JP2022085238A - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】走行予定経路に渋滞区間または下り坂区間が含まれている場合、より適切に、ＳＯＣ制御を実行可能なハイブリッド車両の制御装置を提供する。【解決手段】ハイブリッド車両の制御装置１００は、走行予定経路に、渋滞区間または下り坂区間があるか否かを判断（Ｓ１２、Ｓ１６）し、渋滞区間または下り区間がある場合は、渋滞区間または下り坂区間への進入前に、蓄電装置６０のＳＯＣが所定状態になるよう制御する先読みＳＯＣ制御（Ｓ１５、Ｓ１９）を実行する。渋滞区間または下り坂区間が高速道路であるときは、先読みＳＯＣ制御を実行しない。【選択図】図５

Description

本開示は、走行用の電力を蓄える蓄電装置を備えたハイブリッド車両に関する。

特開２０１１－６０４７号公報（特許文献１）には、エンジンとモータを走行用の動力源として走行するハイブリッド車両において、出発地から目標とする地点に到達するまでの区間に、下り坂区間が含まれている場合、下り坂区間に進入する前にバッテリのＳＯＣを低下しておくこと、また、渋滞区間が含まれている場合には、渋滞区間に進入する前にバッテリのＳＯＣを上昇させておくこと、が開示されている。これにより、回生電力の取りこぼしを低減でき、また、強制充電を避けることができるため、ハイブリッド車両の燃費の向上が図れるとしている。

特開２０１１－６０４７号公報

特許文献１では、ハイブリッド車両の走行予定径路に、渋滞区間が含まれる場合、渋滞区間の進入前に、バッテリのＳＯＣを上昇させるＳＯＣ制御を実行する。渋滞区間が高速道路である場合には、渋滞していても、停車時間が比較的短く、低車速で走行する状況が多く、バッテリのＳＯＣが下限値に達して強制充電が行われる頻度が少ない。このため、渋滞区間の進入前に、ＳＯＣを上昇させるＳＯＣ制御を実行することにより、エンジンの作動領域が拡大し、却って、燃費が悪化することもある。

また、特許文献１では、ハイブリッド車両の走行予定径路に、下り坂区間が含まれる場合、下り坂区間の進入前に、バッテリのＳＯＣを低下させるＳＯＣ制御を実行する。高速道路では高車速を維持するために大きな駆動力が必要であり、モータにも比較的大きな出力トルクが要求されるので、バッテリからの電力持ち出し（放電）が多くなり、ＳＯＣが小さい値に留まることが多い。このため、下り坂区間の進入前に、ＳＯＣを低下させるＳＯＣ制御を実行しなくとも、高速道路の下り坂区間の進入時には、ＳＯＣが十分低下していることが多い。したがって、制御装置の演算負荷を考慮すると、高速道路においては、ＳＯＣ低下制御を実行しないことが望ましい。

本開示は、走行予定経路に渋滞区間または下り坂区間が含まれている場合、より適切に、ＳＯＣ制御を実行可能なハイブリッド車両の制御装置を提供することを目的とする。

本開示のハイブリッド車両の制御装置は、蓄電装置の電力で駆動される走行用モータを備えるとともに、走行中に蓄電装置への充電が可能なハイブリッド車両の制御装置である。制御装置は、走行予定経路に、渋滞区間または下り坂区間があるか否かを判断し、渋滞区間または下り坂区間がある場合、渋滞区間または下り坂区間への進入前に、蓄電装置のＳＯＣが所定状態になるよう制御する先読みＳＯＣ制御を実行するとともに、渋滞区間または下り坂区間が高速道路であるときは、先読みＳＯＣ制御を実行しないよう、構成されている。

この構成によれば、ハイブリッド車両の制御装置は、走行予定経路に、渋滞区間または下り坂区間がある場合、渋滞区間または下り坂区間への進入前に、蓄電装置のＳＯＣが所定状態になるよう制御する先読みＳＯＣ制御を実行する。たとえば、渋滞区間の進入前にＳＯＣが上昇するよう、下り坂区間の進入前にＳＯＣが低下するよう制御するよう、先読みＳＯＣ制御を実行する。これにより、渋滞区間における強制充電が回避でき、下り坂区間における回生電力の取りこぼしを抑止でき、ハイブリッド車両の燃費を向上できる。また、ハイブリッド車両の制御装置は、渋滞区間または下り坂区間が高速道路であるときは、先読みＳＯＣ制御を実行しない。したがって、強制充電が行われる頻度が少ない高速道路の渋滞区間、および、先読みＳＯＣ制御を実行しなくとも、侵入前にＳＯＣが十分低下していることが多い高速道路の下り坂区間、においては、先読みＳＯＣ制御を実行しないので、より適切に、蓄電装置のＳＯＣ制御を実行できる。

本開示によれば、走行予定経路に渋滞区間または下り坂区間が含まれている場合、より適切に、ＳＯＣ制御を実行可能なハイブリッド車両の制御装置を提供することができる。

本実施の形態に係るハイブリッド車両の全体構成図である。 ＨＶ－ＥＣＵ、各種センサおよびナビゲーション装置の詳細な構成を示すブロック図である。 渋滞ＳＯＣ制御を説明する図である。 下りＳＯＣ制御を説明するための図である。 ＨＶ－ＥＣＵ１００で実行される処理の概略を示すフローチャートである。 変形例において、ＨＶ－ＥＣＵ１００で実行される処理の概略を示すフローチャートである。

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返さない。

図１は、本実施の形態に係るハイブリッド車両１の全体構成図である。ハイブリッド車両１は、エンジン１０と、第１モータジェネレータ（以下「第１ＭＧ」と称する。）２０と、第２モータジェネレータ（以下「第２ＭＧ」と称する。）３０と、動力分割装置４０と、ＰＣＵ（Power Control Unit）５０と、蓄電装置６０と、駆動輪８０とを備える。

エンジン１０は、空気と燃料との混合気を燃焼させたときに生じる燃焼エネルギーをピストンやロータなどの運動子の運動エネルギーに変換することによって動力を出力する内燃機関である。動力分割装置４０は、たとえば、サンギヤ、キャリア、リングギヤの３つの回転軸を有する遊星歯車機構を含む。動力分割装置４０は、エンジン１０から出力される動力を、第１ＭＧ２０を駆動する動力と、駆動輪８０を駆動する動力とに分割する。

第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０は、交流回転電機であり、たとえば、ロータに永久磁石が埋設された三相交流同期電動機である。第１ＭＧ２０は、主として、動力分割装置４０を経由してエンジン１０により駆動される発電機として用いられる。第１ＭＧ２０が発電した電力は、ＰＣＵ５０を介して第２ＭＧ３０または蓄電装置６０へ供給される。

第２ＭＧ３０は、主として電動機として動作し、駆動輪８０を駆動する。第２ＭＧは、本開示の「走行用モータ」に相当する。第２ＭＧ３０は、蓄電装置６０からの電力および第１ＭＧ２０の発電電力の少なくとも一方を受けて駆動され、第２ＭＧ３０の駆動力は駆動輪８０に伝達される。一方、ハイブリッド車両１の制動時や下り坂では、第２ＭＧ３０は、発電機として動作して回生発電を行なう。第２ＭＧ３０が発電した電力は、ＰＣＵ５０を介して蓄電装置６０に充電される。

なお、図１に示すハイブリッド車両１はエンジン１０と２つのモータジェネレータ（第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０）とを駆動源として備えるタイプのハイブリッド車両であるが、本開示が適用可能な車両は図１に示すハイブリッド車両１に限定されない。たとえば、エンジンと１つのモータジェネレータとを備えるハイブリッド車両にも本開示は適用可能である。

ＰＣＵ５０は、蓄電装置６０から受ける直流電力を、第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０を駆動するための交流電力に変換する。また、ＰＣＵ５０は、第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０により発電された交流電力を、蓄電装置６０を充電するための直流電力に変換する。ＰＣＵ５０は、たとえば、第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０に対応して設けられる２つのインバータと、各インバータに供給される直流電圧を蓄電装置６０の電圧以上に昇圧するコンバータとを含んで構成される。

蓄電装置６０は、再充電可能な直流電源であり、たとえばリチウムイオン電池やニッケル水素電池等の二次電池を含んで構成される。蓄電装置６０は、第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０の少なくとも一方が発電した電力を受けて充電される。そして、蓄電装置６０は、その蓄えられた電力をＰＣＵ５０へ供給する。なお、蓄電装置６０として電気二重層キャパシタ等も採用可能である。

蓄電装置６０には、監視ユニット６１が設けられる。監視ユニット６１には、蓄電装置６０の電圧、入出力電流および温度をそれぞれ検出する電圧センサ、電流センサおよび温度センサ（いずれも図示せず）が含まれる。監視ユニット６１は、各センサの検出値（蓄電装置６０の電圧、入出力電流および温度）をＢＡＴ－ＥＣＵ１１０に出力する。

ハイブリッド車両１は、さらに、ＨＶ－ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１００と、ＢＡＴ－ＥＣＵ１１０と、各種センサ１２０と、ナビゲーション装置１３０と、ＨＭＩ（Human Machine Interface）装置１４０とを備える。

図２は、図１に示したＨＶ－ＥＣＵ１００、各種センサ１２０およびナビゲーション装置１３０の詳細な構成を示すブロック図である。ＨＶ－ＥＣＵ１００、ＢＡＴ－ＥＣＵ１１０、ナビゲーション装置１３０、およびＨＭＩ装置１４０は、ＣＡＮ（Controller Area Network）１５０を通じて互いに通信可能に構成されている。

各種センサ１２０は、たとえば、アクセルペダルセンサ１２２、車速センサ１２４、ブレーキペダルセンサ１２６を含む。アクセルペダルセンサ１２２は、ユーザによるアクセルペダル操作量（以下「アクセル開度」ともいう）ＡＣＰを検出する。車速センサ１２４は、ハイブリッド車両１の車速ＶＳを検出する。ブレーキペダルセンサ１２６は、ユーザによるブレーキペダル操作量ＢＰを検出する。これらの各センサは、検出結果をＨＶ－ＥＣＵ１００へ出力する。

ＨＶ－ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、処理プログラム等を記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）、データを一時的に記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）、各種信号を入出力するための入出力ポート（図示せず）等を含み、メモリ（ＲＯＭおよびＲＡＭ）に記憶された情報、各種センサ１２０からの情報、ＢＡＴ－ＥＣＵ１１０からの情報に基づいて、所定の演算処理を実行する。そして、ＨＶ－ＥＣＵ１００は、演算処理の結果に基づいて、エンジン１０、ＰＣＵ５０、ＨＭＩ装置１４０等の各機器を制御する。また、ＨＶ－ＥＣＵ１００は、蓄電装置６０のＳＯＣ（State Of Charge）が上限値ＳＵを超えると、第２ＭＧ３０の回生発電が可能な場合であっても、蓄電装置６０の充電を禁止し、蓄電装置６０のＳＯＣが下限値ＳＬ未満になると、エンジン１０を始動し第１ＭＧ２０を駆動して、蓄電装置６０の強制充電を行う。

ＢＡＴ－ＥＣＵ１１０も、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力ポート等を含む（いずれも図示せず）。ＢＡＴ－ＥＣＵ１１０は、監視ユニット６１からの蓄電装置６０の入出力電流および／または電圧の検出値に基づいて蓄電装置６０の蓄電量を示すＳＯＣを算出する。ＳＯＣは、たとえば、蓄電装置６０の満充電容量に対する現在の蓄電量を百分率で表される。そして、ＢＡＴ－ＥＣＵ１１０は、算出されたＳＯＣをＨＶ－ＥＣＵ１００へ出力する。なお、ＨＶ－ＥＣＵ１００においてＳＯＣを算出してもよい。

ナビゲーション装置１３０は、ナビゲーションＥＣＵ１３２と、地図情報データベース（ＤＢ）１３４と、ＧＰＳ（Global Positioning System）受信部１３６と、交通情報受信部１３８とを含む。

地図情報ＤＢ１３４は、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）等によって構成され、地図情報を記憶している。地図情報は、交差点や行き止まり等の「ノード」、ノード同士を接続する「リンク（区間）」、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、各リンクの道路種別情報（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ＤＢ１３４から読み出す地図情報ではなく、外部データベースとの通信により、逐次、地図情報を取得するものであってよい。

ＧＰＳ受信部１３６は、ＧＰＳ衛星（図示せず）からの信号（電波）に基づいてハイブリッド車両１の現在位置を取得し、ハイブリッド車両１の現在位置を示す信号をナビゲーションＥＣＵ１３２へ出力する。

交通情報受信部１３８は、ＦＭ多重放送等によって提供されている道路交通情報（たとえばＶＩＣＳ（登録商標）情報）を受信する。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場情報等も含み得る。この道路交通情報は、たとえば５分おきに更新され、各リンク（区間）の付帯情報として提供される。

ナビゲーションＥＣＵ１３２は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力ポート（図示せず）等を含み、地図情報ＤＢ１３４、ＧＰＳ受信部１３６および交通情報受信部１３８から受ける各種情報や信号に基づいて、ハイブリッド車両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１４０およびＨＶ－ＥＣＵ１００へ出力する。

また、ナビゲーションＥＣＵ１３２は、ＨＭＩ装置１４０においてユーザによりハイブリッド車両１の目的地が入力されると、ハイブリッド車両１の現在位置から目的地までの走行予定経路を地図情報ＤＢ１３４に基づいて探索する。この走行予定経路は、ハイブリッド車両１の現在位置から目的地までのノードおよびリンクの集合によって構成される。そして、ナビゲーションＥＣＵ１３２は、ハイブリッド車両１の現在位置から目的地までの探索結果（ノードおよびリンクの集合）をＨＭＩ装置１４０へ出力する。

また、ナビゲーションＥＣＵ１３２は、所定のタイミング毎に（たとえば、１分間隔毎に）、ハイブリッド車両１の現在位置から目的地までの走行予定経路における地図情報および道路交通情報（以下、「先読み情報」ともいう）をＨＶ－ＥＣＵ１００へ出力する。

ＨＭＩ装置１４０は、ハイブリッド車両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１４０は、代表的には、ハイブリッド車両１の室内に設けられたディスプレイであり、スピーカ等も含む。ＨＭＩ装置１４０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する。

ＨＭＩ装置１４０は、ナビゲーション装置１３０のディスプレイとして機能する。すなわち、ＨＭＩ装置１４０は、ハイブリッド車両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ゲーション装置１３０からＣＡＮ１５０を通じて受信し、ハイブリッド車両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１４０は、ユーザが操作可能なタッチパネルとしても作動し、ユーザは、タッチパネルに触れることによって、たとえば、表示されている地図の縮尺を変更したり、ハイブリッド車両１の目的地を入力したりすることができる。ＨＭＩ装置１４０において目的地が入力されると、その目的地の情報がＣＡＮ１５０を通じてナビゲーション装置１３０へ送信される。

上述のように、ナビゲーションＥＣＵ１３２は、所定の期間毎に、「先読み情報」をＨＶ－ＥＣＵ１００へ出力する。ＨＶ－ＥＣＵ１００は、先読み情報を受信すると、受信した先読み情報を用いて走行予定径路に所定の渋滞抽出条件を満たす渋滞区間があるか否かを判断する。ＨＶ－ＥＣＵ１００は、渋滞区間があると判断すると、渋滞区間の侵入前に蓄電装置６０のＳＯＣを予め上昇させる「渋滞ＳＯＣ制御」を実行する。

また、ＨＶ－ＥＣＵ１００は、先読み情報を受信すると、受信した先読み情報を用いて走行予定径路に所定の下り抽出条件を満たす下り坂区間があるか否かを判断する。ＨＶ－ＥＣＵ１００は、下り坂区間があると判断すると、下り坂区間の侵入前に蓄電装置６０のＳＯＣを予め低下させる「下りＳＯＣ制御」を実行する。なお、本開示では、「渋滞ＳＯＣ制御」および「下りＳＯＣ制御」を総称して「先読みＳＯＣ制御」ともいう。

図３は、渋滞ＳＯＣ制御を説明する図である。ハイブリッド車両１が渋滞区間を走行する際には、停車時間が長くなるので、蓄電装置６０のＳＯＣが下限値ＳＬ未満になり、強制充電が行われ、燃費の低下を招く。渋滞ＳＯＣ制御を実行することにより、渋滞区間の侵入前に、蓄電装置６０のＳＯＣが予め上昇するので、渋滞区間の走行中にＳＯＣが下限値ＳＬに達することを抑制でき、燃費の低下を抑制する。

図３において、横軸は、ハイブリッド車両１の走行予定経路の各地点を示す。図３に示される例では、走行予定経路に含まれる区間（リンク）１～区間８が示されている。縦軸は、ハイブリッド車両１の走行予定経路における渋滞情報、および蓄電装置６０のＳＯＣを示す。図中、線Ｌ１１は、蓄電装置６０の目標ＳＯＣを示す。また、線Ｌ１２は、渋滞ＳＯＣ制御が実行される場合のＳＯＣの推移を示し、点線Ｌ１３は、比較例として、渋滞ＳＯＣ制御が実行されない場合のＳＯＣの推移を示す。

ＨＶ－ＥＣＵ１００は、ハイブリッド車両１の現在位置、走行予定経路および渋滞情報をナビゲーション装置１３０から取得し、走行予定経路において渋滞抽出条件を満たす渋滞区間が存在するか否かを判断する。なお、本実施の形態において、渋滞抽出条件は、渋滞情報によって「渋滞」が特定された区間（リンク）が連続して一定距離以上連続する区間とされている。

図３には、渋滞情報により、区間４～区間６が「渋滞」と特定されている場合が例示されている。区間４～区間６の合計距離は、渋滞抽出条件の一定距離より長く、ＨＶ－ＥＣＵ１００は、この区間を渋滞区間ｂと判断する。ＨＶ－ＥＣＵ１００は、通常走行時は、蓄電装置６０の目標ＳＯＣを値Ｓｎに設定する（たとえば区間１）。渋滞区間ｂでは、ハイブリッド車両１の停車時間が長くなる。仮に、蓄電装置６０のＳＯＣが値Ｓｎに制御されたままでハイブリッド車両１が渋滞区間ｂ（区間４～区間６）に進入すると、ハイブリッド車両１の停車中は、エンジン１０が停止するため、蓄電装置６０の充電は行われない。そして、蓄電装置６０の電力がエアコン等の補機負荷に消費されるため、蓄電装置６０のＳＯＣは値Ｓｎから低下する（点線Ｌ１３）。そして、渋滞区間ｂの走行中にＳＯＣが下限値ＳＬに達すると（地点Ｐ１５ａ）、エンジン１０が始動し強制充電が開始され、燃費の悪化を招く。

そこで、本実施の形態によるハイブリッド車両１では、渋滞区間ｂ（区間４～区間６）が抽出され、渋滞区間ｂの開始地点Ｐ１３より所定距離手前の地点Ｐ１１ａにハイブリッド車両１が到達すると、ＨＶ－ＥＣＵ１００は、目標ＳＯＣを値Ｓｎよりも高い値Ｓｈに変更する（線Ｌ１１）。これにより、ＳＯＣが目標ＳＯＣに向かって制御されることにより、蓄電装置６０の充電が促進され、ＳＯＣは上昇する（線Ｌ１２）。

上記の所定距離は、渋滞区間ｂの開始地点Ｐ１３にハイブリッド車両１が到達するまでにＳＯＣを値Ｓｈに近づけるために十分な距離に設定される。この図３では、渋滞区間ｂの開始地点Ｐ１３にハイブリッド車両１が到達するまでに、ＳＯＣが値Ｓｈまで上昇している。これにより、渋滞区間ｂ（区間４～区間６）の走行中にＳＯＣが下限値ＳＬに達するのを抑制し、強制充電を回避して、燃費の低下を招くことが抑制可能になる。

渋滞区間ｂの終了地点Ｐ１６にハイブリッド車両１が到達すると、ＨＶ－ＥＣＵ１００は、渋滞ＳＯＣ制御を終了し、目標ＳＯＣを値Ｓｎに復帰させる。なお、目標ＳＯＣが値Ｓｎから値Ｓｈに変更される地点Ｐ１１ａ（渋滞ＳＯＣ制御の開始地点）から渋滞区間ｂの開始地点Ｐ１３までの区間を「侵入前区間ａ」とも称する。また、侵入前区間ａと渋滞区間ｂとを合わせた区間（目標ＳＯＣが値Ｓｎから値Ｓｈに変更されている区間）を「渋滞ＳＯＣ制御区間」とも称する。

図４は、下りＳＯＣ制御を説明するための図である。ハイブリッド車両１が下り坂区間を走行する際には、第２ＭＧ３０の回生電力の増加によって蓄電装置６０のＳＯＣが上昇する。下りＳＯＣ制御によって下り坂区間への進入前に蓄電装置６０のＳＯＣが予め減少されているため、対象下り区間の走行中にＳＯＣが上限値ＳＵに達すること（ＳＯＣのオーバーフロー）が抑制され、回収可能なエネルギーを捨てることによる燃費低下が抑制される。

図４において、横軸は、ハイブリッド車両１の走行予定経路の各地点を示す。図４に示される例では、走行予定経路に含まれる区間（リンク）１１～区間１８が示されている。縦軸は、ハイブリッド車両１の走行予定経路における道路の標高、および蓄電装置６０のＳＯＣを示す。図中、線Ｌ２１は、蓄電装置６０の目標ＳＯＣを示す。また、線Ｌ２２は、下りＳＯＣ制御が実行される場合のＳＯＣの推移を示し、点線Ｌ２３は、比較例として、下りＳＯＣ制御が実行されない場合のＳＯＣの推移を示す。

ＨＶ－ＥＣＵ１００は、ハイブリッド車両１の現在位置、走行予定経路およびそれらの地図情報をナビゲーション装置１３０から取得し、走行予定経路において下り抽出条件を満たす下り坂区間Ｂが存在するか否かを判断する。なお、本実施の形態において、下り抽出条件は、下り坂の開始地点から次に一定距離以上の平坦が続く直前の地点までの区間であって、かつ一定以上の標高差および距離がある区間である、という条件に設定される。

図４には、区間１４～区間１６が下り坂区間Ｂであると特定（判断）された場合が例示されている。ＨＶ－ＥＣＵ１００は、通常走行時は、蓄電装置６０の目標ＳＯＣを値Ｓｎに設定する（たとえば区間１１）。仮に、蓄電装置６０のＳＯＣが値Ｓｎに制御されたままでハイブリッド車両１が下り坂区間Ｂ（区間１４～区間１６）に進入すると、下り坂区間Ｂでは第２ＭＧ３０により回生発電が行なわれることにより蓄電装置６０が充電されるので、ＳＯＣは値Ｓｎから上昇する（点線Ｌ２３）。そして、下り坂区間Ｂの走行中にＳＯＣが上限値ＳＵに達すると（地点Ｐ２５ａ）、下り坂を走行しているにも拘わらず第２ＭＧ３０により回生発電された電力を蓄電装置６０に蓄えることができず（オーバーフロー発生）、回収可能なエネルギーを捨てることになる。

そこで、本実施の形態によるハイブリッド車両１では、下り坂区間Ｂ（区間１４～区間１６）が抽出され、その下り坂区間Ｂの開始地点Ｐ２３より所定距離手前の地点Ｐ２１ａにハイブリッド車両１が到達すると、ＨＶ－ＥＣＵ１００は、目標ＳＯＣを値Ｓｎよりも低い値Ｓｄに変更する（線Ｌ２１）。そうすると、ＳＯＣが目標ＳＯＣになるよう制御されるので、蓄電装置６０の放電が促進され、ＳＯＣは低下する（線Ｌ２２）。

上記の所定距離は、下り坂区間Ｂの開始地点Ｐ２３にハイブリッド車両１が到達するまでにＳＯＣを値Ｓｄに近づけるために十分な距離に設定される。この図４では、下り坂区間Ｂの開始地点Ｐ２３にハイブリッド車両１が到達するまでに、ＳＯＣが値Ｓｄまで低下している。これにより、下り坂区間Ｂ（区間１４～区間１６）の走行中にＳＯＣが上限値ＳＵに達するのを抑制でき、回収可能なエネルギーを捨てることによる燃費低下が抑制される。

下り坂区間Ｂの終了地点Ｐ２６にハイブリッド車両１が到達すると、ＨＶ－ＥＣＵ１００は、下りＳＯＣ制御を終了し、目標ＳＯＣを値Ｓｎに復帰させる。なお、以下では、目標ＳＯＣが値Ｓｎから値Ｓｄに変更される地点Ｐ２１ａ（下りＳＯＣ制御の開始地点）から下り坂区間Ｂの開始地点Ｐ２３までの区間を「侵入前区間Ａ」とも称する。また、侵入前区間Ａと下り坂区間Ｂとを合わせた区間（目標ＳＯＣが値Ｓｎから値Ｓｄに変更されている区間）を「下りＳＯＣ制御区間」とも称する。

ところで、渋滞区間ｂが高速道路である場合、渋滞が発生していても、停車時間は比較的短時間であり、低車速で走行することが多く、渋滞区間ｂにおけるＳＯＣが低下し難い。このため、高速道路における渋滞区間ｂでは、侵入前区間ａでＳＯＣを上昇させる渋滞ＳＯＣ制御を実行せずとも、渋滞区間ｂで強制充電が行われる頻度が低い。このような状況では、侵入前区間ａにおいて、ＳＯＣを上昇させる渋滞ＳＯＣ制御を実行すると、エンジン１０の作動領域が拡大し、却って、燃費が低下する場合がある。

また、高速道路では、高車速を維持するために大きな駆動力が必要であり、第２ＭＧ３０に比較的大きな出力トルクが要求されるので、蓄電装置６０から第２ＭＧへ供給する電力（放電）が多くなり、ＳＯＣが小さい値、たとえば値Ｓｄ付近に留まることが多い。このため、侵入前区間Ａにおいて、ＳＯＣを低下させる下りＳＯＣ制御を実行しなくとも、高速道路の下り坂区間Ｂの進入時には、ＳＯＣが十分低下していることが多く、下りＳＯＣ制御を実行せずとも、オーバーフローが発生しない（回生電力の取りこぼしがない）状況が多い。したがって、高速道路の下り坂区間Ｂを対象とした下りＳＯＣ制御を実行しなことにより、燃費の向上を図りつつ（燃費の低下を抑制しつつ）ＨＶ－ＥＣＵ１００の演算負荷を低減することができる。

これらの点を考慮し、本実施の形態において、ＨＶ－ＥＣＵ１００は、渋滞区間ｂが高速道路である場合、および、下り坂区間Ｂが高速道路である場合には、先読みＳＯＣ制御（渋滞ＳＯＣ制御および下りＳＯＣ制御）を実行しない。

図５は、ＨＶ－ＥＣＵ１００（本開示の「制御装置」に相当する）で実行される処理の概略を示すフローチャートである。このフローチャートは、ハイブリッド車両１の走行中（システム起動からシステム停止までの間）に、所定期間毎に繰り返し処理される。まず、ステップ（以下、ステップを「Ｓ」と略す）１０において、先読み情報の更新タイミングであるか否かを判断する。先読み情報の更新タイミングは、ビゲーションＥＣＵ１３０から先読み情報を受信したとき、ハイブリッド車両１の走行経路が変更されたとき、所定距離走行したとき、等であってよい。今回の処理が先読み情報の更新タイミングでない場合は、否定判断され、今回のルーチンを終了する（リターンする）。先読み情報の更新タイミングである場合は、肯定判断されＳ１１へ進む。

Ｓ１１では、走行予定径路情報（先読み情報）を取得する。本実施の形態では、ＨＶ－ＥＣＵ１００の演算負荷を考慮し、ハイブリッド車両１の現在位置から所定距離（たとえば１０ｋｍ程度）の範囲に含まれる複数の区間（リンク）の先読み情報を取得する。ＨＶ－ＥＣＵ１００の演算能力に余裕があれば、目的値までの全ての区間の先読み情報を取得してもよい。

続くＳ１２では、Ｓ１１で取得した先読み情報（走行予定径路情報）の区間に、渋滞情報として「渋滞」が特定されている区間（以下、「渋滞」特定区間とも称する）が含まれているか否かを判断する。先読み情報の区間に「渋滞」特定区間が含まれている場合、肯定判断されＳ１３へ進む。先読み情報の区間に「渋滞」特定区間が含まれていない場合、否定判断されＳ１６へ進む。

Ｓ１３において、「渋滞」特定区間の道路種別が高速道路か否かを判断する。道路種別は、各区間（リンク）の道路種別情報（市街地、高速道路、一般道などの情報）に基づいて判断する。「渋滞」特定区間の道路種別が高速道路である場合は、肯定判断されＳ１６へ進む。「渋滞」特定区間の道路種別が高速道路でない場合（たとえば、市街地、一般道の場合）、否定判断されＳ１４へ進む。なお、複数の「渋滞」特定区間において、異なる道路種別が混在する場合、たとえば、高速道路と一般道の道路種別が混在する場合、ハイブリッド車両１の現在位置から最も近い「渋滞」特定区間の道路種別に基づいて、「渋滞」特定区間の道路種別が高速道路か否かを判断してよい。

Ｓ１４では、上述の渋滞抽出条件が成立しているか否かを判断する。「渋滞」特定区間が連続して一定距離以上連続する場合は、肯定判断されＳ１５へ進む。「渋滞」特定区間が連続して一定距離以上連続しない場合は、否定判断されＳ１６へ進む。

Ｓ１５においては、図３で説明した、侵入前区間ａおよび渋滞区間ｂを設定する。「渋滞」特定区間が連続する区間を渋滞区間ｂとして設定するとともに、渋滞区間ｂの開始地点から所定距離手前の地点までの区間を侵入前区間ａとして設定し、Ｓ１６へ進む。

Ｓ１６では、Ｓ１１で取得した先読み情報（走行予定径路情報）の区間に、下り勾配区間含まれているか否かを判断する。先読み情報の区間に下り勾配区間が含まれている場合は、肯定判断されＳ１７へ進む。先読み情報の区間に下り勾配区間が含まれていない場合、否定判断され、今回のルーチンを終了する。なお、下り勾配区間とは、リンク（区間）の勾配情報が所定値以上の下り勾配である区間であってよい。

Ｓ１７において、下り勾配区間の道路種別が高速道路か否かを判断する。道路種別は、各区間（リンク）の道路種別情報（市街地、高速道路、一般道などの情報）に基づいて判断する。下り勾配区間の道路種別が高速道路である場合は、肯定判断され、今回のルーチンを終了する。下り勾配区間の道路種別が高速道路でない場合（たとえば、市街地、一般道の場合）、否定判断されＳ１８へ進む。なお、複数の下り勾配区間において、異なる道路種別が混在する場合、たとえば、高速道路と一般道の道路種別が混在する場合、ハイブリッド車両１の現在位置から最も近い下り勾配区間の道路種別に基づいて、下り勾配区間の道路種別が高速道路か否かを判断してよい。

Ｓ１８では、上述の下り抽出条件が成立しているか否かを判断する。下り坂（下り勾配区間）の開始地点から次に一定距離以上の平坦が続く区間までの距離が所定値以上であり、かつ、当該区間の標高差が所定値以上の場合、肯定判断されＳ１９へ進む。下り坂（下り勾配区間）の開始地点から次に一定距離以上の平坦が続く区間までの距離が所定値未満であるか、あるいは、当該区間の標高差が所定値未満の場合、否定判断され、今回のルーチンを終了する。

Ｓ１９においては、図４で説明した、侵入前区間Ａおよび下り坂区間Ｂを設定する。下り坂（下り勾配区間）の開始地点から次に一定距離以上の平坦が続く区間までの区間を下り坂区間Ｂとして設定するとともに、下り坂区間Ｂの開始地点から所定距離手前の地点までの区間を侵入前区間Ａとして設定し、今回のルーチンを終了する。

ＨＶ－ＥＣＵ１００は、Ｓ１５で侵入前区間ａおよび渋滞区間ｂが設定されると、図３を用いて説明したように、渋滞ＳＯＣ制御区間（侵入前区間ａと渋滞区間ｂとを合わせた区間）において、目標ＳＯＣを値Ｓｎから値Ｓｈに変更する。また、ＨＶ－ＥＣＵ１００は、Ｓ１９で侵入前区間Ａおよび下り坂区間Ｂが設定されると、図４を用いて説明したように、下りＳＯＣ制御区間（侵入前区間Ａと下り坂区間Ｂとを合わせた区間）において、目標ＳＯＣを値Ｓｎから値Ｓｄに変更する。

なお、ＨＶ－ＥＣＵ１００で実行される、エンジン１０とＰＣＵ５０（第１ＭＧ２０、第２ＭＧ３０）の制御内容は、公知であるので、詳細な説明を省略するが、概要は次の通りである。まず、ＨＶ－ＥＣＵ１００は、アクセル開度ＡＣＰと車速ＶＳに基づいて駆動軸の要求トルクＴｄを算出し、要求トルクＴｄに基づいて走行用パワーＰｄを求める。蓄電装置６０のＳＯＣと目標ＳＯＣに基づいて充放電要求パワーＰｂ（充電時には正、放電時には負の値）を演算する。走行用パワーＰｄと充放電要求パワーＰｂに基づいて、エンジン要求パワーＰｅ（＝Ｐｄ＋Ｐｂ）を求める。そして、エンジン要求パワーＰｅを効率良くエンジン１０から出力できる最適燃費ラインを用いて、エンジン１０の目標回転数と目標トルクを設定し、エンジン１０の回転数が目標回転数となるための第１ＭＧ２０の指令トルクＴｒ１を設定する。要求トルクＴｄから、第１ＭＧ２０を指令トルクＴｒ１で駆動したときに駆動軸に作用するトルクを減じて得られるトルクを、第２ＭＧ３０の指令トルクＴｒ２として設定する。

ＨＶ－ＥＣＵ１００は、設定した目標回転数と目標トルクになるようエンジン１０を制御し、設定した指令トルクＴｒ１および指令トルクＴｒ２を出力するようＰＣＵ５０（第１ＭＧ２０、第２ＭＧ３０）を制御する。そして、たとえば、エンジン要求パワーＰｅが小さく、エンジン１０の動作点が最適燃費ラインから外れるときには、エンジン１０を停止し、第２ＭＧ３０の出力により走行用パワーＰｄが発生するよう制御する。また、エンジン要求パワーＰｅが大きく、エンジン１０の動作点が最適燃費ラインから外れるときは、エンジン１０を最適燃費ラインで作動するとともに、不足するエンジン要求パワーＰｅ分を、第２ＭＧ３０の出力で補うよう制御する。

本実施の形態では、走行予定経路に、渋滞区間ｂまたは下り坂区間Ｂがある場合、渋滞区間ｂまたは下り坂区間Ｂへの進入前に、蓄電装置６０のＳＯＣが所定状態になるよう制御する先読みＳＯＣ制御を実行している。具体的には、渋滞区間ｂの進入前に侵入前区間ａにおいて目標ＳＯＣを値Ｓｎより大きい値Ｓｈに変更しＳＯＣが上昇するよう、渋滞ＳＯＣ制御を実行する。また、下り坂区間Ｂの進入前に侵入前区間Ａにおいて、目標ＳＯＣを値Ｓｎより小さい値Ｓｄに変更しＳＯＣが低下するよう、下りＳＯＣ制御を実行する。これにより、渋滞区間ｂにおける強制充電が回避でき、下り坂区間Ｂにおける回生電力の取りこぼしを抑止でき、ハイブリッド車両の燃費を向上できる。

本実施の形態では、「渋滞」特定区間が高速道路であると判断された場合、侵入前区間ａおよび渋滞区間ｂは設定されない。また、下り勾配区間が高速道路であると判断された場合、侵入前区間Ａおよび下り坂区間Ｂは設定されない。したがって、渋滞区間ｂまたは下り坂区間Ｂが高速道路であるときは、先読みＳＯＣ制御（渋滞ＳＯＣ制御、下りＳＯＣ制御）を実行しない。したがって、強制充電が行われる頻度が少ない高速道路の渋滞区間ｂにおいて、および、下りＳＯＣ制御を実行しなくとも侵入前にＳＯＣが十分低下していることが多い高速道路の下り坂区間Ｂにおいて、先読みＳＯＣ制御を実行しないので、燃費の低下抑制や演算負荷の軽減が図れ、より適切に、蓄電装置６０のＳＯＣ制御を実行できる。

本実施の形態では、図５のＳ１３およびＳ１７の処理において、各リンク（区間）の道路種別情報に基づいて、高速道路であることを判断していた。しかし、高速道路であることの判断は、各リンク（区間）の道路種別情報を用いなくともよい。たとえば、地図情報として、各リンク（区間）の制限速度情報が含まれている場合は、制限速度が所定車速（たとえば、７０ｋｍ／ｈ）以上の区間を、高速道路であると判断してもよい。また、交通情報として、各区間を走行している車両の平均走行速度を取得可能であれば、平均走行速度が所定値以上の区間を、高速道路として判断してもよい。本開示において「高速道路」とは、ハイブリッド車両１が一定車速以上で走行すると推定される区間（道路）である。

本実施の形態では、渋滞ＳＯＣ制御区間（侵入前区間ａと渋滞区間ｂとを合わせた区間）において、目標ＳＯＣを値Ｓｎから値Ｓｈに変更していた。しかし、渋滞区間ｂの侵入前に、蓄電装置６０のＳＯＣが値Ｓｈに近づけばよく、侵入前区間ａにおいて、目標ＳＯＣを値Ｓｎから値Ｓｈに変更し、渋滞区間ｂの開始地点Ｐ１３にハイブリッド車両１が到達したとき、目標ＳＯＣを値Ｓｎに復帰させてもよい。また、本実施の形態では、下りＳＯＣ制御区間（侵入前区間Ａと下り坂区間Ｂとを合わせた区間）において、目標ＳＯＣを値Ｓｎから値Ｓｄに変更していた。しかし、下り坂区間Ｂの侵入前に、蓄電装置６０のＳＯＣが値Ｓｄに近づけばよく、侵入前区間Ａにおいて、目標ＳＯＣを値Ｓｎから値Ｓｄに変更し、下り坂区間Ｂの開始地点Ｐ２３にハイブリッド車両１が到達したとき、目標ＳＯＣを値Ｓｎに復帰させてもよい。

本実施の形態では、先読みＳＯＣ制御として、渋滞ＳＯＣ制御および下りＳＯＣ制御を実行していたが、渋滞ＳＯＣ制御あるいは下りＳＯＣ制御の何れか一方のみを実行してもよい。

（変形例）
本実施の形態では、渋滞区間ｂまたは下り坂区間Ｂが高速道路であるとき、先読みＳＯＣ制御（渋滞ＳＯＣ制御、下りＳＯＣ制御）を実行しないようにしていた。ハイブリッド車両１が高速道路を走行中であっても、予め設定した目標速度で走行するオートクルーズ中であれば、目標車速は所定車速（たとえば、１１５ｋｍ／ｈ）以下に制限されるので、蓄電装置６０から第２ＭＧへ供給する電力（放電）はそれほど大きくならず、ＳＯＣは目標ＳＯＣに制御されることが多い。また、渋滞が「事故渋滞」である場合は、高速道路であっても、停車時間が長くなることが多い。変形例では、オートクルーズ中であれば、高速道路における下りＳＯＣ制御を実行し、「事故渋滞」であれば、高速道路における渋滞ＳＯＣ制御を実行する。

図６は、変形例において、ＨＶ－ＥＣＵ１００で実行される処理の概略を示すフローチャートである。図６は、図５のフローチャートにＳ２０およびＳ２１の処理を追加したものであり、Ｓ１０～Ｓ１９の処理は図５と同様であるので、追加した処理を説明する。

「渋滞」特定区間の道路種別が高速道路であり、Ｓ１３で肯定判断されると、Ｓ２０へ進み、「渋滞」特定区間における渋滞が「事故渋滞」であるか否かが判断される。たとえば、道路交通情報の渋滞情報に「事故渋滞」である旨の情報が付帯している場合は、その情報から「事故渋滞」であるか否かを判断する。また、渋滞情報に、区間内の停車率（％）の情報が付帯している場合は、停車率が所定値以上（たとえば、８０％以上）の区間があったとき、「事故渋滞」であると判断してもよい。Ｓ２０において、「事故渋滞」であると肯定判断するとＳ１４へ進み、「事故渋滞」ではないと否定判断すると、Ｓ１６へ進む。

下り勾配区間の道路種別が高速道路であり、Ｓ１７で肯定判断されると、Ｓ２１へ進んで、ハイブリッド車両１がオートクルーズ中か否かが判断される。たとえば、オートクルーズ・メインスイッチがＯＮであり、目標車速が設定され、かつ、車速が目標車速になりよう制御されれているとき、オートクルーズ中と判断する。なお、オートクルーズは、車間距離制御機能も有する、ＡＣＣ（Adaptive Cruise Control）であってもよい。Ｓ２１において、オートクルーズ中であると肯定判断されると、Ｓ１８へ進み、オートクルーズ中ではないと否定判断されると、今回のルーチンを終了する。

この変形例では、「渋滞」特定区間が高速道路であっても、「事故渋滞」であれば、Ｓ１４において渋滞抽出条件が成立すると、渋滞ＳＯＣ制御を実行する。したがって、高速道路であっても、停車時間が長くなることが多い「事故渋滞」では、渋滞ＳＯＣ制御が実行され、燃費の向上が図れる。また、変形例では、下り勾配区間が高速道路であっても、オートクルーズ中であれば、Ｓ１８において下り抽出条件が成立すると、下りＳＯＣ制御を実行する。したがって、蓄電装置６０から第２ＭＧへ供給する電力（放電）はそれほど大きくならないクルーズ走行中であれば、高速道路であっても、下りＳＯＣ制御が実行され、回生電力の取りこぼしを抑制でき、燃費の向上が図れる。

この変形例においては、オートクルーズでは、目標車速が所定車速以下に制限されることを考慮し、オートクルーズ中と判断されると、高速道路であっても下りＳＯＣ制御を実行していた。しかし、目標車速が所定車速以下に制限されていないオートクルーズ機能を備えたハイブリッド車両においては、オートクルーズ中の目標車車速が所定車速（たとえば、１１０ｋｍ）以下に設定されているとき、高速道路であっても下りＳＯＣ制御を実行するようにしてもよい。

本開示における実施態様を例示すると、次のような態様を例示できる。
１）蓄電装置（６０）の電力で駆動される走行用モータ（３０）を備えるとともに、走行中に蓄電装置（６０）への充電が可能なハイブリッド車両（１）の制御装置（１００）であって、制御装置（１００）は、走行予定経路に、渋滞区間または下り坂区間があるか否かを判断（Ｓ１２、Ｓ１６）し、渋滞区間または下り区間がある場合、渋滞区間または下り坂区間への進入前に、蓄電装置（６０）のＳＯＣが所定状態になるよう制御する先読みＳＯＣ制御（Ｓ１５、Ｓ１９）を実行するとともに、渋滞区間または下り坂区間が高速道路であるときは、先読みＳＯＣ制御を実行しないよう、構成されているハイブリッド車両の制御装置。

２）１において、渋滞区間における先読みＳＯＣ制御は、渋滞区間の進入前に蓄電装置（６０）のＳＯＣを予め上昇させる、渋滞ＳＯＣ制御である。

３）１において、下り坂区間における先読みＳＯＣ制御は、下り坂区間の進入前に蓄電装置（６０）のＳＯＣを予め減少させる、下りＳＯＣ制御である。

４）１～３において、制御装置（１００）は、地図情報に含まれる、各区間の道路種別情報に基づき、渋滞区間または下り坂区間が高速道路であるか否かを判断する。

５）１～３において、制御装置（１００）は、地図情報に含まれる、各区間の制限速度情報に基づき、渋滞区間または下り坂区間が高速道路であるか否かを判断する。

６）１～３において、制御装置（１００）は、交通情報に含まれる、各区間の平均速度に基づき、渋滞区間または下り坂区間が高速道路であるか否かを判断する。

７）１～６において、制御装置（１００）は、予め設定された目標車速で走行するオートクルーズ中か否かを判断し（Ｓ２１）、オートクルーズ中であると判断されると、下り坂区間が高速道路であっても先読みＳＯＣ制御を実行する。

８）１～７において、制御装置（１００）は、渋滞区間が事故渋滞であるか否かを判断（Ｓ２０）し、事故渋滞であると判断されると、渋滞区間が高速道路であっても先読みＳＯＣ制御を実行する。

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。本発明の範囲は、上記した実施の形態の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及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 エンジン、２０ 第１ＭＧ、３０ 第２ＭＧ、４０ 動力分割装置、５０ ＰＣＵ、６０ 蓄電装置、８０ 駆動輪、１００ ＨＶ－ＥＣＵ、１１０ ＢＡＴ－ＥＣＵ、１２０ 各種センサ、１３０ ナビゲーション装置、１３２ ナビゲーションＥＣＵ、１３４ 地図情報データベース、１３６ ＧＰＳ受信部、１３８ 交通情報受信部、１４０ ＨＭＩ装置。

Claims (1)

1. 蓄電装置の電力で駆動される走行用モータを備えるとともに、走行中に前記蓄電装置への充電が可能なハイブリッド車両の制御装置であって、
   前記制御装置は、走行予定経路に、渋滞区間または下り坂区間があるか否かを判断し、前記渋滞区間または前記下り坂区間がある場合、前記渋滞区間または前記下り坂区間への進入前に、前記蓄電装置のＳＯＣが所定状態になるよう制御する先読みＳＯＣ制御を実行するとともに、前記渋滞区間または前記下り坂区間が高速道路であるときは、前記先読みＳＯＣ制御を実行しないよう、構成されているハイブリッド車両の制御装置。

Images