(57)【要約】      （修正有）【課題】ハイブリッド車両において、燃費効率を向上できる車両制御装置を提供する。【解決手段】自車両の進行方向に渋滞区間を検出する渋滞区間検出部１１４と、渋滞区間の開始地点において二次電池１２６の目標充電率を特殊目標充電率に設定し、渋滞区間の終了地点通過後通常の基本目標充電率に設定する目標設定部１１６と、アクセル開度を検出するセンサユニット１０８と、二次電池１２６の目標充電率に基づいてエンジン１２０およびモータ１２２を制御する充電率制御部１２４と、を備える。充電率制御部１２４は、渋滞区間の開始地点から渋滞区間の開始地点の間は、アクセル開度が第１アクセル開度を超えると特殊目標充電率に基づいてエンジンを駆動し、渋滞区間の開始地点から渋滞区間の終了地点の間は、アクセル開度がアクセル開度αよりも大きい第２アクセル開度を超えると特殊目標充電率に基づいてエンジン１２０を駆動する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン、モータおよび前記モータに電力を供給する二次電池を備え、前記エンジンが発生させる起電力により前記二次電池を充電可能なハイブリッド車両に搭載され、
自車両の走行経路を予測する予測部と、
予測された走行経路において、自車両の進行方向に渋滞区間を検出する渋滞区間検出部と、
渋滞区間の開始地点よりも所定距離だけ手前の地点において前記二次電池の目標充電率を通常時の目標充電率よりも高い値に設定し、渋滞区間の終了地点以降の地点において前記二次電池の目標充電率を通常時の目標充電率に設定する目標設定部と、
アクセル開度を検出するアクセル開度検出部と、
前記二次電池の目標充電率に基づいて前記エンジンおよびモータを制御することにより、前記二次電池の充電率を制御する充電率制御部と、を備え、
前記充電率制御部は、渋滞区間の開始地点よりも前記所定距離だけ手前の地点から渋滞区間の開始地点の間は、アクセル開度が第１アクセル開度を超えると、通常時よりも高い値に設定された目標充電率に基づいて前記エンジンを駆動し、渋滞区間の開始地点から渋滞区間の終了地点の間は、アクセル開度が第１アクセル開度よりも大きい第２アクセル開度を超えると、通常時よりも高い値に設定された目標充電率に基づいて前記エンジンを駆動することを特徴とする車両制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド車両に用いられる車両制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハイブリッド車両は、エンジンとモータの２種類の駆動源を有する。モータは二次電池（バッテリー）の電気エネルギーを駆動力に変換する。車両が下降傾斜する路面を走るときには、車軸の回転をモータに伝え、モータの起電力により二次電池を充電することもできる。エンジンは駆動力を提供するだけでなく、二次電池を充電することもできる。
【０００３】
二次電池の充電率（ＳＯＣ：State of Charge）の大きな変化は二次電池を劣化させてしまう。このため、通常、ＳＯＣには下限値と上限値を設定し、ＳＯＣがその上限値と下限値の間の範囲（以下、「許容範囲」とよぶ）に収まるように充放電制御される。
【０００４】
特許文献１では、走行先に渋滞区間があるときには、渋滞区間の手前のある地点から渋滞区間の開始地点まで二次電池の目標充電率を上げている。目標充電率を上げて積極的にエンジンを駆動させ、充電区間に入る前にＳＯＣを上げることで、渋滞区間においてＳＯＣが下限に達しにくくなり、強制充電が生じるのを防ぐことができるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】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】
【０００６】
特許文献１に記載の技術では、車両が渋滞区間に進入すると、低速電動走行となるためＳＯＣは徐々に低下する。このため、やはり渋滞区間においてＳＯＣは下限値に到達しやすいと考えられる。ＳＯＣが下限値に達すると、エンジンを駆動して強制充電する必要が生じる。
【０００７】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、ハイブリッド車両において、燃費効率を向上できる車両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】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明のある態様の車両制御装置は、エンジン、モータおよび前記モータに電力を供給する二次電池を備え、前記エンジンが発生させる起電力により前記二次電池を充電可能なハイブリッド車両に搭載され、自車両の走行経路を予測する予測部と、予測された走行経路において、自車両の進行方向に渋滞区間を検出する渋滞区間検出部と、渋滞区間の開始地点よりも所定距離だけ手前の地点において前記二次電池の目標充電率を通常時の目標充電率よりも高い値に設定し、渋滞区間の終了地点以降の地点において前記二次電池の目標充電率を通常時の目標充電率に設定する目標設定部と、アクセル開度を検出するアクセル開度検出部と、前記二次電池の目標充電率に基づいて前記エンジンおよびモータを制御することにより、前記二次電池の充電率を制御する充電率制御部と、を備える。前記充電率制御部は、渋滞区間の開始地点よりも前記所定距離だけ手前の地点から渋滞区間の開始地点の間は、アクセル開度が第１アクセル開度を超えると、通常時よりも高い値に設定された目標充電率に基づいて前記エンジンを駆動し、渋滞区間の開始地点から渋滞区間の終了地点の間は、アクセル開度が第１アクセル開度よりも大きい第２アクセル開度を超えると、通常時よりも高い値に設定された目標充電率に基づいて前記エンジンを駆動する。
【０００９】
この態様によると、渋滞区間の手前の区間に加えて渋滞区間でもエンジンを積極的に駆動するため、渋滞区間においてＳＯＣが下限値に到達しにくくなる。したがって、渋滞区間において強制充電が生じにくくなる。また、渋滞区間では、渋滞区間の手前の区間に比べて、エンジンを駆動して充電を実行させるアクセル開度条件が厳しくなるため、必要以上にエンジンが駆動されるのを抑止できる。すなわち、上述の態様によると、燃費効率を向上できる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、燃費効率を向上できる車両制御装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】渋滞区間の充電率制御方法を説明するための模式図である。
【図２】車両制御システムの機能ブロック図である。
【図３】車両制御装置による処理を示すフローチャートである。
【図４】渋滞時充電処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（実施の形態）
実施の形態に係る車両制御装置の概要を説明する。
図１は、車両制御装置による渋滞区間の充電率制御方法を説明するための模式図である。図１の上段は、車両１００が予定する走行経路における渋滞区間を示す。車両制御装置は、カーナビゲーションシステムから渋滞情報を取得する。カーナビゲーションシステムにおいては、走行経路は複数の区間（図１では区間０〜区間７）に分割管理される。車両１００は、区間０を走行中であるとする。区間３〜６は渋滞区間であるとする。図１の下段は、ＳＯＣ（二次電池の充電率）の変化を示す。ＳＯＣは０％が最低値であり、１００％が最大値である。ＳＯＣには許容範囲が設定される。許容範囲は下限値ＣＤ〜上限値ＣＵの範囲であり、具体的には、下限値ＣＤ＝４０％、上限値ＣＵ＝６０％程度が想定される。目標充電率は、この許容範囲内に設定される。通常、目標充電率は下限値ＣＤと上限値ＣＵの平均値ＣＭ、おおむね、５０％程度に設定される。以下、通常時の目標充電率を「基本目標充電率」とよぶ。
【００１３】
渋滞区間においては、車両１００は低速走行となる。そのため、通常、電動走行が優先され、ＳＯＣが低下しやすい。これに対し従来では、当初においては目標充電率を基本目標充電率に固定し、渋滞区間の開始地点（図１の場合、区間２と区間３の境界点）よりも所定距離だけ手前の地点（図１の場合、区間０と区間１の境界点）において目標充電率を上限値ＣＵに上げ（以下、上限値ＣＵまで一時的に上げた目標充電率を「特殊目標準電率」とよぶ）、渋滞区間の開始地点において目標充電率を基本目標充電率に戻す充電率制御方法が提案されている。ＳＯＣ−Ｐ１は、このときのＳＯＣの変化を示す。この制御方法では、渋滞区間に入る前にエンジンを積極的に駆動して、渋滞区間に入る前にＳＯＣ−Ｐ１を上昇させる。しかしながら、車両が区間３（渋滞区間）に進入すると、低速電動走行となるためＳＯＣ−Ｐ１は徐々に低下する。このため、やはり渋滞区間においてＳＯＣ−Ｐ１は下限値ＣＤに到達しやすい。ＳＯＣ−Ｐ１が下限値ＣＤに達すると、エンジンを駆動して強制充電する必要が生じる。
【００１４】
これに対し本実施の形態では、充電区間の開始地点において目標充電率を基本目標充電率に戻さずに目標充電率を特殊目標充電率に上げたままとし、渋滞区間の終了地点（図１の場合、区間６と区間７の境界点）またはその直後の地点において目標充電率を基本目標充電率に戻す。ＳＯＣ−Ｐ２は、このときのＳＯＣの変化を示す。この制御方法では、充電区間に入った後もエンジンを積極的に駆動するため、下限値ＣＤに到達しない程度にすなわち強制充電が生じない程度にＳＯＣ−Ｐ２の低下を抑えることができる。以下、目標充電率が特殊目標充電率に設定される区間、具体的には渋滞区間の開始地点よりも所定距離だけ手前の地点から渋滞区間の終了地点までの区間（図１の場合、区間１〜６）を「渋滞制御区間」とよぶ。また、渋滞制御区間においてエンジンを積極的に駆動することを「渋滞時充電処理」とよぶ。
【００１５】
ここで、渋滞区間においては、ＳＯＣ−Ｐ２が下限値ＣＤに達しなければよく、ＳＯＣ−Ｐ２を上昇させる必要はない。渋滞区間において必要以上にエンジンを駆動すると、燃費効率がかえって低下する。したがって、本実施の形態では、渋滞区間に入った後の渋滞制御区間（図１の場合、区間３〜６）では、渋滞区間に入る前の渋滞制御区間（図１の場合、区間１〜２）よりも、エンジンを駆動して充電を実行させる条件であるアクセル開度についての条件を厳しくする。以下、具体的に説明する。
【００１６】
図２は、車両制御システム１０６の機能ブロック図である。車両制御システム１０６の各構成要素は、任意のコンピュータのＣＰＵ、メモリ、メモリにロードされた本図の構成要素を実現するプログラム、そのプログラムを格納するハードディスクなどの記憶ユニット、ネットワーク接続用インタフェースを中心にハードウェアとソフトウェアの任意の組み合わせによって実現される。そして、その実現方法、装置にはいろいろな変形例があることは、当業者には理解されるところである。
【００１７】
車両制御システム１０６は、車両制御装置１２８、センサユニット１０８、カーナビゲーションシステム１１０、エンジン１２０、モータ１２２および二次電池１２６を含む。センサユニット１０８は、外部環境や自車の走行軌道に関する情報を検出する。センサユニット１０８は、アクセル開度センサ、操舵角センサおよび車速センサを含む。センサユニット１０８は、検出した情報を車両制御装置１２８に送信する。
【００１８】
カーナビゲーションシステム１１０は、データベースの地図情報とＧＰＳ（Global Positioning System）から得られる位置情報を比較することにより走行中または走行先の区間を特定する。また、カーナビゲーションシステム１１０は、ＶＩＣＳ（Vehicle Information and Communication System）（登録商標）等から渋滞情報を取得する。
【００１９】
二次電池１２６は、リチウムイオン二次電池（蓄電池）である。車両制御装置１２８は、エンジン１２０およびモータ１２２を制御することにより、二次電池１２６のＳＯＣをコントロールする。
【００２０】
車両制御装置１２８は、予測部１１２、渋滞区間検出部１１４、目標設定部１１６、条件設定部１１８および充電率制御部１２４を含む。本実施形態における車両制御装置１２８の各機能ブロックは、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）およびその上で実行されるソフトウェアプログラムにより構成される。
【００２１】
予測部１１２は、センサユニット１０８からの車速や操舵角といった情報やカーナビゲーションシステム１１０における経路設定情報から車両１００の走行経路を予測する。渋滞区間検出部１１４は、走行中の区間だけでなく、走行が予測される区間の情報をカーナビゲーションシステム１１０から定期的に取得（先読み）する。渋滞区間検出部１１４は、渋滞区間の有無およびその長さといった情報を検出する。目標設定部１１６は、渋滞区間の有無に応じて、目標充電率を設定する。目標設定部１１６は、通常時の目標充電率には基本目標充電率を設定し、渋滞制御区間の目標充電率には特殊目標充電率（上限値ＵＤ）を設定する。
【００２２】
条件設定部１１８は、エンジン１２０を駆動して二次電池の充電を実行させるアクセル開度条件を設定する。条件設定部１１８は、渋滞区間に入る前の渋滞制御区間ではアクセル開度条件にアクセル開度αを設定し、渋滞区間に入った後の渋滞制御区間ではアクセル開度条件に比較的高いアクセル開度β（＞アクセル開度α）を設定する。つまり、渋滞区間に入った後の渋滞制御区間では、渋滞区間に入る前の渋滞制御区間と比べ、充電を実行させるアクセル開度条件を厳しくする。
【００２３】
充電率制御部１２４は、目標設定部１１６により設定された目標充電率と条件設定部１１８により設定されたアクセル開度条件に基づきエンジン１２０およびモータ１２２を制御することにより、二次電池１２６のＳＯＣをコントロールする。具体的には、充電率制御部１２４は、通常時は、ＳＯＣが基本目標充電率に近づくようエンジン１２０およびモータ１２２を制御し、渋滞制御区間では、ＳＯＣが特殊目標充電率に近づくようエンジン１２０およびモータ１２２を制御する。充電率制御部１２４は特に、渋滞区間に入る前の渋滞制御区間（図１の場合、区間１〜２）では、車両１００のアクセル開度がアクセル開度αを超えるとエンジン１２０を駆動して駆動力を提供するとともに二次電池を充電し、渋滞区間に入った後の渋滞制御区間（図２の場合、区間３〜６）では、車両１００のアクセル開度がアクセル開度βを超えるとエンジン１２０を駆動して駆動力を提供するとともに二次電池を充電するよう制御する。
【００２４】
図３は、車両制御装置１２８による処理を示すフローチャートである。図３に示す処理は、一定間隔、たとえば数ミリ秒ごとに繰り返し実行されるループ処理である。
【００２５】
渋滞区間検出部１１４は、予測部１１２が予測した走行経路上に、一定（たとえば５００ｍ）以上の長さの渋滞区間が走行経路上に存在するかを判定する（Ｓ１０）。そのような渋滞区間が存在しないときには（Ｓ１０のＮ）、以下の処理は実行されず、次回の実行タイミングを待つ。渋滞区間が存在するときには（Ｓ１０のＹ）、目標設定部１１６は渋滞制御区間の開始地点（すなわち渋滞区間の開始地点より所定距離だけ手前の地点）を決定する（Ｓ１２）。目標設定部１１６は、車両１００が渋滞制御区間の開始地点から渋滞区間の開始地点までを走行したときにＳＯＣが特殊目標充電率まで上昇するよう渋滞制御区間の開始地点を決定すればよい。図１では、区間２と区間３の境界点を渋滞制御区間の開始地点に決定した場合を示している。
【００２６】
車両１００が渋滞制御区間の開始地点に到達していなければ（Ｓ１４のＮ）、処理はＳ１４で待機する。車両１００が渋滞制御区間の開始地点に到達すると（Ｓ１４のＹ）、車両制御装置１２８は渋滞時充電処理を実行する（Ｓ１６）。Ｓ１６の渋滞時充電処理については、図４で後述する。
【００２７】
車両１００が渋滞制御区間の終了地点（すなわち渋滞区間の終了地点）に到達していない限り（Ｓ１８のＮ）、渋滞時充電処理は継続する。車両１００が渋滞区間の終了地点に到達すると（Ｓ１８のＹ）、渋滞時充電処理は完了し、いったん処理は終了して次回の実行タイミングまで待機する。なお、車両１００が目的地に到達したり、充電制御機能がオフされり、あるいは電源がオフされたときには、図３のループ処理は終了する。
【００２８】
図４は、渋滞時充電処理を示すフローチャートである。図４は図３のＳ１６に対応する。目標設定部１１６は、目標充電率を基本目標充電率よりも高い特殊目標充電率（上限値ＵＤ）に設定する（Ｓ２０）。車両１００が渋滞区間の開始地点に到達していなければ（Ｓ２２のＮ）、条件設定部１１８はアクセル開度条件にアクセル開度αを設定する（Ｓ２４）。車両１００が渋滞区間の開始地点に到達すると（Ｓ２２のＹ）、条件設定部１１８はアクセル開度条件にアクセル開度β（＞アクセル開度α）を設定する（Ｓ２６）。本実施の形態では、条件設定部１１８は、カーナビゲーションシステム１１０から取得した走行中の区間の渋滞情報に基づいて、渋滞区間に到達したか否かを判断する。充電率制御部１２４は、特殊目標充電率と、アクセル開度条件に基づいて、エンジン１２０およびモータ１２２を制御する。
【００２９】
以上説明した本実施の形態に係る車両制御装置１２８によると、渋滞区間においても目標充電率に特殊目標充電率が設定される。すなわち、渋滞区間においても、積極的にエンジンを駆動してＳＯＣの低下を抑えることができる。これにより、渋滞区間において強制充電が生じにくくなる。また、渋滞区間では、充電を実行させる条件は比較的厳しく設定されるため、必要以上にエンジンを駆動するのが抑えられる。つまり、本実施の形態に係る車両制御装置１２８によると、燃費効率を向上できる。
【００３０】
以上、実施例をもとに本発明を説明した。実施例はあくまでも例示であり、各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【００３１】
（変形例）
実施の形態では、車両制御装置１２８は、カーナビゲーションシステム１１０から取得した走行中の区間の渋滞情報に基づいて、渋滞区間に到達したか否かを判断する場合について説明した。この場合、車両制御装置１２８は、渋滞区間に挟まれた比較的短い非渋滞区間を走行中は、渋滞区間を走行中ではないと判断する。これに対し本変形例では、渋滞区間に挟まれた非渋滞区間の長さが所定の長さ（たとえば２００ｍ）以下である場合、すなわち渋滞区間に挟まれた非渋滞区間が比較的短い場合、非渋滞区間とその非渋滞区間を挟む渋滞区間とをひとまとまりの渋滞区間として取り扱ってもよい。たとえば、カーナビゲーションシステム１１０から取得した渋滞情報によると区間３、４、６が渋滞区間で区間５が非渋滞区間の場合、区間５の長さが２００ｍ以下であれば、区間３〜６をひとまとまりの渋滞区間として取り扱う。この場合、車両１００が区間５を走行中であるとき、車両制御装置１２８は、車両１００は渋滞区間を走行中であると判断する。
【符号の説明】
【００３２】
１００…車両、１０６…車両制御システム、１０８…センサユニット、１１０…カーナビゲーションシステム、１１２…予測部、１１４…渋滞区間検出部、１１６…目標設定部、１１８…条件設定部、１２０…エンジン、１２２…モータ、１２４…充電率制御部、１２６…二次電池、１２８…車両制御装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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