(57)【要約】【課題】二次電池の充放電サイクルの発生を極力抑制することにより、二次電池の寿命を延ばすことが可能な電気自動車制御システムを提供すること。【解決手段】電気自動車の電気負荷による電力の使用量を予測し、その予測した電力使用量よりも小さい電力を、発電装置１４に発電させる。そのため、発電装置１４によって発電された電力は電気負荷において消費され、高圧電池１２を充電することが抑制される。その結果、高圧電池１２の充放電サイクルの発生を抑えることができるので、高圧電池１２の寿命を延ばすことができる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両を駆動する駆動用モータ（２８）と、
前記駆動用モータを含む前記車両の電気負荷（２６、２８、３０、３２、３４、３６）へ電力を供給する充放電可能な二次電池（１２）と、
前記電気負荷と前記二次電池への電力供給のために発電を行う発電手段（１４）と、
前記電気負荷による電力の使用状況に基づき、前記二次電池の充放電サイクルの発生を抑制するように、前記発電手段による発電を制御する発電制御手段（４２、４６）と、を備えることを特徴とする電気自動車の制御システム。
【請求項２】
前記発電制御手段は、前記電気負荷において消費される電力よりも小さい電力を発電するように前記発電手段を制御することを特徴とする請求項１に記載の電気自動車制御システム。
【請求項３】
前記発電手段は、エンジン（２０）及び当該エンジンによって駆動される発電用モータ（１８）を含み、前記エンジンを燃焼効率が良い一定動作点で運転したとき、前記発電用モータ（１８）は、一定の第１の電力を発電するものであり、
前記発電制御手段は、前記電気負荷において消費される電力が前記第１の電力よりも大きいとき、前記発電手段が前記第１の電力の発電を行うように前記発電手段の発電時期を制御することを特徴とする請求項２に記載の電気自動車制御システム。
【請求項４】
前記発電手段は、エンジン（２０）及び当該エンジンによって駆動される発電用モータ（１８）を含み、前記エンジンを燃焼効率が良い一定動作点で運転したとき、前記発電用モータは、一定の第１の電力を発電するものであり、
前記発電制御手段は、前記電気負荷において消費される電力が前記第１の電力より小さい場合、前記発電手段が発電する電力が前記電気負荷の消費電力よりも小さくなるように前記エンジンの動作点を変更して前記発電手段の発電量を制御することを特徴とする請求項２に記載の電気自動車制御システム。
【請求項５】
前記発電手段は、エンジン（２０）及び当該エンジンによって駆動される発電用モータ（１８）を含み、前記エンジンを燃焼効率が良い一定動作点で運転したとき、前記発電用モータは、一定の第１の電力を発電するものであり、
前記発電制御手段は、前記電気負荷において消費される電力が前記第１の電力よりも大きいときに前記発電手段が前記第１の電力の発電を行うように前記発電手段の発電時期を制御する発電時期制御と、前記電気負荷において消費される電力が前記第１の電力より小さい場合、前記発電手段が発電する電力が前記電気負荷の消費電力よりも小さくなるように前記エンジンの動作点を変更して前記発電手段の発電量を制御する発電量制御とを実行可能であり、
前記電気負荷の消費電力の推移を予測する予測手段（Ｓ１２０）と、
前記予測手段による予測の確からしさを評価する評価手段（Ｓ１４０）と、を備え、
前記発電制御手段は、前記評価手段によって予測の確かさしさが高いと評価された場合には前記発電時期制御を実行し、予測の確からしさが低いと評価された場合には前記発電量制御を実行することを特徴とする請求項２に記載の電気自動車制御システム。
【請求項６】
前記発電手段が、相互に異なる複数の発電パターンにて発電した場合に、前記二次電池の寿命に与える影響の大きさを表す評価値を算出する算出手段（Ｓ２４０）を備え、
前記発電制御手段は、前記評価値に基づき、前記二次電池の寿命に与える影響が最も小さい発電パターンを選択し、その発電パターンに従って発電を行うように前記発電手段を制御することを特徴とする請求項１に記載の電気自動車制御システム。
【請求項７】
前記算出手段は、前記発電手段が前記発電パターンにて発電した場合の前記二次電池の電力増減量と、前記発電手段が発電しない場合の前記二次電池の電力増減量との差分に基づき、前記評価値を算出することを特徴とする請求項６に記載の電気自動車制御システム。
【請求項８】
前記算出手段は、環境温度及び前記二次電池のＳＯＣの少なくとも１つに基づいて、前記評価値を補正することを特徴とする請求項６又は７に記載の電気自動車制御システム。
【請求項９】
前記発電制御手段は、前記二次電池の寿命に与える影響が最も小さい発電パターンとして選択された発電パターンの評価値を所定の閾値と比較するとともに、その比較において、前記評価値が、前記閾値により規定される発電制御を行うべき範囲に属していないと判定した場合、発電制御を行わないことを特徴とする請求項６乃至８のいずれか１項に記載の電気自動車制御システム。
【請求項１０】
前記電気負荷の消費電力の推移を予測する予測手段（Ｓ２２０）と、
前記予測手段により、相対的に大きな消費電力が必要となる時間が長いほど、より大きな発電量の発電パターンが前記発電制御を行うべき範囲に属するように、前記閾値を変更する閾値算出手段（Ｓ２３０）を備えることを特徴とする請求項９に記載の電気自動車制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、いわゆるレンジエクステンダーを備える電気自動車の制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
充放電可能な二次電池と、この二次電池によって供給される電力によって駆動され、走行のための駆動力を発生する電気モータとを備えた電気自動車が実用化されている。ただし、このような電気自動車においては、コストや重量等の問題から、十分な容量の二次電池を搭載することが困難であり、１充電当りの走行可能距離は、ガソリンエンジン等を動力源とする従来車両に比較して、短いという問題があった。
【０００３】
なお、従来の電気自動車の中には、制動時の回生ブレーキにより発電される電力を用いて、二次電池を充電するものもあるが、回生ブレーキによる充電量は限られたものであり、走行可能距離を飛躍的に伸ばすには至っていない。
【０００４】
そのため、例えば特許文献１に記載されるように、小型のエンジンにより駆動される発電機によって発電された電力にて二次電池を充電する、いわゆるレンジエクステンダーを搭載することが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平３−２７０６０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したようなレンジエクステンダーを備えた電気自動車では、外部電源により二次電池が充電された場合、通常、レンジエクステンダーを動作させずに、二次電池に充電された電力を用いて電気モータを駆動する。そして、二次電池の充電量（ＳＯＣ）が所定の下限値まで低下すると、レンジエクステンダーを動作させ、二次電池を充電する。この充電により、二次電池のＳＯＣが所定の上限値に達すると、再び、レンジエクステンダーの動作を停止させる。
【０００７】
しかしながら、このようにレンジエクステンダーを動作させたり、その動作を停止したりすると、二次電池の充放電サイクルが繰り返されることになるため、二次電池の寿命を短くする虞がある。
【０００８】
本発明は、上述した点に鑑みてなされたものであり、二次電池の充放電サイクルの発生を極力抑制することにより、二次電池の寿命を延ばすことが可能な電気自動車制御システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明に係る電気自動車制御システムは、
車両を駆動する駆動用モータ（２８）と、
駆動用モータを含む車両の電気負荷（２６、２８、３０、３２、３４、３６）へ電力を供給する充放電可能な二次電池（１２）と、
電気負荷と二次電池への電力供給のために発電を行う発電手段（１４）と、
電気負荷による電力の使用状況に基づき、二次電池の充放電サイクルの発生を抑制するように、発電手段による発電を制御する発電制御手段（４２、４６）と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
このように本発明に係る電気自動車制御システムでは、発電制御手段が、駆動用モータを含む車両の電気負荷による電力の使用状況に基づいて、発電手段による発電を制御するように構成されているので、二次電池の充放電サイクルの発生を抑制することが可能になる。
【００１１】
例えば、発電制御手段は、電気負荷による電力の使用状況に基づき、当該電気負荷において消費される電力よりも小さい電力を発電するように発電手段を制御することが好ましい。このように、発電手段が、電気負荷において消費される電力よりも小さい電力しか発電しなければ、発電手段によって発電された電力は電気負荷において消費され、二次電池を充電することが抑制される。その結果、二次電池の充放電サイクルの発生を抑えることができるので、二次電池の寿命を延ばすことができる。
【００１２】
また、発電手段が、相互に異なる複数の発電パターンにて発電した場合に、二次電池の寿命に与える影響の大きさを表す評価値を算出する算出手段（Ｓ２４０）を設け、発電制御手段は、それらの評価値に基づき、二次電池の寿命に与える影響が最も小さい発電パターンを選択し、その発電パターンに従って発電を行うように発電手段を制御しても良い。このような構成を採用すれば、電気負荷による電力の使用状況を考慮した上で、二次電池の寿命に与える影響が最も小さい発電パターンにて、発電を行うことが可能となる。
【００１３】
なお、上記括弧内の参照番号は、本発明の理解を容易にすべく、後述する実施形態における具体的な構成との対応関係の一例を示すものにすぎず、なんら本発明の範囲を制限することを意図したものではない。
【００１４】
また、上述した特徴以外の、特許請求の範囲の各請求項に記載した技術的特徴に関しては、後述する実施形態の説明及び添付図面から明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１実施形態による電気自動車の制御システムの全体構成を示すブロック図である。
【図２】第１実施形態の制御システムによる発電制御のための制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図３】発電時期制御と発電量制御とを説明するための説明図である。
【図４】第１実施形態の制御システムの効果を説明するための説明図である。
【図５】エンジンＥＣＵによって実行されるエンジン制御の一例を説明するための説明図である。
【図６】第１実施形態の制御システムによる発電制御のための制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図７】第２実施形態の制御システムによる発電制御を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の好ましい実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００１７】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態による電気自動車の制御システム１０の全体構成を示すブロック図である。本実施形態に係る電気自動車は、高出力の駆動用モータ２８を備えている。この駆動用モータ２８は、例えば三相交流同期モータからなり、図示しない減速機構を介して電気自動車の駆動輪に接続されている。従って、電気自動車は、この駆動用モータ２８が駆動力を発生すると、その駆動力により走行する。また、駆動用モータ２８は、電気自動車が減速するときに、制動力を発生しつつ発電を行う、いわゆる回生ブレーキ機能を発揮する。
【００１８】
高圧電池１２は、例えば、リチウムイオン電池やニッケル水素電池等の充放電可能な二次電池であり、所定の高電圧（直流）を発生可能なものである。この高圧電池１２は、プラグ２４が、家庭用電源などの外部電源に接続されることにより、充電されるように構成されている。つまり、電気自動車には、充電器２２が設けられており、プラグ２４が外部電源に接されると、充電器２２が、外部電源によって提供される低圧の単相交流を高圧の直流に変換して、高圧電池１２の充電を行う。
【００１９】
インバータ２６は、高圧電池１２と駆動用モータ２８との間に接続され、高圧電池１２側の直流電流と駆動用モータ２８側の交流電流とを相互に変換するものである。つまり、駆動用モータ２８に電気自動車を走行させるための駆動力を発生させる場合、高圧電池１２から出力された直流電流を交流電流に変換して、駆動用モータ２８へ出力する。この際、インバータ２６が交流電流の大きさや周期を変化させることで、駆動用モータ２８が発生するトルクや回転数が制御される。一方、電気自動車の減速時に駆動用モータ２８が発電する場合には、インバータ２６は、駆動用モータ２８が発生した交流電流を直流電流に変換して、高圧電池１２に出力する。これにより、高圧電池１２が充電される。
【００２０】
ただし、このような駆動用モータ２８の回生ブレーキ機能による発電によって高圧電池１２に充電される電力は限られたものである。そのため、電気自動車の走行可能距離をさらに延ばすべく、本実施形態に係る電気自動車は、レンジエクステンダーとして、電力を発電する発電装置１４を備えている。この発電装置１４は、インバータ１６、発電用モータ１８、及びエンジン２０によって構成される。
【００２１】
エンジン２０は、例えば、ガソリン、軽油等の液体燃料を用いて駆動される内燃機関である。このエンジン２０に対して、発電用モータ１８が直結されている。このように、エンジン２０は、電気自動車を走行させるための駆動力は発生せず、発電用モータ１８の駆動のみに用いられる。そのため、エンジン２０は、電気自動車の走行状態の影響を受けることなく、効率の良い運転状態を維持することができる。
【００２２】
発電用モータ１８は、駆動用モータ２８よりも低出力のものであり、エンジン２０によって駆動されることで電力を発生する。ただし、発電用モータ１８によって発生される電力は、３相交流であるため、インバータ１６により直流に変換されて、高圧電池１２側に出力される。この直流に変換された電力は、上述した駆動用モータ２８の駆動のために使用されたり、後述する他の電気負荷への電力供給のために使用されたり、高圧電池１２の充電のために使用されたりする。なお、発電用モータ１８は、エンジン２０が停止しているとき、当該エンジン２０を始動させるためのスターターとしての役割を担うことが可能なものである。
【００２３】
本実施形態に係る電気自動車は、上述したインバータ２６及び駆動用モータ２８に加えて、高圧電池１２からの電源供給を受ける電気負荷を有している。このような電気負荷として、図１には、エアコンインバータ３０及びエアコン３２、さらに、ＤＣＤＣコンバータ３４及び補機用低圧電池３６が示されている。ただし、電気負荷はこれらに限られるわけではなく、他の電気負荷に置換されたり、他の電気負荷が追加されたりしても良い。
【００２４】
エアコン３２（特に、コンプレッサ）は、動作時に比較的大きな電力を必要とするため、高圧電池１２から電力を供給するように構成されている。また、各種の車両補機などに電源を供給するための補機用低圧電池３６が容量不足とならないように、高圧電池１２の電力を用いて、補機用低圧電池３６を充電するように構成されている。なお、ＤＣＤＣコンバータ３４は、高圧電池１２が発生する高電圧を、補機用低圧電池３６を充電するための低電圧に変換するためのものである。
【００２５】
図１に示すように、上述した各種の機器等を制御するためのＥＣＵとして、電池ＥＣＵ４０、モータ／ジェネレータ（Ｍ／Ｇ）ＥＣＵ４２、ナビゲーションＥＣＵ４４、及びエンジンＥＣＵ４６が設けられている。これらのＥＣＵ４０、４２、４４、４６は、車内ＬＡＮ４８に接続されており、相互にデータ通信を行うことが可能となっている。ただし、各ＥＣＵ同士を個別に通信可能に接続しても良い。
【００２６】
Ｍ／ＧＥＣＵ４２は、駆動用モータ２８による駆動や発電を制御するものである。例えば、駆動用モータ２８を駆動する場合、Ｍ／ＧＥＣＵ４２は、図示しない上位のＥＣＵからの駆動用モータ２８の目標回転数に関する指令に従い、インバータ２６を制御する。より詳細には、Ｍ／ＧＥＣＵ４２は、目標回転数と実回転数との差分に基づき、実回転数を目標回転数に近づけるためのＰＷＭ信号を生成して、インバータ２６に出力する。また、駆動用モータ２８が発電する場合には、駆動用モータ２８が発生する３相交流電流を直流電流に変換すべく、インバータ２６にＰＷＭ信号を出力する。この際、必要とされる制動力に応じて、ＰＷＭ信号のデューティ比が制御される。
【００２７】
また、Ｍ／ＧＥＣＵ４２は、発電制御手段として、電気負荷による電力の使用状況に基づいて、発電装置１４による発電を制御する。そのため、Ｍ／ＧＥＣＵ４２は、後述するエンジンＥＣＵ４６に対して目標発電量を出力するとともに、発電用モータ１８が発生する３相交流電流を直流電流に変換すべく、インバータ１６にＰＷＭ信号を出力する。
【００２８】
エンジンＥＣＵ４６は、Ｍ／ＧＥＣＵ４２から与えられる目標発電量に従って、エンジン２０のスロットルバルブ開度を制御する。これにより、エンジン２０は、発電装置１４において、目標発電量を発生させることが可能な回転数にて回転駆動されることになる。なお、エンジン２０には燃料の燃焼効率が良い動作点があり、その動作点にてエンジンが稼働した場合、発電用モータ１８は、ほぼ一定の所定電力を発電する。そのため、Ｍ／ＧＥＣＵ４２は、極力、その所定電力を目標発電量とする指令をエンジンＥＣＵ４６に与えるようにし、その所定電力では、高圧電池１２の寿命に悪影響を及ぼすことが想定される場合には、その所定電力とは異なる電力を目標発電量とするようになっている。このようなＭ／ＧＥＣＵ４２による発電制御について、後に詳細に説明する。
【００２９】
電池ＥＣＵ４０は、高圧電池１２の電流、電圧などに基づいて高圧電池１２の電池容量に対する充電量の比率ＳＯＣ（state of charge）を逐次監視し、そのＳＯＣをＭ／ＧＥＣＵ４２に出力する。また、電池ＥＣＵ４０は、高圧電池１２が過充電状態や過放電状態とならないように、高圧電池１２の保護制御も実行する。
【００３０】
ナビゲーションＥＣＵ４４は、道路地図データ（道路形状、道路種別、制限速度、勾配等）を記憶しており、目的地が入力されると、その目的地までの走行経路を設定することが可能なものである。このナビゲーションＥＣＵ４４は、目的地までの走行経路に加え、衛星からのＧＰＳ信号を用いて検出された電気自動車の自車位置、道路地図データ、及びインフラとの通信により取得した渋滞情報、過去の走行履歴などのナビ情報を、Ｍ／ＧＥＣＵ４２に出力する。
【００３１】
次に、本実施形態による電気自動車の制御システムにおいて、主としてＭ／ＧＥＣＵ４２により実行される発電制御について説明する。図２は、発電制御のための制御処理の流れを示すフローチャートである。
【００３２】
まず、ステップＳ１００では、ナビゲーションＥＣＵ４４から、ナビ情報を取得する。次いで、ステップＳ１１０では、取得したナビ情報に基づき、電気自動車の走行状況を予測する。すなわち、目的地までの走行経路に含まれる各道路を電気自動車が走行する際の走行速度や走行時間を、渋滞情報や過去の走行履歴を加味して予測する。そして、ステップＳ１２０では、ステップＳ１１０にて予測した走行状況に基づき、電気自動車が各道路を走行するために使用される電力の状況を予測する。この際、各道路の道路勾配や、電気自動車を加速させる際の加速度を過去の走行履歴から算出して考慮することにより、電気自動車の走行に必要な電力の予測精度を向上することができる。さらに、インバータ２６や駆動用モータ２８以外の電気負荷による電力使用状況や、各電気負荷での損失なども考慮することにより、電力使用状況の予測精度をより一層高めることができる。
【００３３】
例えば、図３に示すように、走行経路に含まれるある区間の道路を走行するために必要な電力として、Ａ区間では５．５ｋｗ、Ｂ区間では１．５ｋｗの電力が予測されたとする。この場合、電力使用量として、損失や他の電気負荷による電力使用を考慮すると、例えば、Ａ区間では６ｋｗ、Ｂ区間では２ｋｗと予測される。なお、図３に示す例では、損失及び他の電気負荷による電力を一定としたが、可変させても良い。例えば、エアコン３２によって使用される電力は、外気温が高くなるほど大きくなる傾向があるため、外気温の検出結果に応じて、使用予測電力を可変させても良い。
【００３４】
続くステップＳ１３０では、発電装置１４による目標発電量を算出する。このため、まず、ステップＳ１２０にて予測した電力使用量を、目的地に達するまでの走行時間全体に渡って積分し、電力使用量の総計を求める。次に、電池ＥＣＵ４０から取得したＳＯＣから現在の高圧電池１２の残容量を求める。そして、電力使用量の総計と現在の高圧電池１２の残容量との差から、目標発電量を算出する。なお、この場合、現在の高圧電池１２の残容量が、電力使用量の総計よりも大きければ、発電装置１４による発電は不要である。そのため、高圧電池１２の残容量＞電力使用量の総計である場合、目標発電量はゼロとする。
【００３５】
目標発電量がゼロではない場合、ステップＳ１４０にて、上述した電力使用状況予測の確からしさに応じて、発電制御方法として、発電時期制御と発電量制御とのどちらか、もしくは、その組み合わせを選定する。まず、電力使用状況予測の確からしさの評価手法について説明する。例えば、目的地までの走行経路に高速道路（自動車専用道路）が含まれている場合、電気自動車はその高速道路をほぼ制限速度で走行する確率が高い。そのため、該当する高速道路の走行のために予測された電力使用状況の確からしさは高いと評価することができる。また、電気自動車が過去に走行したことがある道路に関しても、その過去の走行履歴から、電力使用状況の予測の確からしさは、相対的に高いと考えられる。さらに、この場合の予測の確からしさは、走行した回数が多い道路ほど高いと評価することができる。一方、市街地道路や、過去に走行したことがない道路に対する電力使用状況の予測は、相対的に確からしさが低いと評価される。
【００３６】
次に、発電時期制御と、発電量制御について説明する。上述したように、エンジン２０には燃料の燃焼効率が良い動作点があるので、その動作点にてエンジン２０が運転された場合、同じ発電量を得るための燃料消費を抑えることが可能になる。そこで、本実施形態では、電力使用状況予測の確からしさが高いと評価された区間があり、その区間における電力使用量が、上述した動作点にてエンジン２０が運転された場合に、発電装置１４により発電される電力量よりも大きい場合、その区間において発電を行うべく、発電時期制御の実行が決定される。
【００３７】
例えば、図３に示す例では、Ａ区間の電力使用量が６ｋｗ，Ｂ区間の電力使用量が２ｋｗと予測されている。この例において、Ａ区間の予測の確からしさが高いものとする。そして、エンジン２０が燃料の燃焼効率が良い動作点で運転された場合、発電装置１４は、４ｋｗの電力を発電するものとする。この場合、Ａ区間の予測の確からしさが高く、かつ、Ａ区間の予測電力使用量は、エンジン２０の効率が良い動作点での発電装置１４の発電電力量よりも大きいので、Ａ区間において発電を行うべく、発電時期制御の実行が決定される。
【００３８】
一方、電力使用状況予測の確からしさが高いと評価された区間がない場合、あっても、その区間における電力使用量が、上述したエンジン２０の効率が良い動作点での発電装置１４の発電電力量よりも小さい場合、さらには、上述した発電時期制御だけでは、目標発電量を満たすことができない場合、発電量制御の実行が決定される。この発電量制御では、発電装置１４が、発電を行う区間における予測電力使用量以下の電力を発電するように、Ｍ／ＧＥＣＵ４２が、発電装置１４を制御する。
【００３９】
例えば、図３には、発電量制御の一例として、Ｂ区間において、発電装置が２ｋｗの発電を行う例が示されている。
【００４０】
従来は、図４（ａ）に示すように、高圧電池の充電量（ＳＯＣ）が所定の下限値まで低下すると、レンジエクステンダーを動作させ、高圧電池の充電を行い、この充電により、高圧電池のＳＯＣが所定の上限値に達すると、レンジエクステンダーの動作を停止させ、高圧電池の充電を終了させていた。このような、レンジエクステンダーによる発電制御では、図４（ａ）に示すごとく、高圧電池の充放電サイクルが繰り返されることになるため、高圧電池の寿命を短くする虞があった。
【００４１】
それに対して、本実施形態の上述した発電制御によれば、発電時期制御と発電量制御とのいずれであっても、発電装置１４は、電気負荷による電力使用量よりも小さい電力しか発電しない。そのため、発電装置１４によって発電された電力は電気負荷において消費され、高圧電池１２を充電することが抑制される。その結果、図４（ｂ）に示すように、高圧電池１２の充放電サイクルの発生を抑えることができるので、高圧電池１２の寿命を延ばすことができる。
【００４２】
上述したステップＳ１４０において、発電制御方法として、発電時期制御と発電量制御とのどちらか、もしくは、その組み合わせが選定されると、続くステップＳ１５０において、選定された発電時期制御と発電量制御とのどちらか、もしくは、その組み合わせに従って、発電パターンが算出される。続くステップＳ１６０では、算出した発電パターンに従って、発電すべき時期が到来すると、エンジンＥＣＵ４６に対して目標発電量を与えることにより、エンジン制御を実行させる。
【００４３】
このエンジンＥＣＵ４６によるエンジン制御の一例を、図５を参照して説明する。エンジンＥＣＵ４６は、目標発電量が与えられると、スロットル開度ベース値算出部５２において、目標発電量に応じたエンジン回転数を実現するためのスロットル開度ベース値を算出する。このスロットル開度ベース値の算出に関しては、例えば実験結果から目標発電量とスロットル開度との関係を得て、それをマップとしてスロットル開度ベース値算出部５２に記憶させておき、そのマップを参照すれば良い。
【００４４】
また、エンジンＥＣＵ４６は、発電装置１４の実発電量を検出し、目標発電量と実発電量との差分をスロットル開度補正値算出部５４に入力する。スロットル開度補正値算出部５４は、例えばＰＩ制御や、ＰＤＩ制御などによって、実発電量を目標発電量に近づけるためのスロットル開度補正値を算出する。そして、スロットル開度ベース値算出部５２が算出したスロットル開度ベース値と、スロットル開度補正値算出部５４が算出したスロットル開度補正値とを加算して、目標とするスロットル開度を算出する。この目標スロットル開度となるように、エンジンＥＣＵ４６は、エンジン２０のスロットルバルブの開度を制御する。
【００４５】
最後に、ステップＳ１７０では、電気自動車の走行が完了したか否かを判定し、完了したと判定すると、図２のフローチャートに示す処理を終了する。
【００４６】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態による電気自動車の制御システムについて説明する。本実施形態による電気自動車の制御システムの構成は、第１実施形態における構成と同じであるため、説明を省略する。
【００４７】
第１実施形態では、発電制御方法として、電気負荷による電力使用状況の予測の確からしさに応じて、発電時期制御と発電量制御とのどちらか、もしくは、その組み合わせを選定した。それに対して、本実施形態では、発電装置１４が、相互に異なる複数の発電パターンにて発電したと仮定した場合に、高圧電池１２の寿命に与える影響の大きさを表す評価値として電池寿命影響度を算出する。そして、算出した電池寿命影響度に基づき、高圧電池１２の寿命に与える影響が最も小さい発電パターンを選択し、その発電パターンに従って発電を行うように発電装置１４を制御する。これにより、電気負荷による電力の使用状況を考慮した上で、高圧電池１２の寿命に与える影響が最も小さい発電パターンにて、発電させることが可能になる。
【００４８】
以下、本実施形態における発電制御について詳しく説明する。図６は、本実施形態における発電制御の処理の流れを示すフローチャートである。
【００４９】
図６のフローチャートのステップＳ２００〜Ｓ２２０までの処理は、上述した第１実施形態のステップＳ１００〜Ｓ１２０までの処理と同様である。
【００５０】
ステップＳ２３０では、電池寿命影響度を算出したときに、その電池寿命影響度を持つ発電パターンによる発電を実施すべきか否かを判定するための判定閾値を算出する。この判定閾値は、ゼロ以下の一定値として算出しても良いし、ステップＳ２２０における電力使用状況予測において、相対的に大きな電力が必要となる時間が長いほど、よりマイナス側の低い値として算出しても良い。詳しくは後述するが、予測電力使用量が大きい場合に、判定閾値をマイナス側の低い値とするほど、より大きな発電量の発電パターンが、選択されることになる。
【００５１】
続くステップＳ２４０では、電池寿命影響度を算出するとともに、算出した電池寿命影響度に基づいて、電池寿命にとって最も好ましいと考えられる発電パターンを選択する。電池寿命影響度の算出について以下に詳しく説明する。
【００５２】
まず、本実施形態では、予め複数の発電パターンが定められている。最も単純な例では、図７に示すように、発電電力の大きさを異ならせた発電パターンが定められる。ただし、この発電パターンに関しては、徐々に変化したり、断続的なものであったり、種々の形態が考えられる。
【００５３】
そして、走行経路に含まれる各区間の予測電力使用量に基づき、各区間において、複数の発電パターンにて発電した場合の高圧電池１２の電力増減量と、発電しない場合の高圧電池１２の電力増減量との差分に基づき、各発電パターンの電池寿命影響度を算出する。具体的には、電池寿命影響度は下記の数式１により算出される。
【００５４】
（数１）
電池寿命影響度＝（｜発電ありの場合の電力増減量｜−｜発電なしの場合の電力増減量｜）／Ｃ＊補正係数
なお、Ｃは定数であり、補正係数は、環境温度及び高圧電池１２のＳＯＣの少なくとも一方に応じて決定される変数である。環境温度やＳＯＣは、電池寿命に影響を及ぼすパラメータであるため、これらの影響を補正係数により電池寿命影響度に織り込むことができる。
【００５５】
高圧電池１２の充放電量の大きさ、すなわち、高圧電池１２の電力増減量の大きさによって、高圧電池１２の寿命が変わる。そのため、発電装置１４が発電する場合と発電しない場合の高圧電池１２の電力増減量の差分から、その発電が、電池寿命へ及ぼす影響度の大きさを算出することができる。
【００５６】
なお、上述した数式１において、「発電ありの場合の電力増減量」、「発電なしの場合の電力増減量」に関して絶対値としているのは、充電、放電に係わらず、高圧電池１２の電力量が大きく変動すると、電池寿命に悪影響が及ぶと考えられるためである。
【００５７】
従って、発電する場合の電力増減量の絶対値が、発電しない場合の電力増減量の絶対値より小さければ、発電した方が、電池寿命を延ばす効果が見込める。発電する場合の電力増減量の絶対値と、発電しない場合の電力増減量の絶対値とが同じ値であれば、発電してもしなくても電池寿命に対する影響は変わらない。このため、上述したように、発電を実施すべきか否かを判定するための判定閾値は、ゼロ以下の一定値、もしくは、可変値として算出されるのである。
【００５８】
例えば、図７に示すように、ある区間の予測電力使用量がゼロである場合、発電しない場合の電力増減量の絶対値はゼロであるのに対し、複数の発電パターンにて発電した場合には、いずれも電力増減量がゼロよりも大きくなる。このため、この区間においては、発電を行うべきではない。
【００５９】
一方、予測電力使用量が４ｋｗや６ｋｗの区間においては、発電しない場合の電力増減量の絶対値よりも、発電した場合の電力増減量の絶対値の方が小さくなっている。従って、この区間においては、発電を行った方が、電池寿命を延ばす効果が見込めることになる。この際、いずれの発電パターンを選択するかは、電池寿命影響度によって決定される。具体的には、発電した場合の電力増減量がより小さい方が好ましいため、電池寿命影響度としては、よりマイナスの数字が大きい方が良い。従って、予測電力使用量が４ｋｗの場合には、発電電力４ｋｗの発電パターンが最も好ましい発電パターンとして選択され、予測電力使用量が６ｋｗの場合には、発電電力５ｋｗの発電パターンが最も好ましい発電パターンとして選択される。
【００６０】
続くステップＳ２５０では、上述した判定閾値と、選択された発電パターンの電池寿命影響度とに基づいて、発電を実施すべきか否かを判定する。具体的には、電池寿命影響度が、判定閾値以下であれば発電を実施すべきと判定し、判定閾値よりも大きければ、電池寿命影響度は判定閾値により規定される発電制御を行うべき範囲に属していないため、発電を実施しないと判定する。
【００６１】
ステップＳ２６０及びＳ２７０の処理は、第１実施形態のステップＳ１６０及びＳ１７０の処理と同様である。
【００６２】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、上述した実施形態になんら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。
【００６３】
例えば、上述した第１、第２実施形態では、目的地までの走行経路をナビゲーションＥＣＵから取得して、その走行経路における各道路区間の電力使用状況を予測した上で、発電制御を実施するものであった。
【００６４】
しかしながら、目的地までの走行経路が設定されていなくとも、例えば、高圧電池のＳＯＣがある程度低下した場合などに、電気自動車が、現在走行している道路における電力使用状態を予測し、その予測した電力使用状態に基づき、発電制御を実行しても良い。
【符号の説明】
【００６５】
１０  制御システム
１２  高圧電池
１４  発電装置
１８  発電用モータ
２０  エンジン
２８  駆動用モータ
４０  電池ＥＣＵ
４２  モータ／ジェネレータＥＣＵ
４４  ナビゲーションＥＣＵ
４６  エンジンＥＣＵ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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