JP3904388B2 - ハイブリッド自動車の制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、二次電池（以下、バッテリという）を補助動力源とするハイブリッド自動車の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、環境負荷低減、燃費向上および石油資源使用量削減などの社会要請を解決する低公害車として、所謂、ハイブリッド自動車（ＨＥＶ；ハイブリッド エレクトリック ビークル）が普及し始めている。このＨＥＶは、二次電池（以下、バッテリという）を動力源とする車両駆動用の電動機と、このバッテリを充電するための発電機と、発電機を駆動するエンジンなどの原動機とを搭載しており、バッテリの電力によって電動機を駆動してＨＥＶを走行させると共に、原動機で駆動される発電機からの発電電力によって、また、減速時や制動時の電動機からの回生電力によって、バッテリを充電し得るようになっている。このＨＥＶにおいては、走行中のパワーアシスト要請に応えられるように、バッテリを好ましい充電状態に維持する必要があり、そのためには、車の走行状態に応じて発電機と電動機の出力を制御することにより、バッテリのエネルギーを効果的に放出（放電）および吸収（充電）させる必要がある。
【０００３】
ＨＥＶにおけるバッテリの好ましい充電状態としては、車の発進時の電力需要や、走行中のパワーアシスト要請に応えられるようにバッテリに充分な電気量が残っていることが必要である。また、減速時や制動時のエネルギーの回収を、出来る限り効率よく行えるように、バッテリに対して充電の余地を充分に残しておくことも重要である。以上により、バッテリの残存容量（ＳＯＣ）は、通常、バッテリの充放電により、所定のＳＯＣ誘導目標値を中心とした所定の中間領域内に納まるように制御されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の構成では、残存容量（ＳＯＣ）の所定の中間領域内でバッテリを充放電させ続けると、バッテリに、放電メモリや充電メモリなどのメモリ効果が生じてしまう。このメモリ効果が原因で、バッテリの残存容量（ＳＯＣ）を所定の中間領域内に納める正確な制御ができないという問題を有していた。
【０００５】
即ち、メモリ効果のうち放電メモリでは、ＨＥＶの走行中の需要に応じて電力を供給するうちに、まだ残存容量（ＳＯＣ）が所定の中間領域内にあって放電余力があるにもかかわらず、バッテリ出力の検出電圧値が下がって、あたかも残存容量（ＳＯＣ）が所定の中間領域内から出たかのような挙動を示す。この場合には、走行中に充分なパワーアシスト要請に応えられないとバッテリコントローラが誤判定してしまう。よって、パワーアシストが制限されることから、走行中に充分なパワーアシスト要請に応えられないばかりか、実際の残存容量（ＳＯＣ）が所定の中間領域内にあるにもかかわらず、バッテリを充電することになるから、燃費向上および、石油資源の使用量削減などの社会要請に十分に応えることができない。
【０００６】
また、充電メモリでは、ＨＥＶの減速時や制動時の回生充電時に、まだ残存容量（ＳＯＣ）が所定の中間領域内にあって充電受入余力があるにもかかわらず、電池出力の検出電圧値が上がって、バッテリがあたかも満充電に近づいたかのような挙動を示す。この場合には、本来、ＨＥＶの減速時や制動時に回収できる筈のエネルギーが回収困難であると誤判定してしまい、残存容量（ＳＯＣ）が所定の中間領域に達するまでバッテリを放電することになるから、走行中、充分なエナルギー回収要請に応えられなくなるという事態が生じる。
【０００７】
さらに、放電メモリや充電メモリの何れかまたは両方が生じると、残存容量（ＳＯＣ）の制御可能な範囲が狭まることになり、所謂、ドライバビリティの低下を招いてしまう。
【０００８】
この放電メモリや充電メモリのうち、充電メモリは、従来、満充電または軽い過充電（押し込み充電）を行うことで抑制されていた。これに対して、放電メモリには、現実的に何らの有効な対策も講じられていないのが実状であった。つまり、一度乃至数度の完全放電を行えば、放電メモリが消えることは知られており、これは髭剃り器などでは応用されているが、ＨＥＶではシステム上、バッテリが深放電状態になると、走行時に、充分なパワーアシスト要請に応えられないという問題があった。したがって、ＨＥＶにおけるバッテリの残存容量（ＳＯＣ）は、勢いその所定の中間領域内でも、やや高目に誘導されるケースが多く、放電メモリ効果を解消することは困難であった。
【０００９】
本発明は、上記事情に鑑みて為されたもので、充分なパワーアシスト要請に応え、かつ放電メモリを解消することができるＨＥＶの制御装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明のＨＥＶの制御装置は、車両動力源とし、かつ二次電池充電用の発電機を駆動する原動機と、該二次電池からの放電により駆動させて車両を走行可能とすると共に、回生電力による該二次電池への充電を可能とする電動機とが設けられ、該二次電池を好ましい充電状態に維持するために該発電機および該電動機の出力を制御するハイブリッド自動車の制御装置において、高さ情報を含む、目的地までの道路情報をデータ出力するカーナビゲーション装置と、該道路情報に基づいて、該二次電池を深放電状態から所定の高充電状態に戻すことが可能な下り走行工程を特定し、該下り走行工程直前までの走行工程で、該二次電池を好ましい充電状態に維持するためのパワーアシスト制限がない深放電制御を行い、該下り走行工程で充電制御を行う二次電池充放電制御手段とを有したものであり、そのことにより上記目的が達成される。ここで、深放電制御とは、所定の充電状態（後述する残存容量の中間領域）を脱する放電制御であり、深放電とは中間領域以下の残存容量まで放電することであるが、その中間領域以下の所定の残存容量範囲を深放電範囲と定義してもよい。
【００１１】
この構成により、カーナビゲーション装置と連携し、カーナビゲーション装置からの道路情報を用いて、次の下り走行工程で充電可能なことを前提として、下り走行工程までの上り走行工程において走行パワーアシストを制限することなく、二次電池を深放電させるようにしたので、充分なパワーアシスト要請に応えることが可能となり、かつ二次電池の深放電によって放電メモリを解消することも可能となる。また、下り走行工程直前までの走行工程で、パワーアシスト制限のない深放電制御を行うのに、二次電池を深放電状態から所定の高充電状態に戻すことが可能な下り走行工程を特定する。このように、所定の高充電状態に戻すことが可能な所定長さおよび所定標高差以上のまとまった概ね長い下り走行工程を特定する場合には、概ね長い下り走行工程で所定の高充電状態に戻っているので、次に長い上り走行工程があっても充分なパワーアシストが可能なことは勿論、目的地に到着して車両を長期間保管する場合にも、原動機スタートが、より容易に行われる。
【００１２】
また、好ましくは、本発明のＨＥＶの制御装置において、二次電池充放電制御手段は、道路情報に基づいて、下り走行工程直前までの走行工程であって二次電池を深放電可能とする走行工程を特定し、この特定した走行工程で深放電制御を行う。
【００１３】
この構成により、下り走行工程直前までの走行工程で、パワーアシスト制限のない深放電制御を行うのに、下り走行工程直前までの深放電可能な走行工程を特定する。所定の高充電状態に戻すことが可能な所定長さおよび所定標高差以上のまとまった概ね長い下り走行工程を特定する場合には、概ね長い下り走行工程で所定の高充電状態に戻っているので、次に長い上り走行工程があっても充分なパワーアシストが可能なことは勿論、目的地に到着して車両を長期間保管する場合にも、原動機スタートが、より容易に行われる。
【００１４】
さらに、好ましくは、本発明のＨＥＶの制御装置において、原動機により駆動される発電機からの発電電力で二次電池への充電を行うように構成し、二次電池充放電制御手段は、回生電力による二次電池への充電に加えて、パワーアシストの不必要な下り走行工程において、二次電池を充電するべく原動機を駆動制御する。
【００１５】
この構成により、回生充電に加えて、原動機で駆動する発電機によって二次電池を充電するので、より短い下り走行工程であっても、深放電した二次電池の充電状態が、よりスピーディかつ容易に所定の充電状態に戻る。
【００１６】
さらに、好ましくは、本発明のＨＥＶの制御装置における二次電池充放電制御手段は、二次電池の充電状態を検出し、二次電池の充電状態が所定の充電状態になるように制御信号を出力する二次電池制御手段と、この制御信号に基づいて、電動機の駆動を制御する走行制御手段と、この制御信号に基づいて、原動機の駆動を制御する発電制御手段とを有する。
【００１７】
この構成により、二次電池充放電制御手段が、二次電池制御手段、走行制御手段および発電制御手段で簡単に構成される。
【００１８】
さらに、好ましくは、本発明のＨＥＶの制御装置における二次電池制御手段は、二次電池の充電状態を示す残存容量を演算する残存容量演算手段と、演算した残存容量がその所定中間領域の上限値または下限値から出たかどうかを判定する残存容量上限／下限判定手段と、この上限値または下限値の判定結果に基づいて、この残存容量が該所定中間領域内に納まるように、二次電池の充放電を誘導する充放電誘導手段とを有する。また、好ましくは、本発明のＨＥＶの制御装置における二次電池制御手段は、二次電池の充電状態を示す残存容量を所定時間毎に演算する残存容量演算手段と、演算した残存容量がその所定中間領域の上限値または下限値から出たかどうかを判定する残存容量上限／下限判定手段と、この上限値または下限値の判定結果に基づいて、この残存容量が該所定中間領域内に納まるように、二次電池の充放電を誘導する充放電誘導手段とを有する。
【００１９】
この構成により、二次電池制御手段が、残存容量演算手段、残存容量上限／下限判定手段および充放電誘導手段で簡単に構成される。
【００２０】
さらに、好ましくは、本発明のＨＥＶの制御装置における二次電池制御手段は、カーナビゲーション装置からの道路情報に基づいて走行アシスト電力量を推定する走行アシスト電力量推定手段と、カーナビゲーション装置からの道路情報に基づいて回生電力量を推定する回生電力量推定手段と、これら走行アシスト電力量および回生電力量に基づいて深放電実行の有無を決定する深放電実行決定手段とを有し、充放電誘導手段は、この深放電実行の有無に応じて二次電池を充放電制御する制御信号を出力する。
【００２１】
この構成により、カーナビゲーション装置からの道路情報に基づいて得られた走行アシスト電力量および回生電力量に応じて深放電実行の有無を決定し、この深放電実行の有無によって充放電誘導手段が所定の充電状態に制御するようにしたので、目的地までに存在する下り工程までに二次電池を深放電させる構成が従来の構成に容易に追加することが可能となる。
【００２２】
さらに、好ましくは、本発明のＨＥＶの制御装置において、特定の地点および日時の情報のうち少なくとも何れかを記憶とする情報記憶手段を更に有し、二次電池充放電制御手段は、道路情報に基づいて、特定の地点および日時の情報のうち少なくとも何れかの直前で、二次電池を所定の高充電状態にするように充放電制御を行う。
【００２３】
この構成により、例えば自宅、空港およびホテルなどの目的地である特定の地点情報や日時情報の直前で、二次電池を所定の高充電状態にすれば、二次電池が深放電状態のまま停車して放置されることがなくなり、発進時の原動機スタートさえできなくなる事態が防止される。
【００２４】
さらに、好ましくは、本発明のＨＥＶの制御装置において、情報記憶手段は、長期車両保管の予定地および予定日時の少なくとも何れかを設定可能とするスケジュール設定手段である。
【００２５】
この構成により、スケジュール設定手段を設ければ、ドライバが長期車両保管予定を情報記憶手段に設定することで、電池切れを抑制することが可能となる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態におけるＨＥＶの概略構成について、図面を参照しながら説明する。
【００２７】
図１は、本発明の一実施形態におけるＨＥＶの概略構成を示すブロック図である。図１において、ＨＥＶ１は、走行用駆動輪２と、走行用駆動輪２の動力源であるモータ３と、モータ３を駆動するインバータ４と、インバータ４に電力供給するバッテリ５と、バッテリ充電および電力供給用のモータジェネレータ６と、モータジェネレータ６を駆動するエンジン７と、インバータ４の駆動を制御する走行制御手段としての走行系コントローラ８と、エンジン７の駆動を制御する発電制御手段としての発電系コントローラ９と、各種道路情報を出力可能とするカーナビゲーション装置１０と、走行系コントローラ８および発電系コントローラ９を駆動制御する二次電池制御手段としてのバッテリコントローラ１１とを有している。これらの走行系コントローラ８、発電系コントローラ９およびバッテリコントローラ１１によって二次電池充放電制御手段が構成されている。
【００２８】
走行用駆動輪２は、車体を移動させるための駆動用の前輪または／および後輪であって、実際に動力が伝達される車輪である。
【００２９】
モータ３は、発進時や加速時などにモータジェネレータ６およびバッテリ５の少なくとも何れかから電力供給を受けて走行用駆動輪２を回転駆動させる電動機能と、減速時や制動時などに回生発電を行ってバッテリ５を充電する発電機能とを有している。
【００３０】
インバータ４は、バッテリ５からの電圧を所定の３相高電圧に電圧変換してモータ３に電力供給することにより、モータ３を回転駆動させるものである。
【００３１】
バッテリ５は二次電池であり、主電池や組電池とも呼ばれ、複数のセル電池で構成されたバッテリブロック５１が複数個直列に接続された構成となっている。このバッテリブロック５１は、１ブロック当たり例えばＤＣ２０Ｖの出力電圧を有している。複数のバッテリブロック全体では最大ＤＣ４００Ｖ程度の出力電圧を有している。
【００３２】
モータジェネレータ６は発電機であり、モータジェネレータ６から供給される電力により、整流器６１を介してバッテリ５の充電を行ったり、インバータ４に電力供給を行ったりするものである。
【００３３】
エンジン７はガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの内燃機関であって、スロットル７１による燃料の供給量に応じてモータジェネレータ６の回転が制御されて発電量を制御するものである。
【００３４】
走行系コントローラ８は、バッテリコントローラ１１からの制御信号を受けると共にモータ３の回転状況がフィードバックされてインバータ４の駆動を制御することにより、モータ３を介して車両の走行速度を安定に制御するものである。
【００３５】
発電系コントローラ９は、バッテリコントローラ１１からの制御信号を受けると共に、電流計測器９１にて検出された発電電流値がフィードバックされて、燃料の供給量を制御するスロットル７１を介して、エンジン７の回転力を制御することにより、モータジェネレータ６による発電電流量を制御するものである。
【００３６】
カーナビゲーション装置１０は車載ナビゲーションシステムであって、ドライバが目的地Ｑと、その目的地Ｑまでのルートを選択的に設定し、その設定した目的地Ｑまでのルートにおける３次元道路情報、即ち少なくとも上り坂および下り坂の高さ情報（標高差情報）を含む各種道路情報が出力可能である。
【００３７】
バッテリコントローラ１１は、冷却媒体温度としての冷却風温度Ｔａ、バッテリ温度Ｔｂ、電圧計測器１１１にて検出したバッテリ出力電圧Ｖ、バッテリブロック５１毎の出力電圧Ｖｂ、および、電流計測器１１２にて検出したバッテリ出力電流Ｉｂを受けて、バッテリ５の充電状態を残存容量（ＳＯＣ；単位はパーセント）として検出し、検出した残存容量（ＳＯＣ）に応じてバッテリ５の充放電を、走行系コントローラ８および発電系コントローラ９を介して充放電制御を行う一方、検出した冷却風温度Ｔａ、バッテリ温度Ｔｂに応じてファン１１３を駆動してバッテリ５を冷却するようになっている。また、本発明の特徴部分として、バッテリコントローラ１１は、カーナビゲーション装置１０からの道路高さ情報（標高差情報）を含む各種道路情報に基づいて、目的地Ｑまでに存在するまとまった概ね長い下り走行工程までにバッテリ５を深放電させた後に、その下り走行工程においてバッテリ５を所定の充電状態である所定の残存容量範囲内（所定の中間領域内）に戻すことにより、充分な走行パワーアシストおよびバッテリ充電余力を得るべく、バッテリ５の充放電を、走行系コントローラ８および発電系コントローラ９を介して制御するものである。このまとまった概ね長い下り走行工程は、所定の残存容量範囲内（所定の中間領域内）に戻すことができる所定長さおよび所定標高差以上の走行ルート（または走行経路）である。
【００３８】
図２は図１のバッテリコントローラ１１内の詳細構成を示すブロック図である。図２において、バッテリコントローラ１１は、電圧計測手段１１４と、温度計測手段１１５と、電流計測手段１１６と、ＳＯＣ演算手段１１７と、ＳＯＣ上限／下限判定手段１１８と、ダイアグ検出手段１１９と、充電／回生許容電力決定手段１２０と、放電許容電力決定手段１２１とを有している。
【００３９】
電圧計測手段１１４は、各バッテリブロック５１毎のブロック電圧Ｖｂを計測する一方、電圧計測器１１１による検出値に基づいて、バッテリ５全体の電圧Ｖを計測するものである。
【００４０】
温度計測手段１１５は、各バッテリブロック５１、冷却媒体の冷却風取り入れ口部分などの複数適所に温度センサ（図示せず）がそれぞれ取り付けられ、各温度センサからの各検出値に基づいて、各バッテリブロック５１毎のバッテリブロック温度Ｔｂおよび冷却媒体温度Ｔａを計測するものである。
【００４１】
電流計測手段１１６は、バッテリ５から供給されるバッテリ出力電流Ｉｂを、磁気補償型（またはシャント抵抗型）の電流計測器１１２にて検出した電流検出値に基づいて計測するものである。
【００４２】
ＳＯＣ演算手段１１７は、電圧計測手段１１４からの各計測電圧、温度計測手段１１５からの各計測温度および電流計測手段１１６からの計測電流に基づいて、各バッテリブロック５１毎の残存容量（ＳＯＣ）をそれぞれ演算すると共に、バッテリ５全体の残存容量（ＳＯＣ）を演算するものである。
【００４３】
ＳＯＣ上限／下限判定手段１１８は、ＳＯＣ演算手段１１７から得られる現在の残存容量（ＳＯＣ）が、図３の（ａ）に示すＳＯＣ上限値Ｃ１に至ったかまたはＳＯＣ下限値Ｃ２に至ったかどうかを判定するＳＯＣ上限／下限判定信号を出力するものである。これらのＳＯＣ上限値Ｃ１およびＳＯＣ下限値Ｃ２は、バッテリ５の充放電により残存容量（ＳＯＣ）が制御されるべき所定中間領域Ｃ１〜Ｃ２の上限値および下限値であり、これらの中間位置にＳＯＣ誘導目標値Ｃ０が設定されている。このような所定中間領域Ｃ１〜Ｃ２を設けるのは、自動車の発進時や走行時のパワーアシスト要請に応えられるようにバッテリ５に充分な残存容量（ＳＯＣ）を残すと共に、減速時や制動時のエネルギーの回収を、出来る限り効率よく行えるように、バッテリ５に対して充電の余地を充分に残しておくためである。
【００４４】
ダイアグ検出手段１１９は、電圧計測手段１１４からのバッテリブロック電圧Ｖｂ、バッテリ電圧Ｖ、温度計測手段１１５からの各適所の冷却風温度Ｔａ、バッテリ温度Ｔｂおよび電流計測手段１１６からのバッテリ出力電流Ｉｂなどに基づいて、ダイアグ検出信号を出力するものである。
【００４５】
充電／回生許容電力決定手段１２０は、ＳＯＣ演算手段１１７からの残存容量（ＳＯＣ）、ＳＯＣ上限／下限判定手段１１８からのＳＯＣ上限／下限判定信号および、ダイアグ検出手段１１９からのダイアグ検出信号に基づいて、充電／回生許容電力を決定する電力決定制御信号（制御信号）を発電系コントローラ９に出力してバッテリ５への充電を制御するようになっている。
【００４６】
放電許容電力決定手段１２１は、ＳＯＣ演算手段１１７からの残存容量（ＳＯＣ）、ＳＯＣ上限／下限判定手段１１８からのＳＯＣ上限／下限判定信号および、ダイアグ検出手段１１９からのダイアグ検出信号に基づいて、放電許容電力を決定する電力決定制御信号（制御信号）を走行系コントローラ８に出力してバッテリ５からの放電を制御するようになっている。
【００４７】
以上の充電／回生許容電力決定手段１２０および放電許容電力決定手段１２１により充放電誘導手段が構成されており、充放電誘導手段は、算出された残存容量（ＳＯＣ）がその所定中間領域内に納まるように、バッテリ５への充電と、パワーアシスト要請に応じたバッテリ５からの放電を誘導するものである。
【００４８】
次に、本発明の特徴部分であるカーナビゲーション装置１０との関係において、バッテリコントローラ１１は、走行アシスト電力量推定手段１２２と、回生電力量推定手段１２３と、深放電実行決定手段１２４とを有している。
【００４９】
走行アシスト電力量推定手段１２２は、カーナビゲーション装置１０からの、例えば図３の（ｂ）に示すように、ドライバが指定する目的地Ｑまでの走行ルートにおける上り坂Ｕおよび下り坂Ｄの高さ情報およびその各距離情報を含む道路情報（走行工程情報）を受けて、選択された所定走行ルート（所定走行工程）における上り坂情報（標高差情報）に対応した走行ルート部分毎の走行アシスト電力量を順次計算して推定した各推定走行アシスト電力量をデータ出力するものである。
【００５０】
回生電力量推定手段１２３は、カーナビゲーション装置１０からの、目的地Ｑまでの走行ルートにおける上り坂Ｕおよび下り坂Ｄの高さ情報（標高差情報）およびその各距離情報を含む道路情報（走行工程情報）を受けて、選択された所定走行ルートにおける下り坂情報（標高差情報）に対応した走行ルート部分毎の回生電力量を順次計算して推定した各推定回生電力量をデータ出力するものである。
【００５１】
深放電実行決定手段１２４は、各走行ルート部分毎の推定走行アシスト電力量および推定回生電力量に対応したデータ出力を受けて、バッテリ５を深放電したとしても、直ぐ次の下り坂Ｄ（下り走行工程）で回生充電することにより、所定中間領域Ｃ１〜Ｃ２内（またはＳＯＣ誘導目標値Ｃ０）の残存容量（ＳＯＣ）まで戻すことができるかどうかを判定する。
【００５２】
また、深放電実行決定手段１２４は、各走行ルート部分毎の推定走行アシスト電力量および推定回生電力量に対応したデータ出力を受けて、概ね長い下り坂Ｄ直前までの上り坂Ｕ（走行工程）でバッテリ５を深放電できるかどうかを判定する。
【００５３】
以上の各判定結果のうち、概ね長い下り坂Ｄにて所定の充電状態に戻せるかどうかの判定結果と、上り坂Ｕにて深放電できるかどうかの判定結果との少なくとも何れかの判定結果に応じて、深放電モードと通常モードの何れかを示す深放電実行決定信号を充電／回生許容電力決定手段１２０および放電許容電力決定手段１２１に出力すればよいが、ここでは、概ね長い下り坂Ｄにて所定の充電状態（中間領域Ｃ１〜Ｃ２）に戻せ、かつ上り坂Ｕにて深放電できる場合に、深放電実行決定信号をアクティブ状態にする。
【００５４】
上記構成により、以下、その動作を具体的に説明する。
【００５５】
図３の（ａ）は図２のバッテリコントローラ１１による残存容量（ＳＯＣ）の制御例を示す図、（ｂ）は（ａ）に対応した高さ情報例を示す図である。本発明の残存容量制御を簡単に説明するために、図３の（ｂ）に示すように、本発明のＨＥＶ１が、現在地Ｒから上り坂Ｕを登って峠Ｐ１を越え、下り坂Ｄを降りて目的地Ｑに向かう場合について考える。
【００５６】
まず、ＨＥＶ１のドライバが、カーナビゲーション装置１０をオンして現在地Ｒを確認し、目的地Ｑをインプットした後に、図３の（ｂ）に示すような現在地Ｒから目的地Ｑまでの走行ルートを選択すると、カーナビゲーション装置１０は、その走行ルートから上り坂Ｕおよび下り坂Ｄに対応した高さ情報（標高差情報）とその距離情報を、走行アシスト電力量推定手段１２２と回生電力量推定手段１２３にデータ出力する。走行アシスト電力量推定手段１２２では、その走行ルート中の上り坂Ｕに対応した標高差情報とその距離情報から走行アシスト電力量を演算する。また、回生電力量推定手段１２３では、走行ルート中の下り坂Ｄに対応した標高差情報とその距離情報から回生電力量を演算する。
【００５７】
次に、深放電実行決定手段１２４には、走行ルート中の上り坂Ｕに対応した推定走行アシスト電力量と、下り坂Ｄに対応した推定回生電力量とが入力される。深放電実行決定手段１２４は、推定走行アシスト電力量と推定回生電力量から、バッテリ５が深放電したとしても、直ぐ次の下り坂Ｄでバッテリ５を充電することにより、所定中間領域Ｃ１〜Ｃ２内（またはＳＯＣ誘導目標値Ｃ０）に残存容量（ＳＯＣ）を戻せるかどうかを判定する。この判定と同時に、深放電実行決定手段１２４は、その概ね長い下り坂Ｄ直前までの上り坂Ｕ（走行工程）でバッテリ５を深放電できるかどうかを判定する。
【００５８】
深放電実行決定手段１２４が、概ね長い下り坂Ｄ直前までの上り坂Ｕ（走行工程）でバッテリ５を深放電できると判定し、かつ、バッテリ５の深放電後に残存容量（ＳＯＣ）を所定中間領域Ｃ１〜Ｃ２内（またはＳＯＣ誘導目標値Ｃ０）に戻せると判定した場合には、深放電実行決定信号をアクティブ状態にして充電／回生許容電力決定手段１２０および放電許容電力決定手段１２１を深放電モードにする。
【００５９】
また、深放電実行決定手段１２４が、概ね長い下り坂Ｄ直前までの上り坂Ｕ（走行工程）でバッテリ５を深放電できないと判定し、および／または、バッテリ５の深放電後に、直ぐ次の下り坂Ｄで残存容量（ＳＯＣ）を所定中間領域Ｃ１〜Ｃ２内（またはＳＯＣ誘導目標値Ｃ０）には戻せないと判定した場合には、深放電実行決定信号をネガティブ状態にして充電／回生許容電力決定手段１２０および放電許容電力決定手段１２１を通常モードにする。
【００６０】
深放電モード時には、図３の（ｂ）の実線に示す上り坂Ｕにおいて、図３の（ａ）の実線に示すように、ＳＯＣ演算手段１１７からの現在走行中の残存容量（ＳＯＣ）が、度重なるパワーアシストによって時間ｔ１で下限値Ｃ２に達しても、従来のように充電／回生許容電力決定手段１２０がエンジン７の出力の一部を利用して充電制御（図３の（ａ）で時間ｔ１〜ｔ３の点線部分）することなく、放電許容電力決定手段１２１がパワーアシストに制限を加えずに、峠Ｐ１までの期間ｔ１〜ｔ２でバッテリ５を下限値Ｃ２以下に深放電させる。このように、深放電実行指令（深放電実行決定信号がアクティブ状態）により、放電許容電力決定手段１２１がパワーアシストに制限を加えないことによって、ＨＥＶ１のドライバビリティを良好な状態とし、かつ、バッテリ５を深放電することによって、放電メモリを抑制さらには解消することができる。
【００６１】
さらに、ＳＯＣ演算手段１１７からの残存容量（ＳＯＣ）が、峠Ｐ１で深放電状態まで低下した後に、ＨＥＶ１は下り坂Ｄを降りることにより、目的地Ｑまで下り坂Ｄにてバッテリ５を回生充電する。これにより、ＳＯＣ演算手段１１７からの残存容量（ＳＯＣ）が深放電状態からＳＯＣ誘導目標値Ｃ０に向けて徐々に改善され、残存容量（ＳＯＣ）が所定中間領域Ｃ１〜Ｃ２内に戻り、さらには時間ｔ４でＨＥＶ１は目的地Ｑに到着し、残存容量（ＳＯＣ）はＳＯＣ誘導目標値Ｃ０の高充電状態にに至る。
【００６２】
また、深放電実行決定信号がネガティブ状態になると、充電／回生許容電力決定手段１２０および放電許容電力決定手段１２１が従来の残存容量制御と同様に通常モードとなる。ＳＯＣ演算手段１１７からの現在走行中の残存容量（ＳＯＣ）がパワーアシストによって次第に低下して時間ｔ１で下限値Ｃ２に達した場合に、従来と同様、充電／回生許容電力決定手段１２０を介してモータジェネレータ６によるバッテリ５への充電制御を行う。このとき、放電許容電力決定手段１２１は走行パワーアシストに制限を加える制御を行いつつ、モータジェネレータ６およびバッテリ５からの供給電力にてバッテリ５を充電する。この時の様子を図３の（ａ）および（ｂ）に、登坂時間ｔ０〜ｔ３において点線で示している。即ち、峠Ｐ１に到着する時間は、走行パワーアシストに制限を加えているので、深放電モードでは登坂時間ｔ０〜ｔ２と短いのに比べて、通常モードでは登坂時間ｔ０〜ｔ３と登坂時間が長くなると共に、ドライバビリティも低下する。峠Ｐ１を越えた時間ｔ３からの下り坂Ｄでは、残存容量（ＳＯＣ）の上限値Ｃ１（またはＳＯＣ誘導目標値Ｃ０）まで、回生によってバッテリ５を充電する。この場合には、目的地Ｑへの到着が、深放電モードでは時間ｔ４であるのに、通常モードでは、パワーアシストが制限された分だけ時間ｔ５となって遅くなる。
【００６３】
以上により、本実施形態によれば、カーナビゲーション装置１０と連携し、目的地Ｑまでの走行経路内にある概ね長い下り坂までにバッテリ５から深放電を行い、その後に、その概ね長い下り坂においてバッテリ５を回生充電することによって、バッテリ５の残存容量（ＳＯＣ）を所定中間領域Ｃ１〜Ｃ２内の残存容量（ＳＯＣ）に戻す充放電制御を行うため、充分なパワーアシスト要請に応えることができ、また、メモリ効果のうち、特に従来、解消が困難であった放電メモリを解消することができ、よって、放電メモリで見かけのバッテリ５の容量が低下してバッテリ使用範囲が狭まるという事態を防止することができ、かつ、出かけ先から車両保管地に到着時には所定中間領域Ｃ１〜Ｃ２内の残存容量（ＳＯＣ）になっているから、深放電状態の低残存容量のままで車両が長期間放置されて過放電を招いて、後日、モータ３がスタートしないという事態を防止することができる。
【００６４】
なお、本実施形態では、特に説明しなかったが、カーナビゲーション装置１０と連携して、長期車両保管の予定の有無を問い合わせ、長期車両保管の予定がある場合にはドライバがスケジュールを設定するスケジュール確認手段（スケジュール設定手段）を設ければ、スケジュール確認手段の情報記憶手段に記憶された長期車両保管場所（自宅、空港および目的地など）の所定範囲内や日時前に、バッテリ５への回生充電、および／またはエンジン７の駆動によるバッテリ５への充電によって、バッテリ５の残存容量（ＳＯＣ）を所定中間領域Ｃ１〜Ｃ２内（またはＳＯＣ誘導目標値Ｃ０）の高充電状態に戻す充放電制御を行うことができる。このため、深放電状態のままで車両が放置されて次のモータ３のスタートさえできなくなる事態を防止することができるものである。また同様に、自宅、空港および目的地などの特定地を予め情報記憶手段に記憶させておけば、ＨＥＶ１が自宅周辺に近づくと、自動的に高充電状態に戻すことができ、モータ３のスタートは、いつも容易になる。
【００６５】
なお、本実施形態では、ＳＯＣ演算手段１１７で各バッテリブロック５１毎に演算した各残存容量（ＳＯＣ）と、バッテリ５全体の残存容量（ＳＯＣ）とに基づいて、バッテリ５の充放電を、バッテリコントローラ１１、走行系コントローラ８および発電系コントローラ９を介して制御するようにしたが、これに限らず、各バッテリブロック５１毎の残存容量（ＳＯＣ）と、バッテリ５全体の残存容量（ＳＯＣ）との何れかに基づいて、バッテリ５の充放電を、走行系コントローラ８および発電系コントローラ９を介して制御するように構成してもよい。
【００６６】
また、本実施形態では、目的地Ｑまでの片道走行ルートにある概ね長い下り坂Ｄまでの上り坂Ｕではバッテリ５を深放電した後に、その概ね長い下り坂Ｄにおいてバッテリ５を回生充電することによって、バッテリ５の残存容量（ＳＯＣ）を所定中間領域Ｃ１〜Ｃ２内、さらに、そのＳＯＣ誘導目標値Ｃ０に戻す充放電制御を行うが、ここでは特に説明をしなかったが、回生充電に加えて、またはこれとは別に、モータジェネレータ６による供給電力にてバッテリ５を充電すれば、深放電したバッテリ５の残存容量（ＳＯＣ）を、よりスピーディかつ容易に所定中間領域Ｃ１〜Ｃ２内、さらに、そのＳＯＣ誘導目標値Ｃ０に戻すことができる。この場合、深放電実行決定手段１２４は、回生充電では、深放電状態から所定中間領域Ｃ１〜Ｃ２内（またはＳＯＣ誘導目標値Ｃ０）の残存容量（ＳＯＣ）まで戻すことができないような短い下り坂であっても、回生充電に、モータジェネレータ６からの供給電力による充電を加えることで、所定中間領域Ｃ１〜Ｃ２内（またはＳＯＣ誘導目標値Ｃ０）の残存容量（ＳＯＣ）まで容易に戻すことができる下り坂であると判定することもできる。
【００６７】
さらに、本実施形態では、目的地Ｑまでの片道走行ルートについて、深放電制御後の充電制御について説明したが、発進地Ｒが目的地Ｑである往復走行ルートであっても、本発明の深放電制御、その後の充電制御を適用することができる。即ち、往復走行ルートは、本実施形態の片道走行ルートが２回繰り返されると考えてもよいし、往路走行ルート後の復路走行ルートにおいて、本実施形態の片道走行ルートに本発明の深放電制御、その後の回生充電制御を適用してもよい。
【００６８】
さらに、本実施形態では、目的地Ｑまでの一連の上り坂と下り坂だけの単純な走行ルートにおいて、バッテリ５を深放電した後に回生充電など充電する場合について説明したが、目的地Ｑまでの多数の上り坂と下り坂からなる複雑な走行ルートにおいても、バッテリ５を深放電した後に回生充電など充電する本発明を適用することができて、良好なパワーアシストが可能で放電メモリの解消が可能な本発明の効果を奏することができる。この場合、走行ルート中で概ね長く続く下り坂（連続した下り坂を含む）を検出し、概ね長く続く下り坂まではバッテリ５を深放電させた後に、その下り坂にて回生充電をすればよい。また、目的地Ｑまでの多数の上り坂と下り坂からなる複雑な走行ルートであれば、複数箇所の概ね長く続く各下り坂を検出し、概ね長く続く下り坂まではその都度、バッテリ５を深放電させた後に、次の下り坂にて回生充電をすればよい。
【００６９】
さらに、本実施形態では、特に説明しなかったが、深放電実行決定手段１２４は、各小ルート毎の推定走行アシスト電力量または推定回生電力量に対応した出力データを受けて、バッテリ５を深放電したとしても、直ぐ次の下り坂で充電することにより所定中間領域Ｃ１〜Ｃ２内のＳＯＣ誘導目標値Ｃ０に戻せるような概ね長く続く下り坂（小ルート）を特定する一方、カーナビゲーション装置１０から現在走行位置情報を入力して、その現在走行位置が、所定の走行ルート中の、特定した概ね長い下り坂に差し掛かったことを検出するまで、放電許容電力決定手段１２１を介してバッテリ５の深放電を実行した上で、その検出した下り坂で充電／回生許容電力決定手段１２０を介して回生充電を行わせるべく、放電の実行を決定する深放電実行決定信号を充電／回生許容電力決定手段１２０および放電許容電力決定手段１２１に出力することもできる。この場合には、図２の点線で示すようにナビゲーション装置１０と深放電実行決定手段１２４が信号線で接続されている必要がある。
【００７０】
【発明の効果】
以上のように、請求項１によれば、カーナビゲーション装置と連携し、カーナビゲーション装置からの道路情報を用いて、次の下り走行工程で充電可能なことを前提として、下り走行工程までの上り走行工程において走行パワーアシストを制限することなく、二次電池を深放電させるようにしたため、充分なパワーアシスト要請に応えることができると共に、二次電池の深放電によって放電メモリを解消することもできる。
【００７１】
また、請求項２，３によれば、下り走行工程直前までの走行工程で、パワーアシスト制限のない深放電制御を行うのに、下り走行工程直前までの深放電可能な走行工程を特定することもできるし、また、二次電池を深放電状態から所定の高充電状態に戻すことが可能な下り走行工程を特定することもできる。このように、所定の高充電状態に戻すことが可能な所定長さおよび所定標高差以上のまとまった概ね長い下り走行工程を特定する場合には、概ね長い下り走行工程によって所定の高充電状態に戻っているため、次に長い上り走行工程があっても充分なパワーアシストが可能なことは勿論、目的地に到着して車両を長期間保管する場合にも、原動機スタートを、より容易に行うことができる。
【００７２】
さらに、請求項４によれば、回生充電に加えて、原動機で駆動する発電機によって二次電池を充電するため、より短い下り走行工程であっても、深放電した二次電池の充電状態を、よりスピーディかつ容易に所定の充電状態に戻すことができる。
【００７３】
さらに、請求項５によれば、二次電池充放電制御手段を、二次電池制御手段、走行制御手段および発電制御手段で簡単に構成することができる。
【００７４】
さらに、請求項６によれば、二次電池制御手段を、残存容量演算手段、残存容量上限／下限判定手段および充放電誘導手段で簡単に構成することができる。
【００７５】
さらに、請求項７によれば、カーナビゲーション装置からの道路情報に基づいて得られた走行アシスト電力量および回生電力量に応じて深放電実行の有無を決定し、この深放電実行の有無によって充放電誘導手段が所定の充電状態に制御するようにしたため、目的地までに存在する下り工程までに二次電池を深放電させる構成が従来の構成に容易に追加することができる。
【００７６】
さらに、請求項８によれば、例えば自宅、空港およびホテルなどの目的地である特定の地点情報や日時情報の直前で、二次電池を所定の高充電状態にすれば、二次電池が深放電状態のまま停車して放置されることがなくなり、発進時の原動機スタートさえできなくなる事態を防止することができる。
【００７７】
さらに、請求項９によれば、スケジュール設定手段を設ければ、ドライバが長期車両保管予定を情報記憶手段に設定することで、電池切れを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態におけるＨＥＶの概略構成を示すブロック図である。
【図２】図１のバッテリコントローラの詳細構成を示すブロック図である。
【図３】（ａ）は図２のバッテリコントローラによる残存容量（ＳＯＣ）の制御例を示す図、（ｂ）は（ａ）に対応した高さ情報例を示す図である。
【符号の説明】
１ ＨＥＶ（ハイブリッド自動車）
３ モータ（電動機）
４ インバータ（モータ駆動手段）
５ バッテリ（二次電池）
６ モータジェネレータ（発電機）
７ エンジン（原動機）
８ 走行系コントローラ（走行制御手段）
９ 発電系コントローラ（発電制御手段）
１０ カーナビゲーション装置
１１ バッテリコントローラ（二次電池制御手段）
１１７ ＳＯＣ演算手段（残存容量演算手段）
１１８ ＳＯＣ上限／下限判定手段（残存容量上限／下限判定手段）
１２０ 充電／回生許容電力決定手段
１２１ 放電許容電力決定手段
１２２ 走行アシスト電力量推定手段
１２３ 回生電力量推定手段
１２４ 深放電実行決定手段

Claims (8)

1. 車両動力源とし、かつ二次電池充電用の発電機を駆動する原動機と、該二次電池からの放電により駆動させて車両を走行可能とすると共に、回生電力による該二次電池への充電を可能とする電動機とが設けられ、該二次電池を好ましい充電状態に維持するために該発電機および該電動機の出力を制御するハイブリッド自動車の制御装置において、
   高さ情報を含む、目的地までの道路情報をデータ出力するカーナビゲーション装置と、該道路情報に基づいて、該二次電池を深放電状態から所定の高充電状態に戻すことが可能な下り走行工程を特定し、該下り走行工程直前までの走行工程で、該二次電池を好ましい充電状態に維持するためのパワーアシスト制限がない深放電制御を行い、該下り走行工程で充電制御を行う二次電池充放電制御手段とを有したハイブリッド自動車の制御装置。
2. 前記二次電池充放電制御手段は、前記道路情報に基づいて、下り走行工程直前までの走行工程であって前記二次電池を深放電可能とする走行工程を特定し、この特定した走行工程で深放電制御を行う請求項１に記載のハイブリッド自動車の制御装置。
3. 原動機により駆動される発電機からの発電電力で前記二次電池への充電を行うように構成し、前記二次電池充放電制御手段は、前記回生電力による該二次電池への充電に加えて、パワーアシストの不必要な前記下り走行工程において該二次電池を充電するべく該原動機を駆動制御する請求項１または２に記載のハイブリッド自動車の制御装置。
4. 前記二次電池充放電制御手段は、前記二次電池の充電状態を検出し、該二次電池の充電状態が所定の充電状態になるように制御信号を出力する二次電池制御手段と、該制御信号に基づいて、前記電動機の駆動を制御する走行制御手段と、該制御信号に基づいて、前記原動機の駆動を制御する発電制御手 段とを有した請求項３に記載のハイブリッド自動車の制御装置。
5. 前記二次電池制御手段は、前記二次電池の充電状態を示す残存容量を演算する残存容量演算手段と、演算した残存容量がその所定中間領域の上限値または下限値から出たかどうかを判定する残存容量上限／下限判定手段と、該上限値または下限値の判定結果に基づいて、該残存容量が該所定中間領域内に納まるように、該二次電池の充放電を誘導する充放電誘導手段とを有した請求項４に記載のハイブリッド自動車の制御装置。
6. 前記二次電池制御手段は、前記カーナビゲーション装置からの道路情報に基づいて走行アシスト電力量を推定する走行アシスト電力量推定手段と、前記カーナビゲーション装置からの道路情報に基づいて回生電力量を推定する回生電力量推定手段と、該走行アシスト電力量および回生電力量に基づいて 深放電実行の有無を決定する深放電実行決定手段とを有し、前記充放電誘導手段は、該深放電実行の有無に応じて該二次電池を充放電制御する制御信号を出力する請求項５に記載のハイブリッド自動車の制御装置。
7. 特定の地点および日時の情報のうち少なくとも何れかを記憶する情報記憶手段を更に有し、前記二次電池充放電制御手段は、前記道路情報に基づいて、特定の地点および日時の情報のうち少なくとも何れかの直前で、前記二次電池を所定の高充電状態とするように充放電制御を行う請求項１〜６の何れかに記載のハイブリッド自動車の制御装置。
8. 前記情報記憶手段は、長期車両保管の予定地および予定日時の少なくとも何れかを設定可能とするスケジュール設定手段である請求項７に記載のハイブリッド自動車の制御装置。

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