの運転スケジュールを設定し、設定された運転スケジュールに従って前記エンジン及びモータの動作を制御する制御手段とを有することを特徴とするハイブリッド車両の駆動制御システム。(A) route setting means for setting a route to a destination;
(B) storage processing means for storing the traveling data and traveling environment information of the set route and statistically processing the traveling data;
(C) prediction means for predicting a travel pattern of the set route based on current travel environment information and stored travel data;
(D) a drive means for setting an operation schedule of the engine and the motor based on the predicted traveling pattern, and controlling the operation of the engine and the motor in accordance with the set operation schedule. Control system.

前記制御手段は、前記予測された走行パターンに基づいて、エンジンの燃料消費量が最少となる運転スケジュールを設定する請求項１に記載のハイブリッド車両の駆動制御システム。2. The drive control system for a hybrid vehicle according to claim 1, wherein the control unit sets an operation schedule that minimizes fuel consumption of the engine based on the predicted traveling pattern. 3.

前記制御手段は、前記予測された走行パターンにおいて、回生区間を設定する請求項１又は２に記載のハイブリッド車両の駆動制御システム。The drive control system for a hybrid vehicle according to claim 1, wherein the control unit sets a regeneration section in the predicted traveling pattern.

前記予測手段は、交通状況に応じて予測された走行パターンを補正する請求項１〜３のいずれか１項に記載のハイブリッド車両の駆動制御システム。The drive control system for a hybrid vehicle according to any one of claims 1 to 3, wherein the prediction unit corrects a predicted traveling pattern according to a traffic situation.

前記走行環境情報は、走行パターンの変動要因となる情報である請求項１〜４のいずれか１項に記載のハイブリッド車両の駆動制御システム。The drive control system for a hybrid vehicle according to any one of claims 1 to 4, wherein the travel environment information is information that causes a change in a travel pattern.

前記変動要因は、時刻、日付、曜日、天候又はイベントの少なくとも一つである請求項５に記載のハイブリッド車両の駆動制御システム。The drive control system for a hybrid vehicle according to claim 5, wherein the variation factor is at least one of time, date, day of the week, weather, and an event.

前記記憶処理手段は、所定期間の走行パターンを記憶して統計的に処理する請求項１に記載のハイブリッド車両の駆動制御システム。The drive control system for a hybrid vehicle according to claim 1, wherein the storage processing unit stores a running pattern for a predetermined period and statistically processes the running pattern.

前記制御手段は、ＳＯＣに応じて運転スケジュールを変更する請求項１に記載のハイブリッド車両の駆動制御システム。The drive control system for a hybrid vehicle according to claim 1, wherein the control unit changes an operation schedule according to an SOC.

前記制御手段は、車両が設定された経路から外れたときにナビゲーション情報に基づいて運転スケジュールを再設定する請求項１に記載のハイブリッド車両の駆動制御システム。The drive control system for a hybrid vehicle according to claim 1, wherein the control unit resets a driving schedule based on the navigation information when the vehicle deviates from a set route.