JP2017100469A - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ハイブリッド車両において、より経済的に燃料と電力とを使い分けること。【解決手段】ハイブリッド車両は、モータ２３を駆動して走行している際にドライバからの要求が所定の要求閾値以上となった場合、モータ２３と共にエンジン２５を駆動してシリーズ走行する。閾値設定部７０８は、エンジン２５で使用する燃料の単位通貨当たりの走行可能距離が短いほど要求閾値が大きくなるよう設定してエンジン２５が始動しにくくする。【選択図】図２

Description

本発明は、モータとエンジンとを備えるハイブリッド車両を制御する制御装置に関する。

従来、モータとエンジンとを備えるハイブリッド車両は、車両の状態に応じてモータとエンジンとを使い分けることにより、エンジンのみを搭載した車両と比較して燃費を向上させている。
例えば、下記特許文献１には、エンジンとモータによって駆動力を発生するハイブリッド車両において、エンジンで消費した燃料費とモータで消費した電力費を計算し、ハイブリッド車両による燃料節約効果をユーザに知らせる技術が開示されている。

特開２００８−２４７３１７号公報

上述のように、ハイブリッド車両では、エンジンのみを搭載した車両と異なり、モータおよびエンジンの使用タイミング、すなわち電力と燃料との使い分けは車両側で制御可能である。
しかしながら、上述した従来技術では、取得した燃料価格や電力価格の情報を節約効果の報知に用いるに留まり、これらの価格情報をハイブリッド車両の制御に用いておらず改善の余地がある。

本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、その目的は、ハイブリッド車両において、より経済的に燃料と電力とを使い分けることを目的とする。

上述の目的を達成するため、請求項１の発明にかかるハイブリッド車両の制御装置は、モータとエンジンとを備え、前記モータを駆動して走行している際にドライバからの要求が所定の要求閾値以上となった場合に、前記モータと共に前記エンジンを駆動して走行するハイブリッド車両の制御装置であって、前記エンジンで使用する燃料の単位通貨当たりの走行可能距離に基づいて、前記要求閾値を設定する閾値設定部を備え、前記閾値設定部は、前記燃料の単位通貨当たりの走行可能距離が短いほど前記要求閾値が大きくなるよう設定する、ことを特徴とする。
請求項２の発明にかかるハイブリッド車両の制御装置は、前記閾値設定部は、前記燃料の単位通貨当たりの走行可能距離に基づいて設定された前記要求閾値を、前記モータで使用する電力の単位通貨当たりの走行可能距離に基づいて更に補正する、ことを特徴とする。
請求項３の発明にかかるハイブリッド車両の制御装置は、前記ハイブリッド車両は、前記モータを駆動し前記エンジンを停止して走行している際に前記電力を蓄積するバッテリの充電率が所定の充電閾値以下となった場合に、前記エンジンにより発電機を駆動して電力を発生させ、前記閾値設定部は、前記燃料の単位通貨当たりの走行可能距離が短いほど前記充電閾値が小さくなるよう設定する、ことを特徴とする。
請求項４の発明にかかるハイブリッド車両の制御装置は、前記閾値設定部は、前記燃料の単位通貨当たりの走行可能距離に基づいて設定された前記充電閾値を、前記電力の単位通貨当たりの走行可能距離に基づいて更に補正する、ことを特徴とする。

請求項１の発明によれば、燃料の単位通貨当たりの走行可能距離に基づいてエンジンの始動タイミングを決定する閾値（要求閾値）を設定するので、燃料の価格および燃費を考慮してエンジンの始動タイミングを設定することができ、ハイブリッド車両のエネルギーコスト効率を向上させる上で有利となる。特に、燃料は日々の価格変動が大きく、燃料の単位通貨当たりの走行可能距離もその時々で変化する。燃料の単位通貨当たりの走行可能距離に基づいてエンジンの始動タイミングを決定することにより、ハイブリッド車両の走行性能とコスト効率とのバランスを向上させることができる。また、請求項１の発明によれば、燃料の単位通貨当たりの走行可能距離が短いほど要求閾値が大きくなるよう設定するので、燃料を用いた走行のコスト効率が悪い場合にはエンジンの始動タイミングを遅らせることができ、燃料を効率的に使用する上で有利となる。
請求項２の発明によれば、電力の単位通貨当たりの走行可能距離に基づいて要求閾値を補正するので、燃料に加えて電力の使用効率を考慮してエンジンの始動タイミングを設定することができ、ハイブリッド車両のエネルギーコスト効率を更に向上させる上で有利となる。特に、ハイブリッド車両では、燃料と電力の２種類のエネルギーを使用可能であるが、実際の単価に基づいてこれらを使い分けることにより、ハイブリッド車両のエネルギーコスト効率を最大化することができる。
請求項３の発明によれば、燃料の単位通貨当たりの走行可能距離が短いほど充電閾値が小さくなるよう設定するので、燃料を用いた走行のコスト効率が悪い場合にはエンジンの始動タイミングを遅らせることができ、燃料を効率的に使用する上で有利となる。
請求項４の発明によれば、電力の単位通貨当たりの走行可能距離に基づいて充電閾値を補正するので、燃料に加えて電力の使用効率を考慮してエンジンの始動タイミングを設定することができ、ハイブリッド車両のエネルギーコスト効率を更に向上させる上で有利となる。

実施の形態にかかるハイブリッド車両１０の構成を示す説明図である。 ＥＣＵ７０の機能的構成を示す説明図である。 ＥＶ走行モードからシリーズ走行モードへの移行閾値を模式的に示す説明図である。 ＥＣＵ７０によるシリーズ走行モードへの移行閾値設定処理の手順を示すフローチャートである。 ＥＣＵ７０による駆動制御処理を示すフローチャートである。 実施の形態２におけるＥＶ走行モードからシリーズ走行モードへの移行閾値を模式的に示す説明図である。 実施の形態２におけるシリーズ走行モードへの移行閾値設定処理の手順を示すフローチャートである。

以下に添付図面を参照して、本発明にかかるハイブリッド車両の制御装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。
（実施の形態１）
図１は、実施の形態にかかるハイブリッド車両１０の構成を示す説明図である。
ハイブリッド車両１０は、走行システム２０と、発電システム３０と、燃料タンク４０と、バッテリ５０と、ＥＣＵ７０とを備えている。

走行システム２０は、ハイブリッド車両１０の駆動機構であり、前輪２１および後輪２２と、モータ２３と、インバータ２４と、エンジン２５と、モータ２３の出力軸２３Ａの回転とエンジン２５の出力軸２５Ａの回転とを前輪２１に伝達する伝達機構２６とを備えている。

前輪２１および後輪２２は、それぞれ車幅方向で対となった２つの車輪で構成されている。本実施の形態では、前輪２１がモータ２３およびエンジン２５の駆動輪となっている。前輪２１および後輪２２には、各輪の回転量を検出する車輪速センサ２１Ａが設けられている。車輪速センサ２１Ａは、その検出値を後述するＥＣＵ７０へと送信する。なお、図示の便宜上、図１には車輪速センサ２１Ａを１つのみ図示している。

モータ２３は、バッテリ５０に蓄積された電力を用いて駆動し、出力軸２３Ａから回転力（トルク）を出力する。なお、モータ２３は、ハイブリッド車両１０の減速時の回生力を用いて回生発電することも可能である。回生発電により発生した電力はインバータ２４を介してバッテリ５０に供給され、バッテリ５０を充電する。

インバータ２４は、バッテリ５０から供給される電力を、ドライバの要求に合わせて調整してモータ２３に供給する。ドライバの要求とは、一例として、アクセルペダルの踏力、ブレーキペダルの踏力から後述するＥＣＵ７０（より詳細には要求出力値算出部７０２、図２参照）が算出する。ＥＣＵ７０（より詳細には駆動制御部７１０、図２参照）は、算出した運転者からの要求出力値に基づいてインバータ２４を制御する。

エンジン２５は、燃料タンク４０から供給される燃料を燃焼室内で燃焼することによって駆動する。エンジン２５は、一例として、ガソリンを燃料とするレシプロエンジンである。エンジン２５の駆動は、後述するＥＣＵ７０（より詳細には駆動制御部７１０、図２参照）によって制御される。

伝達機構２６は、モータ２３の出力軸２３Ａの回転を前輪２１に伝達するとともに、エンジン２５の出力軸２５Ａの回転を前輪２１に伝達する。伝達機構２６は、クラッチ装置２７を備えている。クラッチ装置２７は、一対のクラッチ板２７Ａ，２７Ｂと、クラッチ板２７Ａ，２７Ｂを互いに接触可能であり、かつ、接触状態を解除可能な駆動部２７Ｃを備えている。

クラッチ板２７Ａは、エンジン２５の出力軸２５Ａと一体に回転する。クラッチ板２７Ｂは、モータ２３の出力軸２３Ａと一体に回転する。駆動部２７Ｃによってクラッチ板２７Ａ，２７Ｂどうしが互いに接触すると、クラッチ板２７Ａ，２７Ｂは互いに一体に回転する。このことによって、エンジン２５の出力軸２５Ａの回転が前輪２１に伝達される。駆動部２７Ｃによってクラッチ板２７Ａ，２７Ｂが互いに離れた状態になると、エンジン２５の出力軸２５Ａの回転は前輪２１に伝達されなくなる。駆動部２７Ｃは、後述するＥＣＵ７０によって制御される。

発電システム３０は、バッテリ５０を充電するための機構であり、エンジン２５と、発電機３１と、インバータ２４とを備えている。

発電機３１の回転軸３１Ａは、第２の伝達機構３２によってエンジン２５の出力軸２５Ａの回転が伝達される。発電機３１は、ＥＣＵ７０の制御によって発電可能な状態になると、エンジン２５の出力軸２５Ａの回転を受けて回転軸３１Ａが回転し、発電する。発電機３１は、インバータ２４に接続されており、発電機３１が発電した交流電力はインバータ２４によって直流電力に変換されてバッテリ５０に充電される。

発電機３１は、エンジン２５を始動する際のスタータとしても機能する。ＥＣＵ７０は、エンジン２５を始動するときは、インバータ２４を制御して発電機３１を駆動する。発電機３１が駆動することによって回転軸３１Ａが回転する。回転軸３１Ａは第２の伝達機構３２を介してエンジン２５の出力軸２５Ａに連結されているので、発電機３１が駆動されて回転軸３１Ａが回転すると、エンジン２５の出力軸２５Ａを回転することができる。

また、上述のように、モータ２３の回生発電によって発生した電力によっても、バッテリ５０を充電することが可能である。

燃料タンク４０は、エンジン２５の動力源である燃料（例えばガソリン）を蓄積する。燃料タンク４０内には、燃料の蓄積量を検出する燃料センサ４０Ａが設けられている。燃料センサ４０Ａは、その検出値をＥＣＵ７０に送信する。

バッテリ５０は、モータ２３の動力源である電力を蓄積する。バッテリ５０にはＢＭＵ（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ Ｕｎｉｔ）５１が接続されている。ＢＭＵ５１は、バッテリ５０の電圧や温度、入出力される電流等を検出し、充電率（ＳＯＣ：Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）を含むバッテリ５０の状態を検出する。ＢＭＵ５１は、バッテリ５０の状態（少なくとも充電率）をＥＣＵ７０に送信する。

また、ハイブリッド車両１０は、図１に図示した構成の他、アクセルセンサ６１、表示部６２、通信部６３（図２参照）を備えている。
アクセルセンサ６１は、ドライバによるアクセルペダル（図示なし）の操作量を検出すえる。アクセルセンサ６１の検出値は、アクセル開度値としてＥＣＵ７０に送信される。
表示部６２は、例えばダッシュパネル等に設けられたディスプレイであり、ドライバに対してハイブリッド車両１０の状態を表示する。表示部６２はＥＣＵ７０によって制御されている。本実施の形態では、表示部６２は、燃費や電費（単位燃料量または単位電力量当たりの走行距離）を表示するために用いられる。
通信部６３は、通信回線を介してネットワーク上の情報機器と通信するためのインターフェースである。本実施の形態では、通信部６３は、燃料や電力の単価（単位量当たりの価格）情報を取得するために用いられる。

ＥＣＵ７０は、ハイブリッド車両１０全体を制御する制御部であり、本発明にかかるハイブリッド車両の制御装置に対応する。
ＥＣＵ７０は、ＣＰＵ、制御プログラムなどを格納・記憶するＲＯＭ、制御プログラムの作動領域としてのＲＡＭ、各種データを書き換え可能に保持するＥＥＰＲＯＭ、周辺回路等とのインターフェースをとるインターフェース部などを含んで構成される。

本実施の形態では、特にＥＣＵ７０によるハイブリッド車両１０の走行モードの切り替えについて述べる。
まず、ハイブリッド車両１０の走行モードについて説明する。本実施の形態では、ハイブリッド車両１０は以下の３種類の走行モードを適宜切り替えて走行する。
１．ＥＶ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）走行モード
エンジン２５は停止し、モータ２３の駆動力で車軸を回転させて走行するモードである。
２．シリーズ走行モード
エンジン２５で発電機３１を駆動しながら、モータ２３の駆動力で車軸を回転させて走行するモードである。
ＥＶ走行モードからシリーズ走行モードへの移行は、例えば以下のような場合に行われる。
＜パターン１＞
ドライバからの要求が所定の要求閾値以上である場合。
例えば、ドライバが加速したい時にアクセルを大きく踏み込んだ場合などである。この場合、発電機３１で発電した電力は、バッテリ５０から供給される電力とともにモータ２３に供給される。これにより、ＥＶ走行モード時よりもモータ２３の出力を大きくすることができる。
ドライバからの要求とは、例えば要求出力値や要求トルク値、要求出力値を発生させるために必要な電力量、アクセル開度などである。本実施の形態では、ドライバからの要求を要求出力値を用いて判断する。要求出力値は、例えばアクセル開度（アクセルペダルの操作量）を変数とした要求出力値算出用の関数によって算出される値である。
＜パターン２＞
バッテリ５０の充電率が所定の充電閾値以下となった場合
バッテリ５０の充電率が低下して、このまま走行すると電欠状態となる可能性がある場合である。この場合、発電機３１で発電した電力は、モータ２３に供給されるとともに余剰分がバッテリ５０に供給され充電に用いられる。
３．パラレル走行モード
エンジン２５の駆動力およびモータ２３の駆動力で車軸を回転させて走行するモードである。
特に、高速走行時等、エンジン２５による車軸駆動の効率が高い場合にパラレル走行モードに移行する。なお、パラレル走行モード時にも、エンジン２５の駆動力を発電機３１に伝達して発電を行う（すなわち、エンジン２５の駆動力を走行と発電とに振り分ける）ことが可能である。

ＥＣＵ７０は、上述したＥＶ走行モードからシリーズ走行モードへの移行閾値（要求閾値および充電閾値）を、燃料の単位通貨当たりの走行可能距離に基づいて変更する。
図２は、ＥＣＵ７０の機能的構成を示す説明図である。
ＥＣＵ７０は、上記ＣＰＵが上記制御プログラムを実行することにより、要求出力値算出部７０２、燃費・電費算出部７０４、単価取得部７０６、閾値設定部７０８、駆動制御部７１０を実現する。

要求出力値算出部７０２は、ドライバからの要求出力値を算出する。より詳細には、要求出力値算出部７０２は、アクセルセンサ６１の検出値からアクセル開度を検知し、要求出力値算出用の関数にアクセル開度の値を代入して出力要求を算出する。
なお、上記要求出力値は請求項におけるドライバからの要求の一例である。ドライバからの要求として、アクセル開度や要求トルク、要求出力を発生させるために必要な電力量を用いてもよい。

燃費・電費算出部７０４は、ハイブリッド車両１０の燃費および電費、すなわち単位燃料量および単位電力量当たりの走行距離（ｋｍ／Ｌおよびｋｍ／ｋＷｈ、以下単位は一例である）を算出する。
より詳細には、燃費・電費算出部７０４は、車輪速センサ２１Ａから送信された車輪の回転量に基づいてハイブリッド車両１０の走行距離を算出する。また、燃費・電費算出部７０４は、燃料センサ４０Ａの検出値を受信し、走行中の燃料使用量を算出する。さらに、燃費・電費算出部７０４は、ＢＭＵ５１から送信されたバッテリ５０の充電率を受信し、走行中の電力使用量を算出する。
そして、過去の所定期間における走行距離を、この間の燃料使用量または電力使用量で除して燃費または電費を算出する。所定期間の長さは任意である。
なお、本実施の形態では、燃費の算出にはシリーズ走行モード中の燃料使用量のみを用いるものとする。すなわち、エンジン２５により駆動輪を回転させる場合の燃費ではなく、エンジン２５より発電機３１を駆動させ発生した電力で走行する際の燃費（発電電力に換算した燃費）を算出するものとする。
また、実施の形態１では以降の処理で使用するのは燃費のみのため、燃費・電費算出部７０４は少なくとも燃費を算出できればよい。
また、燃費・電費算出部７０４は、単位燃料量および単位電力量当たりの走行距離ではなく、単位距離を走行するのに必要な燃料量および電力量（Ｌ／ｋｍおよびｋＷｈ／ｋｍ）を算出するようにしてもよい。
また、燃費・電費算出部７０４は、算出した燃費や電費を表示部６２に表示する。これにより、ハイブリッド車両１０の燃費や電費をドライバが確認することが可能となる。

単価取得部７０６は、燃料および電力の単位量当たりの価格（単価、円／Ｌおよび円／ｋＷｈ）を取得する。
本実施の形態では、単価取得部７０６は、通信部６３を介して外部の単価情報提供サーバに接続して単価情報を取得するものとする。
より詳細には、単価取得部７０６は、燃料を給油した日付および給油場所情報（例えばカーナビゲーション装置に搭載されたＧＰＳシステムにより特定した給油地の緯度経度情報）を単価情報提供サーバに送信する。単価情報提供サーバは、各給油所における過去の燃料単価情報を記憶しており、単価取得部７０６から送信された情報に基づいて給油時の燃料単価を検索し、単価取得部７０６に送信する。
また、単価取得部７０６は、電力を充電した日付および時間帯、充電場所情報（充電地の緯度経度情報）、および充電の種類（急速充電または普通充電）を単価情報提供サーバに送信する。単価情報提供サーバは、各充電スタンドにおける過去の電力単価情報や家庭用電力の時間帯別価格を記憶しており、単価取得部７０６から送信された情報に基づいて充電時の電力単価を検索し、単価取得部７０６に送信する。
なお、実施の形態１では以降の処理で使用するのは燃料の単価情報のみのため、単価取得部７０６は少なくとも燃料の単価を取得できればよい。
また、単価取得部７０６は、ネットワークを介して単価情報を取得するのではなく、例えば給油時や充電時にドライバが入力した単価情報を記憶しておいてもよい。
また、単価取得部７０６は、給油時や充電時における単価情報を取得するのではなく、現在の単価情報または将来の予測単価情報を取得してもよい。これは、今回の走行で燃料または電力が消費された場合には給油や充電が必要となる可能性があり、次回の給油や充電時の単価に基づいて後述する閾値を設定することも有効と考えられるためである。

閾値設定部７０８は、ＥＶ走行モードからシリーズ走行モードへの移行閾値（要求閾値および充電閾値）を、燃料の単位通貨当たりの走行可能距離（以下、「通貨換算走行距離」）に基づいて設定する。
ここで、通貨換算走行距離とは、燃費・電費算出部７０４で算出した燃費または電費（ｋｍ／Ｌまたはｋｍ／ｋＷｈ）を、燃料または電力の単価（円／Ｌまたは円／ｋＷｈ）で除した値であり、単位通貨（１円）で購入した燃料または電力で走行可能な距離（ｋｍ／円）を示す。

閾値設定部７０８は、燃料の通貨換算走行距離が短いほど、すなわち１円で購入できる燃料によって走行可能な距離が短いほど、要求閾値（エンジン２５を始動する要求出力値の値）が大きくなるように設定する。

図３は、ＥＶ走行モードからシリーズ走行モードへの移行閾値を模式的に示す説明図であり、図３Ａは要求閾値、図３Ｂは充電閾値を示す。
図３Ａの縦軸は要求出力値であり、横軸は時間である。グラフ中のカーブは、アクセルペダルの非踏み込み状態から最大踏み込み位置まで徐々に操作した場合の要求出力値の時間変化を示している。
例えば、燃料の通貨換算走行距離Ｆ＝Ｘ０（基準値）である時を基準状態とし、この時の要求閾値をＴ０とする。この場合、ＥＶ走行モード中に要求出力値がＴ０以上となった際にエンジン２５が始動し、シリーズ走行モードに移行する。
つぎに、燃料の通貨換算走行距離Ｆ＝Ｘ１（＜基準値Ｘ０）である場合、すなわち通貨換算走行距離が基準値Ｘ０よりも短い場合、閾値設定部７０８は要求閾値をＴ１（＞Ｔ０）とする。よって、通貨換算走行距離Ｆ＝Ｘ０の場合と比べて要求出力値が高くならないとエンジン２５は始動しない。つまり、燃料を使用した走行のコスト効率が基準状態時よりも低い状態にあるため、閾値設定部７０８は基準状態時よりもエンジン２５を始動しにくくして燃料の消費を抑えるようにしている。
つづいて、燃料の通貨換算走行距離Ｆ＝Ｘ２（＞基準値Ｘ０）である場合、すなわち通貨換算走行距離が基準値Ｘ０よりも長い場合、閾値設定部７０８は要求閾値をＴ２（＜Ｔ０）とする。よって、通貨換算走行距離Ｆ＝Ｘ０の場合と比べて要求出力値が低くてもエンジン２５が始動する。つまり、燃料を使用した走行のコスト効率が基準状態時よりも高い状態にあるため、閾値設定部７０８は基準状態時よりもエンジン２５を始動しやすくして燃料の消費を許容する。

また、閾値設定部７０８は、燃料の通貨換算走行距離Ｆが短いほど、すなわち１円で購入できる燃料によって走行可能な距離が短いほど、充電閾値（エンジン２５を始動するバッテリ５０の充電率）が小さくなるよう設定する。

図３Ｂの縦軸はバッテリ５０の充電率であり、横軸は時間である。グラフ中の線分は、満充電状態であったバッテリ５０の充電率が走行時間の経過とともに徐々に低下している様子を示している。
例えば、燃料の通貨換算走行距離Ｆ＝Ｘ０（基準値）である時を基準状態とし、この時の充電閾値をＳ０とする。この場合、ＥＶ走行モード中に充電率がＳ０以下となった際にエンジン２５が始動し、シリーズ走行モードに移行する。
つぎに、燃料の通貨換算走行距離Ｆ＝Ｘ１（＜基準値Ｘ０）である場合、すなわち通貨換算走行距離が基準値Ｘ０よりも短い場合、閾値設定部７０８は充電閾値をＳ１（＜Ｓ０）とする。よって、通貨換算走行距離Ｆ＝Ｘ０の場合と比べて充電率がより低くならないとエンジン２５は始動しない。つまり、燃料を使用した走行のコスト効率が基準状態時よりも低い状態にあるため、閾値設定部７０８は基準状態時よりもエンジン２５を始動しにくくして燃料の消費を抑えるようにしている。
つづいて、燃料の通貨換算走行距離Ｆ＝Ｘ２（＞基準値Ｘ０）である場合、すなわち通貨換算走行距離が基準値Ｘ０よりも長い場合、閾値設定部７０８は充電閾値をＳ２（＞Ｓ０）とする。よって、通貨換算走行距離Ｆ＝Ｘ０の場合と比べて充電率が高い段階でエンジン２５が始動する。つまり、燃料を使用した走行のコスト効率が基準状態時よりも高い状態にあるため、閾値設定部７０８は基準状態時よりもエンジン２５を始動しやすくして燃料の消費を許容する。

なお、それぞれの閾値の基準状態からの変更量は、例えば通貨換算走行距離Ｆの基準値Ｘ０との差分に比例させる。すなわち、通貨換算走行距離Ｆの基準値Ｘ０との差分が大きいほど各閾値の基準状態からの変更量を大きくする。
この他、通貨換算走行距離Ｆを変数とした閾値算出用の関数を設定し、この関数を用いてそれぞれの閾値を算出してもよい。

また、閾値設定部７０８は、単位通貨当たりの走行可能距離（通貨換算走行距離、ｋｍ／円）ではなく、単位距離当たりの必要通貨額（円／ｋｍ）に基づいて要求閾値および充電閾値を設定するようにしてもよい。
この場合、単位距離当たりの必要通貨額が大きいほど、すなわち１ｋｍ走行するのに必要な燃料費が高いほど、要求閾値を大きく、充電閾値は小さく設定する。

図２の説明に戻り、駆動制御部７１０は、閾値設定部７０８で設定された要求閾値および充電閾値を用いてエンジン２５の駆動を制御する。
より詳細には、駆動制御部７１０は、モータ２３を駆動してＥＶ走行モードで走行している際に、ドライバからの要求出力値が要求閾値以上となった場合には、モータ２３と共にエンジン２５を駆動してシリーズ走行モードに移行する。
また、ＥＶ走行モードで走行している際にバッテリ５０の充電率が充電閾値以下となった場合には、エンジン２５を始動してシリーズ走行モードに移行する。
この他駆動制御部７１０は、要求出力値算出部７０２で算出した要求出力値に基づいてインバータ２４に供給する電力を制御したり、エンジン２５の点火機構や燃料系統などを制御してモータ２３およびエンジン２５の駆動を制御する。

図４は、ＥＣＵ７０によるシリーズ走行モードへの移行閾値設定処理の手順を示すフローチャートである。
図４の処理は、例えばハイブリッド車両１０の起動時や走行中の所定時間ごとに実施する。
ＥＣＵ７０は、まず単価取得部７０６によって燃料の単価を取得する（ステップＳ３００）。なお、既に燃料タンク４０に蓄積されている燃料の単価は変動しないため、ステップＳ３００の処理は少なくとも給油後に１度行えばよい。
つぎに、燃費・電費算出部７０４によってハイブリッド車両１０の燃費を算出する（ステップＳ３０２）。燃費は、その時々の走行状態によって変動するため、ステップＳ３０２以降の処理は走行中所定時間ごとに実施するのが好ましい。
つづいて、閾値設定部７０８は、ステップＳ３０２で算出した燃費（単位燃料量当たりの走行距離、ｋｍ／Ｌ）を、燃料の単価（円／Ｌ）で除して、通貨換算走行距離（ｋｍ／円）を算出する（ステップＳ３０４）。
そして、算出した通貨換算走行距離を用いて要求閾値および充電閾値を設定して（ステップＳ３０６）、本フローチャートによる処理を終了する。

図５は、ＥＣＵ７０による駆動制御処理（シリーズ走行モードへの切り替え処理）を示すフローチャートである。
ＥＣＵ７０は、現在の走行モードがＥＶ走行モードであるか否かを判断する（ステップＳ４００）。ＥＶ走行モードでない場合は（ステップＳ４００：Ｎｏ）、本フローチャートの適用範囲外であるためリターンする。
ＥＶ走行モードである場合は（ステップＳ４００：Ｙｅｓ）、要求出力値算出部７０２がドライバのアクセル操作等に基づく要求出力値を算出する（ステップＳ４０２）。駆動制御部７１０は、要求出力値が要求閾値以上であるか否かを判断し、要求閾値以上である場合は（ステップＳ４０４：Ｙｅｓ）、ステップＳ４１０に移行して、エンジン２５を始動させてシリーズ走行モードに移行させる（ステップＳ４１０）。
また、要求出力値が要求閾値以上でない場合（ステップＳ４０４：Ｎｏ）、駆動制御部７１０はＢＭＵ５０Ａから送信されたバッテリ５０の充電率を参照し、充電率が第２の所定値以下か否かを判断する（ステップＳ４０８）。
充電率が第２の所定値以下の場合（ステップＳ４０８：Ｙｅｓ）、駆動制御部７１０は、エンジン２５を始動させてシリーズ走行モードに移行させる（ステップＳ４１０）。また、充電率が第２の所定値以下ではない場合は（ステップＳ４０８：Ｎｏ）、そのままＥＶ走行モードを継続して、ステップＳ４００に戻って以降の処理をくり返す。

以上説明したように、実施の形態１にかかるハイブリッド車両１０の制御装置は、燃料の単位通貨当たりの走行可能距離（通貨換算走行距離）に基づいてエンジン２５の始動タイミングを決定する要求閾値および充電閾値を設定するので、燃料の価格および燃費を考慮してエンジン２５の始動タイミングを設定することができ、ハイブリッド車両１０のエネルギーコスト効率を向上させる上で有利となる。
また、ハイブリッド車両１０の制御装置は、燃料の通貨換算走行距離が短いほど要求閾値は大きくなるように、充電閾値は小さくなるように設定するので、燃料を用いた走行のコスト効率が悪い場合にはエンジン２５の始動タイミングを遅らせることができ、燃料を効率的に使用する上で有利となる。
特に、燃料は日々の価格変動が大きく、通貨換算走行距離もその時々で変化する。燃料の通貨換算走行距離に基づいてエンジン２５の始動タイミングを決定することにより、ハイブリッド車両１０の走行性能とコスト効率とのバランスを向上させることができる。

（実施の形態２）
実施の形態１では、シリーズ走行モードへの移行閾値の設定に燃料の通貨換算走行距離を反映させた。実施の形態２では、燃料の通貨換算走行距離に加えて、電力の通貨換算走行距離を反映させてシリーズ走行モードへの移行閾値を設定する。
なお、実施の形態２でもハイブリッド車両１０の構成は実施の形態１と同様のため、詳細な説明を省略する。

図２に示すＥＣＵ７０の構成に関して、要求出力値算出部７０２および駆動制御部７１０の処理は実施の形態１と同様である。
一方、燃費・電費算出部７０４は、ハイブリッド車両１０の燃費および電費、すなわち単位燃料量または単位電力量当たりの走行距離（ｋｍ／Ｌまたはｋｍ／ｋＷｈ）の両方を算出する。詳細な処理は実施の形態１で説明した通りである。
また、単価取得部７０６は、燃料および電力の単位量当たりの価格（単価、円／Ｌまたは円／ｋＷｈ）の両方を取得する。詳細な処理は実施の形態１で説明した通りである。

閾値設定部７０８は、ＥＶ走行モードからシリーズ走行モードへの移行閾値（要求閾値および充電閾値）を、燃料の通貨換算走行距離Ｆに基づいて設定するとともに、燃料の通貨換算走行距離Ｆに基づいて設定された要求閾値および充電閾値を、電力の通貨換算走行距離Ｐに基づいて更に補正する。
なお、通貨換算走行距離の算出方法は実施の形態１と同様である。
本実施の形態では、燃料の通貨換算走行距離Ｆを基準値として、電力の通貨換算走行距離Ｐと燃料の通貨換算走行距離Ｆとの差分に基づいて要求閾値および充電閾値を補正する。

より詳細には、電力の通貨換算走行距離Ｐが燃料の通貨換算走行距離Ｆよりも長い場合、すなわち１円で購入できる電力によって走行可能な距離の方が１円で購入できる燃料によって走行可能な距離よりも長い場合には、要求閾値をより大きい値へと補正する。
反対に、電力の通貨換算走行距離Ｐが燃料の通貨換算走行距離Ｆよりも短い場合、すなわち１円で購入できる電力によって走行可能な距離の方が１円で購入できる燃料によって走行可能な距離よりも短い場合には、要求閾値をより小さい値へと補正する。

また、電力の通貨換算走行距離Ｐが燃料の通貨換算走行距離Ｆよりも長い場合、すなわち１円で購入できる電力によって走行可能な距離の方が１円で購入できる燃料によって走行可能な距離よりも長い場合には、充電閾値をより小さい値へと補正する。
反対に、電力の通貨換算走行距離Ｐが燃料の通貨換算走行距離Ｆよりも短い場合、すなわち１円で購入できる電力によって走行可能な距離の方が１円で購入できる燃料によって走行可能な距離よりも短い場合には、充電閾値をより大きい値へと補正する。

図６は、実施の形態２におけるＥＶ走行モードからシリーズ走行モードへの移行閾値を模式的に示す説明図であり、図６Ａは要求閾値、図６Ｂは充電閾値を示す。
図６Ａの縦軸は要求出力値であり、横軸は時間である。グラフ中のカーブは、アクセルペダルの非踏み込み状態から最大踏み込み位置まで徐々に操作した場合の要求出力値の時間変化を示している。
例えば、電力の通貨換算走行距離Ｐ＝燃料の通貨換算走行距離Ｆである時を基準状態とし、この時の要求閾値をＴ０とする。この場合、ＥＶ走行モード中に要求出力値がＴ０以上となった際にエンジン２５が始動し、シリーズ走行モードに移行する。
つぎに、電力の通貨換算走行距離Ｐ＞燃料の通貨換算走行距離Ｆである場合、すなわち電力の通貨換算走行距離Ｐが燃料の通貨換算走行距離Ｆよりも長い場合、閾値設定部７０８は要求閾値をＴ１（＞Ｔ０）とする。よって、基準状態の場合と比べて要求出力値が高くならないとエンジン２５は始動しない。つまり、燃料を使用した走行のコスト効率が電力を使用した走行のコスト効率よりも低い状態にあるため、閾値設定部７０８は基準状態時よりもエンジン２５を始動しにくくして燃料の消費を抑えるようにしている。
つづいて、電力の通貨換算走行距離Ｐ＜燃料の通貨換算走行距離Ｆである場合、すなわち電力の通貨換算走行距離Ｐが燃料の通貨換算走行距離Ｆよりも短い場合、閾値設定部７０８は要求閾値をＴ２（＜Ｔ０）とする。よって、基準状態と比べて要求出力値が低くてもエンジン２５が始動する。つまり、燃料を使用した走行のコスト効率が電力を使用した走行のコスト効率よりも高い状態にあるため、閾値設定部７０８は基準状態時よりもエンジン２５を始動しやすくして燃料の消費を許容する。

また、図６Ｂの縦軸はバッテリ５０の充電率であり、横軸は時間である。グラフ中の線分は、満充電状態であったバッテリ５０の充電率が走行時間の経過とともに徐々に低下している様子を示している。
例えば、電力の通貨換算走行距離Ｐ＝燃料の通貨換算走行距離Ｆである時を基準状態とし、この時の充電閾値をＳ０とする。この場合、ＥＶ走行モード中に充電率がＳ０以下となった際にエンジン２５が始動し、シリーズ走行モードに移行する。
つぎに、電力の通貨換算走行距離Ｐ＞燃料の通貨換算走行距離Ｆである場合、すなわち電力の通貨換算走行距離Ｐが燃料の通貨換算走行距離Ｆよりも長い場合、閾値設定部７０８は充電閾値をＳ１（＜Ｓ０）とする。よって、基準状態と比べて充電率がより低くならないとエンジン２５は始動しない。つまり、燃料を使用した走行のコスト効率が電力を使用した走行のコスト効率よりも低い状態にあるため、閾値設定部７０８は基準状態時よりもエンジン２５を始動しにくくして燃料の消費を抑えるようにしている。
つづいて、電力の通貨換算走行距離Ｐ＜燃料の通貨換算走行距離Ｆである場合、すなわち電力の通貨換算走行距離Ｐが燃料の通貨換算走行距離Ｆよりも短い場合、閾値設定部７０８は充電閾値をＳ２（＞Ｓ０）とする。よって、基準状態と比べて充電率が高い段階でエンジン２５が始動する。つまり、燃料を使用した走行のコスト効率が電力を使用した走行のコスト効率よりも高い状態にあるため、閾値設定部７０８は基準状態時よりもエンジン２５を始動しやすくして燃料の消費を許容する。

なお、それぞれの閾値の基準状態からの補正量は、例えば電力の通貨換算走行距離Ｐと燃料の通貨換算走行距離Ｆとの差分に比例させる。すなわち、電力の通貨換算走行距離Ｐと燃料の通貨換算走行距離Ｆとの差分が大きいほど各閾値の基準状態からの補正量を大きくする。
この他、電力の通貨換算走行距離Ｐおよび燃料の通貨換算走行距離Ｆを変数とした閾値算出用の２変数関数を設定し、この関数を用いてそれぞれの閾値を算出してもよい。

図７は、実施の形態２におけるシリーズ走行モードへの移行閾値設定処理の手順を示すフローチャートである。
図７の処理は、例えばハイブリッド車両１０の起動時や走行中の所定時間ごとに実施する。
ＥＣＵ７０は、まず単価取得部７０６によって燃料および電力の単価を取得する（ステップＳ６００）。なお、既に燃料タンク４０やバッテリ５０に蓄積されている燃料や電力の単価は変動しないため、ステップＳ６００の処理は少なくとも給油後や充電後に１度行えばよい。
つぎに、燃費・電費算出部７０４によってハイブリッド車両１０の燃費および電費を算出する（ステップＳ６０２）。燃費および電費は、その時々の走行状態によって変動するため、ステップＳ６０２以降の処理は走行中所定時間ごとに実施するのが好ましい。
つづいて、閾値設定部７０８は、ステップＳ６０２で算出した燃費（単位燃料量当たりの走行距離、ｋｍ／Ｌ）を燃料の単価（円／Ｌ）で除して燃料の通貨換算走行距離Ｆ（ｋｍ／円）を、電費（単位電力量当たりの走行距離、ｋｍ／ｋＷｈ）を電力の単価（円／ｋＷｈ）で除して電力の通貨換算走行距離Ｐ（ｋｍ／円）を、それぞれ算出する（ステップＳ６０４）。
そして、算出した燃料の通貨換算走行距離Ｆおよび電力の通貨換算走行距離Ｐを用いて要求閾値および充電閾値を設定して（ステップＳ６０６）、本フローチャートによる処理を終了する。
なお、その後の駆動制御処理については、実施の形態１（図５）と同様である。

以上説明したように、実施の形態２にかかるハイブリッド車両１０の制御装置は、電力の単位通貨当たりの走行可能距離に基づいて要求閾値および充電閾値を補正するので、燃料に加えて電力の使用効率を考慮してエンジン２５の始動タイミングを設定することができ、ハイブリッド車両１０のエネルギーコスト効率を更に向上させる上で有利となる。
特に、ハイブリッド車両１０は、燃料と電力の２種類のエネルギーを使い分けることができるが、これらを実際の単価に基づいて使い分けることにより、ハイブリッド車両１０のエネルギーコスト効率を最大化することができる。

なお、本実施の形態では要求閾値や充電閾値がシリーズ走行モードへの移行閾値であることとしたが、パラレル走行モードへの移行閾値であってもよい。
この場合、要求出力値が要求閾値以上となった場合には、モータ２３とともにエンジン２５の駆動力を車軸に伝達してより大きい出力を得られるようにする。
また、バッテリ５０の充電率が充電閾値以下となった場合には、エンジン２５の駆動力を車軸に伝達するとともに、エンジン２５による駆動力の増加分モータ２３の出力を低下させて電力の消費を抑える。また、エンジン２５の駆動力の余剰分で発電機３１を駆動させてバッテリ５０を充電させるようにしてもよい。

また、本実施の形態では、エンジン２５より発電機３１を駆動させ発生した電力で走行する際の燃費（発電電力に換算した燃費）を算出するものとしたが、上述のように本発明をパラレル走行モードへの移行閾値に適用する場合には、エンジン２５により駆動輪を回転させる場合の燃費を算出するようにしてもよい。

１０……ハイブリッド車両、２０……走行システム、２１……前輪、２１Ａ……車輪速センサ、２３……モータ、２４……インバータ、２５……エンジン、３０……発電システム、３１……発電機、４０……燃料タンク、４０Ａ……燃料センサ、５０……バッテリ、５０Ａ……ＢＭＵ、６１……アクセルセンサ、６２……表示部、６３……通信部、７０……ＥＣＵ、７０２……要求出力値算出部、７０４……燃費・電費算出部、７０６……単価取得部、７０８……閾値設定部、７１０……駆動制御部。

Claims (4)

1. モータとエンジンとを備え、前記モータを駆動して走行している際にドライバからの要求が所定の要求閾値以上となった場合に、前記モータと共に前記エンジンを駆動して走行するハイブリッド車両の制御装置であって、
   前記エンジンで使用する燃料の単位通貨当たりの走行可能距離に基づいて、前記要求閾値を設定する閾値設定部を備え、
   前記閾値設定部は、前記燃料の単位通貨当たりの走行可能距離が短いほど前記要求閾値が大きくなるよう設定する、
   ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
2. 前記閾値設定部は、前記燃料の単位通貨当たりの走行可能距離に基づいて設定された前記要求閾値を、前記モータで使用する電力の単位通貨当たりの走行可能距離に基づいて更に補正する、
   ことを特徴とする請求項１記載のハイブリッド車両の制御装置。
3. 前記ハイブリッド車両は、前記モータを駆動し前記エンジンを停止して走行している際に前記電力を蓄積するバッテリの充電率が所定の充電閾値以下となった場合に、前記エンジンにより発電機を駆動して電力を発生させ、
   前記閾値設定部は、前記燃料の単位通貨当たりの走行可能距離が短いほど前記充電閾値が小さくなるよう設定する、
   ことを特徴とする請求項１または２記載のハイブリッド車両の制御装置。
4. 前記閾値設定部は、前記燃料の単位通貨当たりの走行可能距離に基づいて設定された前記充電閾値を、前記電力の単位通貨当たりの走行可能距離に基づいて更に補正する、
   ことを特徴とする請求項３記載のハイブリッド車両の制御装置。

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