JP2011073611A

JP2011073611A - ハイブリッド車両の制御装置

Info

Publication number: JP2011073611A
Application number: JP2009228232A
Authority: JP
Inventors: Mikio Ono; 幹夫小野; Toshiya Arakawa; 俊也荒川; Kohei Sagawa; 耕平佐川
Original assignee: Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2009-09-30
Filing date: 2009-09-30
Publication date: 2011-04-14

Abstract

【課題】適切な容量のバッテリを搭載しつつ、走行距離が延びた場合にも燃費性能の低下を抑制する。
【解決手段】プラグイン方式のハイブリッド車両は、モータ使用量が異なる複数の走行パターンを備える。走行パターン１においては、モータだけを駆動するＥＶモードで走行した後に、エンジンを常に駆動するＨＥＶモードに切り換えられる。走行パターン２においては、モータ使用量が多い高アシストモードでの走行後にＨＥＶモードに切り換えられる。走行パターン３においては、モータ使用量が少ない低アシストモードでの走行後にＨＥＶモードに切り換えられる。そして、短距離走行後に充電される場合には走行パターン１が選択され、中距離走行後に充電される場合には走行パターン２が選択され、長距離走行後に充電される場合には走行パターン３が選択される。よって、適切な容量のバッテリを搭載しつつ、走行距離が延びた場合にも燃費性能の低下が抑制される。
【選択図】図４

Description

本発明は、外部電源を用いて充電される蓄電デバイスを備えたハイブリッド車両の制御装置に関する。

ハイブリッド車両の駆動方式には、発電用の動力源としてエンジンを駆動し、走行用の動力源として電動モータを駆動するシリーズ方式がある。また、車両走行時の主要な動力源としてエンジンを駆動し、発進時や加速時に電動モータを補助的に駆動するパラレル方式がある。さらに、シリーズ方式とパラレル方式とを組み合わせることにより、走行状況に応じて電動モータとエンジンとの一方または双方を駆動させるようにしたシリーズ・パラレル方式がある。このように、ハイブリッド車両においては、動力源として電動モータを搭載することにより、熱効率の良い領域でエンジンを使用することができ、燃費性能を向上させることが可能となっている。

また、燃費性能の向上を図るため、予定走行経路に基づき径路全体の走行負荷を予測し、この走行負荷に基づきエンジンおよび電動モータを制御するハイブリッド車両が提案されている(例えば、特許文献１参照)。さらに、燃費性能の更なる向上を図るため、バッテリ(蓄電デバイス)の容量を増大させるとともに、外部電源によってバッテリを充電可能としたハイブリッド車両が開発されている。このプラグイン方式のハイブリッド車両においては、電気自動車として走行可能な割合を高めることができ、燃費性能を大幅に向上させることが可能となる。

特開２００８−１８３９３７号公報

しかしながら、プラグイン方式のハイブリッド車両であっても、全ての利用者を満足させるように、燃費性能を最大限に発揮させることは困難であった。すなわち、プラグイン方式のハイブリッド車両の仕様を決める際には、想定される１回の充電当たりの走行距離を規定し、この走行距離で最大限の燃費性能が発揮されるようにバッテリ容量が選定される。このため、１回の充電当たりの走行距離が規定値から延びた場合には、バッテリの電力が枯渇して燃費性能が低下することになっていた。プラグイン方式のハイブリッド車両においては、バッテリの電力が枯渇しても燃料タンク内の燃料が枯渇するまでは走行可能であるため、１回の充電当たりの走行距離を適切に規定することは困難である。

例えば、１回の充電当たりの走行距離が２０ｋｍであると規定し、この走行距離で最適となる容量のバッテリが搭載されているとする。このようなハイブリッド車両において、１回の充電当たりの走行距離が規定値よりも長い３０ｋｍであった場合には、終盤にバッテリの電力が枯渇してエンジンの使用量が増大することから、燃費性能を低下させることになっていた。さらに、１回の充電当たりの走行距離が規定値よりも短い１０ｋｍであった場合には、コスト面や重量面から無駄に大きなバッテリを搭載することになっていた。

本発明の目的は、適切な容量の蓄電デバイスを搭載しつつ、走行距離が延びた場合にも燃費性能の低下を抑制することにある。

本発明のハイブリッド車両の制御装置は、動力源としてエンジンおよび電動モータを備えるハイブリッド車両の制御装置であって、外部電源を用いて充電され、前記電動モータに電力を供給する蓄電デバイスと、前記外部電源による前記蓄電デバイスの充電後に走行した充電走行距離を演算する充電走行距離演算手段と、前記充電走行距離が過去の平均データから所定値以上外れる状況が、所定期間内に所定回数を超えて検出されたときに、前記平均データから外れる前記充電走行距離のうち少なくともいずれか１つに基づき基準走行距離を設定する基準走行距離設定手段と、前記基準走行距離に基づいて前記電動モータの使用量を増減させるモータ使用量設定手段とを有することを特徴とする。

本発明のハイブリッド車両の制御装置は、前記基準走行距離設定手段は、前記所定期間内に前記平均データから外れた複数の前記充電走行距離の平均値を前記基準走行距離として設定することを特徴とする。

本発明のハイブリッド車両の制御装置は、前記基準走行距離設定手段は、直近の前記充電走行距離を前記基準走行距離として設定することを特徴とする。

本発明のハイブリッド車両の制御装置は、前記モータ使用量設定手段は、前記基準走行距離が短いときには前記電動モータの使用量を増加させる一方、前記基準走行距離が長いときには前記電動モータの使用量を減少させることを特徴とする。

本発明のハイブリッド車両の制御装置は、前記基準走行距離設定手段は、平均車速と回生電力との少なくともいずれか一方に基づいて、前記基準走行距離を補正することを特徴とする。

本発明によれば、蓄電デバイスの充電後に走行した充電走行距離に基づき基準走行距離を設定し、この基準走行距離に基づいて電動モータの使用量を増減させるようにしたので、電動モータの使用量を適切に設定することが可能となる。すなわち、基準走行距離が短いときには電動モータの使用量を増加させることにより、蓄電デバイスの電力を余すことなく有効に使用することが可能となる。また、基準走行距離が長いときには電動モータの使用量を減少させることにより、最後まで電動モータを駆動することが可能となり、熱効率が低下する領域でのエンジンの使用量を抑制することが可能となる。これにより、適切な容量の蓄電デバイスを搭載しつつ、走行距離が延びた場合にも燃費性能の低下を抑制することが可能となる。

ハイブリッド車両の構成を示す概略図である。 (Ａ)〜(Ｄ)はハイブリッド車両が備える各走行モードの特性を示す走行特性マップである。各走行モードにおける燃料消費率と航続距離との関係を示す説明図である。 (Ａ)〜(Ｃ)は各走行パターンにおける走行距離と燃料消費率との関係を示す線図である。 (Ａ)は各走行パターンにおける走行距離と燃料消費率との関係を重ねて示す線図である。(Ｂ)は各走行パターンにおける走行距離と燃料消費量との関係を示す線図である。走行パターンを設定するハイブリッド制御ユニットの構成の一部を示すブロック図である。走行パターンの設定手順の一例を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１はハイブリッド車両１０の構成を示す概略図である。図１に示すように、ハイブリッド車両１０は動力源としてモータジェネレータ(電動モータ)ＭＧ１を有している。モータジェネレータＭＧ１は歯車列１１を介して出力軸１２に連結されており、この出力軸１２はデファレンシャル機構１３を介して駆動輪１４に連結されている。また、ハイブリッド車両１０は動力源としてエンジン１５を有している。エンジン１５のクランク軸は、発電用のモータジェネレータＭＧ２に連結されるとともに、変速機１６およびクラッチ１７を介して出力軸１２に連結されている。このような構成により、モータジェネレータＭＧ１を用いて駆動輪１４を駆動するだけでなく、モータジェネレータＭＧ１とエンジン１５とを併用して駆動輪１４を駆動することが可能となる。すなわち、図示するハイブリッド車両１０は、所謂シリーズ・パラレル方式のハイブリッド車両１０となっている。なお、図示するハイブリッド車両１０は、２つのモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２を備えているが、これに限られることはなく、モータジェネレータＭＧ２を削減しても良い。発電が要求された場合には、モータジェネレータＭＧ１が発電機として制御されることになる。

交流電動機であるモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２には、電力変換ユニット２０が接続されている。また、電力変換ユニット２０には通電ケーブル２１，２２を介して蓄電デバイスである高電圧バッテリ２３が接続されている。電力変換ユニット２０は２つのインバータ２０ａ，２０ｂを有している。モータジェネレータＭＧ１を電動機として制御する際には、インバータ２０ａによって高電圧バッテリ２３からの直流電流がモータジェネレータＭＧ１への交流電流に変換される。一方、モータジェネレータＭＧ１を発電機として制御する際には、インバータ２０ａによってモータジェネレータＭＧ１からの交流電流が高電圧バッテリ２３への直流電流に変換される。同様に、モータジェネレータＭＧ２を電動機として制御する際には、インバータ２０ｂによって高電圧バッテリ２３からの直流電流がモータジェネレータＭＧ２への交流電流に変換される。一方、モータジェネレータＭＧ２を発電機として制御する際には、インバータ２０ｂによってモータジェネレータＭＧ２からの交流電流が高電圧バッテリ２３への直流電流に変換される。

また、ハイブリッド車両１０には、整流回路、インバータ、トランス等によって構成される車載充電器２４が搭載されている。車載充電器２４には通電ケーブル２５，２６を介して高電圧バッテリ２３が接続されている。また、車体には充電コネクタ２７が設けられており、この充電コネクタ２７は通電ケーブル２８，２９を介して車載充電器２４に接続されている。そして、外部電源(例えばＡＣ２００Ｖ)３０から延びる充電ケーブル３１を充電コネクタ２７に接続することにより、車載充電器２４を介して外部電源３０からの交流電流が高電圧バッテリ２３への直流電流に変換される。このように、車載充電器２４を介して電力を変換することにより、外部電源３０を用いて高電圧バッテリ２３を充電することが可能となる。すなわち、図示するハイブリッド車両１０は、所謂プラグイン方式のハイブリッド車両１０となっている。なお、図示する場合には、ハイブリッド車両１０に車載充電器２４を搭載しているが、これに限られることはなく、外部に設置された充電器を用いて高電圧バッテリ２３を充電しても良い。

このようなハイブリッド車両１０の各作動部を統合的に制御するため、ハイブリッド車両１０にはハイブリッド制御ユニット４０が設けられている。ハイブリッド制御ユニット４０は、各種センサ等から入力される情報に基づいて、電力変換ユニット２０等の各作動部に対して制御信号を出力する。ハイブリッド制御ユニット４０に接続される各種センサとして、車速を検出する車速センサ４１、アクセルペダルの操作状況を検出するアクセルペダルセンサ４２、ブレーキペダルの操作状況を検出するブレーキペダルセンサ４３、セレクトレバーの操作位置を検出するインヒビタスイッチ４４等が設けられている。また、ハイブリッド制御ユニット４０には、車両が走行した道路情報(市街地，郊外，山道等)を処理するナビゲーションユニット４５が接続されている。さらに、ハイブリッド制御ユニット４０には、高電圧バッテリ２３の充放電状態を制御するバッテリ制御ユニット４６が接続されている。バッテリ制御ユニット４６は、高電圧バッテリ２３の電流、電圧、温度等に基づいて、高電圧バッテリ２３の残存容量を表す充電状態ＳＯＣを演算する。そして、バッテリ制御ユニット４６は、充電状態ＳＯＣをハイブリッド制御ユニット４０に対して出力する。さらに、ハイブリッド制御ユニット４０には、エンジン１５の運転状態を制御するエンジン制御ユニット４７が接続されている。そして、エンジン制御ユニット４７は、エンジン回転数やエンジントルクをハイブリッド制御ユニット４０に対して出力する。

以下、ハイブリッド車両１０の走行制御について説明する。ここで、図２(Ａ)〜(Ｄ)はハイブリッド車両１０が備える各走行モードの特性を示す走行特性マップである。図２(Ａ)〜(Ｄ)に示すように、ハイブリッド制御ユニット４０は、走行モードとして、ＥＶモード、高アシストモード、低アシストモード、ＨＥＶモードを備えている。図２(Ａ)に示すように、ＥＶモードは、全域に渡ってモータジェネレータＭＧ１のみを駆動する走行モードである。また、図２(Ｂ)に示すように、高アシストモードは、低負荷領域から中負荷領域にかけてモータジェネレータＭＧ１のみを駆動し、高負荷領域においてモータジェネレータＭＧ１およびエンジン１５を駆動する走行モードである。さらに、図２(Ｃ)に示すように、低アシストモードは、低負荷領域においてモータジェネレータＭＧ１のみを駆動し、中負荷領域から高負荷領域にかけてモータジェネレータＭＧ１およびエンジン１５を駆動する走行モードである。さらに、図２(Ｄ)に示すように、ＨＥＶモードは、全域に渡ってモータジェネレータＭＧ１およびエンジン１５を駆動する走行モードである。このように、モータジェネレータＭＧ１の使用量は、ＥＶモードが最も多く、高アシストモード、低アシストモード、ＨＥＶモードの順に少なくなっている。一方、エンジン１５の使用量は、ＥＶモードが最も少なく、高アシストモード、低アシストモード、ＨＥＶモードの順に多くなっている。なお、図２(Ａ)〜(Ｄ)に示す要求トルクとは、アクセル開度等に基づき設定されるトルクである。

ここで、図３は各走行モードにおける燃料消費率と航続距離との関係を示す説明図である。なお、燃料消費率とはエンジン１５の単位仕事量当たりの燃料消費量である。図３に示すように、ハイブリッド車両１０の燃料消費率は、ＨＥＶモード，低アシストモード，高アシストモード，ＥＶモードの順に減少する傾向となっている。すなわち、モータジェネレータＭＧ１の使用量が多い走行モードであるほど、熱効率が低下する領域でのエンジン使用量が抑制されることから、燃料消費率を抑制することが可能となる。しかしながら、高電圧バッテリ２３に蓄えられる電力には限りがあることから、図３に示すように、モータジェネレータＭＧ１の使用量が多い走行モードであるほど、その走行モードでの航続距離は短くなっている。すなわち、ハイブリッド車両１０の燃費性能を向上させるため、ＥＶモードや高アシストモードを用いた場合であっても、その走行モードを維持したまま長い距離を走行させることは不可能であった。そして、航続距離を超える走行によって高電圧バッテリ２３が枯渇した場合には、走行モードがＨＥＶモードに切り換えられて車両の走行性能が確保されることになる。このＨＥＶモードにおいては熱効率が低下する領域であってもエンジン１５が駆動されることから、ＨＥＶモードを用いることはハイブリッド車両１０の燃費性能を低下させる要因となっていた。

そこで、ハイブリッド制御ユニット４０は、車両の使用状況に応じて適切な走行モードの組合せ(以下、走行パターンという)を設定し、ハイブリッド車両１０の燃費性能を向上させるようにしている。図４(Ａ)〜(Ｃ)は各走行パターンにおける走行距離と燃料消費率との関係を示す線図である。図４(Ａ)〜(Ｃ)に示すように、ハイブリッド制御ユニット４０は、走行パターンとして３つの走行パターン１〜３を備えている。図４(Ａ)に示すように、走行パターン１は、高電圧バッテリ２３の充電状態ＳＯＣが所定の下限値に達するまでＥＶモードで走行し、充電状態ＳＯＣが下限値に達した後にＨＥＶモードで走行する走行パターンである。また、図４(Ｂ)に示すように、走行パターン２は、高電圧バッテリ２３の充電状態ＳＯＣが所定の下限値に達するまで高アシストモードで走行し、充電状態ＳＯＣが下限値に達した後にＨＥＶモードで走行する走行パターンである。さらに、図４(Ｃ)に示すように、走行パターン３は、高電圧バッテリ２３の充電状態ＳＯＣが所定の下限値に達するまで低アシストモードで走行し、充電状態ＳＯＣが下限値に達した後にＨＥＶモードで走行する走行パターンである。なお、図４(Ａ)〜(Ｃ)に示すように、ＥＶモードでの航続距離は約１２ｋｍであり、高アシストモードでの航続距離は約２０ｋｍであり、低アシストモードでの航続距離は約４０ｋｍである。

ここで、図５(Ａ)は各走行パターンにおける走行距離と燃料消費率との関係を重ねて示す線図である。図５(Ｂ)は各走行パターンにおける走行距離と燃料消費量との関係を示す線図である。図５(Ａ)に示すように、走行パターン１については、始めにＥＶモードを用いることから他の走行パターン２，３よりも良好な燃費性能を示している。しかしながら、走行距離が約１２ｋｍを超えると、他の走行パターン２，３よりも先にＨＥＶモードに切り換えられるため、燃費性能は他の走行パターン２，３を下回ることになる。また、走行パターン２については、高アシストモードを用いることから始めは走行パターン１よりも低い燃費性能を示すものの、この高アシストモードはＥＶモードよりも長い約２０ｋｍまで継続される。そして、走行距離が約２０ｋｍを超えると、走行モードがＨＥＶモードに切り換えられて燃費性能が低下することになる。さらに、走行パターン３については、低アシストモードを用いることから初めは他の走行パターン１，２よりも低い燃費性能を示すものの、この低アシストモードはＥＶモードや高アシストモードよりも長い約４０ｋｍまで継続される。そして、走行距離が約４０ｋｍを超えると、走行モードがＨＥＶモードに切り換えられて燃費性能は低下することになる。

このような燃費特性を有することから、図５(Ｂ)に示すように、走行パターン１の燃料消費量については、走行距離が約１２ｋｍに達するまでは０を示し、走行距離が約１２ｋｍを超えると急速に増加することになる。また、走行パターン２の燃料消費量については、走行距離が約２０ｋｍに達するまでは緩やかに増加し、走行距離が約２０ｋｍを超えると急速に増加することになる。さらに、走行パターン３の燃料消費量については、走行距離が約４０ｋｍに達するまでは緩やかに増加し、走行距離が約４０ｋｍを超えると急速に増加することになる。このように、走行パターン毎に燃料消費量の増加傾向が異なることから、バッテリ満充電後の走行距離である一充電走行距離(充電走行距離)に応じて適切な走行パターンを設定することにより、ハイブリッド車両１０の燃費性能を向上させることが可能となる。すなわち、図５(Ｂ)に示すように、一充電走行距離が１５ｋｍ未満である場合には、走行パターン１を採用することで燃料消費量を抑制することが可能となる。また、一充電走行距離が１５ｋｍ以上３０ｋｍ未満である場合には、走行パターン２を採用することで燃料消費量を抑制することが可能となる。さらに、一充電走行距離が３０ｋｍ以上である場合には、走行パターン３を採用することで燃料消費量を抑制することが可能となる。なお、一充電走行距離とは、外部電源３０によって高電圧バッテリ２３を充電してから、再び外部電源３０を用いて高電圧バッテリ２３を充電するまでに、ハイブリッド車両１０が実際に走行する走行距離である。すなわち、一充電走行距離とは、外部電源３０による高電圧バッテリ２３の１回の充電当たりの走行距離である。

そこで、ハイブリッド制御ユニット(充電走行距離演算手段，基準走行距離設定手段，モータ使用量設定手段)４０は、ハイブリッド車両１０の一充電走行距離を判定するとともに、一充電走行距離に基づいて走行パターンを設定している。ここで、図６は走行パターンを設定するハイブリッド制御ユニット４０の構成の一部を示すブロック図である。図６に示すように、ハイブリッド制御ユニット４０は、一充電走行距離を演算する走行距離演算部５０を備えている。走行距離演算部５０は、車載充電器２４からの充電信号に基づき充電タイミングを検出し、車速センサ４１からの車速信号に基づき一充電走行距離を演算する。また、ハイブリッド制御ユニット４０は、一充電走行における平均車速を演算する平均車速演算部５１を備えている。この平均車速演算部５１は、車載充電器２４からの充電信号に基づき充電タイミングを検出し、車速センサ４１からの車速信号に基づき平均車速を演算する。なお、一充電走行における平均車速とは、一充電走行距離を走行したときの平均車速である。さらに、ハイブリッド制御ユニット４０は、一充電走行におけるモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の回生電力を演算する回生電力演算部５２を備えている。この回生電力演算部５２は、車載充電器２４からの充電信号に基づき充電タイミングを検出し、電力変換ユニット２０やバッテリ制御ユニット４６からの電流信号や電圧信号に基づき回生電力を演算する。なお、一充電走行における回生電力とは、一充電走行距離を走行する際にモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２によって回生された電力である。

また、ハイブリッド制御ユニット４０は、基準走行距離を更新するか否かを判定する走行距離更新部５３を備えている。ここで、基準走行距離とは、所定条件に合致する過去の一充電走行距離の平均データに相当する走行距離であり、走行パターンを設定する際に用いられる走行距離である。走行距離更新部５３には、過去の一充電走行距離の平均データが格納されるとともに、走行距離演算部５０から直近の一充電走行距離が入力される。そして、走行距離更新部５３は、過去の平均データと直近の一充電走行距離とを比較することにより、基準走行距離を更新するか否かについて判定する。走行距離更新部５３において、過去の平均データから直近の一充電走行距離が大きく外れていると判定された場合、すなわち新たな充電タイミングの傾向が認められた場合には、一充電走行距離に基づいて基準走行距離を更新・補正する。一方、過去の平均データから直近の一充電走行距離が大きく外れていないと判定された場合、すなわち新たな充電タイミングの傾向が認められない場合には、これまでの基準走行距離を維持することになる。

なお、具体的には、一充電走行距離が過去の平均データから所定値以上外れる状況が、所定期間(例えば数週間・数ヶ月)内に所定回数を超えて検出された場合に、平均データから外れる一充電走行距離に基づき基準走行距離が設定される。例えば、所定期間内に平均データから外れた一充電走行距離を平均し、この平均値を基準走行距離として設定しても良い。また、一充電走行距離を平均することなく、直近の一充電走行距離を基準走行距離として設定しても良い。なお、一充電走行距離を平均処理して基準走行距離を設定する際には、一充電走行距離の異常値を排除した上で、一充電走行距離を平均処理しても良い。

また、ハイブリッド制御ユニット４０は、基準走行距離を補正する走行距離補正部５４を備えている。この走行距離補正部５４には、走行距離更新部５３から基準走行距離が入力され、平均車速演算部５１から平均車速が入力され、回生電力演算部５２から回生電力が入力される。そして、走行距離補正部５４は、平均車速や回生電力に基づいて基準走行距離を補正する。例えば、平均車速が高い場合には、高電圧バッテリ２３が枯渇し易く外部電源３０による充電タイミングが早まることから、一充電走行距離に相当する基準走行距離は短縮側に補正されることになる。また、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の回生電力が多い場合には、高電圧バッテリ２３が枯渇し難く外部電源３０による充電タイミングが遅くなることから、一充電走行距離に相当する基準走行距離は延長側に補正されることになる。

また、ハイブリッド制御ユニット４０は、基準走行距離から走行パターンを設定する走行パターン設定部５５を備えている。この走行パターン設定部５５は、燃料消費量を抑制する観点から、基準走行距離に基づき走行パターンを設定する。すなわち、図５(Ｂ)に示すように、基準走行距離が１５ｋｍ未満である場合には、走行パターン設定部５５によって走行パターン１が選択される。また、基準走行距離が１５ｋｍ以上３０ｋｍ未満である場合には、走行パターン設定部５５によって走行パターン２が選択される。さらに、基準走行距離が３０ｋｍ以上である場合には、走行パターン設定部５５によって走行パターン３が選択される。そして、ハイブリッド制御ユニット４０は、選択された走行パターンに基づいて、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２やエンジン１５を制御することになる。

なお、走行距離補正部５４は、平均車速や回生電力に基づいて車両の使用環境を把握し、この使用環境に基づいて基準走行距離を補正している。走行距離補正部５４は、平均車速が低い場合には市街地を走行していると判定し、平均車速が高い場合には郊外を走行していると判定する。また、走行距離補正部５４は、回生電力が少ない場合には平地を走行していると判定し、回生電力が多い場合には山道を走行していると判定する。そして、走行距離補正部５４は、使用環境に基づいて基準走行距離を補正する。例えば、市街地を多く走行する使用環境や下り坂が想定される使用環境においては、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の回生電力が多く見込まれるため、モータジェネレータＭＧ１によるアシスト量を増加させる走行パターンが得られるように基準走行距離が補正される。

続いて、前述した走行パターンの設定制御をフローチャートに沿って説明する。図７は走行パターンの設定手順の一例を示すフローチャートである。図７に示すように、ステップＳ１では、外部電源３０による高電圧バッテリ２３の充電が開始されたか否かが判定される。ステップＳ１において、充電が開始されていないと判定された場合には、ステップＳ２に進み、走行パターンが維持されてルーチンを抜ける。一方、ステップＳ１において、充電が開始されていると判定された場合には、ステップＳ３に進み、一充電走行距離が演算される。続いて、ステップＳ４では、過去の一充電走行距離の平均データと直近の一充電走行距離とが比較される。続くステップＳ５では、過去の平均データに対する直近の一充電走行距離のバラツキが設定値以上であるか否かが判定される。ステップＳ５において、過去の平均データに対する直近の一充電走行距離のバラツキ(標準偏差)が設定値未満であると判定された場合には、ステップＳ２に進み、走行パターンが維持されてルーチンを抜ける。一方、ステップＳ５において、過去の平均データに対する直近の一充電走行距離のバラツキが設定値(所定値)以上であると判定された場合には、ステップＳ６に進み、所定期間におけるバラツキの検出回数が規定回数(所定回数)以上であるか否かが判定される。ステップＳ６において、バラツキの検出回数が規定回数未満であると判定された場合には、ステップＳ２に進み、走行パターンが維持されてルーチンを抜ける。一方、ステップＳ６において、バラツキの検出回数が規定回数に達したと判定された場合には、ステップＳ７に進み、直近の一充電走行距離を加味して基準走行距離が更新される。続いて、ステップＳ８では、一充電走行における平均車速が演算されるとともに、一充電走行における回生電力が演算される。続くステップＳ９では、前述したように、平均車速と回生電力とに基づいて基準走行距離が補正される。そして、ステップＳ１０において、基準走行距離に基づき走行パターンが更新されることになる。なお、前述の説明では、平均車速と回生電力とに基づいて基準走行距離を補正しているが、平均車速や回生電力が過去の平均データから所定値以上外れる状況が、所定期間内に所定回数を超えて検出された場合に、平均車速と回生電力とに基づいて基準走行距離を補正しても良い。

これまで説明したように、一充電走行距離に相当する基準走行距離が短く設定されたときには、モータジェネレータＭＧ１の使用量が多くなるように走行パターンが設定される。これにより、高電圧バッテリ２３の電力を余すことなく有効に使用することが可能となる。また、一充電走行距離に相当する基準走行距離が長く設定されたときには、モータジェネレータＭＧ１の使用量が少なくなるように走行パターンが設定される。これにより、最後までモータジェネレータＭＧ１を駆動することが可能となり、熱効率が低下する領域でのエンジン１５の使用量を抑制することが可能となる。このように、一充電走行距離に基づきモータジェネレータＭＧ１の使用量を増減させることにより、適切な容量の高電圧バッテリ２３を搭載しつつ、走行距離が延びた場合にも燃費性能の低下を抑制することが可能となる。

また、一充電走行における平均車速が高い場合には、高電圧バッテリ２３が枯渇し易く外部電源３０による充電タイミングが早まることから、一充電走行距離に相当する基準走行距離を短縮側に補正している。さらに、一充電走行におけるモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の回生電力が多い場合には、高電圧バッテリ２３が枯渇し難く外部電源３０による充電タイミングが遅くなることから、一充電走行距離に相当する基準走行距離を延長側に補正している。これにより、モータジェネレータＭＧ１の使用量をより適切に増減させることができ、高電圧バッテリ２３の大容量化を抑制するとともに、走行距離が延びたときの燃費性能の低下を抑制することが可能となる。なお、ナビゲーションユニット４５からの走行道路情報(市街地，郊外，山道等)に基づいて基準走行距離を補正することにより、モータジェネレータＭＧ１の使用量をより適切に増減させても良い。

なお、前述の説明では、予め設定された複数の走行パターンを切り換えることにより、モータジェネレータＭＧ１の使用量(モータ駆動領域，モータアシスト量)を増減させているが、これに限られることはなく、他の方法によってモータジェネレータＭＧ１の使用量を増減させても良い。例えば、１つの基準走行モードを設定した上で、この基準走行モードにおけるモータ駆動領域やモータアシスト量を基準走行距離に基づいて変化させることにより、モータジェネレータＭＧ１の使用量を増減させても良い。

本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。図示するハイブリッド車両１０はシリーズ・パラレル方式であるが、これに限られることはなく、シリーズ方式やパラレル方式のハイブリッド車両に対して本発明を適用しても良い。また、蓄電デバイスとして、リチウムイオンバッテリやリチウムイオンキャパシタを用いるようにしても良く、他の形式のバッテリやキャパシタを用いるようにしても良い。さらに、前述の説明では、一充電走行距離が過去の平均データから所定値以上外れる状況が、所定期間内に所定回数を超えて検出された場合に、平均データから外れる一充電走行距離に基づき基準走行距離を設定しているが、他の条件に基づき所定パターン内で基準走行距離を修正しても良いことはいうまでもない。

１０ハイブリッド車両
１５エンジン(動力源)
２３高電圧バッテリ(蓄電デバイス)
３０外部電源
４０ハイブリッド制御ユニット(充電走行距離演算手段，基準走行距離設定手段，モータ使用量設定手段)
ＭＧ１モータジェネレータ(電動モータ，動力源)

Claims

動力源としてエンジンおよび電動モータを備えるハイブリッド車両の制御装置であって、
外部電源を用いて充電され、前記電動モータに電力を供給する蓄電デバイスと、
前記外部電源による前記蓄電デバイスの充電後に走行した充電走行距離を演算する充電走行距離演算手段と、
前記充電走行距離が過去の平均データから所定値以上外れる状況が、所定期間内に所定回数を超えて検出されたときに、前記平均データから外れる前記充電走行距離のうち少なくともいずれか１つに基づき基準走行距離を設定する基準走行距離設定手段と、
前記基準走行距離に基づいて前記電動モータの使用量を増減させるモータ使用量設定手段とを有することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
請求項１記載のハイブリッド車両の制御装置において、
前記基準走行距離設定手段は、前記所定期間内に前記平均データから外れた複数の前記充電走行距離の平均値を前記基準走行距離として設定することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
請求項１記載のハイブリッド車両の制御装置において、
前記基準走行距離設定手段は、直近の前記充電走行距離を前記基準走行距離として設定することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
請求項１〜３のいずれか１項に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
前記モータ使用量設定手段は、前記基準走行距離が短いときには前記電動モータの使用量を増加させる一方、前記基準走行距離が長いときには前記電動モータの使用量を減少させることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
請求項１〜４のいずれか１項に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
前記基準走行距離設定手段は、平均車速と回生電力との少なくともいずれか一方に基づいて、前記基準走行距離を補正することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。