JP4715912B2 - ハイブリッド車両の駆動制御装置 - Google Patents

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Description

本発明は、ハイブリッド車両の駆動制御装置に関するものである。
従来、動力源としてエンジンとモータを併用したハイブリッド車両において、目的地までの経路の道路状況に応じて燃料消費量が最小となるように、エンジンおよびモータの運転スケジュールを設定し、設定した運転スケジュールに従ってエンジンとモータの駆動制御を行う装置がある（例えば、特許文献１参照）。この装置では、経路を外れた際に運転スケジュールを再設定するようになっているが、予期せぬ渋滞等により設定された運転スケジュール通りに走行することができない場合、運転スケジュールの再設定が行われない。
そこで、モータを駆動するバッテリの蓄電量を示すＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）を検出し、現在ＳＯＣと運転スケジュールに含まれる計画ＳＯＣとの相違が閾値を超えると、車両の現在位置から目的地までの運転スケジュールを再設定する装置がある（例えば、特許文献２参照）。
特開２０００−３３３３０５号公報 特開２００７−５０８８８号公報
しかしながら、上記特許文献２に記載されたような装置は、現在ＳＯＣと計画ＳＯＣの相違が閾値を超えた場合に、運転スケジュールの再設定を実施するようになっており、走行先の地形条件や走行条件、その地点に到達するまでの走行条件等と関係なく、運転スケジュールの再設定を実施するようになっている。このため、かえって燃費が悪化してしまう場合があるという問題があった。
本発明は上記問題に鑑みたもので、計画された運転スケジュールに従って内燃機関とモータの駆動制御を行うハイブリッド車両において、燃費効率の向上を図ることを目的とする。
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、制御スケジュールはモータを駆動するためのバッテリの残量を表す制御指標を用いて規定されており、車両の走行に伴って、モータを駆動するためのバッテリを回生充電した場合に得られた取得電力量を予め定められた区間毎に収集して記憶手段に記憶させる処理を行う走行情報記憶処理手段と、制御スケジュールに規定された計画区間内において、制御スケジュールに規定された制御指標と実際の前記バッテリ残量を表す制御指標との差が予め定められた規定値よりも大きいことを判定した場合、制御スケジュールに規定された計画区間における走行先の区間に対する取得電力量を記憶手段より取得し、走行先の区間に取得電力量が第１の閾値よりも大きくなる区間が含まれるか否かを判定する取得電力量判定手段と、取得電力量判定手段により、走行先の区間に取得電力量が第１の閾値よりも大きくなる区間が含まれると判定された場合、制御スケジュールに従った駆動制御の見直しを実施し、走行先の区間に取得電力量が第１の閾値よりも大きくなる区間が含まれないと判定された場合、制御スケジュールに従った駆動制御の見直しを禁止する駆動制御手段と、を備えたことを特徴としている。
このような構成によれば、走行先の区間に取得電力量が第１の閾値よりも大きくなる区間が含まれると判定された場合、制御スケジュールに従った駆動制御の見直しを実施し、走行先の区間に取得電力量が第１の閾値よりも大きくなる区間が含まれないと判定された場合、制御スケジュールに従った駆動制御の見直しが禁止されるので、例えば、走行先の地形条件と関係なく、制御スケジュールに従った駆動制御の見直しを実施して、かえって燃費が悪化してしまうといったことが防止され、計画された運転スケジュールに従って内燃機関とモータの駆動制御を行うハイブリッド車両における燃費効率の向上を図ることができる。
また、請求項２に記載の発明のように、走行先の区間に取得電力量が第１の閾値よりも大きくなる区間が含まれると判定された場合、または、走行先の区間に必要電力量が第２の閾値よりも大きくなる区間が含まれると判定された場合、制御スケジュールに従った駆動制御の見直しを実施し、走行先の区間に取得電力量が閾値よりも大きくなる区間が含まれないと判定され、かつ、走行先の区間に必要電力量が予め定められた閾値よりも大きくなる区間が含まれないと判定された場合、制御スケジュールに従った駆動制御の見直しを禁止するようにして、燃費効率の向上を図ることもできる。
また、収集した取得電力量のばらつきが大きいと、制御スケジュールに従った駆動制御の見直しの実施可否の判定を不確かな情報に基づいて行うことになるが、請求項３に記載の発明では、走行先の区間に取得電力量が第１の閾値よりも大きくなる区間が含まれると判定され、かつ、走行先の区間について収集された取得電力量のばらつき量が第３の閾値よりも小さいと判定された場合、制御スケジュールに従った駆動制御の見直しを実施し、走行先の区間に取得電力量が第１の閾値よりも大きくなる区間が含まれると判定された場合であっても、走行先の区間について収集された取得電力量のばらつき量が第３の閾値以上であると判定された場合、制御スケジュールに従った駆動制御の見直しを禁止するので、正確な情報に基づいてスケジュールに従った駆動制御の見直しの実施可否判定を行うことが可能である。
また、走行先の区間における制御指標の変動が小さい場合には、制御スケジュールに従った駆動制御の見直しを実施しても燃費効率の向上を期待できない場合が多く、走行先の区間における制御指標の変動が大きい場合には、制御スケジュールに従った駆動制御の見直しを実施することにより燃費効率の向上を期待できる場合が多い。請求項４に記載の発明では、走行先の区間における制御指標の最大値と最小値との差分が第４の閾値よりも大きいと判定された場合に、走行先の区間に取得電力量が第１の閾値よりも大きくなる区間が含まれるか否かの判定が行われるので、より燃費効率の向上を図ることが可能である。
また、上記目的を達成するため、請求項５に記載の発明は、制御スケジュールはモータを駆動するためのバッテリの残量を表す制御指標を用いて規定されており、車両の走行に伴って、モータを動力源として走行した場合にモータが必要とした必要電力量を予め定められた区間毎に収集して記憶手段に記憶させる処理を行う走行情報記憶処理手段と、制御スケジュールに規定された計画区間内において、制御スケジュールに規定された制御指標と実際のバッテリ残量を表す制御指標との差が予め定められた規定値よりも大きいことを判定した場合、制御スケジュールに規定された計画区間における走行先の区間に対する必要電力量を記憶手段より取得し、走行先の区間に必要電力量が第１の閾値よりも大きくなる区間が含まれるか否かを判定する必要電力量判定手段と、必要電力量判定手段により、走行先の区間に必要電力量が第１の閾値よりも大きくなる区間が含まれると判定された場合、制御スケジュールに従った駆動制御の見直しを実施し、走行先の区間に必要電力量が第１の閾値よりも大きくなる区間が含まれないと判定された場合、制御スケジュールに従った駆動制御の見直しを禁止する駆動制御手段と、を備えたことを特徴としている。
このような構成によれば、走行先の区間に必要電力量が第１の閾値よりも大きくなる区間が含まれると判定された場合、制御スケジュールに従った駆動制御の見直しを実施し、走行先の区間に必要電力量が第１の閾値よりも大きくなる区間が含まれないと判定された場合、制御スケジュールに従った駆動制御の見直しが禁止されるので、例えば、走行先の走行条件と関係なく、制御スケジュールに従った駆動制御の見直しを実施して、かえって燃費が悪化してしまうといったことが防止され、計画された運転スケジュールに従って内燃機関とモータの駆動制御を行うハイブリッド車両における燃費効率の向上を図ることができる。
また、収集した取得電力量のばらつきが大きいと、制御スケジュールに従った駆動制御の見直しの実施可否の判定を不確かな情報に基づいて行うことになるが、請求項６に記載の発明では、走行先の区間に必要電力量が第１の閾値よりも大きくなる区間が含まれると判定され、かつ、必要電力量のばらつき量が第２の閾値よりも小さいと判定された場合、制御スケジュールに従った駆動制御の見直しを実施し、走行先の区間に必要電力量が第１の閾値よりも大きくなる区間が含まれると判定された場合であっても、必要電力量のばらつき量が第２の閾値以上であると判定された場合、制御スケジュールに従った駆動制御の見直しを禁止するので、正確な情報に基づいてスケジュールに従った駆動制御の見直しの実施可否判定を行うことが可能である。
また、請求項７に記載の発明では、走行先の区間における制御指標の最大値と最小値との差分が第３の閾値よりも大きいと判定された場合に、走行先の区間に必要電力量が第１の閾値よりも大きくなる区間が含まれるか否かの判定が行われるので、より燃費効率の向上を図ることが可能である。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態に係るハイブリッド車両の駆動制御装置の概略構成を図１に概略的に示す。このハイブリッド車両には、内燃機関としてのエンジン１、発電機２、モータ３、差動装置４、タイヤ５ａ、タイヤ５ｂ、インバータ６、ＤＣリンク７、インバータ８、バッテリ９、ＨＶ制御部１０、ＧＰＳ受信機１１、方位センサ１２、車速センサ１３、地図ＤＢ記憶部１４、加速度センサ１５、勾配センサ１６およびナビゲーションＥＣＵ２０が搭載されている。
このハイブリッド車両は、エンジン１およびモータ３を動力源として走行する。エンジン１を動力源とする場合は、エンジン１の回転力が、図示しないクラッチ機構および差動装置４を介してタイヤ５ａ、５ｂに伝わる。また、モータ３を動力源とする場合は、バッテリ９の直流電力がＤＣリンク７およびインバータ８を介して交流電力に変換され、その交流電力によってモータ３が作動し、このモータ３の回転力が、差動装置４を介してタイヤ５ａ、５ｂに伝わる。以下、エンジン１のみを動力源とする走行のモードを、エンジン走行という。また、エンジン１およびモータ３のうち少なくともモータ３を動力源とする走行のモードを、アシスト走行という。
また、エンジン１の回転力は発電機２にも伝えられ、その回転力によって発電機２が交流電力を生成し、生成された交流電力はインバータ６、ＤＣリンク７を介して直流電力に変換され、その直流電力がバッテリ９に蓄積される。このようなバッテリ９への充電は、燃料を使用したエンジン１の作動による充電である。以下、この種の充電を、内燃充電という。
また、図示しない制動機構によりハイブリッド車両が減速すると、その減速時の抵抗力がモータ３に回転力として加わり、この回転力によってモータ３が交流電力を生成し、生成された交流電力がインバータ８、ＤＣリンク７を介して直流電力に変換され、その直流電力がバッテリ９に蓄積される。以下、この種の充電を、回生充電という。
ＨＶ制御部１０は、ナビゲーションＥＣＵ２０からの指令等に応じて、発電機２、モータ３、インバータ６、インバータ８、バッテリ９の上述のような作動の実行・非実行等を制御する。ＨＶ制御部１０は、例えばマイクロコンピュータを用いて実現してもよいし、下記のような機能を実現するための専用の回路構成を有するハードウェアであってもよい。
より具体的には、ＨＶ制御部１０は、現在ＳＯＣ、基準ＳＯＣという２つの値を記憶しており、また、以下の（Ａ）、（Ｂ）の処理を行う。
（Ａ）ナビゲーションＥＣＵ２０から入力される制御指標である制御目標値（計画ＳＯＣ）に基づいて、基準ＳＯＣの値を変化させ、ハイブリッド車両のバッテリ９の充電量を計画ＳＯＣに近づけるように、発電機２、モータ３、インバータ６、インバータ８、バッテリ９等のアクチュエータを制御する。
（Ｂ）定期的に現在ＳＯＣをナビゲーションＥＣＵ２０に通知する。
ＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）とは、バッテリの残量を表す指標であり、その値が高いほど残量が多い。現在ＳＯＣは、現在のバッテリ９のＳＯＣを示す。ＨＶ制御部１０は、この現在ＳＯＣの値を、逐次バッテリ９の状態を検出することで、繰り返し更新する。基準ＳＯＣは、ＨＶ制御部１０にて発電／アシストを判断する制御目標値（例えば６０パーセント）である。この値はナビゲーションＥＣＵ２０からの制御によって変更可能となっている。
ＨＶ制御部１０は、ナビゲーションＥＣＵ２０から入力される制御目標値に基づいて、ハイブリッド車両の走行モードのエンジン走行、アシスト走行を切り替え、また、内燃充電の実行・非実行、回生充電の実行・非実行を切り替える制御を行う。本実施形態における制御目標値は計画ＳＯＣである。ＨＶ制御部１０は、現在ＳＯＣがこの計画ＳＯＣおよびその近傍の値を維持するよう、走行方法の決定および決定した走行方法に基づくアクチュエータの制御を実行する。
ＧＰＳ受信機１１、方位センサ１２、および車速センサ１３は、それぞれハイブリッド車両の位置、進行方向、走行速度を特定する周知のセンサである。勾配センサ１６は、道路勾配を特定するための周知のセンサである。地図ＤＢ記憶部１４は、地図データを記憶する記憶媒体である。加速度センサ１５は車両の加速度を特定する周知のセンサである。
地図データは、複数の交差点のそれぞれに対応するノードデータ、および、交差点と交差点を結ぶ道路区間すなわちリンクのそれぞれに対応するリンクデータを有している。１つのノードデータは、当該ノードの識別番号、所在位置情報、種別情報を含む。また、１つのリンクデータは、当該リンクの識別番号（以下、リンクＩＤという）、位置情報、種別情報等を含んでいる。
ここで、リンクの位置情報には、当該リンクが含む形状補完点の所在位置データ、および、当該リンクの両端のノードおよび形状補完点のうち隣り合う２つを繋ぐセグメントのデータを含んでいる。各セグメントのデータは、当該セグメントのセグメントＩＤ、当該セグメントの勾配、向き、長さ等の情報を有している。
ナビゲーションＥＣＵ２０は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、データ書き込み可能な耐久記憶媒体およびＣＰＵ（いずれも図示せず）を備えたコンピュータとして構成されている。耐久記憶媒体とは、ナビゲーションＥＣＵ２０の主電源の供給が停止してもデータを保持し続けることができる記憶媒体をいう。耐久記憶媒体としては、例えば、ハードディスクドライブ、フラッシュメモリ、ＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性記憶媒体、およびバックアップＲＡＭがある。
ナビゲーションＥＣＵ２０におけるＣＰＵは、ＲＯＭまたは耐久記憶媒体に記憶されたプログラムに従って各種処理を実施する。ナビゲーションＥＣＵ２０の処理としては、ＧＰＳ受信機１１、方位センサ１２、車速センサ１３、加速度センサ１５から取得した位置情報等に基づいて、車両が地図ＤＢ記憶部１４の地図中のどの道路上にいるかを判定するマップマッチング処理、操作装置（図示せず）を用いたユーザによる目的地指定に基づいて、指定された目的地までの最適な走行経路を決定する経路算出処理、目的地点までの走行経路に沿って走行案内を行うナビゲーション処理等がある。
また、本実施形態におけるナビゲーションＥＣＵ２０は、車両の走行に伴って後述する制御指標を規定するための走行情報を一定走行距離毎に収集して耐久記憶媒体に記憶させる走行情報記憶処理と、耐久記憶媒体に記憶した走行情報に基づいて出発地から目的地に至る経路について制御スケジュールを計画し、この制御スケジュールを耐久記憶媒体に記憶させるスケジュール計画処理と、耐久記憶媒体に記憶した制御スケジュールに従ってエンジンとモータの駆動制御を行うＨＶ制御処理を実施する。以下、これらの各処理について説明する。
最初に、図２に従って、走行情報記憶処理について説明する。ナビゲーションＥＣＵ２０は、車両のイグニッションスイッチがオンすると動作状態となり、図２に示す処理を実施する。なお、本実施形態では、ユーザ操作に応じて目的地を特定し、車両の現在位置から目的地に至る案内経路を探索し、探索された案内経路に従って走行するものとする。
まず、車両が位置する区間内における走行情報を周期的に収集し、収集した走行情報を順次ＲＡＭに記憶させる（Ｓ１００）。本実施形態では、一定走行距離毎（例えば、１０メートル毎）に走行情報を収集する。なお、走行情報には、道路勾配、取得回生量（取得電力量に相当する）、ＥＶ走行必要電力量（必要電力量に相当する）、車速、一時停止数が含まれる。なお、取得回生量は、モータ３を駆動するためのバッテリ９を回生充電した場合に得られた電力量であり、ＥＶ走行必要電力量は、モータ３を動力源として走行した場合にモータ３が必要とした電力量である。なお、取得回生量は、回生充電により発生する電圧、電流および充電時間を計測し、電流×電圧×充電時間として算出することができる。また、ＥＶ走行必要電力量は、モータ３に流れる電流、バッテリ９の端子間電圧、走行時間を計測し、電流×端子間電圧×走行時間として算出することができる。また、一時停止数は、車両が走行した走行道路上の一時停止線を示す情報を地図データから抽出することにより特定することができる。
次に、次区間へ移動したか否かを判定する（Ｓ１０２）。具体的には、車両が地図ＤＢ記憶部１４の地図中のどの道路上に位置するかを判定するとともに、車両が次区間へ移動したか否かを判定する。
ここで、車両が次区間へ移動していない場合、Ｓ１０２の判定はＮＯとなり、Ｓ１００の判定を繰り返し実施する。
そして、車両が次区間へ移動すると、Ｓ１０２の判定はＹＥＳとなり、次に、前区間における走行情報の平均値を算出して耐久記憶媒体に記憶させる（Ｓ１０４）。具体的には、前区間内で収集され、ＲＡＭに記憶された各走行情報を読み出して、各走行情報の平均を算出し、耐久記憶媒体に記憶させる。また、ＲＡＭに記憶させた前区間の走行情報と、耐久記憶媒体に記憶されている最古の走行情報の消去も行う。
次に、前区間における走行情報の平均値と、前区間で過去に収集した走行情報の平均値を算出して耐久記憶媒体に記憶させる（Ｓ１０６）。具体的には、前区間で収集した各走行情報の平均値と、前区間で過去に収集した各走行情報の平均値に基づいて走行回数に応じた各走行情報の平均値を求め、これらの平均値を新たな走行情報の平均値として、耐久記憶媒体に記憶させる。
次に、車両が目的地を含む一定範囲内に位置するか否かに基づいて目的地に到着したか否かを判定する（Ｓ１０８）。ここで、車両が目的地に到着していない場合、Ｓ１０８の判定はＮＯとなり、Ｓ１００へ戻る。このように、車両が目的地に到着するまで、Ｓ１００〜Ｓ１０６の処理が繰り返し実施され、車両の走行に伴って収集した各走行情報の平均値と各走行情報の累積データが耐久記憶媒体に記憶される。
図３に、ある区間をｎ回走行して耐久記憶媒体に記憶された各走行情報の平均値と各走行情報の累積データの一例を示す。図に示すように、勾配、取得回生量、ＥＶ走行必要電力量、車速、一時停止線数の平均値と、累積データが耐久記憶媒体に記憶される。
図４に示すように、車両の現在位置から目的地までの間に、区間Ａ〜区間Ｆが存在する場合、区間Ａ〜区間Ｆに対して、それぞれ各走行情報の平均値と各走行情報の累積データが耐久記憶媒体に記憶される。
図２の説明に戻り、車両が目的地に到達すると、Ｓ１０８の判定はＹＥＳとなり、本処理を終了する。
次に、図５に従って、スケジュール計画処理について説明する。ナビゲーションＥＣＵ２０は、ユーザ操作に応じて目的地を特定し、車両の現在位置から目的地に至る案内経路を探索した後、ユーザにより特定スイッチが操作されると、探索した案内経路を計画区間として、図５に示す処理を実施する。
まず、計画立案を行う（Ｓ２００）。具体的には、まず、出発地から目的地までの案内経路を計画区間として、この計画区間を走行するのに必要なエネルギーを、耐久記憶媒体に記憶された走行情報に基づいて算出する。そして、耐久記憶媒体に記憶された走行情報から道路識別子毎に走行方法を決定する。具体的には、ＨＶ制御部１０より基準ＳＯＣを取得し、この基準ＳＯＣと出発地から目的地に到着するまでの走行に伴って耐久記憶媒体に記憶された走行情報とに基づいて、出発地から目的地までの計画区間において、発電効率およびアシスト効率を算出してエンジン走行を行うかまたはアシスト走行を行うかの選択、内燃充電を行うか否かの選択、および、回生充電を行うか否かの選択といった制御方法を道路識別子毎に決定する。そして、耐久記憶媒体に記憶された走行情報に基づいて全区間のＳＯＣ管理計画（制御スケジュールに相当する）を作成する。ＳＯＣ管理計画は、目的地までの計画ＳＯＣ（制御目標値）の推移を予想したものである。図６に、ＳＯＣ管理計画の一例を示す。なお、このようなＳＯＣ管理計画を作成する手法は周知（特開２００１−１８３１５０号公報、「新エネルギー自動車の開発１２３〜１２４頁」ＣＭＣ出版等参照）である。
次に、計画したＳＯＣ管理計画を耐久記憶媒体に記憶させ（Ｓ２０２）、本処理を終了する。
次に、図７に従って、ＨＶ制御処理について説明する。ＳＯＣ管理計画が作成され、耐久記憶媒体にＳＯＣ管理計画が記憶されると、ナビゲーションＥＣＵ２０は、図７に示す処理を実施する。
まず、ＳＯＣ管理計画の読み出しを行う（Ｓ３００）。本実施形態では、全計画区間におけるＳＯＣ管理計画の読み出しを行う。
次に、制御情報の送出を行う（Ｓ３０２）。具体的には、ＨＶ制御部１０より通知される現在ＳＯＣと、ＳＯＣ管理計画に含まれる現在位置における計画ＳＯＣに基づいて、ハイブリッド車両のバッテリ９の充電量を、現在位置における計画ＳＯＣに近づけるような指令（制御情報）をＨＶ制御部１０へ送出する。
次に、計画ＳＯＣと現在ＳＯＣとの乖離幅が予め定められた閾値よりも大きいか否かを判定する（Ｓ３０４）。
ここで、計画ＳＯＣと現在ＳＯＣとの乖離幅が予め定められた閾値よりも大きい場合、Ｓ３０４の判定はＹＥＳとなり、ＳＯＣ管理計画の再計画を行うか否かを判定する再計画判定処理（Ｓ４００）を実施する。
図８に、この再計画判定処理のフローチャートを示す。この再計画判定処理では、まず、走行先の計画区間に最大ＳＯＣと最小ＳＯＣの差が閾値Ａよりも大きい区間が存在するか否かを判定する（Ｓ４０２）。
ここで、走行先の計画区間に最大ＳＯＣと最小ＳＯＣの差が閾値Ａよりも大きい区間が存在する場合、Ｓ４０２の判定はＹＥＳとなり、次に、取得回生量と必要電力量を読み出し（Ｓ４０４）、走行先の計画区間に取得回生量が閾値Ｂよりも大きい区間が存在するか否かを判定する（Ｓ４０６）。
ここで、走行先の計画区間に取得回生量が閾値Ｂよりも大きい区間が存在する場合、耐久記憶媒体に記憶された取得回生量に基づいて取得回生量の標準偏差を特定する（Ｓ４０８）。この取得回生量の標準偏差は、図３に示したような取得回生量の平均値と累積データに基づいて特定することができる。なお、標準偏差σは、σ＝｛（測定値−平均値）２の和／データ数｝1/2として算出することができる。
次に、取得回生量の標準偏差が閾値Ｃよりも小さいか否かを判定する（Ｓ４１０）。ここで、耐久記憶媒体に記憶された取得回生量のばらつきが小さく、取得回生量の標準偏差が閾値Ｃよりも小さい場合、Ｓ４１０の判定はＹＥＳとなり、再計画メリットが有るものとして（Ｓ４１２）、再計画メリットが有ることを示すフラグをオンにして、本処理を終了する。
反対に、耐久記憶媒体に記憶された取得回生量のばらつきが大きく、取得回生量の標準偏差が閾値Ｃ以上となった場合、Ｓ４１０の判定はＮＯとなり、再計画メリットが無いものとして（Ｓ４２２）、再計画メリットが有ることを示すフラグをオフにして、本処理を終了する。
また、走行先の計画区間に取得回生量が閾値Ｂよりも大きい区間が存在しない場合、Ｓ４０６の判定はＮＯとなり、次に、ＥＶ走行必要電力量が閾値Ｄよりも大きいか否かを判定する（Ｓ４１４）。
ここで、走行先の計画区間にＥＶ走行必要電力量が閾値Ｄよりも大きい区間が存在する場合、耐久記憶媒体に記憶されたＥＶ走行必要電力量に基づいてＥＶ走行必要電力量の標準偏差を特定する（Ｓ４１６）。このＥＶ走行必要電力量の標準偏差は、図３に示したようなＥＶ走行必要電力量の平均値と累積データに基づいて特定することができる。
次に、ＥＶ走行必要電力量の標準偏差が閾値Ｅよりも小さいか否かを判定する（Ｓ４１８）。ここで、耐久記憶媒体に記憶された取得回生量のばらつきが小さく、ＥＶ走行必要電力量の標準偏差が閾値Ｅよりも小さい場合、Ｓ４１８の判定はＹＥＳとなり、再計画メリットが有るものとして（Ｓ４２０）、再計画メリットが有ることを示すフラグをオンにして、本処理を終了する。
反対に、耐久記憶媒体に記憶されたＥＶ走行必要電力量のばらつきが大きく、ＥＶ走行必要電力量の標準偏差が閾値Ｅ以上となった場合、Ｓ４１８の判定はＮＯとなり、再計画メリットが無いものとして（Ｓ４２２）、再計画メリットが有ることを示すフラグをオフにして、本処理を終了する。
また、走行先の計画区間に最大ＳＯＣと最小ＳＯＣの差が閾値Ａよりも大きい区間が存在しない場合には、Ｓ４０２の判定はＮＯとなり、再計画メリットが無いものとして（Ｓ４２２）、再計画メリットが有ることを示すフラグをオフにして、本処理を終了する。
図７の説明に戻り、再計画判定処理が終了すると、次に、再計画メリットが有ることを示すフラグがオンであるかオフであるかに基づいて再計画を要するか否かを判定する（Ｓ３０６）。
再計画メリットが有ることを示すフラグがオンとなっている場合、Ｓ３０６の判定はＹＥＳとなり、制御スケジュールの再計画を実施する（Ｓ３０８）。すなわち、図５に示したスケジュール計画処理を再実施する。そして、Ｓ３００へ戻り、再計画されたＳＯＣ管理計画を耐久記憶媒体から読み出してＳ３０２以降の処理を実施する。
また、再計画メリットが有ることを示すフラグがオフとなっている場合、Ｓ３０６の判定はＮＯとなり、計画制御を中止する（Ｓ３０９）。具体的には、制御スケジュールに従った駆動制御を中止し、本処理を終了する。すなわち、制御スケジュールの再計画は禁止される。なお、制御スケジュールに従った駆動制御を中止した後は、予め設定された規則に従った駆動制御を行う。
また、計画ＳＯＣと現在ＳＯＣとの乖離幅が予め定められた閾値よりも大きい場合、Ｓ３０４の判定はＮＯとなり、次に、車両が目的地を含む一定範囲内に位置するか否かに基づいて目的地に到着したか否かを判定する。ここで、車両が目的地に到着していない場合、Ｓ３１０の判定はＮＯとなり、Ｓ３００へ戻る。
また、車両が目的地に到着すると、Ｓ３１０の判定はＹＥＳとなり、本処理を終了する。
上記した処理では、例えば、図９に示すように、計画ＳＯＣと現在ＳＯＣの乖離幅が閾値よりも大きく、かつ、走行先の計画区間に最大ＳＯＣと最小ＳＯＣの差が閾値Ａよりも大きい区間が存在し、かつ、取得回生量が閾値Ｂよりも大きく、かつ、取得回生量の標準偏差が閾値Ｃよりも小さい場合、再計画が実施される。つまり、計画ＳＯＣと現在ＳＯＣの乖離幅が大きくなっており、走行先の計画区間に最大ＳＯＣと最小ＳＯＣの差が大きい区間が存在し、走行先の区間に取得回生量の大きな区間が有り、収集した取得回生量のばらつきが小さい場合、走行先の地形的なメリットを利用して再計画による燃費効率の向上を図ることが可能であるものとして、再計画を実施する。
また、計画ＳＯＣと現在ＳＯＣの乖離幅が閾値よりも大きく、かつ、走行先の計画区間に最大ＳＯＣと最小ＳＯＣの差が閾値Ａよりも大きい区間が存在し、かつ、ＥＶ走行必要電力量が閾値Ｄよりも大きく、かつ、ＥＶ走行必要電力量の標準偏差が閾値Ｅよりも小さい場合にも、再計画が実施される。つまり、計画ＳＯＣと現在ＳＯＣの乖離幅が大きくなっており、走行先の計画区間に最大ＳＯＣと最小ＳＯＣの差が大きい区間が存在し、走行先の区間にＥＶ走行必要電力量の大きな区間が有り、収集したＥＶ走行必要電力量のばらつきが小さい場合、再計画による燃費向上のメリットが大きいものとして、再計画を実施する。
しかし、計画ＳＯＣと現在ＳＯＣの乖離幅が閾値よりも大きく、かつ、走行先の計画区間に最大ＳＯＣと最小ＳＯＣの差が閾値Ａよりも大きい区間が存在する場合であっても、取得回生量が閾値Ｂ以下の場合で、かつ、ＥＶ走行必要電力量が閾値Ｄ以下の場合には、再計画は実施されない。すなわち、再計画は禁止される。また、取得回生量が閾値Ｂよりも大きくても、取得回生量の標準偏差が閾値Ｃ以上の場合、あるいは、ＥＶ走行必要電力量が閾値Ｄよりも大きくても、ＥＶ走行必要電力量の標準偏差が閾値Ｅ以上の場合、再計画は実施されない。すなわち、再計画は禁止される。
上記した構成によれば、走行先の区間に取得電力量が閾値Ｂよりも大きくなる区間が含まれると判定され、かつ、走行先の区間について収集された取得電力量の標準偏差が閾値Ｃよりも小さいと判定された場合、制御スケジュールの再計画を実施し、走行先の区間に取得電力量が閾値Ｂよりも大きくなる区間が含まれると判定された場合であっても、走行先の区間について収集された取得電力量の標準偏差が閾値Ｃ以上であると判定された場合、制御スケジュールの再計画を禁止するので、計画された運転スケジュールに従って内燃機関とモータの駆動制御を行うハイブリッド車両における燃費効率の向上を図ることができる。
また、収集した取得電力量のばらつきが大きいと、制御スケジュールに従った駆動制御の見直しの実施可否の判定を不確かな情報に基づいて行うことになるが、走行先の区間に取得電力量が第１の閾値よりも大きくなる区間が含まれるか否かだけでなく、走行先の区間について収集された取得電力量の標準偏差が閾値Ｃよりも小さいか否かに基づいて制御スケジュールに従った駆動制御の見直しの実施可否の判定を行うので、正確な情報に基づいてスケジュールに従った駆動制御の見直しの実施可否判定を行うことが可能である。
また、走行先の区間にＥＶ走行必要電力量が閾値Ｄよりも大きくなる区間が含まれると判定され、かつ、ＥＶ走行必要電力量の標準偏差が閾値Ｅよりも小さいと判定された場合、制御スケジュールの再計画を実施し、走行先の区間にＥＶ走行必要電力量が閾値Ｄよりも大きくなる区間が含まれると判定された場合であっても、ＥＶ走行必要電力量の標準偏差が閾値Ｅ以上であると判定された場合、制御スケジュールの再計画を禁止するので、燃費効率の向上を図ることができる。
また、収集したＥＶ走行必要電力量のばらつきが大きいと、制御スケジュールに従った駆動制御の見直しの実施可否の判定を不確かな情報に基づいて行うことになるが、走行先の区間にＥＶ走行必要電力量が閾値Ｄよりも大きくなる区間が含まれるか否かだけでなく、走行先の区間について収集されたＥＶ走行必要電力量の標準偏差が閾値Ｅよりも小さいか否かに基づいて制御スケジュールに従った駆動制御の見直しの実施可否の判定を行うので、正確な情報に基づいてスケジュールに従った駆動制御の見直しの実施可否判定を行うことが可能である。
また、走行先の区間における制御指標の変動が小さい場合には、制御スケジュールに従った駆動制御の見直しを実施しても燃費効率の向上を期待できない場合が多く、走行先の区間における制御指標の変動が大きい場合には、制御スケジュールに従った駆動制御の見直しを実施することにより燃費効率の向上を期待できる場合が多い。本実施形態では、走行先の区間における制御指標の最大値と最小値との差分が閾値Ａよりも大きいと判定された場合に、走行先の区間に取得電力量が閾値Ｂよりも大きくなる区間が含まれるか否かの判定が行われるので、より燃費効率の向上を図ることが可能である。
なお、本実施形態では、車両の走行に伴って収集した走行情報のうち、取得回生量とＥＶ走行必要電力量を用いて再計画判定処理を実施したが、例えば、走行先に区間に勾配が５％以上となっている区間が有り、かつ、取得回生量が閾値Ｂよりも大きいか否かといったように、勾配、車速、一時停止線数等の情報を判定条件に含むようにして再計画判定処理を実施するようにしてもよい。
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態に係るハイブリッド車両の駆動制御装置の構成は、図１に示したものと同じである。上記第１実施形態では、再計画判定処理において、走行先の区間における取得回生量、ＥＶ走行必要電力量等に基づいて制御スケジュールの再計画を実施するか否かを判定する構成を示したが、本実施形態では、車両の走行に伴って計測した車速と、耐久記憶媒体に記憶された同一区間における過去の車速との乖離が予め定められた閾値よりも大きいか否かに基づいて制御スケジュールの再計画を実施するか否かを判定する。
本実施形態に係るハイブリッド車両の駆動制御装置の再計画判定処理のフローチャートを図１０に示す。ナビゲーションＥＣＵ２０は、図７のＳ３０４において、計画ＳＯＣと現在ＳＯＣとの乖離幅が予め定められた閾値よりも大きいと判定した場合、図１０に示す再計画判定処理を実施する。
まず、過去の平均車速と今回の平均車速を特定する（Ｓ４５０）。具体的には、車両の走行に伴って計測した前区間までの平均車速を耐久記憶媒体から読み出すとともに、耐久記憶媒体に記憶された同一区間における過去の車速を読み出す。
次に、過去の平均車速と今回の平均車速との回路幅が閾値Ｆよりも大きいか否かを判定する（Ｓ４５２）。
ここで、過去の平均車速と今回の平均車速との回路幅が閾値Ｆよりも大きい場合、Ｓ４５２の判定はＹＥＳとなり、再計画メリットが有るものとして（Ｓ４５４）、再計画メリットが有ることを示すフラグをオンにして、図７の処理へ戻る。
また、過去の平均車速と今回の平均車速との回路幅が閾値Ｆ以下の場合、Ｓ４５２の判定はＮＯとなり、再計画メリットが無いものとして（Ｓ４５６）、再計画メリットが有ることを示すフラグをオフにして、図７の処理へ戻る。
したがって、過去の平均車速と今回の平均車速との回路幅が閾値Ｆよりも大きい場合には、制御スケジュールの再計画が実施され、過去の平均車速と今回の平均車速との回路幅が閾値Ｆ以下の場合には、制御スケジュールの再計画は禁止される。
上記した構成によれば、計測された車両の車速と記憶手段に記憶された同一区間における過去の車速との乖離が閾値よりも大きいと判定された場合、制御スケジュールに従った駆動制御の見直しを実施し、車両の車速と記憶手段に記憶された同一区間における過去の車速との乖離が閾値以下であると判定された場合、制御スケジュールに従った駆動制御の見直しが禁止されるので、計画された運転スケジュールに従って内燃機関とモータの駆動制御を行うハイブリッド車両における燃費効率の向上を図ることができる。
（第３実施形態）
上記第１、第２実施形態では、図７に示したように、Ｓ３０２にて制御情報を送出した後、Ｓ３０４にて計画ＳＯＣと現在ＳＯＣの乖離幅が閾値よりも大きいと判定された場合、再計画判定処理を実施する構成を示したが、計画ＳＯＣと現在ＳＯＣの乖離幅が閾値よりも大きいか否かを判定する前、例えば、図１１に示すように、Ｓ３０２にて制御情報を送出する前に、再計画判定処理を実施するように構成してもよい。
（その他の実施形態）
上記第１、第２実施形態では、図８に示した処理において、（１）取得回生量が閾値Ｂよりも大きいか否かの判定（Ｓ４０６）、（２）取得回生量の標準偏差が閾値Ｃよりも小さいか否かの判定（Ｓ４１０）、（３）ＥＶ走行必要電力量が閾値Ｄよりも大きいか否かの判定（Ｓ４１４）、（４）ＥＶ走行必要電力量の標準偏差が閾値Ｅよりも小さいか否かの判定（Ｓ４１８）を実施し、各判定結果に基づいて計画された制御スケジュールの再計画を実施するか否かを判定する構成を示したが、例えば、（２）〜（４）の判定を省略し、（１）の判定結果に基づいて再計画の実施可否を判定するようにしてもよい。また、（１）、（３）、（４）の判定を省略し、（２）の判定結果に基づいて再計画の実施可否を判定するようにしてもよい。また、（３）、（４）の判定を省略し、（１）、（２）の判定結果に基づいて再計画の実施可否を判定するようにしてもよく、（１）、（２）の判定を省略し、（３）、（４）の判定結果に基づいて再計画の実施可否を判定するようにしてもよい。
また、上記第１〜第３実施形態では、Ｓ３０８にて、計画された制御スケジュールの再計画を実施することにより、制御スケジュールに従った駆動制御の見直しを実施するようにしたが、例えば、制御スケジュールの再計画を実施することなく、計画された制御スケジュールに合うようにＨＶ制御部１０に出力する制御情報を補正するようにして、制御スケジュールに従った駆動制御の見直しを実施するようにしてもよい。
また、上記実施形態では、計画ＳＯＣを用いて制御スケジュールを規定したが、計画ＳＯＣ以外の制御指標を用いて制御スケジュールを規定してもよい。
また、上記実施形態では、車両の現在位置から目的地に至る案内経路を探索した後、探索した案内経路を計画区間として、制御スケジュールの計画を行う構成を示したが、必ずしも案内経路を計画区間として制御スケジュールの計画を行う必要はなく、例えば、過去の走行履歴に基づいて目的地に至る走行経路を推定し、この目的地に至る走行経路を計画区間として制御スケジュールの計画を行うようにしてもよい。
また、上記実施形態では、取得回生量およびＥＶ走行必要電力量の各標準偏差をばらつき量として取得回生量およびＥＶ走行必要電力量のばらつきを判定したが、例えば、分散、平均値との差分の大きさ等、標準偏差以外の指標をばらつき量として取得回生量およびＥＶ走行必要電力量のばらつきを判定してもよい。
なお、上記実施形態における構成と特許請求の範囲の構成との対応関係について説明すると、Ｓ１００〜Ｓ１０８が走行情報記憶処理手段に相当し、Ｓ４０６が取得電力量判定手段に相当し、Ｓ３０６、Ｓ３０８が駆動制御手段に相当し、耐久記憶媒体が記憶手段に相当し、Ｓ４１４が必要電力量判定手段に相当し、Ｓ４０２が差分判定手段に相当し、Ｓ４１０が取得電力量ばらつき判定手段に相当し、Ｓ４１８が必要電力量ばらつき判定手段に相当し、車速センサ１３が車速計測手段に相当し、Ｓ４５２が車速判定手段に相当し、ＨＶ制御部１０が駆動制御部に相当する。また、閾値Ｂが請求項１における第１の閾値に相当し、閾値Ｄが請求項５における第１の閾値および請求項２における第２の閾値に相当し、閾値Ｃが請求項３における第３の閾値に相当し、閾値Ａが請求項４における第４の閾値および請求項７における第３の閾値に相当し、閾値Ｅが請求項６における第２の閾値に相当する。
本発明の第１実施形態に係るハイブリッド車両の駆動制御装置の概略構成を示す図である。 ナビゲーションＥＣＵによる走行情報記憶処理のフローチャートである。 耐久記憶媒体に記憶された各走行情報について説明するための図である。 耐久記憶媒体に記憶された各走行情報について説明するための図である。 ナビゲーションＥＣＵによるスケジュール計画処理のフローチャートである。 ＳＯＣ管理計画について説明するための図である。 ナビゲーションＥＣＵによるＨＶ制御処理のフローチャートである。 ナビゲーションＥＣＵによる再計画判定処理のフローチャートである。 再計画が実施される状況を示す図である。 第２実施形態におけるナビゲーションＥＣＵによる再計画判定処理のフローチャートである。 変形例について説明するための図である。
符号の説明
１ エンジン
２ 発電機
３ モータ
４ 差動装置
５ａ タイヤ
５ｂ タイヤ
６ インバータ
７ ＤＣリンク
８ インバータ
９ バッテリ
１０ ＨＶ制御部
１１ ＧＰＳ受信機
１２ 方位センサ
１３ 車速センサ
１４ 地図ＤＢ記憶部
１５ 加速度センサ
１６ 勾配センサ
２０ ナビゲーションＥＣＵ

Claims (7)

  1. 内燃機関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搭載され、計画された制御スケジュールに従って前記内燃機関と前記モータの駆動制御を行うハイブリッド車両の駆動制御装置であって、
    前記制御スケジュールは前記モータを駆動するためのバッテリの残量を表す制御指標を用いて規定されており、
    前記車両の走行に伴って、前記モータを駆動するためのバッテリを回生充電した場合に得られた取得電力量を予め定められた区間毎に収集して記憶手段に記憶させる処理を行う走行情報記憶処理手段と、
    前記制御スケジュールに規定された計画区間内において、前記制御スケジュールに規定された制御指標と実際の前記バッテリの残量を表す制御指標との差が予め定められた規定値よりも大きいことを判定した場合、前記制御スケジュールに規定された計画区間における走行先の区間に対する前記取得電力量を前記記憶手段より取得し、前記走行先の区間に前記取得電力量が第１の閾値よりも大きくなる区間が含まれるか否かを判定する取得電力量判定手段と、
    前記取得電力量判定手段により、前記走行先の区間に前記取得電力量が前記第１の閾値よりも大きくなる区間が含まれると判定された場合、前記制御スケジュールに従った前記駆動制御の見直しを実施し、前記走行先の区間に前記取得電力量が前記第１の閾値よりも大きくなる区間が含まれないと判定された場合、前記制御スケジュールに従った前記駆動制御の見直しを禁止する駆動制御手段と、を備えたことを特徴とするハイブリッド車両の駆動制御装置。
  2. 前記走行情報記憶処理手段は、前記車両の走行に伴って、前記モータを動力源として走行した場合に前記モータが必要とした必要電力量を予め定められた区間毎に収集して記憶手段に記憶させるようになっており、
    前記制御スケジュールに規定された計画区間内において、前記制御スケジュールに規定された前記制御指標と実際の前記バッテリ残量を表す制御指標との差が予め定められた規定値よりも大きいことを判定した場合、前記走行先の区間に対する前記必要電力量を前記記憶手段より取得し、前記走行先の区間に前記必要電力量が第２の閾値よりも大きくなる区間が含まれるか否かを判定する必要電力量判定手段を備え、
    前記駆動制御手段は、前記取得電力量判定手段により前記走行先の区間に前記取得電力量が前記第１の閾値よりも大きくなる区間が含まれると判定された場合、または、前記必要電力量判定手段により前記走行先の区間に前記必要電力量が前記第２の閾値よりも大きくなる区間が含まれると判定された場合、前記制御スケジュールに従った前記駆動制御の見直しを実施し、前記取得電力量判定手段により前記走行先の区間に前記取得電力量が前記閾値よりも大きくなる区間が含まれないと判定され、かつ、前記必要電力量判定手段により前記走行先の区間に前記必要電力量が予め定められた閾値よりも大きくなる区間が含まれないと判定された場合、前記制御スケジュールに従った前記駆動制御の見直しを禁止することを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両の駆動制御装置。
  3. 前記走行先の区間について、前記走行情報記憶処理手段により収集された前記取得電力量のばらつき量が第３の閾値よりも小さいか否かを判定する取得電力量ばらつき判定手段を備え、
    前記駆動制御手段は、前記取得電力量判定手段により前記走行先の区間に前記取得電力量が前記第１の閾値よりも大きくなる区間が含まれると判定され、かつ、前記取得電力量ばらつき判定手段により前記走行先の区間について収集された前記取得電力量のばらつき量が前記第３の閾値よりも小さいと判定された場合、前記制御スケジュールに従った前記駆動制御の見直しを実施し、前記取得電力量判定手段により前記走行先の区間に前記取得電力量が前記第１の閾値よりも大きくなる区間が含まれると判定された場合であっても、前記取得電力量ばらつき判定手段により前記走行先の区間について収集された前記取得電力量のばらつき量が前記第３の閾値以上であると判定された場合、前記制御スケジュールに従った前記駆動制御の見直しを禁止することを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両の駆動制御装置。
  4. 前記走行先の区間における前記制御指標の最大値と最小値との差分が第４の閾値よりも大きいか否かを判定する差分判定手段を備え、
    前記取得電力量判定手段は、前記差分判定手段により前記走行先の区間における前記制御指標の最大値と最小値との差分が前記第４の閾値よりも大きいと判定された場合に、前記走行先の区間に前記取得電力量が前記第１の閾値よりも大きくなる区間が含まれるか否かを判定することを特徴とする請求項１または３に記載のハイブリッド車両の駆動制御装置。
  5. 内燃機関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搭載され、計画された制御スケジュールに従って前記内燃機関と前記モータの駆動制御を行うハイブリッド車両の駆動制御装置であって、
    前記制御スケジュールは前記モータを駆動するためのバッテリの残量を表す制御指標を用いて規定されており、
    前記車両の走行に伴って、前記モータを動力源として走行した場合に前記モータが必要とした必要電力量を予め定められた区間毎に収集して記憶手段に記憶させる処理を行う走行情報記憶処理手段と、
    前記制御スケジュールに規定された計画区間内において、前記制御スケジュールに規定された前記制御指標と実際の前記バッテリ残量を表す制御指標との差が予め定められた規定値よりも大きいことを判定した場合、前記制御スケジュールに規定された計画区間における走行先の区間に対する前記必要電力量を前記記憶手段より取得し、前記走行先の区間に前記必要電力量が第１の閾値よりも大きくなる区間が含まれるか否かを判定する必要電力量判定手段と、
    前記必要電力量判定手段により、前記走行先の区間に前記必要電力量が前記第１の閾値よりも大きくなる区間が含まれると判定された場合、前記制御スケジュールに従った前記駆動制御の見直しを実施し、前記走行先の区間に前記必要電力量が前記第１の閾値よりも大きくなる区間が含まれないと判定された場合、前記制御スケジュールに従った前記駆動制御の見直しを禁止する駆動制御手段と、を備えたことを特徴とするハイブリッド車両の駆動制御装置。
  6. 前記走行先の区間について、前記走行情報記憶処理手段により収集された前記必要電力量のばらつき量が第２の閾値よりも小さいか否かを判定する必要電力量ばらつき判定手段を備え、
    前記駆動制御手段は、前記必要電力量判定手段により前記走行先の区間に前記必要電力量が前記第１の閾値よりも大きくなる区間が含まれると判定され、かつ、前記必要電力量ばらつき判定手段により前記必要電力量のばらつき量が前記第２の閾値よりも小さいと判定された場合、前記制御スケジュールに従った前記駆動制御の見直しを実施し、前記必要電力量判定手段により前記走行先の区間に前記必要電力量が前記第１の閾値よりも大きくなる区間が含まれると判定された場合であっても、前記必要電力量ばらつき判定手段により前記必要電力量のばらつき量が前記第２の閾値以上であると判定された場合、前記制御スケジュールに従った前記駆動制御の見直しを禁止することを特徴とする請求項５に記載のハイブリッド車両の駆動制御装置。
  7. 前記走行先の区間における前記制御指標の最大値と最小値との差分が第３の閾値よりも大きいか否かを判定する差分判定手段を備え、
    前記必要電力量判定手段は、前記差分判定手段により前記走行先の区間における前記制御指標の最大値と最小値との差分が前記第３の閾値よりも大きいと判定された場合に、前記走行先の区間に前記必要電力量が前記第１の閾値よりも大きくなる区間が含まれるか否かを判定することを特徴とする請求項５に記載のハイブリッド車両の駆動制御装置。
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