(57)【要約】【課題】ハイブリッド車両において、電力消費量を燃料消費量に換算するための演算負荷を軽減し、かつバッテリの蓄電量を所定の範囲に収めることを目的とする。【解決手段】出発地点から目的地点に至る運行経路全体を対象区間として電力消費量を燃料消費量に換算するための電気価値係数Ｋおよび蓄電量Ｓを算出する。蓄電量が上限値Ｓupと下限値Ｓlowの間の使用範囲に収まれば、このとき算出された電気価値係数Ｋを採用する。蓄電量が使用範囲を逸脱したら（ｔ1）、蓄電量が最大Ｓmaxまたは最小となる時点（ｔ2）までの区間を第１の区間とし、電気価値係数Ｋの算出を行い、これをこの区間の電気価値係数Ｋ1として採用する。次に、第１の区間の終点（ｔ2）を始点とし、目的地点を終点とした区間において、前回と同様の処理を実行する。これを終点が目的地点に達するまで繰り返し、各区間ごとに電気価値係数Ｋ1，Ｋ2，Ｋ3・・・を設定する。【選択図】図８
2019001339.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両駆動用原動機としての内燃機関および回転電機と、回転電機との間で電力の送受を行うバッテリとを備えたハイブリッド車両の動力装置の制御装置であって、
当該制御装置は、内燃機関の燃料消費量と、バッテリの入出力電力に電気価値係数を乗じることによってバッテリの入出力電力を燃料消費量に換算した換算燃料消費量とに基づき算出される、算出時点までの等価燃料消費量を最小または所定値以下とするように車両駆動用原動機を制御し、
制御装置は、さらに、
当該ハイブリッド車両を模擬した仮想車両モデルを用いて、始点から終点に至る経路を所定の走行パターンに従って仮想走行したときのバッテリの入出力電力を積算した電力積算量、または終点におけるバッテリの蓄電量を算出し、終点における電力積算量または蓄電量が目標範囲内となる固定値の電気価値係数を当該経路の電気価値係数として算出する電気価値係数算出部と、
出発地点から目的地点に至る運行経路の道路勾配と、運行経路の走行における車速変化パターンの少なくとも一方に基づき、走行パターンを設定する走行パターン設定部と、
運行経路に関する電気価値係数を設定する電気価値係数設定部と、
を有し、
電気価値係数設定部は、
運行経路の出発地点を始点、目的地点を終点に設定し、
運行経路に関して設定された走行パターンを適用した電気価値係数算出部を用いて、設定された始点から終点までの区間の電気価値係数を求め、さらにバッテリの入出力電力に基づき走行中のバッテリの蓄電量を求め、バッテリの蓄電量が所定の使用範囲内に収まれば、このときの電気価値係数を、当該区間の電気価値係数に決定し、
バッテリの蓄電量が使用範囲内に収まらなければ、運行経路を分割し、分割された区間ごとにバッテリの蓄電量が使用範囲内に収まるように、電気価値係数算出部を用いて電気価値係数を決定する、
制御装置。
【請求項２】
車両駆動用原動機としての内燃機関および回転電機と、回転電機との間で電力の送受を行うバッテリとを備えたハイブリッド車両の動力装置の制御装置であって、
当該制御装置は、内燃機関の燃料消費量と、バッテリの入出力電力に電気価値係数を乗じることによってバッテリの入出力電力を燃料消費量に換算した換算燃料消費量とに基づき算出される、算出時点までの等価燃料消費量を最小または所定値以下とするように車両駆動用原動機を制御し、
当該制御装置は、さらに、
当該ハイブリッド車両を模擬した仮想車両モデルを用いて、始点から終点に至る経路を所定の走行パターンに従って仮想走行したときのバッテリの入出力電力を積算した電力積算量、または終点におけるバッテリの蓄電量を算出し、終点における電力積算量または蓄電量が目標範囲内となる固定値の電気価値係数を当該経路の電気価値係数として算出する電気価値係数算出部と、
出発地点から目的地点に至る運行経路の道路勾配と、運行経路の走行における車速変化パターンの少なくとも一方に基づき、走行パターンを設定する走行パターン設定部と、
運行経路に関する電気価値係数を設定する電気価値係数設定部と、
を有し、
電気価値係数設定部は、
運行経路の出発地点を始点、目的地点を終点に設定し、
運行経路に関して設定された走行パターンを適用した電気価値係数算出部を用いて、設定された始点から終点までの区間の電気価値係数を求め、さらにバッテリの入出力電力に基づき走行中のバッテリの蓄電量を求め、バッテリの蓄電量が所定の使用範囲内に収まれば、このときの電気価値係数を、当該区間の電気価値係数に決定し、
バッテリの蓄電量が使用範囲内に収まらなければ、蓄電量の使用範囲からの逸脱が継続している間において蓄電量が最大値または最小値となる蓄電量最大／最小地点を終点に再設定し、再設定された終点における電力積算量または蓄電量の目標範囲をバッテリの蓄電量の上限値または下限値に対応した範囲に設定して、再度電気価値係数算出部を用いて設定されている始点から再設定された終点までの再設定区間の電気価値係数を求め、求めた電気価値係数を当該再設定区間の電気価値係数に決定し、
蓄電量最大／最小地点を始点、目的地点を終点に設定して、前記の電気価値係数の決定過程を繰り返し、運行経路を走行中のバッテリの蓄電量が所定の範囲内に収まるように、電気価値係数を設定する、
制御装置。
【請求項３】
車両駆動用原動機としての内燃機関および回転電機と、回転電機との間で電力の送受を行うバッテリとを備えたハイブリッド車両の動力装置の制御において、バッテリの入出力電力を燃料消費量に換算するのに用いられる電気価値係数を決定する方法であって、
電気価値係数は、内燃機関の燃料消費量と、バッテリの入出力電力に当該電気価値係数を乗じることによってバッテリの入出力電力を燃料消費量に換算した換算燃料消費量とに基づき算出される、算出時点までの等価燃料消費量を最小または所定値とするように車両駆動用原動機を制御する際に用いられ、
当該方法は、
当該ハイブリッド車両を模擬した仮想車両モデルを用いて、始点から終点に至る経路を、所定の走行パターンに従って仮想走行したときのバッテリの入出力電力を積算した電力積算量、または終点におけるバッテリの蓄電量を算出し、終点における電力積算量または蓄電量が目標範囲内となる固定値の電気価値係数を当該経路の電気価値係数として算出する電気価値係数算出工程と、
出発地点から目的地点に至る運行経路の道路勾配と、運行経路の走行における車速変化パターンの少なくとも一方に基づき、走行パターンを設定する走行パターン設定工程と、
運行経路に関する電気価値係数を設定する電気価値係数設定工程と、
を有し、
電気価値係数設定工程は、
運行経路の出発地点を始点、目的地点を終点に設定する、始点終点設定工程と、
運行経路に関して設定された走行パターンを適用した電気価値係数算出工程に従って、設定された始点から終点までの区間の電気価値係数を求め、さらにバッテリの入出力電力に基づき走行中のバッテリの蓄電量を求め、バッテリの蓄電量が所定の使用範囲内に収まれば、このときの電気価値係数を、当該区間の電気価値係数に決定し、電気価値係数の設定を終了する、第１電気価値係数決定工程と、
第１電気価値係数決定工程においてバッテリの蓄電量が使用範囲内に収まらなければ、蓄電量の使用範囲からの逸脱が継続している間において蓄電量が最大値または最小値となる蓄電量最大／最小地点を終点に再設定し、再設定された終点における電力積算量または蓄電量の目標範囲をバッテリの蓄電量の上限値または下限値に対応した範囲に設定して、再度電気価値係数算出工程に従って、設定されている始点から再設定された終点までの再設定区間の電気価値係数を求め、求めた電気価値係数を当該再設定区間の電気価値係数に決定する第２電気価値係数決定工程と、
蓄電量最大／最小地点を始点、目的地点を終点に設定して、第１電気価値係数決定工程に移行する、始点／終点再設定工程と、
を有する、
方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両駆動用原動機として内燃機関および回転電機を備えたハイブリッド車両の動力装置の制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両を駆動するための原動機として内燃機関と回転電機を備えたハイブリッド車両の動力装置が知られている。回転電機は、電動機、発電機および電動機と発電機の双方の機能を備える電気機器の総称である。ハイブリッド車両用の回転電機においては、電動機、発電機の双方の機能を備えるものが採用されることが多い。ハイブリッド車両には、回転電機への電力の供給源となるバッテリが搭載される。バッテリには、回転電機が発電した電力を充電することができる。ハイブリッド車両に搭載されるバッテリは、劣化を抑制するために、蓄電量に上限値および下限値を設定し、この範囲に蓄電量を収める技術が知られている。
【０００３】
内燃機関の動力を直接車両の駆動に用いることができるハイブリッド車両においては、内燃機関と回転電機の動力を適宜選択して、また双方を用いて車両を駆動するＨＶ走行と、回転電機の動力のみにより駆動するＥＶ走行が可能である。ＨＶ走行とＥＶ走行の選択、およびＨＶ走行時の内燃機関と回転電機の動力配分の決定において、燃料および電力のコストを勘案することが従来より行われている。このコストの勘案に際して、バッテリの電力消費量を燃料消費量に換算して、内燃機関を運転した場合と、回転電機を運転した場合のコストが比較される。
【０００４】
下記特許文献１では、充電池（バッテリ）に単位電力量を蓄積するために要する内燃機関の燃料消費量を表す充電コストと、内燃機関の動力のみを用いて単位電力量分の走行量を出力するために要する燃料消費量を表す機関コストが求められる。そして、機関コストが充電コストを上回る場合に、回転電機のみを駆動源とするＥＶ走行モードが選択される。充電コストは、バッテリ燃費率Ｆ［ｇ／Ｗｈ］×バッテリ電力積算量ａ［Ｗｈ］から求められる。バッテリ燃費率Ｆは、バッテリ電力を燃料消費量に変換する係数である。バッテリ燃費率Ｆは、そのときバッテリに蓄えられている電力を充電した際の内燃機関の運転条件により変動する。
【０００５】
特許文献２では、自車の走行経路上に渋滞区間があることを予め予測した場合に、渋滞進入前にバッテリの蓄電量を予め増加させ、渋滞区間におけるＥＶ走行を可能としている。
【０００６】
また、ハイブリッド車両においては、バッテリの劣化を抑制するために、バッテリの蓄電量に上限値および下限値を設定し、この範囲に蓄電量を収めることが行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１５−２０２８０７号公報
【特許文献２】特開２０１４−１５１２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
電力消費量と燃料消費量を勘案して総合的にエネルギ消費量を抑制するよう制御されるハイブリッド車両の制御において、電力消費量を燃料消費量に換算するための演算負荷が大きいという問題があった。また、上述のように、バッテリの劣化を抑制するために、バッテリの蓄電量を所定の範囲に収めたいという要求がある。
【０００９】
本発明は、電力消費量を燃料消費量に換算するための演算負荷を軽減し、かつバッテリの蓄電量を所定の範囲に収めることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、車両駆動用原動機としての内燃機関および回転電機と、回転電機との間で電力の送受を行うバッテリとを備えたハイブリッド車両の動力装置の制御装置に関する。当該制御装置は、内燃機関の燃料消費量と、バッテリの入出力電力に電気価値係数を乗じることによってバッテリの入出力電力を燃料消費量に換算した換算燃料消費量とに基づき算出される、算出時点までの等価燃料消費量を最小または所定値以下とするように車両駆動用原動機を制御する。
【００１１】
制御装置は、さらに、当該ハイブリッド車両を模擬した仮想車両モデルを用いて、始点から終点に至る経路を所定の走行パターンに従って仮想走行したときのバッテリの入出力電力を積算した電力積算量、または終点におけるバッテリの蓄電量を算出し、終点における電力積算量または蓄電量が目標範囲内となる固定値の電気価値係数を当該経路の電気価値係数として算出する電気価値係数算出部と、出発地点から目的地点に至る運行経路の道路勾配と、運行経路の走行における車速変化パターンの少なくとも一方に基づき、走行パターンを設定する走行パターン設定部と、運行経路に関する電気価値係数を設定する電気価値係数設定部と、を有する。
【００１２】
電気価値係数設定部は、運行経路の出発地点を始点、目的地点を終点に設定し、運行経路に関して設定された走行パターンを適用した電気価値係数算出部を用いて、設定された始点から終点までの区間の電気価値係数を求め、さらにバッテリの入出力電力に基づき走行中のバッテリの蓄電量を求め、バッテリの蓄電量が所定の使用範囲内に収まれば、このときの電気価値係数を、当該区間の電気価値係数に決定し、バッテリの蓄電量が使用範囲内に収まらなければ、運行経路を分割し、分割された区間ごとにバッテリの蓄電量が所定の範囲内に収まるように、電気価値係数算出部を用いて電気価値係数を決定する。
【００１３】
運行経路の分割は、仮想走行により得られたバッテリの蓄電量が最大となった地点または最小となった地点に基づき行うことができる。
【００１４】
まず、蓄電量の使用範囲からの逸脱が継続している間において、バッテリの蓄電量が最大または最小となる蓄電量最大／最小地点を区間の終点に再設定し、再設定された終点の電力積算値または蓄電量の目標範囲を、バッテリの蓄電量の上限値または下限値に対応した値に再設定する。電力積算量または蓄電量の目標範囲は、バッテリの蓄電量が最大となる地点においては、バッテリの蓄電量の上限値に対応して設定され、バッテリの蓄電量が最小となる地点においては、バッテリの蓄電量の下限値に対応して設定される。すでに設定されている始点から再設定された終点までの区間において、再設定された電力積算量または蓄電量の目標範囲を適用して、再度、電気価値係数算出部を用いて電気価値係数を求め、この電気価値係数をこの再設定された区間の電気価値係数に決定する。
【００１５】
次に、先程終点に再設定した蓄電量最大／最小地点を改めて始点に設定し、目的地点を終点に設定して、前述の電気価値係数の決定過程を繰り返す。再設定された始点から目的地点までの区間において、バッテリの蓄電量が使用範囲内に収まれば、このとき用いた電気価値係数を、当該区間の電気価値係数に決定し、収まらなければ、バッテリの蓄電量が最大または最小となった地点までの区間で、前述と同様に電気価値係数を決定する。
【００１６】
本発明の他の態様は、ハイブリッド車両の動力装置の制御において、バッテリの入出力電力を燃料消費量に換算するのに用いられる電気価値係数を決定する方法に関する。電気価値係数は、内燃機関の燃料消費量と、バッテリの入出力電力に当該電気価値係数を乗じることによってバッテリの入出力電力を燃料消費量に換算した換算燃料消費量とに基づき算出される、算出時点までの等価燃料消費量を小さくするように車両駆動用原動機を制御する際に用いられる。
【００１７】
当該方法は、当該ハイブリッド車両を模擬した仮想車両モデルを用いて、始点から終点に至る経路を、所定の走行パターンに従って仮想走行したときのバッテリの入出力電力を積算した電力積算量または終点におけるバッテリの蓄電量を算出し、終点における電力積算量または蓄電量が目標範囲内となる固定値の電気価値係数を当該経路の電気価値係数として算出する電気価値係数算出工程と、出発地点から目的地点に至る運行経路の道路勾配と、運行経路の走行における車速変化パターンの少なくとも一方に基づき、走行パターンを設定する走行パターン設定工程と、運行経路に関する電気価値係数を設定する電気価値係数設定工程と、を有する。
【００１８】
電気価値係数設定工程は、運行経路の出発地点を始点、目的地点を終点に設定する、始点終点設定工程と、運行経路に関して設定された走行パターンを適用した電気価値係数算出工程に従って、設定された始点から終点までの区間の電気価値係数を求め、さらにバッテリの入出力電力に基づき走行中のバッテリの蓄電量を求め、バッテリの蓄電量が所定の使用範囲内に収まれば、このときの電気価値係数を、当該区間の電気価値係数に決定し、電気価値係数の設定を終了する、第１電気価値係数決定工程と、第１電気価値係数決定工程においてバッテリの蓄電量が使用範囲内に収まらなければ、蓄電量の使用範囲からの逸脱が継続している間において蓄電量が最大値または最小値となる蓄電量最大／最小地点を終点に再設定し、再設定された終点における電力積算量または蓄電量の目標範囲をバッテリの蓄電量の上限値または下限値に対応した範囲に設定して、再度電気価値係数算出工程に従って、設定されている始点から再設定された終点までの再設定区間の電気価値係数を求め、求めた電気価値係数を当該再設定区間の電気価値係数に決定する第２電気価値係数決定工程と、蓄電量最大／最小地点を始点、目的地点を終点に設定して、第１電気価値係数決定工程に移行する、始点／終点再設定工程と、を有する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、電気価値係数を固定値として取り扱うことにより、演算負荷を低減することができる。また、バッテリの蓄電量を定められた上限値と下限値の間に収めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本実施形態に係る車両の要部構成図である。
【図２】本実施形態に係る車両の動力統合分割機構の構成を例示する図である。
【図３】本実施形態に係る制御装置の機能ブロックを例示する図である。
【図４】本実施形態の動作点算出部の詳細な機能ブロックを例示する図である。
【図５】要求駆動トルクマップを例示する図である。
【図６】内燃機関動作点マップを例示する図である。
【図７】最適動力Ｐe#optの導出プロセスを説明する図である。
【図８】運行経路の分割と電気価値係数Ｋの設定を説明する図である。
【図９】電気価値係数Ｋの設定の流れを示す図である。
【図１０】本実施形態の制御方法と動的計画法を比較した図である。
【図１１】本実施形態の制御方法つまり区間ごとに異なる電気価値係数Ｋを用いた場合と、１つの電気価値係数Ｋを用い強制充電を行った場合を比較した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
＜全体構成＞
図１は、本実施形態に係るハイブリッド車両１０の要部構成を示す図である。ハイブリッド車両１０は、車両を駆動するための原動機として内燃機関１２および２機の回転電機１４，１６を備えた動力装置と、２機の回転電機１４，１６と電力を送受するバッテリ１８と、３機の原動機１２，１４，１６およびバッテリ１８を制御する制御装置２０を有する。なお、図１中の細線は信号線を表している。
【００２２】
一方の回転電機１４は、主に内燃機関１２に駆動されて発電を行う。この回転電機１４を第１回転電機１４と記す。他方の回転電機１６は、主に車両を駆動する。この回転電機１６を第２回転電機１６と記す。また、第２回転電機１６は車両の慣性を用いた回生発電も行う。回生された電力はバッテリ１８に充電される。このハイブリッド車両１０は、内燃機関１２と第１および第２回転電機１４，１６の動力を適宜利用して走行するＨＶ走行と、第２回転電機１６の動力により走行するＥＶ走行が可能である。
【００２３】
動力装置は、３機の原動機１２，１４，１６の動力を統合、分割する動力統合分割機構２２を含む。動力装置が発生した動力は、動力統合分割機構２２から出力され、終減速機を含む減速機２４を介して駆動輪２６に伝達される。２機の回転電機１４，１６は、電圧変換器２８と第１および第２インバータ３０，３２を介してバッテリ１８と接続されている。２機の回転電機１４，１６が電動機として動作するときには、バッテリ１８からの直流電力が電圧変換器２８により昇圧され、さらに第１および第２インバータ３０，３２により三相交流電力に変換されて２機の回転電機１４，１６に供給される。２機の回転電機１４，１６が発電機として動作するときには、発電された三相交流電力が第１および第２インバータ３０，３２により直流電力に変換され、電圧変換器２８により降圧されてバッテリ１８に充電される。
【００２４】
バッテリ１８の蓄電量が低下した場合などには、内燃機関１２により第１回転電機１４を駆動して発電を行いバッテリ１８の充電を行う。
【００２５】
図２は、動力統合分割機構２２の概略構成を示す模式図である。動力統合分割機構２２は、第１および第２遊星歯車機構３４，３６を含む。第１遊星歯車機構３４のサンギア３４Ｓに第１回転電機１４のロータが結合され、リングギア３４Ｒに第２回転電機１６のロータが第２遊星歯車機構３６を介して結合されている。第１遊星歯車機構３４のサンギア３４Ｓとリングギア３４Ｒに噛み合うプラネタリピニオン３４Ｐを回転可能に支持するプラネタリキャリア３４Ｃに内燃機関１２の出力軸が結合している。第１遊星歯車機構３４の３要素（サンギア、リングギア、プラネタリキャリア）のそれぞれの回転速度ωs，ωr，ωc は、次の（１）式の関係がある。式中のζは、遊星歯車比であり、第１遊星歯車機構３４の構造においては、サンギア歯数ｚsとリングギア歯数ｚrの比である。
【００２６】
【数１】
2019001339.tif 000003
式（１）が示すように、２要素の回転速度が定まると、これらの回転速度に応じて他の１要素の回転速度が一意に定まる。
【００２７】
第２遊星歯車機構３６は、サンギア３６Ｓが第２回転電機１６のロータに結合され、リングギア３６Ｒが結合スリーブ３８によって第１遊星歯車機構３４のリングギア３４Ｒに結合されている。結合スリーブ３８により第１および第２遊星歯車機構３４，３６のそれぞれのリングギア３４Ｒ，３６Ｒは一体となっている。第２遊星歯車機構３６のプラネタリピニオン３６Ｐを回転可能に支持するプラネタリキャリア３６Ｃは固定されている。第２遊星歯車機構３６の３要素の関係は、上記の式（１）においてωc＝０とおき、次式（２）となる。
ωr＝−ζωs  ・・・（２）
リングギア歯数ｚrは、サンギア歯数ｚsよりも多いから、ζ＜１であり、第２遊星歯車機構３６は、第２回転電機１６の出力を減速して第１遊星歯車機構３４に伝達する。第２遊星歯車機構３６を設けず、第２回転電機１６の出力を直接、つまり減速せずに第１遊星歯車機構３４に伝達するよう構成することもできる。
【００２８】
結合スリーブ３８上に出力要素、例えば出力歯車が設けられ、ここから動力装置の動力が減速機２４や伝達軸を介して駆動輪２６に伝達される。
【００２９】
図１に戻って、制御装置２０について説明する。制御装置２０は、３機の原動機、つまり内燃機関１２と第１および第２回転電機１４，１６を制御して、ハイブリッド車両１０の動力装置の運転を制御する。制御装置２０は、運転者の加減速に関する要求、バッテリ１８の状態や車両速度（車速）などハイブリッド車両１０の状態に基づく要求、経路に関する情報（経路情報３９）に基づく要求などに応じて、各原動機１２，１４，１６の運転状態を制御する。
【００３０】
運転者の加減速要求は、アクセルペダル４０やブレーキペダル４２などの操作子の操作量に基づき取得する。バッテリ１８の状態は、バッテリ１８の端子間電圧を検出するバッテリ電圧センサ４４、バッテリ１８の温度を検出するバッテリ温度センサ４６、バッテリ１８に流れる電流を検出するバッテリ電流センサ４８等の各種センサの検出値に基づき取得される。特に、バッテリ１８の端子間電圧およびバッテリ１８を流れる電流を監視することにより、制御装置２０は、その時々のバッテリ１８の蓄電量を把握している。車両速度は、駆動輪２６または駆動輪２６と一定の関係の速度で回転する要素の回転速度を車速センサ５０で検出し、これに基づき取得される。
【００３１】
経路に関する情報は、例えば、道路勾配、制限速度、渋滞状態などである。道路勾配、制限速度は、例えば、ハイブリッド車両１０に搭載された記憶装置に記憶された地図情報から取得することができる。また、情報通信ネットワークなどを介して外部から取得してもよい。経路に関する渋滞状態も、外部から取得することができる。また、ある経路について、実際に走行したときの速度等を記憶しておき、後に、この記憶された情報に基づき、経路に関する情報を取得するようにしてもよい。
【００３２】
制御装置２０は、取得した要求に基づき、各原動機１２，１４，１６を制御する。制御装置２０は、内燃機関１２を制御するために、内燃機関１２の回転速度をクランクポジションセンサ５２の出力信号に基づき取得する。また、冷却水温、排気温度などの情報も取得する。制御装置２０は、内燃機関１２のスロットル弁開度、点火時期、燃料噴射量を制御することにより、内燃機関１２の回転速度、動力の制御を行う。
【００３３】
制御装置２０は、第１および第２回転電機１４，１６を制御するために、電圧変換器２８の二次側電圧を二次側電圧センサ５４により取得し、また第１および第２回転電機１４，１６に供給される電流を電流センサ５６，５８、第１および第２回転電機１４，１６の回転速度をレゾルバ６０，６２により取得する。制御装置２０は、これらのセンサの検出値に基づき第１および第２インバータ３０，３２、さらに電圧変換器２８のスイッチング素子をオンオフ制御することにより、第１および第２回転電機１４，１６の回転速度、出力値の制御を行う。
【００３４】
＜制御装置概要＞
制御装置２０は、コンピュータから構成されてよく、中央処理装置（ＣＰＵ）、記憶部、機器・センサインターフェースが互いに接続されている。制御装置２０が所定のプログラムに従い動作することで、様々な機能が達成される。
【００３５】
図３は、制御装置２０の本実施形態に関連する機能を示すブロック図である。制御装置２０は、所定のプログラムに従い動作することで、動作点算出部６４、電気価値係数算出部６６、電気価値係数設定部６８、および走行パターン設定部７０として機能する。動作点算出部６４は、運転者の加減速要求Ａcc、車両速度Ｖcに基づき、各原動機の動作点、すなわち内燃機関１２のトルクＴeと回転速度Ｎe、第１回転電機１４のトルクＴgと回転速度Ｎg、第２回転電機１６のトルクＴmと回転速度Ｎmを算出する。動作点は、内燃機関１２の燃料消費とバッテリ１８の入出力電力を総合したエネルギ消費が小さくなるよう算出される。動作点は、例えばエネルギ消費量が最小となるように、またあらかじめ定められた値より小さくなるように算出することができる。バッテリ１８の入出力電力と燃料消費量を同じ尺度で評価するために、入出力電力を燃料消費量に換算するため電気価値係数Ｋを導入する。バッテリ１８の入出力電力に電気価値係数Ｋを乗じて、入出力電力を燃料消費量に換算した換算燃料消費量を得る。
【００３６】
内燃機関１２の効率が悪い領域で発電された電力を、燃料消費量に換算すれは、換算燃料消費量は大きくなる。一方、内燃機関１２の効率が良い領域で発電された電力の換算燃料消費量は小さくなる。極端な場合、回生制動によって発電された電力の換算燃料消費量は０になる。したがって、本来、電気価値係数Ｋは、ハイブリッド車両１０の走行中の状態により変動する。しかし、その都度、この係数を算出するのでは、演算負荷が大きくなる。そこで、この制御装置２０においては、ある経路を運行する前に電気価値係数Ｋをあらかじめ設定し、実際に走行している際には、電気価値係数Ｋの算出は行わなわずに各原動機の制御を行う。
【００３７】
電気価値係数Ｋは、電気価値係数算出部６６と電気価値係数設定部６８により、ある経路を運行する前に、その経路に応じてあらかじめ算出され設定される。電気価値係数算出部６６は、ある区間（始点から終点）の電気価値係数Ｋを算出する。対象の区間におけるハイブリッド車両１０の走行パターンに基づき、モデル化されたハイブリッド車両１０を用いて仮想的な走行をして、その区間におけるバッテリ１８の入出力電力の積算量（以下、電力積算量ΣＰbと記す。）に基づき、電気価値係数Ｋを算出する。例えば、仮想的な走行の結果、対象区間の電力積算量ΣＰbが０となるような（つまり対象区間走行時の電力収支が０となる）電気価値係数Ｋを算出する。また、電気価値係数Ｋは、走行終了時において、蓄電量Ｓが所定の値となるような値として算出されてもよい。また、対象区間の走行パターンは、当該区間の道路勾配、制限速度、渋滞に関する情報、更には過去の走行履歴のうちのいくつか、または全てに基づき、走行パターン設定部７０により設定される。さらに、他の情報を追加して用いることもできる。走行パターン設定部７０は、ハイブリッド車両１０に搭載された記憶装置から走行パターン設定のための情報を取得してよく、また無線通信を介して外部から情報を取得してもよい。
【００３８】
電気価値係数設定部６８は、出発地点から目的地点に至る一つの運行に関して、その経路を適宜分割し、分割された区間ごとに、電気価値係数算出部６６で算出された電気価値係数Ｋを当該区間の電気価値係数Ｋとして設定する。経路の分割は、バッテリ１８の蓄電量Ｓに基づき行われる。バッテリ１８の蓄電量Ｓには、上限値Ｓupと下限値Ｓlowが設定され、バッテリ１８は、これらの値の間で使用される。上限値Ｓupと下限値Ｓlowの間の範囲をバッテリ１８の使用範囲と記す。蓄電量Ｓが使用範囲にあるように各原動機が制御される。電気価値係数Ｋを算出するための仮想走行において、仮想走行中の蓄電量Ｓも算出し、蓄電量Ｓが使用範囲を逸脱したら、蓄電量Ｓの逸脱が継続している範囲において、蓄電量Ｓが最大値Ｓmaxまたは最小値Ｓminとなる地点を区間を分割する地点とする。分割された区間ごとに電気価値係数Ｋを設定し、実際の走行においては、この設定された電気価値係数Ｋを用いて、各原動機の制御を行う。
【００３９】
＜動作点算出＞
図４は動作点算出部６４の機能をさらに詳細に示すブロック図である。動作点算出部６４は、内燃機関１２の動作点を算出する内燃機関動作点算出部７２および第１および第２回転電機１４，１６の動作点を算出する回転電機動作点算出部７４を含む。さらに、第１および第２回転電機１４，１６の動作点に基づき、バッテリ１８の入出力電力を算出するバッテリ入出力電力算出部７６を有する。動作点決定部７８は、等価燃料消費量が少なくなる、例えば最小となる各原動機１２，１４，１６の動作点を探索し、この動作点を実際の運転に際して制御目標となる動作点として決定する。より詳しくは、動作点決定部７８は、内燃機関１２の動作点から内燃機関の燃料消費量を求め、バッテリ入出力電力と電気価値係数Ｋから換算燃料消費量を求め、さらに、これらの燃料消費量を合計した等価燃料消費量を求める。候補となる動作点についてそれぞれ等価燃料消費量を求め、候補の内、等価燃料消費量が最小となる動作点を制御目標の動作点として設定する。また、等価燃料消費量があらかじめ定められた値よりも小さくなる動作点を制御目標の動作点として設定してもよく、更に、このような動作点が見出せなかった場合には、候補の動作点の内、等価燃料消費量が最も少なくなる動作点を制御目標の動作点に設定してもよい。
【００４０】
内燃機関動作点算出部７２は、加減速要求Ａcc、車両速度Ｖcの情報から、要求されている駆動トルク（以下、要求駆動トルクＴpと記す。）を算出する。要求駆動トルクＴpは、加減速要求Ａccおよび車両速度Ｖcと対応付けて記憶されており、この対応付けを参照して要求駆動トルクＴpが算出される。このような複数の変数間の対応付けを示す情報はマップと呼ばれ、加減速要求Ａccおよび車両速度Ｖcと要求駆動トルクＴpとを対応付けた要求駆動トルクマップが、要求駆動トルクマップ記憶部８０に記憶されている。なお、要求駆動トルクＴpは、動力装置の出力要素である結合スリーブ３８上のトルクである。
【００４１】
図５は、要求駆動トルクマップを概念的に示した図である。横軸に車両速度Ｖcが、縦軸に要求駆動トルクＴpが取られ、車両速度Ｖcと要求駆動トルクＴpの組で定まる２次元座標に対応して加減速要求Ａccの値が定められている。図５においては、等しい値の加減速要求Ａccを結んだ曲線Ａcc1〜Ａcc4が描かれている。図中の右上の曲線がより大きな加減速要求Ａccに対応している。つまり、曲線Ａcc1よりも曲線Ａcc2の方が、曲線Ａcc2よりも曲線Ａcc3の方がより大きな加速が要求されている状態を示している。なお、図５は、要求駆動トルクＴpが正の場合を示しており、この場合の加減速要求Ａccは加速要求である。要求駆動トルクＴpは、例えば、車両速度Ｖc1で走行中に、曲線Ａcc3で示す加減速要求があると、この変数の組に対応した要求駆動トルクＴp1が算出される。
【００４２】
内燃機関動作点算出部７２は、内燃機関の動作点、すなわちトルクＴeおよび回転速度Ｎeの組と、その動作点における燃料消費率を算出する。後述する様に、動作点は、最適なもの（具体的には動力装置全体として燃料消費量が小さいもの）を選び出すために複数が算出される。選び出す前の各動作点（動作点候補）に係る各変数には、符号に「#i」を付す。i は、選定対象となる動作点の数をｎとすれば、i＝１，２，・・・，ｎである。また、燃料消費率は、単位出力当たりの燃料消費量である。
【００４３】
内燃機関の動作点および燃料消費率は、内燃機関動作点マップ記憶部８２に記憶された内燃機関動作点マップに基づき算出される。図６は、内燃機関動作点マップを概念的に示した図である。横軸には内燃機関１２の回転速度Ｎe、縦軸には内燃機関１２のトルクＴeが取られており、この２次元座標系の１つの座標点が内燃機関１２の１つの動作点を示す。各動作点に対して、その動作点における燃料消費率と動力Ｐe（出力値）Ｐeが対応付けられている。図中には、等しい出力値を結んだ等動力線Ｐe1〜Ｐe3、等しい燃料消費率を結んだ等燃料消費率線ｆc1〜ｆc4が示されている。ｆc1、ｆc2、ｆc3、ｆc4の順で燃料消費率は低下する。１つの等動力線上において最小の燃料消費率となる動作点が存在し、各等動力線の動作点を結んだ線が最適動作線である。
【００４４】
内燃機関動作点算出部７２は、最適動作線上の複数の動作点を動作点候補として算出し、さらにこれらの各動作点候補に対応した燃料消費率を算出する。内燃機関動作点マップは、最適動作線上の動作点と燃料消費量を対応付けるマップでもある。
【００４５】
要求駆動トルクＴp、および内燃機関１２の各動作点候補（Ｔe#i，Ｎe#i）に対応した第１および第２回転電機１４，１６の動作点候補（Ｔg#i，Ｎg#i，Ｔm#i，Ｎm#i）が回転電機動作点算出部７４にて算出される。回転電機動作点算出部７４は、動力統合分割機構２２の各要素のトルクと回転速度の関係を表す次式（３）〜（６）に基づき、動作点候補を算出する。
【００４６】
【数２】
2019001339.tif 000004
式（３）中のρは第１遊星歯車機構３４の遊星歯車比（サンギア３４Ｓの歯数／リングギア３４Ｒの歯数）であり、Ｇrmは第２遊星歯車機構３６の減速比（リングギア３６Ｒの歯数／サンギア３６Ｓの歯数）である。式（６）中のＮpは結合スリーブ３８、つまり動力装置の出力要素の回転速度、Ｇrは減速機２４の総減速比、Ｒは駆動輪２６の動半径である。
【００４７】
式（３）は、要求駆動トルクＴp、および内燃機関１２のトルクＴeを定めれば、第２回転電機１６のトルクＴmが定まることが示している。つまり、内燃機関１２の動作点候補のＴe#iと、要求駆動トルクＴp#iを式（３）に導入すれば、これに対応した第２回転電機１６の動作点候補のトルクＴm#iが得られる。式（４）は、内燃機関１２のトルクＴeと第１回転電機１４のトルクＴgの関係を示しており、式（４）に、内燃機関１２の動作点候補のＴe#iを導入すれば、これに対応した第１回転電機１４の動作点候補のトルクＴg#iが得られる。
【００４８】
出力要素（結合スリーブ３８）の回転速度Ｎpは、車両速度Ｖcが決定すれば一意に決定するので（式（６）参照）、要求駆動トルクマップ（図５）に従って要求駆動トルクＴpに対応付けられている。したがって、内燃機関１２の動作点のＮe#iと、要求駆動トルクＴp#iに対応した出力要素の回転速度Ｎp#iを式（５）に導入して、第１回転電機１４の動作点候補の回転速度Ｎg#iが得られる。第２回転電機１６の動作点候補の回転速度Ｎm#iは、式（６）より得ることができる。
【００４９】
電気系損出算出部８４は、第１および第２回転電機１４，１６のそのときの運転状態に対応した電気系の損失を算出する。電気系の損失は、第１および第２回転電機１４，１６における損失（銅損など）、バッテリ１８と第１および第２回転電機１４，１６の間で電圧変換、直流交流変換する際の変換損失（スイッチング損失、通流損失など）を含む。算出された動作点候補（Ｔg#i，Ｎg#i；Ｔm#i，Ｎm#i）を適用すれば、第１および第２回転電機１４，１６を動作点候補で運転した場合の電気系の損失を算出することができる。
【００５０】
バッテリ入出力電力算出部７６は、第１および第２回転電機１４，１６の運転状態に応じたバッテリ１８の入出力電力Ｐbを算出する。損失がないとすれば、第１および第２回転電機１４，１６の発電量が使用電力を上回れば電力がバッテリ１８に入力（充電）され、発電量より使用電力が多い場合には電力がバッテリ１８から出力（放電）される。回転電機の入出力電力は、トルクと回転速度の積であるから、動作点における第１および第２回転電機１４，１６の入出力電力は、Ｔg#i×Ｎg#i、Ｔm#i×Ｎm#iで算出することができる。そして、これらの入出力電力に電気系の損失を加えたものが、第１および第２回転電機１４，１６の入出力電力候補Ｐmg#iとなる。バッテリ入出力電力Ｐbは、回転電機入出力電力Ｐmgにバッテリ１８の充放電損失Ｐb#lossを加えたもの（Ｐb＝Ｐmg＋Ｐb#loss）であるから、Ｐb#i＝Ｐmg#i＋Ｐb#loss#iとなる。
【００５１】
＜動作点の決定＞
動作点決定部７８は、内燃機関１２、第１および第２回転電機１４，１６の動作点候補のうち、等価燃料消費量が少なくなる、例えば最小となる候補を探索し、この動作点候補を制御目標とする動作点に決定する。
【００５２】
動作点は、評価関数記憶部８６に記憶された次式（７）に示す評価関数Ｊを用いて決定される。
【数３】
2019001339.tif 000005
【００５３】
式（７）において、ｆc(t)は時点ｔにおける燃料消費量、Ｋ×Ｐb(t)は時点ｔにおける換算燃料消費量であり、これらの和が等価燃料消費量である。評価関数Ｊは、経路の始点（ｔ＝０）から、現時点（ｔ＝ｔa）までの等価燃料消費量の積算値である。また、電気価値係数Ｋは、あらかじめ定められた一定の値である。電気価値係数Ｋの定め方については、後に詳述する。
【００５４】
各動作点候補ごとに、燃料消費量ｆc#iおよび換算燃料消費量Ｐb#iを式（７）に適用して、評価関数Ｊを算出する。算出された評価関数Ｊが最小となる内燃機関１２の動作点候補を最適動作点とし、このときの内燃機関１２の動力（以下、最適動力Ｐe#opt）に基づき、内燃機関１２および第１および第２回転電機１４，１６の制御を行う。図７には、内燃機関１２の各動作点候補の動力に対する評価関数Ｊの関係が示されている。評価関数Ｊが最小となる内燃機関１２の動力がそのときの最適動力Ｐe#optである。また、内燃機関の動力が０のときは、回転電機のみによる走行、いわゆるＥＶ走行における評価関数Ｊを示す。最適動力Ｐe#optに対応したバッテリ入出力電力Ｐb#optを取得することができる。
【００５５】
また、各時点ｔにおいて、バッテリ入出力電力Ｐbが与えられるので、これを積算することにより、ある時点までのバッテリ入出力電力の積算値である電力積算量ΣＰbを算出することができる。また、バッテリ１８の蓄電量Ｓの初期値（ｔ＝０の蓄電量）が分かれば、バッテリ入出力電力Ｐbを用いて各時点ｔにおけるバッテリ１８の蓄電量Ｓを算出することができる。電力積算量ΣＰbおよびバッテリ蓄電量Ｓは、電気価値係数Ｋを定めるのに用いられる。
【００５６】
以上のようにして、各時点ｔにおいて内燃機関１２の最適動力Ｐe#optが算出され、これに基づき動力装置の制御が行われる。また、前述のように、最適動力Ｐe#optが算出される過程において、電気価値係数Ｋは固定値であり、電気価値係数Ｋを変数として扱う場合に比べ、演算負荷が軽減される。
【００５７】
＜電気価値係数Ｋの算出＞
前述のように、電気価値係数Ｋは本来は変動する値であり、状況に応じて、変更されるのが望ましい。そこで、今後走行する経路に関し、計算機上で、当該ハイブリッド車両１０のモデルを用いてあらかじめ仮想的に走行を行い、これに基づき、この経路に適した電気価値係数Ｋを求める。この仮想走行においては、前述の動作点の算出および決定の手法に基づき、各原動機１２，１４，１６の動作点を定めて動力装置を制御する。ある電気価値係数Ｋを用いて仮想走行を行い、走行終了時における電力積算量ΣＰbがあらかじめ定められた目標範囲または目標値となったときの電気価値係数Ｋを実際に走行を行う場合に用いる電気価値係数Ｋとする。または、走行終了時におけるバッテリ１８の蓄電量Ｓがあらかじめ定められた目標範囲または目標値となったときの電気価値係数Ｋを実際に走行を行う場合に用いる電気価値係数Ｋとする。ただし、仮想的な走行中に、バッテリ１８の蓄電量Ｓが所定の範囲を収まらない場合には、経路の分割を行って電気価値係数Ｋの再算出を行う。経路の分割および電気価値係数Ｋの再算出については、後述する。
【００５８】
電気価値係数算出部６６は、仮想走行の対象となる経路（以下、対象区間と記す。）の始点、終点および走行パターンを設定する。走行パターンは、対象区間を走行した時の予想される車両速度や、走行抵抗に基づき設定される。具体的には、対象区間の道路勾配、制限速度、渋滞に関する情報などから設定される。対象区間を設定された走行パターンに従って走行した場合の終点における電力積算量ΣＰbを取得する。前述のように、動作点算出部６４は、各時点ｔごとにバッテリ入出力電力Ｐbを算出しているので、これを積算することにより、電力積算量ΣＰbを算出することができる。
【００５９】
対象区間の終点に達したときの電力積算量ΣＰbが、あらかじめ定めた目標範囲であるかを判断する。目標範囲は、例えば０、または０と見なせる所定の範囲に定めることができる。対象区間の終点において、電力積算量ΣＰbが０ということは、対象区間の走行後のバッテリ蓄電量Ｓが走行前と同じであることを示す。対象区間の終点において、電力積算量ΣＰbが目標範囲とならなければ、前回の電気価値係数Ｋを変更し、この変更された電気価値係数Ｋを用いて、再度、仮想的な走行を行い、電力積算量ΣＰbが目標範囲になるまで繰り返す。電力積算量ΣＰbが目標範囲となったときに、算出に用いた電気価値係数Ｋを実際に使用する電気価値係数Ｋとして暫定的に定める。また、電力積算量ΣＰbに代えて、終点におけるバッテリ１８の蓄電量Ｓを用いて電気価値係数Ｋを定めてもよい。
【００６０】
＜電気価値係数Ｋの設定（経路の分割、電気価値係数Ｋの再算出）＞
前述の電気価値係数Ｋの算出においては、対象区間の終点における電力積算量ΣＰbまたは蓄電量Ｓに基づき判断しているため、終点におけるバッテリ１８の蓄電量Ｓを制御することはできる。しかし、対象区間の終点において蓄電量Ｓが使用範囲にあったとしても、対象区間の途中で使用範囲にあるとは限らない。電気価値係数設定部６８は、対象区間走行中においても、バッテリ１８が蓄電量の使用範囲内で使用されるように電気価値係数Ｋを設定する。
【００６１】
電気価値係数設定部６８は、出発地点から目的地点までの経路（以下、運行経路と記す。）の走行パターンを設定する。走行パターンは、対象区間を走行した時の速度や、走行抵抗に基づき設定される。具体的には、例えば、対象区間の道路勾配、制限速度、渋滞に関する情報うちのいくつかまたは全てに基づき設定される。
【００６２】
電気価値係数設定部６８は、電気価値係数算出部６６を用いて運行経路を走行したときの電気価値係数Ｋを算出する。具体的には、出発地点を始点、目的地点を終点とし、運行経路を対象区間として、電気価値係数算出部６６による前述の電気価値係数Ｋの算出を行う。並行して、電気価値係数設定部６８は、バッテリ１８の蓄電量Ｓを各時点ｔで取得し、蓄電量Ｓを監視する。
【００６３】
図８は、運行経路を仮想走行したときの蓄電量Ｓの変化の一例を示す図である。運行経路全体を電気価値係数算出における対象経路とした際の蓄電量Ｓの変化が、図８の（ａ）に破線で示されている。蓄電量の上限値Ｓupおよび下限値Ｓlowが設定されており、運行開始時点（ｔ＝０）では、蓄電量は使用範囲の中央値となっている。この例では、蓄電量Ｓは、図８の（ａ）に示すように、時点ｔ1において蓄電量上限値Ｓupに達し、その後上限値Ｓupを越えて時点ｔ2で最大値Ｓmaxとなり、時点ｔ3まで使用範囲を逸脱した状態が継続している。蓄電量Ｓが使用範囲に収まらない場合、電気価値係数設定部６８は、暫定的に算出された電気価値係数Ｋを破棄する。そして、蓄電量Ｓが使用範囲を逸脱した後、逸脱が継続している間に置いて蓄電量Ｓが最大（Ｓmax）となった時点ｔ2に対応する運行経路上の地点である蓄電量最大地点を終点として、運行経路の一部分を対象区間（第１の区間）とした電気価値係数Ｋの再計算を行う。これにより、運行経路は蓄電量最大地点により分割される。再計算において、始点は、前回の地点、つまり出発地点のままであり、走行パターンも前回のものを使用する。再計算の電力積算量ΣＰbの目標値は、蓄電量上限値Ｓup、または蓄電量上限値Ｓupとみなせる所定の範囲とする。蓄電量Ｓが下限値Ｓlowを越えた場合の再計算においては、電力積算量ΣＰbの目標値は、蓄電量下限値Ｓlow、または蓄電量下限値Ｓlowとみなせる所定の範囲とする。改めて設定された対象区間、および電力積算量ΣＰbの目標値に対して、電気価値係数算出部６６を用いて電気価値係数Ｋを算出し、この値を第１の区間の電気価値係数Ｋ1と定める。再計算によって得られた蓄電量Ｓの変化が実線で示されている。
【００６４】
次に、図８の（ｂ）に示すように、第１の区間の終点（時点ｔ2に対応）を始点とし、運行経路の目的地点を終点とした対象区間を設定し、この区間に対して電気価値係数算出部６６を用いて電気価値係数Ｋを暫定的に算出する。このときの電力積算量ΣＰbの目標値は、出発地点からの電力積算量ΣＰbが０となる値とする。このときの蓄電量Ｓの変化が破線で示されている。この区間において、バッテリ１８の蓄電量Ｓが使用範囲に収まれば、この区間を第２の区間とし、このとき算出されていた電気価値係数Ｋを第２の区間の電気価値係数Ｋ2とする。図８の（ｂ）には、運行経路の目的地点までの区間を対象とした場合、バッテリ１８の蓄電量Ｓが使用範囲に収まらない場合が示されている。蓄電量Ｓは、時点ｔ4において蓄電量下限値Ｓlowを越える（下回る）。この場合には、暫定的に算出された電気価値係数Ｋを破棄する。そして、蓄電量Ｓが使用範囲から逸脱した後、逸脱が継続している間において蓄電量Ｓが最小（Ｓmin）となった時点ｔ5に対応する運行経路上の地点である蓄電量最小地点を終点として、運行経路の一部分を対象区間（第２の区間）とした電気価値係数Ｋの再計算を行う。これにより、運行経路は、蓄電量最小地点により分割される。再計算において、始点は、第１の区間の終点のままであり、走行パターンも前回のものを使用する。再計算の電力積算量ΣＰbの目標値は、蓄電量下限値Ｓlow、または蓄電量下限値Ｓlowとみなせる所定の範囲とする。改めて設定された対象区間、および電力積算量ΣＰbの目標値に対して、電気価値係数算出部６６を用いて電気価値係数Ｋを算出し、この値を第２の区間の電気価値係数Ｋ2と定める。再計算によって得られた蓄電量Ｓの変化が図８の（ｂ）に実線で示されている。以上を、繰り返し、運行経路全体にわたって電気価値係数Ｋが決定したら、電気価値係数Ｋの設定を終了する。図８の（ｂ）の例の場合では、次の、終点を目的地点とした区間を対象とした際、蓄電量Ｓが使用範囲に収まり、区間の再分割は必要ない。つまり、終点が目的地点に達し、これをもって電気価値係数Ｋの設定を終了する。
【００６５】
実際の走行においては、各区間ごとに定められた電気価値係数Ｋ1，Ｋ2，Ｋ3を用いて動作点算出部６４によって動作点を定め、動力装置を制御して運行する。それぞれの区間内では、電気価値係数Ｋは、その区間に対応して定められた固定値である。
【００６６】
上述の電気価値係数Ｋの設定において、電力積算量ΣＰbを対象区間の終点において目標とする物理量に設定したが、これに代えて、バッテリ１８の蓄電量Ｓを採用してもよい。電気価値係数Ｋを暫定的に算出するときには、蓄電量Ｓの目標値をあらかじめ定められた値、例えば使用範囲の中央値とし、蓄電量Ｓが使用範囲に収まらず区間の分割が必要となったときには、蓄電量Ｓの目標値を上限値Ｓupまたは下限値Ｓlowとする。
【００６７】
＜電気価値係数Ｋの設定の全体フロー＞
図９は、電気価値係数Ｋの設定に係る処理の流れを示す図である。まず、出発地点、目的地点および運行経路を設定する（Ｓ１００）。出発地点、目的地点よび運行経路は、ハイブリッド車両１０の使用者が入力するようにできる。また、出発地点、目的地点を使用者が入力し、運行経路は経路誘導装置等により設定するようにしてもよい。運行経路を走行する際の走行パターンを設定する（Ｓ１０２）。走行パターンは、対象区間の道路勾配、制限速度、渋滞に関する情報などに基づき設定される。道路勾配および制限速度は、経路誘導装置に記憶された、または情報通信ネットワークを介して外部から取得した地図情報を利用して取得できる。また、渋滞に関する情報は、過去の情報に基づく予測情報であっても、また現在の状況を示す情報であってもよく、これらは外部から取得することができる。
【００６８】
次に、運行経路における電気価値係数Ｋの算出対象となる対象区間、および電力積算量ΣＰbを設定する（Ｓ１０４）。対象区間は、その区間の始点と終点を設定することで設定される。始点は、ある運行経路に対する最初の設定は出発地点とし、次回からは、前回の対象区間の終点とする。終点は、常に目的地点に設定する。電力積算量ΣＰbは、出発地点からの積算値が０となるように、つまり目的地点に到着した際の蓄電量Ｓが、出発時点の蓄電量Ｓと同じになるように設定する。また、電力積算量ΣＰbの設定値は０に限らず、あらかじめ定められた所定範囲となるように設定してもよい。設定された対象区間に対して、走行をシミュレートして、電気価値係数Ｋ、蓄電量Ｓを算出する（Ｓ１０６）。対象区間を走行中に算出された蓄電量Ｓが使用範囲に収まるかを判断し（Ｓ１０８）、収まる場合には、ステップＳ１０６で算出された電気価値係数Ｋをこの区間の電気価値係数Ｋとして設定する（Ｓ１１０）。
【００６９】
ステップＳ１０８にて、蓄電量Ｓが使用範囲に収まらないと判断されると、対象区間の再設定を行う（Ｓ１１２）。具体的には、対象区間の終点を、蓄電量Ｓが使用範囲から最初に逸脱した後、逸脱が継続している間において、蓄電量Ｓが最大Ｓmaxまたは最小Ｓminとなった地点に定める。電力積算量ΣＰbは、蓄電量上限値Ｓup、蓄電量下限値Ｓlowに基づき定める。具体的には、電力積算量ΣＰbを、蓄電量上限値Ｓupまたは蓄電量下限値Ｓlowと、始点における蓄電量Ｓ(0)の差分とする。設定後、ステップＳ１０６に移行し、新たに設定された終点および電力積算量ΣＰbを用いて電気価値係数Ｋを再算出する。このとき、始点は、前回の設定されたものが維持されている。この再算出においては、蓄電量Ｓは使用範囲内に収まるのでステップＳ１０８では肯定の判定がなされ、ステップＳ１１０に移行し、再算出された電気価値係数Ｋが分割された区間の電気価値係数Ｋとして設
定される。
【００７０】
次に、直前に設定された区間の終点が目的地点であるかが判断する（Ｓ１１４）。終点が目的地点であれば、運行経路の全てにわたって電気価値係数Ｋの設定が終了しているので、処理を終了する。一方、終点が目的地点に達していなければ、ステップＳ１０４に移行する。ステップＳ１０４では、前回の対象区間の終点を始点に設定し、目的地点を再び終点に設定する。これにより、運行経路の残りの部分が対象区間となる。電力積算量ΣＰbも当初の０に設定する。この残りの区間について、前述と同様にステップＳ１０６〜Ｓ１１４を、終点が目的地点に達するまで繰り返す。
【００７１】
ステップＳ１０４，Ｓ１１０における目標値の物理量として、電力積算量ΣＰbに代えて、蓄電量Ｓを採用することもできる。蓄電量Ｓを採用する場合、ステップＳ１０４における目標値は、例えば蓄電量Ｓの使用範囲の中央値とすることができ、ステップＳ１１０における目標値は、例えば、蓄電量の上限値Ｓupまたは下限値Ｓlowとすることができる。
【００７２】
＜実施例＞
図１０は、本実施形態の制御方法と動的計画法を比較した図である。動的計画法においては、燃料消費が最小となるように求めた解が示されている。（ａ）は、走行パターンを示す図であり、渋滞区間（平坦路）を走行後、勾配１％の下り坂を走行する際の車両の速度の変化が示されている。（ｂ）はバッテリ１８の蓄電量Ｓの変化を示す図であり、実線が本実施形態の制御方法を用いた場合、破線が動的計画法を用いた場合の蓄電量Ｓを示す。（ｃ）は燃料消費量を示す図であり、実線が本実施形態の制御方法を用いた場合、破線が動的計画法を用いた場合の蓄電量を示す。
【００７３】
出発時点（ｔ＝０）では、蓄電量Ｓは上限値Ｓupであり、本実施形態の制御方法でも、動的計画法でも、下り坂の区間が始まる時点で、ほぼ下限値Ｓlowとなる。これにより、下り坂走行時に発電される電力を有効に回生できる。燃料消費量も、本実施形態の制御方法は、動的計画法とほぼ同等の結果が得られることが分かる。
【００７４】
図１１は、本実施形態の制御方法、つまり運行経路を分割し、分割された区間ごとに設定された電気価値係数Ｋを用いた場合と、運行経路全体にわたって１つの電気価値係数Ｋを用いた場合を比較した図である。（ａ）は、走行パターンを示す図であり、図１１のものと同様である。（ｂ）はバッテリ１８の蓄電量Ｓの変化を示す図であり、（ｃ）は等価燃料消費量を示す図である。
【００７５】
（ｂ），（ｃ）において、実線は、本実施形態の制御方法、つまり運行経路を分割し、分割された区間ごとに設定された電気価値係数Ｋを用いた制御を行った場合を示している。破線は、１つの電気価値係数Ｋを用い、かつ蓄電量Ｓが下限値Ｓlowに達した後、強制充電を行う制御を示している。図中、Ｃ1、Ｃ2で示す範囲において、強制充電、すなわち内燃機関１２により第１回転電機１４が駆動されて発電を行い、バッテリ１８に充電が行われる。強制充電を行う際に、内燃機関１２は、効率つまり燃料消費率が良い条件で運転されるとは限らず、効率が悪い条件で運転された場合には、運行経路全体の燃料消費率を増加させることが起こりえる。（ｃ）に示すように、この例では、運行終了時において、強制充電を行った場合には、等価燃料消費量が１割ほど増加している。したがって、本実施形態の制御によれば、蓄電量Ｓが使用範囲を逸脱する（下限値Ｓlow下回る）機会が少なくなり、強制充電の機会が減少し、燃料消費の悪化が抑えられる。
【符号の説明】
【００７６】
１０  ハイブリッド車両、１２  内燃機関、１４  第１回転電機、１６  第２回転電機、１８  バッテリ、２０  制御装置、２２  動力統合分割機構、２４  減速機、２６  駆動輪、２８  電圧変換器、３０  第１インバータ、３２  第２インバータ、３４  第１遊星歯車機構、３６  第２遊星歯車機構、３８  結合スリーブ、３９  経路情報、４０  アクセルペダル、４２  ブレーキペダル、４４  バッテリ電圧センサ、４８  バッテリ電流センサ、５０  車速センサ、５２  クランクポジションセンサ、５４  二次側電圧センサ、５６，５８  電流センサ、６０，６２  レゾルバ、６４  動作点算出部、６６  電気価値係数算出部、６８  電気価値係数設定部、７０  走行パターン設定部、７２  内燃機関動作点算出部、７４  回転電機動作点算出部、７６  バッテリ入出力電力算出部、７８  動作点決定部、８０  要求駆動力マップ記憶部、８２  内燃機関動作点マップ記憶部、８４  電気系損出算出部、８６  評価関数記憶部。
【図１】
2019001339.tif 000006
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2019001339.tif 000010
【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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【図１１】
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【手続補正書】
【提出日】平成29年6月21日(2017.6.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
【図１】本実施形態に係る車両の要部構成図である。
【図２】本実施形態に係る車両の動力統合分割機構の構成を例示する図である。
【図３】本実施形態に係る制御装置の機能ブロックを例示する図である。
【図４】本実施形態の動作点算出部の詳細な機能ブロックを例示する図である。
【図５】要求駆動トルクマップを例示する図である。
【図６】内燃機関動作点マップを例示する図である。
【図７】最適動力Ｐe_optの導出プロセスを説明する図である。
【図８】運行経路の分割と電気価値係数Ｋの設定を説明する図である。
【図９】電気価値係数Ｋの設定の流れを示す図である。
【図１０】本実施形態の制御方法と動的計画法を比較した図である。
【図１１】本実施形態の制御方法つまり区間ごとに異なる電気価値係数Ｋを用いた場合と、１つの電気価値係数Ｋを用い強制充電を行った場合を比較した図である。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４２】
内燃機関動作点算出部７２は、内燃機関の動作点、すなわちトルクＴeおよび回転速度Ｎeの組と、その動作点における燃料消費率を算出する。後述する様に、動作点は、最適なもの（具体的には動力装置全体として燃料消費量が小さいもの）を選び出すために複数が算出される。選び出す前の各動作点（動作点候補）に係る各変数には、符号に「_i」を付す。i は、選定対象となる動作点の数をｎとすれば、i＝１，２，・・・，ｎである。また、燃料消費率は、単位出力当たりの燃料消費量である。 
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４５】
要求駆動トルクＴp、および内燃機関１２の各動作点候補（Ｔe_i，Ｎe_i）に対応した第１および第２回転電機１４，１６の動作点候補（Ｔg_i，Ｎg_i，Ｔm_i，Ｎm_i）が回転電機動作点算出部７４にて算出される。回転電機動作点算出部７４は、動力統合分割機構２２の各要素のトルクと回転速度の関係を表す次式（３）〜（６）に基づき、動作点候補を算出する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４７】
式（３）は、要求駆動トルクＴp、および内燃機関１２のトルクＴeを定めれば、第２回転電機１６のトルクＴmが定まることが示している。つまり、内燃機関１２の動作点候補のＴe_iと、要求駆動トルクＴp_iを式（３）に導入すれば、これに対応した第２回転電機１６の動作点候補のトルクＴm_iが得られる。式（４）は、内燃機関１２のトルクＴeと第１回転電機１４のトルクＴgの関係を示しており、式（４）に、内燃機関１２の動作点候補のＴe_iを導入すれば、これに対応した第１回転電機１４の動作点候補のトルクＴg_iが得られる。 
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４８】
出力要素（結合スリーブ３８）の回転速度Ｎpは、車両速度Ｖcが決定すれば一意に決定するので（式（６）参照）、要求駆動トルクマップ（図５）に従って要求駆動トルクＴpに対応付けられている。したがって、内燃機関１２の動作点のＮe_iと、要求駆動トルクＴp_iに対応した出力要素の回転速度Ｎp_iを式（５）に導入して、第１回転電機１４の動作点候補の回転速度Ｎg_iが得られる。第２回転電機１６の動作点候補の回転速度Ｎm_iは、式（６）より得ることができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４９】
電気系損出算出部８４は、第１および第２回転電機１４，１６のそのときの運転状態に対応した電気系の損失を算出する。電気系の損失は、第１および第２回転電機１４，１６における損失（銅損など）、バッテリ１８と第１および第２回転電機１４，１６の間で電圧変換、直流交流変換する際の変換損失（スイッチング損失、通流損失など）を含む。算出された動作点候補（Ｔg_i，Ｎg_i；Ｔm_i，Ｎm_i）を適用すれば、第１および第２回転電機１４，１６を動作点候補で運転した場合の電気系の損失を算出することができる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５０】
バッテリ入出力電力算出部７６は、第１および第２回転電機１４，１６の運転状態に応じたバッテリ１８の入出力電力Ｐbを算出する。損失がないとすれば、第１および第２回転電機１４，１６の発電量が使用電力を上回れば電力がバッテリ１８に入力（充電）され、発電量より使用電力が多い場合には電力がバッテリ１８から出力（放電）される。回転電機の入出力電力は、トルクと回転速度の積であるから、動作点における第１および第２回転電機１４，１６の入出力電力は、Ｔg_i×Ｎg_i、Ｔm_i×Ｎm_iで算出することができる。そして、これらの入出力電力に電気系の損失を加えたものが、第１および第２回転電機１４，１６の入出力電力候補Ｐmg_iとなる。バッテリ入出力電力Ｐbは、回転電機入出力電力Ｐmgにバッテリ１８の充放電損失Ｐb_lossを加えたもの（Ｐb＝Ｐmg＋Ｐb_loss）であるから、Ｐb_i＝Ｐmg_i＋Ｐb_loss_iとなる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５４】
各動作点候補ごとに、燃料消費量ｆc_iおよび換算燃料消費量Ｐb_iを式（７）に適用して、評価関数Ｊを算出する。算出された評価関数Ｊが最小となる内燃機関１２の動作点候補を最適動作点とし、このときの内燃機関１２の動力（以下、最適動力Ｐe_opt）に基づき、内燃機関１２および第１および第２回転電機１４，１６の制御を行う。図７には、内燃機関１２の各動作点候補の動力に対する評価関数Ｊの関係が示されている。評価関数Ｊが最小となる内燃機関１２の動力がそのときの最適動力Ｐe_optである。また、内燃機関の動力が０のときは、回転電機のみによる走行、いわゆるＥＶ走行における評価関数Ｊを示す。最適動力Ｐe_optに対応したバッテリ入出力電力Ｐb_optを取得することができる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５６】
以上のようにして、各時点ｔにおいて内燃機関１２の最適動力Ｐe_optが算出され、これに基づき動力装置の制御が行われる。また、前述のように、最適動力Ｐe_optが算出される過程において、電気価値係数Ｋは固定値であり、電気価値係数Ｋを変数として扱う場合に比べ、演算負荷が軽減される。