(57)【要約】【課題】燃費を悪化させることなく、必要な場合に制動トルクを発生可能な車両を提供する。【解決手段】車両１０において、制御装置１９は、サーバ３０に集約されている実績データのうち、外部充電の完了後に自車両１１が走行すると予測される方向と同一方向に走行した車両１０の実績データを用いることによって、外部充電の完了後のＳＯＣの推移を予測する。制御装置１９は、外部充電の完了後に蓄電装置１５のＳＯＣが目標ＳＯＣを上回ると予測されるときは、外部充電における目標ＳＯＣを低下させる。車両１０によれば、制動トルクが必要な場合に、モータ駆動装置１６のモータジェネレータに回生発電を行なわせることによって制動トルクを発生させることができる。【選択図】図２
2018129955.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の車両の各々の走行実績を示す実績データを集約するサーバと通信可能な電動車両であって、
前記サーバからデータを受信するように構成された通信装置と、
駆動輪と、
前記駆動輪に連結された回転電機と、
前記回転電機に電気的に接続された蓄電装置と、
車両外部の電源から供給される電力を用いることによる前記蓄電装置の充電である外部充電のための処理を実行するように構成された制御装置とを備え、
前記外部充電は、前記蓄電装置のＳＯＣ（State Of Charge）の目標値に従って実行され、
前記制御装置は、
前記サーバに集約されている前記実績データのうち、前記外部充電の完了後に前記電動車両が走行すると予測される方向と同一方向に走行した車両の前記実績データを用いることによって、前記外部充電の完了後の前記ＳＯＣの推移を予測し、
前記外部充電の完了後に前記ＳＯＣが前記目標値を上回ると予測されるときは前記目標値を低下させる、電動車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、電動車両に関し、特に、複数の車両の各々の走行実績を示す実績データを集約するサーバと通信可能な電動車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
特開２０１６−２０３８０５号公報（特許文献１）は、駆動輪と、駆動輪にトルクを伝達するように構成された出力部と、出力部との間でトルク伝達可能に構成されたモータジェネレータと、モータジェネレータに電気的に接続されたバッテリと、制御装置とを備える電動車両を開示する。この電動車両においては、電動車両の減速時にモータジェネレータを利用した回生制御が実行され、回生制御によってモータジェネレータが発電した電力が蓄電装置に蓄えられる。この電動車両においては、さらに、出力部とモータジェネレータとの間のトルク伝達を断続するためのクラッチが設けられている。蓄電装置が満充電状態である場合には回生制御によって制動トルクを得ることができないため、制御装置は、電動車両の減速時にクラッチを滑らせながらモータジェネレータと出力部との間でトルク伝達を行なうクラッチスリップ制御を実行することによって制動トルクを発生させる（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−２０３８０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
クラッチスリップ制御においては、クラッチを滑らせて熱エネルギを生じさせることによって制動トルクが発生する。クラッチスリップ制御によって生じた熱エネルギーは特に回収されずに損失となる。すなわち、上記特許文献１のように、蓄電装置が満充電状態である場合に、電動車両の減速時にクラッチスリップ制御が実行されると電動車両のエネルギー効率が悪化してしまう。
【０００５】
本開示は、このような問題を解決するためになされたものであって、その目的は、エネルギー効率を悪化させることなく、必要な場合に制動トルクを発生可能な車両を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の電動車両は、複数の車両の各々の走行実績を示す実績データを集約するサーバと通信可能である。電動車両は、通信装置と、駆動輪と、回転電機と、蓄電装置と、制御装置とを備える。通信装置は、サーバからデータを受信するように構成されている。回転電機は、駆動輪に連結されている。蓄電装置は、回転電機に電気的に接続されている。制御装置は、車両外部の電源から供給される電力を用いることによる蓄電装置の充電である外部充電のための処理を実行するように構成されている。外部充電は、蓄電装置のＳＯＣ（State Of Charge）の目標値に従って実行される。制御装置は、サーバに集約されている実績データのうち、外部充電の完了後に電動車両が走行すると予測される方向と同一方向に走行した車両の実績データを用いることによって、外部充電の完了後にＳＯＣが目標値を上回ると予測されるときは目標値を低下させる。
【０００７】
この電動車両によれば、外部充電の完了後の走行によって蓄電装置のＳＯＣが満充電状態に達する可能性が低減されるため、制動トルクが必要な場合に、回生制御によって制動トルクを発生させることができる。
【発明の効果】
【０００８】
本開示によれば、燃費を悪化させることなく、必要な場合に制動トルクを発生可能な車両を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】システムの構成を示す図である。
【図２】車両、サーバ及び充電スタンドの構成をより詳細に示す図である。
【図３】ＨＤＤに記憶されるデータベースの一例を説明するための図である。
【図４】蓄電装置の目標ＳＯＣが下げられる場合の具体例について説明するための図である。
【図５】目標ＳＯＣの決定処理手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、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。なお、図中同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【００１１】
［システムの構成］
図１は、本実施の形態に従う車両１０が適用されるシステム１の構成を示す図である。図１を参照して、システム１は、複数の車両１０と、サーバ３０とを含む。なお、本実施の形態において、複数の車両１０の各々は、同一車種の車両である。したがって、複数の車両１０の各々の仕様は同等である。
【００１２】
車両１０は、駆動力源としてモータを備える電気自動車（ＥＶ）である。車両１０は、車両システムの作動中にネットワークに常時接続されている。また、車両１０は、充電スタンド４０から供給される電力による車載の蓄電装置の充電である外部充電を行なうことができる。なお、車両１０は、必ずしも電気自動車である必要はなく、たとえば、プラグインハイブリッド自動車（ＰＨＶ）であってもよい。
【００１３】
車両１０は、各車両１０に割り振られたＩＤ（identification）と、走行実績を示す実績データ（たとえば、ＧＰＳ（Global Positioning System）データ、及び、車載の蓄電装置のＳＯＣデータ）とを所定周期でサーバ３０に送信するように構成されている。所定周期は、予め定められた時間間隔であり、たとえば、１５秒や３０秒といった時間間隔である。以下では、説明の便宜上、複数の車両１０のうち、ある車両を「自車両１１」とも称し、自車両１１以外の車両１０を「他車両１２」とも称する。
【００１４】
サーバ３０は、各車両１０からＩＤ及び実績データを所定周期で受信するように構成されている。サーバ３０においては、各車両１０の実績データが集約されることによって、車両毎のＳＯＣの推移を管理するデータベースが形成される。このデータベースにおいては、充電スタンド４０から走行を開始した各車両１０のＳＯＣの推移が出発地点（充電スタンド４０）及び進行方向毎にそれぞれ管理されている。なお、充電スタンド４０は、全国各地に設置されている。データベースの詳細については、後程詳しく説明する。
【００１５】
たとえば、充電スタンド４０を利用することによって車両１０の外部充電が行なわれるとする。この場合には、外部充電の開始前に、車両１０からのリクエストに応じて、車両１０の今後の走行によるＳＯＣの推移の予測結果が、サーバ３０から車両１０に送信される。車両１０においては、受信された予測結果を参照することによって、外部充電におけるＳＯＣの目標値（以下、「目標ＳＯＣ」とも称する。）が決定される。詳細については後程詳しく説明する。
【００１６】
［車両（ＥＶ）、サーバ及び充電スタンドの詳細構成］
図２は、車両１０、サーバ３０及び充電スタンド４０の構成をより詳細に示す図である。図２を参照して、車両１０は、インレット１３と、充電器１４と、蓄電装置１５と、モータ駆動装置１６と、通信装置１７と、ナビゲーション装置２９と、制御装置１９とを含む。サーバ３０は、通信装置３１と、制御装置３２と、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）３３とを含む。充電スタンド４０は、給電設備４１と、コネクタ４２とを含む。
【００１７】
まず、充電スタンド４０の構成を説明する。コネクタ４２は、車両１０のインレット１３に接続可能に構成されている。給電設備４１から供給される電力は、コネクタ４２を介して車両１０に供給される。給電設備４１は、たとえば系統電源から供給される電力を用いて車両１０に電力を供給するように構成されている。
【００１８】
次に、サーバ３０の構成を説明する。通信装置３１は、たとえば車両１０（通信装置１７）との間で無線通信可能に構成されている。通信装置３１は、制御装置３２と通信線で接続されており、制御装置３２から伝達された情報を車両１０に送信したり、車両１０から受信された情報を制御装置３２に伝達したりする。上述のように、通信装置３１は、たとえば、各車両１０の走行実績を示す実績データ（たとえば、ＧＰＳデータ及びＳＯＣデータ）及びＩＤを所定周期で各車両１０から受信する。
【００１９】
制御装置３２は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）およびメモリを内蔵し、当該メモリに記憶された制御プログラムに従ってサーバ３０の各機器（通信装置３１、ＨＤＤ３３等）を制御するように構成されている。
【００２０】
ＨＤＤ３３は、各種データを記憶する記憶装置である。ＨＤＤ３３は、各車両１０から所定周期で受信される実績データ（たとえば、ＧＰＳデータ及びＳＯＣデータ）を、各車両１０のＩＤと対応付けて記憶する。また、ＨＤＤ３３は、上述のデータベース（各車両１０のＳＯＣの推移を、出発地点（充電スタンド４０）及び出発地点からの走行方向毎に管理するデータベース）を記憶する。
【００２１】
図３は、ＨＤＤ３３に記憶されるデータベース５０の一例を説明するための図である。図３を参照して、データベース５０は、各車両１０から送信される実績データ（ＧＰＳデータ及びＳＯＣデータ）を整理することによって生成される。
【００２２】
データベース５０においては、出発地点（たとえば、充電スタンドＡ１〜Ａ４）毎の、出発地点からの各走行距離（たとえば、Ｄ００〜Ｄ１３の各々）における各車両１０（たとえば、車両Ｘ１〜Ｘ４の各々）のＳＯＣデータ（たとえば、Ｓ１０〜Ｓ４２の各々）が対応付けて管理されている。ＳＯＣデータが管理される走行距離の間隔は、所定間隔である。所定間隔としては、たとえば、数十メートルから数キロメートルの間隔が採用される。さらに、データベース５０において、各ＳＯＣデータは、出発地点からの車両１０の走行方向（たとえば、「東」「西」「南」「北」方向）毎に分類されている。車両１０の走行方向は、たとえば、充電スタンド４０を出発した後に車両１０が走行する道路における車両１０の進行方向である。車両１０の走行方向は、たとえば、車両１０の出発後におけるＧＰＳデータの推移から判定される。
【００２３】
たとえば、データベース５０は、データ５２，５４を含む。データ５２は、充電スタンドＡ１を出発した各車両１０におけるＳＯＣデータを、充電スタンドＡ１からの走行距離及び走行方向毎に対応付けて管理する。たとえば、充電スタンドＡ１に面する道路は、東方向と西方向に延びている。したがって、データ５２においては、充電スタンドＡ１から東方向に走行した車両１０のＳＯＣデータの推移を管理するデータと、充電スタンドＡ１から西方向に走行した車両１０のＳＯＣデータの推移を管理するデータとが含まれている。
【００２４】
また、データ５４は、充電スタンドＡ２を出発した各車両１０におけるＳＯＣデータを、充電スタンドＡ２からの走行距離及び走行方向毎に対応付けて管理する。たとえば、充電スタンドＡ２に面する道路は、東方向、南方向、及び、北方向に延びている。したがって、データ５４においては、充電スタンドＡ２から東方向に走行した車両１０のＳＯＣデータの推移を管理するデータと、充電スタンドＡ２から南方向に走行した車両１０のＳＯＣデータの推移を管理するデータと、充電スタンドＡ２から北方向に走行した車両１０のＳＯＣデータの推移を管理するデータとが含まれている。
【００２５】
再び図２を参照して、次に、車両１０の構成を説明する。インレット１３は、充電スタンド４０に設けられる給電設備４１のコネクタ４２と接続可能に構成されている。充電器１４は、インレット１３と蓄電装置１５との間に設けられ、充電スタンド４０から入力される電力を蓄電装置１５に充電可能な電力に変換し、変換された電力を蓄電装置１５へ出力する。
【００２６】
蓄電装置１５は、充放電可能に構成された電力貯蔵要素である。蓄電装置１５は、たとえば、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池あるいは鉛蓄電池等の二次電池や、電気二重層キャパシタ等の蓄電素子を含んで構成される。
【００２７】
モータ駆動装置１６は、蓄電装置１５に電気的に接続されている。モータ駆動装置１６は、蓄電装置１５から供給される電力を用いて車両駆動力を発生する。モータ駆動装置１６は、駆動輪に機械的に接続された（連結された）モータジェネレータと、モータジェネレータの通電量を制御するパワーコントロールユニット（インバータ等）とを含む。モータ駆動装置１６に含まれるモータジェネレータは、たとえば、車両１０の減速時、及び、車両１０の下り坂での加速度低減時等に回生発電を行なうように構成されている。回生発電された電力は、蓄電装置１５に蓄えられる。
【００２８】
通信装置１７は、たとえばサーバ３０（通信装置３１）との間で無線通信可能に構成されている。通信装置１７は、制御装置１９と通信線で接続されており、制御装置１９から伝達された情報をサーバ３０に送信したり、サーバ３０から受信された情報を制御装置１９に伝達したりする。上述のように、通信装置１７は、車両１０の実績データ及びＩＤを所定周期でサーバ３０に送信する。
【００２９】
ナビゲーション装置２９は、目的地までの経路をユーザに案内するための装置である。ナビゲーション装置２９は、たとえば内部のメモリ（不図示）に地図情報を記憶している。ナビゲーション装置２９は、ＧＰＳを利用して取得された車両１０の現在地を示す情報と地図情報とを用いることによって、地図上における車両１０の現在地を表示する。
【００３０】
制御装置１９は、図示しないＣＰＵおよびメモリを内蔵し、当該メモリに記憶された情報や各センサからの情報に基づいて車両１０の各機器（充電器１４、モータ駆動装置１６、通信装置１７、ナビゲーション装置２９等）を制御する。
【００３１】
制御装置１９は、たとえば、蓄電装置１５の電流を検知する電流センサ（不図示）の出力の積算値を用いることよって、蓄電装置１５のＳＯＣを算出するように構成されている。
【００３２】
また、制御装置１９は、外部充電における目標ＳＯＣを示すデータを内部のメモリに記憶する。制御装置１９は、蓄電装置１５のＳＯＣが目標ＳＯＣに達するまで外部充電が継続されるように充電器１４を制御する。なお、目標ＳＯＣは、デフォルトでは所定値（たとえば、８０％）に設定されている。制御装置１９は、状況に応じて目標ＳＯＣを変更する。次に、外部充電における目標ＳＯＣの決定方法について詳細に説明する。
【００３３】
［目標ＳＯＣの決定］
たとえば、山の中腹に設置されている充電スタンド４０を利用して外部充電を行なう場合を考える。この場合に、仮に外部充電によって蓄電装置１５が満充電状態まで充電されたとする。外部充電完了後に車両１０が山を登る場合には、山道を走行することによって蓄電装置１５に蓄えられた電力が消費されるため問題は生じない。一方、外部充電完了後に車両１０が山を下る場合には、蓄電装置１５が満充電状態となっておりこれ以上電力を蓄えることができないため、制御装置１９は、モータ駆動装置１６のモータジェネレータに回生発電を行なわせることができない。したがって、このような場合には、モータジェネレータの回生発電によって制動トルクを発生させることができないという問題が生じる。
【００３４】
たとえば、蓄電装置１５が満充電状態である場合に、まず、不図示の補機負荷等で電力を消費させ、その後、モータジェネレータに回生発電を行なわせることによって制動トルクを発生させることも考えられる。しかしながら、補機負荷等によって無駄に電力を消費すれば、車両１０の燃費が悪化してしまう。
【００３５】
そこで、本実施の形態に従う車両１０において、制御装置１９は、サーバ３０に集約されている実績データのうち、外部充電の完了後に自車両１１が走行すると予測される方向と同一方向に走行した車両１０の実績データを用いることによって、外部充電の完了後のＳＯＣの推移を予測する。そして、制御装置１９は、外部充電の完了後に蓄電装置１５のＳＯＣが目標ＳＯＣを上回ると予測されるときは、外部充電における目標ＳＯＣを低下させる。車両１０によれば、外部充電の完了後の走行によって蓄電装置１５のＳＯＣが満充電状態に達する可能性が低減されるため、制動トルクが必要な場合に、モータ駆動装置１６のモータジェネレータに回生発電を行なわせることによって制動トルクを発生させることができる。
【００３６】
図４は、蓄電装置１５の目標ＳＯＣが下げられる場合の具体例について説明するための図である。図４を参照して、横軸は時間を示し、縦軸は蓄電装置１５のＳＯＣを示す。実線で示される曲線は、低下前の目標ＳＯＣ（Ｓ２）に達するまで外部充電が行なわれた場合におけるその後のＳＯＣの推移の一例を示す。点線で示される曲線は、低下後の目標ＳＯＣ（Ｓ０）に達するまで外部充電が行なわれた場合におけるその後のＳＯＣの推移の一例を示す。
【００３７】
ＳＯＣがＳ２に達するまで外部充電が行なわれると、たとえば、車両１０が登り坂を走行する等して時刻ｔ０〜ｔ１においてはＳＯＣが低下する。その後、たとえば、車両１０の下り坂の走行時に回生発電が行なわれる等して時刻ｔ１〜ｔ３においてはＳＯＣが増加する。実際には、時刻ｔ２において満充電状態となるため、時刻ｔ２〜ｔ３の区間は回生発電が行なわれない。すなわち、時刻ｔ２〜ｔ３の区間において、車両１０は、回生発電によって制動トルクを発生させることができない。そこで、本実施の形態に従う車両１０においては、外部充電が開始される前に、下記式（１）に従って目標ＳＯＣが下げられる。
【００３８】
目標ＳＯＣ（Ｓ０）＝目標ＳＯＣ（Ｓ２）−（Ｓ３−Ｓ１）＋（Ｓ２−Ｓ１）…（１）
式（１）においては、外部充電完了後の回生発電で回復するＳＯＣが減算され、外部充電完了後の走行で消費されるＳＯＣが加算されている。なお、目標ＳＯＣ（Ｓ０）の算出に当たっては、外部充電完了後に推移するＳＯＣのうち、ＳＯＣが最大となるまでのデータが考慮される（たとえば、ｔ０〜ｔ３（図４））。図４に示される例では、低下後の目標ＳＯＣはＳ０となり、その後のＳＯＣの推移において、蓄電装置１５のＳＯＣはＳ２を上回らない。したがって、目標ＳＯＣが下がることによって、いずれの区間においても蓄電装置１５が満充電状態とならないため、いずれの区間においても回生発電によって制動トルクを発生させることができる。
【００３９】
［目標ＳＯＣの決定処理手順］
図５は、目標ＳＯＣの決定処理手順を示すフローチャートである。左方のフローチャートに示される処理は、自車両１１において実行される。右方のフローチャートに示される処理は、サーバ３０において実行される。これらのフローチャートに示される処理は、たとえば、外部充電を行なうためにインレット１３にコネクタ４２が接続された後に実行される。
【００４０】
図５を参照して、制御装置１９は、ナビゲーション装置２９からＧＰＳデータを取得するとともに、今後の走行によるＳＯＣの推移の予測データを要求するデータリクエスト、及び、取得されたＧＰＳデータをサーバ３０に送信するように通信装置１７を制御する（ステップＳ１００）。
【００４１】
サーバ３０において、通信装置３１を介して自車両１１からデータリクエストが受信されると、制御装置３２は、データベース５０（図３）を参照することによって、自車両１１の停車位置（受信されたＧＰＳデータが示す位置）付近の充電スタンド４０からの自車両１１の走行方向を予測する（ステップＳ１１０）。たとえば、制御装置３２は、自車両１１が現在停車中の充電スタンド４０から、自車両１１が過去最も進んだ回数が多い方向を自車両１１の走行方向として予測する。
【００４２】
制御装置３２は、自車両１１が停車中の充電スタンド４０から、予測された走行方向と同一方向に走行した各車両１０の走行距離毎のＳＯＣデータ（車両１０におけるＳＯＣの推移に関するデータ）をデータベース５０（図３）から抽出する（ステップＳ１２０）。
【００４３】
制御装置３２は、抽出されたＳＯＣデータに基づいて、たとえば走行距離毎の平均ＳＯＣデータを算出し、算出された走行距離毎の平均ＳＯＣデータに基づいて自車両１１のＳＯＣの推移を予測する（ステップＳ１３０）。制御装置３２は、予測されたＳＯＣの推移を示すデータを自車両１１に送信するように通信装置３１を制御する（ステップＳ１４０）。
【００４４】
ステップＳ１００においてサーバ３０にデータリクエストが送信された後、制御装置１９は、ＳＯＣの推移の予測データが受信されたか否かを監視する。サーバ３０からのＳＯＣの推移の予測データの受信が確認されると、制御装置１９は、受信されたＳＯＣの推移の予測データに基づいて最大ＳＯＣ（ＳＯＣの推移の予測データにおけるＳＯＣの最大値）を抽出する（ステップＳ１５０）。
【００４５】
その後、制御装置１９は、抽出された最大ＳＯＣが目標ＳＯＣ以上であるか否かを判定する（ステップＳ１６０）。最大ＳＯＣが目標ＳＯＣ以上であると判定されると（ステップＳ１６０においてＹＥＳ）、制御装置１９は、目標ＳＯＣを低下させる（ステップＳ１７０）。低下後の目標ＳＯＣは、上述の式（１）に従って算出される。その後、制御装置１９は、低下後の目標ＳＯＣに従った外部充電のための処理を実行する（ステップＳ１８０）。
【００４６】
一方、最大ＳＯＣが目標ＳＯＣ未満であると判定されると（ステップＳ１６０においてＮＯ）、制御装置１９は、目標ＳＯＣを低下させることなく、デフォルトの目標ＳＯＣに従った外部充電のための処理を実行する（ステップＳ１８０）。
【００４７】
以上のように、本実施の形態に従う車両１０において、制御装置１９は、サーバ３０に集約されている実績データのうち、外部充電の完了後に自車両１１が走行すると予測される方向と同一方向に走行した車両１０の実績データを用いることによって、外部充電の完了後のＳＯＣの推移を予測する。そして、制御装置１９は、外部充電の完了後に蓄電装置１５のＳＯＣが目標ＳＯＣを上回ると予測されるときは、外部充電における目標ＳＯＣを低下させる。車両１０によれば、制動トルクが必要な場合に、モータ駆動装置１６のモータジェネレータに回生発電を行なわせることによって制動トルクを発生させることができる。
【００４８】
なお、上記実施の形態においては、データベース５０において蓄電装置１５のＳＯＣの推移が管理された。しかしながら、データベース５０において管理される情報はこれに限定されず、たとえば、出発地点からの走行距離毎のアクセル開度の情報や制動力の要求状態に関する情報が管理されてもよく、これらの情報から制御装置３２によってＳＯＣの推移が予測されてもよい。
【００４９】
また、上記実施の形態においては、充電スタンド４０からの車両１０の走行方向が、過去の自車両１１の実績データから導かれた。しかしながら、車両１０の走行方向は、たとえば、ナビゲーション装置２９において設定された目的地の情報を用いることによって導かれてもよい。
【００５０】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００５１】
１  システム、１０  車両、１１  自車両、１２  他車両、１３  インレット、１４  充電器、１５  蓄電装置、１６  モータ駆動装置、１７，３１  通信装置、１９，３２  制御装置、２９  ナビゲーション装置、３０  サーバ、３３  ＨＤＤ、４０  充電スタンド、４１  給電設備、４２  コネクタ、５０  データベース、５２，５４  データ。
【図１】
2018129955.tif 000003
【図２】
2018129955.tif 000004
【図３】
2018129955.tif 000005
【図４】
2018129955.tif 000006
【図５】
2018129955.tif 000007