JP2007168743A - ハイブリッド車両の駆動制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】起伏が少ない場所でも蓄電手段を有効活用し省エネ運転を効果的に行うことができるハイブリッド車両の駆動制御装置の提供を目的とする。
【解決手段】エンジン２０とモータ３０を駆動源とするハイブリッド車両の駆動制御装置において、車両の位置を検出し、所定の減速地点の地図情報を記憶領域に記憶し、検出された車両位置に基づき進行方向の減速地点の地図情報を記憶領域から抽出するナビゲーション装置７と、車両の走行状態を検出する各種ＥＣＵ６と、検出された走行状態に基づき、減速によって発生する回収可能なエネルギーを予測し、記憶領域から地図情報が抽出された進行方向の減速地点の手前において予測されたエネルギーが消費されるようにモータ３０の駆動を制御するＥＣＵ１０とを備えることを特徴とする、ハイブリッド車両の駆動制御装置。
【選択図】図１

Description

本発明は、エンジンとモータを駆動源とするハイブリッド車両の駆動制御装置に関する。

従来から、モータに電力を供給すると共に回生エネルギーによる蓄電が行われる蓄電手段の蓄電量を所定の管理幅内となるようにその蓄電手段の蓄放電を制御する、ハイブリッド車両の駆動制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この駆動制御装置は、下り区間を走行する際には回生が期待できるので、走行経路上に存在する下り区間を走行する際の回生によって蓄電可能な蓄電量を事前に見積もり、その下り区間の走行を開始するまでに蓄電手段の蓄電量を消費するように蓄放電を制御することによって、蓄電手段を効率的に利用し燃費向上を図ろうとするものである。
特開２００５−１６０２６９号公報

しかしながら、上述の従来技術では、ナビゲーション部から得られる標高変化などの登降坂情報に基づいて制御しているため、下り区間が少ない場所、例えば起伏の少ない平野部では、効果的な制御を行うことが難しかった。

そこで、本発明は、起伏が少ない場所でも蓄電手段を有効活用し省エネ運転を効果的に行うことができるハイブリッド車両の駆動制御装置の提供を目的とする。

上記課題を解決するため、本発明として、エンジンとモータを駆動源とするハイブリッド車両の駆動制御装置において、
車両の位置を検出する位置検出手段と、
所定の減速地点の地図情報を記憶する記憶手段と、
前記位置検出手段により検出された車両位置に基づき進行方向の減速地点の地図情報を前記記憶手段から抽出する抽出手段と、
車両の走行状態を検出する走行状態検出手段と、
前記検出された走行状態に基づき、減速によって発生する回収可能なエネルギーを予測する予測手段と、
前記抽出手段によって地図情報が抽出された進行方向の減速地点の手前において前記予測されたエネルギーが消費されるように前記モータの駆動を制御する制御手段とを備えることを特徴とする、ハイブリッド車両の駆動制御装置を提供する。

また、本発明に、車両の減速を事前に予測する減速予測手段を備えて、前記減速予測手段の予測結果に基づいて前記減速地点を特定することが好適ある。ここで、前記減速予測手段は右左折の予測をすることが望ましく、また、前記特定された減速地点は車両と直近の減速地点であることが望ましい。

また、本発明に、前記エネルギーを蓄電可能な蓄電手段を備えて、前記制御手段は、前記蓄電手段の現在の残容量から前記予測されたエネルギーを減算した値が前記蓄電手段の容量管理幅の下限値を下回る場合には、現在の残容量から下限値を減算した値に応じて前記モータの駆動を制御することが好適である。

また、前記記憶手段は、一時停止が必要な地点の地図情報を減速地点として記憶することが好適である。

本発明によれば、起伏が少ない場所でも蓄電手段を有効活用し省エネ運転を効果的に行うことができる。

以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態の説明を行う。図１は、本発明の駆動制御装置を適用したハイブリッド車両システムのブロック図の一例である。

内燃機関であるエンジン２０の運転は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１０により制御されている。ＥＣＵ１０は、シフトポジションセンサやアクセルポジションセンサ等からのセンサ信号に基づいてトータルトルクを算出する。ＥＣＵ１０は、算出されたトータルトルクに対し、所望の駆動力配分比に従い、エンジン要求回転数やエンジン要求トルクといったエンジン出力要求値などを算出して、必要に応じて、エンジン２０や動力分割機構２２やインバータ２６などの制御を実行する。

動力分割機構２２は、エンジン２０の出力をディファレンシャル３２に伝達して車輪を回転させることができ、また、エンジン２０の出力をジェネレータ２４に伝達して発電させることができる。動力分割機構２２は、エンジン２０の出力を、ディファレンシャル３２とジェネレータ２４に所望の駆動力配分比で振り分ける。つまり、動力分割機構２２は、その配分比に応じて、エンジン２０のみを駆動源とする「エンジン走行」をさせたり、ジェネレータ２４を介して後述するモータ３０のみを駆動源とする「モータ走行」をさせたり、エンジン２０とモータ３０を駆動源とする「エンジン＋モータ走行」をさせたりすることができる。

ジェネレータ２４は、エンジン２０の出力やディファレンシャル３２の運動エネルギーを使用して発電する。この発電によって、ジェネレータ２４は、インバータ２６を介してバッテリ２８を充電したり、モータ３０の駆動用の電力供給を行ったりする。

モータ３０は、インバータ２６内の三相ブリッジ回路等により駆動され、エンジン２０とは異なる駆動源として車輪を回転させる。また、回生ブレーキ作動時には、モータ３０は、運動エネルギーを電気エネルギーに変換し、インバータ２６を介してバッテリ２８を充電する。

ナビゲーション装置７は、ＧＰＳ装置と地図ＤＢ（データベース）を有している。ＧＰＳ装置は、ＧＰＳ受信機によるＧＰＳ衛星からの受信情報に基づいて、自車の位置を２次元若しくは３次元の座標データによって特定する装置である。一方、地図ＤＢは、高精度の地図情報を記憶している。高精度の地図情報には、減速地点として、三叉路をはじめとする交差点、踏切、有料道路の料金所などの一時停止が必要な地点の情報がその地点の座標データとともに含まれている。また、その地図情報に、減速地点として、必ずしも一時停止が必要ではない地点、すなわち、カーブやＥＴＣ（Electronic Toll Collection）レーンなどの減速する必要のある地点の情報もその地点の座標データとともに含まれていてもよい。また、車車間通信や路車間通信や管理センターなど通信を介して、渋滞情報などを取得することによって、渋滞している地点をその地図情報に反映してもよい。また、座標データだけでなく、カーブの半径や曲率やカント、路面勾配、道路の車線数や車線幅、右折／左折レーン、標高等といった減速地点に関する詳細な数値情報が含まれていてもよい。

ナビゲーション装置７は、ＧＰＳ装置により検出された車両位置に基づいて車両の進行している方向に存在する減速地点に関する座標データなどの地図情報を地図ＤＢから抽出する。ナビゲーション装置７は、抽出した地図情報や車両位置情報などをＥＣＵ１０に送信する。

なお、ナビゲーション装置７は、乗員の操作を受け付けるユーザ操作入力部や、乗員に対して情報を提供する情報提供部を有していてもよい。ユーザ操作入力部は、スイッチ操作やタッチパネル操作や音声入力等によって、ユーザからのナビゲーション装置７に対する指示情報を受け付ける。情報提供部は、ディスプレイ表示や音声出力等のユーザが認識可能な態様によって、ナビゲーション装置７から提供される情報をユーザに伝達する。例えば、ナビゲーション装置７は、ユーザ操作入力部を介してこれから向かう目的地が設定されると、ＧＰＳ装置により特定された現在地点と地図ＤＢ内の地図情報とに基づいて目的地までの走行経路を探索し、情報提供部を介して走行経路の探索結果を乗員に提供することができる。

各種ＥＣＵ６は、ＥＣＵ１０が必要とする車両の走行状態や車外からの取得情報などの車両に関する状態情報（具体例を挙げるならば、車速、エンジン回転数、ブレーキ信号、ウィンカ信号、カメラの撮像情報、エアコンの作動状態など）の送付元である。なお、ＥＣＵ１０は、車速センサからの車速信号など、所定の車両の走行状態を検知するセンサから車両の走行情報を直接取得してもよいので、各種ＥＣＵ６とは、特にＥＣＵに限っているわけではない。

ＥＣＵ１０は、各種ＥＣＵ６やナビゲーション装置７からの情報に基づいて減速によって発生する回収可能なエネルギーを演算する。車速Ｖｏで走行する車両を車速零まで回生可能減速度α（例えば、０．２［ｍ／ｓ^２］）で減速する場合に、その車両の運動エネルギーを全て回生するとした場合の回収できるエネルギー△Ｂは、
［数１］
△Ｂ＝０．５×Ｍ×Ｖｏ^２×σ［Ｊ］
＝２．７８×１０^−７×０．５×Ｍ×Ｖｏ^２×σ［ｋＷｈ］
＝Σ×Ｖｏ^２［ｋＷｈ］
と演算できる。なお、Ｍは車両重量［ｋｇ］、σはエネルギー回生効率［％］、Σは定数（＝２．７８×１０^−７×０．５×Ｍ×σ）である。つまり、△Ｂは車速Ｖｏを変数とする２次関数で定義することができる。もちろん、車速以外の走行状態の情報を反映した補正を行ってもよい。

なお、回生可能減速度αとは、回生が見込める減速度であって、それ以上の減速度で減速した場合には回生されずに熱として消費されるエネルギーが増大することになる。また、回生可能減速度αは、モータ３０の負荷や車両の状態によって物理的に決まってくる値である。

また、ＥＣＵ１０は、ナビゲーション装置７から取得した車両位置情報や地図情報に基づいて、車両の減速を減速前に事前に予測して、進行方向に存在する目標とすべき減速地点を特定し、その特定した目標とすべき減速地点の手前において上記［数１］に従って演算したエネルギー△Ｂが消費されるようにモータ３０の駆動を制御するための制御信号を、エンジン２０や動力分割機構２２やインバータ２６などに対して出力する。

また、ＥＣＵ１０は、バッテリ２８の電流値や電圧値を検出することによって、バッテリ２８の容量がどれだけ残っているのかを示す「残容量（ＳＯＣ：State of Charge）」を算出する。ＥＣＵ１０は、例えば、バッテリ２８の充放電電流の積算（積分）などにより残容量を算出する。電気量（バッテリ２８の容量）の時間的変化の割合が、電流に相当するからである。残容量はバッテリ２８の満充電時の容量からバッテリ２８から放電された放電容量を引いた値に相当することから、ＥＣＵ１０は、バッテリ２８に接続される電源ラインを電流センサ等によってバッテリ２８の充放電電流をモニターしその履歴をメモリに記録することによって、残容量を算出することが可能になる。なお、満充電時の容量は、初期値としてメモリに記憶されている。

また、ＥＣＵ１０は、放電初期時のバッテリ２８の電圧の極小値を測定することによって残容量を推定してもよい。放電初期時の電圧の落ち込みにより生じる極小値と残容量は相関があることが知られているため、ＥＣＵ１０は、その相関関係（例えば、マップデータ）に基づいて残容量を推定することができる。

なお、バッテリ２８が電気二重層キャパシタに置換可能であり、その静電容量が既知であるならば、ＥＣＵ１０は、電気二重層キャパシタの電圧値と静電容量に基づいて電気二重層キャパシタの残容量を算出することができる。

また、残容量は、図９に示されるような、上限値Ｂ_ＭＡＸと下限値Ｂ_ＭＩＮに挟まれたＳＯＣ管理幅に保たれるように充放電の制御が実行される。ＳＯＣ管理幅を設けることによって、例えば過度の充放電を原因とするバッテリ２８の劣化の進行速度が速まるのを防ぐことができる。

なお、ＥＣＵ１０は、エンジン２０やモータ３０等を制御するハイブリッド制御や後に詳述する燃費向上制御などの制御プログラムや制御データを記憶するＲＯＭ、制御プログラムの処理データを一時的に記憶するＲＡＭ、制御プログラムを処理するＣＰＵ、外部と情報をやり取りするための入出力インターフェースなどの複数の回路要素によって構成されたものである。また、ＥＣＵ１０は一つの制御ユニットとは限らず、制御が分担されるように複数の制御ユニットであってよい。

このような構成を有する本実施例に係る駆動制御装置によって、登坂路ではなく起伏の少ない場所であっても、また、情報提供部を介して走行経路の探索結果を乗員に提供する経路案内中ではなくても、省エネ運転を効果的に行うようにする。つまり、車両の進行方向に減速地点が存在するのであれば、その減速地点に対する減速によって発生するエネルギーのバッテリ２８への回収が期待できるので、その減速地点の手前においてエンジン２０の出力を絞ったりモータ３０の駆動配分を大きくしたりすることによって、バッテリ２８の容量を積極的に使用して、エンジン２０の駆動により消費される燃費を低減させることができる。

それでは、上述のハイブリッド車両システムに適用される本発明の駆動制御装置における、効果的な省エネ運転を行うための燃費向上制御の動作について説明する。

［本実施例に係る燃費向上制御の第１の実施例の概要］
図８は、本実施例に係る燃費向上制御の第１の実施例を説明するための模式図である。図８は、一旦停止の指示のある地点、踏切、有料道路の料金所といった車速が零になる一時停止が必要な地点に、車速Ｖｏで走行する車両が到達する状況を示す。これらの地点に向かって車両が走行する場合には、微低速走行をしていない限り、「停車」までの減速操作が行われることが想定できる。したがって、これらの地点に対する減速によって発生するエネルギーを回生に充てることによって、バッテリ２８への蓄電が明確に期待できる。これらの地点に向けて減速する場合には、図８に示されるように、停止線（位置Ｐｇ）に対して予め手前（位置Ｐｍ）からエンジン２０の出力を絞ったり又は停止したりあるいはモータ３０の駆動配分を大きくしたりしてモータ３０の駆動を制御して走行し、停止線Ｐｇに対する位置Ｐｂからの減速区間において車速Ｖｏで走行していた車両の運動エネルギーを回収することで、消費される燃費をできるだけ少なくして走行することが可能となる。

［本実施例に係る燃費向上制御の第１の実施例の動作フロー］
それでは、図８を参照しつつ、本実施例に係る燃費向上制御の第１の実施例の動作フローについて説明する。図２は、本実施例の燃費向上制御の基本フローである。以下、これらの図を参照しながら説明する。

車速Ｖｏで走行する車両のＥＣＵ１０は、ナビゲーション装置７によって取得された現在の車両位置情報に基づいて現在位置Ｐｓを特定する（ステップ１００）。ＥＣＵ１０は、ナビゲーション装置７に対し、ＧＰＳ装置により検出された車両位置に基づいて車両の進行している方向に存在する減速地点に関する座標データなどの地図情報を地図ＤＢから抽出するよう指示する（ステップ２００）。ナビゲーション装置７は、抽出した減速地点に関する地図情報をＥＣＵ１０に送信する。また、ＥＣＵ１０は、ある基準車速からの減速や現在の実車速からの減速によって発生する回収可能なエネルギー△Ｂを減速前に見積もっておく（ステップ３００）。そして、ステップ２００において抽出された減速地点の手前においてステップ３００で見積もったエネルギー△Ｂが消費されるようにモータ３０の駆動を制御する（ステップ４００）。以下、各ステップについて、詳細に説明する。

図３は、図２のステップ２００における減速地点の抽出フローである。ＥＣＵ１０は、ナビゲーション装置７からの情報を取得して、現在位置Ｐｓに基づき進行方向の減速地点の停止線等の目標停止位置Ｐｇを設定する（ステップ２１０）。目標停止位置Ｐｇは、例えば、ナビゲーション装置７が抽出した減速地点のうち車両と直近の減速地点に設定する。ＥＣＵ１０は、現在位置Ｐｓと目標停止位置Ｐｇ間の距離Ｘｇをそれらの座標データや経路情報に基づいて演算する（ステップ２３０）。また、ＥＣＵ１０は、車速情報を有する各種ＥＣＵ６から現在車速Ｖｏを検出し（ステップ２５０）、実車速が現在車速Ｖｏから零まで回生可能減速度αで減速する場合に必要な制動距離Ｘｓを演算する（ステップ２７０）。さらに、制動を開始する位置Ｐｂを特定することが減速前に要求される場合には、ＥＣＵ１０は、目標停止位置Ｐｇから制動距離Ｘｓ手前の位置を演算する（ステップ２９０）。ステップ２９０が終了すると、図２のステップ３００に移行する。

図４は、図２のステップ３００における回収可能なエネルギー△Ｂの見積もりフローである。まず、ＥＣＵ１０は、現在車速Ｖｏからの減速によって発生する回収可能なエネルギー△Ｂを上述の［数１］に従って減速前に演算する（ステップ３１０）。

ここで、ステップ３１０で演算したエネルギー△Ｂをそのまま使用してもよいが、より的確な演算とするために下記のような補正を行ってもよい。ステップ３１０における上述の［数１］に従ったエネルギー△Ｂの演算は、ドライバーの減速操作が回生制動の見込める回生可能減速度α以下で行われることを想定しているが、回生可能減速度αを超えた減速度で減速された場合には、超過減速分は熱エネルギーとなり回収がされない。したがって、回生で回収されるエネルギーを正確に見積もるためには、常日頃からドライバーの減速操作をモニターして、各ドライバー固有の平均減速度α_ＡＶＥを学習しておき、その学習値に基づいて回収されるエネルギー△Ｂを補正演算すればよい。各ドライバー固有の平均減速度α_ＡＶＥを学習するためには、例えば、制動操作検知手段、減速度測定手段及びドライバー識別手段を備えることになる。

制動操作検知手段は、車両のドライバーの制動操作を検知する。例えば、ドライバーがブレーキペダルを踏んだか否かを検知することができるストップスイッチやドライバーがブレーキペダルを踏み込んだか否かを検知することができるブレーキペダルストロークスイッチ等がある。なお、ドライバーのアクセル操作を検知するアクセルスイッチと併用して、制動操作の検知をより確実に行うこともできる。例えば、制動操作実行の判定条件を、「ストップスイッチがＯＮ（ブレーキペダルを踏んでいる）」かつ「アクセルスイッチがＯＦＦ（アクセルペダルを踏んでいない）」ときにドライバーは制動操作を行っているといった二重系の判定条件とすることができる。

減速度測定手段は、車両の減速度を測定する。例えば、自車に加速度センサを搭載することによって、自車の減速度を測定することができる。あるいは、車速センサ等により測定された車速を時間微分することによっても、自車の減速度を測定することができる。

ドライバー識別手段は、減速操作を行っているドライバーを識別する。各ドライバー固有の平均減速度α_ＡＶＥを学習するにあたり、車両を運転するドライバーは複数想定される場合には区別が必要なためである。具体的には、ＩＤ照合装置、パスワード認証装置、画像認証装置、バイオメトリクス認証装置などが挙げられる。

ＥＣＵ１０は、上述のような、制動操作検知手段、減速度測定手段及びドライバー識別手段を用いて、ドライバーの制動操作毎の減速度の履歴をとって、各ドライバー固有の平均減速度α_ＡＶＥを演算することができる。なお、ＥＣＵ１０は、ナビゲーション装置７が有する、一般道や高速道路等の道路構造情報、コーナー半径や車線数等の道路数値情報、渋滞情報、天気情報等を用いることによって、ドライバーがどのような状況下で制動操作しているのかを把握することができるので、制動操作の状況に応じた各ドライバー固有の平均減速度α_ＡＶＥを演算することも可能である。ＥＣＵ１０は、演算した平均減速度α_ＡＶＥをメモリ１１に記憶する。なお、メモリ１１は、通信可能な車外の管理センター等に備えてもよい。

図４のステップ３３０において、ＥＣＵ１０は、平均減速度α_ＡＶＥをメモリ１１から読み込む。ＥＣＵ１０は、平均減速度α_ＡＶＥが回生可能減速度α以下であれば、そのドライバーの普段行う減速操作では制動時に回収可能なエネルギーが熱として無駄に消費されにくいとして、回収エネルギー△Ｂの補正演算はしない。一方、平均減速度α_ＡＶＥが回生可能減速度αより大きければ、そのドライバーの普段行う減速操作では制動時に回収可能なエネルギーが熱として無駄に消費されやすいとして、回収エネルギー△Ｂの補正演算を行う。

回収エネルギー△Ｂの補正演算を行うと判断したＥＣＵ１０は、回収可能減速度αと平均減速度α_ＡＶＥを用いて、上述の［数１］に従って演算した回収可能なエネルギー△Ｂの補正エネルギー△Ｂ’を、
［数２］
△Ｂ’＝（α／α_ＡＶＥ）×△Ｂ
によって演算する（ステップ３５０）。

△Ｂ’を演算するための［数２］について図１０を参照しながら以下説明する。図１０は、回収可能なエネルギー△Ｂの補正値△Ｂ’の演算式［数２］について説明するための図である。図１０で示されるように実車速が現在車速Ｖｏから零まで平均減速度α_ＡＶＥで減速する場合に必要な制動距離Ｘｓ’は、
［数３］
Ｘｓ’＝Ｖｏ^２／（２×α_ＡＶＥ）
によって演算することができる。そこで、回生可能減速度αで車速零まで減速する場合に制動距離Ｘｓ’となる初速をＶｏ’と定義すると、
［数４］
Ｖｏ’^２＝２×α×Ｘｓ’
＝２×α×｛Ｖｏ^２／（２×α_ＡＶＥ）｝
＝α／α_ＡＶＥ×Ｖｏ^２
という関係が成立する。したがって、図１０によれば、車速Ｖｏ’で走行する車両を車速零まで回生可能減速度αで減速する場合に、その車両の運動エネルギーを全て回生するとした場合の回収できるエネルギー△Ｂ’（すなわち、回収可能なエネルギー△Ｂの補正値△Ｂ’）は、［数１］と［数４］を利用して、
［数５］
△Ｂ’＝０．５×Ｍ×Ｖｏ’^２×σ［Ｊ］
＝０．５×Ｍ×｛α／α_ＡＶＥ×Ｖｏ^２｝×σ［Ｊ］
＝Σ×Ｖｏ^２×（α／α_ＡＶＥ）［ｋＷｈ］
＝Σ’×Ｖｏ^２［ｋＷｈ］
として、演算することができる。なお、『Σ’＝（α／α_ＡＶＥ）×Σ』である。以降、ＥＣＵ１０は、この補正値△Ｂ’を△Ｂとして演算していく（ステップ３７０）。ステップ３７０が終了すると、図２のステップ４００に移行する。

図５は、図２のステップ４００における減速地点手前でエネルギー△Ｂをモータ駆動で消費させるフローである。ＥＣＵ１０は、図９に示されるＳＯＣ管理幅の下限値Ｂ_ＭＩＮの設定を行った後に（ステップ４１０）、演算したエネルギー△Ｂを事前に消費するためのモータ３０の駆動制御動作を開始する（ステップ４３０）。

図６は、図５のステップ４１０におけるＳＯＣ管理幅の下限値Ｂ_ＭＩＮを設定するフローである。本フローでは、図９に示されるように、ＳＯＣ管理幅の下限値Ｂ_ＭＩＮを現在のバッテリ２８の残容量Ｂと上述のように演算したエネルギー△Ｂに基づいて可変させる。減速地点の手前においてエンジン２０の出力を絞ったり又は停止したりあるいはモータ３０の駆動配分を大きくしたりすることによって、バッテリ２８の容量を積極的に使用すると、ＳＯＣ管理幅の下限値Ｂ_ＭＩＮがデフォルト値のままではバッテリ２８の残容量がそれ以下になるおそれがあるからである。ＳＯＣ管理幅の下限値Ｂ_ＭＩＮは、下限値Ｂ_ＭＩＮの最大値ＸＢ_ＭＩＮＯと下限値Ｂ_ＭＩＮの最小値ＸＢ_ＭＩＮＬとの間で可変させる。最大値ＸＢ_ＭＩＮＯはＳＯＣ管理幅の下限値Ｂ_ＭＩＮのデフォルト値であり、最小値ＸＢ_ＭＩＮＬはバッテリ２８の性能上許される残容量の下側の限界値である。

ＥＣＵ１０は、現在のバッテリ２８の残容量Ｂと上述のように演算したエネルギー△Ｂとの差『Ｂ−△Ｂ』がＳＯＣ管理幅の下限値Ｂ_ＭＩＮの最小値ＸＢ_ＭＩＮＬ以上であるか否かを判断する（ステップ４１１）。差『Ｂ−△Ｂ』が最小値ＸＢ_ＭＩＮＬ以上であれば、差『Ｂ−△Ｂ』が最大値ＸＢ_ＭＩＮＯ以上であるか否かを判断する（ステップ４１２）。差『Ｂ−△Ｂ』が最大値ＸＢ_ＭＩＮＯ以上であるならば、減速によって発生することが期待されるエネルギー△Ｂ分を減速手前においてバッテリ２８から供給したとしてもＳＯＣ管理幅の下限値Ｂ_ＭＩＮのデフォルト値を下回らないとして、ＳＯＣ管理幅の下限値Ｂ_ＭＩＮを最大値ＸＢ_ＭＩＮＯに設定する（ステップ４１３）。差『Ｂ−△Ｂ』が最大値ＸＢ_ＭＩＮＯ以上でないならば、減速によって発生することが期待されるエネルギー△Ｂ分を減速手前においてバッテリ２８から供給するとＳＯＣ管理幅の下限値Ｂ_ＭＩＮのデフォルト値を下回るとして、ＳＯＣ管理幅の下限値Ｂ_ＭＩＮを差『Ｂ−△Ｂ』に設定する（ステップ４１４）。ＳＯＣ管理幅の下限値Ｂ_ＭＩＮを差『Ｂ−△Ｂ』に設定することで、エネルギー△Ｂ分を減速手前においてバッテリ２８から供給したとしても、ＳＯＣ管理幅の下限値Ｂ_ＭＩＮを下回るということを防ぐことができる。なお、ＳＯＣ管理幅の下限値Ｂ_ＭＩＮを差『Ｂ−△Ｂ』に設定する際には、もちろんマージンを設けてよい。

一方、差『Ｂ−△Ｂ』が最小値ＸＢ_ＭＩＮＬ以上でないならば（ステップ４１１；Ｎｏ）、
減速によって発生することが期待されるエネルギー△Ｂ分を減速手前においてバッテリ２８から供給するとＳＯＣ管理幅の下限値Ｂ_ＭＩＮの下側の限界値である最小値ＸＢ_ＭＩＮＬを下回るとして、ＳＯＣ管理幅の下限値Ｂ_ＭＩＮを最小値ＸＢ_ＭＩＮＬに設定する（ステップ４１５）。ＳＯＣ管理幅の下限値Ｂ_ＭＩＮを最小値ＸＢ_ＭＩＮＬに設定することで、エネルギー△Ｂ分を減速手前においてバッテリ２８から供給したとしても、ＳＯＣ管理幅の下限値Ｂ_ＭＩＮを下回るということを防ぐことができる。以降、ＥＣＵ１０は、後述の図７に示されるフローでの演算のために、△Ｂを差『Ｂ−ＸＢ_ＭＩＮＬ』に設定する（ステップ４１６）。なお、減速によって発生することが期待されるエネルギー△Ｂのうち最小値ＸＢ_ＭＩＮＬを下回る分については回生されずに例えば熱として消費されることになる。ステップ４１６が終了すると、図５のステップ４３０に移行する。

図７は、図５のステップ４３０における△Ｂを減速地点手前において消費させる△Ｂ事前消費制御のフローである。本フローは、現在位置Ｐｓから目標停止位置Ｐｇまでの距離Ｘｇから制動距離Ｘｓを引いた区間において、道路勾配や転がり抵抗や空気抵抗といった走行抵抗Ｆに抗して現在車速Ｖｏを維持するのに必要な駆動力をバッテリ２８だけで賄うのに必要なバッテリ２８のエネルギー△ｂを算出するためのフローである。

ＥＣＵ１０は、図８に示される△Ｂ事前消費制御を開始すべき位置Ｐｍを定めるために、演算時点の現在位置Ｐｓと制動開始位置Ｐｂとの距離Ｘｍを演算する（ステップ４３２）。現在位置Ｐｓから制動開始位置Ｐｂまでの区間において、走行抵抗Ｆに抗して現在車速Ｖｏを維持するのに必要な駆動力をバッテリ２８だけで賄うのに必要なバッテリ２８のエネルギー△ｂは、
［数６］
△ｂ＝Ｆ×Ｘｍ
によって演算することができる。つまり、走行抵抗Ｆに抗して現在車速Ｖｏを維持するためには車両に走行抵抗Ｆと同じ駆動力Ｆを与える必要があるからである。ＥＣＵ１０は、ステップ４３２の演算時点の現在位置Ｐｓに対する距離Ｘｍに基づいて［数６］に従って演算した△ｂが上述のように演算したエネルギー△Ｂに一致するか否かを判断する（ステップ４３６）。『△ｂ＝△Ｂ』が成立するならば、△Ｂ事前消費制御を開始し（ステップ４３８）、『△ｂ＝△Ｂ』が成立しなければ、ステップ４３２に戻り、次の演算時点の現在位置Ｐｓに基づいて距離Ｘｍを計算する。つまり、ＥＣＵ１０は、車両が減速地点に近づいていく過程において、△ｂが△Ｂに一致する地点に到達しているか否かを判断し、到達しているならば、エンジン２０の出力を絞ったり又は停止したりあるいはモータ３０の駆動配分を大きくしたりすることによって、バッテリ２８の容量を積極的に使用して、エンジン２０の駆動により消費される燃費を低減させる△Ｂ事前消費制御を開始する。

［本実施例に係る燃費向上制御の第２の実施例の概要］
図１１は、本実施例に係る燃費向上制御の第２の実施例を説明するための模式図である。第１の実施例では車速が減速により零になることを想定していた。しかしながら、零までは減速せずに交差点（直角交差点）の右左折する場合であっても、少なからず減速操作は行われる。そこで、この先に右折若しくは左折すると予測される場合には、図１１に示されるように、第１の実施例と同様に、目標とする減速位置Ｐｇに対して予め手前（位置Ｐｍ）からエンジン２０の出力を絞ったり又は停止したりあるいはモータ３０の駆動配分を大きくしたりしてモータ３０の駆動を制御して走行し、目標減速位置Ｐｇに対する位置Ｐｂからの減速区間において車速Ｖｏで走行していた車両の運動エネルギーを回収することで、消費される燃費をできるだけ少なくして走行することが可能となる。

［本実施例に係る燃費向上制御の第２の実施例の動作フロー］
それでは、図１１を参照しつつ、本実施例に係る燃費向上制御の第２の実施例の動作フローについて説明する。第２の実施例では、第１の実施例の目標停止位置Ｐｇが目標減速位置Ｐｇに置き換わり、目標減速位置Ｐｇにおいて車速Ｖｍｉｎまで減速されると設定する。Ｖｍｉｎの設定は、一般的に誰もが走行する速度に一律に設定してもよいし、ドライバー個々の履歴から学習して設定してもよい。なお、第２の実施例の動作フローについて以下説明するが、第１の実施例とほぼ同一の制御動作部分については説明を省略又は簡略する。

減速地点の抽出フローである図３において、目標減速位置Ｐｇの設定と距離Ｘｇの演算を行ったＥＣＵ１０は、車速情報を有する各種ＥＣＵ６から現在車速Ｖｏを検出し（ステップ２５０）、実車速が現在車速ＶｏからＶｍｉｎまで回生可能減速度αで減速する場合に必要な制動距離Ｘｓを演算する（ステップ２７０）。

回収可能なエネルギー△Ｂの見積もりフローである図４において、ＥＣＵ１０は、各種ＥＣＵ６やナビゲーション装置７からの情報に基づいて減速によって発生する回収可能なエネルギーを演算する（ステップ３１０）。車速Ｖｏで走行する車両を車速Ｖｍｉｎまで回生可能減速度αで減速する場合に、その車両の運動エネルギーの変化分を全て回生するとした場合の回収できるエネルギー△Ｂは、
［数７］
△Ｂ＝０．５×Ｍ×（Ｖｏ^２−Ｖｍｉｎ^２）×σ［Ｊ］
＝２．７８×１０^−７×０．５×Ｍ×Ｖｏ^２×σ［ｋＷｈ］
＝Σ×（Ｖｏ^２−Ｖｍｉｎ^２）［ｋＷｈ］
と演算できる。上述と同様に、この演算したエネルギー△Ｂを上述と同様の手法で補正演算することはもちろん可能である。以降は、上述の第１の実施例と同様に、図５〜７のフローに従えばよい。

なお、一旦停止の指示のある地点、踏切、有料道路の料金所といった地点を目標とする減速地点に設定する場合には、その地点に向かって減速することが十分予測できるが、青信号の交差点を直進する場合など、減速地点に向かって必ずしも減速するとは限らない場合がある。そこで、そのような場合であっても、的確に車両の減速を事前に予測することができるようにするためには、例えば、右左折の予測を行えばよい。右左折する場合には、車両の減速が期待できるからである。

図１２は、右左折の予測を説明するための図である。図１２において、車両は右折レーン５３を走行していることを示している。ＥＣＵ１０は、目標減速位置Ｐｇとして、停止線６０をナビゲーション装置７から取得する。ＥＣＵ１０やナビゲーション装置７は、右折レーン若しくは左折レーンを走行している場合やナビゲーション装置７の経路案内機能で右折又は左折の指示をしている場合やウィンカ信号を受信した場合に、その方向に右左折すると予測することができる。右折レーン若しくは左折レーンを走行している場合を判断するためには、例えば、バックカメラで走行レーンを認識したり、車両を捕捉可能な路側装置との関係において車両の位置を特定したり、高精度ＧＰＳ装置において車両位置を特定したりすればよい。右左折の予測が検知されれば、ナビゲーション装置７が抽出した減速地点のうち現在の車両位置との関係において進行方向にある直近の減速地点を、目標停止位置Ｐｇや目標減速位置Ｐｇとして特定する。それ以降は、上述の第２の実施例と同様の制御動作を行えばよい。

したがって、上述の実施例によれば、減速が行われる場合には、その減速による運動エネルギーの変化分を回収できることを踏まえて、蓄電手段のエネルギーを用いてモータ３０を制御するので、起伏の少ない場所を走行していても積極的に蓄電手段を有効活用することができ、省エネ運転に貢献することができる。

以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。

例えば、原則地点を交差点ではなく、カーブとしてもよい。カーブを走行する手前でも減速操作が期待できることを利用するものである。図１３は、車両がカーブ手前を走行していることを示す状況図である。ＥＣＵ１０は、目標減速位置Ｐｇとして、カーブ手前のアプローチ線６０をナビゲーション装置７から取得する。それ以降は、上述の第２の実施例と同様の制御動作を行えばよい。

本発明の駆動制御装置を適用したハイブリッド車両システムのブロック図の一例である。 本実施例の燃費向上制御の基本フローである。以下、これらの図を参照しながら説明する。 図２のステップ２００における減速地点の抽出フローである。 図２のステップ３００における回収可能なエネルギー△Ｂの見積もりフローである。 図２のステップ４００における減速地点手前でエネルギー△Ｂをモータ駆動で消費させるフローである。 図５のステップ４１０におけるＳＯＣ管理幅の下限値Ｂ_ＭＩＮを設定するフローである。 図５のステップ４３０における△Ｂを減速地点手前において消費させる△Ｂ事前消費制御のフローである。 本実施例に係る燃費向上制御の第１の実施例を説明するための模式図である。 ＳＯＣ管理幅を説明するための図である。 回収可能なエネルギー△Ｂの補正値△Ｂ’の演算式［数２］について説明するための図である。 本実施例に係る燃費向上制御の第２の実施例を説明するための模式図である。 右左折の予測を説明するための図である。 車両がカーブ手前を走行していることを示す状況図である。

符号の説明

６ 各種ＥＣＵ
７ ナビゲーション装置
１０ ＥＣＵ
１１ メモリ
２０ エンジン
２２ 動力分割機構
２４ ジェネレータ
２６ インバータ
２８ バッテリ
３０ モータ
３２ ディファレンシャル

Claims (6)

1. エンジンとモータを駆動源とするハイブリッド車両の駆動制御装置において、
   車両の位置を検出する位置検出手段と、
   所定の減速地点の地図情報を記憶する記憶手段と、
   前記位置検出手段により検出された車両位置に基づき進行方向の減速地点の地図情報を前記記憶手段から抽出する抽出手段と、
   車両の走行状態を検出する走行状態検出手段と、
   前記検出された走行状態に基づき、減速によって発生する回収可能なエネルギーを予測する予測手段と、
   前記抽出手段によって地図情報が抽出された進行方向の減速地点の手前において前記予測されたエネルギーが消費されるように前記モータの駆動を制御する制御手段とを備えることを特徴とする、ハイブリッド車両の駆動制御装置。
2. 車両の減速を事前に予測する減速予測手段を備え、
   前記減速予測手段の予測結果に基づいて前記減速地点を特定する、請求項１に記載のハイブリッド車両の駆動制御装置。
3. 前記減速予測手段は、右左折の予測をする、請求項２記載のハイブリッド車両の駆動制御装置。
4. 前記特定された減速地点は、車両と直近の減速地点である、請求項２記載のハイブリッド車両の駆動制御装置。
5. 前記エネルギーを蓄電可能な蓄電手段を備え、
   前記制御手段は、前記蓄電手段の現在の残容量から前記予測されたエネルギーを減算した値が前記蓄電手段の容量管理幅の下限値を下回る場合には、現在の残容量から下限値を減算した値に応じて前記モータの駆動を制御する、請求項１または２に記載のハイブリッド車両の駆動制御装置。
6. 前記記憶手段は、一時停止が必要な地点の地図情報を減速地点として記憶する、請求項１記載のハイブリッド車両の駆動制御装置。