JP2008247318A - ハイブリッド車両 - Google Patents

Abstract

【課題】プラグイン型ハイブリッド車両において効果的なエネルギーマネジメントを行う。
【解決手段】本実施の形態のハイブリッド車両は、バッテリを満充電後、全放電するまでモータで駆動し、その後はエンジンで駆動するが、高駆動力が必要とされる区間が予測される場合、その区間をモータとエンジンを併用して走行するように走行計画を立案する。一方、交通事情などにより必ずしも走行計画通りに走行できるとは限らないため、このような場合、エネルギーマネジメントによりかえって燃費が悪化する可能性もある。そこで、走行計画を阻害する要因を点数化したペナルティという概念を導入し、ペナルティが検出される度にエネルギーマネジメントの制御を弱め、通常走行に近づけていく。
【選択図】図１

Description

本発明は、ハイブリッド車両に関し、例えば、走行に際してエネルギーマネジメントを行うものに関する。

環境に対する関心の高まりや原油価格の高騰などの影響により、エンジン（内燃機関）とモータ（電動機）を組み合わせたハイブリッド車両への関心が高まっている。
ハイブリッド車両は、例えば、発進時などのエンジン効率が悪い領域ではモータで駆動し、高速走行などのエンジン効率がよい領域では、エンジンで駆動すると共に発電機を駆動して蓄電を行うなど、モータとエンジンを相補的に協働させることにより燃費の向上を図っている。

ハイブリッド車両には、各種の方式のものが考えられているが、最近は、プラグイン型ハイブリッド車両と呼ばれるものが研究されている。
プラグイン型ハイブリッド車両は、安価な商用電力をバッテリに充電し、なるべくこの電力で走行しようというものである。標準的な運用方法は、次の通りである。

プラグイン型ハイブリッド車両は、家庭用コンセントなどの外部電源に接続する接続プラグを備えており、まず、発車前に外部電源によってバッテリを満充電しておく。
そして、バッテリが全放電するまでバッテリの電力だけで走行し、バッテリが全放電した後はエンジンによって走行する。
なお、バッテリには、劣化を防ぐために充電量の上限値と下限値が決められているが、上限値程度まで充電することを満充電と記し、下限値程度まで放電すること全放電と記すことにする。

このように、プラグイン型ハイブリッド車両は、エンジンが発電する割高な電力による充電は行わず、外部電源の安価な電力でバッテリを充電してこれを使い切ることを優先する。これによって、走行に要するエネルギー費用を割安とすることができる。特に、夜間は電力料金が割引されるため、夜間に充電するとより効果的である。

ところで、ハイブリッド車両の燃費を向上させるために、エネルギーマネジメントと呼ばれる技術が提案されている。
この技術は、これから走行を予定している走行経路を予め推測し、最も効率がよくなるようにエンジンとモータの駆動配分を計画するものである。

これによって、例えば、前方に下り坂が存在する場合、その手前に達するまでにモータ駆動によってバッテリを放電させ、下り坂を下る際の回生電力を可能な限り蓄電するなどの制御を行うことが可能となる。
このようにエネルギーマネジメントを行う記述としては、次の特許文献１の「ハイブリッド車両の駆動制御システム」がある。
特開２００４−２４８４５５公報

この技術は、ドライバの運転特性を反映した走行パターンを予測して走行計画を設定するものである。

しかし、経路外れや渋滞などにより、推測された走行経路を必ずしも計画通りに走行できるとは限らないため、このような場合、エネルギーマネジメントによりかえって燃費が悪化する可能性があった。

そこで、本発明は、ハイブリッド車両において効果的なエネルギーマネジメントを行うことを目的とする。

（１）前記目的を達成するために、請求項１に記載の発明では、エンジンとモータによって駆動力を発生するハイブリッド車両であって、出発地から目的地までの走行経路を取得する走行経路取得手段と、前記取得した走行経路を、前記モータを駆動するモータ区間と、前記エンジンを駆動するエンジン区間と、前記モータと前記エンジンを駆動する併用区間と、に区分することにより、前記走行経路に沿って走行を計画する計画手段と、走行中に前記計画を阻害する事象の発生を検知する検知手段と、前記検知手段で前記事象を検知した場合に、前記併用区間の少なくとも一部をモータ区間に変更する変更手段と、を具備したことを特徴とするハイブリッド車両を提供する。
（２）請求項２に記載の発明では、前記計画手段は、前記目的地に達した際にバッテリの充電量が所定の下限値まで放電しているように、前記バッテリの放電を計画することを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両を提供する。
（３）請求項３に記載の発明では、走行に必要とされる駆動力を前記走行経路に沿って予測する予測手段を具備し、前記計画手段は、前記走行経路のうち、所定値よりも大きい駆動力を必要とする区間を基準として前記併用区間を計画することを特徴とする請求項１、又は請求項２に記載のハイブリッド車両を提供する。
（４）請求項４に記載の発明では、前記変更手段は、前記所定値よりも大きい駆動力を必要とする区間を基準として、前記併用区間のうちモータ区間に変更する区間を決定することを特徴とする請求項３に記載のハイブリッド車両を提供する。
（５）請求項５に記載の発明では、前記事象は、走行経路からの離脱、渋滞の発生、急加減速のうちの少なくとも１つであることを特徴とする請求項１から請求項４までのうちの何れか１の請求項に記載のハイブリッド車両を提供する。
（６）請求項６に記載の発明では、外部電源に接続する接続手段と、前記接続した外部電源から前記バッテリに充電する充電手段と、を具備したことを特徴とする請求項１から請求項５までのうちの何れか１の請求項に記載のハイブリッド車両を提供する。

本発明によれば、モータとエンジンの駆動計画を阻害要因によって変更することにより、効果的なエネルギーマネジメントを行うことができる。

（１）実施の形態の概要
本実施の形態のハイブリッド車両は、バッテリを満充電後、全放電するまでモータで駆動し、その後はエンジンで駆動するが、例えば、上り坂など、高駆動力が必要とされる区間が予測される場合、その区間をモータとエンジンを併用して走行するように走行計画を立案する。これによって高駆動力区間でのバッテリの消耗を抑制し、燃費を向上させることができる。

一方、交通事情などにより必ずしも走行計画通りに走行できるとは限らないため、このような場合、エネルギーマネジメントによりかえって燃費が悪化する可能性もある。
そこで、例えば、経路外れや渋滞などの走行計画を阻害する要因を点数化したペナルティという概念を導入し、ペナルティが検出される度にエネルギーマネジメントの制御を弱め、通常走行に近づけていく。このため、最悪でもプラグイン型ハイブリッド車両としての通常走行の燃費を確保することが可能となる。

（２）実施の形態の詳細
本実施の形態では、プラグイン型ハイブリッド車両を対象とする。現在、プラグイン型ハイブリッド車両に対して、エネルギーマネジメントを行う技術が研究されているが、まず、これについて説明する。

従来技術で説明したように、プラグイン型ハイブリッド車両は、家庭電源などでバッテリを満充電した後、バッテリが全放電するまでモータで走行し、バッテリが全放電した後は、エンジンで走行する。
以下、モータで走行する区間をモータ区間と呼び、エンジンで走行する区間をエンジン区間と記す。
なお、モータ区間とエンジン区間は、モータを主として使用する区間とエンジンを主として使用する区間を示す概念的なものであり、例えば、エンジン区間であっても発進の場合はモータでエンジンを補助するなど、両者を併用する場合もある。

このように構成されたプラグイン型ハイブリッド車両では、モータ区間に上り坂などの高駆動力を要する区間がある場合、そこでバッテリの電力を消費してしまい、モータ間が短くなってしまう。そうすると、エンジン区間が長くなり、燃料の消費量が多くなってしまう。
そこで、これから走行するモータ区間に、高駆動力を要する区間があることが予め分かっている場合は、その区間でエンジンとモータの両方を駆動し、エンジンを高効率の領域で回転させると共に、駆動力の不足分をモータで補うなどして、トータルでの燃料消費量を低減することが可能である。
このように、モータとエンジンの両方を駆動する区間をハイブリッド区間と呼ぶことにする。

プラグイン型ハイブリッド車両におけるエネルギーマネジメントは、出発地から目的地までの走行経路を推測し、走行経路をモータ区間、ハイブリッド区間、エンジン区間に区分することにより、これから行う走行（バッテリの使用）を計画する。
この走行計画は、プラグイン型ハイブリッド車両が目的地に到着した時点でバッテリを全放電しているように設定され、回生によるバッテリの充電は行うが、エンジンによる充電は行わない。
このように、エネルギーマネジメントにより予めバッテリの使用を走行経路に沿って計画すると、エネルギーマネジメントを行わない場合よりも燃料の消費量を少なくすることができる。

しかし、例えば、経路外れが発生したり、渋滞に遭遇したり、あるいは、急発進・急停車などを行うと、当初の走行計画通りに走行できない場合が発生することも考えられ、この場合は、エネルギーマネジメントによる効果が低減してしまう。
最悪の場合は、エネルギーマネジメントをしない場合よりも燃費が低下することも考えられる。
そこで、本実施の形態は、プラグイン型ハイブリッド車両のエネルギーマネジメント方法を更に進展させるために、ペナルティという概念を導入し、初期の走行計画を走行状態に応じて変更する方法も提案する。

ペナルティとは、例えば、経路外れは５点、渋滞は２点、急発進・急停車（急加減速）は１点などと、走行計画を阻害する各事象に阻害する程度を点数にて対応づけたものである。
事象と点数の定義は、システムの設計者がシミュレーション結果などを基に行うが、実際の走行から学習するように構成してもよい。

そして、プラグイン型ハイブリッド車両は、走行中にペナルティを検知すると、点数に応じてエネルギーマネジメントの制御を弱める。これは、ハイブリッド区間のうち、点数に応じた距離をモータ区間に変更することにより行われる。
ペナルティの点数は、事象が生じる度に加算され、加算値に従ってエネルギーマネジメントの制御が弱められるようになっている。
そして、ペナルティが予め設定した最大値に達した場合は、エネルギーマネジメントによる制御が停止され、エネルギーマネジメントを行わない制御となる。

このようにして、本実施の形態のプラグイン型ハイブリッド車両は、検知されたペナルティに従って、エネルギーマネジメントによる制御をエネルギーマネジメントを行わない制御に近づけていくことにより、最悪の場合でもエネルギーマネジメントを行わなかった場合よりも燃費が悪化することを防ぐ。

以下に本実施の形態のプラグイン型ハイブリッド車両について詳細に説明するが、この技術は、以上のような背景の下に開発されたものである。
図１は、本実施の形態のプラグイン型ハイブリッド車両に搭載するＥＣＵ（Ｅｎｇｉｎｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）の構成を模式的に示したブロック図である。
なお、以下では、プラグイン型ハイブリッド車両を単にハイブリッド車両と記すことにする。

ＥＣＵ１は、図示しないが、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ハードディスクなどの記憶装置を用いたコンピュータなどで構成されており、記憶装置に記憶されているプログラムをＣＰＵで実行し、走行計画の設定、走行計画に沿ったモータとエンジンの制御、ペナルティの検知、ペナルティによる走行計画の変更などの各種機能を発揮する電子装置である。

ＥＣＵ１は、エネルギー情報取得部５、ナビゲーションシステム８、エネルギーマネジメントシステム７、モータ制御部６、エンジン制御部１０などを備えており、エネルギーマネジメントシステム７にはペナルティ検知部１１が設けられている。
そして、ＥＣＵ１には、周辺機器として、通信部２、バッテリセンサ３、燃料センサ４、地図ＤＢ９などが接続している。
また、図示しないが、ハイブリッド車両は、ＥＣＵ１の周辺装置として、家庭用コンセントなどの外部電源に接続する接続手段と、これによってバッテリを充電する充電手段も備えている。

通信部２は、例えば、携帯電話、無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、ＰＬＣ（Ｐｏｗｅｒ Ｌｉｎｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）、光ビーコン、ＦＭ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）などの通信モジュールであって、インターネットやその他の通信ネットワークを介してサーバ装置に接続し、ＥＣＵ１が外部のサーバ装置と通信を行う際のインターフェースを提供する。これにより、例えば、ナビゲーションシステム８が経路案内に必要な交通情報などを得ることができる。

バッテリセンサ３は、バッテリの充電状態（ＳＯＣ値：Ｓｔａｔｅ ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）を監視し、エネルギー情報取得部５に送信する。
バッテリの充電量は、モータが駆動すると低下し、回生電力によって増加する。
燃料センサ４は、燃料タンクの燃料の容積を検知する燃料メータであって、検知した燃料の量をエネルギー情報取得部５に送信する。
地図ＤＢ９は、ノードやリンクで構成されたルート検索用の地図や、ユーザに表示するための地図などが格納されている。
ＥＣＵ１は、地図ＤＢ９の地図データを用いてエネルギーマネジメントによるスケジューリング走行を行うことができる。

エネルギー情報取得部５は、通信部２、バッテリセンサ３、燃料センサ４と、エネルギーマネジメントシステム７を接続するインターフェースであって、エネルギーマネジメントシステム７がバッテリの充電量、燃料の量、外部サーバからの情報など、モータやエンジンを制御する上で必要な情報を収集する際に、エネルギーマネジメントシステム７と、通信部２、バッテリセンサ３、燃料センサ４との仲介を行う。
また、エネルギー情報取得部５は、バッテリセンサ３や燃料センサ４の出力値がアナログ信号であった場合に、これをデジタル信号に変換することも行う。

ナビゲーションシステム８は、走行データ（現在位置、時刻、車速、アクセル開度（要求駆動力を示す）などから構成されている）を取得してエネルギーマネジメントシステム７に出力したり、出発地と目的地の設定、及び、出発地から目的地に至るのにこれから走行する走行経路の推測、出発地から目的地までの経路案内などを行う。
出発地と目的地、及び走行経路の設定は、エネルギーマネジメントを行うのに必要な設定であり、ユーザが手動で行ってもよいし、あるいは、学習によってナビゲーションシステム８が推測するように構成することもできる。

学習によって推測する場合、ナビゲーションシステム８はハイブリッド車両の走行履歴を記憶し、これから、月曜日から金曜日までは、午前８時に住所Ａ（自宅）を出発して、リンク○○とノード○○を経由して午前８時３０分に住所Ｂ（会社）に到着する、といったような走行パターンを抽出する。
そして、ユーザが走行パターンに一致する操作を行った場合は、過去の走行パターンから走行経路と目的地を推測する。
上の例では、例えば、ユーザが火曜日の午前８時に発車する場合、ナビゲーションシステム８は、会社を目的地に設定し、いつもの走行経路を予定走行経路に設定する。

エネルギーマネジメントシステム７は、モータとエンジンの駆動を制御するシステムであり、エネルギーマネジメントを行わない通常モードとエネルギーマネジメントを行う節約モードでの動作が可能である。
エネルギーマネジメントシステム７は、通常モードでは、まず、バッテリの電力を使い切るまでモータ走行し、その後エンジン走行に切り替える。

一方、節約モードでは、エネルギーマネジメントシステム７は、これから走行する走行経路を推測し走行経路を設定する。そして、走行経路をモータ区間、ハイブリッド区間、エンジン区間に分割して走行計画を設定し、これに従ってモータとエンジンを制御する。
また、ペナルティ検知部１１でペナルティが検出されると、エネルギーマネジメントシステム７は、点数に応じて走行計画を変更し、エネルギーマネジメントの制御を弱める。

ペナルティ検知部１１は、ハイブリッド車両が節約モードで走行している間、ペナルティが発生したか否かを監視し、その結果をエネルギーマネジメントシステム７に通知する。
より詳細には、ペナルティ検知部１１は、経路外れ、渋滞、急発進・急減速などのペナルティとなる事象と、その点数を対応づけて記憶している。
そして、ペナルティ検知部１１は、ハイブリッド車両が節約モードで走行している間、ナビゲーションシステム８から走行データを逐次受信し、これを解析して、ペナルティが発生したか否かを判断する。

例えば、ペナルティ検知部１１は、現在位置が走行経路から外れた場合は、経路外れと判断し、平均車速が予定よりも所定量以下の場合は、渋滞が発生したと判断し、図示しない加速度センサの出力により加減速が所定値以上の場合は、急発進・急減速が発生したと判断する。
ペナルティ検知部１１は、ペナルティの点数を記憶する点数記憶部を備えており、ペナルティが発生する度に点数記憶部に点数を加算して、エネルギーマネジメントシステム７に通知する。

モータ制御部６は、エネルギーマネジメントシステム７から指定された要求駆動力をモータに発生させるようにモータ電流を制御する。
エンジン制御部１０は、エネルギーマネジメントシステム７から指定された要求駆動力をエンジンに発生させるように、燃料の供給などを制御する。

次に、図２の各図を用いて、エネルギーマネジメントシステム７が行う通常モードと節約モードの制御について説明する。
なお、以下では各種グラフを用いて説明するが、変化を見やすくするために目盛は必ずしも比例配分されていない。
図２（ａ）は、通常モードで走行路を走行した場合の燃料消費量の経時変化を示したグラフである。
図２（ａ）の例では、エネルギーマネジメントシステム７は、走行を開始してから５００（秒）経過するまではモータ走行を行い（モータ区間）、その後８００（秒）で目的地に至るまではエンジン走行を行っている（エンジン区間）。
これは、走行開始後５００（秒）でバッテリが全放電したため、エネルギーマネジメントシステム７は、５００（秒）においてエンジンを始動したためである。
そのため、発車後５００（秒）までは、燃料の消費量が０となっており、５００（秒）以降は、８００（秒）に至るまで燃料を消費している。図の例では、目的地到達までにａ（ｇ）の燃料が消費されている。

図２（ａ）の２００（秒）から４００（秒）までの網で示した高駆動力区間は、例えば、上り坂など高駆動力が必要とされる区間である。
通常モードでは、必要とされる駆動力に関わらず、モータ区間の後にエンジン区間が設定される。

図２（ｂ）は、図２（ａ）と同じ走行経路に対し、エネルギーマネジメントシステム７が設定した走行計画を説明するための図である。
エネルギーマネジメントシステム７は、ナビゲーションシステム８が推測した出発地、目的地、及び走行経路を取得すると共に、走行経路上の各地点の標高など、必要とされる駆動力を計算する情報を取得する。
なお、必要とされる駆動力は、標高による計算ではなく、過去に当該走行経路を走行した際に出力した駆動力を記憶しておき、学習によって取得してもよい。

エネルギーマネジメントシステム７は、走行経路と、当該走行経路を走行するのに出力する駆動力を得ると、出力する駆動力が所定の閾値以上となる区間をハイブリッド区間とする。
図２（ｂ）の例では、エネルギーマネジメントシステム７は、走行区間を第１モータ区間（０〜２００（秒）の区間）、ハイブリッド区間（２００〜４００（秒）の区間）、第２モータ区間（４００〜８００（秒）の区間）に、分割区分して走行計画を設定している。
エネルギーマネジメントシステム７は、この走行計画に従ってモータとエンジンを駆動することになる。

図２（ｂ）に示したように、第１モータ区間ではモータだけで走行するため燃料消費量が０となる。
また、ハイブリッド区間では、エネルギーマネジメントシステム７は、エンジンとモータの両方を駆動させるため、燃料が消費されている。
ハイブリッド区間では、バッテリの消耗が抑制されるため、図２（ｂ）の例では、ハイブリッド区間で温存されたバッテリ余力によって目的地までモータ走行している。そのため、第２モータ区間では、燃料消費量が０となっている。

また、仮に、ハイブリッド区間で温存したバッテリ余力によって目的地に達することができない場合、エネルギーマネジメントシステム７は、バッテリ余力で走行できる区間を第２モータ区間とし、残りをエンジン区間とするように計画する。
図２（ｂ）の例では、燃料消費量がｂ（ｇ）となっており、通常モードよりも（ａ−ｂ）（ｇ）少なくなっている。

次に、図３の各図を用いてエネルギーマネジメントシステム７が行うバッテリの管理について説明する。
図３（ａ）は、図２（ａ）に対応する図であって、通常モードでのＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）の経時変化を示した図である。
なお、本実施の形態では、ＳＯＣは、ｄ％で満充電、ｈ％で全放電となっている。
図３（ａ）に示したように、発車時はＳＯＣが満充電のｄ％であり、モータ区間の終了時では全放電のｈ％となっている。途中の２００（秒）から４００（秒）の高駆動力区間では、エンジンを用いずにモータだけで高い駆動力を出力するためにＳＯＣがｅ％からｆ％まで、即ち、（ｅ−ｆ）％低下している。

図３（ｂ）は、図２（ｂ）に対応する図であって、節約モードでのＳＯＣの経時変化を示した図である。
図３（ｂ）に示したように、節約モードでは、２００秒から４００秒までの高駆動力区間をハイブリッド区間としてエンジンによる駆動力も用いるため、ＳＯＣはｅ％からｇ％まで、即ち、（ｅ−ｇ）％の低下で、図３（ａ）の（ｅ−ｆ）％よりも低下量が少なくなっている。
そして、ハイブリッド車両は、第２モータ区間をモータで走行し、目的地に到着する際にバッテリが全放電する。

以上のように、エネルギーマネジメントシステム７は、予め走行経路に高駆動力を要する区間があることが分かっている場合、高駆動力区間をハイブリッド区間とし、この区間でのバッテリの消耗を抑制する。
なお、本実施の形態では、ペナルティに該当する事象を、経路外れ、渋滞、急発進・急停車としたが、これは一例であって、このうちの少なくとも１つ、あるいは、急旋回などの他の事象をペナルティとすることができる。

次に、図４を用いて、走行中に走行計画を変更する場合について説明する。
図４では、エネルギーマネジメントシステム７が発車前に計画した最初のハイブリッド区間を初期設定ハイブリッド区間、変更後のハイブリッド区間を変更後ハイブリッド区間と記してある。
エネルギーマネジメントシステム７は、ペナルティ検知部１１からペナルティの点数を受信すると、その点数に応じてハイブリッド区間を短縮し、短縮された区間をモータ区間とする。
このように、エネルギーマネジメントシステム７は、ペナルティの点数に応じてハイブリッド区間の一部（点数が所定の閾値以上となる場合は全部）をモータ区間に変更することにより、エネルギーマネジメントによる制御を通常の制御に近づけていく。

図４の例では、当初は２００（秒）から４００（秒）区間がハイブリッド区間として初期設定されていたところ、ペナルティの検知によって、２５０（秒）から３５０（秒）の区間に短縮して変更されている。
この後、ペナルティが検知されると、更に、ハイブリッド区間がモータ区間に変更される。

また、図４には、燃料消費量の経時変化も示してあり、通常モードで走行した場合の消費量を破線で、初期の走行計画で走行した場合を実線で、ペナルティによって変更した走行計画で走行した場合を１点鎖線で示してある。
図に示した例では、変更後の節約モードでは目的地に至る前にバッテリが全放電し、エンジン走行するため、初期の節約モードよりは燃料消費量が増えるが、節約モードで走行する区間もあるため、通常モードでの消費量よりは少なくなっている。

次に、図５を用いて、ペナルティによりハイブリッド区間を短縮する方法について説明する。
図５は、走行経路に沿ってエネルギーマネジメントシステム７がモータとエンジンに出力させる駆動力（パワー）を示している。
エネルギーマネジメントシステム７は、走行計画を立案する際に、標高や過去の学習などにより、走行に要する駆動力を出発地から目的地に至るまで推測する。
そして、初期閾値以上となる区間を特定し、この区間を基準としてハイブリッドに設定する。
図５の例では、２００（秒）から４００（秒）までの区間が初期閾値以上となっており、この区間を初期設定のハイブリッド区間としている。

なお、所定閾値以上となる区間を基準としてハイブリッド区間とする方法は各種ある。
例えば、単純に所定閾値以上となる区間をハイブリッド区間とすることもできるし、あるいは、短時間所定閾値を下回る区間があっても、この下回る区間を含めてハイブリッド区間とすることもできるし、あるいは、駆動力の移動平均値（ある時点の平均値を過去の一定区間に渡って平均した値とするもの）が所定閾値以上となる区間としてもよい。

エネルギーマネジメントシステム７は、ペナルティが検知されると、その点数によって閾値を上げていく。よって、ペナルティの点数が多くなるほどハイブリッド区間が短縮され、閾値が駆動力の上限を超えると、ハイブリッド区間は全てモータ区間となる。
このようにして、エネルギーマネジメントシステム７は、エネルギーマネジメントの制御をペナルティに応じて弱め、節約モードから通常モードに段階的に移行させる。

図５の例では、ペナルティによって閾値が上がることにより２５０（秒）から３５０（秒）の区間がハイブリッド区間となっている。
なお、図５では、ペナルティによる閾値よりも駆動力が低い部分もハイブリッド区間となっているが、これは、ハイブリッド区間を短縮する場合、区間内での駆動力の落ち込みを無視するようになっているためであり、駆動力がペナルティありの閾値よりも落ち込む区間を除いてハイブリッド区間を設定するように構成することもできる。

次に、図６のフローチャートを用いてＥＣＵ１がペナルティによって走行計画を変更する手順について説明する。
ユーザがハイブリッド車両を始動すると、ナビゲーションシステム８が起動し、通常モードと節約モードの何れかを選択する。
この選択は、例えば、過去の走行パターンの学習により、又は、ユーザの設定により、行われる。

次に、ナビゲーションシステム８は、目的地を検出し（ステップ５）、目的地までの経路を取得する（ステップ１０）。このように、ハイブリッド車両は、出発地から目的地までの走行経路を取得する走行経路取得手段を備えている。

エネルギーマネジメントシステム７は、ナビゲーションシステム８から目的地までの経路や標高など、走行計画を立案するのに必要な情報を取得し、走行経路をモータ区間、ハイブリッド区間、エンジン区間に分割して走行計画を立案する。

このように、ハイブリッド車両は、走行経路を、モータ区間と、エンジン区間と、前記モータと前記エンジンを駆動する併用区間（ハイブリッド区間）と、に区分することにより、前記走行経路に沿って走行を計画する計画手段を備えている。

また、ハイブリッド車両は、計画に際して、走行に必要とされる駆動力を標高などから走行経路に沿って予測する予測手段を備えており、当該計画手段は、走行経路のうち、所定値以上の駆動力を必要とする区間を基準として前記併用区間を計画する。

その後、ユーザがハイブリッド車両を発車し、エネルギーマネジメントシステム７は、ナビゲーションシステム８から走行データを受信しながら、走行計画に従ってモータとエンジンを制御する。
また、ペナルティ検知部１１が点数記憶部に記憶する点数の初期値は０となっている。

ハイブリッド車両の発車と同時に、ペナルティ検知部１１がナビゲーションシステム８から走行データを受信し、これを用いてペナルティの発生の監視を開始する。
このように、ハイブリッド車両は、ペナルティの監視により走行中に走行計画を阻害する事象の発生を検知する検知手段を備えている。

まず、ペナルティ検知部１１は、走行データによってルート外れを確認し、ルート外れ
を検知した場合（ステップ１５；Ｙ）、ルート外れに設定されているペナルティの点数を点数記憶部に加算する（ステップ２０）。
ステップ２０で点数を加算した後、又はルート外れを検知しなかった場合（ステップ１５；Ｎ）、ペナルティ検知部１１は、走行データによって渋滞の発生を確認し、渋滞を検知した場合（ステップ２５；Ｙ）、渋滞に設定されているペナルティの点数を点数記憶部に加算する（ステップ３０）。

ステップ３０で点数を加算した後、又は渋滞を検知しなかった場合（ステップ２５；Ｎ）、ペナルティ検知部１１は、走行データによって急発進・急停車の発生を確認し、急発進・急停車を検知した場合（ステップ３５；Ｙ）、渋滞に設定されているペナルティの点数を点数記憶部に加算する（ステップ４０）。
ステップ４０で点数を加算した後、又は急発進・急停車を検知しなかった場合（ステップ３５；Ｎ）、ペナルティ検知部１１は、点数記憶部に記憶している点数をエネルギーマネジメントシステム７の制御部に出力する（ステップ４５）。

エネルギーマネジメントシステム７は、この点数に応じて制御レベルの判断（ハイブリッド区間をモータ区間に転換する閾値の判断）を行い（ステップ５０）、モータとエンジンの制御を行う。
このように、ハイブリッド車両は、検知手段（ペナルティ検知部１１）で走行計画を阻害する事象を検知した場合に、併用区間（ハイブリッド区間）の少なくとも一部をモータ区間に変更する変更手段を備えている。
ペナルティ検知部１１は、以上のステップ１５〜４５の処理を走行中に繰り返し継続して行う。

以上に説明した本実施の形態により、次のような効果を得ることができる。
（１）プラグイン型ハイブリッド車両において、エネルギーマネジメントを行うことができる。
（２）ペナルティという概念を導入することにより、エネルギーマネジメントで予定した走行計画からのずれを数値化することができる。
（３）ペナルティに応じて、エネルギーマネジメントの制御をこれを行わない制御に近づけることができる。
（４）走行途中でペナルティに応じて走行計画を変更し、これによって燃料消費量を節約することができる。

ＥＣＵの構成を示した図である。 燃料消費量の経時変化を示したグラフである。 ＳＯＣの経時変化を示したグラフである。 走行計画の変更を説明するための図である。 ハイブリッド区間の短縮方法を説明するための図である。 走行計画の変更手順を説明するためのフローチャートである。

符号の説明

１ ＥＣＵ
２ 通信部
３ バッテリセンサ
４ 燃料センサ
５ エネルギー情報取得部
６ モータ制御部
７ エネルギーマネジメントシステム
８ ナビゲーションシステム
９ 地図データベース
１０ エンジン制御部
１１ ペナルティ検知部

Claims (6)

1. エンジンとモータによって駆動力を発生するハイブリッド車両であって、
   出発地から目的地までの走行経路を取得する走行経路取得手段と、
   前記取得した走行経路を、前記モータを駆動するモータ区間と、前記エンジンを駆動するエンジン区間と、前記モータと前記エンジンを駆動する併用区間と、に区分することにより、前記走行経路に沿って走行を計画する計画手段と、
   走行中に前記計画を阻害する事象の発生を検知する検知手段と、
   前記検知手段で前記事象を検知した場合に、前記併用区間の少なくとも一部をモータ区間に変更する変更手段と、
   を具備したことを特徴とするハイブリッド車両。
   
2. 前記計画手段は、前記目的地に達した際にバッテリの充電量が所定の下限値まで放電しているように、前記バッテリの放電を計画することを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両。
   
3. 走行に必要とされる駆動力を前記走行経路に沿って予測する予測手段を具備し、前記計画手段は、前記走行経路のうち、所定値よりも大きい駆動力を必要とする区間を基準として前記併用区間を計画することを特徴とする請求項１、又は請求項２に記載のハイブリッド車両。
   
4. 前記変更手段は、前記所定値よりも大きい駆動力を必要とする区間を基準として、前記併用区間のうちモータ区間に変更する区間を決定することを特徴とする請求項３に記載のハイブリッド車両。
   
5. 前記事象は、走行経路からの離脱、渋滞の発生、急加減速のうちの少なくとも１つであることを特徴とする請求項１から請求項４までのうちの何れか１の請求項に記載のハイブリッド車両。
   
6. 外部電源に接続する接続手段と、
   前記接続した外部電源から前記バッテリに充電する充電手段と、
   を具備したことを特徴とする請求項１から請求項５までのうちの何れか１の請求項に記載のハイブリッド車両。

Images