JP2018192912A - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】バッテリの充電電力を効率良く使用した燃費の良い運転を行う。【解決手段】車両１００の制御装置２００が、目的地までの予想走行ルートを算出する予想走行ルート算出部と、予想走行ルートに関する情報と目的地設定時のバッテリ５０の充電量とに基づいて、予想走行ルート上の各地点におけるバッテリの目標充電量を設定する目標充電量設定部と、バッテリの充電量が目標充電量となるように、内燃機関１０及び回転電機４０の運転スケジュールを設定する運転スケジュール設定部と、バッテリの充電量と目標充電量との偏差が再設定要求値以上になったときに、運転スケジュールを再設定する運転スケジュール再設定部と、を備える。運転スケジュール再設定部は、予想走行ルートの残りの距離が短いときは、長いときに比べて再設定要求値を小さくするように構成される。【選択図】図１

Description

本発明はハイブリッド車両の制御装置に関する。

特許文献１には、従来のハイブリッド車両の制御装置として、目的地までの走行パターンを予測すると共に、内燃機関の燃料消費量が最小となるように、予測した走行パターンに基づいて、目的地までの内燃機関及びモータの駆動配分、並びにバッテリ充電量を制御するための運転スケジュールを設定するように構成されたものが開示されている。この従来のハイブリッド車両の制御装置は、走行中に検出した実際のバッテリ充電量と、運転スケジュールに含まれる走行区間の目標バッテリ充電量と、の相違が閾値を超えると、現在位置から目的地までの運転スケジュールを再設定するようにさらに構成されており、この運転スケジュールを再設定する際の閾値は固定値とされていた。

特開２００７−５０８８８号公報

しかしながら、運転スケジュールを再設定する際の自由度は、現在位置から目的地までの残りの距離が短くなるほど低くなる傾向にある。したがって、現在位置から目的地までの残りの距離が短くなってから運転スケジュールを再設定しても、目標バッテリ充電量との間に生じた相違を残りの走行区間で修正することができず、目的地到達時点における燃料消費量が当初予定していた燃料消費量よりも多くなって燃費が悪化するおそれがある。すなわち、運転スケジュールを再設定しても、バッテリの充電電力を効率良く使用した燃費の良い運転を行うことができないおそれあれがある。

本発明はこのような問題点に着目してなされたものであり、運転スケジュールを再設定する条件を適切に設定することによって、運転スケジュールを再設定することでバッテリの充電電力を効率良く使用した燃費の良い運転を行うことができるようにすることを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明のある態様によれば、動力源としての内燃機関及び回転電機と、充放電可能なバッテリと、を備えるハイブリッド車両の制御装置が、目的地までの予想走行ルートを算出する予想走行ルート算出部と、目的地までの予想走行ルートに関する情報と、目的地設定時のバッテリの充電量と、に基づいて、予想走行ルート上の各地点におけるバッテリの目標充電量を設定する目標充電量設定部と、予想走行ルート上の各地点におけるバッテリの充電量が、目標充電量となるように、内燃機関及び回転電機の運転スケジュールを設定する運転スケジュール設定部と、予想走行ルート上の各地点におけるバッテリの充電量と、目標充電量と、の偏差が再設定要求値以上になったときに、内燃機関及び回転電機の運転スケジュールを再設定する運転スケジュール再設定部と、を備える。運転スケジュール再設定部は、予想走行ルートの残りの距離が短いときは、長いときに比べて前記再設定要求値を小さくするように構成される。

本発明のこの態様によれば、運転スケジュールを再設定する条件を目的地までの残りの距離に応じた適切な条件に設定することができる。そのため、運転スケジュールを再設定することでバッテリの充電電力を効率良く使用した燃費の良い運転を行うことができる。

図１は、本発明の第１実施形態による車両、及び車両を制御する電子制御ユニットの概略構成図である。 図２は、本発明の第１実施形態による走行モード切替制御について説明するフローチャートである。 図３は、本発明の第１実施形態による通常切替制御について説明するフローチャートである。 図４は、本発明の第１実施形態による最適切替制御について説明するフローチャートである。 図５は、再設定要求値を固定値としていた場合に生じる問題点について説明する図であり、目的地までの残りの距離Ｌが比較的長い段階で運転スケジュールの再設定が行われたときの様子を示す図である。 図６は、再設定要求値を固定値としていた場合に生じる問題点について説明する図であり、目的地までの残りの距離Ｌが比較的短い段階で運転スケジュールの再設定が行われたときの様子を示す図である。 図７は、目的地までの残りの距離に基づいて再設定要求値を算出するためのテーブルである。 図８は、或る地点Ｐから目的地までの走行区間における車両の予想停止回数が多い走行パターンＡと、少ない走行パターンＢと、を比較して示した図である。 図９は、本発明の第２実施形態による最適切替制御について説明するフローチャートである。 図１０は、目的地までの残りの距離と、目的地までの残りの走行区間における予想停止回数とに基づいて、再設定要求値を算出するためのマップである。 図１１は、本発明の第３実施形態による最適切替制御について説明するフローチャートである。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明では、同様な構成要素には同一の参照番号を付す。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態による車両１００、及び車両１００を制御する電子制御ユニット２００の概略構成図である。

車両１００は、内燃機関１０と、動力分割機構２０と、第１回転電機３０と、第２回転電機４０と、バッテリ５０と、昇圧コンバータ６０と、第１インバータ７０と、第２インバータ８０と、ヒューマン・マシン・インターフェース（Human Machine Interface；以下「ＨＭＩ」という。）９０と、地図データベース９５と、ＧＰＳ受信機９６と、外部情報受信装置９７と、を備える。車両１００は、内燃機関１０及び第２回転電機４０の一方又は双方の動力を、最終減速装置１を介して車輪駆動軸２に伝達することができるように構成されたハイブリッド車両である。

内燃機関１０は、機関本体１１に形成された各気筒１２内で燃料を燃焼させて、クランクシャフトに連結された出力軸１３を回転させるための動力を発生させる。本実施形態による内燃機関１０はガソリンエンジンであるが、ディーゼルエンジンにすることもできる。

動力分割機構２０は、内燃機関１０の動力を、車輪駆動軸２を回転させるための動力と、第１回転電機３０を回生駆動させるための動力と、の２系統に分割するための遊星歯車であって、サンギヤ２１と、リングギヤ２２と、ピニオンギヤ２３と、プラネタリキャリア２４と、を備える。

サンギヤ２１は外歯歯車であり、動力分割機構２０の中央に配置される。サンギヤ２１は、第１回転電機３０の回転軸３３と連結されている。

リングギヤ２２は内歯歯車であり、サンギヤ２１と同心円上となるように、サンギヤ２１の周囲に配置される。リングギヤ２２は、第２回転電機４０の回転軸３３と連結される。また、リングギヤ２２には、車輪駆動軸２に対して最終減速装置１を介してリングギヤ２２の回転を伝達するためのドライブギヤ３が一体化されて取り付けられている。

ピニオンギヤ２３は外歯歯車であり、サンギヤ２１及びリングギヤ２２と噛み合うように、サンギヤ２１とリングギヤ２２との間に複数個配置される。

プラネタリキャリア２４は、内燃機関１０の出力軸１３に連結されており、出力軸１３を中心にして回転する。またプラネタリキャリア２４は、プラネタリキャリア２４が回転したときに、各ピニオンギヤ２３が個々に回転（自転）しながらサンギヤ２１の周囲を回転（公転）することができるように、各ピニオンギヤ２３にも連結されている。

第１回転電機３０は、例えば三相の交流同期型のモータジュネレータであり、サンギヤ２１に連結された回転軸３３の外周に取り付けられて複数の永久磁石が外周部に埋設されたロータ３１と、回転磁界を発生させる励磁コイルが巻き付けられたステータ３２と、を備える。第１回転電機３０は、バッテリ５０からの電力供給を受けて力行駆動する電動機としての機能と、内燃機関１０の動力を受けて回生駆動する発電機としての機能と、を有する。

本実施形態では、第１回転電機３０は主に発電機として使用される。そして、内燃機関１０の始動時に出力軸１３を回転させてクランキングを行うときには電動機として使用され、スタータとしての役割を果たす。

第２回転電機４０は、例えば三相の交流同期型のモータジュネレータであり、リングギヤ２２に連結された回転軸４３の外周に取り付けられて複数の永久磁石が外周部に埋設されたロータ４１と、回転磁界を発生させる励磁コイルが巻き付けられたステータ４２と、を備える。第２回転電機４０は、バッテリ５０からの電力供給を受けて力行駆動する電動機としての機能と、車両の減速時などに車輪駆動軸２からの動力を受けて回生駆動する発電機としての機能と、を有する。

バッテリ５０は、例えばニッケル・カドミウム蓄電池やニッケル・水素蓄電池、リチウムイオン電池などの充放電可能な二次電池である。本実施形態では、バッテリ５０として、定格電圧が２００Ｖ程度のリチウムイオン二次電池を使用している。バッテリ５０は、バッテリ５０の充電電力を第１回転電機３０及び第２回転電機４０に供給してそれらを力行駆動することができるように、また、第１回転電機３０及び第２回転電機４０の発電電力をバッテリ５０に充電できるように、昇圧コンバータ６０等を介して第１回転電機３０及び第２回転電機４０に電気的に接続される。

さらにバッテリ５０は、例えば家庭用コンセントなどの外部電源からの充電が可能なように、充電制御回路５１及び充電リッド５２を介して外部電源と電気的に接続可能に構成されている。充電制御回路５１は、電子制御ユニット２００からの制御信号に基づいて、外部電源から供給される交流電流を直流電流に変換し、入力電圧をバッテリ電圧まで昇圧して外部電源の電力をバッテリ５０に充電することが可能な電気回路である。

昇圧コンバータ６０は、電子制御ユニット２００からの制御信号に基づいて一次側端子の端子間電圧を昇圧して二次側端子から出力し、逆に電子制御ユニット２００からの制御信号に基づいて二次側端子の端子間電圧を降圧して一次側端子から出力することが可能な電気回路を備える。昇圧コンバータ６０の一次側端子はバッテリ５０の出力端子に接続され、二次側端子は第１インバータ７０及び第２インバータ８０の直流側端子に接続される。

第１インバータ７０及び第２インバータ８０は、電子制御ユニット２００からの制御信号に基づいて直流側端子から入力された直流電流を交流電流（本実施形態では三相交流電流）に変換して交流側端子から出力し、逆に電子制御ユニット２００からの制御信号に基づいて交流側端子から入力された交流電流を直流電流に変換して直流側端子から出力することが可能な電気回路をそれぞれ備える。第１インバータ７０の直流側端子は昇圧コンバータ６０の二次側端子に接続され、第１インバータ７０の交流側端子は第１回転電機３０の入出力端子に接続される。第２インバータ８０の直流側端子は昇圧コンバータ６０の二次側端子に接続され、第２インバータ８０の交流側端子は第２回転電機４０の入出力端子に接続される。

ＨＭＩ９０は、ドライバ又は車両乗員と車両１００との間で情報の入出力を行うためのインターフェイスである。本実施形態によるＨＭＩ９０は、ドライバに各種の情報を提供するための情報提供装置９１と、ドライバの音声を認識するためのマイク９２と、ドライバが入力操作を行うためのタッチパネルや操作ボタンなど入力操作器９３と、を備える。情報提供装置９１は、文字情報や画像情報を表示するためのディスプレイ９１１と、音を発生させるためのスピーカ９１２と、を備える。

地図データベース９５は、地図情報に関するデータベースである。この地図データベース９５は、例えば車両に搭載されたハードディスクドライブ（HDD；Hard Disk Drive）内に記憶されている。地図情報には、道路の位置情報や道路形状の情報（例えばカーブと直線部の種別、カーブの曲率など）、交差点及び分岐点の位置情報、道路種別などの情報などが含まれる。

ＧＰＳ受信機９６は、３個以上のＧＰＳ衛星からの信号を受信して車両１００の緯度及び経度を特定し、車両１００の現在位置を検出する。ＧＰＳ受信機９６は、検出した車両１００の現在位置情報を電子制御ユニット２００に送信する。

外部情報受信装置９７は、例えば道路交通情報通信システムセンタなどの外部の通信センタから送信されてくる渋滞情報や工事情報などの外部情報を受信する。外部情報受信装置９７は、受信した外部情報を電子制御ユニット２００に送信する。

電子制御ユニット２００は、双方向性バスによって相互に接続された中央演算装置（ＣＰＵ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、入力ポート、及び出力ポートを備えたマイクロコンピュータである。

電子制御ユニット２００には、バッテリ充電量ＳＯＣを検出するためのＳＯＣセンサ２１１や、アクセルペダル２２０の踏み込み量に比例した出力電圧を発生する負荷センサ２１２、機関回転速度などを算出するための信号として、機関本体１１のクランクシャフトが例えば１５°回転する毎に出力パルスを発生するクランク角センサ２１３、車両１００の起動及び停止を判断するためのスタートスイッチ２１４などの各種センサからの出力信号が入力される。

電子制御ユニット２００は、入力された各種センサの出力信号等に基づいて、各制御部品を駆動して車両１００を制御する。以下、電子制御ユニット２００が実施する本実施形態による車両１００の制御、特に車両１００の走行モードの切替制御について説明する。

図２は、本実施形態による走行モード切替制御について説明するフローチャートである。電子制御ユニット２００は、車両１００の運転が行われる１トリップ中（スタートスイッチ２１４がＯＮされてからＯＦＦされるまでの間）にこのルーチンを所定の演算周期ごとに繰り返し実行する。

ステップＳ１において、電子制御ユニット２００は、車両１００の目的地が判明しているか否かを判定する。具体的には電子制御ユニット２００は、ＨＭＩ９０を介してドライバが目的地の設定をしておらず、目的地が不明であるときは、ステップＳ２の処理に進む。一方で電子制御ユニット２００は、ＨＭＩ９０を介してドライバが目的地の設定をしていて目的地が判明しているときは、ステップＳ３の処理に進む。

ステップＳ２において、電子制御ユニット２００は、通常切替制御を実施する。通常切替制御は、目的地が判明していないときに実施される走行モードの切替制御である。通常切替制御の詳細については、図３を参照して後述する。

ステップＳ３において、電子制御ユニット２００は、最適切替制御を実施する。最適切替制御は、目的地が判明しているときに、バッテリ５０の充電電力を効率良く使用した燃費の良い運転を行うことを目的として実施される走行モードの切替制御である。最適切替制御の詳細については、図４から図７を参照して後述する。

図３は、通常切替制御について説明するフローチャートである。

ステップＳ２１において、電子制御ユニット２００は、バッテリ充電量ＳＯＣが所定のモード切替充電量（例えば満充電量の２０％）ＳＯＣ_ＳＷよりも大きいか否かを判定する。電子制御ユニット２００は、バッテリ充電量ＳＯＣがモード切替充電量ＳＯＣ_ＳＷよりも多ければステップＳ２２の処理に進み、バッテリ充電量ＳＯＣがモード切替充電量ＳＯＣ_ＳＷ以下であればステップＳ２３の処理に進む。

ステップＳ２２において、電子制御ユニット２００は、車両１００の走行モードをＥＶ（Electric Vehicle）モードに設定する。ＥＶモードは、ＣＤ（Charge Depleting；充電消耗）モードと称される場合もある。

車両１００の走行モードがＥＶモードに設定されているときは、電子制御ユニット２００は、基本的に内燃機関１０を停止させた状態でバッテリ５０の充電電力を使用して第２回転電機４０を力行駆動させ、第２回転電機４０の動力のみにより車輪駆動軸２を回転させる。そして電子制御ユニット２００は、所定の機関始動条件が成立しているときには例外的に内燃機関１０を運転させ、内燃機関１０及び第２回転電機４０の双方の動力で車輪駆動軸２を回転させる。

ＥＶモード中における機関始動条件は、車両１００の走行性能確保や部品保護の観点から設定されるもので、例えば車速が所定車速（例えば１００ｋｍ／ｈ）以上になっているときや、アクセル踏込量が増大してアクセル踏込量及び車速に基づいて設定される車両要求出力が所定出力以上になっているとき（急加速要求時）、バッテリ温度が所定温度（例えば−１０℃）以下になっているときなどが挙げられる。

このようにＥＶモードは、バッテリ５０の充電電力を優先的に利用して第２回転電機４０を力行駆動させ、少なくとも第２回転電機４０の動力を車輪駆動軸２に伝達して車両１００を走行させるモードである。

ステップＳ２３において、電子制御ユニット２００は、車両１００の走行モードをＨＶ（Hybrid Vehicle）モードに設定する。ＨＶモードは、ＣＳ（Charge Sustaining；充電維持）モードと称される場合もある。

車両１００の走行モードがＨＶモードに設定されているときは、電子制御ユニット２００は、内燃機関１０の動力を動力分割機構２０によって２系統に分割し、分割した内燃機関１０の一方の動力を車輪駆動軸２に伝達すると共に、他方の動力によって第１回転電機３０を回生駆動する。そして、基本的に第１回転電機３０の発電電力によって第２回転電機４０を力行駆動し、内燃機関１０の一方の動力に加えて第２回転電機４０の動力を車輪駆動軸２に伝達する。例外的に、例えばアクセル踏込量が増大して車両要求出力が所定出力以上になっているときなどは、車両１００の走行性能確保のために第１回転電機３０の発電電力とバッテリ５０の充電電力によって第２回転電機４０を力行駆動し、内燃機関１０及び第２回転電機４０の双方の動力を車輪駆動軸２に伝達する。

このようにＨＶモードは、内燃機関１０を運転させると共に第１回転電機３０の発電電力を優先的に利用して第２回転電機４０を力行駆動させ、内燃機関１０及び第２回転電機４０の双方の動力を車輪駆動軸２に伝達して車両１００を走行させるモードである。

続いて、図４から図７を参照して、本実施形態による最適切替制御について説明する。

内燃機関１０は、機関負荷が低いときほど熱効率が悪くなる傾向にある。したがって燃費を向上させるには、例えば信号機が多い走行区間や交通量が多く渋滞等が発生しやすい走行区間など、発進及び停止が頻繁に繰り返されたり低速走行が続いたりする走行区間（以下「低負荷走行区間」という。）において、走行モードをＥＶモードに切り替えて車両１００を走行させることが望ましい。

そして、或る一定以上の車速を維持したままの定常走行を継続して行うことができる走行区間など、熱効率の良い機関負荷領域での走行が可能な走行区間（以下「定常走行区間」という。）において、走行モードをＨＶモードに切り替えて車両１００を走行させることが望ましい。

したがって車両１００の目的地が判明しているときは、目的地までの予想走行ルートを算出し、予想走行ルート上の低負荷走行区間で走行モードをＥＶモードに切り替え、定常走行区間で走行モードをＨＶモードに切り替えることができるように予め内燃機関１０及び第２回転電機４０の運転スケジュールを設定し、バッテリ充電量を制御することが望ましい。すなわち、予想走行ルート上のどの走行区間でバッテリ５０の充電電力を使用して車両１００を走行させれば最も効率良く目的地まで到達できるのかを判断し、その判断結果に基づいて走行モードを切り替えていくことが望ましい。

そこで本実施形態では、車両１００の目的地が判明しているときは、予想走行ルート上の低負荷走行区間で走行モードをＥＶモードに切り替え、定常走行区間で走行モードをＨＶモードに切り替えることができるような内燃機関１０及び第２回転電機の運転スケジュールを、目的地の設定時及び更新時に設定することとした。そして、設定した運転スケジュールに従って内燃機関１０及び第２回転電機を制御することで、バッテリ充電量を制御することとした。

図４は、この本実施形態による最適切替制御について説明するフローチャートである。

ステップＳ３１において、電子制御ユニット２００は、目的地が更新されたか否かを判定する。電子制御ユニット２００は、前回の処理における目的地と、今回の処理における目的地とが相違している場合は、目的地が更新されたと判断してステップＳ３３の処理に進む。一方で電子制御ユニット２００は、前回の処理における目的地と、今回の処理における目的地とが同じであれば、ステップＳ３２の処理に進む。

ステップＳ３２において、電子制御ユニット２００は、フラグＦが０に設定されているか否かを判定する。フラグＦは、目的地が設定されて、内燃機関１０及び第２回転電機４０の運転スケジュールが設定されたときに１に設定され、スタートスイッチ２１４がＯＦＦにされたときに０に戻されるフラグであり、初期値は０に設定される。電子制御ユニット２００は、フラグＦが０に設定されていればステップＳ３３の処理に進む。一方で電子制御ユニット２００は、フラグＦが１に設定されていればステップＳ３９の処理に進む。

ステップＳ３３において、電子制御ユニット２００は、目的地までの車両の予想走行ルートを算出する。具体的には電子制御ユニット２００は、地図データベース９５の地図情報と、ＧＰＳ受信機９６で検出した車両１００の現在位置情報とに基づいて、目的地までの予想走行ルートを算出する。

ステップＳ３４において、電子制御ユニット２００は、ＳＯＣセンサ２１１で検出されたバッテリ充電量を読み込む。なお、ステップＳ３４の処理に進むのは、目的地が初めて設定されたときと、目的地が更新されたときなので、ステップＳ３４で読み込まれるバッテリ充電量は、目的地設定時又は更新時におけるバッテリ充電量である。

ステップＳ３５において、電子制御ユニット２００は、予想走行ルートに関する情報と、ステップＳ３４で読み込んだ現在のバッテリ充電量と、に基づいて、予想走行ルート上の各地点における目標バッテリ充電量を設定する。すなわち電子制御ユニット２００は、予想走行ルート上の低負荷走行区間で走行モードをＥＶモードに切り替えることができるように、目的地設定時又は更新時におけるバッテリ充電量を、予想走行ルートの間でどのように消費して車両１００を走行させるのかを決定する。

なお予想走行ルートに関する情報としては、例えば予想走行ルートに関する現在及び過去の情報がある。予想走行ルートに関する現在の情報としては、例えば外部情報受信装置９７によって受信した予想走行ルート上の渋滞情報や工事情報、地図データベース９５に記憶されている予想走行ルート上の信号機の位置や道路種別（一般道路、幹線道路、都市間高速道路、及び都市高速道路等）などの情報が挙げられる。

また予想走行ルートに関する過去の情報として、過去に予想走行ルートを走行したときの車速や曜日、時間帯などの情報が挙げられる。本実施形態ではこのような予想走行ルート上の過去の情報を利用するために、１トリップ中の実際の走行ルートや車速、曜日、時間帯といった情報を、別途に解析して電子制御ユニット２００に記憶させるようにしている。

ステップＳ３６において、電子制御ユニット２００は、予想走行ルート上の各地点におけるバッテリ充電量が、目標バッテリ充電量となるように、内燃機関１０及び第２回転電機４０の運転スケジュールを設定する。すなわち電子制御ユニット２００は、予想走行ルート上の各地点におけるバッテリ充電量が目標バッテリ充電量となるように、ＥＶモードで走行する区間と、ＨＶモードで走行する区間と、をそれぞれ決定する。

ステップＳ３７において、電子制御ユニット２００は、フラグＦを１に設定する。

ステップＳ３８において、電子制御ユニット２００は、運転スケジュールに従った走行モードの切替制御を実施して、内燃機関１０及び第２回転電機４０を制御する。

このように、ドライバによる目的地の設定又は更新が行われてステップＳ３３以降の処理に進んだときは、目的地の設定又は更新が行われた地点（現在位置）から目的地までの最適な運転スケジュールが設定されることになる。

しかしながら、予想走行ルート上の道路状況は時々刻々と変化する。また予想走行ルートを走行する際のドライバの運転の仕方も、過去の運転の仕方と必ずしも一致するわけではない。そのため、実際に予想走行ルートを走行しているときに、その予想走行ルート上の各地点で検出されるバッテリ充電量と、目標バッテリ充電量と、の間にズレが生じる場合がある。

このズレを放置したまま目的地設定時又は更新時に設定された運転スケジュールに従って走行モードを切り替えていると、当初予定していた目的地における目標バッテリ充電量よりも、実際のバッテリ充電量が多い状態で目的地に到達する場合がある。この場合、結果としてバッテリ充電量に余裕があるにもかかわらず、ＥＶモードでの走行を行わずにＨＶモードでの走行を多く行ったことになるので、当初の予定よりも燃費が悪化することになる。

また逆に、目的地に到達する前に、バッテリ充電量が当初予定していた目的地における目標バッテリ充電量まで低下してしまう場合がある。目的地における目標バッテリ充電量は、基本的にはゼロ、又はバッテリ保護の観点等からそれ以上充電量を低下させることが好ましくない下限値に設定される。したがって、バッテリ充電量が目的地における目標バッテリ充電量まで低下した後は、ＨＶモードでの走行が行われることなる。そのため、バッテリ充電量が目標バッテリ充電量まで低下した後の走行区間に低負荷走行区間が多くあると、燃費が悪化することになる。

そこで本実施形態では、運転スケジュールが１度設定されて、後述するステップＳ３９以降の処理に進んだときは、予想走行ルート上の各地点において実際に検出されたバッテリ充電量と、目標バッテリ充電量との偏差（以下「充電量偏差」という。）ΔＳＯＣが、再設定要求値α以上になったときに、運転スケジュールの再設定を行うようにしている。

そして本実施形態ではさらに、再設定要求値αを固定値ではなく、目的地までの残りの距離Ｌに応じて変化する可変値としている。具体的には、目的地までの残りの距離Ｌが短くなるほど、再設定要求値αが小さくなるようにしている。

以下、図５及び図６を参照して、再設定要求値αを固定値としていた場合に生じる問題点について、実際のバッテリ充電量（実バッテリ充電量）が目標バッテリ充電量よりも再設定要求値αだけ多くなって、運転スケジュールが再設定された場合を例に挙げて説明する。

図５は、目的地までの残りの距離Ｌが比較的長い段階で運転スケジュールの再設定が行われたときの様子を示す図である。一方で図６は、目的地までの残りの距離Ｌが比較的短い段階で運転スケジュールの再設定が行われたときの様子を示す図である。

図５に示すように、目的地までの残りの距離Ｌが比較的長い段階で、実バッテリ充電量が目標バッテリ充電量よりも再設定要求値αだけ多くなった場合は、目的地までの残りの距離Ｌが長い分だけ、運転スケジュールを再設定する際の自由度が高い。すなわち、目的地設定時に設定されたＥＶモード及びＨＶモードの各走行モードの設定区間の拡大・縮小幅（修正幅）の自由度が高い。そのため、運転スケジュールを再設定することで、当初の目標よりも余分に余っているバッテリ充電量（すなわち再設定要求値α分のバッテリ充電量）を、残りの走行区間で使い切ることができる。

一方で図６に示すように、目的地までの残りの距離Ｌが比較的短い段階で、実バッテリ充電量が目標バッテリ充電量よりも再設定要求値αだけ多くなった場合は、目的地までの残りの距離Ｌが短いので、運転スケジュールを再設定する際の自由度が低い。そのため、運転スケジュールを再設定したとしても、当初の目標よりも余分に余っているバッテリ充電量（すなわち再設定要求値α分のバッテリ充電量）を、残りの走行区間で使い切ることができない場合がある。その結果、運転スケジュールを再設定したとしても、予想走行ルート上の各地点において実際に検出されたバッテリ充電量と、目標バッテリ充電量と、の間に生じたズレを目的地に到達するまでの間に修正することができず、当初の予定より燃費が悪化することになる。

このように、目的地までの残りの距離Ｌに応じて運転スケジュールを再設定する際の自由度が変化する。そのため、再設定要求値αを固定値にしていると、目的地までの残りの距離Ｌが短くなるほど、運転スケジュールを再設定した場合の効果が少なくなる。

そこで本実施形態では、目的地までの残りの距離Ｌが短くなるほど、再設定要求値αが小さくなるようにしたのである。これにより、目的地までの残りの距離Ｌが短くなって運転スケジュールを再設定する際の自由度が低下する前に、運転スケジュールの再設定を行うことができる。すなわち、目的地までの残りの距離Ｌが短くなったときは、目的地までの残りの距離Ｌが長いときよりも、予想走行ルート上の各地点において実際に検出されたバッテリ充電量と、目標バッテリ充電量との間に生じたズレを、早めに修正をすることができる。そのため、目的地までの残りの距離Ｌが短くなった段階で運転スケジュールを再設定したときであっても、運転スケジュールの再設定による燃費向上効果を得ることができる。

以下、図４に戻り、ステップＳ３９以降の処理について説明する。

ステップＳ３９において、電子制御ユニット２００は、ＳＯＣセンサ２１１で検出されたバッテリ充電量を読み込む。ステップＳ３９で読み込まれるバッテリ充電量は、予想走行ルート上の各地点において実際に検出されたバッテリ充電量である。

ステップＳ４０において、電子制御ユニット２００は、充電量偏差ΔＳＯＣを算出する。具体的には電子制御ユニット２００は、ステップＳ３９で読み込んだバッテリ充電量から、現在位置における目標バッテリ充電量を減算した値の絶対値を、充電量偏差ΔＳＯＣとして算出する。

ステップＳ４１において、電子制御ユニット２００は、図７のテーブルを参照して、目的地までの残りの距離Ｌに基づいて再設定要求値αを算出する。図７のテーブルに示すように、再設定要求値αは、目的地までの残りの距離が長いときに比べて、短いときの方が小さくなる。

ステップＳ４２において、電子制御ユニット２００は、充電量偏差ΔＳＯＣが再設定要求値α以上か否かを判定する。電子制御ユニット２００は、充電量偏差ΔＳＯＣが再設定要求値α以上であれば、ステップＳ４３の処理に進む。一方で電子制御ユニット２００は、充電量偏差ΔＳＯＣが再設定要求値α未満であれば、ステップＳ３８の処理に進む。

ステップＳ４３において、電子制御ユニット２００は、残りの予想走行ルートに関する現在及び過去の情報と、ステップＳ３９で読み込んだバッテリ充電量（すなわち充電量偏差ΔＳＯＣが再設定要求値α以上になったときのバッテリ充電量）と、に基づいて、予想走行ルート上の各地点における目標バッテリ充電量を再設定する。

ステップＳ４４において、電子制御ユニット２００は、予想走行ルート上の各地点におけるバッテリ充電量が、目標バッテリ充電量となるように、内燃機関１０及び第２回転電機４０の運転スケジュールを再設定する。

以上説明した本実施形態によれば、動力源としての内燃機関１０及び第２回転電機４０（回転電機）と、充放電可能なバッテリ５０と、を備える車両１００（ハイブリッド車両）の電子制御ユニット２００（制御装置）が、目的地までの予想走行ルートを算出する予想走行ルート算出部と、目的地までの予想走行ルートに関する情報と、目的地設定時のバッテリ充電量と、に基づいて、予想走行ルート上の各地点における目標バッテリ充電量を設定する目標充電量設定部と、予想走行ルート上の各地点におけるバッテリ充電量が、目標バッテリ充電量となるように、内燃機関１０及び第２回転電機４０の運転スケジュールを設定する運転スケジュール設定部と、予想走行ルート上の各地点におけるバッテリ充電量と、目標バッテリ充電量と、の充電量偏差ΔＳＯＣが再設定要求値α以上になったときに、内燃機関１０及び第２回転電機４０の運転スケジュールを再設定する運転スケジュール再設定部と、を備える。

そして運転スケジュール再設定部は、予想走行ルートの残りの距離Ｌが短いときは、長いときに比べて再設定要求値αを小さくするように構成されている。

これにより、目的地までの残りの距離Ｌが短くなって運転スケジュールを再設定する際の自由度が低下する前に、運転スケジュールの再設定を行うことができる。したがって、目的地までの残りの距離Ｌが短くなったときは、目的地までの残りの距離Ｌが長いときよりも、予想走行ルート上の各地点において実際に検出されたバッテリ充電量と、目標バッテリ充電量との間に生じたズレを、早めに修正をすることができる。そのため、目的地までの残りの距離Ｌが短くなった段階で運転スケジュールを再設定したときであっても、運転スケジュールの再設定による燃費向上効果を得ることができる。すなわち、運転スケジュールを再設定することによって、バッテリ５０の充電電力を効率良く使用した燃費の良い運転を行うことができる。

（第２実施形態）
次に本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態は、目的地までの残りの距離Ｌと、目的地までの残りの走行区間における車両１００の予想停止回数Ｎと、に基づいて、再設定要求値の値を変化させる点で、第１実施形態と相違する。以下、その相違点を中心に説明する。

前述した第１実施形態では、目的地までの残りの距離Ｌが短くなるほど、運転スケジュールを再設定する際の自由度が低くなるため、目的地までの残りの距離Ｌが短くなるほど再設定要求値αが小さくなるようにしていた。

ここで目的地までの残りの距離Ｌが同じであっても、運転スケジュールを再設定する際の自由度は、目的地までの残りの走行区間における車両１００の予想停止回数Ｎに応じて変化する。
図８は、予想走行ルートに関する情報（例えば渋滞情報や信号機の位置情報、過去の車速情報）から推定された或る地点Ｐから目的地までの用走行ルート上の走行区間における走行パターン（以下「予想走行パターン」という。）を示したものであり、或る地点Ｐから目的地までの予想停止回数Ｎが多い走行パターンＡと、少ない走行パターンＢと、を比較して示した図である。

ここで仮に地点Ｐで運転スケジュールを再設定することになったとすると、走行パターンＡのように目的地までの残りの走行区間における車両１００の予想停止回数Ｎが多い場合、すなわち停止からの加速回数が多い場合は、基本的に停止からの加速時に走行モードをＥＶモードに切り替えることができるように運転スケジュールが設定されるため、残りの走行区間のどの区間で走行モードをＥＶモード又はＨＶモードに切り替えるかの選択肢が多くなる。

したがって、目的地設定時に設定されたＥＶモード及びＨＶモードの各走行モードの設定区間を変更したり、拡大又は縮小させて修正したりする際の自由度が高くなる。そのため、地点Ｐの時点で生じたバッテリ充電量と目標バッテリ充電量とのズレを、運転スケジュールを再設定することによって比較的容易に修正することができる。

一方で走行パターンＢのように目的地までの残りの走行区間における車両１００の予想停止回数Ｎが少ない場合は、残りの走行区間のどの区間で走行モードをＥＶモード又はＨＶモードに切り替えるかの選択肢が少なくなる。

したがって、目的地設定時に設定されたＥＶモード及びＨＶモードの各走行モードの設定区間を変更したり、拡大又は縮小させて修正したりする際の自由度が低くなる。そのため、運転スケジュールを再設定したとしても、地点Ｐの時点で生じたバッテリ充電量と目標バッテリ充電量とのズレを修正することが難しくなる。

したがって、目的地までの残りの走行区間における車両１００の予想停止回数Ｎが少ない場合は、バッテリ充電量と目標バッテリ充電量との間に生じたズレを早めに修正することができるようにすることが望ましい。

そこで本実施形態では、目的地までの残りの距離Ｌが短くなるほど、また目的地までの残りの走行区間における車両１００の予想停止回数Ｎが少なくなるほど、再設定要求値αを小さくすることにした。以下、この本実施形態による最適切替制御について説明する。

図９は、本実施形態による最適切替制御について説明するフローチャートである。図９のフローチャートにおいて、ステップＳ３１からステップＳ４０、ステップＳ４２からステップＳ４４までの処理は第１実施形態と同様の処理を実施しているので、ここでは説明を省略する。

ステップＳ５１において、電子制御ユニット２００は、図１０のマップを参照して、目的地までの残りの距離Ｌと、目的地までの残りの走行区間における車両１００の予想停止回数Ｎとに基づいて、再設定要求値αを算出する。なお予想走行ルート上の走行区間における予想停止回数Ｎは、予想走行ルートに関する現在の道路情報（例えば信号位置の情報等）や、過去の車速情報などから算出することができる。

図１０のマップに示すように、目的地までの残りの距離Ｌが同じであれば、予想停止回数Ｎが多いときに比べて、少ないときの方が再設定要求値αが小さくなるようになっている。すなわち再設定要求値αは、基本的に目的地までの残りの距離Ｌが短くなるほど、また目的地までの残りの走行区間における車両１００の予想停止回数Ｎが少なくなるほど小さくなる。

以上説明した本実施形態によれば、車両１００（ハイブリッド車両）の電子制御ユニット２００（制御装置）が、第１実施形態と同様に、予想走行ルート算出部と、目標充電量算出部と、運転スケジュール設定部と、運転スケジュール再設定部と、を備える。そして運転スケジュール再設定部は、予想走行ルートの残りの走行区間における予想停止回数Ｎが少ないときは、多いときに比べて再設定要求値αを小さくするようにさらに構成されている。

これにより、第１実施形態と同様の効果が得られるほか、予想走行ルートの残りの走行区間における予想停止回数Ｎが少なくなって、運転スケジュールを再設定する際の自由度が低下する前に、運転スケジュールの再設定を行うことができる。したがって、目的地までの予想停止回数Ｎが少なくなったときは、目的地までの予想停止回数Ｎが多いときよりも、予想走行ルート上の各地点において実際に検出されたバッテリ充電量と、目標バッテリ充電量との間に生じたズレを、早めに修正をすることができる。そのため、目的地までの予想停止回数Ｎが少ない場合であっても、運転スケジュールの再設定による燃費向上効果を得ることができ、運転スケジュールを再設定することによって、バッテリ５０の充電電力を効率良く使用した燃費の良い運転を行うことができる。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について説明する。本実施形態は、直近の所定の走行区間における実際の走行パターンと、予想走行パターンと、の間にズレが生じたときにも、運転スケジュールを再設定する点で第１実施形態と相違する。以下、その相違点を中心に説明する。

前述した各実施形態では、充電量偏差ΔＳＯＣが再設定要求値α以上になったときに、運転スケジュールを再設定していた。これに対して本実施形態では、直近の所定の走行区間における実際の走行パターンと、予想走行パターンと、の間にズレが生じたときにも、運転スケジュールを再設定する。このように、直近の所定の走行区間における実際の走行パターンと、予想走行パターンと、の間にズレが生じた時点で運転スケジュールを再設定することができるようにすれば、早い段階でバッテリ充電量と目標バッテリ充電量とのズレを修正することができる。以下、この本実施形態による最適切替制御について説明する。

図１１は、本実施形態による最適切替制御について説明するフローチャートである。図１１のフローチャートにおいて、ステップＳ３１からステップＳ４４までの処理は第１実施形態と同様の処理を実施しているので、ここでは説明を省略する。

ステップＳ６１において、電子制御ユニット２００は、直近の走行区間における実際の走行パターンと、予想走行パターンとを比較し、実際の走行パターンと予想走行パターンとの間にズレが生じているか否かを判定する。電子制御ユニット２００は、実際の走行パターンと予想走行パターンとの間にズレが生じていれば、ステップＳ６２の処理に進む。一方で電子制御ユニット２００は、実際の走行パターンと予想走行パターンとの間にズレが生じていなければ、ステップＳ３８の処理に進む。

なお、実際の走行パターンと予想走行パターンとの間にズレが生じているか否かは、例えば以下のようにして判定することができる。

すなわち直近の車両発進時から停止時までの区間において、予想走行パターンでは車両１００を停止させていた場合、すなわち予想走行パターンで信号等によって車両１００を停止させると予想していたにもかかわらず、実際の走行パターンでは車両１００を停止させていなかった場合には、実際の走行パターンと予想走行パターンとの間にズレが生じていると判定することができる。

また逆に、予想走行パターンでは車両１００を停止させることなく通過すると予想していたにもかかわらず、実際の走行パターンでは車両１００を停止させていた場合も、実際の走行パターンと予想走行パターンとの間にズレが生じていると判定することができる。

また直近の所定の走行区間における予測走行パターンの平均車速と、実際の走行パターンの平均車速と、の偏差が所定値以上であった場合にも、実際の走行パターンと予想走行パターンとの間にズレが生じていると判定することができる。

ステップＳ６２において、電子制御ユニット２００は、残りの予想走行ルートに関する現在及び過去の情報と、ステップＳ３９で読み込んだバッテリ充電量（すなわち実際の走行パターンと予想走行パターンとの間にズレが生じたときのバッテリ充電量）と、に基づいて、予想走行ルート上の各地点における目標バッテリ充電量を再設定する。

以上説明した本実施形態によれば、車両１００（ハイブリッド車両）の電子制御ユニット２００（制御装置）が、第１実施形態と同様に、予想走行ルート算出部と、目標充電量算出部と、運転スケジュール設定部と、運転スケジュール再設定部と、を備える。そして運転スケジュール再設定部は、直近の所定の走行区間（例えば車両を発進させてから停止させるまでの走行区間）における実際の走行パターンと、予想走行ルートに関する情報から推定された当該走行区間における予想走行パターンと、の間にズレが生じたときも、内燃機関及び回転電機の運転スケジュールを再設定するようにさらに構成されている。

これにより、運転スケジュールを再設定する頻度を多くして、充電量偏差ΔＳＯＣが再設定要求値α以上になる前の早い段階で、バッテリ充電量と目標バッテリ充電量とのズレを修正することができる。そのため、運転スケジュールに従って内燃機関１０及び第２回転電機４０を制御することで、バッテリ５０の充電電力を効率良く使用した燃費の良い運転をより確実に行うことができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

たとえば上記の各実施形態では、目的地が判明しているときに最適切替制御を実施していたが、目的地が判明していない場合であっても、例えば車両起動時刻や曜日などの過去の運転履歴情報から、目的地を推定できるときには最適切替制御を実施するようにしても良い。

１０ 内燃機関
４０ 第２回転電機（回転電機）
５０ バッテリ
１００ 車両（ハイブリッド車両）
２００ 電子制御ユニット

Claims (4)

1. 動力源としての内燃機関及び回転電機と、
   充放電可能なバッテリと、
   を備えるハイブリッド車両の制御装置であって、
   目的地までの予想走行ルートを算出する予想走行ルート算出部と、
   目的地までの予想走行ルートに関する情報と、目的地設定時の前記バッテリの充電量と、に基づいて、前記予想走行ルート上の各地点における前記バッテリの目標充電量を設定する目標充電量設定部と、
   前記予想走行ルート上の各地点における前記バッテリの充電量が、前記目標充電量となるように、前記内燃機関及び前記回転電機の運転スケジュールを設定する運転スケジュール設定部と、
   前記予想走行ルート上の各地点における前記バッテリの充電量と、前記目標充電量と、の偏差が再設定要求値以上になったときに、前記内燃機関及び前記回転電機の運転スケジュールを再設定する運転スケジュール再設定部と、
   を備え、
   前記運転スケジュール再設定部は、
   前記予想走行ルートの残りの距離が短いときは、長いときに比べて前記再設定要求値を小さくするように構成される、
   ハイブリッド車両の制御装置。
2. 前記運転スケジュール再設定部は、
   前記予想走行ルートの残りの走行区間における予想停止回数が少ないときは、多いときに比べて前記再設定要求値を小さくするようにさらに構成される、
   請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
3. 前記運転スケジュール再設定部は、
   直近の所定の走行区間における実際の走行パターンと、前記予想走行ルートに関する情報から推定された当該走行区間における予想走行パターンと、の間にズレが生じたときも、前記内燃機関及び前記回転電機の運転スケジュールを再設定するようにさらに構成される、
   請求項１又は請求項２に記載のハイブリッド車両の制御装置。
4. 前記直近の走行区間は、車両を発進させてから停止させるまでの走行区間である、
   請求項３に記載のハイブリッド車両の制御装置。

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