JP2022032120A - ハイブリッド車両 - Google Patents
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Abstract
【課題】ユーザに違和感を与えることなく、適切に制御モードを切り替える。【解決手段】HV-ECUは、総消費エネルギーを算出するステップ(S106)と、総消費エネルギーが残存エネルギーよりも大きい場合には(S108にてYES)、CDモードを割り当てるステップ(S110,S112)と、CSモードを割り当てるステップ(S114)と、走行計画に従って制御モードの切替制御を実施するステップ(S118)と、異なる制御モードへの切り替えがあり(S120にてYES)、直前の制御モードが選択されてからの経過時間が第1しきい値αよりも短くても(S122にてNO)、目的地において蓄電装置のSOCが所定範囲外になり(S126にてYES)、かつ、経過時間が第2しきい値β以上である場合(S128にてYES)、走行計画に従った制御モードを選択するステップ(S124)とを含む、処理を実行する。【選択図】図2
Description
本開示は、ハイブリッド車両の制御に関する。
駆動源となるモータジェネレータと発電源となるエンジンとを搭載するハイブリッド車両においては、複数の制御モードのうちのいずれかを選択して、選択された制御モードにしたがって車両が制御される。複数の制御モードは、たとえば、可能な限りエンジンを停止させた状態で電動走行を継続して、車載電池に蓄電された電力を消費するCD(Charge Depleting)モードと、CDモードよりもエンジンを起動しやすくして、エンジンとモータジェネレータとを用いて車載電池の残量を一定の範囲で維持しつつ車両を走行させるCS(Charge Sustaining)モードとを含む。
このようなハイブリッド車両において、ユーザによって設定された目的地まで車両を走行する場合に、走行経路の状況に応じて制御モードを適宜切り替える制御が行なわれる。
たとえば、特開2014-151760号公報(特許文献1)には、目的地までの走行経路を設定し、設定された走行経路の複数の区間のうちの目的地手前の一以上の区間を除いた区間の各々に対して電動走行を行なうEVモードと、エンジンとモータジェネレータとを用いるHVモードとのうちのいずれかを選択する技術が開示される。
上述のような構成を有するハイブリッド車両において、制御モードが切り替わる場合には、制御モードを示す表示を切り替えるなどしてユーザに現在の制御モードを認識させることができる。しかしながら、制御モードが比較的短時間で切り替わると、制御モードの表示が頻繁に変化し、ユーザに違和感を与える場合がある。そのため、選択された制御モードを一定時間継続することが考えられるが、一律に制御モードを一定時間継続すると、車載電池を使い切れない状態で目的地に到着したり、目的地に到着したときに車載電池において一定の残量を維持できなかったりする場合がある。
本開示は、上述した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、ユーザに違和感を与えることなく、適切に制御モードを切り替えるハイブリッド車両を提供することである。
本開示のある局面に係るハイブリッド車両は、車両に駆動力を発生させる電動機と、電動機に電力を供給する蓄電装置と、蓄電装置を充電する発電電力を発生させるエンジンと、エンジンと電動機とを複数の制御モードのうちのいずれかの制御モードに従って制御する制御装置とを備える。複数の制御モードは、CD(Charge Depleting)モードと、CS(Charge Sustaining)モードとを含む。制御装置は、車両の目的地までの走行経路を構成する複数の区間の各々に複数の制御モードのうちのいずれかを割り当てた走行計画に従って制御モードを切り替える場合、直前の制御モードが選択されてからの経過時間が第1の時間以上であるときに走行計画に従った制御モードの切替を許可する。制御装置は、走行計画に従って制御モードを切り替える場合であって、かつ、目的地における蓄電装置の残量が、走行計画の作成時に予測された値よりも所定値以上乖離することが予測される場合、経過時間が第1の時間よりも短い第2の時間以上であるときに走行計画に従った制御モードの切替を許可する。
このようにすると、走行計画に従って制御モードを切り替える場合であって、かつ、目的地における蓄電装置の残量が、走行計画の作成時に予測された値よりも所定値以上乖離することが予測される場合には、直前の制御モードが選択されてからの経過時間が第1の時間よりも短くても第2の時間以上であれば走行計画に従った制御モードが選択されるので、車両が目的地に到着したときに蓄電装置の電力を過不足なく使い切ることが可能になる。また、目的地における蓄電装置の残量が、走行計画の作成時に予測された値よりも所定値以上乖離することが予測されない場合には、直前の制御モードが選択されてからの経過時間が第1の時間以上であるときに走行計画に従った制御モードへの切り替えが許可されるので、ユーザに違和感を与えることなく、制御モードを切り替えることができる。
本開示によると、ユーザに違和感を与えることなく、適切に制御モードを切り替えるハイブリッド車両を提供することができる。
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。
以下では、本開示の実施の形態に係るハイブリッド車両の構成の一例について説明する。図1は、ハイブリッド車両1(以下、車両1と記載する)の構成の一例を示す図である。車両1は、たとえば、シリーズパラレル方式のハイブリッド車両であるものとして説明する。
図1に示すように、車両1は、第1モータジェネレータ(以下、第1MGと記載する)10と、第2モータジェネレータ(以下、第2MGと記載する)12と、エンジン14と、動力分割装置16と、駆動輪28と、パワーコントロールユニット(PCU:Power Control Unit)40と、システムメインリレー(SMR:System Main Relay)50と、充電リレー60と、充電装置70と、インレット80と、蓄電装置100と、監視ユニット200と、HV-ECU(Electronic Control Unit)300と、IGスイッチ310と、センサ群320と、HMI(Human Machine Interface)装置330と、ナビECU350と、位置検出装置360と、交通情報受信装置370とを含む。
第1MG10および第2MG12の各々は、三相交流回転電機であって、たとえば、永久磁石が埋設されたロータを備える永久磁石型同期電動機である。第1MG10および第2MG12は、いずれも電動機(モータ)としての機能と発電機(ジェネレータ)としての機能とを有する。第1MG10および第2MG12は、PCU40を介して蓄電装置100と接続される。
第1MG10は、たとえば、エンジン14の始動時においては、PCU40に含まれるインバータによって駆動され、エンジン14の出力軸を回転させる。また、第1MG10は、発電時においては、エンジン14の動力を受けて発電する。第1MG10によって発電された電力は、PCU40を介して蓄電装置100に蓄えられる。
第2MG12は、たとえば、車両1の走行時においては、PCU40に含まれるインバータによって駆動される。第2MG12の動力は、ディファレンシャルギヤや減速ギヤ等の動力伝達ギヤ(図示せず)を介して駆動輪28に伝達される。また、第2MG12は、たとえば、車両1の制動時においては、駆動輪28により第2MG12が駆動され、第2MG12が発電機として動作して、回生制動を行なう。第2MG12によって発電された電力は、PCU40を介して蓄電装置100に蓄えられる。
エンジン14は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの燃料(ガソリンや軽油)を燃焼させて動力を出力する公知の内燃機関であって、スロットル開度(吸気量)や燃料供給量、点火時期などの運転状態をHV-ECU300によって電気的に制御できるように構成されている。HV-ECU300は、車両1の状態に基づいて設定される目標回転数および目標トルクでエンジン14が動作するように、エンジン14の燃料噴射量、点火時期および吸入空気量等を制御する。
動力分割装置16は、エンジン14の動力を駆動輪28に伝達される経路と第1MG10へ伝達される経路とに分割する。動力分割装置16は、たとえば、サンギヤと、リングギヤと、ピニオンギヤと、キャリアとを有する遊星歯車機構によって構成される。
PCU40は、HV-ECU300からの制御信号に従って、蓄電装置100と第1MG10との間で電力変換を行なったり、蓄電装置100と第2MG12との間で電力変換を行なったりする電力変換装置である。PCU40は、蓄電装置100から直流電力を交流電力に変換して第1MG10または第2MG12を駆動するインバータと、蓄電装置100からインバータに供給される直流電力の電圧レベルを調整するコンバータ(いずれも図示せず)等とを含んで構成される。
SMR50は、蓄電装置100とPCU40との間に電気的に接続されている。SMR50の閉成/開放は、HV-ECU300からの制御信号に従って制御される。
蓄電装置100は、再充電が可能に構成された直流電源であって、たとえば、ニッケル水素電池や固体または液体の電解質を含むリチウムイオン電池等の二次電池である。蓄電装置100として電気二重層キャパシタ等のキャパシタも採用可能である。蓄電装置100は、車両1の走行駆動力を生成するための電力をPCU40へ供給する。また、蓄電装置100は、第1MG10とエンジン14とを用いた発電動作によって発電された電力により充電されたり、第2MG12の回生制動により発電された電力により充電されたり、第1MG10または第2MG12の駆動動作により放電されたりする。
監視ユニット200は、蓄電装置100の状態を監視する。監視ユニット200は、たとえば、電圧検出部210と、電流検出部220と、温度検出部230とを含む。電圧検出部210は、蓄電装置100の端子間の電圧VBを検出する。電流検出部220は、蓄電装置100に入出力される電流IBを検出する。温度検出部230は、蓄電装置100の温度TBを検出する。各検出部は、その検出結果をHV-ECU300に出力する。
充電リレー60は、SMR50と充電装置70との間に電気的に接続されている。充電リレー60の閉成/開放は、HV-ECU300からの制御信号に従って制御される。
充電装置70は、充電リレー60とインレット80との間に電気的に接続されている。充電装置70は、たとえば、AC/DCコンバータ(インバータ)である。充電装置70は、外部電源92から後述するコネクタ90およびインレット80を介して供給された交流電力を直流電力に変換し、その直流電力を充電リレー60に出力する。充電装置70は、HV-ECU300からの制御信号によって制御される。
なお、充電装置70は、AC/DC変換動作を行なうことに特に限定されるものではなく、インレット80から充電装置70に直流電力が供給される場合には、充電装置70は、DC/DCコンバータとして動作するように構成されてもよい。
インレット80は、嵌合等の機械的な連結を伴ってコネクタ90を挿入することが可能に構成されている。インレット80へのコネクタ90の挿入に伴い、車両1と外部電源92との間の電気的な接続が確保される。
HV-ECU300は、CPU(Central Processing Unit)301と、メモリ(たとえば、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)等を含む)302とを含む。HV-ECU300は、監視ユニット200やIGスイッチ310やセンサ群320から受ける信号、メモリ302に記憶されたマップおよびプログラム等の情報に基づいて、車両1が所望の状態となるように車両1内の各機器(エンジン14、PCU40、SMR50、充電リレー60、充電装置70およびHMI装置330など)を制御する。HV-ECU300により実行される各種制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア(電子回路)で処理することも可能である。
HV-ECU300は、たとえば、車両1の運転中に、監視ユニット200による検出結果を用いて蓄電装置100の残容量を示すSOC(State Of Charge)を算出する。SOCは、蓄電装置100の満充電状態の蓄電量に対する現在の蓄電量の割合を百分率で表したものである。なお、SOCの算出方法としては、たとえば、電流値積算(クーロンカウント)による手法、または、開放電圧(OCV:Open Circuit Voltage)の推定による手法など、種々の公知の手法を採用できる。
HV-ECU300は、通信バス340を介してセンサ群320と、HMI装置330と、ナビECU350と接続される。ナビECU350には、位置検出装置360と、交通情報受信装置370とが接続される。
センサ群320は、たとえば、アクセルペダルセンサ、車速センサ、およびブレーキペダルセンサを含む。アクセルペダルセンサは、ユーザによるアクセルペダル操作量を検出する。車速センサは、車両1の車速を検出する。ブレーキペダルセンサは、ユーザによるブレーキペダル操作量を検出する。各センサは、検出結果をHV-ECU300へ出力する。
HMI装置330は、車両1の運転を支援するための情報をユーザに提供する装置である。HMI装置330は、たとえば、車両1の室内に設けられたタッチパネルディスプレイであり、スピーカ等も含む。HMI装置330は、視覚情報(図形情報、文字情報)や聴覚情報(音声情報、音情報)等を出力することによって様々な情報をユーザに提供(報知)する。
HMI装置330は、ディスプレイとして機能し、車両1の現在位置、並びにその周辺の地図情報および渋滞情報等をナビECU350から通信バス340を通じて受信し、車両1の現在位置をその周辺の地図情報および渋滞情報とともに表示する。
また、HMI装置330は、ユーザが操作可能なタッチパネルとしても機能し、ユーザはタッチパネルを触れることによって、表示されている地図の縮尺を変更したり、車両1の目的地を入力したりすることができる。HMI装置330において目的地が入力されると、その目的地の情報が通信バス340を通じてナビECU350へ送信される。
通信バス340に接続される各機器は、CAN(Controller Area Network)通信により通信バス340を通じて互いに通信可能に構成されてもよいし、あるいは、通信バス340に代えてまたは加えて無線通信により互いに通信可能に構成されてもよい。
ナビECU350は、図示しないCPUと、メモリとを含む。メモリには、地図情報データベース(DB)が構成される。ナビECU350は、地図情報DBに記憶される各種情報、位置検出装置360によって検出される各種情報および交通情報受信装置370から受信する各種情報に基づいて、車両1の現在位置、並びにその周辺の地図情報および渋滞情報等をHMI装置330およびHV-ECU300へ出力する。
さらに、ナビECU350は、所定のタイミング毎に(たとえば、数十秒間隔毎に)、車両1の現在位置から目的地までの走行経路における地図情報および道路交通情報(以下、総称して「先読み情報」と記載する)をHV-ECU300へ出力する。
地図情報DBには、地図情報が記憶されている。地図情報は、交差点や行き止まり等を示す「ノード」、ノード同士を接続して構成される「リンク」、およびリンク沿いにある「施設」(建物や駐車場等)に関するデータを含む。また、地図情報は、各ノードの位置情報、各リンクの距離情報、各リンクに含まれる道路種別情報(市街地、高速道路、一般道などの情報)、各リンクの勾配情報等を含む。なお、地図情報は、地図情報DBから読み出すことで取得される情報に限定されるものではなく、地図情報DBから取得される情報に加えてまたは代えて、外部データベースとの通信により、逐次、取得されるものであってもよい。
位置検出装置360は、たとえば、GPS(Global Positioning System)衛星からの信号(電波)に基づいて車両1の現在位置を取得し、車両1の現在位置を示す信号をナビECU350へ出力する。なお、車両1の現在位置を取得する方法としては、GPS衛星以外で位置検出が可能な衛星等を利用して現在位置を取得する方法であってもよいし、あるいは、携帯基地局や無線LAN(Local Area Network)のアクセスポイントとの所定情報の授受により現在位置を取得する方法であってもよい。
交通情報受信装置370は、所定の道路交通情報を受信する。所定の道路交通情報は、たとえば、FM多重放送等によって提供されている道路交通情報、および、プローブ車両あるいはプローブセンターから収集した道路交通情報を含む。この道路交通情報は、少なくとも渋滞情報を含み、その他道路規制情報や駐車情報等も含み得る。この道路交通情報は、たとえば、数分おきに更新される。
本実施の形態において、車両1は、複数の制御モードのうちのいずれかの制御モードに従ってHV-ECU300により制御される。複数の制御モードは、CD(Charge Depleting)モードとCS(Charge Sustaining)モードとを含む。CDモードは、可能な限りエンジン14を停止させた状態で蓄電装置100の放電電力を用いて車両1の電動走行を継続して、蓄電装置100に蓄電された電力を消費する制御モードである。CSモードは、CDモードよりもエンジン14を起動しやすくして、エンジン14と第1MG10と第2MG12とを用いて蓄電装置100を充放電することにより蓄電装置100の残量(SOC)を一定の範囲で維持しつつ車両1を走行させる制御モードである。
HV-ECU300は、たとえば、制御モードとしてCDモードおよびCSモードのうちのいずれかが設定される場合には、設定された制御モードに応じてエンジン14、第1MG10および第2MG12を制御する。
HV-ECU300は、たとえば、走行経路が設定されていない場合(すなわち、目的地が設定されていない場合)には、蓄電装置100のSOCが所定値を下回るまではCDモードにしたがってエンジン14、第1MG10および第2MG12を制御する。すなわち、HV-ECU300は、エンジン14を停止した状態で第2MG12を用いて電動走行を行なう。なお、HV-ECU300は、CDモードの選択中でも、たとえば、アクセルペダルの踏込量が増加するなどして車両1に要求される駆動力が増加する場合には、第1MG10を用いてエンジン14を始動させて、エンジン14と第2MG12とを用いて車両1を走行させる。
HV-ECU300は、蓄電装置100のSOCが所定値を下回ると、CDモードからCSモードに切り替えて、CSモードにしたがってエンジン14、第1MG10および第2MG12を制御する。すなわち、HV-ECU300は、蓄電装置100のSOCが所定の範囲内に収まるようにエンジン14の動力を用いて第1MG10により発電しつつ、第2MG12を用いて車両1を走行させる。なお、HV-ECU300は、CSモードの選択中でも、たとえば、蓄電装置100のSOCが所定の範囲を超える場合には、エンジン14を停止状態にして第2MG12を用いて電動走行を行なう。
また、たとえば、車両1にモード選択スイッチ(図示せず)が設けられる場合には、HV-ECU300は、たとえば、モード選択スイッチに対してCSモードを要求する操作が行なわれたときには、制御モードとしてCSモードを設定する。さらに、HV-ECU300は、たとえば、モード選択スイッチに対してCDモードを要求する操作が行なわれる場合には、蓄電装置100のSOCが所定値以上であることを条件として、制御モードとしてCDモードを設定する。また、HV-ECU300は、モード選択スイッチの操作によってCDモードが選択されているときでも、蓄電装置100のSOCが所定値を下回る場合にCDモードからCSモードに切り替える。
さらに、HV-ECU300は、走行経路が設定されている場合(目的地が設定されている場合)には、走行計画に従ってCDモードとCSモードとを切り替える走行支援制御を実行する。
具体的には、HV-ECU300は、目的地が設定されると、走行経路を設定する。HV-ECU300は、たとえば、走行距離や高速道路の利用の有無や渋滞の有無等の条件に対応した走行経路を設定する。HV-ECU300は、走行経路が設定されると、車両1の現在位置から目的地までの走行経路を複数の走行区間に分け、複数の走行区間の各々に対してCDモードとCSモードとのうちのいずれかを割り当てることによって走行計画を設定する。本実施の形態において、HV-ECU300は、たとえば、走行経路上の上述のノードを走行区間の区切りとし、上述のリンクを走行区間として走行経路を複数の走行区間に分けてもよい。
HV-ECU300は、ナビECU350において更新された先読み情報を取得し、取得された先読み情報に基づいて走行経路を構成する複数の走行区間の各々の消費エネルギーEnを算出する。HV-ECU300は、先読み情報に含まれる勾配情報、道路種別情報、制限速度等の車速に関する情報、渋滞の有無についての情報あるいは走行距離等を用いて複数の走行区間の各々の消費エネルギーEnを算出する。HV-ECU300は、先読み情報に加えて車両1の乗員数に基づく車両重量等を用いて消費エネルギーEnを算出してもよい。消費エネルギーEnは、たとえば、車両1が制限速度相当の車速あるいは渋滞時の速度相当の車速で対象となる走行区間を走破するのに必要となるエネルギーを示す。
HV-ECU300は、たとえば、車両1が目的地に到達する時点で蓄電装置100のSOCがしきい値よりも下回るように複数の走行区間の各々に対してCDモードおよびCSモードのうちのいずれかを割り当てる。しきい値は、たとえば、蓄電装置100を使い切ったと判定できるSOCの値であって、たとえば、CDモードからCSモードに切り替えるための所定値であってもよいし、あるいは、当該所定値よりも高い値であってもよいし、当該所定値よりも低い値であってもよい。
HV-ECU300は、たとえば、各走行区間の消費エネルギーEnの総和(以下、総消費エネルギーと記載する)Esumが蓄電装置100の現在のSOCからしきい値を下回るまでの電力量に相当するエネルギー(以下、残存エネルギーErと記載する)よりも小さい場合には、複数の走行区間の各々に対してCDモードを割り当てる。しきい値は、車両1が目的地に到着したときに予測されるSOCを示す。
一方、HV-ECU300は、総消費エネルギーEsumが残存エネルギーErよりも大きい場合には、複数の走行区間の少なくともいずれかの走行区間に対して優先的にCDモードを割り当て、CDモードが割り当てられなかった走行区間に対してCSモードを割り当てる。
HV-ECU300は、たとえば、複数の走行区間のうちのCDモードが優先的に割り当てられる走行区間をCDモード優先区間として特定し、特定された走行区間にCDモードを割り当てる。CDモード優先区間は、たとえば、市街地、住宅地あるいは細街路等の走行音を比較的低く抑制することが求められる走行区間を含む。走行区間が市街地であるか、住宅地であるか、あるいは、細街路であるかについての情報は、地図情報DBに予め記憶される。
HV-ECU300は、CDモード優先区間に対してCDモードを割り当てた後のその他の走行区間に対して、消費エネルギーEnが低い順にCDモードを割り当てるとともに割り当てた走行区間における消費エネルギーを積算していく。HV-ECU300は、CDモード優先区間に対応する走行区間の消費エネルギーの総和と積算した消費エネルギーとを加算した値(CDモードでの消費エネルギーの総和)が残存エネルギーErよりも上回るまで走行区間に対してCDモードを割り当てる。HV-ECU300は、CDモードでの消費エネルギーの総和が残存エネルギーErよりも上回った時点においてCDモードが割り当てられなかった走行区間に対してCSモードを割り当てる。
このようにして複数の走行区間の各々に制御モードを割り当てることによって車両1が目的地に到達する時点で蓄電装置100のSOCがしきい値よりも下回るようにすることができる。HV-ECU300は、走行計画が設定された後においては、設定された走行計画にしたがって制御モードを切り替える切替制御を実行する。そのため、HV-ECU300は、車両1の運転が開始されると、走行経路上のノードを通過するときにノード通過後の走行区間に設定された制御モードに切り替える。このとき、制御モードの切り替わりが、HMI装置330によってユーザに対して報知されることによって、ユーザは現在選択されている制御モードを認識することができる。
しかしながら、車両1の走行中において、制御モードが比較的短時間で切り替わると、制御モードの表示が頻繁に変化し、ユーザに違和感を与える場合がある。そのため、制御モードを一定時間継続することが考えられるが、一律に制御モードを一定時間継続すると、蓄電装置100を使い切れない状態で目的地に到着したり、目的地に到着したときに蓄電装置100において一定の残量を維持できなかったりする場合がある。
そこで、本実施の形態においては、HV-ECU300が以下のように動作するものとする。すなわち、HV-ECU300は、走行計画に従って制御モードを切り替える場合、直前の制御モードが選択されてからの経過時間が第1の時間以上であるときに走行計画に従った制御モードの切替を許可するものとする。そして、HV-ECU300は、走行計画に従って制御モードを切り替える場合であって、かつ、目的地における蓄電装置100の残量を示すSOCが、走行計画の作成時に予測された値よりも所定値以上乖離することが予測される場合、経過時間が第1の時間よりも短い第2の時間以上であるときに走行計画に従った制御モードの切替を許可するものとする。
このようにすると、走行計画に従って制御モードを切り替える場合であって、かつ、目的地における蓄電装置100のSOCが、走行計画の作成時に予測された値よりも所定値以上乖離することが予測される場合には(たとえば、目的地において蓄電装置100の蓄電量に余りが生じる場合)、直前の制御モードが選択されてからの経過時間が第1の時間よりも短くても第2の時間以上であれば走行計画に従った制御モードが選択される。そのため、走行計画に従った制御モードへの切り替え時間が早められるので、車両が目的地に到着したときに蓄電装置の電力を過不足なく使い切ることが可能になる。また、車両の目的地における蓄電装置のSOCが、走行計画の作成時に予測された値よりも所定値以上乖離することが予測されない場合には、直前の制御モードが選択されてからの経過時間が第1の時間以上であるときに走行計画に従った制御モードへの切り替えが許可されるので、ユーザに違和感を与えることなく、制御モードを切り替えることができる。
以下、図2を参照して、HV-ECU300で実行される走行支援制御の処理の一例について説明する。図2は、HV-ECU300で実行される処理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に示される一連の処理は、HV-ECU300により、所定の制御周期毎に繰り返し実行される。
ステップ(以下、ステップをSと記載する)100にて、HV-ECU300は、IGオン中であるか否かを判定する。HV-ECU300は、たとえば、ユーザによって車両1のシステムの起動操作が行なわれてIGスイッチ310がオン状態になるとIGフラグをオン状態にする。HV-ECU300は、IGフラグがオン状態である場合にIGオン中であると判定する。あるいは、HV-ECU300は、たとえば、SMR50が閉成状態である場合に、IGオン中であると判定してもよい。IGオン中であると判定される場合(S100にてYES)、処理はS102に移される。なお、IGオン中でないと判定される場合(S100にてNO)、処理はS100に戻される。
S102にて、HV-ECU300は、支援条件が成立したか否かを判定する。支援条件は、たとえば、目的地が設定されて、目的地までの走行経路が設定されているという条件を含む。なお、支援条件は、上記の条件に加えて、車両1にシステム異常が発生していないという条件と、蓄電装置100のSOCがしきい値以上であるという条件と、走行経路上を走行しているという条件とのうちの少なくともいずれかの条件を含むようにしてもよい。支援条件が成立したと判定される場合(S102にてYES)、処理はS104に移される。なお、支援条件が成立していないと判定される場合(S102にてNO)、処理はS102に戻される。
S104にて、HV-ECU300は、ナビECU350から受信した先読み情報に更新があるか否かを判定する。HV-ECU300は、たとえば、所定の道路交通情報等の先読み情報に関する各種情報を受信した場合に、先読み情報に更新があると判定する。先読み情報に更新があると判定される場合(S104にてYES)、処理はS106に移される。
S106にて、HV-ECU300は、先読み情報に含まれる各走行区間の勾配情報、道路種別情報、および、道路交通情報等に基づいて、各走行区間の消費エネルギーEnを算出する。算出方法については上述したとおりであるため、その詳細な説明は繰り返さない。また、HV-ECU300は、各走行区間の消費エネルギーEnの合計(総和)を総消費エネルギーEsumとして算出する。
S108にて、HV-ECU300は、総消費エネルギーEsumが蓄電装置100の残存エネルギーErよりも大きいか否かを判定する。残存エネルギーErについては、上述したとおりであるため、その詳細な説明は繰り返さない。総消費エネルギーEsumが残存エネルギーErよりも大きいと判定される場合(S108にてYES)、処理はS110に移される。
S110にて、HV-ECU300は、CDモード優先区間に指定されている走行区間にCDモードを割り当てる。CDモード優先区間は、たとえば、先読み情報に含まれる道路種別情報(市街地、高速道路、一般道などの情報)の種別によって予め設定される。たとえば、市街地や細街路を含む走行区間がCDモード優先区間として予めHV-ECU300やナビECU350に記憶されたり、あるいは、道路交通情報としてCDモード優先区間に対応する走行区間を受信したりする。HV-ECU300は、CDモード優先区間に指定されている走行区間にCDモードを割り当てると、処理をS112に移す。
S112にて、HV-ECU300は、CDモード優先区間外の走行区間に対してCDモードを割り当てる。HV-ECU300は、CDモード優先区間に指定されていない走行区間を消費エネルギーEnが小さい順に並び替え、並び替えた走行区間に対して消費エネルギーEnが小さい順にCDモードを割り当てる。HV-ECU300は、CDモードを割り当てた走行区間の消費エネルギーの総和が残存エネルギーを超えるまでCDモードを割り当てる。HV-ECU300は、CDモードを割り当てた走行区間の消費エネルギーの総和が残存エネルギーを超えた時点でCDモードの割り当てを停止する。HV-ECU300は、CDモードの割り当てを停止すると、処理をS114に移す。
S114にて、HV-ECU300は、CDモードの非割り当て区間に対してCSモードを割り当てる。HV-ECU300は、CDモードが割り当てられなかった走行区間に対してCSモードを割り当てる。複数の走行区間にCDモードとCSモードとのうちのいずれかを割り当てることによって、走行計画が作成される。この走行計画に従って制御モードが切り替えられることによって、車両1が目的地に到着したときに蓄電装置100のSOCを所定の範囲内に収めることができ、蓄電装置100の蓄電量を過不足なく使い切ることができる。なお、総消費エネルギーEsumが残存エネルギーEr以下であると判定される場合には(S108にてNO)、処理はS116に移される。
S116にて、HV-ECU300は、全走行区間に対してCDモードを割り当てる。HV-ECU300は、全走行区間に対してCDモードを割り当てると、処理をS118に移す。
S118にて、HV-ECU300は、設定された走行計画に従ってモードの切替制御を実施する。
S120にて、HV-ECU300は、走行計画に従って制御モードを現状と異なる制御モードに切り替えるか否かを判定する。HV-ECU300は、たとえば、ノードを通過した後の走行区間に割り当てられた制御モードが現在選択中の制御モードと異なる場合に、走行計画に従って制御モードを現状と異なる制御モードを切り替えると判定する。HV-ECU300は、たとえば、実際にノードを通過した時点に走行計画に従って制御モードを現状と異なる制御モードに切り替えるか否かを判定してもよいし、あるいは、現在走行中の走行区間の終点から所定距離よりも前の時点に走行計画に従って制御モードを現状と異なる制御モードに切り替えるか否かを判定してもよい。制御モードを現状と異なる制御モードに切り替えると判定される場合(S120にてYES)、処理はS122に移される。
S122にて、HV-ECU300は、直前の制御モードが選択されてからの経過時間を示す値が第1しきい値α以上であるか否かを判定する。第1しきい値αは、予め定められた値であって、制御モードの表示の変化間隔についてユーザに違和感を与えない程度に設定される。HV-ECU300は、制御モードが切り替わる毎に経過時間を計測し、メモリ302に記憶する。HV-ECU300は、メモリ302から切替対象となる制御モードの直前の制御モードが選択されてからの経過時間を取得する。経過時間を示す値が第1しきい値α以上であると判定される場合(S122にてYES)、処理はS124に移される。
S124にて、HV-ECU300は、走行計画に従った制御モードを選択する。すなわち、HV-ECU300は、現状と異なる制御モードに切り替える。HV-ECU300は、走行計画に従って制御モードを選択すると、処理をS132に移す。なお、経過時間を示す値が第1しきい値αよりも短いと判定される場合(S122にてNO)、処理はS126に移される。
S126にて、HV-ECU300は、車両1の目的地における蓄電装置100のSOCが所定範囲外であるか否かを判定する。HV-ECU300は、たとえば、残存エネルギーと現在位置からの目的地までの総消費エネルギーとを用いて車両1の目的地における蓄電装置100のSOCの予測値を算出する。HV-ECU300は、予測値が、走行計画の作成時に予測された値を基準から所定値以上乖離する場合には、車両1の目的地における蓄電装置100のSOCが所定範囲外であると判定する。走行計画の作成時に予測された値は、たとえば、CDモードとCSモードとを切り替えるSOCのしきい値であってもよいし、当該しきい値を基準として設定される値であってもよい。車両1の目的地におけるSOCが所定範囲外であると判定される場合(S126にてYES)、処理はS128に移される。
S128にて、HV-ECU300は、直前の制御モードが選択されてからの経過時間を示す値が第2しきい値β以上であるか否かを判定する。第2しきい値βは、予め定められた値であって、第1しきい値αよりも小さい値である。第2しきい値βは、少なくとも直前の制御モードを走行計画に従った制御モードに切り替えるためにシステム上必要な時間を含み、かつ、可能な限り短い時間に設定される。経過時間を示す値が第2しきい値β以上であると判定される場合(S128にてYES)、処理はS124に移される。なお、車両1の目的地における蓄電装置100のSOCが所定範囲内であると判定される場合(S126にてNO)、処理はS130に移される。さらに、直前の制御モードが選択されてからの経過時間を示す値が第2しきい値αよりも短い時間であると判定される(S128にてNO)、処理はS130に移される。
S130にて、HV-ECU300は、現状の制御モードを維持し、走行計画に従った制御モードへの変更を実施しない。
S132にて、HV-ECU300は、制御終了条件が成立するか否かを判定する。制御終了条件は、たとえば、車両1が目的地に到着したという条件を含む。HV-ECU300は、たとえば、ナビECU350から受信する車両1の現在位置が目的地と一致する場合に、車両1が目的地に到着したと判定する。なお、制御終了条件は、たとえば、車両1に異常が発生したという条件をさらに含むようにしてもよい。制御終了条件が成立したと判定される場合(S132にてYES)、この処理は終了する。制御終了条件が成立していないと判定される場合(S132にてNO)、処理はS104に戻される。
以上のような構造およびフローチャートに基づく本実施の形態における車両1に搭載されるHV-ECU300の動作の一例について説明する。
たとえば、ユーザの起動操作により車両1を起動させた場合には、IGフラグがオン状態となるため(S100にてYES)、支援条件が成立するか否かが判定される(S102)。ユーザにより車両1の目的地が入力され、走行経路が設定されると支援条件が成立し(S102にてYES)、先読み情報が更新されるか否かが判定される(S104)。ナビECU350において道路交通情報の受信によって設定された走行経路に対応した先読み情報が生成され、HV-ECU300がナビECU350から生成された先読み情報を受信すると、先読み情報が更新されたと判定される(S104にてYES)。そのため、先読み情報に基づいて走行経路を構成する複数の走行区間における消費エネルギーEnが算出されるとともに、それらの総和が総消費エネルギーEsumとして算出される(S106)。総消費エネルギーEsumが蓄電装置100の残存エネルギーEr以下である場合には(S108にてNO)、走行経路を構成する全走行区間に対してCDモードが割り当てられる(S116)。
一方、総消費エネルギーEsumが残存エネルギーよりも大きい場合には(S108にてYES)、まずCDモード優先区間に対してCDモードが割り当てられる(S110)。そして、CDモードに割り当てられた走行区間の総消費エネルギーが蓄電装置100の残存エネルギーを超えるまでCDモード優先区間以外の走行区間のうち消費エネルギーが低い順にCDモードが割り当てられる(S112)。そして、CDモードが割り当てられなかった走行区間に対してCSモードが割り当てられる(S114)。
全ての走行区間に制御モードが割り当てられて走行経路に対応した走行計画が作成されると、走行計画にしたがって制御モードの切替制御が実施される(S118)。
車両1の運転中に、走行計画に従って、たとえば、CDモードが選択されているものとする。次の走行区間に移行した場合に、現在の制御モードから異なる制御モード、すなわち、CSモードへの切り替えが必要になると(S120にてYES)、直前の制御モードであるCDモードが選択されてからの経過時間を示す値が第1しきい値α以上であるか否かが判定される(S122)。
直前の制御モードが選択されてからの経過時間を示す値が第1しきい値α以上であると場合には(S122にてYES)、走行計画に従ってCSモードに切り替えられる(S124)。
一方、直前の制御モードが選択されてからの経過時間を示す値が第1しきい値αよりも短い時間である場合には(S122にてNO)、車両1の目的地における蓄電装置100のSOCの予測値が所定範囲外であるか否かが判定される(S126)。たとえば、予測値が所定範囲よりも高い値になる場合(目的地における蓄電装置100の蓄電された電力が想定よりも余った状態になる場合)や、所定範囲よりも低い値になる場合(電力が想定よりも使用された状態になる場合)に、車両1の目的地における蓄電装置100のSOCの予測値が所定範囲外であると判定される(S126にてYES)。
そして、直前の制御モードが選択されてからの経過時間を示す値が第2しきい値β以上である場合には(S128にてYES)、走行計画に従ってCSモードに切り替えられる(S124)。このようにして、走行計画に従った制御モードへの切り替え時間が早められる。
車両1の目的地における蓄電装置100のSOCの予測値が所定範囲内であると判定される場合や(S126にてNO)、直前の制御モードが選択されてからの経過時間を示す値が第2しきい値βよりも短い時間である場合には(S128にてNO)、現在選択されているCDモードが維持される(S130)。そして、制御終了条件が成立すると(S132にてYES)、制御モードの切替制御が終了される。
以上のようにして、本実施の形態に係るハイブリッド車両によると、走行経路に対応する走行計画に従って制御モードを切り替える場合であって、かつ、車両1の目的地における蓄電装置100のSOCの予測値が、所定範囲外である場合には(たとえば、目的地において蓄電装置100の蓄電量に余りが生じる場合)、直前の制御モードが選択されてからの経過時間が第1の時間よりも短くても第2の時間以上であれば走行計画に従った制御モードが選択される。そのため、走行計画に従った制御モードへの切り替え時間が早められるので、車両1が目的地に到着したときに蓄電装置100の電力を過不足なく使い切ることが可能になる。また、目的地における蓄電装置のSOCの予測値が、所定範囲内である場合には、直前の制御モードが選択されてからの経過時間が第1の時間以上であるときに走行計画に従った制御モードへの切り替えが許可されるので、ユーザに違和感を与えることなく、制御モードを切り替えることができる。したがって、ユーザに違和感を与えることなく、適切に制御モードを切り替えるハイブリッド車両を提供することができる。
以下、変形例について記載する。
上述の実施の形態では、車両1は、たとえば、シリーズパラレル方式のハイブリッド車両であるものとして説明したが、少なくとも上述のCDモードとCSモードとが設定可能なハイブリッド車両であればよく、シリーズ方式などのその他の方式のハイブリッド車両であってもよい。
さらに上述の実施の形態では、制御モードとして、CDモードとCSモードとを有するものとして説明したが、CDモードやCSモード以外のモードを含むようにしてもよい。制御モードとしては、たとえば、エンジン14の作動を禁止するモードや、CDモードやCSモードよりもアクセル開度の増加に対する駆動力の増加量が高いモードが含まれるようにしてもよい。
さらに上述の実施の形態では、残存エネルギーErは、蓄電装置100の現在のSOCからしきい値を下回るまでの電力量に相当するエネルギーであるものとして説明したが、当該エネルギーに一定のマージンを加算した値を残存エネルギーとしてもよい。
さらに上述の実施の形態では、第2しきい値βは、予め定められた値である場合を一例として説明したが、たとえば、車両1の目的地における蓄電装置100のSOCの予測値と、走行計画の作成時に車両1の目的地におけるSOCとして予測される値との差に応じて第2しきい値βを変化させてもよい。たとえば、当該差が小さくなるほど第2しきい値βを大きくしてもよい。
なお、上記した変形例は、その全部または一部を適宜組み合わせて実施してもよい。
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。本発明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 ハイブリッド車両、10 第1MG、12 第2MG、14 エンジン、16 動力分割装置、28 駆動輪、40 PCU、50 SMR、60 充電リレー、70 充電装置、80 インレット、90 コネクタ、92 外部電源、100 蓄電装置、200 監視ユニット、210 電圧検出部、220 電流検出部、230 温度検出部、300 ECU、301 CPU、302 メモリ、310 IGスイッチ、320 センサ群、330 HMI装置、340 通信バス、350 ナビECU、360 位置検出装置、370 交通情報受信装置。
Claims (1)
- 車両に駆動力を発生させる電動機と、
前記電動機に電力を供給する蓄電装置と、
前記蓄電装置を充電する発電電力を発生させるエンジンと、
前記エンジンと前記電動機とを複数の制御モードのうちのいずれかの制御モードに従って制御する制御装置とを備え、
前記複数の制御モードは、CD(Charge Depleting)モードと、CS(Charge Sustaining)モードとを含み、
前記制御装置は、前記車両の目的地までの走行経路を構成する複数の区間の各々に前記複数の制御モードのうちのいずれかを割り当てた走行計画に従って前記制御モードを切り替える場合、直前の制御モードが選択されてからの経過時間が第1の時間以上であるときに前記走行計画に従った前記制御モードの切替を許可し、
前記走行計画に従って前記制御モードを切り替える場合であって、かつ、前記目的地における前記蓄電装置の残量が、前記走行計画の作成時に予測された値よりも所定値以上乖離することが予測される場合、前記経過時間が前記第1の時間よりも短い第2の時間以上であるときに前記走行計画に従った前記制御モードの切替を許可する、ハイブリッド車両。
Priority Applications (1)
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Family Applications (1)
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-
2020
- 2020-08-11 JP JP2020135629A patent/JP2022032120A/ja active Pending
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