JP2013159214A - ハイブリッド車両用の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】設定された走行ルートを走行する際の車両のエネルギ効率の向上を図る。
【解決手段】出発地と複数の目的地とを含む走行ルートが設定されたときに、走行ルートを構成する出発地および複数の目的地の間の各走行区間の走行距離Ｌ（ｉ）が長い順に、残りの走行区間をバッテリの蓄電量を用いてＥＶ走行が可能と推定される状態となるまで、各走行区間に対してＨＶ走行優先モードを設定し（Ｓ１４０）、ＨＶ走行優先モードが設定されていない残りの走行区間に対してＥＶ走行優先モードを設定する（Ｓ１５０）。したがって、走行距離が短い走行区間ではＥＶ走行しやすくなる。また、各目的地で停車することから、各走行区間で最初にＨＶ走行するときにエンジンの始動が行なわれるため、走行距離が短い走行区間でＥＶ走行しやすくなる（ＨＶ走行しにくくなる）ことにより、設定された走行ルートを走行する際のエンジンの始動回数を減少させることができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、ハイブリッド車両用の制御装置に関し、詳しくは、走行用の動力を出力可能なエンジンおよびモータと、バッテリとを備え、電動走行とハイブリッド走行とのうち電動走行を優先して走行する電動走行優先モード又はハイブリッド走行を優先して走行するハイブリッド走行優先モードによって走行するハイブリッド車両用の制御装置に関する。

従来、この種のハイブリッド車両用の制御装置としては、モータやバッテリを含む回生システムとエンジンとを備えるハイブリッド車両において、回生システムの貯蔵エネルギ量を現在及び将来の走行環境に基づいて変更するエネルギ貯蔵計画を行なうと共に、エネルギ貯蔵量が適正な上下限範囲にある限りエンジンとモータとの駆動力配分が燃費を最適にするよう制御するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００１−６９６０５号公報

上述したようなハイブリッド車両としては、エンジンの運転を停止してモータからの動力により走行する電動走行（ＥＶ走行）と、エンジンを運転してエンジンおよびモータからの動力により走行するハイブリッド走行（ＨＶ走行）とのうち、電動走行を優先して走行する電動走行優先モードか、又はハイブリッド走行を優先して走行するハイブリッド走行優先モードによって走行するものがある。こうしたハイブリッド車両では、設定された走行ルートを走行する際に、電動走行優先モードで走行するか、ハイブリッド走行優先モードで走行するかの選択が適正に行なわれないために、エンジンの始動回数が多くなり、車両のエネルギ効率が低くなる場合があった。

本発明のハイブリッド車両用の制御装置は、設定された走行ルートを走行する際の車両のエネルギ効率の向上を図ることを主目的とする。

本発明のハイブリッド車両用の制御装置は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明のハイブリッド車両用の制御装置は、
走行用の動力を出力可能なエンジンおよびモータと、バッテリとを備え、前記エンジンの運転を停止して前記モータからの動力により走行する電動走行と前記エンジンを運転して前記エンジンおよび前記モータからの動力により走行するハイブリッド走行とのうち、前記電動走行を優先して走行する電動走行優先モード、又は前記ハイブリッド走行を優先して走行するハイブリッド走行優先モードによって走行するハイブリッド車両用の制御装置であって、
出発地と複数の目的地とを含む走行ルートが設定されたとき、前記走行ルートを構成する前記出発地および前記複数の目的地の間の各走行区間の走行距離が長い又は走行負荷が大きい順に、残りの走行区間を前記バッテリの蓄電量を用いて前記電動走行が可能と推定される状態となるまで、前記各走行区間に対して前記ハイブリッド走行優先モードを設定し、前記ハイブリッド走行優先モードが設定されていない残りの走行区間に対して前記電動走行優先モードを設定する走行モード設定手段、
を備えることを要旨とする。

この本発明のハイブリッド車両用の制御装置では、出発地と複数の目的地とを含む走行ルートが設定されたときに、走行ルートを構成する出発地および複数の目的地の間の各走行区間の走行距離が長い又は走行負荷が大きい順に、残りの走行区間をバッテリの蓄電量を用いて電動走行が可能と推定される状態となるまで、各走行区間に対してハイブリッド走行優先モードを設定し、ハイブリッド走行優先モードが設定されていない残りの走行区間に対して電動走行優先モードを設定する。したがって、走行距離が短い又は走行負荷が小さい走行区間では電動走行しやすくなる。また、各目的地で停車することから、各走行区間ではエンジンの運転を停止した状態で走行開始が可能とされ、各走行区間で最初にハイブリッド走行するときにエンジンの始動が行なわれるため、走行距離が短い又は走行負荷が小さい走行区間で電動走行しやすくなる（ハイブリッド走行しにくくなる）ことにより、設定された走行ルートを走行する際のエンジンの始動回数を減少させることができる。この結果、設定された走行ルートを走行する際の車両のエネルギ効率の向上（燃費の向上）を図ることができる。ここで、「出発地」は、最後に到達すべき目的地としてもよい。また、「各電力量」は、エネルギーの時間積分量ということもできる。

こうした本発明のハイブリッド車両用の制御装置において、前記走行モード設定手段は、前記出発地を含む所定の近距離領域内で前記走行ルートが設定されたときに、前記各走行区間に対してモードを設定する手段であるものとすることもできるし、前記走行モード設定手段は、前記出発地を含む所定の近距離領域内で前記複数の目的地が設定されると共に前記走行ルートが設定されたときに、前記各走行区間に対してモードを設定する手段であるものとすることもできる。これらの場合、前記出発地は、前記所定の近距離領域の中心に含まれるものとしてもよい。ここで、「所定の近距離領域」は、出発地としての自宅から日常生活用（例えば、買い物用）に予め定められた近距離（例えば、１０ｋｍや２０ｋｍ，３０ｋｍなど）以下の円形領域などを用いることができる。

また、本発明のハイブリッド車両用の制御装置において、前記走行モード設定手段は、前記バッテリの現在の蓄電量が前記走行ルートの走行に要すると推定される電力量以下のときには、前記各走行区間の全てに対して前記電動走行優先モードを設定する手段である、ものとすることもできる。

さらに、本発明のハイブリッド車両用の制御装置において、前記走行モード設定手段により設定されたモードによって走行するよう前記ハイブリッド車両を制御する車両制御手段を備える、ものとすることもできる。

あるいは、本発明のハイブリッド車両用の制御装置において、前記バッテリは、外部電源からの電力により充電可能である、ものとすることもできる。

本発明の一実施例としてのハイブリッド用電子制御ユニット７０が搭載されたハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。 ＨＶＥＣＵ７０により実行されるモード設定ルーチンの一例を示すフローチャートである。 買い物エリアの一例と買い物エリア内の走行ルートの一例とを示す説明図である。 ＨＶＥＣＵ７０により実行されるＨＶ走行優先モード設定処理の一例を示すフローチャートである。 設定された走行ルートを走行する際に蓄電割合ＳＯＣが減少する様子の一例を概念的に示す説明図である。 設定された走行ルートを走行する際のエンジン２２の始動回数の一例を示す説明図である。 変形例のＨＶ走行優先モード設定処理の一例を示すフローチャートである。 変形例のハイブリッド自動車１２０の構成の概略を示す構成図である。

次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。

図１は、本発明の一実施例としてのハイブリッド用電子制御ユニット（以下、ＨＶＥＣＵという）７０が搭載されたハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車２０は、図示するように、ガソリンや軽油などを燃料として動力を出力するエンジン２２と、エンジン２２を駆動制御するエンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２４と、エンジン２２のクランクシャフト２６にキャリアが接続されると共に駆動輪３８ａ，３８ｂにデファレンシャルギヤ３７を介して連結された駆動軸３６にリングギヤが接続されたプラネタリギヤ３０と、例えば同期発電電動機として構成されて回転子がプラネタリギヤ３０のサンギヤに接続されたモータＭＧ１と、例えば同期発電電動機として構成されて回転子が駆動軸３６に接続されたモータＭＧ２と、図示しない複数のスイッチング素子のスイッチングによってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動するインバータ４１，４２と、インバータ４１，４２の複数のスイッチング素子をスイッチング制御することによってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するモータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）４０と、例えばリチウムイオン二次電池として構成されてインバータ４１，４２を介してモータＭＧ１，ＭＧ２と電力をやりとりするバッテリ５０と、バッテリ５０を管理するバッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）５２と、インバータ４１，４２とバッテリ５０とを接続する電力ライン５４に接続されていると共に車両側コネクタ９２に充電ケーブル１００の充電コネクタ１０２を接続することによって家庭用電源（ＡＣ１００Ｖ）などの外部電源１０４に接続されたときにバッテリ５０を充電可能な充電器９０と、走行ルートを設定して案内するナビゲーション装置１１０と、車両全体を制御するＨＶＥＣＵ７０と、を備える。

エンジンＥＣＵ２４は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２の運転状態を検出する各種センサから信号、例えば、クランクシャフト２６の回転位置を検出するクランクポジションセンサからのクランクポジションθｃｒやエンジン２２の冷却水の温度を検出する水温センサからの冷却水温Ｔｗ，燃焼室内に取り付けられた圧力センサからの筒内圧力Ｐｉｎ，燃焼室へ吸排気を行なう吸気バルブや排気バルブを開閉するカムシャフトの回転位置を検出するカムポジションセンサからのカムポジションθｃａ，スロットルバルブのポジションを検出するスロットルバルブポジションセンサからのスロットルポジションＴＰ，吸気管に取り付けられたエアフローメータからの吸入空気量Ｑａ，同じく吸気管に取り付けられた温度センサからの吸気温Ｔａ，排気系に取り付けられた空燃比センサからの空燃比ＡＦ，同じく排気系に取り付けられた酸素センサからの酸素信号Ｏ２などが入力ポートを介して入力されており、エンジンＥＣＵ２４からは、エンジン２２を駆動するための種々の制御信号、例えば、燃料噴射弁への駆動信号やスロットルバルブのポジションを調節するスロットルモータへの駆動信号，イグナイタと一体化されたイグニッションコイルへの制御信号，吸気バルブの開閉タイミングの変更可能な可変バルブタイミング機構への制御信号などが出力ポートを介して出力されている。また、エンジンＥＣＵ２４は、ＨＶＥＣＵ７０と通信しており、ＨＶＥＣＵ７０からの制御信号によりエンジン２２を運転制御すると共に必要に応じてエンジン２２の運転状態に関するデータをＨＶＥＣＵ７０に出力する。なお、エンジンＥＣＵ２４は、クランクシャフト２６に取り付けられた図示しないクランクポジションセンサからの信号に基づいてクランクシャフト２６の回転数、即ちエンジン２２の回転数Ｎｅも演算している。

モータＥＣＵ４０は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するために必要な信号、例えばモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ４３，４４からの回転位置θｍ１，θｍ２や図示しない電流センサにより検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２に印加される相電流などが入力ポートを介して入力されており、モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２の図示しないスイッチング素子へのスイッチング制御信号などが出力ポートを介して出力されている。また、モータＥＣＵ４０は、ＨＶＥＣＵ７０と通信しており、ＨＶＥＣＵ７０からの制御信号によってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御すると共に必要に応じてモータＭＧ１，ＭＧ２の運転状態に関するデータをＨＶＥＣＵ７０に出力する。なお、モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサ４３，４４からのモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置θｍ１，θｍ２に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２の回転角速度ωｍ１，ωｍ２や回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２も演算している。

バッテリＥＣＵ５２は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０を管理するのに必要な信号、例えば、バッテリ５０の端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧Ｖｂやバッテリ５０の出力端子に接続された電力ラインに取り付けられた図示しない電流センサからの充放電電流Ｉｂ，バッテリ５０に取り付けられた図示しない温度センサからの電池温度Ｔｂなどが入力されており、必要に応じてバッテリ５０の状態に関するデータを通信によりＨＶＥＣＵ７０に送信する。また、バッテリＥＣＵ５２は、バッテリ５０を管理するために、電流センサにより検出された充放電電流Ｉｂの積算値に基づいてそのときのバッテリ５０から放電可能な電力の容量の全容量に対する割合（バッテリ５０の容量に対する蓄電量の割合）である蓄電割合ＳＯＣを演算したり、演算した蓄電割合ＳＯＣと電池温度Ｔｂとに基づいてバッテリ５０を充放電してもよい最大許容電力（充電許容電力，放電許容電力）である入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを演算したりしている。なお、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、電池温度Ｔｂに基づいて入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値を設定し、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣに基づいて出力制限用補正係数と入力制限用補正係数とを設定し、設定した入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値に補正係数を乗じることにより設定することができる。

充電器９０は、いずれも図示しないが、電力ライン５４に接続されたリレーやＡＣ／ＤＣコンバータ，ＤＣ／ＤＣコンバータを備え、ＡＣ／ＤＣコンバータは、充電ケーブル１００を介して供給される外部電源１０４からの交流電力を直流電力に変換可能であり、ＤＣ／ＤＣコンバータは、ＡＣ／ＤＣコンバータからの直流電力の電圧を変換して電力ライン５４側に供給可能である。

ＨＶＥＣＵ７０は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。ＨＶＥＣＵ７０には、イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号やシフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ，アクセルペダル８３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃ，ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ８８からの車速Ｖなどが入力ポートを介して入力されている。ＨＶＥＣＵ７０からは、充電器９０のリレー，ＤＣ／ＤＣコンバータ，ＡＣ／ＤＣコンバータへの駆動信号などが出力ポートを介して出力されている。また、ＨＶＥＣＵ７０は、前述したように、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と通信ポートを介して接続されており、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。さらに、ＨＶＥＣＵ７０は、道路の位置や距離，勾配，標高などの道路情報や施設の位置や種類などの施設情報を含む地図情報を用いて出発地から１以上の目的地への走行を可能とする走行ルートの設定や走行ルートの案内を行なうナビゲーション装置１１０とも、通信ポートを介して接続されており、ナビゲーション装置１１０とデータのやりとりを行なっている。

こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０では、運転者によるアクセルペダルの踏み込み量に対応するアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸３６に出力すべき要求トルクＴｒ＊を計算し、この要求トルクＴｒ＊に対応する要求動力が駆動軸３６に出力されるように、エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とが運転制御される。エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２との運転制御としては、要求動力に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にエンジン２２から出力される動力のすべてがプラネタリギヤ３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによってトルク変換されて駆動軸３６に出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御するトルク変換運転モードや、要求動力とバッテリ５０の充放電に必要な電力との和に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にバッテリ５０の充放電を伴ってエンジン２２から出力される動力の全部またはその一部がプラネタリギヤ３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによるトルク変換を伴って要求動力が駆動軸３６に出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御する充放電運転モード，エンジン２２の運転を停止してモータＭＧ２からの要求動力に見合う動力を駆動軸３６に出力するよう運転制御するモータ運転モードなどがある。なお、トルク変換運転モードと充放電運転モードとは、いずれもエンジン２２の運転を伴って要求動力が駆動軸３６に出力されるようエンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とを制御するモードであり、実質的な制御における差異はないため、以下、両者を合わせてエンジン運転モードという。

また、実施例のハイブリッド自動車２０では、自宅や予め設定された充電ポイントで車両がシステム停止された状態で充電ケーブル１００を介して外部電源１０４と充電器９０とが接続されたときには、充電器９０を制御して外部電源１０４からの電力によりバッテリ５０を充電する。そして、バッテリ５０の充電後にシステム起動したときには、基本的には、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣがエンジン２２の始動を行なうことができる程度に設定された閾値Ｓｈｖに至るまでエンジン２２を停止した状態でモータＭＧ２からの動力だけで走行する電動走行（以下、ＥＶ走行という）を優先して走行する電動走行優先モード（以下、ＥＶ走行優先モードという）によって走行し、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが閾値Ｓｈｖに至った以降はバッテリ５０の充放電を伴ってエンジン２２から動力を用いて走行するハイブリッド走行（以下、ＨＶ走行という）を優先して走行するハイブリッド走行優先モード（以下、ＨＶ走行優先モードという）によって走行する。走行中の駆動制御については、本発明の中核をなさないため、これ以上の詳細な説明は省略する。

次に、実施例のハイブリッド自動車２０の動作、特に、バッテリ５０が外部電源１０４により充電された状態で出発地と複数の目的地とを含む走行ルートが設定されたときに、ＥＶ走行優先モードで走行するか又はＨＶ走行優先モードで走行するかのモードの設定を行なう際の動作について説明する。図２は、ＨＶＥＣＵ７０により実行されるモード設定ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、バッテリ５０の充電後にシステム起動されて、ナビゲーション装置１１０から出発地と複数の目的地とを含む走行ルートが設定された旨の情報を示す信号が入力されたときに実行される。

モード設定ルーチンが実行されると、ＨＶＥＣＵ７０のＣＰＵは、まず、設定された走行ルートを示す情報や、出発地および複数の目的地の間の各走行区間の走行距離Ｌ（ｉ）（ただし、ｉ＝１〜ｎ（ｎは走行ルート上の走行区間の数））、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣなどモードの設定に必要なデータを入力し（ステップＳ１００）、入力した走行ルートが運転者の日常生活用（実施例では買い物用）に予め定められた買い物エリア内であるか否かを判定する処理を実行する（ステップＳ１１０）。ここで、走行ルートを示す情報は、運転者などのユーザの操作に従って設定されたものをナビゲーション装置１１０から通信により入力するものとした。各走行区間の走行距離Ｌ（ｉ）は、設定された走行ルートと道路情報とを用いて算出されたものをナビゲーション装置１１０から通信により入力するものとした。バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣは、図示しない電流センサにより検出された充放電電流Ｉｂの積算値に基づいて演算されたものをバッテリＥＣＵ５２から通信により入力するものとした。

買い物エリアは、実施例では、出発地としての運転者の自宅から買い物用に予め定められた近距離（例えば、１０ｋｍや２０ｋｍ，３０ｋｍなど）以下の円形領域を用いるものとした。図３に、買い物エリアの一例と買い物エリア内の走行ルートの一例とを示す。図中、自宅は円形領域の買い物エリアの中心に位置している。なお、自宅は買い物エリアの中心から外れた位置にあってもよいし、円形の買い物エリアに代えて円形とは異なる形状の領域（例えば、自宅の位置する市区町村の領域など）を用いるものとしてもよいし、買い物エリアに代えて他人の家の訪問など他の目的で近距離を走行するためのエリアであってもよい。また、走行ルートが買い物エリア内であるか否かの判定は、走行ルートに含まれる各走行区間の道路が買い物エリア内に位置するか否かを判定することにより行なうことができる。なお、この判定に代えて、走行ルートに含まれる出発地と全ての目的地とが買い物エリア内にあるか否かの判定を行なうものとしてもよい。図３の例では、走行ルートは、自宅を出発して運転者が立ち寄る（停車する）中間の目的地Ａ〜Ｆを経由して最後の目的地としての自宅（出発地）に戻るルートとなっている。

走行ルートが買い物エリア内にないときには、本ルーチンを終了する。この場合、ナビゲーション装置１１０による走行ルートの案内に従って目的地に立ち寄りながら走行する際に、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが低下して閾値Ｓｈｖに至るまでは、ＥＶ走行を優先して走行するＥＶ走行優先モードによって走行し、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが閾値Ｓｈｖに至った以降は、ＨＶ走行を優先して走行するＨＶ走行優先モードによって走行するよう、ＨＶＥＣＵ７０による車両全体の駆動制御とエンジンＥＣＵ２４によるエンジン２２の運転制御とモータＥＣＵ４０によるモータＭＧ１，ＭＧ２の駆動制御とが行なわれる。

走行ルートが買い物エリア内にあるときには、走行ルートをＥＶ走行することによって消費すると推定されるバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣ（減少する分）を消費蓄電割合ＳＯＣｕとして算出する（ステップＳ１２０）。消費蓄電割合ＳＯＣｕは、実施例では、買い物エリア内の所定の平均車速ＶｓｅｔでＥＶ走行したときに必要とされる単位距離（実施例では１ｋｍ）あたりの電力量として予め実験などにより求められた単位距離消費エネルギー量Ｋｒｌと、走行ルートの総距離（即ち、各走行区間の走行距離Ｌ（ｉ）の総和）との積として算出される走行用エネルギー量Ｗｐに、電力量を蓄電割合ＳＯＣに換算する換算係数ｋを乗じることによって算出されたものを用いるものとした。

続いて、入力したバッテリ５０の現在の蓄電割合ＳＯＣと推定した消費蓄電割合ＳＯＣｕとを比較し（ステップＳ１３０）、現在の蓄電割合ＳＯＣが消費蓄電割合ＳＯＣｕ以上のときには、設定された走行ルートを構成する各走行区間のうちハイブリッド走行優先モードが設定されていない残りの走行区間に対してＥＶ走行優先モードを設定する処理を実行し（ステップＳ１５０）、本ルーチンを終了する。いまは、いずれの走行区間にもＨＶ走行優先モードが設定されていないから、走行ルートの全ての走行区間に対してＥＶ走行優先モードを設定する（割り当てる）、即ち、走行ルート全体に対してＥＶ走行優先モードを設定することになる。こうして走行ルートに対してモードが設定されると、ナビゲーション装置１１０による走行ルートの案内に従って目的地に立ち寄りながら走行する際に、走行ルートの各走行区間でＥＶ走行優先モードによって走行するよう、ＨＶＥＣＵ７０による車両全体の駆動制御とエンジンＥＣＵ２４によるエンジン２２の運転制御とモータＥＣＵ４０によるモータＭＧ１，ＭＧ２の駆動制御とが行なわれる。なお、ＥＶ走行優先モードによる走行中にバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが過度に低下することのないようにＨＶ走行優先モードに切り替えて走行するものとしてもよい。

現在の蓄電割合ＳＯＣが消費蓄電割合ＳＯＣｕより小さいときには、現在の蓄電割合ＳＯＣの範囲内で残りの走行区間（モードが設定されない走行区間）をＥＶ走行可能と推定される状態となるまで、走行ルートにおける走行区間の走行距離Ｌ（ｉ）が長い順に、各走行区間に対してＨＶ走行優先モードを設定する（割り当てる）処理を実行する（ステップＳ１４０）。そして、残りの走行区間（ＨＶ走行優先モードが設定されない走行区間）に対してＥＶ走行優先モードを設定して（ステップＳ１５０）、本ルーチンを終了する。ここで、ＨＶ走行優先モードの設定処理は、実施例では、図４のＨＶ走行優先モード設定処理によって行なわれるものとした。

図４のＨＶ走行優先モード設定処理では、ＨＶＥＣＵ７０のＣＰＵは、まず、前述した単位距離消費エネルギー量Ｋｒｌを入力すると共に（ステップＳ２００）、同じく前述したように走行ルートの走行用エネルギー量Ｗｐを算出し（ステップＳ２１０）、バッテリ５０の現在の蓄電割合ＳＯＣに対して、蓄電割合ＳＯＣを電力量に換算する換算係数（１／ｋ）を乗じることによって、ＥＶ走行に使用可能な電力量であるＥＶ使用可能エネルギー量Ｗｂを算出する（ステップＳ２２０）。なお、ＥＶ使用可能エネルギー量Ｗｂは、蓄電割合ＳＯＣから電池保護用の所定割合（例えば、閾値Ｓｈｖやこれより小さい値など）を減じたものに対して換算係数（１／ｋ）を乗じることによって求めるものとしてもよい。

続いて、算出した走行用エネルギー量ＷｐからＥＶ使用可能エネルギー量Ｗｂを減じたものを単位距離消費エネルギー量Ｋｒｌで割ることにより、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣの範囲内で走行ルートを走行するためにＨＶ走行が少なくとも必要な距離であるＨＶ走行必要距離Ｌｈｖを算出し（ステップＳ２３０）、算出したＨＶ走行必要距離Ｌｈｖ以上の距離が割り当てられるまで、走行区間の走行距離Ｌ（ｉ）が長い順に、各走行区間に対してＨＶ走行優先モードを設定して（ステップＳ２４０）、本処理を終了する。

図５は、設定された走行ルートを走行する際に蓄電割合ＳＯＣが減少する様子の一例を図３の例を用いて概念的に示す説明図であり、図６は、設定された走行ルートを走行する際のエンジン２２の始動回数の一例を図３の例を用いて示す説明図である。図５中、破線で示すように、現在の蓄電割合ＳＯＣが割合ＳＯＣ１の状態で自宅を出発してＥＶ走行（具体的にはＥＶ走行優先モードによる走行）を開始すると、最後の目的地としての自宅までの距離は徐々に短くなると共に、蓄電割合ＳＯＣは低下し、ＥＶ走行ができなくなるほどに蓄電割合ＳＯＣが低下したとき以降はＨＶ走行（具体的にはＨＶ走行優先モードによる走行）によって自宅まで走行することになる。したがって、図５の例では、一点鎖線で示す蓄電割合ＳＯＣの分だけＨＶ走行する必要があることが出発前に分かる。この場合、実施例のモード設定ルーチンを実行せずに走行すると、図６中の比較例に示すように、蓄電割合ＳＯＣが閾値Ｓｈｖ以下に至るまではＥＶ走行優先モードによって走行することになるから、少なくとも目的地Ｂ−自宅間を走行するときにＨＶ走行優先モードによって走行する必要が生じ、目的地Ｂ−Ｃ間、目的地Ｃ−Ｄ間、目的地Ｄ−Ｅ間、目的地Ｅ−Ｆ間、目的地Ｆ−自宅間を走行する各走行区間でエンジン２２が始動されるなど、エンジン２２の再始動回数が多くなる。これに対し、実施例では、図６に示すように、走行区間の距離が長い、自宅−目的地Ａ間と、目的地Ｂ−Ｃ間とに対して、出発前に予めＨＶ優先走行モードを割り当てるから、この距離が長い自宅−目的地Ａ間と目的地Ｂ−Ｃ間とでバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが減少するのが抑制され、その抑制分が他の走行区間でＥＶ走行に使用可能となり（具体的には、ＥＶ走行優先モードを継続しやすくなり）、エンジン２２の始動回数を抑制することができる。この結果、エンジン２２の始動に要するエネルギ損失が抑制されるから、設定された走行ルートを走行する際の車両のエネルギ効率の向上（燃費の向上）を図ることができる。

以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、出発地と複数の目的地とを含む走行ルートが設定されたときに、走行ルートを構成する出発地および複数の目的地の間の各走行区間の走行距離Ｌ（ｉ）が長い順に、残りの走行区間をバッテリ５０の蓄電量を用いてＥＶ走行が可能と推定される状態となるまで、各走行区間に対してＨＶ走行優先モードを設定し、ＨＶ走行優先モードが設定されていない残りの走行区間に対してＥＶ走行優先モードを設定するから、走行距離が短い走行区間ではＥＶ走行しやすくなる。また、各目的地で停車することから、各走行区間ではエンジン２２の運転を停止した状態で走行開始が可能とされ、各走行区間で最初にＨＶ走行するときにエンジン２２の始動が行なわれるため、走行距離が短い走行区間でＥＶ走行しやすくなる（ＨＶ走行しにくくなる）ことにより、設定された走行ルートを走行する際のエンジン２２の始動回数を減少させることができる。この結果、設定された走行ルートを走行する際の車両のエネルギ効率の向上（燃費の向上）を図ることができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、走行ルートを構成する出発地および複数の目的地の間の各走行区間の走行距離Ｌ（ｉ）が長い順に、残りの走行区間をバッテリ５０の蓄電量を用いてＥＶ走行が可能と推定される状態となるまで各走行区間に対してＨＶ走行優先モードを設定するものとしたが、各走行区間の走行負荷が大きい順に、残りの走行区間をバッテリ５０の蓄電量を用いてＥＶ走行が可能と推定される状態となるまで各走行区間に対してＨＶ走行優先モードを設定するものとしてもよい。この場合、図４のＨＶ走行優先モード設定処理に代えて、図８のＨＶ走行優先モード設定処理を実行すればよい。

図８のＨＶ走行優先モード設定処理では、まず、図４のステップＳ２００の処理と同様に単位距離消費エネルギー量Ｋｒｌを入力すると共に（ステップＳ３００）、走行ルートの各走行区間における単位距離あたりの勾配対応エネルギー量Ｋｇ（ｉ）を入力する（ステップＳ３１０）。勾配対応エネルギー量Ｋｇ（ｉ）は、各走行区間の始点から終点までに勾配（標高差）がある場合にその勾配を登坂するのに必要な電力量（登坂路の場合が正の値，降坂路の場合負の値）の単位距離あたりの値として、各走行区間の標高を含む道路情報を用いて算出されたものを入力するものとした。勾配対応エネルギー量Ｋｇ（ｉ）は、例えば走行距離Ｌ（ｉ）を走行するのに標高差Ｈ（ｉ）の登坂が必要な場合、車重Ｍｇに値（Ｈ（ｉ）／Ｌ（ｉ））を乗じたものとして算出することができる。

続いて、各走行区間の走行距離Ｌ（ｉ）に対して単位距離消費エネルギー量Ｋｒｌと勾配対応エネルギー量Ｋｇ（ｉ）との和を乗じたものを各走行区間の走行用エネルギーＷ（ｉ）として算出すると共に（ステップＳ３２０）、算出した各走行区間の走行用エネルギーＷ（ｉ）の総和を走行ルートの走行用エネルギーＷｐとして算出し（ステップＳ３３０）、図４のステップＳ２２０の処理と同様にＥＶ使用可能エネルギー量Ｗｂを算出する（ステップＳ３４０）。次に、算出した走行用エネルギーＷｐからＥＶ使用可能エネルギーＷｂを減じたものを、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣの範囲内で走行ルートを走行するためにＨＶ走行が少なくとも必要なエネルギー量（電力量）であるＨＶ走行必要エネルギー量Ｗｈｖとして算出し（ステップＳ３５０）、算出したＨＶ走行必要エネルギー量Ｗｈｖ以上のエネルギー量が割り当てられるまで、走行区間の走行用エネルギー量Ｗ（ｉ）が大きい順に、各走行区間に対してＨＶ走行優先モードを設定して（ステップＳ３６０）、本処理を終了する。こうした処理により、設定された走行ルートを走行する際の車両のエネルギ効率の向上（燃費の向上）をより適正に図ることができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２からの動力をプラネタリギヤ３０を介して駆動輪３８ａ，３８ｂに接続された駆動軸３６に出力すると共にモータＭＧ２からの動力を駆動軸３６に出力するものとしたが、図８の変形例のハイブリッド自動車１２０に例示するように、駆動輪３８ａ，３８ｂに接続された駆動軸３６に変速機１３０を介してモータＭＧを取り付け、モータＭＧの回転軸にクラッチ１２９を介してエンジン２２を接続する構成とし、エンジン２２からの動力をモータＭＧの回転軸と変速機１３０とを介して駆動軸に出力すると共にモータＭＧからの動力を変速機１３０を介して駆動軸に出力するものとしてもよい。即ち、走行用の動力を出力可能なエンジンおよびモータとバッテリとを備えるハイブリッド車両であれば、本発明を如何なるタイプのハイブリッド車両の制御装置に適用してもよい。

実施例では、本発明をハイブリッド自動車２０に搭載されたＨＶＥＣＵ７０に適用して説明したが、モード設定ルーチンをナビゲーション装置１１０などの車載機器の制御装置や他の車載されていない制御装置によって実行するものとしてもよい。

実施例では、本発明をハイブリッド自動車２０用の制御装置に適用して説明したが、ハイブリッド車両の制御方法の形態としてもよい。

実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、エンジン２２が「エンジン」に相当し、モータＭＧ２が「モータ」に相当し、バッテリ５０が「バッテリ」に相当し、走行ルートが設定されたときに各走行区間の走行距離Ｌ（ｉ）が長い順にバッテリ５０の現在の蓄電割合ＳＯＣにより残りの走行区間をＥＶ走行可能と推定される状態となるまで各走行区間に対してＨＶ走行優先モードを設定すると共に残りの走行区間に対してＥＶ走行優先モードを設定する図４のＨＶ走行優先モード設定処理を含む図２のモード設定ルーチンを実行するＨＶＥＣＵ７０が「走行モード設定手段」に相当する。また、車両全体の駆動制御を行なうＨＶＥＣＵ７０とエンジン２２の運転制御を行なうエンジンＥＣＵ２４とＭＧ１，ＭＧ２の駆動制御を行なうモータＥＣＵ４０とが「車両制御手段」に相当する。

なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。

以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明は、ハイブリッド車両用の制御装置の製造産業などに利用可能である。

２０，１２０ ハイブリッド自動車、２２ エンジン、２４ エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２６ クランクシャフト、３０ プラネタリギヤ、３６ 駆動軸、３７ デファレンシャルギヤ、３８ａ，３８ｂ 駆動輪、３９ａ，３９ｂ 車輪、４０ モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２ インバータ、４３，４４ 回転位置検出センサ、５０ バッテリ、５２ バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、７０ ハイブリッド用電子制御ユニット（ＨＶＥＣＵ）、８０ イグニッションスイッチ、８１ シフトレバー、８２ シフトポジションセンサ、８３ アクセルペダル、８４ アクセルペダルポジションセンサ、８５ ブレーキペダル、８６ ブレーキペダルポジションセンサ、８８ 車速センサ、９０ 充電器、９２ 車両側コネクタ、１００ 充電ケーブル、１０２ 充電コネクタ、１０４ 外部電源、１１０ ナビゲーション装置、１２９ クラッチ、１３０ 変速機、ＭＧ，ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。

Claims (1)

1. 走行用の動力を出力可能なエンジンおよびモータと、バッテリとを備え、前記エンジンの運転を停止して前記モータからの動力により走行する電動走行と前記エンジンを運転して前記エンジンおよび前記モータからの動力により走行するハイブリッド走行とのうち、前記電動走行を優先して走行する電動走行優先モード、又は前記ハイブリッド走行を優先して走行するハイブリッド走行優先モードによって走行するハイブリッド車両用の制御装置であって、
   出発地と複数の目的地とを含む走行ルートが設定されたとき、前記走行ルートを構成する前記出発地および前記複数の目的地の間の各走行区間の走行距離が長い又は走行負荷が大きい順に、残りの走行区間を前記バッテリの蓄電量を用いて前記電動走行が可能と推定される状態となるまで、前記各走行区間に対して前記ハイブリッド走行優先モードを設定し、前記ハイブリッド走行優先モードが設定されていない残りの走行区間に対して前記電動走行優先モードを設定する走行モード設定手段、
   を備えるハイブリッド車両用の制御装置。

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