(57)【要約】【課題】郊外を走行中に効率良くバッテリの充電を行い、市街地でＥＶ走行を適切に行う。【解決手段】ハイブリッド車両の制御装置は、内燃機関と、モータジェネレータと、バッテリと、を有するハイブリッド車両に好適に適用される。制御手段は、郊外を走行中に、市街地を走行中の場合と比較して、バッテリの充放電制御を行うための充電量の制御中心値を高く設定する。つまり、郊外を走行中にＨＶ走行を行い、この際にバッテリの制御中心値を徐々に高く設定していき、モータジェネレータを回生させる制御を行う。これにより、郊外を走行中に効率良くバッテリを充電させることができ、郊外を走行した後に市街地を走行する際に、当該市街地において適切にＥＶ走行を行うことが可能となる。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関と、モータジェネレータと、前記モータジェネレータとの間で電力の授受を行うバッテリと、を有するハイブリッド車両に適用される制御装置であって、
郊外を走行中に、市街地を走行中の場合と比較して、前記バッテリの充放電制御を行うための充電量の制御中心値を高く設定する制御手段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】
前記制御手段は、１回の走行当たりの市街地走行距離頻度分布に基づいて、前記郊外を走行中における前記バッテリの目標充電量を設定し、当該目標充電量に基づいて前記制御中心値を徐々に高く設定していく請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項３】
前記郊外では前記内燃機関及び前記モータジェネレータを用いたＨＶ走行を実行し、前記市街地では前記モータジェネレータを用いたＥＶ走行を実行する手段を備える請求項１又は２に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項４】
外部電源から充電した電力を動力として使用するプラグインハイブリッド車両に適用される請求項１乃至３のいずれか一項に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【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適用される制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の技術が、例えば特許文献１に提案されている。特許文献１には、ＥＶ走行可能な地域外から外部電源が設置されている拠点に向けて走行する場合に、ＥＶ走行可能な地域に到達する手前でバッテリのＳＯＣを高めておく技術が提案されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−３２８０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記した特許文献１に記載されたような技術では、市街地を出発してから郊外（例えば高速道路など）をしばらく走行した後に、再び市街地を走行するような場合に、当該市街地に到達した際にバッテリのＳＯＣが既に下限に達しており、ＥＶ走行を適切に行うことができない場合があった。そのため、市街地においてエンジンを使用して走行することにより、市街地での排ガス量が増加してしまう可能性があった。また、当該技術では、外部電源が設置されている拠点に近付いた際にＳＯＣを高めるために、エンジン動力が余分に出力されるように制御が行われる傾向にあったため、燃料消費効率が低下したり、ＣＯ２排出量などが増加してしまう可能性があった。
【０００５】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、郊外を走行中に効率良くバッテリの充電を行い、市街地でＥＶ走行を適切に行うことが可能なハイブリッド車両の制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の１つの観点では、内燃機関と、モータジェネレータと、前記モータジェネレータとの間で電力の授受を行うバッテリと、を有するハイブリッド車両の制御装置は、郊外を走行中に、市街地を走行中の場合と比較して、前記バッテリの充放電制御を行うための充電量の制御中心値を高く設定する制御手段を備える。
【０００７】
上記のハイブリッド車両の制御装置は、内燃機関と、モータジェネレータと、モータジェネレータとの間で電力の授受を行うバッテリと、を有するハイブリッド車両に好適に適用される。具体的には、制御手段は、郊外を走行中に、市街地を走行中の場合と比較して、バッテリの充放電制御を行うための充電量の制御中心値を高く設定する。つまり、郊外を走行中にＨＶ走行を行い、この際にバッテリの制御中心値を徐々に高く設定していき、モータジェネレータを回生させる制御を行う。これにより、郊外を走行中に効率良くバッテリを充電させることができ、郊外を走行した後に市街地を走行する際に、当該市街地において適切にＥＶ走行を行うことが可能となる。つまり、化石燃料を用いずに市街地を走行することが可能となる。したがって、市街地における排ガス量（ＣＯ２排出量など）を適切に減少させることが可能となる。
【０００８】
上記のハイブリッド車両の制御装置の一態様では、前記制御手段は、１回の走行当たりの市街地走行距離頻度分布に基づいて、前記郊外を走行中における前記バッテリの目標充電量を設定し、当該目標充電量に基づいて前記制御中心値を徐々に高く設定していく。
【０００９】
この態様では、制御手段は、１回の走行当たりの市街地走行距離頻度分布に基づいて、郊外を走行した後に市街地を走行する場合の市街地における走行距離を求めて、求められた走行距離をＥＶ走行するための充電量に基づいて目標充電量を設定する。そして、制御手段は、このように設定された目標充電量に基づいて、バッテリの制御中心値を徐々に高く設定していく。これにより、郊外を走行し終えた際に（言い換えると郊外を走行した後に市街地を走行する際に）、所望の充電量まで適切にバッテリを充電させることができる。
【００１０】
上記のハイブリッド車両の制御装置において好適には、前記郊外では前記内燃機関及び前記モータジェネレータを用いたＨＶ走行を実行し、前記市街地では前記モータジェネレータを用いたＥＶ走行を実行する手段を備える。
【００１１】
好適な例では、上記のハイブリッド車両の制御装置は、外部電源から充電した電力を動力として使用するプラグインハイブリッド車両に適用される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態について説明する。
【００１３】
［装置構成］
図１は、本実施形態に係るプラグインハイブリッド車両１００の概略構成図を示す。なお、図１中の破線矢印は、信号の入出力を示している。
【００１４】
プラグインハイブリッド車両１００は、主に、エンジン（内燃機関）１と、駆動輪３と、モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２と、動力分割機構４と、インバータ５と、バッテリ６と、外部充電装置８と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）２０と、を備える。
【００１５】
プラグインハイブリッド車両１００は、家庭用電源などの外部電源から充電した電力を動力として使用するハイブリッド車両である。また、プラグインハイブリッド車両１００は、モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２を用いたＥＶ走行と、エンジン１及びモータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２を用いたＨＶ走行とのいずれかの走行を行う。
【００１６】
エンジン１は、燃焼室内で空気と燃料（化石燃料）との混合気を燃焼させることによって動力を発生させる。エンジン１は、ＥＣＵ２０との間で、制御信号を送受信することにより制御が行われる。動力分割機構４は、差動作用を生じるように構成されており、エンジン１より伝達された動力をモータジェネレータＭＧ１とモータジェネレータＭＧ２の回転軸とに分配する。モータジェネレータＭＧ１は、主に、動力分割機構４より分配された動力が伝達されて発電を行う。インバータ５は、ＥＣＵ２０により制御され、モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２とバッテリ６との間で電力の授受を行う。基本的には、インバータ５は、モータジェネレータＭＧ１で発電された電力のモータジェネレータＭＧ２やバッテリ６への印加、或いはバッテリ６に充電された電力のモータジェネレータＭＧ２への印加を選択的に行う。モータジェネレータＭＧ２は、主として、プラグインハイブリッド車両１００においてＥＶ走行を行う場合に、インバータ５を介して供給される電力により駆動力を発生する。減速機２は、モータジェネレータＭＧ２及び／又はエンジン１から伝達された動力を減速して、当該減速した動力をドライブシャフト３ａを介して駆動輪３に伝達する。
【００１７】
バッテリ６は、モータジェネレータＭＧ２やプラグインハイブリッド車両１００内に設けられた種々の電気機器（不図示）を駆動するための電源として機能することが可能に構成された充電可能な蓄電池である。具体的には、バッテリ６は、外部充電装置８が外部電源（不図示）に接続された状態で、当該外部電源から電力の供給を受けることによって充電される。外部充電装置８は、外部電源からの電力をバッテリ６に充電可能に構成されている。
【００１８】
ＥＣＵ２０は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）などを備え、プラグインハイブリッド車両１００内の各構成要素に対して種々の制御を行う。詳細は後述するが、ＥＣＵ２０は、本発明におけるハイブリッド車両の制御装置に相当し、制御手段として機能する。
【００１９】
［制御方法］
以下で、本実施形態においてＥＣＵ２０が行う制御について説明を行う。
【００２０】
本実施形態では、ＥＣＵ２０は、市街地を出発してから郊外（例えば高速道路など）をある程度走行した後に、市街地に位置する目的地に向かうような場合に、郊外を走行中に効率良くバッテリ６の充電を行い、市街地で適切にＥＶ走行が行われるように制御を行う。具体的には、ＥＣＵ２０は、郊外を走行中に、市街地を走行中の場合と比較して、バッテリ６における充電量の制御中心値を高く設定する。つまり、ＥＣＵ２０は、郊外を走行中にＨＶ走行を行い、この際にバッテリ６の制御中心値を徐々に高く設定していき、モータジェネレータＭＧ１を回生させる制御を行う。こうすることで、郊外を走行中に効率良くバッテリ６を充電させることができ、郊外を走行した後に市街地を走行する際に、市街地において適切にＥＶ走行を行うことが可能となる。つまり、化石燃料を用いずに市街地を走行することが可能となる。よって、市街地における排ガス量（ＣＯ２排出量など）の増加などを適切に抑制することが可能となる。
【００２１】
なお、充電量の制御中心値とは、バッテリ６の充放電制御を行う際の中心値（目標値）となる充電量に相当し、以下では「ＳＯＣ制御中心値」と呼ぶ。また、市街地としては、例えば平均車速が所定速度未満及び／又は停車頻度が所定値以上となるような走行路からなる地域とすることができ、郊外としては、例えば平均車速が当該所定速度以上及び／又は停車頻度が当該所定値未満となるような走行路からなる地域とすることができる。
【００２２】
次に、図２及び図３を参照して、本実施形態に係る制御を具体的に説明する。
【００２３】
図２は、プラグインハイブリッド車両１００が走行する経路の一例を模式的に示す。具体的には、図２は、本実施形態における制御が実行されるような走行路の一例を示している。この場合、プラグインハイブリッド車両１００は、白抜き矢印で示すように、地点Ａ１→地点Ａ２→地点Ａ３→地点Ａ４の順に走行していく。また、地点Ａ１は出発地点であり、地点Ａ２、Ａ３は通過地点であり、地点Ａ４は目的地点である。更に、地点Ａ１から地点Ａ２までの区間は市街地の走行路であり、地点Ａ２から地点Ａ３までの区間は高速道路（つまり郊外の走行路）であり、地点Ａ３から地点Ａ４までの区間は市街地の走行路である。
【００２４】
図３は、図２に示すような経路を走行した場合において、本実施形態に係る制御を実行した場合のバッテリ６の充電量（ＳＯＣ；State of Charge）の変化を示している。なお、ＥＣＵ２０は、基本的には、市街地での排ガス量の減少などを図るため、市街地の走行路ではＥＶ走行が実行され、高速道路ではＨＶ走行が実行されるように制御を行う。この場合、ＥＣＵ２０は、例えば平均車速や停車頻度などに基づいて、市街地を走行中であるのか、又は郊外を走行中であるのかを判断して、ＥＶ走行とＨＶ走行との切り替えを行う。更に、ＥＣＵ２０は、例えば車載のナビゲーション装置から得られる位置情報などに基づいて、目的地が市街地であるか否かを判定することで、本実施形態に係る制御を行う。
【００２５】
図３は、横軸に走行距離（走行時間）を示し、縦軸にＳＯＣを示している。ＥＣＵ２０は、地点Ａ１から地点Ａ２までの区間は市街地の走行路であると判断して、当該区間ではＥＶ走行を実行する。これにより、地点Ａ１から地点Ａ２までの区間では、バッテリ６のＳＯＣは減少する。なお、地点Ａ１（出発地点）の出発時においては、バッテリ６は概ね満充電状態にあるものとする。この後、ＥＣＵ２０は、地点Ａ２から地点Ａ３までの区間は郊外の走行路であると判断して、当該区間ではＨＶ走行を実行する。この際に、ＥＣＵ２０は、バッテリ６のＳＯＣ制御中心値を「ＳＯＣ＿Ｃ１→ＳＯＣ＿Ｃ２→ＳＯＣ＿Ｃ３→ＳＯＣ＿Ｃ４→ＳＯＣ＿Ｃ５」といった具合に徐々に高く設定していく。
【００２６】
また、ＥＣＵ２０は、このように高速道路を走行する際に、高速道路を走行し終えた後（つまり地点Ａ３に到達した際）においてバッテリ６が設定されているべきＳＯＣ（以下、「目標ＳＯＣ」と呼ぶ）を求める。具体的には、ＥＣＵ２０は、地点Ａ３から地点Ａ４まで（市街地の走行路）の距離をＥＶ走行するために必要なＳＯＣを求め、このＳＯＣに基づいて目標ＳＯＣを設定する。例えば、ＥＣＵ２０は、ナビゲーション装置から得られる位置情報などに基づいて地点Ａ３から地点Ａ４までの距離を得て、当該距離をＥＶ走行するためのＳＯＣを求めて、求められたＳＯＣよりも少なくとも高いＳＯＣを目標ＳＯＣとして設定する。ＥＣＵ２０は、このように設定された目標ＳＯＣに基づいて、バッテリ６のＳＯＣ制御中心値を徐々に変化させていく。具体的には、ＥＣＵ２０は、高速道路を走行し終えた後に、バッテリ６のＳＯＣが目標ＳＯＣとなるように、バッテリ６のＳＯＣ制御中心値を徐々に変化させていく。
【００２７】
以上のようにＳＯＣ制御中心値及び目標ＳＯＣを設定して制御（具体的にはモータジェネレータＭＧ１を回生させる制御）を行うことにより、図中の白抜き矢印で示すように、バッテリ６のＳＯＣは徐々に上昇して、概ね目標ＳＯＣ（ＳＯＣ＿Ａｉｍ）に到達する。この後、ＥＣＵ２０は、地点Ａ３から地点Ａ４までの区間は市街地の走行路であると判断して、当該区間では、バッテリ６に充電された電力を用いてＥＶ走行を実行する。
【００２８】
次に、図４及び図５を参照して、目標ＳＯＣの求め方の一例について説明する。ここでは、目的地が市街地であるか否かを判断することができないような場合（例えばナビゲーション装置からの位置情報などが得られないような場合）に、目標ＳＯＣを求める方法について説明する。
【００２９】
図４は、市街地をある程度走行した場合において、残りの市街地の走行距離を求める方法を説明するための図である。なお、「残りの市街地の走行距離」は、市街地を出発して走行した後に郊外を走行し、郊外を走行した後に再び市街地を走行するような場合に、郊外を走行した後に走行する市街地における走行距離に相当する。
【００３０】
図４は、横軸に１回の走行当たりの市街地走行距離ｘを示し、縦軸に頻度ｕｆ（ｘ）を示している。つまり、図４は、１回の走行当たりの市街地走行距離頻度分布の一例を示している。このような分布を用いることで、市街地をＸ（ｋｍ）走行した場合における残りの市街地の走行距離Ｘｒｅ（ｋｍ）が得られる。具体的には、以下の式（１）より、残りの市街地の走行距離Ｘｒｅが得られる。
【００３１】
【数１】
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なお、式（１）中の距離「Ｘ」は、市街地の走行から郊外の走行へ切り替わるまでの市街地での走行距離が用いられる。また、図４に示すような１回の走行当たりの市街地走行距離頻度分布は、平均車速や停車頻度などに基づいて市街地を走行中であるか否かを判定し、市街地における走行距離を蓄積していくことで作成される。
【００３２】
図５は、上記のようにして得られた残りの市街地の走行距離Ｘｒｅから、目標ＳＯＣを求める方法を説明するための図である。図５は、残りの市街地の走行距離Ｘｒｅ（横軸）に対して設定すべき目標ＳＯＣ（縦軸）を示している。目標ＳＯＣは、前述したように、郊外の走行路の走行終了時に（つまり郊外を走行し終えた後に再び市街地を走行する際に）、バッテリ６が設定されているべき目標のＳＯＣである。具体的には、目標ＳＯＣは、残りの市街地の走行距離ＸｒｅをＥＶ走行するのに必要なＳＯＣに相当する。なお、図５に示すような関係は、実験や解析などにより得られたデータに基づいて予め設定され、マップなどとしてＥＣＵ２０内に記憶されている。
【００３３】
ＥＣＵ２０は、図５に示すようなマップを参照することで、上記した式（１）より算出された残りの市街地の走行距離Ｘｒｅに対応する目標ＳＯＣを得る。そして、ＥＣＵ２０は、得られた目標ＳＯＣに基づいて、バッテリ６のＳＯＣ制御中心値を徐々に変化させていく。
【００３４】
以上説明した本実施形態に係る制御によれば、郊外を走行した後に市街地に位置する目的地に向かうような場合に、郊外を走行中に効率良くバッテリ６を充電させることができ、市街地において適切にＥＶ走行を行うことが可能となる。つまり、化石燃料を用いずに市街地を走行することが可能となる。したがって、市街地における排ガス量（ＣＯ２排出量など）を適切に減少させることが可能となる。
【００３５】
［制御処理］
次に、図６を参照して、本実施形態に係る制御処理について説明する。図６は、本実施形態に係る制御処理を示すフローチャートである。当該処理は、ＥＣＵ２０によって繰り返し実行される。
【００３６】
まず、ステップＳ１０１では、ＥＣＵ２０は、高速道路を走行中であるか否かを判定する。言い換えると、市街地を走行中でないか否かを判定する。具体的には、ＥＣＵ２０は、平均車速や停車頻度などに基づいて、高速道路を走行中であるか否かを判定する。例えば、平均車速が所定速度以上及び／又は停車頻度が所定値未満である場合に、高速道路を走行中であると判定する。
【００３７】
高速道路を走行中である場合（ステップＳ１０１；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１０２に進む。ステップＳ１０２では、ＥＣＵ２０は、プラグインハイブリッド車両１００が回生中であるか否かを判定する。つまり、ＨＶ走行においてモータジェネレータＭＧ１による回生が行われているか否かを判定する。例えば、ＥＣＵ２０は、ドライバによるブレーキやアクセルの操作などに基づいて、回生中であるか否かを判定する。回生中である場合（ステップＳ１０２；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１０３に進む。ステップＳ１０３では、ＥＣＵ２０は、回生エネルギー分、バッテリ６のＳＯＣ制御中心値を上げる処理を行う。つまり、制御中心値を徐々に高く設定していく。具体的には、ＥＣＵ２０は、前述したような方法により求められた目標ＳＯＣに基づいてＳＯＣ制御中心値を徐々に変化させていく。そして、処理は当該フローを抜ける。これに対して、回生中でない場合（ステップＳ１０２；Ｎｏ）、処理はステップＳ１０２に戻る。つまり、回生中となるまで、ステップＳ１０２の判定を繰り返す。
【００３８】
一方、高速道路を走行中でない場合（ステップＳ１０１；Ｎｏ）、つまり市街地を走行中である場合、処理はステップＳ１０４に進む。ステップＳ１０４では、ＥＣＵ２０は、原則、ＥＶ走行が行われるように制御を行う。なお、バッテリ６のＳＯＣが所定以下となった場合には、ＥＣＵ２０は、ＥＶ走行を行わずにＨＶ走行を行う。そして、処理は当該フローを抜ける。
【００３９】
以上説明した制御処理によれば、高速道路（郊外）を走行中に効率良くバッテリ６を充電させることができ、市街地で適切にＥＶ走行を行うことが可能となる、つまり化石燃料を用いずに市街地を走行することが可能となる。
【００４０】
なお、図６に示した処理では、高速道路を走行中に本発明に係る制御を行う例を示したが、高速道路以外の郊外を走行中にも、本発明に係る制御を行うことができる。つまり、平均車速が所定速度以上及び／又は停車頻度が所定値未満となるような場合には、高速道路を走行中でなくても、本発明に係る制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本実施形態に係るプラグインハイブリッド車両の概略構成図を示す。
【図２】本実施形態における制御が実行されるような走行路の一例を示す。
【図３】本実施形態に係る制御を実行した場合の、ＳＯＣの変化の一例を示す。
【図４】１回の走行当たりの市街地走行距離頻度分布の一例を示す。
【図５】目標ＳＯＣを求める方法を説明するための図を示す。
【図６】本実施形態に係る制御処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４２】
１  エンジン
３  駆動輪
４  動力分割機構
５  インバータ
６  バッテリ
８  外部充電装置
２０  ＥＣＵ
ＭＧ１、ＭＧ２  モータジェネレータ
１００  プラグインハイブリッド車両
【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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