JP2008143483A

JP2008143483A - ハイブリッド車両の制御装置

Info

Publication number: JP2008143483A
Application number: JP2006336230A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Hoshiba; 健干場
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2006-12-13
Filing date: 2006-12-13
Publication date: 2008-06-26

Abstract

【課題】ＥＰＳを備えたハイブリッド車両において、エネルギー損失を回避しつつ、ＥＰＳに十分な電力を供給する。
【解決手段】ＥＣＵは、ナビゲーション情報に基づいて自車の前方に位置するカーブの曲率Ｒを検出するステップ（Ｓ１０００）と、カーブへの進入車速Ｖを算出するステップ（Ｓ１０１０）と、ＲとＶとに基づいてＥＰＳに必要な電力Ｐ（ＥＰＳ）を算出するステップ（Ｓ１０２０）と、下り勾配のカーブであって（Ｓ１０４０にてＹＥＳ）、アクセルオフまたはブレーキ作動状態であると（Ｓ１０７０にてＹＥＳ）、カーブにおける見込み回生発電電力Ｐ（ＲＥＧ）を算出するステップと、Ｐ（ＲＥＧ）≧Ｐ（ＥＰＳ）＋α（α＞０）でないと（Ｓ１０９０にてＮＯ）、エンジン停止中であればエンジンを始動させてエンジンによるバッテリの充電を準備するステップ（Ｓ１１００）とを含む、プログラムを実行する。
【選択図】図２

Description

本発明は、ハイブリッド車両の制御に関し、特に、消費電力の大きい電動パワーステアリング装置を搭載したハイブリッド車両の制御に関する。

エンジン（たとえば、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの公知の機関を用いることが考えられる。）と電気モータとを組合せたハイブリッドシステムと呼ばれるパワートレーンを搭載した車両が開発され、実用化されている。このような車両においては、運転者のアクセル操作量に関係なく、エンジンによる運転と電気モータとによる運転とが自動的に切換えられて、最も効率が良くなるように制御される。たとえば、エンジンが、定常状態で運転されて蓄電機構である二次電池（バッテリ）を充電する発電機を回すために運転される場合、あるいは二次電池の充電量などに応じて走行中に間欠的に運転される場合などは、運転者によるアクセルの操作量とは無関係にエンジンの運転および停止を繰返す。つまりエンジンと電気モータとをそれぞれ単独、または協同して動作させることにより、燃料消費向上や排気ガスを大幅に抑制することが可能になる。

また、近年、車両には、運転者の操作負担・操作力を軽減するため、補助力を付与する各種のシステムが搭載されるようになっている。中でも、運転者の操舵力に対して電動モータ等を利用して補助操舵力を付与するパワーステアリング装置は広く使用されている。電気自動車やハイブリッド車においては、このうち、電動モータを利用した電動パワーステアリング装置が用いられる。そして、この電動パワーステアリング装置における電動モータは、各種の補機の中でもその電力消費量が大きく、また、使用電力の変動も激しい。一方で、バッテリは他の部品に比べて比較的サイズが大きく、重量もある。また、充放電時に加熱されるため、冷却が必要となるが、たとえば空冷による場合には、大型のバッテリでは換気等が頻繁に必要になる。そのため、小型化が望まれているが、電動パワーステアリング装置が頻繁に作動している状況では、バッテリの残存容量が低下して不足する可能性があるし、また、充放電を繰返すことで自己発熱により性能が低下する可能性もある。特に、回生制動中は、補機バッテリへの電力供給が不足する可能性があり、こうした問題点が顕在化しやすくなる。

特開２００６−１９７６９４号公報（特許文献１）は、このような問題点を解決する、電動パワーステアリング装置と回生制動装置を搭載した車両において、補機バッテリへの電力供給不足を抑制することを可能とした回生制御装置を開示する。この回生制御装置は、電動パワーステアリング装置と、回生制動装置と、回生による発電電力を蓄える主バッテリと、主バッテリに接続されており、主バッテリより低い電圧で電動パワーステアリング装置を駆動する補機バッテリとを備える車両の回生制御装置であって、自車両の車線からの逸脱を予想する逸脱予想部と、逸脱予想部により自車両の車線からの逸脱が予想され、かつ、回生制動装置が駆動している場合に、補機バッテリへの充電電圧をそれ以外の場合に比べて増大させる充電制御部とを備える。

この回生制御装置によると、車線から逸脱する場合には、それを防止するために運転者による操舵操作が行なわれると予想される。つまり、逸脱予想は運転者による操舵操作の予想＝電動パワーステアリング装置の駆動予想につながる。このような場合で、回生制動装置が駆動している場合に補機バッテリへの充電電圧を高めに設定することで、補機バッテリの容量を確保する。このように、操舵操作による電動パワーステアリング装置の作動を、車線逸脱を判定することで予め予測して補機バッテリへの充電電圧を高めて、補機バッテリがフル充電に近い状態で電動パワーステアリング装置を作動させるため、電動パワーステアリング装置への供給電力の不足を抑制し、車両の操舵性を向上させる。
特開２００６−１９７６９４号公報

ところで、ハイブリッド車両においては、大容量の蓄電機構である走行用バッテリを用いて電動パワーステアリング（以下、ＥＰＳ（Electric Power Steering）と記載する場合がある）に電力を供給する場合がある。この場合、ＥＰＳが電力を消費して、走行用バッテリが放電側に推移した場合エンジンによる走行用バッテリの充電が行なわれる。ＥＰＳによる消費電力が大きく、かつ、加速要求があり走行用バッテリからの放電量が大きい場合には、ＥＰＳへの電力供給が優先されるので、結果として、加速要求を十分に満足できない場合がある。

しかしながら、上述した特許文献１においては、このような問題および解決する方法が開示されていない。また、ＥＰＳの消費電力を単に予測して事前に発電量を増加させて走行用バッテリを充電させているだけでは、予測が外れた場合に充電制限により回生制動制御が実行できなくなり、エネルギー回収の機会を逃してしまい、エネルギー損失になる場合がある。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、ＥＰＳを備えたハイブリッド車両において、ＥＰＳに十分な電力を供給するとともに、エネルギー損失を回避することができる、ハイブリッド車両の制御装置を提供することである。

第１の発明に係る制御装置は、エンジンと、蓄電機構から供給された電力により作動する回転電機とを車両の走行源とするとともに、エンジンまたは駆動輪により回転電機が作動されて発電された電力が蓄電機構に充電されるハイブリッド車両を制御する。ハイブリッド車両には蓄電機構から供給された電力により作動される電動パワーステアリング機構が搭載されている。この制御装置は、ハイブリッド車両の前方に位置するカーブ路についての情報を検出するための検出手段と、カーブ路における電動パワーステアリング機構による消費電力量を算出するための手段と、カーブ路への進入に伴い発生する回生電力量を算出するための手段と、消費電力量と回生電力量とに基づいて、停止中のエンジンを始動させるか否かを判断するための判断手段とを含む。

第１の発明によると、自車前方にカーブ路があるとそのカーブ路において電動パワーステアリング機構（ＥＰＳ）により蓄電機構の電力が消費される。一方、たとえば、カーブ路が下り勾配であるとカーブ路への進入に伴い回生電力が発生する。このときに、回生電力が十分に大きければ、ＥＰＳにより大きな電力消費があっても、ＥＰＳを正常に動作させることができる。ところが、回生電力が十分に大きくなければ、ＥＰＳにより大きな電力消費があると、ＥＰＳを正常に動作させることができない。このため、たとえば、回生電力量が消費電力量よりも十分に大きくない場合には、停止中のエンジンを始動させるように制御される。エンジンを作動させておくと、ＥＰＳにより大きな電力消費があって蓄電機構の電力量が低下した場合に即座に充電を開始することができ、ＥＰＳを正常に動作させることができる。なお、エンジンを作動させても実際に充電しなければ、回生電力が過剰に発生またはＥＰＳの消費電力が過少に消費されたときであっても、蓄電機構への充電が制限されないので、回生電力を用いて蓄電機構を充電することにより、エネルギーを回収することができる。その結果、ＥＰＳを備えたハイブリッド車両において、ＥＰＳに十分な電力を供給するとともに、エネルギー損失を回避することができる、ハイブリッド車両の制御装置を提供することができる。

第２の発明に係る制御装置においては、第１の発明の構成に加えて、検出手段は、ナビゲーション装置からの情報に基づいて、カーブ路についての情報である曲率および路面勾配を検出するための手段を含む。

第２の発明によると、ＥＰＳの消費電力は曲率により異なるので、ナビゲーション装置からの情報に基づいて検出された曲率に基づいてＥＰＳの消費電力を的確に算出できる。また、カーブ路の路面勾配が下り勾配であることに基づいて回生電力を算出することができる。

第３の発明に係る制御装置においては、第２の発明の構成に加えて、判断手段は、カーブの路面勾配が下り勾配であることにより算出された回生電力量が、消費電力量よりも予め定められた電力量以上大きくないと、停止中のエンジンを始動させると判断するための手段を含む。

第３の発明によると、下り勾配のカーブ路においては、運転者がブレーキを作動させるので、回生電力が発生する。この発生すると見込まれる回生電力量が消費電力量よりも予め定められた電力量以上大きくないと、停止中のエンジンを始動させて、エンジンによる蓄電機構の充電を準備しておくことができる。

第４の発明に係る制御装置は、第１〜３のいずれかの発明の構成に加えて、カーブ路に進入する前の加速要求を検出するための手段と、加速要求を検出すると、停止中のエンジンを始動させて、エンジンにより蓄電機構を充電するための手段とをさらに含む。

第４の発明によると、たとえば、上り勾配のカーブ路においては、運転者により加速が要求される場合がある。このような場合には、蓄電機構からの電力を用いて回転電機がハイブリッド車両を加速させる。このような場合には、ＥＰＳによる電力消費に加えて、回転電機である走行用モータによる電力消費が発生するので、エンジンを始動させるだけでなく、蓄電機構の充電を開始する。このような場合においては、回生電力が過剰に発生することを考慮しなくてもよいので蓄電機構への充電が制限されない。このため、回生電力が発生しても蓄電機構を充電することができ、エネルギーを回収することができる。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。

＜第１の実施の形態＞
以下、本発明の第１の実施の形態に係る制御装置により制御されるハイブリッド車両について説明する。なお、以下の説明においては、ＥＰＳには、走行用モータに電力を供給する高圧バッテリから降圧された電力が供給されるとして説明する（ＥＰＳの定格電圧が高圧バッテリの定格電圧と同じ程度であれば降圧されなくても構わない）。さらに、高圧バッテリは、エアコンディショナの電動コンプレッサに電力を供給したり、補機バッテリを充電するために補機バッテリに電力を供給したりしてもよい。また、バッテリは蓄電機構の一例に過ぎず、キャパシタであってもよい。さらに、バッテリである場合であっても、その種類は限定されない。

図１を参照して、本実施の形態に係る制御装置であるＥＣＵ６００で制御される、ハイブリッド車両の制御ブロック図について説明する。

このハイブリッド車両は、インバータ１３０およびＤＣ／ＤＣコンバータ１２０を介して３相交流回転電機である走行用モータジェネレータ１４０に電力を供給する高圧バッテリ１００と、補機用バッテリ（低圧バッテリ）２００と、エンジン３００とを含む。たとえば、高圧バッテリ１００は、２００Ｖ程度の電圧を有するニッケル水素電池やリチウムイオン電池などである。補機用バッテリ２００は、たとえば１２Ｖ程度の鉛蓄電池である。

ＤＣ／ＤＣコンバータ１２０は、高圧バッテリ１００の電圧２００Ｖを、インバータ１３０および走行用モータジェネレータ１４０の定格電圧である５００Ｖ程度まで昇圧する。

高圧バッテリ１００は、走行用モータジェネレータ１４０の他に降圧システム４００を介してＥＰＳ７００に電力を供給する。このＥＰＳ７００は、ＥＰＳコントローラ７１０により制御される電動パワーステアリング装置である。たとえば、高圧バッテリ１００の電圧値が２００Ｖであり、ＥＰＳ７００の電動モータの定格電圧値が４２Ｖ程度であるとすると、降圧システム４００の内部には高圧バッテリ１００の電圧である２００Ｖを４２Ｖ程度にまで降圧するＤＣ／ＤＣコンバータが内蔵されている。

高圧バッテリ１００は、エンジン３００の動力により走行用モータジェネレータ１４０が発電機として機能して、この走行用モータジェネレータ１４０で発電された電力がインバータ１３０で交流から直流に電力変換されて、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２０で５００Ｖ程度から高圧バッテリ１００の電圧である２００Ｖ程度まで降圧されて充電される。さらに、走行用モータジェネレータ１４０がエンジン３００ではなく回生制動により発電機として機能して、走行用モータジェネレータ１４０で発電された電力により充電される。この回生制動により、車両の運動エネルギーが機械式（摩擦式）ブレーキによる熱エネルギーに変換されてエネルギー損失になるのではなく、電気エネルギーとして回収することができる。

ＤＣ／ＤＣコンバータ１２０、インバータ１３０および走行用モータジェネレータ１４０からなる走行系電力負荷１１０、高圧バッテリ１００、降圧システム４００、ＥＰＳ７００およびＥＰＳコントローラ７１０は、ＥＣＵ６００に接続されている。

補機用バッテリ２００は、エンジン３００により作動されるオルタネータ３１０により充電される。なお、補機用バッテリ２００は、高圧バッテリ１００から供給された電力により充電されるものであっても構わない。この場合、高圧バッテリ１００は、補機用バッテリ２００を充電するために補機用バッテリＤＣ／ＤＣコンバータに接続される。この補機用バッテリＤＣ／ＤＣコンバータは、高圧バッテリ１００の電圧を補機用バッテリ２００の電圧まで降圧する。すなわち、補機用バッテリＤＣ／ＤＣコンバータは、２００Ｖの電圧を１２Ｖ程度まで降圧する。

さらに、ＥＣＵ６００は、ナビゲーション装置８００が接続され、ナビゲーション装置８００からの情報（ナビゲーション情報であって自車両の位置状態および地図情報等）に基づいて、ＥＣＵ６００は、自車両の進行方向（前方）に存在するカーブの曲率、路面勾配を検出することができる。なお、路面勾配は、Ｇセンサを用いてＥＣＵ６００が検出するようにしても構わない。

さらに、ＥＣＵ６００には、運転者により操作されたアクセルペダルの開度を検出するアクセル開度センサ９００、フットブレーキペダルが操作されたことを検出するブレーキスイッチ９１０およびこのハイブリッド車両の速度を検出する車速センサ９２０が接続される。フットブレーキの作動を検出できるものであれば、ブレーキスイッチ９１０に限定されない。

図２を参照して、図１のＥＣＵ６００で実行されるプログラムの制御構造について説明する。なお、以下に示すフローチャートにおける処理は、たとえば、予め定められた時間間隔毎（数ｍｓｅｃ〜数十ｍｓｅｃ）で実行される。

ステップ（以下、ステップをＳと略す）１０００にて、ＥＣＵ６００は、ナビゲーション装置８００からの情報に基づいて、自車前方のカーブの曲率Ｒを検出する。Ｓ１０１０にて、ＥＣＵ６００は、このカーブへの進入車速Ｖを算出する。このとき、ＥＣＵ６００は、自車の現在の車速（車速センサ９２０からの入力信号）に基づいて、このカーブへの進入車速Ｖを算出する。

Ｓ１０２０にて、ＥＣＵ６００は、曲率Ｒと進入車速Ｖとに基づいて、ＥＰＳ７００に必要な電力Ｐ（ＥＰＳ）を算出する。なお、曲率Ｒと進入車速Ｖとをパラメータとした、電力Ｐ（ＥＰＳ）算出用マップを参照して、ＥＰＳ７００に必要な電力Ｐ（ＥＰＳ）を算出するようにしてもよい。

Ｓ１０３０にて、ＥＣＵ６００は、このカーブの路面勾配Ｇを検出する。このとき、ＥＣＵ６００は、ナビゲーション装置８００から入力されたナビゲーション情報や、Ｇセンサから入力された検出値に基づいて、このカーブの路面勾配Ｇを検出する。

Ｓ１０４０にて、ＥＣＵ６００は、このカーブが下り勾配のカーブであるか否かを判断する。このとき、ＥＣＵ６００は、検出した路面勾配Ｇの値（下り勾配を正値とする）がしきい値以上であると、このカーブが下り勾配のカーブであると判断する。このカーブが下り勾配のカーブであると判断されると（Ｓ１０４０にてＹＥＳ）、処理はＳ１０５０へ移される。もしそうでないと（Ｓ１０４０にてＮＯ）、処理はＳ１１００へ移される。

Ｓ１０５０にて、ＥＣＵ６００は、アクセル開度センサ９００からの入力信号に基づいてアクセルペダル開度を検出する。Ｓ１０６０にて、ＥＣＵ６００は、ブレーキスイッチ９１０からの入力信号に基づいてブレーキ作動状態を検出する。

Ｓ１０７０にて、ＥＣＵ６００は、アクセルオフまたはブレーキ作動状態であるか否かを判断する。なお、このとき、アクセルオフまたはブレーキ作動状態になることを予測することも含めて判断される。アクセルオフまたはブレーキ作動状態であると判断されると（Ｓ１０７０にてＹＥＳ）、処理はＳ１０８０へ移される。もしそうでないと（Ｓ１０７０にてＮＯ）、処理はＳ１１００へ移される。

Ｓ１０８０にて、ＥＣＵ６００は、このカーブにおける見込み回生発電電力Ｐ（ＲＥＧ）を算出する。このとき、ＥＣＵ６００は、現在の車速およびブレーキ作動状態に基づいて、見込み回生発電電力Ｐ（ＲＥＧ）を算出する。さらに、ＥＣＵ６００は、現在の車速から下り勾配による加速度を考慮した進入車速、および、その進入車速（下り勾配により加速された後の車速）からこのカーブの曲率に基づく適正進入車速まで減速するための減速度から、見込み回生発電電力Ｐ（ＲＥＧ）を算出することも可能である。

Ｓ１０９０にて、ＥＣＵ６００は、この下り勾配のカーブにおける見込み回生発電電力Ｐ（ＲＥＧ）が、ＥＰＳ７００に必要な電力Ｐ（ＥＰＳ）に余裕電力α（α＞０）を加算した値以上であるか否かを判断する。すなわち、このカーブにおいて回生制動により発電される見込みの電力Ｐ（ＲＥＧ）が、このカーブにおいてＥＰＳ作動に必要な電力Ｐ（ＥＰＳ）よりも十分に大きいか否かが判断される。Ｐ（ＲＥＧ）≧Ｐ（ＥＰＳ）＋αであると（Ｓ１０９０にてＹＥＳ）、この処理は終了する。もしそうでないと（Ｓ１０９０にてＮＯ）、処理はＳ１１００へ移される。

Ｓ１１００にて、ＥＣＵ６００は、エンジン３００が停止中であればエンジン３００を始動させる。詳しくは、ＥＣＵ６００はスタータモータを作動させるとともにエンジン３００に始動制御信号を出力して、エンジン３００をスタータモータによりクランキングしてエンジン３００を始動させる。すなわち、エンジン３００による高圧バッテリ１００の充電の準備を行なう。その後、この処理は終了する。

すなわち、Ｓ１０９０にてＹＥＳの場合（このカーブにおいて回生制動により発電される見込みの電力Ｐ（ＲＥＧ）が、このカーブにおいてＥＰＳ作動に必要な電力Ｐ（ＥＰＳ）よりも十分に大きい場合）、このカーブにおいては、ＥＰＳ作動に必要な電力Ｐ（ＥＰＳ）は、このカーブにおいて回生制動により発電される見込みの電力Ｐ（ＲＥＧ）を用いて十分に補填できるので、エンジン３００により高圧バッテリ１００を充電する準備が必要ないと判断される。

以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係る制御装置であるＥＣＵ６００により制御されるハイブリッド車両の動作について説明する。

（１）下り勾配のカーブで大きくブレーキを作動
ハイブリッド車両が走行中において、ＥＣＵ６００にナビゲーション装置８００からナビゲーション情報が入力されて、前方のカーブの曲率Ｒが検出される（Ｓ１０００）。このカーブへの進入車速Ｖが算出され（Ｓ１０１０）、曲率Ｒと進入車速Ｖとに基づいて、ＥＰＳ７００に必要な電力Ｐ（ＥＰＳ）が算出される（Ｓ１０２０）。

カーブの路面勾配Ｇが検出されて（Ｓ１０３０）、この路面勾配がＧがしきい値以上の下り勾配であるので（Ｓ１０４０にてＹＥＳ）、このカーブにおける回生制動による発電を見込むことができる。アクセルペダル開度が検出され（Ｓ１０５０）、ブレーキ作動状態が検出され（Ｓ１０６０）、アクセルオフまたはブレーキ作動状態であると（Ｓ１０７０にてＹＥＳ）、このカーブにおける見込み回生発電電力Ｐ（ＲＥＧ）が算出される（Ｓ１０８０）。

この場合、大きくブレーキを作動させるので、カーブにおいて回生制動により発電される見込みの電力Ｐ（ＲＥＧ）が、このカーブにおいてＥＰＳ作動に必要な電力Ｐ（ＥＰＳ）よりも十分に大きい（Ｓ１０９０にてＹＥＳ）。このため、このカーブにおいては、ＥＰＳ作動に必要な電力Ｐ（ＥＰＳ）は、このカーブにおいて回生制動により発電される見込みの電力Ｐ（ＲＥＧ）により十分に補填できるので、エンジン３００により高圧バッテリ１００を充電する準備が必要ないと判断され、エンジン３００に対する指令信号は変化されない。

（２）下り勾配のカーブで小さくブレーキを作動
上述の（１）のようにこのカーブにおける回生制動による発電を見込むことができる。しかしながら、ブレーキの作動が小さいので、Ｓ１０８０において算出される、このカーブにおける見込み回生発電電力Ｐ（ＲＥＧ）は大きくない。

この場合、大きくブレーキを作動させないので、カーブにおいて回生制動により発電される見込みの電力Ｐ（ＲＥＧ）が、このカーブにおいてＥＰＳ作動に必要な電力Ｐ（ＥＰＳ）よりも十分に大きくない（Ｓ１０９０にてＮＯ）。このため、このカーブにおいては、ＥＰＳ作動に必要な電力Ｐ（ＥＰＳ）は、このカーブにおいて回生制動により発電される見込みの電力Ｐ（ＲＥＧ）により十分に補填できないので、エンジン３００により高圧バッテリ１００を充電する準備が必要あると判断され、エンジン３００に対する指令信号は変化される（エンジン３００が停止しているときには始動指令信号が出力されてエンジン３００が始動される）。このため、ＥＰＳ７００の消費電力が大きく、回生制動電力が小さい場合に、即座に、エンジン３００により高圧バッテリ１００の充電を開始することができる。

（３）上り勾配のカーブ、または、アクセルオンかつブレーキ非作動
上り勾配のカーブ（Ｓ１０４０にてＮＯ）、または、アクセルオンかつブレーキ非作動（Ｓ１０７０にてＮＯ）の場合には、上述の（１）または（２）のようにこのカーブにおける回生制動による発電を見込むことができない。

この場合、カーブにおいて回生制動により発電される見込みの電力Ｐ（ＲＥＧ）が０である。このため、このカーブにおいては、ＥＰＳ作動に必要な電力Ｐ（ＥＰＳ）は、このカーブにおいて回生制動により発電される見込みの電力Ｐ（ＲＥＧ）により全く補填できないので、エンジン３００により高圧バッテリ１００を充電する準備が必要あると判断され、エンジン３００に対する指令信号は変化される（エンジン３００が停止しているときには始動指令信号が出力されてエンジン３００が始動される）。このため、ＥＰＳ７００の消費電力が大きく、回生制動電力が小さい場合（この場合には０）に、即座に、エンジン３００により高圧バッテリ１００の充電を開始することができる。

なお、上述した実施の形態においては、カーブの路面勾配を判断して処理していたが、現在の車速とカーブの曲率に応じた適正進入車速との差に基づく減速度から見込み回生発電電力Ｐ（ＲＥＧ）を算出して、Ｓ１０９０およびＳ１１００の処理を行なうようにしても構わない。

以上のようにして、本実施の形態に係る制御装置であるＥＣＵによると、カーブにおける回生制動による見込み回生発電電力が、このカーブにおけるＥＰＳの消費電力よりも十分に大きくない場合には、エンジンを作動させておいて、ＥＰＳにより電力が消費された場合に高圧バッテリを即座に充電することができる。なお、本実施の形態においては、エンジンが停止しているとエンジンを作動させるのみであって、高圧バッテリを充電させるものではない。充電まで実行してしまうと、回生制動による発電電力を高圧バッテリに充電させることができず（過充電保護のために充電が制限される）、エネルギー損失を招く可能性があるためである。このような観点から、本実施の形態においては、高圧バッテリの充電を準備するに留めている。

＜第２の実施の形態＞
以下、本発明の第２の実施の形態に係る制御装置について説明する。本実施の形態においては、前述の第１の実施の形態において説明した制御ブロック図と同じ構成を有するため、ここでの詳細な説明は繰返さない。本実施の形態においては、高圧バッテリ１００を充電する。

図３を参照して、本実施の形態に係るＥＣＵ６００で実行されるプログラムの制御構造について説明する。なお、図３に示したフローチャートの中で、前述の図２に示したフローチャートと同じ処理については同じステップ番号を付してある。そのため、それらについての詳細な説明はここでは繰返さない。

Ｓ２０００にて、ＥＣＵ６００は、このカーブが上り勾配のカーブであるか否かを判断する。このとき、ＥＣＵ６００は、検出した路面勾配Ｇの値（下り勾配を正値とする）がしきい値（負値）以下であると、このカーブが上り勾配のカーブであると判断する。このカーブが上り勾配のカーブであると判断されると（Ｓ２０００にてＹＥＳ）、処理はＳ１０５０へ移される。もしそうでないと（Ｓ２０００にてＮＯ）、この処理は終了する。なお、上り勾配でないと判断された場合（Ｓ２０００にてＮＯ）、図２のＳ１０４０にてＹＥＳと判断されたことに等しいので、Ｓ１０５０〜Ｓ１１００の処理が行なわれる。

Ｓ２０１０にて、ＥＣＵ６００は、アクセルオン状態であるか否かを判断する。なお、このとき、アクセルオン状態になることを予測することも含めて判断される。アクセルオン状態であると判断されると（Ｓ２０１０にてＹＥＳ）、処理はＳ２０２０へ移される。もしそうでないと（Ｓ２０１０にてＮＯ）、この処理は終了する。

Ｓ２０２０にて、ＥＣＵ６００は、このカーブにおける見込み放電電力Ｐ（ＡＣＣ）を算出する。このとき、ＥＣＵ６００は、アクセル開度および上り勾配の度合いに基づいて見込み放電電力Ｐ（ＡＣＣ）を算出する。さらに、ＥＣＵ６００は、現在の車速から上り勾配による減速度を考慮した進入車速、および、その進入車速（上り勾配により減速された後の車速）からこのカーブの曲率に基づく適正進入車速まで加速するための加速度から、放電電力Ｐ（ＡＣＣ）を算出することも可能である。

Ｓ２０３０にて、ＥＣＵ６００は、この上り勾配のカーブにおける放電電力Ｐ（ＡＣＣ）とＥＰＳ７００に必要な電力Ｐ（ＥＰＳ）との合算値がしきい値以上であるか否かを判断する。すなわち、このカーブにおいて放電される見込みの電力Ｐ（ＡＣＣ）に、このカーブにおいてＥＰＳ作動に必要な電力Ｐ（ＥＰＳ）を加算した電力が、十分に大きいか否かが判断される。Ｐ（ＡＣＣ）＋Ｐ（ＥＰＳ）≧しきい値であると（Ｓ２０３０にてＹＥＳ）、処理はＳ２０４０へ移される。もしそうでないと（Ｓ２０３０にてＮＯ）、この処理は終了する。

Ｓ２０４０にて、ＥＣＵ６００は、エンジン３００が停止中であればエンジン３００を始動させる。Ｓ２０５０にて、ＥＣＵ６００は、エンジン３００により高圧バッテリ１００を充電する。このとき、このカーブにおいて放電される見込みの電力Ｐ（ＡＣＣ）に、このカーブにおいてＥＰＳ作動に必要な電力Ｐ（ＥＰＳ）を加算した電力分が充電される。

ハイブリッド車両が走行中において、ＥＣＵ６００にナビゲーション装置８００からナビゲーション情報が入力されて、前方のカーブの曲率Ｒが検出される（Ｓ１０００）。このカーブへの進入車速Ｖが算出され（Ｓ１０１０）、曲率Ｒと進入車速Ｖとに基づいて、ＥＰＳ７００に必要な電力Ｐ（ＥＰＳ）が算出される（Ｓ１０２０）。

カーブの路面勾配Ｇが検出されて（Ｓ１０３０）、この路面勾配がＧがしきい値以上の上り勾配であると（Ｓ２０００にてＹＥＳ）、このカーブにおける加速要求に基づく高圧バッテリ１００の放電が見込まれる。アクセルペダル開度が検出され（Ｓ１０５０）、アクセルオン状態であると（Ｓ２０１０にてＹＥＳ）、このカーブにおける見込み放電電力Ｐ（ＡＣＣ）が算出される（Ｓ２０２０）。

この場合において、大きなアクセル開度であると、このカーブにおいて加速要求のために放電される見込みの電力Ｐ（ＡＣＣ）に、このカーブにおいてＥＰＳ作動に必要な電力Ｐ（ＥＰＳ）を加算した値が十分に大きくなる（Ｓ２０３０にてＹＥＳ）。このため、このカーブにおいては、加速要求を満足させつつＥＰＳ作動に必要な電力Ｐ（ＥＰＳ）を確保するために、エンジン３００により高圧バッテリ１００を充電する必要があると判断され、エンジン３００に対する指令信号は変化される（エンジン３００が停止しているときには始動指令信号が出力されてエンジン３００が始動される）（Ｓ２０４０）。さらに、エンジン３００により高圧バッテリ１００が充電される（Ｓ２０５０）。このため、加速要求が大きく放電電力Ｐ（ＡＣＣ）とＥＰＳ７００の消費電力との合算値が大きい場合に、エンジン３００により高圧バッテリ１００の充電を開始してしまう。これにより、加速要求による放電電力とＥＰＳにおける消費電力とを確保しておき、加速要求を犠牲にすることなくＥＰＳを作動させることができる。

なお、上述した実施の形態においては、カーブの路面勾配を判断して処理していたが、現在の車速とカーブの曲率に応じた適正進入車速との差に基づく加速度から見込み放電電力Ｐ（ＡＣＣ）を算出して、Ｓ２０３０〜Ｓ２０５０の処理を行なうようにしても構わない。

以上のようにして、本実施の形態に係る制御装置であるＥＣＵによると、上り勾配のカーブにおける加速要求に対応する放電電力と、このカーブにおけるＥＰＳの消費電力との合算値が、十分に大きい場合には、エンジンを作動させておいて、かつ、高圧バッテリを充電しておく。なお、本実施の形態においては、エンジンが停止しているとエンジンを作動させて、かつ、高圧バッテリを充電させるものであって、高圧バッテリを充電させる準備に留めていない。充電まで実行しないと、加速要求に十分に対応することができないためであって、この場合には、エネルギー損失を招くことにもならない。このような観点から、本実施の形態においては、高圧バッテリの充電を予め実行している。

＜その他の変形例＞
上述した２つの実施の形態において、放電電力が大きい場合には、エンジン３００を始動させて高圧バッテリ１００の充電準備を実行したり、高圧バッテリ１００を充電を開始していた。

高圧バッテリ１００の蓄電量を減少させないために、高圧バッテリ１００の充電準備や充電開始に加えて／代えて、高圧バッテリ１００のＥＰＳ７００以外の負荷を軽減することも考えられる。たとえば、高圧バッテリ１００がエアコンディショナの電動コンプレッサに電力を供給している場合、エアコンディショナの作動を制限する。また、高圧バッテリ１００が補機バッテリ２００を充電するために補機バッテリ２００に電力を供給している場合、予め高めに補機バッテリ２００を充電しておいて、高圧バッテリ１００による補機バッテリ２００の充電を制限する。

さらに、カーブの曲率に基づく適正進入車速については、個人差がある。このため、ＥＣＵ６００は、過去の運転履歴を蓄積しておいて、少なくとも同じカーブ（位置情報により特定できる）においては、同じ運転者であれば同じ適正進入車速になるように処理する。さらに、ＥＣＵ６００は、同じカーブでなくても同じ曲率で同じ運転者であれば同じ適正進入車速になるように処理する。さらに、この適正進入車速を、現在の路面の状態（ウエット、ドライ等の状態）によって変更するようにしても構わない。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明の第１の実施の形態に係る制御装置を含む電源システムの制御ブロック図である。本発明の第１の実施の形態に係る制御装置で実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートである。本発明の第２の実施の形態に係る制御装置で実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートである。

符号の説明

１００高圧バッテリ、１１０走行系電力負荷、１２０ＤＣ／ＤＣコンバータ、１３０インバータ、１４０走行用モータジェネレータ、２００補機用バッテリ、３００エンジン、３１０オルタネータ、４００降圧システム、６００ＥＣＵ、７００ＥＰＳ、７１０ＥＰＳコントローラ、８００ナビゲーション装置、９００アクセル開度センサ、９１０ブレーキスイッチ、９２０車速センサ。

Claims

エンジンと、蓄電機構から供給された電力により作動する回転電機とを車両の走行源とするとともに、前記エンジンまたは駆動輪により前記回転電機が作動されて発電された電力が前記蓄電機構に充電されるハイブリッド車両の制御装置であって、前記ハイブリッド車両には前記蓄電機構から供給された電力により作動される電動パワーステアリング機構が搭載され、
前記ハイブリッド車両の前方に位置するカーブ路についての情報を検出するための検出手段と、
前記カーブ路における電動パワーステアリング機構による消費電力量を算出するための手段と、
前記カーブ路への進入に伴い発生する回生電力量を算出するための手段と、
前記消費電力量と前記回生電力量とに基づいて、停止中のエンジンを始動させるか否かを判断するための判断手段とを含む、ハイブリッド車両の制御装置。
前記検出手段は、ナビゲーション装置からの情報に基づいて、前記カーブ路についての情報である曲率および路面勾配を検出するための手段を含む、請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
前記判断手段は、前記カーブの路面勾配が下り勾配であることにより算出された前記回生電力量が、前記消費電力量よりも予め定められた電力量以上大きくないと、停止中のエンジンを始動させると判断するための手段を含む、請求項２に記載のハイブリッド車両の制御装置。
前記制御装置は、
前記カーブ路に進入する前の加速要求を検出するための手段と、
前記加速要求を検出すると、停止中のエンジンを始動させて、前記エンジンにより前記蓄電機構を充電するための手段とをさらに含む、請求項１〜３のいずれかに記載のハイブリッド車両の制御装置。