(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動力を発生する内燃機関と、該内燃機関に接続された電動機と、該電動機に電力を供給する電池とを有するハイブリッド車両の制御装置において、
第１の地点から第２の地点までの走行経路を算出する経路算出手段と、
前記経路算出手段により算出された走行経路に関する道路の環境情報を検出する情報検出手段と、
前記情報検出手段が検出した道路の環境情報に基づいて走行経路を走行した場合に走行に必要な駆動力を算出し、前記内燃機関と前記電動機の各々が発生すべき駆動力を演算する駆動力演算手段と、
前記駆動力演算手段の演算結果と前記内燃機関の特性に基づいて前記走行経路の走行中における前記内燃機関の燃料消費率を演算する燃料消費率演算手段と、
電池の充電残量を検出する電池残量検出手段と、
前記駆動力演算手段の演算結果から前記電動機の消費する電力量を推定し、推定した消費電力量と検出した充電残量から必要な発電量を演算する発電量演算手段と、
前記燃料消費率演算手段が演算した前記内燃機関の燃料消費率と、前記発電量演算手段が演算した必要発電量に基づいて、燃料消費率の低い場合に発電を行なうことにより燃料消費量が最小となるような発電計画を作成する発電計画手段と
を備えることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項２】
駆動力を発生する内燃機関と、該内燃機関に機械的に連結された第１の電動機と、前記内燃機関に連結された断続機と、該断続機を介して前記内燃機関に連結される第２の電動機と、該第２の電動機に電力を供給する電池と、前記第２の電動機の出力を駆動輪に伝達する動力伝達装置を有するハイブリッド車両の制御装置において、
第１の地点から第２の地点までの最適な走行経路を算出する経路算出手段と、前記経路算出手段により算出された走行経路に関する道路の環境情報を検出する情報検出手段と、
前記情報検出手段が検出した道路の環境情報に基づいて走行経路を走行した場合に走行に必要な駆動力を算出し、前記内燃機関と前記電動機の各々が発生すべき駆動力を演算する駆動力演算手段と、
前記内燃機関の動作点特性を記憶した記憶手段と、
前記駆動力演算手段により演算された前記内燃機関が発生すべき駆動力と、前記記憶手段に記憶した前記内燃機関の特性に基づいて前記走行経路の走行中における前記内燃機関の燃料消費率を演算する燃料消費率演算手段と、
電池の充電残量を検出する電池残量検出手段と、
前記駆動力演算手段の演算結果から前記第２の電動機が消費する電力量を推定し、推定した消費電力量と検出した充電残量から必要な発電量を演算する発電量演算手段と、
前記燃料消費率演算手段が演算した前記内燃機関の燃料消費率と、前記発電量演算手段が演算した必要発電量に基づいて、燃料消費率の低い場合に発電を行なうことにより燃料消費量が最小となるような前記第１の電動機による発電計画を作成する発電計画手段と
を備えることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
自車両の位置を検出する自車位置検出手段と、自車両の走行速度を検出する車速検出手段とを有し、
検出した自車位置と自車速および前記発電計画手段による発電計画に基づいて発電を行なうことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項４】
請求項１または２に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
前記経路算出手段により算出された走行経路を所定の基準で分割し、当該走行経路の分割区間を設定する分割区間決定手段を有し、
前記発電計画手段は、前記分割区間の中で燃料消費量が最小となるような発電計画を行なうことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項５】
請求項１または２に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
前記発電計画手段は、算出された走行経路の中で燃料消費率が悪い地点を検出する燃料消費率悪化地点検出手段と、検出した地点における前記内燃機関の作動点と燃料消費率が最良となる前記内燃機関の作動点から検出した地点における発電電力量を決定する電力決定手段とを有することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項６】
請求項１または２に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
前記駆動力演算手段は、前記走行経路の制限速度・渋滞の有無などの交通の流れ・道路勾配の何れかに基づいて、前記走行経路を走行した場合に走行に必要な駆動力を算出することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハイブリッド車両の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のナビ情報を利用したハイブリッド車両の制御に関する発明としては、例えば特開平８−１２６１１６号公報に開示されているようなものがある。この従来技術は、バッテリー電流、電圧検出センサの出力からバッテリ残量を算出、ナビゲーションシステムからの道路情報と現在地の情報に基づいて、走行経路に応じてバッテリ残量の目標値を設定し、実際のバッテリ残量が目標値に近づくようにモータとエンジンの出力を調整するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来技術にあっては、走行経路に沿ってスケジューリングされるのはバッテリ残量目標値のみである。そのため、ある地点からその次の地点までの区間のバッテリ残量目標値の変化から決まるエンジンのモータ駆動によるバッテリへの充電に関して、走行経路区間内での道路環境・走行状態の違いに起因するエンジンの動作点の違いによる燃料消費率の違いを考慮した制御が行なわれているわけではない。つまり、全体として最も効率的に燃料が使われているとは限らず、バッテリ残量目標値が設定された区間内でのエンジンの燃料消費量を最小にするエンジン・モータ制御とはなっていない、という課題を有している。
【０００４】
本発明は、このような従来の問題点に着目してなされたもので、走行経路の道路環境情報を利用して、走行経路における車両の車速予測値、制駆動力予測値から、エンジンの運転点の予測値を算出し、燃料消費率が悪い場所で優先的にエンジンによる発電を行なうことで、エンジンの燃料消費率がよりよい値となる様運転点を変化させる事で、その地点での燃料消費率の向上を図り、区間内での燃料消費量を最小化することで、上記問題点を解決することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は上述の課題を解決するために、請求項１に記載の第１の発明は、駆動力を発生する内燃機関と、該内燃機関に接続された電動機と、該電動機に電力を供給する電池とを有するハイブリッド車両の制御装置において、第１の地点から第２の地点までの走行経路を算出する経路算出手段と、該経路算出手段により算出された走行経路に関する道路の環境情報を検出する情報検出手段と、該情報検出手段が検出した道路の環境情報に基づいて走行経路を走行した場合に走行に必要な駆動力を算出し、前記内燃機関と前記電動機の各々が発生すべき駆動力を演算する駆動力演算手段と、該駆動力演算手段の演算結果と前記内燃機関の特性に基づいて前記走行経路の走行中における前記内燃機関の燃料消費率を演算する燃料消費率演算手段と、電池の充電残量を検出する電池残量検出手段と、記駆動力演算手段の演算結果から前記電動機の消費する電力量を推定し、推定した消費電力量と検出した充電残量から必要な発電量を演算する発電量演算手段と、前記燃料消費率演算手段が演算した前記内燃機関の燃料消費率と、前記発電量演算手段が演算した必要発電量に基づいて、燃料消費率の低い場合に発電を行なうことにより燃料消費量が最小となるような発電計画を作成する発電計画手段とを備えることを特徴とする。
【０００６】
上記のハイブリッド車両の制御装置によれば、走行経路に関する道路の環境情報から将来の車両の走行状態を予測した発電計画を行なっているために、電池の充電量を保持しつつ内燃機関を効率よく駆動し燃料消費量を低減することを図ることができる。
【０００７】
また、請求項２に記載の第２の発明は、駆動力を発生する内燃機関と、該内燃機関に機械的に連結された第１の電動機と、前記内燃機関に連結された断続機と、該断続機を介して前記内燃機関に連結される第２の電動機と、該第２の電動機に電力を供給する電池と、前記第２の電動機の出力を駆動輪に伝達する動力伝達装置を有するハイブリッド車両の制御装置において、第１の地点から第２の地点までの最適な走行経路を算出する経路算出手段と、該経路算出手段により算出された走行経路に関する道路の環境情報を検出する情報検出手段と、該情報検出手段が検出した道路の環境情報に基づいて走行経路を走行した場合に走行に必要な駆動力を算出し、前記内燃機関と前記電動機の各々が発生すべき駆動力を演算する駆動力演算手段と、前記内燃機関の動作点特性を記憶した記憶手段と、前記駆動力演算手段により演算された前記内燃機関が発生すべき駆動力と、前記記憶手段に記憶した前記内燃機関の特性に基づいて前記走行経路の走行中における前記内燃機関の燃料消費率を演算する燃料消費率演算手段と、電池の充電残量を検出する電池残量検出手段と、前記駆動力演算手段の演算結果から前記第２の電動機が消費する電力量を推定し、推定した消費電力量と検出した充電残量から必要な発電量を演算する発電量演算手段と、前記燃料消費率演算手段が演算した前記内燃機関の燃料消費率と、前記発電量演算手段が演算した必要発電量に基づいて、燃料消費率の低い場合に発電を行なうことにより燃料消費量が最小となるような前記第１の電動機による発電計画を作成する発電計画手段とを備えることを特徴とする。
【０００８】
上記のハイブリッド車両の制御装置によれば、走行経路に関する道路の環境情報から将来の車両の走行状態を予測した発電計画を行なっているために、電池の充電量を保持しつつ内燃機関を効率よく駆動し燃料消費量を低減することを図ることができる。
【０００９】
また、請求項３に記載の第３の発明は、第１および第２の発明によるハイブリッド車両の制御装置において、自車両の位置を検出する自車位置検出手段と、自車両の走行速度を検出する車速検出手段とを有し、検出した自車位置と自車速および前記発電計画手段による発電計画に基づいて発電を行なうことを特徴とする。
【００１０】
上記のハイブリッド車両の制御装置によれば、自車位置と自車の走行状態に基づいて発電計画に沿った発電を行なうことにより、内燃機関を効率よく駆動して燃料消費量を低減することができる。
【００１１】
また、請求項４に記載の第４の発明は、第１および第２の発明によるハイブリッド車両の制御装置において、前記経路算出手段により算出された走行経路を所定の基準で分割し、当該走行経路の分割区間を設定する分割区間決定手段を有し、前記発電計画手段は、前記分割区間の中で燃料消費量が最小となるような発電計画を行なうことを特徴とする。
【００１２】
上記のハイブリッド車両の制御装置によれば、走行経路を所定の基準で分割して発電計画を行なうことにより、特に走行経路が長距離の場合には発電計画を簡易に行なうことができる。
【００１３】
また、請求項５に記載の第５の発明は、第１および第２の発明によるハイブリッド車両の制御装置において、前記発電計画手段は、算出された走行経路の中で燃料消費率が悪い地点を検出する燃料消費率悪化地点検出手段と、検出した地点における前記内燃機関の作動点と燃料消費率が最良となる前記内燃機関の作動点から検出した地点における発電電力量を決定する電力決定手段とを有することを特徴とする。
【００１４】
上記のハイブリッド車両の制御装置によれば、走行経路を所定の基準で分割して発電計画を行なうことにより発電計画を簡単なロジックで精度よく行なうことができる。
【００１５】
また、請求項６に記載の第６の発明は、第１および第２の発明によるハイブリッド車両の制御装置において、前記駆動力演算手段は、前記走行経路の制限速度・渋滞の有無などの交通の流れ・道路勾配の何れかに基づいて、前記走行経路を走行した場合に走行に必要な駆動力を算出することを特徴とする。
【００１６】
上記のハイブリッド車両の制御装置によれば、制限速度・渋滞の有無などの交通の流れ・道路勾配を用いて発電計画を行なうことにより発電計画を精度よく行なうことができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明によるハイブリッド車両の制御装置の実施の形態を添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明によるハイブリッド車両の制御装置の一実施の形態を示す構成図である。
【００１８】
まず、構成を説明する。図において、太い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し、２重線は油圧系統を示す。
【００１９】
この車両のパワートレインは、モータ１、エンジン２、クラッチ３、モータ４、無断変速機５、減速装置６、差動装置７、および、駆動輪８から構成される。モータ１の出力軸、エンジン２の出力軸およびクラッチ３の入力軸は互いに連結されており、また、クラッチ３の出力軸、モータ４の出力軸および無断変速機５の入力軸は互いに連結されている。
【００２０】
クラッチ３締結時は、エンジン２とモータ４が車両の推進源となり、クラッチ３開放時は、モータ４のみが車両の推進源となる。エンジン２および／またはモータ４の駆動力は、無断変速機５、減速装置６および差動装置７を介して駆動輪８へ伝達される。無断変速機５には油圧装置９から圧油が供給され、ベルトのクランプと潤滑がなされる。油圧装置９のオールポンプ（不図示）はモータ１０により駆動される。
【００２１】
モータ１，４，１０は三相同期電動機または三相誘導電動機などの交流器であり、モータ１は主としてエンジン２の始動とクラッチ３開放時の発電に用いられ、モータ４は主として車両の推進と制動とクラッチ３締結時の発電に用いられる。なお、モータ１，４，１０は直流電動機でもよく、モータ１をクラッチ３締結時の車両の推進と制動に用いても良いし、モータ１をクラッチ３締結時の発電に用いてもよい。
【００２２】
クラッチ３はパウダークラッチであり、伝達トルクを励磁電流で調整することができる。無断変速機５はベルト式としているが、トロイダル式などでも良い。
【００２３】
モータ１，４，１０はそれぞれインバータ１１，１２，１３により駆動される。インバータ１１，１２，１３は共通のＤＣリンク１４を介してメインバッテリ１５に接続されており、メインバッテリ１５の直流充電電力を交流電力に変換してモータ１，４，１０へ供給すると共に、モータ１，４の交流発電電力を直流電力に変換してメインバッテリ１５に充電する。メインバッテリ１５は、リチウム・イオン電池、ニッケル・水素電池、鉛電池などの各種電池や、電機二重層キャパシタなどを用いることができる。
【００２４】
道路環境情報検出手段１７は、例えば、ナビゲーションシステムを用いれば、衛星からの信号を受信して、地球上の絶対位置を検出し、記憶手段に記憶されている地図を参照し、ドライバが目的地を入力すると、現在位置からの経路を算出し、その経路に沿った道路曲率半径、勾配、交差点、制限速度等の道路環境情報を検出、コントローラ１６に供給する。
【００２５】
コントローラ１６は、マイクロコンピュータとその周辺部品や各アクチュエータなどを備え、エンジン２の回転速度や出力トルク、クラッチ３の締結／開放、モータ１，４，１０の回転速度や出力トルク、無断変速機５の変速比などを制御すると共に、道路環境情報検出手段１７から得られた道路環境情報に基づき、バッテリ充電制御を行なっている。
【００２６】
コントローラ１６には、図２に示すような、キースイッチ２０、セレクトレバースイッチ２１、アクセル開度センサ２２、ブレーキスイッチ２３、車速センサ２４、バッテリ温度センサ２５、バッテリＳＯＣセンサ２６、エンジン回転数センサ２７、スロットル開度センサ２８が接続される。
【００２７】
キースイッチ２０は、車両のキーがＯＮ位置またはＳＴＡＲＴ位置に設定されると閉路する（以下、スイッチの閉路をＯＮ、開路をＯＦＦと呼ぶ）。セレクトレバースイッチ２１は、パーキングＰ、ニュートラルＮ、リバースＲ、ドライブＤを切り替える。セレクトレバー（不図示）の設定位置に応じて、Ｐ，Ｎ，Ｒ，ＤのいずれかのスイッチがＯＮする。
【００２８】
アクセル開度センサ２２は、アクセルペダルの踏み込み量（アクセルペダル踏み込み量検出値）Θを検出し、ブレーキスイッチ２３はブレーキペダルの踏み込み状態（このときブレーキスイッチ２３はＯＮ）を検出する。車速センサ２４は車両の走行速度ｖｓｐを検出し、バッテリ温度センサ２５はメインバッテリ１５の温度Ｔｂａｔを検出する。また、バッテリＳＯＣセンサ２６は、メインバッテリ１５の充電状態ＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ  Ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ）を検出する。さらに、エンジン回転数センサ２７は、エンジン２の回転速度Ｎｅを検出し、スロットル開度センサ２８はエンジン２のスロットルバルブ開度Θｔｈを検出する。
【００２９】
コントローラ１６には、また、エンジン２の燃料噴射装置３０、点火装置３１、バルブタイミング調整装置３２、モータ駆動スロットルバルブ装置４０などが接続される。コントローラ１６は、燃料噴射装置３０を制御してエンジン２への燃料の供給と停止および燃料噴射量を調整すると共に、点火装置３１を制御してエンジン２の点火を行ない、バルブタイミング調整装置３２を制御してエンジン２の吸気バルブの閉時期を調節する。コントローラ１６は、エンジン２が所望のトルクを発生するようにモータ駆動スロットルバルブ調整装置４０も制御し、インバータ１１，１２，１３を調整することによってモータ１，４，１０のトルク制御あるいは回転数制御を実現する。なお、コントローラ１６には低圧の補助バッテリ３３から電源が供給される。
【００３０】
さらに、コントローラ１６にはナビゲーションシステム１７が接続されている。ナビゲーションシステム１７は、例えば、ＧＰＳ衛星からの信号を受信するためのアンテナ５０と、受信信号から緯度・経度で示された車両の絶対位置を算出する絶対位置演算手段５１と、道路地図が記録されている地図情報記憶手段５２と、選られた絶対位置情報と位置情報の変化の仕方等から、車両が走行している道路を決定し、車両位置を補正するマップマッチング手段５３と、これから運転者が行こうとしている地点を入力する目標地点入力手段５４と、マップマッチング手段５３から得られた現在地点から目標地点入力手段５４から得られた目標地点までの最適な経路を導き出す誘導経路算出手段５５と、導き出された経路が所定値以上の距離がある場合には、その経路に沿った地図情報から経路を所定の基準で分割する分割区間決定手段５６と、得られた分割区間（なお、経路の距離が所定値未満の場合は、全経路を分割区間とする）の、道路曲率半径、道路勾配、交差点・トンネル・踏み切り等の有無、制限速度等の規制情報、市街地・山岳路等の地域情報を検出する道路環境抽出手段５７と、分割区間、および、次の分割区間における道路環境情報から定まる区間最終地点において実現しなければならない充電量を決める目標ＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ  Ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ）決定手段５８と、から構成されている。
【００３１】
経路を分割する基準の設定には様々な方法があり、一定の距離を基準としても良く、また、交差点や高速道路のインターチェンジなど特定の地点が検出されたことを基準としても良い。
【００３２】
コントローラ１６内の発電計画生成手段６０は、分割区間決定手段５６と道路環境抽出手段５７により得られた分割区間内の道路情報から、その分割区間内を走行する車速と、その時々で必要となる制駆動力や変速比を予測する分割区間内車両状態予測手段７０と、予測された車両状態から、図４に示すような予め記憶されているエンジン燃料消費率特性マップを用いて、分割区間内での燃料消費率の変化の様子を求める燃料消費率データ列算出手段７１と、分割区間最終地点において実現しなければならない充電量を求める目標ＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ  Ｏｆ
Ｃｈａｒｇｅ）決定手段７２と、分割区間内で全く発電しなかった場合のＳＯＣと前記目標ＳＯＣからこの分割区間において発電しなければならない電力を算出する分割区間発電量算出手段７３と、燃料消費率データ列算出手段７１から選られた燃料消費率データ列と分割区間発電量算出手段７３から得られた区間発電量に基づいて、分割区間内での燃料消費量が最も小さくなるように、発電を行なう地点とそこでの発電量を決定する発電計画作成手段７４と、得られた発電計画とナビゲーションシステム１７からの現在地情報に基づいて発電司令を出力する発電司令出力手段７５と、から構成されている。
【００３３】
次に、発電計画の立て方の基本的な考え方を、図３を用いて説明する。
図３は、分割区間決定手段５６により決定された誘導経路間のある一分割区間における、道路勾配（１）、走行車速（２）、必要駆動力（３）、燃料消費率予測値（４）、発電しない場合のＳＯＣ予測値（５）、発電量（６）、発電した場合のＳＯＣ予測値（７）の様子を、横軸を現在地からの距離として示したものである。
【００３４】
道路勾配（１）のグラフは、出発地点であるＡ地点からＣ地点までは平坦路、Ｃ地点からＤ地点までは登坂路、Ｄ地点からＥ地点までは降坂路、Ｅ地点から目的地であるＨ地点までは平坦路であることを示しており、これらは、ナビゲーション手段から得られたものである。
【００３５】
走行車速（２）のグラフは、Ａ地点からＢ地点までは加速区間であり、ある速度まで車速が上昇する様子を示している。Ｂ地点からＥ地点までは一定速度で走行しており、この値は地図情報から得られる制限速度値や、インフラ設備から得られる交通流の速度で与えたり、過去に通過したことがあるならば、その速度を与えたりすることで決まったものである。Ｅ地点からＦ地点までは走行車速の変化に伴う加速を行なっている。Ｆ地点からＧ地点までは定常走行であり、その後Ｈ地点で停止するよう、減速している。
【００３６】
必要駆動力（３）のグラフでは、各区間での走行に必要な駆動力を示している。ＡＢ間とＥＦ間は加速のため大きな駆動力が必要になっていると同時に、エンジンの応答遅れを補うためモータによるアシストが成されていることを示している。ＢＣ間、ＦＧ間は平坦路での定常走行であるため、必要駆動力は比較的小さめであり、エンジン駆動だけで走行する。車速がより低いＢＣ間の方が必要駆動力がより小さな値になっている。ＣＤ間は定常走行であるが登坂路を走行しているため、必要駆動力は比較的大きな値となっており、定常的にモータアシストを行なっている。ＤＥ間、ＧＨ間は降坂路、および、減速のため駆動は必要ない。（逆に回生を行ない、マイナスの駆動力を発生（不図示）している。）
【００３７】
（４）のグラフは燃料消費率予測値で、これはエンジンが単位仕事量を生み出すのに必要な燃料の質量で表され、値が大きいほど効率が悪いことを示している。低速、低負荷領域が燃料消費率が悪く、ＢＣ間が最悪であり、ＦＧ間が２番目に悪い。
【００３８】
ＳＯＣ（５）のグラフは、目的地における目標ＳＯＣと、その区間において全く発電しなかった場合のＳＯＣの変化の様子を示している。モータアシストを行なっているＡＢ間、ＣＤ間、ＥＦ間でＳＯＣが減少し、回生しているＤＥ間、ＧＨ間ではＳＯＣが増加している。そして、Ｈ地点でのＳＯＣ値と目標ＳＯＣから、この区間において不足するＳＯＣがわかり、不足分を補うためにその区間で必要な発電量を求めることができる。（ここでは、日常的に消費する電力は考慮していない。）
【００３９】
発電量（６）とＳＯＣ（７）のグラフは、計画された発電量と、計画どおりに発電した場合のＳＯＣの変化の様子を求めたものである。発電の計画は、まず、区間の中で燃料消費率予測値が最悪の場所を探すところから始まる。この場合はＢＣ間を走行する際が最も燃料消費率が悪いので、まず、ここで発電することになる。次に、発電量を決めるわけであるが、発電量は、例えば、単位時間あたりの発電量の積み上げで決定し、その値はモータが発電可能な最大値で制限されることになる。すなわち、必要発電量がその値よりも大きく、それだけの発電を行なってもエンジン動作点が最良燃費点に到達しなければ（エンジンの動作点は基本的に最良燃費線上を動く）、そこでの発電はモータが発電可能な最大値になる。ＢＣ間での発電はこれに相当する。また、モータが発電可能な最大値を発電した場合に最良燃費点を通り越してしまい、反って燃料消費率が悪化するような場合には、発電量は動作点が最良消費点になる量だけ発電する。また、必要発電量がモータ発電可能最大値よりも小さく、最良燃費点を通り越すこともなければ、発電量は必要発電量となる。ＦＧ間での発電はこれに相当する。
【００４０】
エンジン動力（８）のグラフは、発電分を加えたエンジンが発生する動力を示している。
【００４１】
燃料消費率（９）のグラフは、エンジンで発電することに伴い、その動作点が変化した結果、燃料消費率が改善された様子を示している。
【００４２】
ここで、図３において、現在地に近いところから順番に発電した場合のＳＯＣの変化の再計算を行なっている理由は（この例は該当しないが）、例えば、バッテリの性能上の都合でＳＯＣが所定値よりも小さくてはならない等の制約条件があり、その条件を満たせない場合には所定値以下になる前に、たとえ効率的には有利な条件ではなくても発電しなければならないことがあり、その判定が必要だからである。
【００４３】
図５〜８のフローチャートは、本発明の一実施の形態の制御のフローである。本形態をもって、請求項２の適用例および動作を説明する。本実施の形態においては、４つの大きなサブルーチンから構成されている。
【００４４】
一つ目は、分割区間を求めるルーチンである。目的地点入力手段５４により行き先を入力されると、ナビゲーションシステム１７は、その直後に、地図情報記憶手段５２が有する道路情報等から誘導経路算出手段５５により誘導経路を算出すると同時に、分割区間決定手段５６により交差点情報、道路種別情報、道路勾配情報等を利用して誘導経路を分割する。
【００４５】
二つ目は、分割区間内での車速、燃料消費率を予測するルーチンである。コントローラ１６は、ナビゲーションシステム１７から与えられる分割区間の道路情報から、その区間を走行する際の車速、必要制駆動力、燃料消費率を予測する。
【００４６】
三つ目は、分割区間内での燃料消費率データ列と目標ＳＯＣ等から、次の分割区間の発電計画を生成するルーチンである。
【００４７】
四つ目は、コントローラ１６は、所定時間間隔で、モータ１（以下、モータＡ）、モータ４（以下、モータＢ）、エンジン２、無断変速機（ＣＶＴ）５への制御を行ない、車両の走行とバッテリへの充電の制御を実行するルーチンである。
【００４８】
ステップＳ１０では、ナビゲーションシステムが、現在位置と、運転者が入力した目的地から、目的地に到達するまでの経路を算出する。
【００４９】
ステップＳ２０では、算出された経路を適当な数の区間に分割する。分割する基準は、例えば、交差点、道路勾配が変化する所（平地←→上り、平地←→下り、下り←→上り）、制限速度が変化する、ＶＩＣＳ等のインフラ設備からの道路情報に基づいた、渋滞最後尾、渋滞最前列、工事区間開始地点等、交通の流れや、駆動負荷が大きく変化する地点が考えられる。
【００５０】
ステップＳ３０では、上記分割区間の終了地点毎に、その地点でのあるべきＳＯＣを決定する。これは、例えば、次の区間が滞りなく走行できる平地であればＳＯＣ目標値を中間的な値（最大でも最小でもない）にしたり、次の区間が平地や下りから上り勾配に変化したり、通常走行から渋滞走行に変化する場合にはＳＯＣを大きめにしたり、次の区間が上りや平地から下りに変化したり、渋滞から抜け出すのであれば、ＳＯＣを小さめにする。
【００５１】
以上のサブルーチンは、目的地が設定されたときに実行される。
【００５２】
以下のルーチンは、次の分割区間が近づく毎に実行される車両状態予測ルーチンと、発電計画生成ルーチンである。
【００５３】
ステップＳ１００では、発電計画生成フラグがクリアされているか否かを調べる。クリアされていれば、次の分割区間の発電計画が立てられていないことになり、ステップＳ１１０へと進む。
【００５４】
ステップＳ１１０では、現在の分割区間が終わりに近づいているか否かを判断する。終わりが近づいていれば、次の区間の発電計画を立てるためにステップＳ１２０へと進む。
【００５５】
ステップＳ１２０では、次の区間の定常状態における車速を決定する。これは、その区間の制限速度や、インフラからの交通流や、過去の実績値から定める。
【００５６】
ステップＳ１３０では、その区間の車速の予測値を決める。例えば、ほぼ直線で、道路状況も現在の区間とほぼ同じならば、ステップＳ１２０で決められた車速で走行するとする。また、交差点で曲がるのであれば、例えば０．２Ｇの減速度で車速がゼロになる、あるいは、交差点で曲がってから０．２Ｇの加速度で定常値まで加速すると仮定して車速データ列とする。カーブへの進入や脱出も、曲率に応じた車速を設定し、そこまで一定の減速度で減速し、一定の加速度で加速すると考えて車速データを生成する。
【００５７】
次に、この車速データ列等をベースに、必要な制駆動力、変速比、エンジン動作点のデータ列を求める。
【００５８】
ステップＳ１４０では、分割区間の最初の地点の車速を読み込む。
【００５９】
ステップＳ１５０では、車速の変化量から、その地点における車両加速度を算出する。
【００６０】
ステップＳ１６０では、ナビゲーションシステムから、その地点における道路勾配を読み込む。
【００６１】
ステップＳ１７０では、予め与えられている車両緒元と車速、道路勾配から得られる走行抵抗と加速度から、必要な駆動力を算出する。
【００６２】
ステップＳ１８０では、必要駆動力と車速から、変速比、エンジン回転速度を求め、エンジン動作点を算出する。
【００６３】
ステップＳ１９０では、求めたエンジン動作点から、予め求められているエンジン燃料消費率特性マップを使って、その動作点での燃料消費率を求める。
【００６４】
ステップＳ２００では、動作点を予測している地点が、分割区間の終了地点かを判断する。終了地点でなければ、所定時間、あるいは、所定距離進んだ次の地点の動作点を求めるためにステップＳ１４０に戻る。終了地点に達していれば、このサブルーチンから抜け出す。
【００６５】
ステップＳ３００では、現在走行中の分割区間の終着地点における目標ＳＯＣ１を読み込む。
【００６６】
ステップＳ３１０では、次の分割区間で、全くエンジンを用いた発電を行なわなかった場合の、次の分割区間最終地点でのＳＯＣを求める。この際には、車両がエンジン走行するのに必要な電力や、夜間であれば、前照灯により消費される電力などが考慮されて計算される。
【００６７】
ステップＳ３２０では、次の分割区間最終地点における目標ＳＯＣ２を読み込む。
【００６８】
ステップＳ３３０では、次の分割区間における計画された発電量の合計値（ｋＷｈ）を初期化（ゼロに）する。また、分割区間内の各地点における発電電力の司令値列を初期化（ゼロに）する。
【００６９】
ステップＳ３４０では、目標ＳＯＣ１と目標ＳＯＣ２から、バッテリの充電係数等を考慮して、次の分割区間で発電しなければならない区間発電量（ｋＷｈ）を算出する。
【００７０】
ステップＳ３５０では、分割区間の燃料消費率データ列の中で最悪の燃料消費率となる地点を含む地点ｘを検出する。
【００７１】
ステップＳ３６０では、地点ｘを含む所定時間の間（例えば、前後１０秒の区間）で発電を行なう際の発電量（ｋＷ）を決定する。電力（ｋＷ）の具体的な決定方法は以下の通りである。
【００７２】
（１）発電機が発生可能な最大電力（ｋＷ）をエンジンの発生出力に上乗せしてもエンジンの動作点が最良燃費点に達せず、また、そのときの所定時間内の発電量（ｋＷｈ）がステップＳ３４０で求めた区間発電量（ｋＷｈ）よりも小さければ、所定時間内における電力（ｋＷ）は最大電力（ｋＷ）とする。
【００７３】
（２）上記（１）において、そのときの所定時間内の発電量（ｋＷｈ）がステップＳ３４０で求めた区間発電量（ｋＷｈ）よりも大きければ、区間発電量（ｋＷｈ）を所定時間で割って、所定時間内における電力（ｋＷ）とする。
【００７４】
（３）発電機が発生可能な最大電力（ｋＷ）をエンジンの発生電力に上乗せするとエンジンの動作点が最良燃費点を超えてしまう場合には、電力（ｋＷ）は上乗せするとちょうど最良燃費点になるような値とする。
【００７５】
ステップＳ３７０では、発電電力司令値列を、ステップＳ３６０の結果に基づいて書き換える。
【００７６】
ステップＳ３８０では、ステップＳ３６０で決まった電力を発生させるためにエンジンの発生出力が変更されるので、それに伴った新たな動作点を算出し、その結果に基づいて燃料消費率データ列を書き換える。
【００７７】
ステップＳ３９０では、分割区間における、これまでの発電計画により発電することになった電力の合計値を算出する。
【００７８】
ステップＳ４００では、区間発電量からステップＳ３９０で求めた合計値を引き、その値を新たな区間発電量と置き換えると共に、その値がゼロに達したか（計画された発電量が区間発電量に達したか？）を判定する。達していなければ、さらに発電が必要となるので、ステップＳ３５０に戻る。達していれば次のステップへ進む。
【００７９】
ステップＳ４１０では、発電計画生成が終了したことを示すフラグをセットする。
【００８０】
次は、発電計画に基づいて、エンジン、モータ等を制御するルーチンである。
【００８１】
ステップＳ５００では、発電計画生成済フラグがセットされているか調べる。セットされていれば次のステップへ進み、セットされていなければサブルーチンを抜ける。
【００８２】
ステップＳ５１０では、現分割区間の終着地点に到達したかを判定する。到着していればステップＳ５２０へと進み、到着していなければサブルーチンを抜ける。
【００８３】
ステップＳ５２０では、次の分割区間に入るので、さらに、その次の分割区間における発電計画は生成されていないことになるので、発電計画生成済フラグをクリアする。
【００８４】
ステップＳ５３０では、これから走行する分割区間の発電計画を読み込む。
【００８５】
ステップＳ５４０では、ナビゲーションシステム１７からの現在地座標を読み込む。
【００８６】
ステップＳ５５０では、現在地座標に対応した発電する電力を、前のサブルーチンにより生成された発電計画から読み込む。
【００８７】
ステップＳ５６０では、スロットル開度等から決まる駆動に必要な分の仕事率を求める。
【００８８】
ステップＳ５７０では、発電電力と駆動に必要な仕事率から、エンジンが実際に運転される動作点を求める。
【００８９】
ステップＳ５８０では、ステップＳ５５０〜Ｓ５７０の結果に基づいて、エンジン、モータ、クラッチ、変速機等を制御する。
【００９０】
ステップＳ５９０では、現在の分割区間の終了地点に到達したか判定し、到達していなければステップＳ５４０へ戻り、到達していればサブルーチンを抜ける。
【００９１】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明では、将来の車両の走行状態を予測し、その予測結果を用いて最も大きく燃料消費率を改善する地点で発電するように発電計画を作成する構成としたので、予め定められた走行経路沿いに走行する限り、燃料消費量を最小化することが可能である。
【００９２】
また、計画を立てる際に、予め定められたＳＯＣ最低値を下回らないように発電計画を作成する構成としたので、過放電によるバッテリの劣化を防止しつつ、燃料消費量を最小化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるハイブリッド車両の制御装置の一実施の形態を示す構成図である。
【図２】本実施の形態のコントローラ構成図である。
【図３】本発明における発電計画の概念を示す図である。
【図４】発電によるエンジン動作点の変化の考え方を示す図である。
【図５】請求項２の適用例を示すフローチャート図である。
【図６】請求項２の適用例を示すフローチャート図である。
【図７】請求項２の適用例を示すフローチャート図である。
【図８】請求項２の適用例を示すフローチャート図である。
【符号の説明】
１    モータＡ
２    エンジン
３    クラッチ
４    モータ
５    無断変速機
６    減速装置
７    差動装置
８    駆動輪
９    油圧装置
１０    モータＣ
１１，１２，１３    インバータ
１４    ＤＣリンク
１５    バッテリ
１６    車両コントローラ
１７    道路環境情報検出手段（ナビゲーションシステム）
２０    キースイッチ
２１    セレクトレバースイッチ
２２    アクセル開度センサ
２３    ブレーキスイッチ
２４    車速センサ
２５    バッテリ温度センサ
２６    バッテリＳＯＣセンサ
２７    エンジン回転数センサ
２８    スロットル開度センサ
３０    燃料噴射装置
３１    点火装置
３２    バルブタイミング調整装置
３３    補助バッテリ
４０    モータ駆動スロットルバルブ調整装置
５０    衛星信号受信アンテナ
５１    絶対位置演算手段
５２    地図情報記憶手段
５３    マップマッチング手段
５４    目標地点入力手段
５５    誘導経路算出手段
５６    分割区間決定手段
５７    道路環境抽出手段
５８    目標ＳＯＣ決定手段
６０    発電計画生成手段
７０    分割区間内車両状態予測手段
７１    燃料消費率データ列算出手段
７２    目標ＳＯＣ決定手段
７３    分割区間発電量算出手段
７４    発電計画作成手段
７５    発電司令出力手段
【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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