図1は、本発明の実施例としてのハイブリッド自動車20の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車20は、図示するように、エンジン22と、プラネタリギヤ30と、モータMG1,MG2と、インバータ41,42と、バッテリ50と、充電器60と、ナビゲーション装置90と、通信装置94と、ハイブリッド用電子制御ユニット(以下、「HVECU」という)70と、を備える。
エンジン22は、燃料タンク25からのガソリンや軽油などを燃料として動力を出力する内燃機関として構成されている。このエンジン22は、エンジン用電子制御ユニット(以下、「エンジンECU」という)24によって運転制御されている。
エンジンECU24は、図示しないが、CPUを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPUの他に、処理プログラムを記憶するROMやデータを一時的に記憶するRAM,入出力ポート,通信ポートを備える。エンジンECU24には、エンジン22を運転制御するのに必要な各種センサからの信号、例えばエンジン22のクランクシャフト26の回転位置を検出するクランクポジションセンサ23からのクランク角θcrなどが入力ポートを介して入力されている。エンジンECU24からは、エンジン22を運転制御するための種々の制御信号が出力ポートを介して出力されている。エンジンECU24は、HVECU70と通信ポートを介して接続されている。なお、エンジンECU24は、クランクポジションセンサ23からのクランク角θcrに基づいてエンジン22の回転数Neを演算している。
プラネタリギヤ30は、シングルピニオン式の遊星歯車機構として構成されている。プラネタリギヤ30のサンギヤには、モータMG1の回転子が接続されている。プラネタリギヤ30のリングギヤには、駆動輪38a,38bにデファレンシャルギヤ37を介して連結された駆動軸36が接続されている。プラネタリギヤ30のキャリヤには、ダンパ28を介してエンジン22のクランクシャフト26が接続されている。
モータMG1は、例えば同期発電電動機として構成されており、上述したように、回転子がプラネタリギヤ30のサンギヤに接続されている。モータMG2は、例えば同期発電電動機として構成されており、回転子が駆動軸36に接続されている。インバータ41,42は、電力ライン54を介してバッテリ50と接続されている。モータMG1,MG2は、モータ用電子制御ユニット(以下、「モータECU」という)40によって、インバータ41,42の図示しない複数のスイッチング素子がスイッチング制御されることにより、回転駆動される。
モータECU40は、図示しないが、CPUを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPUの他に、処理プログラムを記憶するROMやデータを一時的に記憶するRAM,入出力ポート,通信ポートを備える。モータECU40には、モータMG1,MG2を駆動制御するのに必要な各種センサからの信号、例えばモータMG1,MG2の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ43,44からの回転位置θm1,θm2などをが入力ポートを介して入力されている。モータECU40からは、インバータ41,42の図示しない複数のスイッチング素子へのスイッチング制御信号などが出力ポートを介して出力されている。モータECU40は、HVECU70と通信ポートを介して接続されている。モータECU40は、回転位置検出センサ43,44からのモータMG1,MG2の回転子の回転位置θm1,θm2に基づいてモータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2を演算している。
バッテリ50は、例えばリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池として構成されている。このバッテリ50は、上述したように、電力ライン54を介してインバータ41,42と接続されている。バッテリ50は、バッテリ用電子制御ユニット(以下、「バッテリECU」という)52によって管理されている。
バッテリECU52は、図示しないが、CPUを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPUの他に、処理プログラムを記憶するROMやデータを一時的に記憶するRAM,フラッシュメモリ,入出力ポート,通信ポートを備える。バッテリECU52には、バッテリ50を管理するのに必要な各種センサからの信号、例えば、バッテリ50の端子間に設置された電圧センサ51aからの電池電圧Vbや、バッテリ50の出力端子に取り付けられた電流センサ51bからの電池電流Ibなどが入力ポートを介して入力されている。バッテリECU52は、HVECU70と通信ポートを介して接続されている。バッテリECU52は、電流センサ51bからの電池電流Ibの積算値に基づいて蓄電割合SOCを演算している。蓄電割合SOCは、バッテリ50の全容量に対するバッテリ50から放電可能な電力の容量の割合である。
充電器60は、電力ライン54に接続されており、電源プラグ61が自宅や充電ステーションなどの充電ポイントの充電設備68における家庭用電源や工業用電源などの外部電源69に接続されているときに、外部電源69からの電力を用いてバッテリ50を充電する外部充電を行なうことができるように構成されている。
ナビゲーション装置90は、地図情報などが記憶されたハードディスクなどの記憶媒体や入出力ポート,通信ポートなどを有する制御部を内蔵する本体と、車両の現在位置に関する情報を受信するGPSアンテナと、車両の現在位置に関する情報や目的地までの走行ルートなどの各種情報を表示すると共に操作者による各種指示を入力可能なタッチパネル式のディスプレイと、を備える。ここで、地図情報には、サービス情報(例えば観光情報や駐車場、充電ステーションなど)や予め定められている走行区間(例えば信号機間や交差点間など)毎の道路情報などがデータベース化して記憶されており、道路情報には、距離情報や幅員情報,地域情報(市街地,郊外),種別情報(一般道路,高速道路),勾配情報,法定速度,信号機の数などが含まれる。また、サービス情報として、自宅駐車場や所望の地点を地点登録することができる。ナビゲーション装置90は、操作者により目的地が設定されたときには、地図情報と車両の現在位置と目的地とに基づいて車両の現在位置から目的地までの走行ルートを検索すると共に検索した走行ルートをディスプレイに出力してルート案内を行なう。このナビゲーション装置90は、走行ルートにおけるルート情報(例えば、目的地までの残距離Lnや目的地の方角Dnなど)も演算している。ナビゲーション装置90は、HVECU70と通信ポートを介して接続されている。
HVECU70は、図示しないが、CPUを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPUの他に、処理プログラムを記憶するROMやデータを一時的に記憶するRAM,フラッシュメモリ72,入出力ポート,通信ポートを備える。HVECU70には、各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。HVECU70に入力される信号としては、例えば、イグニッションスイッチ80からのイグニッション信号や、シフトポジションセンサ82からのシフトポジションSP、アクセルペダルポジションセンサ84からのアクセル開度Acc、ブレーキペダルポジションセンサ86からのブレーキペダルポジションBP、車速センサ88からの車速Vなどを挙げることができる。また、燃料タンク25に取り付けられた燃料計25aからの燃料量Qfや、電源プラグ61に取り付けられて電源プラグ61が外部電源69に接続されているか否かを判定する接続スイッチ62からの接続信号SWC、オドメータ89からの積算走行距離(工場出荷時からの総走行距離)Lsumなども挙げることができる。HVECU70からは、充電器60への制御信号などが出力ポートを介して出力されている。HVECU70は、上述したように、エンジンECU24,モータECU40,バッテリECU52,ナビゲーション装置90と通信ポートを介して接続されている。HVECU70は、通信装置94を介して、充電ポイントの充電設備68などの車外装置に情報を送信したり、車外装置から情報を受信したりしている。HVECU70は、燃料タンク25に給油されたときには、燃料計25aからの燃料量Qfに基づいて給油量Qinを計算している。
こうして構成された実施例のハイブリッド自動車20では、CD(Charge Depleting)モードまたはCS(Charge Sustaining)モードでハイブリッド走行(HV走行)または電動走行(EV走行)を行なう。ここで、CDモードは、CSモードに比してEV走行をより優先するモードである。HV走行は、エンジン22の運転を伴って走行するモードである。EV走行は、エンジン22の運転を伴わずに走行するモードである。
実施例では、HVECU70は、自宅や充電ステーションなどの充電ポイントでシステムオフ(システム停止)して停車しているときに、電源プラグ61が外部電源69に接続されると、外部電源69からの電力を用いてバッテリ50が充電されるように充電器60を制御する。そして、システムオン(システム起動)したときにバッテリ50の蓄電割合SOCが閾値Shv1(例えば45%,50%,55%など)よりも大きいときには、バッテリ50の蓄電割合SOCが閾値Shv2(例えば25%,30%,35%など)以下に至るまでは、CDモードで走行し、バッテリ50の蓄電割合SOCが閾値Shv2以下に至った以降は、システムオフするまでCSモードで走行する。また、システムオンしたときにバッテリ50の蓄電割合SOCが閾値Shv1以下のときには、システムオフするまでCSモードで走行する。
次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車20の動作、特に、充電器60によるバッテリ50の充電(外部充電)を行なう際における単位電力量当たりの二酸化炭素の許容排出量Qlim[g/kWh]を設定する際の動作や外部充電を許可する際の動作について説明する。図2は、HVECU70により実行される許容排出量設定ルーチンの一例を示すフローチャートであり、図3は、外部充電許可ルーチンの一例を示すフローチャートである。以下、順に説明する。
まず、図2の許容排出量設定ルーチンについて説明する。このルーチンは、システムオン(システム起動)されたときや、システムオフ(システム停止)されたとき、外部電源69に電源プラグ61が接続されてバッテリ50の充電が完了したとき、燃料タンク25に給油が行なわれたときなどの予め定めた起動タイミングで実行される。以下では、本ルーチンがシステムオン(システム起動)されたときに実行された場合を想定して説明する。
図2の許容排出量設定ルーチンが実行されると、HVECU70は、まず、前回のトリップのシステムオフのタイミングから今回のトリップのシステムオンまでの間(直前トリップ間)における、外部電源69からの電力における単位電力量当たりの二酸化炭素の排出量Qps[g/kWh]や、外部充電におけるバッテリ50の充電量Pin[kW]、燃料における単位量当たりの二酸化炭素の排出量Qoil[g/l]、給油量Qin[l]、積算走行距離(工場出荷時からの総走行距離)Lsumなどのデータを入力する(ステップS100)。
ここで、外部電源69からの電力における二酸化炭素の排出量は、電力を生成(発電)するまでに生じた二酸化炭素の排出量と、この電力を用いて走行する際に生じる二酸化炭素の排出量(値0)と、の和を意味する。外部電源69からの電力における単位電力量当たりの二酸化炭素の排出量Qpsは、直前トリップ間に外部充電が行なわれたときには、その際に充電ポイントの充電設備68から通信装置94を介して受信してHVECU70のフラッシュメモリ72に記憶しておいた値を入力し、直前トリップ間に外部充電が行なわれなかったときには、値0を入力するものとした。外部充電におけるバッテリ50の充電量Pinは、直前トリップ間に外部充電が行なわれたときには、その際の電池電流Ibの積算値に基づいて計算したり外部充電の前後のバッテリ50の蓄電割合SOCに基づいて計算したりしてバッテリECU52のフラッシュメモリに記憶しておいた値をバッテリECU52から受信して入力し、直前トリップ間に外部充電が行なわれなかったときには、値0を入力するものとした。
また、燃料における二酸化炭素の排出量は、燃料を生成するまでに生じた二酸化炭素の排出量と、この燃料を用いて走行する際に生じる二酸化炭素の排出量と、の和を意味する。燃料における単位量当たりの二酸化炭素の排出量Qoilは、直前トリップ間に給油が行なわれたときには、その際に給油ポイントの給油設備から通信装置94を介して受信してHVECU70のフラッシュメモリ72に記憶しておいた値を入力し、直前トリップ間に給油が行なわれなかったときには、値0を入力するものとした。給油量Qinは、直前トリップ間に給油が行なわれたときには、給油が行なわれる前後の燃料量Qfに基づいて計算してHVECU70のフラッシュメモリ72に記憶しておいた値を入力し、直前トリップ間に給油が行なわれなかったときには、値0を入力するものとした。積算走行距離Lsumは、オドメータ89によって計測された値を入力するものとした。
こうしてデータを入力すると、外部電源69からの電力における単位電力量当たりの二酸化炭素の排出量Qps[g/kWh]と、外部充電におけるバッテリ50の充電量Pin[kWh]と、燃料における単位量当たりの二酸化炭素の排出量Qoil[g/l]と、給油量Qin[l]と、を用いて、次式(1)により、車両における二酸化炭素の積算排出量(工場出荷時からの総排出量)Qsum[g]を計算すると共にHVECU70の図示しないRAMやフラッシュメモリ72に記憶する(ステップS110)。ここで、式(1)において、右辺第2項は、直前トリップ間に外部充電が行なわれたときの、外部電源69からの電力における二酸化炭素の排出量[g]を意味し、右辺第3項は、直前トリップ間に給油が行なわれたときの、燃料における二酸化炭素の排出量[g]を意味する。
Qsum=前回Qsum+Qps・Pin+Qoil・Qin (1)
続いて、車両における二酸化炭素の積算排出量(工場出荷時からの総排出量)Qsum[g]を積算走行距離(工場出荷時からの総走行距離)Lsum[km]で除して、車両における単位距離当たりの二酸化炭素の排出量Qv[g/km]を計算すると共にHVECU70の図示しないRAMやフラッシュメモリ72に記憶する(ステップS120)。一般に、外部電源69からの電力における二酸化炭素の排出量は燃料における二酸化炭素の排出量に比して少ない。したがって、外部充電の利用が良好に行なわれているときには、外部充電の利用が良好に行なわれていないときに比して、車両における二酸化炭素の積算排出量Qsumが少なくなり、車両における単位距離当たりの二酸化炭素の排出量Qvが少なくなる。
なお、車両における単位距離当たりの二酸化炭素の排出量Qvを計算する処理は、走行した総走行距離の二酸化炭素の総排出量に対する比率(総走行距離/二酸化炭素総排出量)を外部充電の利用の程度を示す利用指標IDXとして用いて、この利用指標IDXの逆数を車両における単位距離当たりの二酸化炭素の排出量Qvとして計算する処理であると考えることができる。利用指標IDXは、大きいほど外部充電の利用が良好に行なわれていることを意味する。
続いて、車両における単位距離当たりの二酸化炭素の排出量Qv[g/km]に基づいて、外部電源からの電力における単位電力量当たりの二酸化炭素の許容排出量Qlim[g/kWh]を設定すると共にHVECU70の図示しないRAMやフラッシュメモリ72に記憶して(ステップS130)、本ルーチンを終了する。ここで、外部電源69からの電力における単位電力量当たりの二酸化炭素の許容排出量Qlimは、実施例では、車両における単位距離当たりの二酸化炭素の排出量Qvと外部電源69からの電力における単位電力量当たりの二酸化炭素の許容排出量Qlimとの関係を予め定めて許容排出量設定用マップとして図示しないROMに記憶しておき、車両における単位距離当たりの二酸化炭素の排出量Qvが与えられると、このマップに適用して、外部電源69からの電力における単位電力量当たりの二酸化炭素の許容排出量Qlimを設定するものとした。許容排出量設定用マップの一例を図4に示す。図示するように、外部電源69からの電力における単位電力量当たりの二酸化炭素の許容排出量Qlimは、車両における単位距離当たりの二酸化炭素の排出量Qvが多いときには少ないときに比して少なくなるように、具体的には、車両における単位距離当たりの二酸化炭素の排出量Qvが多いほど少なくなるように設定するものとした。
次に、図3の外部充電許可ルーチンについて説明する。このルーチンは、充電ポイントで電源プラグ61が外部電源69に接続されたときに実行される。なお、実施例では、充電ポイントで、外部電源69からの電力として、3つの電力1,2,3が提供されている場合を想定するものとした。3つの電力1,2,3は、例えば、3つの電力会社1,2,3の電力である。図5は、3つの電力1,2,3における単位電力量当たりの二酸化炭素の排出量Qps(Qps1,Qps2,Qps3)[g/kWh]と単位電力量当たりの電力コストCps(Cps1,Cps2,Cps3)[円/kWh]との関係の一例を示す説明図である。図5の例では、電力1,2,3の順に、単位電力量当たりの二酸化炭素の排出量Qpsが少なくなり、単位電力量当たりの電力コストCpsが高くなっている。
図3の外部充電許可ルーチンが実行されると、HVECU70は、まず、外部電源69からの電力における単位電力量当たりの二酸化炭素の許容排出量Qlim[g/kWh]や、電力1,2,3における単位電力量当たりの二酸化炭素の排出量Qps1,Qps2,Qps3[g/kWh]を入力する(ステップS200)。ここで、外部電源からの電力における単位電力量当たりの二酸化炭素の許容排出量Qlimは、HVECU70の図示しないRAMやフラッシュメモリ72に記憶されている値を入力するものとした。単位電力量当たりの二酸化炭素の排出量Qps1,Qps2,Qps3は、充電ポイントの充電設備68から通信装置94を介して受信して入力するものとした。
こうしてデータを入力すると、電力1における単位電力量当たりの二酸化炭素の排出量Qps1を許容排出量Qlimと比較する(ステップS210)。そして、電力1における単位電力量当たりの二酸化炭素の排出量Qps1が許容排出量Qlim以下のときには、電力1,2,3を用いた外部充電を許可して(ステップS230)、本ルーチンを終了する。この場合、例えば、以下のことが行なわれる。HVECU70は、電力1,2,3を用いた外部充電を許可する旨の信号(第1許可信号)を通信装置94を介して外部電源68の設備に送信する。充電ポイントの充電設備68では、第1許可信号を受信すると、ユーザが電力1,2,3を選択できるように図示しないディスプレイに表示する。そして、ユーザが電力1,2,3から1つを選択すると、選択された電力を用いて外部充電を行なう。
ステップS210で電力1における単位電力量当たりの二酸化炭素の排出量Qps1が許容排出量Qlimよりも多いときには、電力2における単位電力量当たりの二酸化炭素の排出量Qpsを許容排出量Qlimと比較する(ステップS220)。そして、電力2における単位電力量当たりの二酸化炭素の排出量Qps2が許容排出量Qlim以下のときには、電力2,3を用いた外部充電を許可して(ステップS240)、本ルーチンを終了する。この場合、例えば、以下のことが行なわれる。HVECU70は、電力2,3を用いた外部充電を許可する旨の信号(第2許可信号)を通信装置94を介して外部電源68の設備に送信する。充電ポイントの充電設備68では、第2許可信号を受信すると、ユーザが電力2,3を選択できるように(電力1を選択できないように)図示しないディスプレイに表示する。そして、ユーザが電力2,3から1つを選択すると、選択された電力を用いて外部充電を行なう。
ステップS240で電力2における単位電力量当たりの二酸化炭素の排出量Qps2が許容排出量Qlimよりも多いときには、電力3を用いた外部充電を許可して(ステップS250)、本ルーチンを終了する。この場合、例えば、以下のことが行なわれる。HVECU70は、電力3を用いた外部充電を許可する旨の信号(第3許可信号)を通信ポート90を介して外部電源68の設備に送信する。充電ポイントの充電設備68では、第3許可信号を受信すると、ユーザが電力3を選択できるように(電力1,2を選択できないように)図示しないディスプレイに表示する。そして、ユーザが電力3を選択すると、電力3を用いて外部充電を行なう。
外部充電が可能なハイブリッド自動車20は、外部充電を行なうことによって環境負荷を低減することができるから、各国でインセンティブの付与が行なわれたり検討されたりしている。しかし、外部充電を行なわなくても走行可能であることから、外部充電を行なわないユーザもいる。実施例では、利用指標IDXが小さい即ち外部充電の利用が良好に行なわれていない車両に対して、外部充電の利用が良好に行なわれている車両よりも、電力1,2,3のうち単位電力量当たりの二酸化炭素の排出量Qpsの比較的多い電力(単位電力量当たりの電力コストCpsの比較的低い電力)を用いた外部充電を制限する。これにより、外部充電の利用の促進を図ると共に二酸化炭素の排出量が多くなるのを抑制することができる。
以上説明した実施例のハイブリッド自動車20では、車両における単位距離当たりの二酸化炭素の排出量Qv[g/km]を演算すると共にその車両における単位距離当たりの二酸化炭素の排出量Qvが多いときには少ないときに比して少なくなるように外部電源69からの電力における単位電力量当たりの二酸化炭素の許容排出量Qlim[g/kWh]を設定する。そして、電源プラグ61が外部電源69に接続されたときに、外部電源69からの電力1,2,3における単位電力量当たりの二酸化炭素の排出量Qps1,Qps2,Qps3[g/kWh]と、単位電力量当たりの二酸化炭素の許容排出量Qlimと、に応じて電力1,2,3のうち外部充電を許可する電力を定めて外部充電を行なう。具体的には、外部充電の利用が良好に行なわれていない車両に対して、外部充電の利用が良好に行なわれている車両よりも、電力1,2,3のうち単位電力量当たりの二酸化炭素の排出量Qpsの比較的多い電力(単位電力量当たりの電力コストCpsの比較的低い電力)を用いた外部充電を制限する。これにより、外部充電の利用の促進を図ると共に二酸化炭素の排出量が多くなるのを抑制することができる。
実施例のハイブリッド自動車20では、HVECU70は、図2の許容排出量設定ルーチンおよび図3の外部充電許可ルーチンを実行するものとした。しかし、HVECU70は、これらに代えて、図6の許容充電量設定ルーチンおよび図7の外部充電ルーチンを実行するものとしてもよい。以下、順に説明する。
まず、図6の許容充電量設定ルーチンについて説明する。このルーチンは、図2の許容排出量設定ルーチンと同様に、システムオン(システム起動)されたときや、システムオフ(システム停止)されたとき、外部電源69に電源プラグ61が接続されてバッテリ50の充電が完了したとき、燃料タンク25に給油が行なわれたときなどの予め定めた起動タイミングで実行される。以下では、本ルーチンがシステムオン(システム起動)されたときに実行された場合を想定して説明する。
図6の許容充電量設定ルーチンが実行されると、HVECU70は、まず、図2の許容排出量設定ルーチンのステップS100〜S130の処理と同様に、各種データを入力し(ステップS300)、車両における二酸化炭素の積算排出量Qsum[g]を計算すると共にHVECU70の図示しないRAMやフラッシュメモリ72に記憶し(ステップS310)、車両における単位距離当たりの二酸化炭素の排出量Qv[g/km]を計算すると共にHVECU70の図示しないRAMやフラッシュメモリ72に記憶し(ステップS320)、外部電源からの電力における単位電力量当たりの二酸化炭素の許容排出量Qlim[g/kWh]を設定すると共にHVECU70の図示しないRAMやフラッシュメモリ72に記憶する(ステップS330)。
そして、車両における単位距離当たりの二酸化炭素の排出量Qv[g/km]と外部電源からの電力における単位電力量当たりの二酸化炭素の許容排出量Qlim[g/kWh]とに基づいて、外部充電におけるバッテリ50の許容充電量Plim[kWh]を設定すると共にHVECU70の図示しないRAMやフラッシュメモリ72に記憶して(ステップS340)、本ルーチンを終了する。ここで、外部充電におけるバッテリ50の許容充電量Plimは、実施例では、車両における単位距離当たりの二酸化炭素の排出量Qvと外部電源からの電力における単位電力量当たりの二酸化炭素の許容排出量Qlimと外部充電におけるバッテリ50の許容充電量Plimとの関係を予め定めて許容充電量設定用マップとして図示しないROMに記憶しておき、車両における単位距離当たりの二酸化炭素の排出量Qvと外部電源からの電力における単位電力量当たりの二酸化炭素の許容排出量Qlimとが与えられると、このマップに適用して、外部充電におけるバッテリ50の許容充電量Plimを設定するものとした。許容充電量設定用マップの一例を図8に示す。図示するように、外部充電におけるバッテリ50の許容充電量Plimは、車両における単位距離当たりの二酸化炭素の排出量Qvが多いときには少ないときに比して少なくなり且つ外部電源からの電力における単位電力量当たりの二酸化炭素の許容排出量Qlimが少ないときには多いときに比して少なくなるように、具体的には、車両における単位距離当たりの二酸化炭素の排出量Qvが多いほど少なくなり且つ外部電源からの電力における単位電力量当たりの二酸化炭素の許容排出量Qlimが少ないほど少なくなるように、設定するものとした。
次に、図7の外部充電ルーチンについて説明する。このルーチンは、図3の外部充電許可ルーチンと同様に、充電ポイントで電源プラグ61が外部電源69に接続されたときに実行される。なお、実施例と同様に、充電ポイントで、外部電源69からの電力として、図5の3つの電力1,2,3が提供されている場合を想定するものとした。
図7の外部充電ルーチンが実行されると、HVECU70は、まず、図3の外部充電許可ルーチンのステップS200の処理と同様に、外部電源からの電力における単位電力量当たりの二酸化炭素の許容排出量Qlim[g/kWh]や、電力1,2,3における単位電力量当たりの二酸化炭素の排出量Qps1,Qps2,Qps3[g/kWh]を入力する(ステップS400)。
こうしてデータを入力すると、ユーザが電力1,2,3から外部充電に用いる電力を選択するのを待つ(ステップS410)。この際には、例えば、以下の処理が行なわれる。充電ポイントの充電設備68では、ユーザが電力1,2,3から外部充電に用いる電力を選択すると、選択の完了および選択した電力(選択電力)を示す信号(電力選択信号)を通信装置94を介してHVECU70に送信する。HVECU70は、電力選択信号を受信するのを待つ。
ステップS410で、ユーザが電力1,2,3から外部充電に用いる電力を選択したと判定されると、ユーザが選択した電力(選択電力)における単位電力量当たりの二酸化炭素の排出量を排出量Qpssetとして設定する(ステップS420)。そして、外部充電におけるバッテリ50の許容充電量Plim[kWh]と選択電力における単位電力量当たりの二酸化炭素の排出量Qpsset[g/kWh]とに基づいて、外部充電におけるバッテリ50の許容充電量Plimの範囲内で、外部充電におけるバッテリ50の目標充電量Pin*を設定する(ステップS430)。ここで、外部充電におけるバッテリ50の目標充電量Pin*は、実施例では、外部充電におけるバッテリ50の許容充電量Plimと選択電力における単位電力量当たりの二酸化炭素の排出量Qpssetと外部充電におけるバッテリ50の目標充電量Pin*との関係を予め定めて目標充電量設定用マップとして図示しないROMに記憶しておき、外部充電におけるバッテリ50の許容充電量Plimと選択電力における単位電力量当たりの二酸化炭素の排出量Qpssetとが与えられると、このマップに適用して、外部充電におけるバッテリ50の目標充電量Pin*を設定するものとした。目標充電量設定用マップの一例を図9に示す。図示するように、外部充電におけるバッテリ50の目標充電量Pin*は、外部充電におけるバッテリ50の許容充電量Plimが少ないときには多いときに比して少なくなり且つ選択電力における単位電力量当たりの二酸化炭素の排出量Qpssetが多いときには少ないときに比して少なくなるように、具体的には、外部充電におけるバッテリ50の許容充電量Plimが少ないほど少なくなり且つ選択電力における単位電力量当たりの二酸化炭素の排出量Qpssetが多いほど少なくなるように、設定するものとした。
そして、選択電力を用いた外部充電を開始する(ステップS440)。選択電力を用いた外部充電を開始すると、外部充電におけるバッテリ50の充電量Pinを入力し(ステップS450)、入力した外部充電におけるバッテリ50の充電量Pinを目標充電量Pin*と比較し(ステップS460)、外部充電におけるバッテリ50の充電量Pinが目標充電量Pin*未満のときには、ステップS440に戻る。ここで、外部充電におけるバッテリ50の充電量Pinは、外部充電が行なわれる際の電池電流Ibの積算値に基づいて計算された値をバッテリECU52から受信して入力するものとした。
こうしてステップS450,S460の処理を繰り返し実行して、ステップS460で外部充電におけるバッテリ50の充電量Pinが目標充電量Pin*以上に至ると、選択電力を用いた外部充電を終了して(ステップS470)、本ルーチンを終了する。なお、外部充電におけるバッテリ50の充電量Pinが目標充電量Pin*に至る前にバッテリ50が満充電になったときにも、外部充電を終了する。
この変形例では、車両における単位距離当たりの二酸化炭素の排出量Qvが比較的多い車両、即ち、外部充電の利用が良好に行なわれていない車両に対して、外部充電の利用が良好に行なわれている車両よりも、外部電源からの電力における単位電力量当たりの二酸化炭素の許容排出量Qlimを少なくして、外部充電におけるバッテリ50の許容充電量Plimを少なくする。そして、その外部充電におけるバッテリ50の許容充電量Plimが少ないときには、多いときに比して外部充電におけるバッテリ50の充電量Pinを少なくする。また、選択電力における単位電力量当たりの二酸化炭素の排出量Qpssetが多いときには、少ないときに比して外部充電におけるバッテリ50の充電量Pinを少なくする。これらより、外部充電の利用の促進を図ると共に二酸化炭素の排出量が多くなるのを抑制することができる。
実施例のハイブリッド自動車20では、特に説明していないが、外部電源69からの電力における単位電力量当たりの二酸化炭素の排出量Qps[g/kWh]を充電ポイントの充電設備68から受信したときに、その充電ポイントとその充電ポイントにおける外部電源69からの電力における単位電力量当たりの二酸化炭素の排出量Qpsとを関連づけて、ナビゲーション装置90のディスプレイに表示するものとしてもよい。また、操作者によって目的地が設定されたときには、地図情報と車両の現在位置と目的地とに基づいて、外部電源69からの電力における単位電力量当たりの二酸化炭素の排出量Qpsが外部電源からの電力における単位電力量当たりの二酸化炭素の許容排出量Qlim以下となる充電ポイントを経由するように走行ルートを設定するものとしてもよい。実施例と同様に、車両における単位距離当たりの二酸化炭素の排出量Qvが比較的多い車両、即ち、外部充電の利用が良好に行なわれていない車両に対して、外部充電の利用が良好に行なわれている車両よりも、外部電源からの電力における単位電力量当たりの二酸化炭素の許容排出量Qlimを少なくするから、外部電源69からの電力における単位電力量当たりの二酸化炭素の排出量Qpsが比較的多い(単位電力量当たりの電力コストCpsが比較的低い)充電ポイントが、ナビゲーション装置90のディスプレイに表示されにくくなったり、走行ルートに含まれなくなったりする。これにより、外部充電の利用の促進を図ると共に二酸化炭素の排出量が多くなるのを抑制することができる。
実施例のハイブリッド自動車20では、HVECU70は、図2の許容排出量設定ルーチンおよび図3の外部充電許可ルーチンを実行するものとした。しかし、HVECU70は、図2の許容排出量設定ルーチンを実行すると共に図3の外部充電許可ルーチンに代えて図10の外部充電許可禁止ルーチンを実行するものとしてもよい。図10の外部充電許可ルーチンは、図3の外部充電許可ルーチンと同様に、充電ポイントで電源プラグ61が外部電源69に接続されたときに実行される。なお、この変形例では、充電ポイントで、外部電源69からの電力として、1つの電力だけが提供されている場合を想定するものとした。
図10の外部充電許可禁止ルーチンが実行されると、HVECU70は、まず、外部電源からの電力における単位電力量当たりの二酸化炭素の許容排出量Qlim[g/kWh]や、外部電源69からの電力における単位電力量当たりの二酸化炭素の排出量Qps[g/kWh]を入力する(ステップS500)。このステップ500の処理は、図3の外部充電許可ルーチンのステップS100の処理と同様に行なうことができる。
こうしてデータを入力すると、入力した外部電源69からの電力における単位電力量当たりの二酸化炭素の排出量Qpsを外部電源からの電力における単位電力量当たりの二酸化炭素の許容排出量Qlimと比較する(ステップS510)。そして、外部電源69からの電力における単位電力量当たりの二酸化炭素の排出量Qpsが外部電源からの電力における単位電力量当たりの二酸化炭素の許容排出量Qlim以下のときには、外部充電を許可して(ステップS520)、本ルーチンを終了する。一方、外部電源69からの電力における単位電力量当たりの二酸化炭素の排出量Qpsが外部電源からの電力における単位電力量当たりの二酸化炭素の許容排出量Qlimよりも大きいときには、外部充電を禁止して(ステップS530)、本ルーチンを終了する。
この変形例では、実施例と同様に、車両における単位距離当たりの二酸化炭素の排出量Qvが比較的多い車両、即ち、外部充電の利用が良好に行なわれていない車両に対して、外部充電の利用が良好に行なわれている車両よりも、外部電源からの電力における単位電力量当たりの二酸化炭素の許容排出量Qlimを少なくする。したがって、外部充電の利用が良好に行なわれていない車両は、外部充電の利用が良好に行なわれている車両よりも、充電ポイントで外部充電が禁止されやすくなる。これにより、外部充電の利用の促進を図ると共に二酸化炭素の排出量が多くなるのを抑制することができる。
実施例のハイブリッド自動車20では、車両における二酸化炭素の積算排出量(工場出荷時からの総排出量)Qsumを積算走行距離(工場出荷時からの総走行距離)Lsumで除して車両における単位距離当たりの二酸化炭素の排出量Qvを計算するものとした。しかし、車両における二酸化炭素の積算排出量(所定期間内の総排出量)Qsum2を積算走行距離(所定期間内の総走行距離)Lsum2で除して車両における単位距離当たりの二酸化炭素の排出量Qvを計算するものとしてもよい。ここで、「所定期間」としては、1ヶ月や2ヶ月のような時間的に予め定められた期間や、20回のトリップの間や30回のトリップの間のような機会的に予め定められた期間などを用いることができる。
実施例のハイブリッド自動車20では、システムオンされたときなどの予め定めた起動タイミングで、外部電源69からの電力における単位電力量当たりの二酸化炭素の排出量Qps[g/kWh]と、外部充電におけるバッテリ50の充電量Pin[kWh]と、燃料における単位量当たりの二酸化炭素の排出量Qoil[g/l]と、給油量Qin[l]と、を用いて、上述の式(1)により車両における二酸化炭素の積算排出量Qsumを計算するものとした。しかし、外部充電におけるバッテリ50の充電量Pinや給油量Qinに代えて、走行中のバッテリ50の蓄電割合SOCの変化量に基づく電力消費量Pcoや燃料消費量Qcoを用いて車両における二酸化炭素の積算排出量Qsumを計算するものとしてもよい。この場合、電力や燃料を生成するまでに生じた二酸化炭素の排出量を考慮しないものとしてもよい。
実施例のハイブリッド自動車20では、車両における二酸化炭素の積算排出量Qsum[g]を積算走行距離Lsum[km]で除して車両における単位距離当たりの二酸化炭素の排出量Qv[g/km]を計算するものとした。この処理は、上述したように、(A)走行した総走行距離の二酸化炭素の総排出量に対する比率(総走行距離/二酸化炭素総排出量)を、利用指標IDXとして用いて、この利用指標IDXの逆数を車両における単位距離当たりの二酸化炭素の排出量Qvとして計算する処理であると考えることができる。しかし、これ以外の手法によって利用指標IDXを設定し、この利用指標IDXに基づいて車両における単位距離当たりの二酸化炭素の排出量Qv[g/km]を計算するものとしてもよい。利用指標IDXは以下の(B)〜(N)のいずれかとして演算されたり、(B)〜(N)のうちの1つまたは複数に基づいて或いは(A)と(B)〜(N)のうちの1つまたは複数とに基づいて演算されたりする。なお、利用指標IDXは、大きいほど外部充電の利用が良好に行なわれているものとして演算される。また、車両における単位距離当たりの二酸化炭素の排出量Qvは、利用指標IDXが大きいほど小さくなるものとして演算される。さらに、(B)〜(N)において、「所定期間」としては、1ヶ月や2ヶ月のような時間的に予め定められた期間や、20回のトリップの間や30回のトリップの間のような機会的に予め定められた期間などを用いることができる。
(B)充電回数のトリップ回数に対する比率(充電回数/トリップ回数)
充電回数は、所定期間内において外部充電の有無に基づいてカウントアップすることにより得ることができる。外部充電の有無は、接続スイッチ62からの接続信号SWCによる電源プラグ61が外部電源69に接続されたか否かの判定やバッテリ50の蓄電割合SOCの増加したか否かの判定により行なうことができる。トリップ回数は、所定期間内においてシステムオンされる毎にカウントアップすることにより得ることができる。
(C)充電器60を外部電源69に接続している総時間のシステムオフして停車している総時間に対する比率(充電器接続総時間/停車総時間)
充電器接続総時間は、所定期間内において充電器60の電源プラグ61を外部電源69に接続していた充電時間を積算することにより得ることができる。停車総時間は、所定期間内の各トリップ間の停車時間を積算することにより得ることができる。
(D)EV走行の総距離のHV走行の総距離に対する比率(EV走行総距離/HV走行総距離)
EV走行総距離は、所定期間内の各トリップにおけるEV走行距離を積算することにより得ることができる。HV走行総距離は、所定期間内の各トリップにおけるEV走行距離を積算することにより得ることができる。
(E)EV走行の総時間のHV走行の総時間に対する比率(EV走行総時間/HV走行総時間)
EV走行総時間は、所定期間内の各トリップにおけるEV走行時間を積算することにより得ることができる。HV走行総時間は、所定期間内の各トリップにおけるEV走行時間を積算することにより得ることができる。
(F)EV走行の総距離の総走行距離に対する比率(EV走行総距離/総走行距離)
総走行距離は、所定期間内の各トリップにおける走行距離を積算することにより行なわれる。
(G)EV走行の総時間の総走行時間に対する比率(EV走行総時間/総走行時間)
総走行時間は、所定期間内の各トリップにおける走行時間を積算することにより行なわれる。
(H)充電器60によるバッテリ50の充電の総充電量の燃料タンク25への総給油量に対する比率(総充電量/総給油量)
総充電量は、所定期間内の外部充電による充電量を積算することにより得ることができる。総給油量は、所定期間内の給油量を積算することにより得ることができる。
(I)外部電源69からの電力によってバッテリ50に充電したエネルギの積算値の走行に消費したエネルギの積算値に対する比率(外部充電エネルギ積算値/走行消費エネルギ積算値)
外部充電エネルギ積算値は、所定期間内の外部充電による充電量の積算により得ることができる。走行消費エネルギ積算値は、EV走行エネルギの積算値とHV走行エネルギの積算値として得ることができる。なお、EV走行エネルギやHV走行エネルギはEV走行中やHV走行中に車重Mに車速Vを乗じたものを時間積分(∫M・Vdt)することにより得ることができる。車重Mは、車重センサにより計測したものを用いたり、勾配センサとモータMG2のトルクと加速度とから計算したものを用いたり、予め定めた値を用いたりすることができる。
(J)EV走行により消費したエネルギの積算値のHV走行により消費したエネルギの積算値に対する比率(EV走行エネルギ積算値/HV走行エネルギ積算値)
EV走行エネルギ積算値は、EV走行エネルギを積算することにより得ることができる。HV走行エネルギ積算値は、HV走行エネルギを積算することにより得ることができる。
(K)充電器60を外部電源69に接続した総時間(充電器接続総時間)
充電器接続総時間は、所定期間内で充電器60を外部電源69に接続した時間を積算することにより得ることができる。
(L)充電器60によるバッテリ50の充電の総充電量
総充電量は、所定期間内の外部充電による充電量を積算することにより得ることができる。
(M)車両が外部充電が可能な状態であった充電機会の回数(機会回数)に対するその状態であったときに外部充電を行なった回数(機会内充電回数)の比率(機会内充電回数/機会回数)
機会回数は、所定期間内に車両が自宅駐車場や充電ステーションに駐車した回数をカウントすることにより得ることができる。車両が自宅駐車場や充電ステーションに駐車しているか否かは、ナビゲーション装置90から車両の現在位置が自宅駐車場であるか否か或いは充電ステーションであるか否かの判定により行なうことができる。充電回数は、所定期間内に車両が自宅駐車場や充電ステーションに駐車して充電した回数をカウントすることにより得ることができる。
(N)外部充電してからの内燃機関による燃料使用量の逆数(1/外部充電後燃料使用量)
外部充電後燃料使用量は、外部充電を行なったときの燃料量Qfと給油量と現在の給油量Qfとによって計算することができる。
実施例のハイブリッド自動車20では、HVECU70が、車両における単位距離当たりの二酸化炭素の排出量Qv[g/km]を演算すると共に演算した排出量Qvに基づいて外部電源69からの電力における単位電力量当たりの二酸化炭素の許容排出量Qlim[g/kWh]を設定し、電源プラグ61が外部電源69に接続されたときに、外部電源69からの電力1,2,3における単位電力量当たりの二酸化炭素の排出量Qps1,Qps2,Qps3[g/kWh]と、単位電力量当たりの二酸化炭素の許容排出量Qlimと、に応じて電力1,2,3のうち外部充電を許可する電力を定めて外部充電を行なうものとした。しかし、HVECU70から充電ポイントの充電設備68に、単位電力量当たりの二酸化炭素の許容排出量Qlimを送信し、充電設備68で、外部電源69からの電力1,2,3における単位電力量当たりの二酸化炭素の排出量Qps1,Qps2,Qps3と単位電力量当たりの二酸化炭素の許容排出量Qlimとに応じて電力1,2,3のうち外部充電を許可する電力を定めて外部充電を行なうことも考えられる。
実施例のハイブリッド自動車20では、電源プラグ61を外部電源69に接続してバッテリ50を充電する充電器60を備えるものとしたが、外部電源69からの電力を非接触で受電してバッテリ50を充電する充電器を備えるものとしてもよい。
実施例のハイブリッド自動車20では、エンジン22とモータMG1と駆動軸36とがプラネタリギヤ30に接続されると共に駆動軸36にモータMG2が接続されるものとした。図11の変形例のハイブリッド自動車220に例示するように、駆動輪38a,38bに接続された駆動軸36に変速機230を介してモータMGを接続すると共にモータMGの回転軸にクラッチ229を介してエンジン22を接続する構成とし、エンジン22からの動力をモータMGの回転軸と変速機230とを介して駆動軸36に出力すると共にモータMGからの動力を変速機230を介して駆動軸に出力するものとしてもよい。また、いわゆるシリーズハイブリッド自動車の構成としてもよい。即ち、エンジンとモータとバッテリと外部電源に接続してバッテリを充電する充電器とを備えるハイブリッド自動車であれば如何なる構成としてもよい。
実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、エンジン22が「エンジン」に相当し、燃料タンク25が「燃料タンク」に相当し、モータMG2が「モータ」に相当し、バッテリ50が「バッテリ」に相当し、充電器60が「充電器」に相当し、図2のルーチンのステップS110,S120の処理を実行するHVECU70が「車両排出量演算手段」に相当し、図2のルーチンのステップS130の処理を実行するHVECU70が「許容排出量設定ルーチン」に相当し、外部電源69からの電力1,2,3における単位電力量当たりの二酸化炭素の排出量Qps1,Qps2,Qps3[g/kWh]を取得するHVECU70が「取得手段」に相当し、図3のルーチンを実行するHVECU70が「外部充電制限手段」に相当する。
なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。
以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。