(57)【要約】【課題】燃料コストおよびＣＯ２発生を抑えるハイブリッド車両を提供する。【解決手段】発電機関（１、２）もしくは蓄電装置（１１）から供給される電力によって、駆動モータ（４）で車両を駆動するハイブリッド車において、地図データを記憶するデータ記憶手段（５４、５５）と、前記地図データ内の目的地を設定する目的地設定手段（５０、５７）と、前記目的地までの経路を演算する経路演算手段（６２）と、前記地図データに基づいて、前記経路上で車両に必要な要求電力を演算する要求電力演算手段（Ｓ２）と、前記発電機関の複数の発電レベルを設定する発電レベル設定手段（１４）と、前記要求電力が蓄電装置の放電可能電力を超える場合、車両に前記要求電力を供給できる前記発電機関の最低の発電レベルを選択する発電レベル選択手段（Ｓ５−Ｓ７）と、を備えることを特徴とするハイブリッド車。【選択図】図５
2008087719.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料を用い発電を行う発電機関と、蓄電装置と、車両の現在位置を検出して目的地に至る経路に従い車両の走行案内を行う機能を有するナビゲーション装置を備えており、
発電機関もしくは蓄電装置から供給される電力によって、駆動モータで車両を駆動するハイブリッド車において、
地図データを記憶するデータ記憶手段と、
前記地図データ内の目的地を設定する目的地設定手段と、
前記目的地までの経路を演算する経路演算手段と、
前記地図データに基づいて、前記経路上で車両に必要な要求電力を演算する要求電力演算手段と、
前記発電機関の複数の発電レベルを設定する発電レベル設定手段と、
前記要求電力が蓄電装置の放電可能電力を超える場合、車両に前記要求電力を供給できる前記発電機関の最低の発電レベルを選択する発電レベル選択手段と、
を備えることを特徴とするハイブリッド車。
【請求項２】
前記地図データが、道路上での車速に関する情報と、道路の勾配に関する情報とを含み、
前記要求電力が、前記経路上での車速、及び、前記経路上での勾配に応じて演算されることを特徴とする請求項１記載のハイブリッド車。
【請求項３】
各発電レベルにおいて、車速と勾配に応じた発電電力で発電機関の運転が行われることを特徴とする請求項１記載のハイブリッド車。
【請求項４】
目的地までの前記経路から実際の走行が外れたことを判断する手段を備え、
実際の走行が外れたと判断された場合には、外れた地点から目的地までの経路を再演算することを特徴とする請求項１記載のハイブリッド車。
【請求項５】
夜間電力料金時間帯の蓄電装置への充電を優先する手段を有することを特徴とする請求項１記載のハイブリッド車。
【請求項６】
目的地設定手段が、頻繁に出かける目的地としてあらかじめ記憶された目的地に前記目的地を設定することを特徴とする請求項１記載のハイブリッド車。
【請求項７】
さらに、携帯電話からの指令に応じて前記蓄電装置への充電電力の制御を行う充電回路を備えることを特徴とする請求項１記載のハイブリッド車。
【請求項８】
前記目的地設定手段が、充電可能な地点に前記目的地を設定し、
前記目的地において充電する前記蓄電装置への充電電力量を、出発地から前記目的地までに車両で使用された電力量に設定する充電電力量設定手段を備えることを特徴とする請求項１記載のハイブリッド車。
【請求項９】
前記目的地設定手段が、充電可能な地点に前記目的地を設定し、
前記目的地において車両の運転者が前記蓄電装置に充電する充電電力量を設定できるようにする充電電力量設定手段を備えることを特徴とする請求項１記載のハイブリッド車。
【請求項１０】
さらに、前記蓄電装置から車両外部への放電電力を制御できる充放電回路を備え、
前記目的地において、前記充放電回路を介して、充電電力の供給元に前記蓄電装置の一部を戻すことを特徴とする請求項１記載のハイブリッド車。
【請求項１１】
燃料を用い発電を行う発電機関と、蓄電装置と、車両の現在位置を検出して目的地に至る経路に従い車両の走行案内を行う機能を有するナビゲーション装置を備えており、発電機関もしくは蓄電装置から供給される電力によって、駆動モータで車両を駆動するハイブリッド車に使用する制御方法であって、
記憶された地図データ内の目的地を設定するステップと、
前記目的地までの経路を演算するステップと、
前記地図データに基づいて、前記経路上で車両に必要な要求電力を演算するステップと、
前記発電機関の複数の発電レベルを設定するステップと、
前記要求電力が蓄電装置の放電可能電力を超える場合、車両に前記要求電力を供給できる前記発電機関の最低の発電レベルを選択するステップと、
を含むことを特徴とする制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド車両とその制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、低燃費の要求に応える車両として、ハイブリッド車が注目されている。ハイブリッド車は、電動機、発電機、エンジン及び蓄電装置を搭載している。発電機はエンジンにより駆動されることで電力を発生し、発電された電力により蓄電装置が充電される。また、回生制動時にも蓄電装置が充電され、これにより高いエネルギー効率を得る。そして、蓄えた電力を蓄電装置が放電し、この電力を用いて電動機が車両推進力を発生する。電動機出力とエンジン出力の両方を車両推進力とすることもある。
【０００３】
ハイブリッド車では、放電と充電の切り替えにより、蓄電装置の充電量を制御することができる。蓄電装置は、回生制動時に発生した電力を十分に受け入れることができ、また、要求に応じて直ちに十分な電力を電動機に供給できる状態にあることが望まれる。そのため、蓄電装置の充電量（残量）は、一例として、充電量ＳＯＣを３０％〜７０％に収める制御がされている。 このハイブリッド車がある目的地に到着した時の蓄電装置の充電量ＳＯＣは３０％以上であることになる。また、ハイブリッド車は、蓄電装置に対して外部からの充電を充電器で可能とするシステムを備え、夜間電力等の低価格電力で蓄電装置を充電し、燃料コストおよびＣＯ２発生を抑える場合もある。
【０００４】
従来技術のハイブリッド車として、走行において、蓄電装置の蓄電量を使い切らない範囲で、蓄電装置の電力を積極的に利用し、燃料コスト低減とＣＯ２排出低減をはかるものがある（特開２００４-７９６９号公報参照）。このハイブリッド車は、燃料を用いて駆動する駆動機関と、蓄電装置に充電された電力によってモータを駆動するモータ駆動装置の両方を備えており、その制御装置は、出発地と目的地まで走行中の各位置に於ける目標蓄電装置残量ＳＯＣを算出し、前記目標蓄電装置残量ＳＯＣに基づき、前記駆動機関及び前記モータ駆動装置を制御する。
【特許文献１】特開２００４-７９６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記従来技術において、蓄電装置の蓄電量ＳＯＣによって制御を行っているため、蓄電量ＳＯＣの低下により走行ルートを走行するために必要な電力を蓄電装置が供給できない問題点がある。特に、蓄電装置の蓄電量ＳＯＣで放電可能電力が変化する二次電池、特にリチウムイオン電池において問題が発生する。また、温度によって出力特性が変化する二次電池においても同様な問題が発生する。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑ねなされたものであり、発電機の発電量を最小限に設定し、目的地での蓄電装置充電を最大限に行い、燃料コストおよびＣＯ２発生を抑えることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
燃料を用い発電を行う発電機関と、蓄電装置と、車両の現在位置を検出して目的地に至る経路に従い車両の走行案内を行う機能を有するナビゲーション装置を備えており、発電機関もしくは蓄電装置から供給される電力によって、駆動モータで車両を駆動するハイブリッド車において、地図データを記憶するデータ記憶手段と、前記地図データ内の目的地を設定する目的地設定手段と、前記目的地までの経路を演算する経路演算手段と、前記地図データに基づいて、前記経路上で車両に必要な要求電力を演算する要求電力演算手段と、前記発電機関の複数の発電レベルを設定する発電レベル設定手段と、前記要求電力が蓄電装置の放電可能電力を超える場合、車両に前記要求電力を供給できる前記発電機関の最低の発電レベルを選択する発電レベル選択手段と、を備える。
【発明の効果】
【０００８】
出発地から目的地までの駆動電力を予測し、駆動動力を満たせるよう発電機の発電量を最小限に設定し、目的地での蓄電装置充電を最大限に行い、燃料コストおよびＣＯ２発生を抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の第一実施形態を図１Ａ、図１Ｂを用いて説明する。
【００１０】
図１Ａにおいて、太い実線は機械力の伝達経路を示し、太い破線は電力線を示す。また、細い実線は制御線を示す。この車両のパワートレインは、駆動モータ４、無段変速機５、差動装置６および駆動輪７から構成される。駆動モータ４が車両の推進源となる。
【００１１】
発電モータ１、駆動モータ４は、三相同期電動機または三相誘導電動機などの交流機であり、発電モータ１は主としてエンジン始動と発電に用いられ、駆動モータ４は主として車両の推進と制動に用いられる。
【００１２】
発電モータ１、駆動モータ４は、それぞれ、インバーター８、９により駆動される。インバーター８、９は共通のＤＣリンク１０を介して蓄電装置１１に電気的に接続されており、蓄電装置１１の直流放電電力を交流電力に変換して発電モータ１、駆動モータ４へ供給する。発電モータ１は、エンジン２により駆動されて発電し、発電モータ１とエンジン２とで燃料を用い発電を行う発電機関が構成される。発電モータ１の交流発電電力は、インバーター８、ＤＣリンク１０（直流配線）、インバーター９を介して、駆動モータ４を駆動する。発電モータ１、駆動モータ４の交流発電電力を直流電力に変換して蓄電装置１１を充電する。なお、インバーター８、９は互いにＤＣリンク１０を介して接続されているので、回生運転中のモータにより発電された電力を、蓄電装置１１を介さずに直接、力行運転中のモータへ供給することができる。また、蓄電装置１１はＤＣリンク１０を介しＤＣ／ＤＣコンバーター１２に接続され、車両の補機１３に電力を供給する。
【００１３】
コントローラ１４は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、入出力インターフェース等から構成される。メモリには、後述のマップ等が格納される。コントローラ１４は、エンジン２の回転速度、出力およびトルク、発電モータ１、駆動モータ４の回転速度およびトルク、蓄電装置１１の充放電などを制御する。コントローラ１４には、蓄電装置１１の温度ＴＢを検出する温度センサ１５、蓄電装置１１の端子電圧ＶＢを検出する電圧センサ１６、蓄電装置１１の電流値IＢを検出する電流センサ１７、外気温度を検出する外気温度センサ２３、車速を検出する車速センサ５３からの信号が入力される。コントローラ１４は、公知の方法により電流値IＢ等から蓄電装置１１の残容量（蓄電量）ＳＯＣを演算する機能を有する。
【００１４】
また、コントローラ１４は、蓄電装置１１の温度ＴＢと蓄電装置１１の残容量ＳＯＣに対する蓄電装置１１の放電可能電力のマップデータをＲＯＭ等のメモリに記憶し、計測された蓄電装置温度ＴＢと蓄電装置残容量ＳＯＣから蓄電装置の放電可能電力を演算できるように構成されている。
【００１５】
本発明では、車両の出発時点から目的地まで蓄電装置の放電可能電力を予測する必要があるため、以下に蓄電装置の放電可能電力を予測する方法を述べる。
【００１６】
図２のマップは、蓄電装置残容量ＳＯＣと蓄電装置電圧Ｅ、及び、蓄電装置残容量ＳＯＣと蓄電装置温度が２５℃における内部抵抗Ｒ２５との関係を表す。図３に蓄電装置温度と、蓄電装置温度２５℃の時の値を１とした時の温度係数とを示す。車両の出発地（現在位置）において計測された蓄電装置温度ＴＢと、蓄電装置残容量ＳＯＣから、蓄電装置の放電可能電力を演算できる。蓄電装置の放電可能電力の演算方法として、まず、蓄電装置の残容量ＳＯＣから図２のマップを参照して、蓄電装置電圧Ｅと蓄電装置内部抵抗Ｒ２５を求め、蓄電装置温度ＴＢから図３のマップを参照して温度係数ＫＴを求める。蓄電装置の放電可能電力Pow_BATは、以下の式（１）により求められる。
【００１７】
【数１】
2008087719.tif 000003
【００１８】
ここで、Vminは蓄電装置の下限電圧であり、放電した時に起こる内部抵抗による電圧低下が許される値である。
【００１９】
目的地まで蓄電装置の残容量ＳＯＣは、電流値Ｉを使って、以下の式（２）により予測できる。
【００２０】
【数２】
2008087719.tif 000004
【００２１】
ここで、SOC(n)は、放電からｎ（整数）×Δｔ秒後の残容量であり、SOC(n-1)とI(n-1)は、放電から（ｎ−１）×Δｔ秒後の残容量と電流であり、Ａｈは蓄電装置のクーロン容量、Δｔは、所定の時間である。
【００２２】
電流Ｉは、式（３）により内部抵抗Rと車両要求電力Ｐｒから求められる。なお、車両要求電力Ｐｒについては、後述する。
【００２３】
【数３】
2008087719.tif 000005
【００２４】
従って、I(n-1)は、式（４）により求められる。
【００２５】
【数４】
2008087719.tif 000006
【００２６】
ここで、E(n-1)は、放電から（ｎ−１）×Δｔ秒後の開放電圧であり、SOC(n-1)から図２のマップを参照して求められる。SOC(n) から蓄電装置の放電可能電力Pow_BAT(n)を式（５）により演算できる。
【００２７】
【数５】
2008087719.tif 000007
【００２８】
コントローラ１４は、発電モータ１とエンジン２による発電電力を制御することができ、駆動モータ４に供給する電力における蓄電装置１１から供給する電力と発電モータ１から供給される電力の分担を制御することができる。
【００２９】
蓄電装置１１には、充放電回路１８が取り付けられていて、充電プラグ１９を介して、図示しない外部の充電器からの充電が可能な構成となっている。充放電回路１８は、コントローラ１４の指令信号を受けて、充電電力の制御を行うことができる。充放電回路１８は、一般的なものであってよい。例えば、充放電回路１８には、コントローラ１４のオン・オフ指令信号に基づいてオン・オフして充電器からの電流を通過させるトランジスタ等からなるチョッパ回路（昇降圧可能）であって、当該オン・オフ指令信号に基づいて充電電流を制御できるチョッパ回路が設けられる。外部の充電器が交流電力を供給するものであれば、充放電回路１８は整流回路を備える。また、充放電回路１８は、プラグ１９を介して、蓄電装置１１から外部に電流を放電でき、充電電力と同様に放電電力を制御できる。コントローラ１４は、携帯電話２１からの信号を受けて、充放電回路１８を制御できる。或いは、コントローラ１４は、ナビゲーションシステム２０が受信する携帯電話２１からの信号を受けて、充放電回路１８を制御できる。コントローラ１４又はナビゲーションシステム２０は、携帯電話２１からの信号を受信する受信機を備える。コントローラ１４は、ナビゲーションシステム２０又は携帯電話２１からの信号を充放電回路１８のチョッパ回路への指令信号に変換し、充電電流や充電電力を制御できる。
【００３０】
図１Ｂに、ナビゲーションシステム２０の概略図を示す。ナビゲーションシステム２０は、演算部５０、ＧＰＳ受信機５１、ジャイロセンサ５２、車速センサ５３、データ記憶装置５４、モニタ５６、入力装置（ユーザインターフェース）５７、ビーコン受信機５８から構成される。
【００３１】
ＧＰＳ受信機５１は、アンテナにより複数のＧＰＳ（グローバルポジショニングシステム）衛星からの電波を受信し、三次元測位処理又は二次元測位処理を行って、車両の絶対位置及び方位を計算し、これらを測位時刻とともに出力する。ジャイロセンサ５２は、車両の方位変化量（回転角速度）を検出する。車速センサ５３は、車両に通常設けられるもので、例えば、車輪の回転速度から車速を検出する。
【００３２】
ビーコン受信機５８は、道路交通情報通信システム（VICS）が提供する渋滞、事故、規制等の道路交通情報や道路の所定区間（リンク）を通過するのに要する時間（旅行時間）などの外部情報（VICS情報）を受信する。
【００３３】
データ記憶装置（データ記憶手段）５４は、地図データを記憶している記憶媒体５５とその駆動装置から構成される。記憶される地図データには、道路形状に関するデータ、道路の各地点での勾配、制限速度などが含まれる。道路の各地点での勾配は、地図データ中の高度データから計算して、記憶しておくこともできる。また、地図データには、目的地までの移動時間（所要時間）の計算に使用する、道路上の各地点の日時ごとの平均車速を含めることができる。ここで各地点は所定間隔おきに設定され、この所定間隔は記憶媒体５５の容量をデータ量が超えない範囲で短く設定されることが好ましい。各地点の日時ごとの平均車速は、過去に道路の各地点を通過した場合の車速を記憶媒体５５に記憶して、演算部５０で平均処理したものを平均車速として記憶媒体５５に再記憶されておけばよい。このように目的地までの経路の道路状況と運転者の運転履歴とに基づいて車速パターンを推定する技術は、特開２０００−３３３３０５等に記載されている。現在の道路状況、特に所定の交差点間の道路（リンク）ごとの通過所要時間（旅行時間）が外部からVICS情報として送信されてくる場合、リンク長をリンクの旅行時間で除算して平均車速を求め、記憶媒体５５に記憶しておくこともできる。また、過去のVICS情報を統計処理して、日時ごとの平均車速を予め記憶媒体５５に記憶しておくこともできる。なお、VICS情報から車速パターンを推定する技術は、特開平７−１２９８９３、特開２００６−１８４０８４等に記載されている。
【００３４】
モニタ５６には、地図データ、地図データ上の車両の現在位置、目的地までの経路等が表示可能である。車両の運転者は、入力装置５７を使用して、出発地、目的地などを演算部５０に入力できる。
【００３５】
演算部５０は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、入出力インターフェース等から構成され、車両の現在位置を検出する現在位置検出部６１、車両の経路を演算する経路演算部（経路演算手段）６２、経路を記憶する経路記憶部６３（ＲＡＭ）等を有する。現在位置検出部６１は、ＧＰＳ受信機５２、ジャイロセンサ５３、車速センサ５８の信号から得た車両の軌跡と地図データの道路形状を比較して、地図データ上の車両の現在位置を位置座標として検出する。経路演算部６２は、検出された車両の現在位置（出発地）から目的地までの移動距離を最小にする条件下や目的地までの移動時間を最小にする条件下などで、車両の現在位置（出発地）から目的地までの最適経路を検索する演算を行う。なお、車両の運転者が、入力装置５７を使用して出発地を設定する場合には、設定された出発地から目的地までの最適経路を検索演算してもよい。なお、経路演算部６２は、車両の現在位置座標が演算した経路上にあるか否か判定することにより目的地までの経路から実際の走行が外れたことを判断でき、実際の走行が外れたと判断された場合には、外れた地点から目的地までの経路を再演算する。また、経路記憶部６３は、検索された経路を記憶する。
【００３６】
演算部５０は、検索された経路上の各地点での制限車速や平均車速に関する車速情報と道路の勾配に関する勾配情報をデータ記憶装置５５からコントローラ１４へ送る。コントローラ１４は、車速情報と勾配情報に基づいて、検索された経路上で蓄電装置が車両を駆動させるために必要な電力を演算することができる。また、発電モータ１、即ち発電機を作動させた時に蓄電装置に要求される蓄電装置要求電力を演算することができる。
【００３７】
図５に、第一実施形態の制御フローチャートを示す。ステップＳ１で、運転者が、出発地、途中の目的地、最終目的地を、入力装置５７により入力して、演算部５０のＲＡＭに記憶・設定する（目的地設定手段）。ナビゲーションシステム２０の経路演算部６２は、途中の目的地を通過するように出発地から最終目的地までの最適経路を選択する。最終目的地は充電が確実にできる自宅に設定する。あるいは、運転者が最終目的地は設定せず、あらかじめ自宅となるようにする。出発地は運転者が設定せずに、ナビゲーションシステム２０の演算部５０が、現在位置検出部６１により検出された車両の現在位置を出発地として自動的に設定してもよい。図６に示すように、途中の目的地は、運転者が１地点を設定する。さらに、運転者は、入力装置５７を介して、途中の目的地、最終目的地で充電が可能か否かを設定する。本実施形態では、途中の目的地では充電不可能であり、最終目的地でのみで充電が可能である場合について説明する。
【００３８】
ステップＳ２において、車両の走行中に要求される車両要求電力Ｐｒを求める。ステップＳ２は、車両要求電力演算手段を構成する。まず、コントローラ１４は、ナビゲーションシステム２０からの車速情報、勾配情報により、出発地から最終目的地までＥＶ走行した場合の車両駆動電力を演算する。なお、ＥＶ走行とは、発電モータ１で発電せず蓄電装置のみで電力を供給する車両走行のことをいう。車両の駆動に必要な電力である車両駆動電力Ｐｄは、一般的な式、例えば、式（６）により演算する。
【００３９】
【数６】
2008087719.tif 000008
【００４０】
ここで、ＶＳＰは車速[m/sec]であり、ＡＣＣは車両の加速度[m/sec2] であり車速変化量から演算され、Ｍは車重[kg] であり、μは転がり抵抗係数であり、ρは空気密度[kg/m3] であり、Ｃdは空気抵抗係数であり、Ｓは前影投影面積[m2] であり、ｇは重力加速度[m/sec2] であり、θは道路勾配[rad] である。また、上式の｛｝内の第１項は転がり抵抗を、第２項は空気抵抗を、第３項は加速抵抗を、第４項は勾配抵抗をそれぞれ表す。なお、車両が停止する可能性のある交差点等の前後の所定区間では車両駆動電力を実験的に求めた平均的な値とすることもできる。車速は、車両の走行日時に対応する、記憶媒体５５に記憶された平均車速とする。設定された経路上のある地点において平均車速が記憶されていない場合は、制限車速の所定パーセント（例えば、制限車速の８０％等）に設定できる。なお、出発地から目的地までの車速パターンの設定方法は、特開２０００−３３３３０５、特開平７−１２９８９３、特開２００６−１８４０８４など様々なものが提案されているので、現実の車両駆動電力を最も正確に再現できるものを実験等により選択すれば良い。最近では、VICS対応のナビゲーションシステムにおいて、目的地までの経路案内や渋滞情報を取り入れた到着時間予測の精度が上がっている。この精度向上により、出発地から目的地までに必要な駆動電力を正確に予測できると考えられる。
【００４１】
また、コントローラ１４は、補機１３の消費電力である補機消費電力Ｐａを演算する。補機消費電力のうちエアコン消費電力が通常最大であるため、ここでは、補機消費電力Ｐａとして、エアコン消費電力を演算する。外気温度によってエアコン消費電力が異なるので、外気温度センサ２３により検出された外気温度に応じた標準的なエアコン消費電力Ｐａを図７のマップを参照して演算する。図７のマップは、外気温度とエアコン消費電力の関係を示す。車両駆動電力Ｐｄと補機消費電力Ｐａから、ＥＶ走行中に蓄電装置が放電しなければならない車両要求電力Ｐｒを演算する。ここでは、出発地から目的地まで車両の走行中に要求される車両要求電力Ｐｒを車両駆動電力Ｐｄと補機消費電力Ｐａの和（Ｐｄ+Ｐａ）とする。
【００４２】
図８に、目的地から最終目的地までのＥＶ走行において、蓄電装置が放電しなければならない蓄電装置要求電力（即ち車両要求電力Ｐｒ）、蓄電装置が放電可能な電力である蓄電装置放電可能電力の演算結果を走行時間に対して示す。出発地からの走行時間は、平均速度が定められる地点の前述の所定間隔を平均速度で除算したものを積算することにより求められる。蓄電装置放電可能電力の演算は、前述のように蓄電装置充電量ＳＯＣとその充電量ＳＯＣにおける蓄電装置内部抵抗から演算する。
【００４３】
ステップＳ３で、出発地から目的地までのＥＶ走行が可能であるか判断する。出発地から目的地までのＥＶ走行が可能であるかの判断方法は、図８のように、ＥＶ走行時に蓄電装置に要求される蓄電装置要求電力（即ち車両要求電力Ｐｒ）と、蓄電装置放電可能電力とを各走行時間にて比較し、蓄電装置放電可能電力が蓄電装置要求電力Ｐｒより小さくなると、ＥＶ走行不可能と判断する。ＥＶ走行時に蓄電装置に要求される蓄電装置要求電力は、車両に必要な車両要求電力Ｐｒである。出発地から最終目的地までに必要な蓄電装置消費電力量と、現時点で蓄電装置残容量を比較して判断することが考えられるが、電力で比較した方が車両の動力性能を考慮した走行可能判断となり、運転者への不安を与えずに走行が可能となるため、蓄電装置放電可能電力で判断する。
【００４４】
ステップＳ３でＥＶ走行可能と判断された場合には、ステップＳ４へ進み、ＥＶ走行を開始する。ステップＳ３でＥＶ走行不可能と判断された場合には、ステップＳ５へ進む。
【００４５】
ステップＳ５では、発電モータ１、即ち、発電機の運転条件を設定する。図９、図１０のマップに、発電モータ１の発電レベルを示す。本実施形態では、各車速、勾配に対して発電モータ１の発電レベルｉ（整数）を１〜５までマップに設定する（発電レベル設定手段）。
【００４６】
図９のマップのように、車速に対する発電レベルの一例としては、車速が100km/hrで、車速発電電力比Kvel (道路勾配が零の場合における発電モータ１の発電電力の最大発電電力に対する比)を0.2に設定する。平坦路の走行抵抗は、車速の2乗に比例するので、車速発電電力比Kvelは、車速の二乗に比例するように設定する。また、図１０のマップのように、勾配に対する発電レベルの一例としては、勾配が10%で、勾配発電電力比Kslop(車速発電電力比Kvelを１と仮定した場合における発電モータ１の発電電力の最大発電電力に対する比)を5.0に設定する。勾配を登るための電力は、勾配の１乗に比例するので、勾配発電電力比Kslopは、勾配に比例させて増加させる。このように、発電機の発電電力制御を車速と道路勾配に応じて行うので、発電機作動音を最小限にできる。
【００４７】
図９、図１０のマップを参照して、車速と勾配、及び、選択された発電レベルに応じてKveloとKslopが求まり、発電モータ１の発電電力Ｐｅは、（発電モータ１の最大電力）×Kvelo×Kslopで求められる。従って、発電モータ１の発電電力Ｐｅは、車速の二乗に比例し、道路勾配に比例する。このように、発電レベルｉ（整数）は、車速、勾配に応じた発電モータ１の発電電力の大きさを示すものであり、車速と勾配が同じでも発電レベルの増加により発電電力が大きく設定されることになる。
【００４８】
ステップＳ６において、発電モータ１の発電レベルを１として、車速と勾配に応じて、経路上での蓄電装置要求電力を演算する。ここでの蓄電装置要求電力は、車両駆動電力Ｐｄと補機消費電力Ｐａの和である車両要求電力Ｐｒ（＝Ｐｄ+Ｐａ）から発電モータ１の発電電力Ｐｅを引いたもの（Ｐｄ+Ｐａ-Ｐｅ）となる。ステップＳ７において、走行可能かどうか判断する。判断方法は、ステップＳ６で求めた蓄電装置要求電力（Ｐｄ+Ｐａ-Ｐｅ）と、蓄電装置放電可能電力Pow_BATとを比較する。蓄電装置放電可能電力Pow_BATが蓄電装置要求電力（Ｐｄ+Ｐａ-Ｐｅ）より大きければ、車両要求電力Ｐｒが発電モータ１と蓄電装置１１から供給可能であり走行可能と判断し（Pow_BAT＞Ｐｄ+Ｐａ-Ｐｅ）、ステップＳ８へ進み、発電レベル１で走行を開始する。ステップＳ７で走行不可能と判断された場合、つまり蓄電装置放電可能電力Pow_BATが蓄電装置要求電力（Ｐｄ+Ｐａ-Ｐｅ）より小さい場合には、ステップＳ９へ進み、発電モータ１の発電レベルを１つだけ上げ、ステップＳ６で再度蓄電装置要求電力を演算する。ステップＳ７で走行可能と判断されるまで、ステップＳ９、ステップＳ６を繰り返す（発電レベル選択手段）。ステップＳ７で走行可能と判断されたならば、ステップＳ８へ進み走行を開始する。図１１に蓄電装置要求電力と蓄電装置放電可能電力の比較を示す。発電モータ１の発電レベルが大きくなり、蓄電装置要求電力が低下する。一方、蓄電装置放電可能電力は増加し、蓄電装置要求電力が蓄電装置放電可能電力より小さくなる。このようになると、走行が可能と判断される。
このように、出発地から目的地までの駆動電力や補機消費電力を予測し、駆動動力を満たせるよう発電機の発電量を最小限に設定し、目的地での蓄電装置充電を最大限に行い、燃料コストおよびＣＯ２発生を抑えることができる。
【００４９】
なお、設定された経路から実際の走行が外れたと判断された場合には、外れた地点から目的地までの経路を再演算して、ステップＳ２以降の制御を行う。これにより、出発地から目的地までの当初の設定経路からはずれた場合にも、燃料コストの低減とＣＯ２発生の低減が可能となる。
【００５０】
次に、第二の実施形態の形態を、図１２Ａ、図１２Ｂを参照して説明する。本実施形態は、図１２Ａに示すように途中の目的地が複数地点設定された場合の実施形態である。運転者は、出発地、途中の目的地Ａ地点、他の途中の目的地Ｂ地点、最終目的地が設定し、途中の目的地Ａでは充電が不可能、途中の目的地Ｂでは充電が可能、最終目的地での充電が可能であると設定する。
【００５１】
図１２Ｂのフローチャートにおいて、ステップＳ１で、出発地、途中の目的地Ａ地点、他の途中の目的地Ｂ地点、最終目的地のそれぞれに対して充電が可能であるか否か判断される。さらに、最初に充電が可能な地点が判定される。ここで、出発地、途中の目的地Ａ地点、他の途中の目的地Ｂ地点、最終目的地のそれぞれに対して充電が可能であるか否かが、運転者により予め入力され、経路記憶部６３に記憶されている。なお、地図データ中に充電可能な地点についての情報を予め含ませておき、途中の目的地、最終目的地が地図データ中の充電可能な地点に合致する場合、演算部５０が、途中の目的地、最終目的地で充電が可能であると判断してもよい。
【００５２】
ステップＳ２で、出発地から最初に充電が可能な途中の目的地Ｂまでの経路に関して、車両に要求される車両要求電力を演算する。ステップＳ３で出発地から目的地ＢまでのＥＶ走行が可能であるか判断する、すなわち、出発地から目的地Ｂまでにおいて、蓄電装置の放電可能電力Pow_BATが車両要求電力Ｐｒより大きいか否か判断する。
【００５３】
ステップＳ３でＥＶ走行が不可能と判断された場合には、ステップＳ５〜７へ進み、出発地から途中の目的地Ｂまで走行が可能な発電レベルに設定し走行を行う。
【００５４】
ステップＳ３でＥＶ走行可能と判断された場合には、ステップＳ４へ進み、ＥＶ走行を開始する。続いて、ステップＳ１０において、検出された車両の現在位置に基づいて、車両が充電可能な途中の目的地Ｂに到着したか否か、即ち、検出された車両の現在位置の座標が途中の目的地Ｂの座標と略一致するか否か判断する。到着していない場合、ステップＳ４に戻る。到着した場合、ステップＳ２で、車両の現在位置（目的地Ｂ）から次の充電可能な目的地（最終目的地）まで車両の走行中に要求される車両要求電力Ｐｒを演算する、つまり、充電可能な目的地Ｂと最終目的地間の車両の走行中に要求される車両要求電力Ｐｒを演算する。車両要求電力Ｐｒは、発電モータ１が発電しない場合には、蓄電装置が放電しなければならない蓄電装置要求電力である。続いて、ステップＳ３で、目的地Ｂから最終目的地までのＥＶ走行が可能であるか判断する。充電可能な目的地Ｂと最終目的地間で、車両要求電力Ｐｒが、蓄電装置放電可能電力より小さくなれば、ＥＶ走行が可能であると判断される。
【００５５】
ステップＳ３でＥＶ走行可能と判断された場合には、ステップＳ４へ進み、ＥＶ走行を行う。ステップＳ３でＥＶ走行不可能と判断された場合には、ステップＳ５〜７へ進み、出発地から最終目的地まで走行が可能な発電レベルに設定し走行を行う。
【００５６】
なお、上記において、出発地、途中の目的地Ａ地点、他の途中の目的地Ｂ地点、最終目的地のそれぞれに対して夜間電力が利用できる夜間電力料金時間帯等の低価格電力で充電が可能であるか否かが、運転者により予め入力され、記憶媒体５５に記憶されていてもよい。そして、ステップＳ２以降で、出発地から最初に低価格電力で充電が可能な地点までの経路に関して、車両に要求される車両要求電力を演算して、制御を行ってもよい。これにより、低価格電力での充電が優先されコスト的に有利となる。また、夜間電力料金時間帯の充電によりＣＯ２の削減につながる。
【００５７】
次に、第三実施形態の形態を説明する。出発地、途中目的地、最終目的地での充電が不可能である場合について説明する。どの地点においても蓄電装置の充電が不可能な場合は、発電モータの発電レベルを３に設定し走行を行い、蓄電装置の充電量ＳＯＣがある規定値を超えたら、発電モータの発電レベルを２に設定し走行を行う。あるいは、発電モータの発電レベルを３に設定し走行を行い、蓄電装置の充電量ＳＯＣがある規定値を下回ったら、発電モータの発電レベルを４に設定し走行を行う。
【００５８】
次に、第四実施形態の形態を説明する。車両の経路として使用する頻度が最も高いのは、図１３に示すように出発地が自宅で充電が可能であり、目的地が勤務先の会社である場合の経路である。この場合、ステップＳ１で、運転者が出発地を自宅、途中の目的地を会社、最終目的地を自宅と設定する。あるいは、ナビゲーションシステム２０の経路記憶部６３において、予め、デフォルト（標準設定）としてこの経路は設定されており、運転者から設定が無い場合には、この経路となるようにしておく。つまり、途中の目的地、最終目的地が、頻繁に通過する又は頻繁に出かける目的地としてあらかじめ記憶された目的地に設定される。ステップＳ２以降は、第一の実施形態と同じように処理し走行を行う。
【００５９】
次に、第五実施形態の形態を説明する。この実施形態では、コントローラ１４が携帯電話２１からの指令を受けて、外部の充電器からの充電電力値を制御できる構成としたものである。充電可能地で充電器をセットした後、急に運転者が長距離運転の必要に迫られた場合等に、携帯電話２１は、運転者等が携帯電話２１に入力した充電電力値に相当する信号をコントローラ１４に送信する。コントローラ１４は、携帯電話２１からの電波を受信するアンテナ（受信機）を備える。コントローラ１４は、携帯電話２１からの充電電力値に相当する信号を充電電力値に変換する。コントローラ１４は、充放電回路１８の出力電圧値で充電電力値を除算して充電電流値を求め、充電電流値を実現するオン・オフ指令信号を充放電回路１８のチョッパ回路へ送出する。
【００６０】
次に、第六実施形態の形態を説明する。図１４に第六実施形態の制御に関するフローチャートを示す。ステップＳ２１で、車両の走行が終了したことを検出すると制御を開始する。例えば、検出された車両の現在位置の座標が目的地の座標と略一致して、車速がゼロであれば車両の走行が終了したと判断できる。ステップＳ２２で、車両が出発地から現時点まで走行に要した車両電力量Wh_VをＲＡＭに記憶する。例えば、出発地から現時点までにおいて、電圧センサ１６で検出した蓄電装置１１の端子電圧ＶＢと蓄電装置１１の電流値IＢの積を時間積算したものと、発電モータ１の発電電力を時間積算したものとの和を計算しておけば、現時点の当該和の値が車両電力量Wh_Vとして求まる。ステップＳ２３で、蓄電装置の充電可能電力量Wh_CHGmaxを演算又は設定する。充電可能電力量Wh_CHGmaxは、予めメモリに記憶していたものを使用すればよい。
【００６１】
ステップＳ２４で蓄電装置の現在の残容量Wh_BATを記憶する。残容量Wh_BATは、現在のＳＯＣを電力量に換算したもので、残容量ＳＯＣ（％）×Ah×3.6×（充電回路の出力定格電圧）、で求められる。ステップＳ２５で、充電器が車両にセットされる。ステップＳ２６で、運転者が携帯電話２１等を介して蓄電装置の充電電力量を設定したか否か判断する。設定していない場合は、ステップＳ２７に進む。ステップＳ２７において、蓄電装置の充電電力量Wh_CHGをWh_Vに設定し、ステップＳ２９に進む。ステップＳ２７は、第一の充電電力量設定手段を構成する。蓄電装置への充電電力量を、出発地から目的地までに車両で使用された電力量Wh_Vに設定することにより、蓄電装置の残容量が低く保たれ、蓄電装置の寿命が低下しない。特に、蓄電装置がリチウムイオン電池である場合、高いＳＯＣに比例して寿命が低下するので、蓄電装置への充電電力量を、出発地から目的地までに車両で使用された電力量に設定することが適切となる。
【００６２】
ステップＳ２６で、運転者が蓄電装置の充電電力量を設定したと判断した場合は、ステップＳ２８へ進み、蓄電装置の充電電力量Wh_CHGをWh_DRVに設定し、ステップＳ２９へ進む。ステップＳ２８は、第二の充電電力量設定手段を構成する。次の走行が以前の走行に比べ長距離になる場合は、運転者が蓄電装置の充電電力量をWh_DRVに設定することで、低価格かつ低ＣＯ２発生の電気エネルギーの利用ができる。ステップＳ２９で、蓄電装置の充電電力量Wh_CHGと蓄電装置の現在の残容量Wh_BATが比較される。Wh_CHGがWh_BATより大きい場合は、ステップＳ３０で、蓄電装置の充電電力量Wh_CHGと、蓄電装置の充電可能電力量Wh_CHGmaxを比較し、Wh_CHGがWh_CHGmaxより小さい場合には、ステップＳ３３へ進み、蓄電装置の充電を開始する。ステップＳ３０で、Wh_CHGがWh_CHGmaxより大きい場合には、ステップＳ３１で蓄電装置の充電電力量Wh_CHGをWh_CHGmaxに設定し、ステップＳ３３へ進み、蓄電装置の充電を開始する。ステップＳ２９で、Wh_CHGがWh_BATより小さい場合には、ステップＳ１２で蓄電装置を（Wh_BAT-Wh_CHG）の電力量を放電する。これにより、充放電回路１８を介して、充電電力の供給元に前記蓄電装置の一部を戻して、蓄電装置の残容量が高くなった場合に、蓄電装置の寿命が低下しないように蓄電装置の残容量を下げる。
【００６３】
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内でなしうるさまざまな変更、改良が含まれることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１Ａ】本発明に係るハイブリッド車両の構成を示す概略構成図である。
【図１Ｂ】ナビゲーションシステムの構成を示す概略構成図である。
【図２】蓄電装置の残容量ＳＯＣと蓄電装置電圧の関係を示すマップである。
【図３】蓄電装置の温度と温度係数の関係を示すマップである。
【図４】蓄電装置の残容量ＳＯＣと蓄電装置放電可能電力の関係を示すグラフである。
【図５】第一の実施形態に係る制御フローチャートである。
【図６】第一の実施形態の走行経路を示す図である。
【図７】外気温度とエアコン消費電力の関係を示すマップである。
【図８】ＥＶ走行時の蓄電装置要求電力（即ち、車両要求電力）予測値と蓄電装置放電可能電力予測値を車両走行時間に対して示すグラフである。
【図９】車速発電電力比と車速の関係を示すマップであり、車速に対する発電モータ（発電機）の発電レベルを示す図である。
【図１０】勾配発電電力比と道路勾配の関係を示すマップであり、勾配に対する発電モータの発電レベルを示す図である。
【図１１】発電モータを運転した場合の蓄電装置要求電力予予測値と蓄電装置放電可能電力予測値を車両走行時間に対して示すグラフである。
【図１２Ａ】第二の実施形態の走行経路を示す図である。
【図１２Ｂ】第二の実施形態に係る制御フローチャートである。
【図１３】第四の実施形態の走行経路を示す図である。
【図１４】第六の実施形態に係る制御フローチャートである。
【符号の説明】
【００６５】
１  発電モータ
２  エンジン
４  駆動モータ
１１  蓄電装置
１３  補機
１４  コントローラ
１８  充電回路
２０  ナビゲーションシステム
５０  演算部
５１  ＧＰＳ受信機
５２  ジャイロセンサ
５３  車速センサ
５４  データ記憶装置
５５  記憶媒体
５６  モニタ
５７  入力装置（ユーザインターフェース）
５８  ビーコン受信機
６１  現在位置検出部
６２  経路演算部
６３  経路記憶部
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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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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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３】
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【図１４】
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