JP5330812B2 - ハイブリッド車両 - Google Patents

Description

本発明は、車両を推進させるための駆動力を発生させるエンジンとモータを備えるハイブリッド車両に関する。

ハイブリッド車両は、燃費性能が重要視されており、バッテリの使用可能な電力を効率良く消費できるようにエンジンとモータとの使用割合の変更あるいはハイブリッド走行と電気走行との切り替えを行う必要がある。特に、バッテリを外部電源（例えば、家庭用電源）から充電可能なプラグインハイブリッド車両の場合、目的地（バッテリ充電可能地点）に到達したときにバッテリの使用可能な電力を使い切るようにするとよい。特許文献１に記載のハイブリッド車両では、ナビ協調を行っており、目的地までの経路における地図データ（勾配など）に基づいて要求電力を求めて目的地までの消費電力を予測し、目的地に到達するまでにバッテリの使用可能な電力を極力消費できるようにハイブリッド走行と電気走行との切り替えを行っている。
特開２００８−８７７１９号公報 特開２００７−５０８８８号公報 特開２００４−２４８４５５号公報

上記したハイブリッド車両では、ハイブリッド走行と電気走行との切り替えを地図データの勾配情報に基づいて行っている。そのため、地図データの勾配変化点の精度や現在位置の検出精度によっては、ハイブリッド走行と電気走行との切り替えが実際の勾配変化点とは異なる地点で行われる場合がある。その場合、実際の勾配変化点でないにもかかわらずハイブリッド走行と電気走行とが切り替わることによる駆動力変化によって、乗員に対して違和感を与える。例えば、平坦から急な登勾配に変わる道路の場合、その実際の勾配変化点の手前で電気走行からハイブリッド走行に切り替わると大きな駆動力に変化することによる違和感を受け、実際の勾配変化点を通過後に電気走行からハイブリッド走行に切り替わると駆動力不足による違和感を受ける。

そこで、本発明は、エンジンとモータの運転状態の変更による乗員への違和感を抑制するハイブリッド車両を提供することを課題とする。

本発明に係るハイブリッド車両は、車両を推進させるための駆動力を発生させるエンジンとモータを備えるハイブリッド車両であって、車両に搭載され、実際の道路状況を取得する道路状況取得手段と、道路データを記憶する記憶手段と、記憶手段に記憶される道路データに基づいて、目的地までの経路を設定する経路設定手段と、記憶手段に記憶される道路データに基づいて、経路設定手段で設定された経路における走行パターンを設定する走行パターン設定手段と、走行パターン設定手段で設定された走行パターンに基づいてエンジン及びモータの運転スケジュールを設定する運転スケジュール設定手段とを備え、道路状況は、道路勾配であり、運転スケジュールは、ハイブリッド走行と電気走行との切り替えを行うためのスケジュールであり、運転スケジュール設定手段で設定された運転スケジュールにおけるハイブリッド走行と電気走行との切り替え地点付近での道路状況取得手段で取得された実際の道路勾配に基づいて、実際の道路勾配が変化したと判定された場合にハイブリッド走行と電気走行との切り替えを実施し、実際の道路勾配が変化したと判定されなかった場合にハイブリッド走行と電気走行との切り替えを実施しないことを特徴とする。

このハイブリッド車両では、目的地が設定されている場合、経路設定手段により地図データに基づいて目的地までの経路を設定する。経路を決定すると、ハイブリッド車両では、走行パターン設定手段により地図データに基づいて目的地までの経路における走行パターンを設定する。走行パターンは、道路状況によってエンジンとモータの運転状態を変化させる要因となる走行パターンであり、例えば、道路勾配に基づく走行パターンがある。さらに、ハイブリッド車両では、運転スケジュール設定手段により走行パターンに基づいてエンジンとモータの目的地までの運転状態の計画を示す運転スケジュールを設定する。そして、ハイブリッド車両では、走行時、道路状況取得手段により実際の道路状況を取得し、設定されている運転スケジュールと実際の道路状況に基づいてエンジンとモータの運転の制御を行う。このように、このハイブリッド車両では、地図データに基づく運転スケジュールと実際の道路状況とを比較しながらエンジンとモータの運転状態を変化させるので、実際の道路状況に応じてエンジンとモータの運転状態を変化させることができ、エンジンとモータの運転状態の変更に応じた駆動力変化よる乗員への違和感を抑制するができる。

ハイブリッド車両におけるエンジンとモータの運転状態を変化させる要因となるものとしては道路勾配が最も影響があり、登勾配ではエンジンによる駆動力が必要となり、降勾配ではモータによる回生を行うことができる。そこで、このハイブリッド車両では、走行パターン設定手段により地図データ（特に、道路勾配）に基づいて目的地までの経路における走行パターンを設定し、運転スケジュール設定手段によりその走行パターンに基づいて運転スケジュールを設定する。そして、ハイブリッド車両では、走行時、道路状況取得手段により実際の道路勾配を取得し、道路勾配データに基づく運転スケジュールと実際の道路状況に基づいてエンジンとモータの運転の制御を行う。このように、このハイブリッド車両では、道路勾配データに基づく運転スケジュールと実際の道路勾配とを比較しながらエンジンとモータの運転状態を変化させるので、実際の道路勾配の変化に応じてエンジンとモータの運転状態を変化させることができ、道路勾配の変化点におけるエンジンとモータの運転状態の変更に応じた駆動力変化よる乗員への違和感を抑制するができる。

このハイブリッド車両では、ハイブリッド走行（エンジンとモータを使用して走行）と電気走行（モータのみ使用して走行）とを切り替えて走行するハイブリッド車両であり、運転スケジュール設定手段により走行パターンに基づいてハイブリッド走行と電気走行との切り替え計画を示す運転スケジュールを設定する。したがって、このハイブリッド車両では、地図データに基づく運転スケジュールと実際の道路状況とを比較しながらハイブリッド走行と電気走行とを切り替えるので、実際の道路状況に応じてハイブリッド走行と電気走行との切り替えることができ、ハイブリッド走行と電気走行との切り替えに応じた駆動力変化よる乗員への違和感を抑制するができる。

本発明は、地図データに基づく運転スケジュールと実際の道路状況とを比較しながらエンジンとモータの運転状態を変化させるので、実際の道路状況に応じてエンジンとモータの運転状態を変化させることができ、エンジンとモータの運転状態の変更に応じた駆動力変化よる乗員への違和感を抑制するができる。

以下、図面を参照して、本発明に係るハイブリッド車両の実施の形態を説明する。

本実施の形態では、本発明に係るハイブリッド車両を、ナビゲーションシステムと協調して制御を行うプラグイン方式のハイブリッド車両に適用する。本実施の形態に係るハイブリッド車両は、電気走行（以下、ＥＶ[Electric Vehicle]走行と記載）とハイブリッド走行（以下、ＨＶ[Hybrid Vehicle]走行と記載）との切り替えができ、ＥＶ走行用（プラグイン）とＨＶ走行用の２つのバッテリを備えている。また、本実施の形態に係るハイブリッド車両は、ナビゲーションシステムで目的地までの経路が設定されている場合、その経路におけるＥＶ／ＨＶ走行モードの切替計画を示す走行計画（運転スケジュールに相当）に基づいてＥＶ走行とＨＶ走行との切り替えを行う。特に、本実施の形態では、ナビゲーションシステムで目的地までの経路が設定されている場合のハイブリッド車両におけるＥＶ／ＨＶ走行モードの切り替え制御について詳細に説明する。

図１〜図３を参照して、本実施の形態に係るハイブリッド車両について説明する。図１は、本実施の形態に係るハイブリッド車両の制御装置の構成図である。図２は、走行計画とバッテリ消費計画の一例であり、（ａ）が出発地から目的地までの制御区間であり、（ｂ）が出発時の走行計画とバッテリ消費計画であり、（ｃ）が経路途中でバッテリの実際の消費がバッテリ消費計画より少ない場合の走行計画とバッテリ消費計画であり、（ｄ）が経路途中でバッテリの実際の消費がバッテリ消費計画より多い場合の走行計画とバッテリ消費計画である。図３は、地図データによる勾配変化点でのＥＶ／ＨＶ走行モードの切り替えタイミング及び出力パワーの変化とセンサ値による勾配変化点でのＥＶ／ＨＶ走行モードの切り替えタイミング及び出力パワーの変化の一例である。

ハイブリッド車両は、エンジン（図示せず）とモータ（図示せず）を備えている。ハイブリッド車両では、ＥＶ走行モードの場合、エンジンからモータを切り離してモータのみで走行する。また、ハイブリッド車両では、ＨＶ走行モードの場合、エンジンとモータで走行し、エンジンがメインの駆動源あり、モータがアシストする。

ハイブリッド車両の制御装置１では、車両停止時に、ナビゲーションシステムで目的地が設定され、目的地までの経路が設定されている場合、その経路におけるＥV／ＨＶ走行モードの切り替えを計画した走行計画と目的地でバッテリの使用可能な電力を全て消費するためのバッテリ消費計画を立案する。制御装置１では、走行中に、バッテリの実際の消費量がバッテリ消費計画から乖離した場合、目的地でバッテリの使用可能な電力を全て消費できるように、走行計画及びバッテリ消費計画を修正する。また、制御装置１では、走行中に、実際の道路の勾配をセンシングし、走行計画における走行モードの切替地点付近において実際の勾配の変化点に応じて走行モードを切り替える。

制御装置１の構成（特に、ＥＶ／ＨＶ走行モードの切り替え制御に関するもの）は、ＨＶ走行用バッテリ１０、ＥＶ走行用バッテリ１１、ＨＶ走行用バッテリセンサ２０、ＥＶ走行用バッテリセンサ２１、ＨＶＥＣＵ[Electronic Control Unit]３０及びナビゲーションシステムのナビＥＣＵ４０、加速度センサ４１、地図データベース４２などからなる。HＶＥＣＵ３０とナビＥＣＵ４０とは、ＣＡＮ[Controller Area Network]５０で通信を行っている。

なお、本実施の形態では、ＨＶＥＣＵ３０における各処理が特許請求の範囲に記載する走行パターン設定手段及び運転スケジュール設定手段に相当し、ナビＥＣＵ４０における処理が特許請求の範囲に記載する経路設定手段に相当し、加速度センサ４１及びナビＥＣＵ４０における処理が特許請求の範囲に記載する道路状況取得手段に相当し、地図データベース４２が特許請求の範囲に記載する記憶手段に相当する。

ＨＶ走行用バッテリ１０は、ＨＶ走行モードの場合に使用されるバッテリであり、モータの回生による充電が可能である。ＨＶ走行用バッテリ１０は、使用可能な下限が規定されており、常に、数１０％以上の残電力量が確保されている。したがって、ＨＶ走行時には、ＨＶ走行用バッテリ１０の一部の電力しか消費できない。

ＥＶ走行用バッテリ１１は、ＥＶ走行モードの場合に使用されるバッテリであり、モータの回生による充電の他に外部電源からの充電が可能である。ＥＶ走行用バッテリ１１は、使用可能な下限がなく、０％になるまで消費可能である。したがって、ＥＶ走行時には、ＥＶ走行用バッテリ１１の全ての電力を消費できる。

ＨＶ走行用バッテリセンサ２０は、ＨＶ走行用バッテリ１０の充電量（残電力量）を検出するセンサである。ＨＶ走行用バッテリセンサ２０では、一定時間毎に、ＨＶ走行用バッテリ１０の充電量を検出し、その検出値をＨＶＥＣＵ３０に送信する。

ＥＶ走行用バッテリセンサ２１は、ＥＶ走行用バッテリ１１の充電量を検出するセンサである。ＥＶ走行用バッテリセンサ２１では、一定時間毎に、ＥＶ走行用バッテリ１１の充電量を検出し、その検出値をＨＶＥＣＵ３０に送信する。

ナビＥＣＵ４０は、ナビゲーションシステムを統括制御する電子制御ユニットである。ナビＥＣＵ４０では、一定時間毎に、ＧＰＳ衛星から受信したＧＰＳ信号や各種センサで検出した検出値及び地図データベース４２に格納されている各種地図データに基づいて、自車両の現在位置や走行方向を検出する。また、ナビＥＣＵ４０では、一定時間毎に、加速度センサ４１で検出された自車両の前後加速度に基づいて、道路の実際の勾配を算出する。この勾配の算出方法は、従来の方法を適用する。そして、ナビＥＣＵ４０では、一定時間毎に、現在位置情報や道路勾配情報をＨＶＥＣＵ３０に送信する。なお、道路の勾配は、パーセント（％）で表わされ、登りの勾配をプラス値とし、降りの勾配をマイナス値とする。

目的地が設定されている場合、ナビＥＣＵ４０では、地図データベース４２に記憶されている各種地図データに基づいて目的地までの経路を算出し、その経路に沿って走行するように経路案内を行う。そして、ナビＥＣＵ４０では、その経路情報をＨＶＥＣＵ３０に送信する。なお、この経路情報には、経路上の各道路についての勾配情報（地図データベース４２に格納されている情報）が含まれている。

ＨＶＥＣＵ３０は、ＣＰＵ[Central ProcessingUnit]、ＲＯＭ[Read Only Memory]、ＲＡＭ[Random Access Memory]などからなる電子制御ユニットである。ＨＶＥＣＵ３０では、ＲＯＭに保持されるアプリケーションプログラムをＲＡＭにロードしてＣＰＵで実行することによって計画立案処理、計画修正処理、走行モード切替処理などを行う。ＨＶＥＣＵ３０では、各センサ２０，２１から検出情報を受信するとともに、ナビＥＣＵ４０から各種情報を受信する。そして、ＨＶＥＣＵ３０では、これらの取得した情報に基づいて各処理を実行し、エンジンとモータを制御する。

計画立案処理について説明する。車両停止中にナビゲーションシステムで目的地までの経路が設定されると、ＨＶＥＣＵ３０では、ナビＥＣＵ４０から取得した経路情報に基づいて、経路上の各道路の勾配が登勾配判定閾値以上か否かを判定するとともに、各道路の勾配が降勾配判定閾値以下か否かを判定する。登勾配判定閾値は、比較的急な登りの勾配を判定するための閾値であり、プラスの数％程度の値が設定される。降勾配判定閾値は、比較的急な降りの勾配を判定するための閾値であり、マイナスの数％程度の値が設定される。登勾配判定閾値、降勾配判定閾値は、実験などによって予め設定される。ここでの判定では、例えば、道路の勾配の平均値で判定してもよいし、道路の各地点での勾配をそれぞれ判定してもよい。

ＨＶＥＣＵ３０では、勾配が登勾配判定閾値以上となっている区間を規定登勾配区間に設定する（図２（ａ）参照）。規定登勾配区間は、比較的急な登りの勾配を有する区間であり、エンジンの駆動力を必要とする区間である。また、ＨＶＥＣＵ３０では、勾配が降勾配判定閾値以下となっている区間を規定降勾配区間に設定する(図２（ａ）参照)。規定降勾配区間は、比較的急な降りの勾配を有する区間であり、モータでの回生が可能な区間である。したがって、この区間では、バッテリの電力を消費することなく、電力をバッテリに充電できる。

ＨＶＥＣＵ３０では、規定登勾配区間と規定降勾配区間に基づいて、経路上に制御区間を設定する。制御区間は、例えば、図２に示すような破線で区切られた区間Ｓ１〜Ｓ８であり、規定登勾配区間と規定降勾配区間及びそれ以外の区間である。制御区間は、走行計画とバッテリ消費計画を立案する上で基本となる区間である。規定登勾配区間、規定降勾配区間以外の制御区間は、平坦路あるいは緩やかな勾配路である。なお、これらの規定登勾配の制御区間、規定降勾配の制御区間、それ以外の制御区間が、走行パターンに相当する。

ＨＶＥＣＵ３０では、制御区間に基づいて、経路における走行計画を設定する。走行計画は、経路におけるＨＶ走行モードとＥＶ走行モードとの区間を規定する計画であり、ＥＶ／ＨＶ走行モードの切替計画である。走行計画は、基本的には、規定登勾配の制御区間がＨＶ走行モードに設定され、規定降勾配の制御区間がＥＶ走行モードに設定され、それ以外の制御区間がバッテリの使用可能な電力を目的地で使い切りことを考慮して何れかの走行モードが設定される。しかし、例外的に、バッテリの使用可能な電力を目的地までに消費し切れないと予測される場合には規定登勾配の制御区間でもＥＶ走行モードが設定され、バッテリの使用可能な電力を目的地前に消費し切ると予測される場合には規定降勾配の制御区間でもＨＶ走行モードが設定される。

ＨＶＥＣＵ３０では、設定した走行計画に基づいて、バッテリの使用可能な電力を目的地で消費し切るようなバッテリ消費計画を算出する。ここでは、走行計画におけるＨＶ走行モードのときの消費電力量を予測算出するとともにＥＶ走行モードのときの消費電力量を予測算出し、バッテリの使用可能な電力量からその消費電力量を減算していったものをバッテリ消費計画とする。ただし、規定降勾配区間においてモータで回生すると予測される場合、その回生電力量を予測算出し、その回生電力量を加算する。このように、バッテリ消費計画は、経路において走行計画に従ってＥＶ／ＨＶ走行モードで走行した場合にバッテリに充電されている電力の消費を予測した計画である。

ＨＶＥＣＵ３０では、設定した走行計画に基づいてバッテリ消費計画を算出したが、バッテリの使用可能な電力を目的地で使い切れない場合、バッテリの使用可能な電力を目的地で使い切るように、ＨＶ走行モードとなっている制御区間のうち一部の制御区間をＥＶ走行モードに変更した走行計画を再設定し、その走行計画に基づいてバッテリ消費計画を再算出する。また、ＨＶＥＣＵ３０では、設定した走行計画に基づいてバッテリ消費計画を算出したが、バッテリの使用可能な電力を目的地前で消費し切る場合、バッテリの使用可能な電力を目的地で使い切るように、ＥＶ走行モードとなっている制御区間のうち一部の制御区間をＨＶ走行モードに変更した走行計画を再設定し、その走行計画に基づいてバッテリ消費計画を再算出する。このように、ＨＶＥＣＵ３０では、バッテリの使用可能な電力を目的地で消費し切るように、バッテリ消費計画と走行計画を立案する。

なお、バッテリの使用可能な電力量は、出発時のＨＶ走行用バッテリセンサ２０で検出されたＨＶ走行用バッテリ１０の充電量と使用可能な下限量との差の量とＥＶ走行用バッテリセンサ２１で検出されたＥＶ走行用バッテリ１１の充電量の全ての量とを加算した電力量である。したがって、ＨＶＥＣＵ３０では、バッテリ走行計画を算出する前に、ＨＶ走行用バッテリセンサ２０からＨＶ走行用バッテリ１０の充電量を取得するとともに、ＥＶ走行用バッテリセンサ２１からＥＶ走行用バッテリ１１の充電量を取得し、２つのバッテリ１０，１１を合わせて使用可能な電力量を算出しておく。

図２（ｂ）に示す例の場合、走行計画では、制御区間Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ５，Ｓ７，Ｓ８がＥＶ走行モードであり、制御区間Ｓ４，Ｓ６がＨＶ走行モードである。この走行計画では、バッテリの使用可能な電力を目的地で使い切るために、規定登勾配の制御区間Ｓ２がＨＶ走行モードでなく、ＥＶ走行モードとなっている。バッテリ消費計画では、規定降勾配の制御区間Ｓ５，Ｓ７において回生でバッテリの残電力量が増加しているが、それ以外の制御区間Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ６，Ｓ８においてバッテリの残電力量が減少し、目的地で０（％）になっている。

ＨＶＥＣＵ３０では、走行計画及びバッテリ消費計画が決定すると、ドライバへ走行計画に従ってハイブリッド制御を行うことを音声出力や画面表示などで通知する。

計画修正処理について説明する。車両が走行開始すると、ＨＶＥＣＵ３０では、一定時間毎に、ＨＶ走行用バッテリセンサ２０からＨＶ走行用バッテリ１０の充電量を取得するとともに、ＥＶ走行用バッテリセンサ２１からＥＶ走行用バッテリ１１の充電量を取得し、その各時点での２つのバッテリ１０，１１を合わせた残電力量を算出する。また、ＨＶＥＣＵ３０では、一定時間毎に、ナビＥＣＵ４０から現在位置情報を取得する。

そして、ＨＶＥＣＵ３０では、一定時間毎に、現在位置におけるバッテリ消費計画の電力量とバッテリ１０，１１での実際の残電力量とを比較し、その差の絶対値が乖離閾値以上であるか否かを判定する。乖離閾値は、バッテリ走行計画の電力量と実際の残電力量とが乖離しているか否かを判定するための閾値であり、実験などで予め設定される。

実際の残電力量がバッテリ消費計画の電力量よりも乖離閾値以上多くなった場合、目的地でバッテリの使用可能な電力を消費することができないと予測され、燃費が悪化する。そこで、ＨＶＥＣＵ３０では、バッテリの使用可能な電力を目的地で使い切るように、ＨＶ走行モードとなっている制御区間のうち一部の区間をＥＶ走行モードに変更した走行計画に修正し、その走行計画に基づいてバッテリ消費計画を再算出する。図２（ｃ）に示す例の場合、制御区間Ｓ５の途中で、最初に立案したバッテリ消費計画Ｐの電力量よりも実際の残電力量Ｒ１が多くなり（回生で予測より多く充電された）、目的地でバッテリの電力が余るので、規定登勾配の制御区間Ｓ６の半分程度の区間をＨＶ走行モードからＥＶ走行モードに変更した走行計画に修正し、消費電力量を多くする。

バッテリ消費計画の電力量が実際の残電力量よりも乖離閾値以上多くなった場合、目的地前にバッテリの使用可能な電力を消費すると予測される。そこで、ＨＶＥＣＵ３０では、バッテリの使用可能な電力を目的地で使い切るように、ＥＶ走行モードとなっている制御区間のうち一部の区間をＨＶ走行モードに変更した走行計画に修正し、その走行計画に基づいてバッテリ消費計画を再算出する。図２（ｄ）に示す例の場合、制御区間Ｓ５の途中で、バッテリ消費計画Ｐの電力量よりも実際の残電力量Ｒ２が少なくなり（降勾配でも電力消費された）、制御区間Ｓ５でバッテリの電力を使い切るので、規定降勾配の制御区間Ｓ５の途中からの区間をＥＶ走行モードからＨＶ走行モードに変更した走行計画に修正し、消費電力量を少なくする。

走行モード切替処理について説明する。ＨＶＥＣＵ３０では、一定時間毎に、ナビＥＣＵ４０から現在位置情報及び実際の勾配情報を取得する。そして、ＨＶＥＣＵ３０では、一定時間毎に、現在位置情報と走行計画に基づいて、現在位置がＥＶ走行モードとＨＶ走行モードとの切替地点付近か否かを判定する。切替地点付近か否かの判定は、走行計画における切替地点とナビゲーションシステムで検出された現在位置との差が所定の範囲内か否かで判定する。この所定の範囲は、ナビゲーションシステムでの現在位置の検出精度や地図データ（特に、勾配変化点）の精度などに基づいて、予め設定される。なお、ＥＶ走行モードとＨＶ走行モードとの切替地点は、図２の例でも示すように、勾配が大きく変化する地点（例えば、規定登勾配区間と規定登勾配区間との切り替わり地点、規定登勾配区間と平坦区間との切り替わり地点、規定降勾配区間と平坦区間との切り替わり地点）となっている。

ＥＶ走行モードとＨＶ走行モードとの切替地点付近の場合、ＨＶＥＣＵ３０では、一定時間毎に、実際の勾配の変化の絶対値が勾配変化点判定閾値以上か否かを判定する。勾配変化点判定閾値は、実際の道路において勾配の変化点か否かを判定するための閾値であり、登勾配判定閾値や登勾配判定閾値に応じて設定される。

実際の勾配の変化の絶対値が勾配変化点判定閾値以上の場合、ＨＶＥＣＵ３０では、走行計画に従って、走行モードをＥＶ走行モードからＨＶ走行モードへ又はＥＶ走行モードからＨＶ走行モードへ切り替える。そして、ＨＶＥＣＵ３０では、ＥＶ走行モードに切り替えた場合にはモータのみを制御し、ＨＶ走行モードに切り替えた場合にはエンジン及びモータを制御する。

図３の例では、経路において平坦区間、規定登勾配区間、平坦区間の順で勾配が変化しており、その各区間に応じて走行計画ではＥＶ走行モード、ＨＶ走行モード、ＥＶ走行モードが設定されている。図３の上図では、標高の変化（勾配の変化）を示しており、実線Ｈ１が実際の標高であり、破線Ｈ２が地図データでの標高である。また、図３の下図では、各走行モードで制御を行った場合のＨＶ走行モードではエンジン＋モータの出力パワー、ＥＶ走行モードではモータ単体の出力パワーを示しており、実線Ｏ１が実際の勾配変化点で走行モードを切り替えた場合であり、破線Ｏ２が走行計画に従って（すなわち、地図データ）に従って走行モードを切り替えた場合である。

走行計画では、地図データに基づいて設定されるので、ＥＶ走行モードからＨＶ走行モードへの切替地点がＡ地点であり、ＨＶ走行モードからＥＶ走行モードへの切替地点がＤ地点である。したがって、走行計画に従って走行モードを切り替えた場合、Ａ地点でＨＶ走行モードに切り替わり、破線Ｏ２で示すようにＡ地点でＥＶ走行モード時より大きな出力パワーが発生する。しかし、Ａ地点からＢ地点までは平坦路であるため、その大きくなった出力パワーにより、乗員は違和感を受ける。また、Ｄ地点までＨＶ走行モードが継続するが、Ｃ地点からは平坦路である。そのため、破線Ｏ２で示すようにＤ地点まで継続する大きな出力パワーにより、乗員は違和感を受ける。

一方、実際の勾配の変化に基づいて走行モードを切り替えた場合、Ｂ地点でＨＶ走行モードに切り替わり、実線Ｏ１で示すように急な登勾配になったＢ地点でＥＶ走行モード時より大きな出力パワーが発生する。そのため、その大きくなった出力パワーに対して、乗員は違和感を受けない。また、Ｃ地点でＥＶ走行モードに切り替わるので、実線Ｏ１で示すように平坦になったＣ地点で小さな出力パワーとなる。そのため、その小さくなった出力パワーに対して、乗員は違和感を受けない。

図１〜図３を参照して、ハイブリッド車両の制御装置１におけるナビゲーションシステムで目的地までの経路が設定されている場合のＥＶ／ＨＶ走行モードの切り替え制御の動作の流れを説明する。特に、ＨＶＥＣＵ３０の処理の流れについては図４のフローチャートに沿って説明する。図４は、図１のＨＶＥＣＵにおける処理の流れを示すフローチャートである。

車両停止中に、ドライバなどによって目的地が設定された場合、ナビＥＣＵ４０では、地図データベース４２に記憶されている各種データに基づいて目的地までの経路を算出し、その経路情報（地図データの勾配情報も含む）をＨＶＥＣＵ３０に送信する。ＨＶＥＣＵ３０では、その経路情報を受信する（Ｓ１）。

ＨＶ走行用バッテリセンサ２０では、一定時間毎に、ＨＶ走行用バッテリ１０の充電量を検出し、その充電量をＨＶＥＣＵ３０に送信している。また、ＥＶ走行用バッテリセンサ２１では、一定時間毎に、ＥＶ走行用バッテリ１１の充電量を検出し、その充電量をＨＶＥＣＵ３０に送信している。ＨＶＥＣＵ３０では、その各充電量（車両情報）を受信する（Ｓ１）。

そして、ＨＶＥＣＵ３０では、経路上の各道路の勾配情報（地図データ）に基づいて、経路における規定登勾配区間と規定降勾配区間を設定する（Ｓ２）。さらに、ＨＶＥＣＵ３０では、規定登勾配区間と規定降勾配区間に基づいて、経路に制御区間を設定する（Ｓ３）。そして、ＨＶＥＣＵ３０では、目的地でバッテリの使用可能な電力を使い切るように、制御区間に基づいて走行計画とバッテリ消費計画を設定する（Ｓ４）。そして、ＨＶＥＣＵ３０では、その設定した走行計画に従ってハイブリッド制御を実施することをドライバに通知する（Ｓ５）。

車両が走行を開始すると（Ｓ６）、ナビＥＣＵ４０では、一定時間毎に、自車両の現在位置や走行方向を検出するととともに加速度センサ４１で検出した車両の前後加速度に基づいて道路の勾配を算出し、その現在位置情報及び勾配情報をＨＶＥＣＵ３０に送信する。ＨＶＥＣＵ３０では、その現在位置情報及び勾配情報を受信する（Ｓ７）。また、上記と同様に、一定時間に、ＨＶＥＣＵ３０では、ＨＶ走行用バッテリセンサ２０及びＶ走行用バッテリセンサ２１から各バッテリ１０，１１の充電量（車両情報）を受信する（Ｓ７）。

ＨＶＥＣＵ３０では、一定時間毎に、現在位置においてバッテリ消費計画の電力量と現在のバッテリの実際の残電力量とが乖離しているか否かを判定する（Ｓ８）。Ｓ８にて乖離していると判定した場合、ＨＶＥＣＵ３０では、目的地でバッテリの使用可能な電力を使い切るように、走行計画とバッテリ消費計画を修正する（Ｓ９）。

Ｓ８で乖離していないと判定した場合又はＳ９で計画を修正した場合、ＨＶＥＣＵ３０では、走行モード切替付近フラグがＯＮか否かを判定する（Ｓ１０）。Ｓ１０にて走行モード切替付近フラグがＯＦＦと判定した場合、ＨＶＥＣＵ３０では、現在位置が走行計画における走行モードの切替地点付近か否かを判定する（Ｓ１１）。Ｓ１１にて走行モードの切替地点付近でないと判定した場合、Ｓ１６の判定に移行する。

Ｓ１１にて走行モードの切替地点付近と判定した場合、ＨＶＥＣＵ３０では、走行モード切替付近フラグをＯＮにする（Ｓ１２）。走行モード切替付近フラグをＯＮに切り替えた場合又はＳ１０にて走行モード切替付近フラグがＯＮと判定した場合、ＨＶＥＣＵ３０では、実際の勾配の変化が閾値以上か否かを判定する（Ｓ１３）。Ｓ１３にて実際の勾配の変化が閾値未満と判定した場合、勾配変化地点ではないので、ＨＶＥＣＵ３０では、Ｓ７の処理に戻る。

Ｓ１３にて実際の勾配の変化が閾値以上と判定した場合、実際の勾配変化地点なので、ＨＶＥＣＵ３０では、走行計画に従って走行モードを切り替え、切り替えた走行モードに応じてハイブリッド制御を行う（Ｓ１４）。そして、ＨＶＥＣＵ３０では、走行モード切替付近フラグをＯＦＦにする（Ｓ１５）。

ＨＶＥＣＵ３０では、目的地に到着したか否かを判定する（Ｓ１６）。Ｓ１６にて目的地に到着していないと判定した場合、ＨＶＥＣＵ３０では、Ｓ７の処理に戻る。一方、Ｓ１６にて目的地に到着したと判定した場合、ＨＶＥＣＵ３０では、処理を終了する。

このハイブリッド車両（特に、制御装置１）によれば、経路の各道路における勾配情報に基づいて、目的地でバッテリの電力を使い切るようにバッテリ消費計画及びＥＶ／ＨＶ走行モードの走行計画を立案することにより、目的地でバッテリの電力を使い切ることができ、エネルギ効率が向上し、燃費が向上する。特に、ハイブリッド車両によれば、実際の勾配の変化に応じて走行モードを切り替えることにより、勾配変化点での走行モードの切り替えに応じた駆動力変化よる乗員への違和感を抑制するができる。

また、ハイブリッド車両によれば、バッテリの実際の消費状況とバッテリ消費計画とが乖離した場合には、目的地でバッテリの電力を使い切るようにバッテリ消費計画及び走行計画を修正することにより、目的地でバッテリの電力を確実に使い切ることができる。

また、ハイブリッド車両によれば、走行計画に従ってハイブリッド制御を行うことをドライバに通知することにより、通常の制御と異なる制御によって乗員に与える違和感を抑制することができる。

以上、本発明に係る実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されることなく様々な形態で実施される。

例えば、本実施の形態ではプラグインハイブリッド車両に適用したが、プラグインでないハイブリッド車両にも適用可能である。

また、本実施の形態ではＥＶ／ＨＶ走行モードを切り替えて走行するハイブリッド車両に適用したが、パラレル型のようにエンジンとモータとの使用割合を変更するものやシリーズ型のようにエンジンとモータとを切り替えて走行するものなど、他の方式のハイブリッド車両にも適用可能である。使用割合を変更するハイブリッド車両の場合には使用割合の変更を示す走行計画を立て、エンジン／モータを切り替えるハイブリッド車両の場合にはエンジンとモータとの切り替えを示す走行計画を立てる。

また、本実施の形態ではＥＶ走行用とＨＶ走行用の複数のバッテリを備えるハイブリッド車両に適用したが、１つのバッテリだけを備えるハイブリッド車両にも適用可能である。

また、本実施の形態ではＥＶ走行用バッテリの１００％の消費及びＨＶ走行用のバッテリの下限までの消費を目的としたバッテリ消費計画としたが、ＥＣ走行用バッテリの１００％の消費のみを目的としたバッテリ消費計画としてもよい。

また、本実施の形態では道路勾配に応じて走行計画やバッテリ消費計画を立て、実際の道路勾配に応じてＥＶ／ＨＶ走行モードの切り替えを行う構成としたが、ＥＶ走行とＨＶ走行との切り替えに影響を与える他の道路状況のパラメータでこのような制御を行ってもよい。また、出力パワーで計画を立ててもよく、この場合には実際の出力パワーに応じてＥＶ／ＨＶ走行モードの切り替えを行う。

また、本実施の形態ではナビＥＣＵから実際の道路勾配の情報を取得する構成としたが、ＨＶＥＣＵにおいて前後加速度から勾配を算出するようにしてもよいし、勾配センサなどを用いてもよい。

本実施の形態に係るハイブリッド車両の制御装置の構成図である。 走行計画とバッテリ消費計画の一例であり、（ａ）が出発地から目的地までの制御区間であり、（ｂ）が出発時の走行計画とバッテリ消費計画であり、（ｃ）が経路途中でバッテリの実際の消費がバッテリ消費計画より少ない場合の走行計画とバッテリ消費計画であり、（ｄ）が経路途中でバッテリの実際の消費がバッテリ消費計画より多い場合の走行計画とバッテリ消費計画である。 地図データによる勾配変化点でのＥＶ／ＨＶ走行モードの切り替えタイミング及び出力パワーの変化とセンサ値による勾配変化点でのＥＶ／ＨＶ走行モードの切り替えタイミング及び出力パワーの変化の一例である。 図１のＨＶＥＣＵにおける処理の流れを示すフローチャートである。

符号の説明

１…制御装置、１０…ＨＶ走行用バッテリ、１１…ＥＶ走行用バッテリ、２０…ＨＶ走行用バッテリセンサ、２１…ＥＶ走行用バッテリセンサ、３０…ＨＶＥＣＵ、４０…ナビＥＣＵ、４１…加速度センサ、４２…地図データベース

Claims (1)

1. 車両を推進させるための駆動力を発生させるエンジンとモータを備えるハイブリッド車両であって、
   車両に搭載され、実際の道路状況を取得する道路状況取得手段と、
   道路データを記憶する記憶手段と、
   前記記憶手段に記憶される道路データに基づいて、目的地までの経路を設定する経路設定手段と、
   前記記憶手段に記憶される道路データに基づいて、前記経路設定手段で設定された経路における走行パターンを設定する走行パターン設定手段と、
   前記走行パターン設定手段で設定された走行パターンに基づいて前記エンジン及び前記モータの運転スケジュールを設定する運転スケジュール設定手段と
   を備え、
   前記道路状況は、道路勾配であり、
   前記運転スケジュールは、ハイブリッド走行と電気走行との切り替えを行うためのスケジュールであり、
   前記運転スケジュール設定手段で設定された運転スケジュールにおけるハイブリッド走行と電気走行との切り替え地点付近での前記道路状況取得手段で取得された実際の道路勾配に基づいて、実際の道路勾配が変化したと判定された場合にハイブリッド走行と電気走行との切り替えを実施し、実際の道路勾配が変化したと判定されなかった場合にハイブリッド走行と電気走行との切り替えを実施しないことを特徴とするハイブリッド車両。

Images