JP7327350B2 - ハイブリッド車両の制御装置及びハイブリッド車両の制御方法 - Google Patents

Description

本発明はハイブリッド車両の制御装置及びハイブリッド車両の制御方法に関する。

特許文献１には、ハイブリッド車両の現在位置及び現在時刻を検出し、現在位置が制限区域内にありかつ現在時刻が制限期間内にあるときに、特定の制御プログラムを適用する車載機器制御システムが開示されている。具体的には特許文献１には、制限区域がハイブリッド車両の騒音量や排気ガス量を規制したい地域であり、特定の制御プログラムが主として電気モータの動力で車両を走行させるための動力制御プログラムであることが開示されている。

特開平１１－１１５６５１号公報

制限期間中の制限区域内では内燃機関の運転が制限されるため、内燃機関の動力を利用した発電も制限されることになる。そのため、予め制限区域内を制限期間中に走行することを考慮に入れてハイブリッド車両のバッテリ充電量の管理を行わないと、バッテリ充電量が十分に確保されていない状態で、制限期間中の制限区域に進入しなければならなくなったり、制限区域内を走行しているときに制限期間になってしまったりするおそれがある。その結果、最悪の場合、電欠により走行不能になるおそれがある。

本発明はこのような問題点に着目してなされたものであり、ハイブリッド車両のバッテリ充電量を、制限区域内を制限期間中に走行することを考慮に入れた適切なバッテリ充電量に管理することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明のある態様によれば、内燃機関と、内燃機関の動力を利用して発電された電力を蓄電するバッテリと、内燃機関の動力を利用して発電された電力又は前記バッテリに蓄電された電力の一方又は双方が供給されて駆動される回転電機と、を備えるハイブリッド車両を制御するためのハイブリッド車両の制御装置が提供される。ハイブリッド車両の制御装置は、バッテリの目標充電量を設定する目標充電量設定部と、バッテリの充電量が目標充電量となるように、内燃機関及び回転電機とバッテリの充放電とを制御してハイブリッド車両を走行させる走行制御部と、を備える。目標充電量設定部は、現在位置から内燃機関の駆動が制限される制限区域までの残り距離又は所要時間と、現在時刻から制限区域において内燃機関の駆動制限が開始される時刻までの猶予時間と、に基づいて、目標充電量を設定するように構成される。

また本発明の別の態様によれば、内燃機関と、内燃機関の動力を利用して発電された電力を蓄電するバッテリと、内燃機関の動力を利用して発電された電力又はバッテリに蓄電された電力の一方又は双方が供給されて駆動される回転電機と、を備えるハイブリッド車両の制御方法であって、現在位置から内燃機関の駆動が制限される制限区域までの残り距離又は所要時間と、現在時刻から制限区域において内燃機関の駆動制限が開始される時刻までの猶予時間と、に基づいて、バッテリの目標充電量を設定し、バッテリの充電量が目標充電量となるように、内燃機関及び回転電機とバッテリの充放電とを制御してハイブリッド車両を走行させる、ハイブリッド車両の制御方法が提供される。

本発明のこれらの態様によれば、ハイブリッド車両のバッテリ充電量が、制限区域までの残り距離と、制限開始時刻までの猶予時間と、に基づいて設定された目標充電量となるように、内燃機関及び回転電機とバッテリの充放電とを制御してハイブリッド車両を走行させることができる。そのため、ハイブリッド車両のバッテリ充電量を、制限区域内を制限期間中に走行することを考慮に入れた適切なバッテリ充電量に管理することができる。

図１は、本発明の第１実施形態による車両制御システムの概略構成図である。 図２は、制限区域について説明する図である。 図３は、本発明の第１実施形態によるハイブリッド車両の概略構成図である。 図４は、本発明の第１実施形態によるハイブリッドシステムの概略構成図である。 図５は、バッテリ充電量と切替負荷との関係を示した図である。 図６は、本発明の第１実施形態によるモード切替充電量の設定制御について説明するフローチャートである。 図７は、現在位置から制限区域までの残り距離と、現在時刻から制限期間の開始時刻までの猶予時間とに基づいて、モード切替充電量を設定するためのマップである。 図８は、本発明の第２実施形態によるモード切替充電量の設定制御について説明するフローチャートである。 図９は、制限区域の面積と、現在時刻から制限期間の開始時刻までの猶予時間とに基づいて、モード切替充電量を設定するためのマップである。

以下、図面を参照して本発明の一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１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態による車両制御システム１００の概略構成図である。

図１に示すように、本実施形態による車両制御システム１００は、サーバ１と、ハイブリッド車両２と、を備える。

サーバ１は、サーバ通信部１１と、サーバ記憶部１２と、サーバ処理部１３と、を備える。

サーバ通信部１１は、サーバ１を例えばゲートウェイ等を介してネットワーク３と接続するための通信インターフェース回路を有し、ハイブリッド車両２との間で相互に通信することができるように構成される。

サーバ記憶部１２は、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）や光記録媒体、半導体メモリ等の記憶媒体を有し、サーバ処理部１３での処理に用いられる各種のコンピュータプログラムやデータ等を記憶する。

本実施形態ではサーバ記憶部１２は、全国の各所に設けられた制限区域に関する情報（後述する境界ＧＦや制限期間に関する情報など）を少なくとも記憶している。制限区域とは、大気汚染防止や騒音防止などの観点から、内燃機関の駆動が制限される区域のことである。図２を参照して制限区域について簡単に説明すると、図２には、制限区域の内側と外側との境界ＧＦと、境界ＧＦ上に位置する各道路位置Ｋｄ，Ｋｅ，Ｋｆ，Ｋｇと、が示されている。

図２において、境界ＧＦの内側が制限区域であり、この制限区域が、例えば予め定められた制限期間の間だけ設けられる変動制の制限区域である場合には、制限期間の間だけ制限区域内での内燃機関の駆動が制限され、非制限期間においては内燃機関の駆動が許可される。制限期間は、例えば、時間や日、週、月、年、曜日などの単位で設定される。一方で、図２に示す制限区域が、制限期間が特に設けられていない固定制の制限区域である場合には、制限区域内では常に内燃機関の駆動が制限される。

図１に戻り、サーバ処理部１３は、一又は複数個のプロセッサ及びその周辺回路を有する。サーバ処理部１３は、サーバ記憶部１２に格納された各種のコンピュータプログラムを実行し、サーバ１の全体的な動作を統括的に制御するものであり、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）である。

図３は、ハイブリッド車両２の概略構成図である。

図３に示すように、ハイブリッド車両２は、電子制御ユニット２０と、ハイブリッドシステム２１と、ＧＰＳ受信装置２２と、地図情報記憶装置２３と、通信装置２４と、ＳＯＣセンサ２５や負荷センサ２６などの各種のセンサ類と、を備える。ハイブリッドシステム２１、ＧＰＳ受信装置２２、地図情報記憶装置２３、通信装置２４、及び各種のセンサ類は、ＣＡＮ（Controller Area Network）等の規格に準拠した車内ネットワーク２７を介して電子制御ユニット２０と接続されている。

ハイブリッドシステム２１は、ハイブリッド車両２を走行させるために必要な動力を発生させ、その動力を駆動輪に伝達することができるように構成される。ハイブリッドシステム２１の詳細については、図４を参照して説明する。

図４は、本実施形態によるハイブリッドシステム２１の概略構成図である。本実施形態によるハイブリッドシステム２１は、いわゆるシリーズ・パラレル式のハイブリッドシステムであるが、シリーズ式やパラレル式などのその他の形式のハイブリッドシステムであってもよい。

図４に示すように、本実施形態によるハイブリッドシステム２１は、内燃機関２１１と、動力分割機構２１２と、主に発電機として使用される第１回転電機２１３と、主に電動機として使用される第２回転電機２１４と、バッテリ２１５と、パワーコントロールユニット（以下「ＰＣＵ」という。）２１６と、を備える。

内燃機関２１１は、その内部に形成された気筒内で燃料を燃焼させて、動力分割機構２１２に連結された機関出力軸を回転させるための動力を発生させる。

動力分割機構２１２は、内燃機関２１１の動力を、駆動輪を回転させるための動力と、第１回転電機２１３を回生駆動させるための動力と、の２系統に分割するための公知の遊星歯車機構である。

第１回転電機２１３は、例えば三相の交流同期型のモータジュネレータであり、バッテリ２１５からの電力供給を受けて力行駆動する電動機としての機能と、内燃機関２１１の動力を受けて回生駆動する発電機としての機能と、を有する。本実施形態では第１回転電機２１３は、主に発電機として使用され、バッテリ２１５を充電するために必要な電力や第２回転電機２１４を力行駆動するために必要な電力を発電する。そして、内燃機関２１１の始動時に機関出力軸を回転させてクランキングを行うときに電動機として使用され、スタータとしての役割を果たす。

第２回転電機２１４は、例えば三相の交流同期型のモータジュネレータであり、バッテリ２１５からの電力供給を受けて力行駆動する電動機としての機能と、ハイブリッド車両２の減速時に駆動輪からの動力を受けて回生駆動する発電機としての機能と、を有する。本実施形態では第２回転電機２１４は、主に電動機として使用され、駆動輪を回転させるための動力を発生させる。

バッテリ２１５は、例えばニッケル・カドミウム蓄電池やニッケル・水素蓄電池、リチウムイオン電池などの充放電可能な二次電池である。なおバッテリ２１５は、例えば家庭用コンセントなどの外部電源からの充電が可能なように、外部電源と電気的に接続可能に構成されていてもよい。

ＰＣＵ２１６は、インバータ（図示せず）と昇圧コンバータ（図示せず）とを備え、その動作は電子制御ユニット２０によって制御される。具体的には、各回転電機２１３，２１４を電動機として使用するときは、各回転電機２１３，２１４を駆動するために必要な電力がバッテリ２１５から各回転電機２１３，２１４に供給されるように、ＰＣＵ２１６の動作が電子制御ユニット２０によって制御される。また各回転電機２１３，２１４を発電機として使用するときは、各回転電機２１３，２１４で発電された電力がバッテリ２１５に供給されるように、ＰＣＵ２１６の動作が電子制御ユニット２０によって制御される。

図３に戻り、ＧＰＳ受信装置２２は、人工衛星からの電波を受信してハイブリッド車両２の緯度及び経度を特定し、ハイブリッド車両２の現在位置を検出する。

地図情報記憶装置２３は、道路の位置情報や道路形状の情報（例えば勾配や、カーブと直線部の種別、カーブの曲率など）、交差点及び分岐点の位置情報、道路種別、制限車速などの各種の道路情報を記憶する。

通信装置２４は、無線通信機能を有する車載の端末である。通信装置２４は、ネットワーク３（図１参照）と不図示のゲートウェイ等を介して接続される無線基地局４（図１参照）にアクセスすることで、無線基地局４を介してネットワーク３と接続される。これにより、サーバ１との間で相互に通信が行われる。

ＳＯＣセンサ２５は、バッテリ２１５の充電量（以下「バッテリ充電量」という。）ＳＯＣを検出する。

負荷センサ２６は、走行負荷に相当するパラメータとして、アクセルペダルの踏み込み量に比例した出力電圧を検出する。

電子制御ユニット２０は、車内通信インターフェース２０１、車両記憶部２０２及び車両処理部２０３、を備える。車内通信インターフェース２０１、車両記憶部２０２及び車両処理部２０３、信号線を介して互いに接続されている。

車内通信インターフェース２０１は、ＣＡＮ（Controller Area Network）等の規格に準拠した車内ネットワーク２７に電子制御ユニット２０を接続するための通信インターフェース回路である。

車両記憶部２０２は、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）や光記録媒体、半導体メモリ等の記憶媒体を有し、車両処理部２０３での処理に用いられる各種のコンピュータプログラムやデータ等を記憶する。

車両処理部２０３は、一又は複数個のプロセッサ及びその周辺回路を有する。車両処理部２０３は、車両記憶部２０２に格納された各種のコンピュータプログラムを実行してハイブリッド車両２を統括的に制御するものであり、例えばＣＰＵである。以下、車両処理部２０３、ひいては電子制御ユニット２０によって実施されるハイブリッド車両２の制御の内容について説明する。

電子制御ユニット２０は、バッテリ充電量ＳＯＣに基づいて、走行モードをＥＶ（Electric Vehicle）モード又はＨＶ（Hybrid Vehicle）モードのいずれか一方に切り替えてハイブリッド車両２を走行させる。具体的には、電子制御ユニット２０は、バッテリ充電量ＳＯＣがモード切替充電量ＳＯＣ１以上であれば、ハイブリッド車両２の走行モードをＥＶモードに設定し、バッテリ充電量ＳＯＣがモード切替充電量ＳＯＣ１未満であれば、ハイブリッド車両２の走行モードをＨＶモードに設定する。なおＥＶモードは、ＣＤ（Charge Depleting；充電消耗）モードと称され、ＨＶモードは、ＣＳ（Charge Sustaining；充電維持）モードと称される場合もある。

ＥＶモードは、バッテリ２１５の電力を優先的に利用して第２回転電機２１４を力行駆動させ、第２回転電機２１４の動力を駆動輪に伝達してハイブリッド車両２を走行させるモードである。

電子制御ユニット２０は、走行モードがＥＶモードのときは、内燃機関２１１を停止させた状態でバッテリ２１５の電力を使用して第２回転電機２１４を力行駆動させ、第２回転電機２１４の動力のみにより駆動輪を回転させてハイブリッド車両２を走行させる。すなわち電子制御ユニット２０は、走行モードがＥＶモードのときは、内燃機関２１１を停止させた状態で、走行負荷に応じた要求出力となるように、走行負荷に基づいて第２回転電機２１４の出力を制御してハイブリッド車両２を走行させる。

ＨＶモードは、バッテリ充電量ＳＯＣがＨＶモードに切り替えられたときの充電量（以下「維持充電量」という。）に維持されるように、内燃機関２１１及び第２回転電機２１４の出力を制御してハイブリッド車両２を走行させるモードである。

電子制御ユニット２０は、走行モードがＨＶモードのときは、走行負荷が所定の切替負荷未満であれば、前述したＥＶモードと同様に、内燃機関２１１を停止させた状態でバッテリ２１５の電力を使用して第２回転電機２１４を力行駆動させ、第２回転電機２１４の動力のみにより駆動輪を回転させて、ハイブリッド車両２を走行させる。なお電子制御ユニット２０は、図５に示すように、バッテリ充電量ＳＯＣが少ないときほど切替負荷が小さくなるように、バッテリ充電量ＳＯＣに応じて切替負荷を変化させる。

また電子制御ユニット２０は、走行モードがＨＶモードのときは、走行負荷が所定の切替負荷以上であれば、内燃機関２１１の動力を動力分割機構２１２によって２系統に分割し、分割した内燃機関２１１の一方の動力を駆動輪に伝達すると共に、他方の動力によって第１回転電機２１３を回生駆動させる。そして、基本的に第１回転電機２１３の発電電力によって第２回転電機２１４を力行駆動しつつ、必要に応じてその一部の電力をバッテリに供給してバッテリを充電し、内燃機関２１１の一方の動力に加えて第２回転電機２１４の動力を駆動輪に伝達してハイブリッド車両２を走行させる。

また電子制御ユニット２０は、走行モードがＨＶモードの場合に停車時においてバッテリ充電量ＳＯＣが維持充電量未満になっているときは、バッテリ充電量ＳＯＣが維持充電量以上となるように、内燃機関２１１の動力によって第１回転電機２１３を回生駆動し、第１回転電機２１３の発電電力によってバッテリ２１５を充電させる。

このように電子制御ユニット２０は、走行モードがＨＶモードのときは、走行負荷に応じた要求出力となるように、バッテリ充電量ＳＯＣと走行負荷とに基づいて内燃機関２１１及び第２回転電機２１４の出力を制御してハイブリッド車両２を走行させる。走行モードがＥＶモードからＨＶモードに切り替わったときは、走行負荷が高くなれば内燃機関２１１が始動されることになる。そのためＨＶモードは、基本的に内燃機関２１１を運転させることを前提として、内燃機関２１１の熱効率が悪い条件下においては第２回転電機２１４の出力のみでハイブリッド車両２の走行させることができるようにした走行モードということもできる。

このように本実施形態では、ＥＶモード中は、バッテリ充電量ＳＯＣがモード切替充電量ＳＯＣ１になるまでバッテリ２１５の電力を消費してハイブリッド車両２の走行が行われることになる。そして、ＨＶモード中は、バッテリ充電量ＳＯＣがモード切替充電量ＳＯＣ１に維持されるように、必要に応じて内燃機関２１１の動力を利用して発電した電力をバッテリ２１５に充電しつつハイブリッド車両２の走行が行われることになる。すなわち本実施形態では、バッテリ充電量ＳＯＣがモード切替充電量ＳＯＣ１となるように、内燃機関２１１や各回転電機２１３，２１４、バッテリ２１５に対する充放電が制御されてハイブリッド車両２の走行が行われることになる。したがって本実施形態によるモード切替充電量ＳＯＣ１は、ハイブリッド車両２の走行中におけるバッテリ２１５の目標充電量ということもできる。

ここで前述した通り、ＨＶモードは基本的に内燃機関２１１を運転させることを前提とした走行モードであり、走行モードがＥＶモードからＨＶモードに切り替わった後は、基本的に内燃機関２１１が始動されることになる。そしてＥＶモードからＨＶモードへの切り替わりは、バッテリ充電量ＳＯＣに依存し、本実施形態では、バッテリ充電量ＳＯＣがモード切替充電量ＳＯＣ１になったときに、走行モードがＥＶモードからＨＶモードに切り替えられることになる。そして燃費向上のためには、モード切替充電量ＳＯＣ１を相対的に低い値（例えば満充電量の１０％など）に設定し、可能な限りＥＶモードでの走行を行った方が望ましい。

しかしながら、近年においては、図２を参照して前述した制限区域が各所に設けられている場合があり、このような制限区域の存在を考慮せずにモード切替充電量ＳＯＣ１を低い値に固定して走行モードの切替制御を実施してしまうと、例えば、バッテリ充電量ＳＯＣが低下してＨＶモードで走行している状態、すなわちバッテリ充電量ＳＯＣが十分に確保されていない状態で、制限期間中の制限区域に進入しなければならなくなるおそれがある。また例えば、制限区域内を走行しているときに、バッテリ充電量ＳＯＣが十分に確保されていない状態で非制限期間から制限期間に切り替わるおそれがある。

制限期間中の制限区域内では、内燃機関２１１の駆動が禁止されるため、バッテリ充電量ＳＯＣが十分に確保されていない状態であってもＥＶモードで走行しなければならず、内燃機関２１１を駆動してバッテリ２１５の充電を行うこともできない。そのため、最悪の場合、電欠により走行不能になるおそれがある。

そこで本実施形態では、現在位置から制限区域までの残り距離と、現在時刻から制限期間の開始時刻までの猶予時間と、に基づいて、モード切替充電量ＳＯＣ１の値を変更することとした。具体的には、現在位置から制限区域までの残り距離が短くなるほど、また現在時刻から制限期間の開始時刻までの猶予時間が短くなるほど、モード切替充電量ＳＯＣ１を高い値に設定することとした。

これにより、制限区域に近づくほど、また猶予時間が短くなるほど、モード切替充電量ＳＯＣ１を高い値に設定してバッテリ充電量ＳＯＣを高い値に維持することができる。すなわち、制限期間中の制限区域で走行する可能性が高くなるほど、モード切替充電量を高い値に設定してバッテリ充電量ＳＯＣを高い値に維持することができる。そのため、バッテリ充電量ＳＯＣが十分に確保されていない状態で、制限期間中の制限区域を走行しなければならなくなるのを抑制することができる。

図６は、この本実施形態によるモード切替充電量ＳＯＣ１の設定制御について説明するフローチャートである。

ステップＳ１において、ハイブリッド車両２の電子制御ユニット２０は、ＧＰＳ受信装置２２により受信した位置情報に基づいて、ハイブリッド車両２の現在位置を取得する。また電子制御ユニット２０は、時計機能（リアルタイムクロック）を有しており、時計機能によって計測された現在の日時（日付及び時刻）を併せて取得する。

ステップＳ２において、ハイブリッド車両２の電子制御ユニット２０は、制限区域情報を取得するべく、自車両の識別番号（例えば車両ナンバー）と現在位置とを含む、制限区域情報要求信号をサーバ１に送信する。制限区域情報は、ハイブリッド車両２の周囲に特定区域が存在するか否かに関する情報や、周囲に特定区域が存在する場合には、その制限区域の境界ＧＦや制限期間に関する情報などを含む情報である。

ステップＳ３において、サーバ１は、制限区域情報要求信号を受信しているか否かを判断する。サーバ１は、制限区域情報要求信号を受信していれば、ステップＳ３の処理に進む。一方でサーバ１は、制限区域情報要求信号を受信していなければ、今回の処理を終了する。

ステップＳ４において、サーバ１は、制限区域情報を生成し、制限区域情報要求信号の送信元となるハイブリッド車両２（以下、必要に応じて「送信元車両２」ともいう。）に送信する。

具体的にはサーバ１は、まずサーバ記憶部１２に記憶された制限区域に関する情報と、送信元車両２の現在位置と、に基づいて、送信元車両２の周囲（例えば、ハイブリッド車両２を中心とする半径数キロメートルから数十キロメートルの範囲内）に特定区域が存在するか否かを判定する。そしてサーバ１は、送信元車両２の周囲に特定区域が存在していなければ、送信元車両２の周囲に存在する特定区域は無いという情報を含む制限区域情報を生成し、送信元車両２に送信する。一方でサーバ１は、送信元車両２の周囲に特定区域が存在していれば、その特定区域の境界ＧＦ及び制限期間に関する情報を含む制限区域情報を生成し、送信元車両２に送信する。

ステップＳ５において、ハイブリッド車両２の電子制御ユニット２０は、制限区域情報を受信しているか否かを判定する。電子制御ユニット２０は、制限区域情報を受信していれば、ステップＳ６の処理に進む。一方で電子制御ユニット２０は、制限区域情報を受信していなければ、一定の時間を空けた後、制限区域情報を受信しているか否かを再度判定する。

ステップＳ６において、ハイブリッド車両２の電子制御ユニット２０は、制限区域情報を参照し、自車両の周囲に制限区域が存在していなければステップＳ７の処理に進み、自車両の周囲に制限区域が存在していればステップＳ８の処理に進む。

ステップＳ７において、ハイブリッド車両２の電子制御ユニット２０は、モード切替充電量ＳＯＣ１を、初期設定値とする。初期設定値は、燃費向上のために相対的に低い値とされ、本実施形態では満充電量の１０％程度の値とされる。

ステップＳ８において、ハイブリッド車両２の電子制御ユニット２０は、自車両の現在位置と、地図情報記憶装置２３に記憶された地図情報と、制限区域情報（具体的には制限区域の境界ＧＦに関する情報）と、に基づいて、自車両が制限区域外を走行しているか否かを判定する。電子制御ユニット２０は、自車両が制限区域外を走行していれば、ステップＳ９の処理に進む。一方で電子制御ユニット２０は、自車両が制限区域内を走行していれば、ステップＳ１１の処理に進む。

ステップＳ９において、ハイブリッド車両２の電子制御ユニット２０は、現在位置から制限区域までの残り距離と、現在時刻から制限期間の開始時刻までの猶予時間と、を算出する。本実施形態では電子制御ユニット２０は、現在位置から制限区域の境界ＧＦ上に位置する各道路位置Ｋｄ，Ｋｅ，Ｋｆ，Ｋｇ（図２参照）までの距離を算出し、その中で最も短い距離を、現在位置から制限区域までの残り距離として算出する。

ステップＳ１０において、ハイブリッド車両２の電子制御ユニット２０は、図７のマップを参照し、現在位置から制限区域までの残り距離と、現在時刻から制限期間の開始時刻までの猶予時間と、に基づいて、モード切替充電量ＳＯＣ１を設定する。図７のマップに示すように、残り距離が短くなるほど、また猶予時間が短くなるほど、モード切替充電量ＳＯＣ１は高い値に設定される。

ステップＳ１１において、ハイブリッド車両２の電子制御ユニット２０は、自車両が制限区域内を走行しているため、現在位置から制限区域までの残り距離に関してはゼロとし、現在時刻から制限期間の開始時刻までの猶予時間を算出する。

以上説明した本実施形態によるハイブリッド車両２は、内燃機関２１１と、内燃機関２１１の動力を利用して発電された電力を蓄電するバッテリ２１５と、内燃機関２１１の動力を利用して発電された電力、又はバッテリ２１５に蓄電された電力の一方又は双方が供給されて駆動される第２回転電機２１４（回転電機）と、を備える。このハイブリッド車両２を制御するための電子制御ユニット２０（制御装置）は、バッテリ２１５の目標充電量に相当するモード切替充電量ＳＯＣ１を設定する目標充電量設定部と、バッテリ充電量ＳＯＣがモード切替充電量ＳＯＣ１となるように、内燃機関２１１及び第２回転電機２１４とバッテリ２１５の充放電とを制御してハイブリッド車両２を走行させる走行制御部と、を備える。

そして目標充電量設定部は、現在位置から内燃機関２１１の駆動が制限される制限区域までの残り距離と、現在時刻から制限区域において内燃機関２１１の駆動制限が開始される時刻までの猶予時間と、に基づいて、モード切替充電量ＳＯＣ１を設定するように構成されている。

これにより、バッテリ充電量ＳＯＣが残り距離と猶予時間とを考慮して設定されたモード切替充電量ＳＯＣ１となるように、内燃機関２１１及び第２回転電機２１４とバッテリ２１５の充放電とを制御してハイブリッド車両２を走行させることができるので、制限期間中の制限区域を走行することを考慮に入れた適切なバッテリ充電量ＳＯＣの管理を行うことができる。

また本実施形態では、目標充電量設定部は、残り距離が短くなるほど、また猶予時間が短くなるほど、モード切替充電量ＳＯＣ１の値を大きくするように構成されている。

これにより、制限区域に近づくほど、また猶予時間が短くなるほど、モード切替充電量ＳＯＣ１を高い値に設定してバッテリ充電量ＳＯＣを高い値に維持することができる。すなわち、制限期間中の制限区域で走行する可能性が高くなるほど、バッテリ２１５の目標充電量を高い値に設定してバッテリ充電量ＳＯＣを高い値に維持することができる。そのため、バッテリ充電量ＳＯＣが十分に確保されていない状態で、制限期間中の制限区域を走行しなければならなくなるのを抑制することができる。

また本実施形態では、目標充電量設定部は、現在位置が制限区域内にあるときは、残り距離をゼロとし、現在位置が制限区域外にあるときは、現在位置から制限区域の内側と外側との境界ＧＦまでの最短距離を残り距離とするように構成されている。

これにより、ハイブリッド車両２の現在位置に応じてモード切替充電量ＳＯＣ１を適切に設定することができる。そのため、バッテリ充電量ＳＯＣが十分に確保されていない状態で制限期間中の制限区域を走行しなければならなくなるのを一層抑制することができる。

また本実施形態では、走行制御部は、バッテリ充電量ＳＯＣがモード切替充電量ＳＯＣ１以上のときは、内燃機関２１１を駆動せずにバッテリ２１５の電力によって第２回転電機２１４を駆動し、バッテリ充電量ＳＯＣがモード切替充電量ＳＯＣ１未満のときは、内燃機関２１１を駆動すると共に、内燃機関２１１の動力を利用して発電された電力によって第２回転電機２１４の駆動及びバッテリ２１５の充電を行うように構成される。

これにより、バッテリ充電量ＳＯＣがモード切替充電量ＳＯＣ１以上のときは、バッテリ充電量ＳＯＣがモード切替充電量ＳＯＣ１となるように、バッテリ２１５の電力を消費して第２回転電機２１４の動力でハイブリッド車両２を走行させることができるので、燃費の向上を図ることができる。そしてバッテリ充電量ＳＯＣがモード切替充電量ＳＯＣ１未満のときは、バッテリ充電量ＳＯＣがモード切替充電量ＳＯＣ１となるように、内燃機関２１１の動力を利用して発電された電力によって第２回転電機２１４の駆動及びバッテリ２１５の充電を行って、内燃機関２１１と第２回転電機２１４の動力でハイブリッド車両２を走行させることができる。

（第２実施形態）
次に本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態は、モード切替充電量ＳＯＣ１の設定制御の内容が第１実施形態と相違する。以下、その相違点を中心に説明する。

前述した第１実施形態では、制限区域内を走行している場合には、その後も制限区域内を走行することを前提として、モード切替充電量ＳＯＣ１を設定していた。したがって制限区域内を走行している場合には、猶予時間が短くなるほど、モード切替充電量ＳＯＣ１を高い値に設定していた。

これに対して、目的地が判明しており、その目的地が制限区域外に存在する場合には、仮に制限区域内を走行中に当該制限区域が非制限期間から制限期間に切り替わったとしても、制限区域内から制限区域外に脱出できる程度のバッテリ充電量が確保できていれば、電欠により走行不能になることはない。

そこで本実施形態では、制限区域内を走行している場合において、目的地が制限区域外に存在するときは、猶予時間と、制限区域内から制限区域外に脱出するために必要なバッテリ充電量と相関関係にあるパラメータと、に基づいて、モード切替充電量ＳＯＣ１を設定することにした。

このようなパラメータとしては、例えば、制限区域の広さを表す各種のパラメータ（例えば制限区域の面積や直径など）や、制限区域内の現在位置から境界ＧＦまでの残り距離などが挙げられる。制限区域内から制限区域外に脱出するために必要なバッテリ充電量は、制限区域が広くなるほど高くなると考えられるし、また制限区域内の現在位置から境界ＧＦまでの残り距離が長くなるほど高くなると考えられるためである。

これにより、仮に猶予時間が短くても、脱出に必要なバッテリ充電量が少なくて済む場合には、モード切替充電量ＳＯＣ１を相対的に低い値に設定することができる。そのため、ＥＶモードでの走行距離を増やすことができるので、電欠により走行不能になるのを抑制しつつ、燃費の向上を図ることができる。

図８は、本実施形態によるモード切替充電量ＳＯＣ１の設定制御について説明するフローチャートである。図８において、ステップＳ１からステップＳ１１までの処理は、第１実施形態と同様なので、ここでは説明を省略する。

ステップＳ１２において、ハイブリッド車両２の電子制御ユニット２０は、例えばナビゲーション装置（図示せず）に入力された目的地と、地図情報記憶装置２３に記憶された地図情報と、制限区域情報（具体的には制限区域の境界ＧＦに関する情報）と、に基づいて、自車両の目的地が制限区域外に存在するか否かを判定する。電子制御ユニット２０は、目的地が入力されていないか、又は目的地が制限区域内に存在していれば、ステップＳ１１の処理に進む。一方で電子制御ユニット２０は、目的地が制限区域外に存在していれば、ステップＳ１３の処理に進む。

ステップＳ１３において、ハイブリッド車両２の電子制御ユニット２０は、図９に示すマップを参照し、前述したパラメータの一例である制限区域の面積と、現在時刻から制限期間の開始時刻までの猶予時間と、に基づいて、モード切替充電量ＳＯＣ１を設定する。図９のマップに示すように、制限区域の面積が広くなるほど、また猶予時間が短くなるほど、モード切替充電量ＳＯＣ１は高い値に設定される。

以上説明した本実施形態によるハイブリッド車両２の電子制御ユニット２０（制御装置）は、第１実施形態と同様に目標充電量設定部と走行制御部とを備える。

そして本実施形態では、目標充電量設定部は、現在位置が制限区域内にあって、かつ目的地が判明していてその目的地が制限区域外にあるときは、残り距離に替えて、制限区域内から制限区域外に脱出するために必要なバッテリ充電量と相関関係にあるパラメータと、猶予時間と、に基づいて、目標充電量としてのモード切替充電量ＳＯＣ１を設定するように構成されている。具体的には目標充電量設定部は、制限区域内から制限区域外に脱出するために必要なバッテリ充電量が多くなるほどモード切替充電量ＳＯＣ１の値を大きくするように構成されている。

これにより、仮に猶予時間が短くても、脱出に必要なバッテリ充電量が少なくて済む場合には、モード切替充電量ＳＯＣ１を相対的に低い値に設定することができる。そのため、ＥＶモードでの走行距離を増やすことができるので、電欠により走行不能になるのを抑制しつつ、燃費の向上を図ることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

例えば上記の各実施形態では、制限区域情報をサーバ１から取得していたが、これに限らず、電子制御ユニット２０の車両記憶部２０２やその他の車載の記憶装置に制限区域情報を予め記憶させるようにしてもよいし、道路交通情報通信システムセンタなどの外部の通信センタが制限区域情報を定期的に送信している場合には、外部の通信センタから送信されてくる制限区域情報を受信することによって取得するようにしてもよい。

また上記の第１実施形態では、ハイブリッド車両２の現在位置から内燃機関２１１の駆動が制限される制限区域までの残り距離と、現在時刻から制限区域において内燃機関２１１の駆動制限が開始される時刻までの猶予時間と、に基づいて、モード切替充電量ＳＯＣ１を設定していた。しかしながら、「残り距離」に関しては、当該「残り距離」と相関関係にある他のパラメータに置き換えてもよい。このようなパラメータとしては、例えば、ハイブリッド車両２の現在位置から内燃機関２１１の駆動が制限される制限区域までの「所要時間」が挙げられる。したがって第１実施形態の変形例として、ハイブリッド車両２の現在位置から内燃機関２１１の駆動が制限される制限区域までの所要時間と、現在時刻から制限区域において内燃機関２１１の駆動制限が開始される時刻までの猶予時間と、に基づいて、モード切替充電量ＳＯＣ１を設定するようにしてもよい。

２ ハイブリッド車両
２０ 電子制御ユニット（制御装置）
２１１ 内燃機関
２１４ 第２回転電機（回転電機）
２１５ バッテリ

Claims (8)

1. 内燃機関と、
   前記内燃機関の動力を利用して発電された電力を蓄電するバッテリと、
   前記内燃機関の動力を利用して発電された電力又は前記バッテリに蓄電された電力の一方又は双方が供給されて駆動される回転電機と、
   を備えるハイブリッド車両を制御するためのハイブリッド車両の制御装置であって、
   前記バッテリの目標充電量を設定する目標充電量設定部と、
   前記バッテリの充電量が前記目標充電量となるように、前記内燃機関及び前記回転電機と前記バッテリの充放電とを制御して前記ハイブリッド車両を走行させる走行制御部と、
   を備え、
   前記目標充電量設定部は、
   現在位置から前記内燃機関の駆動が制限される制限区域までの残り距離又は所要時間と、現在時刻から前記制限区域において前記内燃機関の駆動制限が開始される時刻までの猶予時間と、に基づいて、前記目標充電量を設定する、
   ハイブリッド車両の制御装置。
2. 前記目標充電量設定部は、
   前記残り距離又は前記所要時間が短くなるほど前記目標充電量の値を大きくする、
   請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
3. 前記目標充電量設定部は、
   現在位置が前記制限区域内にあるときは、前記残り距離又は前記所要時間をゼロとし、
   現在位置が前記制限区域外にあるときは、現在位置から前記制限区域の内側と外側との境界までの最短距離を前記残り距離とし、前記境界までの最短到達時間を前記所要時間とする、
   請求項１又は請求項２に記載のハイブリッド車両の制御装置。
4. 前記目標充電量設定部は、
   前記猶予時間が短くなるほど前記目標充電量の値を大きくする、
   請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のハイブリッド車両の制御装置。
5. 前記目標充電量設定部は、
   現在位置が前記制限区域内にあって、かつ目的地が判明していて前記目的地が前記制限区域外にあるときは、前記残り距離又は前記所要時間に替えて、前記制限区域内から前記制限区域外に脱出するために必要なバッテリ充電量と相関関係にあるパラメータと、前記猶予時間と、に基づいて、前記目標充電量を設定する、
   請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載のハイブリッド車両の制御装置。
6. 前記目標充電量設定部は、
   前記制限区域内から前記制限区域外に脱出するために必要なバッテリ充電量が多くなるほど前記目標充電量の値を大きくする、
   請求項５に記載のハイブリッド車両の制御装置。
7. 前記走行制御部は、
   前記バッテリの充電量が前記目標充電量以上のときは、前記内燃機関を駆動せずに前記バッテリの電力によって前記回転電機を駆動し、
   前記バッテリの充電量が前記目標充電量未満のときは、前記内燃機関を駆動すると共に、前記内燃機関の動力を利用して発電された電力によって前記回転電機の駆動及び前記バッテリの充電を行う、
   請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載のハイブリッド車両の制御装置。
8. 内燃機関と、
   前記内燃機関の動力を利用して発電された電力を蓄電するバッテリと、
   前記内燃機関の動力を利用して発電された電力又は前記バッテリに蓄電された電力の一方又は双方が供給されて駆動される回転電機と、
   を備えるハイブリッド車両の制御方法であって、
   現在位置から前記内燃機関の駆動が制限される制限区域までの残り距離又は所要時間と、現在時刻から前記制限区域において前記内燃機関の駆動制限が開始される時刻までの猶予時間と、に基づいて、前記バッテリの目標充電量を設定し
   前記バッテリの充電量が前記目標充電量となるように、前記内燃機関及び前記回転電機と前記バッテリの充放電とを制御して前記ハイブリッド車両を走行させる、
   ハイブリッド車両の制御方法。

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