JP6939689B2 - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

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Description

本発明はハイブリッド車両の制御装置に関する。
従来、内燃機関と、電動機と、電動機に電力を供給すると共に内燃機関の出力によって充電可能なバッテリとを備えたハイブリット車両が知られている。斯かるハイブリッド車両では、電動機のみによって走行用の動力が出力されるEVモードを走行モードとして選択することができる。
EVモードでは内燃機関が停止されるため、走行モードをEVモードに設定することによってハイブリッド車両の燃費を改善することができる。特許文献1に記載のハイブリッド車両では、目的地までの経路が複数の区間に分割され、EV適性度が高い区間の走行モードが優先的にEVモードに設定される。
特開2014−162261号公報
ところで、ハイブリッド車両が出発地から経由地を経由して最終目的地まで走行する場合、経由地での停車中に内燃機関の温度が低下することが多い。内燃機関の温度が低下すると、内燃機関の再始動時に触媒の暖機が必要となり、触媒の暖機のために燃料が余分に消費される。
このため、走行モードとしてEVモードが選択される比率が高くされたとしても、触媒の暖機回数が多いときには、燃費が悪化する場合がある。しかしながら、特許文献1に記載のハイブリッド車両では、各区間の走行モードの選定において、触媒を暖機するために消費される燃料が一切考慮されていない。
そこで、上記課題に鑑みて、本発明の目的は、ハイブリッド車両が出発地から経由地を経由して最終目的地まで走行する場合に、内燃機関の排気通路に設けられた触媒の暖機回数を低減することにある。
本開示の要旨は以下のとおりである。
(1)排気通路に触媒が設けられた内燃機関と、電動機と、該電動機に電力を供給すると共に該内燃機関の出力によって充電可能なバッテリとを備えるハイブリッド車両を制御する、ハイブリッド車両の制御装置であって、前記ハイブリッド車両が走行するときの走行モード及び前記バッテリの目標充電率を予め設定する走行計画生成部と、前記走行モードに基づいて前記内燃機関及び前記電動機の出力を制御する出力制御部とを備え、前記走行計画生成部は、前記ハイブリッド車両が出発地から少なくとも一つの経由地を経由して最終目的地まで走行する場合に、該経由地を始点及び終点の少なくとも一方とする複数の経路を複数の区間に分割し、少なくとも一つの経路の全ての区間の走行モードを、前記内燃機関が停止され且つ前記電動機のみによって走行用の動力が出力されるEVモードに設定し、前記出力制御部は、前記目標充電率から前記バッテリの実際の充電率を減算した値が閾値よりも大きくなった場合に、全ての区間の走行モードが前記EVモードに設定されたEV経路以外の非EV経路の区間において、前記実際の充電率が前記目標充電率に近付くように、前記走行計画生成部によって設定された走行モードを変更する、ハイブリッド車両の制御装置。
(2)前記出力制御部は、前記目標充電率から前記実際の充電率を減算した値が前記閾値よりも大きくなった場合に、前記非EV経路の区間において、前記実際の充電率が維持されるように、前記走行計画生成部によって設定された走行モードを変更する、上記(1)に記載のハイブリッド車両の制御装置。
(3)前記出力制御部は、前記目標充電率から前記実際の充電率を減算した値が前記閾値よりも大きくなった場合に、前記非EV経路の区間において、前記実際の充電率が高くなるように、前記走行計画生成部によって設定された走行モードを変更する、上記(1)に記載のハイブリッド車両の制御装置。
(4)前記出力制御部は、前記非EV経路の終点における前記目標充電率から前記実際の充電率を減算した値が所定値よりも大きい場合には、前記非EV経路の区間において、前記実際の充電率が高くなるように、前記走行計画生成部によって設定された走行モードを変更し、前記非EV経路の終点における前記目標充電率から前記実際の充電率を減算した値が前記所定値以下である場合には、前記非EV経路の区間において、前記実際の充電率が維持されるように、前記走行計画生成部によって設定された走行モードを変更する、上記(1)に記載のハイブリッド車両の制御装置。
(5)前記バッテリの充電率の下限値を設定する下限値設定部を更に備え、前記出力制御部は、前記バッテリの実際の充電率が前記下限値に達した場合には、前記実際の充電率が維持され又は高くなるように、前記走行計画生成部によって設定された走行モードを変更し、前記下限値設定部は、前記EV経路では、前記非EV経路に比べて、前記下限値を低くする、上記(1)から(4)のいずれか1つに記載のハイブリッド車両の制御装置。
(6)前記下限値設定部は、前記EV経路において走行モードが前記EVモードに維持されたときに前記実際の充電率が基準値に達しない場合にのみ、前記EV経路において前記下限値を低くし、前記基準値は前記非EV経路における前記下限値よりも低い、上記(5)に記載のハイブリッド車両の制御装置。
本発明によれば、ハイブリッド車両が出発地から経由地を経由して最終目的地まで走行する場合に、内燃機関の排気通路に設けられた触媒の暖機回数を低減することができる。
図1は、本発明の第一実施形態に係るハイブリッド車両の構成を概略的に示す図である。 図2は、本発明の第一実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置等の構成を概略的に示すブロック図である。 図3Aは、本発明の第一実施形態における走行計画生成処理の制御ルーチンを示すフローチャートである。 図3Bは、本発明の第一実施形態における走行計画生成処理の制御ルーチンを示すフローチャートである。 図4Aは、第1走行計画の生成を説明するための図である。 図4Bは、第1走行計画の生成を説明するための図である。 図4Cは、第1走行計画の生成を説明するための図である。 図5Aは、第2走行計画の生成を説明するための図である。 図5Bは、第2走行計画の生成を説明するための図である。 図5Cは、第2走行計画の生成を説明するための図である。 図5Dは、第2走行計画の生成を説明するための図である。 図5Eは、第2走行計画の生成を説明するための図である。 図5Fは、第2走行計画の生成を説明するための図である。 図5Gは、第2走行計画の生成を説明するための図である。 図6は、本発明の第一実施形態における制御の具体例を比較例と共に示す図である。 図7は、走行計画、比較例1、比較例2及び第一実施形態における積算燃料消費量及びSOCの変化を示す図である。 図8は、本発明の第一実施形態における走行モード変更処理の制御ルーチンを示すフローチャートである。 図9は、本発明の第二実施形態における制御の具体例を比較例と共に示す図である。 図10は、走行計画、比較例1及び第二実施形態における積算燃料消費量及びSOCの変化を示す図である。 図11は、本発明の第二実施形態における走行モード変更処理の制御ルーチンを示すフローチャートである。 図12は、本発明の第三実施形態における走行モード変更処理の制御ルーチンを示すフローチャートである。 図13は、本発明の第四実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置等の構成を概略的に示すブロック図である。 図14Aは、本発明の第四実施形態における走行モード変更処理の制御ルーチンを示すフローチャートである。 図14Bは、本発明の第四実施形態における走行モード変更処理の制御ルーチンを示すフローチャートである。 図15は、本発明の第五実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置等の構成を概略的に示すブロック図である。
以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明では、同様な構成要素には同一の参照番号を付す。
<第一実施形態>
以下、図1〜図8を参照して本発明の第一実施形態について説明する。
<ハイブリッド車両の構成>
図1は、本発明の第一実施形態に係るハイブリッド車両1の構成を概略的に示す図である。ハイブリッド車両(以下、単に「車両」と称する)1は、内燃機関40、第1電動発電機12、動力分割機構14、第2電動発電機16、パワーコントロールユニット(PCU)18及びバッテリ20を備える。
内燃機関40は、燃料と空気との混合気を気筒内で燃焼させて動力を出力する。内燃機関40は、例えば、ガソリンエンジン又はディーゼルエンジンである。内燃機関40の排気通路41には、ケーシング42に内蔵された触媒43が設けられる。触媒43は、例えば、三元触媒、NOx吸蔵還元触媒、選択還元型NOx低減触媒(SCR触媒)等である。内燃機関40の出力軸(クランクシャフト)は動力分割機構14に機械的に接続されており、内燃機関40の出力は動力分割機構14に入力される。
第1電動発電機12は発電機及び電動機として機能する。第1電動発電機12は、動力分割機構14に機械的に接続されており、第1電動発電機12の出力は動力分割機構14に入力される。また、第1電動発電機12はPCU18に電気的に接続される。第1電動発電機12が発電機として機能するとき、第1電動発電機12によって発電された電力は、PCU18を介して、第2電動発電機16及びバッテリ20の少なくとも一方に供給される。一方、第1電動発電機12が電動機として機能するとき、バッテリ20に蓄えられた電力はPCU18を介して第1電動発電機12に供給される。
動力分割機構14は、サンギア、リングギア、ピニオンギア及びプラネタリキャリアを含む公知の遊星歯車機構として構成される。プラネタリキャリアには内燃機関40の出力軸が連結され、サンギアには第1電動発電機12が連結され、リングギアには減速機32が連結される。動力分割機構14は内燃機関40の出力を第1電動発電機12と減速機32とに分配する。
具体的には、第1電動発電機12が発電機として機能するときには、プラネタリキャリアに入力された内燃機関40の出力が、第1電動発電機12に連結されたサンギアと、減速機32に連結されたリングギアとにギア比に応じて分配される。第1電動発電機12に分配された内燃機関40の出力を用いて第1電動発電機12によって電力が発電される。一方、減速機32に分配された内燃機関40の出力は、走行用の動力として車軸34を介して車輪36に伝達される。したがって、内燃機関40は走行用の動力を出力することができる。また、第1電動発電機12が電動機として機能するときには、第1電動発電機12の出力がサンギア及びプラネタリキャリアを介して内燃機関40の出力軸に供給され、内燃機関40のクランキングが行われる。
第2電動発電機16は発電機及び電動機として機能する。第2電動発電機16は減速機32に機械的に接続されており、第2電動発電機16の出力は減速機32に供給される。減速機32に供給された第2電動発電機16の出力は、走行用の動力として車軸34を介して車輪36に伝達される。したがって、第2電動発電機16は走行用の動力を出力することができる。
また、第2電動発電機16はPCU18に電気的に接続される。車両1の減速時には、車輪36の回転によって第2電動発電機16が駆動され、第2電動発電機16は発電機として機能する。この結果、いわゆる回生が行われる。第2電動発電機16が発電機として機能するとき、第2電動発電機16によって発電された回生電力はPCU18を介してバッテリ20に供給される。一方、第2電動発電機16が電動機として機能するとき、バッテリ20に蓄えられた電力はPCU18を介して第2電動発電機16に供給される。
PCU18は、第1電動発電機12、第2電動発電機16及びバッテリ20に電気的に接続される。PCU18は、インバータ、昇圧コンバータ及びDCDCコンバータを含む。インバータは、バッテリ20から供給された直流電力を交流電力に変換し、第1電動発電機12又は第2電動発電機16によって発電された交流電力を直流電力に変換する。昇圧コンバータは、バッテリ20に蓄えられた電力が第1電動発電機12又は第2電動発電機16に供給されるときに、必要に応じてバッテリ20の電圧を昇圧する。DCDCコンバータは、バッテリ20に蓄えられた電力がヘッドライト等の電子機器に供給されるときに、バッテリ20の電圧を降圧する。
バッテリ20には、内燃機関40の出力を用いて第1電動発電機12によって発電された電力と、回生エネルギーを用いて第2電動発電機16によって発電された回生電力とが供給される。したがって、バッテリ20は内燃機関40の出力及び回生エネルギーによって充電可能である。バッテリ20は、例えば、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池等の二次電池である。
車両1は充電ポート22及び充電器24を更に備え、バッテリ20は外部電源70によっても充電可能である。したがって、車両1はいわゆるプラグインハイブリッド車両である。
充電ポート22は充電ケーブル72の充電用コネクタ74を介して外部電源70から電力を受け取るように構成される。外部電源70によってバッテリ20が充電されるとき、充電用コネクタ74は充電ポート22に接続される。充電器24は、外部電源70から供給された電力をバッテリ20に供給可能な電力に変換する。なお、充電ポート22がPCU18に接続され、PCU18が充電器24として機能してもよい。
<ハイブリッド車両の制御装置>
図2は、本発明の第一実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置等の構成を概略的に示すブロック図である。車両1は電子制御ユニット(ECU)60を備える。ECU60は、車両1を制御する電子制御装置である。ECU60は、読み出し専用メモリ(ROM)及びランダムアクセスメモリ(RAM)のようなメモリ、中央演算装置(CPU)、入力ポート、出力ポート、通信モジュール等を備える。本実施形態では、一つのECU60が設けられているが、機能毎に複数のECUが設けられていてもよい。
ECU60には、車両1に設けられた各種センサの出力が入力される。例えば、本実施形態では、電圧センサ51及びGPS受信機52の出力がECU60に入力される。
電圧センサ51は、バッテリ20に取り付けられ、バッテリ20の電極間の電圧を検出する。電圧センサ51はECU60に接続され、電圧センサ51の出力はECU60に送信される。ECU60は、電圧センサ51の出力等に基づいてバッテリ20の充電率(SOC:State Of Charge)を算出する。
GPS受信機52は、3個以上のGPS衛星から信号を受信し、車両1の現在位置(例えば、車両1の緯度及び経度)を検出する。GPS受信機52は、ECU60に接続され、GPS受信機52の出力はECU60に送信される。
また、ECU60は、車両1に設けられた地図データベース53に接続される。地図データベース53は、地図情報に関するデータベースである。地図情報には、道路の位置情報、道路の形状情報(例えばカーブと直線部との種別、カーブの曲率半径、道路勾配等)、道路種別、制限車速等の道路情報が含まれる。ECU60は地図データベース53から地図情報を取得する。
また、ECU60は、車両1に設けられたナビゲーションシステム54に接続される。ナビゲーションシステム54は、GPS受信機52によって検出された車両1の現在位置、地図データベース53の地図情報、ドライバによる入力等に基づいて、目的地までの車両1の走行ルートを設定する。ナビゲーションシステム54によって設定された走行ルートはECU60に送信される。なお、GPS受信機52及び地図データベース53はナビゲーションシステム54に組み込まれていてもよい。
ECU60は、内燃機関40、第1電動発電機12、第2電動発電機16、動力分割機構14、PCU18及び充電器24に接続され、これらを制御する。本実施形態では、ECU60は、メモリに記憶されたプログラム等を実行することによって、走行計画生成部61及び出力制御部62として機能する。したがって、車両1の制御装置は、走行計画生成部61及び出力制御部62備える。
走行計画生成部61は、車両1が走行するときの走行モード及びバッテリ20の目標SOCを予め設定する。出力制御部62は走行モードに基づいて内燃機関40及び第2電動発電機16の出力を制御する。走行計画生成部61は走行モードとしてEV(Electric Vehicle)モード又はHV(Hybrid Vehicle)モードを選択する。
EVモードでは、内燃機関40が停止され、第2電動発電機16のみによって走行用の動力が出力される。このため、EVモードでは、バッテリ20から第2電動発電機16に電力が供給される。この結果、EVモードでは、バッテリ20の電力量が減少し、バッテリ20のSOCが低下する。なお、一方向にのみ回転力を伝達するワンウェイクラッチが動力分割機構14に設けられ、EVモードにおいて、第1電動発電機12及び第2電動発電機16によって走行用の動力が出力されてもよい。
一方、HVモードでは、内燃機関40及び第2電動発電機16によって走行用の動力が出力される。HVモードでは、基本的に、内燃機関40の出力を用いて第1電動発電機12によって発電された電力が第2電動発電機16に供給され、バッテリ20からの電力供給が停止される。なお、HVモードにおいて、一時的に内燃機関40の出力によってバッテリ20が充電され、又は一時的にバッテリ20から第2電動発電機16に電力が供給されてもよい。HVモードでは、バッテリ20の電力量及びSOCがほぼ一定に維持される。したがって、EVモードにおけるSOCの低下度合は、HVモードにおけるSOCの低下度合よりも大きい。
HVモードでは内燃機関40において燃料が消費され、EVモードでは内燃機関40において燃料が消費されない。このため、車両1の燃費を改善するためには、走行モードをできるだけEVモードに維持することが望ましい。しかしながら、バッテリ20のSOCが低い場合には、走行モードをEVモードに設定することができない。このため、外部電源70によってバッテリ20を充電することなく車両1を長時間走行させる場合には、走行モードとしてEVモード及びHVモードを併用する必要がある。
内燃機関40の熱効率は、通常、機関負荷が低いときに低くなる。このため、走行負荷が低い区間、例えば信号機が多い区間、渋滞が発生しやすい区間等において、走行モードをEVモードに設定して内燃機関40を停止させることが望ましい。一方、走行負荷が高い区間、例えば高速道路、上り坂等において、走行モードをHVモードに設定することが望ましい。
また、外部電源70によるバッテリ20の充電は1トリップ(車両1のイグニッションスイッチがオンされてからオフされるまでの期間)毎に行われるとは限らない。このため、最終目的地(例えば自宅)において外部電源70によるバッテリ20の充電が行われるまでに複数のトリップが要される場合がある。例えば、自宅と通勤先とを往復する場合には、通勤先が経由地となり、2回のトリップが要される。また、自宅から2ヶ所の目的地(ショッピングセンター等)を経由して自宅に戻る場合には、目的地が経由地となり、3回のトリップが要される。
車両1が出発地から経由地を経由して最終目的地まで走行する場合、経由地での停車中に内燃機関40の温度が低下することが多い。内燃機関40の温度が低下すると、内燃機関40の再始動時に触媒43の暖機が必要となり、触媒43の暖機のために燃料が余分に消費される。
このため、走行モードとしてEVモードが選択される比率が高くされたとしても、触媒43の暖機回数が多いときには、燃費が悪化する場合がある。そこで、本実施形態では、触媒43の暖機のために消費される燃料も考慮して、走行ルート全体の燃費が最適化されるように、走行モードが設定される。
具体的には、走行計画生成部61は、車両1が出発地から少なくとも一つの経由地を経由して最終目的地まで走行する場合に、経由地を始点及び終点の少なくとも一方とする複数の経路を複数の区間に分割し、少なくとも一つの経路の全ての区間の走行モードをEVモードに設定する。全ての区間の走行モードがEVモードに設定されたEV経路では、内燃機関40が始動されないため、触媒43の暖機が行われない。このため、少なくとも一つの経路の全ての区間の走行モードをEVモードに設定することによって、車両1が出発地から少なくとも一つの経由地を経由して最終目的地まで走行する場合に、触媒43の暖機回数を低減することができる。
走行計画生成部61は、車両1が最終目的地に到着するときに、バッテリ20のSOCがバッテリ20のSOCの下限値に達するように各区間の走行モードを設定する。また、走行計画生成部61は、車両1がEVモードによって各経路を走行するときの電力消費量を算出し、電力消費量が小さい経路から順に、経路の全ての区間の走行モードをEVモードに設定する。このことによって、走行ルートの全ての経路に対するEV経路の比率を高めることができ、より効果的に触媒43の暖機回数を低減することができる。
<走行計画生成処理>
図3A及び図3Bは、本発明の第一実施形態における走行計画生成処理の制御ルーチンを示すフローチャートである。本制御ルーチンはECU60によって実行される。本制御ルーチンでは、触媒43の暖機回数を考慮しない第1走行計画と、触媒43の暖機回数を考慮する第2走行計画とが生成され、燃焼消費量の合計が少ない走行計画が採用される。図4A〜図4Cは、第1走行計画の生成を説明するための図である。図5A〜図5Gは、第2走行計画の生成を説明するための図である。
図3AのステップS101において、走行計画生成部61は、図4Aに示されるように、出発地から最終目的地までの走行ルートを複数の経路に分割し、更に各経路を複数の区間に分割する。経路は、経由地を始点及び終点の少なくとも一方とし、図4Aの例では、出発地から経由地までの第1経路と、経由地から最終目的地までの第2経路とから成る。また、第1経路及び第2経路はそれぞれ5つの区間に分割される。各区間は、距離、交差点の位置、地図データベース53の地図情報に含まれる道路ID等に基づいて定められる。
出発地及び最終目的地は、例えば、自宅のような車両1の主たる保管場所に設定される。なお、出発地及び最終目的地は必ずしも同一である必要はない。例えば、利用頻度が高い充電拠点が存在する場合、自宅及び充電拠点が出発地及び最終目的地に設定され、又は自宅及び充電拠点が最終目的地及び出発地に設定されてもよい。
経由地は、1トリップの終点であり、例えば出発地においてドライバによってナビゲーションシステム54に入力された目的地に設定される。また、車両1が予め定められた複数の目的地を巡回する場合、各目的地が経由地に設定される。また、車両1が通勤又は通学に使用される場合、通勤先又は通学先が経由地に設定される。なお、ナビゲーションシステム54は、ドライバが、出発地、最終目的地及び経由地を入力できるように構成されていてもよい。
次いで、ステップS102において、走行計画生成部61は、各区間の道路情報(例えば、道路勾配、制限車速、道路種別等)に基づいて各区間の走行負荷を算出する。各区間の道路情報は地図データベース53から取得される。なお、走行計画生成部61は各区間の走行ログに基づいて各区間の走行負荷を算出してもよい。
走行計画生成部61は各区間の走行負荷に基づいて各区間のEV適性度を算出する。EV適性度は、EVモードへの適性度を表す指標であり、走行負荷が低いほど高くされる。本明細書では、EV適性度が、単純化された数値によって表されている。EV適性度は、数値が大きいほど高くなる。
また、走行計画生成部61は各区間の走行負荷及び距離に基づいて各区間の電力消費量を算出する。本明細書では、電力消費量が、単純化された数値によって表されている。電力消費量は、数値が大きいほど大きくなる。
次いで、ステップS103において、走行計画生成部61は、各区間の電力消費量に基づいて、車両1が走行ルート全体をEVモードによって走行するときの合計電力消費量TEを算出する。合計電力消費量TEは各区間の電力消費量の合計である。
次いで、ステップS104において、走行計画生成部61は、EVモードにおいて使用可能なバッテリ20の電力量CEを算出し、電力量CEが合計電力消費量TE以上であるか否かを判定する。走行計画生成部61はバッテリ20のSOCに基づいて電力量CEを算出する。バッテリ20のSOCが高いほど、電力量CEは大きくされる。
ステップS104において電力量CEが合計電力消費量TE以上であると判定された場合、本制御ルーチンはステップS105に進む。ステップS105では、走行計画生成部61は全ての区間の走行モードをEVモードに設定する。すなわち、全ての経路がEV経路に設定される。ステップS105の後、本制御ルーチンは終了する。
一方、ステップS104において電力量CEが合計電力消費量TE未満であると判定された場合、本制御ルーチンはステップS106に進む。ステップS106では、走行計画生成部61は、図4Bに示されるように、第1ソート処理を実施して区間の順番を並べ替える。
第1ソート処理では、EV適性度、電力消費量及び区間番号に基づいて、区間の順番が並び替えられる。具体的には、区間はEV適性度が高い順に並び替えられる。また、EV適性度が等しい場合には、区間は電力消費量が小さい順に並び替えられる。また、EV適性度及び電力消費量が等しい場合には、区間は区間番号が小さい順に並び替えられる。さらに、走行計画生成部61は、並び替えられた順に各区間に第1ソート区間番号(i=1,…,n;図4Bに示す例ではn=10)を付与する。
次いで、ステップS107において、走行計画生成部61は、下記の不等式(1)を満たす第1ソート区間番号kが有るか否かを判定する。
DEk≦CE<DEk+1 …(1)
ここで、DEkは、第1ソート区間番号1から第1ソート区間番号kまでの各区間の電力消費量の合計である。DEk+1は、第1ソート区間番号1から第1ソート区間番号k+1までの各区間の電力消費量の合計である。
具体的には、走行計画生成部61は、第1ソート区間番号kが1のときの区間の電力消費量DE1が、ステップS104において算出された電力量CEよりも大きければ、不等式(1)を満たすソート区間番号kが無いと判定する。一方、走行計画生成部61は、電力消費量DE1が電力量CE以下であれば、不等式(1)を満たす第1ソート区間番号kが有ると判定する。
ステップS107において不等式(1)を満たす第1ソート区間番号kが無いと判定された場合、本制御ルーチンはステップS108に進む。ステップS108では、走行計画生成部61は全ての区間の走行モードをHVモードに設定する。ステップS108の後、本制御ルーチンは終了する。なお、ステップS108において、走行計画生成部61は、第1ソート区間番号1の区間の走行モードをEVモードに設定し、その他の区間の走行モードをHVモードに設定してもよい。この場合、第1ソート区間番号1の区間においてバッテリ20のSOCが下限値未満になったときに、走行モードがEVモードからHVモードに変更される。下限値はバッテリ20の劣化等を考慮して予め定められる。
一方、ステップS107において不等式(1)を満たす第1ソート区間番号kが有ると判定された場合、本制御ルーチンはステップS109進む。ステップS109では、走行計画生成部61は、不等式(1)を満たす第1ソート区間番号kを算出する。
次いで、ステップS110において、走行計画生成部61は、図4Bに示されるように、第1ソート区間番号1から第1ソート区間番号k(図4Bに示す例ではk=6)までの区間の走行モードをEVモードに設定し、ソート区間番号k+1から第1ソート区間番号nまでの区間の走行モードをHVモードに設定する。また、走行計画生成部61は、図4Cに示されるように、各区間を区間番号の順に並び替えることによって第1走行計画を生成する。
次いで、ステップS111において、走行計画生成部61は、各区間において走行のために消費される燃料の量(以下、「走行燃料消費量」と称する)を算出し、車両1が第1走行計画に基づいて走行ルート全体を走行するときの走行燃料消費量の合計である第1走行燃料消費量DF1を算出する。なお、走行モードがEVモードに設定されたEV区間では走行燃料消費量がゼロになり、走行モードがHVモードに設定されたHV区間では走行燃料消費量がゼロよりも大きくなる。走行計画生成部61は、各HV区間の走行負荷及び距離に基づいて各HV区間の走行燃料消費量を算出する。
また、ステップS111において、走行計画生成部61は、各区間において触媒43の暖機のために消費される燃料量(以下、「暖機燃料消費量」と称する)を算出し、車両1が第1走行計画に基づいて走行ルート全体を走行するときの暖機燃料消費量の合計である第1暖機燃料消費量HF1を算出する。なお、EV区間では暖機燃料消費量がゼロになり、HV区間では暖機燃料消費量がゼロよりも大きくなる。第1暖機燃料消費量HF1は、各経路の最初のHV区間のみにおいて触媒43の暖機が行われるものとして算出される。
次いで、ステップS112において、走行計画生成部61は、車両1が第1走行計画に基づいて走行ルート全体を走行するときの燃料消費量の合計である第1合計燃料消費量TF1を算出する。走行計画生成部61は第1走行燃料消費量DF1と第1暖機燃料消費量HF1との合計として第1合計燃料消費量TF1を算出する(TF1=DF1+HF1)。
次いで、ステップS113において、走行計画生成部61は、図5Aに示されるように、各区間の電力消費量に基づいて、車両1がEVモードによって各経路を走行するときの電力消費量(以下、「経路電力消費量」と称する)を算出する。走行計画生成部61は経路の各区間の電力消費量の合計として経路電力消費量を算出する。
次いで、ステップS114では、走行計画生成部61は、図5Bに示されるように、第2ソート処理を実施して経路の順番を並べ替える。第2ソート処理では、経路電力消費量に基づいて、経路の順番が並び替えられる。具体的には、経路は経路電力消費量が小さい順に並び替えられる。さらに、走行計画生成部61は、並び替えられた順に各経路にソート経路番号(i=1,…,n;図5Bに示す例ではn=2)を付与する。
次いで、ステップS115において、走行計画生成部61は、下記の不等式(2)を満たすソート区画番号kが有るか否かを判定する。
REk≦CE<REk+1 …(2)
ここで、REkは、ソート経路番号1からソート経路番号kまでの各経路の経路電力消費量の合計である。REk+1は、ソート経路番号1からソート経路番号k+1までの各経路の経路電力消費量の合計である。
具体的には、走行計画生成部61は、ソート経路番号kが1のときの経路の経路電力消費量RE1が、ステップS104において算出された電力量CEよりも大きければ、不等式(2)を満たすソート経路番号kが無いと判定する。一方、走行計画生成部61は、経路電力消費量RE1が電力量CE以下であれば、不等式(2)を満たすソート経路番号kが有ると判定する。
ステップS115において不等式(2)を満たすソート経路番号kが無いと判定された場合、本制御ルーチンはステップS126に進む。ステップS126では、走行計画生成部61は走行計画として第1走行計画を採用する。次いで、ステップS128では、走行計画生成部61は、第1走行計画に基づいて各区間の目標SOCを算出する。ステップS128の後、本制御ルーチンは終了する。
一方、ステップS115において不等式(2)を満たすソート経路番号kが有ると判定された場合、本制御ルーチンはステップS116に進む。ステップS116では、走行計画生成部61は、不等式(2)を満たすソート経路番号kを算出する。
次いで、ステップS117では、走行計画生成部61は、図5Cに示されるように、ソート経路番号k+1からソート経路番号n(図5Cに示す例ではk=1、n=2)までの各経路の各区間に対して第3ソート処理を実施して区間の順番を並べ替える。図5Cの例では、第1経路の区間の順番が並べ替えられる。
第3ソート処理では、第1ソート処理と同様に、EV適性度、電力消費量及び区間番号に基づいて、区間の順番が並び替えられる。具体的には、区間はEV適性度が高い順に並び替えられる。また、EV適性度が等しい場合には、区間は電力消費量が小さい順に並び替えられる。また、EV適性度及び電力消費量が等しい場合には、区間は区間番号が小さい順に並び替えられる。さらに、走行計画生成部61は、並び替えられた順に各区間に第2ソート区間番号(i=1,…,n;図5Cに示す例ではn=5)を付与する。
次いで、ステップS118において、走行計画生成部61は、ステップS104において算出された電力量CEからソート経路番号kまでの各経路の経路電力消費量の合計REkを減算することによってバッテリ20の余剰電力量ΔCEを算出する(ΔCE=CE−REk)。
次いで、ステップS119において、走行計画生成部61は、下記の不等式(3)を満たす第2ソート区間番号kが有るか否かを判定する。
EEk≦ΔCE<EEk+1 …(3)
ここで、EEkは、第2ソート区間番号1から第2ソート区間番号kまでの各区間の電力消費量の合計である。EEk+1は、第2ソート区間番号1から第2ソート区間番号k+1までの各区間の電力消費量の合計である。
具体的には、走行計画生成部61は、第2ソート区間番号kが1のときの区間の電力消費量EE1が電力量CEよりも大きければ、不等式(3)を満たす第2ソート区間番号kが無いと判定する。一方、走行計画生成部61は、電力消費量EE1が電力量CE以下であれば、不等式(3)を満たす第2ソート区間番号kが有ると判定する。
ステップS119において不等式(3)を満たす第2ソート区間番号kが無いと判定された場合、本制御ルーチンはステップS120に進む。ステップS120では、走行計画生成部61は、図5Dに示されるように、ソート経路番号k(図5Dの例ではk=1)までの経路の全ての区間の走行モードをEVモードに設定し、ソート経路番号k+1からソート経路番号nまでの経路の全ての区間の走行モードをHVモードに設定する。次いで、走行計画生成部61は、図5Eに示されるように、各区間を区間番号の順に並び替えることによって第2走行計画を生成する。
一方、ステップS119において不等式(3)を満たす第2ソート区間番号kが有ると判定された場合、本制御ルーチンはステップS121進む。ステップS121では、走行計画生成部61は、不等式(3)を満たす第2ソート区間番号kを算出する。
次いで、ステップS122において、走行計画生成部61は、図5Fに示されるように、ソート経路番号k(図5Fの例ではk=1)までの経路の全ての区間の走行モードをEVモードに設定する。また、走行計画生成部61は、ソート経路番号k+1からソート経路番号nまでの経路に関して、第2ソート区間番号1から第2ソート区間番号k(図5Fに示す例ではk=1)までの区間の走行モードをEVモードに設定し、第2ソート区間番号k+1から第2ソート区間番号nまでの区間の走行モードをHVモードに設定する。次いで、走行計画生成部61は、図5Gに示されるように、各区間を区間番号の順に並び替えることによって第2走行計画を作成する。
ステップS120又はステップS122の後、ステップS123において、走行計画生成部61は、各区間の走行燃料消費量を算出し、車両1が第2走行計画に基づいて走行ルート全体を走行するときの走行燃料消費量の合計である第2走行燃料消費量DF2を算出する。走行計画生成部61は、各HV区間の走行負荷及び距離に基づいて各HV区間の走行燃料消費量を算出する。
また、ステップS123において、走行計画生成部61は、各区間の暖機燃料消費量を算出し、車両1が第2走行計画に基づいて走行ルート全体を走行するときの暖機燃料消費量の合計である第2暖機燃料消費量HF2を算出する。第2暖機燃料消費量HF2は、各経路の最初のHV区間のみにおいて触媒43の暖機が行われるものとして算出される。
次いで、ステップS124において、走行計画生成部61は、車両1が第2走行計画に基づいて走行ルート全体を走行するときの燃料消費量の合計である第2合計燃料消費量TF2を算出する。走行計画生成部61は第2走行燃料消費量DF2と第2暖機燃料消費量HF2との合計として第2合計燃料消費量TF2を算出する(TF2=DF2+HF2)。
次いで、ステップS125において、走行計画生成部61は、第2合計燃料消費量TF2が第1合計燃料消費量TF1以下であるか否かを判定する。第2合計燃料消費量TF2が第1合計燃料消費量TF1以下であると判定された場合、本制御ルーチンはステップS127に進む。
ステップS127では、走行計画生成部61は走行計画として第2走行計画を採用する。次いで、ステップS128では、走行計画生成部61は、第2走行計画に基づいて各区間の目標SOCを算出する。ステップS128の後、本制御ルーチンは終了する。
一方、ステップS125において第2合計燃料消費量TF2が第1合計燃料消費量TF1よりも大きいと判定された場合、本制御ルーチンはステップS126に進む。ステップS126では、走行計画生成部61は走行計画として第1走行計画を採用する。次いで、ステップS128では、走行計画生成部61は、第1走行計画に基づいて各区間の目標SOCを算出する。ステップS128の後、本制御ルーチンは終了する。
なお、本制御ルーチンにおいて、第2走行計画のみが生成され、走行計画として第2走行計画が採用されてもよい。
<目標SOCからのずれ>
上述したように生成された走行計画に基づいて車両1を走行させることによって、車両1の燃費を改善することができる。しかしながら、車両1の運転状態、走行ルートの交通状況等によってバッテリ20の実際のSOCが目標SOCからずれることがある。例えば、車両1に設けられたエアコンにおいて消費される電力量が多い場合、走行ルートにおいて渋滞が発生している場合等には、電力消費量が予想よりも大きくなり、実際のSOCが目標SOCよりも低くなる。
実際のSOCが目標SOCよりも低くなると、最終目的地に車両1を到着させるために、走行計画を変更して実際のSOCを目標SOCに近付ける必要がある。例えば、走行モードがEVモードに設定された区間の走行モードをHVモードに変更することが考えられる。しかしながら、EV経路の区間において走行モードがEVモードからHVモードに変更されると、EV経路において触媒43の暖機が必要となり、車両1の燃費が大幅に悪化する。
そこで、本実施形態では、出力制御部62は、バッテリ20の目標SOCからバッテリ20の実際のSOCを減算した値が閾値よりも大きくなった場合に、EV経路以外の非EV経路の区間において、実際のSOCが目標SOCに近付くように、走行計画生成部61によって設定された走行モードを変更する。具体的には、出力制御部62は、目標SOCから実際のSOCを減算した値が閾値よりも大きくなった場合に、非EV経路の区間において、実際のSOCが維持されるように、走行計画生成部61によって設定された走行モードをEVモードからHVモードに変更する。
非EV経路では、少なくとも一つの区間の走行モードがHVモードに設定されており、走行計画において触媒43の暖機が想定されている。このため、非EV経路の区間において走行モードがEVモードからHVモードに変更されたとしても、非EV経路において行われる触媒43の暖機回数は一回のままである。したがって、上記の制御によれば、実際のSOCを目標SOCに近付けるときに、触媒43の暖機回数が増えることを抑制することができる。
図6は、本発明の第一実施形態における制御の具体例を比較例と共に示す図である。図6の例では、出発地から最終目的地までの間に2ヶ所の経由地が存在する。このため、走行ルートの経路は、出発地から第1経由地までの第1経路と、第1経由地から第2経由地までの第2経路と、第2経由地から最終目的地までの第3経路とから成る。第1経路は第1区間から第3区間までの3つの区間に分割される。第2経路は第4区間から第7区間までの4つの区間に分割される。第3経路は第8区間から第10区間までの3つの区間に分割される。
図6の例では、走行計画として第2走行計画が採用され、第1経路及び第3経路がEV経路であり、第2経路が非EV経路である。また、第1区間から第4区間及び第8区間から第10区間がEV区間であり、第5区間から第7区間がHV区間である。
図6には、走行計画に基づいて車両1が走行した場合の各区間の走行モード、目標SOC、走行燃料消費量、暖機燃料消費量及び積算燃料消費量が示される。積算燃料消費量は、その区間までに消費された燃料の総量である。したがって、積算燃料消費量は、走行燃料消費量及び暖機燃料消費量を積算することによって算出される。
また、図6には、比較例1、比較例2及び第一実施形態の制御が実行されたときの走行モード、実際のSOC、走行燃料消費量、暖機燃料消費量及び積算燃料消費量が示される。実際のSOCは電圧センサ51の出力等に基づいて算出される。図6では、目標SOC、実際のSOC、走行燃料消費量、暖機燃料消費量及び積算燃料消費量が、単純化された数値によって表されている。各パラメータは、数値が大きいほど大きくなる。また、図6では、目標SOC及び実際のSOCは各区間の終点における値が示されている。EV区間では、目標SOC及び実際のSOCはその区間内において徐々に低くなる。
図7は、走行計画、比較例1、比較例2及び第一実施形態における積算燃料消費量及びSOCの変化を示す図である。図7では、走行計画における目標SOC及び積算燃料消費量が破線によって示され、比較例1における実際のSOC及び積算燃料消費量が一点鎖線によって示され、比較例2における実際のSOC及び積算燃料消費量が二点鎖線によって示され、第一実施形態における実際のSOC及び積算燃料消費量が実線によって示される。
図6及び図7に示されるように、比較例1、比較例2及び第一実施形態では、第1区間において電力消費量が予想よりも大きくなり、第1区間の終点において実際のSOCが目標SOCよりも低くなっている。このため、実際のSOCを目標SOCに近付けるべく、走行計画が変更される。
比較例1では、実際のSOCが目標SOCよりも低下した場合に、直近のEV区間において、実際のSOCが目標SOCに近付くように走行モードがEVモードからHVモードに変更される。このため、第2区間において走行モードがEVモードからHVモードに変更される。この結果、第2区間において実際のSOCが維持され、第2区間の終点において実際のSOCが目標SOCに一致する。比較例1では、第3区間以降、実際のSOCは目標SOCと等しい。
比較例2では、実際のSOCが目標SOCよりも低下したとしても、実際のSOCが下限値に達するまで、走行計画が変更されない。図6の例では、第9区間の終点において実際のSOCが下限値(この例ではゼロ)に達している。このため、第10区間において走行モードがEVモードからHVモードに変更される。この結果、第10区間において実際のSOCが維持され、第10区間の終点、すなわち最終目的地において実際のSOCが目標SOCに一致する。
比較例1、2では、EV経路において走行モードがEVモードからHVモードに変更されている。このため、EV経路において触媒43の暖機が行われ、走行計画に比べて触媒43の暖機回数が増える。この結果、比較例1、2では、車両1が最終目的地に到着したときの積算燃料消費量が走行計画に比べて大幅に大きくなる。
一方、第一実施形態では、実際のSOCが目標SOCよりも低下した場合に、直近の非EV経路のEV区間において、実際のSOCが目標SOCに近付くように走行モードがEVモードからHVモードに変更される。このため、第4区間において走行モードがEVモードからHVモードに変更される。この結果、第4区間において実際のSOCが維持され、第4区間の終点において実際のSOCが目標SOCに一致する。第一実施形態では、第5区間以降、実際のSOCは目標SOCと等しい。
第4区間において走行モードがEVモードからHVモードに変更される場合、第2経路の最初の区間である第4区間において触媒43の暖機が行われ、第5区間では触媒43の暖機が行われない。このため、第一実施形態では、触媒43の暖機回数が走行計画と同一となり、第4区間における走行燃料消費量の分だけ、積算燃料消費量が増える。したがって、第一実施形態では、実際のSOCが目標SOCよりも低下した場合に、触媒43の暖機回数が増えることを抑制することができ、ひいては燃費の悪化を抑制することができる。
<走行モード変更処理>
図8は、本発明の第一実施形態における走行モード変更処理の制御ルーチンを示すフローチャートである。本制御ルーチンは、ECU60によって所定の実行間隔で繰り返し実行される。
最初に、ステップS201において、出力制御部62は、走行計画として第2走行計画が採用されたか否かを判定する。第1走行計画が採用されたと判定された場合、本制御ルーチンは終了する。一方、第2走行計画が採用されたと判定された場合、本制御ルーチンはステップS202に進む。
ステップS202では、出力制御部62はバッテリ20の実際のSOC(AS)を取得する。実際のSOC(AS)は電圧センサ51の出力等に基づいて算出される。次いで、ステップS203において、出力制御部62は、車両1の現在位置におけるバッテリ20の目標SOC(TS)を取得する。車両1の現在位置はGPS受信機52によって検出される。目標SOC(TS)は、図3A及び図3Bの走行計画生成処理の制御ルーチンにおいて設定される。
次いで、ステップS204において、出力制御部62は、目標SOC(TS)から実際のSOC(AS)を減算した値が第1閾値TH1よりも大きいか否かを判定する。第1閾値TH1は、予め定められ、ゼロ以上の値に設定される。第1閾値TH1は例えばゼロに設定される。この場合、ステップS204において、出力制御部62は、目標SOC(TS)が実際のSOC(AS)よりも大きいか否かを判定する。ステップS204において、目標SOC(TS)から実際のSOC(AS)を減算した値が第1閾値TH1以下であると判定された場合、本制御ルーチンはステップS205に進む。
ステップS205では、出力制御部62は、実際のSOC(AS)から目標SOC(TS)を減算した値が第2閾値TH2よりも大きいか否かを判定する。第2閾値TH2は、予め定められ、ゼロ以上の値に設定される。第2閾値TH2は、第1閾値TH1と同じであっても異なっていてもよい。第2閾値TH2は例えばゼロに設定される。この場合、ステップS205において、出力制御部62は、実際のSOC(AS)が目標SOC(TS)よりも大きいか否かを判定する。ステップS205において、実際のSOC(AS)から目標SOC(TS)を減算した値が第2閾値TH1以下であると判定された場合、本制御ルーチンは終了する。
一方、ステップS205において実際のSOC(AS)から目標SOC(TS)を減算した値が第2閾値TH1よりも大きいと判定された場合、本制御ルーチンはステップS206に進む。この場合、実際のSOC(AS)が目標SOC(TS)よりも大きい。このため、ステップS206において、出力制御部62は、実際のSOC(AS)が目標SOC(TS)に近付くように、走行計画生成部61によって設定された走行モードを変更する。具体的には、出力制御部62は、実際のSOC(AS)が低くなるように、HV区間の走行モードをEVモードに変更する。ステップS206の後、本制御ルーチンは終了する。
また、ステップS204において目標SOC(TS)から実際のSOC(AS)を減算した値が第1閾値TH1よりも大きいと判定された場合、本制御ルーチンはステップS207に進む。この場合、実際のSOC(AS)が目標SOC(TS)よりも小さい。
ステップS207では、出力制御部62は、走行中の経路がEV経路であるか否かを判定する。走行中の経路がEV経路であると判定された場合、本制御ルーチンは終了する。一方、走行中の経路が非EV経路であると判定された場合、本制御ルーチンはステップS208に進む。
ステップS208では、出力制御部62は、実際のSOC(AS)が目標SOC(TS)に近付くように、走行計画生成部61によって設定された走行モードを変更する。具体的には、出力制御部62は、実際のSOC(AS)が維持されるように、EV区間の走行モードをHVモードに変更する。ステップS208の後、本制御ルーチンは終了する。
なお、ステップS205及びステップS206は省略されてもよい。また、図3A及び図3Bの走行計画生成処理の制御ルーチンにおいて第2走行計画のみが生成される場合、ステップS201は省略されてもよい。
<第二実施形態>
第二実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置は、以下に説明する点を除いて、基本的に第一実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置の構成及び制御と同様である。このため、以下、本発明の第二実施形態について、第一実施形態と異なる部分を中心に説明する。
第二実施形態では、出力制御部62は、目標SOCから実際のSOCを減算した値が閾値よりも大きくなった場合に、非EV経路の区間において、実際のSOCが高くなるように、走行計画生成部61によって設定された走行モードをEVモード又はHVモードからRE(Range Extender)モードに変更する。このことによって、実際のSOCをより迅速に目標SOCに近付けることができる。
REモードでは、内燃機関40が運転され、走行負荷に関わらず、機関負荷が所定値に固定される。所定値は、予め定められ、内燃機関40の熱効率が高くなるように設定される。REモードでは、内燃機関40の出力が走行用の動力として用いられ、バッテリ20からの電力供給は停止される。また、REモードでは、走行負荷に応じて、内燃機関40の出力の一部によって発電された電力によってバッテリ20が充電される。このため、REモードでは、基本的に、バッテリ20の電力量が増加し、バッテリ20のSOCが高くなる。なお、REモードはSOC回復モードとも称される。
図9は、本発明の第二実施形態における制御の具体例を比較例と共に示す図であり、図6と同様の図である。図10は、走行計画、比較例1及び第二実施形態における積算燃料消費量及びSOCの変化を示す図である。図10では、走行計画における目標SOC及び積算燃料消費量が破線によって示され、比較例1における実際のSOC及び積算燃料消費量が一点鎖線によって示され、第二実施形態における実際のSOC及び積算燃料消費量が実線によって示される。
図9及び図10に示されるように、比較例1及び第二実施形態では、第1区間において電力消費量が予想よりも大きくなり、第1区間の終点において実際のSOCが目標SOCよりも低くなっている。このため、実際のSOCを目標SOCに近付けるべく、走行計画が変更される。
比較例1では、実際のSOCが目標SOCよりも低下した場合に、直近のEV区間において、実際のSOCが目標SOCに近付くように走行モードがEVモードからHVモードに変更される。このため、第2区間において走行モードがEVモードからHVモードに変更される。この結果、第2区間において実際のSOCが維持され、第2区間の終点において実際のSOCが目標SOCに一致する。
また、図9の例では、第3区間においても電力消費量が予想よりも大きくなり、第3区間の終点において実際のSOCが目標SOCよりも低くなっている。このため、第4区間において走行モードがEVモードからHVモードに変更される。この結果、第4区間において実際のSOCが維持され、第4区間の終点において実際のSOCが目標SOCに一致する。比較例1では、第5区間以降、実際のSOCは目標SOCと等しい。
比較例1では、EV経路である第1経路において走行モードがEVモードからHVモードに変更されている。このため、EV経路において触媒43の暖機が行われ、走行計画に比べて触媒43の暖機回数が増える。この結果、比較例1では、車両1が最終目的地に到着したときの積算燃料消費量が走行計画に比べて大幅に大きくなる。
一方、第二実施形態では、実際のSOCが目標SOCよりも低下した場合に、直近の非EV経路のEV区間又はHV区間において、実際のSOCが目標SOCに近付くように走行モードがEVモード又はHVモードからREモードに変更される。このため、第4区間において走行モードがEVモードからREモードに変更される。この結果、第4区間において実際のSOCが高くなる。
また、図9の例では、第5区間及び第6区間の始点においても、実際のSOCが目標SOCよりも低い。このため、第5区間及び第6区間において走行モードがHVモードからREモードに変更される。第5区間では、走行負荷が非常に高いため、内燃機関40のほぼ全ての出力が走行用の動力として用いられ、バッテリ20は充電されない。このため、第5区間では、実際のSOCが維持される。一方、第6区間では、実際のSOCが高くなり、第6区間の終点において実際のSOCが目標SOCに一致する。第二実施形態では、第7区間以降、実際のSOCは目標SOCと等しい。
第4区間から第6区間において走行モードがREモードに変更される場合、第2経路の最初の区間である第4区間において触媒43の暖機が行われ、第5区間では触媒43の暖機が行われない。このため、第一実施形態では、触媒43の暖機回数が走行計画と同一となり、REモードのよる走行燃料消費量の分だけ、積算燃料消費量が増える。したがって、第二実施形態では、実際のSOCが目標SOCよりも低下した場合に、触媒43の暖機回数が増えることを抑制することができ、ひいては燃費の悪化を抑制することができる。また、第二実施形態では、実際のSOCが大きく低下した場合であっても、走行モードをREモードに変更することによって実際のSOCを目標SOCまで回復させることができる。
<走行モード変更処理>
図11は、本発明の第二実施形態における走行モード変更処理の制御ルーチンを示すフローチャートである。本制御ルーチンは、ECU60によって所定の実行間隔で繰り返し実行される。ステップS301〜ステップS307は、図8のステップS201〜S207と同様であることから説明を省略する。
ステップS307において走行中の経路が非EV経路であると判定された場合、本制御ルーチンはステップS308に進む。ステップS308では、出力制御部62は、実際のSOC(AS)が目標SOC(TS)に近付くように、走行計画生成部61によって設定された走行モードを変更する。具体的には、出力制御部62は、実際のSOC(AS)が高くなるように、走行モードがEVモード又はHVモードに設定された区間の走行モードをREモードに変更する。ステップS308の後、本制御ルーチンは終了する。
なお、ステップS305及びステップS306は省略されてもよい。また、図3A及び図3Bの走行計画生成処理の制御ルーチンにおいて第2走行計画のみが生成される場合、ステップS301は省略されてもよい。
<第三実施形態>
第三実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置は、以下に説明する点を除いて、基本的に第一実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置の構成及び制御と同様である。このため、以下、本発明の第三実施形態について、第一実施形態と異なる部分を中心に説明する。
上述したように、HVモードではバッテリ20のSOCがほぼ一定に維持される。一方、REモードでは、基本的にバッテリ20のSOCが高くなる。また、実際のSOCと非EV経路の終点における目標SOCとの差が大きい場合には、非EV経路において実際のSOCを維持するだけでは実際のSOCを目標SOCに迅速に近付けることができない。目標SOCと実際のSOCとの差が大きい状態が維持されると、EV経路において、実際のSOCが下限値に達し、走行モードがEVモードからHVモードに変更されるおそれがある。また、実際のSOCを目標SOCに近付けるときに走行モードを常にREモードに変更すると、走行燃料消費量が増加し、車両1の燃費が悪化する。
このため、第三実施形態では、出力制御部62は、非EV経路の終点における目標SOCから実際のSOCを減算した値が所定値よりも大きい場合には、非EV経路の区間において、実際のSOCが高くなるように、走行計画生成部61によって設定された走行モードをEVモード又はHVモードからREモードに変更する。また、出力制御部62は、非EV経路の終点における目標SOCから実際のSOCを減算した値が所定値以下である場合には、非EV経路の区間において、実際のSOCが維持されるように、走行計画生成部61によって設定された走行モードをEVモードからHVモードに変更する。このことによって、実際のSOCが目標SOCよりも低下した場合に、触媒43の暖機回数が増えることをより効果的に抑制することができる。
<走行モード変更処理>
図12は、本発明の第三実施形態における走行モード変更処理の制御ルーチンを示すフローチャートである。本制御ルーチンは、ECU60によって所定の実行間隔で繰り返し実行される。ステップS401〜ステップS407は、図8のステップS201〜S207と同様であることから説明を省略する。
ステップS407において走行中の経路が非EV経路であると判定された場合、本制御ルーチンはステップS408に進む。ステップS408では、出力制御部62は、非EV経路の終点における目標SOC(ES)を取得する。
次いで、ステップS409において、出力制御部62は、非EV経路の終点における目標SOC(ES)から実際のSOC(AS)を減算した値が所定値Xよりも大きいか否かを判定する。所定値Xは、第1閾値TH1又は第2閾値TH2と同じであっても異なっていてもよい。所定値Xは例えばゼロに設定される。この場合、ステップS409において、出力制御部62は、非EV経路の終点における目標SOC(ES)が実際のSOC(AS)よりも大きいか否かを判定する。
ステップS409において非EV経路の終点における目標SOC(ES)から実際のSOC(AS)を減算した値が所定値X以下であると判定された場合、本制御ルーチンはステップS410に進む。ステップS410では、出力制御部62は、実際のSOC(AS)が維持されるように、EV区間の走行モードをHVモードに変更する。ステップS410の後、本制御ルーチンは終了する。
一方、ステップS409において非EV経路の終点における目標SOC(ES)から実際のSOC(AS)を減算した値が所定値Xよりも大きいと判定された場合、本制御ルーチンはステップS411に進む。ステップS411では、出力制御部62は、実際のSOC(AS)が高くなるように、EV区間又はHV区間の走行モードをREモードに変更する。ステップS411の後、本制御ルーチンは終了する。
なお、ステップS405及びステップS406は省略されてもよい。また、図3A及び図3Bの走行計画生成処理の制御ルーチンにおいて第2走行計画のみが生成される場合、ステップS401は省略されてもよい。
<第四実施形態>
第四実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置は、以下に説明する点を除いて、基本的に第一実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置の構成及び制御と同様である。このため、以下、本発明の第四実施形態について、第一実施形態と異なる部分を中心に説明する。
図13は、本発明の第四実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置等の構成を概略的に示すブロック図である。第四実施形態では、ECU60’は、メモリに記憶されたプログラム等を実行することによって、走行計画生成部61、出力制御部62及び下限値設定部63として機能する。したがって、車両1の制御装置は、走行計画生成部61、出力制御部62及び下限値設定部63を備える。
下限値設定部63はバッテリ20のSOCの下限値を設定する。出力制御部62は、バッテリ20の実際のSOCが下限値に達した場合には、実際のSOCが維持され又は高くなるように、走行計画生成部61によって設定された走行モードを変更する。
EV経路において走行モードがEVモードからHVモード又はREモードに変更されると、触媒43の暖機回数が増え、車両1の燃費が大幅に悪化する。このため、第四実施形態では、下限値設定部63は、EV経路では、非EV経路に比べて、下限値を低くする。このことによって、EV経路において走行モードが変更される可能性が低くなり、触媒43の暖機回数が増えることを抑制することができる。
また、バッテリ20のSOCが過剰に低くなると、バッテリ20の劣化度合が大きくなる。このため、下限値設定部63は、EV経路において走行モードがEVモードに維持されたときに実際のSOCが基準値に達しない場合にのみ、EV経路において下限値を低くする。基準値は、バッテリ20の劣化度合が大きくならないように予め定められ、非EV経路における下限値よりも低い値に設定される。このことによって、バッテリ20の劣化を抑制しつつ、触媒43の暖機回数が増えることを抑制することができる。
<走行モード変更処理>
図14A及び図14Bは、本発明の第四実施形態における走行モード変更処理の制御ルーチンを示すフローチャートである。本制御ルーチンは、ECU60によって所定の実行間隔で繰り返し実行される。
最初に、ステップS501において、出力制御部62は、走行計画として第2走行計画が採用されたか否かを判定する。第1走行計画が採用されたと判定された場合、本制御ルーチンは終了する。一方、第2走行計画が採用されたと判定された場合、本制御ルーチンはステップS502に進む。
ステップS502では、出力制御部62はバッテリ20の実際のSOC(AS)を取得する。実際のSOC(AS)は電圧センサ51の出力等に基づいて算出される。
次いで、ステップS503において、下限値設定部63は、走行中の経路がEV経路であるか否かを判定する。走行中の経路がEV経路であると判定された場合、本制御ルーチンはステップS504に進む。ステップS504では、下限値設定部63は、EV経路において走行モードがEVモードに維持されたときに実際のSOCが基準値に達するか否かを判定する。基準値は、予め定められ、HV経路における下限値(第2下限値LL2)よりも低い値に設定される。
ステップS503において走行中の経路が非EV経路であると判定された場合、又はステップS504において実際のSOCが基準値に達すると判定され場合、本制御ルーチンはステップS507に進む。ステップS507では、下限値設定部63は下限値を第2下限値LL2に設定し、出力制御部62は、実際のSOC(AS)が第2下限値LL2以下であるか否かを判定する。第2下限値LL2は予め定められる。
ステップS507において実際のSOC(AS)が第2下限値LL2よりも高いと判定された場合、本制御ルーチンはステップS508に進む。ステップS508〜ステップS513は、図8のステップS203〜S208と同様であることから説明を省略する。
また、ステップS504において実際のSOCが基準値に達しないと判定された場合、本制御ルーチンはステップS505に進む。ステップS505では、下限値設定部63は下限値を第1下限値LL1に設定し、出力制御部62は、実際のSOC(AS)が第1下限値LL1以下であるか否かを判定する。第1下限値LL1は、予め定められ、第2下限値LL2よりも低い値に設定される。なお、第1下限値LL1は基準値と同一であってもよい。
実際のSOC(AS)が第1下限値LL1よりも高いと判定された場合、本制御ルーチンはステップS508に進む。ステップS508〜ステップS513は、図8のステップS203〜S208と同様であることから説明を省略する。
ステップS507において実際のSOC(AS)が第2下限値LL2以下であると判定された場合、又はステップS505において実際のSOC(AS)が第1下限値LL1以下であると判定された場合、本制御ルーチンはステップS506に進む。ステップS506では、出力制御部62は、走行計画生成部61によって設定された走行モードを変更する。具体的には、出力制御部62は、実際のSOCが高くなるように走行モードをEVモード又はHVモードからREモードに変更する。ステップS506の後、本制御ルーチンは終了する。
なお、ステップS504は省略されてもよい。また、ステップS506において、出力制御部62は、実際のSOCが維持されるように走行モードをEVモードからHVモードに変更してもよい。また、ステップS510及びステップS511は省略されてもよい。また、図3A及び図3Bの走行計画生成処理の制御ルーチンにおいて第2走行計画のみが生成される場合、ステップS501は省略されてもよい。
<第五実施形態>
第五実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置は、以下に説明する点を除いて、基本的に第一実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置の構成及び制御と同様である。このため、以下、本発明の第五実施形態について、第一実施形態と異なる部分を中心に説明する。
図15は、本発明の第五実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置等の構成を概略的に示すブロック図である。第五実施形態では、ハイブリッド車両の制御装置はECU60”及びサーバ80から構成される。ECU60”及びサーバ80は、それぞれ通信インタフェースを備え、ネットワーク90を介して互いに通信可能である。なお、サーバ80は車両1’だけでなく他の複数の車両とも通信可能である。
サーバ80は、通信インタフェースに加えて、中央演算装置(CPU)、ランダムアクセスメモリ(RAM)のようなメモリ、ハードディスクドライブ等を備える。サーバ80は、ハードディスクドライブに記憶されたプログラム等を実行することによって走行計画生成部61として機能する。また、サーバ80には地図データベース53が設けられ、走行計画生成部61は地図データベース53から道路情報を取得することができる。一方、ECU60”は、メモリに記憶されたプログラム等を実行することによって出力制御部62として機能する。
第五実施形態では、車両1’のECU60’の代わりにサーバ80によって走行計画が生成される。このため、ECU60’の演算負荷を低減することができ、ひいてはECU60’の製造コストを低減することができる。なお、第五実施形態においても、第一実施形態と同様に、図3A及び図3Bの走行計画生成処理の制御ルーチン及び図8の走行モード変更処理の制御ルーチンが実行される。
<その他の実施形態>
以上、本発明に係る好適な実施形態を説明したが、本発明はこれら実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載内で様々な修正及び変更を施すことができる。
例えば、内燃機関40の排気通路41に、二つ以上の触媒が設けられてもよい。また、第1電動発電機12は、電動機としては機能しない発電機であってもよい。また、第2電動発電機16は、発電機としては機能しない電動機であってもよい。
また、車両1はいわゆるシリーズパラレル式のハイブリッド車両である。しかしながら、車両1は、いわゆるシリーズ式、パラレル式等の他の種類のハイブリッド車両であってもよい。また、車両1はプラグインハイブリッド車両でなくてもよい。すなわち、バッテリ20が外部電源70によって充電されなくてもよい。
また、上述した実施形態は、任意に組み合わせて実施可能である。例えば、第四実施形態は、第二実施形態又は第三実施形態と組合せ可能である。第四実施形態が第二実施形態と組み合わされる場合、図14AのステップS503からステップS507が図11のステップS302とステップS303との間に実行される。第四実施形態が第三実施形態と組み合わされる場合、図14AのステップS503からステップS507が図12のステップS402とステップS403との間に実行される。
また、第五実施形態は、第二実施形態、第三実施形態又は第四実施形態と組合せ可能である。第五実施形態が、第二実施形態、第三実施形態又は第四実施形態と組み合わされる場合、第二実施形態、第三実施形態又は第四実施形態においてサーバ80が走行計画生成部61として機能する。
1、1’ ハイブリッド車両
16 第2電動発電機
20 バッテリ
40 内燃機関
41 排気通路
43 触媒
60、60’、60” 電子制御ユニット(ECU)
61 走行計画生成部
62 出力制御部

Claims (6)

  1. 排気通路に触媒が設けられた内燃機関と、電動機と、該電動機に電力を供給すると共に該内燃機関の出力によって充電可能なバッテリとを備えるハイブリッド車両を制御する、ハイブリッド車両の制御装置であって、
    前記ハイブリッド車両が走行するときの走行モード及び前記バッテリの目標充電率を予め設定する走行計画生成部と、
    前記走行モードに基づいて前記内燃機関及び前記電動機の出力を制御する出力制御部と
    を備え、
    前記走行計画生成部は、前記ハイブリッド車両が出発地から少なくとも一つの経由地を経由して最終目的地まで走行する場合に、該経由地を始点及び終点の少なくとも一方とする複数の経路を複数の区間に分割し、少なくとも一つの経路の全ての区間の走行モードを、前記内燃機関が停止され且つ前記電動機のみによって走行用の動力が出力されるEVモードに設定し、
    前記出力制御部は、前記目標充電率から前記バッテリの実際の充電率を減算した値が閾値よりも大きくなった場合に、全ての区間の走行モードが前記EVモードに設定されたEV経路以外の非EV経路の区間において、前記実際の充電率が前記目標充電率に近付くように、前記走行計画生成部によって設定された走行モードを変更し、
    前記経由地は、予め設定された地点であり、又は前記ハイブリッド車両に設けられたナビゲーションシステムへのドライバの入力に基づいて設定される、ハイブリッド車両の制御装置。
  2. 前記出力制御部は、前記目標充電率から前記実際の充電率を減算した値が前記閾値よりも大きくなった場合に、前記非EV経路の区間において、前記実際の充電率が維持されるように、前記走行計画生成部によって設定された走行モードを変更する、請求項1に記載のハイブリッド車両の制御装置。
  3. 前記出力制御部は、前記目標充電率から前記実際の充電率を減算した値が前記閾値よりも大きくなった場合に、前記非EV経路の区間において、前記実際の充電率が高くなるように、前記走行計画生成部によって設定された走行モードを変更する、請求項1に記載のハイブリッド車両の制御装置。
  4. 前記出力制御部は、前記非EV経路の終点における前記目標充電率から前記実際の充電率を減算した値が所定値よりも大きい場合には、前記非EV経路の区間において、前記実際の充電率が高くなるように、前記走行計画生成部によって設定された走行モードを変更し、前記非EV経路の終点における前記目標充電率から前記実際の充電率を減算した値が前記所定値以下である場合には、前記非EV経路の区間において、前記実際の充電率が維持されるように、前記走行計画生成部によって設定された走行モードを変更する、請求項1に記載のハイブリッド車両の制御装置。
  5. 前記バッテリの充電率の下限値を設定する下限値設定部を更に備え、
    前記出力制御部は、前記バッテリの実際の充電率が前記下限値に達した場合には、前記実際の充電率が維持され又は高くなるように、前記走行計画生成部によって設定された走行モードを変更し、
    前記下限値設定部は、前記EV経路では、前記非EV経路に比べて、前記下限値を低くする、請求項1から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. 前記下限値設定部は、前記EV経路において走行モードが前記EVモードに維持されたときに前記実際の充電率が基準値に達しない場合にのみ、前記EV経路において前記下限値を低くし、前記基準値は前記非EV経路における前記下限値よりも低い、請求項5に記載のハイブリッド車両の制御装置。
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