JP4662566B2 - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、駆動源としての内燃機関および電動モータを備え、電動モータの駆動力により内燃機関の駆動力を補助（アシスト）するハイブリッド車両の制御装置に関する。

駆動源としての内燃機関およびモータを備え、少なくとも内燃機関またはモータの何れか一方の駆動力を駆動輪に伝達して走行するハイブリッド車両がある。このようなハイブリッド車両には、例えば、平坦路から登坂路への移行時等において、運転者によるアクセル操作量（アクセル開度）が所定の閾値よりも大きくなると、電動モータの駆動力により内燃機関の駆動力を補助（アシスト）するものがある。また、特許文献１に記載されたハイブリッド車両は、登坂路の走行時に電動モータの回生トルクを相対的に低減することにより、過剰な減速感が生じることを防止し、所望のドライバビリティを確保するようになっている。
特開２００５−２６９７９３号公報

このように、従来のハイブリッド車両では、電動モータの回生トルクを低減させたり、内燃機関に対する電動モータによるアシスト量を増加させる制御を行うことで、登坂路走行時のドライバビリティを向上させるようにしている。しかしながら、登坂路の走行が長時間に亘る場合や、急勾配が多く含まれる登坂路を走行する場合などには、電動モータによるエンジンのアシストを必要以上に行ったり、電動モータによる発電量を少なくしたりすることで、登坂路の走行中に電動モータの駆動に必要な蓄電器の残容量が不足するおそれがあり、所望の登坂走行性を確保できなくなるという問題があった。

また、このような蓄電器の残容量不足を防止するためには、例えば、車両に搭載した勾配センサや加速度センサで検出した登坂路の勾配に応じて、電動モータによる内燃機関のアシスト頻度やアシスト量を詳細に制御することが考えられる。しかし、そのような対策を講じたとしても、勾配センサや加速度センサによる登坂路の勾配検出では、車両が走行する登坂路の状況を事前に把握することはできないため、結果的に登坂路の走行が長時間に亘る場合や、急勾配が多く含まれる登坂路を走行する場合には、蓄電器の残容量が不足するおそれがあった。

本発明は上述の点に鑑みてなされたものでありその目的は、登坂路の走行が長時間に渡る場合や、急勾配が多く含まれる登坂路を走行する場合でも、蓄電器の残容量が不足することを効果的に防止でき、所望の登坂走行性を確保できるハイブリッド車両の制御装置を提供することにある。

上記課題を解決するため本発明にかかるハイブリッド車両の制御装置は、車両（１）の動力源としての内燃機関（１１）および発電電動機（１２）と、発電電動機（１２）と電気エネルギーの授受を行う蓄電器（１５）と、車両（１）に対する駆動力指令（ＡＰ）が所定の閾値（ＡＰ_ref）より大きくなると発電電動機（１２）の駆動力により内燃機関（１１）の駆動力を補助する制御手段（１６）と、を備えるハイブリッド車両の制御装置（１０）であって、車両位置の経度・緯度情報を取得する経度・緯度情報取得手段（３１）と、予め設定した登坂領域に関する経度・緯度データを記憶した登坂領域記憶手段（３５）と、を備え、制御手段（１６）は、経度・緯度情報取得手段（３１）で取得した車両位置の経度・緯度情報と、登坂領域記憶手段（３５）に記憶された登坂領域に関する経度・緯度データとに基づき、登坂領域に対する車両位置を特定し、車両（１）が登坂領域に位置する場合には、駆動力指令（ＡＰ）の閾値（AP_ref）を上げることを特徴とする。なお、ここでの括弧内の符号は、後述する実施形態の対応する構成要素の符号を本発明の一例として示したものである。

本発明にかかるハイブリッド車両の制御装置によれば、経度・緯度情報取得手段で取得した車両位置の経度・緯度情報と、登坂領域記憶手段に記憶された登坂領域に関する経度・緯度データとに基づき、登坂領域に対する車両位置を特定し、車両が登坂領域に位置する場合には、駆動力指令の閾値を上げるので、車両が登坂領域を走行する際に、発電電動機による内燃機関の補助動作を抑制し、発電電動機の駆動に要する電力消費を抑制できる。したがって、登坂路の走行が長時間に渡る場合や、急勾配が多く含まれる登坂路を走行する場合でも、蓄電器の残容量が過剰に低下することを防止できる。
また、登坂領域記憶手段に記憶された登坂領域に関するデータから、車両が以後走行する登坂路を把握し、それに応じた制御を行うことが可能なので、登坂路が長距離に渡る場合や、急勾配が多く含まれる場合でも、登坂路を走行する際に必要な蓄電器の残容量を確保できるようになる。

また、本発明にかかるハイブリッド車両の制御装置では、車両が登坂領域に位置する場合には、登坂領域に位置しない場合と比較して、車両走行時における発電電動機の発電量を増加させるようにしてもよい。これによっても、車両が登坂路を走行する際に必要な蓄電器の残容量を確保でき、発電電動機の駆動力を維持できるようになる。

また、本発明にかかるハイブリッド車両の制御装置では、車両が登坂領域に位置する場合には、車両停車時の内燃機関のアイドル運転の停止を禁止するようにしてもよい。これによれば、車両停車時にアイドル運転による発電を行うことで、蓄電器の蓄電量を増加させることができる。したがって、蓄電器の残容量が過剰に低下することを防止でき、車両が登坂路を走行する際に必要な発電電動機の駆動力を確保できる。

また、本発明にかかるハイブリッド車両の制御装置は、車両が登坂領域に位置する場合には、車両停車時の内燃機関のアイドル運転の停止を禁止すると共に、車両が登坂領域に位置しない場合と比較して、車両停車時におけるアイドル運転実行中の発電電動機の発電量を増加させるようにしてよい。これによれば、車両停車時にアイドル運転による発電を行う上、その発電量を増加させることで、蓄電器の蓄電量をさらに増加させることができる。

また、本発明のハイブリッド車両の制御装置では、車両位置から登坂領域までの距離が所定以内である場合に、駆動力指令の閾値を上げるようにしてもよい。これによれば、車両が登坂領域に進入する前に蓄電器の蓄電量を高めておくことが可能となるので、登坂領域の走行中に蓄電器の残容量が過剰に低下することをより確実に防止できる。

上記のハイブリッド車両の制御装置では、登坂領域記憶手段に記憶する登坂領域として、実際の登坂領域として区画された領域及び該領域に対する所定の周辺領域を含む領域を設定してもよい。これによれば、車両が実際の登坂領域に進入する前に蓄電器の蓄電量を高める制御を行うことが可能となるので、登坂領域を走行する際に蓄電器の残容量が過剰に低下することをより確実に防止できる。

また、上記駆動力指令の閾値は、アクセル開度の閾値とすることが望ましい。また、上記経度・緯度情報取得手段として、ＧＰＳ衛星からの無線信号の受信により車両位置情報を取得可能なＧＰＳ装置を用いることが望ましい。この場合のＧＰＳ装置は、登坂領域に対する車両位置を特定するための経度・緯度情報を出力する第１のＧＰＳ装置であり、該第１のＧＰＳ装置とは別に、車両に搭載するナビゲーションシステムに用いるための経度・緯度情報を出力する第２のＧＰＳ装置を備えるようにしてもよい。あるいは、上記ＧＰＳ装置は、登坂領域に対する車両位置を特定するための経度・緯度情報を含む第１の出力と、ナビゲーションシステムに用いるための経度・緯度情報を含む第２の出力とを出力するように構成されている単一のＧＰＳ装置であってもよい。いずれの構成でも、登坂領域に対する車両位置を特定するためのＧＰＳ装置あるいはＧＰＳ出力と、ナビゲーション用のＧＰＳ装置若しくはＧＰＳ出力とを別に備え、さらに、登坂領域記憶手段をナビゲーションシステムとは別に設けたことにより、車両に搭載したナビゲーションシステムが故障などで停止した場合や十分に機能しない場合でも、登坂領域に対する車両位置の特定を行えるので、車両の走行性能に影響を与えずに済むようになる。

また、登坂領域に対する車両位置の特定を行うための構成をナビゲーションシステムとは別に設けることで、登坂領域に対する車両位置の特定の機能を損なわずに、ユーザーが車両に搭載するナビゲーションシステムの機種を自由に選択することが可能となる。したがって、ユーザーによるナビゲーションシステム選択の幅が広がり、利便性が高まる。

本発明にかかるハイブリッド車両の制御装置によれば、登坂路の走行が長時間に渡る場合や、急勾配がある登坂路を走行する場合でも、蓄電器の残容量が不足することを効果的に防止でき、所望の登坂走行性を確保できる。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
〔第１実施形態〕
図１は、本発明の第１実施形態にかかるハイブリッド車両の全体構成を示す概略図である。同図に示すハイブリッド車両１は、内燃機関（以下、エンジンという）１１と、発電電動機（以下、モータという）１２と、トランスミッション１３とを直列に連結したパラレル型のハイブリッド車両であり、エンジン１１およびモータ１２の両方の駆動力は、トランスミッション１３及びディファレンシャル（図示略）を介して左右の駆動輪Ｗ，Ｗに配分されて伝達される。また、ハイブリッド車両１の減速時に駆動輪Ｗ側からモータ１２側に駆動力が伝達されると、モータ１２は発電機として機能して回生制動力を発生し、車両１の運動エネルギーを電気エネルギーとして回収する。さらに、ハイブリッド車両１の運転状態に応じて、モータ１２はエンジン１１の出力により発電機として駆動され、発電エネルギーを発生するようになっている。

モータ１２は、例えば３相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）のＤＣブラシレスモータ等とされ、該モータ１２の駆動および発電を制御するパワードライブユニット（ＰＤＵ）１４に接続されている。ＰＤＵ１４は、例えばトランジスタのスイッチング素子を複数用いてブリッジ接続してなるブリッジ回路を具備するパルス幅変調（ＰＷＭ）によるＰＷＭインバータを備えて構成されている。

ＰＤＵ１４には、モータ１２と電力の授受を行う高圧バッテリ１５が接続されている。モータ１２と高圧バッテリ１５の間で授受される電力には、例えば、モータ１２の駆動またはアシスト動作時にモータ１２に供給される供給電力や、回生作動または昇圧駆動によるモータ１２の発電時にモータ１２から出力される出力電力がある。そして、ＰＤＵ１４は、制御部１６からの制御指令を受けてモータ１２の駆動および発電を制御する。例えば、モータ１２の駆動時には、制御部１６から出力されるトルク指令に基づき、高圧バッテリ１５から出力される直流電力を３相交流電力に変換してモータ１２へ供給する。一方、モータ１２の発電時には、モータ１２から出力される３相交流電力を直流電力に変換して、高圧バッテリ１５を充電する。

ＰＤＵ１４の電力変換動作は、制御部１６からＰＷＭインバータのブリッジ回路を構成する各トランジスタのゲートに入力されるパルス、つまりパルス幅変調（ＰＷＭ）により各トランジスタをオン／オフ駆動させるためのパルスに応じて制御される。このパルスのデューティ比、つまりオン／オフ比率のマップ（データ）は、制御部１６に記憶されている。また、制御部１６は、モータ１２による発電時のデューティ比を変更することで、モータ１２の発電量を変更することができる。

また、各種補機類からなる電気負荷１７を駆動するための１２Ｖバッテリ１８は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１９を介して、ＰＤＵ１４および高圧バッテリ１５に対して並列に接続されている。制御部１６により電力変換動作が制御されるＤＣ−ＤＣコンバータ１９は、例えば双方向のＤＣ−ＤＣコンバータであって、高圧バッテリ１５の端子間接続、あるいはモータ１２の回生作動または昇圧駆動した際のＰＤＵ１４の端子間電圧を、所定の電圧値まで降圧して１２Ｖバッテリ１８を充電する一方、高圧バッテリ１５の残容量（ＳＯＣ：State Of Charge）が低下している場合には、１２Vバッテリ１８の端子間電圧を昇圧して高圧バッテリ１５を充電することも可能である。

制御部１６は、エンジン１１およびモータ１２の運転状態に応じた車両１の状態や、ＰＤＵ１４およびＤＣ−ＤＣコンバータ１９の各電力変換動作や、電気負荷１７の作動状態等を制御する。このため、制御部１６には、パワープラント（例えば、エンジン１１およびモータ１２）の状態を検出する各種センサやスイッチの出力信号が入力されるようになっている。ここでの各種センサやスイッチには、エンジン１１の回転数ＮＥを検出する回転数センサ２１、モータ１２のロータの磁極位置（位相角）を検出する回転角センサ（図示略）、車両１の速度（車速）を検知するために従動輪の回転速度（車輪速）ＮＷを検出する車輪速センサ２２、運転者によるアクセル操作量にかかるアクセル開度ＡＰを検出するアクセル開度センサ２３、走行路の勾配（例えば、登坂勾配ＤＥ）を検知する勾配センサ２４、高圧バッテリ１５の充電電流および放電電流（バッテリ電流ＩＢ）を検出する電流センサ２５、高圧バッテリ１５の端子間電圧（バッテリ電圧ＶＢ）を検出する電圧センサ２６、高圧バッテリ１５の温度（バッテリ温度ＴＢ）を検出する温度センサ２７、運転者の入力操作に応じたトランスミッション１３の状態ＳＨを示すシフトスイッチ２８などがある。

また、制御部１６は、例えば電流積算法等により高圧バッテリ１５の残容量ＳＯＣを検知する。この電流積算法では、制御部１６は、電流センサ２５により検出される高圧バッテリ１５の充電電流及び放電電流を所定時間ごとに積算して積算充電量及び積算放電量を算出し、これらの積算充電量及び積算放電量を初期状態あるいは充放電開始直前の残容量ＳＯＣに加算又は減算することで残容量ＳＯＣを算出する。このとき、制御部１６は、例えば、バッテリ温度ＴＢによって変化する内部抵抗等に対する所定の補正処理や高圧バッテリ１５の蓄電電圧ＶＢに応じた所定の補正処理を行う。

また、車両１には、駆動制御用のＧＰＳ装置（以下、第１ＧＰＳ装置という）３１が搭載されている。第１ＧＰＳ装置３１は、ＧＰＳ（Global Positioning System）衛星からの無線信号の受信により、後述する登坂領域に対する車両位置の判定に用いる車両の経度・緯度情報を取得する装置である。この第１ＧＰＳ装置３１で受信した車両位置の経度・緯度情報は、制御部１６に出力されるようになっている。また、登坂領域の経度・緯度データを記憶した登坂領域マップ（登坂領域記憶手段）３５が設けられている。制御部１６は、登坂領域マップ３５に記憶されている登坂領域の経度・緯度データを呼び出すことができる。図２は、登坂領域マップ３５に記憶されている登坂領域の具体例を模式図に示す図である。ここでいう登坂領域とは、所定以上の変化率（高低差あるいは登坂度）を有する勾配や起伏などが含まれる地形を区画した地図上の領域を示す。そして、登坂領域マップ３５には、このような登坂領域に関する経度・緯度データが記憶されている。また、登坂領域マップ３５に記憶する登坂領域の設定では、同図（ａ）に示すように、上記の定義に基づいて実際の登坂領域として区画された領域（区画領域）Ａのみを登坂領域Ｘとして設定することができるほか、同図（ｂ）に示すように、区画領域Ａと該区画領域Ａに対する所定の周辺領域Ｂを含む領域Ａ＋Ｂを登坂領域Ｘとして設定することも可能である。また、以下では、説明の都合上、登坂領域マップ３５に記憶された登坂領域Ｘ以外の領域（登坂領域Ｘに対して相対的に平坦な領域）を通常領域Ｙと称す。

また、車両１には、ナビゲーションシステム４０が搭載されている。ナビゲーションシステム４０は、システムを制御するための主制御部４１と、ナビゲーション用の地図情報を格納した地図情報データベース４３と、地図情報や自車位置などの情報を表示するための表示部４５と、乗員がナビゲーションシステム４０の操作を行うための操作部４７とを備えている。また、このナビゲーションシステム４０には、ナビゲーション用のＧＰＳ装置（以下、第２ＧＰＳ装置という）３３が備えられている。第２ＧＰＳ装置３３は、ナビゲーションシステム４０で用いるための経度・緯度情報を受信するＧＰＳ装置である。この第２ＧＰＳ装置３３で受信した車両位置の経度・緯度情報は、ナビゲーションシステム４０の主制御部４１に出力されるようになっている。なお、車両１に搭載するナビゲーションシステム４０は、車両１の専用品あるいは汎用品（市販のナビゲーションシステムを含む）のいずれであってもよい。

このように、本実施形態にかかるハイブリッド車両１には、登坂領域に対する車両位置を特定するための経度・緯度情報を出力する第１ＧＰＳ装置３１と、ナビゲーションシステム４０に用いられる経度・緯度情報を出力する第２ＧＰＳ装置３３の２台のＧＰＳ装置が搭載されている。なお、上記の制御部１６、各種センサやスイッチ（車輪速センサ２２、アクセル開度センサ２３、勾配センサ２４、電流センサ２５、電圧センサ２６、温度センサ２７、シフトスイッチ２８など）、第１ＧＰＳ装置３１、登坂領域マップ３５などで、ハイブリッド車両１の駆動を制御する制御装置１０が構成されている。

次に、上記構成のハイブリッド車両の制御装置１０による制御について説明する。ハイブリッド車両１の走行状態には、相対的に大きな加速度による加速状態、相対的に小さな加速度による軽加速状態、略定速走行によるクルーズ状態、停車状態がある。また、高圧バッテリ１５の残容量ＳＯＣの状態には、例えば、相対的に高い残容量ＳＯＣの高状態、相対的に低い残容量ＳＯＣの低状態、高状態と低状態の間の残容量ＳＯＣである中状態がある。

また、ハイブリッド車両１の制御状態には、加速状態または軽加速状態においてモータ１２の駆動力によりエンジン１１の駆動力を補助するアシスト状態、加速状態または軽加速状態においてエンジン１１の駆動力によりモータ１２を発電機として作動させる加速充電状態、クルーズ（略定速走行）状態においてエンジン１１の駆動力によりモータ１２を発電機として作動させるクルーズ発電状態、車両停車時のアイドル運転においてエンジン１１の駆動力によりモータ１２を発電機として作動させるアイドル発電状態、減速状態においてモータ１２を回生作動させる回生状態がある。

制御部１６は、ハイブリッド車両１の走行状態と、高圧バッテリ１５の残容量ＳＯＣとに応じて、エンジン１１およびモータ１２の運転の制御状態を設定する。さらに、各制御状態に対して、後述する手順により特定される車両位置に応じた制御内容を設定するようになっている。

〔車両位置の特定〕
制御部１６は、第１ＧＰＳ装置３１が受信した車両位置の経度・緯度情報と、登坂領域マップ３５に格納された登坂領域に関する経度・緯度データとに基づいて、登坂領域に対する車両位置を特定する。図３は、この車両位置特定の第１の手順を示すフローチャートである。この第１の手順では、まず、第１ＧＰＳ装置３１で受信した車両位置の経度・緯度情報を読み込む（ステップＳＴ１−１）。また、登坂領域マップ３５に格納された登坂領域に関する経度・緯度データを読み込む（ステップＳＴ１−２）。そして、車両位置の経度・緯度情報と登坂領域に関する経度・緯度データとに基づいて、登坂領域に対する車両位置を特定する（ステップＳＴ１−３）。その結果、車両１が登坂領域に位置する場合（ステップＳＴ１−４でＹＥＳ）は、アシスト実行判定閾値変更フラグ＝１とする（ステップＳＴ１−５）。これにより、モータ１２の駆動力によりエンジン１１の駆動力を補助するアシスト動作の実行要否を判定するためのアクセル開度ＡＰの閾値が、車両１が通常領域に位置する場合（通常モード）と比べてより高い値へと変更される。さらに、アイドル発電量変更フラグ＝１とする（ステップＳＴ１−６）。これにより、アイドル発電状態でのアイドル発電量の設定が、通常モードと比べてより高い値へと変更される。また、クルーズ発電量変更フラグ＝１とする（ステップＳＴ１−７）。これにより、クルーズ発電状態でのクルーズ発電量の設定が、通常モードと比べてより高い値へと変更される。また、アイドル停止禁止フラグ＝１とする（ステップＳＴ１−８）。これにより、登坂領域において車両１が停車状態にあるとき、アイドル運転停止の実行が禁止される。一方、ステップＳＴ１−４で車両１が登坂領域に位置しない場合（ＮＯ）は、上述したアクセル開度ＡＰの閾値や各種発電量などの設定変更を行わず、通常モードのままとする。

図４は、車両位置特定の第２の手順を示すフローチャートである。この第２の手順では、まず、第１ＧＰＳ装置３１で受信した車両位置の経度・緯度情報を読み込む（ステップＳＴ２−１）。また、登坂領域マップ３５に格納された登坂領域に関する経度・緯度データを読み込む（ステップＳＴ２−２）。そして、車両位置の経度・緯度情報と登坂領域に関する経度・緯度データとに基づいて、登坂領域に対する車両位置を特定する（ステップＳＴ２−３）。このとき、車両位置から登坂領域までの距離（離間距離）Ｄを算出する（ステップＳＴ２−４）。その結果、距離Ｄが所定の判定距離Ｄref以下である場合（ステップＳＴ２−５でＹＥＳ）は、アシスト実行判定閾値変更フラグ＝１とする（ステップＳＴ２−６）。さらに、アイドル発電量変更フラグ＝１とし（ステップＳＴ２−７）、クルーズ発電量変更フラグ＝１とし（ステップＳＴ２−８）、アイドル停止禁止フラグ＝１として（ステップＳＴ２−９）、処理を終了する。一方、ステップＳＴ２−５で車両位置から登坂領域までの距離Ｄが判定距離Ｄrefより大きい場合（ステップＳＴ２−５でＮＯ）は、そのまま処理を終了する。なお、以下では、上記第１の手順に従って各種制御を行う場合を説明するが、第２の手順に従って各種制御を行うことも可能である。

〔アシスト状態〕
車両１の走行状態が加速又は軽加速状態のとき、後述するアシスト実行判定の結果に応じて、モータ１２の駆動力によりエンジン１１の駆動力を補助するアシスト状態が設定される。図５は、アシスト実行判定手順を示すフローチャートである。ここでは、まず、アシスト実行判定閾値変更フラグ＝１か否かが判定される（ステップＳＴ３−１）。その結果、車両１が登坂領域に位置し、アシスト実行判定閾値変更フラグ＝１である場合（ＹＥＳ）は、アシスト実行判定閾値ＡＰ_refを通常モードのＡＰ_ref１から登坂領域モードのＡＰ_ref２へ増加させる補正を行う（ステップＳＴ３−２）。一方、アシスト実行判定閾値変更フラグ＝１でない場合（ＮＯ）は、アシスト実行判定閾値ＡＰを通常モードのＡＰ_ref１のままとする（ステップＳＴ３−３）。その後、アクセル開度ＡＰの検出値ＡＰ_actを読み込む（ステップＳＴ３−４）。そして、アクセル開度ＡＰの検出値ＡＰ_actが閾値ＡＰ_refより大きいか否かを判定する（ステップＳＴ３−５）。その結果、検出値ＡＰ_actが閾値ＡＰ_refより大きければ（ＹＥＳ）、モータ１２によるエンジン１１のアシスト動作を実行する（ステップＳＴ３−６）。一方、アクセル開度ＡＰの検出値ＡＰ_actが閾値ＡＰ_refより小さければ（ＮＯ）、モータ１２によるエンジン１１のアシスト動作を実行しない。

図６は、アシスト実行判定閾値ＡＰ_refの補正例を示すグラフである。同図のグラフは、車両１のトルクとアクセル開度ＡＰの関係を示している。アシスト実行判定閾値ＡＰ_refが、車両１が通常領域に位置する場合の閾値ＡＰ_ref１から、車両１が登坂領域に位置する場合の閾値ＡＰ_ref２（＞ＡＰ_ref１）へと変更されると、アクセル開度ＡＰおよび車両１のトルクに対して、モータ１２によるアシスト動作の実行が禁止される領域が拡大する。これにより、車両１が登坂領域に位置する場合において、モータ１２による過剰なアシスト動作の実行を抑制でき、モータ１２の発電量を増加させることができる。したがって、車両１が登坂領域を走行中に高圧バッテリ１５の残容量ＳＯＣが過剰に減少することを防止できる。なお、加速状態あるいは軽加速状態において、モータ１２によるエンジン１１のアシスト動作を実行しない場合は、高圧バッテリ１５の残容量ＳＯＣの状態あるいは他の車両状態などに応じて、エンジン１１の駆動力によりモータ１２を発電機として作動させて高圧バッテリ１５の充電を行うことができる。また、モータ１２による発電で各種補機類を駆動する１２Ｖバッテリ１８の充電を行うことも可能である。

〔クルーズ発電状態〕
車両１がクルーズ走行（略定速走行）を行う場合は、エンジン１１の駆動力によりモータ１２を発電機として作動させるクルーズ発電状態が設定される。図７は、クルーズ発電状態におけるクルーズ発電判定手順を示すフローチャートである。ここでは、まず、クルーズ発電量変更フラグ＝１か否かが判定される（ステップＳＴ４−１）。クルーズ発電量変更フラグ＝１である場合（ＹＥＳ）は、クルーズ発電量Ｐ_genを通常モードの発電量（通常クルーズ発電量）Ｐ_gen１から、登坂領域モードの発電量Ｐ_gen２へ増加させる補正を行う（ステップＳＴ４−２）。一方、クルーズ発電量変更フラグ＝１でない場合（ステップ１でＮＯ）は、クルーズ発電量Ｐ_genを通常クルーズ発電量Ｐ_gen１のままとする（ステップＳＴ４−３）。その後、車速、および高圧バッテリ１５の残容量ＳＯＣを読み込む（ステップＳＴ４−４）。それにより、車両１の走行状態がクルーズ状態か否か、また、高圧バッテリ１５の残容量ＳＯＣが発電可能ゾーン（例えば、低状態）に有るか否かを判定する。（ステップＳＴ４−５）。その結果、車両１の走行状態がクルーズ状態で、残容量ＳＯＣが発電可能ゾーンに有れば（ＹＥＳ）、先に設定したクルーズ発電量Ｐ_genに基づくクルーズ発電制御を実行する（ステップＳＴ４−６）。一方、車両１の走行状態がクルーズ状態でないか、または発電可能ゾーンに無ければ（ＮＯ）、クルーズ発電制御を実行しない。なお、クルーズ発電状態では、高圧バッテリ１５の残容量ＳＯＣが上限値（満充電状態）に達したら、その時点でクルーズ発電を停止するように設定されている。

図８は、クルーズ状態でのクルーズ発電量とエンジン回転数ＮＥとの関係の一例を示すグラフである。クルーズ状態では、上述のように、車両が登坂領域Ｘに位置する場合、クルーズ発電量を通常領域Ｙに位置する場合のクルーズ発電量よりも大きな発電量に変更する。これにより、登坂領域の走行で高圧バッテリ１５の残容量ＳＯＣを増やすことが可能となる。なお、図８に示すエンジン回転数ＮＥと発電量との関係では、エンジン回転数ＮＥの増加に伴い、発電量が増加傾向に変化するように設定されている。

〔アイドル発電状態〕
車両停車時には、エンジン１１の駆動力によりモータ１２を発電機として作動させるアイドル発電状態が設定される。図９は、このアイドル発電判定の手順を示すフローチャートである。ここでは、まず、アイドル発電量変更フラグ＝１か否かが判定される（ステップＳＴ５−１）。アイドル発電量変更フラグ＝１である場合（ＹＥＳ）は、アイドル発電量Ｐ_idlegenを通常モードのアイドル発電量（通常アイドル発電量）Ｐ_idlegen１から登坂領域モードのアイドル発電量Ｐ_idlegen２へ増加させる補正を行う（ステップＳＴ５−２）。一方、アイドル発電量変更フラグ＝１でない場合（ステップ５−１でＮＯ）は、アイドル発電量Ｐ_idlegenを通常アイドル発電量Ｐ_idlegen１のままとする（ステップＳＴ５−３）。その後、エンジン１１がアイドル運転状態か否かを判断する（ステップＳＴ５−４）。エンジン１１がアイドル運転状態の場合（ＹＥＳ）は、先に設定したアイドル発電量Ｐ_idlegenに基づくアイドル発電制御を実行する（ステップＳＴ５−５）。一方、エンジン１１がアイドル運転状態でない場合（ＮＯ）は、アイドル発電制御を実行しない。

また、アイドル発電状態では、車両１が登坂領域に位置する場合、アイドル運転の停止を禁止することができる。図１０は、アイドル停止禁止判定の手順を示すフローチャートである。アイドル停止禁止判定では、まず、アイドル停止禁止フラグ＝１か否かが判定される（ステップＳＴ６−１）。アイドル停止禁止フラグ＝１である場合（ＹＥＳ）は、アイドル停止禁止を設定する（ステップＳＴ６−２）。一方、アイドル停止禁止フラグ＝１でない場合（ＮＯ）は、アイドル停止実行を設定する（ステップＳＴ６−３）。その後、車速を読み込み（ステップＳＴ６−４）、車両１が停車状態か否かを判断する（ステップＳＴ６−５）。その結果、車両１が停車状態であれば（ＹＥＳ）、先の設定に基づいてアイドル停止を禁止するか或いは実行することで、アイドル停止制御を行う（ステップＳＴ６−６）。一方、車両１が停車状態でなければ（ＮＯ）、アイドル停止制御を実行しない。

図１１は、アイドル発電状態でのアイドル回転数と高圧バッテリ１５の残容量ＳＯＣとの関係の一例を示すグラフであり、図１２は、アイドル発電状態での発電量と高圧バッテリ１５の残容量ＳＯＣとの関係の一例を示すグラフである。車両１が登坂領域Ｘに位置する場合は、エンジン１１のアイドル運転の停止を禁止することに加えて、図１１に示すように、アイドル運転状態のエンジン１１の回転数ＮＥ（アイドル回転数）を車両１が通常領域Ｙに位置する場合と比べてより高い値へと変更することができる。また、図１２に示すように、モータ１２の発電量を、車両１が通常領域Ｙに位置する場合と比べてより高い値へと変更することができる。これにより、登坂領域の走行が長時間に亘る場合や、登坂領域に急勾配が含まれる場合でも、高圧バッテリ１５の残容量ＳＯＣが過剰に減少することを防止できる。また、モータ１２による所望の駆動力を確保することができる。

以上説明したように、本実施形態のハイブリッド車両の制御装置１０によれば、第１ＧＰＳ装置３１で取得した車両位置の経度・緯度情報と、登坂領域マップ３５に記憶された登坂領域に関する経度・緯度データとに基づき、登坂領域に対する車両位置を特定し、車両１が登坂領域に位置する場合には、モータ１２の駆動力によりエンジン１１の駆動力を補助するアシスト動作の実行要否を判定するためのアクセル開度ＡＰの閾値ＡＰ_refを上げるようになっている。これにより、車両１が登坂領域を走行する場合、モータ１２によるエンジンの補助動作を抑制し、モータ１２の駆動に要する電力消費を抑制できる。したがって、高圧バッテリ１５の残容量ＳＯＣが過剰に低下することを防止できる。また、車両１が長距離に亘る登坂路を走行する場合や、急勾配が含まれる登坂路を走行する場合でも、そのような登坂路を把握して、高圧バッテリ１５の残容量ＳＯＣを増やすための制御を行うことができるので、登坂路を走行する際に必要な高圧バッテリ１５の残容量ＳＯＣを確保できるようになる。

なお、本実施形態では、上記で説明した第１ＧＰＳ装置３１からの情報に基づいてモータアシストの判定閾値やモータ発電量を変更する制御に加えて、運転者の入力操作によるシフトスイッチ２８からの出力信号（トランスミッション１３の状態ＳＨ）が、通常の走行モードに対応するレンジから、相対的に大きなエンジンブレーキが得られるレンジへと変更されたことを検知した場合や、勾配センサ２４の出力信号により走行路が所定の登坂勾配を有することを検知した場合などにおいても、上記と同様、アクセル開度ＡＰの閾値やモータ１２の発電量を変更することで、エンジン１１およびモータ１２の運転状態を、高圧バッテリ１５への充電を優先する充電優先モードへ切り換えるように制御することが可能である。しかしながら、その場合においても、本発明にかかる第１ＧＰＳ装置３１で特定した車両位置に基づく制御を優先的に行うように設定しておけば、車両１が登坂勾配に差し掛ったことを勾配センサ２４が検出する前、あるいは運転者が走行路の勾配を察知してトランスミッション１３の状態ＳＨを切り換える前に、高圧バッテリ１５の残容量ＳＯＣを増やすための制御動作を開始することが可能となる。したがって、車両１が登坂勾配を走行する際に高圧バッテリ１５の残容量ＳＯＣが低下することをより確実に防止できるようになる。

また、本実施形態では、図３に示す車両位置特定の第１の手順以外にも、図４に示す第２の手順を用いた判定により、車両位置から登坂領域までの距離Dが所定以内（D＜D_ref）であると判断した場合に、アクセル開度ＡＰの閾値ＡＰ_refを上げることができる。これによれば、車両１が登坂領域に進入する前に予め高圧バッテリ１５の残容量ＳＯＣを高めておくことが可能となるので、登坂領域の走行中に高圧バッテリ１５の残容量ＳＯＣが過剰に低下することをより確実に防止できる。

また、本実施形態では、車両１が登坂領域に位置する場合には、通常領域に位置する場合と比較して、車両走行時におけるモータ１２の発電量を増加させることができる。これによっても、車両１が登坂領域を走行する際に必要な高圧バッテリ１５の残容量ＳＯＣを確保でき、モータ１２の駆動力を十分に維持できるようになる。

また、本実施形態では、車両１が登坂領域に位置する場合には、車両停車時のアイドル運転停止を禁止することができる。またその場合、車両停車時のアイドル運転停止を禁止することに加えて、車両１が通常領域に位置する場合と比較して、車両停車時におけるアイドル運転実行中のモータ１２の発電量を増加させることができる。これにより、車両１が登坂領域に位置する場合、車両停車時のアイドル運転による発電で、高圧バッテリ１５の蓄電量を増加させることができる。したがって、高圧バッテリ１５の残容量ＳＯＣが過剰に低下することを防止でき、車両１が登坂路を走行する際に必要なモータ１２の駆動力を十分に確保できる。

また、本実施形態のハイブリッド車両の制御装置１０では、図２（ａ）に示すように、実際の登坂領域として区画された区画領域Ａのみを登坂領域Ｘとして設定する以外にも、図２（ｂ）に示すように、区画領域Ａ及び該区画領域Ａに対する所定の周辺領域Ｂを含む領域Ａ＋Ｂを登坂領域Ｘとして設定することが可能である。このような設定によれば、車両１が実際の登坂領域である区画領域Ａに進入する前に、周辺領域Ｂに入った時点で高圧バッテリ１５の残容量ＳＯＣを高めるための制御を開始することができるので、登坂領域Ｘの走行中に高圧バッテリ１５の残容量ＳＯＣが過剰に低下することをより確実に防止できる。

また、本実施形態のハイブリッド車両の制御装置１０は、登坂領域に対する車両位置を特定するための経度・緯度情報を出力する第１ＧＰＳ装置３１を備えており、さらに、この第１ＧＰＳ装置３１とは別に、ナビゲーションシステム４０に用いられる経度・緯度情報を出力する第２ＧＰＳ装置３３を備えている。このように、登坂領域に対する車両位置を特定するための第１ＧＰＳ装置３１と、ナビゲーション用の第２ＧＰＳ装置３３とを別個に設け、さらに、ナビゲーションシステム４０が備える地図情報データベース４３とは別に、登坂領域の経度・緯度データを記憶した登坂領域マップ３５を備えたことにより、万一ナビゲーションシステム４０が故障などで停止した場合や十分に機能しない場合でも、登坂領域に対する車両位置の特定が行えなくなることを防止できる。したがって、車両１の走行性には影響を与えずに済む。

また、登坂領域に対する車両位置の特定を行う機能部分をナビゲーションシステム４０とは別個に設けたので、登坂領域に対する車両位置の特定を行う機能を保持しながら、ユーザーが車両１に搭載するナビゲーションシステム４０の機種を自由に選択することが可能となる。したがって、ユーザーによるナビゲーションシステム４０の選択の幅が広がり、利便性が高まる。また、ナビゲーションシステム４０が故障した場合などに、ナビゲーションシステム４０を取り外したり、交換したりしても、車両１の走行性能には影響を及ぼさずに済む。

〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態にかかる変速機について説明する。なお、第２実施形態の説明及び対応する図面においては、第１実施形態と同一又は相当する構成部分には同一の符号を付し、以下ではその部分の詳細な説明は省略する。また、以下で説明する事項以外の事項については、第１実施形態と同じである。

図１３は、本発明の第２実施形態にかかるハイブリッド車両の全体構成を示す概略図である。第１実施形態のハイブリッド車両の制御装置１０は、駆動制御用の第１ＧＰＳ装置３１とナビゲーション用の第２ＧＰＳ装置３３の２台のＧＰＳ装置を備えていたのに対して、第２実施形態のハイブリッド車両の制御装置１０−２は、駆動制御用とナビゲーション用の両方を兼ねる一台（単一）のＧＰＳ装置５１を備えている。このＧＰＳ装置５１は、登坂領域に対する車両位置を特定するための経度・緯度情報を出力する第１の出力部５２と、ナビゲーションシステム４０−２に用いる経度・緯度情報を出力する第２の出力部５３とを有している。第１の出力部５２から出力された経度・緯度情報は、制御部１６に入力され、第２の出力部５３から出力された経度・緯度情報は、ナビゲーションシステム４０−２の主制御部４１に入力されるようになっている。

このように、本実施形態では、駆動制御用とナビゲーション用の両方を兼ねる一台のＧＰＳ装置５１を備えたことで、車両１に搭載される装置点数の削減、車両構成の簡素化を図ることができる。その上で、ＧＰＳ装置５１は、駆動制御用の経度・緯度情報を出力する第１の出力部５２とナビゲーション用の経度・緯度情報を出力する第２の出力部５３とを別個に備えており、さらに、登坂領域に対する車両位置を特定するための登坂領域マップ３５と、ナビゲーション用の地図情報データベース４３とが別に設けられている。したがって、ナビゲーションシステム４０−２が故障などで停止した場合や十分に機能しない場合でも、登坂領域に対する車両位置の特定を行うことができるので、車両１の走行性能に影響を及ぼさずに済む。

以上本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。例えば、上記各実施形態で示したＧＰＳ装置３１，３３，５１は、ＧＰＳ衛星からの無線信号を受信するＧＰＳ測定法（衛星航法）により車両位置の経度・緯度情報を取得する装置であるが、本発明にかかる経度・緯度情報取得手段としては、このようなＧＰＳ装置の他にも、例えば、上記の衛星航法と、距離センサと相対方位センサ（ジャイロ）の測定出力に基づく演算により車両位置情報を取得する測定法（自立航法）とを併用して車両位置の経度・緯度情報を取得するＧＰＳ装置などを用いることも可能である。

本発明の第１実施形態にかかるハイブリッド車両の全体構成を示す概略図である。 登坂領域マップに記憶された登坂領域の一例を示す図である。 登坂領域に対する車両位置を特定する第１の手順を示すフローチャートである。 登坂領域に対する車両位置を特定する第２の手順を示すフローチャートである。 アシスト実行判定の手順を示すフローチャートである。 アシスト実行判定閾値の補正例を示すグラフである。 クルーズ発電判定の手順を示すフローチャートである。 クルーズ発電状態での発電量とエンジン回転数との関係を示すグラフである。 アイドル発電判定の手順を示すフローチャートである。 アイドル停止禁止判定の手順を示すフローチャートである。 アイドル運転状態でのアイドル回転数と残容量ＳＯＣの関係を示すグラフである。 アイドル運転状態での発電量と残容量ＳＯＣの関係を示すグラフである。 本発明の第２実施形態にかかるハイブリッド車両の全体構成を示す概略図である。

符号の説明

１ ハイブリッド車両
１０ 制御装置（ハイブリッド車両の制御装置）
１１ エンジン（内燃機関）
１２ モータ（発電電動機）
１３ トランスミッション
１５ 高圧バッテリ（蓄電器）
１６ 制御部（制御手段）
１８ １２Vバッテリ
１９ ＤＣ−ＤＣコンバータ
２３ アクセル開度センサ
３１ 第１ＧＰＳ装置（駆動制御用のＧＰＳ装置）
３３ 第２ＧＰＳ装置（ナビゲーション用のＧＰＳ装置）
３５ 登坂領域マップ（登坂領域記憶手段）
４０ ナビゲーションシステム
４１ 主制御部
４３ 地図情報データベース
４５ 表示部
４７ 操作部
５１ ＧＰＳ装置
Ｘ 登坂領域
Ｙ 通常領域（登坂領域外）
Ａ 区画領域（実際の登坂領域）
Ｂ 周辺領域

Claims (9)

1. 車両の動力源としての内燃機関および発電電動機と、前記発電電動機と電気エネルギーの授受を行う蓄電器と、車両に対する駆動力指令が所定の閾値より大きくなると前記発電電動機の駆動力により前記内燃機関の駆動力を補助する制御手段と、を備えるハイブリッド車両の制御装置であって、
   車両位置の経度・緯度情報を取得する経度・緯度情報取得手段と、
   予め設定した登坂領域に関する経度・緯度データを記憶した登坂領域記憶手段と、を備え、
   前記制御手段は、前記経度・緯度情報取得手段で取得した車両位置の経度・緯度情報と、前記登坂領域記憶手段に記憶された登坂領域に関する経度・緯度データとに基づき、登坂領域に対する車両位置を特定し、
   車両が登坂領域に位置する場合には、前記駆動力指令の閾値を上げることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
2. 車両の動力源としての内燃機関および発電電動機と、前記発電電動機と電気エネルギーの授受を行う蓄電器と、車両に対する駆動力指令が所定の閾値よりも大きくなると前記発電電動機の駆動力により前記内燃機関の駆動力を補助する制御手段と、を備えるハイブリッド車両の制御装置であって、
   車両位置の経度・緯度情報を取得する経度・緯度情報取得手段と、
   予め設定した登坂領域に関する経度・緯度データを記憶した登坂領域記憶手段と、を備え、
   前記制御手段は、前記経度・緯度情報取得手段で取得した車両位置の経度・緯度情報と、前記登坂領域記憶手段に記憶された登坂領域に関する経度・緯度データとに基づき、登坂領域に対する車両位置を特定し、
   車両が登坂領域に位置する場合には、車両停車時における内燃機関のアイドル運転の停止を禁止することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
3. 前記車両が登坂領域に位置する場合には、車両停車時の内燃機関のアイドル運転の停止を禁止すると共に、車両が登坂領域に位置しない場合と比較して、車両停車時におけるアイドル運転実行中の前記発電電動機の発電量を増加させることを特徴とする請求項２に記載のハイブリッド車両の制御装置。
4. 車両の動力源としての内燃機関および発電電動機と、前記発電電動機と電気エネルギーの授受を行う蓄電器と、車両に対する駆動力指令が所定の閾値よりも大きくなると前記発電電動機の駆動力により前記内燃機関の駆動力を補助する制御手段と、を備えるハイブリッド車両の制御装置であって、
   車両位置の経度・緯度情報を取得する経度・緯度情報取得手段と、
   予め設定した登坂領域に関する経度・緯度データを記憶した登坂領域記憶手段と、を備え、
   前記制御手段は、前記経度・緯度情報取得手段で取得した車両位置の経度・緯度情報と、前記登坂領域記憶手段に記憶された登坂領域に関する経度・緯度データとに基づき、登坂領域に対する車両位置を特定し、
   車両位置から登坂領域までの距離が所定以内である場合には、前記駆動力指令の閾値を上げることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
5. 前記登坂領域記憶手段に記憶された登坂領域は、実際の登坂領域として区画された領域及び該領域に対する所定の周辺領域を含む領域であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のハイブリッド車両の制御装置。
6. 前記駆動力指令の閾値は、アクセル開度の閾値であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のハイブリッド車両の制御装置。
7. 前記経度・緯度情報取得手段は、ＧＰＳ衛星からの無線信号の受信により車両位置情報を取得可能なＧＰＳ装置であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のハイブリッド車両の制御装置。
8. 前記ＧＰＳ装置は、登坂領域に対する車両位置を特定するための経度・緯度情報を受信する第１のＧＰＳ装置であり、
   前記車両に搭載するナビゲーションシステムに用いるための経度・緯度情報を受信する第２のＧＰＳ装置をさらに備えることを特徴とする請求項７に記載のハイブリッド車両の制御装置。
9. 前記ＧＰＳ装置は、登坂領域に対する車両位置を特定するための経度・緯度情報を出力する第１の出力部と、前記車両に搭載するナビゲーションシステムに用いるための経度・緯度情報を出力する第２の出力部と、を備える一台のＧＰＳ装置であることを特徴とする請求項７に記載のハイブリッド車両の制御装置。

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