JP2016210370A - 車両制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】運転者の運転特性や道路状況を反映しつつ、燃料消費を抑制する。
【解決手段】車両制御装置（５０）は、走行用駆動源としてのエンジン（１０）及びモータ（３０）と、発電機（３０）と、モータ及び発電機各々に電気的に接続されたバッテリ（４０）と、を備えるハイブリッド車両（１）の車両制御装置である。当該車両制御装置は、車両の走行時における総充電量に対する回生充電量の割合である回生充電比率が所定の基準値より高い場合、前記エンジンの動力を用いた前記発電機の発電機会が抑制されるようにバッテリの充放電を制御する制御手段（５０）を備える。
【選択図】図５

Description

本発明は、ハイブリッド車両の制御を行う車両制御装置の技術分野に関する。

この種の装置として、例えば運転者の癖や道路状況、バッテリへの負担を示す指標としてのアクセル及びブレーキの頻度に基づき、バッテリのＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）レンジを学習し、学習したＳＯＣレンジに基づいてエンジン及びモータを制御する装置が提案されている（特許文献１参照）。

或いは、車速検出値、制駆動力指令値及び効率指標に基づいて、効率指標が大きいほどバッテリへの充電量を少なくする装置が提案されている（特許文献２参照）。或いは、設定時間の間の平均車速に基づいて、ＳＯＣ充電バンドを変更し、該ＳＯＣ充電バンドと走行状態とに応じてバッテリの充電可否を決定する装置が提案されている（特許文献３参照）。

或いは、車両の将来の走行における充放電の要求状態を予測し、放電要求が出ることが予測される場合、バッテリの目標ＳＯＣを増加し、充電要求が出ることが予測される場合、該目標ＳＯＣを減少させる装置が提案されている（特許文献４参照）。或いは、車両が登坂路を走行し始めた場合に、モータの消費電力等から登坂の勾配を算出し、降坂完了までに得られる回生エネルギを予測し、エンジンによる発電量を抑制する装置が提案されている（特許文献５参照）。

特開２０１１−１３１８３０号公報 特開２００１−２９８８０５号公報 特開２０１４−０５１２７０号公報 特開２００１−２６８７１９号公報 特開平１１−００８９０９号公報

ところで、この種の装置では、例えば運転者の運転特性や道路状況にかかわらず、バッテリのＳＯＣが所定のレベルを保つように、バッテリの充放電制御が実施されることが多い。特許文献１に記載の技術では、アクセル及びブレーキの頻度のみからＳＯＣレンジが決定されており、上記の充放電制御による影響が考慮されないので、期待される効果を得られない可能性があるという技術的問題点がある。特許文献２乃至５に記載の技術では、該技術的問題点を解決することはできない。

本発明は、例えば上記問題点に鑑みてなされたものであり、燃料消費を好適に抑制することができる車両制御装置を提供することを課題とする。

本発明の車両制御装置は、上記課題を解決するために、走行用駆動源としてのエンジン及びモータと、発電機と、前記モータ及び前記発電機各々に電気的に接続されたバッテリと、を備えるハイブリッド車両の車両制御装置であって、前記車両の走行時における総充電量に対する回生充電量の割合である回生充電比率が所定の基準値より高い場合、前記エンジンの動力を用いた前記発電機の発電機会が抑制されるように前記バッテリの充放電を制御する制御手段を備える。

ハイブリッド車両は、エンジン、モータ、発電機及びバッテリを備えて構成されている。ここで、発電機は、エンジンの動力を受けて発電可能に構成されていると共に、例えばハイブリッド車両の減速時等に、駆動輪の回転動力を受けて発電可能に（即ち、回生発電可能に）構成されている。

例えばメモリ、プロセッサ等を備えてなる制御手段は、車両の走行時における総充電量に対する回生充電量（即ち、回生発電の電力によるバッテリの充電量）の割合である回生充電比率が所定の基準値より高い場合、前記エンジンの動力を用いた前記発電機の発電機会が抑制されるように前記バッテリの充放電を制御する。

ここで、本願発明者の研究によれば、以下の事項が判明している。即ち、運転者の運転特性（例えば加速度、減速度等）や道路環境（例えば車速、停止頻度、勾配）、走行条件によって、ある期間におけるバッテリのＳＯＣが取り得る値の度数分布（ＳＯＣ分布）は変化する。

他方で、この種の装置では、バッテリのＳＯＣが所定のレベルを保つように該バッテリの充放電制御が実施されることが多い。すると、運転特性等に起因するＳＯＣ分布を示す代表値と、バッテリのＳＯＣの実際の値とは互いに異なってしまう。尚、この現象は、例えば車両の冷間始動時の触媒暖機制御の実行中や、暖房要求によるエンジン運転中、等にも起こる。従って、バッテリのＳＯＣの実際の変化から、ＳＯＣ分布を示す代表値（更には、運転特性等）を推定することは困難である。

本願発明者は、ＳＯＣ分布を示す代表値と、車両の走行時における総充電量に対する回生充電量の割合である回生発電比率とが強い相関関係にあることを見出した。具体的には、ＳＯＣ分布を示す代表値が比較的低い（つまり、比較的低いＳＯＣ値の頻度が高い分布）場合には、回生充電比率も比較的低くなり、ＳＯＣ分布を示す代表値が比較的高い（つまり、比較的高いＳＯＣ値の頻度が高い分布）場合には、回生充電比率も比較的高くなる。

そこで本発明では、制御手段により、回生充電比率が所定の基準値より高い場合、エンジンの動力を用いた発電機の発電機会が抑制されるようにバッテリの充放電が制御される。言い換えれば、制御手段により、回生充電比率が所定の基準値より低い場合、エンジンの動力を用いた発電機の発電機会が増加するようにバッテリの充放電が制御される。

ここで、「エンジンの動力を用いた発電機の発電機会」とは、バッテリのＳＯＣが設定されたＳＯＣレンジの範囲内であって、例えば発電機の発電指示電圧を抑制し、燃料の消費を抑制しつつ、エンジンの動力により発電機を発電させることができる機会、を意味する。

例えば、ＳＯＣ分布を示す代表値が比較的高い場合（即ち、回生充電比率が比較的高い場合）は、エンジンの動力を用いた発電機の発電量が抑制され（即ち、バッテリの充電量が抑制され）、バッテリのＳＯＣが低下したとしても、例えば強制充電が実施されるようなＳＯＣレベルまで低下する可能性は低い。この場合、エンジンの動力を用いた発電機の発電量が抑制されれば、エンジン負荷が低減され、もって、燃費を向上させることができる。

他方で、ＳＯＣ分布を示す代表値が比較的低い場合（即ち、回生充電比率が比較的低い場合）は、エンジンの動力を用いた発電機の発電量が増加され、バッテリのＳＯＣが増加する。このため、バッテリの強制充電を回避することができる。この場合も、強制充電が実施される場合に比べて、燃料の消費を抑制することができる。

尚、「所定の基準値」は、例えばバッテリ性能やハイブリッド車両の回生特性等に基づいて、当該発明が適用される車両毎に設定すればよい。

本発明の作用及び他の利得は次に説明する実施するための形態から明らかにされる。

第１実施形態に係る車両の構成を示す概略構成図である。 ハイブリッド車両の走行中のバッテリパワーの時間変化の一例である。 同一のコースを異なる運転者が走行した場合の収束ＳＯＣの一例である。 平均ＳＯＣと、物理量又はパラメータとの関係の一例を示す図である。 第１実施形態に係る充放電制御マップの一例を示す図である。 充放電制御マップを変更した場合の、収束ＳＯＣと燃費との関係の一例を示す図である。 第１実施形態に係るＳＯＣ制御の概念を示す概念図である。 第１実施形態に係る回生充電比率の算出処理を示すフローチャートである。 第１実施形態に係る充放電制御マップの切替制御処理を示すフローチャートである。 第２実施形態に係る充放電制御マップの一例を示す図である。 第２実施形態に係る平均ＳＯＣと回生充電比率との関係を、充放電制御マップ毎に示す図である。 第２実施形態に係る充放電制御マップの切替制御を示すフローチャートである。

本発明の車両制御装置に係る実施形態を図面に基づいて説明する。

＜第１実施形態＞
本発明の車両制御装置に係る第１実施形態について、図１乃至図９を参照して説明する。

（車両の構成）
先ず、実施形態に係る車両の構成について、図１を参照して説明する。

図１において、ハイブリッド車両１は、エンジン１０、変速機１５、ディファレンシャルギア２０、駆動輪２５、モータ・ジェネレータ３０（以降、適宜“ＭＧ３０”と表記する）、バッテリ４０及びＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ：電子制御ユニット）５０を備えて構成されている。

エンジン１０の出力軸には、クラッチ（図示せず）の入力軸が連結されており、該クラッチの出力軸には、ＭＧ３０の回転軸を介して変速機１５の入力軸が連結されている。変速機１５の出力軸は、ディファレンシャルギア２０を介して、左右の駆動輪２５に接続されている。

クラッチが接続されているときには、エンジン１０の出力軸とＭＧ３０の回転軸の両方が変速機１５を介して駆動輪２５と機械的に接続される。クラッチが切断されているときにはＭＧ３０の回転軸のみが変速機１５を介して駆動輪２５と機械的に接続される。

ＭＧ３０は、バッテリ４０に蓄えられた直流電力がインバータ（図示せず）によって交流電力に変換されて供給されることによりモータとして作動し、その駆動力が変速機１５によって適切な速度に変速された後に駆動輪２５に伝達されるよう構成されている。

ＭＧ３０は、ハイブリッド車両１の減速時には、発電機（ジェネレータ）として作動し、駆動輪２５から逆に伝達される駆動力によりＭＧ３０が交流電力を発電すると共に、このときＭＧ３０が発生する回生トルクにより駆動輪２５に減速抵抗が付与される。ＭＧ３０により発電された交流電力はインバータによって直流電力に変換された後、バッテリ４０に充電され、駆動輪２５の回転による運動エネルギが電気エネルギとして回収される。

エンジン１０の出力は、ハイブリッド車両１の運転者により操作されるアクセルペダル（図示せず）の踏み込み量に応じて変更される。エンジン１０の駆動力は、クラッチが接続されているときにＭＧ３０の回転軸を介して変速機１５に伝達され、適切な速度に変速された後に駆動輪２５に伝達される。エンジン１０の駆動力が駆動輪２５に伝達されているときにＭＧ３０がモータとして作動する場合には、エンジン１０の駆動力とＭＧ３０の駆動力とが変速機１５を介して駆動輪２５に伝達されることになる。即ち、ハイブリッド車両１の駆動のために駆動輪２５に伝達されるべき駆動力の一部がエンジン１０から供給されると共に、不足分がＭＧ３０から供給されアシストされる。

バッテリ４０のＳＯＣが低下して、バッテリ４０を充電する必要があるときには、ハイブリッド車両１の走行中であっても、ＭＧ３０が発電機として作動すると共に、エンジン１０の駆動力の一部を用いてＭＧ３０を作動することにより発電が行われる。尚、本実施形態では、エンジン１０の駆動力を用いたＭＧ３０による発電を、適宜「エンジン発電」と称する。

ＥＣＵ５０は、コンピュータプログラムを実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、コンピュータプログラム等を記憶するＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、一時的にデータを記憶するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、各種センサやアクチュエータ等に接続される入出力ポート等を備えるコンピュータとして構成されている。

ＥＣＵ５０に接続されるセンサとしては、例えば、車速を検出する車速センサ８１、駆動輪２５の回転速度を検出する車輪速センサ８２、エンジン１０の回転速度を検出する回転速度センサ８３、ＭＧ３０の回転速度を検出する回転速度センサ８４、ブレーキペダル（図示せず）の踏み込みの有無を検出するブレーキペダルセンサ８５、アクセルペダル（図示せず）の踏み込み量をアクセル開度として検出するアクセル開度センサ８６、バッテリ４０の充放電電流を検出するバッテリ電流センサ８８等が該当する。

ＥＣＵ５０は、各種センサからの各信号に応じて、クラッチの接続・切断制御、変速機１５の変速段切替制御、バッテリ４０のＳＯＣ制御等を行うと共に、これらの制御状態やハイブリッド車両１の運転状態に合わせてエンジン１０やＭＧ３０を適切に運転するための統合制御を行う。

ＥＣＵ５０は、例えば、バッテリ４０のＳＯＣ、ＭＧ３０のトルク等から求められるＥＶ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）可能走行パワーが、アクセル開度等から求められる車両走行必要パワーを上回っている場合、エンジン１０を運転せずに、ＭＧ３０からの駆動力のみでハイブリッド車両１を駆動させる（所謂ＥＶ走行モード）。

ＥＣＵ５０は、車両走行必要パワーがＥＶ可能走行パワーを上回っている場合、エンジン１０を運転し、該エンジン１０からの駆動力と、必要に応じたＭＧ３０からの駆動力とによりハイブリッド車両１を駆動させる（所謂ＨＶ走行モード）。

ハイブリッド車両１の走行中のバッテリパワー等の時間変化の一例を図２に示す。図２において、エンジン回転がピークとなっている期間は、車両走行必要パワーがＥＶ可能走行パワーを上回り、エンジン１０が運転されている期間である。

エンジン１０の運転時のエンジンパワーは、車両走行必要パワーとバッテリ充電要求パワー（即ち、エンジン発電に必要なパワー）との和として設定される。車速は、車両走行必要パワーの結果であり、運転者のアクセル操作及びブレーキ操作の結果とみなすことができる。

（ＳＯＣ制御）
バッテリ４０のＳＯＣは、ＭＧ３０のモータ作動による放電に伴って減少し、ＭＧ３０の発電機作動による充電にともなって増加する。ＥＣＵ５０は、バッテリ４０のＳＯＣが、所定の使用可能な領域（以降、適宜“ＳＯＣレンジ”と称する）内に保持されるように、バッテリ４０のＳＯＣ制御を行う。

具体的には、ＥＣＵ５０は、バッテリ４０のＳＯＣが、ＳＯＣレンジの下限値を下回った場合、ＭＧ３０を発電機作動させ、エンジン１０の駆動力の一部を用いて発電する。この際、ＥＣＵ５０は、ＭＧ３０の発電指示電圧を、強制充電用の比較的高い電圧値に設定する。この結果、比較的短時間でバッテリ４０のＳＯＣを回復させることができる。他方で、ＥＣＵ５０は、バッテリ４０のＳＯＣが、ＳＯＣレンジの上限値を超えた場合、ＭＧ３０を積極的にモータ作動させ、エンジン１０の負担を軽減すると共に、バッテリ４０の充電を禁止・抑制して、バッテリ４０のＳＯＣを低下させる。

ところで、アクセル開度センサ８６により検出されたアクセル開度、及びブレーキペダルセンサ８５により検出されたブレーキペダルの操作状態から求められる、アクセル操作及びブレーキ操作の頻度は、ハイブリッド車両１の運転者が有する固有の癖（即ち、運転特性）や、ハイブリッド車両１が現在走行中の道路状況を示す指標とみなすことができる。

上述したように、運転者によって、アクセル操作及びブレーキ操作の頻度は異なる。このため、同一のコースを走行しても、例えば図３に示すように、運転者によってＳＯＣ分布が異なる。

例えば自動車通勤等により、同一の運転者が同一のコースを繰り返し走行すると、該コースの運転開始時のＳＯＣと運転終了時のＳＯＣとが同じ値となる。運転開始時のＳＯＣと運転終了時のＳＯＣとが同じ値となったときの、運転開始時（又は、運転終了時）のＳＯＣを、本実施形態では「収束ＳＯＣ」と称する。この収束ＳＯＣは、運転者の運転特性及び道路状況を反映したＳＯＣ分布（図３参照）を示す代表値とみなせる。従って、収束ＳＯＣをバッテリ４０のＳＯＣ制御に反映させることができれば、燃料消費の抑制を図ることができる。

しかしながら、バッテリ４０のＳＯＣの実際の変化には、運転者のアクセル操作及びブレーキ操作に起因する充放電だけでなく、例えばバッテリ４０のＳＯＣ低下に起因する回復目的の充電（即ち、強制充電）等も含まれる。このため、バッテリ４０のＳＯＣの実際の変化から、収束ＳＯＣを推定することは困難である。

そこで本願発明者は、実験により収束ＳＯＣと相関関係のあるパラメータを調べ、収束ＳＯＣと回生充電比率とが強い相関関係にあることを見出した（図４（ａ）参照）。ここで、回生充電比率は、「回生充電比率＝回生充電量／（回生充電量＋エンジン発電による充電量）」として求められる。つまり、回生充電比率は、総充電量に対する回生充電量の割合である。

尚、実験では、収束ＳＯＣの代わりに、所定のコースの走行期間中の平均ＳＯＣを用いている。該実験の条件では、平均ＳＯＣと収束ＳＯＣとがほぼ同じ特性を示すことが、本願発明者により判明している。

図４に示すように、回生充電比率の他に、エンジン発電量も平均ＳＯＣ（収束ＳＯＣ）と相関があるが、回生充電比率に比べれば相関関係が弱い。他方で、総充電量又は回生充電量と、平均ＳＯＣとの間には相関は見られない。

尚、図４の各グラフの実験値を示す点の形状の違いは、走行コースの違いを示している。また、白抜きの点は、通常走行でないときの実験値を示している。具体的には、黒三角形は、時速６０ｋｍへ加速した後、定常走行をして停車した場合の実験値である。黒丸は、比較的大きな勾配路を、時速４０ｋｍ以内で往復走行した場合の実験値である。黒菱形は、比較的大きな勾配路及びその周辺道路を、時速４０ｋｍ以内で走行した場合の実験値である。黒四角は、比較的緩やかな勾配路を含むコースを時速４０ｋｍ以内で走行した場合の実験値である。

図４（ａ）の相関関係から、比較的早い車速（例えば時速６０ｋｍ）から減速する場合や、比較的大きな勾配路を降る場合には、回生充電量が比較的大きくなるので、回生充電比率が比較的大きく。他方で、車速が比較的遅い（例えば時速４０ｋｍ以下）場合は、減速時の回生充電量も比較的小さくなり、回生充電比率が比較的小さくなる。

この結果、本願発明者は、ハイブリッド車両１の走行時に収束ＳＯＣを推定する指標として回生充電率を採用することとした。

ところで、収束ＳＯＣが比較的低くなる運転者にとって、バッテリ４０のＳＯＣ制御の目標値が比較的高いと、例えばＥＣＵ５０は、バッテリ４０のＳＯＣをエンジン発電により増加させるために、エンジン１０の負荷を比較的高く設定し、燃料消費が増加する（即ち、燃費が悪化する）可能性がある。

このため、収束ＳＯＣが比較的低くなる運転者にとっては、例えば図５に示す充放電制御マップの“ｍａｐ１”のように、ＳＯＣが６０％以下でエンジン発電が要求される制御ではなく、“ｍａｐ２”のように、ＳＯＣが５０％以下でエンジン発電が要求される制御のほうが、燃費が良くなる。

より具体的には、図５の“ｍａｐ１”に基づいてＳＯＣ制御をした場合のシミュレーション結果を矢印の起点に、図５の“ｍａｐ２”に基づいてＳＯＣ制御をした場合のシミュレーション結果を矢印の終点にすると、図６に示すように、燃費が向上していることがわかる。尚、図６のグラフのシミュレーション結果を示す点の形状の違いは、同一の走行コースでの運転者の違いを示している。

ここでは、図５の“ｍａｐ１”から“ｍａｐ２”へ変更すると、収束ＳＯＣが低下することに留意されたい。つまり、燃費だけを考慮して、単純に図５の“ｍａｐ２”を採用してしまうと、強制充電が実施され、かえって燃費が悪化してしまう可能性がある。

そこで、本実施形態では、収束ＳＯＣと相関関係の強い回生充電率に応じて、図５の“ｍａｐ１”と“ｍａｐ２”とが切り換えられる構成とされている。

本実施形態に係るバッテリ４０のＳＯＣ制御について、図７を参照して説明を加える。

ＥＣＵ５０は、先ず、バッテリ４０の性能とハイブリッド車両１のシステム（例えば回生特性）等に応じてＳＯＣレンジの下限値Ｓ１及び上限値Ｓ２を設定する。

ＥＣＵ５０は、バッテリ４０のＳＯＣが下限値Ｓ１を下回った場合に、該バッテリ４０のＳＯＣが所定値Ｓ３に達するまで強制充電を実行する。つまり、ＥＣＵ５０は、バッテリ４０のＳＯＣが下限値Ｓ１を下回った場合、強制充電によりバッテリ４０のＳＯＣを所定値Ｓ３まで回復させる。

他方で、ＥＣＵ５０は、バッテリ４０のＳＯＣが上限値Ｓ２を超えた場合、ＭＧ３０を積極的にモータ作動させ、エンジン１０の負担を軽減すると共に、バッテリ４０の充電を禁止・抑制して、バッテリ４０のＳＯＣを低下させる。

ＥＣＵ５０は、バッテリ４０のＳＯＣがＳＯＣレンジの範囲内である場合、図５に示した充放電制御マップに基づいたＳＯＣ制御を実行する。

本実施形態において、充放電制御マップが、どのように選択され、又は切り替えられるのかについて、図８及び図９のフローチャートを参照して説明する。

先ず、回生充電率の算出方法について、図８のフローチャートを参照して説明する。

本実施形態では、例えばバッテリ電流センサ８８（図１参照）の検出信号に基づいて求められる、バッテリ４０へ流入する電力（即ち、充電電力）が、エンジンパワーに応じて、エンジン発電による充電と回生充電とに分けて積算される。

具体的には、エンジンパワーが０より大きい場合の充電電力が、エンジン発電による電力として積算され、エンジンパワーが０である場合の充電電力が、回生充電による電力として積算される。

図８において、ＥＣＵ５０は、バッテリパワーが０より小さいか否かを判定する（ステップＳ１０１）。ここで、バッテリパワーが負である場合とは、バッテリ４０が充電されている場合を意味する（例えば、図２の“バッテリパワー”参照）。

バッテリパワーが０以上であると判定された場合（ステップＳ１０１：Ｎｏ）、ＥＣＵ５０は、予め定められた時間が経過した後に、再びステップＳ１０１の処理を実行する。他方、バッテリパワーが０より小さいと判定された場合（ステップＳ１０１：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ５０は、エンジンパワーが０より大きいか否かを判定する（ステップＳ１０２）。

エンジンパワーが０より大きいと判定された場合（ステップＳ１０２：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ５０は、充電電力を、エンジン発電パワー（即ち、エンジン発電による電力）として積算する（ステップＳ１０３）。

他方で、エンジンパワーが０であると判定された場合（ステップＳ１０２：Ｎｏ）、ＥＣＵ５０は、充電電力を、回生充電パワー（即ち、回生充電による電力）として積算する（ステップＳ１０４）。

次に、ＥＣＵ５０は、算出されたエンジン発電パワー及び算出された回生充電パワーに基づいて、回生充電比率を算出する（ステップＳ１０５）。その後、ＥＣＵ５０は、予め定められた時間が経過した後に、再びステップＳ１０１の処理を実行する。

次に、図９において、ＥＣＵ５０は、今回の運転開始からの走行距離が、基準値より長いか否かを判定する（ステップＳ２０１）。ここで、「基準値」は、経験的若しくは実験的に、又はシミュレーションによって、回生充電比率が安定する走行距離として設定すればよい。

走行距離が基準値以下であると判定された場合（ステップＳ２０１：Ｎｏ）、ＥＣＵ５０は、予め定められた時間が経過した後に、再びステップＳ２０１の処理を実行する。他方、走行距離が基準値より長いと判定された場合（ステップＳ２０１：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ５０は、現在の充放電制御マップが“ｍａｐ１”（図５参照）であるか否かを判定する（ステップＳ２０２）。

充放電制御マップが“ｍａｐ１”であると判定された場合（ステップＳ２０２：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ５０は、回生充電比率が０．８より大きいか否かを判定する（ステップＳ２０３）。ここで、「回生充電比率＝０．８」は、例えば図４（ａ）では、収束ＳＯＣとほぼ同じ特性を示す平均ＳＯＣが５５％である場合に対応している。

回生充電比率が０．８より大きいと判定された場合（ステップＳ２０３：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ５０は、充放電制御マップを、“ｍａｐ１”から“ｍａｐ２”に変更する（ステップＳ２０４）。その後、ＥＣＵ５０は、予め定められた時間が経過した後に、再びステップＳ２０１の処理を実行する。

このように構成すれば、エンジン発電が抑制されるので、燃費を向上させることができる。尚、回生充電比率が０．８より大きい場合、エンジン発電の抑制に伴いバッテリ４０のＳＯＣが低下したとしても、強制充電が実施される可能性は低い。

他方、回生充電比率が０．８以下であると判定された場合（ステップＳ２０３：Ｎｏ）、ＥＣＵ５０は、充放電制御マップの変更はせずに、予め定められた時間が経過した後に、再びステップＳ２０１の処理を実行する。

ここで、充放電制御マップ“ｍａｐ１”は、バッテリ４０のＳＯＣが比較的低い場合には、例えば強制充電の頻繁な発生を防止することを意図して、バッテリ４０のＳＯＣが比較的高い場合には、例えばエンジン発電が抑制されることを意図して、構成されている。従って、バッテリ４０のＳＯＣが比較的低い場合に、エンジン発電が増えるので、バッテリ４０のＳＯＣ低下に伴う強制発電を回避することができる。

ステップＳ２０２の処理において、充放電制御マップが“ｍａｐ１”ではない（即ち、“ｍａｐ２”である）と判定された場合（ステップＳ２０２：Ｎｏ）、ＥＣＵ５０は、回生充電比率が０．７未満であるか否かを判定する（ステップＳ２０５）。

回生充電比率が０．７未満であると判定された場合（ステップＳ２０５：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ５０は、充放電制御マップを、“ｍａｐ２”から“ｍａｐ１” に変更する（ステップＳ２０６）。その後、ＥＣＵ５０は、予め定められた時間が経過した後に、再びステップＳ２０１の処理を実行する。

他方、回生充電比率が０．７以上であると判定された場合（ステップＳ２０５：Ｎｏ）、ＥＣＵ５０は、充放電制御マップの変更はせずに、予め定められた時間が経過した後に、再びステップＳ２０１の処理を実行する。

上述したように、回生充電比率が比較的高い（即ち、収束ＳＯＣが比較的高い）場合には、充放電制御マップ“ｍａｐ２”が選択され、エンジン発電が抑制されるので、燃費の向上を図ることができる。他方、回生充電比率が比較的低い（即ち、収束ＳＯＣが比較的低い）場合には、充放電制御マップ“ｍａｐ１”が選択され、エンジン発電が増加するので、バッテリ４０のＳＯＣ低下に起因する強制充電の発生を抑制することができる。

つまり、本実施形態によれば、運転者の運転特性やハイブリッド車両１が現在走行中の道路状況を反映した収束ＳＯＣと相関関係の強い回生充電比率に基づいて、充放電制御マップが選択・変更されるので、運転特性や道路状況に応じて最適な充放電制御マップが選択されるといえる。

尚、図８及び図９に示した処理は所謂サブルーチンのような処理であり、バッテリ４０のＳＯＣ制御は、図８及び図９に示した処理とは異なる処理（例えばメインルーチン）により実施される。

尚、強制充電が終了する所定値Ｓ３は、例えば回生充電比率から推定される収束ＳＯＣ（又は平均ＳＯＣ）に所定のマージン（例えば３％）を加えた値に設定されることが望ましい。このように構成すれば、収束ＳＯＣが比較的低い場合に、バッテリ４０が収束ＳＯＣに対して過大に充電されることを防止することができ、強制充電による燃料消費を抑制することができる。例えば収束ＳＯＣが５０％以上等、比較的高い場合には、収束ＳＯＣに上記所定のマージンを加えた値と、予め定められた固定値（例えば５０％）とのうち小さい値を所定値Ｓ３に設定すればよい。

本実施形態に係る「ＥＣＵ５０」は、本発明に係る「車両制御装置」及び「制御手段」の一例である。本実施形態に係る「モータ・ジェネレータ３０」は、本発明に係る「モータ」及び「発電機」の一例である。

＜第２実施形態＞
本発明の車両制御装置に係る第２実施形態を、図１０乃至図１２を参照して説明する。第２実施形態では、充放電制御マップの数が異なる以外は、第１実施形態の構成と同様である。よって、第２実施形態について、第１実施形態と重複する説明を省略すると共に、図面上における共通箇所には同一符号を付して示し、基本的に異なる点についてのみ、図１０乃至図１２を参照して説明する。

図１０に示すように、本実施形態では、充放電制御マップとして、“ｃｈｇ＿ｍａｐ１”、“ｃｈｇ＿ｍａｐ２”及び“ｃｈｇ＿ｍａｐ３”が用意されている。尚、図１０の“ｃｈｇ＿ｍａｐ１”は、図５の“ｍａｐ１”に、図１０の“ｃｈｇ＿ｍａｐ３”は、図５の“ｍａｐ２”に対応している。

図１１は、平均ＳＯＣと回生充電比率との相関関係を示すマップである。ここで、充放電制御マップが変更されると、同じ平均ＳＯＣ（収束ＳＯＣ）であっても、エンジン発電による電力量が変化することに起因して回生充電比率が変化することが、本願発明者の研究により判明している。このため、選択される充放電制御マップに応じて、平均ＳＯＣと回生充電比率との相関関係を示すマップも変更される。具体的には、図１０の充放電制御マップ“ｃｈｇ＿ｍａｐ１”が選択されている場合には、図１１の“ｃｈｇ＿ｍａｐ１”と示されている相関関係が用いられる。

図１１右側の棒グラフは、一の充放電制御マップが選択されている場合に、他の充放電制御マップへの切り替えが実施される回生充電比率の範囲を示している。具体的には、充放電制御マップ“ｃｈｇ＿ｍａｐ１”が選択されている場合（上部に“１”と記載された棒グラフ参照）、回生充電比率が０．３〜０．６であれば、充放電制御マップ“ｃｈｇ＿ｍａｐ１”から変更されない（棒グラフ中の（１）参照）が、回生充電比率が０．６〜０．７であれば、充放電制御マップ“ｃｈｇ＿ｍａｐ２”へ変更され（棒グラフ中の（２）参照）、回生充電比率が０．７〜１．０であれば、充放電制御マップ“ｃｈｇ＿ｍａｐ３”へ変更される（棒グラフ中の（３）参照）。

次に、本実施形態に係る充放電制御マップの切替制御処理を、図１２のフローチャートを参照して説明する。

図１２において、上述したステップＳ２０１の処理において、走行距離が基準値より長いと判定された場合（ステップＳ２０１：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ５０は、充放電制御マップが“ｃｈｇ＿ｍａｐ１”であるか否かを判定する（ステップＳ２０２）。

充放電制御マップが“ｃｈｇ＿ｍａｐ１”であると判定された場合（ステップＳ２０２：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ５０は、回生充電比率が０．７より大きいか否かを判定する（ステップＳ３０１）。回生充電比率が０．７より大きいと判定された場合（ステップＳ３０１：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ５０は、充放電制御マップを“ｃｈｇ＿ｍａｐ１”から“ｃｈｇ＿ｍａｐ３”に変更する（ステップＳ３０２）。その後、ＥＣＵ５０は、予め定められた時間が経過した後に、再びステップＳ２０１の処理を実行する。

回生充電比率が０．７以下であると判定された場合（ステップＳ３０１：Ｎｏ）、ＥＣＵ５０は、回生充電比率が０．６より大きいか否かを判定する（ステップＳ３０３）。回生充電比率が０．６より大きいと判定された場合（ステップＳ３０３：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ５０は、充放電制御マップを“ｃｈｇ＿ｍａｐ１”から“ｃｈｇ＿ｍａｐ２”に変更する（ステップＳ３０４）。その後、ＥＣＵ５０は、予め定められた時間が経過した後に、再びステップＳ２０１の処理を実行する。

回生充電比率が０．６以下であると判定された場合（ステップＳ３０３：Ｎｏ）、ＥＣＵ５０は、充放電制御マップを変更せずに、予め定められた時間が経過した後に、再びステップＳ２０１の処理を実行する。

ステップＳ２０２の処理において、充放電制御マップが“ｃｈｇ＿ｍａｐ１”ではないと判定された場合（ステップＳ２０２：Ｎｏ）、ＥＣＵ５０は、充放電制御マップが“ｃｈｇ＿ｍａｐ２”であるか否かを判定する（ステップＳ３０５）。

充放電制御マップが“ｃｈｇ＿ｍａｐ２”であると判定された場合（ステップＳ３０５：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ５０は、回生充電比率が０．７５より大きいか否かを判定する（ステップＳ３０６）。回生充電比率が０．７５より大きいと判定された場合（ステップＳ３０６：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ５０は、充放電制御マップを“ｃｈｇ＿ｍａｐ２”から“ｃｈｇ＿ｍａｐ３”に変更する（ステップＳ３０７）。その後、ＥＣＵ５０は、予め定められた時間が経過した後に、再びステップＳ２０１の処理を実行する。

回生充電比率が０．７５以下であると判定された場合（ステップＳ３０６：Ｎｏ）、ＥＣＵ５０は、回生充電比率が０．６５未満であるか否かを判定する（ステップＳ３０８）。回生充電比率が０．６５未満であると判定された場合（ステップＳ３０８：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ５０は、充放電制御マップを“ｃｈｇ＿ｍａｐ２”から“ｃｈｇ＿ｍａｐ１”に変更する（ステップＳ３０９）。その後、ＥＣＵ５０は、予め定められた時間が経過した後に、再びステップＳ２０１の処理を実行する。

回生充電比率が０．６５以上であると判定された場合（ステップＳ３０８：Ｎｏ）、ＥＣＵ５０は、充放電制御マップを変更せずに、予め定められた時間が経過した後に、再びステップＳ２０１の処理を実行する。

ステップＳ３０５の処理において、充放電制御マップが“ｃｈｇ＿ｍａｐ２”ではないと判定された場合（ステップＳ３０５：Ｎｏ）、ＥＣＵ５０は、回生充電比率が０．７未満であるか否かを判定する（ステップＳ３１０）。

回生充電比率が０．７未満であると判定された場合（ステップＳ３１０：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ５０は、充放電制御マップを“ｃｈｇ＿ｍａｐ３”から“ｃｈｇ＿ｍａｐ１”に変更する（ステップＳ３１１）。その後、ＥＣＵ５０は、予め定められた時間が経過した後に、再びステップＳ２０１の処理を実行する。

回生充電比率が０．７以上であると判定された場合（ステップＳ３１０：Ｎｏ）、ＥＣＵ５０は、回生充電比率が０．８未満であるか否かを判定する（ステップＳ３１２）。回生充電比率が０．８未満であると判定された場合（ステップＳ３１２：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ５０は、充放電制御マップを“ｃｈｇ＿ｍａｐ３”から“ｃｈｇ＿ｍａｐ２”に変更する（ステップＳ３１３）。その後、ＥＣＵ５０は、予め定められた時間が経過した後に、再びステップＳ２０１の処理を実行する。

回生充電比率が０．８以上であると判定された場合（ステップＳ３１２：Ｎｏ）、ＥＣＵ５０は、充放電制御マップを変更せずに、予め定められた時間が経過した後に、再びステップＳ２０１の処理を実行する。

本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う車両制御装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。

１…ハイブリッド車両、１０…エンジン、１５…変速機、２０…ディファレンシャルギア、２５…駆動輪、３０…モータ・ジェネレータ、４０…バッテリ、５０…ＥＣＵ、８１…車速センサ、８２…車輪速センサ、８３、８４…回転速度センサ、８５…ブレーキペダルセンサ、８６…アクセル開度センサ、８８…バッテリ電流センサ

Claims (1)

1. 走行用駆動源としてのエンジン及びモータと、発電機と、前記モータ及び前記発電機各々に電気的に接続されたバッテリと、を備えるハイブリッド車両の車両制御装置であって、
   前記車両の走行時における総充電量に対する回生充電量の割合である回生充電比率が、所定の基準値より高い場合、前記エンジンの動力を用いた前記発電機の発電機会が抑制されるように前記バッテリの充放電を制御する制御手段を備える
   ことを特徴とする車両制御装置。

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