JP5609898B2 - 走行制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、走行制御装置に関する。

従来、車両に搭載され、車両の走行を制御する走行制御装置が知られている。例えば、特許文献１には、車輌の駆動源としてモータとエンジンとを備えたハイブリッド車において、運転条件によって、モータの走行駆動力のみにより走行するか、少なくともエンジンの走行駆動力により走行するか、を選択するハイブリッド車の走行制御装置が記載されている。

前述した特許文献１などに示された従来から用いられてきたハイブリッド車の走行制御装置は、モータに電力を供給するバッテリ（所謂、二次電池をいう）の充電状態（state-of-charge：以下、ＳＯＣと呼ぶ）が予め定められた第１所定値を下回る状態と、高速走行や登坂走行などの比較的大きな駆動トルクが必要な高負荷状態と、のうちのいずれかに該当するか否かを判定する。前記走行制御装置は、ＳＯＣが予め定められた第１所定値を下回る状態と、高速走行や登坂走行などの比較的大きな駆動トルクが必要な高負荷状態と、のうちのいずれかに該当すると判定すると、少なくともエンジンの走行駆動力により走行することを選択する。また、前記走行制御装置は、ＳＯＣが予め定められた第１所定値を下回る状態と、高速走行や登坂走行などの比較的大きな駆動トルクが必要な高負荷状態と、のうちのいずれかにも該当しないと判定すると、モータの走行駆動力のみにより走行することを選択する。

特開２０１０−０００８８４号公報

しかしながら、前述した特許文献１などに記載されている走行制御装置には、ハイブリッド車全体としてランニングコストの更なる低下が求められている。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、ハイブリッド車全体としてランニングコストの更なる低下を可能とする走行制御装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、外部電源からの電力により充電されることが可能なバッテリと、前記バッテリの電力により走行駆動力を発生するモータと、走行駆動力を発生するエンジンと、を備えたハイブリッド車の前記モータの走行駆動力のみにより走行するＥＶモードと少なくとも前記エンジンの走行駆動力により走行するＨＶモードとを選択する走行制御装置であって、設定された目的地における前記バッテリを充電することが可能な予想充電時間を推定し、前記推定された予想充電時間が長い場合には、前記予想充電時間が短い場合よりも、前記目的地に到達するまでは、高負荷時のＨＶモードの頻度を抑制して、前記ＥＶモードの頻度が増加するように、前記ＥＶモードと前記ＨＶモードとを選択することを特徴とする。

また、前記走行制御装置は、前記ハイブリッド車の停車位置毎に、実際に前記外部電源から前記バッテリが充電されるのに要した実充電時間を記憶し、前記記憶された前記停車位置毎の前記実充電時間に基づいて、前記予想充電時間を推定することが好ましい。

さらに、前記走行制御装置は、前記推定された予想充電時間が閾値よりも長い場合には、前記高負荷時のＨＶモードを禁止することが好ましい。

本発明に係る走行制御装置は、推定された目的地におけるバッテリを充電することが可能な予想充電時間が長い場合には、目的地に到達するまでモータの走行駆動力のみにより走行するＥＶモードの頻度を増加させる。したがって、エンジンの駆動による燃費の悪化を抑制して、ハイブリッド車全体としてランニングコストの更なる低下を可能とすることができる、という効果を奏する。

図１は、実施形態に係る走行制御装置を備えるハイブリッド車の概略構成図である。 図２は、実施形態に係る走行制御装置のＥＣＵとナビゲーション装置との概略構成図である。 図３は、実施形態に係る走行制御装置のＥＣＵの走行計画を選択するためのフローチャートである。 図４は、実施形態に係る走行制御装置のＥＣＵの第２走行計画を示すフローチャートである。 図５は、実施形態に係る走行制御装置のＥＣＵの第１走行計画を示すフローチャートである。 図６は、比較例と本発明の走行距離に対するＳＯＣの変化を説明する図である。 図７は、実施形態に係る変形例の走行制御装置のＥＣＵの走行計画を選択するためのフローチャートである。 図８は、実施形態に係る変形例の走行制御装置のＥＣＵの駆動切替部の第１走行計画の割合を設定するためのマップを示す説明図である。 図９は、開示例１に係る走行制御装置のＥＣＵの走行計画を選択するためのフローチャートである。 図１０は、開示例２に係る走行制御装置のＥＣＵの走行計画を選択するためのフローチャートである。 図１１は、開示例３に係る走行制御装置のＥＣＵの走行計画を選択するためのフローチャートである。

以下に、本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、或いは実質的に同一のものが含まれる。

［実施形態］
図１は、実施形態に係る走行制御装置を備えるハイブリッド車の概略構成図であり、図２は、実施形態に係る走行制御装置のＥＣＵとナビゲーション装置との概略構成図である。本実施形態の走行制御装置１は、図１に示すように、エンジン５と、モータとしてのＭＧ６とを組み合わせて、駆動輪を回転駆動させるための走行用駆動源とする、いわゆるハイブリッド車２に搭載される。走行制御装置１は、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）５０を備える。そして、走行制御装置１は、状況に応じてＥＣＵ５０がエンジン５、ＭＧ６及び後述の変速機７を制御することで、ハイブリッド車２の走行計画を選択するものである。

本実施形態の走行制御装置１は、目的地におけるバッテリ９を充電することが可能な予想充電時間に基づいて、走行計画を選択する。これにより、走行制御装置１は、ハイブリッド車２全体としてのランニングコストの更なる低下を可能とするように構成されている。本実施形態の走行制御装置１は、後述するＥＶモードとＨＶモードのうちの高負荷状態でのＨＶモードを禁止する第１走行計画と、高負荷状態でのＨＶモードを許容する第２走行計画との選択を行なう。

具体的には、ハイブリッド車２は、内燃機関としてのエンジン５、モータジェネレータ（以下、「ＭＧ」という）６、変速機７、ブレーキ装置８、バッテリ９等を含む。また、ハイブリッド車２は、車速センサ１０、アクセルセンサ１１、ブレーキセンサ１２、ナビゲーション装置１３等を含む。

エンジン５は、運転者による加速要求操作、例えば、アクセルペダルの踏み込み操作に応じて、ハイブリッド車２の車輪に走行駆動力を作用させるものである。エンジン５は、ハイブリッド車２の駆動輪に作用させる走行駆動力として、燃料を消費して機関トルクとしてのエンジントルクを発生させる。エンジン５は、要は、燃料を燃焼して生じる熱エネルギをトルクなどの機械的エネルギの形で出力する熱機関であって、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン、ＬＰＧエンジンなどがその一例である。エンジン５は、例えば、不図示の燃料噴射装置、点火装置、及びスロットル弁装置などを備えており、これらの装置は、ＥＣＵ５０に電気的に接続されこのＥＣＵ５０により制御される。エンジン５は、ＥＣＵ５０によって出力トルクが制御される。なお、エンジン５が発生させる走行駆動力は、ＭＧ６における発電に用いてもよい。

ＭＧ６は、運転者による加速要求操作、例えば、アクセルペダルの踏み込み操作に応じて、ハイブリッド車２の車輪に走行駆動力を作用させるものである。ＭＧ６は、ハイブリッド車２の駆動輪に作用させる走行駆動力として、電気エネルギを機械的動力に変換してモータトルクを発生させる。ＭＧ６は、固定子であるステータと回転子であるロータとを備えた、いわゆる回転電機である。ＭＧ６は、電気エネルギを機械的動力に変換して出力する電動機であると共に、機械的動力を電気エネルギに変換して回収する発電機でもある。すなわち、ＭＧ６は、電力の供給により駆動し電気エネルギを機械エネルギに変換して出力する電動機としての機能（力行機能）と、機械エネルギを電気エネルギに変換する発電機としての機能（回生機能）とを兼ね備えている。ＭＧ６は、直流電流と交流電流との変換を行うインバータ等を介してＥＣＵ５０に電気的に接続されこのＥＣＵ５０により制御される。ＭＧ６は、ＥＣＵ５０によってインバータを介して出力トルク及び発電量が制御される。

変速機７は、エンジン５やＭＧ６による回転駆動力を変速してハイブリッド車２の駆動輪側に伝達する動力伝達装置である。変速機７は、いわゆる手動変速機（ＭＴ）であってもよいし、有段自動変速機（ＡＴ）、無段自動変速機（ＣＶＴ）、マルチモードマニュアルトランスミッション（ＭＭＴ）、シーケンシャルマニュアルトランスミッション（ＳＭＴ）、デュアルクラッチトランスミッション（ＤＣＴ）などのいわゆる自動変速機であってもよい。ここでは、変速機７は、例えば、遊星歯車機構等を用いた無段変速機であるものとして説明する。変速機７は、変速機アクチュエータ等がＥＣＵ５０に電気的に接続されこのＥＣＵ５０により制御される。

ブレーキ装置８は、運転者による制動要求操作、例えば、ブレーキペダルの踏み込み操作に応じて、ハイブリッド車２の車輪に制動力を作用させるものである。ブレーキ装置８は、例えば、ブレーキパッドやブレーキディスク等の摩擦要素間に所定の摩擦力（摩擦抵抗力）を発生させることでハイブリッド車２の車体に回転可能に支持された車輪に制動力を付与する。これにより、ブレーキ装置８は、ハイブリッド車２の車輪の路面との接地面に制動力を発生させ、ハイブリッド車２を制動することができる。ブレーキ装置８は、ブレーキアクチュエータ等がＥＣＵ５０に電気的に接続されこのＥＣＵ５０により制御される。

バッテリ９は、電力を蓄えること（蓄電）、及び、蓄えた電力を放電することが可能な蓄電装置である。バッテリ９は、ＥＣＵ５０と電気的に接続されており、種々の情報に関する信号をＥＣＵ５０に出力する。本実施形態のバッテリ９は、充電状態（state-of-charge：以下、ＳＯＣと呼ぶ）を検出し、検出した結果をＥＣＵ５０に出力する。なお、本発明において、ＳＯＣとは、バッテリ９の残容量をバッテリ９の満充電容量で除して得られる値を１００倍してパーセントで表示する値をいう。即ち、ＳＯＣ＝（（バッテリ９の残容量）／（バッテリ９の満充電容量））×１００である。

また、バッテリ９は、図示しないインバータを介してＭＧ６と接続している。さらに、バッテリ９は、例えば家庭用電源などの外部電源１４に接続されるコネクタ１５とインバータを介して接続している。バッテリ９には、コネクタ１５、インバータを介して、家庭用電源などの外部電源１４からの電力が供給される。このために、バッテリ９は、コネクタ１５に外部電源１４が接続されることで、外部電源１４からの電力により充電されることが可能である。なお、本発明でいう外部電源１４とは、コネクタ１５などを介してバッテリ９を充電可能な電源をいう。

ＭＧ６は、電動機として機能する場合、このバッテリ９に蓄えられた電力がインバータを介して供給され、供給された電力をハイブリッド車２の走行用駆動力に変換して出力する。また、ＭＧ６は、発電機として機能する場合、入力される駆動力によって発電し、発電した電力を、インバータを介してバッテリ９に充電する。このとき、ＭＧ６は、ロータに生じる回転抵抗により、ロータの回転を制動（回生制動）することができる。この結果、ＭＧ６は、回生制動時には、電力の回生によりロータに負のモータトルクであるモータ回生トルクを発生させることができ、結果的に、ハイブリッド車２の駆動輪に制動力を付与することができる。つまり、このハイブリッド車２は、駆動輪からＭＧ６に機械的動力が入力され、これにより、ＭＧ６が回生により発電することで、ハイブリッド車２の運動エネルギを電気エネルギとして回収することができる。そして、ハイブリッド車２は、これに伴ってＭＧ６のロータに生じる機械的動力（負のモータトルク）を駆動輪に伝達することで、ＭＧ６により回生制動を行うことができる。この場合、このハイブリッド車２は、ＭＧ６による回生量（発電量）が相対的に小さくされると、発生する制動力が相対的に小さくなり、ハイブリッド車２に作用する減速度が相対的に小さくなる。一方、このハイブリッド車２は、ＭＧ６による回生量（発電量）が相対的に大きくされると、発生する制動力が相対的に大きくなり、ハイブリッド車２に作用する減速度が相対的に大きくなる。

車速センサ１０、アクセルセンサ１１、ブレーキセンサ１２は、ハイブリッド車２の走行状態や運転者によるハイブリッド車２に対する入力（ドライバ入力）、すなわち、運転者によるハイブリッド車２に対する実際の操作に関する状態量や物理量を検出する状態検出装置である。車速センサ１０は、ハイブリッド車２の車両速度（以下、「車速」という場合がある。）を検出する。アクセルセンサ１１は、運転者によるアクセルペダルの操作量（踏み込み量）であるアクセル開度を検出する。ブレーキセンサ１２は、運転者によるブレーキペダルの操作量（踏み込み量）、例えば、マスタシリンダ圧等を検出する。車速センサ１０、アクセルセンサ１１、ブレーキセンサ１２は、ＥＣＵ５０と電気的に接続されており、検出信号をＥＣＵ５０に出力する。

ナビゲーション装置１３は、現在の位置を検出しかつ予め記憶した地図情報におけるハイブリッド車２の位置を求め、目的地までの走行経路を算出するとともに、これらのハイブリッド車２の位置及び目的地までの走行経路などを表示する装置である。ナビゲーション装置１３は、ハイブリッド車２内に搭載される車載機器であって、図２に示すように、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ、全地球測位システム）装置（以下、「ＧＰＳ」という）１６、データベース１７、目的地設定部１８、走行経路設定部１９、表示装置２０、入力装置２１等を含む。

ＧＰＳ装置１６は、ハイブリッド車２の現在の位置を検出する装置である。ＧＰＳ装置１６は、ＧＰＳ衛星が出力するＧＰＳ信号を受信し、受信したＧＰＳ信号に基づいて、ハイブリッド車２の位置情報であるＧＰＳ情報（Ｘ座標；Ｘ，Ｙ座標；Ｙ）を測位・演算する。ＧＰＳ装置１６は、ＥＣＵ５０と電気的に接続されており、ＧＰＳ情報に関する信号をＥＣＵ５０に出力する。

データベース１７は、種々の情報を記憶するものである。データベース１７は、道路情報を含む地図情報、ハイブリッド車２の実際の走行で得られる種々の情報や学習情報等を記憶する。例えば、道路情報は、道路勾配情報、路面状態情報、道路形状情報、制限車速情報、道路曲率（カーブ）情報、一時停止情報、停止線位置情報等を含む。データベース１７に記憶されている情報は、ＥＣＵ５０によって適宜参照され、必要な情報が読み出される。なお、このデータベース１７は、ここではハイブリッド車２に車載するものとして図示しているが、これに限らず、ハイブリッド車２の車外の情報センタ等に設けられ、図示しない無線通信等を介して、ＥＣＵ５０によって適宜参照され、必要な情報が読み出される構成であってもよい。また、本実施形態のデータベース１７は、地図情報として、目的地設定部１８に設定された目的地にバッテリ９を充電可能な外部電源１４が存在しているか否かを示す情報を記憶している。

目的地設定部１８は、入力装置２１を介して、乗員などからハイブリッド車２の目的地の位置を示す情報が入力される。目的地設定部１８は、目的地の位置を示す情報がＥＣＵ５０によって適宜参照されて読み出される。なお、目的地設定部１８に入力された目的地の位置を示す情報は、例えば、入力装置２１からの目的地の位置を示す情報の入力から所定時間経過した場合、ＧＰＳ装置１６からの情報に基づいて入力装置２１から入力された目的地に到達した場合に消去される。

走行経路設定部１９は、ＧＰＳ装置１６が測位・演算したハイブリッド車２の現在の位置情報であるＧＰＳ情報（Ｘ座標；Ｘ，Ｙ座標；Ｙ）と、データベース１７に記憶された地図情報などに基づいて、目的地までの走行経路を算出して、記憶する。走行経路設定部１９は、目的地までの走行経路を示す情報がＥＣＵ５０によって適宜参照されて読み出される。

表示装置２０は、ハイブリッド車２の乗員室内に設けられたディスプレイ装置（視覚情報表示装置）やスピーカ（音出力装置）等を有する。表示装置２０は、ハイブリッド車２の位置、目的地、走行経路を地図情報などとともに表示する。入力装置２１は、ハイブリッド車２の乗員室内に設けられた操作ボタン等を有する。入力装置２１は、目的地などを入力するために用いられる。

ＥＣＵ５０は、ハイブリッド車２の全体の制御を統括的に行う制御ユニットであり、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及びインターフェースを含む周知のマイクロコンピュータを主体とする電子回路として構成されている。ＥＣＵ５０は、車速センサ１０、アクセルセンサ１１及びブレーキセンサ１２が検出した検出結果、ＧＰＳ装置１６が取得したＧＰＳ情報、データベース１７に記憶されている種々の情報、各部の駆動信号、制御指令等に対応した電気信号が入力される。ＥＣＵ５０は、入力されたこれらの電気信号等に応じて、エンジン５、ＭＧ６、変速機７、ブレーキ装置８、バッテリ９等を制御する。ＥＣＵ５０は、例えば、アクセル開度、車速等に基づいてエンジン５の駆動制御、ＭＧ６の駆動制御、変速機７の変速制御、ブレーキ装置８の制動制御などを実行する。また、ＥＣＵ５０は、例えば、運転状態に応じてエンジン５とＭＧ６とを併用又は選択使用することで、ＥＶモードやＨＶモードなどの様々な走行モードを実現する。

なお、本発明では、ＥＶモードとは、ＭＧ６の走行駆動力のみによりハイブリッド車２を走行させる走行モードをいい、ＨＶモードとは、少なくともエンジン５の走行駆動力によりハイブリッド車２を走行させる走行モードをいう。また、ＨＶモードでは、ＥＣＵ５０は、エンジン５を可及的に効率の良い状態で運転する一方、走行駆動力やエンジンブレーキ力の過不足を回転電機であるＭＧ６に補わせ、さらには減速時にエネルギの回生をおこなうことにより、燃費の向上を図る。

また、ＥＣＵ５０は、例えば、アクセルセンサ１１による検出結果に基づいて、運転者によるハイブリッド車２に対する加速要求操作であるアクセル操作のＯＮ／ＯＦＦとアクセル開度を検出することができる。同様に、ＥＣＵ５０は、例えば、ブレーキセンサ１２による検出結果に基づいて、運転者によるハイブリッド車２に対する制動要求操作であるブレーキ操作のＯＮ／ＯＦＦを検出することができる。なお、運転者によるアクセル操作がＯＦＦである状態とは、運転者がハイブリッド車２に対する加速要求操作を解除した状態であり、運転者によるアクセル操作がＯＮである状態とは、運転者がハイブリッド車２に対する加速要求操作を行っている状態である。同様に、運転者によるブレーキ操作がＯＦＦである状態とは、運転者がハイブリッド車２に対する制動要求操作を解除した状態であり、運転者によるブレーキ操作がＯＮである状態とは、運転者がハイブリッド車２に対する制動要求操作を行っている状態である。また、ＥＣＵ５０は、アクセル開度に基づいてドライバ要求パワーを検出する。

なお、本実施形態では、走行制御装置１は、前述したＥＣＵ５０で構成される。また、本発明では、走行制御装置１は、ＥＣＵ５０に加え、ナビゲーション装置１３や、車両状態を検出する各種センサや、周囲の情報を供給する各種情報取得部を含んでいてもよい。走行制御装置１は、状況に応じてＥＣＵ５０が第１走行計画と第２走行計画とを選択し、各走行計画においてＥＶモードとＨＶモードとを選択することで、ハイブリッド車２全体としてのランニングコストの更なる低下を可能とする。

概略的には、ＥＣＵ５０は、目的地設定部１８に目的地が設定されている場合、走行経路設定部１９が算出した走行経路に基づいて、目的地までＥＶモードのみで走行した時に必要とされる電力（必要走行エネルギに相当する）がバッテリ９の現在残容量を下回っているか否かを判定する。走行制御装置１は、下回っていると判定した場合、データベース１７の情報を参照して目的地に外部電源１４が存在し、かつ後述の記憶部５１の情報に基づいて目的地における予想充電時間を推定し、推定した予想充電時間が長い場合に第１走行計画を選択する。また、走行制御装置１は、必要走行エネルギが現在残容量を下回っていない場合と、目的地に外部電源１４が存在しない場合と、推定した予想充電時間が短い場合と、のうちのいずれかである場合、第２走行計画を選択する。

以下、図２を参照して、ＥＣＵ５０の構成の一例を説明する。ＥＣＵ５０は、図２に例示するように、記憶部５１と、第１推定部（必要走行エネルギ推定部に相当する）５２と、判定部５３と、第２推定部（充電時間推定部に相当する）５４と、駆動切替部５５とを含む。

記憶部５１は、ナビゲーション装置１３の情報を参照して、実際に外部電源１４からバッテリ９が充電されるのに要した時間（以下、実充電時間という）を、ハイブリッド車２の停車位置毎に分類して記憶する。記憶部５１は、ハイブリッド車２の停車位置毎の実充電時間を適宜蓄積して記憶する。具体的には、記憶部５１は、Ｘ座標がｘ１、Ｙ座標がｙ１となる停車位置Ａにおける過去の実際の実充電時間がＡ１，Ａ２・・・Ａｎであり、Ｘ座標がｘ２、Ｙ座標がｙ２となる停車位置Ｂにおける過去の実充電時間がＢ１，Ｂ２・・・Ｂｎである場合、停車位置Ａと実充電時間Ａ１，Ａ２・・・Ａｎとを関連付けて記憶し、停車位置Ｂと実充電時間Ｂ１，Ｂ２・・・Ｂｎとを関連付けて記憶する。

第１推定部５１は、走行経路設定部１９が算出した走行経路などに基づいて、入力装置２１から入力された目的地までＥＶモードのみで走行した時に必要とされる電力（必要走行エネルギに相当する）を推定する。

判定部５３は、ナビゲーション装置１３の目的地設定部１８の情報を参照して、目的地設定部１８に目的地が設定されているか否かを判定する。また、判定部５３は、第１推定部５１が推定した必要走行エネルギに相当する電力が、バッテリ９の現在残容量を下回っているか否かを判定する。さらに、判定部５３は、ナビゲーション装置１３の目的地設定部１８の情報及びデータベース１７を参照して、目的地に外部電源１４が存在するか否かを判定する。

第２推定部５４は、記憶部５１に記憶されたハイブリッド車２の停車位置毎の実充電時間に基づいて、入力装置２１から入力された目的地における予想充電時間（バッテリ９を外部電源１４から充電することが可能でかつハイブリッド車２が停車している時間）を推定する。具体的には、記憶部５１に蓄積された情報から、入力装置２１から入力された目的地における過去の実充電時間の平均値などを算出し、算出した平均値を予想充電時間とする。例えば、第２推定部５４は、入力装置２１から入力された目的地が前述した位置Ａである場合、記憶部５１に記憶された過去の充電時間Ａ１，Ａ２・・・Ａｎの平均値を算出し、算出した平均値を予想充電時間とする。また、本発明では、第２推定部５４は、記憶部５１に記憶された過去の実充電時間Ａ１，Ａ２・・・Ａｎなどから求められる値であれば、平均値以外の値を予想充電時間としても良い。また、記憶部５１に蓄積された情報に、入力装置２１から入力された目的地の過去の実充電時間を示す情報が存在しない場合には、予め入力されたデフォルト値を予想充電時間とする。なお、このデフォルト値は、後述する閾値を超えているのが望ましい。

駆動切替部５５は、第２推定部５４が推定した予想充電時間が予め定められた閾値を超えている場合、第１走行計画を選択する。また、駆動切替部５５は、推定した予想充電時間が予め定められた閾値以下である場合、第２走行計画を選択する。

次に、図３から図５を参照して、本実施形態の走行制御装置のＥＣＵの処理の一例を説明する。図３は、実施形態に係る走行制御装置のＥＣＵの走行計画を選択するためのフローチャートであり、図４は、実施形態に係る走行制御装置のＥＣＵの第２走行計画のフローチャートであり、図５は、実施形態に係る走行制御装置のＥＣＵの第１走行計画のフローチャートである。

ハイブリッド車２が起動されると、走行制御装置１のＥＣＵ５０の判定部５３は、図３のステップＳＴ１において、ナビゲーション装置１３からの情報を参照して、目的地設定部１８に目的地の位置を示す情報が入力されているか否かを判定する。即ち、走行制御装置１のＥＣＵ５０の判定部５３は、目的地が設定されているか否かを判定し、目的地が設定されていると判定するとステップＳＴ２に進み、目的地が設定されていないと判定するとステップＳＴ６に進む。なお、本発明でいう、ハイブリッド車２が起動されたとは、ハイブリッド車２の電源がオンされて、アクセルペダルの操作により直ちにハイブリッド車２が走行できる状態をいう。

ステップＳＴ２では、走行制御装置１のＥＣＵ５０の第１推定部５１は、走行経路設定部１９が算出した走行経路等に基づいて、必要走行エネルギに相当する電力を推定する。そして、ステップＳＴ２では、走行制御装置１のＥＣＵ５０の判定部５３は、推定した必要走行エネルギに相当する電力が、バッテリ９の現在残容量を下回っているか否かを判定する。走行制御装置１のＥＣＵ５０の判定部５３は、推定した必要走行エネルギに相当する電力がバッテリ９の現在残容量を下回っていると判定した場合、ステップＳＴ３に進み、下回っていないと判定した場合、ステップＳＴ７に進む。

ステップＳＴ３では、走行制御装置１のＥＣＵ５０の判定部５３は、ナビゲーション装置１３の情報を参照して、目的地設定部１８に設定された目的地に外部電源１４が存在するか否かを判定する。走行制御装置１のＥＣＵ５０の判定部５３は、外部電源１４が存在すると判定すると、ステップＳＴ４に進み、外部電源１４が存在しないと判定すると、ステップＳＴ７に進む。

ステップＳＴ４では、走行制御装置１のＥＣＵ５０の第２推定部５４は、記憶部５１に蓄積された情報などに基づいて、目的地における予想充電時間を推定し、ステップＳＴ５に進む。ステップＳＴ５では、走行制御装置１のＥＣＵ５０の駆動切替部５５は、第２推定部５４が推定した予想充電時間が閾値を越えているか否かを判定する。走行制御装置１のＥＣＵ５０の駆動切替部５５は、閾値を超えていると判定した場合には、ステップＳＴ６に進み第１走行計画を選択し、閾値を超えていないと判定した場合には、ステップＳＴ７に進み第２走行計画を選択する。

ステップＳＴ７において第２走行計画が選択されると、走行制御装置１のＥＣＵ５０の駆動切替部５５は、図４中のステップＳＴ７１において、ＥＶモードを選択し、エンジン５を停止し又は停止した状態を維持して、ＭＧ６のみを駆動する。そして、走行制御装置１のＥＣＵ５０の駆動切替部５５は、ＭＧ６の走行駆動力のみによってハイブリッド車２を走行させ、ステップＳＴ７２に進む。ステップＳＴ７２では、走行制御装置１のＥＣＵ５０の駆動切替部５５は、バッテリ９のＳＯＣが、予め定められた第１所定値を下回るか否かを判定する。走行制御装置１の駆動切替部５５は、バッテリ９のＳＯＣが予め定められた第１所定値を下回ると判定すると、ステップＳＴ７４に進み、バッテリ９のＳＯＣが予め定められた第１所定値を下回らないと判定すると、ステップＳＴ７３に進む。

ステップＳＴ７３では、走行制御装置１のＥＣＵ５０の駆動切替部５５は、変速機７、アクセルセンサ１１及び車速センサ１０からの情報に基づいて、高速走行や登坂走行などの比較的大きな駆動トルクが必要な高負荷状態であるか否かを判定する。走行制御装置１の駆動切替部５５は、ハイブリッド車２が高負荷状態であると判定すると、ステップＳＴ７４に進み、ハイブリッド車２が高負荷状態でないと判定すると、ステップＳＴ７２に戻る。こうして、走行制御装置１の駆動切替部５５は、ＳＯＣが予め定められた第１所定値を下回る状態と、ハイブリッド車２が高負荷状態とのいずれかに該当するまで、ステップＳＴ７２及びステップＳＴ７３を繰り返し、ＥＶモードを維持してＭＧ６の走行駆動力のみによりハイブリッド車２を走行させる。

ステップＳＴ７４では、走行制御装置１のＥＣＵ５０の駆動切替部５５は、ＨＶモードを選択し、エンジン５を駆動する。そして、走行制御装置１のＥＣＵ５０の駆動切替部５５は、少なくともエンジン５の走行駆動力によりハイブリッド車２を走行させ、ステップＳＴ７５に進む。こうして、走行制御装置１のＥＣＵ５０の駆動切替部５５は、ステップＳＴ７２及びステップＳＴ７３において、ＳＯＣが予め定められた第１所定値を下回る状態と、ハイブリッド車２が高負荷状態とのいずれかに該当すると、ステップＳＴ７４に進み、ＨＶモードを選択して少なくともエンジン５の走行駆動力によりハイブリッド車２を走行させる。また、走行制御装置１のＥＣＵ５０の駆動切替部５５は、ステップＳＴ７４において、エンジン５を可及的に効率の良い状態で運転する一方、変速機７、アクセルセンサ１１、ブレーキセンサ１２及び車速センサ１０からの情報に基づいて、走行駆動力やエンジンブレーキ力の過不足をＭＧ６で補わせる。特に、走行制御装置１のＥＣＵ５０の駆動切替部５５は、減速時には、ＭＧ６に回生制動を行なわせて、ハイブリッド車２の駆動輪に制動力を付与するとともに、ＭＧ６が発電した電力によりバッテリ９を充電させる。こうして、ステップＳＴ７４では、走行制御装置１のＥＣＵ５０の駆動切替部５５は、減速時に、ＭＧ６に回生制動を行なわせることで、バッテリ９を充電させて、ＳＯＣを回復させる。

ステップＳＴ７５では、走行制御装置１のＥＣＵ５０の駆動切替部５５は、バッテリ９のＳＯＣが、予め定められた第１所定値を下回るか否かを判定する。走行制御装置１のＥＣＵ５０の駆動切替部５５は、バッテリ９のＳＯＣが第１所定値を下回ると判定すると、ステップＳＴ７５を繰り返し、バッテリ９のＳＯＣが第１所定値を下回らないと判定すると、ステップＳＴ７６に進む。

ステップＳＴ７６では、走行制御装置１のＥＣＵ５０の駆動切替部５５は、変速機７、アクセルセンサ１１及び車速センサ１０からの情報に基づいて、高負荷状態であるか否かを判定する。走行制御装置１のＥＣＵ５０の駆動切替部５５は、ハイブリッド車２が高負荷状態であると判定すると、ステップＳＴ７５に戻り、ハイブリッド車２が高負荷状態でないと判定すると、ステップＳＴ７１に戻る。こうして、走行制御装置１のＥＣＵ５０の駆動切替部５５は、ＨＶモードを選択すると、ＳＯＣが第１所定値を下回らなく、かつ、ハイブリッド車２が高負荷状態でなくなるまで、ステップＳＴ７５及びステップＳＴ７６を繰り返し、ＨＶモードを維持する。また、走行制御装置１の駆動切替部５５は、ＨＶモードを選択した後、ＳＯＣが予め定められた第１所定値を下回らなくかつハイブリッド車２が高負荷状態でなくなると、ステップＳＴ７１に戻り、ＥＶモードを選択する。

ステップＳＴ６において第１走行計画が選択されると、走行制御装置１のＥＣＵ５０の駆動切替部５５は、図５中のステップＳＴ６１において、ＥＶモードを選択し、エンジン５を停止し又は停止した状態を維持して、ＭＧ６のみを駆動する。そして、走行制御装置１のＥＣＵ５０の駆動切替部５５は、ＭＧ６の走行駆動力のみによってハイブリッド車２を走行させて、ステップＳＴ６２に進む。ステップＳＴ６２では、走行制御装置１のＥＣＵ５０の駆動切替部５５は、バッテリ９のＳＯＣが、予め定められた第２所定値を下回るか否かを判定する。なお、第２所定値とは、前述した第１所定値と異なり、かつ第１所定値よりも十分に小さい値である。走行制御装置１のＥＣＵ５０の駆動切替部５５は、バッテリ９のＳＯＣが予め定められた第２所定値を下回ると判定すると、ステップＳＴ６３に進み、バッテリ９のＳＯＣが予め定められた第２所定値を下回らないと判定すると、ステップＳＴ６２を繰り返す。

ステップＳＴ６３では、走行制御装置１のＥＣＵ５０の駆動切替部５５は、ＨＶモードを選択して、エンジン５を駆動する。そして、走行制御装置１のＥＣＵ５０の駆動切替部５５は、少なくともエンジン５の走行駆動力によりハイブリッド車２を走行させて、ステップＳＴ６４に進む。このステップＳＴ６４においても、走行制御装置１のＥＣＵ５０の駆動切替部５５は、前述したステップＳＴ７４と同様に、エンジン５を可及的に効率の良い状態で運転する一方、走行駆動力やエンジンブレーキ力の過不足をＭＧ６に補わせ、ＭＧ６が発電した電力によりバッテリ９を充電させる。

ステップＳＴ６４では、走行制御装置１のＥＣＵ５０の駆動切替部５５は、バッテリ９のＳＯＣが、前述した第１所定値を下回るか否かを判定する。走行制御装置１のＥＣＵ５０の駆動切替部５５は、バッテリ９のＳＯＣが第１所定値を下回ると判定すると、ステップＳＴ６４を繰り返し、バッテリ９のＳＯＣが第１所定値を下回らないと判定すると、ステップＳＴ６１に戻り、ＥＶモードを選択する。

こうして、第１走行計画では、走行制御装置１のＥＣＵ５０の駆動切替部５５は、ＳＯＣが第１所定値よりも十分に小さな第２所定値を下回るまで、ステップＳＴ６２を繰り返し、ＥＶモードを維持して、ＭＧ６の走行駆動力のみによりハイブリッド車２を走行させる。即ち、走行制御装置１のＥＣＵ５０の駆動切替部５５は、ＳＯＣが第１所定値よりも十分に小さな第２所定値を下回るまで、ＭＧ６の走行駆動力のみによりハイブリッド車２を走行させることで、第２走行計画よりも、目的地に到達するまでは、高負荷時のＨＶモードの頻度を禁止して、ＥＶモードの頻度が増加するように、ＥＶモードとＨＶモードとを選択する。このように、走行制御装置１の駆動切替部５５は、第２推定部５４により推定された予想充電時間が長い場合の第１走行計画を、前記推定された予想充電時間が短い場合の第２走行計画よりも、目的地に到達するまでは、ＥＶモードの頻度が増加しかつ高負荷時のＨＶモードの頻度を抑制するように、ＥＶモードとＨＶモードとを選択する。なお、本実施形態において、第１走行計画は、第２推定部５４により推定された予想充電時間が長い場合に相当し、第２走行計画は、第２推定部５４により推定された予想充電時間が短い場合に相当する。

本実施形態の走行制御装置１は、第１推定部５１により推定された目的地におけるバッテリを充電することが可能な予想充電時間が長い第１走行計画が、短い第２走行計画よりもＥＶモードの頻度を増加させる。このために、目的地におけるバッテリ９を充電することが可能な予想充電時間が長い場合には、高負荷時のＨＶモードが禁止されて、ＳＯＣが第２所定値を下回るまでＭＧ６の走行駆動力により走行される。したがって、ＳＯＣが第２所定値を下回らないと、目的地までの間に高負荷状態となっても、ＭＧ６の走行駆動力のみによりハイブリッド車２が走行されることとなる。よって、バッテリ９内に充電された電力を、ハイブリッド車２の走行に確実に用いることができ、エンジン５の駆動による燃費の悪化を抑制して、ハイブリッド車２全体としてランニングコストの更なる低下を可能とすることができる。

また、目的地におけるバッテリ９を充電することが可能な予想充電時間が短い場合には、高負荷時のＨＶモードが許容されるので、目的地までの間にバッテリ９に充電することができる。したがって、目的地出発後の走行中に、バッテリ９を充電することを抑制でき、燃費の悪化を抑制して、ハイブリッド車２全体としてランニングコストの更なる低下を可能とすることができる。

さらに、第２推定部５４が、記憶部５１に記憶されたハイブリッド車２の停車位置毎の実充電時間に基づいて、目的地における予想充電時間を推定するので、予想充電時間即ち目的地におけるバッテリ９を充電可能な時間を正確に推定することができる。

また、第２所定値が第１所定値よりも小さい値に設定されているために、第１走行計画では、バッテリ９に充電された電力をハイブリッド車２の走行に確実に用いることができるので、エンジン５の駆動による燃費の悪化を確実に抑制でき、ハイブリッド車２全体としてランニングコストの更なる低下を確実に可能とすることができる。

さらに、第２推定部５４が前述したデフォルト値を予想充電時間と推定した場合や、目的地設定部１８に目的地が設定されていない場合には、駆動切替部５５が、第１走行計画を選択する。このために、第２推定部５４が前述したデフォルト値を予想充電時間とした場合や、目的地設定部１８に目的地が設定されていない場合には、ＳＯＣが第２所定値を下回るまで、高負荷状態であってもエンジン５を駆動しないので、ハイブリッド車２全体としてランニングコストの更なる低下を確実に可能とすることができる。また、第２推定部５４が前述したデフォルト値を予想充電時間とした場合や、目的地設定部１８に目的地が設定されていない場合でも、ＳＯＣが第２所定値を下回ると、ＨＶモードを選択して、エンジン５の走行駆動力によりハイブリッド車２を走行させるので、バッテリ９のＳＯＣを回復することができる。

このように、本実施形態の走行制御装置１は、図６に示すように、第１走行計画を選択すると、ＳＯＣが第２所定値を下回るまで、高負荷状態であってもエンジン５を駆動しないので、ハイブリッド車２全体としてランニングコストの更なる低下を確実に可能とすることができる。なお、図６中の横軸は、ハイブリッド車２の走行距離を示し、縦軸は、バッテリ９のＳＯＣを示している。比較例１は、第２走行計画のみを選択し、ａｂ間では高負荷状態となってＨＶモードを選択し、ｄＢ間ではＳＯＣが第１所定値を下回るためのＨＶモードを選択し、残りの区間がＥＶモードを選択する従来例を示し、比較例２は、第２走行計画のみを選択し、０Ａ間ではＥＶモードを選択し、ＡＢ間ではＳＯＣが第１所定値を下回るためにＨＶモードを選択する従来例を示している。比較例１は、図６中に一点鎖線で示し、比較例２は、図６中に点線で示している。また、本発明１は、Ａにおいてバッテリを十分に充電することにより、全区間において第１走行計画即ちＥＶモードを選択する上述した実施形態を示し、本発明２は、Ａにおいてバッテリを充電せずに、０ｃ間において第１走行計画即ちＥＶモードを選択し、ｃＢ間ではＳＯＣが第２所定値を下回るためにＨＶモードを選択する上述した実施形態を示している。本発明１は、図６中に実線で示し、本発明２は、図６中に二点鎖線で示している。なお、図６は、比較例と本発明の走行距離に対するＳＯＣの変化を説明する図である。

［変形例］
次に、本発明の実施形態に係る走行制御装置１の変形例を説明する。図７は、実施形態に係る変形例の走行制御装置のＥＣＵの走行計画を選択するためのフローチャートであり、図８は、実施形態に係る変形例の走行制御装置のＥＣＵの駆動切替部の第１走行計画の割合を設定するためのマップを示す説明図である。なお、変形例において、前述した実施形態と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。

本変形例では、走行制御装置１のＥＣＵ５０の駆動切替部５５は、図７に示すステップＳＴ７５ａにおいて、第２推定部５４が推定した予想充電時間に基づいて、第１走行計画と第２走行計画との割合を設定する。具体的には、例えば、駆動切替部５５は、図８に示す推定された予想充電時間と第１走行計画との割合の関係を示すマップを予め記憶しておき、第２推定部５４が推定した予想充電時間に対応する第１走行計画の割合を図８に示されたマップから読取る。

図８に示すマップでは、予想充電時間Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３・・・Ｔｎと、第１走行計画の割合Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３・・・Ｒｎとが一対一で対応しており、予想充電時間Ｔ１＞Ｔ２＞Ｔ３＞・・・＞Ｔｎで、かつ割合Ｒ１＞Ｒ２＞Ｒ３＞・・・＞Ｒｎとなっている。また、予想充電時間Ｔ１のときの割合Ｒ１は、１００％であり、予想充電時間Ｔｎのときの割合Ｒｎは、０％である。

駆動切替部５５は、図８に示すマップから第２推定部５４が推定した予想充電時間に対応する割合を読取る。また、駆動切替部５５は、第２推定部５４が推定した予想充電時間が予想充電時間Ｔ１よりも長いと第１走行計画の割合をＲ１とし、第２推定部５４が推定した予想充電時間が予想充電時間Ｔｎよりも短いと、第１走行計画の割合をＲｎとする。

そして、駆動切替部５５は、図８に示されたマップから求めた割合に応じて、目的地までの距離を第１走行計画で走行する距離と第２走行計画で走行する距離とに分割し、分割した距離に応じて目的地まで第１走行計画と第２走行計画とを切り替えてハイブリッド車２を走行させる。こうして、変形例では、第２推定部５４が推定した予想充電時間が長くなるのにしたがって、第１走行計画で走行する割合を徐々に増加させることによって、第２推定部５４により推定された予想充電時間が長い場合には、予想充電時間が短い場合よりも、目的地に到達するまでは、ＥＶモードの頻度が増加するように、ＥＶモードとＨＶモードとを選択する。また、変形例では、第２推定部５４が推定した予想充電時間が長くなるのにしたがって、第１走行計画で走行する割合を徐々に増加させることによって、第２推定部５４により推定された予想充電時間が長い場合には、予想充電時間が短い場合よりも、目的地に到達するまでは、高負荷時のＨＶモードの頻度を抑制するように、ＥＶモードとＨＶモードとを選択する。

本変形例の走行制御装置１は、上述した実施形態の走行制御装置１と同様に、エンジン５の駆動による燃費の悪化を抑制して、ハイブリッド車２全体としてランニングコストの更なる低下を可能とすることができる。

次に、開示例１に係る走行制御装置１を説明する。図９は、開示例１に係る走行制御装置のＥＣＵの走行計画を変更するためのフローチャートである。なお、開示例１において、前述した実施形態、変形例と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。

本開示例１では、図９に示すステップＳＴ２において判定部５３が推定した必要走行エネルギに相当する電力がバッテリ９の現在残容量を下回っている判定されると、ステップＳＴ３ａにおいて、走行制御装置１のＥＣＵ５０の判定部５３は、ナビゲーション装置１３の情報及び記憶部５１に記憶された情報を参照して、目的地設定部１８に設定された目的地において外部電源１４からの充電の可能性があるか否かを判定する。ステップＳＴ３ａでは、目的地に外部電源１４が存在していること、目的地として設定された位置において過去にバッテリ９が外部電源１４により充電されたこと等の場合、充電の可能性があると判定する。ステップＳＴ３ａにおいて、走行制御装置１のＥＣＵ５０の判定部５３が目的地設定部１８に設定された目的地において外部電源１４からの充電の可能性があると判定すると、ステップＳＴ６に進み、可能性がないと判定すると、ステップＳＴ７に進む。

本開示例１では、走行制御装置１のＥＣＵ５０の判定部５３が目的地設定部１８に設定された目的地において外部電源１４からの充電の可能性があると判定すると、第１走行計画を実行するので、エンジン５の駆動による燃費の悪化を抑制して、ハイブリッド車２全体としてランニングコストの更なる低下を可能とすることができる。

次に、開示例２に係る走行制御装置１を説明する。図１０は、開示例２に係る走行制御装置のＥＣＵの走行計画を変更するためのフローチャートである。なお、開示例２において、前述した実施形態、変形例と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。

本開示例２では、図１０に示すステップＳＴ３において、走行制御装置１のＥＣＵ５０の判定部５３が目的地設定部１８に設定された目的地に外部電源１４が存在すると判定すると、ステップＳＴ６に進み、外部電源１４が存在しないと判定すると、ステップＳＴ７に進む。

本開示例２では、走行制御装置１のＥＣＵ５０の判定部５３が目的地設定部１８に設定された目的地に外部電源１４が存在すると判定すると、第１走行計画を選択するので、エンジン５の駆動による燃費の悪化を抑制して、ハイブリッド車２全体としてランニングコストの更なる低下を可能とすることができる。

次に、開示例３に係る走行制御装置１を説明する。図１１は、開示例３に係る走行制御装置のＥＣＵの走行計画を変更するためのフローチャートである。なお、開示例３において、前述した実施形態、変形例と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。

本開示例３では、図１１に示すステップＳＴ４ａにおいて、走行制御装置１のＥＣＵ５０の判定部５３は、記憶部５１の情報を参照して、目的地設定部１８に設定された目的地において、過去、外部電源１４によりバッテリ９が充電されたか否かを判定し、充電されたと判定すると、ステップＳＴ６に進み、充電されていないと判定すると、ステップＳＴ７に進む。

本開示例３では、走行制御装置１のＥＣＵ５０の判定部５３が目的地設定部１８に設定された目的地においてバッテリ９が充電されたと判定すると、第１走行計画を選択するので、エンジン５の駆動による燃費の悪化を抑制して、ハイブリッド車２全体としてランニングコストの更なる低下を可能とすることができる。

なお、上述した本発明の実施形態などに係る走行制御装置１は、上述した実施形態及び変形例に限定されず、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更が可能である。本実施形態に係る走行制御装置は、以上で説明した実施形態及び変形例の構成要素を適宜組み合わせることで構成してもよい。

例えば、上述した実施形態などに係る走行制御装置１では、第１所定値と第２所定値とを互いに異ならせて、第２所定値を第１所定値よりも小さくしたが、本発明では、第１所定値と第２所定値とを等しくしても良い。この場合も、第１走行計画を選択すると、高負荷状態であってもＨＶモードを選択しないので、エンジン５の駆動による燃費の悪化を抑制して、ハイブリッド車２全体としてランニングコストの更なる低下を可能とすることができる。

また、上述した実施形態では、モータとして、力行機能と回生機能とを兼ね備えるＭＧ６を用いたが、本発明は、これに限定されることなく、例えば、力行機能と備えるモータと、回生機能を備えるジェネレータとを備えても良い。

１ 走行制御装置
２ ハイブリッド車
５ エンジン（内燃機関）
６ ＭＧ（モータ）
９ バッテリ
１４ 外部電源
５１ 記憶部
５４ 第２推定部
５５ 駆動切替部

Claims (3)

1. 外部電源からの電力により充電されることが可能なバッテリと、前記バッテリの電力により走行駆動力を発生するモータと、走行駆動力を発生するエンジンと、を備えたハイブリッド車の前記モータの走行駆動力のみにより走行するＥＶモードと少なくとも前記エンジンの走行駆動力により走行するＨＶモードとを選択する走行制御装置であって、
   設定された目的地における前記バッテリを充電することが可能な予想充電時間を推定し、前記推定された予想充電時間が長い場合には、前記予想充電時間が短い場合よりも、前記目的地に到達するまでは、高負荷時のＨＶモードの頻度を抑制して、前記ＥＶモードの頻度が増加するように、前記ＥＶモードと前記ＨＶモードとを選択することを特徴とする走行制御装置。
2. 前記ハイブリッド車の停車位置毎に、実際に前記外部電源から前記バッテリが充電されるのに要した実充電時間を記憶し、前記記憶された前記停車位置毎の前記実充電時間に基づいて、前記予想充電時間を推定することを特徴とする請求項１に記載の走行制御装置。
3. 前記推定された予想充電時間が閾値よりも長い場合には、前記高負荷時のＨＶモードを禁止することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の走行制御装置。

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