JP2022032120A - ハイブリッド車両 - Google Patents

Abstract

【課題】ユーザに違和感を与えることなく、適切に制御モードを切り替える。【解決手段】ＨＶ－ＥＣＵは、総消費エネルギーを算出するステップ（Ｓ１０６）と、総消費エネルギーが残存エネルギーよりも大きい場合には（Ｓ１０８にてＹＥＳ）、ＣＤモードを割り当てるステップ（Ｓ１１０，Ｓ１１２）と、ＣＳモードを割り当てるステップ（Ｓ１１４）と、走行計画に従って制御モードの切替制御を実施するステップ（Ｓ１１８）と、異なる制御モードへの切り替えがあり（Ｓ１２０にてＹＥＳ）、直前の制御モードが選択されてからの経過時間が第１しきい値αよりも短くても（Ｓ１２２にてＮＯ）、目的地において蓄電装置のＳＯＣが所定範囲外になり（Ｓ１２６にてＹＥＳ）、かつ、経過時間が第２しきい値β以上である場合（Ｓ１２８にてＹＥＳ）、走行計画に従った制御モードを選択するステップ（Ｓ１２４）とを含む、処理を実行する。【選択図】図２

Description

本開示は、ハイブリッド車両の制御に関する。

駆動源となるモータジェネレータと発電源となるエンジンとを搭載するハイブリッド車両においては、複数の制御モードのうちのいずれかを選択して、選択された制御モードにしたがって車両が制御される。複数の制御モードは、たとえば、可能な限りエンジンを停止させた状態で電動走行を継続して、車載電池に蓄電された電力を消費するＣＤ（Charge Depleting）モードと、ＣＤモードよりもエンジンを起動しやすくして、エンジンとモータジェネレータとを用いて車載電池の残量を一定の範囲で維持しつつ車両を走行させるＣＳ（Charge Sustaining）モードとを含む。

このようなハイブリッド車両において、ユーザによって設定された目的地まで車両を走行する場合に、走行経路の状況に応じて制御モードを適宜切り替える制御が行なわれる。

たとえば、特開２０１４－１５１７６０号公報（特許文献１）には、目的地までの走行経路を設定し、設定された走行経路の複数の区間のうちの目的地手前の一以上の区間を除いた区間の各々に対して電動走行を行なうＥＶモードと、エンジンとモータジェネレータとを用いるＨＶモードとのうちのいずれかを選択する技術が開示される。

特開２０１４－１５１７６０号公報

上述のような構成を有するハイブリッド車両において、制御モードが切り替わる場合には、制御モードを示す表示を切り替えるなどしてユーザに現在の制御モードを認識させることができる。しかしながら、制御モードが比較的短時間で切り替わると、制御モードの表示が頻繁に変化し、ユーザに違和感を与える場合がある。そのため、選択された制御モードを一定時間継続することが考えられるが、一律に制御モードを一定時間継続すると、車載電池を使い切れない状態で目的地に到着したり、目的地に到着したときに車載電池において一定の残量を維持できなかったりする場合がある。

本開示は、上述した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、ユーザに違和感を与えることなく、適切に制御モードを切り替えるハイブリッド車両を提供することである。

本開示のある局面に係るハイブリッド車両は、車両に駆動力を発生させる電動機と、電動機に電力を供給する蓄電装置と、蓄電装置を充電する発電電力を発生させるエンジンと、エンジンと電動機とを複数の制御モードのうちのいずれかの制御モードに従って制御する制御装置とを備える。複数の制御モードは、ＣＤ（Charge Depleting）モードと、ＣＳ（Charge Sustaining）モードとを含む。制御装置は、車両の目的地までの走行経路を構成する複数の区間の各々に複数の制御モードのうちのいずれかを割り当てた走行計画に従って制御モードを切り替える場合、直前の制御モードが選択されてからの経過時間が第１の時間以上であるときに走行計画に従った制御モードの切替を許可する。制御装置は、走行計画に従って制御モードを切り替える場合であって、かつ、目的地における蓄電装置の残量が、走行計画の作成時に予測された値よりも所定値以上乖離することが予測される場合、経過時間が第１の時間よりも短い第２の時間以上であるときに走行計画に従った制御モードの切替を許可する。

このようにすると、走行計画に従って制御モードを切り替える場合であって、かつ、目的地における蓄電装置の残量が、走行計画の作成時に予測された値よりも所定値以上乖離することが予測される場合には、直前の制御モードが選択されてからの経過時間が第１の時間よりも短くても第２の時間以上であれば走行計画に従った制御モードが選択されるので、車両が目的地に到着したときに蓄電装置の電力を過不足なく使い切ることが可能になる。また、目的地における蓄電装置の残量が、走行計画の作成時に予測された値よりも所定値以上乖離することが予測されない場合には、直前の制御モードが選択されてからの経過時間が第１の時間以上であるときに走行計画に従った制御モードへの切り替えが許可されるので、ユーザに違和感を与えることなく、制御モードを切り替えることができる。

本開示によると、ユーザに違和感を与えることなく、適切に制御モードを切り替えるハイブリッド車両を提供することができる。

ハイブリッド車両の構成の一例を示す図である。 ＨＶ－ＥＣＵで実行される処理の一例を示すフローチャートである。

以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

以下では、本開示の実施の形態に係るハイブリッド車両の構成の一例について説明する。図１は、ハイブリッド車両１（以下、車両１と記載する）の構成の一例を示す図である。車両１は、たとえば、シリーズパラレル方式のハイブリッド車両であるものとして説明する。

図１に示すように、車両１は、第１モータジェネレータ（以下、第１ＭＧと記載する）１０と、第２モータジェネレータ（以下、第２ＭＧと記載する）１２と、エンジン１４と、動力分割装置１６と、駆動輪２８と、パワーコントロールユニット（ＰＣＵ：Power Control Unit）４０と、システムメインリレー（ＳＭＲ：System Main Relay）５０と、充電リレー６０と、充電装置７０と、インレット８０と、蓄電装置１００と、監視ユニット２００と、ＨＶ－ＥＣＵ（Electronic Control Unit）３００と、ＩＧスイッチ３１０と、センサ群３２０と、ＨＭＩ（Human Machine Interface）装置３３０と、ナビＥＣＵ３５０と、位置検出装置３６０と、交通情報受信装置３７０とを含む。

第１ＭＧ１０および第２ＭＧ１２の各々は、三相交流回転電機であって、たとえば、永久磁石が埋設されたロータを備える永久磁石型同期電動機である。第１ＭＧ１０および第２ＭＧ１２は、いずれも電動機（モータ）としての機能と発電機（ジェネレータ）としての機能とを有する。第１ＭＧ１０および第２ＭＧ１２は、ＰＣＵ４０を介して蓄電装置１００と接続される。

第１ＭＧ１０は、たとえば、エンジン１４の始動時においては、ＰＣＵ４０に含まれるインバータによって駆動され、エンジン１４の出力軸を回転させる。また、第１ＭＧ１０は、発電時においては、エンジン１４の動力を受けて発電する。第１ＭＧ１０によって発電された電力は、ＰＣＵ４０を介して蓄電装置１００に蓄えられる。

第２ＭＧ１２は、たとえば、車両１の走行時においては、ＰＣＵ４０に含まれるインバータによって駆動される。第２ＭＧ１２の動力は、ディファレンシャルギヤや減速ギヤ等の動力伝達ギヤ（図示せず）を介して駆動輪２８に伝達される。また、第２ＭＧ１２は、たとえば、車両１の制動時においては、駆動輪２８により第２ＭＧ１２が駆動され、第２ＭＧ１２が発電機として動作して、回生制動を行なう。第２ＭＧ１２によって発電された電力は、ＰＣＵ４０を介して蓄電装置１００に蓄えられる。

エンジン１４は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの燃料（ガソリンや軽油）を燃焼させて動力を出力する公知の内燃機関であって、スロットル開度（吸気量）や燃料供給量、点火時期などの運転状態をＨＶ－ＥＣＵ３００によって電気的に制御できるように構成されている。ＨＶ－ＥＣＵ３００は、車両１の状態に基づいて設定される目標回転数および目標トルクでエンジン１４が動作するように、エンジン１４の燃料噴射量、点火時期および吸入空気量等を制御する。

動力分割装置１６は、エンジン１４の動力を駆動輪２８に伝達される経路と第１ＭＧ１０へ伝達される経路とに分割する。動力分割装置１６は、たとえば、サンギヤと、リングギヤと、ピニオンギヤと、キャリアとを有する遊星歯車機構によって構成される。

ＰＣＵ４０は、ＨＶ－ＥＣＵ３００からの制御信号に従って、蓄電装置１００と第１ＭＧ１０との間で電力変換を行なったり、蓄電装置１００と第２ＭＧ１２との間で電力変換を行なったりする電力変換装置である。ＰＣＵ４０は、蓄電装置１００から直流電力を交流電力に変換して第１ＭＧ１０または第２ＭＧ１２を駆動するインバータと、蓄電装置１００からインバータに供給される直流電力の電圧レベルを調整するコンバータ（いずれも図示せず）等とを含んで構成される。

ＳＭＲ５０は、蓄電装置１００とＰＣＵ４０との間に電気的に接続されている。ＳＭＲ５０の閉成／開放は、ＨＶ－ＥＣＵ３００からの制御信号に従って制御される。

蓄電装置１００は、再充電が可能に構成された直流電源であって、たとえば、ニッケル水素電池や固体または液体の電解質を含むリチウムイオン電池等の二次電池である。蓄電装置１００として電気二重層キャパシタ等のキャパシタも採用可能である。蓄電装置１００は、車両１の走行駆動力を生成するための電力をＰＣＵ４０へ供給する。また、蓄電装置１００は、第１ＭＧ１０とエンジン１４とを用いた発電動作によって発電された電力により充電されたり、第２ＭＧ１２の回生制動により発電された電力により充電されたり、第１ＭＧ１０または第２ＭＧ１２の駆動動作により放電されたりする。

監視ユニット２００は、蓄電装置１００の状態を監視する。監視ユニット２００は、たとえば、電圧検出部２１０と、電流検出部２２０と、温度検出部２３０とを含む。電圧検出部２１０は、蓄電装置１００の端子間の電圧ＶＢを検出する。電流検出部２２０は、蓄電装置１００に入出力される電流ＩＢを検出する。温度検出部２３０は、蓄電装置１００の温度ＴＢを検出する。各検出部は、その検出結果をＨＶ－ＥＣＵ３００に出力する。

充電リレー６０は、ＳＭＲ５０と充電装置７０との間に電気的に接続されている。充電リレー６０の閉成／開放は、ＨＶ－ＥＣＵ３００からの制御信号に従って制御される。

充電装置７０は、充電リレー６０とインレット８０との間に電気的に接続されている。充電装置７０は、たとえば、ＡＣ／ＤＣコンバータ（インバータ）である。充電装置７０は、外部電源９２から後述するコネクタ９０およびインレット８０を介して供給された交流電力を直流電力に変換し、その直流電力を充電リレー６０に出力する。充電装置７０は、ＨＶ－ＥＣＵ３００からの制御信号によって制御される。

なお、充電装置７０は、ＡＣ／ＤＣ変換動作を行なうことに特に限定されるものではなく、インレット８０から充電装置７０に直流電力が供給される場合には、充電装置７０は、ＤＣ／ＤＣコンバータとして動作するように構成されてもよい。

インレット８０は、嵌合等の機械的な連結を伴ってコネクタ９０を挿入することが可能に構成されている。インレット８０へのコネクタ９０の挿入に伴い、車両１と外部電源９２との間の電気的な接続が確保される。

ＨＶ－ＥＣＵ３００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）３０１と、メモリ（たとえば、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を含む）３０２とを含む。ＨＶ－ＥＣＵ３００は、監視ユニット２００やＩＧスイッチ３１０やセンサ群３２０から受ける信号、メモリ３０２に記憶されたマップおよびプログラム等の情報に基づいて、車両１が所望の状態となるように車両１内の各機器（エンジン１４、ＰＣＵ４０、ＳＭＲ５０、充電リレー６０、充電装置７０およびＨＭＩ装置３３０など）を制御する。ＨＶ－ＥＣＵ３００により実行される各種制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア（電子回路）で処理することも可能である。

ＨＶ－ＥＣＵ３００は、たとえば、車両１の運転中に、監視ユニット２００による検出結果を用いて蓄電装置１００の残容量を示すＳＯＣ（State Of Charge）を算出する。ＳＯＣは、蓄電装置１００の満充電状態の蓄電量に対する現在の蓄電量の割合を百分率で表したものである。なお、ＳＯＣの算出方法としては、たとえば、電流値積算（クーロンカウント）による手法、または、開放電圧（ＯＣＶ：Open Circuit Voltage）の推定による手法など、種々の公知の手法を採用できる。

ＨＶ－ＥＣＵ３００は、通信バス３４０を介してセンサ群３２０と、ＨＭＩ装置３３０と、ナビＥＣＵ３５０と接続される。ナビＥＣＵ３５０には、位置検出装置３６０と、交通情報受信装置３７０とが接続される。

センサ群３２０は、たとえば、アクセルペダルセンサ、車速センサ、およびブレーキペダルセンサを含む。アクセルペダルセンサは、ユーザによるアクセルペダル操作量を検出する。車速センサは、車両１の車速を検出する。ブレーキペダルセンサは、ユーザによるブレーキペダル操作量を検出する。各センサは、検出結果をＨＶ－ＥＣＵ３００へ出力する。

ＨＭＩ装置３３０は、車両１の運転を支援するための情報をユーザに提供する装置である。ＨＭＩ装置３３０は、たとえば、車両１の室内に設けられたタッチパネルディスプレイであり、スピーカ等も含む。ＨＭＩ装置３３０は、視覚情報（図形情報、文字情報）や聴覚情報（音声情報、音情報）等を出力することによって様々な情報をユーザに提供（報知）する。

ＨＭＩ装置３３０は、ディスプレイとして機能し、車両１の現在位置、並びにその周辺の地図情報および渋滞情報等をナビＥＣＵ３５０から通信バス３４０を通じて受信し、車両１の現在位置をその周辺の地図情報および渋滞情報とともに表示する。

また、ＨＭＩ装置３３０は、ユーザが操作可能なタッチパネルとしても機能し、ユーザはタッチパネルを触れることによって、表示されている地図の縮尺を変更したり、車両１の目的地を入力したりすることができる。ＨＭＩ装置３３０において目的地が入力されると、その目的地の情報が通信バス３４０を通じてナビＥＣＵ３５０へ送信される。

通信バス３４０に接続される各機器は、ＣＡＮ（Controller Area Network）通信により通信バス３４０を通じて互いに通信可能に構成されてもよいし、あるいは、通信バス３４０に代えてまたは加えて無線通信により互いに通信可能に構成されてもよい。

ナビＥＣＵ３５０は、図示しないＣＰＵと、メモリとを含む。メモリには、地図情報データベース（ＤＢ）が構成される。ナビＥＣＵ３５０は、地図情報ＤＢに記憶される各種情報、位置検出装置３６０によって検出される各種情報および交通情報受信装置３７０から受信する各種情報に基づいて、車両１の現在位置、並びにその周辺の地図情報および渋滞情報等をＨＭＩ装置３３０およびＨＶ－ＥＣＵ３００へ出力する。

さらに、ナビＥＣＵ３５０は、所定のタイミング毎に（たとえば、数十秒間隔毎に）、車両１の現在位置から目的地までの走行経路における地図情報および道路交通情報（以下、総称して「先読み情報」と記載する）をＨＶ－ＥＣＵ３００へ出力する。

地図情報ＤＢには、地図情報が記憶されている。地図情報は、交差点や行き止まり等を示す「ノード」、ノード同士を接続して構成される「リンク」、およびリンク沿いにある「施設」（建物や駐車場等）に関するデータを含む。また、地図情報は、各ノードの位置情報、各リンクの距離情報、各リンクに含まれる道路種別情報（市街地、高速道路、一般道などの情報）、各リンクの勾配情報等を含む。なお、地図情報は、地図情報ＤＢから読み出すことで取得される情報に限定されるものではなく、地図情報ＤＢから取得される情報に加えてまたは代えて、外部データベースとの通信により、逐次、取得されるものであってもよい。

位置検出装置３６０は、たとえば、ＧＰＳ（Global Positioning System）衛星からの信号（電波）に基づいて車両１の現在位置を取得し、車両１の現在位置を示す信号をナビＥＣＵ３５０へ出力する。なお、車両１の現在位置を取得する方法としては、ＧＰＳ衛星以外で位置検出が可能な衛星等を利用して現在位置を取得する方法であってもよいし、あるいは、携帯基地局や無線ＬＡＮ（Local Area Network）のアクセスポイントとの所定情報の授受により現在位置を取得する方法であってもよい。

交通情報受信装置３７０は、所定の道路交通情報を受信する。所定の道路交通情報は、たとえば、ＦＭ多重放送等によって提供されている道路交通情報、および、プローブ車両あるいはプローブセンターから収集した道路交通情報を含む。この道路交通情報は、少なくとも渋滞情報を含み、その他道路規制情報や駐車情報等も含み得る。この道路交通情報は、たとえば、数分おきに更新される。

本実施の形態において、車両１は、複数の制御モードのうちのいずれかの制御モードに従ってＨＶ－ＥＣＵ３００により制御される。複数の制御モードは、ＣＤ（Charge Depleting）モードとＣＳ（Charge Sustaining）モードとを含む。ＣＤモードは、可能な限りエンジン１４を停止させた状態で蓄電装置１００の放電電力を用いて車両１の電動走行を継続して、蓄電装置１００に蓄電された電力を消費する制御モードである。ＣＳモードは、ＣＤモードよりもエンジン１４を起動しやすくして、エンジン１４と第１ＭＧ１０と第２ＭＧ１２とを用いて蓄電装置１００を充放電することにより蓄電装置１００の残量（ＳＯＣ）を一定の範囲で維持しつつ車両１を走行させる制御モードである。

ＨＶ－ＥＣＵ３００は、たとえば、制御モードとしてＣＤモードおよびＣＳモードのうちのいずれかが設定される場合には、設定された制御モードに応じてエンジン１４、第１ＭＧ１０および第２ＭＧ１２を制御する。

ＨＶ－ＥＣＵ３００は、たとえば、走行経路が設定されていない場合（すなわち、目的地が設定されていない場合）には、蓄電装置１００のＳＯＣが所定値を下回るまではＣＤモードにしたがってエンジン１４、第１ＭＧ１０および第２ＭＧ１２を制御する。すなわち、ＨＶ－ＥＣＵ３００は、エンジン１４を停止した状態で第２ＭＧ１２を用いて電動走行を行なう。なお、ＨＶ－ＥＣＵ３００は、ＣＤモードの選択中でも、たとえば、アクセルペダルの踏込量が増加するなどして車両１に要求される駆動力が増加する場合には、第１ＭＧ１０を用いてエンジン１４を始動させて、エンジン１４と第２ＭＧ１２とを用いて車両１を走行させる。

ＨＶ－ＥＣＵ３００は、蓄電装置１００のＳＯＣが所定値を下回ると、ＣＤモードからＣＳモードに切り替えて、ＣＳモードにしたがってエンジン１４、第１ＭＧ１０および第２ＭＧ１２を制御する。すなわち、ＨＶ－ＥＣＵ３００は、蓄電装置１００のＳＯＣが所定の範囲内に収まるようにエンジン１４の動力を用いて第１ＭＧ１０により発電しつつ、第２ＭＧ１２を用いて車両１を走行させる。なお、ＨＶ－ＥＣＵ３００は、ＣＳモードの選択中でも、たとえば、蓄電装置１００のＳＯＣが所定の範囲を超える場合には、エンジン１４を停止状態にして第２ＭＧ１２を用いて電動走行を行なう。

また、たとえば、車両１にモード選択スイッチ（図示せず）が設けられる場合には、ＨＶ－ＥＣＵ３００は、たとえば、モード選択スイッチに対してＣＳモードを要求する操作が行なわれたときには、制御モードとしてＣＳモードを設定する。さらに、ＨＶ－ＥＣＵ３００は、たとえば、モード選択スイッチに対してＣＤモードを要求する操作が行なわれる場合には、蓄電装置１００のＳＯＣが所定値以上であることを条件として、制御モードとしてＣＤモードを設定する。また、ＨＶ－ＥＣＵ３００は、モード選択スイッチの操作によってＣＤモードが選択されているときでも、蓄電装置１００のＳＯＣが所定値を下回る場合にＣＤモードからＣＳモードに切り替える。

さらに、ＨＶ－ＥＣＵ３００は、走行経路が設定されている場合（目的地が設定されている場合）には、走行計画に従ってＣＤモードとＣＳモードとを切り替える走行支援制御を実行する。

具体的には、ＨＶ－ＥＣＵ３００は、目的地が設定されると、走行経路を設定する。ＨＶ－ＥＣＵ３００は、たとえば、走行距離や高速道路の利用の有無や渋滞の有無等の条件に対応した走行経路を設定する。ＨＶ－ＥＣＵ３００は、走行経路が設定されると、車両１の現在位置から目的地までの走行経路を複数の走行区間に分け、複数の走行区間の各々に対してＣＤモードとＣＳモードとのうちのいずれかを割り当てることによって走行計画を設定する。本実施の形態において、ＨＶ－ＥＣＵ３００は、たとえば、走行経路上の上述のノードを走行区間の区切りとし、上述のリンクを走行区間として走行経路を複数の走行区間に分けてもよい。

ＨＶ－ＥＣＵ３００は、ナビＥＣＵ３５０において更新された先読み情報を取得し、取得された先読み情報に基づいて走行経路を構成する複数の走行区間の各々の消費エネルギーＥｎを算出する。ＨＶ－ＥＣＵ３００は、先読み情報に含まれる勾配情報、道路種別情報、制限速度等の車速に関する情報、渋滞の有無についての情報あるいは走行距離等を用いて複数の走行区間の各々の消費エネルギーＥｎを算出する。ＨＶ－ＥＣＵ３００は、先読み情報に加えて車両１の乗員数に基づく車両重量等を用いて消費エネルギーＥｎを算出してもよい。消費エネルギーＥｎは、たとえば、車両１が制限速度相当の車速あるいは渋滞時の速度相当の車速で対象となる走行区間を走破するのに必要となるエネルギーを示す。

ＨＶ－ＥＣＵ３００は、たとえば、車両１が目的地に到達する時点で蓄電装置１００のＳＯＣがしきい値よりも下回るように複数の走行区間の各々に対してＣＤモードおよびＣＳモードのうちのいずれかを割り当てる。しきい値は、たとえば、蓄電装置１００を使い切ったと判定できるＳＯＣの値であって、たとえば、ＣＤモードからＣＳモードに切り替えるための所定値であってもよいし、あるいは、当該所定値よりも高い値であってもよいし、当該所定値よりも低い値であってもよい。

ＨＶ－ＥＣＵ３００は、たとえば、各走行区間の消費エネルギーＥｎの総和（以下、総消費エネルギーと記載する）Ｅｓｕｍが蓄電装置１００の現在のＳＯＣからしきい値を下回るまでの電力量に相当するエネルギー（以下、残存エネルギーＥｒと記載する）よりも小さい場合には、複数の走行区間の各々に対してＣＤモードを割り当てる。しきい値は、車両１が目的地に到着したときに予測されるＳＯＣを示す。

一方、ＨＶ－ＥＣＵ３００は、総消費エネルギーＥｓｕｍが残存エネルギーＥｒよりも大きい場合には、複数の走行区間の少なくともいずれかの走行区間に対して優先的にＣＤモードを割り当て、ＣＤモードが割り当てられなかった走行区間に対してＣＳモードを割り当てる。

ＨＶ－ＥＣＵ３００は、たとえば、複数の走行区間のうちのＣＤモードが優先的に割り当てられる走行区間をＣＤモード優先区間として特定し、特定された走行区間にＣＤモードを割り当てる。ＣＤモード優先区間は、たとえば、市街地、住宅地あるいは細街路等の走行音を比較的低く抑制することが求められる走行区間を含む。走行区間が市街地であるか、住宅地であるか、あるいは、細街路であるかについての情報は、地図情報ＤＢに予め記憶される。

ＨＶ－ＥＣＵ３００は、ＣＤモード優先区間に対してＣＤモードを割り当てた後のその他の走行区間に対して、消費エネルギーＥｎが低い順にＣＤモードを割り当てるとともに割り当てた走行区間における消費エネルギーを積算していく。ＨＶ－ＥＣＵ３００は、ＣＤモード優先区間に対応する走行区間の消費エネルギーの総和と積算した消費エネルギーとを加算した値（ＣＤモードでの消費エネルギーの総和）が残存エネルギーＥｒよりも上回るまで走行区間に対してＣＤモードを割り当てる。ＨＶ－ＥＣＵ３００は、ＣＤモードでの消費エネルギーの総和が残存エネルギーＥｒよりも上回った時点においてＣＤモードが割り当てられなかった走行区間に対してＣＳモードを割り当てる。

このようにして複数の走行区間の各々に制御モードを割り当てることによって車両１が目的地に到達する時点で蓄電装置１００のＳＯＣがしきい値よりも下回るようにすることができる。ＨＶ－ＥＣＵ３００は、走行計画が設定された後においては、設定された走行計画にしたがって制御モードを切り替える切替制御を実行する。そのため、ＨＶ－ＥＣＵ３００は、車両１の運転が開始されると、走行経路上のノードを通過するときにノード通過後の走行区間に設定された制御モードに切り替える。このとき、制御モードの切り替わりが、ＨＭＩ装置３３０によってユーザに対して報知されることによって、ユーザは現在選択されている制御モードを認識することができる。

しかしながら、車両１の走行中において、制御モードが比較的短時間で切り替わると、制御モードの表示が頻繁に変化し、ユーザに違和感を与える場合がある。そのため、制御モードを一定時間継続することが考えられるが、一律に制御モードを一定時間継続すると、蓄電装置１００を使い切れない状態で目的地に到着したり、目的地に到着したときに蓄電装置１００において一定の残量を維持できなかったりする場合がある。

そこで、本実施の形態においては、ＨＶ－ＥＣＵ３００が以下のように動作するものとする。すなわち、ＨＶ－ＥＣＵ３００は、走行計画に従って制御モードを切り替える場合、直前の制御モードが選択されてからの経過時間が第１の時間以上であるときに走行計画に従った制御モードの切替を許可するものとする。そして、ＨＶ－ＥＣＵ３００は、走行計画に従って制御モードを切り替える場合であって、かつ、目的地における蓄電装置１００の残量を示すＳＯＣが、走行計画の作成時に予測された値よりも所定値以上乖離することが予測される場合、経過時間が第１の時間よりも短い第２の時間以上であるときに走行計画に従った制御モードの切替を許可するものとする。

このようにすると、走行計画に従って制御モードを切り替える場合であって、かつ、目的地における蓄電装置１００のＳＯＣが、走行計画の作成時に予測された値よりも所定値以上乖離することが予測される場合には（たとえば、目的地において蓄電装置１００の蓄電量に余りが生じる場合）、直前の制御モードが選択されてからの経過時間が第１の時間よりも短くても第２の時間以上であれば走行計画に従った制御モードが選択される。そのため、走行計画に従った制御モードへの切り替え時間が早められるので、車両が目的地に到着したときに蓄電装置の電力を過不足なく使い切ることが可能になる。また、車両の目的地における蓄電装置のＳＯＣが、走行計画の作成時に予測された値よりも所定値以上乖離することが予測されない場合には、直前の制御モードが選択されてからの経過時間が第１の時間以上であるときに走行計画に従った制御モードへの切り替えが許可されるので、ユーザに違和感を与えることなく、制御モードを切り替えることができる。

以下、図２を参照して、ＨＶ－ＥＣＵ３００で実行される走行支援制御の処理の一例について説明する。図２は、ＨＶ－ＥＣＵ３００で実行される処理の一例を示すフローチャートである。このフローチャートに示される一連の処理は、ＨＶ－ＥＣＵ３００により、所定の制御周期毎に繰り返し実行される。

ステップ（以下、ステップをＳと記載する）１００にて、ＨＶ－ＥＣＵ３００は、ＩＧオン中であるか否かを判定する。ＨＶ－ＥＣＵ３００は、たとえば、ユーザによって車両１のシステムの起動操作が行なわれてＩＧスイッチ３１０がオン状態になるとＩＧフラグをオン状態にする。ＨＶ－ＥＣＵ３００は、ＩＧフラグがオン状態である場合にＩＧオン中であると判定する。あるいは、ＨＶ－ＥＣＵ３００は、たとえば、ＳＭＲ５０が閉成状態である場合に、ＩＧオン中であると判定してもよい。ＩＧオン中であると判定される場合（Ｓ１００にてＹＥＳ）、処理はＳ１０２に移される。なお、ＩＧオン中でないと判定される場合（Ｓ１００にてＮＯ）、処理はＳ１００に戻される。

Ｓ１０２にて、ＨＶ－ＥＣＵ３００は、支援条件が成立したか否かを判定する。支援条件は、たとえば、目的地が設定されて、目的地までの走行経路が設定されているという条件を含む。なお、支援条件は、上記の条件に加えて、車両１にシステム異常が発生していないという条件と、蓄電装置１００のＳＯＣがしきい値以上であるという条件と、走行経路上を走行しているという条件とのうちの少なくともいずれかの条件を含むようにしてもよい。支援条件が成立したと判定される場合（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、処理はＳ１０４に移される。なお、支援条件が成立していないと判定される場合（Ｓ１０２にてＮＯ）、処理はＳ１０２に戻される。

Ｓ１０４にて、ＨＶ－ＥＣＵ３００は、ナビＥＣＵ３５０から受信した先読み情報に更新があるか否かを判定する。ＨＶ－ＥＣＵ３００は、たとえば、所定の道路交通情報等の先読み情報に関する各種情報を受信した場合に、先読み情報に更新があると判定する。先読み情報に更新があると判定される場合（Ｓ１０４にてＹＥＳ）、処理はＳ１０６に移される。

Ｓ１０６にて、ＨＶ－ＥＣＵ３００は、先読み情報に含まれる各走行区間の勾配情報、道路種別情報、および、道路交通情報等に基づいて、各走行区間の消費エネルギーＥｎを算出する。算出方法については上述したとおりであるため、その詳細な説明は繰り返さない。また、ＨＶ－ＥＣＵ３００は、各走行区間の消費エネルギーＥｎの合計（総和）を総消費エネルギーＥｓｕｍとして算出する。

Ｓ１０８にて、ＨＶ－ＥＣＵ３００は、総消費エネルギーＥｓｕｍが蓄電装置１００の残存エネルギーＥｒよりも大きいか否かを判定する。残存エネルギーＥｒについては、上述したとおりであるため、その詳細な説明は繰り返さない。総消費エネルギーＥｓｕｍが残存エネルギーＥｒよりも大きいと判定される場合（Ｓ１０８にてＹＥＳ）、処理はＳ１１０に移される。

Ｓ１１０にて、ＨＶ－ＥＣＵ３００は、ＣＤモード優先区間に指定されている走行区間にＣＤモードを割り当てる。ＣＤモード優先区間は、たとえば、先読み情報に含まれる道路種別情報（市街地、高速道路、一般道などの情報）の種別によって予め設定される。たとえば、市街地や細街路を含む走行区間がＣＤモード優先区間として予めＨＶ－ＥＣＵ３００やナビＥＣＵ３５０に記憶されたり、あるいは、道路交通情報としてＣＤモード優先区間に対応する走行区間を受信したりする。ＨＶ－ＥＣＵ３００は、ＣＤモード優先区間に指定されている走行区間にＣＤモードを割り当てると、処理をＳ１１２に移す。

Ｓ１１２にて、ＨＶ－ＥＣＵ３００は、ＣＤモード優先区間外の走行区間に対してＣＤモードを割り当てる。ＨＶ－ＥＣＵ３００は、ＣＤモード優先区間に指定されていない走行区間を消費エネルギーＥｎが小さい順に並び替え、並び替えた走行区間に対して消費エネルギーＥｎが小さい順にＣＤモードを割り当てる。ＨＶ－ＥＣＵ３００は、ＣＤモードを割り当てた走行区間の消費エネルギーの総和が残存エネルギーを超えるまでＣＤモードを割り当てる。ＨＶ－ＥＣＵ３００は、ＣＤモードを割り当てた走行区間の消費エネルギーの総和が残存エネルギーを超えた時点でＣＤモードの割り当てを停止する。ＨＶ－ＥＣＵ３００は、ＣＤモードの割り当てを停止すると、処理をＳ１１４に移す。

Ｓ１１４にて、ＨＶ－ＥＣＵ３００は、ＣＤモードの非割り当て区間に対してＣＳモードを割り当てる。ＨＶ－ＥＣＵ３００は、ＣＤモードが割り当てられなかった走行区間に対してＣＳモードを割り当てる。複数の走行区間にＣＤモードとＣＳモードとのうちのいずれかを割り当てることによって、走行計画が作成される。この走行計画に従って制御モードが切り替えられることによって、車両１が目的地に到着したときに蓄電装置１００のＳＯＣを所定の範囲内に収めることができ、蓄電装置１００の蓄電量を過不足なく使い切ることができる。なお、総消費エネルギーＥｓｕｍが残存エネルギーＥｒ以下であると判定される場合には（Ｓ１０８にてＮＯ）、処理はＳ１１６に移される。

Ｓ１１６にて、ＨＶ－ＥＣＵ３００は、全走行区間に対してＣＤモードを割り当てる。ＨＶ－ＥＣＵ３００は、全走行区間に対してＣＤモードを割り当てると、処理をＳ１１８に移す。

Ｓ１１８にて、ＨＶ－ＥＣＵ３００は、設定された走行計画に従ってモードの切替制御を実施する。

Ｓ１２０にて、ＨＶ－ＥＣＵ３００は、走行計画に従って制御モードを現状と異なる制御モードに切り替えるか否かを判定する。ＨＶ－ＥＣＵ３００は、たとえば、ノードを通過した後の走行区間に割り当てられた制御モードが現在選択中の制御モードと異なる場合に、走行計画に従って制御モードを現状と異なる制御モードを切り替えると判定する。ＨＶ－ＥＣＵ３００は、たとえば、実際にノードを通過した時点に走行計画に従って制御モードを現状と異なる制御モードに切り替えるか否かを判定してもよいし、あるいは、現在走行中の走行区間の終点から所定距離よりも前の時点に走行計画に従って制御モードを現状と異なる制御モードに切り替えるか否かを判定してもよい。制御モードを現状と異なる制御モードに切り替えると判定される場合（Ｓ１２０にてＹＥＳ）、処理はＳ１２２に移される。

Ｓ１２２にて、ＨＶ－ＥＣＵ３００は、直前の制御モードが選択されてからの経過時間を示す値が第１しきい値α以上であるか否かを判定する。第１しきい値αは、予め定められた値であって、制御モードの表示の変化間隔についてユーザに違和感を与えない程度に設定される。ＨＶ－ＥＣＵ３００は、制御モードが切り替わる毎に経過時間を計測し、メモリ３０２に記憶する。ＨＶ－ＥＣＵ３００は、メモリ３０２から切替対象となる制御モードの直前の制御モードが選択されてからの経過時間を取得する。経過時間を示す値が第１しきい値α以上であると判定される場合（Ｓ１２２にてＹＥＳ）、処理はＳ１２４に移される。

Ｓ１２４にて、ＨＶ－ＥＣＵ３００は、走行計画に従った制御モードを選択する。すなわち、ＨＶ－ＥＣＵ３００は、現状と異なる制御モードに切り替える。ＨＶ－ＥＣＵ３００は、走行計画に従って制御モードを選択すると、処理をＳ１３２に移す。なお、経過時間を示す値が第１しきい値αよりも短いと判定される場合（Ｓ１２２にてＮＯ）、処理はＳ１２６に移される。

Ｓ１２６にて、ＨＶ－ＥＣＵ３００は、車両１の目的地における蓄電装置１００のＳＯＣが所定範囲外であるか否かを判定する。ＨＶ－ＥＣＵ３００は、たとえば、残存エネルギーと現在位置からの目的地までの総消費エネルギーとを用いて車両１の目的地における蓄電装置１００のＳＯＣの予測値を算出する。ＨＶ－ＥＣＵ３００は、予測値が、走行計画の作成時に予測された値を基準から所定値以上乖離する場合には、車両１の目的地における蓄電装置１００のＳＯＣが所定範囲外であると判定する。走行計画の作成時に予測された値は、たとえば、ＣＤモードとＣＳモードとを切り替えるＳＯＣのしきい値であってもよいし、当該しきい値を基準として設定される値であってもよい。車両１の目的地におけるＳＯＣが所定範囲外であると判定される場合（Ｓ１２６にてＹＥＳ）、処理はＳ１２８に移される。

Ｓ１２８にて、ＨＶ－ＥＣＵ３００は、直前の制御モードが選択されてからの経過時間を示す値が第２しきい値β以上であるか否かを判定する。第２しきい値βは、予め定められた値であって、第１しきい値αよりも小さい値である。第２しきい値βは、少なくとも直前の制御モードを走行計画に従った制御モードに切り替えるためにシステム上必要な時間を含み、かつ、可能な限り短い時間に設定される。経過時間を示す値が第２しきい値β以上であると判定される場合（Ｓ１２８にてＹＥＳ）、処理はＳ１２４に移される。なお、車両１の目的地における蓄電装置１００のＳＯＣが所定範囲内であると判定される場合（Ｓ１２６にてＮＯ）、処理はＳ１３０に移される。さらに、直前の制御モードが選択されてからの経過時間を示す値が第２しきい値αよりも短い時間であると判定される（Ｓ１２８にてＮＯ）、処理はＳ１３０に移される。

Ｓ１３０にて、ＨＶ－ＥＣＵ３００は、現状の制御モードを維持し、走行計画に従った制御モードへの変更を実施しない。

Ｓ１３２にて、ＨＶ－ＥＣＵ３００は、制御終了条件が成立するか否かを判定する。制御終了条件は、たとえば、車両１が目的地に到着したという条件を含む。ＨＶ－ＥＣＵ３００は、たとえば、ナビＥＣＵ３５０から受信する車両１の現在位置が目的地と一致する場合に、車両１が目的地に到着したと判定する。なお、制御終了条件は、たとえば、車両１に異常が発生したという条件をさらに含むようにしてもよい。制御終了条件が成立したと判定される場合（Ｓ１３２にてＹＥＳ）、この処理は終了する。制御終了条件が成立していないと判定される場合（Ｓ１３２にてＮＯ）、処理はＳ１０４に戻される。

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おける車両１に搭載されるＨＶ－ＥＣＵ３００の動作の一例について説明する。

たとえば、ユーザの起動操作により車両１を起動させた場合には、ＩＧフラグがオン状態となるため（Ｓ１００にてＹＥＳ）、支援条件が成立するか否かが判定される（Ｓ１０２）。ユーザにより車両１の目的地が入力され、走行経路が設定されると支援条件が成立し（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、先読み情報が更新されるか否かが判定される（Ｓ１０４）。ナビＥＣＵ３５０において道路交通情報の受信によって設定された走行経路に対応した先読み情報が生成され、ＨＶ－ＥＣＵ３００がナビＥＣＵ３５０から生成された先読み情報を受信すると、先読み情報が更新されたと判定される（Ｓ１０４にてＹＥＳ）。そのため、先読み情報に基づいて走行経路を構成する複数の走行区間における消費エネルギーＥｎが算出されるとともに、それらの総和が総消費エネルギーＥｓｕｍとして算出される（Ｓ１０６）。総消費エネルギーＥｓｕｍが蓄電装置１００の残存エネルギーＥｒ以下である場合には（Ｓ１０８にてＮＯ）、走行経路を構成する全走行区間に対してＣＤモードが割り当てられる（Ｓ１１６）。

一方、総消費エネルギーＥｓｕｍが残存エネルギーよりも大きい場合には（Ｓ１０８にてＹＥＳ）、まずＣＤモード優先区間に対してＣＤモードが割り当てられる（Ｓ１１０）。そして、ＣＤモードに割り当てられた走行区間の総消費エネルギーが蓄電装置１００の残存エネルギーを超えるまでＣＤモード優先区間以外の走行区間のうち消費エネルギーが低い順にＣＤモードが割り当てられる（Ｓ１１２）。そして、ＣＤモードが割り当てられなかった走行区間に対してＣＳモードが割り当てられる（Ｓ１１４）。

全ての走行区間に制御モードが割り当てられて走行経路に対応した走行計画が作成されると、走行計画にしたがって制御モードの切替制御が実施される（Ｓ１１８）。

車両１の運転中に、走行計画に従って、たとえば、ＣＤモードが選択されているものとする。次の走行区間に移行した場合に、現在の制御モードから異なる制御モード、すなわち、ＣＳモードへの切り替えが必要になると（Ｓ１２０にてＹＥＳ）、直前の制御モードであるＣＤモードが選択されてからの経過時間を示す値が第１しきい値α以上であるか否かが判定される（Ｓ１２２）。

直前の制御モードが選択されてからの経過時間を示す値が第１しきい値α以上であると場合には（Ｓ１２２にてＹＥＳ）、走行計画に従ってＣＳモードに切り替えられる（Ｓ１２４）。

一方、直前の制御モードが選択されてからの経過時間を示す値が第１しきい値αよりも短い時間である場合には（Ｓ１２２にてＮＯ）、車両１の目的地における蓄電装置１００のＳＯＣの予測値が所定範囲外であるか否かが判定される（Ｓ１２６）。たとえば、予測値が所定範囲よりも高い値になる場合（目的地における蓄電装置１００の蓄電された電力が想定よりも余った状態になる場合）や、所定範囲よりも低い値になる場合（電力が想定よりも使用された状態になる場合）に、車両１の目的地における蓄電装置１００のＳＯＣの予測値が所定範囲外であると判定される（Ｓ１２６にてＹＥＳ）。

そして、直前の制御モードが選択されてからの経過時間を示す値が第２しきい値β以上である場合には（Ｓ１２８にてＹＥＳ）、走行計画に従ってＣＳモードに切り替えられる（Ｓ１２４）。このようにして、走行計画に従った制御モードへの切り替え時間が早められる。

車両１の目的地における蓄電装置１００のＳＯＣの予測値が所定範囲内であると判定される場合や（Ｓ１２６にてＮＯ）、直前の制御モードが選択されてからの経過時間を示す値が第２しきい値βよりも短い時間である場合には（Ｓ１２８にてＮＯ）、現在選択されているＣＤモードが維持される（Ｓ１３０）。そして、制御終了条件が成立すると（Ｓ１３２にてＹＥＳ）、制御モードの切替制御が終了される。

以上のようにして、本実施の形態に係るハイブリッド車両によると、走行経路に対応する走行計画に従って制御モードを切り替える場合であって、かつ、車両１の目的地における蓄電装置１００のＳＯＣの予測値が、所定範囲外である場合には（たとえば、目的地において蓄電装置１００の蓄電量に余りが生じる場合）、直前の制御モードが選択されてからの経過時間が第１の時間よりも短くても第２の時間以上であれば走行計画に従った制御モードが選択される。そのため、走行計画に従った制御モードへの切り替え時間が早められるので、車両１が目的地に到着したときに蓄電装置１００の電力を過不足なく使い切ることが可能になる。また、目的地における蓄電装置のＳＯＣの予測値が、所定範囲内である場合には、直前の制御モードが選択されてからの経過時間が第１の時間以上であるときに走行計画に従った制御モードへの切り替えが許可されるので、ユーザに違和感を与えることなく、制御モードを切り替えることができる。したがって、ユーザに違和感を与えることなく、適切に制御モードを切り替えるハイブリッド車両を提供することができる。

以下、変形例について記載する。

上述の実施の形態では、車両１は、たとえば、シリーズパラレル方式のハイブリッド車両であるものとして説明したが、少なくとも上述のＣＤモードとＣＳモードとが設定可能なハイブリッド車両であればよく、シリーズ方式などのその他の方式のハイブリッド車両であってもよい。

さらに上述の実施の形態では、制御モードとして、ＣＤモードとＣＳモードとを有するものとして説明したが、ＣＤモードやＣＳモード以外のモードを含むようにしてもよい。制御モードとしては、たとえば、エンジン１４の作動を禁止するモードや、ＣＤモードやＣＳモードよりもアクセル開度の増加に対する駆動力の増加量が高いモードが含まれるようにしてもよい。

さらに上述の実施の形態では、残存エネルギーＥｒは、蓄電装置１００の現在のＳＯＣからしきい値を下回るまでの電力量に相当するエネルギーであるものとして説明したが、当該エネルギーに一定のマージンを加算した値を残存エネルギーとしてもよい。

さらに上述の実施の形態では、第２しきい値βは、予め定められた値である場合を一例として説明したが、たとえば、車両１の目的地における蓄電装置１００のＳＯＣの予測値と、走行計画の作成時に車両１の目的地におけるＳＯＣとして予測される値との差に応じて第２しきい値βを変化させてもよい。たとえば、当該差が小さくなるほど第２しきい値βを大きくしてもよい。

なお、上記した変形例は、その全部または一部を適宜組み合わせて実施してもよい。

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。

１ ハイブリッド車両、１０ 第１ＭＧ、１２ 第２ＭＧ、１４ エンジン、１６ 動力分割装置、２８ 駆動輪、４０ ＰＣＵ、５０ ＳＭＲ、６０ 充電リレー、７０ 充電装置、８０ インレット、９０ コネクタ、９２ 外部電源、１００ 蓄電装置、２００ 監視ユニット、２１０ 電圧検出部、２２０ 電流検出部、２３０ 温度検出部、３００ ＥＣＵ、３０１ ＣＰＵ、３０２ メモリ、３１０ ＩＧスイッチ、３２０ センサ群、３３０ ＨＭＩ装置、３４０ 通信バス、３５０ ナビＥＣＵ、３６０ 位置検出装置、３７０ 交通情報受信装置。

Claims (1)

1. 車両に駆動力を発生させる電動機と、
   前記電動機に電力を供給する蓄電装置と、
   前記蓄電装置を充電する発電電力を発生させるエンジンと、
   前記エンジンと前記電動機とを複数の制御モードのうちのいずれかの制御モードに従って制御する制御装置とを備え、
   前記複数の制御モードは、ＣＤ（Charge Depleting）モードと、ＣＳ（Charge Sustaining）モードとを含み、
   前記制御装置は、前記車両の目的地までの走行経路を構成する複数の区間の各々に前記複数の制御モードのうちのいずれかを割り当てた走行計画に従って前記制御モードを切り替える場合、直前の制御モードが選択されてからの経過時間が第１の時間以上であるときに前記走行計画に従った前記制御モードの切替を許可し、
   前記走行計画に従って前記制御モードを切り替える場合であって、かつ、前記目的地における前記蓄電装置の残量が、前記走行計画の作成時に予測された値よりも所定値以上乖離することが予測される場合、前記経過時間が前記第１の時間よりも短い第２の時間以上であるときに前記走行計画に従った前記制御モードの切替を許可する、ハイブリッド車両。

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