JP5332907B2 - 電動車両のバッテリ充電制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えばエンジンなどの内燃機関、およびこれにより駆動される発電モータよりなる車載発電装置によって充電が可能なバッテリからの電力により走行可能な電動車両に関し、特にこの電動車両のバッテリ充電制御装置に関するものである。

ハイブリッド車両の車載発電装置によるバッテリ充電に当たっては従来、例えば特許文献1に記載のような制御方式を用いることが提案されている。
この発電によるバッテリ充電制御技術は、ナビゲーションシステムからの走行経路、走行距離、標高などの道路情報をハイブリッド車両のバッテリ充放電制御に用い、例えば、降坂路の手前ではバッテリエネルギー残量ができるだけ少なくなるような充放電制御とし、また登坂路の手前ではバッテリエネルギー残量ができるだけ多くなるような充放電制御とするために、バッテリエネルギーの管理上限値および管理下限値を適宜設定している。

詳しくは特許文献１では、自車位置を基準にして運転者が走行する可能性の高い所定領域を設定し、この所定領域内における走行経路上の走行距離や、標高などの道路情報を用いて、自車位置から走行経路上の各予定地点までの走行エネルギーを走行経路ごとに推定する。
そして、これら走行エネルギーが最大および最小となる経路を走行した場合に、バッテリエネルギー残量が過不足を生じない量となるのに必要なバッテリエネルギー管理上限値およびバッテリエネルギー管理下限値を算出し、これらバッテリエネルギー管理上限値およびバッテリエネルギー管理下限値を、発電によるバッテリの充放電制御に供する。

具体的に説明すると、バッテリエネルギー管理上限値Ebinおよびバッテリエネルギー管理下限値Eboutはそれぞれ、最大走行エネルギーEdrvmax、最小走行エネルギーEdrvmin、およびバッテリ総容量Emax（バッテリが蓄積可能な総エネルギー量）から、以下のように定義することができる。

つまりバッテリエネルギー管理上限値Ebinは、バッテリ総容量Emaxから、最小走行エネルギーEdrvmin の極性反転値(−Edrvmin)とゼロとの大きい方MAX(−Edrvmin,0)を差し引いて得られる値であり、Ebin＝Emax−MAX(−Edrvmin,0)で表される。

またバッテリエネルギー管理下限値Eboutは、最大走行エネルギーEdrvmaxとゼロとの大きい方MAX(Edrvmax,0)であり、Ebout＝MAX(Edrvmax,0) で表される。
なお、走行エネルギーがマイナスの場合は、走行中に消費されるエネルギーよりも回生されるエネルギーの方が多いことを意味する。

特許第３４１７３８９号明細書

しかし上記した発電によるバッテリ充電制御技術の場合、以下のような問題を生ずる懸念がある。
つまり、バッテリ総容量Emaxはバッテリが蓄積可能な総エネルギー量であって、実際には限りがあるため、
例えば、最大走行エネルギーEdrvmaxが大きい場合、バッテリ総容量Emaxの限界に呼応してバッテリエネルギー管理上限値Ebin＝Emax−MAX(−Edrvmin,0)がさほど大きくなく、また、最大走行エネルギーEdrvmaxの大きさに呼応してバッテリエネルギー管理下限値Ebout＝MAX(Edrvmax,0)が大きくなり、
バッテリエネルギー管理上限値Ebinおよびバッテリエネルギー管理下限値Ebout間の大小関係が、本来あるべき大小関係（Ebin> Ebout）と逆転することがある。

なお、かかるバッテリエネルギー管理上限値Ebinおよびバッテリエネルギー管理下限値Ebout間における大小関係の逆転現象は、上記したように最大走行エネルギーEdrvmaxが大きい場合だけに限らず、バッテリエネルギー管理下限値Eboutが小さい場合にも生じ、
いずれにしても最大走行エネルギーEdrvmaxと、バッテリエネルギー管理下限値Eboutと、バッテリ総容量Emaxとの三者間における相関関係によって発生するものである。

かようにバッテリエネルギー管理上限値Ebinおよびバッテリエネルギー管理下限値Ebout間の大小関係が逆転（Ebin< Ebout）すると、発電によるバッテリ充電制御時のバッテリエネルギー残量に係わる目標値を狙い通りのものにすることができない。
この場合、降坂路の手前でバッテリエネルギー残量ができるだけ少なくなるような充放電制御を行うことができないし、登坂路の手前でバッテリエネルギー残量ができるだけ多くなるような充放電制御を行うことができない。

本発明は、上記した問題の発生原因である、バッテリエネルギー管理上限値Ebinおよびバッテリエネルギー管理下限値Ebout間の大小関係の逆転を生じないようにした、発電によるバッテリの充電制御装置を提案し、もって上述の問題をことごとく解消することを目的とする。

この目的のため、本発明による電動車両のバッテリ充電制御装置は、以下のごとくにこれを構成する。
先ず、本発明の前提となる電動車両を説明するに、これは、車載発電装置によって充電が可能なバッテリからの電力により走行可能な電動車両であるが、特に以下のような自車位置検出手段と、道路情報検出手段と、走行エネルギー推定手段と、バッテリエネルギー管理目標値演算手段と、充電制御手段とを具えたものである。

自車位置検出手段は自車の現在位置を検出し、
道路情報検出手段は、当該検出した自車位置から所定のバッテリエネルギー管理領域内にある走行経路上の道路情報を検出し、
走行エネルギー推定手段は、当該検出した道路情報を用いて、自車位置から、上記走行経路上に設定されている複数の予定地点までの走行エネルギーを個々に推定する。

バッテリエネルギー管理目標値演算手段は、当該推定した走行エネルギーの最大値、最小値、およびバッテリ総容量に基づき、上記バッテリエネルギー管理領域内にあって上記走行エネルギーが最大および最小となる走行エネルギー最大地点および走行エネルギー最小地点まで、バッテリエネルギー残量の過不足を生ずることなく走行するのに必要なバッテリエネルギー管理上限値およびバッテリエネルギー管理下限値を算出する。
充電制御手段は、バッテリエネルギー残量が、当該算出したバッテリエネルギー管理上限値およびバッテリエネルギー管理下限値間の値となるよう、前記車載発電装置によるバッテリの充電を行わせる。

本発明のバッテリ充電制御装置は、かかる電動車両に対し、以下のようなバッテリエネルギー管理幅演算手段と、バッテリエネルギー管理領域変更手段とを設けて構成したものである。
バッテリエネルギー管理幅演算手段は、前記バッテリエネルギー管理上限値から前記バッテリエネルギー管理下限値を差し引いて得られるバッテリエネルギー管理幅を算出する。
バッテリエネルギー管理領域変更手段は、当該算出したバッテリエネルギー管理幅が所定値または所定範囲内の値となるよう前記バッテリエネルギー管理領域を変更する。

かかる本発明のバッテリ充電制御装置によれば、バッテリエネルギー管理上限値からバッテリエネルギー管理下限値を差し引いて求めたバッテリエネルギー管理幅が所定値または所定範囲内の値となるようバッテリエネルギー管理領域を変更するため、バッテリエネルギー管理上限値およびバッテリエネルギー管理下限値間の大小関係を、本来あるべき大小関係（バッテリエネルギー管理上限値>バッテリエネルギー管理下限値）のままに維持することができ、この大小関係が逆転することがない。

本発明においては、バッテリエネルギー残量がこれらバッテリエネルギー管理上限値およびバッテリエネルギー管理下限値間の値となるよう充電制御を行うが、上記のようにバッテリエネルギー管理上限値およびバッテリエネルギー管理下限値間の大小関係が逆転することがないため、走行エネルギー最大地点および走行エネルギー最小地点まで走行したときのバッテリエネルギー残量を確実に両地点の目標値にすることができる。

これら目標値が、例えば降坂路の手前でバッテリエネルギー残量をできるだけ少なくするようなものであり、登坂路の手前でバッテリエネルギー残量をできるだけ多くするようなものである場合、降坂路の手前でバッテリエネルギー残量ができるだけ少なくなるような充電制御を行うことができ、また登坂路の手前でバッテリエネルギー残量ができるだけ多くなるような充電制御を行うことができる。
降坂路の手前でバッテリエネルギー残量ができるだけ少なくされていれば、降坂路走行中における回生電力の回収効率を高め得て、回生エネルギーの回収効率低下で燃費が悪化するという問題を回避することができ、登坂路の手前でバッテリエネルギー残量ができるだけ多くされていれば、登坂路でバッテリエネルギーが枯渇して車両の登坂路走行性能が悪化するという問題を回避することができる。

本発明の一実施例になるバッテリ充電制御装置を具えた、外部電源によるバッテリ充電が可能なシリーズ型ハイブリッド車両の駆動系（パワートレーン）を、その制御システムと共に示す概略系統図である。 図１における統合制御コントローラが実行するパワートレーン制御のメインルーチンを示すフローチャートである。 図2におけるメインルーチン中の発電制御に係わるサブルーチンを示すフローチャートである。 図2におけるメインルーチン中の外部充電制御に係わるサブルーチンを示すフローチャートである。 車速VSPおよびアクセル開度APOをパラメータとする車両の目標駆動力に係わる特性線図である。 図１におけるナビゲーションコントローラが実行する経路誘導制御を示すフローチャートである。 図3の発電制御に用いるバッテリ蓄電率SOCの管理上限値および管理下限値を図１のナビゲーションコントローラが、図6の経路誘導制御プログラム内において求めるときの演算処理を示すフローチャートである。 図7の演算処理において求めるバッテリエネルギー管理基準領域を例示する領域線図である。 図8におけるバッテリエネルギー管理基準領域の領域基準位置を求めるための先読み距離に係わる変化特性線図である。 図7の演算処理において作成する道路情報の配列データを例示する説明図である。 図7の演算処理において作成する道路情報および制御パラメータの配列データを例示する説明図である。 図7の演算処理において求める、自車位置から各予定地点までの平均走行抵抗に係わる変化特性を例示する特性線図である。 図7の演算処理において求めるバッテリ蓄電率SOCの管理上限値および管理下限値に係わる特性線図を示し、 (a)は、管理上限値に係わるSOC上限値の変化特性図、 (b)は、管理下限値に係わるSOC上限値の変化特性図である。 図1〜13に示す実施例の動作説明図で、 (a)は、自車位置から走行方向前方におけるバッテリエネルギー管理領域を示す説明図、 (b)は、バッテリエネルギー管理上限値であるSOC上限値、および、バッテリエネルギー管理下限値であるSOC下限値の大小関係を示す説明図である。 バッテリエネルギー管理上限値であるSOC上限値、および、バッテリエネルギー管理下限値であるSOC下限値の大小関係の大小関係が逆転した状態を示す、図14(b)と同様な説明図である。 自車位置から走行方向前方におけるバッテリエネルギー管理領域を縮小させた状態を示す、図14 (a)と同様な説明図である。 バッテリエネルギー管理領域内に外部充電拠点が存在する場合におけるSOC下限値とSOC上限値との関係を示す特性線図である。 図1〜13に示す実施例の動作タイムチャートである。 SOC上限値およびSOC下限値が一定値である場合の動作を示す、図18と同様な動作タイムチャートである。 バッテリエネルギー管理領域を縮小する場合の要領を示し、 (a)は、図1〜13の実施例によるバッテリエネルギー管理領域の縮小要領を示す説明図、 (b)は、別のバッテリエネルギー管理領域の縮小要領を示す説明図である。 バッテリエネルギー管理領域を拡大する場合の要領を示し、 (a)は、図1〜13の実施例によるバッテリエネルギー管理領域の拡大要領を示す説明図、 (b)は、別のバッテリエネルギー管理領域の拡大要領を示す説明図である。 自車位置から走行方向前方におけるバッテリエネルギー管理領域の外に外部充電拠点が存在する場合の状態を示す、図14 (a)と同様な説明図である。 図22の位置から自車が走行したことで、バッテリエネルギー管理領域内に外部充電拠点が存在することとなった場合の状態を示す、図22と同様な説明図である。 自車が図22の位置から図23の位置を経て外部充電拠点まで走行する場合における、図1〜13の実施例による動作タイムチャートである。

以下、本発明の実施の形態を、図面に示す実施例に基づき詳細に説明する。
＜駆動系の構成＞
図１は、本発明の一実施例になるバッテリ充電制御装置を具えたハイブリッド車両の駆動系（パワートレーン）を、その制御システムと共に示すものである。
本実施例におけるハイブリッド車両は、エンジン1により発電モータ2を駆動して得られた電力により、車載電源であるバッテリ3への充電を行い、バッテリ3からの電力により電動モータ4を駆動し、該電動モータ4からの動力で終減速機5（ディファレンシャルギヤ装置を含む）を介し左右駆動輪6L,6Rを駆動することにより走行可能な、所謂シリーズ型ハイブリッド車両とする。
従ってエンジン1および発電モータ2は、本発明における車載発電装置を構成し、電動モータ4は、本発明における走行用動力源に相当する。

なお本実施例では、エンジン1および発電モータ2として、効率性や経済性を高めるために、比較的低出力・高効率な小型のものを用い、電動モータ4として、運転性（ハイレスポンス等）を高めるために、比較的高出力な大型のものを用いるのが良い。

ここで発電モータ2は、上記のごとくエンジン1により駆動されて発電機（ジェネレータ）の用をなすのみに非ず、バッテリ3からの電力で駆動されてエンジン1の始動用スタータモータの用をもなすものである。
また電動モータ4は、上記のごとく駆動車輪6L,6Rの駆動を司るのみに非ず、車両の減速時に駆動車輪6L,6Rの回転エネルギーを電力に変換してバッテリ3に向かわせる回生制動機能をも果たすものである。

そしてバッテリ3の充電は、上記のごとくエンジン駆動される発電モータ2からの電力で当該充電を行うのみに非ず、外部充電拠点である家庭用電源7および充電スタンド（商業施設）8からの電力による充電によっても、当該充電を行い得るものとする。
従って本実施例におけるハイブリッド車両は、外部電源によるバッテリ充電が可能なシリーズ型ハイブリッド車両である。

しかし本発明のバッテリ充電制御装置は、かかるシリーズ型ハイブリッド車両に用途を限られるものではなく、パラレル型ハイブリッド車両や、複合型ハイブリッド車両などにも適用可能であることは言うまでもないし、また、必ずしも外部電源によるバッテリ充電が可能なハイブリッド車両である必要はない。

発電モータ2および電動モータ4はそれぞれ、高圧の三相交流モータとし、バッテリ3は、高圧の直流バッテリとする。
このため、発電モータ2およびバッテリ3間を、交流−直流変換器であるインバータ9により相互接続し、電動モータ4およびバッテリ3間を、交流−直流変換器であるインバータ10により相互接続する。
これらインバータ9,10は上記の交−直変換に際し、モータ2,4とバッテリ3との間における電力制御機能をも司るものである

外部電源によるバッテリ充電を行うときの充電拠点である家庭用電源7および充電スタンド8のうち、家庭用電源7は低圧電源であるのに対し、充電スタンド8の電源は高圧電源として急速充電が可能となるようにする。
これら家庭用電源7および充電スタンド8からの電力でバッテリ3を充電可能にするため、バッテリ3に接続して充電器11を設け、この充電器11に、家庭用電源7に差し込むためのプラグ11a、および、充電スタンド8の電源に差し込むためのプラグ11bを設ける。

＜制御系の構成＞
次に、上記した駆動系（パワートレーン）の制御を司る車載コントローラを説明する。
この車載コントローラはマイクロコンピュータを可とし、モータ/ジェネレータコントローラ20と、エンジンコントローラ21と、バッテリコントローラ22と、ナビゲーションコントローラ23と、充電器コントローラ24と、パワートレーン統合制御コントローラ25とから成る。

モータ/ジェネレータコントローラ20は、インバータ9,10の制御を介して発電モータ2および電動モータ4の入出力トルク（モータ2,4の発電負荷、駆動負荷）を加減するものである。
エンジンコントローラ21は、エンジン１の吸入空気量、点火時期、燃料噴射量を操作してエンジン出力トルクを制御するものである。
バッテリコントローラ22は、バッテリ3の蓄電率（SOC）や充放電可能エネルギーなどの内部状態量を推定したり、バッテリ保護を行うものである。

ナビゲーションコントローラ23は、地球測位衛星26からのGPS（グローバルポジショニングシステム）信号を受けて自車位置を検出したり（自車位置検出手段）、DVD等の媒体に記憶された地図データ（道路、標高、道路勾配、道路曲率など）を取り込んだり、地上の交通インフラ（例えばVICS）27からの通信データ（渋滞情報など）を取得し、これらを基に外出先目的地までの経路探索や誘導を行うものである。
充電器コントローラ24は、家庭用電源7や、充電スタンド8からの電力による、バッテリ3への充電の実行・停止を行なうものである。

統合コントローラ25は、上記した複数のコントローラ20〜24を協調制御しながら、運転者の要求に沿って電動モータ4の駆動出力を制御し、また、運転性と燃費（経済性）の両方を考慮しながら発電モータ2の発電負荷を制御するものである。

＜バッテリ充電制御＞
なおコントローラ20〜25は、高速通信網で相互通信可能で、これらコントローラ間で各種データを共有化し、これら各種データを基にパワートレーン統合制御コントローラ25が、図2〜4に示す制御プログラムを実行して、本発明が狙いとするバッテリ充電制御を以下のごとくに遂行するものとする。

図2は、統合制御コントローラ25が実行するパワートレーン制御のメインルーチンで、このメインルーチンは、一定周期ごとに繰り返し実行される。
ステップＳ1においては、運転者が車両の要求駆動力を指令するときに踏み込むアクセルペダルの踏み込み量、つまりアクセル開度APOを計測する。
この計測に当たっては、アクセルペダルの踏み込みストロークを検出する図示していないアクセル開度センサ（ポテンショメータ）からの出力信号を基に、当該計測を行う。

次のステップＳ2においては、車輪の回転速度に応じた周波数（周期）のパルス信号を発生する車輪速センサ（図示せず）からの信号を基に、車速VSPを計測する。
実際には、別タイミングで計測された周波数（または周期）を、本タイミングで車速VSPに換算して当該計測を行うものとする。

ステップＳ3においては、コントローラ20〜24から高速通信網を経て受信した以下の各種データを、受信バッファから読み取る。
モータ/ジェネレータコントローラ20からは、発電モータ2の回転数および電動モータ4の回転数を読み込む。
エンジンコントローラ21からは、エンジン1の始動判定フラグおよびエンジン回転数を読み込む。
バッテリコントローラ22からは、バッテリ3の蓄電率SOCを読み込む。

ナビゲーションコントローラ23からは、これ自身が図6,7につき後述のごとくに求めたバッテリ蓄電率SOCの管理上限値（SOC上限値）およびバッテリ蓄電率SOCの管理下限値（SOC下限値）を読み込む。
充電器コントローラ24からは、外部充電拠点である家庭用電源7または充電スタンド8に対する充電プラグ11aまたは11bの接続情報や、これら外部充電拠点7,8の充電電力情報を受信する。

ステップＳ4においては、図5に例示する予定のマップを基にアクセル開度APOおよび車速VSPから、運転者が要求している車両の目標駆動力を検索し、これに定数（タイヤ有効半径／減速比）を乗じて、電動モータ4のトルク指令値を算出する。
なお、駆動軸の捻れに起因したガクガク振動を抑制するためのトルク補正が必要であれば、周知の要領でこのトルク補正を行うことができる。

充電制御手段に相当するステップＳ5においては、ステップＳ3で受信したナビゲーションコントローラ23からの蓄電率上限値（SOC上限値）および蓄電率下限値（SOC下限値）と、バッテリ3の現時点における蓄電率（実SOC）とに応じて、エンジン1および発電モータ2による発電量を制御すべく、エンジン1のトルク指令値と、発電モータ2への発電負荷指令値を算出する。

ステップＳ5でのエンジンによる上記発電制御を、図3に基づき以下に詳述する。
先ずステップＳ5-1において、ナビゲーションコントローラ23から蓄電率上限値（SOC上限値）および蓄電率下限値（SOC下限値）を受信する。
次のステップＳ5-2においては、実蓄電率（実SOC）が蓄電率下限値（SOC下限値）以下に低下したか否かをもって、発電が必要であるか否かを判定する。
実蓄電率（実SOC）が蓄電率下限値（SOC下限値）以下に低下していなければ、ステップＳ5-3において、実蓄電率（実SOC）が蓄電率上限値（SOC上限値）以上に上昇したか否かをもって、発電が不要であるか否かを判定する。

ステップＳ5-2で実蓄電率（実SOC）>蓄電率下限値（SOC下限値）、つまり発電が必要でないと判定し、且つ、ステップＳ5-3で実蓄電率（実SOC）<蓄電率上限値（SOC上限値）、つまり発電が不要でないと判定する時、すなわち実蓄電率（実SOC）が蓄電率下限値（SOC下限値）および蓄電率上限値（SOC上限値）間の値であるときは、発電に関して現状維持すべきであるから、ステップＳ5-4で現状が発電中（１演算周期前に発電中だった）か否かをチェックする。

ステップＳ5-3で実蓄電率（実SOC）≧蓄電率上限値（SOC上限値）、つまり発電が不要であると判定したときは、これに呼応してステップＳ5-5でエンジン1および発電モータ2を停止させるべく、エンジントルク指令値および発電モータトルク指令値（発電負荷）を0にした後、制御を図2（ステップＳ6）に戻す。

ステップＳ5-2で実蓄電率（実SOC）≦蓄電率下限値（SOC下限値）、つまり発電が必要であると判定したときは、これに呼応してステップＳ5-6で、エンジン1および発電モータ2により効率良く発電できる回転数Ngを目標値とする回転数フィードバック制御演算を行って、発電モータトルク指令値（発電負荷）を算出する。
ここで発電モータトルク指令値は、発電負荷であるため負値であり、バッテリ3の充電を行う電力を発生する。

次のステップＳ5-7においては、蓄電率上限値（SOC上限値）および蓄電率下限値（SOC下限値）と、実蓄電率（実SOC）とに基づき、目標エンジン出力（≒発電出力）を算出し、これと、上記した効率良く発電できる回転数Ngとから、この回転数Ngのもとで当該目標エンジン出力（≒発電出力）を実現可能なエンジントルク指令値を求めた後、制御を図2（ステップＳ6）に戻す。

ステップＳ5-2およびステップＳ5-3で実蓄電率（実SOC）が蓄電率下限値（SOC下限値）および蓄電率上限値（SOC上限値）間の値であると判定した後、ステップＳ5-4で現状が発電中（１演算周期前に発電中だった）でなかったと判定する時は、制御をステップＳ5-5に進めることにより、またステップＳ5-4で現状が発電中（１演算周期前に発電中だった）であったと判定する時は、制御をステップＳ5-6およびステップＳ5-7に進めることにより、発電に関して現在の状態を維持する。

以上の説明から明らかなように図3の発電による充電制御は、バッテリ蓄電率SOC（バッテリエネルギー残量）がSOC上限値（バッテリエネルギー管理上限値）およびSOC下限値（バッテリエネルギー管理下限値）間の値となるよう制御することができる。

上記した図2のステップＳ5（図3の制御プログラム）による発電制御がなされた後に実行すべき図2の外部充電制御ステップＳ6を次に説明する。
この外部充電制御ステップＳ6は、家庭用電源7や充電スタンド8などの外部（車外）充電拠点からの電力でバッテリ3を充電する時における外部充電制御に係わるもので、詳しくは図4に示すごときものとする。

先ず図4のステップＳ6-1においては、運転者が、運転席近辺に設置した外部充電スイッチの操作や、ナビゲーションシステムの操作により、バッテリ3の外部充電を要求しているか否かを判定し、要求していれば対応する外部充電要求フラグを1にセットし、要求していなければこの外部充電要求フラグを0にリセットする。

ステップＳ6-2では、上記外部充電要求フラグが1か否かにより外部充電要求が有るか否かをチェックし、外部充電要求がなければ、図4のループから抜けて制御を図2のステップＳ7に戻し、外部充電要求があれば、制御をステップＳ6-3へ進める。
このステップＳ6-3では、外部充電が可能な停車状態か否かをチェックし、停車状態でなければ、外部充電ができないから、図4のループから抜けて制御を図2のステップＳ7に戻し、停車状態であれば、外部充電が可能であるから制御をステップＳ6-4へ進める。

ステップＳ6-4においては、外部充電完了時点で達成したい目標バッテリ蓄電率（外部充電完了時目標SOC）を入力するよう運転者に指示する。
外部充電完了時目標SOCの入力に際し運転者は、例えば運転席近辺に設置したスイッチや、ナビゲーションシステムの入力装置を操作して、外部充電完了時目標SOCを入力することができる。

ステップＳ6-5においては、外部充電プラグ11aまたは11bの接続が完了して家庭用電源7または充電スタンド8での充電が可能な状態であるか否かを判定し、接続されていなければ、接続が完了するまで待機し、接続が完了したところで制御をステップＳ6-6に進める。
ステップＳ6-6においては、ステップＳ6-4で運転者が入力した外部充電完了時目標SOCに実蓄電率（実SOC）が達しているか否かをチェックし、実蓄電率（実SOC）が外部充電完了時目標SOCに達するまでの間は、ステップＳ6-8で外部充電プラグ11aまたは11bが接続状態であると判定されることが前提であるが、ステップＳ6-7の選択により外部充電を継続的に実行させるべく、対応する外部充電実行フラグを1にセットする。

この外部充電中に外部充電プラグ11aまたは11bが引き抜かれて接続を解除されると、ステップＳ6-8は、外部充電が中断されたことを受けて制御をステップＳ6-9に進め、外部充電プラグ11aまたは11bの引き抜きにより外部充電が中断されたことを運転者に提示する。
かかる外部充電の中断を運転者に提示する手段としては、ナビゲーションシステムの画面上に表示したり、音声により知らせる方法が有る。
次のステップＳ6-11においては、ステップＳ6-7で1にセットした外部充電実行フラグを、外部充電の停止が指令されるよう0にリセットし、制御を図2のステップＳ7に戻す。

外部充電プラグ11aまたは11bが接続状態に保たれ（ステップＳ6-8）、ステップＳ6-7での外部充電が継続的に実行されることにより、実蓄電率（実SOC）が上昇して外部充電完了時目標SOCに達すると、ステップＳ6-6が制御をステップＳ6-10に進める。
ステップＳ6-10では、実蓄電率（実SOC）が外部充電完了時目標SOCに達して外部充電が完了したことを運転者に提示する。
かかる外部充電の完了を運転者に提示する手段としては、ナビゲーションシステムの画面上に表示したり、音声により知らせる方法が有る。
次のステップＳ6-11においては、外部充電を停止させるべく、ステップＳ6-7で1にセットされた外部充電実行フラグを0にリセットし、制御を図2のステップＳ7に戻す。

上記した図2のステップＳ6（図4の制御プログラム）による外部充電制御がなされた後に実行すべき図2のステップＳ7においては、図4のステップＳ6-7,Ｓ6-11でセット・リセットした外部充電実行フラグ、図3のステップＳ5-5,Ｓ5-7で求めたエンジントルク指令値、図3のステップＳ5-5,Ｓ5-6で求めた発電モータトルク指令値、図2のステップＳ4で求めた電動モータトルク指令値、および図3のステップＳ5-5,Ｓ5-7で発生するエンジン停止・始動要求フラグを、図1の高速通信網を経て対応するコントローラへ送信し、これらコントローラによりそれぞれの指令を実行する。

＜SOC上限値およびSOC下限値＞
次に、統合制御コントローラ25が図3の発電による充電制御に際して用いるため、ステップＳ5-1で受信するSOC上限値およびSOC下限値（バッテリエネルギー管理目標値）について説明する。
これらバッテリエネルギー管理目標値（SOC上限値およびSOC下限値）はそれぞれ、ナビゲーションコントローラ23が図6の経路誘導（ナビゲーション制御）を行っている過程で、図7に示す演算プログラムを実行して算出するものとする。
しかし図7に示すバッテリエネルギー管理目標値の演算プログラムは、必ずしもナビゲーションコントローラ23で実行する必要はなく、統合制御コントローラ25をはじめとし、ナビゲーションコントローラ23以外のコントローラで実行してもよいのは言うまでもない。

いずれにしても図6の経路誘導（ナビゲーション）プログラムは、一定の演算周期で繰り返し実行されるものとし、従って、図7に示すバッテリエネルギー管理目標値の演算プログラムも、同じ一定周期で繰り返し実行される。
図6のステップＳ11においては、地球測位衛星26からのGPS（グローバルポジショニングシステム）信号を受信し、これから自車位置（緯度、経度、標高）情報、および自車の進行方向（方位角）情報を入手する。

次のステップＳ12においては、地上の交通インフラ（例えばVICS）27から自車周辺道路に係わる通信データ（渋滞情報など）を受信して、受信バッファに書き込む。
なお、渋滞情報などの入手先としては、VICSに限られるものでなく、任意の入手先とし得ることは勿論である。

ステップＳ13においては、DVD等の媒体から自車周辺道路に係わる地図データ（経路、標高、道路勾配、道路曲率など）を受信して、受信バッファに書き込む。
ステップＳ14においては、統合制御コントローラ25が図2のステップＳ2で計測した車速VSPに係わる情報を受信して、受信バッファに書き込む。

ステップＳ15においては、GPS信号から入手した自車位置（緯度、経度、標高）情報および自車の進行方向（方位角）情報と、受信バッファに記録した地図データ（道路、標高、道路勾配、道路曲率など）と、運転者がナビゲーションシステムの操作により設定した目的地情報とに基づき、自車位置から目的地までの経路設定を行ない、画像や音声によって運転者を経路誘導する。
なお、ナビゲーションシステムによる経路誘導は、既に多くの市販車に搭載されて実用化されている確立済みの技術であり、発明と関係ないためここでの詳細説明を省略することとする。

ステップＳ16においては、本発明の要旨部分に係わるバッテリエネルギー管理目標値、つまり図3に示す発電制御によるバッテリ蓄電率SOC（バッテリエネルギー）の管理に際して、その管理上限値および管理下限値となるSOC上限値およびSOC下限値を、GPS信号からの自車位置（緯度、経度、標高）情報および自車の進行方向（方位角）情報と、受信バッファに記録した地図データ（道路、標高、道路勾配、道路曲率など）とに基づき演算する。

かかるステップＳ16での演算は、詳しくは図7に示す演算プログラムを実行して、SOC上限値およびSOC下限値を算出するものとする。
つまり、先ずステップＳ16-1において、自車位置（緯度、経度、標高）情報と、自車の進行方向（方位角）情報と、車速VSPとに基づいて、バッテリエネルギー管理用に道路情報を検索する基準領域（バッテリエネルギー管理基準領域）を設定する。

このバッテリエネルギー管理基準領域の詳細については後述するが、本発明では、この基準領域をバッテリエネルギー管理用道路情報最大検索領域とし、徐々に検索領域を縮小しながらSOC上限値およびSOC下限値を求めることを骨子とする。
なお本実施例では、バッテリエネルギー管理基準領域の形状を以下のように円形として説明するが、必ずしも円形に限られるものではない。
また車速VSPは、統合制御コントローラ25（ステップＳ2）での演算値に限られず、GPS信号からの自車位置（緯度、経度）情報の時間変化率から算出してもよい。

ステップＳ16-1でのバッテリエネルギー管理基準領域の設定要領を、図8に基づき以下に説明する。
図8に示すようにバッテリエネルギー管理基準領域は、領域基準点（中心点）と、領域基準半径Rbaseとによって決まる円形に設定する。
なお、領域基準半径Rbaseは任意の所定値であり、領域基準点（中心点）の経度（Longitude）、緯度（Latitude）座標（LObase, LAbase）は、自車位置の経度、緯度座標（LOcur, LAcur）と、自車の進行方向方位角θと、車速VSPから求まる先読み距離Rfとに基づいて以下のように算出し得る。
LObase＝LOcur ＋ Rf×sinθ
LAbase＝LAcur ＋ Rf×cosθ

ここで上記の先読み距離Rfは、車速VSPに基づいて予め図9に例示するように定めてマップ化しておき、マップ検索により求めることができる。
図9から明らかなように、先読み距離Rfは車速VSPが高いほど長くし、高車速であるほど自車位置から遠くの地点を領域基準点としてバッテリエネルギー管理基準領域が設定されるようにする。
また車速VSPがゼロの場合には、自車位置と領域基準点とが一致するため、バッテリエネルギー管理基準領域は、自車位置を中心とした半径Rbaseの円形となる。

道路情報検出手段に相当するステップＳ16-2においては、上記のごとくに設定したバッテリエネルギー管理基準領域と、前記受信バッファ内の地図データ（道路、標高、道路勾配、道路曲率など）とを照合して、バッテリエネルギー管理基準領域内における走行経路上の予定地点に関する道路情報を抽出し、データバッファーに格納する。
かように格納される道路情報の配列データは、例えば図10に示すごときもので、予定地点i（1,2,3,4,5・・・）ごとに、(A)経度、(B)緯度、(C)標高、および(D)道路種別（細道＝種別-0、一般道＝種別-1、県道＝種別-2、国道＝種別-3など）の4つの道路情報DATA_A(i), DATA_B(i), DATA_C(i), DATA_D(i)を有する。

走行エネルギー推定手段に相当するステップＳ16-3においては、ステップＳ16-2で抽出した道路情報と、自車位置情報と、ナビゲーションシステムによる周知の経路検索機能とを用いて、地点ごとに自車位置からの走行距離や走行エネルギーといった制御パラメータを後述する方法に基づいて算出し、算出した制御パラメータを、ステップＳ16-2で作成した図10に示す配列データに追加して格納する。

かように追加して格納される制御パラメータの配列データは、例えば図11に示すごときもので、予定地点i（1,2,3,4,5・・・）ごとに、(E)走行履歴、(F)自車位置からの直線距離、(G)自車位置からの走行距離、(H)平均車速、および(I)自車位置からの走行エネルギーの5つの制御パラメータDATA_E(i), DATA_F(i), DATA_G(i), DATA_H(i) , DATA_I(i)を、上記した4つの道路情報DATA_A(i), DATA_B(i), DATA_C(i), DATA_D(i)に追加して付与する。

制御パラメータ(E)に係わる「自車位置から各地点までの走行履歴DAT_E(i)」は、運転者が実際に走行した地点をナビゲーションコントローラ23が記録しておき、これを活用して得ることができ、例えば走行履歴無、低頻度走行履歴有、多頻度走行履歴有の3種類の走行履歴に区分けする。
制御パラメータ(F)に係わる「自車位置から各地点までの直線距離DAT_F(i)」は、地点経度DAT_A(i)、地点緯度DAT_B(i)、自車位置経度LOcur、自車位置緯度LAcurとから、次式の演算により算出することができる。

制御パラメータ(G)に係わる「自車位置から各地点までの走行距離DAT_G(i)」は、ナビゲーションシステムの経路検索機能を用いた経路検索に基づいて、自車位置から各地点までの走行経路に沿った走行距離として算出し得る。
なお、経路検索結果に基づいて走行経路の距離を表示するといった機能は、ナビゲーションシステムにおいて確立された周知技術であるため、ここではその詳細説明を省略した。

制御パラメータ(H)に係わる「自車位置から各地点までの平均車速DAT_H(i)」は、走行距離DAT_G(i)を算出するときに検索した走行経路の渋滞情報（VICSなど）を用いて、自車位置から各地点までの走行時間を算出し、この走行時間で走行距離DAT_G(i)を除算することで求めることができる。
なお、走行経路の検索結果に基づいて、走行経路の走行時間を表示するといった機能は、ナビゲーションシステムにおいて確立された周知技術であるため、ここではその詳細説明を省略した。

制御パラメータ(I)に係わる「自車位置から各地点までの走行エネルギーDAT_I(i)」は、制御パラメータ(G)に係わる「自車位置から各地点までの走行距離DAT_G(i)」を算出するときに検索した経路を走行した場合の走行エネルギーである。
走行エネルギーDAT_I(i)の算出に当たっては、車両重量Mと、重力の加速度Gと、各地点の標高DAT_C(i)と、自車位置の標高HGTcurと、平均走行抵抗Fresと、走行距離DAT_G(i)とを用いた以下の演算を行うことにより走行エネルギーDAT_I(i)を算出する。

上式の右辺における、"M×G×｛DAT_C(i)−HGTcur｝"の項は、自車の位置エネルギー変化のために消費される走行エネルギーを表し、また"Fres×｛DAT_G(i)｝"の項は、走行抵抗に逆らって走行するのに消費される走行エネルギーを表す。
従って、本実施例では「自車位置から各地点までの走行エネルギーDAT_I(i)」を、自車の位置エネルギー変化のために消費される走行エネルギーと、走行抵抗に逆らって走行するのに消費される走行エネルギーとの和で表現している。

なお、上記の自車位置標高HGTcurは、GPS信号から受信した標高データを用いてもよいし、地図データから自車位置付近を検索して得られた標高データを用いてもよい。
また、上記の平均走行抵抗Fresは、図12に例示する予定のマップを基に、各地点までの平均車速DAT_H(i)から検索して求めることができる。
さらに本実施例では上記のごとく、各地点までの走行エネルギーDAT_I(i)の推定に際し、推定精度の向上を狙って、自車位置から各地点までの走行経路情報に基づいて、走行エネルギーDAT_I(i)を推定したが、コントローラの演算負荷を軽減したい場合は、自車位置と各地点との2点の情報のみを用い、例えば、これら2点間の標高差と、走行距離に代わる2点間直線距離とから走行エネルギーDAT_I(i)を推定してもよい。

図7のステップＳ16-4においては、図11の配列データに格納された地点i（1,2,3,4,5・・・）のうち、走行する可能性が低い地点を道路種別DAT_D(i)に基づいて抽出し、これら地点を配列データから削除して地点の絞り込みを行う。
例えば、県道（種別-2）は細道（種別-0）に比べて交通量が多いことから、走行する可能性が高い地点と推測できるので、地点の道路種別が細道（種別-0）の地点を削除するといった手法が考えられる。

次のステップＳ16-5においては、バッテリエネルギー管理用に実際に道路情報を検索する領域（バッテリエネルギー管理領域）を定義するため、「自車位置からの道路検索距離Rsrch」に初期値を設定し、これに基づきバッテリエネルギー管理領域を定める。
かように初期値を与えられたバッテリエネルギー管理領域設定用の道路検索距離Rsrchは以後、当該初期値から以下のように変更されて決定される。

先ずステップＳ16-6において、図11の配列データに格納された地点i（1,2,3,4,5・・・）のうち、「自車位置からの直線距離DATA_F(i)」が「自車位置からの道路検索距離Rsrch」より長い地点、つまり道路検索距離Rsrch以遠の地点を配列データから削除して地点の絞り込みを行う。
次のステップＳ16-7においては、上記のごとく地点の絞り込みを終えた図11の配列データにある「自車位置から各地点までの走行エネルギーDAT_I(i)」を検索し、バッテリエネルギー管理領域内における地点までの走行エネルギーの最大値Edrvmaxと最小値Edrvminを抽出する。

バッテリエネルギー管理目標値演算手段に相当するステップＳ16-8においては、図3の発電による充電制御に際して用いるバッテリ蓄電率SOC（バッテリエネルギー）管理用のSOC上限値SOC_HおよびSOC下限値SOC_Lを算出する。
これらSOC上限値SOC_HおよびSOC下限値SOC_Lはそれぞれ、バッテリエネルギー管理領域内での走行においてバッテリ蓄電率SOC（バッテリエネルギー）に過不足が生じないようにするのに必要なバッテリ蓄電率SOCの管理上限値および管理下限値である。

これらSOC上限値SOC_HおよびSOC下限値SOC_Lの算出に際しては、SOC上限値SOC_Hのエネルギー換算値に対応するバッテリエネルギー管理上限値Ebin、および、SOC下限値SOC_Lのエネルギー換算値に対応するバッテリエネルギー管理下限値Eboutをそれぞれ、走行エネルギーの最大値Edrvmaxと最小値Edrvmin、およびバッテリ総容量Emax（バッテリが蓄積可能な総エネルギー量）から、
Ebin＝Emax−MAX(−Edrvmin,0)
Ebout＝MAX(Edrvmax,0)
のように定め、これらバッテリエネルギー管理上限値Ebinおよびバッテリエネルギー管理下限値Eboutをバッテリ蓄電率に換算して、バッテリ蓄電率SOC（バッテリエネルギー）管理用のSOC上限値SOC_HおよびSOC下限値SOC_Lを算出する。

なお、SOC上限値SOC_HおよびSOC下限値SOC_Lを求めるに当たっては、上記のような方法を用いる代わりに、図13(a),(b)に例示するマップデータを基に、走行エネルギーの最大値Edrvmaxおよび最小値Edrvminから、SOC上限値SOC_HおよびSOC下限値SOC_Lを検索により求めてもよい。
図13(a)から明らかなように、SOC上限値SOC_H（バッテリエネルギー管理上限値Ebin）は、最小走行エネルギーEdrvminが小さいほど（走行エネルギーEdrvminが負値に大きく振れるほど）、一層多くの回生エネルギーを回収すべく小さな値となる。
また図13(b)から明らかなように、SOC下限値SOC_L（バッテリエネルギー管理下限値Ebout）は、最大走行エネルギーEdrvmaxが大きいほど、走行で消費されるエネルギーを一層多く供給すべく大きな値となる。

上記したSOC上限値SOC_H（バッテリエネルギー管理上限値Ebin）およびSOC下限値SOC_L（バッテリエネルギー管理下限値Ebout）につき、図14を参照しつつ以下に付言する。
ステップＳ16-5で設定した道路検索距離Rsrchの初期値により決まるバッテリエネルギー管理用の道路情報検索領域（バッテリエネルギー管理領域）が、自車地点0を基準として図14(a)の破線で示すごときものであり、この領域内に実線で示すような走行経路が存在し、この走行経路上に予定地点1〜11が有って、自車地点0から地点7までの走行に要するエネルギーが最大走行エネルギーEdrvmaxとなり、自車地点0から地点11までの走行に要するエネルギーが最小走行エネルギーEdrvminとなる場合、
これら最大走行エネルギーEdrvmaxおよび最小走行エネルギーEdrvminに基づいて、SOC上限値SOC_H（バッテリエネルギー管理上限値Ebin）およびSOC下限値SOC_L（バッテリエネルギー管理下限値Ebout）はそれぞれ、図14(b)に示すように求めることができる。

そして、図3に示すような発電によるバッテリ充電制御を実行して、実SOCをSOC上限値およびSOC下限値間のバッテリエネルギー管理幅ΔSOC（＝SOC上限値−SOC下限値）内の値に保つことにより、走行エネルギー最大地点7および走行エネルギー最小地点11まで走行したときのバッテリエネルギー残量を確実に両地点の目標値にすることができ、図14(a)に破線により示すバッテリエネルギー管理領域内での走行を、バッテリエネルギーが過不足することなく行わせることができる。

そして、走行エネルギー最大地点7および走行エネルギー最小地点11でのバッテリエネルギー残量目標値が、例えば降坂路の手前でバッテリエネルギー残量をできるだけ少なくするようなものであり、登坂路の手前でバッテリエネルギー残量をできるだけ多くするようなものである場合、降坂路の手前でバッテリエネルギー残量ができるだけ少なくなるような充電制御を行うことができ、また登坂路の手前でバッテリエネルギー残量ができるだけ多くなるような充電制御を行うことができる。

かように降坂路の手前でバッテリエネルギー残量ができるだけ少なくされていれば、降坂路走行中における回生電力の回収効率を高め得て、回生エネルギーの回収効率低下で燃費が悪化するという問題を回避することができ、また上記のように登坂路の手前でバッテリエネルギー残量ができるだけ多くされていれば、登坂路でバッテリエネルギーが枯渇して車両の登坂路走行性能が悪化するという問題を回避することができる。

しかし、図14(b)におけるバッテリ総容量Emaxはバッテリが蓄積可能な総エネルギー量であって、実際には限りがあるため、図14(b)における最大走行エネルギーEdrvmaxが大きい場合、バッテリ総容量Emaxの限界に呼応してバッテリエネルギー管理上限値Ebin＝Emax−MAX(−Edrvmin,0)がさほど大きくなく、最大走行エネルギーEdrvmaxの大きさに呼応してバッテリエネルギー管理下限値Ebout＝MAX(Edrvmax,0)が大きくなり、バッテリエネルギー管理上限値Ebin（SOC上限値）およびバッテリエネルギー管理下限値Ebout（SOC下限値）間の大小関係が、本来あるべき図14(b)の大小関係（Ebin> Ebout）と逆転して図15に例示するごときものになることがある。

なお、かかるバッテリエネルギー管理上限値Ebin（SOC上限値）およびバッテリエネルギー管理下限値Ebout（SOC下限値）間における大小関係の逆転現象は、上記したように最大走行エネルギーEdrvmaxが大きい場合だけに限らず、バッテリエネルギー管理下限値Eboutが小さい場合にも生じ、最大走行エネルギーEdrvmaxと、バッテリエネルギー管理下限値Eboutと、バッテリ総容量Emaxとの三者間における相関関係によって発生するものである。

かようにバッテリエネルギー管理上限値Ebin（SOC上限値）およびバッテリエネルギー管理下限値Ebout（SOC下限値）間の大小関係が逆転（Ebin< Ebout）すると、図3に示した発電によるバッテリ充電制御時のバッテリエネルギー残量に係わる目標値を狙い通りのものにすることができない。
この場合、図14(a)に破線により示すバッテリエネルギー管理領域内での走行を、バッテリエネルギーが過不足することなく行わせることができず、例えば降坂路の手前でバッテリエネルギー残量ができるだけ少なくなるような発電による充電制御を行うことができないし、登坂路の手前でバッテリエネルギー残量ができるだけ多くなるような発電による充電制御を行うことができない。

そして、降坂路の手前でバッテリエネルギー残量ができるだけ少なくなるような充電制御を行うことができない場合、降坂路走行の途中で回生制動（回生電力）によりバッテリが満充電状態となって以後の充電（回生電力の回収）が不能になり、回生電力の取りこぼしによる燃費の悪化を招く。
また登坂路の手前でバッテリエネルギー残量ができるだけ多くなるような充電制御を行うことができない場合、登坂路でバッテリエネルギーが枯渇して動力性能が低下し、車両の走行性能が悪化する問題を生ずる。

本実施例は、上記したバッテリエネルギー管理上限値Ebin（SOC上限値）およびバッテリエネルギー管理下限値Ebout（SOC下限値）間における大小関係の逆転を生じないようにして、上述の問題をことごとく解消することを主旨とする。

このため、バッテリエネルギー管理幅演算手段に相当する図7のステップＳ16-9において、SOC上限値SOC_HからSOC下限値SOC_Lを差し引いてバッテリエネルギー管理幅ΔSOC（＝SOC_H−SOC_L）を求め、このバッテリエネルギー管理幅ΔSOCが図14(b)に示すように所定値（≧０）、または所定範囲（≧０）内の値であるか否かをチェックする。
ここで上記の所定値（≧０）および所定範囲（≧０）内の値は、SOC上限値SOC_HおよびSOC下限値SOC_L間の大小関係が、本来の図14(b)に示す大小関係（SOC_H>SOC_L）から、図15に示すように逆転するか否かを判定するためのものとする。

よって、ステップＳ16-9でバッテリエネルギー管理幅ΔSOCが所定値（≧０）、または所定範囲（≧０）内の値でないと判定した場合は、SOC上限値SOC_HおよびSOC下限値SOC_L間の大小関係が本来の図14(b)に示す大小関係（SOC_H>SOC_L）から、図15に示すように逆転して前記した制御上の諸問題が発生することを意味する。
この問題を解決するため、ステップＳ16-9においてバッテリエネルギー管理幅ΔSOCが所定値（≧０）、または所定範囲（≧０）内の値でないと判定した場合は、制御を、バッテリエネルギー管理領域変更手段に相当するステップＳ16-10へ進めた後、ステップＳ16-6に戻す。

ステップＳ16-10においては、SOC上限値SOC_HおよびSOC下限値SOC_L間の大小関係が本来の大小関係（SOC_H>SOC_L）となるよう、これらSOC上限値SOC_HおよびSOC下限値SOC_Lを求め直すべく、バッテリエネルギー管理領域を縮小させる。
かかるバッテリエネルギー管理領域の縮小に当たっては、当該バッテリエネルギー管理領域の設定に用いる道路検索距離Rsrchが、前回ステップＳ16-5で付与した初期値である場合、道路検索距離Rsrchをこの初期値よりも所定距離ΔRsrchだけ短くし、道路検索距離Rsrchが前回ステップＳ16-10で既に短くされたものである場合、道路検索距離Rsrchを前回値よりも更に所定距離ΔRsrchだけ短くし、かように短くされた道路検索距離Rsrchに基づきバッテリエネルギー管理領域を設定し直して、バッテリエネルギー管理領域の縮小を行う。

これによりバッテリエネルギー管理領域は、図14(a)に破線で示す領域から、道路検索距離Rsrchを所定距離ΔRsrchだけ短くされた、図16に破線で示す縮小後バッテリエネルギー管理領域へと縮小される。
その結果、図14(a)では自車地点0から地点7までの走行に要するエネルギーが最大走行エネルギーEdrvmaxであったが、図16では自車地点0から縮小後バッテリエネルギー管理領域内における地点9までの走行に要するエネルギーが最大走行エネルギーEdrvmaxとなる。

これにより最大走行エネルギーEdrvmaxが、バッテリエネルギー管理領域の縮小と相まって小さくなるため、制御がステップＳ16-10からステップＳ16-6〜ステップＳ16-8へ戻されるとき、バッテリエネルギー管理上限値Ebin（SOC上限値）およびバッテリエネルギー管理下限値Ebout（SOC下限値）間の大小関係が、図15に示す逆転状態から、本来あるべき図14(b)の大小関係（Ebin> Ebout）となる。

これを受けてステップＳ16-9は制御をステップＳ16-11へ進めるようになり、このステップＳ16-11では、図11の配列データに格納された地点i（1,2,3,4,5・・・）に、予め設定された外部充電拠点（自宅7や、充電スタンド8等）が含まれているか否かをチェックする。
従ってステップＳ16-11は、本発明における外部充電拠点検知手段に相当する。
ステップＳ16-11で地点i（1,2,3,4,5・・・）に外部充電拠点（自宅7や、充電スタンド8等）が含まれていないと判定する場合、図7のループから抜けて制御を図6のステップＳ17に戻す。
この場合ステップＳ17では、直前にステップＳ16-8で求められたSOC上限値SOC_HおよびSOC下限値SOC_Lを、図1のナビゲーションコントローラ23から高速通信網を経て統合制御コントローラ25に送信し、図3の発電による充電制御に供する。

ステップＳ16-11で地点i（1,2,3,4,5・・・）に外部充電拠点（自宅7や、充電スタンド8等）が含まれていると判定する場合、バッテリエネルギー管理領域縮小手段に相当するステップＳ16-12において、「自車位置からの道路検索距離Rsrch」に、「自車位置から外部充電拠点までの直線距離DAT_F(i)」をセットし、これに基づき道路検索領域（バッテリエネルギー管理領域）を設定し直して、道路検索領域（バッテリエネルギー管理領域）の変更を行う。
次のステップＳ16-13においては、図11の配列データに格納された地点i（1,2,3,4,5・・・）のうち、「自車位置からの直線距離DATA_F(i)」がステップＳ16-12でセットした道路検索距離Rsrch（外部充電拠点までの直線距離）より長い地点、つまり外部充電拠点までの直線距離よりも遠い地点を配列データから削除して地点の絞り込みを行う。

次のステップＳ16-14においては、図11の配列データにある「自車位置から各地点までの走行エネルギーDAT_I(i)」を検索し、これら走行エネルギーの最大値Edrvmaxと最小値Edrvminを抽出する。
次のステップＳ16-15においては、これら抽出した最大走行エネルギーEdrvmaxおよび最小走行エネルギーEdrvminを用いて、ステップＳ16-8によると同様な方法により、図3の発電による充電制御に際して用いるバッテリ蓄電率SOC（バッテリエネルギー）管理用のSOC上限値SOC_HおよびSOC下限値SOC_Lを算出する。

バッテリエネルギー管理上限値演算手段に相当するステップＳ16-16においては、図17に例示するマップを基に、ステップＳ16-15で求めたSOC下限値SOC_Lから、新たなSOC上限値SOC_Hを算出する。
ここで新たなSOC上限値SOC_Hは、図17から明らかなように、ステップＳ16-15で求めたSOC下限値SOC_Lよりも所定比率だけ大きなバッテリ蓄電率とする
ステップＳ16-16で新たなSOC上限値SOC_Hを算出した後は、図7のループから抜けて制御を図6のステップＳ17に戻す。
この場合ステップＳ17では、ステップＳ16-15で求めたSOC下限値SOC_L、および、ステップＳ16-16で求めた新たなSOC上限値SOC_Hを、図1のナビゲーションコントローラ23から高速通信網を経て統合制御コントローラ25に送信し、図3の発電による充電制御に供する。

＜作用効果＞
図3の発電による充電制御は前記した通り、バッテリ蓄電率SOC（バッテリエネルギー残量）がSOC上限値（バッテリエネルギー管理上限値）およびSOC下限値（バッテリエネルギー管理下限値）間の値となるよう制御するものである。
ところでSOC上限値（バッテリエネルギー管理上限値）およびSOC下限値（バッテリエネルギー管理下限値）をそれぞれ、図7につき前述したごとくに決定するため、以下の作用効果を達成することができる。

つまり図7のステップＳ16-6〜ステップＳ16-8において、自車位置から道路検索距離Rsrchまでの前方領域（走行する可能性が高いバッテリエネルギー管理領域）内における走行経路上の予定地点（図14の地点1〜11）に到達するのに必要な走行エネルギーのうち、その最大値Edrvmaxおよび最小値Edrvminに基づき、バッテリエネルギー管理領域内での走行においてバッテリエネルギーに過不足が生じないようにするのに必要なバッテリ蓄電率SOCの管理上限値および管理下限値をそれぞれ、SOC上限値SOC_H（バッテリエネルギー管理上限値）およびSOC下限値（バッテリエネルギー管理下限値SOC_L）と定める。

そして、図7のステップＳ16-9でバッテリエネルギー管理幅ΔSOC（＝SOC_H−SOC_L）を基にSOC上限値SOC_HおよびSOC下限値SOC_L間の大小関係が、本来の図14(b)に示す大小関係（SOC_H>SOC_L）から逆転することがないと判定し、且つ、同図のステップＳ16-11で上記の予定地点に外部充電拠点（自宅7や、充電スタンド8等）が含まれていないと判定するとき、上記のごとくに求めたSOC上限値SOC_HおよびSOC下限値SOC_Lをそのまま図3の発電による充電制御に資する。

ところで、これらSOC上限値SOC_HおよびSOC下限値SOC_Lが上記のごとく、バッテリエネルギー管理領域内での走行においてバッテリエネルギーに過不足が生じないようにすべく可変にしたため、図18に示すごとくに標高が変化する場合について述べると、標高の高くなり始める瞬時t0,t2,t4で登坂路に備えてバッテリ蓄電率SOCを高めるべくSOC上限値SOC_HおよびSOC下限値SOC_Lが高くされ、標高の低くなり始める瞬時t1,t3で降坂路に備えてバッテリ蓄電率SOCを低下させるべくSOC上限値SOC_HおよびSOC下限値SOC_Lが低くされる。

ちなみに図19に示すごとくSOC上限値SOC_HおよびSOC下限値SOC_Lが固定値である場合、同じ条件であっても、標高の高くなり始める瞬時t0,t2,t4以降バッテリ蓄電率SOCが低下され始め、その後の登坂路走行性能を悪化させ、標高の低くなり始める瞬時t1,t3以降バッテリ蓄電率SOCを上昇させ始め、その後の降坂路走行中に丸印を付して示すように満充電状態となって回生制動によるエネルギー回収効率の悪化を招く。

これに対し本実施例によれば、図18につき上述したところから明らかなように、標高の高くなり始める瞬時t0,t2,t4でSOC上限値SOC_HおよびSOC下限値SOC_Lが高くされることから、これらSOC上限値SOC_HおよびSOC下限値SOC_L間の値に制御されるバッテリ蓄電率SOCも高くなって登坂路走行性能を向上させることができると共に、標高の低くなり始める瞬時t1,t3でSOC上限値SOC_HおよびSOC下限値SOC_Lが低下されることから、これらSOC上限値SOC_HおよびSOC下限値SOC_L間の値に制御されるバッテリ蓄電率SOCも低くなって降坂路走行時に回生制動によるエネルギー回収効率を向上させることができる。

しかし上記の作用効果が奏し得られるのは、SOC上限値SOC_HおよびSOC下限値SOC_L間の大小関係が、本来の図14(b)に示す大小関係（SOC_H>SOC_L）である場合であり、この大小関係が逆転する場合、上記の作用効果が得られない。
そこで本実施例においては、図7のステップＳ16-9でバッテリエネルギー管理幅ΔSOC（＝SOC_H−SOC_L）を基にSOC上限値SOC_HおよびSOC下限値SOC_L間の大小関係が、本来の図14(b)に示す大小関係（SOC_H>SOC_L）から図15に示すように逆転すると判定する場合、ステップＳ16-10で、SOC上限値SOC_HおよびSOC下限値SOC_L間の大小関係が本来の大小関係（SOC_H>SOC_L）となるよう、これらSOC上限値SOC_HおよびSOC下限値SOC_Lを求め直すべく、バッテリエネルギー管理領域を図16につき前述したごとくΔRsrchだけ縮小させ、これに基づきステップＳ16-6〜ステップＳ16-8でSOC上限値SOC_H（バッテリエネルギー管理上限値）およびSOC下限値（バッテリエネルギー管理下限値SOC_L）を求め直して、図3の発電による充電制御に資する。

かかるSOC上限値SOC_H（バッテリエネルギー管理上限値）およびSOC下限値（バッテリエネルギー管理下限値SOC_L）の求め直しにより、SOC上限値SOC_HおよびSOC下限値SOC_L間の大小関係が確実に、本来あるべき図14(b)に示す大小関係（SOC_H>SOC_L）にされることとなる。

図14〜16により付言する。
図14(a)に破線で示すバッテリエネルギー管理領域に基づきステップＳ16-6〜ステップＳ16-8で求めたSOC上限値SOC_HおよびSOC下限値SOC_L間の大小関係が、本来の図14(b)に示す大小関係（SOC_H>SOC_L）から図15のように逆転するのをステップＳ16-9が判定するとき、ステップＳ16-10でバッテリエネルギー管理領域を図14(a)に破線で示す領域から図16に示すようにΔRsrchだけ縮小させる。

かかる領域縮小により、図14(a)では、自車地点0から地点7までの走行に要するエネルギーが最大走行エネルギーEdrvmaxであったが、図16では自車地点0から縮小後バッテリエネルギー管理領域内における地点9までの走行に要するエネルギーが最大走行エネルギーEdrvmaxとなる。
よって最大走行エネルギーEdrvmaxが小さくなり、図16の縮小後バッテリエネルギー管理領域（小さくなった最大走行エネルギーEdrvmax）に基づきステップＳ16-6〜ステップＳ16-8で求め直したSOC下限値SOC_Lが小さくなる結果、SOC上限値SOC_HおよびSOC下限値SOC_L間の大小関係が、図15の逆転状態から本来の図14(b)に示す大小関係（SOC_H>SOC_L）となる。

かようにSOC上限値SOC_HおよびSOC下限値SOC_L間の大小関係が確実に、本来あるべき図14(b)に示す大小関係（SOC_H>SOC_L）にされることで、図18につき前述した作用効果を保証することができる。
つまり、降坂路の手前でバッテリ蓄電率SOC（バッテリエネルギー残量）ができるだけ少なくなるような充電制御を保証して、降坂路走行の途中で回生制動（回生電力）によりバッテリが満充電状態となって以後の充電（回生電力の回収）が不能になり、回生電力の取りこぼしにより燃費が悪化するのを防止し得る。
また登坂路の手前でバッテリ蓄電率SOC（バッテリエネルギー残量）ができるだけ多くなるような充電制御を保証して、登坂路でバッテリエネルギーが枯渇して走行性能が悪化する問題を回避することができる。

なお本実施例では、バッテリエネルギー管理領域の縮小によって走行エネルギーが最大となる地点を、走行エネルギーが一層小さな地点に切り替える場合につき説明したが、走行エネルギーが最小となる地点を、走行エネルギーの一層大きな地点に切り替えることにより、SOC上限値が高くなるようにしても、SOC上限値SOC_HおよびSOC下限値SOC_L間の大小関係を本来の大小関係（SOC_H>SOC_L）にすることができる。
また、SOC上限値SOC_HおよびSOC下限値SOC_L間の大小関係は逆転しないものの、これらSOC上限値SOC_HおよびSOC下限値SOC_L間の差が大き過ぎる場合は、バッテリエネルギー管理領域を広げることで、SOC上限値SOC_HおよびSOC下限値SOC_L間の差を所定値または所定範囲内の値にすることができる。

バッテリエネルギー管理幅ΔSOCが所定値または所定範囲内の値よりも小さくてバッテリエネルギー管理領域を縮小する場合も、バッテリエネルギー管理幅ΔSOCが所定値または所定範囲内の値よりも小さくてバッテリエネルギー管理領域を拡大する場合も、領域縮小時につき図16を参照しつつ前述した要領により、バッテリエネルギー管理領域を図20(a)および図21(a)に破線で示す領域から実線で示す領域へと、自車位置に近いバッテリエネルギー管理領域が含まれたまま縮小、拡大されるよう変更することから、以下の作用効果が奏し得られる。

つまり、図20(a)および図21(a)に示すように自車の走行経路は大抵の場合、図20(a)に実線で示す自車位置に近いバッテリエネルギー管理領域および図21(a)に破線で示す自車位置に近いバッテリエネルギー管理領域内に存在する。
よって、バッテリエネルギー管理領域を図20(a)および図21(a)に破線で示す領域から実線で示す領域へと、自車位置に近いバッテリエネルギー管理領域が含まれたまま縮小、拡大されるよう変更する場合、変更後の領域が自車の走行する可能性の高い領域となって、前記した作用効果を一層確実に達成することができる。

ちなみにバッテリエネルギー管理領域の変更に際し、このバッテリエネルギー管理領域を図20(b)および図21(b)に破線で示す領域から実線で示す領域へと、自車位置に近いバッテリエネルギー管理領域が除外されるような態様で縮小、拡大する場合、変更後のバッテリエネルギー管理領域が、自車の走行経路を含まない可能性が生じ、この場合、前記した作用効果を達成することができない。

また本実施例においては、図7のステップＳ16-3で「自車位置から各地点までの走行エネルギーDAT_I(i)」の算出に際し、車両重量Mと、重力の加速度Gと、各地点の標高DAT_C(i)と、自車位置の標高HGTcurと、平均走行抵抗Fresと、走行距離DAT_G(i)とを用いた前記の演算により求めることで、自車位置から各地点までの走行経路情報に基づいて走行エネルギーDAT_I(i)を推定することとしたため、以下の作用効果が奏し得られる。

つまり、一般にハイブリッド車両の燃費は、走行時の車速変動や、減速エネルギーの回生状況、および走行距離といった経路上の走行状況に応じて変化することから、「自車位置から各地点までの走行エネルギーDAT_I(i)」の推定に際しては、自車位置および各地点のみの道路情報だけでなく、自車位置から各地点までの走行経路に沿った道路情報を用いて走行エネルギーDAT_I(i)の推定を行うのが推定精度の向上のために肝要である。
本実施例はこの点、自車位置から各地点までの走行経路情報に基づいて走行エネルギーDAT_I(i)を推定するため、その推定精度が格段に高くて、前記の作用効果を更に確実に達成することができる。

ところで、図7のステップＳ16-11でバッテリエネルギー管理領域内の予定地点に外部充電拠点（自宅7や、充電スタンド8等）が含まれていると判定する場合、ステップＳ16-12でバッテリエネルギー管理用の道路検索領域（バッテリエネルギー管理領域）を、外部充電拠点までの直線距離よりも遠い領域が排除されるように設定し直し、ステップＳ16-13で当該排除領域内の地点を除外する。

そしてステップＳ16-14で、この新しく設定された領域内における地点までの走行エネルギーのうち最大エネルギーEdrvmaxと最小エネルギーEdrvminを抽出し、ステップＳ16-15でこれら最大走行エネルギーEdrvmaxおよび最小走行エネルギーEdrvminを基にバッテリ蓄電率SOC（バッテリエネルギー）管理用のSOC上限値SOC_HおよびSOC下限値SOC_Lを算出する。
次のステップＳ16-16で、上記のSOC下限値SOC_L（ステップＳ16-15）から、これよりも一定比率（図17参照）だけ大きい新たなSOC上限値SOC_Hを算出する。
この新たなSOC上限値SOC_Hを、上記のSOC下限値SOC_L（ステップＳ16-15）と共に、図3の発電による充電制御に供する。

バッテリエネルギー管理領域内の予定地点に外部充電拠点（自宅7や、充電スタンド8等）が含まれている場合（ステップＳ16-11）、図3の発電による充電制御に用いるSOC上限値SOC_HおよびSOC下限値SOC_Lを上記のように決定することにより、以下の作用効果が奏し得られる。

図22〜24に基づき説明するに、図22は、自車が図14(a)と同様な地点0を同方向に走行している場合のチャートで、バッテリエネルギー管理領域以遠の進行方向前方に外部充電拠点が有る。
しかし図22の自車位置では、この外部充電拠点が未だバッテリエネルギー管理領域内になく、SOC上限値SOC_HおよびSOC下限値SOC_Lは図7のステップＳ16-8で前記したように求められた、図24の瞬時t1以前におけるごときものであり、バッテリ蓄電率SOCがこれらSOC上限値SOC_HおよびSOC下限値SOC_L間の値となるよう発電による充電制御が行われる。

走行により自車位置（自車地点0）が図23に示す位置に達すると、これに伴うバッテリエネルギー管理領域の移動により外部充電拠点がバッテリエネルギー管理領域内に位置するようになる。
このとき、バッテリエネルギー管理領域を、自車位置から外部充電拠点までの直線距離よりも遠い領域（図23のハッチング領域）が排除されるように設定し直し、この新しく設定された領域内における地点までの走行エネルギーのうち最大エネルギーEdrvmaxと最小エネルギーEdrvminとを基にSOC上限値SOC_HおよびSOC下限値SOC_Lを算出する。
これらSOC上限値SOC_HおよびSOC下限値SOC_Lのうち、後者のSOC下限値SOC_Lはそのまま図3の発電による充電制御に供するが、SOC上限値SOC_Hとしては、当該SOC下限値SOC_Lよりも一定比率（図17参照）だけ大きい新たなSOC上限値SOC_Hを図3の発電による充電制御に供する。

よって、バッテリエネルギー管理領域内の予定地点に外部充電拠点（自宅7や、充電スタンド8等）が含まれている場合、図24の瞬時t1以降におけるごとくバッテリ蓄電率SOCが、SOC下限値SOC_Lと、これよりも一定比率だけ大きい二点鎖線図示の新たなSOC上限値SOC_Hとの間の値になるよう、図3の発電による充電制御を行う。

かかる新たなSOC上限値SOC_Hを設定しない場合、自車が外部充電拠点に接近するにつれ、バッテリエネルギー管理領域の縮小により、最大エネルギーEdrvmaxおよび最小エネルギーEdrvminが0に向け漸減し、SOC下限値SOC_Lが瞬時t1以降、バッテリエネルギー管理下限値Eboutとして示すように漸減するのに対し、上限値SOC_Hが瞬時t1以降、バッテリエネルギー管理上限値Ebinとして示すように漸増する。
かようにバッテリエネルギー管理下限値Ebout（SOC下限値）が漸減し、バッテリエネルギー管理上限値Ebin（SOC上限値）が漸増するのでは、バッテリ蓄電率SOCがこれらの間の値になるように行う発電による充電制御が成立せず、前記した作用効果を奏し得ない。

ところで本実施例においては、バッテリエネルギー管理領域内の予定地点に外部充電拠点（自宅7や、充電スタンド8等）が含まれている場合、図24の瞬時t1以降におけるごとく、SOC下限値SOC_Lと共に低下するよう、これよりも一定比率だけ大きい二点鎖線図示の新たなSOC上限値SOC_Hを設定し、バッテリ蓄電率SOCが、SOC下限値SOC_Lと、この新たなSOC上限値SOC_Hとの間の値になるよう、図3の発電による充電制御を行うため、バッテリエネルギー管理領域内の予定地点に外部充電拠点（自宅7や、充電スタンド8等）が含まれる場合においても、前記した作用効果を確実に奏し得る。

なお本実施例では、上記の新たなSOC上限値SOC_HをSOC下限値SOC_Lよりも一定比率だけ大きいオフセット値として決定したが、新たなSOC上限値SOC_HおよびSOC下限値SOC_Lは単調に減少するのではなく、例えば外部充電拠点の直前に登坂路がある場合には、新たなSOC上限値SOC_HおよびSOC下限値SOC_Lが一時的に増加して登坂路に備えるといったように決定することもできる。
かように新たなSOC上限値SOC_HおよびSOC下限値SOC_Lを外部充電拠点の直前にある登坂路の手前で一時的に増加させる場合、バッテリ蓄電率SOCが登坂路の手前で一時的に増加するような充電制御となり、外部充電拠点に到着した時にバッテリエネルギー残量を確実に少なくし得て、コスト的に有利で環境にも優しい外部充電拠点での充電量を多くすることができる。

1 エンジン（機関）
2 発電モータ
3 バッテリ
4 電動モータ
5 終減速機
7 家庭用電源（外部充電拠点）
8 充電スタンド（外部充電拠点）
9,10 インバータ
11 充電器
11a,11b 電源プラグ
20 モータ/ジェネレータコントローラ
21 エンジンコントローラ
22 バッテリコントローラ
23 ナビゲーションコントローラ
24 充電器コントローラ
25 統合制御コントローラ
26 地球測位衛星（自車位置検出手段）
27 交通インフラ（VICS）

Claims (5)

1. 車載発電装置によって充電が可能なバッテリからの電力により走行可能な電動車両であって、
   自車の現在位置を検出する自車位置検出手段と、
   該手段で検出した自車位置から所定のバッテリエネルギー管理領域内にある走行経路上の道路情報を検出する道路情報検出手段と、
   該手段により検出した道路情報を用いて、自車位置から、前記走行経路上に設定されている複数の予定地点までの走行エネルギーを個々に推定する走行エネルギー推定手段と、
   該手段により推定した走行エネルギーの最大値、最小値、およびバッテリ総容量に基づき、前記バッテリエネルギー管理領域内にあって前記走行エネルギーが最大および最小となる走行エネルギー最大地点および走行エネルギー最小地点まで、バッテリエネルギー残量の過不足を生ずることなく走行するのに必要なバッテリエネルギー管理上限値およびバッテリエネルギー管理下限値を算出するバッテリエネルギー管理目標値演算手段と、
   バッテリエネルギー残量が、該手段で算出したバッテリエネルギー管理上限値およびバッテリエネルギー管理下限値間の値となるよう、前記車載発電装置によるバッテリの充電を行わせる充電制御手段とを具えた電動車両において、
   前記バッテリエネルギー管理上限値から前記バッテリエネルギー管理下限値を差し引いて得られるバッテリエネルギー管理幅を算出するバッテリエネルギー管理幅演算手段と、
   該手段により算出したバッテリエネルギー管理幅が所定値または所定範囲内の値となるよう前記バッテリエネルギー管理領域を変更するバッテリエネルギー管理領域変更手段とを具備してなることを特徴とする電動車両のバッテリ充電制御装置。
   
2. 請求項1に記載の電動車両のバッテリ充電制御装置において、
   前記走行エネルギー推定手段は、自車位置から前記走行経路上における各予定地点までの走行経路に沿った道路情報を基に、自車位置から各予定地点までの走行エネルギーを個々に推定するものであることを特徴とする電動車両のバッテリ充電制御装置。
3. 請求項1または2に記載の電動車両のバッテリ充電制御装置において、
   前記バッテリエネルギー管理領域変更手段は、前記バッテリエネルギー管理幅が前記所定値または所定範囲内の値よりも小さな値である場合、前記バッテリエネルギー管理領域を、自車位置に近いバッテリエネルギー管理領域が含まれたまま縮小されるよう変更し、前記バッテリエネルギー管理幅が前記所定値または所定範囲内の値よりも大きな値である場合、前記バッテリエネルギー管理領域を、自車位置に近いバッテリエネルギー管理領域が含まれたまま拡大されるよう変更するものであることを特徴とする電動車両のバッテリ充電制御装置。
4. 前記電動車両が、前記バッテリを外部充電拠点でも充電可能なものである、請求項1〜3のいずれか1項に記載の電動車両のバッテリ充電制御装置において、
   前記所定のバッテリエネルギー管理領域内に前記外部充電拠点が存在するのを検知する外部充電拠点検知手段と、
   該手段で前記所定のバッテリエネルギー管理領域内に前記外部充電拠点が存在するのを検知したとき、自車位置から外部充電拠点までの距離よりも遠くにおける外部充電拠点以遠領域を前記バッテリエネルギー管理領域から除外するバッテリエネルギー管理領域縮小手段と、
   該手段で縮小されたバッテリエネルギー管理領域に基づき前記バッテリエネルギー管理目標値演算手段が算出したバッテリエネルギー管理下限値を基に新たなバッテリエネルギー管理上限値を決定する新バッテリエネルギー管理上限値演算手段とを設け、
   前記充電制御手段が前記車載発電装置によるバッテリの充電に際し、前記バッテリエネルギー管理目標値演算手段で算出したバッテリエネルギー管理上限値に代え、前記新バッテリエネルギー管理上限値演算手段で求めた新たなバッテリエネルギー管理上限値を用いるよう構成したことを特徴とする電動車両のバッテリ充電制御装置。
5. 請求項4に記載の電動車両のバッテリ充電制御装置において、
   前記新バッテリエネルギー管理上限値演算手段は、前記バッテリエネルギー管理下限値よりも所定比率だけ大きな値を新たなバッテリエネルギー管理上限値とするものであることを特徴とする電動車両のバッテリ充電制御装置。

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