JP2000333305A - ハイブリッド車両の駆動制御装置 - Google Patents

ハイブリッド車両の駆動制御装置

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JP2000333305A JP11140154A JP14015499A JP2000333305A JP 2000333305 A JP2000333305 A JP 2000333305A JP 11140154 A JP11140154 A JP 11140154A JP 14015499 A JP14015499 A JP 14015499A JP 2000333305 A JP2000333305 A JP 2000333305A
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浩一 黒田
Hiroshi Takahashi
高橋　　宏
Itsuro Muramoto
逸朗 村本
Yoshitaka Deguchi
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 目的地までの経路の道路状況に応じて燃料消
費量が最少となるエンジンとモーターの運転スケジュー
ルを設定する。 【解決手段】 発進と停止が予測される地点で目的地ま
での経路を複数の区間に区分し、目的地までの経路の道
路状況と運転者の運転履歴とに基づいて各区間ごとに車
速パターンを推定し、車速パターンとエンジンの燃料消
費特性とに基づいて、目的地までの燃料消費量が最少と
なるように各区間ごとのエンジンとモーターの運転スケ
ジュールを設定するようにした。これにより、定常走行
時のみならず、車両の減速および制動時のエネルギー回
収による燃費改善と、加速時の燃費増加とを考慮して、
目的地までの経路の道路状況と運転者の運転履歴に応じ
た正確な燃料消費量を求めることができ、燃料消費量が
最少となるエンジンとモーターの運転スケジュールを設
定することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はハイブリッド車両の
駆動制御装置に関し、特に、目的地までの経路の道路状
況に応じて燃料消費量が最少となるようにエンジンとモ
ーターの運転スケジュールを設定するものである。
【０００２】
【従来の技術】予測された走行負荷とエンジン負荷とに
基づいて燃料消費量が最少となる補機の運転スケジュー
ルを立案し、このスケジュールにしたがって補機を運転
するようにした内燃機関の補機駆動制御装置が知られて
いる（例えば、特開平９−３２４６６５号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の装置では、定常走行のみに基づいて走行負荷と
エンジン負荷とを決定しており、減速および制動時のエ
ネルギー回収による燃費減少と、加速時の燃費増加とを
考慮していないため、燃料消費量が充分に低減されない
という問題がある。
【０００４】本発明の目的は、目的地までの経路の道路
状況に応じて燃料消費量が最少となるエンジンとモータ
ーの運転スケジュールを設定することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】一実施の形態の構成を示
す図１および図２に対応づけて本発明を説明すると、 （１） 請求項１の発明は、車両を駆動する電力をバッ
テリー１５からモーター４へ供給するとともに、エンジ
ン２によりモーター１を駆動して発電した電力とモータ
ー４による車両制動時の回生電力とをモーター１，４か
らバッテリー１５へ供給し、エンジン２とモーター４の
いずれか一方または両方により車両を駆動するハイブリ
ッド車両の駆動制御装置に適用される。そして、目的地
までの経路を探索する経路探索手段３４と、経路の道路
状況を検出する道路状況検出手段３４と、発進と停止が
予測される地点で経路を複数の区間に区分する経路区分
手段１６と、運転者の運転履歴を記録する運転履歴記録
手段３５と、道路状況と運転履歴とに基づいて各区間ご
とに車速パターンを推定する車速推定手段１６と、車速
パターンとエンジン２の燃料消費特性とに基づいて、目
的地までの燃料消費量が最少となるように各区間ごとの
エンジン２とモーター１，４の運転スケジュールを設定
する運転スケジュール設定手段１６とを備える。 （２） 請求項２のハイブリッド車両の駆動制御装置
は、運転スケジュール設定手段１６によって、エンジン
２により走行した場合にエンジン２の運転効率が低くな
る区間を、モーター４により走行して他の区間で発電を
行う場合の燃料消費量と、エンジン２により走行した場
合の燃料消費量とを比較して、前者が後者よりも少ない
場合にモーター４による走行区間に選定するようにした
ものである。 （３） 車両を駆動する電力をバッテリー１５からモー
ター４へ供給するとともに、エンジン２によりモーター
１を駆動して発電した電力とモーター４による車両制動
時の回生電力とをモーター１，４からバッテリー１５へ
供給し、エンジン２とモーター４のいずれか一方または
両方により車両を駆動するハイブリッド車両の駆動制御
装置に適用される。そして、目的地までの経路を探索す
る経路探索手段３４と、経路の道路状況を検出する道路
状況検出手段３４と、所定時間以上継続してモーター４
による回生制動が行われる区間の始点を境にして経路を
複数の区間に区分する経路区分手段１６と、運転者の運
転履歴を記録する運転履歴記録手段３５と、道路状況と
運転履歴とに基づいて車速パターンを推定する車速推定
手段１６と、車速パターンとエンジン２の燃料消費特性
とに基づいて、目的地までの燃料消費量が最少となるよ
うにエンジン２とモーター１，４の運転スケジュールを
設定する運転スケジュール設定手段１６とを備える。 （４） 請求項４のハイブリッド車両の駆動制御装置
は、運転スケジュール設定手段１６によって、回生制動
区間の始点におけるバッテリー１５の充電状態が、回生
制動区間で発生する回生電力量をバッテリー１５へ回収
可能な充電状態となるように、エンジン２とモーター
１，４の運転スケジュールを設定するようにしたもので
ある。 （５） 請求項５のハイブリッド車両の駆動制御装置
は、運転スケジュール設定手段１６によって、回生制動
区間の始点までのエンジン２の運転効率が低い区間をモ
ーター４による走行区間またはモーター４とエンジン２
による走行区間に選定し、その区間でバッテリー１５を
消費して回生電力量を回収可能な充電状態にするように
したものである。
【０００６】上述した課題を解決するための手段の項で
は、説明を分かりやすくするために一実施の形態の図を
用いたが、これにより本発明が一実施の形態に限定され
るものではない。
【０００７】
【発明の効果】（１） 請求項１の発明によれば、発進
と停止が予測される地点で目的地までの経路を複数の区
間に区分し、目的地までの経路の道路状況と運転者の運
転履歴とに基づいて各区間ごとに車速パターンを推定
し、車速パターンとエンジンの燃料消費特性とに基づい
て、目的地までの燃料消費量が最少となるように各区間
ごとのエンジンとモーターの運転スケジュールを設定す
るようにしたので、定常走行時のみならず、車両の減速
および制動時のエネルギー回収による燃費改善と、加速
時の燃費増加とを考慮して、目的地までの経路の道路状
況と運転者の運転履歴に応じた正確な燃料消費量を求め
ることができ、燃料消費量が最少となるエンジンとモー
ターの運転スケジュールを設定することができる。 （２） 請求項２の発明によれば、エンジンにより走行
した場合にエンジンの運転効率が低くなる区間を、モー
ターにより走行して他の区間で発電を行う場合の燃料消
費量と、エンジンにより走行した場合の燃料消費量とを
比較して、前者が後者よりも少ない場合にモーターによ
る走行区間に選定するようにしたので、燃料消費量が最
少となるエンジンとモーターの運転スケジュールを設定
することができる。 （３） 請求項３の発明によれば、所定時間以上継続し
てモーターによる回生制動が行われる区間の始点を境に
して経路を複数の区間に区分し、目的地までの経路の道
路状況と運転者の運転履歴とに基づいて車速パターンを
推定し、車速パターンとエンジンの燃料消費特性とに基
づいて、目的地までの燃料消費量が最少となるようにエ
ンジンとモーターの運転スケジュールを設定するように
したので、定常走行時のみならず、車両の減速および制
動時のエネルギー回収による燃費改善を考慮して、目的
地までの経路の道路状況と運転者の運転履歴に応じた正
確な燃料消費量を求めることができ、燃料消費量が最少
となるエンジンとモーターの運転スケジュールを設定す
ることができる。 （４） 請求項４の発明によれば、回生制動区間の始点
におけるバッテリーの充電状態が、回生制動区間で発生
する回生電力量をバッテリーへ回収可能な充電状態とな
るように、エンジンとモーターの運転スケジュールを設
定するようにしたので、車両の制動エネルギーを完全に
回収することができ、目的地までの燃料消費量を最少に
することができる。 （５） 請求項５の発明によれば、回生制動区間の始点
までのエンジンの運転効率が低い区間をモーターによる
走行区間またはモーターとエンジンによる走行区間に選
定し、その区間でバッテリーを消費して回生電力量を回
収可能な充電状態にするようにしたので、車両の制動エ
ネルギーを完全に回収しながら目的地までの燃料消費量
をさらに低減することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】図１および図２に一実施の形態の
構成を示す。図１において、太い実線は機械力の伝達経
路を示し、太い破線は電力線を示す。また、細い実線は
制御線を示し、二重線は油圧系統を示す。この車両のパ
ワートレインは、モーター１、エンジン２、クラッチ
３、モーター４、無段変速機５、減速装置６、差動装置
７および駆動輪８から構成される。エンジン２とモータ
ー４との間にはクラッチ３が介装されており、モーター
１の出力軸と、エンジン２の出力軸と、クラッチ３の入
力軸３ａとが互いに連結されるとともに、クラッチ３の
出力軸３ｂと、モーター４の出力軸と、無段変速機５の
入力軸とが互いに連結される。なお、ハイブリッド車両
のパワートレインの構成はこの実施の形態に限定されな
い。
【０００９】クラッチ３の締結時にはエンジン２のみ、
またはエンジン２とモーター４とが車両の推進源とな
り、クラッチ３の解放時にはモーター４のみが車両の推
進源となる。エンジン２とモーター４のいずれか一方ま
たは両方の駆動力は動力伝達機構、すなわち無段変速機
５、減速装置６および差動装置７を介して駆動輪８へ伝
達される。無段変速機５には油圧装置９から圧油が供給
され、ベルトのクランプと潤滑がなされる。油圧装置９
のオイルポンプ（不図示）はモーター１０により駆動さ
れる。
【００１０】モータ１，４，１０は三相同期電動機また
は三相誘導電動機である。モーター１はクラッチ３締結
時のエンジン２の始動とクラッチ３解放時の発電に用い
られ、モーター４は車両の推進と発電制動に用いられ
る。モーター１０は油圧装置９のオイルポンプ駆動用で
ある。なお、モーター１，４，１０には交流機に限らず
直流電動機を用いることもできる。
【００１１】クラッチ３はパウダークラッチであり、伝
達トルクを調節することができる。なお、このクラッチ
３に乾式単板クラッチや湿式多板クラッチを用いること
もできる。無段変速機５はベルト式やトロイダル式など
の無段変速機であり、変速比を無段階に調節することが
できる。
【００１２】モーター１，４，１０はそれぞれインバー
ター１１，１２，１３により駆動される。インバーター
１１〜１３は共通のＤＣリンク１４を介してメインバッ
テリー１５に接続されており、メインバッテリー１５の
直流充電電力を交流電力に変換してモーター１，４，１
０へ供給するとともに、モーター１，４の交流発電電力
を直流電力に変換してメインバッテリー１５を充電す
る。なお、インバーター１１〜１３は互いにＤＣリンク
１４を介して接続されているので、回生運転中のモータ
ーにより発電された電力をメインバッテリー１５を介さ
ずに直接、力行運転中のモーターへ供給することができ
る。メインバッテリー１５には、リチウム・イオン電
池、ニッケル・水素電池、鉛電池などの各種電池や、電
機二重層キャパシターいわゆるパワーキャパシターを用
いることができる。
【００１３】コントローラー１６はマイクロコンピュー
ターとメモリなどの周辺部品を備え、エンジン２の回転
速度や出力トルク、クラッチ３の伝達トルク、モーター
１，４，１０の回転速度や出力トルク、無段変速機５の
変速比などを制御する。
【００１４】コントローラー１６には、図２に示すよう
に、キースイッチ２０、セレクトレバースイッチ２１、
アクセルセンサー２２、ブレーキスイッチ２３、車速セ
ンサー２４、バッテリー温度センサー２５、バッテリー
ＳＯＣ検出装置２６、エンジン回転センサー２７、スロ
ットルセンサー２８、車間距離センサー２９が接続され
る。
【００１５】キースイッチ２０は車両のキーがON位置ま
たはSTART位置に設定されるとオン（閉路）する。セレ
クトレバースイッチ２１はパーキングＰ、ニュートラル
Ｎ、リバースＲ、ドライブＤの各スイッチを備え、車両
のセレクトレバー（不図示）の設定位置に応じたスイッ
チがオンする。アクセルセンサー２２はアクセルペダル
（不図示）の踏み込み量を検出し、ブレーキスイッチ２
３はブレーキペダル（不図示）の踏み込み状態を検出す
る。車速センサー２４は車両の走行速度を検出し、バッ
テリー温度センサー２５はメインバッテリー１５の温度
を検出する。また、バッテリーＳＯＣ検出装置２６はメ
インバッテリー１５の充電状態（ＳＯＣ）を検出し、エ
ンジン回転センサー２７はエンジン２の回転速度を検出
する。さらに、スロットルセンサー２８はエンジン２の
スロットルバルブ開度を検出し、車間距離センサー２９
は先行車との車間距離を検出する。
【００１６】コントローラー１６にはまた、エンジン２
の燃料噴射装置３０、点火装置３１、バルブタイミング
調整装置３２、スロットルバルブ調整装置３３、ナビゲ
ーション装置３４、運転履歴記録装置３５、補助バッテ
リー３６が接続される。コントローラー１６は燃料噴射
装置３０を制御してエンジン２への燃料の供給と停止お
よび燃料噴射量を調節するとともに、点火装置３１を制
御してエンジン２の点火を行い、バルブタイミング調整
装置３２を制御してエンジン２の吸気バルブの閉時期を
調節する。コントローラー１６はさらに、スロットルバ
ルブ調整装置３３を制御してエンジン２のトルクを調節
するとともに、インバーター１１、１２、１３を制御し
てモーター１、４、１０のトルクと回転速度を調節す
る。
【００１７】ナビゲーション装置３４は、ＧＰＳ受信機
により現在地を検出する衛星航法装置と、ジャイロコン
パスなどにより走行経路を検出する自立航法装置と、ビ
ーコン受信機により交通情報や道路情報を受信する路車
間通信装置（ＶＩＣＳやＦＭ多重放送など）と、道路地
図データベースとを備え、目的地までの経路を探索する
とともに、探索経路上の道路状況を検出する。運転履歴
記録装置３５は、走行経路の道路状況と運転者ごとの走
行パターンを記録する。補助バッテリー３６はコントロ
ーラー１６などの制御機器へ電源を供給する。
【００１８】次に、燃料消費量を最少にするためのエネ
ルギーの蓄積と消費スケジューリングに対するこの実施
の形態の基本的な方法を説明する。第１のスケジューリ
ング方法は、例えば前方に降坂路がある場合には、そこ
でエネルギーを回収してバッテリーを充電できるので、
予めモーター走行や空調装置のコンプレッサー（不図
示）などの補機類を駆動してバッテリーのＳＯＣを低下
させておき、降坂路でエネルギーを最大限に回収する。
これにより、エネルギーの回収率が向上し、その分だけ
燃料消費量を低減することができる。
【００１９】第２のスケジューリング方法は、エンジン
の運転効率の低い区間をモーターにより走行する。例え
ば図３（ａ）に示すように５０km/hで２分間走行した後
に２０km/hで５分間走行する場合には、車両の走行に必
要な出力（正値が駆動力を表し、負値が制動力を表す）
は図３（ｂ）に示すように３．８kwで２分間の後、１kw
で５分間のパターンとなる。この走行パターンをエンジ
ン２のみで走行した場合には、図４に示すエンジン２の
燃料噴射特性から燃料噴射量が図３（ｃ）に示すような
パターンとなり、この経路の燃料消費量を次のように求
めることができる。
【数１】０．５cc/sec×２min×６０sec＋０．２cc/sec
×５min×６０sec＝１２０cc
【００２０】図５にエンジン２の出力特性と効率特性を
示す。この特性図から明らかなように、一般にエンジン
は低速になるほど効率が低下する。そこで、図３に示す
走行パターンの内、効率の低い２０km/hの走行区間をモ
ーター４により走行し、この区間でモーター４により消
費される電力量を、５０km/hのエンジン２による走行区
間で予め発電してメインバッテリー１５に蓄電する、と
いう充放電スケジュールを立てる。
【００２１】エンジン２により５０km/hで定常走行しな
がらモーター１で発電を行う場合には、図５に示すよう
に、エンジン回転数[rpm]を変えずにエンジントルクを
増加し、エンジン２の運転点を最良効率線上に移動する
のが最良である。この運転点でエンジン２を運転する
と、図５に示すように８．８kwのエンジン出力が得られ
るので、５０km/hの定常走行のための所用出力３．８kw
を差し引いても５kwの発電が可能になる。なお、厳密に
は発電用モーター１の発電効率などの分だけ発電量が少
なくなる。
【００２２】モーター４による２０km/h走行区間の所用
電力量（所用電力の時間積分値）は、
【数２】１kw×５min÷６０min＝１／１２ kwh この電力量１／１２[kwh]を、エンジン２による５０km/
h走行区間において発電電力５kwで発電した場合の発電
時間は、
【数３】（１／１２）kwh／５kw＝１／６０h＝１min １分間でよいことになる。また、図４に示す燃料噴射特
性から、この発電時の燃料噴射量は１．０cc/sec必要な
ことが分かる。
【００２３】したがって、図３（ａ）に示す走行パター
ンに対して、エンジン２の運転効率の低い２０km/h区間
をモーター４により走行する場合の燃料噴射量パターン
は、図３（ｄ）に示すようなパターンになる。この図３
（ｄ）に示す燃料噴射量パターンでの経路全体の燃料消
費量は、
【数４】１cc/sec×１min×６０sec＋０．５cc/sec×１
min×６０sec＝９０cc となり、エンジン２のみで走行する場合（図３（ｃ））
の燃料消費量１２０cc（数式１）よりも少なくなる。
【００２４】このように、目的地までの経路上におい
て、エンジンにより走行した場合に運転効率が低くなる
区間を、モーターにより走行して他の区間で発電を行う
場合の燃料消費量と、エンジンにより走行した場合の燃
料消費量とを比較して、前者が後者よりも少ない場合に
モーターによる走行区間に選定する、つまり、エンジン
により走行すると運転効率が低くなる区間をモーターに
より走行し、その分の電力量をエンジンにより走行して
も運転効率が高い区間で発電を行うようにする。これに
より、経路全体での燃料消費量を低減することができ
る。
【００２５】以上説明したエネルギーの蓄積と消費スケ
ジューリングの第１の方法と第２の方法から明らかなよ
うに、目的地までの経路における道路状況や乗員の過去
の運転履歴に基づいて、燃料消費量が最少となるエネル
ギーの蓄積と消費スケジュール、つまりバッテリーの充
放電スケジュールを立てることができる。
【００２６】図６は、一実施の形態の充放電スケジュー
ルの決定処理と、その充放電スケジュールに沿って車両
を運行する処理を示すプログラムのフローチャートであ
る。このフローチャートにより、一実施の形態の動作を
説明する。
【００２７】コントローラー１６は所定時間ごとにこの
プログラムを実行する。ステップ１において、ナビゲー
ション装置３４で目的地を設定し、目的地までの最適経
路を探索する。なお、例えば通勤路などのように繰り返
し走行する頻度が高い経路と走行時刻などを予めナビゲ
ーション装置３４に記録しておき、記録経路を記録時刻
とほぼ同じ時刻に走行する場合には記録経路から目的地
を推定し、乗員が目的地を設定しなくても自動的に目的
地と目的地までの経路を設定するようにしてもよい。
【００２８】ステップ２では、目的地までの経路の道路
種別、交差点、信号機、道路の曲率および勾配などの情
報や、ＶＩＣＳなどにより提供される渋滞情報や交通規
制情報をナビゲーション装置３４から読み込む。
【００２９】ステップ３で、運転履歴記録装置３５から
過去の運転履歴を読み込む。運転履歴テーブルには、図
７に示すように道路種別ごとに走行速度、発進時の加速
度、停止時の減速度などの過去の平均値が記録されてい
る。なお、運転履歴を運転者ごとに記録しておき、運行
開始時に運転者に選択させるようにしてもよい。また、
運転履歴テーブルの道路種別は、道路の幅員や車線数、
信号機の設置間隔などによって細分化してもよく、頻繁
に通る道路については個別に運転履歴を記録するように
してもよい。
【００３０】ステップ４では、ステップ２で読み込んだ
目的地までの道路状況と、ステップ３で読み込んだ乗員
の過去の運転履歴とに基づいて、目的地までの経路上の
運転パターン、すなわち走行速度パターンを予測する。
まず、目的地までの経路を、信号機や交差点、料金所、
カーブ、合流、車線減少など、停止と発進が予測される
地点で区分する。次に、運転履歴テーブルを参照して各
区間ごとに道路種別に応じて走行速度Ｖm、発進加速度
Ａmおよび停止減速度Ｄmを読み出し、図８に示すように
区間ごとに発進地点からの加速度をＡm、走行速度をＶ
m、停止地点までの減速度をＤmとして、走行速度パター
ンを作成する。なお、信号機や交差点での停止は過去の
運転履歴から推定してもよく、また、信号機のサイクル
に関する情報が得られる場合にはそれに基づいて予測し
てもよい。さらに、過去の運転履歴がない場合には、走
行速度を法定速度とし、加減速度を一般的な運転者の平
均値とすればよい。
【００３１】図９に目的地までの経路の一例を示す。こ
の経路は、（ａ）に示すように出発地から一般道路を走
行して市街地に入り、高速道路を経由して再び一般道路
を走行し、目的地に至る経路であり、ナビゲーション装
置３４によって途中の市街地では渋滞が発生しており、
高速道路を出てからの一般道路には降坂路と登坂路があ
ることが分かっている。このような道路状況の経路にお
いて、上述したように、停止と発進が予測される地点で
経路を区分し、各区間ごとに道路状況と運転履歴データ
とに基づいて（ｂ）に示す走行速度パターンを予測す
る。
【００３２】ステップ５において、各区間の走行速度パ
ターンに基づいて走行に必要な出力（仕事率）Ｐ(w)を
次式により演算する。
【数５】Ｐ＝｛μ・Ｍ・ｇ＋（ρ・Ｃd・Ａ・vsp2）／
２＋Ｍ・acc・ｇ＋Ｍ・ｇ・sinθ｝・vsp／３．６ ここで、Ｍは車重[kg]、μは転がり抵抗係数、ρは空気
密度[kg/m3]、Ｃdは空気抵抗係数、Ａは前影投影面積[m
2]、ｇは重力加速度[m/sec2]、θは道路勾配[rad]を示
す。また、上式の第１項は転がり抵抗を、第２項は空気
抵抗を、第３項は加速抵抗を、第４項は勾配抵抗をそれ
ぞれ表す。図９（ａ）の道路状況と（ｂ）の走行速度パ
ターンに対する出力演算結果を（ｃ）に示す。図９
（ｃ）において、車両の走行に必要な出力の正値が駆動
力を表し、負値が制動力を表す。
【００３３】ステップ６で、図１０に示すサブルーチン
を実行して目的地までの経路の充放電スケジュールを決
定する。
【００３４】図１０のステップａ１において、目的地ま
での経路の出力パターン（図９（ｃ）参照）を検索して
所定時間、例えば１分以上継続して回生制動を行う区間
（以下、単に継続回生区間と呼ぶ）の有無を調査する。
継続回生区間があればステップａ２へ進み、なければス
テップａ６へ進む。図９に示す例では、高速道路の出口
料金所手前から一般道路の降坂路までの区間が継続回生
区間に該当する。
【００３５】続くステップａ２では、継続回生区間の始
点を境にして目的地までの経路を区分し、各区間をスケ
ジューリング区間とする。図９に示す例では、高速道路
の出口料金所手前の減速開始点から継続回生区間が始ま
るので、その減速開始点を境にして経路を２つのスケジ
ューリング区間に区分する（図９の地点）。なお便宜
上、出発地から減速開始点までをスケジューリング区間
１とし、減速開始点から目的地までをスケジューリング
区間２とする。スケジューリング区間２は、継続回生区
間を含むスケジューリング区間である。なお、以下の説
明では図９に示すスケジューリング区間を例に上げて説
明するが、本発明はこの図９に示す経路の走行パターン
に限定されるものではない。
【００３６】次に、設定した各スケジューリング区間に
対してステップａ３〜ａ６の処理を行う。ステップａ３
では、スケジューリング区間の始点におけるＳＯＣが、
予め設定した下限値ＳＯＣminの近傍であるか否かを判
定する。スケジューリング区間の始点におけるメインバ
ッテリー１５のＳＯＣが下限値ＳＯＣmin近傍であれ
ば、そのスケジューリング区間の回生電力量を最大限に
受け容れることができるから、ステップａ６へ進む。な
お、スケジューリング区間の始点におけるＳＯＣは、そ
の前のスケジューリング区間におけるエンジン２とモー
ター４の走行分担に基づいて予測する。図９に示す例で
は、スケジューリング区間１の始点におけるＳＯＣは出
発地におけるＳＯＣである。また、継続回生区間を含む
スケジューリング区間２の始点におけるＳＯＣは、その
前のスケジューリング区間１のエンジン２とモーター４
の走行分担に基づいて予測する。そして、継続回生区間
を含むスケジューリング区間２の始点におけるＳＯＣ予
測値が、予め設定した下限値ＳＯＣminの近傍であるか
否かを判定する（図９の地点）。継続回生区間の始点
におけるメインバッテリー１５のＳＯＣが下限値ＳＯＣ
min近傍であれば、継続回生区間の回生電力量を最大限
に受け容れることができるから、ステップａ６へ進む。
【００３７】スケジューリング区間の始点におけるＳＯ
Ｃ予測値が下限値ＳＯＣminの近傍にない場合はステッ
プａ４へ進む。ステップａ４では、スケジューリング区
間の回生電力量でメインバッテリー１５の充電を行った
場合に、ＳＯＣが予め設定した上限値ＳＯＣmaxを越え
てしまうか否かを判定する。つまり、スケジューリング
区間の始点におけるＳＯＣ（上記予測値）と上限値ＳＯ
Ｃmaxとの差（ＳＯＣmax−ＳＯＣ）の電力量換算値Ｐ
（ＳＯＣmax−ＳＯＣ）が、そのスケジューリング区間
の回生電力量Ｃよりも少ない場合は、メインバッテリー
１５のＳＯＣが大き過ぎて回生電力量Ｃを受け容れるだ
けの能力がないと判断し、ステップａ５へ進み、そうで
なければステップａ５をスキップする。
【００３８】例えば、継続回生区間であるスケジューリ
ング区間２では、区間始点におけるメインバッテリー１
５のＳＯＣ（上記予測値）と上限値ＳＯＣmaxとの差
（ＳＯＣmax−ＳＯＣ）の電力量換算値Ｐ（ＳＯＣmax−
ＳＯＣ）が、継続回生区間２の回生電力量Ｃよりも少な
い場合は、メインバッテリー１５のＳＯＣが大き過ぎて
回生電力量Ｃを受け容れるだけの能力がないと判断し、
ステップａ５へ進み、そうでなければステップａ５をス
キップする（図９の地点）。
【００３９】ステップａ５では、上述したエネルギーの
蓄積と消費スケジューリングの第１の方法にしたがっ
て、メインバッテリー１５が継続回生区間の回生電力量
Ｃを最大限に受け容れることができるように、継続回生
区間の直前のスケジューリング区間でメインバッテリー
１５を消費してＳＯＣを低減する。つまり、継続回生区
間の直前のスケジュール区間において、モーター４によ
る走行区間（モーター４によるエンジン２のアシスト走
行区間を含む）を選定し、そのモーター走行区間ではメ
インバッテリー１５からモーター４に電力を供給して消
費する。図９に示す例では、メインバッテリー１５が継
続回生区間の回生電力量Ｃを最大限に受け容れることが
できるように、継続回生区間の直前のスケジューリング
区間１でメインバッテリー１５を消費してＳＯＣを低減
する。つまり、継続回生区間の直前のスケジュール区間
１において、モーター４による走行区間（モーター４に
よるエンジン２のアシスト走行区間を含む）を選定し、
そのモーター走行区間ではメインバッテリー１５からモ
ーター４に電力を供給して消費する。
【００４０】メインバッテリー１５のＳＯＣを低減する
ためのモーター４による走行区間の選定方法を説明す
る。基本的には、継続回生区間の直前のスケジューリン
グ区間内の、エンジン２が最も効率の低い運転点で運転
される区間を、モーター４による走行区間に選定する。
図９に示す例では、スケジューリング区間１の市街地の
渋滞区間（区間）が該当する。なお、単一の区間だけ
でメインバッテリー１５のＳＯＣを充分に低減できない
場合には、複数の区間をモーター走行区間として選定し
てもよい。また、エンジン２の効率の低い運転区間がな
い場合には、少しでもエンジン効率を上げることができ
るようなモーター４によるエンジン２のアシスト走行区
間を選定してもよいし、あるいはエンジン２の運転効率
が低い車両加速時にモーター４により駆動するようにし
てもよい。
【００４１】次に、エンジン２では運転効率が低いとし
てモーター４による走行またはアシスト走行を決定した
区間が長い場合には、メインバッテリー１５のＳＯＣが
必要以上に減少し過ぎて下限値ＳＯＣmin以下になるこ
とがある。このような場合には、ステップａ６でモータ
ー走行区間でのバッテリー消費に備えて事前に発電する
ことを検討する。
【００４２】モーター走行に備えた事前の発電について
は、基本的には上述したエネルギーの蓄積と消費スケジ
ューリングの第２の方法に従うが、ただし、継続回生区
間の始点でのメインバッテリー１５のＳＯＣが、継続回
生区間の回生電力量を完全に回収できる値を超えないよ
うにしなければならない。
【００４３】図９に示す例では、スケジューリング区間
１でモーター４による走行を決定した区間の直前の一
般道路において、モーター１により発電を行う（区
間）。この時、スケジューリング区間１の始点（出発
地）でのメインバッテリー１５のＳＯＣと、モーター４
による走行区間でのメインバッテリー１５の消費量とに
基づいて、継続回生区間の始点（スケジューリング区間
２の始点）でのＳＯＣが、継続回生区間の回生電力量を
完全に受け容れることができる値以上にならないよう
に、発電量を調節する。具体的には、継続回生区間始点
でのバッテリーＳＯＣがＳＯＣ４以下にする必要があ
り、スケジューリング区間１の始点（出発地）でのバッ
テリーＳＯＣをＳＯＣ１とし、発電量のＳＯＣ換算値を
ＳＯＣ２とし、モーター走行区間でのバッテリー消費量
のＳＯＣ換算値をＳＯＣ３とすると、
【数６】 （ＳＯＣ１＋ＳＯＣ２−ＳＯＣ３）≦ＳＯＣ４ の関係を満たすように発電量を調節する。
【００４４】ステップａ７では、次に処理するスケジュ
ーリング区間が最終区間かどうかを確認し、最終スケジ
ューリング区間であればステップａ８へ進み、そうでな
ければステップａ３へ戻って上述した処理を繰り返す。
ステップａ８では、最終スケジューリング区間における
充放電スケジュールを検討する。図９に示す例では、最
終スケジューリング区間２において、継続回生区間で回
生電力量を完全に回収してメインバッテリー１５を充電
した後、登坂路でモーター４を駆動してエンジン２をア
シストし、メインバッテリー１５を消費する。
【００４５】以上のように充放電スケジュールが決定し
たら図６のステップ７へリターンし、ステップ７で、ナ
ビゲーション装置３４から自車位置と目的地までの経路
上の道路状況を読み込む。この時、車間距離センサー２
９で検出した車間距離が短く、且つ走行速度が低い場合
には渋滞していると判断してもよい。続くステップ８で
ステップ１で設定した経路から外れたか否かを判定し、
経路を変更した場合はステップ１へ戻り、そうでなけれ
ばステップ９へ進む。ステップ９では、収集した道路状
況から目的地までの経路上で新たに渋滞が発生するな
ど、道路状況が変化したか否かを確認し、道路状況の変
化があればステップ３へ戻り、特に変化がなければステ
ップ１０へ進む。ステップ１０において、目的地に到達
したかどうかを判定し、目的地に到達したら処理を終了
し、到達していなければステップ７へ戻って上記処理を
繰り返す。
【図面の簡単な説明】
【図１】 一実施の形態の構成を示す図である。
【図２】 図１に続く、一実施の形態の構成を示す図で
ある。
【図３】 エネルギーの蓄積と消費スケジューリングの
方法を説明するための図である。
【図４】 エンジンの燃料噴射特性を示す図である。
【図５】 エンジンの出力特性と効率特性を示す図であ
る。
【図６】 一実施の形態の充放電スケジュールの決定処
理と、充放電スケジュールの実施処理とを示すプログラ
ムのフローチャートである。
【図７】 運転履歴テーブルを示す図である。
【図８】 走行速度パターン例を示す図である。
【図９】 目的地までの経路の一例を示す図である。
【図１０】 充放電スケジュール決定のサブルーチンを
示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ モーター ２ エンジン ３ クラッチ ３ａ 入力軸 ３ｂ 出力軸 ４ モーター ５ 無段変速機 ６ 減速装置 ７ 差動装置 ８ 駆動輪 ９ 油圧装置 １０ モーター １１，１２，１３ インバーター １４ ＤＣリンク １５ メインバッテリー １６ コントローラー ２０ キースイッチ ２１ セレクトレバースイッチ ２２ アクセルセンサー ２３ ブレーキスイッチ ２４ 車速センサー ２５ バッテリー温度センサー ２６ バッテリーＳＯＣ検出装置 ２７ エンジン回転センサー ２８ スロットルセンサー ２９ 車間距離センサー ３０ 燃料噴射装置 ３１ 点火装置 ３２ バルブタイミング調整装置 ３３ スロットルバルブ調整装置 ３４ ナビゲーション装置 ３５ 運転履歴記録装置 ３６ 補助バッテリー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０１Ｃ 21/00 Ｇ０８Ｇ 1/0969 Ｇ０８Ｇ 1/0969 Ｂ６０Ｋ 9/00 Ｅ (72)発明者 村本 逸朗 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 (72)発明者 出口 欣高 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 Ｆターム(参考） 2F029 AA02 AB07 AB13 AC02 AC06 AC09 AC12 AC13 AC16 AC20 3G093 AA06 AA07 AA16 BA19 CB07 DA01 DA06 DB00 DB05 DB11 DB15 DB16 DB18 EA02 EB00 EC02 5H115 PA12 PG04 PI15 PI16 PI22 PI29 PO17 PU09 PU10 PU22 PU24 PU25 QE10 QI04 QN03 QN12 RB08 RE05 RE07 RE13 SE04 SE05 SE08 SF05 SJ12 SJ13 TB01 TE02 TE03 TI01 TI10 TO06 TO21 TO23 TO30 5H180 AA01 BB08 CC12 EE18 FF01 FF04 FF05 FF10 FF12 FF13 FF22 FF32 FF38

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】車両を駆動する電力をバッテリーからモー
    ターへ供給するとともに、エンジンにより前記モーター
    を駆動して発電した電力と前記モーターによる車両制動
    時の回生電力とを前記モーターから前記バッテリーへ供
    給し、前記エンジンと前記モーターのいずれか一方また
    は両方により車両を駆動するハイブリッド車両の駆動制
    御装置において、 目的地までの経路を探索する経路探索手段と、 前記経路の道路状況を検出する道路状況検出手段と、 発進と停止が予測される地点で前記経路を複数の区間に
    区分する経路区分手段と、 運転者の運転履歴を記録する運転履歴記録手段と、 前記道路状況と前記運転履歴とに基づいて前記各区間ご
    とに車速パターンを推定する車速推定手段と、 前記車速パターンと前記エンジンの燃料消費特性とに基
    づいて、目的地までの燃料消費量が最少となるように前
    記各区間ごとの前記エンジンと前記モーターの運転スケ
    ジュールを設定する運転スケジュール設定手段とを備え
    ることを特徴とするハイブリッド車両の駆動制御装置。
  2. 【請求項２】請求項１に記載のハイブリッド車両の駆動
    制御装置において、 前記運転スケジュール設定手段は、前記エンジンにより
    走行した場合に前記エンジンの運転効率が低くなる区間
    を、前記モーターにより走行して他の区間で発電を行う
    場合の燃料消費量と、前記エンジンにより走行した場合
    の燃料消費量とを比較して、前者が後者よりも少ない場
    合に前記モーターによる走行区間に選定することを特徴
    とするハイブリッド車両の駆動制御装置。
  3. 【請求項３】車両を駆動する電力をバッテリーからモー
    ターへ供給するとともに、エンジンにより前記モーター
    を駆動して発電した電力と前記モーターによる車両制動
    時の回生電力とを前記モーターから前記バッテリーへ供
    給し、前記エンジンと前記モーターのいずれか一方また
    は両方により車両を駆動するハイブリッド車両の駆動制
    御装置において、 目的地までの経路を探索する経路探索手段と、 前記経路の道路状況を検出する道路状況検出手段と、 所定時間以上継続して前記モーターによる回生制動が行
    われる区間の始点を境にして前記経路を複数の区間に区
    分する経路区分手段と、 運転者の運転履歴を記録する運転履歴記録手段と、 前記道路状況と前記運転履歴とに基づいて車速パターン
    を推定する車速推定手段と、 前記車速パターンと前記エンジンの燃料消費特性とに基
    づいて、目的地までの燃料消費量が最少となるように前
    記エンジンと前記モーターの運転スケジュールを設定す
    る運転スケジュール設定手段とを備えることを特徴とす
    るハイブリッド車両の駆動制御装置。
  4. 【請求項４】請求項３に記載のハイブリッド車両の駆動
    制御装置において、 前記運転スケジュール設定手段は、前記回生制動区間の
    始点における前記バッテリーの充電状態が、前記回生制
    動区間で発生する回生電力量を前記バッテリーへ回収可
    能な充電状態となるように、前記エンジンと前記モータ
    ーの運転スケジュールを設定することを特徴とするハイ
    ブリッド車両の駆動制御装置。
  5. 【請求項５】請求項４に記載のハイブリッド車両の駆動
    制御装置において、 前記運転スケジュール設定手段は、前記回生制動区間の
    始点までの前記エンジンの運転効率が低い区間を前記モ
    ーターによる走行区間または前記モーターと前記エンジ
    ンによる走行区間に選定し、その区間で前記バッテリー
    を消費して前記回生電力量を回収可能な充電状態にする
    ことを特徴とするハイブリッド車両の駆動制御装置。
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