JP5471941B2 - プラグイン車両の充電制御装置及び車両用ナビゲーション装置 - Google Patents
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Description
しかしながら、特許文献1のものは、次の出発予定時刻まで太陽光発電と天気予報とから最適な充電計画を実現することができるものの、次の走行に必要な充電量が少ない場合であっても、太陽光発電による充電時間以外の時間帯は商用電力源による充電が実施されてしまって安価な充電を実現できないという問題がある。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、電力単価が最も安い太陽光発電を最大限利用してバッテリを充電しながら、無駄な充電を実行してしまうことがないプラグイン車両の充電制御装置及び車両用ナビゲーション装置を提供することにある。
また、プローブ車両がルートを走行した際の消費電力量を用いて次の走行に必要な予想消費電力量を求めるので、予想消費電力量の精度を高めることができる。
請求項2の発明によれば、太陽光発電による充電電力量が不足した場合は、商用電力源によりバッテリを確実に充電することができる。この場合、電力単価が他の時間帯よりも安い時間帯である例えば深夜電力時間帯による商用電力源を最大限利用して充電することができるので、商用電力源による充電コストの低減を図ることができる。
請求項4の発明によれば、太陽光発電の充電中に天気が悪くなって充電不足を生じるような場合であっても適切に対処して充電不足を未然に防止することができる。
請求項5の発明によれば、自車が過去にルートを走行した際の消費電力量を用いて次の走行に必要な予想消費電力量を求めるので、予想消費電力量の精度を一層高めることができる。
請求項6の発明によれば、天気情報、或いは現在位置情報等を取得する機能を備えたカーナビゲーション装置を利用して実施することができるので、容易に実施することができる。
以下、本発明の参考形態について図1ないし図5を参照して説明する。
図1は、充電制御装置の構成を概略的に示している。プラグイン車両1には充電制御装置2が搭載されている。充電制御装置2(予想消費電力量演算手段、太陽光発電量演算手段、不足電力量演算手段、充電スケジュール作成手段、充電制御手段、通勤指示手段、記憶手段に相当)は、プラグイン車両1に搭載された電力源セレクタ3、この電力源セレクタ3により充電されるバッテリ4(鉛蓄電池、ニッケル水素電池、リチウム電池等)、電力源セレクタ3を制御するカーナビゲーション装置(以下「カーナビ」という)5から構成されている。プラグイン車両とは、車両外部から供給される電力によってバッテリ4の充電が可能な車両のことで、駆動力源としてモータのみを用いるプラグイン電気自動車と、駆動力源としてエンジンとモータとを用いるプラグインハイブリッド車があり、本参考形態ではプラグインハイブリッド車を想定する。尚、図1では、カーナビ5の基本構成は省略し、本発明に関連した構成のみを機能ブロック図で示している。このカーナビ5は、図示しない基本構成に加えて、充電制御装置2、経路計算・予測機能6(走行経路予測手段に相当)、天気予報提供機能7(天気情報取得手段に相当)、日出・日没時間データ8(日照情報取得手段に相当)を備えている。
経路計算・予測機能6は、目的地が設定された場合は、現在位置から目的地までのルートを設定すると共に、目的地まで往復して走行するのに要するバッテリ4の消費電力量を後述するように算出する。
日出・日没時間データ8は、緯度及び経度に対応した日出・日没時間を記憶しており、カーナビ5が取得したGPSデータが示す緯度及び経度に対応する日出・日没時間を提供する。尚、日出・日没データは、緯度及び経度に対応した標準的なデータであることから、カーナビ5が現在地の日出方向及び日没方向に位置する障害物、特に山間部にあっては周囲に位置する山の影響、都心部にあっては周囲に位置する高層ビルによる太陽光の遮光時間帯を考慮するのが望ましい。また、同一地域であっても太陽電池の設置場所によって太陽光の照射時間帯が変わるので、その照射時間帯をユーザが入力するようにしてもよい。
図2は、カーナビ5による充電手順を示すフローチャートである。カーナビ5は、まず、充電制御装置2によりバッテリ残量をチェックする(A1)。
次に翌日(次回)の走行時の必要電力量を算出する(A2)。
ユーザがルートを設定せず(B1:NO)、さらに「通勤充電」ボタンをオンしない場合は(B3:NO)、カレンダーから通勤で使用されるかを予測し、平日なら通勤とみなし、休日ならば通勤ではないためfull充電とする(B5)制御も可能である。
図4は、カーナビ5による充電スケジュールの作成を示すフローチャートである。カーナビ5は、ユーザが出発時間を設定した場合は(C1)、翌朝の天気情報を情報センタから取得して天気予報は晴れかを判定する(C6)。天気予報が晴れの場合は(C6:YES)、内部に持つテーブルデータから晴れの場合は太陽光発電では10Kw/h(本参考形態での平均値)の発電が可能であるとする。この発電量は、晴れであっても月日及び時間帯(日出及び日没に近い時間帯は小さく、昼に最大となる)によっても異なることから、テーブルデータとしては月日及び時間帯に対応した電力量が細かく設定されている。
以上のようにして、充電スケジュールに基づいて太陽光発電に充電を最も使用し、不足電力量を深夜電力により充電し、さらに不足電力量を通常の商用電力により充電することができる。
1:00から2:30までは商用電力源の深夜電力で充電し、6:00〜8:00までは太陽光発電で供給される電力で充電し、8:00〜9:00に往路を走行することを示している。
そして、カーナビ5は、以上のようにして作成した充電スケジュールに基づいて電力源セレクタ3を切り替えることによりバッテリ4に対する電力源を商用電力源から太陽光発電へと切り替えて充電する。
また、次の走行予定日が例えば翌々日の場合は、翌日に太陽光発電のみで充電し、日没後、現在の充電電力量に基づいて翌日の充電スケジュールを作成するようにしても良い。
カーナビ1は、使用者が入力した翌日(次回)の走行時の到着予定時間及び目的地に基づいて次の走行時に必要となる予測消費電力量を求め、翌日の天気情報及び日出・日没時間に基づいて翌日の出発予定時間まで太陽光発電でもって最大限充電する充電スケジュールを作成し、当該充電スケジュールに従ってバッテリ4に対する充電を制御するので、充電コストの低減を図ることができる。また、太陽光発電による充電電力量が翌日の走行に必要となる予想消費電力量よりも少ない場合は商用電力源から充電するので、翌日の走行時に電力不足を生じることを回避できる。
現在位置に応じた日出・日没時間を考慮した充電スケジュールを作成するようにしたので、緯度、軽度に関わらず太陽光発電による充電を最大限利用することができる。
天気情報、或いは現在位置情報を取得する機能を備えたカーナビ5により実施するようにしたので、容易に実施することができる。
次に、本発明の一実施形態について図6を参照して説明する。参考形態では、次に車両使用日の予想消費電力量を求める方法として、地図データから道路の傾斜、信号の有無に基づいて計算しているが、地図データから計算したデータでは精度が不十分であることが考えられる。つまり、走行したことがない区間、或いはルートについて情報源としてカーナビ5の内部の地図データを使用しているが、地図データは消費電力量計算のために設計されておらず、必ずしも適切な予想消費電力量が計算されるとは限らない。
また、プローブ車両としてガソリン車、ディーゼル車などの電気自動車、ハイブリッドカーではない車両の情報しか得られなかった場合でも、そのガソリン車、ディーゼル車の消費電力量から、自車が走行したと仮定した場合の予想消費電力量を予測することは可能である。
予想消費電力量=プローブ車両消費電力量×車両特性A×積載係数B×運転特性C
車両特性A:同一車種の場合=1、自車の重量<プローブ車両重量の場合は0<A<1、自車の重量>プローブ車両重量の場合はA>1とする。
積載係数B:自車の乗員数と荷物重量<プローブ車両の乗員数と荷物重量の場合は0<B<1、自車の乗員数と荷物重量>プローブ車両の乗員数と荷物の場合はB>1とする。
運転特性C:プローブ車両の加減速の頻度が自車よりも高い場合は0<C<1、低い場合はC>1とする。また、プローブ車両のハンドル操作が自車よりも多い場合は0<C<1、少ない場合はC>1とする。尚、運転特性は、例えば車載センサにより収集した、同一走行道路での加減速パターン、或いはハンドル角パターンなどの類似性から判断する。
また、検索ルートが過去に走行したことのあるルートの場合は、その時の消費電力量を最優先で用いて必要な予想消費電力量を算出するようにしたので、予想消費電力量の精度を一層高めることができる。
尚、情報センタに使用条件が類似するプローブ車両が複数登録されていた場合は、それらの情報を平均したものをプローブ車両情報として使用するようにしてもよい。
本発明は、上記実施形態及び参考形態に限定されることなく、次のように変形または拡張できる。
上記実施形態及び参考形態ではプラグイン車両としてプラグインハイブリッド車を想定したが、プラグイン電気自動車に適用するようにしても良い。この場合、バッテリが完全に放電したときは、車両を走行させることができなくなることから、充電時の安全係数を大きく設定する必要がある。
カーナビの充電制御装置に代えて、充電用ETCとして車両に搭載し、カーナビから必要な情報を取得するように構成しても良い。
カーナビにより天気情報を監視し、天気情報が変更となった場合は、充電スケジュールを見直すようにしても良いし、ユーザが充電スケジュールを手動で変更可能としても良い。また、渋滞情報を取得した場合は、出発予定時間を早くなるように変更し、それに合わせて充電スケジュールを変更するようにしても良い。
商用電力として100Vライン、200Vラインを切り替えるようにしても良い。
Claims (6)
- プラグイン車両に搭載されたバッテリに対して太陽光発電を含む複数の電力源による充電を制御するプラグイン車両のバッテリ充電制御装置であって、
使用者が入力した情報に基づいて次の走行経路を予測する走行経路予測手段と、
前記走行経路予測手段が決定した走行経路を走行するのに必要となる予想消費電力量を求める予想消費電力量演算手段と、
次の走行までの天気情報を取得する天気情報取得手段と、
次の走行までの日照情報を取得する日照情報取得手段と、
前記天気情報取得手段が取得した天気情報及び前記日照情報取得手段が取得した日照情報に基づいて次の出発予定時間までの太陽光発電電力量を演算する太陽光発電量演算手段と、
前記太陽光発電量演算手段が求めた次の出発予定時間までの太陽光発電電力量が、前記予想消費電力量演算手段が求めた予想消費電力量よりも少ない場合は、不足電力量を演算する不足電力量演算手段と、
前記バッテリに対して前記不測電力量演算手段が求めた不足電力量を他の電力源により充電する時間、及び太陽光発電により充電する時間を示す充電スケジュールを作成する充電スケジュール作成手段と、
前記充電スケジュール作成手段が作成した充電スケジュールに従って前記バッテリに対する充電を制御する充電制御手段と、
情報センタに登録されているプローブ車両の消費電力量を取得する消費電力量取得手段と、を備え、
前記予想消費電力量演算手段は、次の車両使用日に走行予定の検索ルートの一部を過去に走行したことがあるかを判定し、走行していた場合は、その時の消費電力量を使用して次の走行に必要な予想消費電力量を求め、走行していない場合は、前記情報センタに自車と類似するプローブ車両が検索ルートの一部と同一ルートを走行することにより使用できるデータがあるかを判定し、使用できるデータがある場合は、前記消費電力量取得手段が取得したプローブ車両の消費電力量から次の走行に必要な予想消費電力量を求め、使用できるデータがない場合は、地図データから次の走行に必要な予測消費電力量を求めることを特徴とするプラグイン車両の充電制御装置。 - 他の電力源として商用電力源が設定され、
前記充電スケジュール作成手段は、商用電力源による充電を実行する時間として電力単価が他の時間帯よりも安い時間帯を最大限含むように設定することを特徴とする請求項1記載のプラグイン車両の充電制御装置。 - 次の走行が通勤であることを指示するための通勤指示手段と、
過去の消費電力量を記憶した記憶手段と、を備え、
前記走行電力演算手段は、前記通勤指示手段により次の走行が通勤であることが指示された場合は、前記記憶手段が記憶している過去の消費電力量に基づいて必要な予想消費電力量を求めることを特徴とする請求項1または2記載のプラグイン車両の充電制御装置。 - 前記充電制御手段は、太陽光発電による充電中に充電電力量が不足していると判断したときは、他の電力源に切り替えることを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載のプラグイン車両の充電制御装置。
- 前記予想消費電力量演算手段は、前記検索ルートの一部が自車が過去に走行したことのあるルートの場合は、その時の消費電力量を用いることを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載のプラグイン車両の充電制御装置。
- 請求項1ないし5の何れかに記載されたプラグイン車両の充電制御装置を備えたことを特徴とする車両用ナビゲーション装置。
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