JP2010115934A - 駆動力配分制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ドライバから要求された駆動力をより少ない汚染物質排出量で出力するための制御を行う駆動力配分制御装置を提供すること。
【解決手段】内燃機関及び電動機の少なくとも一方からの駆動力によって走行する車両で用いられる駆動力配分制御装置は、内燃機関を駆動した際の汚染物質排出量を算出する第１算出系統、及び電動機を駆動した際に消費される電力を生成する過程での汚染物質排出量を算出する第２算出系統を有し、車両に対する要求駆動力を複数の異なる各配分比で内燃機関及び／又は電動機が出力するときの、第１算出系統によって算出された汚染物質排出量に基づく値と、第２算出系統によって算出された汚染物質排出量に基づく値との合計である環境汚染物質排出量を導出し、複数の異なる各配分比での環境汚染物質排出量をそれぞれ比較して、環境汚染物質排出量が最小の配分比を選択し、選択された配分比に基づいて、内燃機関及び電動機の各駆動を制御する。
【選択図】図２

Description

本発明は、ドライバから要求された駆動力をより少ない汚染物質排出量で出力するための制御を行う駆動力配分制御装置に関する。

特許文献１に開示されたハイブリッド車両は、ＥＶ走行とＨＥＶ走行とを切換え可能な車両であって、図６に示すように、バッテリ（３）を外部電源を用いて充電する外部充電装置（２３）と、車両の現在位置を地図データ上で認識可能な地図情報装置（１７）と、外部電源の設置されている地点を地図データ上に拠点として登録する手段（１６、１８）と、前記拠点を中心としてＥＶ走行が可能な地域を地図データ上に登録する手段（１６、１８）と、ＥＶ走行が可能な地域の外から前記拠点に向けて走行する場合であってＥＶ走行が可能な地域に到達する手前のＨＥＶ走行時にバッテリのＳＯＣを予め高めておく手段（１６）と、車両がＥＶ走行が可能な地域に入ったときＥＶ走行に切換える手段（１６）とを備える。

また、特許文献２に開示されたモータとエンジンを動力源として搭載する電動車両４０のＨＶ−ＥＣＵ１４０は、図７に示すように、モデム１３０を用いて送電線２０から電力情報を取得する。この電力情報には、送電線２０から供給される商用電力の生成過程において排出された二酸化炭素量（ＣＯ２排出量）に関する情報が含まれる。ＨＶ−ＥＣＵ１４０は、ＣＯ２排出量が予め設定されたしきい値を下回っているとき、商用電力を入力して蓄電装置を充電するための指令を動力出力装置１１０へ出力し、動力出力装置１１０において蓄電装置の充電制御が実行される。

特開２００３−３２８０７号公報 特開２００７−１８５０８３号公報

特許文献１に記載のハイブリッド車両は、外部電源が設置された地点を拠点に、所定の条件を満たしたときＨＥＶ走行からＥＶ走行への切換えを行う。しかし、当該走行形態の切換えは、汚染物質排出量の低減といった観点に基づいて行われてはいない。また、外部電源からバッテリ（３）に充電されるエネルギーを生成する際の環境負荷といった観点に関しても考慮されていない。

また、特許文献２に記載の電動車両４０は、蓄電装置に充電された電力の生成過程において排出された二酸化炭素量とエンジンから排出された二酸化炭素量とを合わせた総量を算出して、電動車両４０の駆動力を得るために排出された二酸化炭素量を評価する。しかし、電動車両４０は、モータが消費する電力に基づくＣＯ２排出量とエンジンによるＣＯ２排出量の差に基づいて、モータとエンジンの駆動力の配分を制御していない。すなわち、電動車両４０は、ドライバから要求された駆動力を最も小さいＣＯ２排出量で得るための駆動力の配分を行っていない。

本発明の目的は、ドライバから要求された駆動力をより少ない汚染物質排出量で出力するための制御を行う駆動力配分制御装置を提供することである。

上記課題を解決して係る目的を達成するために、請求項１に記載の発明の駆動力配分制御装置は、内燃機関（例えば、実施の形態での内燃機関２０１）、及び充電可能な蓄電器（例えば、実施の形態での蓄電器２０５）を電源として駆動する電動機（例えば、実施の形態での電動機２０３）の少なくとも一方からの駆動力によって走行する車両で用いられる駆動力配分制御装置であって、前記内燃機関を駆動した際の汚染物質排出量を算出する第１算出系統、及び前記電動機を駆動した際に消費される電力を生成する過程での汚染物質排出量を算出する第２算出系統を有する汚染物質排出量算出部（例えば、実施の形態でのマネジメントＥＣＵ２２１）と、前記車両に対する要求駆動力を複数の異なる各配分比で内燃機関及び／又は電動機が出力するときの、前記第１算出系統によって算出された汚染物質排出量に基づく値と、前記第２算出系統によって算出された汚染物質排出量に基づく値との合計である環境汚染物質排出量を導出する環境汚染物質排出量導出部（例えば、実施の形態でのマネジメントＥＣＵ２２１）と、前記環境汚染物質排出量導出部が導出した前記複数の異なる各配分比での環境汚染物質排出量をそれぞれ比較して、環境汚染物質排出量が最小の配分比を選択する配分比選択部（例えば、実施の形態でのマネジメントＥＣＵ２２１）と、前記配分比選択部が選択した配分比に基づいて、前記内燃機関及び前記電動機の各駆動を制御する駆動制御部（例えば、実施の形態でのマネジメントＥＣＵ２２１）と、を備えたことを特徴としている。

さらに、請求項２に記載の発明の駆動力配分制御装置では、前記第２算出系統は、前記蓄電器に充電された電力の生成過程で排出された汚染物質量に関する電力汚染物質排出量情報、及び前記電動機の効率マップに基づいて、任意の配分比に基づいて前記電動機を駆動した際に消費される電力を生成する過程での汚染物質排出量を算出することを特徴としている。

さらに、請求項３に記載の発明の駆動力配分制御装置では、前記車両の外部（例えば、実施の形態での充電ステーション１０５）から得られた電力によって前記蓄電器を充電する充電部（例えば、実施の形態でのプラグ２０７及び充電器２０９）と、前記車両の外部から前記蓄電器への充電の際に、前記車両の外部から得られた電力の生成過程で排出された汚染物質量に関する外部電力汚染物質排出量情報を取得する排出量取得部（例えば、実施の形態での通信部２１１）と、を備え、前記電力汚染物質排出量情報には、前記外部電力汚染物質排出量情報が含まれることを特徴としている。

さらに、請求項４に記載の発明の駆動力配分制御装置では、前記電力汚染物質排出量情報には、前記車両の制動時に発電機として動作する前記電動機から得られる回生エネルギーの生成過程で排出された汚染物質量に関する回生電力汚染物質排出量情報、及び前記内燃機関の駆動によって発電機として動作する前記電動機から得られる電気エネルギーの生成過程で排出された汚染物質量に関する発電電力汚染物質排出量情報の少なくともいずれか一方が含まれることを特徴としている。

さらに、請求項５に記載の発明の駆動力配分制御装置では、前記汚染物質排出量には、少なくとも１つの汚染物質の排出量が含まれ、前記汚染物質排出量に基づく値は、各汚染物質の排出量と、各汚染物質に対して割り当てた影響係数とをそれぞれ乗算した値であることを特徴としている。

さらに、請求項６に記載の発明の駆動力配分制御装置では、前記車両の目的地までの道程における前記車両の走行予定条件を取得する走行予定条件取得部（例えば、実施の形態でのマネジメントＥＣＵ２２１）を備え、前記汚染物質排出量算出部は、目的地までの道程中の前記車両が停止する期間に、前記内燃機関がアイドリングを行った場合の第１汚染物質排出量を前記第１算出系統で算出し、かつ、前記車両が発進時に前記電動機が前記内燃機関を再始動する場合に要する電力量に応じた第２汚染物質排出量を前記第２算出系統で算出し、前記駆動制御部は、前記第１汚染物質排出量に基づく値が前記第２汚染物質排出量に基づく値以上の場合、前記車両停止期間中は前記内燃機関の駆動を停止するよう制御することを特徴としている。

さらに、請求項７に記載の発明の駆動力配分制御装置では、前記車両の目的地までの道程における前記車両の走行予定条件を取得する走行予定条件取得部（例えば、実施の形態でのマネジメントＥＣＵ２２１）と、前記蓄電器の残容量に関する情報を取得する蓄電器情報取得部（例えば、実施の形態でのマネジメントＥＣＵ２２１）と、を備え、前記駆動制御部は、前記車両が目的地までの道程中に、前記配分比選択部によって選択された配分比に基づいて前記電動機を駆動すると前記蓄電器の残容量が第１の所定値以下となる運転時点を抽出し、前記抽出した運転時点の内、前記蓄電器の残容量が最も低い運転時点より前の時間帯において、汚染物質排出の削減効果が少ない運転時点の順に、前記配分比選択部が選択した配分比の適用を撤回することを特徴としている。

さらに、請求項８に記載の発明の駆動力配分制御装置では、前記車両の目的地までの道程における前記車両の走行予定条件を取得する走行予定条件取得部（例えば、実施の形態でのマネジメントＥＣＵ２２１）と、前記蓄電器の残容量に関する情報を取得する蓄電器情報取得部（例えば、実施の形態でのマネジメントＥＣＵ２２１）と、を備え、前記電動機は、前記車両の制動時に発電機として動作し、前記蓄電器は、前記車両の制動時に発電機として動作する前記電動機から得られる回生エネルギーを回収可能であり、前記駆動制御部は、前記車両が目的地までの道程中に、前記配分比選択部によって選択された配分比に基づいて前記電動機を駆動すると前記蓄電器の残容量が第２の所定値以上となる運転時点を抽出し、前記抽出した運転時点の内、前記蓄電器の残容量が最も高い運転時点より前の時間帯において、前記電動機から得られる回生エネルギー量が少ない運転時点の順に、前記配分比選択部が選択した配分比の適用を撤回することを特徴としている。

請求項１〜６に記載の発明の駆動力配分制御装置によれば、ドライバから要求された駆動力をより少ない汚染物質排出量で出力するよう内燃機関及び電動機の各駆動を制御することができる。

請求項７及び８に記載の発明の駆動力配分制御装置によれば、蓄電器の過放電又は過充電を防止することができるため、蓄電器を安全かつ効率的に利用できる。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、本実施形態の駆動力配分制御システムは、内燃機関及び電動機の少なくとも一方からの駆動力によって走行するＰＨＥＶ（プラグインハイブリッド電気自動車）に搭載される。なお、以下の説明ではＰＨＥＶを単に「車両」という。本実施形態の車両は、パラレル方式のＰＨＥＶを例に説明するが、シリーズ方式とパラレル方式を切替可能なＰＨＥＶであっても良い。どちらの方式であっても、当該車両には、充電ステーションや駐車場等にて蓄電器を充電するときに用いられるプラグが設けられている。

図１に、車両を含む電力系統を示す概略図である。図１に示すように、電力系統１００は、火力発電所や原子力発電所、水力発電所、原子力発電所等の発電所１０１Ａ，１０１Ｂと、送電線１０３と、充電ステーション１０５と、車両１０７とを備える。発電所１０１Ａ，１０１Ｂで発電された商用電力は、送電線２０を経由して、充電ステーション１０５に送られる。充電ステーション１０５は、送電線１０３を経由して送られた商用電力によって車両１０７の蓄電器を充電するための施設である。なお、各家庭の駐車場を充電ステーション１０５としてもよい。充電ステーション１０５のコンセントに車両１０７のプラグを差し込むことにより、車両１０７の蓄電器を充電することができる。

また、充電ステーション１０５には、発電所が発電した過程で排出された汚染物質の量（以下「外部電力汚染物質排出量」という）に関する情報が、送電線を介して各発電所から送られる。なお、外部電力汚染物質排出量は、１ｋＷｈの商用電力量を発電する過程における二酸化炭素（ＣＯ２）や一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）、粒子状物質（ＰＭ）等の各排出量を示す。一般に、火力発電は、他の発電方法に比べて二酸化炭素等の排出量が多い。したがって、火力発電所で発電された商用電力の外部電力汚染物質排出量は、他の発電所で発電された商用電力の外部電力汚染物質排出量よりも多い。

図２は、一実施形態の駆動力配分制御システムを示すブロック図である。図２に示す駆動力配分制御システムは、内燃機関（ＥＮＧ）２０１と、電動機（ＭＯＴ）２０３と、蓄電器（ＢＡＴＴ）２０５と、プラグ２０７と、充電器２０９と、通信部２１１と、インバータ（ＩＮＶ）２１３と、エンジンＥＣＵ（ＥＮＧ ＥＵＣ）２１５と、モータジェネレータＥＣＵ（ＭＯＴ／ＧＥＮ ＥＣＵ）２１７と、バッテリＥＣＵ（ＢＡＴＴ ＥＣＵ）２１９と、マネジメントＥＣＵ（ＭＧ ＥＣＵ）２２１と、メモリ２２３を備える。

内燃機関２０１は、車両の駆動力を発生する。なお、内燃機関２０１は電動機２０３によって始動される。電動機２０３も、蓄電器２０５に蓄積された電気エネルギーを用いて車両の駆動力を発生する。電動機２０３は、発電機としても機能し、制動時の車両の運動エネルギーや内燃機関２０１からの動力を電気エネルギーに変換する。電動機２０３で変換された電気エネルギーは蓄電器２０５に回収される。なお、制動時に発電機としての電動機２０３から得られる電気エネルギーを「回生エネルギー」という。

蓄電器２０５は、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池等の２次電池である。図１に示した充電ステーション１０５のコンセント１１１にプラグ２０７が差し込まれると、蓄電器２０５は充電ステーション１０５から供給された電力によって充電される。充電器２０９は、充電時の充電電力を制御する。通信部２１１は、充電ステーション１０５と電力線通信を行って外部電力汚染物質排出量情報を取得する。通信部２１１は、取得した外部電力汚染物質排出量情報をマネジメントＥＣＵ２２１に送る。

インバータ２１３は、蓄電器２０５からの直流電圧を交流電圧に変換して、３相電流を電動機２０３に供給する。また、インバータ２１３は、発電機として機能している電動機２０３で発電された交流電圧を直流電圧に変換する。なお、インバータ２１３内には、蓄電器２０５と電動機２０３の間を流れる電流を制御するＦＥＴ（電界効果トランジスタ）が設けられている。このＦＥＴのゲートは、モータジェネレータＥＣＵ２１７からのゲート信号によって制御される。

エンジンＥＣＵ２１５は、マネジメントＥＣＵ２２１からの指示に応じて内燃機関２０１の駆動を制御する。モータジェネレータＥＣＵ２１７は、マネジメントＥＣＵ２２１からの指示に基づいて電動機２０３の駆動を制御する。なお、電動機２０３の駆動は、モータジェネレータＥＣＵ２１７からインバータ２１３に出力されるゲート信号によって制御される。バッテリＥＣＵ１１１は、蓄電器１０７の状態を示す情報（以下「バッテリ情報」という。）をマネジメントＥＣＵ１１５に送る。バッテリ情報には、蓄電器１０７の残容量等に関する情報が含まれる。

マネジメントＥＣＵ２２１は、内燃機関２０１及び／又は電動機２０３を駆動したことに起因する汚染物質排出量を算出する。また、マネジメントＥＣＵ２２１は、汚染物質排出量に応じて、車両が走行する際の内燃機関２０１と電動機２０３の駆動力の配分を決定し、車両が走行中又は停止中の内燃機関２０１及び電動機２０３の各駆動を制御する。

以下、マネジメントＥＣＵ２２１による汚染物質排出量の算出について説明する。図３は、内燃機関２０１及び／又は電動機２０３の駆動に起因する汚染物質排出量をマネジメントＥＣＵ２２１が算出する際の過程を示す概念図である。図３に示すように、マネジメントＥＣＵ２２１は、内燃機関２０１を駆動した際の汚染物質排出量を算出する算出系統と、電動機２０３を駆動した際に消費される電力を生成する過程での汚染物質排出量を算出する算出系統を有する。

マネジメントＥＣＵ２２１は、典型的な燃料によって内燃機関２０１を駆動した際の各汚染物質の排出量を示す排出量ベースマップをメモリ２２３から読み出す。なお、内燃機関２０１による燃料の消費量等は、内燃機関２０１に対する要求駆動力に応じたトルク及び回転数によって異なる。したがって、当該排出量ベースマップに設定されている各汚染物質の排出量は、内燃機関２０１から出力されるトルクと回転数によって異なる。また、マネジメントＥＣＵ２２１は、実際に車両に給油されている燃料の汚染物質原単位をメモリ２２３から読み出す。

内燃機関２０１を駆動した際の汚染物質排出量を算出する算出系統では、マネジメントＥＣＵ２２１は、メモリ２２３から読み出した排出量ベースマップと、車両に給油された燃料の汚染物質原単位とに基づいて、内燃機関２０１の駆動による各汚染物質の実際の排出量を示す実排出マップを作成する。

また、マネジメントＥＣＵ２２１は、電動機２０３の効率マップをメモリ２２３から読み出す。電動機２０３に供給される電力等は、電動機２０３に対する要求駆動力に応じたトルク及び回転数に応じて異なる。したがって、当該効率マップに設定されている電動機の効率は、電動機２０３から出力されるトルクと回転数によって異なる。

また、マネジメントＥＣＵ２２１は、蓄電器２０５に充電された電力を生成した際の汚染物質原単位をメモリ２２３から読み出す。なお、蓄電器２０５に充電される電力には、充電ステーション１０５から供給される電力と、内燃機関２０１からの動力によって電動機２０３が発電機として動作することにより得られる電力と、車両の制動時に電動機２０３が発電機として動作することにより得られる電力とが含まれる。充電ステーション１０５から供給される電力の生成過程で排出された汚染物質原単位は、上記説明した外部電力汚染物質排出量によって示される。また、蓄電器２０５に充電された電力の汚染物質原単位には、外部電力汚染物質排出量だけでなく、内燃機関２０１からの動力によって電動機２０３から得られる電力の生成過程で排出された汚染物質原単位に関する情報や、車両の制動時に電動機２０３から得られる電力の生成過程で排出された汚染物質原単位に関する情報も含まれる。

電動機２０３を駆動した際に消費される電力を生成する過程での汚染物質排出量を算出する算出系統では、マネジメントＥＣＵ２２１は、上述した効率マップと、蓄電器２０５に充電された電力の汚染物質原単位とに基づいて、電動機２０３の駆動による各汚染物質の実際の排出量を示す実排出マップを作成する。

マネジメントＥＣＵ２２１は、内燃機関２０１の駆動による各汚染物質の実際の排出量を示す実排出マップに基づいて、要求駆動力に応じて内燃機関２０１を駆動した際の汚染物質排出量を算出する。また、マネジメントＥＣＵ２２１は、電動機２０３の駆動による各汚染物質の実際の排出量を示す実排出マップに基づいて、要求駆動力に応じて電動機２０３を駆動した際に消費される電力を生成する過程での汚染物質排出量を算出する。マネジメントＥＣＵ２２１は、これら２つの汚染物質排出量に含まれる各汚染物質の排出量と、各汚染物質に対して割り当てた影響係数とをそれぞれ乗算した値の総和を導出する。以下、当該導出によって得られた値を「環境汚染物質排出量」という。

次に、マネジメントＥＣＵ２２１による内燃機関２０１と電動機２０３の駆動力の配分の決定方法について説明する。図４は、内燃機関２０１と電動機２０３の駆動力の配分を決定する際のマネジメントＥＣＵ２２１の動作を示すフローチャートである。図４に示すように、マネジメントＥＣＵ２２１は、まず、出発地から目的地までの道程における走行経過時間と予想車両速度を含む走行予定条件をカーナビゲーションシステム（図示せず）から取得する（ステップＳ１０１）。図５に、走行予定条件の一例をグラフで表現した。マネジメントＥＣＵ２２１は、ステップＳ１０１で取得した走行予定条件、並びに、車両重量及び走行抵抗等を含む車両特性に基づいて、車両の速度及び加速度を時系列で算出する（ステップＳ１０３）。次に、マネジメントＥＣＵ２２１は、ステップＳ１０３で算出した速度及び加速度から、車両に要求される駆動力を時系列で算出する（ステップＳ１０５）。

マネジメントＥＣＵ２２１は、ステップＳ１０５で算出された全道程の要求駆動力を内燃機関２０１が単独で出力する場合の環境汚染物質排出量を導出する（ステップＳ１０７）。次に、マネジメントＥＣＵ２２１は、内燃機関２０１と電動機２０３を所定の配分比で駆動することによって、ステップＳ１０５で算出された全道程の要求駆動力を出力する場合の環境汚染物質排出量を導出する（ステップＳ１０９）。次に、マネジメントＥＣＵ２２１は、ステップＳ１０７で導出した環境汚染物質排出量とステップＳ１０９で導出した環境汚染物質排出量を比較する（ステップＳ１１１）。

ステップＳ１０９で導出した環境汚染物質排出量がステップＳ１０７で導出した環境汚染物質排出量よりも大きいとき、マネジメントＥＣＵ２２１は、内燃機関２０１が単独で要求駆動力を出力するよう、内燃機関２０１と電動機２０３の配分比を１０：０に設定する（ステップＳ１１３）。一方、ステップＳ１０９で導出した環境汚染物質排出量がステップＳ１０７で導出した環境汚染物質排出量以下のとき、マネジメントＥＣＵ２２１は、複数の異なる各配分比での環境汚染物質排出量の導出及び比較を行うことによって、環境汚染物質排出量が最小となる配分比を決定する（ステップＳ１１５）。なお、ステップＳ１１５で、マネジメントＥＣＵ２２１は、環境汚染物質排出量が小さい順に配分比をソートしておく。

マネジメントＥＣＵ２２１は、以上のようにして決定した環境汚染物質排出量が最小となる配分比で内燃機関２０１及び電動機２０３を駆動するよう、エンジンＥＣＵ２１５及びモータジェネレータＥＣＵ２１７に運転時点毎に指示する。

なお、目的地までの道程中、車両停止時に内燃機関２０１の駆動を停止（アイドリングストップ）することによって、汚染物質の排出量を削減することができる。しかし、車両が発進する際、内燃機関２０１を駆動する場合は電動機２０３によって内燃機関２０１が始動されるため、蓄電器２０５から電動機２０３に電力を供給する必要がある。

本実施形態では、マネジメントＥＣＵ２２１は、車両停止中にアイドリングを行った場合の汚染物質排出量と、再発進時に電動機２０３が内燃機関２０１を再始動する場合に要する電力量に応じた汚染物質排出量を比較する。アイドリングを行った場合の汚染物質排出量が電力量に応じた汚染物質排出量以上の場合、マネジメントＥＣＵ２２１は、車両停止中の内燃機関２０１の駆動（アイドリング）を停止するようエンジンＥＣＵ２１５に指示する。

また、上述したように、本実施形態の駆動力配分制御装置が備える蓄電器２０５は、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池等の２次電池である。２次電池を安全かつ効率的に利用するためには、過放電や過充電を防止する必要がある。したがって、電動機２０３の駆動によって蓄電器２０５の残容量が著しく低下した状態や、回生エネルギーの回収等による蓄電器２０５の残容量が著しく高い状態は、蓄電器２０５の安全利用及び利用効率の点から望ましくない。

したがって、マネジメントＥＣＵ２２１は、図４に示したフローチャートに基づいて決定した配分比で電動機２０３を駆動すると蓄電器２０５の残容量が所定値以下となる道程中の運転時点を抽出する。さらに、マネジメントＥＣＵ２２１は、抽出した運転時点の内、蓄電器２０５の残容量が最も低い運転時点より前の時間帯において、汚染物質排出の削減効果が少ない運転時点の順に、図４に示したフローチャートに基づいて決定した配分比の適用を撤回する。

なお、汚染物質排出の削減効果は、内燃機関２０１が単独で駆動した場合の環境汚染物質排出量と、図４に示したフローチャートに基づいて決定された配分比で内燃機関２０１及び電動機２０３をそれぞれ駆動した場合の環境汚染物質排出量の差によって表される。当該差が小さいと、汚染物質排出の削減効果は少ない。

また、マネジメントＥＣＵ２２１は、カーナビゲーションシステムから得られる走行予定条件を参照して、車両の制動時に発電機としての電動機２０３から得られる回生エネルギーを蓄電器２０５に回収すると蓄電器２０５の残容量が所定値以上となる道程中の運転時点を抽出する。さらに、マネジメントＥＣＵ２２１は、抽出した運転時点の内、蓄電器２０５の残容量が最も高い運転時点より前の時間帯において、回生エネルギー量が少ない運転時点の順に、電動機２０３による回生を行わないよう設定する。または、マネジメントＥＣＵ２２１は、蓄電器２０５の残容量が最も高い運転時点より前の時間帯において、電動機２０３の駆動力の配分を上げても良い。

なお、回生エネルギーが発生するときの汚染物質排出量は非常に少ないため、汚染物質排出量削減の観点から、回生エネルギーの回収は非常に望ましい。

一般的に、走行距離当たりの内燃機関２０１の駆動による汚染物質排出量と電動機２０３の駆動による汚染物質排出量を比較すると、電動機２０３の駆動による汚染物質排出量の方が低い。また、車両の目的地が充電ステーション１０５の場合、車両が目的地に到着すれば蓄電器２０５を充電することができる。このような場合、車両が目的地に到着するまで蓄電器２０５の残容量が許す限り電動機２０３の駆動によって走行した方が、道程全体の環境汚染物質排出量を低減できる。

したがって、マネジメントＥＣＵ２２１は、例えば、目的地に到着する前の道程では、電動機２０３の駆動力の配分を上げても良い。また、マネジメントＥＣＵ２２１は、車両が目的地に到着した時点での蓄電器２０５の残容量が所定値以下となるよう、内燃機関２０１と電動機２０３の駆動力の配分を変更しても良い。

以上説明したように、本実施形態の駆動力配分制御システムは、環境汚染物質排出量等に応じて決定した内燃機関２０１と電動機２０３の駆動力の配分に基づいて、車両が走行中又は停止中の内燃機関２０１及び電動機２０３の各駆動を制御する。したがって、ドライバから要求された駆動力をより少ない汚染物質排出量で出力することができる。

車両を含む電力系統を示す概略図 一実施形態の駆動力配分制御システムを示すブロック図 内燃機関２０１及び／又は電動機２０３の駆動に起因する汚染物質排出量をマネジメントＥＣＵ２２１が算出する際の過程を示す概念図 内燃機関２０１と電動機２０３の駆動力の配分を決定する際のマネジメントＥＣＵ２２１の動作を示すフローチャート 走行予定条件の一例を示すグラフ 特許文献１に開示されたハイブリッド車両の全体構成図 特許文献２に開示された電動車両４０の全体ブロック図

符号の説明

１００ 電力系統
１０１Ａ，１０１Ｂ 発電所
１０３ 送電線
１０５ 充電ステーション
１０７ 車両
２０１ 内燃機関
２０３ 電動機
２０５ 蓄電器
２０７ プラグ
２０９ 充電器
２１１ 通信部
２１３ インバータ
２１５ エンジンＥＣＵ（ＥＮＧ ＥＵＣ）
２１７ モータジェネレータＥＣＵ（ＭＯＴ／ＧＥＮ ＥＣＵ）
２１９ バッテリＥＣＵ（ＢＡＴＴ ＥＣＵ）
２２１ マネジメントＥＣＵ（ＭＧ ＥＣＵ）
２２３ メモリ

Claims (8)

1. 内燃機関、及び充電可能な蓄電器を電源として駆動する電動機の少なくとも一方からの駆動力によって走行する車両で用いられる駆動力配分制御装置であって、
   前記内燃機関を駆動した際の汚染物質排出量を算出する第１算出系統、及び前記電動機を駆動した際に消費される電力を生成する過程での汚染物質排出量を算出する第２算出系統を有する汚染物質排出量算出部と、
   前記車両に対する要求駆動力を複数の異なる各配分比で内燃機関及び／又は電動機が出力するときの、前記第１算出系統によって算出された汚染物質排出量に基づく値と、前記第２算出系統によって算出された汚染物質排出量に基づく値との合計である環境汚染物質排出量を導出する環境汚染物質排出量導出部と、
   前記環境汚染物質排出量導出部が導出した前記複数の異なる各配分比での環境汚染物質排出量をそれぞれ比較して、環境汚染物質排出量が最小の配分比を選択する配分比選択部と、
   前記配分比選択部が選択した配分比に基づいて、前記内燃機関及び前記電動機の各駆動を制御する駆動制御部と、
   を備えたことを特徴とする駆動力配分制御装置。
2. 請求項１に記載の駆動力配分制御装置であって、
   前記第２算出系統は、前記蓄電器に充電された電力の生成過程で排出された汚染物質量に関する電力汚染物質排出量情報、及び前記電動機の効率マップに基づいて、任意の配分比に基づいて前記電動機を駆動した際に消費される電力を生成する過程での汚染物質排出量を算出することを特徴とする駆動力配分制御装置。
3. 請求項２に記載の駆動力配分制御装置であって、
   前記車両の外部から得られた電力によって前記蓄電器を充電する充電部と、
   前記車両の外部から前記蓄電器への充電の際に、前記車両の外部から得られた電力の生成過程で排出された汚染物質量に関する外部電力汚染物質排出量情報を取得する外部電力汚染物質排出量取得部と、を備え、
   前記電力汚染物質排出量情報には、前記外部電力汚染物質排出量情報が含まれることを特徴とする駆動力配分制御装置。
4. 請求項２に記載の駆動力配分制御装置であって、
   前記電力汚染物質排出量情報には、前記車両の制動時に発電機として動作する前記電動機から得られる回生エネルギーの生成過程で排出された汚染物質量に関する回生電力汚染物質排出量情報、及び前記内燃機関の駆動によって発電機として動作する前記電動機から得られる電気エネルギーの生成過程で排出された汚染物質量に関する発電電力汚染物質排出量情報の少なくともいずれか一方が含まれることを特徴とする駆動力配分制御装置。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の駆動力配分制御装置であって、
   前記汚染物質排出量には、少なくとも１つの汚染物質の排出量が含まれ、
   前記汚染物質排出量に基づく値は、各汚染物質の排出量と、各汚染物質に対して割り当てた影響係数とをそれぞれ乗算した値であることを特徴とする駆動力配分制御装置。
6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の駆動力配分制御装置であって、
   前記車両の目的地までの道程における前記車両の走行予定条件を取得する走行予定条件取得部を備え、
   前記汚染物質排出量算出部は、目的地までの道程中の前記車両が停止する期間に、前記内燃機関がアイドリングを行った場合の第１汚染物質排出量を前記第１算出系統で算出し、かつ、前記車両が発進時に前記電動機が前記内燃機関を再始動する場合に要する電力量に応じた第２汚染物質排出量を前記第２算出系統で算出し、
   前記駆動制御部は、前記第１汚染物質排出量に基づく値が前記第２汚染物質排出量に基づく値以上の場合、前記車両停止期間中は前記内燃機関の駆動を停止するよう制御することを特徴とする駆動力配分制御装置。
7. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の駆動力配分制御装置であって、
   前記車両の目的地までの道程における前記車両の走行予定条件を取得する走行予定条件取得部と、
   前記蓄電器の残容量に関する情報を取得する蓄電器情報取得部と、を備え、
   前記駆動制御部は、前記車両が目的地までの道程中に、前記配分比選択部によって選択された配分比に基づいて前記電動機を駆動すると前記蓄電器の残容量が第１の所定値以下となる運転時点を抽出し、前記抽出した運転時点の内、前記蓄電器の残容量が最も低い運転時点より前の時間帯において、汚染物質排出の削減効果が少ない運転時点の順に、前記配分比選択部が選択した配分比の適用を撤回することを特徴とする駆動力配分制御装置。
8. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の駆動力配分制御装置であって、
   前記車両の目的地までの道程における前記車両の走行予定条件を取得する走行予定条件取得部と、
   前記蓄電器の残容量に関する情報を取得する蓄電器情報取得部と、を備え、
   前記電動機は、前記車両の制動時に発電機として動作し、
   前記蓄電器は、前記車両の制動時に発電機として動作する前記電動機から得られる回生エネルギーを回収可能であり、
   前記駆動制御部は、前記車両が目的地までの道程中に、前記配分比選択部によって選択された配分比に基づいて前記電動機を駆動すると前記蓄電器の残容量が第２の所定値以上となる運転時点を抽出し、前記抽出した運転時点の内、前記蓄電器の残容量が最も高い運転時点より前の時間帯において、前記電動機から得られる回生エネルギー量が少ない運転時点の順に、前記配分比選択部が選択した配分比の適用を撤回することを特徴とする駆動力配分制御装置。

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