KR102035017B1 - 하이브리드 차량의 제어 장치 - Google Patents

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도모야 다카하시
미츠히로 다바타
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도요타 지도샤（주）
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    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
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    • Y02T90/16—Information or communication technologies improving the operation of electric vehicles

Abstract

하이브리드 차량 (1) 용 제어 장치로서, 상기 하이브리드 차량 (1) 은, 내연 기관 (10) 과, 전동기 (12, 14 ; 14B) 와, 배터리 (20) 를 구비한다. 상기 제어 장치는, i) 상기 하이브리드 차량 (1) 이 소정의 충전 거점에 도달했을 때의 배터리의 SOC 의 목표값인 목표 SOC 를 설정하고; ⅱ) 하이브리드 차량 (1) 이 충전 거점 외를 주행하고 있는 경우에, 하이브리드 차량 (1) 이 충전 거점에 도달할 때의 SOC 가 목표 SOC 가 되도록 내연 기관 (10) 및 전동기 (12, 14 ; 14B) 의 출력을 제어하고; ⅲ) 하이브리드 차량 (1) 이 충전 거점에 도달했을 때에 그 충전 거점에 있어서 외부 전원 (70) 에 의한 배터리 (20) 의 충전이 실시될 가능성인 충전 가능성을 추정함과 함께, 추정된 충전 가능성이 상대적으로 높은 경우에는, 추정된 충전 가능성이 상대적으로 낮은 경우에 비해, 목표 SOC 를 낮게 설정하도록 구성된 전자 제어 유닛 (40) 을 포함한다.

Description

하이브리드 차량의 제어 장치{CONTROL DEVICE FOR HYBRID VEHICLE}
본 발명은, 하이브리드 차량의 제어 장치에 관한 것이다.
내연 기관과, 전동기와, 전동기에 접속된 배터리를 구비한 하이브리드 차량이 알려져 있다. 이러한 하이브리드 차량은, 내연 기관의 출력에 의해 발전된 전력을 배터리에 충전할 수 있도록 구성되고, 또 배터리로부터 공급되는 전력에 의해 전동기가 구동되도록 구성된다. 또한, 이러한 하이브리드 차량의 일부에서는, 외부 전원에 의해 배터리에의 충전을 실시할 수 있도록 구성된다 (예를 들어, 일본 공개특허공보 평9-163506, 일본 공개특허공보 평8-154307).
이와 같이 외부 전원에 의해 배터리에의 충전을 실시할 수 있는 하이브리드 차량 (예를 들어, 플러그 인 하이브리드) 에서는, 외부 전원에 의한 차회의 충전까지 배터리에 충전된 전력을 전부 사용하는 것이 이상적이다. 이로써, 내연 기관의 운전 시간을 최소한으로 할 수 있고, 따라서 내연 기관의 운전에 수반하는 이산화탄소의 배출량을 적게 억제할 수 있다.
일본 공개특허공보 평9-163506에 기재된 하이브리드 차량에서는, 목적지까지의 주행 경로에 기초하여 이 주행 경로 상의 각 지점에 있어서의 배터리 충전율의 목표값이 설정된다. 차량의 주행 중에는 각 지점마다 이 목표값과 현재의 실제 배터리 충전율이 비교되고, 그 결과 목표값보다 실제 배터리 충전율이 높은 경우에는 전동기에 의해 발생되는 토크의 비율이 크게 되고, 따라서 배터리의 전력 사용량이 증대된다. 한편, 목표값보다 실제 배터리 충전율이 낮은 경우에는 내연 기관에 의해 발생되는 토크의 비율이 크게 되고, 따라서 배터리의 전력 사용량이 감소된다. 이와 같은 제어를 실시한 결과, 하이브리드 차량이 목적지에 도착할 때에 배터리 충전율을 목표값, 예를 들어 대략 제로로 할 수 있고, 따라서 내연 기관의 운전 시간을 짧게 억제할 수 있다고 되어 있다.
그런데, 드라이버는, 예를 들어 하이브리드 차량이 자택 등의 충전 거점에 도착한 경우여도, 하이브리드 차량을 외부 전원에 접속하지 않는 경우가 있다. 이와 같이, 충전 거점에 있어서 외부 전원에의 접속이 실시되지 않는 경우, 하이브리드 차량이 목적지에 도착할 때의 배터리 충전율이 대략 제로가 되도록 제어되어 있으면, 하이브리드 차량은, 차회, 배터리 충전율이 대략 제로인 상태에서 달리기 시작하게 된다. 이와 같이 배터리 충전율이 대략 제로인 상태에서 하이브리드 차량의 주행이 실시되면, 전동기의 출력을 제한하는 것이 필요로 되고, 따라서 충분한 차량의 동력 성능을 얻을 수 없게 되어 버린다.
본 발명은, 내연 기관의 운전 시간을 가능한 한 짧게 하면서 차량의 동력 성능의 악화를 억제하는 제어 장치를 제공한다.
본 발명의 일 양태에 관련된 제어 장치는, 하이브리드 차량의 제어 장치로서, 하이브리드 차량은 내연 기관과, 전동기와, 그 전동기에 접속된 배터리를 구비하고, 내연 기관의 출력에 의해 발전된 전력을 상기 배터리에 충전하고, 그 배터리로부터 공급되는 전력에 의해 상기 전동기를 구동하고, 또한 외부 전원에 의해 상기 배터리에 충전하도록 구성되고, 제어 장치는, 전자 제어 유닛을 구비하고 있고, 상기 전자 제어 유닛은, 상기 하이브리드 차량이 소정의 충전 거점에 도달했을 때의 상기 배터리의 충전율의 목표값인 목표 충전율을 설정하고, 상기 하이브리드 차량이 충전 거점 외를 주행하고 있는 경우에, 상기 하이브리드 차량이 상기 충전 거점에 도달할 때의 충전율이 상기 목표 충전율이 되도록 상기 내연 기관 및 상기 전동기의 출력을 제어하고, 상기 하이브리드 차량이 상기 충전 거점에 도달했을 때에 그 충전 거점에 있어서 외부 전원에 의한 배터리의 충전이 실시될 가능성인 충전 가능성을 추정함과 함께, 그 추정된 충전 가능성이 높은 경우에는, 그 추정된 충전 가능성이 낮은 경우에 비해, 상기 목표 충전율을 낮게 설정하도록 구성된다.
상기 양태에 있어서, 상기 충전 가능성은 상기 하이브리드 차량이 과거에 상기 충전 거점에 정차하고 있었을 때에 상기 외부 전원에 의해 상기 배터리에의 충전이 실시된 이력인 충전 이력에 기초하여 추정되어도 된다.
상기 양태에 있어서, 상기 충전 이력은 상기 하이브리드 차량이 과거에 상기 충전 거점에 정차하고 있었을 때에 상기 외부 전원에 의해 상기 배터리에의 충전이 실시된 빈도인 외부 충전 빈도를 포함해도 된다. 상기 전자 제어 유닛은, 상기 외부 충전 빈도가 높은 경우에는, 상기 외부 충전 빈도가 낮은 경우에 비해, 상기 목표 충전율을 낮게 설정하도록 구성되어도 된다.
상기 양태에 있어서, 상기 외부 충전 빈도는, 상기 하이브리드 차량이 상기 충전 거점에 도착했을 때의 충전율이 미리 정해진 소정값 이하였던 경우에, 상기 충전 거점에 정차하고 있었을 때에 상기 외부 전원에 의해 상기 배터리에의 충전이 실시된 빈도여도 된다.
상기 양태에 있어서, 상기 충전 이력은, 상기 하이브리드 차량이 과거에 상기 충전 거점에 정차되었을 때의 복수의 차량 환경 상태마다의 외부 충전 빈도를 포함해도 된다. 상기 전자 제어 유닛은, 현재의 또는 상기 충전 거점에 하이브리드 차량이 도착한다고 예상되는 때의 차량 환경 상태를 취득하고, 그 취득된 차량 환경 상태가, 상대적으로 외부 충전 빈도가 높은 차량 환경 상태일 때에는, 상대적으로 외부 충전 빈도가 낮은 차량 환경 상태일 때에 비해, 상기 목표 충전율을 낮게 설정하도록 구성되어도 된다.
상기 양태에 있어서, 상기 복수의 차량 환경 상태는, 시간대, 요일, 기후, 드라이버, 승차 인원수 중 적어도 하나에 있어서 상이해도 된다.
상기 양태에 있어서, 상기 충전 가능성은, 현재 또는 상기 충전 거점에 하이브리드 차량이 도착한다고 예상되는 때의 현재지 또는 상기 충전 거점에 있어서의 기후에 기초하여 추정되어도 된다.
본 발명에 의하면, 내연 기관의 작동 시간을 가능한 한 짧게 하면서 차량의 동력 성능의 악화를 억제할 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시형태들의 특징들, 장점들, 및 기술 및 산업적 유의도는 유사한 도면부호들이 유사한 엘리먼트들을 표시하는 첨부된 도면들을 참조하여 하기에 설명될 것이다.
도 1 은, 제 1 실시형태에 관련된 하이브리드 차량을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2 는, 하이브리드 차량을 제어하는 제어 장치를 개략적으로 나타내는 블록도이다.
도 3 은, 충전 거점까지의 거리 및 SOC 와 운전 모드의 관계를 나타내는 도면이다.
도 4 는, 차량 주위에 복수의 충전 거점이 존재하는 경우에 있어서의, 도 3 과 동일한 도면이다.
도 5 는, 주행 모드의 설정을 실시하는 주행 모드 제어의 제어 루틴을 나타내는 플로우 차트이다.
도 6 은, 외부 충전 빈도와 목표 SOC 의 관계를 나타내는 도면이다.
도 7 은, 각 충전 거점에 있어서의 목표 SOC 를 산출하는 목표 SOC 산출 제어의 제어 루틴을 나타내는 플로우 차트이다.
도 8 은, 어느 충전 거점에 있어서의 외부 충전 빈도를 산출하기 위한 외부 충전 빈도 산출 제어의 제어 루틴을 나타내는 플로우 차트이다.
도 9 는, 제 1 실시형태의 변형예에 관련된 외부 충전 빈도 산출 제어의 제어 루틴을 나타내는 플로우 차트이다.
도 10 은, 각 충전 거점에 있어서의 목표 SOC 를 산출하는 목표 SOC 산출 제어의 제어 루틴을 나타내는 플로우 차트이다.
도 11 은, 어느 충전 거점에 있어서의 외부 충전 빈도를 산출함과 함께 보정값을 산출하기 위한 외부 충전 빈도·보정값 산출 제어의 제어 루틴을 나타내는 플로우 차트이다.
도 12 는, 충전 거점에 있어서의 목표 SOC 를 산출하는 목표 SOC 산출 제어의 제어 루틴을 나타내는 플로우 차트이다.
도 13 은, 어느 충전 거점에 있어서의 외부 충전 빈도를 산출하는 외부 충전 빈도 산출 제어의 제어 루틴을 나타내는 플로우 차트의 일부이다.
도 14 는, 어느 충전 거점에 있어서의 외부 충전 빈도를 산출하는 외부 충전 빈도 산출 제어의 제어 루틴을 나타내는 플로우 차트의 일부이다.
도 15 는, 충전 거점에 있어서의 목표 SOC 를 산출하는 목표 SOC 산출 제어의 제어 루틴을 나타내는 플로우 차트이다.
도 16 은, 제 4 실시형태에 관련된 하이브리드 차량을 개략적으로 나타내는 도면이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태에 대해 상세하게 설명한다. 또한, 이하의 설명에서는, 동일한 구성 요소에는 동일한 참조 번호를 붙인다.
＜제 1 실시형태＞
차량의 구성
도 1 은, 제 1 실시형태에 관련된 제어 장치를 탑재하는 하이브리드 차량 (1) 을 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 1 에 나타낸 바와 같이, 차량 (1) 은, 내연 기관 (10) 과, 제 1 전동 발전기 (12) 와, 제 2 전동 발전기 (14) 와, 동력 분할 기구 (16) 를 구비한다. 또한, 차량 (1) 은, 제 1 전동 발전기 (12) 및 제 2 전동 발전기 (14) 에 전기적으로 접속된 파워 컨트롤 유닛 (PCU)(18) 과, PCU (18) 에 전기적으로 접속된 배터리 (20) 와, 차량측 커넥터 (22) 를 구비한다.
내연 기관 (10) 은, 가솔린이나 경유와 같은 연료를 기관의 내부에서 연소시키고, 연소 가스의 열에너지를 기계적 에너지로 변환하는 원동기이다. 내연 기관 (10) 의 출력은, 내연 기관 (10) 에 공급하는 연료나 공기의 양을 조정함으로써 제어된다. 내연 기관 (10) 의 출력축 (크랭크 샤프트) 은 기계적으로 동력 분할 기구 (16) 에 연결되어 있고, 내연 기관 (10) 에 의해 생성된 동력은 동력 분할 기구 (16) 에 입력된다.
제 1 전동 발전기 (12) 는, 그 입출력축이 기계적으로 동력 분할 기구 (16) 에 연결됨과 함께, PCU (18) 에 전기적으로 접속되어 있다. 제 1 전동 발전기 (12) 는, PCU (18) 로부터 전력이 공급되면, 그 전력에 의해 구동되어 동력 분할 기구 (16) 에 동력을 출력한다. 따라서, 이때 제 1 전동 발전기 (12) 는 전동기로서 기능한다.
한편, 동력 분할 기구 (16) 로부터 동력이 제 1 전동 발전기 (12) 에 입력되면, 제 1 전동 발전기 (12) 는, 그 동력에 의해 구동되어 전력을 생성한다. 생성된 전력은 PCU (18) 를 통하여 배터리 (20) 에 공급되고, 배터리 (20) 의 충전이 실시된다. 따라서, 이때 제 1 전동 발전기 (12) 는 발전기로서 기능한다. 또한, 제 1 전동 발전기 (12) 는, 전동기로는 기능하지 않는 발전기여도 된다.
제 2 전동 발전기 (14) 는, 그 입출력축이 기계적으로 동력 분할 기구 (16) 에 연결됨과 함께, PCU (18) 에 전기적으로 접속되어 있다. 제 2 전동 발전기 (14) 는, PCU (18) 로부터 전력이 공급되면, 그 전력에 의해 구동되어 동력 분할 기구 (16) 에 동력을 출력한다. 따라서, 이때 제 2 전동 발전기 (14) 는 전동기로서 기능한다.
한편, 동력 분할 기구 (16) 로부터 동력이 제 2 전동 발전기 (14) 에 입력되면, 제 2 전동 발전기 (14) 는, 그 동력에 의해 구동되어 전력을 생성한다. 생성된 전력은 PCU (18) 를 통하여 배터리 (20) 에 공급되고, 배터리 (20) 의 충전이 실시된다. 따라서, 이때 제 2 전동 발전기 (14) 는 발전기로서 기능한다. 또한, 제 2 전동 발전기 (14) 는, 발전기로는 기능하지 않는 전동기여도 된다.
동력 분할 기구 (16) 는, 내연 기관 (10), 제 1 전동 발전기 (12) 및 제 2 전동 발전기 (14) 에 기계적으로 연결되어 있다. 또한, 동력 분할 기구 (16) 는, 구동축 (32) 에 연결되어 있고, 구동축 (32) 은 차동 기어 (34) 를 통하여 차륜에 연결된다. 특히 본 실시형태에서는, 동력 분할 기구 (16) 는 유성 기어 기구를 구비한다. 이 유성 기어 기구에서는, 예를 들어 선 기어가 제 1 전동 발전기 (12) 의 입출력축에 연결되고, 플래너터리 기어가 내연 기관 (10) 의 출력축에 연결되고, 링 기어가 제 2 전동 발전기 (14) 의 입출력축에 연결된다.
동력 분할 기구 (16) 는, 동력 분할 기구 (16) 에 연결된 내연 기관 (10), 제 1 전동 발전기 (12), 제 2 전동 발전기 (14) 및 구동축 (32) 중 어느 하나로부터 동력 분할 기구 (16) 에 입력된 동력을, 이들 중 적어도 하나의 구성 요소에 출력할 수 있도록 구성된다. 따라서, 예를 들어 내연 기관 (10) 으로부터 동력 분할 기구 (16) 에 동력이 입력되면, 이 동력은 제 1 전동 발전기 (12), 제 2 전동 발전기 (14) 및 구동축 (32) 중 적어도 어느 하나에 출력된다. 동일하게, 제 1 전동 발전기 (12) 로부터 동력 분할 기구 (16) 에 동력이 입력되면, 이 동력은 내연 기관 (10), 제 2 전동 발전기 (14) 및 구동축 (32) 중 적어도 어느 하나에 출력된다. 또한, 제 2 전동 발전기 (14) 로부터 동력 분할 기구 (16) 에 동력이 입력되면, 이 동력은 내연 기관 (10), 제 1 전동 발전기 (12) 및 구동축 (32) 중 적어도 어느 하나에 출력된다.
PCU (18) 는, 인버터나 DCDC 컨버터 등을 구비하고, 제 1 전동 발전기 (12), 제 2 전동 발전기 (14) 및 배터리 (20) 에 전기적으로 접속된다. PCU (18) 는, 제 1 전동 발전기 (12), 제 2 전동 발전기 (14) 및 배터리 (20) 의 제어를 실시함과 함께, 배터리 (20) 로부터 이들 전동 발전기 (12, 14) 에 공급되는 전력의 변환이나, 전동 발전기 (12, 14) 로부터 배터리 (20) 에 공급되는 전력의 변환을 실시한다.
배터리 (20) 는, PCU (18) 에 전기적으로 접속됨과 함께, 축전을 실시한다. 제 1 전동 발전기 (12) 또는 제 2 전동 발전기 (14) 가 동력 분할 기구 (16) 로부터 입력되는 동력에 의해 구동되면, PCU (18) 를 통하여 배터리 (20) 에의 충전이 실시된다. 한편, 제 1 전동 발전기 (12) 또는 제 2 전동 발전기 (14) 가 동력 분할 기구 (16) 에 동력을 출력할 때에는, 배터리 (20) 로부터 PCU (18) 를 통하여 제 1 전동 발전기 (12) 또는 제 2 전동 발전기 (14) 에 전력이 공급된다.
차량측 커넥터 (22) 는, 외부 전원 (70) 과 접속하기 위한 커넥터이다. 차량측 커넥터 (22) 는, PCU (18) 에 전기적으로 접속되어 있다. 또, 차량측 커넥터 (22) 는, 외부 전원 (70) 에 전기적으로 접속된 외부 커넥터 (72) 와 접속할 수 있도록 구성된다. 차량측 커넥터 (22) 가 외부 커넥터 (72) 에 접속되면, 외부 전원 (70) 으로부터 이들 차량측 커넥터 (22) 및 외부 커넥터 (72) 그리고 PCU (18) 를 통하여 배터리 (20) 에 전력이 공급된다. 따라서, 차량 (1) 은, 외부 전원 (70) 에 의해 배터리 (20) 에 충전할 수 있도록 구성되어 있다.
이와 같이 구성된 차량 (1) 에서는, 내연 기관 (10) 에 의해 얻어진 동력의 일부 또는 전부를 제 1 전동 발전기 (12) 또는 제 2 전동 발전기 (14) 에 입력하면, 제 1 전동 발전기 (12) 또는 제 2 전동 발전기 (14) 에 의해 발전을 실시할 수 있다. 이러한 발전에 의해 얻어진 전력은, PCU (18) 를 통하여 배터리 (20) 에 충전되거나, 제 1 전동 발전기 (12) 및 제 2 전동 발전기 (14) 중 발전이 실시되고 있지 않는 쪽의 전동 발전기에 공급되거나 한다. 따라서, 차량 (1) 은, 내연 기관 (10) 의 출력에 의해 발전된 전력을 배터리 (20) 에 충전할 수 있도록 구성되어 있다. 또, 내연 기관 (10) 에 의해 얻어진 동력의 일부 또는 전부를 구동축 (32) 에 입력하면, 이 동력에 의해 차륜 (36) 을 회전시킬 수 있다.
또, 차량 (1) 은, 배터리 (20) 로부터 공급되는 전력에 의해 제 1 전동 발전기 (12) 또는 제 2 전동 발전기 (14) 를 구동할 수 있도록 구성되어 있다. 제 1 전동 발전기 (12) 또는 제 2 전동 발전기 (14) 의 구동에 의해 얻어진 동력은, 내연 기관 (10) 에 입력될 수 있다. 따라서, 이와 같은 동력에 의해 정지하고 있는 내연 기관 (10) 을 시동시킬 수 있다. 또, 제 1 전동 발전기 (12) 또는 제 2 전동 발전기 (14) 의 구동에 의해 얻어진 동력을 구동축 (32) 에 입력하면, 이 동력에 의해 차륜 (36) 을 회전시킬 수 있다.
도 2 는, 차량 (1) 을 제어하는 제어 장치를 개략적으로 나타내는 블록도이다. 도 2 에 나타낸 바와 같이, 차량 (1) 의 제어 장치는, 전자 제어 유닛 (ECU)(40) 을 구비한다. 본 실시형태에서는, 하나의 ECU (40) 가 설치되어 있지만, CAN (Controller Area Network) 등에 준거한 버스 등을 통하여 서로 접속된 복수의 ECU 가 기능마다 설치되어 있어도 된다. ECU (40) 는, 내연 기관 (10), 제 1 전동 발전기 (12), 제 2 전동 발전기 (14), 동력 분할 기구 (16), PCU (18) 및 배터리 (20) 에 접속되고, 이들을 제어한다.
또, 제어 장치는, 각종 센서 및 통신 기기를 구비한다. 도 2 에 나타낸 예에서는, 제어 장치는, 전압 센서 (51), GPS 수신기 (52), 차재 통신기 (53), 드라이버 모니터 카메라 (54), 키 센서 (55), 중량 센서 (56) 및 레인 센서 (57) 를 구비한다.
전압 센서 (51) 는, 배터리 (20) 에 장착되고, 배터리 (20) 의 양 전극 간의 전압을 검출하도록 구성된다. 또, 전압 센서 (51) 는, ECU (40) 에 접속되어 있고, 검출된 전압을 ECU (40) 에 송신한다. GPS 수신기 (52) 는, 3 개 이상의 GPS 위성으로부터 신호를 수신하여, 차량 (1) 의 현재 위치 (예를 들어, 차량 (1) 의 위도 및 경도) 를 검출하도록 구성된다. GPS 수신기 (52) 는, ECU (40) 에 접속되어 있고, 검출된 현재 위치 정보를 ECU (40) 에 송신한다.
차재 통신기 (53) 는, 각 차량 (1) 이 위치하는 범위를 담당하는 무선 기지국과의 무선 통신을 실시하도록 구성된다. 따라서, 차재 통신기 (53) 는 외부 서버와의 사이에서 데이터의 송수신을 실시할 수 있다. 차재 통신기 (53) 는 ECU (40) 에 접속되어 있고, 따라서 ECU (40) 에는 차재 통신기 (53) 를 통하여 정체 정보나 다양한 지역의 기후 정보 등, 여러 가지 정보가 송신된다.
드라이버 모니터 카메라 (54) 는, 드라이버의 얼굴을 촬영하기 위한 장치이다. 드라이버 모니터 카메라 (54) 는 ECU (40) 에 접속되어 있고, 촬영된 얼굴 화상을 ECU (40) 에 송신한다. 키 센서 (55) 는, 복수 있는 차량 (1) 용 키의 정보를 취득하는 센서이다. 이로써, 예를 들어 키를 소유하는 복수의 드라이버 중 어느 드라이버가 현재의 드라이버인지를 판별할 수 있다. 키 센서 (55) 는, ECU (40) 에 접속되어 있고, 취득된 키 정보는 ECU (40) 에 송신된다.
중량 센서 (56) 는, 차량 (1) 의 각 시트 상의 적재물의 중량을 검출하는 센서이다. 이로써, 각 시트에 사람이 앉아 있는지 여부를 판별할 수 있다. 중량 센서 (56) 는 ECU (40) 에 접속되어 있고, 중량 센서 (56) 는, 검출된 각 시트 상의 적재물의 중량을 ECU (40) 에 송신한다. 레인 센서 (57) 는, 차량 (1) 주위에 비가 내리고 있는지 여부를 판별하는 센서이다. 레인 센서 (57) 는 ECU (40) 에 접속되어 있고, 레인 센서 (57) 의 출력 신호는 ECU (40) 에 송신된다.
또, 본 실시형태에서는, ECU (40) 는, SOC 산출부 (41) 와, 출력 제어부 (42) 와, 목표 SOC 설정부 (43) 를 구비한다.
SOC 산출부 (41) 는, 현재의 배터리 (20) 의 SOC (충전율; State of Charge) 를 검출한다. 배터리 (20) 의 SOC 에 따라서 배터리 (20) 의 양 전극 간의 전압이 변화하는 점에서, SOC 산출부 (41) 는 전압 센서 (51) 에 의해 검출된 전압에 기초하여 SOC 를 산출한다.
출력 제어부 (42) 는, 내연 기관 (10), 제 1 전동 발전기 (12) 및 제 2 전동 발전기 (14) 각각의 출력을 제어한다. 또, 목표 SOC 설정부 (43) 는, 차량이 소정의 충전 거점에 도달했을 때의 배터리의 SOC 의 목표값인 목표 SOC 를 설정한다. 출력 제어부 (42) 에 의해 실시되는 구체적인 제어 방법, 및 목표 SOC 설정부 (43) 에 의해 실시되는 목표 SOC 의 설정 방법에 대해서는 후술한다.
운전 모드
다음으로, 출력 제어부 (42) 에 의해 실시되는 내연 기관 (10) 의 출력 및 전동 발전기 (12, 14) 의 출력의 제어 방법에 대해 설명한다. 출력 제어부 (42) 는, 제 1 운전 모드와 제 2 운전 모드의 2 가지 운전 모드로 내연 기관 (10) 및 전동 발전기 (12, 14) 를 제어한다.
제 1 운전 모드는, 차량 (1) 의 동작 기간 (이그니션 스위치가 ON 으로 되어 있는 기간) 에서 차지하는 내연 기관의 운전 기간 (내연 기관이 회전하고 있는 기간) 의 비율 (이하, 「기관 운전율」이라고 한다) 이 상대적으로 작은 운전 모드이다. 이에 대하여 제 2 운전 모드는, 기관 운전율이 상대적으로 큰 운전 모드이다.
여기서, 차량 (1) 의 구동을 실시할 때에는, 크게 나누어 3 가지 구동 상태가 있다. 제 1 구동 상태는, 내연 기관 (10) 이 정지하고 있고 제 1 전동 발전기 (12) 및 제 2 전동 발전기 (14) 의 일방 또는 양방으로부터의 동력을 구동축 (32) 에 출력하는 구동 상태이다. 따라서, 이 제 1 구동 상태에서는, 전동 발전기 (12, 14) 에 의해서만 차량 (1) 의 구동이 실시된다. 이 제 1 구동 상태에서는, 배터리 (20) 에의 충전은 실시되지 않고, 배터리 (20) 로부터 전동 발전기 (12, 14) 에 전력 공급이 실시된다.
제 2 구동 상태는, 내연 기관 (10) 이 운전되고 있고 내연 기관 (10) 에 의해 얻어지는 동력의 일부가 구동축 (32) 에 출력되고, 나머지가 제 1 전동 발전기 (12) 또는 제 2 전동 발전기 (14) 에 출력되고 있는 구동 상태이다. 내연 기관 (10) 으로부터의 동력이 입력된 전동 발전기 (12, 14) 에서는 발전이 실시되고, 따라서 배터리 (20) 의 충전이 실시된다. 이 제 2 구동 상태에서는, 기본적으로 내연 기관 (10) 에 의해 차량 (1) 의 구동이 실시됨과 함께 제 1 전동 발전기 (12) 또는 제 2 전동 발전기 (14) 에 의해 발전이 실시된다. 또한, 이 제 2 구동 상태에서는, 발전을 실시하고 있지 않은 쪽의 전동 발전기 (12, 14) 에 의해 동력이 구동축 (32) 에 출력되어도 된다.
제 3 구동 상태는, 내연 기관 (10) 이 운전되고 있고 내연 기관 (10) 에 의해 얻어지는 동력 및 제 1 전동 발전기 (12) 또는 제 2 전동 발전기 (14) 에 의해 얻어지는 동력이 구동축 (32) 에 출력되고 있는 구동 상태이다. 따라서, 이 제 3 구동 상태에서는, 내연 기관 (10) 및 전동 발전기 (12, 14) 에 의해 차량 (1) 의 구동이 실시된다. 이 제 3 구동 상태에서는, 배터리 (20) 에의 충전은 실시되지 않고, 배터리 (20) 로부터 전동 발전기 (12, 14) 에 전력 공급이 실시된다.
제 1 운전 모드에서는, 제 2 운전 모드에 비해, 제 1 구동 상태로 차량 (1) 의 구동이 실시되고 있는 기간이 길다. 이 결과, 기관 운전율이 상대적으로 작아진다. 따라서, 출력 제어부 (42) 에 의해 제 1 운전 모드로 제어가 실시되고 있는 경우에는, 배터리 (20) 의 SOC 는 서서히 저하해 간다. 한편, 출력 제어부 (42) 에 의해 제 2 운전 모드로 제어가 실시되고 있는 경우에는, 배터리 (20) 의 SOC 는 기본적으로 일정하게 유지되거나 또는 상승한다. 또한, 제 2 운전 모드에 의해 제어가 실시되고 있어도 배터리 (20) 의 SOC 가 서서히 저하하는 경우가 있지만, 이와 같은 경우여도 제 2 모드에 있어서의 SOC 의 저하 속도는, 제 1 운전 모드에 있어서의 SOC 의 저하 속도보다 느리다.
구체적으로는, 제 1 운전 모드는, 예를 들어 내연 기관 (10) 의 운전을 정지한 채로 유지함과 함께, 제 1 전동 발전기 (12) 또는 제 2 전동 발전기 (14) 로부터의 동력을 구동축 (32) 에 출력하는 모드 (즉 전동 차량 모드, 이하 「EV 모드」로 기재한다) 이다 (즉, 제 1 구동 상태에 의해서만 차량 (1) 의 구동이 실시되고 있는 모드). 따라서, EV 모드에서는, 기관 운전율은 대략 제로이다. 이에 대하여, 제 2 운전 모드는, 예를 들어 상황에 따라서 내연 기관 (10) 을 운전하거나 정지하거나 하여 내연 기관 (10) 으로부터의 동력을 구동축 (32) 에 출력하면서, 상황에 따라서 제 1 전동 발전기 (12) 및 제 2 전동 발전기 (14) 로부터의 동력도 구동축 (32) 에 출력하는 모드 (즉 하이브리드 차량 모드, 이하 「HV 모드」로 기재한다) 이다 (즉, 상황에 따라 제 1 구동 상태, 제 2 구동 상태 및 제 3 구동 상태에 의해 차량 (1) 의 구동이 실시되고 있는 모드이다).
또한, 본 실시형태에서는, 제 1 운전 모드와 제 2 운전 모드의 2 가지 운전 모드로 내연 기관 (10) 및 전동 발전기 (12, 14) 가 제어되고 있다. 그러나, 3 가지 이상의 상이한 운전 모드로 내연 기관 (10) 및 전동 발전기 (12, 14) 가 제어되어도 된다. 단, 이 경우 3 가지 이상의 상이한 운전 모드에서는, 기관 운전율이 서로 상이할 필요가 있다.
SOC 제어
다음으로, 도 3 및 도 4 를 참조하여, 본 실시형태의 SOC 제어에 대해 설명한다. 도 3 은, 충전 거점까지의 거리 및 SOC 와 운전 모드의 관계를 나타내는 도면이다. 또한, 이하의 설명에서는, 설명을 알기 쉽게 하기 위해서, 상기 서술한 제 1 운전 모드가 EV 모드이고, 제 2 운전 모드가 HV 모드인 경우를 예로 들어 설명한다.
그런데, 본 실시형태의 차량 (1) 과 같이 외부 전원 (70) 에 의해 배터리 (20) 의 충전을 실시할 수 있는 경우, 외부 전원 (70) 을 구비하는 충전 거점 (예를 들어, 자택) 에 차량 (1) 이 도착할 때에는 배터리 (20) 의 SOC 가 가능한 한 낮은 것이 바람직하다. 이와 같이 충전 거점 도착 시의 배터리 (20) 의 SOC 를 낮게 함으로써, 차량 (1) 의 주행 중에 있어서의 내연 기관 (10) 의 운전 기간을 짧게 할 수 있고, 따라서 연료의 소비량을 억제할 수 있다. 그리고, 충전 거점에서는, 외부 커넥터 (72) 를 차량측 커넥터 (22) 에 접속함으로써, 배터리 (20) 를 충전할 수 있고, 따라서 배터리 (20) 의 SOC 를 회복시킬 수 있다.
그래서, 본 실시형태에서는, 출력 제어부 (42) 는 차량 (1) 이 충전 거점 외를 주행하고 있는 경우에, 차량 (1) 이 충전 거점에 도달할 때의 배터리 (20) 의 SOC 가 목표 SOC (비교적 낮은 SOC) 가 되도록, 내연 기관 (10) 및 전동 발전기 (12, 14) 를 제어한다.
여기서, 차량 (1) 이 어느 충전 거점 외를 주행하고 있을 때에는, 차량 (1) 이 현재지로부터 그 충전 거점까지 EV 모드만으로 도달하는 데에 필요한 전력량은, 현재지로부터 충전 거점까지의 거리에 비례한다. 따라서, 현재지로부터 충전 거점에 도달할 때까지의 주행 거리를 안다면, 차량 (1) 이 현재지로부터 그 충전 거점까지 EV 모드만으로 도달하는 데에 필요한 전력량을 알 수 있다. 그래서, 본 실시형태에서는, 현재지로부터 충전 거점까지의 거리에 기초하여 충전 거점에 도달하는 데에 필요한 전력을 산출함과 함께, 산출된 전력을 목표 SOC 에 가산한 것을 전환 SOC 로서 산출한다. 그리고, 현재의 SOC 가 전환 SOC 이상일 때에는, 출력 제어부 (42) 는 EV 모드로 내연 기관 (10) 및 전동 발전기 (12, 14) 를 제어한다. 한편, 현재의 SOC 가 전환 SOC 미만일 때에는, 출력 제어부 (42) 는 HV 모드로 내연 기관 (10) 및 전동 발전기 (12, 14) 를 제어한다.
이 결과, 도 3 에 나타낸 바와 같이, 전환 SOC 는, 충전 거점으로부터의 거리가 대략 제로일 때에는 목표 SOC 로 설정됨과 함께, 충전 거점으로부터의 거리가 증가해 감에 따라서 커지도록 설정된다. 단, 충전 거점으로부터의 거리가 기준값 Dref 이상이 되면, 전환 SOC 는 일정하게 유지된다. 동력 성능을 만족하는 데에 필요한 SOC 가 있으면 충분하고, 그 이상 SOC 가 높아지면, 예를 들어 처음에 이용하는 충전 거점에서의 충전량이 적어져 버리거나, 긴 내리막길을 주행하고 있을 때 등에 회생 브레이크에 의해 얻어진 전력을 배터리 (20) 에 충전할 수 없게 되어 버리거나 할 가능성이 있기 때문이다.
그런데, 충전 거점으로는, 자택 이외에도 충전 스탠드나, 직장 등을 들 수 있다. 따라서, 충전 거점은 반드시 하나로는 한정되지 않고, 대부분의 경우에는 복수 존재하게 된다. 이와 같은 경우에는, 전환 SOC 의 산출은, 현재지 주위의 복수의 충전 거점을 고려하여 실시된다.
도 4 는, 차량 (1) 주위에 복수의 충전 거점이 존재하는 경우에 있어서의, 도 3 과 동일한 도면이다. 도 4 에 나타낸 예에서는, 현재지로부터 충전 거점 a 까지의 거리가 Da 로 되어 있고, 현재지로부터 충전 거점 b 까지의 거리가 Db (< Da) 로 되어 있는 경우를 나타내고 있다. 또한, 후술하는 바와 같이 목표 SOC 는 각 충전 거점마다 상이할 수 있다. 도 4 에 나타낸 예에서는, 충전 거점 a 에서의 목표 SOC 가 SOCta 로 되어 있고, 충전 거점 b 에 있어서의 목표 SOC 가 SOCtb (> SOCta) 로 되어 있는 경우를 나타내고 있다.
이와 같은 경우, 충전 거점 a 에 관해서는, 충전 거점까지의 거리 및 SOC 와 운전 모드의 관계는, 도면 중에 실선으로 나타낸 관계가 된다. 한편, 충전 거점 b 에 관해서는, 충전 거점까지의 거리 및 SOC 와 운전 모드의 관계는, 도면 중에 파선으로 나타낸 관계가 된다.
도 4 에 나타낸 예에서는, 충전 거점 a 와의 관계에서는, 현재지에 있어서의 전환 SOC 는, SOCsa 가 된다. 한편으로, 충전 거점 b 와의 관계에서는, 현재지에 있어서의 전환 SOC 는, SOCsb 가 된다. 여기서, SOCsb 는 SOCsa 보다 작은 점에서, 기본적으로 현재지에 있어서의 전환 SOC 는 SOCsb 로 설정된다. 따라서, 도 4 에 나타낸 예의 상황에 있어서는, 전압 센서 (51) 의 출력에 기초하여 산출된 현재의 SOC 가 SOCsb 이상일 때에는, 출력 제어부 (42) 는 EV 모드로 내연 기관 (10) 및 전동 발전기 (12, 14) 를 제어한다. 한편, 현재의 SOC 가 SOCsb 미만일 때에는, 출력 제어부 (42) 는 HV 모드로 내연 기관 (10) 및 전동 발전기 (12, 14) 를 제어한다.
또한, 상기 실시형태에서는, 현재지로부터 충전 거점까지의 거리에 기초하여 전환 SOC 를 산출하고 있다. 그러나, 현재지로부터 충전 거점까지의 거리 대신에, 현재지로부터 충전 거점에 도달하기까지 필요한 전력량 등, 다른 파라미터에 기초하여 전환 SOC 를 산출해도 된다. 예를 들어, 경로 중에 가파른 오르막길이 있는 경우 등에는 거리에 대한 필요한 전력량이 커지기 때문에, 현재지로부터 충전 거점까지의 거리에 기초하여 전환 SOC 를 산출하면, 반드시 적절한 값이 산출되지 않는다. 또, 차량 (1) 의 에어컨디셔너 (도시 생략) 를 사용하고 있는 경우에는, 소비 전력이 커진다. 현재지로부터 충전 거점에 도달하기까지 필요한 전력량에 기초하여 전환 SOC 의 산출을 실시하면, 이와 같은 경우여도 전환 SOC 를 적절히 산출할 수 있다.
또, 상기 실시형태에서는, 차량 (1) 주위에 복수의 충전 거점이 존재하는 경우에, 최종적인 전환 SOC 가 각 충전 거점마다 산출된 전환 SOC 중 가장 작은 값으로 설정된다. 그러나, 예를 들어 내비게이션 시스템 (도시 생략) 등에 의해 차량 (1) 의 목적지가 입력되어 있고 그 목적지가 충전 거점의 하나인 경우에는, 이 충전 거점에 관련하여 산출된 전환 SOC 를 최종적인 전환 SOC 로서 설정하도록 해도 된다.
도 5 는, 주행 모드의 설정을 실시하는 주행 모드 제어의 제어 루틴을 나타내는 플로우 차트이다. 도시한 제어 루틴은 일정 시간 간격마다 실시된다.
먼저, 스텝 S11 에서는, ECU (40) 에 등록되어 있는 충전 거점의 각각에 대해, 목표 SOC 가 취득된다. 충전 거점마다의 목표 SOC 의 설정 방법에 대해서는 후술한다. 이어서, 스텝 S12 에서는, GPS 수신기 (52) 에 의해 검출된 현재 위치 정보 등에 기초하여, 차량 (1) 의 현재지가 취득된다.
이어서, 스텝 S13 에서는, 현재지로부터 각 충전 거점에 도달하기까지 필요한 전력량이 산출된다. 전력량의 산출 시에는, GPS 수신기 (52) 에 의해 검출된 현재 위치 정보나, ECU (40) 에 기억된 지도 정보나, 차재 통신기 (53) 를 통하여 서버로부터 송신된 정체 정보 등에 기초하여 산출된다.
이어서, 스텝 S14 에서는, 스텝 S11 에 있어서 산출된 각 충전 거점마다의 목표 SOC 와, 스텝 S13 에 있어서 산출된 각 충전 거점에 도달하기까지 필요한 전력량에 기초하여, 각 충전 거점마다의 전환 SOC 가 산출된다. 그리고, 각 충전 거점마다의 전환 SOC 중 가장 작은 값이 최종적인 전환 SOC 로서 산출된다.
이어서, 스텝 S15 에서는, 전압 센서 (51) 의 출력에 기초하여 산출된 현재의 SOC 가, 스텝 S14 에서 산출된 전환 SOC 이상인지 여부가 판정된다. 스텝 S15 에 있어서 현재의 SOC 가 전환 SOC 이상이라고 판정된 경우에는, 스텝 S16 으로 진행된다. 스텝 S16 에서는, 출력 제어부 (42) 에 의해 EV 모드로 내연 기관 (10) 및 전동 발전기 (12, 14) 가 제어되고, 제어 루틴이 종료된다. 한편, 스텝 S15 에 있어서 현재의 SOC 가 전환 SOC 미만이라고 판정된 경우에는, 스텝 S17 로 진행된다. 스텝 S17 에서는, 출력 제어부 (42) 에 의해 HV 모드로 내연 기관 (10) 및 전동 발전기 (12, 14) 가 제어되고, 제어 루틴이 종료된다.
문제점
그런데, 드라이버는, 예를 들어 차량 (1) 이 자택 등의 충전 거점에 도착한 경우여도, 차량 (1) 을 외부 전원 (70) 에 접속하지 않는 경우가 있다. 이와 같이, 충전 거점에 있어서 외부 전원 (70) 에의 접속이 실시되지 않는 경우, 목표 SOC 가 낮은 값으로 설정되어 있으면, 차량 (1) 은, 차회, SOC 가 낮은 값인 상태로 그 충전 거점으로부터 달리기 시작하게 된다. 이와 같이 SOC 가 낮은 값인 상태로 차량 (1) 의 주행이 실시되면, 전동기의 출력을 제한하는 것이 필요로 되고, 따라서 차량 (1) 의 충분한 동력 성능을 얻을 수 없게 되어 버린다.
한편으로, 드라이버가 외부 전원 (70) 에 접속하지 않을 가능성이 있는 것을 고려하여 목표 SOC 를 높은 값으로 설정하면, 차량 (1) 은 배터리 (20) 에 축적된 전력을 충분히 전부 사용하지 않고 충전 거점에 도착하게 된다. 이 결과, 내연 기관의 운전 시간을 충분히 짧게 할 수 없게 되고, 따라서 내연 기관의 연료 사용량을 충분히 억제할 수 없게 된다.
목표 SOC 의 설정
여기서, 본 실시형태의 차량 (1) 에서는, ECU (40) 는, 각 충전 거점마다 목표 SOC 를 설정하는 목표 SOC 설정부 (43) 를 구비한다. 그리고, 목표 SOC 설정부 (43) 는, 각 충전 거점마다, 차량 (1) 이 충전 거점에 도달했을 때에 그 충전 거점에 있어서 외부 전원 (70) 에 의한 배터리 (20) 의 충전이 실시될 가능성 (이하, 「충전 가능성」이라고 한다) 을 추정한다. 또한, 목표 SOC 설정부 (43) 는, 추정된 충전 가능성이 상대적으로 높은 경우에는, 추정된 충전 가능성이 상대적으로 낮은 경우에 비해, 목표 SOC 를 낮게 설정하도록 하고 있다.
각 충전 거점에서의 충전 가능성은, 예를 들어 차량 (1) 이 과거에 그 충전 거점에 정차하고 있었을 때에 외부 전원 (70) 에 의해 배터리 (20) 에의 충전이 실시된 이력인 충전 이력에 기초하여 추정된다. 특히, 본 실시형태에서는, 각 충전 거점에서의 충전 이력은, 차량 (1) 이 과거에 그 충전 거점에 정차하고 있었을 때에 외부 전원 (70) 에 의해 배터리 (20) 에의 충전이 실시된 빈도인 외부 충전 빈도를 포함한다.
따라서, 본 실시형태에서는, 각 충전 거점에 있어서의 과거의 외부 충전 빈도에 기초하여 그 충전 거점에 있어서의 목표 SOC 가 설정된다. 각 충전 거점에 있어서의 과거의 외부 충전 빈도가 높을수록, 그 충전 거점에 있어서의 충전 가능성은 높다고 할 수 있다. 이 때문에, 목표 SOC 는, 각 충전 거점에 있어서의 과거의 외부 충전 빈도가 상대적으로 높은 경우에는, 그 충전 거점에 있어서의 과거의 외부 충전 빈도가 상대적으로 낮은 경우에 비해, 낮게 설정된다.
도 6 은, 외부 충전 빈도와 목표 SOC 의 관계를 나타내는 도면이다. 외부 충전 빈도는, 어느 충전 거점에 차량 (1) 이 정차된 횟수에 대한 정차 중에 외부 전원 (70) 에 의한 충전이 실시된 횟수의 비율을 나타내고 있다. 따라서, 그 충전 거점에 차량 (1) 이 정차되었을 때에 한번도 충전이 실시되고 있지 않은 경우에는 외부 충전 빈도는 제로가 된다. 한편, 그 충전 거점에 차량 (1) 이 정차되면 항상 충전이 실시되는 경우에는 외부 충전 빈도는 100 ％ 가 된다.
도 6 으로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 실시형태에서는, 어느 충전 거점에 있어서의 과거의 외부 충전 빈도가 높을수록, 그 충전 거점에 있어서의 목표 SOC 가 낮게 설정된다. 따라서, 본 실시형태에서는, 어느 충전 거점에 있어서의 충전 가능성이 높을수록, 그 충전 거점에 있어서의 목표 SOC 가 낮게 설정된다.
목표 SOC 를 이와 같이 설정함으로써, 차량 (1) 이 충전 가능성이 높은 충전 거점에 도달했을 때에는 배터리 (20) 의 SOC 는 낮다. 이와 같이 충전 거점에 도달할 때에 배터리 (20) 의 SOC 는 낮게 되어 있는 점에서, 차량 (1) 이 그 충전 거점에 도달하기까지의 내연 기관 (10) 의 운전 시간을 가능한 한 짧게 억제할 수 있고, 따라서 내연 기관 (10) 에 의한 연료의 소비량을 적게 억제할 수 있다. 또한, 그 충전 거점에서는 충전 가능성이 높은 점에서, 차량 (1) 이 그 충전 거점으로부터 다시 달리기 시작할 때에는 배터리 (20) 의 SOC 는 충분히 높은 값으로 되어 있을 가능성이 높다. 따라서, 차량 (1) 이 다시 달리기 시작할 때에, 배터리 (20) 의 SOC 가 낮은 것에 수반하는 전동 발전기 (12, 14) 의 출력 제한을 실시할 가능성은 낮고, 충분한 동력 성능을 얻을 수 있다.
한편, 차량 (1) 이 충전 가능성이 낮은 충전 거점에 도달했을 때에는 배터리 (20) 의 SOC 는 높다. 충전 가능성이 낮은 점에서, 차량 (1) 이 그 충전 거점으로부터 다시 달리기 시작할 때에는 배터리 (20) 의 SOC 는 그 충전 거점에 도착했을 때부터 변화하고 있지 않을 가능성이 높다. 그러나, 충전 거점에 정차하고 있는 동안에 외부 전원 (70) 에 의해 배터리 (20) 의 충전이 실시되지 않고 SOC 가 도착 시의 상태였다고 해도, 도착 시에 있어서의 SOC 가 비교적 높다. 이 때문에, 차량 (1) 이 다시 달리기 시작할 때에, 배터리 (20) 의 SOC 가 낮은 것에 수반하는 전동 발전기 (12, 14) 의 출력 제한을 실시할 필요성은 낮고, 충분한 동력 성능을 얻을 수 있다.
플로우 차트의 설명
도 7 은, 각 충전 거점에 있어서의 목표 SOC 를 산출하는 목표 SOC 산출 제어의 제어 루틴을 나타내는 플로우 차트이다. 도시한 제어 루틴은 일정 시간 간격마다, 혹은 각 충전 거점에 있어서의 외부 충전 빈도가 갱신될 때마다 실행된다.
도 7 에 나타낸 바와 같이, 먼저 스텝 S21 에서는, 각 충전 거점마다의 외부 충전 빈도가 취득된다. 외부 충전 빈도는, 예를 들어 도 8 을 참조하여 후술하는 외부 충전 빈도 산출 제어에 의해 각 충전 거점마다 산출되고, ECU (40) 의 메모리에 보존된다. 스텝 S21 에서는, ECU (40) 의 메모리로부터 각 충전 거점마다의 외부 충전 빈도가 취득된다.
이어서, 스텝 S22 에서는, 스텝 S21 에서 취득된 각 충전 거점마다의 외부 충전 빈도에 기초하여, 예를 들어 도 6 에 나타낸 바와 같은 맵을 사용하여, 각 충전 거점마다의 목표 SOC 가 산출된다. 그 후, 제어 루틴은 종료된다.
도 8 은, 어느 충전 거점 (충전 거점 A) 에 있어서의 외부 충전 빈도를 산출하기 위한 외부 충전 빈도 산출 제어의 제어 루틴을 나타내는 플로우 차트이다. 도시한 제어 루틴은, 일정 시간 간격으로 실행된다.
도 8 에 나타낸 바와 같이, 먼저 스텝 S31 에서는, GPS 수신기 (52) 등에 의해 현재지가 취득된다. 이어서, 스텝 S32 에서는, 스텝 S31 에서 취득된 현재지에 기초하여, 차량 (1) 이 어느 특정 충전 거점 A 에 도착했을 때인지 여부가 판정된다. 충전 거점 A 는, ECU (40) 에 등록되어 있는 복수의 충전 거점 중 하나이다. ECU (40) 에의 충전 거점의 등록은, 유저에 의해 수동으로 실시된다. 혹은, 어느 시설에 있어서 차량 (1) 의 충전이 실시된 경우에는, ECU (40) 는 그 시설을 충전 거점으로서 자동적으로 등록하도록 해도 된다.
스텝 S32 에 있어서, 차량 (1) 이 충전 거점 A 에 도착했을 때라고 판정된 경우에는, 스텝 S33 에 있어서 충전 거점 A 에 있어서의 도착 횟수의 카운터 Na 에 1 이 가산되고, 스텝 S34 로 진행된다. 한편, 차량 (1) 이 충전 거점 A 에 도착했을 때가 아니라고 판정된 경우에는, 즉 차량 (1) 이 충전 거점 A 외를 주행하고 있는 경우나 차량 (1) 이 충전 거점 A 에 정차되어 있는 경우에는, 스텝 S33 이 스킵된다.
스텝 S34 에서는, 스텝 S31 에서 취득된 현재지에 기초하여, 차량 (1) 이 충전 거점 A 를 출발했을 때인지 여부가 판정된다. 스텝 S34 에 있어서, 차량 (1) 이 충전 거점 A 를 출발했을 때라고 판정된 경우에는, 스텝 S35 로 진행된다.
스텝 S35 에서는, 차량 (1) 이 출발 전에 충전 거점 A 에 정차되고 있는 동안에 충전 거점 A 에 있어서 외부 전원 (70) 에 의한 배터리 (20) 의 충전이 실시되었는지 여부가 판정된다. 배터리 (20) 의 충전이 실시되었는지 여부는, 예를 들어 차량 (1) 이 충전 거점 A 에 도착했을 때의 SOC 와 충전 거점 A 를 출발할 때의 SOC 를 비교함으로써 판정된다. 충전 거점 A 에 도착했을 때의 SOC 에 비해 충전 거점 A 를 출발할 때의 SOC 쪽이 높은 경우에는, 충전 거점 A 에서의 정차 중에 배터리 (20) 의 충전이 실시되었다고 판정된다.
스텝 S35 에 있어서, 충전 거점 A 에서의 정차 중에 충전 거점 A 에 있어서 배터리 (20) 의 충전이 실시되었다고 판정된 경우에는, 스텝 S36 으로 진행된다. 스텝 S36 에서는, 충전 거점 A 에 있어서의 충전 횟수의 카운터 Nr 에 1 이 가산되고, 스텝 S37 로 진행된다. 한편, 스텝 S35 에 있어서, 충전 거점 A 에서의 정차 중에 충전 거점 A 에 있어서 배터리 (20) 의 충전이 실시되어 있지 않다고 판정된 경우에는, 스텝 S36 이 스킵된다.
또, 스텝 S34 에 있어서, 차량 (1) 이 충전 거점 A 를 출발했을 때가 아니라고 판정된 경우에는, 즉 차량 (1) 이 충전 거점 A 에 정차되어 있는 경우나 충전 거점 A 외를 주행하고 있는 경우에는, 스텝 S35 및 S36 이 스킵된다.
스텝 S37 에서는, 스텝 S36 에서 산출되는 충전 횟수의 카운터 Nr 의 값을, 스텝 S33 에서 산출되는 도착 횟수의 카운터 Na 의 값으로 제산한 값이 외부 충전 빈도 Fr 로서 산출된다 (Fr = Nr/Na). 따라서, 본 제어 루틴에서는, 충전 거점 A 에 도착한 횟수에 대한 충전 거점 A 에서 충전이 실시된 횟수의 비율이 외부 충전 빈도로서 산출된다.
제 1 실시형태의 변형예
다음으로, 도 9 를 참조하여, 제 1 실시형태의 변형예에 대해 설명한다. 상기 서술한 제 1 실시형태에서는, 차량 (1) 이 충전 거점에 도착했을 때의 SOC 와는 관계없이 외부 충전 빈도를 산출하고 있었다. 그러나, 예를 들어 차량 (1) 이 배터리 (20) 의 충전 후, 단거리의 이동을 실시하고 나서 충전 거점으로 돌아오는 경우에는, 차량 (1) 이 충전 거점에 도착했을 때의 SOC 는 높다. 이와 같이 충전 거점 도착 시에 있어서의 SOC 가 높으면, 유저는 그 충전 거점에 있어서 배터리 (20) 의 충전을 실시할 필요성을 느끼지 않는다. 따라서, 이와 같은 경우에는, 충전 거점에 있어서의 충전이 실시되지 않을 가능성이 높다.
그래서, 본 변형예에서는, 충전 거점에 있어서의 외부 충전 빈도를 산출할 때에, 차량 (1) 이 충전 거점에 도착했을 때의 SOC 를 고려하는 것으로 하고 있다. 구체적으로는, 차량 (1) 이 충전 거점에 도착했을 때의 SOC 가, 충전 필요 SOC 이하인 경우에는, 충전의 유무에 기초하여 외부 충전 빈도의 갱신이 실시된다. 한편, 차량 (1) 이 충전 거점에 도착했을 때의 SOC 가, 충전 필요 SOC 보다 높은 경우에는, 외부 충전 빈도의 갱신을 실시하지 않도록 하고 있다. 따라서, 본 변형예에 있어서는, 외부 충전 빈도는, 차량 (1) 이 충전 거점에 도착했을 때의 SOC 가 미리 정해진 충전 필요 SOC 이하였던 경우에, 그 충전 거점에 정차하고 있었을 때에 외부 전원 (70) 에 의해 배터리 (20) 에의 충전이 실시된 빈도라고 할 수 있다.
또한, 본 변형예에서는, 차량 (1) 이 충전 거점에 도착했을 때의 SOC 를 고려하여 외부 충전 빈도의 갱신이 실시되지만, 그 이외의 파라미터를 고려하여 외부 충전 빈도의 갱신을 실시하도록 해도 된다. 이와 같은 파라미터로는, 예를 들어 차량 (1) 이 충전 거점을 전회 (前回) 출발하고 나서 금회 충전 거점에 도달하기까지 주행한 거리 등이 고려된다. 이 경우, 예를 들어 주행 거리가 짧은 경우에는, 금회의 충전 거점에 있어서의 충전의 유무에 근거하는 외부 충전 빈도의 갱신이 실시되지 않는다.
도 9 는, 본 변형예에 관련된 외부 충전 빈도 산출 제어의 제어 루틴을 나타내는 플로우 차트이다. 도시한 제어 루틴은, 일정 시간 간격으로 실행된다. 도 9 의 스텝 S41, S42, S46 및 S47 은 각각 도 8 의 스텝 S31, S32, S34 및 S35 와 동일하기 때문에, 설명을 생략한다.
스텝 S42 에 있어서, 차량 (1) 이 충전 거점 A 에 도착했을 때라고 판정된 경우에는, 스텝 S43 으로 진행된다. 스텝 S43 에서는, 현재의 (즉 차량 (1) 이 충전 거점 A 에 도착했을 때의) SOC 가, 미리 정해진 충전 필요 SOC 이상인지 여부가 판정된다. 스텝 S43 에 있어서, 현재의 SOC 가 충전 필요 SOC 보다 높다고 판정된 경우에는, 스텝 S44 로 진행된다. 스텝 S44 에서는, 충전이 필요한 만큼 SOC 가 저하하여 있지 않는 것을 나타내는 충전 불필요 플래그 Xn 이 1 로 세트된다. 한편, 스텝 S43 에 있어서, 현재의 SOC 가 충전 필요 SOC 이하라고 판정된 경우에는, 스텝 S45 로 진행된다. 스텝 S45 에서는, 도 8 의 스텝 S33 과 마찬가지로, 충전 거점 A 에 있어서의 도착 횟수의 카운터 Na 에 1 이 가산된다. 따라서, 본 제어 루틴에서는, 현재의 SOC 가 충전 필요 SOC 보다 높은 경우에는, 도착 횟수의 카운터의 증가가 실시되지 않는다.
또, 스텝 S48 에서는, 충전 불필요 플래그 Xn 이 0 인지 여부가 판정된다. 스텝 S48 에 있어서, 충전 불필요 플래그 Xn 이 0 이라고 판정된 경우에는, 스텝 S49 로 진행된다. 스텝 S49 에서는, 도 8 의 스텝 S36 과 마찬가지로, 충전 거점 A 에 있어서의 충전 횟수의 카운터 Nr 에 1 이 가산되고, 스텝 S51 로 진행된다. 한편, 스텝 S49 에 있어서, 충전 불필요 플래그 Xn 이 0 이 아니라고 판정된 경우에는, 스텝 S50 으로 진행된다. 스텝 S50 에서는, 충전 불필요 플래그 Xn 이 0 으로 리셋되고, 스텝 S51 로 진행된다. 따라서, 본 제어 루틴에서는, 현재의 SOC 가 충전 필요 SOC 보다 높은 경우에는, 충전 횟수의 카운터의 증가도 실시되지 않는다.
스텝 S51 에서는, 도 8 의 스텝 S37 과 동일하게, 외부 충전 빈도 Fr 이 산출된다. 따라서, 본 제어 루틴에서는, 외부 충전 빈도 Fr 은, 차량 (1) 이 충전 거점 A 에 도착했을 때의 SOC 가 충전 필요 SOC 이하였던 경우에, 충전 거점 A 에 정차하고 있었던 때에 외부 전원 (70) 에 의해 배터리 (20) 에의 충전이 실시된 빈도를 나타내고 있다고 할 수 있다.
제 2 실시형태
다음으로, 도 10 및 도 11 을 참조하여, 제 2 실시형태에 관련된 하이브리드 차량에 대해 설명한다. 제 2 실시형태에 관련된 하이브리드 차량 (1) 의 구성 및 제어는, 기본적으로 제 1 실시형태에 관련된 하이브리드 차량 (1) 의 구성 및 제어와 동일하다. 그래서, 이하에서는 제 1 실시형태에 관련된 하이브리드 차량과 다른 부분을 중심으로 설명한다.
그런데, 각 충전 거점에 있어서의 충전 가능성은, 여러 가지 요인에 의해 변화하는 것이 고려된다. 예를 들어, 기후가 청천이면 외부 커넥터 (72) 를 차량측 커넥터 (22) 에 접속하는 것은 용이하지만, 우천 등의 악천후이면 외부 커넥터 (72) 를 차량측 커넥터 (22) 에 접속하는 것은 번거롭다. 이 때문에, 기후에 따라서 충전 가능성이 변화하는 것이 생각된다. 또, 요일이나 시간대에 따라서 충전 가능성이 변화하는 것도 생각된다. 또한, 차량 (1) 을 복수인이 운전하는 경우에는, 드라이버마다 충전 가능성이 상이한 것이 생각된다. 또한, 차량 (1) 에 아이가 타고 있어 승차 인원수가 많은 때에는, 하차 후에 아이의 보살핌이 필요로 되어 외부 커넥터 (72) 를 접속하기 어려워지는 것도 생각된다.
그래서, 본 실시형태에서는, 차량이 과거에 그 충전 거점에 정차되었을 때의 날 중의 시간대, 요일, 기후, 드라이버, 승차 인원수 등을 포함하는 차량 환경 상태 (시간 및 차량 내외의 환경 상태) 를 고려하여, 목표 SOC 를 설정하는 것으로 하고 있다. 이 때문에, 본 실시형태에서는, 각 충전 거점에 있어서의 충전 가능성을 추정하는 데에 사용되는 충전 이력은, 차량이 과거에 그 충전 거점에 정차되었을 때의 날 중의 시간대, 요일, 기후, 드라이버, 승차 인원수 중 적어도 하나가 상이한 차량 환경 상태마다의 외부 충전 빈도를 포함하는 것이 된다. 따라서, 본 실시형태에서는, 충전 이력은, 예를 들어 기후마다 (예를 들어, 맑음, 비, 눈마다) 의 외부 충전 빈도를 포함한다. 혹은, 충전 이력은, 예를 들어 드라이버마다의 외부 충전 이력을 포함한다.
그리고, 본 실시형태에서는, 목표 SOC 설정부 (43) 는, 현재의 또는 각 충전 거점에 차량이 도착한다고 예상되는 때의 차량 환경 상태를 취득한다. 차량 환경 상태는, ECU (40) 에 접속된 각종 센서나 통신 기기에 의해 취득된다.
예를 들어, 시간대나 요일은, ECU (40) 에 내장된 시계에 의해 취득된다. 혹은, 차재 통신기 (53) 를 통하여 외부의 서버로부터 일시 정보나 시간 정보를 수신함으로써 시간대나 요일이 취득되어도 된다. 기후는, 예를 들어 차재 통신기 (53) 를 통하여 외부의 서버로부터 현재지나 각 충전 거점에 대한 날씨 정보를 수신함으로써 취득된다. 혹은, 레인 센서 (57) 의 출력 신호에 기초하여 현재지의 날씨 정보가 취득되어도 된다.
또, 현재의 드라이버 정보 (예를 들어, 등록되어 있는 복수의 드라이버 중 현재의 드라이버가 누구인지 등의 정보) 는, 드라이버 모니터 카메라 (54) 에 의해 촬영된 얼굴 화상에 기초하여 취득된다. 혹은, 현재의 드라이버 정보는, 키 센서 (55) 에 의해 취득된 키 정보에 기초하여 취득되어도 된다. 또한, 승차 인원수는, 중량 센서 (56) 의 출력에 기초하여 취득된다.
또한, 본 실시형태에서는, 취득된 차량 환경 상태가, 상대적으로 외부 충전 빈도가 높은 차량 환경 상태일 때에는, 상대적으로 외부 충전 빈도가 낮은 차량 환경 상태일 때에 비해 목표 SOC 가 낮게 설정된다.
예를 들어, 어느 충전 거점에 있어서의 외부 충전 빈도가, 차량 (1) 이 그 충전 거점에 도달했을 때의 기후가 맑음일 때에는, 비일 때에 비해 높은 경우를 생각한다. 이 경우, 목표 SOC 설정부 (43) 는, 차재 통신기 (53) 를 통하여 외부의 서버로부터 수신한 날씨 정보에 기초하여, 현재의 또는 충전 거점에 차량이 도착한다고 예상되는 때의 기후를 취득한다. 그리고, 취득한 날씨가 맑음인 경우 (상대적으로 외부 충전 빈도가 높은 차량 환경 상태) 에는, 비인 경우 (상대적으로 외부 충전 빈도가 낮은 차량 환경 상태) 에 비해 목표 SOC 를 낮게 설정한다.
또, 예를 들어 어느 충전 거점에 있어서의 외부 충전 빈도가, 차량 (1) 이 그 충전 거점에 도달했을 때의 드라이버가 드라이버 S 일 때에는, 드라이버 T 일 때에 비해 높은 경우를 생각한다. 이 경우, SOC 설정부 (43) 는, 드라이버 모니터 카메라 (54) 의 출력 등에 기초하여 현재의 또는 충전 거점에 차량이 도착한다고 예상되는 때의 드라이버를 취득한다. 그리고, 취득된 드라이버가 드라이버 S 인 경우 (상대적으로 외부 충전 빈도가 높은 차량 환경 상태) 에는, 드라이버 T 인 경우 (상대적으로 외부 충전 빈도가 낮은 차량 환경 상태) 에 비해, 목표 SOC 를 낮게 설정한다.
또한, 어느 충전 거점에 있어서의 외부 충전 빈도가, 차량 (1) 이 그 충전 거점에 도달했을 때의 시간대가 특정 시간대 (예를 들어, 17 시 ~ 18 시) 일 때에는, 다른 시간대일 때에 비해 높은 경우를 생각한다. 이 경우, SOC 설정부 (43) 는, ECU (40) 에 내장된 시계에 기초하여 현재의 또는 충전 거점에 차량이 도착한다고 예상되는 때의 시간대를 취득한다. 그리고, 취득된 시간대가 상기 특정 시간대인 경우 (상대적으로 외부 충전 빈도가 높은 차량 환경 상태) 에는, 특정 시간대가 아닌 경우 (상대적으로 외부 충전 빈도가 낮은 차량 환경 상태) 에 비해, 목표 SOC 를 낮게 설정한다.
또한, 어느 충전 거점에 있어서의 외부 충전 빈도가, 차량 (1) 이 그 충전 거점에 도달했을 때의 요일이 특정 요일 (예를 들어, 일요일) 일 때에는, 다른 요일일 때에 비해 높은 경우를 생각한다. 이 경우, SOC 설정부 (43) 는, ECU (40) 에 내장된 시계에 기초하여 현재의 요일을 취득한다. 그리고, 취득된 요일이 상기 특정 요일인 경우 (상대적으로 외부 충전 빈도가 높은 차량 환경 상태) 에는, 특정 요일이 아닌 경우 (상대적으로 외부 충전 빈도가 낮은 차량 환경 상태) 에 비해, 목표 SOC 를 낮게 설정한다.
또, 어느 충전 거점에 있어서의 외부 충전 빈도가, 차량 (1) 이 그 충전 거점에 도달했을 때의 승차 인원수가 특정 인원수 (예를 들어, 1 명) 일 때에는, 다른 인원수일 때에 비해 높은 경우를 생각한다. 이 경우, SOC 설정부 (43) 는, 중량 센서 (56) 의 출력에 기초하여 산출된 승차 인원수를 취득한다. 그리고, 취득된 승차 인원수가 상기 특정 인원수인 경우 (상대적으로 외부 충전 빈도가 높은 차량 환경 상태) 에는, 특정 인원수가 아닌 경우 (상대적으로 외부 충전 빈도가 낮은 차량 환경 상태) 에 비해, 목표 SOC 를 낮게 설정한다.
본 실시형태에 의하면, 이와 같이 차량 환경 상태에 따라서 목표 SOC 가 변경된다. 그 결과, 각 충전 거점에 있어서의 충전 가능성에 따라서 적절히 목표 SOC 를 설정할 수 있다.
플로우 차트
도 10 은, 각 충전 거점에 있어서의 목표 SOC 를 산출하는 목표 SOC 산출 제어의 제어 루틴을 나타내는 플로우 차트이다. 도시한 제어 루틴은 일정 시간 간격마다, 또는 혹은 각 충전 거점에 있어서의 외부 충전 빈도가 갱신될 때마다 실행된다.
먼저, 스텝 S61 에서는, 각 충전 거점마다의 기본 외부 충전 빈도 Frb 가 취득된다. 기본 충전 빈도는, 예를 들어 도 11 을 참조하여 후술하는 외부 충전 빈도·보정값 산출 제어에 의해 각 충전 거점마다 산출되고, ECU (40) 의 메모리에 보존된다.
이어서, 스텝 S62 에 있어서, 각 충전 거점마다, 각종 센서나 통신 기기의 출력에 기초하여, 차량 (1) 이 도착할 때의 차량 환경 상태가 취득된다. 구체적으로는, 예를 들어 차량 (1) 이 충전 거점에 도달할 때의 날씨가 취득된다.
이어서, 스텝 S63 에서는, 스텝 S62 에서 취득된 차량 환경 상태에 따른, 외부 충전 빈도의 보정값이 취득된다. 구체적으로는, 예를 들어 기후가 맑음일 때의 보정값이나, 기후가 비일 때의 보정값이 취득된다. 차량 환경 상태마다의 보정값은, 예를 들어 도 11 을 참조하여 후술하는 외부 충전 빈도·보정값 산출 제어에 의해 각 충전 거점마다 산출되고, ECU (40) 의 메모리에 보존되고 있다.
이어서, 스텝 S64 에서는, 스텝 S63 에 있어서 취득된 외부 충전 빈도의 보정값을 이용하여, 스텝 S61 에 있어서 취득된 기본 외부 충전 빈도가 보정되어, 각 충전 거점에 있어서의 외부 충전 빈도가 산출된다. 구체적으로는, 예를 들어 기본 외부 충전 빈도는, 보정값을 승산하거나 혹은 가산함으로써 보정된다.
이어서, 스텝 S65 에서는, 스텝 S64 에서 산출된 각 충전 거점마다의 외부 충전 빈도에 기초하여, 예를 들어 도 6 에 나타낸 바와 같은 맵을 사용하여, 각 충전 거점마다의 목표 SOC 가 산출된다. 그 후, 제어 루틴은 종료된다.
도 11 은, 어느 충전 거점 (충전 거점 A) 에 있어서의 외부 충전 빈도를 산출함과 함께 보정값을 산출하기 위한 외부 충전 빈도·보정값 산출 제어의 제어 루틴을 나타내는 플로우 차트이다. 도시한 제어 루틴은 일정 시간 간격으로 실행된다.
도 11 에 나타낸 바와 같이, 먼저 스텝 S71 에서는, 현재지가 취득된다. 이어서, 스텝 S72 에서는, 차량 (1) 이 충전 거점 A 에 도착했을 때인지 여부가 판정되고, 스텝 S73 에서는, 현재 충전 거점 A 가 비인지 여부가 판정된다. 스텝 S72 및 S73 에 있어서, 차량 (1) 이 충전 거점 A 에 도착했을 때이고 또한 충전 거점 A 가 비라고 판정된 경우에는, 스텝 S74 로 진행되고, 그 이외의 경우에는 스텝 S74 가 스킵된다. 스텝 S74 에서는, 비 플래그 Xr 이 1 로 세트되고, 스텝 S75 로 진행된다.
스텝 S75 에서는, 차량 (1) 이 충전 거점 A 를 출발했을 때인지 여부가 판정된다. 차량 (1) 이 충전 거점 A 를 출발했을 때가 아니라고 판정된 경우에는, 스텝 S76 ~ S83 이 스킵된다. 한편, 스텝 S75 에 있어서, 차량 (1) 이 충전 거점 A 를 출발했을 때라고 판정된 경우에는 스텝 S76 으로 진행된다.
스텝 S76 에서는, 차량 (1) 이 출발 전에 충전 거점 A 에 정차되고 있는 동안에 외부 전원 (70) 에 의한 배터리 (20) 의 충전이 실시되었는지 여부가 판정된다. 충전 거점 A 에서의 정차 중에 배터리 (20) 의 충전이 실시되었다고 판정된 경우에는, 스텝 S77 로 진행된다. 스텝 S77 에서는, 비 플래그 Xr 이 1 인지, 즉 충전 거점 A 에의 도착 시에 비가 내리고 있었는지 여부가 판정된다. 비 플래그 Xr 이 1 이라고 판정된 경우에는, 스텝 S78 로 진행되고, 우천 시에 충전이 실시된 횟수 (우천 충전 횟수) 를 나타내는 카운터 Nrc 에 1 이 가산된다. 한편, 스텝 S77 에 있어서 비 플래그 Xr 이 1 이 아니라고 판정된 경우에는, 스텝 S79 로 진행된다. 스텝 S79 에서는, 청천 시에 충전이 실시된 횟수 (청천 충전 횟수) 를 나타내는 카운터 Nfc 에 1 이 가산된다.
한편, 스텝 S76 에 있어서, 충전 거점 A 에서의 정차 중에 배터리 (20) 의 충전이 실시되어 있지 않다고 판정된 경우에는, 스텝 S80 으로 진행된다. 스텝 S80 에서는, 비 플래그 Xr 이 1 인지 여부가 판정된다. 비 플래그 Xr 이 1 이라고 판정된 경우에는, 스텝 S81 로 진행되고, 우천 시에 충전이 실시되지 않았던 횟수 (우천 비충전 횟수) 를 나타내는 카운터 Nrn 에 1 이 가산된다. 한편, 스텝 S80 에 있어서 비 플래그 Xr 이 1 이 아니라고 판정된 경우에는, 스텝 S82 로 진행된다. 스텝 S82 에서는, 청천 시에 충전이 실시되지 않았던 횟수 (청천 비충전 횟수) 를 나타내는 카운터 Nfn 에 1 이 가산된다.
스텝 S83 에서는, 비 플래그 Xr 이 0 으로 리셋된다. 이어서, 스텝 S84 에서는, 충전 거점 A 에의 도착 시에 비가 내리고 있었을 때의 외부 충전 빈도 (우천 외부 충전 빈도) Frr 이 하기 식 (1) 에 의해 산출되고, 충전 거점 A 에의 도착 시에 비가 내리고 있지 않았을 때의 외부 충전 빈도 (청천 외부 충전 빈도) Frf 가 하기 식 (2) 에 의해 산출된다. 또한, 기후에 관계없는 충전 거점 A 에서의 외부 충전 빈도 (기본 외부 충전 빈도) Frb 가 하기 식 (3) 에 의해 산출된다. 기본 외부 충전 빈도 Frb 는, 도 10 의 스텝 S61 에 있어서 사용된다.
Frr = Nrc/(Nrc + Nrn) … (1)
Frf = Nfc/(Nfc + Nfn) … (2)
Frb = (Nrc + Nfc)/(Nrc + Nrn + Nfc + Nfn) … (3)
이어서, 스텝 S84 에서는, 하기 식 (4) 및 (5) 에 기초하여, 기후가 비일 때의 보정값 (우천 보정값) Cr 과, 기후가 맑음일 때의 보정값 (청천 보정값) Cf 가 산출된다. 이들 보정값 Cr, Cf 는, 도 10 의 스텝 S64 에서 사용된다.
Cr = Frr/Frb … (4)
Cf = Frf/Frb … (5)
또한, 도 10 및 도 11 에 나타낸 예는, 기후에 근거하는 차량 환경 상태의 변화에 따라서 목표 SOC 를 변경하고 있다. 그러나, 기후 이외에 근거하는 차량 환경 상태의 변화에 따라, 도 10 및 도 11 에 나타낸 예와 동일하게 하여 목표 SOC 산출 제어나 외부 충전 빈도·보정값 산출 제어를 실시할 수 있다.
제 2 실시형태의 변형예
다음으로, 도 12 ~ 도 14 를 참조하여, 제 2 실시형태의 변형예에 대해 설명한다. 본 변형예에 관련된 차량 (1) 에서는, 충전 거점에 있어서의 충전 가능성이 어느 정도 이상 낮은 상황하에서는, 목표 SOC 를 일률적으로 비교적 큰 값으로 설정하도록 하고 있다. 이로써, 차량 (1) 이 충전 거점으로부터 재출발할 때에 전동 발전기 (12, 14) 의 출력 제한이 필요로 될 가능성을 보다 확실하게 저감할 수 있다.
도 12 는, 충전 거점에 있어서의 목표 SOC 를 산출하는 목표 SOC 산출 제어의 제어 루틴을 나타내는 플로우 차트이다. 도시한 제어 루틴은, 일정 시간 간격마다, 또는 혹은 각 충전 거점에 있어서의 외부 충전 빈도가 갱신될 때마다 실행된다. 또, 도시한 제어 루틴은, 각 충전 거점마다 실행된다.
먼저, 스텝 S91 에서는, 각종 센서나 통신 기기의 출력에 기초하여, 차량 (1) 이 도착할 때의 충전 거점의 차량 환경 상태가 취득된다. 이어서, 스텝 S92 에서는, 스텝 S91 에 있어서 취득된 차량 환경 상태가, 저충전 빈도 상태에 있는지 여부가 판정된다. 저충전 빈도 상태는, 도 13 및 도 14 를 참조하여 후술하는 외부 충전 빈도 산출 제어에 있어서 설정된다. 예를 들어, 기후가 우천일 때 등이 저충전 빈도 상태로서 등록되어 있는 경우, 스텝 S91 에 있어서 취득된 기후가 우천일 때에, 현재의 기후는 저충전 빈도 상태에 있다고 판정된다.
스텝 S92 에 있어서, 차량 환경 상태가 저충전 빈도 상태에 있다고 판정된 경우에는, 스텝 S93 으로 진행된다. 스텝 S93 에서는, 목표 SOC 가 최대 SOC 로 설정되고, 제어 루틴이 종료된다. 여기서, 최대 SOC 는, 스텝 S95 에서 산출될 수 있는 목표 SOC 의 최대값보다 큰 값이 된다.
한편, 스텝 S92 에 있어서, 차량 환경 상태가 저충전 빈도 상태에 없다고 판정된 경우에는, 스텝 S94 로 진행된다. 스텝 S94 에서는, 외부 충전 빈도가 취득된다. 외부 충전 빈도는, 예를 들어 도 13 및 도 14 를 참조하여 후술하는 외부 충전 빈도 산출 제어에 의해 산출된다.
이어서, 스텝 S95 에서는, 스텝 S94 에서 취득된 외부 충전 빈도에 기초하여, 예를 들어 도 6 에 나타낸 바와 같은 맵을 사용하여, 각 충전 거점마다의 목표 SOC 가 산출된다. 그 후, 제어 루틴은 종료된다.
도 13 및 도 14 는, 어느 충전 거점 (충전 거점 A) 에 있어서의 외부 충전 빈도를 산출하는 외부 충전 빈도 산출 제어의 제어 루틴을 나타내는 플로우 차트이다. 도시한 제어 루틴은 일정 시간 간격으로 실행된다. 또한, 도 13 의 스텝 S101 ~ S114 는, 도 11 의 스텝 S71 ~ S84 와 동일하기 때문에 설명을 생략한다.
스텝 S115 에서는, 스텝 S114 에서 산출된 우천 외부 충전 빈도 Frr 이 미리 정해진 기준 빈도 Fref (예를 들어, 50 %) 이하인지 여부가 판정된다. 우천 외부 충전 빈도 Frr 이 기준 빈도 이하라고 판정된 경우에는, 스텝 S116 으로 진행된다. 스텝 S116 에서는, 스텝 S114 에서 산출된 청천 외부 충전 빈도 Frf 가 미리 정해진 기준 빈도 Fref 이하인지 여부가 판정된다. 스텝 S116 에 있어서, 청천 외부 충전 빈도 Frf 가 기준 빈도 Fref 이하라고 판정된 경우에는, 스텝 S117 로 진행된다. 스텝 S117 에서는, 우천 및 청천은 모두 저충전 빈도 상태로서 등록되고, 제어 루틴이 종료된다.
한편, 스텝 S116 에 있어서, 청천 외부 충전 빈도 Frf 가 기준 빈도 Fref 보다 높다고 판정된 경우에는, 스텝 S118 로 진행된다. 스텝 S118 에서는, 우천이 저충전 빈도 상태로서 등록된다. 이어서, 스텝 S119 에서는, 청천 외부 충전 빈도 Frf 가 그 충전 거점에 있어서의 외부 충전 빈도 Fr 로서 설정되고, 제어 루틴이 종료된다.
또, 스텝 S115 에 있어서, 우천 외부 충전 빈도 Frr 이 미리 정해진 기준 빈도 Fref 보다 높다고 판정된 경우에는, 스텝 S120 으로 진행된다. 스텝 S120 에서는, 청천 외부 충전 빈도 Frf 가 미리 정해진 기준 빈도 Fref 이하인지 여부가 판정된다. 스텝 S120 에 있어서, 청천 외부 충전 빈도 Frf 가 기준 빈도 Fref 이하라고 판정된 경우에는, 스텝 S121 로 진행된다. 스텝 S121 에서는, 청천이 저충전 빈도 상태로서 등록된다. 이어서, 스텝 S122 에서는, 우천 외부 충전 빈도 Frr 이 그 충전 거점에 있어서의 외부 충전 빈도 Fr 로서 설정되고, 제어 루틴이 종료된다.
한편, 스텝 S120 에 있어서, 청천 외부 충전 빈도 Frf 가 기준 빈도 Fref 보다 높다고 판정된 경우에는, 스텝 S123 으로 진행된다. 스텝 S123 에서는, 우천 및 청천의 저충전 빈도 상태로서 등록이 해제된다. 이어서, 스텝 S124 에서는, 기초 외부 충전 빈도 Fb 가 그 충전 거점에 있어서의 외부 충전 빈도 Fr 로서 설정되고, 제어 루틴이 종료된다.
제 3 실시형태
다음으로, 제 3 실시형태에 관련된 하이브리드 차량에 대해 설명한다. 제 3 실시형태에 관련된 하이브리드 차량 (1) 의 구성 및 제어는, 기본적으로 제 1 실시형태 및 제 2 실시형태에 관련된 하이브리드 차량 (1) 의 구성 및 제어와 동일하다. 그래서, 이하에서는 제 1 실시형태 및 제 2 실시형태에 관련된 하이브리드 차량과 상이한 부분을 중심으로 설명한다.
상기 실시형태에서는, 각 충전 거점에 있어서의 충전 이력에 기초하여 충전 가능성이 추정된다. 그러나, 일반적으로 기후가 비인 경우에는, 기후가 맑음인 경우에 비해 충전 가능성은 저하하는 것이 예상된다. 이 때문에, 본 실시형태에서는, 각 충전 거점에 있어서의 충전 이력과는 관계없이, 현재 또는 차량 (1) 이 각 충전 거점에 도착한다고 예상되는 때의 현재지 또는 충전 거점에 있어서의 기후에 기초하여, 충전 가능성을 추정하도록 하고 있다.
구체적으로는, 목표 SOC 설정부는, 예를 들어 현재의 충전 거점에 있어서의 기후를 취득함과 함께, 취득된 기후에 기초하여 목표 SOC 를 설정한다. 이때 목표 SOC 는, 예를 들어 맑음, 비, 눈의 순서로 목표 SOC 가 높아지도록 설정된다.
또한, 본 실시형태에서는, 목표 SOC 설정부 (43) 는, 기후에 기초하여 목표 SOC 를 설정하고 있다. 그러나, 목표 SOC 설정부 (43) 는, 기후에 기초하여 보정값을 산출함과 함께, 상기 서술한 제 1 실시형태 및 제 2 실시형태에 있어서의 방법에 기초하여 산출된 목표 SOC 를 이 보정값에 기초하여 보정해도 된다.
도 15 는, 본 실시형태에 있어서의 목표 SOC 산출 제어의 제어 루틴을 나타내는 플로우 차트이다. 도시한 제어 루틴은, 일정 시간 간격마다, 또는 혹은 각 충전 거점에 있어서의 외부 충전 빈도가 갱신될 때마다 실행된다. 또, 도시한 제어 루틴은, 각 충전 거점마다 실행된다.
먼저, 스텝 S131 에 있어서, 충전 거점에 있어서의 기후가 취득된다. 이어서, 스텝 S132 에서는, 스텝 S131 에서 취득된 기후가 맑음인지 여부가 판정된다. 기후가 맑음이라고 판정된 경우에는, 스텝 S133 으로 진행된다. 스텝 S133 에서는, 목표 SOC 가 SOC1 로 설정되고, 제어 루틴이 종료된다. 한편, 스텝 S132 에 있어서, 기후가 맑음이 아니라고 판정된 경우에는, 스텝 S134 로 진행된다. 스텝 S134 에서는, 목표 SOC 가 SOC2 (SOC1 보다 높은 값) 로 설정되고, 제어 루틴이 종료된다.
제 4 실시형태
다음으로, 도 16 을 참조하여, 제 4 실시형태에 관련된 하이브리드 차량에 대해 설명한다. 제 4 실시형태에 관련된 하이브리드 차량 (1) 의 구성 및 제어는, 기본적으로 제 1 실시형태 내지 제 3 실시형태에 관련된 하이브리드 차량 (1) 의 구성 및 제어와 동일하다. 그래서, 이하에서는 제 1 실시형태 내지 제 3 실시형태에 관련된 하이브리드 차량과 상이한 부분을 중심으로 설명한다.
도 16 에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태의 차량 (1) 은, 내연 기관 (10), 발전기 (12B'), 배터리 (20), PCU (18), 전동기 (14B') 및 차량측 커넥터 (22) 를 구비한다. 본 실시형태의 차량 (1) 에서는, 내연 기관 (10) 에는 발전기 (12B') 가 기계적으로 연결되고, 구동축 (32) 에는 연결되지 않는다. 따라서, 차량 (1) 도, 내연 기관 (10) 의 출력에 의해 발전된 전력을 배터리 (20) 에 충전할 수 있도록 구성되어 있고, 특히 내연 기관 (10) 의 동력은 오로지 배터리 (20) 의 충전을 위해서 사용된다. 그리고, 배터리 (20) 는 PCU (18) 를 통하여 전동기 (14B') 에 전기적으로 접속되어 있고, 배터리 (20) 로부터 공급되는 전력에 의해 전동기 (14B') 가 구동된다. 또한, 본 실시형태의 차량 (1) 도, 차량측 커넥터 (22) 를 통하여, 외부 전원 (70) 에 의해 상기 배터리에 충전할 수 있도록 구성되어 있다.
이와 같이 구성된 차량 (1) 에 있어서도, 상기 서술한 제 1 실시형태 내지 제 3 실시형태에 기재한 방법에 의해 목표 SOC 가 설정되고, 나아가서는 전환 SOC 가 설정된다.
또한, 상기 설명에서는, 하이브리드 차량 (1) 으로서 도 1 에 나타낸 구성의 하이브리드 차량과 도 16 에 나타낸 구성의 하이브리드 차량이 이용되고 있다. 그러나, 하이브리드 차량 (1) 은, 이들 구성을 갖는 것으로 한정되지 않고, 다른 구성의 하이브리드 차량이어도 된다.

Claims (7)

  1. 하이브리드 차량 (1) 용 제어 장치로서,
    상기 하이브리드 차량 (1) 은 내연 기관 (10) 과, 전동기 (12, 14 ; 14B) 와, 그 전동기 (12, 14 ; 14B) 에 접속된 배터리 (20) 를 구비하고, 상기 하이브리드 차량 (1) 은 내연 기관 (10) 의 출력에 의해 발전된 전력을 상기 배터리 (20) 에 충전하도록 구성되고, 상기 하이브리드 차량은 그 배터리 (20) 로부터 공급되는 전력에 의해 상기 전동기 (12, 14 ; 14B) 를 구동하도록 구성되고, 상기 하이브리드 차량은 외부 전원 (70) 에 의해 상기 배터리 (20) 에 충전하도록 구성되며, 상기 제어 장치는 전자 제어 유닛 (40) 을 포함하고, 상기 전자 제어 유닛 (40) 은,
    i) 상기 하이브리드 차량 (1) 이 소정의 충전 거점에 도달했을 때의 상기 배터리 (20) 의 충전율의 목표값인 목표 충전율을 설정하고;
    ⅱ) 상기 하이브리드 차량 (1) 이 충전 거점 외를 주행하고 있는 경우에, 상기 하이브리드 차량 (1) 이 상기 충전 거점에 도달할 때의 충전율이 상기 목표 충전율이 되도록 상기 내연 기관 (10) 및 상기 전동기 (12, 14 ; 14B) 의 출력을 제어하고; 그리고
    ⅲ) 상기 하이브리드 차량 (1) 이 상기 충전 거점에 도달했을 때에 그 충전 거점에 있어서 외부 전원 (70) 에 의한 배터리 (20) 의 충전이 실시될 가능성인 충전 가능성을 추정함과 함께, 그 추정된 충전 가능성이 높은 경우에는, 그 추정된 충전 가능성이 낮은 경우에 비해, 상기 목표 충전율을 낮게 설정하도록
    구성되고,
    상기 충전 가능성은, 상기 하이브리드 차량 (1) 이 과거에 상기 충전 거점에 정차하고 있었을 때에 상기 외부 전원 (70) 에 의해 상기 배터리 (20) 에의 충전이 실시된 이력인 충전 이력에 기초하여 추정되고,
    상기 충전 이력은, 상기 하이브리드 차량 (1) 이 과거에 상기 충전 거점에 정차하고 있었을 때에 상기 외부 전원 (70) 에 의해 상기 배터리 (20) 에의 충전이 실시된 빈도인 외부 충전 빈도를 포함하고; 그리고
    상기 전자 제어 유닛 (40) 은 상기 외부 충전 빈도가 높은 경우에는, 상기 외부 충전 빈도가 낮은 경우에 비해, 상기 목표 충전율을 낮게 설정하도록 구성되는, 제어 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 외부 충전 빈도는, 상기 하이브리드 차량 (1) 이 상기 충전 거점에 도착했을 때의 충전율이 미리 정해진 소정값 이하였던 경우에, 상기 충전 거점에 정차하고 있었을 때에 상기 외부 전원 (70) 에 의해 상기 배터리 (20) 에의 충전이 실시된 빈도인, 제어 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 충전 이력은, 상기 하이브리드 차량 (1) 이 과거에 상기 충전 거점에 정차되었을 때의 복수의 차량 환경 상태마다의 외부 충전 빈도를 포함하고; 그리고
    상기 전자 제어 유닛 (40) 은:
    i) 현재의 또는 상기 충전 거점에 하이브리드 차량 (1) 이 도착한다고 예상되는 때의 차량 환경 상태를 취득하고; 그리고
    ⅱ) 그 취득된 차량 환경 상태가, 상대적으로 외부 충전 빈도가 높은 차량 환경 상태일 때에는, 상대적으로 외부 충전 빈도가 낮은 차량 환경 상태일 때에 비해, 상기 목표 충전율을 낮게 설정하도록
    구성되는, 제어 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 복수의 차량 환경 상태는, 시간대, 요일, 기후, 드라이버, 승차 인원수 중 적어도 하나에 있어서 상이한, 제어 장치.
  7. 제 1 항 및 제 4 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 충전 가능성은, 현재 또는 상기 충전 거점에 하이브리드 차량 (1) 이 도착한다고 예상되는 때의 현재지 또는 상기 충전 거점에 있어서의 기후에 기초하여 추정되는, 제어 장치.
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