JP2009038900A

JP2009038900A - 回生エネルギ量報知装置

Info

Publication number: JP2009038900A
Application number: JP2007201069A
Authority: JP
Inventors: Shigeaki Kurita; 茂明栗田; Kiyoshi Takeuchi; 清竹内; Keiji Komachi; 圭司古町
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 2007-08-01
Filing date: 2007-08-01
Publication date: 2009-02-19
Also published as: WO2009016977A1

Abstract

【課題】車両の運転者が、自己の運転によってどの程度の量の回生エネルギが生起され、省エネルギ運転に寄与したかを認識することが可能な回生エネルギ量報知装置の提供。
【課題手段】ハイブリッド車両１は、回生状態に移行した後、該回生状態から非回生状態に移行するまでの間、発電量検知部４３が検知する発電量を積算し、積算した発電量に基づいて、回生状態に１回移行することによって生起された回生充電量を算出する。表示装置１９は、ハイブリッド制御装置１５が算出した回生充電量を画面に表示する。
【選択図】図１

Description

本発明は、発電手段と電動手段と二次電池とを備えた車両に設けられる回生エネルギ量報知装置に関する。

バッテリにモータからの発電電力が充電されている状態を定量表示する車両の運転状態表示装置がある。

特開２００６−２９０１８２号公報

上記従来の表示装置によれば、運転者は、バッテリの入出力レベルや、その入出力レベルが最大値に対してどの程度の割合なのかを目視によって感覚的に認識することができる。

しかし、上記従来の表示装置では、バッテリに対する現在の瞬間的な入出力レベルが表示されるだけであり、１回の回生時にどの程度の電力量がバッテリに供給されたか、すなわち、自己の運転によってどの程度の量の回生エネルギが生起され、省エネルギ運転に寄与したかを認識することができない。

本発明は、上記の実情に鑑みてなされたものであって、車両の運転者が、自己の運転によってどの程度の量の回生エネルギが生起され、省エネルギ運転に寄与したかを認識することが可能な回生エネルギ量報知装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、発電手段と電動手段と二次電池とを備えた車両に設けられる回生エネルギ量報知装置であって、発電量検知手段と回生エネルギ量算出手段と報知手段とを備える。

発電手段は、駆動輪に連動して従動回転して発電する回生状態に設定可能である。電動手段は、駆動輪を駆動回転する駆動状態に設定可能である。二次電池は、発電手段が生起した電力を蓄電するとともに、電動手段に電力を供給する。

発電量検知手段は、発電手段の発電量を検知する。回生エネルギ量算出手段は、発電手段が前記回生状態に移行した後、該回生状態から非回生状態に移行するまでの間、発電量検知手段が検知する発電量を積算し、積算した発電量に基づいて、発電手段が回生状態に１回移行することによって生起された回生エネルギ量を算出する。報知手段は、回生エネルギ量算出手段が算出した回生エネルギ量を運転者に報知する。

上記構成では、車両の運転者は、その運転者の運転によってどの程度の量の回生エネルギが生起されて省エネルギ運転に寄与したかを、報知手段が報知する回生エネルギ量によって容易に認識することができる。

本発明によれば、車両の運転者は、自己の運転によって１回の回生時にどの程度の量の回生エネルギが生起されて省エネルギ運転に寄与したかを、報知手段が報知する回生エネルギ量によって容易に認識することができる。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の一実施形態の車両を模式的に示すブロック構成図である。

図１に示すように、ハイブリッド車両１は、エンジン３と、トランスミッション５と、モータジェネレータ（発電手段、電動手段）７と、バッテリ（二次電池）９と、エンジン制御装置（Engine Electric Control Unit）１１と、トランスミッション制御装置（Transmission Electric Control Unit）１３と、ハイブリッド制御装置（Hybrid Electric Control Unit、回生エネルギ量算出手段）１５と、モータジェネレータ・インバータ（Ｍ／Ｇインバータ）１７と、表示装置（報知手段）１９とを備える。

エンジン３の出力軸は、湿式多板のクラッチ２１を介してトランスミッション５の入力軸に連結され、トランスミッション５の出力軸は、プロペラシャフト２３、差動装置２５及びリヤアクスル２７を介して左右の後輪（駆動輪）２９に連結されている。モータジェネレータ７の回転軸は、ギヤ３１及びクラッチ３３を介してトランスミッション５の出力軸に連結されている。

モータジェネレータ７は、トランスミッション５の出力軸に連動して従動回転して発電する回生状態と、トランスミッション５の出力軸を駆動回転する駆動状態と、クラッチ３３によってトランスミッション５の出力軸から切断された非作動状態とに選択的に設定される。すなわち、モータジェネレータ７は、発電手段及び電動手段の双方として機能する。なお、モータジェネレータ７に代えて、発電機（発電手段）とモータ（電動手段）とを別々に設けてもよい。

バッテリ９は、回生状態のモータジェネレータ７が生起した電力をＭ／Ｇインバータ１７を介して蓄電するとともに、駆動状態のモータジェネレータ７にＭ／Ｇインバータ１７を介して電力を供給する。

表示装置１９は、運転席に着座した運転者から視認可能なインストルメントパネル（図示省略）に配置される画面を有し、ハイブリッド制御装置１５からの表示制御信号を受けて所定の画像を画面に表示する。

エンジン制御装置１１には、ハイブリッド車両１の速度を検出する車速センサ３５からの車速信号と、アクセルペダルの操作（踏み込み）を検知するアクセルセンサ３７からのアクセル操作信号とが入力する。エンジン制御装置１１は、車速信号とアクセル操作信号とハイブリッド制御装置１５からの制御信号とに基づいて、エンジン３の燃料噴射装置３９の開度を制御し、エンジン３への燃料の供給量を調整する。また、エンジン制御装置１１は、車速信号とアクセル操作信号とを、ハイブリッド制御装置１５へ送信する。

トランスミッション制御装置１３には、車速センサ３５からの車速信号と、エンジン３の回転速度を検出する回転速度センサ（図示省略）からのエンジン回転速度信号とが入力する。トランスミッション制御装置１３は、車速信号とエンジン回転速度信号とに基づき、予め記憶されたマップ又はテーブルから最適なギヤ段を選択し、トランスミッション５のシフトアクチュエータ４１とクラッチ２１とを制御して、トランスミッション５を最適なギヤ段に設定してエンジン３と連結する。

ハイブリッド制御装置１５には、上記車速信号やアクセル操作信号の他、モータジェネレータ７の発電量を検知する発電量検知部（発電量検知手段）４３からの発電量情報と、トランスミッション５の出力軸の回転速度を検出する駆動回転速度センサ４５からの駆動回転速度信号とを含む車両情報が入力する。ハイブリッド制御装置１５は、入力された車両情報に基づいて、エンジン制御装置１１や、エンジン３のスタータ４７や、トランスミッション制御装置１３や、クラッチ３３や、Ｍ／Ｇインバータ１７のモータ制御装置（Motor Electric Control Unit）４９や、バッテリ９のバッテリ制御装置（Battery Electric Control Unit）５１に制御信号を出力し、ハイブリッド車両１の走行状態に応じて駆動制御処理を実行し、モータジェネレータ７の状態を適宜切り換える。また、ハイブリッド制御装置１５は、モータジェネレータ７が回生状態に移行した後、該回生状態から非回生状態に移行するまでの間、発電量検知部４３からの発電量情報を用いて、発電量を積算し、積算した発電量に基づいて、モータジェネレータ７が回生状態に1回移行することによって生起された回生充電量（回生エネルギ量）を算出し、算出した回生充電量を表示装置１９へ出力する回生エネルギ量表示処理を実行する。

以下、発進時・加速時と、定速走行時と、減速時とのそれぞれにおいて、ハイブリッド制御装置１５が実行する駆動制御処理を説明する。

[発進時・加速時]
エンジン３に高負荷がかかるハイブリッド車両１の発進時や加速時には、モータジェネレータ７を駆動状態に設定し、エンジン３とモータジェネレータ７とによって駆動輪２９を回転駆動させる。これにより、エンジン３の負荷が軽減される。モータジェネレータ７によるトルクアシスト量は、排ガスや燃費が最適となるように制御される。このようなトルクアシストによって、トランスミッション５が早期にシフトアップを行うため、燃費が向上する。なお、本実施形態では、車速信号が示す車速の上昇率（ハイブリッド車両１の加速度）が大きく、且つアクセル操作信号がアクセルペダルの操作を示しているとき、ハイブリッド車両１の発進時又は加速時と判断するが、例えば、アクセルペダルの踏み込み方向への変動速度が所定速度よりも速い場合に発進時又は加速時と判断するなど、他の方法によってハイブリッド車両１が発進時又は加速時であるか否かを判定してもよい。さらに、ハイブリッド車両１がＧＰＳ情報の受信機能を有する場合、車速センサ３５を設けず、ハイブリッド車両１の位置情報からハイブリッド車両１の車速を算出してもよい。

[定速走行時]
ハイブリッド車両１の定速走行時には、モータジェネレータ７を非作動状態に設定し、エンジン３によってのみ駆動輪２９を回転駆動させる。これにより、走行状態に応じた最適なギヤ段でハイブリッド車両１が走行し、燃費が向上する。また、モータジェネレータ７が駆動系から切り離されているので、モータフリクションや磁界によってエネルギが無駄に消費されてしまうことがない。本実施形態では、車速信号が示す車速がゼロではなく且つその変動率（ハイブリッド車両１の加速度）が所定の範囲内であるとき、ハイブリッド車両１の定速走行時と判断するが、例えば、アクセルペダルの踏み込み方向又は踏み込み解除方向への変動速度が所定速度よりも遅い場合に定速走行時と判断するなど、他の方法によってハイブリッド車両１が定速走行時であるか否かを判定してもよい。

[減速時]
ハイブリッド車両１の減速時には、モータジェネレータ７を回生状態に設定し、トランスミッション５の出力軸の回転をクラッチ３３及びギヤ３１を介してモータジェネレータ７に伝達し、モータジェネレータ７が発電した電力を回生エネルギとしてＭ／Ｇインバータ１７を介してバッテリ９に蓄電する。この減速時には、クラッチ２１によってエンジン３とトランスミッション５とを切り離す。これにより、モータジェネレータ７にプロペラシャフト２３の回転が無駄なく伝達され、回生エネルギを効率よく発生させて回収することができる。また、停車直前のエンジンアイドル回転以下の車速やエンジンブレーキ相当の緩減速での走行であっても、回生エネルギを得ることができる。本実施形態では、車速信号が示す車速がゼロではなく且つアクセル操作信号がアクセルペダルの非操作（操作解除）を示しているとき、ハイブリッド車両１の減速時と判断するが、他の方法によってハイブリッド車両１が減速時であるか否かを判定してもよい。例えば、車速センサ３５の示す車速情報が減少傾向にある場合に車速の減速状態であると判定したり、車両前後方向の加速度を検知する加速度センサを有する場合に加速度センサが減速状態を示しているか否かを判定したり、ＧＰＳ情報の受信機能を有する場合にハイブリッド車両１の位置情報から算出した加速度が減速状態を示しているか否かを判定してもよい。

次に、ハイブリッド制御装置１５が実行する回生充電量表示処理について、図２〜図４に基づいて説明する。ハイブリッド制御装置１５は、エンジン３の始動によって本処理を開始する。図２に示す本実施形態の回生充電量表示処理は、所定時間毎（例えば、５ｍｓｅｃ毎）に行われ、回生充電量が逐次算出され、表示内容が更新される。

ハイブリッド制御装置１５のＲＡＭ（Random Access Memory）には、発電量検知部４３からの発電量情報が示す発電量を積算して得た回生充電量を、リセットされるまで記憶する回生充電量記憶領域が設けられている。

図２に示すように、本処理を開始すると、まずモータジェネレータ７が回生状態であるか否かを判定する（ステップＳ１）。本実施形態では、アクセルペダルが離された状態で、モータジェネレータ７が回生状態に移行するため、アクセル操作信号がアクセルペダルの非操作（操作解除）を示しているときに回生状態であると判定する。なお、発電量検知部４３からの発電量情報が示す発電量がゼロではないときに回生状態であると判定したり、ハイブリッド車両１の減速時であるときに回生状態であると判定する等、他の方法によって回生状態であるか否かを判定してもよい。また、これらの信号・情報を組み合せて回生状態であることを判定してもよい。

回生状態であると判定した場合（ステップＳ１：Ｙｅｓ）、回生充電量記憶領域に記憶されている回生充電量を読み込み、読み込んだ回生充電量と発電量検知部４３からの発電量情報が示す発電量とを積算し（ステップＳ２）、積算して得た新たな回生充電量を回生充電量記憶領域に記憶する（ステップＳ３）。なお、非回生状態から回生状態に移行した後の最初の処理では、回生充電量記憶領域に回生充電量が記憶されていないため、発電量検知部４３からの発電量情報が示す発電量をそのまま回生充電量記憶領域に記憶する。

次に、ステップＳ３で回生充電量記憶領域に記憶された回生充電量を表示制御させる表示制御信号を、表示装置１９に出力し（ステップＳ４）、本処理を終了する。これにより、図３に示すような画像が表示装置１９の画面に表示される。

また、ステップＳ１において回生状態ではないと判定した場合（ステップＳ１：Ｎｏ）、表示装置１９の表示をリセットし（非表示状態とし）（ステップＳ５）、回生充電量記憶領域に記憶されていた回生充電量をクリアし（ステップＳ６）、本処理を終了する。

すなわち、回生状態では、ステップＳ１の後にステップＳ２〜ステップＳ４の処理が実行され、非回生状態では、ステップＳ１の後にステップＳ５及びステップＳ６の処理が実行される。また、回生状態又は非回生状態が継続している間は、それぞれの処理が連続して実行される。また、非回生状態の処理から回生状態の処理に移行したときが、本発明の回生状態に移行したときであり、１回の回生状態の開始時である。また、回生状態の処理から非回生状態の処理に移行したときが、本発明の非回生状態に移行したときであり、１回の回生状態の終了時である。

図３は、回生充電量表示処理によって表示装置１９の画面に表示される画像の一例である。表示装置１９は、１３個のバーグラフ５７ａ〜５７ｍを有する。バーグラフ５７ａ〜５７ｍは、表示装置１９の左から順に配置され、ハイブリッド制御装置１５の回生充電量表示処理によって点灯／消灯表示される。図３に示す表示装置１９は、平行斜線で示されたバーグラフ５７ａ〜５７ｅが点灯状態であり、白抜きで示されたバーグラフ５７ｆ〜５７ｍが消灯状態である。バーグラフ５７ａ〜５７ｍが点灯／消灯表示されることによって、表示装置１９の表示態様として、１４パターンが設定されている。

図４は、複数の範囲に段階的に区分された回生充電量と表示装置１９の表示態様との対応を示すテーブルである。本実施形態では、回生充電量が１４段階の範囲に区分されている。テーブルは、ハイブリッド制御装置１５のＲＯＭ（Read Only Memory）に予め記憶され、回生充電量表示処理のステップＳ４において表示制御信号を出力するときに参照される。図４の左欄は、回生充電量の１４段階の範囲を示す。図４の右欄は、回生充電量の１４段階の範囲に対応した表示装置による１４パターンの表示態様を示す。図４の左欄のＡ〜Ｌは回生充電量の値を示し、ゼロ＜Ａ＜Ｂ＜Ｃ＜Ｄ＜Ｅ＜Ｆ＜Ｇ＜Ｈ＜Ｉ＜Ｊ＜Ｋ＜Ｌの関係である。

回生充電量がゼロのときはバーグラフ５７ａ〜５７ｍがすべて消灯される（非表示状態にされる）。回生充電量がゼロを超えてＡ以下のときはバーグラフ５７ａが点灯され、回生充電量がＡを超えてＢ以下のときはバーグラフ５７ａ，５７ｂが点灯され、回生充電量がＢを超えてＣ以下のときはバーグラフ５７ａ〜５７ｃが点灯され、回生充電量がＣを超えてＤ以下のときはバーグラフ５７ａ〜５７ｄが点灯される。同様に、回生充電量が増加してＡ〜Ｌのそれぞれの値を超えるにつれて点灯されるバーグラフ５７ａ〜５７ｍが左から順に増加し、回生充電量がＫを超えてＬ以下のときはバーグラフ５７ａ〜５７ｌが点灯され、回生充電量がＬより上のときはバーグラフ５７ａ〜５７ｍがすべて点灯される。これにより、表示装置１９には、バーグラフ５７ａ〜５７ｍがすべて消灯表示される１パターンと、バーグラフ５７ａ〜５７ｍが点灯表示される１３パターンとを合わせた１４パターンで回生充電量の状態が示される。

また、図４の左欄の回生充電量のＡ〜Ｌによる区分は、範囲の大きさを等間隔に設定してもよく、範囲の大きさを異ならせてもよい。回生充電量のＡ〜Ｌによる区分の範囲の大きさを異ならせる態様として、例えば、回生充電量の比較的少ない領域を、他の領域に比べて細かい範囲に区分してもよい。回生充電量の比較的少ない領域が他の領域に比べて細かい範囲で区分されることによって、表示装置１９に表示される初期段階での回生充電量の増加を運転者が認識し易くなる。

また、表示装置１９のバーグラフ５７ａ〜５７ｍを単一色で表示せず、例えば、バーグラフ５７ａ〜５７ｄと、バーグラフ５７ｅ〜５７ｉと、バーグラフ５７ｊ〜５７ｍとの表示色を、相互に相違させてもよい。

また、表示装置１９の表示態様は、バーグラフ５７ａ〜５７ｍに限らない。例えば、上記１４パターンの回生充電量を言葉やキャラクタ（例えば、アルファベット）で表示してもよい。

また、表示装置１９に対応するテーブルの回生充電量の区分の数は、図４に示す１４区分に限定されず、２区分や無段階区分であってもよい。なお、無段階区分の場合、表示装置１９には、例えば、無段階の動画で回生充電量を表示したり、回生充電量の数値をそのまま数字で表示すればよい。

上記回生充電量表示処理を実行することにより、表示装置１９の画面には、アクセルペダルが離されてから再び踏み込まれるまでの１回の回生状態となる度に、その１回の回生状態における回生充電量が表示される。また、回生状態である間にも、回生充電量表示処理によって逐次積算された回生充電量が表示装置１９に更新表示されるため、表示装置１９の回生充電量は増加傾向で表示される。

なお、表示装置１９の表示は回生状態である間に表示しなくともよく、例えば、回生状態から非回生状態へ移行したときに表示を開始してもよい。また、表示装置１９の表示や回生充電量記憶領域の回生充電量の記憶は、回生状態から非回生状態へ移行したときにリセットせずに、例えば、非回生状態へ移行してから所定時間表示した後リセットしたり、非回生状態から次の回生状態へ移行するときにリセットしてもよい。

また、本実施形態では、アクセルペダルが離されたときに回生状態であると判定し、アクセルペダルが離されていない（アクセルペダルが踏み込まれた）ときに非回生状態と判定するため、１回の回生状態の間に停車状態を含む場合がある。例えば、ハイブリッド車両１が下り斜面をエンジンブレーキ状態で走行しているときに、ブレーキペダルが踏み込まれて一旦停車状態となり、その後ブレーキペダルが離されることによって再びエンジンブレーキ状態で走行する場合があり、かかる場合には回生状態の間に停車状態が含まれる。このため、停車状態であってもハイブリッド制御装置１５の回生充電量表示処理において回生充電量が積算され、表示装置１９により表示される。停車状態では、表示装置１９が更新されても、表示内容は変更されない。

また、ハイブリッド制御装置１５の回生充電量表示処理のステップＳ１において、ハイブリッド車両１の減速時であるときに回生状態であると判定する場合には、停車状態が非回生状態とされるため、回生状態に停車状態が含まれない。従って、停車状態のときには、回生充電量表示処理のステップＳ５及びステップＳ６の処理が実行されて、表示装置１９の表示がリセットされ、回生充電量記憶領域の記憶がクリアされる。

本実施形態では、ハイブリッド車両１の運転者は、自己の運転によって１回の回生状態にどの程度の量の回生充電量が生起されて省エネルギ運転に寄与したかを、表示装置１９に表示される回生充電量によって容易に認識することができる。

このため、ハイブリッド車両１の運転者は、アクセルペダルを離すタイミングやブレーキペダルを踏み込むタイミングなどを変えた各回の減速操作にかかる各回の回生状態によって異なる回生充電量が生成されることを認識することができるため、どのような操作が省エネルギ運転に寄与したかを認識することができ、エネルギの無駄遣いの少ない減速操作を選択して操作することができる。

なお、表示装置１９に代えて又は加えて、音声出力装置を設け、音声によって回生充電量を報知してもよい。

また、本実施形態では、ハイブリッド車両１について説明したが、バッテリが駆動源として搭載された電気自動車に上記回生充電量表示処理を適用してもよい。

本発明の一実施形態の車両を模式的に示すブロック構成図である。回生充電量表示処理のフローチャートである。表示装置の画面に表示される画像の一例である。図３に示す表示装置と回生充電量との対応を示すテーブルである。

符号の説明

１：ハイブリッド車両
３：エンジン
５：トランスミッション
７：モータジェネレータ（発電手段、電動手段）
９：：バッテリ（二次電池）
１５：ハイブリッド制御装置（回生エネルギ量算出手段）
１９：表示装置（報知手段）
２９：後輪（駆動輪）
４３：発電量検知部（発電量検知手段）

Claims

発電手段と電動手段と二次電池とを備え、前記発電手段は、駆動輪に連動して従動回転して発電する回生状態に設定可能であり、前記電動手段は、前記駆動輪を駆動回転する駆動状態に設定可能であり、前記二次電池は、前記発電手段が生起した電力を蓄電するとともに、前記電動手段に電力を供給する車両に設けられる回生エネルギ量報知装置であって、
前記発電手段の発電量を検知する発電量検知手段と、
前記発電手段が前記回生状態に移行した後、該回生状態から非回生状態に移行するまでの間、前記発電量検知手段が検知する発電量を積算し、積算した発電量に基づいて、前記発電手段が回生状態に１回移行することによって生起された回生エネルギ量を算出する回生エネルギ量算出手段と、
前記回生エネルギ量算出手段が算出した回生エネルギ量を運転者に報知する報知手段と、を備えた
ことを特徴とする回生エネルギ量報知装置。