JP2022052360A

JP2022052360A - ハイブリッド車両の制御システム及び制御方法

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Publication number: JP2022052360A
Application number: JP2020158710A
Authority: JP
Inventors: 佳明宮里; Yoshiaki Miyasato; 雄二岩瀬; Yuji Iwase; 満弘田畑; Michihiro Tabata; 篤治太田; Tokuji Ota
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2020-09-23
Filing date: 2020-09-23
Publication date: 2022-04-04
Also published as: US20220089145A1; EP3974268A1; CN114248756A

Abstract

【課題】変動制限ゾーンが設けられている場合に、ハイブリッド車両のバッテリのＳＯＣが不足するのを制限する。【解決手段】内燃機関１１及び電気モータ１２を備えたハイブリッド車両１０の制御システム１が開示される。制限期間中の変動制限ゾーン内では内燃機関の運転が制限され、許容期間中の変動制限ゾーン内では内燃機関の運転が許容される。車両が制限期間中の変動制限ゾーン内に位置すると判別されたときに、内燃機関の運転を制限し、電気モータを運転して車両を駆動する。車両が変動制限ゾーン外又は許容期間中の変動制限ゾーン内に位置している現在タイミングから車両が制限期間中の変動制限ゾーン内に位置し始める位置開始タイミングまでの時間があらかじめ定められた設定時間よりも短いと判別されたときには、前記時間が設定時間よりも長いと判別されたときに比べて、車両のバッテリのＳＯＣの上昇速度を大きくする。【選択図】図１

Description

本開示はハイブリッド車両の制御システム及び制御方法に関する。

車両の現在位置及び現在時刻を検出し、現在位置が有効地域内にありかつ現在時刻が有効期間内にあるときに、特定の制御プログラムを適用する、車載機器制御システムが公知である（例えば、特許文献１参照）。特許文献１の例では、車両がエンジンと電気モータを有するハイブリッド車両であり、有効地域がハイブリッド車両の騒音量や排気ガス量を規制したい地域であり、特定の制御プログラムが主として電気モータを使う動力制御プログラムである。すなわち、この例では、ハイブリッド車両が有効地域内を有効期間内に走行するときにエンジンの運転が制限され、それ以外はエンジンの運転が許容される。

特開平１１－１１５６５１号公報

特許文献１では、ハイブリッド車両が有効地域内を走行しているときに有効期間が到来すると、エンジン運転が制限され、エンジン運転による発電が制限される。その結果、ハイブリッド車両が有効地域内を走行する間、ハイブリッド車両のバッテリのＳＯＣが低下し続けて、ハイブリッド車両が例えば目的地に到達できないおそれがある。言い換えると、ハイブリッド車両のバッテリのＳＯＣが不足するおそれがある。

本開示によれば、以下が提供される。
［構成１］
内燃機関及び電気モータを備えたハイブリッド車両の制御システムにおいて、
制限期間及び許容期間があらかじめ設定された変動制限ゾーンがあらかじめ設けられており、前記制限期間中の前記変動制限ゾーン内では前記内燃機関の運転が制限され、前記許容期間中の前記変動制限ゾーン内では前記内燃機関の運転が許容され、
前記ハイブリッド車両が前記制限期間中の前記変動制限ゾーン内に位置すると判別されたときに、前記内燃機関の運転を制限するとともに、前記電気モータを運転して前記ハイブリッド車両を駆動し、
前記ハイブリッド車両が前記変動制限ゾーン外又は前記許容期間中の前記変動制限ゾーン内に位置している現在タイミングから前記ハイブリッド車両が前記制限期間中の前記変動制限ゾーン内に位置し始める位置開始タイミングまでの時間があらかじめ定められた設定時間よりも短いと判別されたときには、前記現在タイミングから前記位置開始タイミングまでの時間が前記設定時間よりも長いと判別されたときに比べて、前記ハイブリッド車両のバッテリのＳＯＣの上昇速度を大きくする又は前記ＳＯＣの低下速度を小さくするようにした、
制御システム。
［構成２］
前記位置開始タイミングにおいて前記ＳＯＣがＳＯＣ要求値になるように前記設定時間が設定される、構成１に記載の制御システム。
［構成３］
前記ＳＯＣ要求値は、前記ハイブリッド車両が前記制限期間中の前記変動制限ゾーン内に位置した後、前記ＳＯＣが下限値を下回ることなく、前記ＳＯＣを上昇可能な位置まで前記ハイブリッド車両が移動するのに必要なＳＯＣである、構成２に記載の制御システム。
［構成４］
前記現在タイミングから前記位置開始タイミングまでの時間が前記設定時間よりも長いと判別されたときには前記ＳＯＣの上昇を促進するＳＯＣ上昇促進制御又は前記ＳＯＣの低下を制限するＳＯＣ低下制限制御を実行せず、その後前記現在タイミングから前記位置開始タイミングまでの時間が前記設定時間になったと判別されると、前記ハイブリッド車両が前記制限期間中の前記変動制限ゾーン内に位置するまで、前記ＳＯＣ上昇制御又は前記ＳＯＣ低下制限制御を実行するようにした、構成１から３までのいずれか一つに記載の制御システム。
［構成５］
内燃機関及び電気モータを備えたハイブリッド車両の制御方法において、
制限期間及び許容期間があらかじめ設定された変動制限ゾーンがあらかじめ設けられており、前記制限期間中の前記変動制限ゾーン内では前記内燃機関の運転が制限され、前記許容期間中の前記変動制限ゾーン内では前記内燃機関の運転が許容され、
前記ハイブリッド車両が前記制限期間中の前記変動制限ゾーン内に位置すると判別されたときに、前記内燃機関の運転を制限するとともに、前記電気モータを運転して前記ハイブリッド車両を駆動し、
前記ハイブリッド車両が前記変動制限ゾーン外又は前記許容期間中の前記変動制限ゾーン内に位置している現在タイミングから前記ハイブリッド車両が前記制限期間中の前記変動制限ゾーン内に位置し始める位置開始タイミングまでの時間があらかじめ定められた設定時間よりも短いと判別されたときには、前記現在タイミングから前記位置開始タイミングまでの時間が前記設定時間よりも長いと判別されたときに比べて、前記ハイブリッド車両のバッテリのＳＯＣの上昇速度を大きくする又は前記ＳＯＣの低下速度を小さくする、
制御方法。

変動制限ゾーンが設けられている場合に、ハイブリッド車両のバッテリのＳＯＣが不足するのを制限することができる。

本開示による実施例の制御システムの概略全体図である。本開示による実施例の制限ゾーンの概略図である。本開示による実施例における（Ａ）変動制限ゾーン及び（Ｂ）固定制限ゾーンの模式図である。本開示による実施例における、車両とサーバとの間の通信を説明する模式図である。本開示による別の実施例における、車両とサーバとの間の通信を説明する模式図である。現在タイミングにおいて制限対象の制限ゾーン外に位置する車両がその後に制限対象の制限ゾーン内に位置する場合を示す模式的なタイムチャートである。現在タイミングにおいて制限対象の制限ゾーン外に位置する車両がその後に制限対象の制限ゾーン内に位置する場合を示す模式的なタイムチャートである。現在タイミングにおいて制限対象の制限ゾーン外に位置する車両がその後に制限対象の制限ゾーン内に位置する場合を示す模式的なタイムチャートである。現在タイミングにおいて制限対象の制限ゾーン外に位置する車両がその後に制限対象の制限ゾーン内に位置する場合を示す模式的なタイムチャートである。本開示による実施例におけるＳＯＣ上昇促進制御を説明するためのタイムチャートである。本開示による別の実施例におけるＳＯＣ低下制限制御を説明するためのタイムチャートである。本開示による実施例の車両運転制御ルーチンを実行するためのフローチャートである。本開示による実施例の車両運転制御ルーチンを実行するためのフローチャートである。本開示による実施例における車両の機能ブロック図である。本開示による実施例におけるサーバの機能ブロック図である。

図１を参照すると、本開示による実施例のハイブリッド車両の制御システム１は、ハイブリッド車両１０と、ハイブリッド車両１０の外部のサーバ３０とを備える。

本開示による実施例のハイブリッド車両１０は、内燃機関１１及びモータジェネレータ（Ｍ／Ｇ）１２、バッテリ１３、少なくとも１つのセンサ１４、ＧＰＳレシーバ１５、記憶装置１６、通信装置１７、ＨＭＩ（ヒューマンマシンインターフェース）１８、及び電子制御ユニット２０を備える。

本開示による実施例の内燃機関１１は、例えば火花点火機関又は圧縮着火機関から構成される。内燃機関１１（例えば、燃料噴射弁、点火栓、スロットル弁、など）は電子制御ユニット２０からの信号に基づいて制御される。

また、本開示による実施例のモータジェネレータ１２は電気モータ又は発電機として作動する。モータジェネレータ１２は電子制御ユニット２０からの信号に基づいて制御される。

本開示による実施例では、ハイブリッド車両１０の運転モードをＥＶモードとＨＶモードとの間で切り換えることができる。本開示による実施例のＥＶモードでは、内燃機関１１が停止されつつモータジェネレータ１２が電気モータとして運転される。この場合、モータジェネレータ１２の出力が車軸に伝達される。一方、本開示による実施例のＨＶモードでは、内燃機関１１が運転されるとともにモータジェネレータ１２が電気モータとして運転される。この場合、一例では、内燃機関１１の出力及びモータジェネレータ１２の出力が車軸に伝達される。別の例では、モータジェネレータ１２の出力が車軸に伝達され、内燃機関１１の出力は発電機（図示しない）に伝達され、発電機が作動される。発電機で発生された電力はモータジェネレータ１２又はバッテリ１３に送られる。更に別の例では、内燃機関１１の出力の一部とモータジェネレータ１２の出力が車軸に伝達され、内燃機関１１の出力の残りが発電機に伝達される。発電機で発生された電力はモータジェネレータ１２又はバッテリ１３に送られる。また、本開示による実施例では、ＥＶモード及びＨＶモードにおいて、例えば減速運転時にモータジェネレータ１２を発電機として用いる回生制御が行われる。回生制御で発生された電力はバッテリ１３に送られる。

本開示による実施例のバッテリ１３は、発電機として作動するモータジェネレータ１２又は内燃機関１１によって駆動される発電機（図示しない）からの電力でもって充電される。別の実施例（図示しない）では、バッテリ１３は外部電源によっても充電可能である。一方、本開示による実施例では、電力がバッテリ１３から電気モータとして作動するモータジェネレータ１２、電子制御ユニット２０、その他の車載機器に供給される。

本開示による実施例のセンサ１４は種々の生データを検出する。本開示による実施例のセンサ１４には、例えば、アクセルペダルの踏み込み量により表される要求車両負荷を検出するための負荷センサ、内燃機関１１のスロットル開度を検出するためのスロットル開度センサ、内燃機関１１の排気ガス中のＮＯｘ濃度を検出するためのＮＯｘセンサ、内燃機関１１の回転数を検出するための回転数センサ、バッテリ１３の電圧及び電流を検出するための電圧計及び電流計、車両１０の速度を検出するための速度センサ、などが含まれる。これらセンサ１４の出力信号は電子制御ユニット２０に入力される。

本開示による実施例のＧＰＳレシーバ１５は、ＧＰＳ衛星からの信号を受信し、それにより車両１０の絶対位置（例えば、経度及び緯度）を表す情報を検出する。車両１０の位置情報は電子制御ユニット２０に入力される。

本開示による実施例の記憶装置１６には、種々のデータがあらかじめ記憶されている。本開示による実施例の通信装置１７は例えばインターネットのような通信網Ｎに接続可能である。

本開示による実施例のＨＭＩ１８は、車両１０の乗員（ドライバを含む。）と制御システム１との間で情報のやりとりを行う。具体的には、ＨＭＩ１８は、車両１０の乗員に対し例えば視覚的、聴覚的、触覚的、嗅覚的な通知を行う通知機能と、車両１０の乗員からの入力を受け取る入力機能と、を備える。ＨＭＩ１８は、通知機能のために例えばディスプレイ、ランプ、スピーカ、バイブレータなどを含み、入力機能のためにタッチパネル、ボタン、スイッチなどを含む。別の実施例（図示しない）では、ＨＭＩ１８は入力機能を備えることなく通知機能を備える。

本開示による実施例の車両１０の電子制御ユニット２０は、双方向性バスによって互いに通信可能に接続された１又は複数のプロセッサ２１、１又は複数のメモリ２２、及び、入出力（Ｉ／Ｏ）ポート２３を備える。メモリ２２は例えばＲＯＭ、ＲＡＭなどを備える。メモリ２２には種々のプログラムが記憶されており、これらプログラムがプロセッサ２１で実行されることにより種々の機能が実現される。本開示による実施例の入出力ポート２３には、上述の内燃機関１１、モータジェネレータ１２、センサ１４、ＧＰＳレシーバ１５、記憶装置１６、通信装置１７、及びＨＭＩ１８が通信可能に接続される。また、本開示による実施例のプロセッサ２１では、バッテリ１３のＳＯＣないし充電率が、例えばバッテリ１３の電圧及び電流に基づいて算出される。

更に図１を参照すると、本開示による実施例のサーバ３０は、記憶装置３１、通信装置３２、及び電子制御ユニット４０を備える。

本開示による実施例の記憶装置３１には、あらかじめ定められた制限ゾーンの情報が記憶されている。図２には、本開示による実施例の制限ゾーンＲＺの一例が模式的に示される。本開示による実施例の制限ゾーンＲＺは閉じた境界ＢＤによって囲まれている。制限ゾーンＲＺは例えば都市部に設定される。なお、本開示による実施例では、制限ゾーンＲＺの外の領域は、一般ゾーンＧＥＮＺと称される。

本開示による実施例の通信装置３２は通信網Ｎに接続可能である。したがって、車両１０とサーバ２０とは通信網Ｎを介して互いに接続可能になっている。

本開示による実施例のサーバ３０の電子制御ユニット４０は、車両１０の電子制御ユニット２０と同様に、双方向性バスによって互いに通信可能に接続された１又は複数のプロセッサ４１、１又は複数のメモリ４２、及び、入出力ポート４３を備える。本開示による実施例の入出力ポート４３には、上述の記憶装置３１、及び通信装置３２が通信可能に接続される。

本開示による実施例の制限ゾーンＲＺでは、少なくとも一時的に内燃機関１１の運転が制限される。一例では、少なくとも一時的に内燃機関１１の運転が禁止される。

図３（Ａ）に示される例の制限ゾーンＲＺでは、あらかじめ定められた期間、例えば１日（２４時間）において、制限開始タイミングｔＲＳから制限終了タイミングｔＲＥまでの制限期間ＰＲと、制限期間ＰＲ以外の許容期間ＰＰとが設定される。制限期間ＰＲ中の制限ゾーンＲＺでは内燃機関１１の運転が制限され、制限期間ＰＲ以外の許容期間ＰＰ中の制限ゾーンＲＺでは内燃機関１１の運転が許容される。本開示による実施例では、このような制限ゾーンは変動制限ゾーンと称される。別の実施例（図示しない）では、制限期間ＰＲが１日に複数回設定される。更に別の実施例（図示しない）では、制限期間ＰＲが曜日、日、週、月、などの単位で設定される。一方、図３（Ｂ）に示される例の制限ゾーンＲＺでは、時間などに関係なく、内燃機関１１の運転が継続的に制限される。本開示による実施例では、このような制限ゾーンは固定制限ゾーンと称される。

すなわち、本開示による実施例では、車両１０が制限期間ＰＲ中の変動制限ゾーンＲＺ内又は固定制限ゾーンＲＺ内に位置するときに、内燃機関１１の運転が制限される。なお、本開示による実施例では、制限期間ＰＲ中の変動制限ゾーンＲＺ又は固定制限ゾーンＲＺを制限対象の制限ゾーンＲＺＲと称することもある。これに対し、車両１０が許容期間ＰＰ中の変動制限ゾーンＲＺ内又は一般ゾーンＧＥＮＺ内に位置するときには、内燃機関１１の運転が許容される。

制限対象の制限ゾーンＲＺＲにおける内燃機関１１の運転の制限は、法定又は非法定のルールに基づく。一例では、このルールに違反すると、罰金のようなペナルティが課せられる。別の例では、このルールを遵守すると、ポイントなどのインセンティブが与えられる。

さて、本開示による実施例では、現在タイミングにおいて車両１０が制限ゾーンＲＺ内に位置しているか一般ゾーンＧＥＮＺ内に位置しているかが判別される。なお、この場合の制限ゾーンＲＺには、制限期間中の変動制限ゾーンＲＺ、許容期間中の変動制限ゾーンＲＺ、及び固定制限ゾーンＲＺが含まれる。

現在タイミングにおいて車両１０が一般ゾーンＧＥＮＺ内に位置していると判別されたときには、車両１０の運転モードがＥＶモード又はＨＶモードに設定される。一例では、車両１０の要求出力があらかじめ定められた設定出力よりも小さいときにＥＶモードに設定され、要求出力が設定出力よりも大きいときにＨＶモードに設定される。また、バッテリ１３のＳＯＣがあらかじめ定められた設定ＳＯＣよりも高いときにＥＶモードに設定され、ＳＯＣが設定ＳＯＣよりも低いときにＨＶモードに設定される。この場合のＨＶモードでは、内燃機関１１によって発電機が運転され、バッテリ１３のＳＯＣが高められる。なお、本開示による実施例ではこのような運転モードの制御は、通常制御と称される。

これに対し、現在タイミングにおいて車両１０が制限ゾーンＲＺ内に位置していると判別されたときには、この制限ゾーンＲＺが変動制限ゾーンＲＺであるか固定制限ゾーンＲＺであるかが判別される。

車両１０が位置する制限ゾーンＲＺが固定制限ゾーンＲＺであると判別されたときには、車両１０の運転モードがＥＶモードに設定される。すなわち、内燃機関１１の運転が制限される。

一方、車両１０が位置する制限ゾーンＲＺが変動制限ゾーンＲＺであると判別されたときには、次いで現在タイミングが当該変動制限ゾーンＲＺの制限期間ＰＲ内であるかが判別される。現在タイミングが当該変動制限ゾーンＲＺの制限期間ＰＲ内であると判別されたときには、車両１０の運転モードがＥＶモードに設定される。これに対し、現在タイミングが当該変動制限ゾーンＲＺの許容期間ＰＰ内であると判別されたときには、通常制御が行われる。

本開示による実施例では、車両１０が制限ゾーンＲＺ内に位置するかの判断は、例えば次のようにして行われる。すなわち、図４に示されるように、まず、車両１０において、ＧＰＳレシーバ１５から、現在タイミングにおける車両１０の位置情報が取得される。次いで、位置情報が車両１０から送信され、サーバ３０で受信される。サーバ３０では、車両１０の位置情報に基づいて、現在タイミングにおける車両１０の近傍の制限ゾーンＲＺが特定され、特定された制限ゾーンＲＺの情報が記憶装置３１から抽出される。記憶装置３１内の制限ゾーンＲＺの情報には、制限ゾーンＲＺの位置情報（例えば、緯度及び経度）のほか、当該制限ゾーンＲＺが変動制限ゾーンであるか固定制限ゾーンであるかの情報、変動制限ゾーンの場合には制限期間ＰＲの情報（例えば、制限開始タイミングｔＲＳ及び制限終了タイミングｔＲＥ）などが含まれる。次いで、サーバ３０において、現在タイミングにおいて車両１０が特定された制限ゾーンＲＺ内に位置しているか否か、車両１０が位置する制限ゾーンＲＺが変動制限ゾーンであるか否か、現在タイミングが制限期間ＰＲ内であるか、などが判別される。次いで、当該判別結果がサーバ３０から送信され、車両１０で受信される。

これに対し、図５に示される別の実施例では、まず、車両１０において、現在タイミングにおける車両１０の位置情報が取得される。次いで、位置情報が車両１０から送信され、サーバ３０で受信される。サーバ３０では、車両１０の位置情報に基づいて、現在タイミングにおける車両１０の近傍の制限ゾーンＲＺが特定され、特定された制限ゾーンＲＺの情報が記憶装置３１から抽出される。次いで、特定された制限ゾーンＲＺの情報がサーバ３０から送信され、車両１０で受信される。次いで、車両１０において、現在タイミングにおいて車両１０が特定された制限ゾーンＲＺ内に位置しているか否かなどが判別される。

更に別の実施例（図示しない）では、車両１０の記憶装置１６内に制限ゾーンＲＺの情報が記憶されている。この場合、車両１０はサーバ３０と通信することなく、制限ゾーンＲＺを特定し、車両１０が制限ゾーンＲＺ内に位置するかなどを判断する。

ところで、現在タイミングにおいて車両１０が制限対象の制限ゾーンＲＺＲ外に位置していても、その後に、車両１０が制限対象の制限ゾーンＲＺＲ内に位置する場合もある。

すなわち、図６に示される例では、車両１０は現在タイミングｔ０において、許容期間ＰＰ中の変動制限ゾーンＲＺ（ＰＲ）内に位置している。車両１０がこの変動制限ゾーンＲＺ内に位置し続け、次いで制限開始タイミングｔＲＳになると、車両１０は制限期間中の変動制限ゾーンゾーンＲＺ（ＰＲ）、すなわち制限対象の制限ゾーンＲＺＲ内に位置することになる。

図７に示される例では、車両１０は現在タイミングｔ０において、一般ゾーンＧＥＮＺ内に位置している。このとき、車両１０の近傍の変動制限ゾーンＲＺは許容期間ＰＰ中である。次いで、進入タイミングｔＥＮＴになると、車両１０は許容期間ＰＰ中の変動制限ゾーンＲＺ（ＰＰ）内に進入する。次いで、制限開始タイミングｔＲＳになると、車両１０は制限期間中の変動制限ゾーンＲＺ（ＰＲ）、すなわち制限対象の制限ゾーンＲＺＲ内に位置することになる。

図８に示される例では、車両１０は現在タイミングｔ０において、一般ゾーンＧＥＮＺ内に位置している。このとき、車両１０の近傍の変動制限ゾーンＲＺは許容期間ＰＰ中である。続く制限開始タイミングｔＲＳにおいても、車両１０は一般ゾーンＧＥＮＺ内に位置する。次いで、進入タイミングｔＥＮＴになると、車両１０は制限期間ＰＲ中の変動制限ゾーンＲＺ（ＰＲ）内に進入する。したがって、車両１０は制限対象の制限ゾーンＲＺＲ内に位置する。

図９に示される例では、車両１０は現在タイミングｔ０において、一般ゾーンＧＥＮＺ内に位置している。次いで、進入タイミングｔＥＮＴになると、車両１０は固定制限ゾーンＲＺ内に進入し、制限対象の制限ゾーンＲＺＲ内に位置する。

なお、上述した図６及び図７に示される例では、車両１０は制限開始タイミングｔＲＳにおいて、制限対象の制限ゾーンＲＺＲ内に位置し始める。一方、図８及び図９に示される例では、車両１０は進入タイミングｔＥＮＴにおいて、制限対象の制限ゾーンＲＺＲ内に位置し始める。本開示による実施例では、車両１０が制限対象の制限ゾーンＲＺＲ内に位置し始めるタイミングは、位置開始タイミングｔＰＳと称される。この位置開始タイミングｔＰＳは、図６及び図７に示される例では制限開始タイミングｔＲＳであり、図８及び図９に示される例では進入タイミングｔＥＮＴである。

車両１０が制限対象の制限ゾーンＲＺＲ内に位置すると、内燃機関１１の運転が制限され、したがって車両１０における発電が制限される。このため、バッテリ１３のＳＯＣが低下して、車両１０が例えば制限ゾーンＲＺ内の充電設備に、又は制限対象の制限ゾーンＲＺＲ外に到達できないおそれがある。

そこで本開示による実施例では、概略的にいうと、車両１０が制限対象の制限ゾーンＲＺＲ内に位置する前に、すなわち位置開始タイミングｔＰＳよりも前に、バッテリ１３のＳＯＣを上昇させる又はＳＯＣが低下するのを制限するＳＯＣ制御が実行される。一例では、車両１０が制限対象の制限ゾーンＲＺＲ内に位置し始める時点でのＳＯＣがＳＯＣ要求値となるように、ＳＯＣ制御が行われる。ＳＯＣ要求値は例えば、車両１０が制限対象の制限ゾーンＲＺＲ内に位置した後に、ＳＯＣが下限値ＳＯＣＬを下回ることなく、ＳＯＣを上昇可能な位置まで車両１０が移動するのに必要なＳＯＣである。ここで、下限値ＳＯＣＬは、ＳＯＣが下限値ＳＯＣＬを下回るとＳＯＣの回復が著しく困難になるようなＳＯＣである。なお、ＳＯＣを上昇可能な位置には例えば、充電設備、許容期間ＰＰ中の変動制限ゾーンＲＺ、及び、一般ゾーンＧＥＮＺ、下り坂などが含まれる。

ＳＯＣ制御の一例では、ＳＯＣ上昇促進制御が行われる。ＳＯＣ上昇促進制御では、例えば、内燃機関１１が運転されるとともに、内燃機関１１の出力の少なくとも一部により発電機が運転され、それによりＳＯＣの上昇速度が通常制御時よりも大きくされる。その結果、車両１０が制限対象の制限ゾーンＲＺＲ内でＳＯＣが不足するのが制限される。

この場合、現在タイミングｔ０から位置開始タイミングｔＰＳまで、ＳＯＣ上昇促進制御を行うことが可能である。しかしながら、ＳＯＣ上昇促進制御を現在タイミングｔ０から開始すると、ＳＯＣが過剰となるおそれがある。

そこで本開示による実施例では、現在タイミングから位置開始タイミングｔＰＳまでＳＯＣ上昇促進制御が行われたと仮定したときの、位置開始タイミングｔＰＳにおけるＳＯＣの予測値ＳＯＣＰが算出される。ＳＯＣ予測値ＳＯＣＰがＳＯＣ要求値ＳＯＣＲよりも大きいときには、ＳＯＣ上昇促進制御は行われない。ＳＯＣ予測値ＳＯＣＰは、時間の経過とともに低下する。次いで、ＳＯＣ予測値ＳＯＣＰがＳＯＣ要求値ＳＯＣＲになると、ＳＯＣ上昇促進制御が開始される。次いで、位置開始タイミングｔＰＳになると、ＳＯＣ上昇促進制御が終了される。その結果、ＳＯＣが過剰になるのが制限されつつ不足するのが制限される。

すなわち、図１０に示される例では、タイミングｔａ０から位置開始タイミングｔＰＳまでＳＯＣ上昇促進制御が行われると、破線で示されるように、位置開始タイミングｔＰＳにおけるＳＯＣがＳＯＣ要求値ＳＯＣＲに対し過剰になる。そこで本開示による実施例では、タイミングｔａ１においてＳＯＣ予測値ＳＯＣＰがＳＯＣ要求値ＳＯＣＲになると、ＳＯＣ上昇促進制御が開始される。その結果、図１０に実線で示されるように、ＳＯＣが上昇する。次いで、位置開始タイミングｔＰＳになると、ＳＯＣ上昇促進制御が終了される。このときのＳＯＣはＳＯＣ要求値ＳＯＣＲになっている。

図１０において、ｔａ２は車両１０が目的地に到達したタイミングを示している。このように、本開示による実施例では、ＳＯＣが下限値ＳＯＣＬを下回ることなく、車両１０が目的地に到達する。これに対し、図１０において、点線はＳＯＣ上昇促進制御が行われない場合のＳＯＣを示している。この場合、車両１０が目的地に到達する前にＳＯＣは下限値ＳＯＣＬを下回ってしまう。

ＳＯＣ制御の別の例では、ＳＯＣ低下制限制御が行われる。ＳＯＣ低下制限制御では、例えば、内燃機関１１が運転されるとともに、内燃機関１１の出力の少なくとも一部により発電機が運転され、それによりＳＯＣの低下速度が通常制御時よりも小さくされる。一例では、ＳＯＣが一定に維持される。

この場合、図１１に示されるように、タイミングｔｂ０から位置開始タイミングｔＰＳまでＳＯＣ低下制限制御が行われると、破線で示されるように、位置開始タイミングｔＰＳにおけるＳＯＣがＳＯＣ要求値ＳＯＣＲに対し過剰になる。本開示による実施例では、位置開始タイミングｔＰＳまでＳＯＣ低下制限制御が行われたと仮定したときの位置開始タイミングｔＰＳにおけるＳＯＣの予測値ＳＯＣＰが算出される。ＳＯＣ予測値ＳＯＣＰがＳＯＣ要求値ＳＯＣＲよりも大きいときには、ＳＯＣ低下制限制御は行われない。ＳＯＣ予測値ＳＯＣＰは図１１に示されるように、時間の経過とともに低下する。次いで、タイミングｔｂ１において、ＳＯＣ予測値ＳＯＣＰがＳＯＣ要求値ＳＯＣＲになると、ＳＯＣ低下制限制御が開始される。その結果、図１１に実線で示されるように、ＳＯＣが維持される。次いで、位置開始タイミングｔＰＳになると、ＳＯＣ低下制限制御が終了される。このときのＳＯＣはＳＯＣ要求値ＳＯＣＲになっている。なお、図１１において、ｔｂ２は車両１０が例えば目的地に到達したタイミングを、点線はＳＯＣ低下制限制御が行われない場合のＳＯＣを、それぞれ示している。

なお、本開示による実施例では、現在タイミングにおいて車両１０が制限ゾーンＲＺ外に位置すると判別されたときに、車両１０の進路情報が取得され、この進路情報に基づいて、車両１０がその後に制限ゾーンＲＺ内に進入する予定があるか否かが判別される。例えば、車両１０が自動運転機能を備える場合には、この自動運転機能によって設定された車両１０の進路の情報が取得される。あるいは、車両１０の走行履歴に基づいて車両１０の進路が予測される。なお、進路情報は例えば、複数の将来時刻と、各時刻における車両１０の位置との組み合わせの形をなしている。また、本開示による実施例では、車両１０が制限ゾーンＲＺ内に進入する予定があると判別されたときに、例えば、車両１０の進路情報と、制限ゾーンＲＺの位置情報及び制限期間ＰＲの情報とから、進入タイミングｔＥＮＴが算出される。更に、位置開始タイミングｔＰＳが、進入タイミングｔＥＮＴと制限開始タイミングｔＲＳとのうち遅いほうとして算出される。

例えば図４に示されるように、車両１０が制限ゾーンＲＺ内に位置するか否かがサーバ３０で判別される場合には、車両１０が制限ゾーンＲＺ内に進入する予定があるか否かがサーバ３０で判別される。この場合、車両１０の位置情報とともに車両１０の進路情報が車両１０からサーバ３０に送信される。これに対し、例えば図５に示されるように、車両１０が制限ゾーンＲＺ内に位置するか否かが車両１０で判別される場合には、車両１０が制限ゾーンＲＺ内に進入する予定があるか否かが車両１０で判別される。この場合、車両１０の進路情報を車両１０からサーバ３０に送信する必要はない。

図１２及び図１３は、本開示による実施例における車両１０の運転制御を実行するためのルーチンを示している。このルーチンは車両１０の電子制御ユニット２０において繰り返し実行される。

図１２及び図１３を参照すると、まずステップ１００において、車両１０が現在タイミングにおいて制限ゾーンＲＺ内に位置しているか否かが判別される。車両１０が現在タイミングにおいて制限ゾーンＲＺ内に位置していると判別されたときには、ステップ１００からステップ１０１に進み、当該制限ゾーンＲＺが変動制限ゾーンであるか固定制限ゾーンであるかが判別される。当該制限ゾーンＲＺが変動制限ゾーンであると判別されたときには、次いでステップ１０２に進み、現在タイミングが制限期間ＰＲ内か否かが判別される。現在タイミングが制限期間ＰＲ内のときには、次いでステップ１０３に進み、ＥＶモードが行われる。すなわち、内燃機関１１の運転が制限される。ステップ１０１において当該制限ゾーンＲＺが固定制限ゾーンであると判別されたときにも、次いでステップ１０３に進み、ＥＶモードが行われる。

これに対し、ステップ１０２において現在タイミングが制限期間ＰＲ外である、すなわち許容期間ＰＰ内であると判別されたときには、次いでステップ１０４に進み、位置開始タイミングｔＰＳが制限開始タイミングｔＲＳに設定される。続くステップ１０５では、現在タイミングから制限開始タイミングｔＲＳまでＳＯＣ上昇促進制御が行われたと仮定したときのＳＯＣ予測値ＳＯＣＰが算出される。続くステップ１０６では、ＳＯＣ要求値ＳＯＣＲが算出される。続くステップ１０７では、ＳＯＣ予測値ＳＯＣＰがＳＯＣ要求値ＳＯＣＲ以下であるか否かが判別される。ＳＯＣＰ＞ＳＯＣＲのときには次いでステップ１０８に進み、通常制御が行われる。これに対し、ＳＯＣＰ≦ＳＯＣＲになると、ステップ１０９に進み、ＳＯＣ制御が実行される。

一方、ステップ１００において、車両１０が現在タイミングにおいて制限ゾーンＲＺ外に位置していると判別されたときには、次いでステップ１１０に進み、車両１０が制限ゾーンＲＺ内に進入する予定があるか否かが判別される。車両１０が制限ゾーンＲＺ内に進入する予定がないと判別されたときには、次いでステップ１０８に進む。

これに対し、車両１０が制限ゾーンＲＺ内に進入する予定があると判別されたときには、ステップ１１０からステップ１１１に進み、当該制限ゾーンＲＺが変動制限ゾーンであるか固定制限ゾーンであるかが判別される。当該制限ゾーンＲＺが変動制限ゾーンであると判別されたときには、次いでステップ１１２に進み、車両１０の当該制限ゾーンＲＺへの進入タイミングｔＥＮＴが制限期間ＰＲ内か否かが判別される。進入タイミングｔＥＮＴが制限期間ＰＲ内のときには、次いでステップ１１３に進み、位置開始タイミングｔＰＳが進入タイミングｔＥＮＴに設定される。次いでステップ１０５に進み、現在タイミングから進入タイミングｔＥＮＴまでＳＯＣ上昇促進制御が行われたと仮定したときのＳＯＣ予測値ＳＯＣＰが算出される。一方、ステップ１１２において進入タイミングｔＥＮＴが制限期間ＰＲ外である、すなわち許容期間ＰＰ内であると判別されたときには、次いでステップ１０４に進み、位置開始タイミングｔＰＳが制限開始タイミングｔＲＳに設定される。

図１４は、本開示による実施例の車両１０の機能ブロック図を示している。図４を参照しつつ図１４を参照すると、本開示による実施例の車両１０の電子制御ユニット２０は、位置情報取得部２０ａ、進路情報取得部２０ｂ、運転制御部２０ｃ、及びＳＯＣ制御部２０ｄを含む。

図１４に示される例において、位置情報取得部２０ａは、ＧＰＳレシーバ１５から車両１０の位置情報を取得し、サーバ３０に送信する。進路情報取得部２０ｂは、車両１０の進路情報を取得し、サーバ３０に送信する。運転制御部２０ｃは、運転モードを、ＥＶモードとＨＶモードとの間で変更する。ＳＯＣ制御部２０ｄは上述のＳＯＣ制御を行う。

一方、図１５は、本開示による実施例のサーバ３０の機能ブロック図を示している。図４を参照しつつ図１５を参照すると、本開示による実施例のサーバ３０の電子制御ユニット４０は、判別部４０ａを含む。図１５に示される例において、判別部４０ａは、現在タイミングにおいて車両１０が制限ゾーンＲＺ内にあるか否かを判別し、判別結果を車両１０に送信する。また、判別部４０ａは、必要に応じ、車両１０が制限ゾーンＲＺ内に進入する予定があるか否かを判別し、判別結果を車両１０に送信する。更に、判別部４０ａは、必要に応じ、位置開始タイミングｔＰＳを算出する。

図５に示される別の実施例では、車両１０の電子制御ユニット２０は更に、上述の判別部４０ａと同様の判別部を備える。

ところで、図１０に示される例では、上述したように、ＳＯＣＰ＞ＳＯＣＲのときにはＳＯＣ上昇促進制御が行われず、時間ｔａ１においてＳＯＣＰ＝ＳＯＣＲになると、ＳＯＣ上昇促進制御が行われる。図１１に示される例では、ＳＯＣＰ＞ＳＯＣＲのときにはＳＯＣ低下制限制御が行われず、時間ｔｂ１においてＳＯＣＰ＝ＳＯＣＲになると、ＳＯＣ低下制限制御が行われる。ここで、現在タイミングから位置開始タイミングｔＰＳまでの時間幅である制限前時間（すなわち、現在タイミングから、車両１０が制限対象の制限ゾーンＲＺＲ内に位置し始めるまでの時間）と、ＳＯＣＰ＝ＳＯＣＲとなる時間（図１０の例ではｔａ１、図１１の例ではｔｂ１）から位置開始タイミングｔＰＳまでの時間幅であるあらかじめ定められた設定時間とに着目すると、本開示による実施例では、制限前時間が設定時間よりも短いときには、制限前時間が設定時間よりも長いと判別されたときに比べて、バッテリ１３のＳＯＣの上昇速度を大きくされ又はＳＯＣの低下速度が小さくされる、ということになる。

なお、この場合の設定時間は、車両１０が制限対象の制限ゾーンＲＺＲ外に位置する現在タイミングから位置開始タイミングｔＰＳまでＳＯＣ制御を実行したと仮定したときの、位置開始タイミングｔＰＳにおけるＳＯＣの予測値ＳＯＣＰがＳＯＣ要求値ＳＯＣＲになる時間（ｔａ１，ｔｂ１）から、位置開始タイミングｔＰＳまでの時間幅である。

一方、ＳＯＣ予測値ＳＯＣＰ及びＳＯＣ要求値ＳＯＣＲに着目すると、本開示による実施例では、ＳＯＣ予測値ＳＯＣＰがＳＯＣ要求値ＳＯＣＲよりも大きいときには、ＳＯＣ制御（ＳＯＣ上昇促進制御又はＳＯＣ低下制限制御）が停止され、ＳＯＣ予測値ＳＯＣＰがＳＯＣ要求値ＳＯＣＲ以下になると、ＳＯＣ制御が実行される、ということになる。

１制御システム
１０ハイブリッド車両
１１内燃機関
１２モータジェネレータ
２０車両の電子制御ユニット
３０サーバ
４０サーバの電子制御ユニット

Claims

内燃機関及び電気モータを備えたハイブリッド車両の制御システムにおいて、
制限期間及び許容期間があらかじめ設定された変動制限ゾーンがあらかじめ設けられており、前記制限期間中の前記変動制限ゾーン内では前記内燃機関の運転が制限され、前記許容期間中の前記変動制限ゾーン内では前記内燃機関の運転が許容され、
前記ハイブリッド車両が前記制限期間中の前記変動制限ゾーン内に位置すると判別されたときに、前記内燃機関の運転を制限するとともに、前記電気モータを運転して前記ハイブリッド車両を駆動し、
前記ハイブリッド車両が前記変動制限ゾーン外又は前記許容期間中の前記変動制限ゾーン内に位置している現在タイミングから前記ハイブリッド車両が前記制限期間中の前記変動制限ゾーン内に位置し始める位置開始タイミングまでの時間があらかじめ定められた設定時間よりも短いと判別されたときには、前記現在タイミングから前記位置開始タイミングまでの時間が前記設定時間よりも長いと判別されたときに比べて、前記ハイブリッド車両のバッテリのＳＯＣの上昇速度を大きくする又は前記ＳＯＣの低下速度を小さくするようにした、
制御システム。
前記位置開始タイミングにおいて前記ＳＯＣがＳＯＣ要求値になるように前記設定時間が設定される、請求項１に記載の制御システム。
前記ＳＯＣ要求値は、前記ハイブリッド車両が前記制限期間中の前記変動制限ゾーン内に位置した後、前記ＳＯＣが下限値を下回ることなく、前記ＳＯＣを上昇可能な位置まで前記ハイブリッド車両が移動するのに必要なＳＯＣである、請求項２に記載の制御システム。
前記現在タイミングから前記位置開始タイミングまでの時間が前記設定時間よりも長いと判別されたときには前記ＳＯＣの上昇を促進するＳＯＣ上昇促進制御又は前記ＳＯＣの低下を制限するＳＯＣ低下制限制御を実行せず、その後前記現在タイミングから前記位置開始タイミングまでの時間が前記設定時間になったと判別されると、前記ハイブリッド車両が前記制限期間中の前記変動制限ゾーン内に位置するまで、前記ＳＯＣ上昇促進制御又は前記ＳＯＣ低下制限制御を実行するようにした、請求項１から３までのいずれか一項に記載の制御システム。
内燃機関及び電気モータを備えたハイブリッド車両の制御方法において、
制限期間及び許容期間があらかじめ設定された変動制限ゾーンがあらかじめ設けられており、前記制限期間中の前記変動制限ゾーン内では前記内燃機関の運転が制限され、前記許容期間中の前記変動制限ゾーン内では前記内燃機関の運転が許容され、
前記ハイブリッド車両が前記制限期間中の前記変動制限ゾーン内に位置すると判別されたときに、前記内燃機関の運転を制限するとともに、前記電気モータを運転して前記ハイブリッド車両を駆動し、
前記ハイブリッド車両が前記変動制限ゾーン外又は前記許容期間中の前記変動制限ゾーン内に位置している現在タイミングから前記ハイブリッド車両が前記制限期間中の前記変動制限ゾーン内に位置し始める位置開始タイミングまでの時間があらかじめ定められた設定時間よりも短いと判別されたときには、前記現在タイミングから前記位置開始タイミングまでの時間が前記設定時間よりも長いと判別されたときに比べて、前記ハイブリッド車両のバッテリのＳＯＣの上昇速度を大きくする又は前記ＳＯＣの低下速度を小さくする、
制御方法。