JP5012754B2 - 車載バッテリ充電支援装置、車載バッテリ充電支援方法及びコンピュータプログラム - Google Patents
車載バッテリ充電支援装置、車載バッテリ充電支援方法及びコンピュータプログラム Download PDFInfo
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Description
そして、このような電動車両が備えるバッテリの充電を行う方法としては、自宅や専用の充電施設で充電を行う他に、車両走行中において減速時や降坂路走行中に発生するモータの回生電力やエンジンを用いて充電を行う方法がある。そこで、従来より、このような走行中に行われる充電について考慮して、目的地までの燃料消費量を抑制するようにエンジンやモータの制御スケジュールを設定することが提案されている。例えば、特開2003−9310号公報には、目的地までの走行予定経路の道路情報に基づいて、目的地までの燃料消費量が抑制されるように、エンジン及びモータの制御スケジュールを設定するハイブリッド車両の車両制御装置について記載されている。
ここで、「車両」とはバッテリから供給される電力に基づいて駆動されるモータを駆動源とする電気自動車以外にも、モータとエンジンを併用して駆動源とするハイブリッド車両も含む。
特に、本実施形態に示すようなプラグインハイブリッド車両では、バッテリの残容量が0となるまでは駆動モータ5のみにより車両2が駆動され、バッテリの残容量が0となった後はエンジン4も用いて車両が駆動される。また、加速走行時においてはエンジン4と駆動モータ5の両方により駆動力を発生させ、車両2を駆動するようにしても良い。
更に、エンジンブレーキ必要時及び制動停止時において、駆動モータ5は回生ブレーキとして機能し、車両慣性エネルギーを電気エネルギーとして回生する。
そして、車両制御ECU9は、演算装置及び制御装置としてのCPU21、並びにCPU21が各種の演算処理を行うに当たってワーキングメモリとして使用されるRAM22、制御用のプログラム等が記録されたROM23等の内部記憶装置を備えている。
図2に示すように本実施形態に係るナビゲーション装置1は、自車の現在位置を検出する現在位置検出部31と、各種のデータが記録されたデータ記録部32と、入力された情報に基づいて、各種の演算処理を行うナビゲーションECU(走行開始予定時刻取得手段、必要エネルギー量推定手段、充電スケジュール生成手段、バッテリ充電手段、充電状態取得手段、必要エネルギー量再推定手段、充電判定手段、充電案内手段、経路特定手段、交通情報取得手段)33と、ユーザからの操作を受け付ける操作部34と、ユーザに対して自車周辺の地図やバッテリの充電の案内を表示する液晶ディスプレイ15と、経路案内に関する音声ガイダンスやバッテリの充電の案内を出力するスピーカ16と、プログラムを記憶した記憶媒体であるDVDを読み取るDVDドライブ37、プローブセンタ、VICSセンタ等の情報センタとの間で通信を行う通信モジュール38と、から構成されている。また、ナビゲーションECU33には、自車の走行速度を検出する車速センサ等が接続される。
現在位置検出部31は、GPS41、車速センサ42、ステアリングセンサ43、ジャイロセンサ44等からなり、現在の自車の位置、方位、自車の走行速度、現在時刻等を検出することが可能となっている。ここで、特に車速センサ42は、車両2の移動距離や車速を検出する為のセンサであり、車両2の駆動輪の回転に応じてパルスを発生させ、パルス信号をナビゲーションECU33に出力する。そして、ナビゲーションECU33は発生するパルスを計数することにより駆動輪の回転速度や移動距離を算出する。尚、上記5種類のセンサをナビゲーション装置1が全て備える必要はなく、これらの内の1又は複数種類のセンサのみをナビゲーション装置1が備える構成としても良い。
そして、通常モードに設定されている状態では、ナビゲーション装置1の備える全ての機能を使用することができる。一方、低電源モードに設定されている時には、バッテリ7の充電を管理する充電管理機能や充電スケジュール48の生成及び管理を行うスケジュール管理機能のみが使用可能となる。
図3に示す充電スケジュール48が設定された場合には、充電制御ECU13は、現在時刻がt1となった時点でバッテリ7の充電を開始する。そして、現在時刻がt2となった時点で充電を終了する。それにより、走行開始予定時刻t2までに必要エネルギー量Enをバッテリ7に充電することが可能となる。
具体的には、ナビゲーションECU33は、ユーザの入力情報に基づいて走行開始予定時刻t2を取得し、更に、ユーザにより設定された目的地までの経路とその経路の経路情報とに基づいて必要エネルギー量Enを算出する。更に、ナビゲーションECU33は、現在のバッテリ7のエネルギー残量E0を検出し、バッテリへの充電速度v[J/h]に基づいて、走行開始予定時刻t2の直前(例えば3分前)に必要エネルギー量Enがバッテリ7に充電されるように、充電開始時刻t1を決定する
尚、S17では、CPU51は充電指示を充電制御ECU13へと送信する。その結果、充電制御ECU13はバッテリ7への充電を実行する。その際に実行されるバッテリ7への充電は、充電スケジュール48に依らない充電であり、充電制御ECU13はナビゲーション装置1から充電指示を受信した直後に充電を開始し、満充電となるまで或いはユーザからの充電終了操作を受け付けるまで充電を継続して行う。
更に、S9においてCPU51は、前記S8で特定された走行予定経路全体の経路情報を取得する。ここで、取得される経路情報としては、走行予定経路中にある、交差点に関する情報(位置、信号の有無、車線数に関する情報を含む)、傾斜区間に関する情報(傾斜角度に関する情報を含む)、カーブに関する情報(開始点、終了点、旋回半径に関する情報を含む)、渋滞情報(渋滞の開始点、渋滞長、渋滞度、走行予定経路を構成する各リンクの平均車速)等である。そして、これらの経路情報は、地図情報DB47から読み出すこと、又は前記S8で取得した交通情報から走行予定経路に係る情報を抽出することにより取得する。
そして、走行予定経路を走行する際に駆動モータ5の駆動に必要なトータルの必要エネルギー量Enは、走行予定経路の走行中にバッテリ7に蓄えられると推定される回生エネルギーのエネルギー量Ereを考慮すると、以下の式(1)で表される。
En=Eo+Er+El+Ei−Ere・・・・(1)
尚、回生エネルギーのエネルギー量Ereは、前記S9で取得した走行予定経路の経路情報に基づいて、走行予定経路中にある降坂路や制動が予測される地点(交差点、カーブ、渋滞エリア)を考慮して算出される。また、上記S11が必要エネルギー量推定手段の処理に相当する。
例えば、図6は、前記S9の第1回目の経路探索において特定された自車の現在位置61から目的地62までの走行予定経路63と、前記S11で推定される走行予定経路63を走行する際に必要となる必要エネルギー量を示した図である。また、図7は、図6に示す走行予定経路63が設定された後に走行予定経路63上に交通規制が新たに発生し、その後に前記S21の第2回目の経路探索を行った場合において、S21で特定される自車の現在位置61から目的地62までの走行予定経路64と、前記S23で推定される走行予定経路64を走行する際に必要となる必要エネルギー量を示した図である。更に、図8は、図6に示す経路が設定された後に走行予定経路63上に渋滞が新たに発生し、その後に、前記S21の第2回目の経路探索を行った場合において、S21で特定される自車の現在位置61から目的地62までの走行予定経路63と、前記S23で推定される走行予定経路63を走行する際に必要となる必要エネルギー量を示した図である。尚、A〜F、C´は各リンクを走行するのに必要な必要エネルギー量を示す。
図6と図7を比較すると、第1回目の経路探索を行ってから第2回目の経路探索を行うまでの間に走行予定経路63上に交通規制が発生したことによって、走行予定経路が変更される。その結果、必要エネルギー量も「A+B+C」から「A+D+E+F」へと変更される。
また、図6と図8を比較すると、第1回目の経路探索を行ってから第2回目の経路探索を行うまでの間に走行予定経路63上に渋滞エリアが発生したことによって、走行予定経路は変更されないが、渋滞の発生したエリアを含むリンクを走行するのに必要な必要エネルギー量が「C」から「C´(>C)」へと変更される。その結果、必要エネルギー量も「A+B+C」から「A+B+C´」へと変更される。
また、走行開始予定時刻の所定時間前に目的地まで走行するのに必要な必要エネルギー量を再推定できるので、走行開始予定時刻までに目的地まで走行するのに必要な必要エネルギー量まで車載バッテリを充電することが可能であるか否かをユーザに正確に把握させることが可能となる。また、走行開始予定時刻の所定時間前に取得した渋滞や交通規制等の交通情報に基づいて目的地まで走行するのに必要な必要エネルギー量を再推定するので、必要エネルギー量をより正確に推定することが可能となる。また、車両が走行する予定の走行予定経路を走行するのに必要な必要エネルギー量を再推定するので、必要エネルギー量をより正確に推定することが可能となる。
例えば、本実施形態では、本願発明をモータとエンジンを併用して駆動源とするハイブリッド車両が備えるナビゲーション装置に適用した例について説明しているが、モータのみを駆動源とする電気自動車が備えるナビゲーション装置にも適用することが可能である。
2 車両
3 電動車両制御システム
5 駆動モータ
7 バッテリ
15 ディスプレイ
16 スピーカ
33 ナビゲーションECU
51 CPU
52 RAM
53 ROM
Claims (6)
- 車両が目的地への走行を開始する走行開始予定時刻を取得する走行開始予定時刻取得手段と、
前記車両が目的地へと走行する際に前記車両の駆動力を発生させる駆動モータの駆動に必要な必要エネルギー量を推定する必要エネルギー量推定手段と、
前記車両の走行開始予定時刻までに前記駆動モータにエネルギーを供給する車載バッテリに対して前記必要エネルギー量を充電する為の充電スケジュールを生成する充電スケジュール生成手段と、
前記充電スケジュールに従って前記車載バッテリに充電を行うバッテリ充電手段と、
前記車載バッテリの充電状態を取得する充電状態取得手段と、
前記車載バッテリの充電を開始した後に前記必要エネルギー量を再推定する必要エネルギー量再推定手段と、
前記走行開始予定時刻までに前記必要エネルギー量再推定手段によって再推定された前記必要エネルギー量まで前記車載バッテリを充電することが可能であるか否かを判定する充電判定手段と、
前記充電判定手段の判定結果に基づく案内を行う充電案内手段と、を有することを特徴とする車載バッテリ充電支援装置。 - 前記必要エネルギー量再推定手段は、前記走行開始予定時刻の所定時間前のタイミングにおいて前記必要エネルギー量を再推定することを特徴とする請求項1に記載の車載バッテリ充電支援装置。
- 前記走行開始予定時刻の所定時間前のタイミングにおいて交通情報を取得する交通情報取得手段を有し、
前記必要エネルギー量再推定手段は、前記交通情報に基づいて前記必要エネルギー量を再推定することを特徴とする請求項2に記載の車載バッテリ充電支援装置。 - 車両の走行予定経路を特定する経路特定手段を有し、
前記必要エネルギー量推定手段は、前記車両が前記走行予定経路を走行する際に前記駆動モータの駆動に必要な必要エネルギー量を推定することを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の車載バッテリ充電支援装置。 - 車両が目的地への走行を開始する走行開始予定時刻を取得する走行開始予定時刻取得ステップと、
前記車両が目的地へと走行する際に前記車両の駆動力を発生させる駆動モータの駆動に必要な必要エネルギー量を推定する必要エネルギー量推定ステップと、
前記車両の走行開始予定時刻までに前記駆動モータにエネルギーを供給する車載バッテリに対して前記必要エネルギー量を充電する為の充電スケジュールを生成する充電スケジュール生成ステップと、
前記充電スケジュールに従って前記車載バッテリに充電を行うバッテリ充電ステップと、
前記車載バッテリの充電状態を取得する充電状態取得ステップと、
前記車載バッテリの充電を開始した後に前記必要エネルギー量を再推定する必要エネルギー量再推定ステップと、
前記走行開始予定時刻までに前記必要エネルギー量再推定ステップによって再推定された前記必要エネルギー量まで前記車載バッテリを充電することが可能であるか否かを判定する充電判定ステップと、
前記充電判定ステップにおける判定結果に基づく案内を行う充電案内ステップと、を有することを特徴とする車載バッテリ充電支援方法。 - コンピュータに搭載され、
車両が目的地への走行を開始する走行開始予定時刻を取得する走行開始予定時刻取得機能と、
前記車両が目的地へと走行する際に前記車両の駆動力を発生させる駆動モータの駆動に必要な必要エネルギー量を推定する必要エネルギー量推定機能と、
前記車両の走行開始予定時刻までに前記駆動モータにエネルギーを供給する車載バッテリに対して前記必要エネルギー量を充電する為の充電スケジュールを生成する充電スケジュール生成機能と、
前記充電スケジュールに従って前記車載バッテリに充電を行うバッテリ充電機能と、
前記車載バッテリの充電状態を取得する充電状態取得機能と、
前記車載バッテリの充電を開始した後に前記必要エネルギー量を再推定する必要エネルギー量再推定機能と、
前記走行開始予定時刻までに前記必要エネルギー量再推定機能によって再推定された前記必要エネルギー量まで前記車載バッテリを充電することが可能であるか否かを判定する充電判定機能と、
前記充電判定機能における判定結果に基づく案内を行う充電案内機能と、
を実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。
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