JP2022135017A - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】出発地がフルタイム制限ゾーン内に位置しかつ目的地がパートタイム制限ゾーン内に位置する場合に、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。車両が走行可能なゾーンに、常に制限状態にあるフルタイム制限ゾーンと、時間に応じて制限状態又は許容状態にあるパートタイム制限ゾーンと、があらかじめ区画されており、制限状態では内燃機関の運転が制限され、許容状態では内燃機関の運転が許容される。車両が、フルタイム制限ゾーン内に位置する出発地から、フルタイム制限ゾーンに隣接するパートタイム制限ゾーン内に位置する目的地まで、車両のバッテリのＳＯＣがあらかじめ定められた下限値を下回ることなく走行するための走行計画が作成される。走行計画に従って車両が制御される。【選択図】図１

Description

本開示はハイブリッド車両の制御装置に関する。

駆動力を発生するための電気モータと、電気モータに電力を供給するためのバッテリと、バッテリに電力を供給するための発電機と、発電機を駆動するための内燃機関と、を備え、バッテリの残存容量が下限容量値まで低下すると内燃機関を作動させる、ハイブリッド車両であって、ハイブリッド車両の現在位置が大気汚染防止強化地域内にあると判断されたときに内燃機関の運転を停止する、ハイブリッド車両が公知である（例えば、特許文献１参照）。特許文献１では、ハイブリッド車両が大気汚染防止強化地域内にあるときに内燃機関が停止され、発電が停止される。このため、大気汚染防止強化地域ではバッテリの残存容量が減少し続けることになる。ところが、バッテリの残存容量が動作限界量まで減少すると、ハイブリッド車両はもはや走行できず、大気汚染防止強化地域から脱出することができない。そこで、特許文献１では、ハイブリッド車両が大気汚染防止強化地域を脱出できるように、下限容量値が大きく設定される。

一方、あらかじめ作成された走行計画に従ってハイブリッド車両を制御する技術も知られている。この走行計画は、例えば、出発地及び目的地、出発地及び目的地を含むエリアの地図情報、などに基づいて作成され、出発地から目的地までの走行ルート、走行ルート上の各位置における車両運転状態（例えば、内燃機関及び電気モータの出力）、などを含む。

特開平７－０７５２１０号公報

上述のハイブリッド車両制御を特許文献１に組み合わせた場合、大気汚染防止強化地域内に位置する走行ルート上で内燃機関を停止し、大気汚染防止強化地域外に位置する走行ルート上で内燃機関の運転を許容する走行計画が作成され、これに従ってハイブリッド車両が制御される、と考えられる。

ところで、或るゾーン又は地域が制限状態にあると当該ゾーン内において内燃機関の運転が制限され、或るゾーン又は地域が許容状態にあると当該ゾーン内において内燃機関の運転が許容されると考えた場合、特許文献１の大気汚染防止強化地域は、常に制限状態にあると考えることができる。以下では、このようなゾーン又は地域をフルタイム制限ゾーンと称する。これに対し、時間に応じて制限状態又は許容状態にあるゾーン又は地域を想定することもできる。以下では、このようなゾーン又は地域をパートタイム制限ゾーンと称する。パートタイム制限ゾーンでは、例えば、あらかじめ定められた時間帯（例えば、日中）において制限状態にあり、それ以外（例えば、夜間）では許容状態にある。このようにすると、内燃機関の運転の制限が限定的になる。

ところが、出発地がフルタイム制限ゾーン内に位置しかつ目的地がパートタイム制限ゾーン内に位置する場合には、上述の走行計画を作成するのは必ずしも容易なことではない。すなわち、出発地がフルタイム制限ゾーン内に位置する場合には、ハイブリッド車両がフルタイム制限ゾーンから出るまでは内燃機関の運転が制限されるので、ハイブリッド車両がフルタイム制限ゾーンを出たら、すなわちパートタイム制限ゾーン内に入ったら、内燃機関の運転が要求される可能性が高い。ところが、ハイブリッド車両が実際にパートタイム制限ゾーンを走行する時点でパートタイム制限ゾーンが制限状態にあると、当該ハイブリッド車両において内燃機関の運転が制限される。その結果、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り、ハイブリッド車両が目的地に到達できないおそれがある。

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装置であって、
前記ハイブリッド車両が走行可能なゾーンに、常に制限状態にあるフルタイム制限ゾーンと、時間に応じて制限状態又は許容状態にあるパートタイム制限ゾーンと、があらかじめ区画されており、前記制限状態では内燃機関の運転が制限され、前記許容状態では内燃機関の運転が許容され、
前記ハイブリッド車両が、前記フルタイム制限ゾーン内に位置する出発地から、前記フルタイム制限ゾーンに隣接する前記パートタイム制限ゾーン内に位置する目的地まで、前記ハイブリッド車両のバッテリのＳＯＣがあらかじめ定められた下限値を下回ることなく走行するための走行計画を作成するように構成された作成部と、
前記走行計画に従って前記ハイブリッド車両を制御するように構成された制御部と、
を備える、ハイブリッド車両の制御装置。

出発地がフルタイム制限ゾーン内に位置しかつ目的地がパートタイム制限ゾーン内に位置する場合に、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及び許容ゾーンの概略図である。 本開示による実施例における（Ａ）パートタイム制限ゾーン及び（Ｂ）フルタイム制限ゾーンを説明する模式図である。 本開示による実施例の走行計画を説明する模式図である。 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。 本開示による実施例における出発地及び目的地を説明する模式図である。 本開示による実施例による走行計画の第１例を説明する模式的なタイムチャートである。 本開示による実施例による走行計画の第２例を説明する模式的なタイムチャートである。 本開示による実施例による走行計画の第３例を説明する模式的なタイムチャートである。 本開示による実施例による走行計画の第４例を説明する模式的な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からの電力でもって充電される。別の実施例では、バッテリ１３は外部電源によっても充電可能である（プラグインハイブリッド車両）。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及び許容ゾーンの位置情報が記憶されている。制限ゾーン及び許容ゾーンについては後述する。

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では、車両１０が走行可能なゾーンが、制限ゾーンと許容ゾーンとにあらかじめ区分されている。図２には、本開示による実施例の制限ゾーンＲＺ及び許容ゾーンＡＺ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。

また、本開示による実施例の制限ゾーンＲＺには、図２に示されるように、境界ＢＤＦによって囲まれたフルタイム制限ゾーンＲＺＦと、境界ＢＤＰによって囲まれたパートタイム制限ゾーンＲＺＰとが含まれる。なお、ＢＤＲはフルタイム制限ゾーンＲＺＦとパートタイム制限ゾーンＲＺＰとの境界を示している。

本開示による実施例では、フルタイム制限ゾーンＲＺＦは常に制限状態にある。これに対し、パートタイム制限ゾーンＲＺＰは時間に応じて制限状態又は許容状態にある。

図３（Ａ）には、本開示による実施例のパートタイム制限ゾーンＲＺＰの一例が概略的に示される。図３（Ａ）に示される例のパートタイム制限ゾーンＲＺＰは、単位期間（例えば、２４時間）のうち、制限期間ｔＲ（例えば、午前１０時から午後３時）において制限状態ＲＣにあり、それ以外は許容状態ＡＣにある。別の例では、単位期間内に複数回の制限期間又は制限状態ＲＣが設定される。更に別の実施例では、制限期間が曜日、日、週、月、などの形で設定される。なお、パートタイム制限ゾーンＲＺＰは時間制の制限ゾーンとも称される。

一方、図３（Ｂ）には、本開示による実施例のフルタイム制限ゾーンＲＺＦの一例が概略的に示される。図３（Ｂ）に示される例のフルタイム制限ゾーンＲＺＰは、時間などに関係なく、継続的に制限状態ＲＣにある。なお、フルタイム制限ゾーンＲＺＦは終日制の制限ゾーンとも称される。

制限状態ＲＣでは、内燃機関１１の運転が制限される。一例では、内燃機関１１の運転が禁止される。これに対し、許容状態ＡＣでは、内燃機関１１の運転が許容される。したがって、本開示による実施例では、車両１０がフルタイム制限ゾーンＲＺＦ内又は制限状態ＲＣにあるパートタイム制限ゾーンＲＺＰ内に位置するときには、車両１０の内燃機関１１の運転が制限される。これに対し、車両１０が許容ゾーンＡＺ内又は許容状態ＡＣにあるパートタイム制限ゾーンＲＺＰ内に位置するときには、車両１０の内燃機関１１の運転が許容される。なお、許容ゾーンＡＺは常に許容状態ＡＣにあると考えることもできる。

制限ゾーンＲＺ（フルタイム制限ゾーンＲＺＦ及びパートタイム制限ゾーンＲＺＰ）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、走行計画が作成され、この走行計画に従って車両１０が制御される。本開示による実施例の走行計画には、出発地から目的地までの走行ルートと、この走行ルート上で車両１０がとるべき車両運転状態と、が含まれる。具体的に説明すると、本開示による実施例の走行ルートＲＴは図４に示されるように、出発地ＰＳから目的地ＰＤまで連続するｎ個の区間Ｓｉ（ｉ＝１，２，…ｎ）によって構成されており、各区間Ｓｉにおいて車両１０がとるべき車両運転状態が当該区間Ｓｉに関連付けられている。その上で、車両１０が各区間Ｓｉを走行するときには、当該区間Ｓｉに関連付けられた車両運転状態になるように車両１０が制御される。なお、区間Ｓｉは例えば、走行距離、道路の形状（例えば、分岐点から分岐点まで）、などによって定められる。

本開示による実施例の車両運転状態には、例えば、運転モード（ＥＶモード又はＨＶモード）、内燃機関１１の出力（ゼロを含む。）、モータジェネレータ１２の出力（ゼロを含む。）、車速（ゼロを含む。）、外部充電の実行又は停止、などが含まれる。

本開示による実施例の走行計画は、例えば、出発地ＰＳ及び目的地ＰＤ、出発タイミング（時刻など）などの作成条件に基づき、出発地ＰＳ及び目的地ＰＤを含むエリアの地図情報を用いて作成される。出発地ＰＳは、例えば、ＧＰＳレシーバ１５により検出された車両１０の現在地、又は、ＨＭＩ１８を介して車両１０の乗員により特定された位置である。目的地ＰＤは、例えば、ＨＭＩ１８を介して車両１０の乗員により特定された位置である。出発タイミングは、例えば、現在時刻、又は、ＨＭＩ１８を介して車両１０の乗員により特定された時刻である。地図情報には、道路の位置、道路の形状（勾配、曲率、幅、分岐、合流、など）、道路の交通法規、周囲の建物、などの情報のほか、フルタイム制限ゾーンＲＺＦ、パートタイム制限ゾーンＲＺＰ、及び許容ゾーンＡＺの位置情報、パートタイム制限ゾーンＲＺＰの制限期間ｔＲ、などが含まれる。

具体的には、本開示による実施例では、出発地ＰＳから区画Ｓｉ（ｉ＝１，２，…ｎ）が順次選択されるとともに、区画Ｓｉに適した車両運転状態が設定され、区画Ｓｉに関連付けられる。

本開示による実施例の区画Ｓｉは、例えば、出発地ＰＳから目的地ＰＤまでの走行距離又は走行時間が短くなるように選択される。

一方、本開示による実施例の車両運転状態は例えば次のようにして設定される。一例では、区画Ｓｉがフルタイム制限ゾーンＲＺＦ内に位置するとき、及び、区画Ｓｉがパートタイム制限ゾーンＲＺＰ内に位置しかつ当該区画Ｓｉを車両１０が走行するタイミング（例えば、時刻）が制限期間ｔＲ内にあるときには、当該区画Ｓｉは制限状態ＲＣにあるので、当該区画Ｓｉにおける運転モードがＥＶモードに設定される。

これに対し、区画Ｓｉが許容ゾーンＡＺ内に位置するとき、及び、区画Ｓｉがパートタイム制限ゾーンＲＺＰ内に位置しかつ当該区画Ｓｉを車両１０が走行するタイミングが制限期間ｔＲ外にあるときには、当該区画Ｓｉは許容状態ＡＣにあるので、当該区画Ｓｉにおける運転モードが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運転モードが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運転モードが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しきい値ＳＯＣＴＨよりも高いときに運転モードがＥＶモードに設定され、ＳＯＣがしきい値ＳＯＣＴＨよりも低いときに運転モードがＨＶモードに設定される。ＨＶモードでは、ＥＶモードに比べて、バッテリ１３のＳＯＣの低下速度が小さく、ＳＯＣが維持され又は高められる。このようにすると、バッテリ１３のＳＯＣが下限値ＳＯＣＬを下回るのが制限される。なお、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、区画Ｓｉを車両が走行するタイミングは、出発タイミングと、区画Ｓ１から区画Ｓｉ－１までそれぞれ関連付けられた車両運転状態でもって車両１０が走行するのに要する時間とから算出される。

本開示による実施例では、車両１０が区画Ｓｉを走行するときに当該区画Ｓｉが制限状態ＲＣにあるか許容状態ＡＣにあ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５に示されるように、まず、車両１０において、区画Ｓｉの位置及び当該区画Ｓｉを車両１０が走行するタイミングの情報が取得される。次いで、これらの情報が車両１０から送信され、サーバ３０で受信される。サーバ３０では、区画Ｓｉの位置情報に基づいて、区画Ｓｉがいずれのゾーン（フルタイム制限ゾーンＲＺＦ、パートタイム制限ゾーンＲＺＰ、及び許容ゾーンＡＺ）に位置するかが判別される。また、区画Ｓｉがパートタイム制限ゾーンＲＺＰ内に位置するときには、サーバ３０において、当該区画Ｓｉの走行タイミングが当該パートタイム制限ゾーンＲＺＰの制限期間ｔＲ内であるかが判別される。区画Ｓｉがフルタイム制限ゾーンＲＺＦ内に位置するとき、及び、区画Ｓｉがパートタイム制限ゾーンＲＺＰ内に位置しかつ当該区画Ｓｉを車両１０が走行するタイミングが制限期間ｔＲ内にあるときには、当該区画Ｓｉは制限状態ＲＣにあると判別される。これに対し、区画Ｓｉが許容ゾーンＡＺ内に位置するとき、及び、区画Ｓｉがパートタイム制限ゾーンＲＺＰ内に位置しかつ当該区画Ｓｉを車両１０が走行するタイミングが制限期間ｔＲ外にあるときには、当該区画Ｓｉは許容状態ＡＣにあると判別される。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。なお、この例のサーバ３０の記憶装置３１には、フルタイム制限ゾーンＲＺＦ、パートタイム制限ゾーンＲＺＰ、及び許容ゾーンＡＺの位置情報（例えば、緯度及び経度）のほか、パートタイム制限ゾーンＲＺＰの制限期間ｔＲ（図３（Ａ））、などが記憶されている。

これに対し、図６に示される別の実施例では、まず、車両１０において、区画Ｓｉの位置及び当該区画Ｓｉを車両１０が走行するタイミングの情報が取得されサーバ３０に送信される。次いで、サーバ３０において、区画Ｓｉの位置情報に基づいて、区画Ｓｉがいずれのゾーンに位置するかが判別される。次いで、区画Ｓｉが位置するゾーンの情報と、区画Ｓｉがパートタイム制限ゾーンＲＺＰ内に位置するときには当該パートタイム制限ゾーンＲＺＰの制限期間ｔＲの情報と、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、車両１０が区画Ｓｉを走行するときに当該区画Ｓｉが制限状態ＲＣにあるか許容状態ＡＣにあるかが判別される。

更に別の実施例では、車両１０の記憶装置１６内に、フルタイム制限ゾーンＲＺＦ、パートタイム制限ゾーンＲＺＰ、及び許容ゾーンＡＺの位置、及び、パートタイム制限ゾーンＲＺＰの制限期間ｔＲの情報が記憶されている。この場合、車両１０とサーバ３０との通信なしに、車両１０において、車両１０が区画Ｓｉを走行するときに当該区画Ｓｉが制限状態ＲＣにあるか許容状態ＡＣにあるかが判別される。

更に、本開示による実施例の走行計画は、車両１０が出発地ＰＳから目的地ＰＤまで、車両１０のバッテリ１３のＳＯＣが上述の下限値ＳＯＣＬを下回ることなく走行するように、作成される。

さて、図７に示されるように、出発地ＰＳがフルタイム制限ゾーンＲＺＦ内に位置し、目的地ＰＤがこのフルタイム制限ゾーンＲＺＦに隣接するパートタイム制限ゾーンＲＺＰ内に位置する場合、バッテリ１３のＳＯＣを上述の下限値ＳＯＣＬよりも高く維持するのが困難な場合がある。そこで本開示による実施例では、次のような走行計画が作成される。

図８は、本開示による実施例の走行計画の第１例を模式的に示している。図８に示される例では、車両１０は時刻ｔａ１において出発地ＰＳを出発し、フルタイム制限ゾーンＲＺＦ内を走行する。次いで時刻ｔａ２において、車両１０は、フルタイム制限ゾーンＲＺＦとパートタイム制限ゾーンＲＺＰとの境界ＢＤＲに到り、パートタイム制限ゾーンＲＺＰ内を走行し始める。このときパートタイム制限ゾーンＲＺＰは許容状態ＡＣにある。次いで時刻ｔａ３において、パートタイム制限ゾーンＲＺＰの制限期間ｔＲが到来し、パートタイム制限ゾーンＲＺＰは制限状態ＲＣになる。次いで時刻ｔａ４において、車両１０は目的地ＰＤに到達する。

図８に示される例において、車両１０がフルタイム制限ゾーンＲＺＦ内を走行するとき（時刻ｔａ１から時刻ｔａ２）には、運転モードがＥＶモードに設定される。車両１０が制限状態ＲＣにあるパートタイム制限ゾーンＲＺＰ内を走行するとき（時刻ｔａ３から時刻ｔａ４）も同様である。

図８に示される例では、車両１０がパートタイム制限ゾーンＲＺＰに到達した時点（時刻ｔａ２）で、パートタイム制限ゾーンＲＺＰは許容状態ＡＣにあり、バッテリ１３のＳＯＣはしきい値ＳＯＣＴＨよりも高い。ところが、この時点で図８に破線で示されるように運転モードがＥＶモードに設定されると、パートタイム制限ゾーンＲＺＰの制限期間ｔＲが到来しパートタイム制限ゾーンＲＺＰが制限状態ＲＣになった（時刻ｔａ３）後に、図８にＸで示されるように、バッテリ１３のＳＯＣがしきい値ＳＯＣＴＨを下回るおそれがある。この場合、運転モードはＥＶモードに設定されるので、次いで図８にＹで示されるように、車両１０が目的地ＰＤに到達する前にＳＯＣが下限値ＳＯＣＬを下回るおそれがある。

そこで走行計画の第１例では、図８に実線で示されるように、時刻ｔａ２においてバッテリ１３のＳＯＣがしきい値ＳＯＣＴＨよりも高くても、運転モードがＨＶモードに設定される。その結果、運転モードがＥＶモードに設定された場合に比べて、ＳＯＣの低下速度が小さくなる。図８に示される例では、ＳＯＣがほぼ一定に維持される。このため、ＳＯＣが下限値ＳＯＣＬを下回ることなく、車両１０が目的地ＰＤに到達することが可能となる。

図８に示される例では、車両１０が許容状態ＡＣにあるパートタイム制限ゾーンＲＺＰ内に入ったタイミング（時刻ｔａ２）から、パートタイム制限ゾーンＲＺＰが制限状態ＲＣになるタイミング（時刻ｔａ３）までの期間において、ＨＶモードが行われることなくＥＶモードが行われる。別の例では、当該期間内においてＨＶモード及びＥＶモードが選択的に行われる。

図９は、本開示による実施例の走行計画の第２例を模式的に示している。図９に示される例では、車両１０は時刻ｔｂ１において出発地ＰＳを出発し、フルタイム制限ゾーンＲＺＦ内をＥＶモードでもって走行する。このときパートタイム制限ゾーンＲＺＰは許容状態ＡＣにある。次いで時刻ｔｂ２において、車両１０は、境界ＢＤＲに到り、パートタイム制限ゾーンＲＺＰ内を走行し始める。このときパートタイム制限ゾーンＲＺＰは制限状態ＲＣにあるので、運転モードはＥＶモードに維持される。次いで時刻ｔｂ３において、車両１０は充電設備ＣＳに到達し、停止する。充電設備ＣＳでは、外部充電が行われ、バッテリ１３のＳＯＣが高められる。次いで時刻ｔｂ４において、外部充電が終了される。このときパートタイム制限ゾーンＲＺＰは制限状態ＲＣにあるので、車両１０はパートタイム制限ゾーンＲＺＰ内をＥＶモードでもって走行する。次いで時刻ｔｂ５において、車両１０は目的地ＰＤに到達する。

この第２例でも、ＳＯＣが下限値ＳＯＣＬを下回ることなく、車両１０が目的地ＰＤに到達することが可能となる。なお、別の例では、フルタイム制限ゾーンＲＺＦ内に位置する充電設備ＣＳにおいて外部充電が行われる。更に別の例では、許容ゾーンＡＺ内に位置する充電設備ＣＳにおいて外部充電が行われる。更に別の例では、複数の充電設備ＣＳにおいて外部充電が行われる。

図１０は、本開示による実施例の走行計画の第３例を模式的に示している。図１０に示される例では、車両１０は時刻ｔｃ１において出発地ＰＳを出発し、フルタイム制限ゾーンＲＺＦ内をＥＶモードでもって走行する。次いで時刻ｔｃ２において、車両１０は、境界ＢＤＲに到る。このときパートタイム制限ゾーンＲＺＰは制限状態ＲＣにある。パートタイム制限ゾーンＲＺＰは次いで時刻ｔｃ３になると、許容状態になる。

時刻ｔｃ２において車両１０がパートタイム制限ゾーンＲＺＰ内に進入すると、車両１０が目的地ＰＤに到達する前に車両１０のバッテリ１３のＳＯＣがしきい値ＳＯＣＬを下回るおそれがある。そこで走行計画の第３例では、車両１０は、時刻ｔｃ３まで境界ＢＤＲ近傍で待機又は一時停止する。この場合、車両１０は、他車両の交通の障害にならないように、例えば路肩又は駐車場で待機又は一時停止する。次いで、時刻ｔｃ３になると、車両１０はパートタイム制限ゾーンＲＺＰ内をＨＶモードでもって走行する。次いで時刻ｔｃ４において、車両１０は目的地ＰＤに到達する。

この第３例でも、ＳＯＣが下限値ＳＯＣＬを下回ることなく、車両１０が目的地ＰＤに到達することが可能となる。なお、走行計画の第２例では、車両１０が待機又は一時停止している間は、外部充電は行われない。

図１０に示される例では、車両１０は境界ＢＤＲ近傍において待機又は一時停止する。別の例では、車両１０はフルタイム制限ゾーンＲＺＦ内で待機又は一時停止する。更に別の例では、車両１０は、制限状態にあるパートタイム制限ゾーンＲＺＰ内に進入した後に待機又は一時停止する。一方、図１０に示される例では、車両１０は、ＨＶモードでもって走行を再開する。別の例では、車両１０は、ＥＶモードでもって走行を再開し、その後パートタイム制限ゾーンＲＺＰの制限期間ｔＲが終了すると、又は、許容状態にあるパートタイム制限ゾーンＲＺＰ内に進入すると、ＨＶモードでもって走行する。

図１１は、本開示による実施例の走行計画の第４例を模式的に示している。図１１に示される例では、車両１０は時刻ｔｄ１において出発地ＰＳを出発し、フルタイム制限ゾーンＲＺＦ内をＥＶモードでもって走行する。このときパートタイム制限ゾーンＲＺＰは許容状態ＡＣにある。次いで時刻ｔｄ２において、車両１０は或る地点Ｐｘを通ってフルタイム制限ゾーンＲＺＦから許容ゾーンＡＺ内に侵入し、ＨＶモードでもって許容ゾーンＡＺ内を走行する。次いで時刻ｔｄ３において、車両１０は、或る地点Ｐｙを通って許容ゾーンＡＺからパートタイム制限ゾーンＲＺＰ内に進入する。このときパートタイム制限ゾーンＲＺＰは制限状態ＲＣにあるので、車両１０はＥＶモードでもってパートタイム制限ゾーンＲＺＰ内を走行する。次いで時刻ｔｄ４において、車両１０は目的地ＰＤに到達する。

この第４例でも、ＳＯＣが下限値ＳＯＣＬを下回ることなく、車両１０が目的地ＰＤに到達することが可能となる。なお、図１１に示される例では、車両１０が許容ゾーンＡＺを走行する期間内において、ＥＶモードが行われることなくＨＶモードが行われる。別の例では、当該期間内においてＨＶモード及びＥＶモードが選択的に行われる。

図１２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を参照すると、まずステップ１００では、出発地ＰＳ及び目的地ＰＤ、出発タイミング（時刻など）などの作成条件が取得される。続くステップ１０１では走行計画が作成される。続くステップ１０２では、走行計画に従って車両１０が制御される。

図１３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５を参照しつつ図１３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、作成条件取得部２０ａ、走行計画作成部２０ｂ、及び運転制御部２０ｃを含む。

図１３に示される例において、作成条件取得部２０ａは、ＧＰＳレシーバ１５又はＨＭＩ１８から作成条件を取得する。走行計画作成部２０ｂは、区画Ｓｉの位置及び当該区画Ｓｉを車両１０が走行するタイミングの情報をサーバ３０に送信し、当該区画Ｓｉが制限状態ＲＣにあるか許容状態ＡＣにあるかの判別結果をサーバ３０から受信し、判別結果に基づいて走行計画を作成する。運転制御部２０ｃは、走行計画に従って車両１０を制御する。

一方、図１４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５を参照しつつ図１４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１４に示される例において、判別部４０ａは、区画Ｓｉの位置及び当該区画Ｓｉを車両１０が走行するタイミングの情報を車両１０から受信し、当該区画Ｓｉが制限状態ＲＣにあるか許容状態ＡＣにあるかを判別し、当該判別結果を車両１０に送信する。

図６に示される例では、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。

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
１３ バッテリ
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 (1)

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装置であって、
   前記ハイブリッド車両が走行可能なゾーンに、常に制限状態にあるフルタイム制限ゾーンと、時間に応じて制限状態又は許容状態にあるパートタイム制限ゾーンと、があらかじめ区画されており、前記制限状態では内燃機関の運転が制限され、前記許容状態では内燃機関の運転が許容され、
   前記ハイブリッド車両が、前記フルタイム制限ゾーン内に位置する出発地から、前記フルタイム制限ゾーンに隣接する前記パートタイム制限ゾーン内に位置する目的地まで、前記ハイブリッド車両のバッテリのＳＯＣがあらかじめ定められた下限値を下回ることなく走行するための走行計画を作成するように構成された作成部と、
   前記走行計画に従って前記ハイブリッド車両を制御するように構成された制御部と、
   を備える、ハイブリッド車両の制御装置。

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