(57)【要約】【課題】燃費を向上させることができる充電制御システムを提供すること。【解決手段】充電制御システムは、エンジンと、エンジンの動力によって発電された電力で充電可能な蓄電装置と、蓄電装置からの電力を消費して動力を出力する電動機とを備え、エンジンを停止して電動機の出力する動力で走行する所定走行が可能な車両に設けられる。充電制御システムは、前方の走路における所定走行が可能と予測される区間である所定走行可能区間（Ｓ２−Ｙ）に対して、所定走行で所定走行可能区間を走行する間に蓄電装置に要求される電力量に対して蓄電装置が所定走行可能区間において出力可能な電力量が不足すると予測される（Ｓ４−Ｎ）場合、出力可能な電力量が要求される電力量を満足できるように所定走行可能区間に到達するまでの蓄電装置の充電量の目標値を増加させ、目標値を実現するようにエンジンの動力によって発電された電力で蓄電装置を充電する（Ｓ５）。【選択図】図１
2011183962.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、前記エンジンの出力する動力によって発電された電力で充電可能な蓄電装置と、前記蓄電装置からの電力を消費して動力を出力する電動機とを備え、
前記エンジンを停止して前記電動機の出力する動力で走行する所定走行が可能な車両に設けられ、
前方の走路における前記所定走行が可能と予測される区間である所定走行可能区間に対して、前記所定走行で前記所定走行可能区間を走行する間に前記蓄電装置に要求される電力量に対して前記蓄電装置が前記所定走行可能区間において出力可能な電力量が不足すると予測される場合、前記出力可能な電力量が前記要求される電力量を満足できるように前記所定走行可能区間に到達するまでの前記蓄電装置の充電量の目標値を増加させ、前記目標値を実現するように前記エンジンの出力する動力によって発電された電力で前記蓄電装置を充電する
ことを特徴とする充電制御システム。
【請求項２】
前記所定走行可能区間とは、前記前方の走路における過去の走行履歴において、走行負荷が前記所定走行を可能とする条件を満たす前記前方の走路の区間である
請求項１に記載の充電制御システム。
【請求項３】
前記充電制御システムは、前記所定走行の実行中に前記充電量が予め定められた充電開始充電量まで低下したときに前記エンジンを始動して前記蓄電装置を充電するものであって、前記要求される電力量に対して前記出力可能な電力量が不足すると予測されて前記目標値を増加させる場合、前記所定走行によって前記所定走行可能区間の終点に到達したときの前記充電量が前記充電開始充電量となるように前記目標値を決定する
請求項１または２に記載の充電制御システム。
【請求項４】
前記充電制御システムは、前記所定走行の実行中に前記充電量が予め定められた充電開始充電量まで低下したときに前記エンジンを始動して前記蓄電装置を充電するものであって、
前記所定走行可能区間の終点に対応する前記走行履歴が取得できない場合には、前記走行履歴を取得できた範囲において前記所定走行可能区間の終点を決定し、かつ前記決定された終点に基づいて前記要求される電力量に対して前記出力可能な電力量が不足すると予測した場合に前記目標値を増加させ、
更に、前記前方の走路に関して取得した情報に基づき、前記決定した終点よりも前方に前記所定走行が行われると推定される場所が存在する場合には、前記所定走行によって前記決定した終点に到達したときの前記充電量が前記充電開始充電量よりも多くなるように前記目標値を決定する
請求項２に記載の充電制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、充電制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、蓄電装置と、蓄電装置からの電力を消費して出力する動力により車両を駆動する電動機とを備える車両において、蓄電装置の充電を制御する技術が知られている。例えば、特許文献１には、目標充電状態量を変更・決定する目標充電状態決定手段と、目標充電状態量となるように回生電力をバッテリに充電する充電手段とを有する車輌の技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−３２６０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
蓄電装置の充電制御において、車両の燃費の向上を図ることに関して、なお検討の余地がある。例えば、蓄電装置および電動機に加えてエンジンが搭載され、エンジンの出力する動力によって発電された電力で蓄電装置を充電可能な車両において、燃費を向上できることが望まれている。
【０００５】
本発明の目的は、蓄電装置、電動機およびエンジンが搭載された車両において、燃費を向上させることができる充電制御システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の充電制御システムは、エンジンと、前記エンジンの出力する動力によって発電された電力で充電可能な蓄電装置と、前記蓄電装置からの電力を消費して動力を出力する電動機とを備え、前記エンジンを停止して前記電動機の出力する動力で走行する所定走行が可能な車両に設けられ、前方の走路における前記所定走行が可能と予測される区間である所定走行可能区間に対して、前記所定走行で前記所定走行可能区間を走行する間に前記蓄電装置に要求される電力量に対して前記蓄電装置が前記所定走行可能区間において出力可能な電力量が不足すると予測される場合、前記出力可能な電力量が前記要求される電力量を満足できるように前記所定走行可能区間に到達するまでの前記蓄電装置の充電量の目標値を増加させ、前記目標値を実現するように前記エンジンの出力する動力によって発電された電力で前記蓄電装置を充電することを特徴とする。
【０００７】
上記充電制御システムにおいて、前記所定走行可能区間とは、前記前方の走路における過去の走行履歴において、走行負荷が前記所定走行を可能とする条件を満たす前記前方の走路の区間であることが好ましい。
【０００８】
上記充電制御システムにおいて、前記充電制御システムは、前記所定走行の実行中に前記充電量が予め定められた充電開始充電量まで低下したときに前記エンジンを始動して前記蓄電装置を充電するものであって、前記要求される電力量に対して前記出力可能な電力量が不足すると予測されて前記目標値を増加させる場合、前記所定走行によって前記所定走行可能区間の終点に到達したときの前記充電量が前記充電開始充電量となるように前記目標値を決定することが好ましい。
【０００９】
上記充電制御システムにおいて、前記充電制御システムは、前記所定走行の実行中に前記充電量が予め定められた充電開始充電量まで低下したときに前記エンジンを始動して前記蓄電装置を充電するものであって、前記所定走行可能区間の終点に対応する前記走行履歴が取得できない場合には、前記走行履歴を取得できた範囲において前記所定走行可能区間の終点を決定し、かつ前記決定された終点に基づいて前記要求される電力量に対して前記出力可能な電力量が不足すると予測した場合に前記目標値を増加させ、更に、前記前方の走路に関して取得した情報に基づき、前記決定した終点よりも前方に前記所定走行が行われると推定される場所が存在する場合には、前記所定走行によって前記決定した終点に到達したときの前記充電量が前記充電開始充電量よりも多くなるように前記目標値を決定することが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明にかかる充電制御システムは、所定走行で所定走行可能区間を走行する間に蓄電装置に要求される電力量に対して蓄電装置が所定走行可能区間において出力可能な電力量が不足すると予測される場合、出力可能な電力量が要求される電力量を満足できるように所定走行可能区間に到達するまでの蓄電装置の充電量の目標値を増加させる。そして、増加させた目標値を実現するように、エンジンの出力する動力によって発電された電力で蓄電装置が充電される。よって、本発明にかかる充電制御システムによれば、所定走行可能区間においてエンジンオンされることが抑制され、燃費を向上させることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、充電制御システムの動作を示すフローチャートである。
【図２】図２は、実施形態に係るハイブリッド車両の概略構成を示す図である。
【図３】図３は、ＥＣＵの詳細を示すブロック図である。
【図４】図４は、前方の走路に関する先読みがなされない場合のタイムチャートの一例を示す図である。
【図５】図５は、ロジックＡに基づく充電制御のタイムチャートである。
【図６】図６は、前方の走路に関する先読みがなされない場合のタイムチャートの一例を示す他の図である。
【図７】図７は、ロジックＢに基づく充電制御のタイムチャートである。
【図８】図８は、前方の走路に関する先読みがなされない場合のタイムチャートの一例を示すさらに他の図である。
【図９】図９は、ロジックＣに基づく制御のタイムチャートである。
【図１０】図１０は、ロジックＢ１に基づく充電制御のタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明にかかる充電制御システムの一実施形態につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記の実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるものあるいは実質的に同一のものが含まれる。
【００１３】
（実施形態）
図１から図９を参照して、実施形態について説明する。本実施形態は、エンジンと、蓄電装置と、電動機と、を備える充電制御システムに関する。図１は、本発明にかかる充電制御システムの実施形態の動作を示すフローチャート、図２は、実施形態に係るハイブリッド車両の概略構成を示す図である。
【００１４】
図２に示すように、ハイブリッド車両１０には、走行駆動源としてのエンジン１１と第２のモータジェネレータ（電動機）１７ｂとが設けられている。エンジン１１は、公知の内燃機関である。ハイブリッド車両１０は、エンジン１１あるいは第２のモータジェネレータ１７ｂの少なくともいずれか一方の動力で駆動輪１３を回転させて走行する。
【００１５】
ハイブリッド車両１０には、動力伝達装置５０が搭載されている。動力伝達装置５０は、ハイブリッド車両１０の動力の伝達経路に設けられている。動力伝達装置５０は、動力伝達機構１２および動力分割機構１５を備える。
【００１６】
エンジン１１で発生する動力は、動力分割機構（動力合成機構）１５により二分され、その出力側の一方は第１のモータジェネレータ１７ａに接続され、他方は第２のモータジェネレータ１７ｂと駆動輪１３に接続されている。エンジン１１の動力と第２のモータジェネレータ１７ｂの動力は、動力伝達機構１２およびドライブシャフト（駆動軸）１４を介して駆動輪１３に伝達される。
【００１７】
第１のモータジェネレータ１７ａおよび第２のモータジェネレータ１７ｂは、電力の供給により駆動する電動機としての機能（力行機能）と、機械エネルギーを電気エネルギーに変換する発電機としての機能（回生機能）とを兼ね備えている。第１のモータジェネレータ１７ａおよび第２のモータジェネレータ１７ｂとしては、例えば、交流同期型のモータジェネレータを用いることができる。第１のモータジェネレータ１７ａおよび第２のモータジェネレータ１７ｂに電力を供給する電力供給装置として、ハイブリッド車両１０にはバッテリ（蓄電装置）２０が搭載されている。バッテリ２０は、充放電可能な二次電池である。第１のモータジェネレータ１７ａおよび第２のモータジェネレータ１７ｂは、インバータ１９を介してバッテリ２０と接続されている。
【００１８】
ハイブリッド車両１０には、エンジン１１を含む車両システムを制御する制御手段として、電子制御装置（以下、ＥＣＵと記す）１００が設けられている。ＥＣＵ１００は、周知のマイクロコンピュータを備え、ハイブリッド車両１０の走行制御を行う。ＥＣＵ１００の図示しない入力ポートには、図示しない車速センサ、アクセル開度センサ等が接続されており、各センサの検出結果を示す信号がそれぞれＥＣＵ１００に入力される。また、ＥＣＵ１００の図示しない出力ポートには、エンジン１１、第１のモータジェネレータ１７ａ、第２のモータジェネレータ１７ｂ、およびインバータ１９が接続されており、エンジン１１、第１のモータジェネレータ１７ａ、第２のモータジェネレータ１７ｂ、およびインバータ１９はそれぞれＥＣＵ１００により制御される。本実施形態の充電制御システム１−１は、エンジン１１、バッテリ２０、第１のモータジェネレータ１７ａ、第２のモータジェネレータ１７ｂおよびＥＣＵ１００を有する。
【００１９】
ハイブリッド車両１０においては、車速およびアクセル開度などの条件に基づいて、駆動輪１３に伝達するべき要求トルクが算出され、その算出結果に基づいて、エンジン１１、第１のモータジェネレータ１７ａ、および第２のモータジェネレータ１７ｂが制御される。エンジン１１のトルクを駆動輪１３に伝達する際には、第１のモータジェネレータ１７ａを発電機として機能させ、発生した電力をバッテリ２０に充電することができる。つまり、バッテリ２０は、エンジン１１の出力する動力によって第１のモータジェネレータ１７ａが発電した電力で充電可能となっている。
【００２０】
さらに、第２のモータジェネレータ１７ｂを電動機として駆動させ、その動力を動力伝達機構１２に伝達することができる。第２のモータジェネレータ１７ｂは、ハイブリッド車両１０の加速時等にエンジン１１のトルクが不足する場合に、これをアシストすることができる。この場合、エンジン１１の動力および第２のモータジェネレータ１７ｂの動力は、合成されて動力伝達機構１２に入力される。合成された動力が動力伝達機構１２を介してドライブシャフト１４から駆動輪１３に伝達される。
【００２１】
また、第２のモータジェネレータ１７ｂは、単独でもハイブリッド車両１０の走行駆動源として機能することができる。すなわち、ハイブリッド車両１０は、エンジン１１を停止したままで、第２のモータジェネレータ１７ｂの出力する動力により走行するＥＶ走行（所定走行）が可能である。ＥＶ走行において、第２のモータジェネレータ１７ｂは、バッテリ２０からの電力を消費して出力する動力でハイブリッド車両１０を走行させる。ＥＣＵ１００は、バッテリ２０の充電状態や走行状態等に基づいてＥＶ走行を行うか否かを判定し、ＥＶ走行を行う（ＥＶ走行可能）と判定した場合、エンジン１１の運転を停止し、第２のモータジェネレータ１７ｂの動力でハイブリッド車両１０を走行させる。
【００２２】
本実施形態のＥＣＵ１００は、走行状態としての車速および走行負荷に基づいてＥＶ走行が可能であるか否かを判定する。ハイブリッド車輌１０では、車速と走行負荷との組み合わせにおいてＥＶ走行を実行可能な領域であるＥＶ走行可能領域が予め定められている。このＥＶ走行可能領域は、例えば、車速が低車速であり、かつ走行負荷が軽負荷の領域である。ここで、走行負荷の大きさは、例えば、アクセル開度で検出されてもよく、エンジン１１および第２のモータジェネレータ１７ｂを含むパワートレーンに要求されるアウトプットトルクで検出されてもよい。
【００２３】
ＥＣＵ１００は、車速と走行負荷とＥＶ走行可能か否かとの対応関係を例えばマップとして予め記憶しており、取得した車速および走行負荷と、この対応関係とに基づいてＥＶ走行が可能な走行状態であるか否かを判定することができる。ＥＣＵ１００は、現在の走行状態がＥＶ走行が可能な走行状態であると判定され、かつバッテリ２０の充電状態がＥＶ走行可能な充電状態である場合に、ＥＶ走行を許可する。
【００２４】
また、ＥＣＵ１００は、バッテリ２０の充電状態（ＳＯＣ）に基づき、バッテリ２０の充電制御を行う。ここで、充電状態ＳＯＣとは、例えば、バッテリ２０の充電容量に対する実際の充電量の割合（％）とすることができる。つまり、バッテリ２０の充電量と充電状態ＳＯＣとは互いに対応しており、充電状態ＳＯＣの目標値は、充電量の目標値と対応する関係にある。
【００２５】
従来、充電状態ＳＯＣの目標値が一定値あるいは一定の範囲に固定され、この目標値を実現するようにバッテリ２０の充放電がなされることがあったが、このような充電制御では、ハイブリッド車輌１０の燃費の向上を十分に図れない場合がある。例えば、充電状態の目標値が一定値もしくは一定の範囲に固定されていると、充電の効率が低い走行状態（例えば、エンジン負荷が低い走行状態）で充電がなされたり、先方に充電可能区間（エンジンオンがなされる区間や回生が可能な区間）が存在していても、現時点での充電状態が低下していればエンジン１１を始動して充電がなされたりすることがあった。このように、現在の充電状態ＳＯＣと目標の充電状態ＳＯＣとの関係から決定される充放電のタイミングや充電要求のレベルは、必ずしも適切なものとはならないことがある。
【００２６】
本実施形態では、ＥＣＵ１００は、エンジンオンにて走行中にＥＶ走行が可能と予測される区間であるＥＶ走行可能区間（所定走行可能区間）を先読みする。ＥＣＵ１００は、ＥＶ走行可能区間が先方にある場合、ＥＶ走行可能区間を走行中においてエンジン１１がオンされないように、ＥＶ走行可能区間の手前においてエンジンオンでの走行中のバッテリ２０への充電要求を増やす。このようにＥＶ走行可能区間の手前で予め充電状態が高められることで、ＥＶ走行可能区間でエンジンオンされる機会が減らされ、燃費の向上が可能となる。また、ＥＣＵ１００は、ＥＶ走行可能区間の手前でバッテリ２０への充電要求（充電電力）を増やす場合、充電要求が過大となって充電効率が低下してしまわないように、充電要求の増分を調整する。
【００２７】
図３は、ＥＣＵ１００の詳細を示すブロック図である。ＥＣＵ１００は、学習部１０１、先読み部１０２、判断部１０３および制御部１０４を有する。また、ＥＣＵ１００は、自車位置計測部４０と接続されている。自車位置計測部４０は、自車両の現在位置を計測するものであり、例えば、ナビゲーションシステムであることができる。本実施形態では、自車位置計測部４０としてナビゲーションシステムが搭載されている場合について説明する。ＥＣＵ１００は、自車位置計測部４０から自車両の現在位置（例えば、座標値）を示すデータを取得する。また、ＥＣＵ１００は、自車位置計測部４０が有する地図データから自車両の前方の走路に関するデータを取得することができる。ここで、前方の走路に関するデータは、例えば、走路の座標データである。前方の走路に関するデータには、さらに、コーナの有無、コーナ半径、勾配、道路幅等が含まれてもよい。
【００２８】
ＥＣＵ１００には、自車位置計測部４０の他にも、自車両の状態を検出する各種のセンサ（車速センサ、アクセル開度センサ、エンジン回転数センサ等）が接続されており、それぞれのセンサの検出結果を示す信号がＥＣＵ１００に送られる。ＥＣＵ１００の学習部１０１は、走行データから車速や走行負荷などの走行履歴を学習し、記憶するものである。学習部１０１は、自車位置計測部４０から取得する自車位置データ、車速センサから取得する車速、アクセル開度センサから取得するアクセル開度などに基づき走行位置の座標と車速および走行負荷とを関連付けて学習し、その学習結果を記憶する。
【００２９】
先読み部１０２は、自車両の前方の走路、すなわち自車両の走行経路における進行方向前方の走路について、ＥＶ走行が可能な区間や充電可能な区間を先読みするものである。先読み部１０２は、自車位置計測部４０から取得する自車位置データや前方の走路に関するデータと学習部１０１に記憶された学習結果とに基づいて、前方の走路にＥＶ走行可能区間が存在するか否かを先読みする。先読み部１０２は、自車位置データに基づいて、学習部１０１から前方の走路に関する学習結果を取得し、過去の走行時における走行状態（車速、走行負荷）に基づきＥＶ走行可能区間を決定する。
【００３０】
先読み部１０２は、例えば、前方の走路における過去の走行履歴（学習結果）において、走行負荷がＥＶ走行を可能とする条件を満たす区間をＥＶ走行可能区間と決定することができる。ＥＶ走行を可能とする条件を満たすとは、ここでは、走行負荷がＥＶ走行可能領域内の値であることである。なお、走行負荷だけでなく車速もＥＶ走行可能領域内の値である区間をＥＶ走行可能区間としてもよく、車速のみがＥＶ走行可能領域内の値である区間をＥＶ走行可能区間としてもよい。なお、先読み部１０２は、車速および走行負荷のいずれとも異なる走行状態に基づいてＥＶ走行可能区間を決定するものであってもよい。
【００３１】
また、先読み部１０２は、前方の走路に充電区間が存在するか否かを先読みする。充電区間とは、例えば、回生できる場所や、加速のためにエンジンがオンする場所であり、バッテリ２０の充電が可能と予測される区間である。例えば、回生できる場所とは、降坂路、コーナの手前、一時停止箇所の手前等とすることができる。加速のためにエンジンがオンする場所とは、例えば、コーナの出口、登坂路等である。その他、学習結果に基づき、過去に回生がなされたり、回生がなされる頻度が高い場所は回生できる場所と予測することができ、過去に加速がなされたり、加速がなされる頻度が高い場所は加速のためにエンジンがオンする場所と予測することができる。充電区間は、学習部１０１に記憶された学習結果と自車位置データとに基づいて検出されることが好ましく、これに加えて前方の走路に関するデータ（コーナや勾配等）に基づいて検出されても、学習結果に代えて前方の走路に関するデータに基づいて検出されてもよい。なお、先読み部１０２が先読みする範囲は、前方の走路において、比較的短時間で到達できる範囲とすることができる。例えば、先読み部１０２が先読みする範囲は、自車両が数秒から十数秒先に到達する範囲としてもよい。
【００３２】
判断部１０３は、検出されたＥＶ走行可能区間や充電区間に基づいて、充電制御のロジックを判断するものである。また、制御部１０４は、判断部１０３によって決定された充電制御のロジックおよび充電状態ＳＯＣや充電電力の目標値等に基づいて、充電制御を実行する。図１を参照して、判断部１０３によるロジック判断について説明する。図１に示す制御フローは、例えば、ハイブリッド車両１０の走行中に繰り返し実行される。
【００３３】
まず、ステップＳ１では、判断部１０３により、現在エンジンオンであるか否かが判定される。判断部１０３は、例えば、エンジン回転数センサの検出結果に基づいてステップＳ１の判定を行う。その判定の結果、現在エンジンオンであると判定された場合（ステップＳ１−Ｙ）にはステップＳ２に進み、そうでない場合（ステップＳ１−Ｎ）にはステップＳ７に進む。
【００３４】
ステップＳ２では、判断部１０３により、先にＥＶ走行可能区間があるか否かが判定される。判断部１０３は、先読み部１０２による先読み結果に基づいて、ステップＳ２の判定を行う。先読みする範囲にＥＶ走行可能区間の少なくとも一部が存在する場合、肯定判定がなされる。その判定の結果、前方の走路にＥＶ走行可能区間があると判定された場合（ステップＳ２−Ｙ）にはステップＳ３に進み、そうでない場合（ステップＳ２−Ｎ）には本制御フローは終了する。
【００３５】
ステップＳ３では、判断部１０３により、ＥＶ走行可能区間がいつまで続くか先読み可能であるか否かが判定される。先読み部１０２による先読みにおいて、先読み可能な範囲内にＥＶ走行可能区間の終点（学習結果において、ＥＶ走行が可能な走行状態からＥＶ走行ができない走行状態に変化する箇所）が検出されない場合など、ＥＶ走行可能区間の終点に対応する走行履歴が取得できない場合には、ステップＳ３において否定判定がなされる。ステップＳ３の判定の結果、ＥＶ走行可能区間がいつまで続くか先読み可能であると判定された場合（ステップＳ３−Ｙ）にはステップＳ４に進み、そうでない場合（ステップＳ３−Ｎ）にはステップＳ６に進む。
【００３６】
ステップＳ４では、判断部１０３により、ＥＶ走行可能区間すべてをＥＶ走行できるだけの電力があるか否かが判定される。判断部１０３は、先読み部１０２による先読みにより検出されたＥＶ走行可能区間をすべてＥＶ走行により走行した場合に必要な電力量を予測する。この必要な電力量は、ＥＶ走行でＥＶ走行可能区間を走行する間にバッテリ２０に要求される電力量である。判断部１０３は、例えば、学習部１０１の学習結果に基づいてＥＶ走行可能区間における車速および走行負荷の推移を予測し、その予測された推移に基づいて必要な電力量を決定することができる。
【００３７】
また、判断部１０３は、ＥＶ走行可能区間においてバッテリ２０が出力可能な電力量を予測する。出力可能な電力量は、例えば、ＥＶ走行可能区間の始点におけるバッテリ２０の充電状態ＳＯＣの予測値から算出される。ＥＶ走行可能区間の始点における充電状態ＳＯＣと、充電のためにエンジンがオンされる充電状態ＳＯＣの閾値とに基づいて、出力可能な電力量を予測することが可能である。ＥＣＵ１００は、ＥＶ走行の実行中に充電状態ＳＯＣが予め定められたエンジンがオンされる閾値（充電開始充電量）ＳＯＣｔまで低下したときに、エンジン１１を始動してバッテリ２０を充電する。よって、エンジンオンされる閾値ＳＯＣｔに基づいて、ＥＶ走行可能区間においてＥＶ走行を終了することなくバッテリ２０が出力することができる電力量が算出可能である。
【００３８】
なお、ＥＶ走行可能区間の始点における充電状態ＳＯＣに代えて、ＥＶ走行可能区間よりも手前の走路における充電状態ＳＯＣの目標値、あるいは現在の充電状態ＳＯＣに基づいて出力可能な電力量が予測されてもよい。また、充電のためにエンジンがオンされる閾値ＳＯＣｔに代えて、許容される充電状態ＳＯＣの下限値に基づいて出力可能な電力量が予測されてもよい。
【００３９】
判断部１０３は、必要な電力量および出力可能な電力量のそれぞれの予測結果に基づいてステップＳ４の判定を行う。ステップＳ２で先読みされたＥＶ走行可能区間に対して、必要な電力量に対して出力可能な電力量が不足すると予測される場合、ステップＳ４において否定判定がなされる。その判定の結果、ＥＶ走行可能区間すべてをＥＶ走行できるだけの電力があると判定された場合（ステップＳ４−Ｙ）には本制御フローは終了し、そうでない場合（ステップＳ４−Ｎ）にはステップＳ５に進む。
【００４０】
ステップＳ５では、判断部１０３により、以下に説明するロジックＡの通り充電要求が増やされる。ロジックＡは、エンジンオンにて走行中にＥＶ走行可能区間が先読みでき、かつその区間の先においてエンジンオンすることが先読みできる場合の充電制御のロジックである。
【００４１】
［ロジックＡ］
ロジックＡでは、ＥＶ走行可能区間の終了時点での充電状態ＳＯＣ、すなわちＥＶ走行によってＥＶ走行可能区間の終点に到達したときの充電状態ＳＯＣが、エンジンオンされる閾値ＳＯＣｔと同じとなるように充電要求の目標値の設定がなされる。具体的には、ＥＶ走行に必要な電力分をＥＶ走行可能区間の手前のエンジンオン区間にて充電できるように、充電要求が増やされる。ロジックＡの基本的な考え方は、以下の（１）から（４）の通りである。
（１）判断部１０３は、先読みしたＥＶ走行可能区間をＥＶ走行する場合に必要な電力量（バッテリ２０に要求される電力量）を計算する。ここでは、必要な電力量がＸジュールであったとする。
（２）判断部１０３は、ＥＶ走行終了時点（時刻ｔ３）での充電状態ＳＯＣを、エンジンオンされる閾値ＳＯＣｔと同じとするように目標設定する。
（３）判断部１０３は、ＥＶ走行にてＸジュール消費した結果としてＥＶ走行終了時点での充電状態ＳＯＣがエンジンオンされる閾値ＳＯＣｔとなるように、エンジンオンで走行する区間の充電要求を増やす。負荷を増やしたことで充電の効率が下がらないように、充電要求には上限が設けられる。
（４）もしも当初予定のエンジンオン区間だけではＸジュール分の充電をまかなえない場合は、充電効率が低下しない最大限の充電要求の上乗せを行い、ＥＶ走行中のエンジンオンを極力なくす。
【００４２】
判断部１０３は、例えば、ＥＶ走行可能区間の始点においてＥＶ走行を開始するときの充電状態ＳＯＣが、（ステップＳ４で予測された必要な電力量に対応する充電状態量＋エンジンオンされる充電状態ＳＯＣの閾値ＳＯＣｔ）となるように、充電要求を増やす。これにより、図４および図５を参照して説明するように、ＥＶ走行可能区間においてエンジンオンがなされてしまうことが抑制される。図４は、ＥＶ走行可能区間の先読みがなされない場合のタイムチャートの一例を示し、図５は、本実施形態においてロジックＡに基づく充電制御がなされる場合のタイムチャートを示す。
【００４３】
図４および図５において、（ａ）は走行負荷、（ｂ）はエンジン１１のオン／オフ、（ｃ）は充電状態ＳＯＣ、（ｄ）は充電電力（充電要求）を示す。符号Ｌｔは、ＥＶ走行可能な負荷の閾値（上限）、符号ＳＯＣｔは、ＥＶ走行中にエンジンオンされる充電状態ＳＯＣの閾値（エンジンオフで走行できる下限）、符号Ｐｔは、充電効率が最大となる充電電力の閾値（上限）をそれぞれ示す。また、図４の符号ＳＯＣ１は、ＥＶ走行可能区間の先読みがなされない場合の充電状態ＳＯＣの目標値（先読みなし目標充電状態）、図５の符号ＳＯＣ２は、ＥＶ走行可能区間が先読みされて設定された充電状態ＳＯＣの目標値（先読み時目標充電状態）をそれぞれ示す。また、図４の符号Ｐ１は、ＥＶ走行可能区間の先読みがなされない場合の充電電力の目標値（先読みなし目標充電電力）、図５の符号Ｐ２は、ＥＶ走行可能区間が先読みされて設定された充電電力の目標値（先読み時目標充電電力）をそれぞれ示す。
【００４４】
図４および図５において、それぞれ時刻ｔ１において走行負荷がＥＶ走行可能な負荷の閾値Ｌｔ以下となり、エンジンオフされてＥＶ走行が開始される。先読みがなされない場合（図４）、ＥＶ走行が開始される時刻ｔ１における充電状態ＳＯＣは、先読みなし目標充電状態ＳＯＣ１である。ＥＶ走行中に充電状態ＳＯＣが低下し、時刻ｔ２において充電状態ＳＯＣが、エンジンオンされる閾値ＳＯＣｔまで低下することで、エンジンオンとなり、バッテリ２０の充電が開始されてしまう。
【００４５】
一方、先読みがなされる場合（図５）、ＥＶ走行可能区間においてエンジンオンがなされないように、充電状態の目標値ＳＯＣ２および充電電力の目標値Ｐ２は、それぞれ先読みがなされない場合の充電状態の目標値ＳＯＣ１および充電電力の目標値Ｐ１よりも大きな値とされる。判断部１０３は、バッテリ２０の出力可能な電力量がＥＶ走行可能区間をＥＶ走行するのに必要な電力量を満足できるようにＥＶ走行可能区間に到達するまでのバッテリ２０の充電量の目標値を目標値Ｐ２に増加させる。
【００４６】
制御部１０４は、判断部１０３からの制御指令（充電状態の目標値ＳＯＣ２、充電電力の目標値Ｐ２）を実現するようにエンジン１１、第１のモータジェネレータ１７ａ、インバータ１９等を制御する。つまり、制御部１０４は、充電量の目標値を実現するようにエンジン１１の出力する動力によって発電された電力でバッテリ２０を充電する。これにより、先読みがなされた場合には、エンジンオンがなされることなくＥＶ走行可能区間のすべてをＥＶ走行にて走行することが可能となる。ＥＶ走行可能区間の手前における充電電力の目標値Ｐ２が、充電効率が最大となる充電電力の閾値Ｐｔを超えることがないように充電要求に上限が設けられている。これにより、充電効率の低下を抑制しつつ、ＥＶ走行可能区間の手前で充電状態ＳＯＣを上げておくことができる。
【００４７】
ＥＶ走行可能区間を走行し終えた時点（ｔ３）において、充電状態ＳＯＣは、エンジンオンされる閾値ＳＯＣｔまで低下しており、エンジンオンがなされてバッテリ２０の充電が開始される。時刻ｔ３以降の走行負荷は、ＥＶ走行可能区間における走行負荷よりも大きいため、充電の効率が低い軽負荷の走行状態でエンジン１１を運転することが抑制されている。なお、ＥＶ走行が終了した後（時刻ｔ３以降）の充電電力の目標値は、ＥＶ走行可能区間が先読みされて設定された充電電力の目標値Ｐ２よりも低くされている。
【００４８】
このように、ロジックＡによれば、ＥＶ走行可能区間でエンジンオンされることが抑制され、充電効率の低い走行状態でバッテリ２０を充電することが抑制されるため、燃費の向上を図ることができる。ＥＶ走行で使用する分だけの電力が充電要求に上乗せされるため、ＥＶ走行可能区間の先の走り方によらず燃費の向上が可能となる。ロジックＡでは、ＥＶ走行可能区間（車速と走行負荷がある値以下であること）と、その距離だけ先読みできればよいため、予測精度が高く、かつＥＣＵ１００の計算負荷が小さい。なお、ＥＶ走行可能区間にエンジンオンされることがないようにできれば、ＥＶ走行可能区間が先読みされて設定される充電状態の目標値ＳＯＣ２および充電電力の目標値Ｐ２の決め方は、上記の方法には限定されない。ステップＳ５においてロジックＡに基づく充電制御がなされると、本制御フローは終了する。
【００４９】
ステップＳ３において、ＥＶ走行可能区間の終了点が先読みできないとして否定判定がなされ、ステップＳ６に進むと、ステップＳ６では、判断部１０３により、以下に説明するロジックＢの通り充電要求が増やされる。ロジックＢは、エンジンオンにて走行中にＥＶ走行可能区間が先読みできるが、ＥＶ走行の終了場所がわからない場合の充電制御のロジックである。
【００５０】
［ロジックＢ］
ロジックＢでは、ＥＶ走行可能区間における先読みできる範囲の最も前方の点がＥＶ走行可能区間の終点であるものとして、ロジックＡと略同様の充電制御が行われる。すなわち、検出されているＥＶ走行可能区間が、先読みできている範囲で終了しているか、先読みできない範囲まで連続しているかが不明であるため、走行履歴を取得できた範囲においてＥＶ走行可能区間の終点を決定する。このように、ロジックＢでは、先読みできている範囲でＥＶ走行可能区間が終了するものとして、充電制御が実行される。ロジックＢの基本的な考え方は、以下の（５）から（７）の通りである。
（５）先読みできているＥＶ走行可能区間をＥＶ走行するために必要な電力（バッテリ２０に要求される電力）を、エンジンオン区間にて上乗せしてバッテリ２０を充電する。
（６）先読みできているＥＶ走行最後の時点での充電状態ＳＯＣをエンジンオンされる閾値ＳＯＣｔに目標設定する。ただし、ＥＶ走行可能区間が短く、その間にエンジンオンする可能性がないときには、電力の上乗せはしない。
（７）エンジンオン区間を走行中にＥＶ走行可能区間の終了点が先読みできたら、ロジックＡに変更する。
これにより、少なくとも先読みできている範囲のＥＶ走行可能区間ではエンジンオンとなることが抑制される。
【００５１】
図６は、ＥＶ走行可能区間の先読みがなされない場合のタイムチャートの一例を示し、図７は、本実施形態においてロジックＢに基づく充電制御がなされる場合のタイムチャートを示す。
【００５２】
図６の符号ＳＯＣ３は、ＥＶ走行可能区間の先読みがなされない場合の充電状態ＳＯＣの目標値、図７の符号ＳＯＣ４は、ＥＶ走行可能区間が先読みされて設定された充電状態ＳＯＣの目標値をそれぞれ示す。また、図６の符号Ｐ３は、ＥＶ走行可能区間の先読みがなされない場合の充電電力の目標値、図７の符号Ｐ４は、ＥＶ走行可能区間が先読みされて設定された充電電力の目標値をそれぞれ示す。
【００５３】
図６および図７において、時刻ｔ４において走行負荷がＥＶ走行可能な負荷の閾値Ｌｔ以下となり、エンジンオフされてＥＶ走行が開始される。時刻ｔ６に到達する地点が、先読みができている範囲で決定されたＥＶ走行可能区間の終点である。先読みがなされない場合（図６）、ＥＶ走行可能区間を走行中の時刻ｔ５において充電状態ＳＯＣがエンジンオンされる閾値ＳＯＣｔまで低下し、エンジンオンとされてしまう。
【００５４】
一方、先読みがなされる場合（図７）、ＥＶ走行可能区間においてエンジンオンがなされないように、充電状態の目標値ＳＯＣ４および充電電力の目標値Ｐ４は、それぞれ先読みがなされない場合の充電状態の目標値ＳＯＣ３および充電電力の目標値Ｐ３よりも大きな値とされる。判断部１０３は、走行履歴を取得できた範囲において決定されたＥＶ走行可能区間の終点に基づいて、その終点までのＥＶ走行可能区間において、バッテリ２０に要求される電力量に対して出力可能な電力量が不足するかを予測する。そして、要求される電力量に対して出力可能な電力量が不足すると予測される場合に充電要求の目標値を増加させる。
【００５５】
判断部１０３により決定された充電状態の目標値ＳＯＣ４および充電電力の目標値Ｐ４は、ＥＶ走行可能区間の終点（時刻ｔ６）における充電状態ＳＯＣが、エンジンオンされる閾値ＳＯＣｔとなるように決定されている。これにより、少なくとも先読みができている範囲では、エンジンオンされることなく、ＥＶ走行可能区間のすべてをＥＶ走行することが可能となる。なお、ロジックＡと同様に、ＥＶ走行可能区間の手前における充電電力の目標値Ｐ４が、充電効率が最大となる充電電力の閾値Ｐｔを超えることがないように、充電要求に上限が設けられている。
【００５６】
なお、ＥＶ走行可能区間に到達する時刻ｔ４よりも前に、ＥＶ走行可能区間をすべて先読みすることができ、ＥＶ走行可能区間の実際の終点が判明した場合、その実際の終点に基づいて、充電状態の目標値ＳＯＣ４および充電電力の目標値Ｐ４を更新するようにすればよい。すなわち、実際の終点が判明した時点でロジックＡに基づく充電制御に移行するようにすればよい。
【００５７】
また、ロジックＢにおいて、先読みできているＥＶ走行可能区間が短いなど、ＥＶ走行可能区間をＥＶ走行している間にエンジンオンされる可能性がない場合には、先読みがなされない場合と同様の充電制御が実行される。以上のように、ロジックＢは、ロジックＡと同様に、ＥＶ走行可能区間（車速と走行負荷がある値以下であること）と、その距離だけ先読みできればよいため、予測精度が高く、かつＥＣＵ１００の計算負荷が小さい。ステップＳ６においてロジックＢに基づく充電制御がなされると、本制御フローは終了する。
【００５８】
ステップＳ１において否定判定がなされてステップＳ７に進むと、ステップＳ７では、判断部１０３により、先に充電可能な区間があるか否かが判定される。なお、ステップＳ１でエンジンオフと判定されているため、ステップＳ７に進むのはＥＶ走行中となる。判断部１０３は、先読み部１０２による先読み結果に基づいてステップＳ７の判定を行う。先読みする範囲内に充電可能な充電区間が存在する場合、肯定判定がなされる。その判定の結果、前方に充電可能な区間があると判定された場合（ステップＳ７−Ｙ）にはステップＳ８に進み、そうでない場合（ステップＳ７−Ｎ）には本制御フローは終了する。
【００５９】
ステップＳ８では、判断部１０３により、以下に説明するロジックＣの通り、ＥＶ走行中にエンジンオンしないように制御がなされる。ロジックＣは、ＥＶ走行中に充電区間が先読みできる場合の充電制御のロジックである。
【００６０】
［ロジックＣ］
ＥＶ走行中に充電区間（回生できる場所や、加速のためにエンジン１１がオンする場所等）が先読みでき、かつ充電区間の開始点よりも手前にて充電状態ＳＯＣの低下のためにエンジン１１がオンすることが想定された場合、充電区間の開始点よりも手前ではエンジンオンされる閾値が下げられ、エンジンオンが抑制される。図８は、充電区間の先読みがなされない場合のタイムチャートの一例を示し、図９は、本実施形態においてロジックＣに基づく制御がなされる場合のタイムチャートを示す。
【００６１】
図８および図９において、時刻ｔ８は、先読みされた充電区間の始点に到達する時刻である。充電区間の先読みがなされない場合（図８）、充電区間に到達する前の時刻ｔ７において充電状態ＳＯＣがエンジンオンされる閾値ＳＯＣｔまで低下すると、エンジンオンされてバッテリ２０の充電が開始されてしまう。走行負荷が軽負荷であるＥＶ走行可能区間でエンジン１１が運転されることで、充電効率が低く、燃費の低下を招くことがある。
【００６２】
一方、先読みがなされる場合（図９）、先読みがなされない場合よりもエンジンオンされる閾値が下げられる。符号ＳＯＣ５は、ＥＶ走行可能区間でエンジンオンせずにＥＶ走行を続けた場合のＥＶ走行可能区間の終点における充電状態ＳＯＣである。ロジックＣでは、このＥＶ走行可能区間の終点における充電状態ＳＯＣ５を予測し、ＥＶ走行可能区間におけるエンジンオンされる閾値を充電状態ＳＯＣ５よりも小さな値とする。これにより、充電区間の始点（時刻ｔ８）に到達するまでＥＶ走行可能区間においてエンジンオンされることが抑制され、燃費の向上が可能となる。なお、ＥＶ走行可能区間の終点における充電状態ＳＯＣ５が、許容される充電状態ＳＯＣの下限を下回ることは好ましくない。このため、エンジンオンされる閾値の下限は、許容される充電状態ＳＯＣの範囲内の値とすることが好ましい。
【００６３】
このように、前方の走路で充電できることがわかっていれば、エンジンオンのタイミングを遅らせることで燃費の向上を図ることができる。ステップＳ８でロジックＣに基づく充電制御がなされると、本制御フローは終了する。
【００６４】
本実施形態によれば、先読みの状態によって場合分けしてロジックＡ、ロジックＢ、ロジックＣを選択して充電制御を行うことで、短時間の先読み情報のみでも燃費を向上させる制御が可能となる。長距離に渡る先読みが必要とされる充電制御では、先読みが外れる可能性が高くなり、かつ、制御装置の計算負荷も高くなるが、本実施形態の充電制御システムによれば、先読みの予測精度の向上および計算負荷の低減が可能である。また、本実施形態の充電制御では、先読み区間よりも先の走路をどのように走行するかの走り方によらず、燃費を向上させることができる。
【００６５】
なお、本実施形態の充電制御システム１−１が適用可能な車両は、上記のハイブリッド車両１０には限定されない。例えば、ハイブリッド車両１０は、第１のモータジェネレータ１７ａおよび第２のモータジェネレータ１７ｂの二つのモータジェネレータを備えるが、モータジェネレータの数はこれに限らない。例えば、電動機としてモータジェネレータが一つだけ搭載された車両にも本実施形態の充電制御システム１−１が適用可能である。また、バッテリ２０は蓄電可能なものであればよく、例えば、キャパシタ等であってもよい。
【００６６】
（実施形態の変形例）
実施形態の変形例について説明する。本変形例において、上記の実施形態と異なる点は、ロジックＢでＥＶ走行可能区間の終点が先読みできない場合に、先読みできる範囲よりも前方のシーンが推定できる場合、そのシーンに応じて充電要求を上乗せすることにより、更なる燃費の向上を図る点である。すなわち、上記実施形態（図１）においてＥＶ走行可能区間の終点が先読みできない場合（Ｓ３−Ｎ）、ステップＳ６においてロジックＢに代えて、以下に説明するロジックＢ１に基づく充電制御を実行する。
【００６７】
［ロジックＢ１］
例えば、先読みできる範囲よりも前方の走行負荷が不明であっても、先読みできたＥＶ走行可能区間の先にＥＶ走行する可能性が高いシーン（ＥＶ走行が行われると推定される場所）が存在することがある。この場合に、そのシーンに応じて、ＥＶ走行可能区間の手前において充電状態ＳＯＣを予め高めておくようにすれば、そのシーンをＥＶ走行中にエンジンオンとなることが抑制され、更なる燃費の向上が可能となる。ＥＶ走行する可能性が高いシーンとは、例えば、細街路である。なお、細街路に限らず、ＥＶ走行可能な走行状態となる可能性が高いシーンがある場合に、本変形例の充電要求の上乗せをすることができる。ＥＶ走行する可能性が高いシーンは、先読み部１０２により検出される。先読み部１０２は、自車位置計測部４０から取得する前方の走路に関するデータに基づいて、予め定められたＥＶ走行する可能性が高いシーンをＥＶ走行可能区間の先方の走路から検出する。判断部１０３は、先読み部１０２によってＥＶ走行する可能性が高いシーンが検出されると、充電制御における充電要求の上乗せを行う。
【００６８】
図１０は、本変形例においてロジックＢ１に基づく充電制御がなされる場合のタイムチャートを示す。時刻ｔ９においてＥＶ走行可能区間の始点に到達し、時刻ｔ１０において、ＥＶ走行によって先読みできた範囲のＥＶ走行可能区間の終点（走行履歴を取得できた範囲において決定された終点）に到達する。現在（時刻ｔ０）において走行負荷が先読みできている範囲（時刻ｔ１０まで）よりも先方にＥＶ走行する可能性が高いシーンが検出されると、判断部１０３は、充電状態の目標値を上乗せする。判断部１０３は、ＥＶ走行可能区間の終点に到達する時刻ｔ１０における充電状態ＳＯＣが、現在（時刻ｔ０）の充電状態ＳＯＣ６と同じとなるように、ＥＶ走行可能区間の手前における充電状態の目標値ＳＯＣ７を決定する。この充電状態の目標値ＳＯＣ７は、同じ場面においてロジックＢで決定される充電状態の目標値ＳＯＣ４（図７参照）よりも大きな値である。
【００６９】
ＥＶ走行可能区間の終点における充電状態ＳＯＣ６が、エンジンオンされる充電状態の閾値ＳＯＣｔよりも大きな値となるため、その後に細街路等を走行する際に、ＥＶ走行をすることが可能となる。なお、ＥＶ走行する可能性が高いシーンが検出されたとしても、実際にＥＶ走行が実行されるか否かはわからず、また走行負荷等の先読みができないため、細街路等においてＥＶ走行が実行された場合にバッテリ２０にどれだけの電力量が要求されるかを正確に見積もることは難しい。ロジックＢ１では、ＥＶ走行可能区間の終点における充電状態ＳＯＣが、ロジックＢ１開始時の充電状態ＳＯＣ６と同じとされることで、無駄な充電が抑制される。なお、ロジックＢ１の開始時の充電状態ＳＯＣ６に代えて、ＥＶ走行可能区間等の先読みがなされない場合の充電状態ＳＯＣの目標値に基づいて充電状態の目標値ＳＯＣ７が決定されてもよい。充電状態の目標値ＳＯＣ７は、ＥＶ走行可能区間の終点における充電状態ＳＯＣが、少なくともエンジンオンされる閾値ＳＯＣｔよりも大きな充電状態ＳＯＣとなるように決定されればよい。このようにすれば、ＥＶ走行する可能性が高いシーンにおいてＥＶ走行できる機会を増加させることができ、燃費の向上が可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
以上のように、本発明にかかる充電制御システムは、エンジンの出力する動力によって発電された電力で充電可能な蓄電装置と、蓄電装置からの電力を消費して出力する動力により車両を駆動することができる電動機とを備えるシステムの充電制御に有用であり、特に、燃費の向上を図るのに適している。
【符号の説明】
【００７１】
１０  ハイブリッド車両
１１  エンジン
１３  駆動輪
１７ａ  第１のモータジェネレータ
１７ｂ  第２のモータジェネレータ
１９  インバータ
２０  バッテリ
４０  自車位置計測部
５０  動力伝達装置
１００  ＥＣＵ
１０１  学習部
１０２  先読み部
１０３  判断部
１０４  制御部
Ｌｔ  ＥＶ走行可能な負荷の閾値
ＳＯＣｔ  ＥＶ走行中にエンジンオンされる充電状態ＳＯＣの閾値
Ｐｔ  充電効率が最大となる充電電力の閾値
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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