(57)【要約】【課題】蓄電装置の蓄電残量を車両の走行環境に応じて適切に調整することができる車両の制御装置を提供する。【解決手段】車両の制御装置は、回生制動が予測される回生予測区間が、車両の進行方向前方であって、車両の位置から規定移動量以内にあるか否かを判断する。また、車両の制御装置は、空気密度に関係する変数である空気密度判断値と閾値とを比較し、空気密度判断値に基づき判断される空気密度が相対的に高い場合には、蓄電残量の目標値を、規定移動量内に回生予測区間がない場合に設定される蓄電残量の標準目標値よりも低い補正目標値として、当該補正目標値に基づき内燃機関及びモータを制御し、空気密度判断値と閾値とを比較し、空気密度判断値に基づき判断される空気密度が相対的に低い場合には、蓄電残量の目標値を補正目標値に設定することの禁止、及び補正目標値に基づく内燃機関及びモータの制御の禁止のうち少なくとも一方を行う。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関及び電力回生が可能なモータを駆動源として備えるとともに、モータの動力源であって回生電力による充電が可能な蓄電装置を備える車両の制御を行う車両の制御装置において、
回生制動が予測される回生予測区間が、車両の進行方向前方であって、車両の位置から規定移動量以内にあるか否かを判断する回生予測区間判断部を備え、
空気密度に関係する変数である空気密度判断値と閾値とを比較し、前記空気密度判断値に基づき判断される空気密度が相対的に高く、且つ車両の位置から規定移動量以内に前記回生予測区間がある場合には、前記蓄電装置の蓄電残量の目標値を、前記規定移動量以内に回生予測区間がない場合に設定される蓄電残量の標準目標値よりも低い補正目標値として、当該補正目標値に基づき前記内燃機関及び前記モータを制御し、
前記空気密度判断値と閾値とを比較し、前記空気密度判断値に基づき判断される空気密度が相対的に低く、且つ車両の位置から規定移動量以内に前記回生予測区間がある場合には、蓄電残量の目標値を前記補正目標値に設定することの禁止、及び前記補正目標値に基づく前記内燃機関及び前記モータの制御の禁止のうち少なくとも一方を行う
ことを特徴とする車両の制御装置。
【請求項２】
車両の位置から前記規定移動量以内に回生予測区間があり、且つ、前記空気密度判断値から判断される空気密度が相対的に低い場合には、蓄電残量の目標値を、前記標準目標値よりも小さくて且つ前記補正目標値よりも大きい値に設定し、当該目標値に基づき前記内燃機関及び前記モータを制御する
請求項１に記載の車両の制御装置。
【請求項３】
前記空気密度判断値に基づき判断される空気密度が低くなるに伴い、前記目標値を、前記標準目標値と前記補正目標値との間で大きくなる方向に変化させる
請求項２に記載の車両の制御装置。
【請求項４】
気温、及び気圧の少なくとも一つを含む物理量に基づいて、前記空気密度判断値を算出する
請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両の制御装置。
【請求項５】
前記車両が前記回生予測区間に到達した際、蓄電残量の目標値を、前記標準目標値とする
請求項１〜４のいずれか１項に記載の車両の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関とモータとを駆動源として併用する車両の制御を行う車両の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関とモータとを駆動源として併用するハイブリッド車両では、減速時等に、モータを発電機として機能させて蓄電装置を充電する回生制動を行う。
最近、このハイブリッド車両に関して、走行環境に関する情報を用いて蓄電装置の蓄電残量を計画的に調整することが提案されている。例えば、特許文献１に記載された車両制御装置は、車両の進行方向前方において回生制動が予測され、しかも加速を行う可能性が低いと判断された際に、蓄電残量を示すＳＯＣ（State Of Charge）の目標値を低く設定する。このように目標値を低くすることにより、回生制動が行われる前には蓄電残量を予め減少させ、回生制動が実行された際には蓄電残量を増加させて、車両のエネルギー効率の向上を図ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１４７５５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、例えば山間地等の高地をハイブリッド車両が走行する場合、その走行環境の空気密度が低いため、内燃機関の出力が低下しやすく、蓄電装置のＳＯＣが上記制御装置の予測通りに変化しないことがある。従って、上記車両制御装置による制御自体が必ずしも有効であるとは限らない。
【０００５】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、蓄電装置の蓄電残量を車両の走行環境に応じて適切に調整することができる車両の制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
上記課題を解決する車両の制御装置は、内燃機関及び電力回生が可能なモータを駆動源として備えるとともに、モータの動力源であって回生電力による充電が可能な蓄電装置を備える車両の制御を行う車両の制御装置において、回生制動が予測される回生予測区間が、車両の進行方向前方であって、車両の位置から規定移動量以内にあるか否かを判断する回生予測区間判断部を備え、空気密度に関係する変数である空気密度判断値と閾値とを比較し、前記空気密度判断値に基づき判断される空気密度が相対的に高く、且つ車両の位置から規定移動量内に前記回生予測区間がある場合には、前記蓄電装置の蓄電残量の目標値を、前記規定移動量内に回生予測区間がない場合に設定される蓄電残量の標準目標値よりも低い補正目標値として、当該補正目標値に基づき前記内燃機関及び前記モータを制御し、前記空気密度判断値と閾値とを比較し、前記空気密度判断値に基づき判断される空気密度が相対的に低く、且つ車両の位置から規定移動量内に前記回生予測区間がある場合には、蓄電残量の目標値を前記補正目標値に設定することの禁止、及び前記補正目標値に基づく前記内燃機関及び前記モータの制御の禁止のうち少なくとも一方を行うことを要旨とする。
【０００７】
通常の走行環境では、車両の制御では、回生予測区間の手前で電力消費量を高める制御を行う。一方、空気密度が低い走行環境では、内燃機関の出力を補うためにモータの出力が高められるか、モータの発電に利用される内燃機関の動力が不足すること等により、蓄電残量が、許容される蓄電残量の範囲よりも低下する可能性がある。そこで、上記構成では、車両から規定移動量以内に回生予測区間があるとき、空気密度判断値に基づき判断される空気密度が相対的に低い場合には、蓄電残量の目標値を、回生予測区間の手前で電力消費量を高めるための補正目標値に設定することの禁止、及び補正目標値に基づく内燃機関及びモータの制御の禁止の少なくとも一方を行うようにした。これにより、蓄電残量が、許容される蓄電残量の範囲を下回ることが抑制されるので、蓄電残量を車両の走行環境に応じて適切に調整することができる。
【０００８】
上記車両の制御装置について、車両の位置から前記規定移動量以内に回生予測区間があり、且つ、前記空気密度判断値から判断される空気密度が相対的に低い場合には、蓄電残量の目標値を、前記標準目標値よりも小さくて且つ前記補正目標値よりも大きい値に設定し、当該目標値に基づき前記内燃機関及び前記モータを制御することが好ましい。
【０００９】
上記構成によれば、空気密度判断値に基づき判断される空気密度が相対的に低い場合であっても、車両の位置から規定移動量以内に回生予測区間があるときには、蓄電残量の目標値を低下させる。その際、目標値を、回生予測区間があり且つ空気密度が相対的に高い場合に設定される補正目標値よりも高い値とする。このため、回生予測区間の手前で電力を消費することによって燃費を向上しながらも、許容される蓄電残量の範囲を下回ることが抑制される。
【００１０】
上記車両の制御装置について、前記空気密度判断値に基づき判断される空気密度が低くなるに伴い、前記目標値を、前記標準目標値と前記補正目標値との間で大きくなる方向に変化させることが好ましい。
【００１１】
上記構成によれば、空気密度に応じて目標値が変化するので、走行環境の変化に対応させながら、蓄電残量が許容される蓄電残量の範囲を下回ることを抑制することができる。
上記車両の制御装置について、気温、及び気圧の少なくとも一つを含む物理量に基づいて、前記空気密度判断値を算出することが好ましい。
【００１２】
上記構成によれば、空気密度の変動要因となる物理量を空気密度判断値の算出に用いるので、空気密度判断値の精度が高められる。このため、蓄電残量の目標値を適切に設定することができる。
【００１３】
上記車両の制御装置について、前記車両が前記回生予測区間に到達した際、蓄電残量の目標値を、前記標準目標値とすることが好ましい。
上記構成によれば、車両が回生予測区間に到達した際、回生予測区間の手前で目標値を変更していない場合には、その目標値が維持される。また、回生予測区間の手前で設定された補正目標値は、標準目標値に戻される。このため、回生制動により発生したエネルギーが熱に変換されることによって損失されることを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】車両の制御装置の第１実施形態について、同制御装置を搭載する車両の概略構成を示すブロック図。
【図２】回生制動が予測される区間と、回生制動の予備のための区間とを模式的に説明する図。
【図３】従来において設定されていたＳＯＣの目標値と、ＳＯＣの変化の一例とを説明するグラフ。
【図４】第１実施形態におけるＳＯＣの目標値とＳＯＣの変化の一例とを説明するグラフ。
【図５】第１実施形態における回生予測区間に対する蓄電残量の調整の手順を示すフローチャート。
【図６】第２実施形態におけるＳＯＣの目標値とＳＯＣの変化の一例とを説明するグラフ。
【図７】第２実施形態における回生予測区間に対する蓄電残量の調整の手順を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
（第１実施形態）
以下、車両の制御装置を具体化した第１実施形態を説明する。本実施形態では、車両を、内燃機関の動力及び回生制動により蓄電装置を充電可能なハイブリッド車両として説明する。
【００１６】
図１に示すように、車両は、内燃機関１１及びモータ１２を駆動源として有する。内燃機関１１は、動力分割機構１３及び減速機構１４を介して、駆動輪１５と機械的に連結されている。モータ１２は、動力源である蓄電装置１６から、インバータ部や昇圧コンバータ部等を含むＰＣＵ（Power Control Unit）１７を介して、電力を供給される。蓄電装置１６は、充電可能な二次電池である。また、モータ１２は、減速機構１４を介して駆動輪１５と機械的に連結されている。このモータ１２は、駆動輪１５から伝達された動力により発電する回生制動が可能である。
【００１７】
また、内燃機関１１は、動力分割機構１３を介して、内燃機関１１の動力の一部を電力に変換する発電機１８に連結されている。発電機１８が発電した電力は、ＰＣＵ１７を介して蓄電装置１６に供給することが可能である。
【００１８】
車両の制御装置は、ハイブリッド制御装置２０、及び回生予測区間判断部としてのナビ制御装置４０を備える。ハイブリッド制御装置２０及びナビ制御装置４０は、車載ネットワークＮＷを介して電気的に接続されている。また、ハイブリッド制御装置２０は、車載ネットワークＮＷ等を介して、ＰＣＵ１７と電気的に接続されている。
【００１９】
ハイブリッド制御装置２０は、演算装置、記憶装置等を備える。ハイブリッド制御装置２０のＲＯＭ等の記憶装置には、内燃機関１１及びモータ１２を制御するためのプログラムが格納されている。演算装置は、当該プログラムに従って内燃機関１１及びモータ１２に対する出力要求値を演算し、演算した出力要求値を内燃機関制御装置２１及びＰＣＵ１７に出力する。
【００２０】
ハイブリッド制御装置２０には、車速センサ３０から車輪の回転速度である車速が入力されるとともに、アクセル開度センサ３１からアクセルペダルの開度であるアクセル開度が入力される。また、ハイブリッド制御装置２０には、図示しないシフトポジションセンサからシフトポジション信号等が入力される。ハイブリッド制御装置２０は、アクセル開度、及びシフトポジション等から、運転者が要求する駆動力を示す要求出力を演算する。
【００２１】
さらに、ハイブリッド制御装置２０には、車載ネットワークＮＷを介して気圧センサ３２から外気圧Ｐｒｓが入力され、温度センサ３３から外気温Ｔｍｐが入力される。気圧センサ３２及び温度センサ３３は、内燃機関１１の吸気通路に設けられた吸気圧センサ、吸気温度センサを用いてもよいし、これとは別のセンサを用いてもよい。
【００２２】
また、ハイブリッド制御装置２０は、車載ネットワークＮＷを介して電池監視部２３と電気的に接続されている。電池監視部２３には、蓄電装置１６に供給される電流の大きさ及び蓄電装置１６から出力される電流の大きさを検出する電流センサ３４から、その検出値が入力される。電池監視部２３は、電流センサ３４等の検出値を用いて、蓄電装置１６のＳＯＣを演算する。また電池監視部２３は、蓄電装置１６のＳＯＣを車載ネットワークＮＷを介してハイブリッド制御装置２０に出力する。
【００２３】
ハイブリッド制御装置２０は、蓄電装置１６のＳＯＣを予め設定された目標値付近に維持することを前提として、運転者の要求出力、蓄電装置１６のＳＯＣ等に基づき、内燃機関１１の回転数や出力等の出力要求値、及びモータ１２の出力トルク等の出力要求値を算出する。なお、ＳＯＣの目標値は、蓄電装置１６に対して設定された下限値と、満充電状態を示す１００％との間で、車両の走行状態に応じた駆動力が得られ、回生制動による電力の回収を効率よく行うことができる値に設定されている。
【００２４】
そしてハイブリッド制御装置２０は、内燃機関１１に対する出力要求値を内燃機関制御装置２１に出力し、モータ１２に対する出力要求値をＰＣＵ１７に出力する。これにより、内燃機関１１のみの動力による走行、モータ１２のみの動力による走行、それらの両方の動力による走行、及びモータ１２による回生制動が実行される。
【００２５】
また、蓄電装置１６のＳＯＣを目標値付近に維持するため、例えば蓄電残量が不足する傾向にある場合等には、ハイブリッド制御装置２０は、内燃機関１１の動力の一部を、発電機１８に伝達させる。発電機１８は、動力が伝達されることにより発電し、蓄電装置１６を充電する。また、ハイブリッド制御装置２０は、減速時や制動時等には、駆動輪１５の動力をモータ１２に伝達させる。モータ１２は、動力が伝達されることにより発電し、蓄電装置１６を充電する。さらに、ハイブリッド制御装置２０は、ＳＯＣが目標値を上回る場合に、モータ１２を駆動させることにより電力を積極的に消費して、燃費の向上を図る。
【００２６】
次に、ナビ制御装置４０について説明する。ナビ制御装置４０は、演算装置、及び記憶装置を備えている。ナビ制御装置４０の記憶装置には、ハイブリッド制御装置２０と協調して車両の制御を実行するためのプログラムが格納されている。
【００２７】
ナビ制御装置４０には、位置検出部３５から、車載ネットワークＮＷを介して車両の位置を検出するための位置検出データが入力される。位置検出部３５は、１乃至複数のセンサであって、衛星航法システムからの無線信号を受信する測位センサ、ジャイロ等の方位センサ、車車間通信又は路車間通信からの無線信号を受信する通信装置等の少なくとも１つである。例えば、ナビ制御装置４０は、測位センサから入力した測位信号に基づく衛星航法と、車速及び方位に基づく自立航法とを組み合わせて車両位置を演算する。
【００２８】
また、ナビ制御装置４０は、地図情報データベース４１に格納された道路情報４２を取得する。道路情報４２は、交差点や分岐点等に設定されるノードの情報であるノード情報、複数のノードを接続するリンクの情報であるリンク情報を有している。ナビ制御装置４０は、乗員により図示しない入力操作部を介して出発地と目的地とが設定されると、所定の条件の下、道路情報４２を用いて出発地から目的地に至る経路を探索する。また、ナビ制御装置４０は、探索された経路のうちの一つと現在地とを照合しながら、ディスプレイやスピーカ等の出力部を用いて経路の案内を行う。
【００２９】
また、道路情報４２は、道路の勾配を識別するための勾配識別情報４５を有する。例えば、道路情報４２は、勾配識別情報４５として、標高情報を有している。標高情報は、緯度・経度又はリンクやノード等の位置情報と、対象となる位置の標高とを関連付けたデータである。又は、標高情報は、地形の標高を示す等高線を示す情報である。
【００３０】
ナビ制御装置４０は、標高情報が示す標高の相対的な変化から、上り坂、又は下り坂の有無を判断する。例えば、標高が、進行方向に沿って低下していく場合には下り坂と判断し、標高が進行方向に沿って上昇していく場合には上り坂と判断する。
【００３１】
なお、ここでは勾配識別情報４５として標高情報を用いたが、少なくとも位置情報と勾配の方向とが関連付けられた情報であればよい。例えば、勾配識別情報４５は、上り勾配を「１」、下り勾配を「０」として、勾配の傾き方向のみを位置情報と関連付けた情報であってもよい。また、勾配識別情報４５は、勾配の大きさが一定の区間の距離や位置を示す情報と、勾配の大きさとを関連付けた情報であってもよい。
【００３２】
次に、ナビ制御装置４０及びハイブリッド制御装置２０による協調制御の動作について説明する。ナビ制御装置４０は、勾配識別情報４５を用いて、回生制動が見込まれる区間を予測する。この際、ナビ制御装置４０は、まず車両の進行方向前方における所定のエリアの勾配識別情報４５を読み込み、所定距離以上の下り坂があるか否かを判断する。この際、例えば下り勾配の大きさの絶対値が所定値以上の坂を下り坂とする。
【００３３】
出発地から目的地に至る経路が設定されている場合には、ナビ制御装置４０は、当該経路上であって車両位置よりも進行方向前方に、所定距離以上の下り坂があるか否かを判断する。経路が設定されていない場合には、道なりであって進行方向前方に下り坂があるか否かを判断してもよいし、走行履歴の学習によって走行頻度が高い経路上に下り坂があるか否かを判断してもよい。
【００３４】
進行方向前方に所定距離以上の下り坂がある場合には、回生制動が予測され、一定の電力量以上の回生電力を得ることが見込まれる。この場合、回生制動が行われる前に、蓄電装置１６の電力の消費を促す制御が実行される。蓄電装置１６の電力を予め消費することによって、ＳＯＣを目標値付近に維持しつつも、車両が下り坂を走行している間に、予め消費した電力分を回生電力によって補うことができる。このため、回生制動によって得られるはずのエネルギーが熱等に変換されて失われてしまうことが抑制される。また、下り坂の終了地点に到達した際には蓄電装置１６のＳＯＣが目標値付近に到達することが期待される。
【００３５】
市街地等の低地では、ナビ制御装置４０は、回生が予測される区間の手前で、蓄電装置１６の電力消費量を大きくするためにＳＯＣの目標値を調整する。
図２に示すように、ナビ制御装置４０は、車両１００が下り坂１０１の開始地点Ｐ１よりも予め規定された距離だけ手前の地点Ｐ２に到達すると、蓄電装置１６のＳＯＣの目標値を下げる。なお、ここでは下り坂１０１の開始地点Ｐ１から終了地点（図示略）までの区間を回生予測区間Ｚ１という。また、回生予測区間Ｚ１の開始地点Ｐ１と、当該開始地点Ｐ１から予め規定された規定距離手前の地点Ｐ２との間の区間を、予備区間Ｚ２という。
【００３６】
図３に示すように、ナビ制御装置４０は、予備区間Ｚ２が開始される地点Ｐ２で、ＳＯＣの目標値を、回生予測区間Ｚ１がない場合に設定される標準目標値Ｔ１から、標準目標値Ｔ１よりも小さい補正目標値Ｔ２に変更する。標準目標値Ｔ１と補正目標値Ｔ２との差分ΔＴは、例えば回生電力の見込み量に相当し、一定の値であってもよいし、勾配の大きさ、下り勾配が続く距離に応じて変動させてもよい。ナビ制御装置４０は、ＳＯＣの目標値を補正目標値Ｔ２へ変更すると、補正目標値Ｔ２又は目標値の変更要求を、ハイブリッド制御装置２０に出力する。
【００３７】
ハイブリッド制御装置２０は、補正目標値Ｔ２又は目標値の変更要求を取得すると、所定の条件の下、例えばモータ１２の出力トルクを大きくする。その結果、図３中、曲線Ｌ１で示すように、車両が予備区間Ｚ２内を走行するに伴い、ＳＯＣが補正目標値Ｔ２に向かって減少していく。なお、図３に示すＳＯＣの変化は一例であって、ＳＯＣの変化の傾向を示すものである。
【００３８】
そして、ナビ制御装置４０は、車両が回生予測区間Ｚ１の開始地点Ｐ１に到達すると、ＳＯＣの目標値を、補正目標値Ｔ２から標準目標値Ｔ１へ変更する。ハイブリッド制御装置２０は、標準目標値Ｔ１又は目標値の変更要求が入力されると、標準的な走行環境を走行している場合等には、ＳＯＣを標準目標値Ｔ１付近に維持するための制御を行う。その結果、車両が回生予測区間Ｚ１に進入した後は、回生制動によって蓄電装置１６が充電され、ＳＯＣが上昇していく。
【００３９】
ところで、回生予測区間の手前でＳＯＣの目標値を下げる制御は、全ての走行環境で有効であるとは限らない。例えば、山間地のような高地や、外気温が高い場所では、空気密度が低く酸素濃度が低いために、内燃機関１１の出力が低下する。このような状況の下、内燃機関１１の出力低下を補うためにモータ１２の出力トルクが高められると、同じ走行条件で低地を走行する場合に比べ、電力消費量が増大し、蓄電装置１６のＳＯＣが低下する。また、内燃機関１１の出力低下により、内燃機関１１の動力のうち発電機１８に分配される動力が減少した場合や、内燃機関１１に動力が分配されなかった場合にも、蓄電装置１６のＳＯＣが低下する。
【００４０】
図３中、曲線Ｌ２に示すように、例えば山間地等の高地において、回生予測区間の手前でＳＯＣの目標値を下げると、内燃機関１１の出力低下に伴うＳＯＣの低下に加え、目標値の低下によって、低地を走行する場合よりもＳＯＣの下げ幅が大きくなることがある。ＳＯＣが補正目標値Ｔ２よりも大きく低下すると、蓄電装置１６の使用上、ＳＯＣが許容される範囲を下回ることがある。ＳＯＣの許容範囲は、蓄電装置１６の出力低下の防止及び劣化の防止の観点から設定されているため、ＳＯＣがその許容範囲を下回ることは好ましくない。
【００４１】
このため、車両用の制御装置は、空気密度が低い走行環境では、回生予測区間が存在する場合であってもＳＯＣの目標値を低下させる設定を禁止する。なお、空気密度の高低は、空気密度の変化に関係する変数として、ハイブリッド制御装置２０によって算出される。また、通常、内燃機関１１の出力は空気密度が低下するほど小さくなるため、例えばハイブリッド制御装置２０には、こうした機関出力を補正するための出力補正係数αが定められている。この出力補正係数αは、空気密度に関係する変数である空気密度判断値に相当する。
【００４２】
出力補正係数αは、外気圧Ｐｒｓが、海抜０ｍでの大気圧である標準気圧（１０１３．２５ヘクトパスカル）を含む所定の範囲内であって、外気温Ｔｍｐが所定の範囲に含まれる場合には、「１」である。出力補正係数αが「１」である場合には、内燃機関１１の出力が低下しないことが予測される。
【００４３】
この出力補正係数αは、外気温Ｔｍｐが所定の範囲に含まれ、且つ外気圧Ｐｒｓが低い場合は「１」より小さく、外気圧Ｐｒｓが低下するに伴い小さくなる。また、空気密度は、一定の気圧の下では、気温が高くなるほど小さくなる。このため、出力補正係数αは、外気圧Ｐｒｓが標準気圧に近く、且つ外気温Ｔｍｐが高い場合には「１」より小さく、外気温Ｔｍｐが上昇するに伴い小さくなる。出力補正係数αが「１」未満である場合には、「１」である場合に比べて内燃機関１１の出力が低下することが予測される。
【００４４】
ハイブリッド制御装置２０は、外気温Ｔｍｐ及び外気圧Ｐｒｓを所定のサンプリング間隔で入力して、出力補正係数αを求める。また、ハイブリッド制御装置２０は、出力補正係数αを変更すると、ナビ制御装置４０に更新後の出力補正係数αを出力する。
【００４５】
ナビ制御装置４０は、ハイブリッド制御装置２０から出力補正係数αから入力されると、自身の記憶装置に格納した出力補正係数αを更新する。また、ナビ制御装置４０は、車両の進行方向前方に回生予測区間が存在すると判断したとき、出力補正係数αと、予め設定された出力補正係数αの閾値とを比較する。この出力補正係数αの閾値は、標準的な空気密度に相当する値以下に設定されている。即ち、閾値は、外気圧Ｐｒｓが海抜０ｍでの大気圧である標準気圧に近く、外気温Ｔｍｐが標準的な範囲に含まれる場合の出力補正係数αである「１」以下に設定されている。
【００４６】
出力補正係数αに基づき判断される空気密度が相対的に高い場合、即ち出力補正係数αが閾値以上であり、空気密度が標準的な状態であると判断された場合には、内燃機関１１の出力低下が予測されない。このため、ナビ制御装置４０は、ＳＯＣの目標値を、標準目標値Ｔ１から補正目標値Ｔ２へ低下させて設定する。
【００４７】
次に図４を参照して、出力補正係数αに基づき判断される空気密度が相対的に低い場合について説明する。出力補正係数αが閾値未満であり、空気密度が標準よりも低いと判断された場合には、内燃機関１１の出力低下が予測される。このとき、ＳＯＣの目標値が補正目標値Ｔ２に変更されると、図４中、曲線Ｌ４で示すように回生予測区間Ｚ１の手前でＳＯＣが低下する幅が拡大される。その結果、ＳＯＣが、許容される範囲を下回る可能性がある。
【００４８】
そこで、ナビ制御装置４０は、進行方向前方に回生予測区間Ｚ１が存在しても、ＳＯＣの目標値を標準目標値Ｔ１に維持する。ハイブリッド制御装置２０は、標準目標値Ｔ１に従って、内燃機関１１及びモータ１２を駆動する。図４中、曲線Ｌ３で示すように、回生予測区間Ｚ１の手前では、内燃機関１１の出力低下によりＳＯＣが低下する傾向にあるものの、同じ走行条件の下で補正目標値Ｔ２を設定した場合よりもＳＯＣが低下する幅が小さくなる。このときＳＯＣが低下する幅が縮小されるため、ＳＯＣは、回生予測区間Ｚ１の手前で許容されるＳＯＣの範囲を下回らない。なお、図４に示すＳＯＣの変化は一例であって、ＳＯＣの変化の傾向を示すものである。
【００４９】
ハイブリッド制御装置２０は、ナビ制御装置４０から、補正目標値Ｔ２又は目標値の変更要求を入力したとき、自身が演算した出力補正係数αが上記閾値以上であるか否かを判断する。ハイブリッド制御装置２０は、出力補正係数αが閾値以上であると判断すると、ＳＯＣの目標値の変更を許可し、補正目標値Ｔ２に基づいて内燃機関１１及びモータ１２を制御する。
【００５０】
一方、ハイブリッド制御装置２０は、出力補正係数αが閾値未満であると判断すると、ナビ制御装置４０から補正目標値Ｔ２又は目標値の変更要求を入力していても、目標値の変更を許可しない。即ち、フェールセーフの観点から、出力補正係数αが閾値未満である場合、ナビ制御装置４０による補正目標値Ｔ２への変更の禁止と、ハイブリッド制御装置２０による補正目標値Ｔ２に基づく内燃機関１１及びモータ１２の制御の禁止との両方が行われる。
【００５１】
従って、仮にハイブリッド制御装置２０による出力補正係数αを更新するタイミングと、ナビ制御装置４０による更新前の出力補正係数αに基づく目標値の変更のタイミングとが重複し、ナビ制御装置４０から補正目標値Ｔ２への変更要求が出力されても、ハイブリッド制御装置２０が出力補正係数αが閾値以上であると判断した場合には、更新前の目標値に基づく制御が禁止される。
【００５２】
次に図５を参照して、ナビ制御装置４０及びハイブリッド制御装置２０による協調制御の動作を、その処理手順とともに詳述する。ここでは、出発地及び目的地が乗員によって登録され、出発地から目的地に至る経路が設定された場合について説明する。また、初期状態において、ＳＯＣの目標値は、標準目標値Ｔ１に設定されている。
【００５３】
経路を設定すると、ナビ制御装置４０は、車速センサ３０から出力された車速、位置検出部３５から出力された測位信号等に基づき、所定の間隔で車両の位置を演算する。
また、ナビ制御装置４０は、上記車両の位置の演算に伴い、経路上であって進行方向前方の勾配識別情報４５を取得する（ステップＳ１）。また、ナビ制御装置４０は、取得した勾配識別情報４５を用いて、車両の進行方向前方であって、車両の位置から規定距離以内に回生予測区間の始点があるか否かを判断する（ステップＳ２）。
【００５４】
ステップＳ２において、ナビ制御装置４０は、回生予測区間がないと判断すると（ステップＳ２：ＮＯ）、ＳＯＣの目標値を、標準目標値Ｔ１に維持する（ステップＳ７）。
一方、ステップＳ２において、ナビ制御装置４０は、回生予測区間があると判断すると（ステップＳ２：ＹＥＳ）、自身の記憶装置に記憶した出力補正係数αを取得し（ステップＳ３）、その出力補正係数αが閾値以上であるか否かを判断する（ステップＳ４）。即ち、出力補正係数αに基づき判断される空気密度が相対的に高いか否かを判断する。
【００５５】
出力補正係数αが閾値以上である場合、即ち出力補正係数αに基づき判断される空気密度が相対的に高い場合には（ステップＳ４：ＹＥＳ）、車両が走行している環境の空気密度が標準であると推定されるため、ナビ制御装置４０は、ＳＯＣの目標値を、標準目標値Ｔ１から補正目標値Ｔ２へ低下させる（ステップＳ５）。そして、ナビ制御装置４０は、ＳＯＣの目標値として補正目標値Ｔ２をハイブリッド制御装置２０に出力するか、又は目標値の変更要求を出力する。
【００５６】
ここで、ハイブリッド制御装置２０は、ナビ制御装置４０から指定された補正目標値Ｔ２又は変更要求を入力したとき、出力補正係数αが閾値以上である場合には、補正目標値Ｔ２への変更要求を受け入れ、内燃機関制御装置２１及びＰＣＵ１７を制御する。また、ハイブリッド制御装置２０は、出力補正係数αが閾値未満である場合には、ナビ制御装置４０が出力した目標値を受け入れず、標準目標値Ｔ１に基づいて内燃機関制御装置２１及びＰＣＵ１７を制御する。
【００５７】
ナビ制御装置４０は、ＳＯＣの目標値を変更した後、車両が回生予測区間Ｚ１の開始地点Ｐ１に到達したか否かを判断する（ステップＳ６）。ナビ制御装置４０は、車両が回生予測区間Ｚ１の開始地点Ｐ１に到達したと判断すると、ＳＯＣの目標値を、補正目標値Ｔ２から標準目標値Ｔ１へ変更する（ステップＳ７）。
【００５８】
一方、ステップＳ４において、ナビ制御装置４０が、出力補正係数αが閾値未満であると判断した場合（ステップＳ４：ＮＯ）、ＳＯＣの目標値を標準目標値Ｔ１に維持する（ステップＳ８）。この際、ナビ制御装置４０は、目標値又は目標値の変更要求を出力しないか、又は標準目標値Ｔ１を維持する要求をハイブリッド制御装置２０に出力する。そして、車両が回生予測区間Ｚ１の開始地点Ｐ１に到達した後は、ステップＳ１に戻り、上述した手順を繰り返して、次の回生予測区間Ｚ１に対する処理を行う。
【００５９】
このようにＳＯＣの目標値の低下が禁止された場合、ハイブリッド制御装置２０は、標準目標値Ｔ１に基づき、内燃機関１１及びモータ１２を制御する。その結果、空気密度が標準（例えば海抜０ｍの空気密度）よりも低いため、蓄電装置１６のＳＯＣは標準目標値Ｔ１に対して若干低下する傾向にあるものの、目標値自体は低下されないため、ＳＯＣが低下する幅は最小限に留められる。
【００６０】
以上説明したように、本実施形態の車両の制御装置によれば、以下の効果が得られるようになる。
（１）ハイブリッド制御装置２０及びナビ制御装置４０は、回生制動が見込まれる区間の手前で電力消費量を高める制御を行う。一方、空気密度が低い走行環境では、回生制動が見込まれる区間の手前で電力消費量を高める制御を行うと、内燃機関１１の出力を補うためにモータ１２の出力が高められるか、モータ１２の発電に利用される内燃機関１１の動力が不足すること等により、蓄電装置１６の蓄電残量を示すＳＯＣが、許容されるＳＯＣの範囲よりも低下する可能性がある。そこで、車両から規定移動量である規定距離以内に回生予測区間があるとき、空気密度判断値である出力補正係数αに基づき判断される空気密度が相対的に低い場合には、ＳＯＣの目標値を標準目標値Ｔ１から、回生予測区間の手前で電力消費量を高めるための補正目標値Ｔ２に設定することを禁止するようにした。また、ハイブリッド制御装置２０は、出力補正係数αに基づき判断される空気密度が相対的に低い場合には、補正目標値Ｔ２に基づく内燃機関１１及びモータ１２の制御を禁止するようにした。これにより、回生予測区間の手前で、ＳＯＣが許容される範囲を下回ることが抑制されるので、蓄電残量を車両の走行環境に応じて適切に調整することができる。
【００６１】
（２）ハイブリッド制御装置２０は、空気密度の変動要因となる物理量である外気温Ｔｍｐ及び外気圧Ｐｒｓを出力補正係数αの算出に用いるので、出力補正係数αから推測される空気密度の精度が高められる。このため、蓄電残量の目標値を適切に設定することができる。
【００６２】
（３）車両が回生予測区間に到達した際、回生予測区間の手前で設定された補正目標値Ｔ２は、標準目標値Ｔ１に戻される。これにより、回生予測区間では、蓄電装置１６のＳＯＣを標準目標値Ｔ１付近に維持するように制御が行われるため、回生制動で得られるエネルギーのうち、熱として失われるエネルギー量を低減することができる。
【００６３】
（第２実施形態）
次に、車両の制御装置の第２実施形態を、第１実施形態との相違点を中心に説明する。なお、本実施形態にかかる車両の制御装置も、その基本的な構成は図１に示した第１実施形態と同等である。その他の図面においても第１実施形態と実質的に同一の要素にはそれぞれ同一の符号を付して示し、重複する説明は割愛する。
【００６４】
本実施形態では、第１実施形態と同様に、出力補正係数αに基づき判断される空気密度が相対的に低い場合、ＳＯＣの目標値を補正目標値Ｔ２に設定することの禁止、及び補正目標値Ｔ２に基づく内燃機関１１及びモータ１２の制御の禁止を行う。但し、その際、ＳＯＣの目標値を、標準目標値Ｔ１よりも小さくて且つ補正目標値Ｔ２よりも大きい値に設定し、当該目標値に基づき内燃機関１１及びモータ１２を制御する点で、第１実施形態と相違する。
【００６５】
図６を参照して、回生予測区間がある場合に設定されるＳＯＣの目標値について説明する。ナビ制御装置４０は、車両の進行方向前方であって規定距離以内に回生予測区間が存在し、且つ出力補正係数αが閾値未満の場合、標準目標値Ｔ１を、第１実施形態の補正目標値Ｔ２よりも大きい補正目標値Ｔ３に変更する。その結果、図６中、曲線Ｌ５で示すように、回生予測区間Ｚ１の手前では、ＳＯＣが、例えば２つの補正目標値Ｔ２，Ｔ３の間の値等となり、許容される範囲を下回ることが回避される。
【００６６】
一方、図６中、曲線Ｌ６で示すように、ＳＯＣの目標値が補正目標値Ｔ２に変更されると、ＳＯＣが低下する幅が拡大される。その結果、回生予測区間Ｚ１の手前で許容されるＳＯＣの範囲を下回る可能性がある。
【００６７】
即ち、本実施形態では、空気密度が相対的に低い走行環境でも、ＳＯＣの目標値を変更する。その際、変更後の補正目標値Ｔ３を、標準目標値Ｔ１よりも小さく、出力補正係数αが閾値以上の場合に設定される補正目標値Ｔ２よりも大きい値とする（補正目標値Ｔ２＜補正目標値Ｔ３＜標準目標値Ｔ１）。なお、以下において、便宜上、出力補正係数αが閾値以上の場合に設定される補正目標値Ｔ２を、「第１補正目標値Ｔ２」といい、出力補正係数αが閾値未満の場合に設定される補正目標値Ｔ３を、「第２補正目標値Ｔ３」という。
【００６８】
第２補正目標値Ｔ３は、一定の値でもよいが、ナビ制御装置４０によって、第２補正目標値Ｔ３を、下り勾配が続く距離、又は下り勾配の大きさ等に応じて変更してもよい。例えば下り勾配が継続する距離が長くなるに伴い、第２補正目標値Ｔ３を、第１補正目標値Ｔ２に近づける方向に低く設定してもよい。また、下り勾配の大きさが増大するに伴い、第２補正目標値Ｔ３を、第１補正目標値Ｔ２に近づける方向に低く設定してもよい。
【００６９】
第２補正目標値Ｔ３と標準目標値Ｔ１との差分ΔＴ２は、第１補正目標値Ｔ２と標準目標値Ｔ１との差分ΔＴ１よりも小さい。このため、蓄電装置１６のＳＯＣの変動幅も、第１補正目標値Ｔ２が設定された場合に比べて小さくなる。
【００７０】
次に図７を参照して、ナビ制御装置４０及びハイブリッド制御装置２０による協調制御の動作を、その処理手順とともに詳述する。ここでは、出発地から目的地に至る経路が設定された場合について説明する。そして、ここでも、ＳＯＣの目標値は、標準目標値Ｔ１に設定されている。
【００７１】
ナビ制御装置４０は、車両の位置に対応する勾配識別情報４５を取得し（ステップＳ１）、車両の進行方向前方であって、規定距離以内に回生予測区間があるか否かを判断する（ステップＳ２）。
【００７２】
ナビ制御装置４０は、回生予測区間があると判断すると（ステップＳ２：ＹＥＳ）、出力補正係数αを取得し（ステップＳ３）、出力補正係数αが閾値以上であるか否かを判断する（ステップＳ４）。出力補正係数αが閾値以上である場合（ステップＳ４：ＹＥＳ）、ＳＯＣの目標値を第１補正目標値Ｔ２に変更し（ステップＳ５）、第１実施形態と同じ動作を行う（ステップＳ６〜ステップＳ７）。
【００７３】
一方、出力補正係数αが閾値未満である場合（ステップＳ４：ＮＯ）、ナビ制御装置４０は、ＳＯＣの目標値を、第２補正目標値Ｔ３に変更する（ステップＳ１０）。この際、ナビ制御装置４０は、第２補正目標値Ｔ３を出力するか、又は目標値の変更要求をハイブリッド制御装置２０に出力する。
【００７４】
ナビ制御装置４０は、ＳＯＣの目標値を第２補正目標値Ｔ３に変更すると、車両が回生予測区間に到達したか否かを判断する（ステップＳ６）。車両が回生予測区間に到達したと判断すると（ステップＳ６：ＹＥＳ）、ナビ制御装置４０は、標準目標値Ｔ１を設定する（ステップＳ７）。
【００７５】
以上説明したように、本実施の形態にかかる車両の制御装置によれば、（１）〜（３）の効果が得られるとともに、さらに以下の効果が得られるようになる。
（４）出力補正係数αに基づき判断される空気密度が相対的に低い場合であっても、車両の位置から規定距離以内に回生予測区間があるときには、蓄電装置１６のＳＯＣの目標値を低下させる。その際、ＳＯＣの目標値を、出力補正係数αが閾値以上である場合に設定される第１補正目標値Ｔ２よりも高い値とする。このため、回生予測区間の手前で電力を消費することによって燃費を向上しながらも、ＳＯＣが許容される範囲を下回ることが抑制される。
【００７６】
（他の実施の形態）
なお、上記各実施の形態は、以下のような形態をもって実施することもできる。
・第２補正目標値Ｔ３は、出力補正係数αの大きさに応じて変更してもよい。例えば、出力補正係数αの範囲を、「０．９５」以上「１」未満、「０．９」以上「０．９５」未満等の範囲に階層化し、これらの複数の範囲に、異なる値の第２補正目標値Ｔ３を対応させてもよい。この際、出力補正係数αが小さくなるに伴い、第２補正目標値Ｔ３を大きくする。或いは、出力補正係数αとＳＯＣの目標値とを変数として用いる演算式に基づき、第２補正目標値Ｔ３を算出してもよい。このようにすると、空気密度が低い走行環境でも、空気密度の高低に応じて第２補正目標値Ｔ３を設定できるので、走行環境の変化に対応させながら、蓄電残量が許容される蓄電残量の範囲を下回ることを抑制することができる。
【００７７】
・上記各実施形態では、回生予測区間の有無に関する判断について、車両の位置から進行方向前方の規定距離以内に回生予測区間の始点があるか否かを判断した。これ以外に、車両の位置から規定距離以内に回生予測区間が含まれるか否かを判断してもよい。また、一定の車速で走行した際に、車両の位置から進行方向前方の規定時間内で到達できる範囲に回生予測区間があるか否かを判断してもよい。
【００７８】
・出力補正係数αは、内燃機関１１の出力を補正するものとしたが、内燃機関１１に関するパラメータであって空気密度の高低に応じて変化するものであればよい。例えば、出力補正係数αは、内燃機関１１の混合気の空燃比を適切な範囲に維持するための燃料噴射量の補正に用いられるものであってもよい。
【００７９】
・上記各実施形態では、ハイブリッド制御装置２０が出力補正係数αを算出したが、ナビ制御装置４０、内燃機関制御装置２１、又はその他の演算装置が算出してもよい。
・上記各実施形態では、出力補正係数αが閾値未満、即ち空気密度が低いときに、ナビ制御装置４０がＳＯＣの目標値の低下を禁止するか、又は目標値を低下させる幅を小さくした。これ以外の態様として、ハイブリッド制御装置２０のみが、空気密度に応じたＳＯＣの目標値の調整を行うようにしてもよい。例えば、ナビ制御装置４０は、空気密度の大高低に関らず、回生予測区間が車両の進行方向前方に存在する場合には、勾配識別情報４５に基づいてＳＯＣの目標値を補正目標値Ｔ２に設定し、ハイブリッド制御装置２０に出力する。ハイブリッド制御装置２０は、ナビ制御装置４０から補正目標値Ｔ２を入力したとき、出力補正係数αと閾値とを比較して、補正目標値Ｔ２に基づく制御を行うか否かを判断する。即ち、ハイブリッド制御装置２０は、出力補正係数αが閾値未満である場合には、補正目標値Ｔ２に基づく内燃機関１１及びモータ１２の制御を禁止し、出力補正係数αが閾値以上である場合には、補正目標値Ｔ２に基づく内燃機関１１及びモータ１２の制御を許可する。
【００８０】
・上記実施形態では、空気密度を、外気温Ｔｍｐ及び外気圧Ｐｒｓから推測したが、標高情報と、標高と空気密度とを関連付けた空気密度情報（空気密度判断値）から推測してもよい。
【００８１】
・上記実施形態では、出力補正係数αと一つの閾値との比較によって、空気密度の高低を判断したが、閾値は複数であってもよい。例えば、出力補正係数αが、２つの閾値のうち低い方の閾値未満である場合には、ＳＯＣの目標値の変更を禁止し、出力補正係数αが、低い方の閾値以上であって高い方の閾値未満である場合に、ＳＯＣの目標値を、補正目標値Ｔ２と標準目標値Ｔ１との間に設定してもよい。
【００８２】
・上記各実施形態では、空気密度に関係する変数として出力補正係数αを用いたが、少なくとも空気密度の相対的な高低が判別できれば、外気圧Ｐｒｓのみを用いてもよい。また、外気温Ｔｍｐのみを用いてもよいし、その他の変数を用いてもよい。また、空気密度に関係する変数ではなく、外気温Ｔｍｐ、外気圧Ｐｒｓ及び標準状態における空気の質量等を用いて、空気密度自体を算出してもよい。即ち、「空気密度判断値」には、出力補正係数αのほか、外気温Ｔｍｐ、外気圧Ｐｒｓ等の空気密度の高低を間接的に示す変数の他、空気密度自体も含まれる。また、空気密度判断値に応じて、空気密度の相対的な高低を判断するための閾値も設定される。
【００８３】
・上記各実施形態では、蓄電装置１６の蓄電残量を示す変数として、ＳＯＣを用いたが、ＳＯＣに電池容量を乗算した残量を用いてもよい。また、電池電圧や電池温度等から蓄電残量を推測してもよい。
【００８４】
・上記各実施形態では、ナビ制御装置４０がＳＯＣの目標値を変更し、ハイブリッド制御装置２０が、ＳＯＣの変更についての可否を最終的に判断するようにした。これ以外に、ハイブリッド制御装置２０が、ナビ制御装置４０から補正目標値を入力したとき、その補正目標値を受け入れるか否かを判断することなく、当該補正目標値に基づき内燃機関１１及びモータ１２を制御してもよい。
【００８５】
・上記実施形態では、ナビ制御装置４０によってＳＯＣの目標値を設定したが、ハイブリッド制御装置２０が、勾配識別情報４５を取得することによりＳＯＣの目標値を設定してもよい。
【００８６】
・回生予測区間の位置や長さ等の情報は、車両の制御装置が、無線通信によってサーバから取得してもよい。サーバは、回生予測区間の位置や長さ等の情報を記憶装置に格納し、車両の制御装置から送信された車両の位置に応じた情報を車両の制御装置に送信する。
【００８７】
・車両の周囲の空気密度は、車両の制御装置が、無線通信によってサーバから取得してもよい。サーバは、緯度・経度等の位置と空気密度の高低とを関連付けた情報を記憶装置に格納し、車両の制御装置から送信された車両の位置に応じた空気密度に関する情報を送信する。
【００８８】
・上記実施形態では、ナビ制御装置４０によってＳＯＣの目標値を設定したが、車載ネットワークＮＷに接続可能な情報処理装置であれば、ナビ制御装置４０以外の装置であってもよい。例えば、車載ネットワークＮＷへの接続が許可された携帯情報端末であってもよい。
【００８９】
・上記各実施形態では、回生予測区間を、下り勾配が所定距離以上継続する区間としたが、回生制動が見込める区間であればよい。例えば、渋滞又は混雑が発生している区間であってもよいし、道路の平面形状等の要因により減速行動が頻繁に発生する区間であってもよい。
【００９０】
・上記各実施形態では、車両を、動力分割機構１３により内燃機関１１の動力を分割可能なタイプのハイブリッド車両に具体化したが、車両は、複数の駆動源を有するハイブリッド車両であればよい。例えば、車両は、動力分割機構１３以外に、クラッチにより内燃機関１１と駆動輪１５との接続、モータ１２及び駆動輪１５の接続を切り替えるハイブリッド車両であってもよい。また車両は、前輪から伝達された動力により発電する発電機と、後輪から伝達された動力により発電する発電機とを搭載したハイブリッド車両であってもよい。さらに車両は、内燃機関１１の動力を発電のみに用いるタイプのハイブリッド車両や、内燃機関１１及びモータ１２が機械的に駆動輪に接続され、それらの動力を並行させて駆動輪に伝達可能なタイプのハイブリッド車両であってもよい。
【００９１】
・蓄電装置１６は、充電及び放電が可能な電源装置であればよく、二次電池のほか、例えばキャパシタを併用するものであってもよい。
・車両の制御装置は、外部電源から電力が供給される、いわゆるプラグインハイブリッド車両に搭載されてもよい。この場合、上述した回生予測区間の手前でのＳＯＣの調整は、プラグインハイブリッド車両が、蓄電装置１６のＳＯＣを目標値付近に維持するモードで行われる。
【符号の説明】
【００９２】
１１…内燃機関、１２…モータ、１６…蓄電装置、２０…車両の制御装置を構成するハイブリッド制御装置、４０…車両の制御装置を構成する回生予測区間判断部としてのナビ制御装置、Ｔ２，Ｔ３…補正目標値、α…空気密度判断値としての出力補正係数。
【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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