JP6111149B2 - ハイブリッド車両の制御装置および制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、ハイブリッド車両の制御装置および制御方法に関する。

従来、内燃機関と、電動機と、内燃機関の動力により電動機（発電機）で発電した電力や外部電力によって充電可能な蓄電器と、を備えたハイブリッド車両が知られている。このようなハイブリッド車両は種々の走行モードで走行可能である。走行モードとしては、例えば、内燃機関を停止して蓄電器の電力により駆動される電動機の出力のみによって走行するＥＶモードや、内燃機関の動力により発電機が発電した電力供給によって駆動される電動機の出力によって走行するシリーズモード等がある。

これらの走行モードは、種々の状況に従って選択され、切り替えられる。例えば、従来、自車の現在位置が無公害区地域にあるかどうかという判断に基づいて走行モードを選択することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、自車が現在走行中の経路が低速走行区間かどうかを判断し、低速走行区間ではモータ走行モードで走行するよう制御することが提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特許第３２６４１２３号 特許第４１２３１４３号

ところで、ナビゲーションシステムを搭載した車両においては、ユーザの入力に応じて目的地までの走行経路が予め設定されるので、走行全体としてのエネルギー効率を考慮した走行モードに設定することが望ましい。

本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、目的地までの走行経路全体を考慮して走行モードを適切に決定することにより、エネルギー効率を向上することが可能なハイブリッド車両の制御装置および制御方法を提供することである。

上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、内燃機関（例えば、後述する実施形態における内燃機関１０９）と、蓄電器（例えば、後述する実施形態における蓄電器１０１）と、前記蓄電器からの電力供給によって駆動する電動機（例えば、後述する実施形態における電動機１０７）と、を備え、前記内燃機関の動力と前記蓄電器の電力との少なくともいずれかを用いた複数の走行モードにより走行可能なハイブリッド車両の制御装置であって、
ユーザの入力に基づいて走行経路を設定し、且つ前記走行経路を構成する複数の区間の道路情報を有するナビゲーションシステム（例えば、後述する実施形態におけるナビゲーションシステム１３１）と、
少なくとも前記複数の区間の道路情報に基づき、各区間の走行モードを設定する走行モード設定部（例えば、後述する実施形態におけるマネジメントＥＣＵ１２５）と、
各区間の道路情報に少なくとも基づき、前記蓄電器の電力を用いて走行した場合の各区間における放電エネルギー予測量を導出する放電エネルギー予測量導出部（例えば、後述する実施形態におけるナビゲーションシステム１３１）と、を有し、
前記複数の区間の道路情報は、それぞれの区間における平均車速値を含み、
前記走行モード設定部は、
平均車速値が所定値以下の区間における走行モードを、前記蓄電器の電力を用いて走行するモードに設定し、
平均車速値が前記所定値以下の区間における第１放電エネルギー予測量の和と、前記ＥＶモードでの走行に使用可能な放電可能エネルギー量とを比較し、前記第１放電エネルギー予測量の和が前記放電可能エネルギー量以下の場合は、前記所定値をより大きい値に変更し、
目的地までの走行終了時点での放電エネルギー予測量の和が、現時点における前記蓄電器の放電可能エネルギー量以上となるように、前記蓄電器の電力を用いて走行する区間を設定することを特徴とする。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置において、前記ハイブリッド車両が、前記内燃機関の動力によって発電する発電機（例えば、後述する実施形態における発電機１１１）をさらに備え、
前記内燃機関の動力で走行するモードは、前記内燃機関の動力によって前記発電機で発電した電力を用いて走行するシリーズモードを含む。
請求項３に係る発明は、請求項２に記載のハイブリッド車両の制御装置において、前記ナビゲーションシステムは、平均車速値が前記所定値より大きな区間における走行モードを前記シリーズモードに推奨するフラグを用いて、前記フラグが立つと、前記フラグが立った時点から所定時間の間は前記フラグが変化しても前記シリーズモードでの走行要求を維持し、前記所定時間経過後、前記フラグが降りると前記シリーズモードでの走行要求を行わず、前記フラグが降りた時点から所定時間の間は前記フラグが変化しても前記シリーズモードでの走行要求を行わない状態を維持する。
請求項４に係る発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載のハイブリッド車両の制御装置において、任意の場所で前記ＥＶモードを実施できるための制御を開始又は停止するためのスイッチを有する。
請求項５に係る発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載のハイブリッド車両の制御装置において、前記道路情報は、他車両の車速変動情報を含む。

請求項６に係る発明は、内燃機関と、蓄電器と、前記蓄電器からの電力供給によって駆動する電動機と、を備え、前記内燃機関の動力と前記蓄電器の電力との少なくともいずれかを用いた複数の走行モードにより走行可能なハイブリッド車両の制御方法であって、
ユーザの入力に基づいて走行経路を設定するステップと、
前記走行経路を構成する複数の区間の道路情報に基づき、各区間の走行モードを設定するステップと、
各区間の道路情報に少なくとも基づき、前記蓄電器の電力を用いて走行した場合の各区間における放電エネルギー予測量を導出するステップと、を有し、
前記複数の区間の道路情報は、それぞれの区間における平均車速値を含み、
前記走行モードを設定するステップでは、
平均車速値が所定値以下の区間における走行モードを、前記蓄電器の電力を用いて走行するモードに設定し、
平均車速値が前記所定値以下の区間における第１放電エネルギー予測量の和と、前記蓄電器の電力を用いて走行するモードでの走行に使用可能な放電可能エネルギー量とを比較し、前記第１放電エネルギー予測量の和が前記放電可能エネルギー量以下の場合は、前記所定値をより大きい値に変更し、
目的地までの走行終了時点での放電エネルギー予測量の和が、現時点における前記蓄電器の放電可能エネルギー量以上となるように、前記蓄電器の電力を用いて走行する区間を設定することを特徴とする。

請求項１、６の発明によれば、目的地までの走行経路全体を考慮して走行モードを適切に決定することにより、エネルギー効率を向上することが可能である。また、所定値以下の速度での走行が予測される区間においては蓄電器の電力を用いて走行することにより、エネルギー効率をさらに向上することができる。また、目的地までの走行終了時点での放電エネルギー予測量の和が、現時点における蓄電器の放電可能エネルギー量以上となるように、蓄電器の電力を用いて走行する区間を設定することにより、目的地における蓄電器の残容量を小さくして外部電力を効率よく利用することが可能である。

請求項２の発明によれば、内燃機関の動力によって発電機で発電した電力を用いることにより、エネルギー効率をさらに向上することができる。

シリーズ／パラレル方式のＨＥＶの内部構成を示す模式図である。 図１に示した車両における駆動システムの主要部を概略的に示した図である。 図１に示した車両の各走行モードにおける駆動状態を示した図であり、（ａ）はＥＶモード、（ｂ）（ｃ）はシリーズモードの２つのモード、（ｄ）はエンジン直結モード時における駆動状態を示す図である。 本実施形態の制御装置による、走行経路の区間の一例を説明するための図である。 蓄電器の放電可能エネルギー量を説明するための図である。 本実施形態の制御装置による、走行経路の区間を説明するための図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。

ＨＥＶ（Hybrid Electrical Vehicle：ハイブリッド電気自動車）は、電動機及び内燃機関を備え、車両の走行状態に応じて電動機及び／又は内燃機関の駆動力によって走行する。ＨＥＶには、大きく分けてシリーズ方式とパラレル方式の２種類がある。シリーズ方式のＨＥＶは、電動機の動力によって走行する。内燃機関は発電のためだけに用いられ、内燃機関の動力によって発電機で発電された電力は蓄電器に充電されるか、電動機に供給される。

シリーズ方式のＨＥＶの走行モードとしては、まず、蓄電器からの電源供給によって駆動する電動機の駆動力によって走行する走行モードがある。このとき内燃機関は駆動されない。また、蓄電器及び発電機の双方からの電力の供給や発電機のみからの電力の供給等によって駆動する電動機の駆動力によって走行する走行モードがある。このとき、内燃機関は発電機における発電のために駆動される。

パラレル方式のＨＥＶは、電動機及び内燃機関のいずれか一方又は双方の駆動力によって走行する。パラレル方式のＨＥＶの走行モードとしては、特に、内燃機関のみの駆動力によって走行するモードがある。

上記両方式を複合したシリーズ／パラレル方式のＨＥＶも知られている。当該方式では、車両の走行状態に応じてクラッチを開放又は締結する（断接する）ことによって、駆動力の伝達系統をシリーズ方式及びパラレル方式のいずれかの構成に切り替える。特に低中速の加速走行時にはクラッチを開放してシリーズ方式の構成とし、中高速の定常走行（クルーズ走行）時にはクラッチを締結してパラレル方式の構成とする。

図１は、シリーズ／パラレル方式のＨＥＶの内部構成を示すブロック図である。図１に示すように、シリーズ／パラレル方式のＨＥＶ（以下、単に「車両」という）１は、蓄電器（BATT）１０１と、コンバータ（CONV）１０３と、第１インバータ（第１INV）１０５と、電動機（MOT）１０７と、内燃機関（ENG）１０９と、発電機（GEN）１１１と、第２インバータ（第２INV）１１３と、エンジン直結クラッチ（以下、単に「クラッチ」という。）１１５と、ギアボックス（以下、単に「ギア」という。）１１９と、車速センサ１２１と、回転数センサ１２３と、マネジメントＥＣＵ（MG ECU）１２５と、サーバ１３３から情報を取得するナビゲーションシステム（NAVI）１３１と、を備える。なお、図１中の点線の矢印は値データを示し、実線は指示内容を含む制御信号を示す。

蓄電器１０１は、直列に接続された複数の蓄電セルを有し、例えば１００〜２００Ｖの高電圧を供給する。蓄電セルは、例えば、リチウムイオン電池やニッケル水素電池である。コンバータ１０３は、蓄電器１０１の直流出力電圧を直流のまま昇圧又は降圧する。第１インバータ１０５は、直流電圧を交流電圧に変換して３相電流を電動機１０７に供給する。また、第１インバータ１０５は、電動機１０７の回生動作時に入力される交流電圧を直流電圧に変換して蓄電器１０１に充電する。さらに、蓄電器１０１は、充電器１２６を介して、不図示の外部電源の電力によって充電可能である。

電動機１０７は、車両１が走行するための動力を発生する。電動機１０７で発生したトルクは、ギア１１９を介して駆動軸１２７に伝達される。なお、電動機１０７の回転子はギア１１９に直結されている。また、電動機１０７は、回生ブレーキ時には発電機として動作し、電動機１０７で発電された電力は蓄電器１０１に充電される。

内燃機関１０９は、クラッチ１１５が開放されて車両１がシリーズ走行する際には、発電機１１１を駆動するためだけに用いられる。但し、クラッチ１１５が締結されると、内燃機関１０９の出力は、車両１が走行するための機械エネルギーとして、発電機１１１、クラッチ１１５及びギア１１９を介して駆動軸１２７に伝達される。

発電機１１１は、内燃機関１０９の動力によって駆動され、電力を発生する。発電機１１１が発電した電力は、蓄電器１０１に充電されるか、第２インバータ１１３及び第１インバータ１０５を介して電動機１０７に供給される。第２インバータ１１３は、発電機１１１が発生した交流電圧を直流電圧に変換する。第２インバータ１１３によって変換された電力は、蓄電器１０１に充電されるか、第１インバータ１０５を介して電動機１０７に供給される。

クラッチ１１５は、マネジメントＥＣＵ１２５からの指示に基づいて、内燃機関１０９から駆動輪１２９までの駆動力の伝達経路を断接する。

ギア１１９は、例えば５速相当の１段の固定ギアである。したがって、ギア１１９は、電動機１０７からの駆動力を、特定の変速比での回転数及びトルクに変換して、駆動軸１２７に伝達する。車速センサ１２１は、車両１の走行速度（車速ＶＰ）を検出する。車速センサ１２１によって検出された車速ＶＰを示す信号は、マネジメントＥＣＵ１２５に送られる。回転数センサ１２３は、内燃機関１０９の回転数Ｎｅを検出する。回転数センサ１２３によって検出された回転数Ｎｅを示す信号は、マネジメントＥＣＵ１２５に送られる。また、ユーザにより操作可能であるように車内の任意の場所に配置されたＨＶスイッチ（HV-SW）１２４への入力内容を示す信号は、不図示のメータ等を介してマネジメントＥＣＵ１２５に送られる。

マネジメントＥＣＵ１２５は、車速ＶＰに基づく電動機１０７の回転数の算出、クラッチ１１５の断接、蓄電器１０１の残容量（ＳＯＣ）の検出、アクセルペダル開度（ＡＰ開度）の検出、走行モードの切り替え、並びに、電動機１０７、内燃機関１０９及び発電機１１１の制御等を行う。

ナビゲーションシステム１３１は通信機能を備えており、サーバ１３３から情報を取得する。サーバ１３３には、道路の走行区間情報や、各走行区間情報に対応する他車両の車速変動情報が蓄積されている。ナビゲーションシステム１３１は、不図示の入力手段を介したユーザの目的地入力に応じて必要な情報をサーバ１３３から取得し、現在地から目的地への走行ルートを設定してマネジメントＥＣＵ１２５に送る。また、ナビゲーションシステム１３１には、蓄電器１０１のＳＯＣが入力される。マネジメントＥＣＵ１２５およびナビゲーションシステム１３１により行われる処理の詳細については後述する。また、ナビゲーションシステム１３１は、走行経路を構成する道路の情報を記憶したメモリを備え、そのメモリから走行経路を構成する道路の情報を取得してもよい。

図２は、図１に示した車両１における駆動システムの主要部を概略的に示した図である。また、図３（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は、車両１の各走行モードに応じた駆動状態を示す図である。

まず、図３（ａ）に示すように、車両１は、クラッチ１１５は開放すると共に内燃機関１０９は停止し、蓄電器１０１からの電力供給によって駆動する電動機１０７の駆動力によって走行可能である（ＥＶモード）。

また、車両１は、クラッチ１１５を開放すると共に、内燃機関１０９の動力により発電機が発電した電力供給によって駆動する電動機１０７の駆動力によっても走行可能である（シリーズモード）。この走行モードには、図３（ｂ）に示すように、内燃機関１０９の動力により発電機１１１が、アクセルペダル開度及び車速等に基づく要求出力を電動機１０７が出力可能な電力のみを発電するモードがある。このとき、蓄電器１０１における充放電は原則的には行われない。また、図３（ｃ）に示すように、内燃機関１０９の動力により発電機１１１が、アクセルペダル開度及び車速等に基づく要求出力を電動機１０７が出力可能な電力に加え、蓄電器１０１を充電可能な電力をも発電するモードがある。また、図示はしないが、要求出力が大きい場合には、さらに、蓄電器１０１からの電力をアシスト電力として電動機１０７に供給することも可能である。

さらに、図３（ｄ）に示すように、車両１は、クラッチ１１５を締結することによって、内燃機関１０９の駆動力によっても走行可能である（エンジン直結モード）。尚、エンジン直結モードにおいても、要求出力が大きい場合には、内燃機関１０９の駆動力に加え、蓄電器１０１からの電力供給によって駆動する電動機１０７の駆動力を用いることができる。

ところで、上述したように、車両１が備える蓄電器１０１は外部電力により充電可能である。したがって、目的地に充電環境が設けられていれば、充電器１２６を介して外部電力により蓄電器１０１の充電を行うことが可能である。このときの充電量を大きくして外部電力を効率よく利用するためには、目的地に到着した時点での蓄電器１０１のＳＯＣが十分低くしておく必要がある。そのため、マネジメントＥＣＵ１２５は、通常、車両１を目的地からＥＶモードで走行させることにより蓄電器１０１のＳＯＣを十分に低下させておき、その後、内燃機関１０９を駆動して、シリーズモードやエンジン直結モードにより走行させるよう制御する。

しかしながら、目的地まで走行する道路状況によっては、任意の場所でＥＶモードを実施できるように制御することがユーザの意思に沿う場合がある。そのため、本実施形態においては、ユーザによるＨＶスイッチ１２４の操作があった場合には、マネジメントＥＣＵ１２５が、蓄電器１０１のＳＯＣに応じて、「ＳＯＣ維持（ＨＶ）モード」または「ＳＯＣ回復モード」を実施可能である。

蓄電器１０１のＳＯＣが所定値より高いときにＨＶスイッチ１２４が操作されると、ＳＯＣ維持モードが実施される。ＳＯＣ維持モードにおいて、蓄電器１０１のＳＯＣの目標値は、ＨＶスイッチ１２４が操作された時点での蓄電器１０１のＳＯＣに応じて設定される。マネジメントＥＣＵ１２５は、蓄電器１０１のＳＯＣがこの目標値を概ね維持するように、内燃機関１０９の駆動および電動機１０７の充放電を制御し、シリーズモードで走行する。再びＨＶスイッチ１２４が操作されることによって、ＳＯＣ維持モードが終了する。

蓄電器１０１のＳＯＣが所定値以下であるときにＨＶスイッチ１２４が操作されると、ＳＯＣ回復モードが実施される。ＳＯＣ回復モードにおいて、蓄電器１０１のＳＯＣの目標値は、予め定められた所定の値に設定される。マネジメントＥＣＵ１２５は、蓄電器１０１のＳＯＣがこの目標値へ到達するように、内燃機関１０９の駆動および蓄電器１０１の充放電を制御する。蓄電器１０１のＳＯＣがこの目標値へ到達した後は、自動的にＳＯＣ維持モードへと移行する。このように、ＨＶスイッチ１２４の操作に従ってＳＯＣ維持モードやＳＯＣ回復モードを実施することにより蓄電器１０１のＳＯＣを高い値に維持することができるので、任意の場所でＥＶモードで走行することが可能となる。これにより、ユーザの意思に沿った制御が可能となると共に、エネルギー効率が向上する。

ところで、例えば高速道路を走行中の場合等、高速での走行が要求される場合には、要求出力が大きくなるので、ＥＶモードでの走行よりもシリーズモードでの走行の方が、エネルギー効率を向上できると考えられる。そこで、本実施形態においては、ユーザによるＨＶスイッチ１２４の操作がない場合にも、ナビゲーションシステム１３１と連携して適切にＳＯＣ維持モード（シリーズモード）を実施できるようにする。

ナビゲーションシステム１３１は、ユーザからの目的地の入力に応じて、現在地から目的地へと至る走行経路を設定する。このとき、ナビゲーションシステム１３１は、走行経路を構成する道路の情報をサーバ１３３から取得する。サーバに蓄積されている道路の情報には、高速道、有料道、一般道といった道路種別や、それらの法定制限速度等が含まれている。したがって、ナビゲーションシステム１３１は、走行経路の設定に伴い、高速走行が要求されるポイントを予測することができる。

上述したように、高速走行が要求される場合には、車両の要求出力が大きくなるため、シリーズモードで走行することが望ましいが、外部電力を効率よく利用するためには、目的地に到着した時点での蓄電器１０１のＳＯＣを十分低くしておくことが望ましい。したがって、本実施形態では、蓄電器１０１に充電されている電気エネルギーをほぼ使い切ることができる範囲で、ナビゲーションシステム１３１により高速走行が要求されることが予測されるポイントではシリーズモードで走行可能となるように、マネジメントＥＣＵ１２５が内燃機関１０９の駆動および電動機１０７の充放電を制御する。

図４は、本実施形態の制御装置による、走行経路の区間の一例を説明するための図である。図４に示すように、ユーザからの目的地の入力に応じてサーバ１３３から取得される道路情報においては、走行経路が複数の区間に分割されている。区間の区切りは、道路種別の境界や、ナビゲーションシステム１３１に入力された目的地や経由地に設けられるほか、区間の距離が最大でも所定値以下となるように設けられる。走行経路を構成する各区間について、その道路種別や平均車速、距離等の情報が、ナビゲーションシステム１３１に入力される。尚、各区間の平均車速は、一区間の始端から終端までの法定制限速度の平均値として得られる。

サーバ１３３から各区間の道路情報を取得した後、ナビゲーションシステム１３１は、平均車速が所定の閾値Ｖ_ｔｈ以下の区間のみについて、当該区間をＥＶモードで走行した場合の放電エネルギー量を算出する。この放電エネルギー量は、各区間の平均車速や距離等、および蓄電器１０１からの伝達効率や補機消費に関連して予測されるエネルギー量に基づき算出可能である。そして、ナビゲーションシステム１３１は、平均車速が所定の閾値Ｖ_ｔｈ以下の区間における放電エネルギー量の和Ｐ_ＳＵＭを算出する。図４の例においては、区間Ｚ_３、Ｚ_４における平均車速Ｖ_３、Ｖ_４が所定値を超えているので、これらを除いた区間Ｚ_１、Ｚ_２、Ｚ_５、Ｚ_６、Ｚ_７、Ｚ_８、における距離および平均車速Ｖ_１、Ｖ_２、Ｖ_５、Ｖ_６、Ｖ_７、Ｖ_８に基づき、放電エネルギー量Ｐ_１、Ｐ_２、Ｐ_５、Ｐ_６、Ｐ_７、Ｐ_８を算出し、これらの和Ｐ_ＳＵＭを算出する。

また、ナビゲーションシステム１３１は、蓄電器１０１の現在のＳＯＣに基づき、放電可能エネルギー量Ｐ_ＥＶを算出する。この放電可能エネルギー量Ｐ_ＥＶは、ＥＶモードでの走行に使用可能な蓄電器１０１の電気エネルギーであり、図５に示すように、蓄電器１０１のＳＯＣの現在値Ｅ_Ｓと、ＥＶモードでの走行が許可される下限値Ｅ_Ｌとの差に基づき算出可能である。

ナビゲーションシステム１３１は、平均車速が所定の閾値Ｖ_ｔｈ以下の区間における放電エネルギー量の和Ｐ_ＳＵＭと、ＥＶモードでの走行に使用可能な放電可能エネルギー量Ｐ_ＥＶとを比較する。Ｐ_ＳＵＭ＞Ｐ_ＥＶである場合には、高速走行が予測される区間Ｚ_３、Ｚ_４においてシリーズモードで走行した場合であっても、他の区間においてＥＶモードで走行した場合には、目的地に到達するまでに蓄電器１０１のＳＯＣが十分低くなると考えられる。したがって、ナビゲーションシステム１３１は、区間Ｚ_３、Ｚ_４においてはシリーズモードでの走行が推奨されるものとして、当該区間でのＳＯＣ維持モード推奨フラグを１として、マネジメントＥＣＵ１２５に送る。

一方、Ｐ_ＳＵＭ≦Ｐ_ＥＶである場合には、区間Ｚ_３、Ｚ_４においてシリーズモードで走行すると、目的地に到達した時点での蓄電器１０１のＳＯＣが十分に低くならない可能性がある。そこで、このような場合には、閾値Ｖ_ｔｈを、より大きい値Ｖ_ｔｈ’に変更することにより、放電エネルギー量の和Ｐ_ＳＵＭの計算に加える区間を増やすものとする。図４に示す例においてＰ_ＳＵＭ≦Ｐ_ＥＶであった場合には、まず、区間Ｚ_４における平均車速Ｖ_４が閾値Ｖ_ｔｈ’以下となるため、区間Ｚ_４における放電エネルギー量Ｐ_４を算出する。そして、放電エネルギー量Ｐ_１、Ｐ_２、Ｐ_４、Ｐ_５、Ｐ_６、Ｐ_７、Ｐ_８から、和Ｐ_ＳＵＭを算出する。これらの処理は、Ｐ_ＳＵＭ＞Ｐ_ＥＶとなるまで繰り返し行われる。尚、平均車速が同じ区間が複数ある場合には、当該区間のうちいずれか、例えば現在地に近い方に位置する区間のみを和Ｐ_ＳＵＭの算出に加える区間としてもよい。

以上説明したように、ナビゲーションシステム１３１は、Ｐ_ＳＵＭ＞Ｐ_ＥＶを満たす範囲で平均車速が所定の閾値以上の区間についてはシリーズモードでの走行が推奨されるものとして、当該区間でのＳＯＣ維持モード推奨フラグを１とする。この判断は所定の時間間隔で常時行われるものであり、その結果がマネジメントＥＣＵ１２５に送られる。しかしながら、ＳＯＣ維持モードの実施がナビゲーションシステム１３１により要求されているかどうかについては、マネジメントＥＣＵ１２５でさらなる判断が行われる。

図６は、ナビゲーションシステム１３１によりシリーズモードでの走行を要求するかどうかをマネジメントＥＣＵ１２５により判断する際のタイムチャートである。ナビゲーションシステム１３１においては、ナビ演算アライブカウンタ（不図示）が常時作動しており、その値がマネジメントＥＣＵ１２５に常時送信されている。図６に示すように、ナビ演算アライブカウンタは、所定の時間間隔でインクリメントとリセットを繰り返すように設定されている。ナビ演算アライブカウンタは、ナビゲーションシステム１３１の正常な動作を保証するためのものである。

また、ナビゲーションシステム１３１においては、ＳＯＣ維持モード推奨フラグの状態に応じて、ＳＯＣ維持モードＯＮ継続タイマおよびＳＯＣ維持モードＯＦＦ継続タイマ（不図示）が作動しており、その値がマネジメントＥＣＵ１２５に常時送信されている。ＳＯＣ維持モード推奨フラグが０から１に変化した時点で、ＳＯＣ維持モードＯＮ継続タイマの値は０から増加し、所定時間経過後にＯＮ継続タイマ閾値に到達する。ＳＯＣ維持モードＯＮ継続タイマの値がＯＮ継続タイマ閾値に到達した後は、ＳＯＣ維持モード推奨フラグが１から０に変化するまでその値を保持する。ＳＯＣ維持モード推奨フラグが１から０に変化した時点で、ＳＯＣ維持モードＯＮ継続タイマの値は０へと戻る。ＳＯＣ維持モードＯＦＦ継続タイマの動作も同様である。これらＳＯＣ維持モードＯＮ継続タイマおよびＳＯＣ維持モードＯＦＦ継続タイマは、ＳＯＣ維持モードの実施と不実施との切替の頻発を防止するためのものであり、ひいては内燃機関１０９の運転と停止との切替の頻発を防止するためのものである。

図６に示すように、時点ｔ１においてはＳＯＣ維持モード推奨フラグが０であり、ナビゲーションシステム１３１によるシリーズモード要求フラグも０であるが、時点ｔ３においてはＳＯＣ維持モード推奨フラグが１となっている。ＳＯＣ維持モードＯＦＦ継続タイマは時点ｔ２においてＯＦＦ継続タイマ閾値に到達しており、ナビ演算アライブカウンタも通常通り動作しているので、ナビゲーションシステム１３１によるシリーズモード要求フラグを１とする。これに伴い、時点ｔ２においてＳＯＣ維持モードＯＦＦ継続タイマの値を０に戻し、ＳＯＣ維持モードＯＮ継続タイマの値の増加を開始する。

その後、時点ｔ３〜ｔ４にかけて、ＳＯＣ維持モード推奨フラグは１と０との間で３度切り替わっている。しかしながら、時点ｔ３〜ｔ４の間は、ＳＯＣ維持モードＯＮ継続タイマの値はＯＮ継続タイマ閾値に達していないので、シリーズモード要求フラグを切り替えず、１のまま維持する。このような制御により、ＳＯＣ維持モードの実施と不実施との切替の頻発を防止することができ、ひいては内燃機関１０９の運転と停止との切替の頻発を防止することができる。

その後、ＳＯＣ維持モードＯＮ継続タイマがＯＮ継続タイマ閾値に達した時点ｔ４において、ＳＯＣ維持モード推奨フラグが０となっている。したがって、シリーズモード要求フラグを０に切り替えると共に、ＳＯＣ維持モードＯＮ継続タイマの値を０に戻し、ＳＯＣ維持モードＯＦＦ継続タイマの値の増加を開始する。時点ｔ４〜ｔ５にかけて、ＳＯＣ維持モード推奨フラグは０と１との間で４度切り替わっているが、ＳＯＣ維持モードＯＦＦ継続タイマがＯＦＦ継続タイマ閾値に達していないので、シリーズモード要求フラグは０のままに維持する。

その後、ＳＯＣ維持モードＯＦＦ継続タイマがＯＦＦ継続タイマ閾値に達した時点ｔ５において、ＳＯＣ維持モード推奨フラグが１となっている。したがって、シリーズモード要求フラグを１に切り替えると共に、ＳＯＣ維持モードＯＦＦ継続タイマの値を０に戻し、ＳＯＣ維持モードＯＮ継続タイマの値の増加を開始する。

その後、時点ｔ６においてナビ演算アライブカウンタの値が変化しなくなっており、この状態が所定時間経過後の時点ｔ７まで継続している。このように、ナビ演算アライブカウンタの値が通常通り変化しない状態が所定時間継続した場合には、ナビゲーションシステム１３１が正常に動作していないものと判断されるので、ＳＯＣ維持モード推奨フラグの状態に関わらず、シリーズモード要求フラグを０とする。

ナビゲーションシステム１３１によるシリーズモード要求フラグが１となった場合であっても、マネジメントＥＣＵ１２５で他の状況を加味してさらなる判断が行われる。例えば、ユーザによるＨＶスイッチ１２４の操作の有無を判断する。ユーザによりＨＶスイッチ１２４が操作されている場合、マネジメントＥＣＵ１２５は、ナビゲーションシステムシリーズモード要求フラグに関わらず、ユーザの意思に沿ってＳＯＣ維持モードまたはＳＯＣ回復モードを実施する。また、蓄電器１０１のＳＯＣが小さい場合、マネジメントＥＣＵ１２５は、ナビゲーションシステムシリーズモード要求フラグやＨＶスイッチ１２４の操作に関わらず、内燃機関１０９を駆動してシリーズモードまたはエンジン直結モードで走行する。

以上説明したように、本実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置によれば、目的地までの走行経路全体を考慮して、所定値以下の速度での走行が予測される区間においてはＥＶモードで走行し、また他の区間では内燃機関の動力によって発電機で発電した電力を用いて走行することにより、エネルギー効率を向上することができる。また、目的地までの走行終了時点での放電エネルギー予測量の和が、現時点における蓄電器１０１の放電可能エネルギー量以上となるように、蓄電器１０１の電力を用いて走行する区間を設定することにより、目的地における蓄電器１０１の残容量を小さくして外部電力を効率よく利用することが可能である。

尚、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良等が可能である。本発明に係る制御装置は、シリーズ・パラレル方式のＨＥＶに適用されるものとして説明したが、シリーズ方式のＨＥＶやパラレル方式のＨＥＶにも、本発明を適用可能である。また、前述した実施形態において、Ｐ_ＳＵＭ≦Ｐ_ＥＶであった場合には、区間の平均車速に基づいて、放電エネルギー量の和Ｐ_ＳＵＭの計算に加える区間を選択していたが、区間の放電エネルギー量に基づいて、区間の放電エネルギー量の少ないものから、放電エネルギー量の和Ｐ_ＳＵＭの計算に加える区間を選択してもよい。

１ ハイブリッド車両（車両）
１０１ 蓄電器
１０７ 電動機
１０９ 内燃機関
１１１ 発電機
１２５ マネジメントＥＣＵ
１２９ 駆動輪
１３１ ナビゲーションシステム

Claims (6)

1. 内燃機関と、蓄電器と、前記蓄電器からの電力供給によって駆動する電動機と、を備え、前記内燃機関の動力と前記蓄電器の電力との少なくともいずれかを用いた複数の走行モードにより走行可能なハイブリッド車両の制御装置であって、
   ユーザの入力に基づいて走行経路を設定し、且つ前記走行経路を構成する複数の区間の道路情報を有するナビゲーションシステムと、
   少なくとも前記複数の区間の道路情報に基づき、各区間の走行モードを設定する走行モード設定部と、
   各区間の道路情報に少なくとも基づき、前記蓄電器の電力を用いて走行した場合の各区間における放電エネルギー予測量を導出する放電エネルギー予測量導出部と、を有し、
   前記複数の区間の道路情報は、それぞれの区間における平均車速値を含み、
   前記走行モード設定部は、
   平均車速値が所定値以下の区間における走行モードを、前記蓄電器の電力を用いて走行するＥＶモードに設定し、
   平均車速値が前記所定値以下の区間における第１放電エネルギー予測量の和と、前記ＥＶモードでの走行に使用可能な放電可能エネルギー量とを比較し、前記第１放電エネルギー予測量の和が前記放電可能エネルギー量以下の場合は、前記所定値をより大きい値に変更し、
   目的地までの走行終了時点での放電エネルギー予測量の和が、現時点における前記蓄電器の放電可能エネルギー量以上となるように、前記ＥＶモードで走行する区間を設定するハイブリッド車両の制御装置。
2. 前記ハイブリッド車両が、前記内燃機関の動力によって発電する発電機をさらに備え、
   前記内燃機関の動力で走行するモードは、前記内燃機関の動力によって前記発電機で発電した電力を用いて走行するシリーズモードを含む、請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
3. 前記ナビゲーションシステムは、平均車速値が前記所定値より大きな区間における走行モードを前記シリーズモードに推奨するフラグを用いて、前記フラグが立つと、前記フラグが立った時点から所定時間の間は前記フラグが変化しても前記シリーズモードでの走行要求を維持し、前記所定時間経過後、前記フラグが降りると前記シリーズモードでの走行要求を行わず、前記フラグが降りた時点から所定時間の間は前記フラグが変化しても前記シリーズモードでの走行要求を行わない状態を維持する、請求項２に記載のハイブリッド車両の制御装置。
4. 任意の場所で前記ＥＶモードを実施できるための制御を開始又は停止するためのスイッチを有する、請求項１〜３のいずれか１項に記載のハイブリッド車両の制御装置。
5. 前記道路情報は、他車両の車速変動情報を含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載のハイブリッド車両の制御装置。
6. 内燃機関と、蓄電器と、前記蓄電器からの電力供給によって駆動する電動機と、を備え、前記内燃機関の動力と前記蓄電器の電力との少なくともいずれかを用いた複数の走行モードにより走行可能なハイブリッド車両の制御方法であって、
   ユーザの入力に基づいて走行経路を設定するステップと、
   前記走行経路を構成する複数の区間の道路情報に基づき、各区間の走行モードを設定するステップと、
   各区間の道路情報に少なくとも基づき、前記蓄電器の電力を用いて走行した場合の各区間における放電エネルギー予測量を導出するステップと、を有し、
   前記複数の区間の道路情報は、それぞれの区間における平均車速値を含み、
   前記走行モードを設定するステップでは、
   平均車速値が所定値以下の区間における走行モードを、前記蓄電器の電力を用いて走行するモードに設定し、
   平均車速値が前記所定値以下の区間における第１放電エネルギー予測量の和と、前記蓄電器の電力を用いて走行するモードでの走行に使用可能な放電可能エネルギー量とを比較し、前記第１放電エネルギー予測量の和が前記放電可能エネルギー量以下の場合は、前記所定値をより大きい値に変更し、
   目的地までの走行終了時点での放電エネルギー予測量の和が、現時点における前記蓄電器の放電可能エネルギー量以上となるように、前記蓄電器の電力を用いて走行する区間を設定するハイブリッド車両の制御方法。

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