JP6766562B2 - ハイブリッド車 - Google Patents

Description

本明細書は、走行用にエンジンとモータを備えるハイブリッド車を開示する。特に、走行中の騒音を考慮してエンジン始動のポイントを特定するハイブリッド車を開示する。

ハイブリッド車は、エンジンとモータの双方で走行するＨＶモードと、エンジンを停止してモータのみで走行するＥＶモードを自動的に切り換えながら走行する。特許文献１には、ＥＶモードで走行中に、予定経路の道路勾配に基づいてエンジンの始動タイミングを決定する技術が開示されている。その技術は、予定経路上の道路勾配に基づいて、その地点において要求される駆動力がエンジン始動の駆動力閾値を超える地点をエンジン始動予定地点として設定する。特許文献１の技術は、エンジン始動予定地点への到達予定時刻に先立って触媒装置を暖気しておき、エンジン始動直後から排気ガスを効果的に処理する。

特開２０１３−０５６６１４号公報

近年、車速を自動的に調整する機能が普及してきている。車速自動調整中は、運転者はアクセル操作を行わない。車速自動調整機能を使わず、ユーザがアクセル操作をしているときには走行中にエンジンが始動しても、大抵の場合は、アクセルの踏み込みと同時にエンジンが始動することになるので、エンジン始動に伴う騒音はさほど気にならない。しかし、ユーザがアクセル操作をしない車速自動調整中に突然エンジンが始動すると運転者に違和感を与えるおそれがある。本明細書は、車速自動調整中のエンジン始動に起因する騒音が運転者に与える違和感を緩和する技術を提供する。

ＥＶモードで車速自動調整中にハイブリッド車がエンジンを始動するのは主として次の２通りである。一つは、上記したように、走行経路の道路勾配が大きく、モータの駆動力だけでは設定された車速を維持できない場合である。もう一つは、バッテリの残量が減ってモータで発電しなければならない場合である。本明細書が開示するハイブリッド車は、予定経路の各地点における道路勾配と予定車速に基づいて、あるいは、モータに電力を供給するバッテリの残量に基づいて、次にエンジンを始動するエンジン始動ポイントを設定する。そして、エンジン始動ポイントでの騒音レベルが大きいことが予想される場合には、エンジン始動ポイントを前倒しして、騒音レベルが運転者に与えるインパクトが相対的に小さい地点でエンジンを始動させる。

本明細書が開示するハイブリッド車は、車速の自動調整機能を有する車両である。そのハイブリッド車は、車速の自動調整中であってエンジンを停止してモータのみで走行中に、次のエンジン始動ポイントを設定するコントローラを備えている。コントローラは、予定経路の各地点における道路勾配と予定車速に基づいて、あるいは、モータに電力を供給するバッテリの残量に基づいて、次にエンジンを始動するエンジン始動ポイントを設定する。コントローラは、エンジン始動ポイントにおけるエンジン始動時の騒音レベルを推定するとともに、エンジン始動ポイントにおける予定車速から騒音レベル閾値を設定する。コントローラは、エンジン始動ポイントにおける騒音レベルが騒音レベル閾値を上回っている場合、予定経路のエンジン始動ポイントよりも手前の地点におけるエンジン始動時の騒音レベルを推定するとともに当該地点における騒音レベル閾値を設定する。コントローラは、騒音レベルが騒音レベル閾値を下回る地点を新たなエンジン始動ポイントに再設定する。そして、エンジン始動ポイントに到達したらエンジンを始動する。

エンジン始動ポイントは、予定経路上の地点で与えられる。なお、モータに電力を供給するバッテリの残量に基づいてエンジン始動ポイントを設定する場合は、エンジン始動ポイントは時刻で与えられてもよい。即ち、今から何分後にバッテリ残量が残量閾値に到達するかが解ればよい。残量閾値は、バッテリの残量が少ないためにエンジンを始動してモータで発電し、バッテリを充電しなければならないことを示す閾値であり、予めコントローラに記憶されている。

近年は、ステアリングまで自動で行う自動運転の研究が盛んである。自動運転では、車速の調整範囲が広い。例えば、車速調整の範囲は、交差点での停止から、高速道路での高車速域まで拡がる可能性がある。車速が高いほど、周囲の騒音が大きくなるので、エンジン始動に伴う騒音は気にならなくなる。そこで、例えば、当初のエンジン始動ポイントでは予定車速が低く、エンジンを始動してしまうと運転者に違和感を与えてしまうおそれがあれば、コントローラは、当初のエンジン始動ポイントよりも手前で車速の高い地点を改めてエンジン始動ポイントに設定し、そのエンジン始動ポイントに到達したらエンジンを始動する。そうすることで、ＥＶモードで自動車速調整機能を有効にして走行している間、突然のエンジン始動が運転者に与える違和感を低減する。本明細書が開示する技術の詳細とさらなる改良は以下の「発明を実施するための形態」にて説明する。

実施例のハイブリッド車の駆動系のブロック図である。 走行状態（道路勾配）とコンバータの出力電流と騒音レベルの変化を示す模式図である。 車速自動調整中のＥＶモードからエンジン始動までの処理のフローチャートである（道路傾斜に基づく処理）。 車速自動調整中のＥＶモードからエンジン始動までの処理のフローチャートである（図３の続き）。 車速自動調整中のＥＶモードからエンジン始動までの処理のフローチャートである（バッテリ残量に基づく処理）。 エンジン始動を前倒しするか否かを決定するためのグラフの一例である。

図面を参照して実施例のハイブリッド車１００を説明する。図１に、ハイブリッド車１００の駆動系のブロック図を示す。図１では、太実線が駆動力の伝達経路を示しており、中実線が電力の伝達経路を示しており、破線矢印が信号の伝達経路を示している。

ハイブリッド車１００は、走行用に２個のモータ（第１モータ３９ａ、第２モータ３９ｂ）と、エンジン３４を備える。なお、第１モータ３９ａ、第２モータ３９ｂは、駆動トルクを出力するだけでなく、出力軸側から逆駆動されて発電する場合もある。本明細書では、発電する機能も含めて「モータ」と称する。第１モータ３９ａ、第２モータ３９ｂ、エンジン３４の出力軸は、動力分配機構３０に連結される。エンジン３４の出力トルクと第１モータ３９ａ、第２モータ３９ｂの出力トルクは動力分配機構３０によって適宜に合成あるいは分割される。動力分配機構３０は、プラネタリギア３１を主な部品とするギアセットである。プラネタリギア３１のサンギア３１ａが第１モータ３９ａに連結しており、キャリア３１ｂがエンジン３４に連結している。リングギア３１ｃは、カウンタギア３２に係合している。カウンタギア３２は、車軸３５の一端に連結されている。車軸３５の他端は駆動輪３７に連結されており、途中にデファレンシャルギア３６が実装されている。車軸３５にはリダクションギア３３も固定されており、そのリダクションギア３３を介して第２モータ３９ｂが係合している。即ち、第２モータ３９ｂは、リダクションギア３３を介して車軸３５に係合している。なお、サンギア３１ａと第１モータ３９ａの間、あるいは、エンジン３４とキャリア３１ｂの間には別のギアが介在してもよい。第２モータ３９ｂと車軸３５の間には、カウンタギア３２及びリダクションギア３３とは別のギアが介在してもよい。

図１のスケルトン図から理解されるように、エンジン３４が車軸３５にトルクを伝達する際、その反力を第１モータ３９ａが受ける。第１モータ３９ａの負荷を調整することで、エンジントルクの車軸３５と第１モータ３９ａへの分配比率が変化する。第１モータ３９ａの負荷は、第１モータ３９ａに電気的に接続されているインバータ９ａで調整される。インバータ９ａは、第１モータ３９ａが逆駆動されるときに発生する電力の流れを制御することで、第１モータ３９ａの逆駆動負荷を調整する。第１モータ３９ａがエンジントルクの一部で逆駆動されるとき、第１モータ３９ａは発電する。即ち、動力分配機構３０によって、エンジントルクは、第１モータ３９ａで発電するためのトルクと、車軸３５へ伝達されるトルクに分配される。分配比率はインバータ９ａで調整される。第１モータ３９ａは、エンジン３４を始動するのにも使われる。

ハイブリッド車１００は、より大きな推進力が必要なときには第２モータ３９ｂを駆動し、エンジントルクを補助する。また、ハイブリッド車１００は、エンジン３４を停止し、第２モータ３９ｂの出力だけで走行する場合もある。第２モータ３９ｂは直接的にはインバータ９ｂによって制御される。エンジン３４を停止して第２モータ３９ｂのみで走行する状態は、ＥＶモード（エレクトリックビークルモード）と称される。エンジン３４と第２モータ３９ｂの双方の駆動トルクで走行する状態は、ＨＶモード（ハイブリッドビークルモード）と称される。

ドライバがブレーキペダルを踏んだ時、車両の前進慣性力で第２モータ３９ｂを逆駆動し、制動と発電とを同時に行うことがある。制動力は、第２モータ３９ｂの逆駆動負荷と、不図示のブレーキ装置で分担する。第２モータ３９ｂによる制動力は、第２モータ３９ｂが逆駆動されるときに発生する電力の流れをインバータ９ｂが制御することで調整される。

インバータ９ａ、９ｂは、電力制御装置１０の一部である。電力制御装置１０は、インバータ９ａ、９ｂのほか、双方向ＤＣ−ＤＣコンバータ８と、平滑化コンデンサ７を備える。双方向ＤＣ−ＤＣコンバータ８は、バッテリ２の電力を昇圧してインバータ９ａ、９ｂへ供給する昇圧機能と、インバータ９ａ、９ｂから出力される回生電力を降圧してバッテリ２へ供給する降圧機能の双方を備える。回生電力とは、第１モータ３９ａ又は第２モータ３９ｂが発電した交流電力をインバータ９ａ又は９ｂが直流電力に変換して双方向ＤＣ−ＤＣコンバータへ供給する電力のことである。双方向ＤＣ−ＤＣコンバータ８とインバータ９ａ、９ｂの間に、両者の間を流れる電流の脈動を抑える平滑化コンデンサ７が並列に接続されている。インバータ９ａ、９ｂの構造はよく知られているので回路図と説明は省略する。

双方向ＤＣ−ＤＣコンバータ８は、直列に接続された２個のトランジスタ６ａ、６ｂと、リアクトル４と、フィルタコンデンサ３と、電流センサ５を備える。リアクトル４の一端は、双方向ＤＣ−ＤＣコンバータ８のバッテリ側の正極端に接続されている。リアクトル４の他端は、２個のトランジスタ６ａ、６ｂの直列接続の中点に接続されている。フィルタコンデンサ３は、バッテリ側の正極端と負極端の間に接続されている。各トランジスタ６ａ、６ｂの夫々には、逆方向の電流を通す還流ダイオードが逆並列に接続されている。電流センサ５は、リアクトル４を流れる電流を計測する。

トランジスタ６ａは降圧機能に関与し、トランジスタ６ｂは昇圧機能に関与する。トランジスタ６ａ、６ｂは、ＰＷＭ信号で駆動される。ハイブリッド車では、運転者のアクセル操作とブレーキ操作により、力行（即ち、モータが駆動トルクを出力して車両を加速させること）と回生（即ち、モータが出力軸側から逆駆動されて発電すること）が頻繁に切り換わる。図１の双方向ＤＣ−ＤＣコンバータ８は、トランジスタ６ａ、６ｂに相補的なＰＷＭ信号を供給することで、力行と回生に関わらずに、バッテリ側の電圧とインバータ側の電圧の比を一定に保持するように動作する。相補的なＰＷＭ信号により、双方向ＤＣ−ＤＣコンバータ８では、モータが逆駆動されて発電すればインバータ側からバッテリ側へと電力が流れ、そうでないときには、バッテリ側からインバータ側へと電力が流れることになる。

双方向ＤＣ−ＤＣコンバータ８とインバータ９ａ、９ｂは、メインコントローラ２１によって制御される。メインコントローラ２１は、電流センサ５の計測データ、その他の様々な情報に基づき、第１モータ３９ａ、第２モータ３９ｂ、及び、エンジン３４の夫々の目標出力を決定し、双方向ＤＣ−ＤＣコンバータ８、インバータ９ａ、９ｂのトランジスタへ、駆動信号を供給する。また、メインコントローラ２１は、エンジン３４の目標出力をエンジンコントローラ２２に伝達する。エンジンコントローラ２２は、受信した目標出力が実現されるように、エンジン３４を制御する。メインコントローラ２１は、プロセッサ２１ａとメモリ２１ｂを備えており、メモリ２１ｂに格納された各種のプログラムをプロセッサ２１ａが実行することにより、各種の制御を行う。なお、図１では、一つのプロセッサ２１ａがすべての処理を行うように描いてあるが、ハイブリッド車１００の各種の制御は、複数のプロセッサ（複数のコントローラ）が協働して実現するものであってもよい。

メインコントローラ２１には、エンジンコントローラ２２や電流センサ５のほか、例えば、車速センサ２３、ナビゲーション装置２４、車間距離センサ２５、通信器２６、バッテリ残量センサ２９などが接続されている。通信器２６は、アンテナ２６ａを備えており、車両外部の様々な情報源（例えば、道路交通情報センタなど）から必要な情報を得ることができる。車速センサ２３からは現在の車速の情報を得る。ナビゲーション装置２４からは目的地までの予定経路における道路勾配の情報を得る。車間距離センサ２５からは、前方の車両との距離を得る。バッテリ残量センサ２９からはバッテリ２の残量（電力残量）を得る。また、メインコントローラ２１は、通信器２６を経由して、車両外部から様々情報（例えば、渋滞情報など）を得る。ナビゲーション装置２４に代えて車両外部のセンタから予定経路の道路勾配の情報を取得してもよい。

メインコントローラ２１は、必要に応じてエンジン３４を停止させたり、始動させたりする。例えば、エンジン３４の効率が低い低車速域（発進時を含む）では、エンジン３４を停止し、第２モータ３９ｂのみで走行する。第２モータ３９ｂのみで走行中に運転者がアクセルペダルを強く踏み込んだときには、エンジン３４を始動し、第２モータ３９ｂの出力トルクにエンジン３４の出力トルクを加え、運転者が要求する高い駆動トルクを得る。また、メインコントローラ２１は、バッテリ２の残量が残量閾値を下回った場合にも、エンジン３４を始動する。このとき、エンジン３４の駆動力で走行しつつ第１モータ３９ａで発電し、バッテリ２を充電する。

ハイブリッド車１００には、車速自動調整機能が付いている。ハイブリッド車１００の車速調整機能では、前方車との距離（車間距離）が一定値以下とならないように車速を制御する機能も付いている。さらには、車速自動調整機能には、走行中の経路の制限速度を上回らないように車速を調整する機能も付いている。走行中の経路の制限速度は、ナビゲーション装置２４から、あるいは、通信器２６を介して外部の道路交通情報センタから得る。

車速自動調整機能は、メインコントローラ２１が実行する。メインコントローラ２１は、運転者が設定した車速（設定車速）を維持するようにエンジン３４と第１モータ３９ａ、及び、第２モータ３９ｂを制御する。ただし、先に述べたように、メインコントローラ２１は、車間距離センサ２５から得る前方車との距離（車間距離）が一定値以下になると、ブレーキを加え、車間距離が一定値以上になるように車速を落とす。前方車がいなくなると、メインコントローラ２１は、元の設定車速まで加速する。また、走行中の経路の制限速度が設定車速を下回っている場合は、メインコントローラ２１は、車速を制限速度まで低下させる。さらに、前方に一時停止すべき交差点が存在すると、ハイブリッド車１００は、徐々に速度を落とし、交差点の停止線で一時停止し、ついで設定車速まで加速する。ハイブリッド車１００には、様々な障害物センサが取り付けられており、一時停止したのち、前方に障害物が存在しないことを障害物センサで確認してから発進する。

水平な道路では、車速を一定に保持するのに大きなトルクは不要であり、第２モータ３９ｂの出力トルクのみで車速を一定に保持することができる。しかし、所定の傾きよりも急な坂路を登る場合には、第２モータ３９ｂの出力トルクのみでは車速が維持できない場合がある。そのような場合、メインコントローラ２１は、エンジン３４を始動し、第２モータ３９ｂとエンジン３４の合計トルクで、設定車速を維持しつつ登坂する。

また、ＥＶモードで走行中にバッテリ残量が残量閾値を下回ったときも、メインコントローラ２１はエンジン３４を始動し、第１モータ３９ａによる発電を開始する。

車速自動調整中は、ユーザはアクセル操作を行わない。一方、メインコントローラ２１は、上記したように、ＥＶモードで走行中、急な登坂路を登るとき、あるいは、バッテリ残量が残量閾値を下回るとエンジン３４を始動する。ユーザがアクセル操作を行わず、車速自動調整中に突然エンジンが始動すると、エンジン始動に伴う騒音の増大によりユーザに違和感を与えるおそれがある。そこでハイブリッド車１００は、ＥＶモードで車速自動調整を行っている場合には、次にエンジンを始動するポイント（エンジン始動ポイント）を設定するとともに、エンジン始動ポイントにてエンジンを始動したときに生じる騒音レベルを推定する。推定した騒音レベルが特定の騒音レベル閾値よりも大きい場合、メインコントローラ２１は、予定経路においてエンジン始動ポイントよりも手前でエンジン始動に伴う騒音が周囲の音にまぎれる地点を探し、その地点を新たなエンジン始動ポイントに再設定する。そして、メインコントローラ２１は、再設定されたエンジン始動ポイントにてエンジンを始動する。自動車は車速が高くなるにつれて騒音も大きくなる。それゆえ、再設定されるエンジン始動ポイントとは、車速が比較的に高いポイントである。車速が比較的に高く、もともとの騒音が大きいときにエンジンを始動すれば、エンジン始動に伴って発生する騒音は周囲の騒音にまぎれ、運転者に与える違和感も小さくなる。

図２に、走行状態（道路勾配）と騒音レベルの変化の模式図を示す。なお、エンジン始動に伴う騒音には、エンジンの物理的な回転開始に伴う騒音のほかに、例えば、セルモータとして用いる第１モータ３９ａを駆動するために双方向ＤＣ−ＤＣコンバータ８の出力電流を増加させることが原因となり得る。双方向ＤＣ−ＤＣコンバータ８の出力電流が急増すると、リアクトル４の振動などに起因して「キーン」という高周波音が発生する。そのような高周波音が運転者に違和感を与えるおそれがある。図２には、双方向ＤＣ−ＤＣコンバータ８の出力電流も示してある。なお、図２では、双方向ＤＣ−ＤＣコンバータ８を単純に「コンバータ」と表記してある。以下の説明でも、双方向ＤＣ−ＤＣコンバータ８を、単純に「コンバータ８」と表記する。

図２（１）は、道路勾配を模式的に示している。図２（２）は、予定車速を維持するのに要求される駆動力（要求駆動力）を示している。図２（３）は、従来技術におけるコンバータ８の出力電流を示している。図２（４）は、従来技術における騒音レベルを示している。図２（５）は、本実施例の技術を使ってエンジン始動ポイントを前倒ししたときのコンバータ８の出力電流を示している。図４（６）は、本実施例の技術を使ってエンジンを始動したときの騒音レベルを示している。

道路勾配が徐々にきつくなり、図２のポイントＰ１で要求駆動力がエンジン始動の駆動力閾値を超える。従来であれば、ポイントＰ１でメインコントローラ２１はエンジン３４を始動する。道路勾配がきつくなるにつれて第２モータ３９ｂへ供給する電流が大きくなり、ポイントＰ１では、エンジン３４を始動するために第１モータ３９ａも駆動することから、コンバータ８の総出力電流が大きくなる（図２（３））。先に述べたように、騒音レベルには、コンバータ８の総出力電流が寄与するので、コンバータ８の総出力電流が大きいと、騒音レベルも大きくなる。

本実施例の技術では、エンジン始動に先立って、エンジン始動ポイント（即ち、図２のポイントＰ１）を特定し、そのポイントでの騒音レベルが騒音レベル閾値を超えると予想されるときには、エンジンを始動するポイントを前倒しする（図２（５）、（６））。詳しい処理は後述するが、例えば、ポイントＰ１より手前のポイントＰ２でエンジン３４を始動する。ポイントＰ２ではまだ道路勾配がきつくないので、第２モータ３９ｂへの電流も少ない。その段階で第１モータ３９ａを駆動してエンジン３４を始動する。ポイントＰ２では第２モータ３９ｂへ供給する電流が少ないので、コンバータ８が出力する総電流も、先のポイントＰ１での総電流と比較して小さくなる（図２（５））。それゆえ、騒音レベルも小さくなる（図２（６））。

なお、騒音レベルは、実際に騒音の大きさを計測したものではなく、次の手順で推定される。メインコントローラ２１のメモリ２１ｂには、コンバータ８の総出力電流を入力変数とし、その入力変数に対応する騒音レベルを出力変数とする関数あるいはマップが格納されている。メインコントローラ２１は、その関数あるいはマップを参照して、コンバータ８の総出力電流の大きさに基づいて騒音レベルを推定する。なお、騒音レベル推定の関数あるいはマップには、コンバータ８が発する高周波音のレベルのほか、エンジン３４が実際に回転始動するときの物理的振動に起因する騒音が含まれていてもよい。また、図２では、騒音レベル閾値は一定であるとして図を描いてあるが、騒音レベル閾値は、車速と正の相関を有して変動するように定められているとよい。車速が高いと周囲の騒音レベルが大きくなるため、エンジン始動に伴って発生する騒音が周囲の騒音にまぎれるからである。騒音レベル閾値も、車速を入力変数とした関数あるいはマップによって設定される。

図３と図４に、車速自動調整中のＥＶモードでの走行において、エンジン始動までのフローチャートを示す。図３と図４のフローチャートを参照しながら、エンジン始動ポイントの前倒しについて説明する。まず、前提として、ハイブリッド車１００では、ナビゲーション装置２４を使って目的地が設定されており、目的地までの経路（予定経路）が特定されている。本実施例のハイブリッド車１００は、車外の道路交通情報センタから、予定経路上の各地点の制限速度、道路勾配、渋滞情報などを取得し、車速自動調整は、各地点の制限速度以下となるように、さらには、前方車両との車間距離を一定距離以上確保するように、車速を調整する。さらに、ハイブリッド車１００では、前方の信号が赤信号である場合は、停止線で、あるいは前方車両から一定の距離を隔てて停止する。先に述べたように、ハイブリッド車１００には不図示の障害物センサが搭載されており、メインコントローラ２１は、発進に先立って周囲に障害物がないことを確認する。

図３と図４の処理は、ＥＶモードで走行中（即ち、エンジン３４を停止して第２モータ３９ｂのみで走行中）であって、上記した車速自動調整機能が動作しているとき、メインコントローラ２１にて、一定時間間隔（例えば１分ごと）で繰り返し実行される。メインコントローラ２１は、まず、通信器２６を介して外部の道路交通情報センタにアクセスし、予定経路の各地点の制限速度と道路勾配、及び、渋滞情報を取得する（Ｓ２）。なお、道路勾配の情報などは、ナビゲーション装置２４に格納されているデータを使ってもよい。次に、メインコントローラ２１は、現在の車速と各地点での渋滞情報及び制限速度から、予定経路の各地点での予定車速を設定する（Ｓ３）。メインコントローラ２１は、予定経路上に目的地まで例えば１００ｍごとに地点設定を行う。各地点とは、メインコントローラ２１が設定した予定経路上の一定間隔の地点のことである。

次にメインコントローラ２１は、予定経路の各地点の道路勾配とステップＳ２で設定した予定車速から、各地点での要求駆動力を求める（Ｓ４）。要求駆動力とは、各地点の予定速度を実現するのに必要なモータ出力である。次にメインコントローラ２１は、現在地から順に、予定経路の各地点での要求駆動力がエンジン始動の駆動力閾値を超えるか否かをチェックする（Ｓ５）。エンジン始動の駆動力閾値を超える地点が無ければ（Ｓ５：ＮＯ）、ＥＶ走行で目的地まで走行できることになり、エンジンを始動する必要がないので処理を終了する。なお、バッテリ残量が少なくなってエンジンを始動する場合については、図５を参照して後述する。

要求駆動力が駆動力閾値を超える地点が見つかると（Ｓ５：ＹＥＳ）、メインコントローラ２１は、その地点をエンジン始動ポイントに設定する（Ｓ６）。次にメインコントローラ２１は、エンジン始動ポイントにおける要求駆動力に、エンジン３４を始動するのに必要な第１モータ３９ａの駆動力を加算し、総駆動力に相当するコンバータ８の総出力電流を求める（Ｓ７）。そして、メインコントローラ２１は、ステップＳ７で求めた総出力電流から、コンバータ８が発する騒音レベルを求める（Ｓ８）。先に述べたように、メインコントローラ２１は、コンバータ８の総出力電流を入力変数とする関数あるいはマップを用いて騒音レベルを求める（推定する）。別言すると、メインコントローラ２１は、エンジン始動ポイントにおいて予定車速を実現するのに要する駆動力とエンジン３４を始動するのに要する駆動力の和に基づいてエンジン始動時の騒音レベルを推定する。

また、メインコントローラ２１は、エンジン始動ポイントにおける予定車速から、そのポイントにおける騒音レベル閾値を求める（Ｓ９）。騒音レベル閾値も、先に述べたように、予定車速を入力変数とする関数あるいはマップを用いて算出される。そして、メインコントローラ２１は、ステップＳ８で求めた騒音レベルをステップＳ９で求めた騒音レベル閾値と比較する（Ｓ１０）。騒音レベルが騒音レベル閾値よりも低ければ（Ｓ１０：ＮＯ）、ステップＳ６で設定したエンジン始動ポイントで予定通りエンジンを始動しても運転者に違和感を与えるほどの大きな騒音が生じないので、処理を終了する。一方、騒音レベルが騒音レベル閾値よりも大きい場合、図４のステップＳ１２以降の処理により、エンジン始動ポイントを前倒しする。

ステップＳ１２では、ステップＳ６で設定したエンジン始動ポイントから現在地へ向かって予定経路上の各地点ごとに、順次、エンジン始動時の騒音レベルと騒音レベル閾値を求める。エンジン始動時の騒音レベルは、ステップＳ７とＳ８の処理を、各地点に対して行えばよい。騒音レベル閾値は、ステップＳ９の処理を各地点に対して行えばよい。そして、メインコントローラ２１は、各地点の騒音レベルと騒音レベル閾値を比較する（Ｓ１３）。騒音レベルが騒音レベル閾値よりも大きい場合（Ｓ１３：ＮＯ）、現在地まで全ての地点に対してステップＳ１３の比較を行うまで処理を繰り返す（Ｓ１４：ＮＯ、Ｓ１２）。騒音レベルが騒音レベル閾値よりも小さい地点が発見されたら（Ｓ１３：ＹＥＳ）、メインコントローラ２１は、その地点を新たなエンジン始動ポイントに設定して（Ｓ１５）、処理を終了する。一方、全ての地点で騒音レベルを検証しても騒音レベル閾値を下回る地点がなかった場合（Ｓ１４：ＹＥＳ）、そのまま処理を終了する。その場合、ステップＳ６で設定されたエンジン始動ポイントがそのまま保持される。

図３、図４の処理とは別に、メインコントローラ２１は、図３、図４の処理で設定されたエンジン始動ポイントに到達すると、第１モータ３９ａを駆動し、エンジン３４を始動する。

図４のステップＳ１２からステップＳ１５の処理により、図２の模式図で示したように、メインコントローラ２１は、エンジン始動時の騒音レベルが騒音レベル閾値よりも低い地点にて前倒しでエンジンを始動することになる。なお、全ての地点の騒音レベルを検証した結果、いずれの地点でも騒音レベル閾値を下回らない場合は、メインコントローラ２１は、当初の予定通りステップＳ６で設定したエンジン始動ポイントにてエンジンを始動することになる。

なお、図３、図４の処理は、定期的に実行される。従って途中で経路を変更したり、渋滞予測が変化した場合には、最新の情報に基づいてエンジン始動ポイントが更新される。

次に、予定経路を走行中にバッテリ残量が残量閾値まで低下してエンジンを始動する場合の処理を、図５を参照して説明する。なお、図５では、図４の処理と同じ処理には同じステップ番号を付した。即ち、図５の処理は、図４の処理のステップＳ５の代わりにステップＳ２１とＳ２２を加えたものである。また、図５の（Ａ）の続きは、図４の処理となる。

ステップＳ２からＳ４までの処理で、経路上の各地点での要求駆動力が求まる。要求駆動力は、即ち、バッテリの消費電力に相当する。ステップＳ２１において、メインコントローラ２１は、各地点でのバッテリ残量を求める。なお、予定経路上の地点は離散的な点であるが、バッテリの電力は連続的に消費される。メインコントローラ２１は、各地点での要求駆動力が地点間距離の間継続するとして、地点間距離のバッテリ消費量を求め、各地点におけるバッテリ残量を算出する。次にメインコントローラ２１は、ステップＳ２２にて、バッテリ残量が残量閾値に到達する地点があるか否かをチェックする。ここで、残量閾値とは、バッテリ残量がその閾値に達したらエンジンを始動させて充電を開始するという閾値である。バッテリ残量が残量閾値に到達する地点を発見したら、メインコントローラ２１は、その地点をエンジン始動ポイントに設定する（Ｓ６）。バッテリ残量が残量閾値に到達する地点が無ければ（Ｓ２２：ＮＯ）、現在のバッテリ残量で目的地まで走行できることになるので、エンジン３４を始動する必要がなく、処理を終了する。

ステップＳ６以降は、先の図３、図４の場合と同じである。すなわち、ステップＳ６で設定されたエンジン始動ポイントでの騒音レベルがその地点での騒音レベル閾値を超えている場合は、メインコントローラ２１は、騒音レベルが騒音レベル閾値を下回る地点にて前倒しでエンジン３４を始動する。

なお、エンジン始動を前倒しするか否かを、予定車速とエンジン始動時のコンバータ８の総出力電流のグラフから決定してもよい。図６に、横軸に予定車速をとり、縦軸にエンジン始動時のコンバータ８の総出力電流をとったグラフを示す。なお、縦軸は、そのまま騒音レベルを表す。（Ａ）の領域は、低車速であって周囲の騒音が小さく、かつ、コンバータ８の総出力電流が大きいのでエンジン始動に起因する騒音が運転者に違和感を与える可能性が高い。一方、（Ｂ）の領域は、車速が比較的に高くて周囲の騒音レベルが大きく、かつ、コンバータ８の総出力電流が小さいのでエンジン始動に起因する騒音が運転者に違和感を与える可能性が小さいといえる。それゆえ、ステップＳ６にてエンジン始動ポイントを設定した後、そのエンジン始動ポイントが図６のグラフの領域（Ａ）に属する場合、エンジン始動ポイントを前倒しする処理を実行するようにしてもよい。

実施例で説明した技術に関する留意点を述べる。実施例におけるエンジン始動ポイントは、予定経路上の地点で表された。バッテリ残量に関するエンジン始動ポイントは、現在時刻からの経過時間で表してもよい。図３と図４の道路勾配に基づく場合と異なり、バッテリ残量は地点に固定されないからである。実施例のメインコントローラ２１が請求項に「コントローラ」の一例に相当する。

実施例では、予定経路はナビゲーション装置２４で目的地が設定されていることを前提とした。目的地が設定されていない場合であっても、高速道路や峠道など、一本道を走行中は、現在走行中のその一本道を予定経路としてもよい。

図３と図４の処理を実行するハイブリッド車の特徴をまとめると以下の通りである。ハイブリッド車１００は、車速の自動調整機能を有する車両である。ハイブリッド車は、道路情報取得手段とコントローラを備える。道路情報取得手段は、予め設定されている予定経路上、あるいは、現在走行中の道路の前方の予定経路上の道路勾配と各地点の予定車速を取得する。予定車速は、各地点の制限速度であってもよいし、完全自動運転車であれば、予定経路にて予定されている速度プロファイルであってもよい。ナビゲーション装置２４や、外部の道路交通情報センタに接続可能な通信器２６が、道路情報取得手段の一例に相当する。コントローラは、車速の自動調整中であってエンジンを停止してモータのみで走行中に、予定経路上の各地点における道路勾配と予定車速から、エンジン始動予定ポイントを設定する。コントローラは、各地点における道路勾配と予定車速から、その地点を走行するのに要求される駆動力がエンジン始動の駆動力閾値を超える場合、その地点をエンジン始動予定ポイントに設定する。コントローラは、エンジン始動予定ポイントにおけるエンジン始動時の騒音レベルを推定するとともに、エンジン始動予定ポイントにおける予定車速から騒音レベル閾値を設定する。コントローラは、エンジン始動予定ポイントにおける騒音レベルが騒音レベル閾値を上回っている場合、予定経路上のエンジン始動予定ポイントよりも手前の各地点におけるエンジン始動時の騒音レベルと騒音レベル閾値を特定する。コントローラは、その地点における騒音レベルが騒音レベル閾値を下回る地点のうち、先のエンジン始動予定ポイントに最も近い地点を新たなエンジン始動予定ポイントに再設定する。コントローラは、エンジン始動予定ポイントに到達したらエンジンを始動する。

図５と図４の処理を実行するハイブリッド車の特徴をまとめると以下の通りである。コントローラは、予定経路の各地点におけるバッテリ残量（予定残量）を特定し、バッテリ残量が、エンジンを始動して発電を開始すべきことを示す残量閾値に達する地点をエンジン始動予定ポイントに設定する。騒音レベルと騒音レベル閾値を使ってエンジン始動予定ポイントを再設定するまでの処理は、上記した通りである。

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

２：バッテリ
３：フィルタコンデンサ
４：リアクトル
５：電流センサ
６ａ、６ｂ：トランジスタ
７：平滑化コンデンサ
８：双方向ＤＣ−ＤＣコンバータ（コンバータ）
９ａ、９ｂ：インバータ
１０：電力制御装置
２１：メインコントローラ
２１ａ：プロセッサ
２１ｂ：メモリ
２２：エンジンコントローラ
２３：車速センサ
２４：ナビゲーション装置
２５：車間距離センサ
２６：通信器
２６ａ：アンテナ
２９：バッテリ残量センサ
３０：動力分配機構
３１：プラネタリギア
３１ａ：サンギア
３１ｂ：キャリア
３１ｃ：リングギア
３２：カウンタギア
３３：リダクションギア
３４：エンジン
３５：車軸
３６：デファレンシャルギア
３７：駆動輪
３９ａ：第１モータ
３９ｂ：第２モータ
１００：ハイブリッド車

Claims (1)

1. 車速の自動調整機能を有するハイブリッド車であり、
   車速の自動調整中であってエンジンを停止してモータのみで走行中に、予定経路上でエンジンを始動すべきエンジン始動ポイントを設定するコントローラを備えており、
   前記コントローラは、
   前記予定経路の各地点における道路勾配と当該地点の予定車速に基づいて、あるいは、前記モータに電力を供給するバッテリの残量に基づいて、次にエンジンを始動する前記エンジン始動ポイントを設定し、
   前記エンジン始動ポイントにおけるエンジン始動時の騒音レベルを推定するとともに、前記エンジン始動ポイントにおける予定車速から騒音レベル閾値を設定し、
   前記エンジン始動ポイントにおける前記騒音レベルが前記騒音レベル閾値を上回っている場合、前記予定経路の前記エンジン始動ポイントよりも手前の地点におけるエンジン始動時の騒音レベルを推定するとともに当該地点における騒音レベル閾値を設定し、騒音レベルが騒音レベル閾値を下回る地点を新たなエンジン始動ポイントに再設定し、
   前記エンジン始動ポイントにて前記エンジンを始動する、ように構成されており、
   エンジン始動時の騒音レベルを推定することは、前記バッテリと前記モータの間に接続されている電力制御装置に含まれるコンバータの総出力電流を入力変数とする関数あるいはマップを用いて騒音レベルを推定する、ことを有する、ハイブリッド車。

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