JP2018090194A - ハイブリッド車両 - Google Patents

Abstract

【課題】外部サーバと通信可能に構成されたハイブリッド車両が走行負荷の大きい経路を走行する際に、ユーザの要求パワーをレスポンスよく出力する。【解決手段】ハイブリッド車両は、エンジンおよび回転電機の少なくとも一方の動力を用いて走行可能に構成される。ハイブリッド車両は、複数の他車の走行負荷データを集約可能に構成されたクラウドサーバと通信可能に構成された通信装置と、エンジンおよび回転電機を制御可能に構成された制御装置とを備える。制御装置は、クラウドサーバに集約された走行負荷データを用いて、自車の走行予定経路の走行負荷を算出する。そして、制御装置は、ＥＶ優先モード中において、走行予定経路の走行負荷がしきい値よりも大きいと判定された場合、ＥＶ優先モードから、エンジンの始動条件が成立し易くかつ上限走行パワーがより大きいＥＶ−ＡＵＴＯモードに変更する。【選択図】図５

Description

本開示は、外部サーバと通信可能に構成されたハイブリッド車両に関する。

特許第５３３３６８３号公報（特許文献１）には、ＣＤ（Charge Depleting）モードとして、エンジンの始動条件が異なる２つのモードを有するプラグインハイブリッド車両が開示されている。このプラグインハイブリッド車両においては、上記の２つのＣＤモードのどちらかをユーザが選択可能に構成される。

特許第５３３３６８３号公報

特許文献１に開示されたハイブリッド車両においては、たとえば、ユーザが自車の走行負荷履歴などを考慮して走行予定経路の走行負荷を把握し、把握された走行負荷に応じてモードを選択することができる。

しかしながら、自車が走行したことのない経路においては、ユーザは、走行予定経路の走行負荷を正確には把握できない。そのため、実際の走行負荷に応じた適切なモードが選択されず、ユーザの要求パワーをレスポンスよく出力することができなくなることが懸念される。

本開示は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、外部サーバと通信可能に構成されたハイブリッド車両が走行負荷の大きい経路を走行する際に、ユーザの要求パワーをレスポンスよく出力することである。

本開示による制御装置は、エンジンおよび回転電機の少なくとも一方の動力を用いて走行可能なハイブリッド車両の制御装置である。この制御装置は、複数の他車の走行負荷データを集約可能に構成された外部サーバと通信可能に構成された通信装置と、エンジンの始動条件および車両の上限走行パワーの少なくとも一方が異なる複数のモードのうちから選択された選択モードでエンジンおよび回転電機を制御可能に構成された制御装置とを備える。制御装置は、外部サーバに集約された他車の走行負荷データを用いて算出されるハイブリッド車両の走行予定経路の走行負荷がしきい値よりも大きい場合、選択モードを第１モードよりもエンジンの始動条件が成立し易い第２モードにする処理、または、選択モードを第３モードよりも上限走行パワーが大きい第４モードにする処理を実行する。

上記構成によれば、ハイブリッド車両（自車）の走行予定経路の走行負荷が、外部サーバに集約された他車の走行負荷データを用いて算出される。そのため、自車の走行予定経路が自車が走行したことのない経路であっても、自車の走行予定経路の走行負荷を精度よく算出することができる。そして、自車の走行予定経路の走行負荷がしきい値よりも大きい場合、制御装置は、選択モードをエンジンの始動条件が成立し易い第２モード、あるいは上限走行パワーが大きい第４モードに予め変更する。そのため、自車が走行負荷の大きい経路を走行する前に、エンジンを予め始動しておいたり、あるいは上限走行パワーを予め大きくしておいたりすることができる。その結果、自車が走行負荷の大きい経路を走行する際に、ユーザの要求パワーをレスポンスよく出力することができる。

車両制御システムの全体構成の一例を模式的に示す図である。 車両およびクラウドサーバの構成の一例をより詳細に示す図である。 ＣＤモード（ＥＶ−ＡＵＴＯモード）とＣＳモードとを説明するための図である。 各モードの走行パワーとその生成源の一例を模式的に示す図である。 制御装置がＥＶ優先モード中に実行する処理手順の一例を示すフローチャートである。 制御装置がＥＶ−ＡＵＴＯモード中に実行する処理手順の一例を示すフローチャート（その１）である。 駆動装置の詳細構成の一例を示す図である。 両モータ走行中における制御状態の一例を共線図上に示す図である。 ＨＶ走行中における制御状態の一例を共線図上に示す図である。 両モータ走行からＨＶ走行へ移行する際における制御状態の一例を共線図上に示す図である。 ＥＶ−ＡＵＴＯモード中における走行パワーと走行態様との対応関係の一例を模式的に示す図である。 制御装置がＥＶ−ＡＵＴＯモード中に実行する処理手順の一例を示すフローチャート（その２）である。

以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

［実施の形態１］
図１は、本実施の形態１による車両制御システム１の全体構成の一例を模式的に示す図である。車両制御システム１は、複数の車両１０と、クラウドサーバ３０とを含む。

車両１０の各々は、クラウドサーバ３０との間で無線通信可能に構成される、いわゆるコネクティッド車両である。車両１０の各々は、現在位置、走行負荷（走行パワー）などの車両の走行に関する複数の情報（以下、単に「車両走行データ」ともいう）を、所定周期（たとえば数秒程度毎）でクラウドサーバ３０に送信している。

クラウドサーバ３０は、各車両１０から受信した情報（上述の車両走行データ等）を、各車両１０毎に層別して蓄積する。クラウドサーバ３０は、各車両１０からの要求に応じて、車両１０から要求されたデータをその車両１０に送信可能に構成される。

以下では、車両１０のうち、本開示による制御を実行する車両を「自車１１」とも記載し、自車１１以外の車両１０を「他車１２」とも記載する。本実施の形態において、自車１１は、駆動力源としてモータとエンジンとを備えるハイブリッッド車両である。他車１２は、クラウドサーバ３０に対して上記の車両走行データを送信可能な車両であれば特に車両タイプは限定されず、たとえば、ハイブリッッド車両であってもよいし、駆動力源としてモータを備える電気自動車あるいは燃料電池自動車であってもよいし、駆動力源としてエンジンを備える従来の車両（エンジン車両）であってもよい。

図２は、車両１０およびクラウドサーバ３０の構成の一例をより詳細に示す図である。図２に示す例では、自車１１は、いわゆるプラグインハイブリッッド車両である。具体的には、自車１１は、インレット１３と、充電器１４と、蓄電装置１５と、駆動装置１６と、通信装置１７と、ＨＭＩ（Human Machine Interface）装置１８と、制御装置１９と、ＧＰＳ（Global Positioning System）モジュール１００とを含む。クラウドサーバ３０は、通信装置３１と、管理装置３２と、メモリ３３とを備える。

インレット１３は、車両外部の給電設備４１のコネクタ４２と接続可能に構成される。充電器１４は、インレット１３と蓄電装置１５との間に設けられ、給電設備４１から入力される外部電力を蓄電装置１５に充電可能な電力に変換し、変換された電力を蓄電装置１５へ出力する。以下、外部電力を用いた蓄電装置１５の充電を「外部充電」ともいう。

蓄電装置１５は、再充電可能に構成された、たとえばニッケル水素電池やリチウムイオン電池等の二次電池である。なお、蓄電装置１５は、大容量のキャパシタであってもよい。

駆動装置１６は、車両１０の駆動力を発生する。駆動装置１６は、エンジン１６Ａと、第１ＭＧ（Motor Generator）１６Ｂと、第２ＭＧ１６Ｃと、動力分割装置１６Ｄと、ＰＣＵ（Power Control Unit）１６Ｅとを含む。

エンジン１６Ａは、たとえば、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関である。エンジン１６Ａは、制御装置１９からの制御信号により制御される。エンジン１６Ａが発生する動力は、動力分割装置１６Ｄによって、駆動輪へ伝達される経路と、第１ＭＧ１６Ｂへ伝達される経路とに分割される。

第１ＭＧ１６Ｂおよび第２ＭＧ１６Ｃは、ＰＣＵ１６Ｅによって駆動される三相交流回転電機である。第１ＭＧ１６Ｂは、動力分割装置１６Ｄによって分割されたエンジン１６Ａの動力を用いて発電する。第２ＭＧ１６Ｃは、蓄電装置１５に蓄えられた電力および第１ＭＧ１６Ｂにより発電された電力の少なくとも一方を用いて自車１１の駆動力を発生する。また、第２ＭＧ１６Ｃは、アクセルオフ状態（ユーザがアクセルペダルを踏んでいない状態）での惰性走行中において、駆動輪から伝達される車両１０の運動エネルギを用いて回生発電する。第２ＭＧ１６Ｃが発電した回生電力は蓄電装置１５に回収される。

動力分割装置１６Ｄは、エンジン１６Ａ、第１ＭＧ１６Ｂおよび第２ＭＧ１６Ｃを機械的に連結する、遊星歯車機構を含む（後述の図７参照）。

ＰＣＵ１６Ｅは、蓄電装置１５に蓄えられた直流電力を第１ＭＧ１６Ｂおよび第２ＭＧ１６Ｃを駆動可能な交流電力に変換する。また、ＰＣＵ１６Ｅは、第１ＭＧ１６Ｂおよび第２ＭＧ１６Ｃで発電された交流電力を蓄電装置１５に充電可能な直流電力に変換する。

通信装置１７は、クラウドサーバ３０の通信装置３１との間で無線通信可能に構成される。通信装置１７は、制御装置１９と通信線で接続されており、制御装置１９から伝達された情報（上述の車両走行データ等）をクラウドサーバ３０に送信したり、クラウドサーバ３０から受信した情報を制御装置１９に伝達したりする。

ＨＭＩ装置１８は、車両１０に関するさまざまな情報をユーザに提供したり、ユーザの操作を受け付けたりする装置である。ＨＭＩ装置１８は、室内に設けられたディスプレイ、スピーカなどを含む。

ＧＰＳモジュール１００は、衛星測位システムにおいて用いられる受信装置である。ＧＰＳモジュール１００は、受信された信号に基づいて車両１０の現在位置を算出し、算出結果を制御装置１９に出力する。なお、ＧＰＳモジュール１００は、地図データベースを備えたナビゲーション装置に組み込まれていてもよい。

さらに、図示していないが、車両１０は、車速を検出する車速センサ、蓄電装置１５の状態（電圧、電流、温度など）を検出する監視センサ、車両１０の加速度を検出する加速度センサなど、車両１０の制御に必要なさまざまな物理量を検出するための複数のセンサを備える。これらの各センサは検出結果を制御装置１９に出力する。

制御装置１９は、図示しないＣＰＵおよびメモリを内蔵し、当該メモリに記憶された情報や各センサからの情報に基づいて車両１０の各機器（充電器１４、駆動装置１６、通信装置１７、ＨＭＩ装置１８など）を制御する。

クラウドサーバ３０は、各車両１０の車両走行データを集約可能に構成される。具体的には、クラウドサーバ３０は、上述のように、通信装置３１と、管理装置３２と、メモリ３３とを備える。

通信装置３１は、車両１０の通信装置１７との間で無線通信可能に構成される。通信装置３１は、管理装置３２と通信線で接続されており、管理装置３２から伝達された情報を車両１０に送信したり、車両１０から受信した情報（上述の車両走行データ等）を管理装置３２に伝達したりする。

管理装置３２は、図示しないＣＰＵを内蔵し、各車両１０から受信した車両走行データ等の情報をメモリ３３に記憶する。また、管理装置３２は、メモリ３３に記憶された各車両１０の車両走行データを用いてさまざまな演算を行なう。たとえば、管理装置３２は、各車両１０からの要求に応じて、各車両１０の走行経路と走行負荷との対応関係を示すデータ（以下「走行負荷データ」ともいう）をメモリ３３に記憶された情報を用いて演算し、その演算結果を各車両１０に送信する（後述の図５等参照）。

＜車両の制御モード＞
車両１０の制御装置１９は、ＣＤモードおよびＣＳ（Charge Sustaining）モードのいずれかを選択し、選択されたモードに応じて駆動装置１６（エンジン１６Ａ、ＰＣＵ１６Ｅ等）を制御する。

ＣＤモードとは、蓄電装置１５のＳＯＣ（State Of Charge）を消費する制御モードである。ＣＳモードとはＳＯＣを所定の範囲に維持する制御モードである。ＣＤモードおよびＣＳモードについては後程詳しく説明する。

制御装置１９は、蓄電装置１５のＳＯＣが所定値Ｓｔｇに低下するまではＣＤモードを選択し、ＳＯＣが所定値Ｓｔｇに低下した後はＣＳモードを選択する。本実施の形態による自車１１においては、３種類のＣＤモードおよび１種類のＣＳモードが用意されている。３種類のＣＤモードは、ＥＶ−ＡＵＴＯモード、ＥＶ−ＣＩＴＹモード、および、ＥＶ優先モードである。制御装置１９は、ＣＤモードを選択する場合には、上記の３種類のＣＤモードからいずれか１つを選択する。

図３は、ＣＤモードのうちのＥＶ−ＡＵＴＯモードと、ＣＳモードとを説明するための図である。図３において、横軸は時間を示し、縦軸の上段はＳＯＣの変化の一例を示し、縦軸の中段は要求パワー（ユーザのアクセル操作により要求される走行パワー）の変化の一例を示し、縦軸の下段はエンジン１６Ａの状態の一例を示す。図３に示す例では、外部充電により蓄電装置１５が満充電状態（ＳＯＣ＝ＭＡＸ）となった後、ＥＶ−ＡＵＴＯモード（ＣＤモード）で走行が開始された場合が示されている。

ＥＶ−ＡＵＴＯモードにおいては、基本的には、蓄電装置１５に蓄えられた電力（主には外部充電による電気エネルギ）が消費される。ＥＶ−ＡＵＴＯモードでの走行中においては、ＳＯＣを維持するためにはエンジン１６Ａは作動しない。したがって、減速中の第２ＭＧ１６Ｃの回生電力等により一時的にＳＯＣが増加することはあるものの、結果的に充電よりも放電の割合の方が大きくなり、全体としてはＳＯＣが徐々に減少する。

一方、ＣＳモードにおいては、ＳＯＣが所定の範囲に維持される。一例として、時刻ｔ１において、ＳＯＣが所定値Ｓｔｇに低下すると、ＣＳモードが選択され、その後、ＳＯＣは所定の範囲に維持される。具体的には、制御装置１９は、ＳＯＣが低下するとエンジン１６Ａを作動させ、ＳＯＣが上昇するとエンジン１６Ａを停止させることによってＳＯＣを所定の範囲に維持する。すなわち、ＣＳモードにおいては、ＳＯＣを維持するためにエンジン１６Ａが作動する。

ＥＶ−ＡＵＴＯモードおよびＣＳモードのいずれのモードにおいても、要求パワーが所定のエンジン始動しきい値未満である場合には、エンジン１６Ａが停止され、第２ＭＧ１６Ｃ単独あるいは第１ＭＧ１６Ｂおよび第２ＭＧ１６Ｃの双方（以下、単に「モータ」ともいう）によって走行パワーが生成される（ＥＶ走行）。一方、要求パワーがエンジン始動しきい値以上である場合には、第２ＭＧ１６Ｃおよびエンジン１６Ａによって走行パワーが生成される（ＨＶ走行）。エンジン１６Ａの作動に伴ない第１ＭＧ１６Ｂが発電した電力は、第２ＭＧ１６Ｃに直接供給されたり、蓄電装置１５に蓄えられたりする。なお、ＥＶ−ＡＵＴＯモードにおけるエンジン始動しきい値は、ＣＳモードにおけるエンジン始動しきい値よりも大きい（後述の図４参照）。

このように、ＥＶ−ＡＵＴＯモード（ＣＤモード）においても、要求パワーがエンジン始動しきい値以上である場合には、エンジン１６Ａが作動する。また、要求パワーがエンジン始動しきい値未満であったとしても、エンジン１６Ａを熱源とする温水暖房の要求時およびエンジン１６Ａの暖機時等、エンジン１６Ａの作動が許容される場合もある。一方、ＣＳモードにおいても、ＳＯＣが上昇すればエンジン１６Ａは停止する。すなわち、ＥＶ−ＡＵＴＯモードは、エンジン１６Ａを常時停止させて走行するＥＶ走行に限定されるものではなく、ＣＳモードも、エンジン１６Ａを常時作動させて走行するＨＶ走行に限定されるものではない。ＥＶ−ＡＵＴＯモードにおいても、ＣＳモードにおいても、ＥＶ走行とＨＶ走行とが可能である。

自車１１においては、ＣＤモードとして、上記のＥＶ−ＡＵＴＯモードに加えて、ＥＶ−ＣＩＴＹモードおよびＥＶ優先モードが用意されている。

図４は、各モードの走行パワーとその生成源の一例を模式的に示す図である。ＣＳモードにおいては、要求パワーがエンジン始動しきい値Ｐ１未満である場合には、モータによって走行パワーが生成され、要求パワーがエンジン始動しきい値Ｐ１以上である場合には、モータおよびエンジン１６Ａによって走行パワーが生成される。ＣＳモードの上限走行パワーは所定値Ｐ５に設定される。

ＥＶ−ＡＵＴＯモードにおいても、ＣＳモードと同様、エンジン１６Ａの作動が許容されるが、ＥＶ−ＡＵＴＯモードにおけるエンジン始動しきい値Ｐ３は、ＣＳモードにおけるエンジン始動しきい値Ｐ１よりも大きい値に設定されている。これにより、ＥＶ−ＡＵＴＯモードにおいては、ＣＳモードに比べて、モータによる走行領域が拡大されている。具体的には、要求パワーがエンジン始動しきい値Ｐ３（Ｐ３＞Ｐ１）未満である場合には、モータによって走行パワーが生成され、要求パワーがエンジン始動しきい値Ｐ３以上である場合には、モータおよびエンジン１６Ａによって走行パワーが生成される。なお、ＥＶ−ＡＵＴＯモードの上限走行パワーは、ＣＳモードと同様、所定値Ｐ５に設定される。

ＥＶ優先モードにおいては、走行パワーを得るためにはエンジン１６Ａの作動は許容されず、かつ上限走行パワーがＥＶ−ＡＵＴＯモードにおけるエンジン始動しきい値Ｐ３よりも大きい所定値Ｐ４に設定される。したがって、ＥＶ優先モードにおいては、所定値Ｐ４未満の範囲でモータによって走行パワーが生成され、要求パワーが所定値Ｐ４以上になったとしてもエンジン１６Ａは作動しない。

ＥＶ−ＣＩＴＹモードにおいては、走行パワーを得るためにはエンジン１６Ａの作動は許容されず、かつ、上限走行パワーがＥＶ−ＡＵＴＯモードにおけるエンジン始動しきい値Ｐ３よりも小さい所定値Ｐ２に設定される。したがって、ＥＶ−ＣＩＴＹモードにおいては、所定値Ｐ２未満の範囲でモータによって走行パワーが生成され、要求パワーが所定値Ｐ２以上になったとしてもエンジン１６Ａは作動しない。

＜制御モードの選択＞
上述のように、自車１１においては、蓄電装置１５のＳＯＣが所定値Ｓｔｇに低下するまでは、ＣＤモードが選択される。ＣＤモードでの走行中において、ユーザは、ＨＭＩ装置１８あるいは図示しないモード選択用スイッチなどに対してモード選択操作を行なうことによって、上記３つのＣＤモード（ＥＶ−ＡＵＴＯモード、ＥＶ−ＣＩＴＹモード、およびＥＶ優先モード）のうちのいずれか１つを選択することができる。

たとえば、ユーザは、自車１１の走行負荷履歴などを考慮して自車１１の走行予定経路の走行負荷を把握し、把握された走行負荷に応じてモードを選択することができる。

しかしながら、自車１１が走行したことのない経路においては、ユーザは、走行予定経路の走行負荷を正確には把握できない。その結果、選択されたモードが実際の走行負荷に応じた適切なモードではなく、要求パワーをレスポンスよく出力することができなくなることが懸念される。

上記の点に鑑み、本実施の形態による自車１１の制御装置１９は、クラウドサーバ３０に集約された複数の車両１０（他車１２）の走行負荷データを用いて、自車１１の走行予定経路の走行負荷を算出する。これにより、走行予定経路が自車１１の走行したことのない経路であったとしても、走行予定経路の走行負荷を精度よく算出することができる。そして、制御装置１９は、ユーザによるモード選択操作の有無に関わらず、算出された走行負荷に応じて、選択されるモード（以下、単に「選択モード」ともいう）を自動的に変更する。

たとえば、制御装置１９は、ＥＶ優先モード中において、走行予定経路の走行負荷がしきい値よりも大きいエリア（以下「高負荷エリア」ともいう）があると判定された場合、自車１１が高負荷エリアを走行する前に予め選択モードをＥＶ優先モードからＥＶ−ＡＵＴＯモードに変更する。ＥＶ優先モードではエンジン１６Ａは作動しないのに対し、ＥＶ−ＡＵＴＯモードでは要求パワーがエンジン始動しきい値Ｐ３以上である場合にエンジン１６Ａが作動される。言い換えれば、ＥＶ−ＡＵＴＯモードは、ＥＶ優先モードよりもエンジン１６Ａの始動条件が成立し易いモードといえる。また、ＥＶ−ＡＵＴＯモードの上限走行パワーＰ５は、ＥＶ優先モードの上限走行パワーＰ４よりも大きい。したがって、選択モードをＥＶ優先モードからＥＶ−ＡＵＴＯモードに予め変更しておくことによって、自車１１が高負荷エリアを走行する前にエンジン１６Ａを始動して上限走行パワーを所定値Ｐ４から所定値Ｐ５（Ｐ５＞Ｐ４）に増加させておくことができる。その結果、自車１１が高負荷エリアを走行する際に、要求パワーをレスポンスよく出力することができる。

図５は、自車１１の制御装置１９がＥＶ優先モード中に実行する処理手順の一例を示すフローチャートである。このフローチャートは、所定周期で繰り返し実行される。なお、図５には、自車１１の制御装置１９の処理に加えて、制御装置１９の処理に応じてクラウドサーバ３０（管理装置３２）が行なう処理についても併せて示される。

自車１１の制御装置１９は、ＥＶ優先モード中において、走行負荷リクエストをクラウドサーバ３０に送信する（ステップＳ１０）。走行負荷リクエストとは、クラウドサーバ３０に対して、自車１１の走行予定経路の走行負荷データを自車１１に送信するように要求する信号である。走行負荷リクエストには、自車１１を特定するために車両識別情報、自車１１の走行予定経路を特定するための経路情報などが含まれる。なお、経路情報は、たとえば自車１１の現在位置および進行方向とすることができる。これにより、クラウドサーバ３０側で自車１１の走行予定経路を予測することができる。また、経路情報は、自車１１の目的地が設定される場合には、自車１１の現在位置および目的地（自車１１がナビゲーション装置を備える場合にはナビゲーション装置が演算した走行予定経路でもよい）とすることができる。これにより、クラウドサーバ３０側で自車１１の走行予定経路を把握することができる。

クラウドサーバ３０は、自車１１から走行負荷リクエストを受信したことに応じて、走行負荷リクエストに含まれる経路情報から自車１１の走行予定経路を予測あるいは把握し、得られた走行予定経路の走行負荷データを集約する（ステップＳ１００）。具体的には、クラウドサーバ３０は、走行予定経路と同じ走行経路の走行負荷をメモリ３３に記憶された各車両１０の走行負荷データから集約（抽出）し、集約された走行負荷を走行予定経路の走行負荷データとする。そして、クラウドサーバ３０は、集約された走行予定経路の走行負荷データを自車１１に送信する（ステップＳ１０２）。

自車１１の制御装置１９は、クラウドサーバ３０から走行予定経路の走行負荷データを受信したことに応じて、走行予定経路の走行負荷を算出する（ステップＳ１２）。たとえば、クラウドサーバ３０から受信した走行負荷データに、ハイブリッッド車両（プラグインハイブリッド車両を含む）、電気自動車、通常のエンジン車両のデータが含まれる場合、制御装置１９は、自車１１の車両タイプであるハイブリッッド車両のデータを抽出し、抽出されたデータから走行予定経路の走行負荷を算出する。

次いで、自車１１の制御装置１９は、算出された走行予定経路の走行負荷がしきい値よりも大きい高負荷エリアがあるか否かを判定する（ステップＳ１４）。

走行予定経路の走行負荷がしきい値よりも大きい高負荷エリアがあると判定された場合（ステップＳ１４にてＹＥＳ）、自車１１の制御装置１９は、予め選択モードをＥＶ優先モードからＥＶ−ＡＵＴＯモードに変更する（ステップＳ１６）。これにより、自車１１が高負荷エリアを走行する前に予めエンジン１６Ａを始動して上限走行パワーを大きくしておくことができる。

一方、走行予定経路の走行負荷がしきい値よりも大きい高負荷エリアがあると判定されない場合（ステップＳ１４にてＮＯ）、自車１１の制御装置１９は、ＥＶ優先モードを継続する（ステップＳ１８）。

図６は、自車１１の制御装置１９がＥＶ−ＡＵＴＯモード中に実行する処理手順の一例を示すフローチャートである。なお、図６に示したステップのうち、前述の図５に示したステップと同じ番号を付しているステップについては、既に説明したため詳細な説明はここでは繰り返さない。

自車１１の制御装置１９は、ＥＶ−ＡＵＴＯモード中において、走行負荷リクエストをクラウドサーバ３０に送信する（ステップＳ１０）。クラウドサーバ３０は、自車１１から走行負荷リクエストを受信したことに応じて走行予定経路の走行負荷データを集約し（ステップＳ１００）、集約された走行予定経路の走行負荷データを自車１１に送信する（ステップＳ１０２）。

自車１１の制御装置１９は、クラウドサーバ３０から走行予定経路の走行負荷データを受信したことに応じて走行予定経路の走行負荷を算出し（ステップＳ１２）、算出された走行予定経路の走行負荷がしきい値よりも小さいか否かを判定する（ステップＳ２０）。

走行予定経路の走行負荷がしきい値よりも小さい場合（ステップＳ２０にてＹＥＳ）、自車１１の制御装置１９は、選択モードをＥＶ−ＡＵＴＯモードからＥＶ優先モードに変更する（ステップＳ２２）。これにより、走行負荷の低いエリアを走行する際にエンジン１６Ａが作動することが抑制され、燃費が向上し得る。

一方、走行予定経路の走行負荷がしきい値よりも大きい場合（ステップＳ２０にてＮＯ）、自車１１の制御装置１９は、ＥＶ−ＡＵＴＯモードを継続する（ステップＳ２４）。

以上のように、本実施の形態による自車１１の制御装置１９は、クラウドサーバ３０に集約された複数の車両１０（他車１２）の走行負荷データを用いて、自車１１の走行予定経路の走行負荷を算出する。そして、制御装置１９は、ＥＶ優先モード中において、走行予定経路の走行負荷がしきい値よりも大きい高負荷エリアがあると判定された場合、選択モードを、ＥＶ優先モードから、エンジン１６Ａの始動条件が成立し易くかつ上限走行パワーがより大きいＥＶ−ＡＵＴＯモードに変更する。これにより、自車１１が高負荷エリアを走行する前に予めエンジン１６Ａを始動して上限走行パワーを大きくしておくことができる。その結果、自車１１が高負荷エリアを走行する際に、要求パワーをレスポンスよく出力することができる。

＜変形例１＞
上述の実施の形態においては、ＥＶ優先モード中に走行予定経路の走行負荷がしきい値よりも大きいと判定された場合、ＥＶ優先モードよりもエンジン１６Ａの始動条件が成立し易くかつ上限走行パワーが大きいＥＶ−ＡＵＴＯモードに変更するする例を示した。

しかしながら、変更前のモードおよび変更後のモードは、それぞれＥＶ優先モードおよびＥＶ−ＡＵＴＯモードに限定されない。

たとえば、変更前のモードに対して、エンジン１６Ａの始動条件が同じで、上限走行パワーが大きいモードに変更するようにしてもよい。具体的には、エンジン１６Ａの作動が許容されておらず、上限走行パワーが所定値Ｐ２である「ＥＶ−ＣＩＴＹモード」中に走行予定経路の走行負荷がしきい値よりも大きいと判定された場合、同じくエンジン１６Ａの作動が許容されておらず、かつ上限走行パワーが所定値Ｐ２よりも大きい所定値Ｐ４である「ＥＶ優先モード」に変更するようにしてもよい。このようにしても、自車１１が高負荷エリアを走行する前に上限走行パワーを大きくしておくことができるため、要求パワーをレスポンスよく出力することができる。

また、たとえば、変更前のモードに対して、エンジン１６Ａの始動条件が成立し易く、かつ上限走行パワーが同じモードに変更するようにしてもよい。具体的には、要求パワーがエンジン始動しきい値Ｐ３以上である場合にエンジン１６Ａが作動され、かつ上限走行パワーが所定値Ｐ５である「ＥＶ−ＡＵＴＯモード」中に走行予定経路の走行負荷がしきい値よりも大きいと判定された場合、要求パワーがエンジン始動しきい値Ｐ１（Ｐ１＜Ｐ３）以上である場合にエンジン１６Ａが作動され（すなわちエンジン１６Ａの始動条件が成立し易く）、かつ上限走行パワーが同じ所定値Ｐ５である「ＣＳモード」に変更するようにしてもよい。このようにしても、自車１１が高負荷エリアを走行する前にエンジン１６Ａを予め始動しておくことができる（エンジン１６Ａの始動に伴う応答遅れを回避できる）ため、要求パワーをレスポンスよく出力することができる。

＜変形例２＞
上述の図５、６のフローチャートにおいては、走行予定経路の走行負荷を算出する処理（ステップＳ１２）および走行予定経路の走行負荷としきい値とを比較する処理（ステップＳ１４、Ｓ２０）を、自車１１が実行する例を説明した。しかしながら、これらの処理をクラウドサーバ３０が行なうようにしてもよい。たとえば、走行負荷リクエストを受信したクラウドサーバ３０が走行予定経路の走行負荷を算出し、走行予定経路の走行負荷としきい値との比較結果を自車１１に送信するようにしてもよい。この場合、自車１１は、クラウドサーバ３０から受信した比較結果に応じてモードを変更するようにすればよい。

［実施の形態２］
上述の実施の形態１による制御装置１９は、ＥＶ優先モード中に走行予定経路の走行負荷がしきい値よりも大きいと判定される場合にＥＶ−ＡＵＴＯモードに変更する処理を行なった。

これに対し、本実施の形態２による制御装置１９は、上記の処理に加えて、両モータ走行禁止処理を行なう。その他の構造、機能、処理は、前述の実施の形態１と同じであるため、ここでの詳細な説明は繰返さない。

両モータ走行禁止処理とは、両モータ走行およびエンジン１６Ａの作動が許容されるモード（ＥＶ−ＡＵＴＯモードあるいはＣＳモード）中において、走行予定経路の走行負荷がしきい値よりも大きいと判定される場合に、両モータ走行を禁止する処理である。なお、以下では、主に、ＥＶ−ＡＵＴＯモード中の両モータ走行禁止処理について説明するが、ＣＳモード中においても同様の両モータ走行禁止処理を実行可能である。

両モータ走行とは、エンジン１６Ａを停止した状態で、第１ＭＧ１６Ｂおよび第２ＭＧ１６Ｃの両方の動力を用いて駆動輪９０を回転させる走行モードである。

以下、自車１１の駆動装置１６の詳細構成、両モータ走行を含む自車１１の走行態様、および両モータ走行禁止処理について、順に説明する。

＜駆動装置の詳細構成＞
図７は、自車１１の駆動装置１６の詳細構成の一例を示す図である。駆動装置１６は、上述のエンジン１６Ａ、第１ＭＧ１６Ｂ、第２ＭＧ１６Ｃ、および動力分割装置１６Ｄに加えて、カウンタ軸（出力軸）７０、デファレンシャルギヤ８０、および駆動輪９０を含む。

図７に示す例では、第１ＭＧ１６Ｂの回転軸は、エンジン１６Ａのクランク軸と同軸上に配置されている。第２ＭＧ１６Ｃの回転軸は、第１ＭＧ１６Ｂの回転軸と平行に配置される。カウンタ軸７０は、第１ＭＧ１６Ｂの回転軸および第２ＭＧ１６Ｃの回転軸と平行に配置される。

動力分割装置１６Ｄは、サンギヤＳと、ピニオンギヤＰと、キャリアＣＡと、リングギヤＲとを含むシングルピニオン式の遊星歯車機構と、ワンウェイクラッチＯＷＣとを備える。キャリアＣＡは、エンジン１６Ａのクランク軸と連結される。ピニオンギヤＰは、サンギヤＳとリングギヤＲとの間に配置され、サンギヤＳおよびリングギヤＲとそれぞれ噛み合う。ピニオンギヤＰは、キャリアＣＡによって自転および公転可能に支持される。

サンギヤＳの回転速度（すなわち第１ＭＧ１６Ｂの回転速度）、キャリアＣＡの回転速度（すなわちエンジン１６Ａの回転速度）、リングギヤＲの回転速度は、後述するように、共線図上で直線で結ばれる関係（すなわち、いずれか２つの回転速度が決まれば残りの回転速度も決まる関係）になる。

ワンウェイクラッチＯＷＣは、エンジン１６Ａのクランク軸に連結され、クランク軸の正方向への回転を許容し、負方向への回転を抑制する。

エンジン１６Ａおよび第１ＭＧ１６Ｂの動力は、動力分割装置１６Ｄを介してカウンタ軸７０に伝達される。また、第２ＭＧ１６Ｃの動力も、カウンタ軸７０に伝達される。そして、カウンタ軸７０は、デファレンシャルギヤ８０を介して左右の駆動輪９０に連結される。

＜車両の走行態様＞
本実施の形態による自車１１は、ＥＶ走行（モータ走行）と、ＨＶ走行（ハイブリッド走行）のいずれかの走行態様で走行可能である。ＥＶ走行は、さらに、単モータ走行と両モータ走行とに細分化される。単モータ走行では、自車１１は、第２ＭＧ１６Ｃのみ動力で走行する。両モータ走行では、自車１１は、第１ＭＧ１６Ｂおよび第２ＭＧ１６Ｃの両方の動力で走行する。

図８は、両モータ走行中におけるエンジン１６Ａ、第１ＭＧ１６Ｂおよび第２ＭＧ１６Ｃの制御状態の一例を動力分割装置１６Ｄの共線図上に示す図である。図９は、ＨＶ走行中におけるエンジン１６Ａ、第１ＭＧ１６Ｂおよび第２ＭＧ１６Ｃの制御状態の一例を動力分割装置１６Ｄの共線図上に示す図である。図８、図９に示す「Ｓ」、「ＣＡ」、「Ｒ」、「ＯＷＣ」は、それぞれ動力分割装置１６ＤのサンギヤＳ、キャリアＣＡ、リングギヤＲ、ワンウェイクラッチＯＷＣを示す。

図８を参照して、両モータ走行中に自車１１が前進走行している場合の制御状態について説明する。両モータ走行では、エンジン１６Ａは停止されるとともに、ワンウェイクラッチＯＷＣによってエンジン１６Ａの負方向への回転が規制される。この状態で、制御装置１９は、第１ＭＧ１６Ｂおよび第２ＭＧ１６Ｃをモータとして動作させる。

具体的には、制御装置１９は、第２ＭＧ１６Ｃのトルク（以下「第２ＭＧトルクＴｍ２」ともいう）を正方向に作用させるとともに、第１ＭＧ１６Ｂのトルク（以下「第１ＭＧトルクＴｍ１」ともいう）を負方向に作用させる。第２ＭＧトルクＴｍ２は、カウンタ軸７０に伝達され、車両１０の駆動力として作用する。第１ＭＧトルクＴｍ１は、キャリアＣＡを支点としてリングギヤＲに伝達される。リングギヤＲに伝達される第１ＭＧトルクＴｍ１（以下「第１ＭＧ伝達トルクＴｍ１ｃ」という）は、正方向に作用し、カウンタ軸７０に伝達される。そのため、両モータ走行では、第１ＭＧ伝達トルクＴｍ１ｃと第２ＭＧトルクＴｍ２とを用いて、自車１１は走行する。

図９を参照して、ＨＶ走行中に自車１１が前進走行している場合の制御状態について説明する。ＨＶ走行では、制御装置１９は、エンジン１６Ａを作動させるとともに、第２ＭＧ１６Ｃをモータとして動作させる。この状態で、制御装置１９は、第１ＭＧトルクＴｍ１を負方向に作用させる。これにより、第１ＭＧトルクＴｍ１は、キャリアＣＡに入力されたエンジン１６Ａのトルク（以下「エンジントルクＴｅ」ともいう）をリングギヤＲに伝達するための反力トルクとして作用する。

リングギヤＲに伝達されたエンジントルクＴｅ（以下「エンジン伝達トルクＴｅｃ」という）は、カウンタ軸７０に伝達され、車両１０の駆動力として作用する。また、第２ＭＧトルクＴｍ２は、カウンタ軸７０に伝達され、車両１０の駆動力として作用する。したがって、ＨＶ走行では、エンジン伝達トルクＴｅｃと第２ＭＧトルクＴｍ２とを用いて、自車１１は走行する。

ＥＶ−ＡＵＴＯモードにおいては、要求パワーがエンジン始動しきい値Ｐ３未満である場合にモータによって走行パワーが生成されるＥＶ走行が行われ、要求パワーがエンジン始動しきい値Ｐ３以上である場合にモータおよびエンジン１６Ａによって走行パワーが生成されるＨＶ走行が行われる（上述の図４参照）。

また、ＥＶ走行中（要求パワーがエンジン始動しきい値Ｐ３未満である場合）において、要求パワーがしきい値Ｐ６（Ｐ６＜Ｐ３）未満である場合に単モータ走行が行われ、要求パワーがしきい値Ｐ６以上である場合には両モータ走行が行われる。したがって、ＥＶ−ＡＵＴＯモード中における自車１１の走行態様は、通常時（両モータ走行が禁止されない場合）においては、要求パワーの増加に伴って、単モータ走行、両モータ走行、ＨＶ走行の順に切り替えられることになる。

＜両モータ走行禁止処理＞
上述のように、ＥＶ−ＡＵＴＯモード中における自車１１の走行態様は、通常時（両モータ走行が禁止されない場合）においては、要求パワーの増加に伴って両モータ走行からＨＶ走行に切り替えられるシーンが生じ得る。

しかしながら、両モータ走行からＨＶ走行へ移行するには、停止中のエンジン１６Ａを第１ＭＧトルクＴｍ１を用いてクランキングして始動させる必要がある。この際、駆動トルクが一時的に急減する現象（以下「トルク抜け」ともいう）が生じることが懸念される。

図１０は、両モータ走行からＨＶ走行へ移行する際におけるエンジン１６Ａ、第１ＭＧ１６Ｂおよび第２ＭＧ１６Ｃの制御状態の一例を動力分割装置１６Ｄの共線図上に示す図である。

両モータ走行からＨＶ走行へ移行する際には、制御装置１９は、負方向に作用させていた第１ＭＧトルクＴｍ１を正方向に作用させる。これにより、エンジン１６Ａがクランキングされる。この際、リングギヤＲには、エンジン１６Ａのフリクションの反力として負方向のトルクが作用することになる。すなわち、要求パワーの増加に伴って両モータ走行からＨＶ走行へ移行しようとすると、エンジン１６Ａをクランキングする際に、正方向に作用していた第１ＭＧ伝達トルクＴｍ１ｃが一時的に負方向に作用することになる。その結果、ユーザがアクセル操作量を大きくして要求パワーを増加させているにも関わらず上記のトルク抜けが発生することになるため、ユーザに違和感を与えてしまうおそれがある。

上記の点に鑑み、本実施の形態２による制御装置１９は、ＥＶ−ＡＵＴＯモード中において、クラウドサーバ３０に集約された走行負荷データを用いて算出された走行予定経路の走行負荷がしきい値（たとえばエンジン始動しきい値Ｐ３）よりも大きい高負荷エリアがあると判定される場合には、予め両モータ走行を禁止する。これにより、上記のトルク抜けを未然に防止することができる。

図１１は、ＥＶ−ＡＵＴＯモード中における走行パワーと走行態様との対応関係の一例を模式的に示す図である。

走行予定経路の走行負荷がしきい値（たとえばエンジン始動しきい値Ｐ３）よりも大きいと判定される場合、要求パワーがエンジン始動しきい値Ｐ３を超える可能性は低いため、制御装置１９は、両モータ走行許容モードを選択する。両モータ走行許容モードでは、制御装置１９は、通常どおり、要求パワーがエンジン始動しきい値Ｐ３未満である場合にＥＶ走行を行なう。そして、ＥＶ走行中において、要求パワーがしきい値Ｐ６（Ｐ６＜Ｐ３）未満である場合に単モータ走行を行ない、要求パワーがしきい値Ｐ６以上である場合には両モータ走行を行なう。なお、万が一、要求パワーがエンジン始動しきい値Ｐ３を超えた場合には、制御装置１９は、エンジン１６ＡをクランキングしてＨＶ走行へ移行する。

一方、走行予定経路の走行負荷がしきい値（たとえばエンジン始動しきい値Ｐ３）よりも大きいと判定される場合、高負荷エリアを走行する際に要求パワーがエンジン始動しきい値Ｐ３を超える可能性が高いため、制御装置１９は、両モータ走行禁止モードを選択する。両モータ走行禁止モードでは、制御装置１９は、要求パワーがしきい値Ｐ６未満である場合に単モータ走行を行ない、要求パワーがしきい値Ｐ６以上である場合には両モータ走行を行なうことなく、エンジン１６ＡをクランキングしてＨＶ走行へ移行する。これにより、両モータ走行からＨＶ走行への移行が生じなくなるため、上記のトルク抜けは生じない。その結果、トルク抜けを未然に防止することができる。

なお、両モータ走行禁止モードにおけるエンジン始動しきい値Ｐ６は、両モータ走行許容モードにおけるエンジン始動しきい値Ｐ３よりも低い。したがって、両モータ走行禁止モードは、両モータ走行許容モードよりも、エンジン１６Ａの始動条件が成立し易いモードである。

図１２は、本実施の形態２による自車１１の制御装置１９がＥＶ−ＡＵＴＯモード中に実行する処理手順の一例を示すフローチャートである。なお、図１２に示したステップのうち、前述の図５に示したステップと同じ番号を付しているステップについては、既に説明したため詳細な説明はここでは繰り返さない。

自車１１の制御装置１９は、クラウドサーバ３０から走行予定経路の走行負荷データを受信したことに応じて走行予定経路の走行負荷を算出し（ステップＳ１２）、算出された走行予定経路の走行負荷がしきい値よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ３０）。

走行予定経路の走行負荷がしきい値よりも大きいと判定されない場合（ステップＳ３０にてＮＯ）、自車１１の制御装置１９は、両モータ走行許容モードを選択する（ステップＳ３４）。

一方、走行予定経路の走行負荷がしきい値よりも大きいと判定される場合（ステップＳ３０にてＹＥＳ）、自車１１の制御装置１９は、両モータ走行禁止モードを選択する（ステップＳ３２）。これにより、トルク抜けが未然に防止される。

以上のように、本実施の形態２による制御装置１９は、クラウドサーバ３０に集約された走行負荷データを用いて算出された走行予定経路の走行負荷がしきい値よりも大きいと判定される場合には、予め両モータ走行を禁止する。これにより、両モータ走行からＨＶ走行への移行を生じない状態となる。その結果、トルク抜けを未然に防止することができる。

上述した実施の形態１、２および変形例１、２については、技術的に矛盾が生じない範囲で適宜組合せることが可能である。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 車両制御システム、１０ 車両、１１ 自車、１２ 他車、１３ インレット、１４ 充電器、１５ 蓄電装置、１６ 駆動装置、１６Ａ エンジン、１６Ｂ 第１ＭＧ、１６Ｃ 第２ＭＧ、１６Ｄ 動力分割装置、１７，３１ 通信装置、１８ ＨＭＩ装置、１９ 制御装置、３０ クラウドサーバ、３２ 管理装置、３３ メモリ、４１ 給電設備、４２ コネクタ、７０ カウンタ軸、８０ デファレンシャルギヤ、９０ 駆動輪、１００ ＧＰＳモジュール。

Claims (1)

1. エンジンおよび回転電機の少なくとも一方の動力を用いて走行可能なハイブリッド車両であって、
   複数の他車の走行負荷データを集約可能に構成された外部サーバと通信可能に構成された通信装置と、
   前記エンジンの始動条件および前記ハイブリッド車両の上限走行パワーの少なくとも一方が異なる複数のモードのうちから選択された選択モードで前記エンジンおよび前記回転電機を制御可能に構成された制御装置とを備え、
   前記制御装置は、前記外部サーバに集約された前記他車の前記走行負荷データを用いて算出される前記ハイブリッド車両の走行予定経路の走行負荷がしきい値よりも大きい場合、前記選択モードを第１モードよりも前記エンジンの始動条件が成立し易い第２モードにする処理、または、前記選択モードを第３モードよりも前記上限走行パワーが大きい第４モードにする処理を実行する、ハイブリッド車両。

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