JP6012795B2

JP6012795B2 - ハイブリッド車両用エネルギーマネジメント装置

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Publication number: JP6012795B2
Application number: JP2015042043A
Authority: JP
Inventors: 政隆四郎園; 昭暢杉山; 大久保　陽一; 陽一大久保; 吉川　篤志; 篤志吉川; 恒毅中村
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2015-03-04
Filing date: 2015-03-04
Publication date: 2016-10-25
Anticipated expiration: 2035-03-04
Also published as: JP2016159830A

Description

本発明は、ハイブリッド車両用のエネルギーマネジメント装置に関するものである。

近年、エンジンやモータなど複数の駆動源から動力を得るハイブリッド車両の普及が進んでいる。ハイブリッド車両の走行モードとしては、エンジンを作動させずにモータの動力で走行する「ＥＶ（Electric Vehicle）モード」、エンジンを用いて発電しつつモータの動力で走行する「シリーズモード」、エンジンとモータの両方の動力で走行する「パラレルモード」などがあり、走行モードの切り換えを車両の状況に応じて行うものが考案されている。

例えば下記の特許文献１には、バッテリの充電率（State Of Charge：ＳＯＣ）および受け入れ可能電力と、アクセル操作量等から演算される要求出力と、走行速度（車速）とに基づいて、ハイブリッド車両の走行モードの切り換えを行う技術が開示されている。特許文献１において、ＥＶモードとシリーズモードの切り換えは、要求出力とバッテリのＳＯＣとに基づいて行われており、要求出力が高い場合にシリーズモード、要求出力が低くＳＯＣが高い場合にはＥＶモード、要求出力が低くともＳＯＣが低い場合にはシリーズモード、というように切り換えられる。さらに、パラレルモードと他のモード（シリーズモードおよびＥＶモード）との切り換えは、実際の車速と、バッテリのＳＯＣおよび受け入れ可能電力から定められる車速の閾値（切換車速）との比較結果に基づいて行われており、車速が閾値以上である場合にパラレルモード、車速が閾値未満である場合に他のモード、というように切り換えられる。

また、目的地までの燃料消費量が最小となるように、ハイブリッド車両のエンジンとモータの制御計画（走行モードの制御計画）を立てる技術も考案されている。例えば、下記の特許文献２に開示されているハイブリッド車両の駆動制御装置は、目的地までの走行経路の状況と運転者の運転履歴とから走行経路を走行する際の車速パターンを推定し、当該車速パターンから演算した消費エネルギーと燃料消費特性とに基づいて、目的地までの燃料消費量が最小となるようにエンジンとモータの制御計画を作成している。

特開２０１４−１２１９６２号公報特開２０００−３３３３０５号公報

特許文献２の技術では、推定された車速パターンから計算される燃料消費量が最小となるように走行モードの制御計画が作成される。一方、特許文献１のハイブリッド車両は、車速に応じてパラレルモードと他のモード（シリーズモードおよびＥＶモード）とを切り換えているため、パラレルモードでの走行が計画されている区間を走行中であっても、渋滞等によって車速が低下するとパラレルモードから他のモードへ切り換わってしまう。そうすると、燃料消費量が計画どおりにならず、目的地までの燃費低減効果が低下してしまう。

本発明は以上のような課題を解決するためになされたものであり、パラレルモードでの走行が計画されている区間を走行中に、ハイブリッド車両の走行モードが他のモードに切り換わった場合でも、目的地までの燃費低減効果の低下を抑制できるハイブリッド車両用エネルギーマネジメント装置を提供することを目的とする。

本発明に係るハイブリッド車両用エネルギーマネジメント装置は、エンジン、モータ、発電機を含む車両機器を備えるハイブリッド車両のエネルギー消費を管理するハイブリッド車両用エネルギーマネジメント装置であって、現在地から目的地までの走行経路の情報、および前記走行経路における前記ハイブリッド車両のエネルギー消費に関係する道路特性の情報を含む走行経路情報を取得する走行経路情報取得部と、前記ハイブリッド車両のエネルギー消費に関係する車両特性の情報である車両情報を取得する車両情報取得部と、前記走行経路情報および前記車両情報に基づいて、前記ハイブリッド車両が前記走行経路を走行する際のエネルギー消費を最小化するように、前記ハイブリッド車両の走行モードの制御計画を作成する制御計画演算部と、前記制御計画に基づいて、前記車両機器を制御する車両機器制御部とを備え、前記ハイブリッド車両の走行モードは、エンジンを停止してモータの動力により走行するＥＶモードと、エンジンの動力により発電機を作動させつつモータの動力により走行するシリーズモードと、エンジンおよびモータの両方の動力により走行するパラレルモードとを含んでおり、前記ハイブリッド車両は、車速が予め定められた値に達しない場合、走行モードがＥＶモードまたはシリーズモードに制限されており、前記制御計画演算部は、前記制御計画でパラレルモードが割り当てられた区間の走行中に、前記ハイブリッド車両の車速が低下して走行モードがパラレルモードからＥＶモードまたはシリーズモードへ切り換わると、その切り換わりによる目的地までのエネルギー消費量の増加が抑えられるように前記制御計画を補正し、前記制御計画の補正は、走行中の区間の割り当てをパラレルモードからＥＶモードまたはシリーズモードに変更すると共に、ＥＶモードまたはシリーズモードが割り当てられている未走行の区間のいずれかの割り当てをパラレルモードに変更することによって行われ、前記制御計画演算部は、前記制御計画の補正の際、走行中の区間の割り当てをパラレルモードからＥＶモードに変更するときは、ＥＶモードが割り当てられている未走行の区間のいずれかの割り当てをパラレルモードに変更し、走行中の区間の割り当てをパラレルモードからシリーズモードに変更するときは、シリーズモードが割り当てられている未走行の区間のいずれかの割り当てをパラレルモードに変更する。

本発明に係るハイブリッド車両用エネルギーマネジメント装置によれば、パラレルモードでの走行が計画されている区間を走行中に、ハイブリッド車両の走行モードが他のモードに切り換わると、その影響による燃費の増大を防ぐように走行モードの計画が補正されるため、目的地までの燃費低減効果を高く維持できる。

実施の形態１に係るハイブリッド車両用エネルギーマネジメント装置の構成を示すブロック図である。走行計画の演算処理を説明するための図である。実施の形態１に係る制御計画の補正処理を説明するための図である。実施の形態１に係るエネルギーマネジメント装置の動作を示すフローチャートである。実施の形態２に係るハイブリッド車両用エネルギーマネジメント装置の構成を示すブロック図である。実施の形態２に係るエネルギーマネジメント装置の動作を示すフローチャートである。

＜実施の形態１＞
図１は、実施の形態１に係るハイブリッド車両用エネルギーマネジメント装置１００（以下、単に「エネルギーマネジメント装置」と称す）の構成を示すブロック図である。エネルギーマネジメント装置１００は、モータ１１１、エンジン１１２、発電機１１３を含む車両機器を備えるハイブリッド車両（以下、単に「車両」と称す）のエネルギー消費を管理する。エネルギーマネジメント装置１００によって管理される車両のギアの機構は、例えば、自動変速機（Automatic Transmission：ＡＴ）、無段変速機（Continuously Variable Transmission：ＣＶＴ）、デュアルクラッチトランスミッション（Dual Clutch Transmission：ＤＣＴ）など、任意のものでよい。

図１に示すように、エネルギーマネジメント装置１００は、走行経路情報取得部１０１、車両情報取得部１０２、制御計画演算部１０３および車両機器制御部１０４を備えている。

走行経路情報取得部１０１は、車両の現在地から目的地までの走行経路の情報と、その走行経路における車両のエネルギー消費に関係する道路特性の情報とを含む走行経路情報を取得する。ここでは、走行経路情報取得部１０１が車両の走行経路を探索する機能を有するものとするが、例えば、外部のナビゲーションシステムが探索した走行経路の情報を走行経路情報取得部１０１が取得するように構成してもよい。

走行経路の探索に用いられる目的地や経由地の情報は、ユーザがエネルギーマネジメント装置１００を操作して入力してもよいし、走行経路情報取得部１０１が車両の走行履歴などから推定してもよい。また、車両の現在地の情報は、エネルギーマネジメント装置１００の内部または外部に設置されたＧＰＳ（Global Positioning system）受信機などから取得できる。

車両のエネルギー消費に関係する道路特性の情報としては、例えば、道路種別（高速道路、一般道路、住宅街、山岳路など）、道路勾配、道路幅、道路ごとの車速推定値などがある。これらの情報は、エネルギーマネジメント装置１００の内部または外部に設置された地図情報データベースから取得される。この地図情報データベースも、外部のナビゲーションシステムが備えるものを利用してもよい。

車両情報取得部１０２は、現在の車両状態の情報と、車両のエネルギー消費に関係する車両特性の情報とを含む車両情報を取得する。車両状態の情報としては、車速、走行モード、バッテリのＳＯＣ、燃料消費量、時刻などがある。また、車両のエネルギー消費に関係する車両特性の情報としては、緒元情報（車両重量、前面投影面積、空気抵抗係数、転がり抵抗、タイヤ半径、ギア比、回転系のフリクションロス、バッテリの特性など）、車両機器の特性情報などがある。車両機器の特性情報には、モータ１１１の特性情報（回転数およびトルクと燃料消費量との関係を示すマップなど）、エンジン１１２の特性情報（回転数およびトルクと電力消費量との関係を示すマップなど）、発電機１１３の特性情報（回転数およびトルクと発電量との関係を示すアップなど）、さらに、エンジン１１２、モータ１１１、発電機１１３の２以上からなる組み合わせに係る特性情報（各機器の回転数およびトルクの組み合わせと、各機器での電力消費量、燃料消費量および発電量との関係を示すマップなど）が含まれる。

制御計画演算部１０３は、走行経路情報取得部１０１が取得した走行経路情報、および車両情報取得部１０２が取得した車両情報に基づいて、車両が現在地から目的地までの走行経路を走行する際に消費するエネルギーが最小化されるように、車両のエンジン１１２、モータ１１１および発電機１１３といった車両機器の制御計画を作成する。より具体的には、走行経路を複数に分割して得られる各区間に対して、走行モードの割り当てを行う。車両機器制御部１０４は、車両が走行している間、制御計画演算部１０３が作成した制御計画に基づいて、車両機器を制御する。

ここで、制御計画演算部１０３が行う制御計画の演算処理を、図２を参照しつつ説明する。制御計画演算部１０３は、走行経路情報取得部１０１が取得した走行経路情報および車両情報取得部１０２が取得した車両情報を用いて、以下の式１〜５により、走行経路の各区間を走行するのに必要なエネルギー量（必要走行エネルギー量）を計算する。

式１は、道路勾配（傾斜角θ）が車両に作用する力Ｆ_Ｇｒａｄの算出式である。ｍは車両の重量、ｇは重力加速度を表している。式２は、タイヤの転がり抵抗が車両に作用する力Ｆ_Ｒｏｌｌの算出式である。Ｃ_Ｒｏｌｌはタイヤの転がり抵抗係数を表している。式３は、空気抵抗が車両に作用する力Ｆ_Ａｉｒの算出式である。ρは空気密度、Ｃ_ＣＤは空気抵抗係数、Ｃ_ＦＡは車両の前面投影面積、ｖは車速を表している。式４は、加速抵抗が車両に作用する力Ｆ_Ａｃｃの算出式である。式５は、単位時間当たりのエネルギーＥの算出式である。

なお、走行経路を複数の区間に分割する方法は、例えば、道路種別ごとに区切る方法、一定距離ごとに区切る方法、道路の分岐点（交差点、インターチェンジ等）で区切る方法、道路特性（道路勾配、道路幅等）の変化点で区切る方法、あるいはそれら２以上の方法を組み合わせることなどが考えられる。図２の例では、まず走行経路を道路種別ごとに大まかな区間に分割し、さらにそれを道路勾配の変化点で分割する方法をとっている。

また、制御計画演算部１０３は、式１〜５で計算した各区間の必要走行エネルギー量と車両機器の特性情報（モータ１１１、エンジン１１２および発電機１１３の効率等）とに基づいて、図２に示すようなＥＶモード走行情報、シリーズモード走行情報およびパラレルモード走行情報を計算する。ＥＶモード走行情報、シリーズモード走行情報およびパラレルモード走行情報は、各区間をそれぞれの走行モードで走行した場合に予測される燃料消費量、燃料消費効率および電力消費量を示す情報である。また、制御計画演算部１０３は、シリーズモード走行情報またはパラレルモード走行情報として、ギア比（変速比）を示す情報を用いてもよい。

ＥＶモード走行情報において、電力消費量が負の値になっているものは、下り坂の走行時や減速時に回生される電力が、モータ１１１により消費される電力を上回ることを意味している。また、燃料消費効率の表現方法は任意でよく、％（パーセント）で表してもよいが、図２では１〜１０の段階で表している。

次に、制御計画演算部１０３は、ＥＶモード走行情報、シリーズモード走行情報およびパラレルモード走行情報を用いて、車両特性や走行モード等による各種の制約条件（例えば、燃料タンクやバッテリ容量、定格、走行モードの切り換えに関する車速条件など）を満たしつつ、走行経路全体での車両のエネルギー消費量が予め定められた条件を満たすように、最適化手法により、区間ごとの車両機器（モータ１１１、エンジン１１２、発電機１１３）の制御計画を立てる。すなわち、図２に示すように、区間ごとに車両の走行モードを割り当てる。

制御計画を定めるための条件としては、例えば、燃料消費量が最小になる条件、電力消費量が最小になる条件、目的地到着時のバッテリ残量（ＳＯＣ）を所望の範囲内に収めるための条件、などが考えられる。また、制御計画の演算に用いられる最適化手法は、最小二乗法、タブーサーチ、遺伝的アルゴリズム（Genetic Algorithm：ＧＡ）、粒子群最適化（Particle Swarm Optimization：ＰＳＯ）、蟻コロニー最適化（Ant Colony Optimization：ＡＳＯ）および動的計画法などが考えられる。

ここで、エネルギーマネジメント装置１００を搭載する車両は、車速が予め定められた閾値に達しない場合に、走行モードがＥＶモードまたはシリーズモードに制限されるものとする。つまり、車両がパラレルモードで走行しているときに、車速が閾値よりも低下すると、その走行モードは、自動的にＥＶモードまたはシリーズモードに自動的に切り換わる。そのとき、バッテリのＳＯＣが予め定められた閾値より高ければＥＶモードが選択され、低ければシリーズモードが選択される。

車両の走行モードがそのように自動的に切り換わる場合、制御計画でパラレルモードが割り当てられた区間を走行中であっても、渋滞等の影響により車両の車速が低下すると、走行モードがパラレルモードからＥＶモードまたはシリーズモードへ切り換わってしまい、走行モードを制御計画どおりに制御できなくなる。それにより、目的地までのエネルギー消費量（走行経路全体でのエネルギー消費量）が増加する恐れが生じる。

この問題を解決するために、本実施の形態の制御計画演算部１０３は、制御計画でパラレルモードが割り当てられた区間を車両が走行している間に、走行モードがパラレルモードから他のモード（ＥＶモードまたはシリーズモード）へ切り換わると、その切り換わりによるエネルギー消費量の増加が抑えられるように制御計画を補正するように構成されている。

以下、実施の形態１における制御計画の補正について説明する。制御計画演算部１０３は、現在の制御計画と走行経路情報取得部１０１が取得した現在地の情報とから、どの区間を車両が走行中であるのか、またその区間にはどの走行モードが割り当てられているのか確認する。また、車両情報取得部１０２が取得した現在の車両状態の情報から、実際の車両の走行モードを確認する。そして、走行中の区間に割り当てられている走行モードと、実際の車両の走行モードとを比較する。このとき、走行中の区間にパラレルモードが割り当てられているにもかかわらず、車両がパラレルモード以外（ＥＶモードまたはシリーズモード）で走行していること（つまり、車両の走行モードとしてパラレルモードが選択不可能な状態であること）が検出されると、制御計画の補正が行われる。

実施の形態１における制御計画の補正は、図３に示すように、車両が走行中の区間に割り当てられている走行モード（パラレルモード）と、車両の現在の走行モード（ＥＶモードまたはシリーズモード）が割り当てられている未走行の区間のいずれかとで、走行モードの割り当てを入れ替えることによって行われる。すなわち、制御計画演算部１０３は、制御計画を補正する際、車両が走行中の区間の割り当てをパラレルモードから車両の現在の走行モード（ＥＶモードまたはシリーズモード）に変更すると共に、車両の現在の走行モードが割り当てられている未走行の区間のいずれかの割り当てをパラレルモードに変更する。なお、図３の例は、パラレルモードが割り当てられている区間の走行中に車速が低下して、走行モードがパラレルモードからシリーズモードに変更された場合の補正を示している（図３における太い点線のグラフは、車速、燃料消費量、燃料消費効率、電力消費量の各実測値を示している）。

このとき、車両の現在の走行モード（ＥＶモードまたはシリーズモード）が割り当てられている未走行の区間が複数ある場合には、それらのうち、パラレルモードで走行した場合におけるエンジン１１２の燃料の燃焼効率が最も高い区間を、走行モードの割り当てを入れ替える区間（パラレルモードに変更する区間）として選択するとよい。また、車両の現在の走行モードが割り当てられている未走行の区間が無い場合には、車両が走行中の区間の割り当てを、車両の現在の走行モードに変更することのみを行うものとする。

以下、実施の形態１に係るエネルギーマネジメント装置１００の動作を、図４のフローチャートを参照しつつ説明する。

車両の起動などにより、エネルギーマネジメント装置１００の動作フローが開始されると、まず、走行経路情報取得部１０１が走行経路情報を取得する（ステップＳ１０１）。すなわち、走行経路情報取得部１０１が、車両の現在地から目的地までの走行経路を検索すると共に、その走行経路における車両のエネルギー消費に関係する道路特性の情報を地図情報データベースから取得する。

また、車両情報取得部１０２が車両情報を取得する（ステップＳ１０２）。すなわち、車両情報取得部１０２が、車載センサーなどから現在の車両状態の情報を取得すると共に、車載の記憶装置などから車両のエネルギー消費に関係する車両特性の情報を取得する。

次に、制御計画演算部１０３が、ステップＳ１０１，Ｓ１０２で取得された走行経路情報および車両情報に基づいて、車両が現在地から目的地までの走行経路を走行する際に消費するエネルギーを最小化するように、車両機器（エンジン１１２、モータ１１１および発電機１１３）の制御計画を作成する（ステップＳ１０３）。より具体的には、走行経路の各区間に対する走行モードの割り当てを行う。

そして、制御計画演算部１０３は、走行経路情報取得部１０１が取得した車両の現在地の情報を確認する（ステップＳ１０４）。このとき、車両の現在地が目的地と一致していれば、車両が目的地に到達したと判断され（ステップＳ１０５でＹＥＳ）、この動作フローは終了する。ステップＳ１０５の判断は、車両が制御計画の全てを実行し終えたか否かによって判断してもよい。つまり、制御計画の全てが完了していれば、目的地に到達したと判断して、動作フローを終了してもよい。

車両が目的地に到達していなければ（ステップＳ１０５でＮＯ）、車両がどの区間を走行中であるのかを確認し、制御計画を参照して、その区間に割り当てられている走行モードがパラレルモードであるか否かを確認する（ステップＳ１０６）。

走行中の区間に割り当てられている走行モードがパラレルモード以外（ＥＶモードまたはシリーズモード）であれば（ステップＳ１０６でＮＯ）、制御計画の補正は行わずに、車両機器制御部１０４が制御計画に基づいて車両機器（モータ１１１、エンジン１１２、発電機１１３）を制御する（ステップＳ１０９）。

走行中の区間に割り当てられている走行モードがパラレルモードであれば（ステップＳ１０６でＹＥＳ）、車両の状態が、走行モードとしてパラレルモードを選択不可能な状態であるか否かを判断する（ステップＳ１０７）。この判断は、車両が、パラレルモードが割り当てられている走行中の区間を、パラレルモード以外（ＥＶモードまたはシリーズモード）で走行しているか否かによって判断できる。あるいは、本実施の形態のように車速が低くなるとパラレルモードが選択不可能になるのであれば、ステップＳ０１７の判断を車速に基づいて行うことも可能である。

車両の状態が、パラレルモードを選択可能な状態であれば（ステップＳ１０７でＮＯ）、制御計画は補正されずに、車両機器制御部１０４が制御計画に基づいた車両機器の制御を行う（ステップＳ１０９）。

一方、車両の状態が、パラレルモードを選択不可能な状態であれば（ステップＳ１０７でＹＥＳ）、制御計画演算部１０３が制御計画を補正する（ステップＳ１０８）。すなわち、車両が走行中の区間に割り当てられている走行モード（パラレルモード）と、車両の現在の走行モード（ＥＶモードまたはシリーズモード）が割り当てられている未走行の区間のいずれかとで、走行モードの割り当てが入れ替えられる。その後、車両機器制御部１０４は、補正された後の制御計画に基づいて車両機器を制御する（ステップＳ１０９）。

上記のステップＳ１０４〜Ｓ１０９の処理は、車両が目的地に到達するまで（Ｓ１０５でＹＥＳと判断されるまで）繰り返し行われる。

実施の形態１に係るエネルギーマネジメント装置１００によれば、パラレルモードでの走行が計画されている区間を走行中に、ハイブリッド車両の走行モードが他のモード（ＥＶモードまたはシリーズモード）に切り換わったとしても、制御計画演算部１０３が、その影響による燃費の増大を防ぐように走行モードの計画を補正する。よって、目的地までの燃費低減効果を高く維持できる。

＜実施の形態２＞
図５は、実施の形態２に係るハイブリッド車両用エネルギーマネジメント装置１００の構成を示すブロック図である。実施の形態２のエネルギーマネジメント装置１００は、実施の形態１（図１）の構成に、走行履歴情報記憶部２０１が追加された構成となっている。

走行履歴情報記憶部２０１は、車両の走行履歴情報を記憶する。走行履歴情報記憶部２０１に記憶される車両の走行履歴情報は、走行経路情報取得部１０１が取得した走行経路情報、車両情報取得部１０２が取得した車両情報、制御計画演算部１０３が作成または補正した制御計画などである。具体的には、車両が走行経路を実際に走行したときに車両情報取得部１０２によって取得された車両状態の情報（車速、走行モード、ＳＯＣの増減、燃料消費量など）が、各区間と対応づけされて記憶される。

また、実施の形態２においても、制御計画演算部１０３は、制御計画でパラレルモードが割り当てられた区間を車両が走行している間に、車両の走行モードがパラレルモードから他のモード（ＥＶモードまたはシリーズモード）へ切り換わると、その切り換わりによるエネルギー消費量の増加が抑えられるように制御計画を補正する。ただし、その具体的は補正の方法は実施の形態１とは異なる。

実施の形態２における制御計画の補正は、２つの区間で走行モードを入れ替えるのではなく、走行中の区間の走行モードの割り当てをパラレルモードから他のモード（ＥＶモードまたはシリーズモード）に変更することによって行われる。そのとき、走行中の区間に割り当てる走行モードを、ＥＶモードに変更するかシリーズモードに変更するかは、走行履歴情報記憶部２０１に記憶されている走行履歴情報に基づいて決定される。

例えば、走行中の区間を過去にシリーズモードで走行したときの走行履歴情報を参照して、エンジン１１２の燃料の燃焼効率が基準値以上であった回数と、基準値未満であった回数とをそれぞれ求め、シリーズモードで基準値以上の燃焼効率を実現できる確率が７０％以上であれば、走行中の区間の走行モードの割り当てをシリーズモードに変更し、そうでなければＥＶモードに変更する、という方法が考えられる。

また例えば、過去に同じ走行経路を走行したときの走行履歴情報を参照して、走行中の区間をシリーズモードで走行したときにおける当該区間から目的地までのエネルギー消費量の平均値と、走行中の区間をＥＶモードで走行したときにおける当該区間から目的地までのエネルギー消費量の平均値とを比較し、平均的なエネルギー消費量が少ない方の走行モードに変更する方法も考えられる。

以下、実施の形態２に係るエネルギーマネジメント装置１００の動作を、図６のフローチャートを参照しつつ説明する。当該フローは、図４のフローに後述するステップＳ２０１，Ｓ２０２を追加したものである。また、ステップＳ１０８における制御計画の補正の方法は、上で説明した実施の形態２に係る補正方法によって実行される。

車両の起動などにより、エネルギーマネジメント装置１００の動作フローが開始されると、走行経路情報取得部１０１が走行経路情報を取得し（ステップＳ１０１）、車両情報取得部１０２が車両情報を取得する（ステップＳ１０２）。そして、制御計画演算部１０３が、それらの走行経路情報および車両情報に基づいて、車両が現在地から目的地までの走行経路を走行する際に消費するエネルギーを最小化するように、走行経路の各区間に対する走行モードの割り当てを行うことによって、車両の車両機器の制御計画を作成する（ステップＳ１０３）。

そして、制御計画演算部１０３は、走行経路情報取得部１０１が取得した車両の現在地の情報を確認する（ステップＳ１０４）。そして、現在地や現在の車両情報等を、走行履歴情報記憶部２０１に記憶させる走行履歴情報に追加する。このとき、車両の現在地が目的地と一致していれば、車両が目的地に到達したと判断され（ステップＳ１０５でＹＥＳ）、この動作フローは終了する。

走行中の区間に割り当てられている走行モードがパラレルモードであれば（ステップＳ１０６でＹＥＳ）、車両の状態が、走行モードとしてパラレルモードが選択不可能な状態であるか否かを判断する（ステップＳ１０７）。車両の状態が、パラレルモードを選択可能な状態であれば（ステップＳ１０７でＮＯ）、制御計画の補正は行わずに、車両機器制御部１０４が制御計画に基づいて車両機器を制御する（ステップＳ１０９）。

一方、車両がパラレルモードを選択不可能な状態であれば（ステップＳ１０７でＹＥＳ）、制御計画演算部１０３が、走行履歴情報記憶部２０１から走行履歴情報を取得し（ステップＳ２０２）、制御計画を補正する（ステップＳ１０８）。すなわち、車両が走行中の区間に割り当てられている走行モード（パラレルモード）を、走行履歴情報に基づいて、ＥＶモードまたはシリーズモードに変更する。その後、車両機器制御部１０４は、補正された後の制御計画に基づいて車両機器を制御する（ステップＳ１０９）。

本実施の形態に係るエネルギーマネジメント装置１００においても、パラレルモードでの走行が計画されている区間を走行中に、ハイブリッド車両の走行モードが他のモード（ＥＶモードまたはシリーズモード）に切り換わったとしても、制御計画演算部１０３が、その影響による燃費の増大を防ぐように走行モードの計画を補正する。よって、目的地までの燃費低減効果を高く維持できる。

上記のステップＳ１０４〜Ｓ１０９，Ｓ２０１，Ｓ２０２の処理は、車両が目的地に到達するまで（Ｓ１０５でＹＥＳと判断されるまで）繰り返し行われる。

実施の形態２に係るエネルギーマネジメント装置１００においても、パラレルモードでの走行が計画されている区間を走行中に、ハイブリッド車両の走行モードが他のモード（ＥＶモードまたはシリーズモード）に切り換わったとしても、制御計画演算部１０３が、その影響による燃費の増大を防ぐように走行モードの計画を補正する。よって、目的地までの燃費低減効果を高く維持できる。

なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。

１００エネルギーマネジメント装置、１０１走行経路情報取得部、１０２車両情報取得部、１０３制御計画演算部、１０４車両機器制御部、１１１モータ、１１２エンジン、１１３発電機、２０１走行履歴情報記憶部。

Claims

エンジン、モータ、発電機を含む車両機器を備えるハイブリッド車両のエネルギー消費を管理するハイブリッド車両用エネルギーマネジメント装置であって、
現在地から目的地までの走行経路の情報、および前記走行経路における前記ハイブリッド車両のエネルギー消費に関係する道路特性の情報を含む走行経路情報を取得する走行経路情報取得部と、
前記ハイブリッド車両のエネルギー消費に関係する車両特性の情報である車両情報を取得する車両情報取得部と、
前記走行経路情報および前記車両情報に基づいて、前記ハイブリッド車両が前記走行経路を走行する際のエネルギー消費を最小化するように、前記ハイブリッド車両の走行モードの制御計画を作成する制御計画演算部と、
前記制御計画に基づいて、前記車両機器を制御する車両機器制御部とを備え、
前記ハイブリッド車両の走行モードは、
エンジンを停止してモータの動力により走行するＥＶモードと、
エンジンの動力により発電機を作動させつつモータの動力により走行するシリーズモードと、
エンジンおよびモータの両方の動力により走行するパラレルモードとを含んでおり、
前記ハイブリッド車両は、車速が予め定められた値に達しない場合、走行モードがＥＶモードまたはシリーズモードに制限されており、
前記制御計画演算部は、前記制御計画でパラレルモードが割り当てられた区間の走行中に、前記ハイブリッド車両の車速が低下して走行モードがパラレルモードからＥＶモードまたはシリーズモードへ切り換わると、その切り換わりによる目的地までのエネルギー消費量の増加が抑えられるように前記制御計画を補正し、
前記制御計画の補正は、走行中の区間の割り当てをパラレルモードからＥＶモードまたはシリーズモードに変更すると共に、ＥＶモードまたはシリーズモードが割り当てられている未走行の区間のいずれかの割り当てをパラレルモードに変更することによって行われ、
前記制御計画演算部は、前記制御計画の補正の際、走行中の区間の割り当てをパラレルモードからＥＶモードに変更するときは、ＥＶモードが割り当てられている未走行の区間のいずれかの割り当てをパラレルモードに変更し、走行中の区間の割り当てをパラレルモードからシリーズモードに変更するときは、シリーズモードが割り当てられている未走行の区間のいずれかの割り当てをパラレルモードに変更する
ことを特徴とするハイブリッド車両用エネルギーマネジメント装置。
前記制御計画演算部は、前記制御計画の補正の際、走行中の区間の割り当てをパラレルモードからＥＶモードに変更するときは、ＥＶモードが割り当てられている未走行の区間のうち、パラレルモードで走行した場合におけるエンジンの燃料の燃焼効率が最も高い区間の割り当てをパラレルモードに変更し、走行中の区間の割り当てをパラレルモードからシリーズモードに変更するときは、シリーズモードが割り当てられている未走行の区間のうち、パラレルモードで走行した場合におけるエンジンの燃料の燃焼効率が最も高い区間の割り当てをパラレルモードに変更する
請求項１に記載のハイブリッド車両用エネルギーマネジメント装置。
エンジン、モータ、発電機を含む車両機器を備えるハイブリッド車両のエネルギー消費を管理するハイブリッド車両用エネルギーマネジメント装置であって、
現在地から目的地までの走行経路の情報、および前記走行経路における前記ハイブリッド車両のエネルギー消費に関係する道路特性の情報を含む走行経路情報を取得する走行経路情報取得部と、
前記ハイブリッド車両のエネルギー消費に関係する車両特性の情報である車両情報を取得する車両情報取得部と、
前記走行経路情報および前記車両情報に基づいて、前記ハイブリッド車両が前記走行経路を走行する際のエネルギー消費を最小化するように、前記ハイブリッド車両の走行モードの制御計画を作成する制御計画演算部と、
前記制御計画に基づいて、前記車両機器を制御する車両機器制御部とを備え、
前記ハイブリッド車両の走行モードは、
エンジンを停止してモータの動力により走行するＥＶモードと、
エンジンの動力により発電機を作動させつつモータの動力により走行するシリーズモードと、
エンジンおよびモータの両方の動力により走行するパラレルモードとを含んでおり、
前記ハイブリッド車両は、車速が予め定められた値に達しない場合、走行モードがＥＶモードまたはシリーズモードに制限されており、
前記制御計画演算部は、前記制御計画でパラレルモードが割り当てられた区間の走行中に、前記ハイブリッド車両の車速が低下して走行モードがパラレルモードからＥＶモードまたはシリーズモードへ切り換わると、その切り換わりによる目的地までのエネルギー消費量の増加が抑えられるように前記制御計画を補正し、
前記ハイブリッド車両の走行履歴情報を記憶する走行履歴情報記憶部をさらに備え、
前記制御計画の補正は、走行中の区間の割り当てをパラレルモードからＥＶモードまたはシリーズモードに変更することによって行われ、その区間の割り当てをＥＶモードにするかシリーズモードにするかは、前記走行履歴情報に基づいて決定される
ハイブリッド車両用エネルギーマネジメント装置。
前記走行履歴情報は、過去の走行経路の各区間における走行モード、車速、燃料消費量およびバッテリの充電率の増減の情報を含む
請求項３に記載のハイブリッド車両用エネルギーマネジメント装置。