JP6269539B2 - ハイブリッド車両 - Google Patents

Description

この発明は、ハイブリッド車両に関し、より特定的には、車載蓄電装置を車両外部の電源によって充電可能なハイブリッド車両の走行制御に関する。

特開２０１１−９１５号公報（特許文献１）には、燃料により動力を発生するエンジン、外部充電が可能なバッテリ、および、当該バッテリから供給される電力により動力を発生するモータジェネレータを備えたハイブリッド車両が開示されている。このハイブリッド車両は、燃料補給後に車両に蓄積された燃料の単位距離当たりの単価である単位距離燃料コスト、および、外部充電によるバッテリへの電力充電後にバッテリに蓄積された電力の単位距離当たりの単価である単位距離電力コストに応じて、エンジンおよびモータジェネレータのうち経済効果が大きい方の駆動比率を高めるように、要求駆動力に対するエンジンおよびモータジェネレータの駆動比率を制御するように構成されている。

特許文献１は、上記の構成において、単位距離燃料コストと単位距離電力コストとの大小を比較した結果に応じて、モータジェネレータの駆動力のみで車両を走行させるＥＶ走行領域を増減する。あるいは、上記比較結果に応じて、エンジンおよびモータジェネレータの協働走行領域を増減するとともに、協働走行領域におけるエンジンおよびモータジェネレータの駆動比率を変更する。

特開２０１１−９１５号公報

上記のようなハイブリッド車両においては、バッテリの充電量（以下、ＳＯＣ（State of Charge）とも称す）をＳＯＣ目標値に制御するために、適宜エンジンの出力が制御されている。この際における、燃料消費に対するＳＯＣ増加のエネルギー効率（以下、「充電効率」とも称す）は、エンジン回転数およびエンジントルクの組合せによって規定されるエンジンの動作点に応じて変化する。

たとえば、エンジンの効率が最大となる動作点よりも車両走行に必要なパワーを出力する動作点の方が低出力側である場合には、バッテリ充電のためのパワーを加えることによって、ＳＯＣ制御による充電中のエンジン効率が向上する。このような場合には、エンジンの出力によるバッテリの充電コストが、外部充電による充電コストよりも低くなる可能性がある。

したがって、上記のようなＳＯＣ制御による充電中のエンジン効率を考慮せずに、外部充電を一律に実行すると、却ってハイブリッド車両のトータル走行コストが高くなることが懸念される。

この発明はこのような問題点を解決するためになされたものであって、この発明の目的は、車載蓄電装置を車両外部の電源によって充電可能なハイブリッド車両のトータル走行コストを低減することである。

この発明のある局面では、ハイブリッド車両は、内燃機関と、蓄電装置と、駆動輪に対して機械的に連結され、蓄電装置から電力の供給を受けて走行駆動力を発生する電動機と、内燃機関に対して機械的に連結され、内燃機関の動力を用いて蓄電装置の充電電力を発生する発電装置と、車両外部の電源からの電力を用いて蓄電装置を充電するための充電機構と、制御装置とを備える。制御装置は、車両の走行状況に応じて、内燃機関を停止して電動機の出力により走行するＥＶ走行と、内燃機関を作動させることにより走行するＨＶ走行とを切換えて走行する。制御装置は、目的地までの走行経路が、高速道路と、高速道路の出口から目的地までの一般道路とを含む場合において、高速道路の出口を車両が通過するときの蓄電装置の充電量の目標値を設定し、高速道路の走行中に蓄電装置の充電量を目標値まで増加させる充電量回復制御を実行するように構成される。制御装置は、高速道路をＨＶ走行したときに蓄電装置に充電される電力を用いてＥＶ走行するときの燃料の単位走行距離当たりのコストである第１の走行コスト、および、目的地にて充電機構により蓄電装置に充電される電力を用いてＥＶ走行するときの電力の単位走行距離当たりのコストである第２の走行コストを算出する。制御装置はさらに、第１の走行コストと第２の走行コストとを比較し、比較結果に基づいて充電量回復制御における目標値を設定する。

上記ハイブリッド車両によれば、蓄電装置の充電効率を高くすることができる高速道路の走行中に蓄電量回復制御を実行して蓄電装置のＳＯＣ値を高めておき、蓄電装置に蓄えられた電力を用いて一般道路をＥＶ走行することにより、ＳＯＣを所定レベルに維持しながら一般道路を走行する場合に比べて、走行コストを低減することができる。さらに、高速道路走行中に実行される充電量回復制御における目標値を、第１の走行コストと第２の走行コストとを比較した結果に基づいて設定することにより、ハイブリッド車両の充電コストを低減することができる。この結果、ハイブリッド車両のトータル走行コストを低減することができる。

好ましくは、制御装置は、第１の走行コストが第２の走行コストよりも高い場合には、高速道路の出口を車両が通過するときに、一般道路をＥＶ走行するのに必要な電力量が蓄電装置に蓄えられているように、目標値を設定する。

このようにすると、第１の走行コストが第２の走行コストよりも高くなる場合には、目的地において、蓄電装置のＳＯＣは外部充電によって満充電状態にまで回復される。これにより、蓄電装置の充電コストを低減することができるため、ハイブリッド車両のトータル走行コストを低減することができる。

好ましくは、制御装置は、第１の走行コストが第２の走行コストよりも低い場合には、高速道路の出口を車両が通過するときに、蓄電装置が所定の満充電状態となるように、目標値を設定する。

このようにすると、第１の走行コストが第２の走行コストよりも低くなる場合には、一般道路の走行に必要な電力量よりも多くの電力量を蓄電装置に蓄えておくことで、目的地にて外部充電により充電される電力量を減らすことができる。これにより、充電コストを低減することができるため、ハイブリッド車両のトータル走行コストを低減することができる。

好ましくは、制御装置は、第１の走行コストと第２の走行コストとが等しい場合には、車両が高速道路の走行中であり、かつ、内燃機関のエネルギー効率が所定の閾値以上となる動作点で内燃機関が動作しているときに、充電量回復制御を実行する。

このようにすると、第１の走行コストと第２の走行コストとが等しくなる場合には、蓄電装置の充電効率が高くなるエンジン動作点で動作しているときに充電量回復制御を実行することで、結果的に、高速道路で充電した電力でＥＶ走行するときの走行コストを低減することができる。これにより、ハイブリッド車両のトータル走行コストを低減することができる。

好ましくは、ハイブリッド車両は、内燃機関および駆動輪間の機械的な動力伝達経路を形成する連結状態および当該動力伝達経路を遮断する遮断状態のいずれかに制御される切換装置をさらに備える。制御装置は、ＥＶ走行において、切換装置を遮断状態に制御するとともに、ＨＶ走行において、シリーズＨＶ走行と、パラレルＨＶ走行とを切換える。シリーズＨＶ走行は、切換装置を遮断状態に制御するとともに内燃機関を作動させることにより、発電装置による発電を伴なって電動機の出力によって走行するモードである。パラレルＨＶ走行は、切換装置を連結状態に制御するとともに内燃機関を作動させることにより、内燃機関の出力の少なくとも一部を用いて走行するモードである。制御装置は、高速道路の走行中においてパラレルＨＶ走行を選択して充電量回復制御を実行するとともに、第１の走行コストとして、高速道路をパラレルＨＶ走行したときに蓄電装置に充電される電力を用いてＥＶ走行するときの燃料の単位走行距離当たりのコストを算出する。

このようにすると、蓄電装置の充電効率を高くすることができるパラレルＨＶ走行の選択中に蓄電量回復制御を実行して蓄電装置のＳＯＣ値を高めておき、蓄電装置に蓄えられた電力を用いて一般道路をＥＶ走行することにより、走行コストを低減することができる。さらに、パラレルＨＶ走行の選択中に実行される充電量回復制御における目標値を、第１の走行コストと第２の走行コストとを比較した結果に基づいて設定することにより、ハイブリッド車両の充電コストを低減することができる。この結果、ハイブリッド車両のトータル走行コストを低減することができる。

この発明によれば、車載蓄電装置を車両外部の電源によって充電可能なハイブリッド車両のトータル走行コストを低減することができる。

この発明の実施の形態１に従うハイブリッド車両の全体構成を説明するためのブロック図である。 ＣＤモードおよびＣＳモードを説明するための図である。 ハイブリッド車両が走行する経路の一例を模式的に示す図である。 図３に示す経路をハイブリッド車両が走行した場合における、モードおよびＳＯＣの推移の一例を示すための概略的な波形図である。 図３に示す経路をハイブリッド車両が走行した場合における、モードおよびＳＯＣの推移の他の例を示すための概略的な波形図である。 ＳＯＣ制御とエンジンの出力制御との関係を説明するための図である。 高速道路および一般道路をハイブリッド車両が走行した場合における、各走行形態での走行コストの算出方法を説明するための図である。 図３に示すような経路をハイブリッド車両が走行した場合における、モードおよびＳＯＣの推移の第１の例を示すための概略的な波形図である。 図３に示すような経路をハイブリッド車両が走行した場合における、モードおよびＳＯＣの推移の第２の例を示すための概略的な波形図である。 本実施の形態１に従うハイブリッド車両におけるＳＯＣ回復制御に関連した制御処理を説明するためのフローチャートである。 図１０のステップＳ４０で実行される、ＳＯＣ回復制御における目標ＳＯＣを設定する処理を説明するためのフローチャートである。 本実施の形態１に従うハイブリッド車両における走行制御を説明するためのフローチャートである。 エンジンの動作点と効率との関係を説明するための概念図である。 この発明の実施の形態２に従うハイブリッド車両の全体構成を示すブロック図である。 ＥＶ走行における動力伝達経路を説明するためのブロック図である。 シリーズＨＶ走行における動力伝達経路を説明するためのブロック図である。 パラレルＨＶ走行における動力伝達経路を説明するためのブロック図である。 ハイブリッド車両における走行状況に応じた走行モードの切換の一例を示す概念図である。 エンジンの動作点と効率との関係を説明するための概念図である。 図３に示すような経路をハイブリッド車両が走行した場合における、モードおよびＳＯＣの推移の一例を示すための概略的な波形図である。

以下、本発明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、図中の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。

［実施の形態１］
図１は、この発明の実施の形態１に従うハイブリッド車両の全体構成を説明するためのブロック図である。

図１を参照して、ハイブリッド車両１００は、エンジン２と、動力分割装置４と、モータジェネレータ６，１０と、伝達ギヤ８と、駆動軸１２と、駆動輪１４とを備える。また、ハイブリッド車両１００は、蓄電装置１６と、電力変換器１８，２０，２３と、接続部２４と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）２６とをさらに備える。

エンジン２には、燃料の燃焼による熱エネルギーをピストンやロータなどの運動子の運動エネルギーに変換することによって動力を出力する内燃機関である。エンジン２の燃料としては、ガソリンや軽油、エタノール、液体水素、天然ガスなどの炭化水素系燃料、または、液体もしくは気体の水素燃料が好適である。

モータジェネレータ６，１０は、交流回転電機であり、たとえば、３相交流同期電動機によって構成される。モータジェネレータ６は、動力分割装置４を経由してエンジン２により駆動される発電機として用いられるとともに、エンジン２を始動するための電動機としても用いられる。モータジェネレータ１０は、主として電動機として動作し、駆動軸１２を駆動する。一方で、車両の制動時や下り斜面での加速度低減時には、モータジェネレータ１０は、発電機として動作して回生制動を行なう。モータジェネレータ６は、「発電装置」の一実施例に対応し、モータジェネレータ１０は、「電動機」の一実施例に対応する。また、
動力分割装置４は、たとえば、サンギヤ、キャリヤ、リングギヤの３つの回転軸を有する遊星歯車機構を含む。動力分割装置４は、エンジン２の駆動力を、モータジェネレータ６の回転軸に伝達される動力と、伝達ギヤ８に伝達される動力とに分割する。伝達ギヤ８は、駆動輪１４を駆動するための駆動軸１２に連結される。また、伝達ギヤ８は、モータジェネレータ１０の回転軸にも連結される。

蓄電装置１６は、再充電可能な直流電源であり、たとえば、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池等の二次電池によって構成される。蓄電装置１６は、電力変換器１８，２０へ電力を供給する。また、蓄電装置１６は、モータジェネレータ６および／または１０の発電時に発電電力を受けて充電される。さらに、蓄電装置１６は、接続部２４に電気的に接続される車両外部の電源（図示せず）による蓄電装置１６の充電時に、車両外部の電源から供給される電力を受けて充電される（以下、接続部２４に電気的に接続される車両外部の電源を「外部電源」とも称し、外部電源による蓄電装置１６の充電を「外部充電」とも称す）。なお、蓄電装置１６として、大容量のキャパシタも採用可能である。

なお、蓄電装置１６の充電状態は、蓄電装置１６の満充電状態に対する現在の蓄電量を百分率で表したＳＯＣ（State Of Charge）によって示される。ＳＯＣは、たとえば、図示されない電圧センサおよび／または電流センサによって検出される、蓄電装置１６の出力電圧および／または入出力電流に基づいて算出される。ＳＯＣは、蓄電装置１６に別途設けられるＥＣＵで算出してもよいし、蓄電装置１６の出力電圧および／または入出力電流の検出値に基づいてＥＣＵ２６で算出してもよい。

電力変換器１８は、ＥＣＵ２６から受ける制御信号に基づいて、モータジェネレータ６と蓄電装置１６との間で双方向の直流／交流電力変換を実行する。同様に、電力変換器２０は、ＥＣＵ２６から受ける制御信号に基づいて、モータジェネレータ１０と蓄電装置１６との間で双方向の直流／交流電力変換を実行する。これにより、モータジェネレータ６，１０は、蓄電装置１６との間での電力授受を伴なって、電動機として動作するための正トルクまたは発電機として動作するための負トルクを出力することができる。なお、蓄電装置１６と電力変換器１８，２０との間に、直流電圧変換のための昇圧コンバータを配置することも可能である。

電力変換器２３は、外部電源による外部充電時に、ＥＣＵ２６から受ける制御信号に基づいて、外部電源から接続部２４を通じて供給される電力を蓄電装置１６の電圧レベルに変換して蓄電装置１６へ出力する。

ＥＣＵ２６は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、記憶装置、入出力バッファ等を含み（いずれも図示せず）、各種センサからの信号の入力および運転者の操作入力に基づいて、ハイブリッド車両１００の各機器を制御するための信号を出力する。なお、これらの制御については、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。

ＥＣＵ２６の主要な制御として、ＥＣＵ２６は、アクセルペダルの操作に応じたアクセル開度と車速とに基づいて、走行のために必要なパワー（以下、「走行パワー」とも称す）を算出し、算出された走行パワーをハイブリッド車両１００が発生するようにエンジン２およびモータジェネレータ６，１０を制御する。

ＥＣＵ２６は、走行パワーが小さいときは、エンジン２を停止させてモータジェネレータ１０のみで走行（ＥＶ走行）するように車両を制御する。アクセルペダルの操作に応じて走行パワーが大きくなったり、蓄電装置１６のＳＯＣが低下したりすると、ＥＣＵ２６は、エンジン２を作動させて走行（ＨＶ走行）するように車両を制御する。ＨＶ走行では、モータジェネレータ１０の駆動力に加えて、またはモータジェネレータ１０の代わりに、エンジン２の駆動力を用いてハイブリッド車両１００が走行する。エンジン２の作動に伴ないモータジェネレータ６が発電した電力は、蓄電装置１６に蓄えられたり、モータジェネレータ１０に直接供給されたりする。

また、ＥＣＵ２６は、ＳＯＣを消費するＣＤ（Charge Depleting）モードと、ＳＯＣを所定レベルに維持するＣＳ（Charge Sustaining）モードとを選択的に適用して、車両の走行を制御する走行制御を実行する。

図２は、ＣＤモードおよびＣＳモードを説明するための図である。図２を参照して、たとえば、外部充電により蓄電装置１６が満充電状態となった後、ＣＤモードが選択されて走行が開始されるものとする。

ＣＤモードは、ＳＯＣを消費するモードであり、基本的には、蓄電装置１６に蓄えられた電力（主には外部充電による電気エネルギー）を消費するモードである。ＣＤモードでの走行時は、ＳＯＣを維持するためにエンジン２は作動しない。これにより、車両の減速時等に回収される回生電力や走行パワー増大によるエンジン２の作動に伴ない発電される電力によって一時的にＳＯＣが増加することはあるものの、結果的に充電よりも放電の割合の方が相対的に大きくなり、全体としては走行距離の増加に伴ないＳＯＣは減少する。

ＣＳモードは、ＳＯＣを所定レベルに維持するモードである。一例として、時刻ｔ１において、ＳＯＣの低下を示す所定値ＳＬにＳＯＣが低下すると、ＣＳモードが選択され、その後のＳＯＣが、所定値ＳＬに基づき定められる制御範囲ＲＮＧ内に維持される。具体的には、エンジン２が作動および停止を適宜繰り返す（間欠運転）ことによって、ＳＯＣが制御範囲ＲＮＧ内に制御される。このように、ＣＳモードでは、ＳＯＣを維持するためにエンジン２が作動する。

なお、特に図示しないが、運転者が操作可能なスイッチを設けて、ＳＯＣの推移とは無関係に運転者の操作に応じてＣＤモードおよびＣＳモードを切換可能としてもよい。

このハイブリッド車両１００では、走行パワーＰｒ＊と蓄電装置１６に対する充放電要求パワーＰｃｈｇとの和が所定のエンジン始動しきい値よりも小さいときは、ＥＶ走行が選択される。一方、走行パワーＰｒ＊および充放電要求パワーＰｃｈｇの和がエンジン始動しきい値を超えると、エンジン２を始動することによりＨＶ走行が選択される。好ましくは、ＣＤモードにおけるエンジン始動しきい値は、ＣＳモードにおけるエンジン始動しきい値よりも高く設定される。

このように、ＣＤモードにおいても、運転者のアクセル操作等に応じて走行パワーが大きくなれば、エンジン２は始動される。エンジン２の作動後に走行パワーが低下すると、エンジン２は再び停止される。

一方で、ＣＤモードでは、ＳＯＣ制御のためのエンジン始動は回避される。たとえば、ＣＤモードでは、充放電要求パワーＰｃｈｇが０に設定される。なお、ＣＤモードにおいても、走行パワーが小さくても、エンジン２を熱源とする温水暖房の要求時やエンジン２の暖機時など、エンジン２の作動が許容される場合もある。

ＣＳモードでは、ＳＯＣを制御範囲ＲＮＧ内に維持するように、エンジン２の出力調整によるＳＯＣ制御が実行される。たとえば、ＣＳモードでは、走行パワーに加えて、ＳＯＣの低下にも応じてエンジン２の始動が要求される。一方で、ＣＳモードにおいても、走行パワーおよび充放電要求パワーの和がエンジン始動しきい値よりも低い場合には、エンジン２は停止される。

このように、ハイブリッド車両１００において、ＣＤモードは、エンジン２を常時停止させて走行するＥＶ走行に限定されるものではなく、ＣＳモードも、エンジン２を常時作動させて走行するＨＶ走行に限定されるものではない。ＣＤモードおよびＣＳモードのいずれにおいても、ＥＶ走行とＨＶ走行とが可能である。

なお、ハイブリッド車両１００は、基本的には、ＣＤモードにおけるＥＶ走行の頻度を高めることにより、蓄電装置１６に蓄えられた電気エネルギーを有効に活用することによって、エネルギー効率（燃費）の改善を図るものである。

再び図１を参照して、ハイブリッド車両１００は、ナビゲーションシステム２８をさらに備える。ナビゲーションシステム２８は、車両外部と通信可能に構成されて、人工衛星を利用して車両位置を測定するＧＰＳ（Global Positioning System）を用いて、自車位置情報、すなわちハイブリッド車両１００の現在値を把握することができる。また、ナビゲーションシステム２８は、図示しないＨＤＤ（Hard Disk Drive）等の不揮発性メモリに記録された道路地図データを読込んで、把握した自車位置情報と、道路地図データとを組み合わせて走行案内をすることができる。たとえば、車両の自車位置を道路地図データに重ねて図示しない表示部に表示することができる。

また、ナビゲーションシステム２８は、ユーザによって目的地が設定された場合には、現在値から目的地までの走行経路を探索するとともに、図示しない表示部によって経路案内を行なうことができる。さらに、ナビゲーションシステム２８は、ハイブリッド車両１００の走行履歴を記憶する機能を有するように構成されることが一般的である。したがって、各道路について、過去の走行履歴等を学習することができる。また、ナビゲーションシステム２８に、自宅や勤務先等の情報が登録されている場合には、このような特定の目的地との関係で、特定の領域（たとえば、特定の目的地から一定距離内の領域）を認識することも可能である。

（ハイブリッド車両の走行制御）
次に、図３〜図５を参照して、ハイブリッド車両１００の走行制御を具体的に説明する。図３に、ハイブリッド車両１００が走行する経路の一例を模式的に示す。図３は、実施の形態１に従うハイブリッド車両の走行制御が実行されるような走行経路の一例を示している。

図３中に矢印で示されるように、ハイブリッド車両１００は、地点Ａ１→地点Ａ２→地点Ａ３→地点Ａ４の順に走行する。地点Ａ１は出発地点であり、地点Ａ４は目的地点であり、地点Ａ２，Ａ３は通過地点である。なお、地点Ａ１から地点Ａ２までの区間は、一般道路であり、地点Ａ２から地点Ａ３までの区間は、高速道路であり、地点Ａ３から地点Ａ４までの区間は一般道路である。

図４は、図３に示すような経路をハイブリッド車両１００が走行した場合における、モードおよび蓄電装置１６のＳＯＣの推移の一例を示すための概略的な波形図である。図４の横軸には走行距離が示され、縦軸にはＳＯＣが示される。

図４に示されるように、たとえば、モード（走行形態）はＳＯＣに基づいて選択される。具体的には、ＳＯＣが所定値ＳＬよりも高いときにはＣＤモードが選択される一方で、ＣＤモードの選択時にＳＯＣが所定値ＳＬよりも低下すると、ＣＳモードが選択される。

図４の例では、出発地点Ａ１において、外部充電により蓄電装置１６が満充電レベルまで充電されている。さらに、ＳＯＣ＞ＳＬであるため、ＣＤモードが選択されて走行が開始される。ＣＤモードでは、走行距離の増加に伴なってＳＯＣが徐々に低下する。そして、ＳＯＣ＜ＳＬになると、ハイブリッド車両１００はＣＤモードからＣＳモードに切換えられる。そのため、図４に示されるように、地点Ａ１から地点Ａ２までの区間でＣＳモードに切換えられた場合には、地点Ａ２から地点Ａ３までの区間（高速道路）、および地点Ａ３から地点Ａ４までの区間（一般道路）の各々において、ハイブリッド車両１００はＣＳモードで走行する。すなわち、ＳＯＣを制御範囲ＲＮＧ内に維持するように、エンジン２の間欠運転が行なわれる。

なお、図示は省略するが、ハイブリッド車両１００が目的地点Ａ４に到達し、走行が終了すると、ユーザが接続部２４に外部電源を接続することにより、外部充電が開始される。外部充電により蓄電装置１６のＳＯＣは上昇し始める。ＳＯＣが満充電レベルに達すると外部充電が完了して、出発地点Ａ１での状態が再現される。

図５には、図３に示すような経路をハイブリッド車両１００が走行した場合における、モードおよびＳＯＣの推移の他の例が示される。図５の横軸には走行距離を示され、縦軸にはＳＯＣが示される。

図５を参照して、図４と同様に、出発地点Ａ１においてＣＤモードが選択されて走行が開始され、ＣＤモードでの走行中、地点Ａ１から地点Ａ２までの区間でＳＯＣ＜ＳＬになると、ハイブリッド車両１００はＣＤモードからＣＳモードに切換えられる。

地点Ａ２から地点Ａ３までの区間（高速道路）、ハイブリッド車両１００はＣＳモードで走行する。図５に示されるように、ＣＳモードでの走行中、蓄電装置１６のＳＯＣを目標値まで増加するためのＳＯＣ回復制御が実行される。ＳＯＣ回復制御では、ＳＯＣ制御における目標値（以下、目標ＳＯＣと称す）が、ＣＳモード（ＳＯＣ回復制御非実行時）よりも高められる。ＳＯＣ回復制御は、ＣＳモードと比較して、ＳＯＣを強制的に上昇させるために、エンジン２を常時作動させて走行するＨＶ走行に限定される点で異なる。

高速道路の走行中において、ＥＣＵ２６は、ＳＯＣ回復制御を実行する。ＳＯＣ回復制御では、高速道路の出口である地点Ａ３をハイブリッド車両１００が通過するときに、ＳＯＣが目標ＳＯＣ（ＳＯＣ＊）に到達するように、エンジン２を常時作動させる。

そして、高速道路の出口である地点Ａ３では、ＳＯＣ（＝ＳＯＣ＊）＞ＳＬであるため、再びＣＤモードが選択される。したがって、ハイブリッド車両１００は、地点Ａ３を通過した以降では、ＣＤモードにより走行するので、ＳＯＣは再び徐々に低下する。再びＳＯＣ＜ＳＬになると、ハイブリッド車両１００は、ＣＤモードからＣＳモードに切換えられる。図５の例では、地点Ａ３から目的地点Ａ４までの区間（一般道路）においてＳＯＣ＞ＳＬが維持されるため、ハイブリッド車両１００はＣＤモードで走行する。すなわち、地点Ａ３から地点Ａ４までの区間（一般道路）の走行中、蓄電装置１６を充電するためのエンジン２の作動が回避されるため、ＥＶ走行の頻度が高められる。

図４および図５から理解されるように、図２に示すような、高速道路および一般道路をこの順で含む経路をハイブリッド車両１００が走行する場合には、高速道路および一般道路をともにＣＳモードにより走行する走行パターン（図４参照）の他に、高速道路の走行中にＳＯＣ回復制御を実行し、一般道路をＣＤモードにより走行する走行パターン（図５参照）がある。後者の走行パターンによれば、高速道路の走行中にエンジン２を積極的に作動させて蓄電装置１６のＳＯＣ値を高めておくことで、ハイブリッド車両１００は、蓄電装置１６に蓄えられた電力を用いて一般道路をＥＶ走行することができる。

ここで、一般道路をＣＳモードで走行するときの走行コストと、高速道路の走行中に蓄えられた電力を用いて一般道路をＥＶ走行するときの走行コストとを比較する。以下の説明において、「走行コスト」とは、燃料の単位走行距離当たりのコスト、または外部電源から補給された電力の単位走行距離当たりのコストを示す。走行コストは、１ｋｍの距離を走行するのに必要とするコスト、すなわち、［円／ｋｍ］の単位で表わされる。

上記の比較においては、高速道路の走行中に蓄えられた電力を用いて一般道路をＥＶ走行するときの走行コストが、一般道路をＣＳモードで走行するときの走行コストよりも低くなるという傾向がある。これは、高速走行時は、中低速走行時に比べて、蓄電装置１６を充電するためのエネルギー効率（充電効率）が高くなることによる。言い換えれば、高速走行時には、中低速走行時に比べて、全体の燃料消費量のうち、蓄電装置１６の充電に用いられる燃料消費量の比率が高くなることによる。

高速道路走行時に充電効率が高くなることの第１の理由として、高速道路を走行しているときは、一般道路を走行しているときに比べて、周辺環境での騒音が大きいため、エンジン２の動作点を、エンジン２の熱効率が最高値となる、すなわちエンジン効率が最大となる最適燃費動作点（図６の点Ｐ０に相当）に近付けやすいことが挙げられる。

図６を用いて、ＳＯＣ制御とエンジン２の出力制御との関係を説明する。図６を参照して、図６の横軸にはエンジン回転数Ｎｅが示され、図６の縦軸にはエンジントルクＴｅが示される。図６に示されるように、エンジン回転数およびエンジントルクの組合せによって、エンジン２の動作点が規定される。

図６には、エンジン２の最大トルク線２１０および等燃費線２２０が示される。最大トルク線２１０は、各エンジン回転数における、エンジン２が出力可能な最大トルクを出力する動作点の集合として予め定義される。等燃費線２２０は、燃費が等しい動作点の集合であり、楕円形を描く。複数の等燃費線は、楕円の中心に近付くほど燃費が改善されることを示している。

等パワー線２５０は、エンジン２の出力パワーが同一となる動作点の集合である。したがって、エンジン２に要求される出力パワー（以下、「エンジン要求パワーＰｅ」とも称す）が決定されると、エンジン要求パワーＰｅに対応した等パワー線上に、エンジン２の動作点を定めることができる。

燃費最適動作線２１５は、同一のエンジン出力パワーに対してエンジン２での燃料消費量が最小となる動作点の集合で示される。燃費最適動作線２１５は、実験結果等に基づいて、予め一意に決定することができる。

したがって、エンジン出力パワーの変化に対しては、燃費最適動作線２１５上にエンジン動作点を設定することで、エンジン２の燃費を改善することができる。すなわち、エンジン要求パワーＰｅに対応する等パワー線２５０と、燃費最適動作線２１５との交点に従ってエンジン２の動作点を設定することが燃費面から好ましい。

さらに、燃費最適動作線２１５上には、エンジン効率が最大となる最適燃費動作点Ｐ０が存在する。したがって、エンジン２が最適燃費動作点Ｐ０に従って作動すれば、燃費は最大限に改善される。

エンジン要求パワーＰｅは、ハイブリッド車両１００の走行に必要なパワー（走行パワーＰｒ＊）と、蓄電装置１６の充放電要求パワーＰｃｈｇとの和で示される。走行パワーＰｒ＊は、ハイブリッド車両１００の走行に必要な走行駆動力（トルク）と、駆動軸１２の回転数との積に基づいて算出することができる。たとえば、走行駆動力（トルク）は、運転者によるアクセルペダルの操作量と、車速とに基づいて算出することができる。

充放電要求パワーＰｃｈｇは、蓄電装置１６のＳＯＣ制御のための、蓄電装置１６の充放電電力を示す。なお、以下では、充放電要求パワーＰｃｈｇは、蓄電装置１６の放電を促す場合にはＰｃｈｇ＞０に設定され、蓄電装置１６の充電を促す場合にはＰｃｈｇ＜０に設定されるものとする。したがって、Ｐｅ＝Ｐｒ＊−Ｐｃｈｇで示される。

ＳＯＣ制御では、蓄電装置１６のＳＯＣを目標ＳＯＣに近付けるように、充放電要求パワーＰｃｈｇが設定される。すなわち、ＳＯＣが目標ＳＯＣよりも低いと、Ｐｃｈｇ＜０に設定されることにより、エンジン要求パワーＰｅは、走行パワーＰｒよりも大きくなる。反対に、ＳＯＣが目標ＳＯＣよりも高いと、Ｐｃｈｇ＞０に設定されることにより、エンジン要求パワーＰｅは、走行パワーＰｒよりも小さくなる。

たとえば、図６上で、走行パワーＰｒ＊に相当する等パワー線２５０上の動作点Ｐ１に対して、蓄電装置１６を充電する場合にはＰｃｈｇ＜０に設定されることによって、Ｐｅ＊＞Ｐｒとされる。これにより、エンジン動作点は、燃費最適動作線２１５上を、高パワー側（図面右上方向）に移動する。これにより、走行パワーＰｒ＊に対して余分に出力されたエンジンパワー（｜Ｐｃｈｇ｜分）によって、蓄電装置１６を充電することができる。

ここで、移動後の動作点は、走行パワーＰｒ＊に対応した動作点Ｐ１よりも最適燃費動作点Ｐ０に近い。このため、蓄電装置１６の充放電要求パワーＰｃｈｇをさらに出力することにより、エンジン２は、燃料消費量が増加する一方でエネルギー効率は高くなる。この場合には、全体の燃料消費量のうち、蓄電装置１６の充電に用いられる燃料消費量の比率が高くなる。すなわち、蓄電装置１６の充電効率が向上する。

高速走行時は、中低速走行時に比べて周辺環境での騒音が大きいため、走行パワーＰｒ＊に対応したエンジン動作点を高パワー側に移動させても、それによるエンジン音の増加が周辺環境に与える影響が小さい。そのため、ＳＯＣ回復制御の実行時に、走行パワーＰｒ＊に対応したエンジン動作点が、最適燃費動作点Ｐ０よりも低パワー側に位置する場合には、たとえば、エンジン動作点が最適燃費動作点Ｐ０までシフトされるように、充放電要求パワーＰｃｈｇ（Ｐｃｈｇ＜０）を設定することができる。これにより、ＳＯＣ回復制御での充電効率を向上させることができる。

第２の理由として、ＳＯＣ回復制御は、ＳＯＣを強制的に上昇させるために、エンジン２を常時作動させて走行するＨＶ走行に限定されるため、エンジン２を間欠運転させるＣＳモードと比較して、エンジン２を始動／停止させるために発生するエネルギー損失が抑えられることが挙げられる。

これらの理由により、ハイブリッド車両１００においては、高速走行での蓄電装置１６の充電効率が高くなる傾向にあることから、高速道路の走行中にＳＯＣ回復制御を実行して蓄電装置１６のＳＯＣ値を高めておき、蓄電装置１６に蓄えられた電力を用いて一般道路をＥＶ走行した方が、高速道路および一般道路をともにＣＳモードにより走行する場合に比べて、走行コストを低減することができる。したがって、一般道路の走行中、蓄電装置１６を充電するためのエンジン２の作動を抑えてＥＶ走行を確保するためには、高速道路の走行中に実行されるＳＯＣ回復制御の目標ＳＯＣを高い値に設定することが好ましい。

その一方で、ＳＯＣ回復制御の目標ＳＯＣを蓄電装置１６の満充電レベルにまで高めておくと、一般道路の走行によって蓄電装置１６に蓄えられた電力を使い切ることができず、ハイブリッド車両１００が目的地点Ａ４に到達したときのＳＯＣが、制御範囲ＲＮＧの下限値を大きく上回っている場合が生じる。すなわち、ＳＯＣが制御範囲ＲＮＧの下限値にまで低下するよりも前にハイブリッド車両１００が目的地点Ａ４に到達して走行が終了してしまう場合がある。

このような場合には、目的地点Ａ４での外部充電において、外部電源から蓄電装置１６に供給できる電力量が、蓄電装置１６に残存している蓄電量に応じて減少する。その結果、ハイブリッド車両１００の充電コストが、ＳＯＣ回復制御によりエンジン２を積極的に作動させた分、外部充電による充電コストよりも却って高くなってしまうというケースが生じ得る。このため、高速道路の走行中にＳＯＣ回復制御を実行することが、必ずしもハイブリッド車両１００のトータル走行コストの低減に繋がらない可能性がある。

そこで、本実施の形態１では、高速道路をＨＶ走行したときに蓄電装置１６に充電される電力を用いてＥＶ走行するときの走行コスト（第１の走行コスト）、および、目的地点Ａ４において外部充電により蓄電装置１６に充電される電力を用いてＥＶ走行するときの走行コスト（第２の走行コスト）をそれぞれ算出する。そして、算出された２つの走行コストを比較し、その比較結果に基づいて、高速道路走行中に実行されるＳＯＣ回復制御の目標ＳＯＣを設定する。

以下、本発明の実施の形態１に従うハイブリッド車両１００の走行制御の基本的な概念について説明する。

本実施の形態１に従うハイブリッド車両１００の走行制御は、主として、（１）走行コストの算出、（２）走行コストの比較、（３）ＳＯＣ回復制御における目標ＳＯＣの設定、および、（４）ＳＯＣ回復制御を伴なう車両の走行制御により構成される。各処理の詳細を説明する。

（１）走行コストの算出
図７は、高速道路および一般道路をハイブリッド車両１００が走行した場合における、各走行形態での走行コストの算出方法を説明するための図である。

図７を参照して、走行コストは、車両のエネルギー消費に関する性能、燃料タンクに蓄積されている燃料の単価、および外部充電した際の充電電力単価（電力量料金）等に基づいて算出することができる。このうち、車両のエネルギー消費に関する性能には、燃料の単位消費量当たりの車両の走行距離である燃費、および電力の単位消費量当たりの車両の走行距離である電費が含まれる。

燃料単価は、たとえば、燃料補給時にナビゲーションシステム２８の入力手段を介して運転者によりＥＣＵ２６に入力されてもよく、ガソリンステーションの送信手段から通信により取得されてもよい。充電電力単価は、外部充電時にナビゲーションシステム２８の入力手段を介して運転者によりＥＣＵ２６に入力されてもよく、インターネット等のネットワークに接続することにより電力会社等から取得されてもよい。

（１−１）ＣＳモード時の走行コスト
高速道路をＣＳモードで走行したときの走行コストＡ１は、燃料単価を、ＣＳモード時にハイブリッド車両１００が高速道路を定常走行するときの燃費で除算することによって算出される。たとえば、ＣＳモード時にハイブリッド車両１００が高速道路の法定速度（たとえば、時速１００ｋｍ）で定常走行するときの燃費をＦ１［ｋｍ／Ｌ］とし、燃料単価をＦＰ１［円／Ｌ］とすると、走行コストＡ１［円／ｋｍ］は、次式（１）により算出される。

Ａ１＝ＦＰ１／Ｆ１ ・・・（１）
なお、走行コストＡ１の算出に用いる燃費Ｆ１［ｋｍ／Ｌ］は、たとえば、ナビゲーションシステム２８に記憶されている過去の走行履歴に基づいて算出することができる。

一方、一般道路をＣＳモードで走行したときの走行コストＡ２は、燃料単価ＦＰ１［円／Ｌ］を、ＣＳモード時にハイブリッド車両１００が一般道路を走行するときの燃費で除算することにより算出される。たとえば、ＣＳモード時においてハイブリッド車両１００が一般道路を走行するときの燃費をＦ２［ｋｍ／Ｌ］とすると、走行コストＡ２［円／ｋｍ］は、次式（２）により算出される。

Ａ２＝ＦＰ１／Ｆ２ ・・・（２）
なお、走行コストＡ２の算出に用いる燃費Ｆ２［ｋｍ／Ｌ］は、上記の燃費Ｆ１［ｋｍ／Ｌ］と同様に、ナビゲーションシステム２８に記憶されている過去の走行履歴に基づいて算出することができる。あるいは、車両のカタログ等に掲載されている、標準化された燃費測定方法（たとえばＪＣ０８モード）によって測定された燃費を用いることができる。

（１−２）高速道路で充電した電力でＥＶ走行するときの走行コスト
高速道路の走行中に蓄電装置１６に蓄えられた電力を用いて高速道路をＥＶ走行することは、高速道路をＣＳモードで走行することと等価である。したがって、高速道路で充電した電力でＥＶ走行するときの走行コストＢ１は、上記（１）で説明した、高速道路をＣＳモードで走行したときの走行コストＡ１に等しい（Ａ１＝Ｂ１）。

一方、高速道路で充電した電力を用いて一般道路をＥＶ走行するときの走行コストＢ２は、高速道路の走行中に蓄電装置１６の充電のために消費される燃料のコストを、高速道路の走行中に蓄電装置１６に蓄えられた電力を用いたＥＶ走行での走行可能距離で除算することにより算出される。

たとえば、ハイブリッド車両１００が時速１００ｋｍでＨＶ走行するときの燃費をＦ３［ｋｍ／Ｌ］とすると、ＣＳモード時にハイブリッド車両１００が時速１００ｋｍで定常走行するときの燃費Ｆ１［ｋｍ／Ｌ］と、燃費Ｆ３［ｋｍ／Ｌ］との差分（＝Ｆ１−Ｆ３）が、ＣＳモード時にハイブリッド車両１００がＥＶ走行した距離に相当する。そして、この距離（Ｆ１−Ｆ３）［ｋｍ］を燃費Ｆ３［ｋｍ／Ｌ］で除算することで、ＨＶ走行時に蓄電装置１６の充電に費やされた燃料消費量が算出される。この燃料消費量に燃料単価Ｐ１［円／Ｌ］を乗算することにより、高速道路の走行中に蓄電装置１６の充電のために消費される燃料のコストが算出される。

時速１００ｋｍでＨＶ走行中に蓄電装置１６に蓄えられ蓄電量をＷ［Ａｈ］とし、ハイブリッド車両１００が一般道路をＥＶ走行するときの電費をＥ１［ｋｍ／Ａｈ］とすると、高速道路の走行中に蓄電装置１６に蓄えられた電力量を用いたＥＶ走行での走行可能距離は、Ｗ×Ｅ１［ｋｍ］で表わされる。

以上により、走行コストＢ２［円／ｋｍ］は、次式（３）により算出される。
Ｂ２＝（Ｆ１／Ｆ３−１）×Ｐ１／（Ｗ×Ｅ１） ・・・（３）
走行コストＢ２の算出に用いる電費Ｅ１［ｋｍ／Ａｈ］は、ナビゲーションシステム２８に記憶されている過去の走行履歴に基づいて算出することができる。あるいは、車両のカタログ等に掲載されている、標準化された燃費測定方法（たとえばＪＣ０８モード）によって測定された電費を用いることができる。

（１−３）充電スタンドでの充電電力でＥＶ走行するときの走行コスト
充電スタンドでの充電電力で高速道路をＥＶ走行したときの走行コストＣ１は、充電スタンドで所定の電力量を充電するときの充電コストを、当該所定の電力量を用いたＥＶ走行での走行可能距離で除算することにより算出される。具体的には、走行コストＣ１は、充電スタンドでの充電電力単価を、ハイブリッド車両１００が高速道路をＥＶ走行するときの電費で除算することによって算出される。たとえば、ハイブリッド車両１００が時速１００ｋｍでＥＶ走行するときの電費をＥ２［ｋｍ／Ａｈ］とし、充電スタンドでの充電電力単価をＥＰ１［円／Ａｈ］とすると、走行コストＣ１［円／ｋｍ］は、次式（４）により算出される。

Ｃ１＝ＥＰ１／Ｅ２ ・・・（４）
なお、走行コストＣ１の算出に用いる電費Ｅ２［ｋｍ／Ａｈ］は、たとえば、ナビゲーションシステム２８に記憶されている過去の走行履歴に基づいて算出することができる。

一方、充電スタンドでの充電電力で一般道路をＥＶ走行したときの走行コストＣ２は、充電電力単価ＥＰ１［円／Ａｈ］を、ハイブリッド車両１００が一般道路を走行するときの電費で除算することにより算出される。ハイブリッド車両１００が一般道路を走行するときの電費Ｅ１［ｋｍ／Ａｈ］を用いることにより、走行コストＣ２［円／ｋｍ］は、次式（５）により算出される。

Ｃ２＝ＥＰ１／Ｅ１ ・・・（５）
（１−４）家庭用電源での充電電力でＥＶ走行するときの走行コスト
家庭用電源での充電電力で高速道路をＥＶ走行したときの走行コストＤ１は、家庭用電源で所定の電力量を充電するときの充電コストを、当該所定の電力量を用いたＥＶ走行での走行可能距離で除算することにより算出される。具体的には、走行コストＤ１は、家庭用電源での充電電力単価を、ハイブリッド車両１００が高速道路をＥＶ走行するときの電費で除算することによって算出される。たとえば、ハイブリッド車両１００が時速１００ｋｍでＥＶ走行するときの電費をＥ２［ｋｍ／Ａｈ］とし、家庭用電源での充電電力単価をＥＰ２［円／Ｗｈ］とすると、走行コストＤ１［円／ｋｍ］は、次式（６）により算出される。

Ｄ１＝ＥＰ２／Ｅ２ ・・・（６）
一方、家庭用電源での充電電力で一般道路をＥＶ走行したときの走行コストＤ２は、充電電力単価ＥＰ２［円／Ａｈ］を、ハイブリッド車両１００が一般道路を走行するときの電費Ｅ１［ｋｍ／Ａｈ］で除算することにより算出される。すなわち、走行コストＤ２［円／ｋｍ］は、次式（７）により算出される。

Ｄ２＝ＥＰ２／Ｅ１ ・・・（７）
なお、家庭用電源での充電電力単価ＥＰ２［円／Ａｈ］には、外部充電を実行する予定時間帯の電力量料金を用いてもよい。

（２）走行コストの比較
図７に示される走行形態ごとの走行コストの比較において、高速道路で充電した電力を用いて一般道路をＥＶモードで走行するときの走行コストＢ２は、高速走行時の蓄電装置１６の充電効率が高いことに起因して、一般道路をＣＳモードで走行したときの走行コストＡ２よりも低くなる（Ｂ２＜Ａ２）。したがって、一般道路の走行中に蓄電装置１６を充電するためのエンジン２の作動を抑えてＥＶ走行を確保するためには、高速道路の走行中に実行されるＳＯＣ回復制御の目標ＳＯＣを高い値に設定することが好ましい。

ＳＯＣ回復制御における目標ＳＯＣの設定にあたっては、高速道路で充電した電力でＥＶ走行するときの走行コスト（第１の走行コスト）と、目的地点Ａ４で外部充電した電力でＥＶ走行するときの走行コスト（第２の走行コスト）とを比較する。

高速道路で充電した電力でＥＶ走行するときの走行コストは、上記（１−２）で示した走行コストＢ１，Ｂ２に相当する。一方、目的地点Ａ４において外部充電した電力でＥＶ走行するときの走行コストは、目的地点Ａ４に設置されている外部電源の種別（外部電源の充電電力単価）によって異なる値となる。

したがって、目的地点Ａ４に設置されている外部電源が充電スタンドである場合には、走行コストＢ１，Ｂ２と、上記（１−３）で示した充電スタンドでの充電電力でＥＶ走行するときの走行コストＣ１，Ｃ２とを比較する。一方、目的地点Ａ４に設置されている外部電源が家庭用電源である場合には、走行コストＢ１，Ｂ２と、上記（１−４）で示した家庭用電源での充電電力でＥＶ走行するときの走行コストＤ１，Ｄ２とを比較する。

（３）ＳＯＣ回復制御における目標ＳＯＣの設定
上記（２）の走行コストの比較において、高速道路で充電した電力でＥＶ走行するときの走行コストＢ１，Ｂ２が、目的地点Ａ４において外部充電した電力でＥＶ走行するときの走行コスト（Ｃ１，Ｃ２またはＤ１，Ｄ２）よりも高い場合には、地点Ａ３から地点Ａ４までの区間（一般道路）の走行によって蓄電装置１６に蓄えられた電力を使い切ることが好ましい。

すなわち、図８に示されるように、ハイブリッド車両１００が目的地点Ａ４に到達したときのＳＯＣを、制御範囲ＲＮＧの下限値にできるだけ近付けておくことが好ましい。このようにすると、目的地点Ａ４での外部充電において、できる限り多くの電力量を蓄電装置１６に充電することができる。

図８には、図３に示すような経路をハイブリッド車両１００が走行した場合における、モードおよびＳＯＣの推移の第１の例が示される。

図８に示されるハイブリッド車両１００のモードの推移は、図５に示されるモードの推移と同様である。すなわち、高速道路の走行中において、高速道路の出口である地点Ａ３をハイブリッド車両１００が通過するときに、ＳＯＣが目標ＳＯＣ（ＳＯＣ＊）に到達するように、ＳＯＣ回復制御が実行される。

このときのＳＯＣ回復制御では、地点Ａ３から目的地点Ａ４までの区間（一般道路）をハイブリッド車両１００がＥＶ走行するのに必要な電力量が蓄電装置１６に蓄えられているように、目標ＳＯＣが設定される。これにより、地点Ａ３から目的地点Ａ４までの区間（一般道路）において、ハイブリッド車両１００がＣＤモードで走行するために、ＳＯＣは走行距離の増加に伴なって減少し、目的地点Ａ４において制御範囲ＲＮＧの下限値に到達する。

そして、目的地点Ａ４では、蓄電装置１６のＳＯＣは、外部充電によって、制御範囲ＲＮＧの下限値から満充電状態にまで回復する。したがって、次回の走行においては、外部充電により充電される電力を用いたＥＶ走行を行なうことができるため、ハイブリッド車両１００のトータル走行コストを低減することができる。

これに対して、目的地点Ａ４において外部充電した電力でＥＶ走行するときの走行コスト（Ｃ１，Ｃ２またはＤ１，Ｄ２）が、高速道路で充電した電力でＥＶ走行するときの走行コストＢ１，Ｂ２よりも高い場合には、図９に示されるように、地点Ａ３から地点Ａ４までの区間（一般道路）の走行に必要な電力量よりも多くの電力量を蓄電装置１６に蓄えておくことが好ましい。

図９には、図３に示すような経路をハイブリッド車両１００が走行した場合における、モードおよびＳＯＣの推移の第２の例が示される。

図９に示されるハイブリッド車両１００のモードの推移は、図８に示されるモードの推移と同様に、高速道路の走行中において、高速道路の出口である地点Ａ３をハイブリッド車両１００が通過するときに、ＳＯＣが目標ＳＯＣ（ＳＯＣ＊）に到達するように、ＳＯＣ回復制御が実行される。

このときのＳＯＣ回復制御では、地点Ａ３をハイブリッド車両１００が通過するときに、ＳＯＣが満充電レベルになるように、目標ＳＯＣが設定される。これにより、地点Ａ３から目的地点Ａ４までの区間（一般道路）をＣＤモードで走行してハイブリッド車両１００が目的地点Ａ４に到達したときに、蓄電装置１６に蓄えられた電力を使い切ることができず、蓄電装置１６のＳＯＣが制御範囲ＲＮＧの下限値を上回っている場合がある。

そして、目的地点Ａ４では、蓄電装置１６のＳＯＣは、外部充電によって、制御範囲ＲＮＧの下限値よりも高い値から満充電状態にまで回復する。したがって、次回の走行では、エンジン２の作動により発電した電力と外部電源により充電された電力とを用いたＥＶ走行が行なわれる。図９に示すモードによれば、図８に示すモードに比べて、外部充電による充電コストを抑えることができるため、ハイブリッド車両１００のトータル走行コストを低減することができる。

図１０は、本実施の形態１に従うハイブリッド車両におけるＳＯＣ回復制御に関連した制御処理を説明するためのフローチャートである。図１０のフローチャートに示された制御処理は、所定時間毎または所定条件の成立時にメインルーチンから呼び出されて実行される。

図１０を参照して、ＥＣＵ２６は、ステップＳ１０により、ハイブリッド車両１００が「ＲＥＡＤＹ−ＯＮ」状態であるか否かを判定する。なお、車両が「ＲＥＡＤＹ−ＯＮ」状態であるか否かは、走行を意図してシステムが起動されたか否かを判断するために、車両の走行開始に関連する一条件として判定されるものである。「ＲＥＡＤＹ−ＯＮ」に代えて、たとえば、運転者側のドアが開けられたことや、運転者の座席において着座が検知されたことを、車両の走行監視に関連する条件として判定してもよい。

車両が「ＲＥＡＤＹ−ＯＮ」状態であると判定されると（Ｓ１０のＹＥＳ判定時）、ＥＣＵは２６、ステップＳ２０により、目的地、および現在地から目的地までの走行経路が決定されているか否かを判定する。目的地および走行経路の決定の有無については、ＥＣＵ２６は、ナビゲーションシステム２８と通信をすることにより情報を得る。たとえば、ＥＣＵ２６は、ハイブリッド車両１００が「ＲＥＡＤＹ−ＯＮ」状態になると、ナビゲーションシステム２８から目的地および現在地から目的地までの走行経路に関する情報（以下、「ルート情報」と称す）を取得する。なお、ルート情報には、走行経路における所定距離ごとの高低差、標準走行速度、燃料タンクに蓄積されている燃料の単価、および目的地に設置される外部電源の種別（外部電源の充電電力単価）などが含まれている。

ステップ２０において、目的地および走行経路が決定されていない場合（Ｓ２０のＮＯ判定時）には、ＥＣＵ２６は、ステップＳ５０に進み、ナビゲーションシステム２８から過去の走行履歴に関する情報を取得し、取得した走行履歴から目的地および、現在地から目的地までの走行経路を推定する。

次に、ＥＣＵ２６は、ステップＳ３０により、取得または推定された走行経路に、高速道路、および、高速道路の出口から目的地までの一般道路が含まれているか否かを判定する。走行経路に高速道路および一般道路がこの順で含まれている場合（Ｓ３０のＹＥＳ判定時）には、ＥＣＵ２６は、ステップＳ４０に進み、高速道路の走行中に実行されるＳＯＣ回復制御における目標ＳＯＣを設定する。

一方、走行経路に高速道路および一般道路がこの順で含まれていない場合（Ｓ３０のＮＯ判定時）には、ステップＳ４０の処理がスキップされる。この場合、ＳＯＣ回復制御が実行されず、ハイブリッド車両１００は、ＣＤモードおよびＣＳモードのいずれかを選択して走行する（図１２参照）。ＣＳモードにおいて、ＥＣＵ２６は、ＳＯＣを制御範囲ＲＮＧ内に維持するようにＳＯＣ制御を実行する。

図１１は、図１０のステップＳ４０で実行される、ＳＯＣ回復制御における目標ＳＯＣを設定する処理を説明するためのフローチャートである。

図１１を参照して、ＥＣＵ２６は、最初に、ステップＳ４０１により、高速道路で充電した電力を用いてＥＶ走行するときの走行コストＲＣ１（第１の走行コスト）を算出する。走行コストＲＣ１は、上記（１−２）で説明した走行コストＢ１，Ｂ２に相当する。ＥＣＵ２６は、ハイブリッド車両１００の特性情報を記憶装置に記憶している。この車両特性情報には、ハイブリッド車両１００のエネルギー消費に関する性能（燃費および電費）、走行抵抗および車両重量などが含まれる。ＥＣＵ２６は、ルート情報および車両特性情報を用いて、走行コストＲＣ１を算出する。

次に、ＥＣＵ２６は、ステップＳ４０２により、外部電源での充電電力でＥＶ走行するときの走行コストＲＣ２（第２の走行コスト）を算出する。走行コストＲＣ２は、上記（１−３）で説明した充電スタンドでの充電電力でＥＶ走行するときの走行コストＣ１，Ｃ２、または上記（１−４）で説明した家庭用電源での充電電力でＥＶ走行したときの走行コストＤ１，Ｄ２に相当する。ＥＣＵ２６は、ルート情報を参照して、目的地に設置されている外部電源の種別を検出し、検出された外部電源の種別に従って走行コストＲＣ２を算出する。

ステップＳ４０１，４０２によって走行コストＲＣ１，ＲＣ２がそれぞれ算出されると、ＥＣＵ２６は、これら２つの走行コストＲＣ１，ＲＣ２を比較する。そして、比較結果に基づいて、高速道路走行中に実行されるＳＯＣ回復制御における目標ＳＯＣを設定する。

具体的には、走行コストＲＣ１が走行コストＲＣ２よりも低い場合（Ｓ４０３のＹＥＳ判定時）には、ＥＣＵ２６は、ステップＳ４０５に進み、高速道路の出口から目的地までの区間（一般道路）をハイブリッド車両１００がＥＶ走行するのに必要な電力量が蓄電装置１６に蓄えられているように、目標ＳＯＣを設定する。ＥＣＵ２６は、たとえば、高速道路出口から目的地までの区間の走行距離を、ハイブリッド車両１００が一般道路を走行するときの電費Ｅ１［ｋｍ／Ａｈ］で除算することにより、当該区間を走行するのに必要な電力量を算出する。

なお、高速道路出口から目的地までの区間を走行するのに必要な電力量を算出するときには、高速道路出口から目的地までの区間の走行距離を電費Ｅ１で除算した値に対して、ルート情報から得た当該区間の所定距離ごとの高低差と車両の重量とを積算した値を加算するようにしてもよい。これにより、電力量の算出精度を高めることができる。

一方、走行コストＲＣ１が走行コストＲＣ２よりも高い場合（Ｓ４０３およびＳ４０４のＮＯ判定時）には、ＥＣＵ２６は、ステップＳ４０６に進み、目標ＳＯＣを蓄電装置１６の所定の満充電レベルに設定する。

走行コストＲＣ１と走行コストＲＣ２とが等しい場合（Ｓ４０４のＹＥＳ判定時）には、ＥＣＵ２６は、ステップＳ４０７に進み、ＳＯＣ回復制御の目標ＳＯＣをデフォルト値に設定する。たとえば、ＣＳモードでのＳＯＣ制御の目標ＳＯＣ（たとえば、所定値ＳＬに相当）が５０〜６０％程度であるのに対して、デフォルト値は７０％程度に設定される。

（４）ＳＯＣ回復制御を伴なう車両の走行制御
図１２は、本実施の形態１に従うハイブリッド車両における走行制御を説明するためのフローチャートである。図１２には、走行制御のうちのＳＯＣ制御に関連する処理が示される。図１２に示された制御処理は、ＥＣＵ２６によって所定周期毎に実行される。

図１２を参照して、ＥＣＵ２６は、ステップＳ５０により、ハイブリッド車両１００が高速道路を走行中か否かを判定する。たとえば、ステップＳ５０では、ＥＣＵ２６は、ナビゲーションシステム２８から送信される自車位置情報に基づいて、高速道路を走行中か否かを判定する。

ハイブリッド車両１００が高速道路を走行中でないと判定された場合（Ｓ５０のＮＯ判定時）には、ＥＣＵ２６は、ステップＳ５１により、ＣＤモードおよびＣＳモードを選択する。たとえば、ステップＳ５１では、ＳＯＣに基づいて、あるいは、運転者による選択スイッチの操作に応じて、ＣＤモードまたはＣＳモードが選択される。一般的には、ハイブリッド車両１００の運転開始時のＳＯＣに基づいて、ＣＤモードおよびＣＳモードの一方が選択される。そして、運転開始時にＣＤモードが選択された場合には、図２に示したように、ＳＯＣが所定値ＳＬを超えて低下するのに応じて、ＣＤモードからＣＳモードへ切替えられる。

一方、ハイブリッド車両１００が高速道路を走行中であると判定された場合（Ｓ５０のＹＥＳ判定時）には、ＥＣＵ２６は、ＳＯＣを、図１０のステップＳ４０および図１１に示された制御処理によって設定された目標ＳＯＣに従って、ＳＯＣ回復制御を実行する。

具体的には、図１１の制御処理において走行コストＲＣ１と走行コストＲＣ２とが等しくないと判定された場合（Ｓ５２のＮＯ判定時）には、ＥＣＵ２６は、ステップＳ５３により、走行コストＲＣ１および走行コストＲＣ２の大小に応じて設定された目標ＳＯＣに従って、ＳＯＣ回復制御を実行する。ステップＳ５２では、図８および図９に示したように、高速道路出口をハイブリッド車両１００が通過するときに、ＳＯＣが目標ＳＯＣに到達するように、ＳＯＣ回復制御を実行する。

ＳＯＣ回復制御では、ＣＳモード時のＳＯＣ制御と同様に、ＳＯＣが目標ＳＯＣに達するまでの間、充放電要求パワーＰｃｈｇがＰｃｈｇ＜０に設定される。さらに、蓄電装置１６の充電レート（単位時間当たりの充電量）をＣＳモード時よりも高めるために、同一のＳＯＣ偏差（目標ＳＯＣに対するＳＯＣの不足量）に対する充放電要求パワーの絶対値（｜Ｐｃｈｇ｜）が大きくなるように、充放電要求パワーＰｃｈｇ（Ｐｃｈｇ＜０）が設定されてもよい。たとえば、ＳＯＣ回復制御の実行時には、走行パワーＰｒ＊に対応したエンジン動作点が、最適燃費動作点Ｐ０よりも低パワー側に位置する場合には、上記｜Ｐｃｈｇ｜の拡大によって、エンジン動作点が最適燃費動作点Ｐ０まで常時シフトされるように、充放電要求パワーＰｃｈｇ（Ｐｃｈｇ＜０）を設定することができる。これにより、ＳＯＣ回復制御での充電効率がＣＳモードよりも向上する可能性がある。なお、蓄電装置１６の低温時や高温時など、蓄電装置１６の充放電電力が制限される場面では、ＳＯＣ制御による充放電要求パワーＰｃｈｇよりも小さい電力での充放電しか許容されない可能性もある。

一方、図１１の制御処理において走行コストＲＣ１と走行コストＲＣ２とが等しいと判定された場合（Ｓ５２のＹＥＳ判定時）には、ＥＣＵ２６は、ステップＳ５４により、高速道路の走行中にエンジン２が高効率の動作点で動作するときに、ＳＯＣ回復制御を実行する。これは、ＨＶ走行での蓄電装置１６の充電時には、走行パワーＰｒ＊に対応したエンジン動作点に応じて蓄電装置１６の充電効率が変化するためである。

たとえば、図１３上で、走行パワーＰｒ＊に対応したエンジン動作点がＰ２であるときには、走行パワーＰｒ＊に充放電要求パワーＰｃｈｇを加算して、エンジン要求パワーＰｅを走行パワーＰｒ＊よりも増加させると、エンジン動作点が最適燃費動作点Ｐ０から離れる方向に移動する。この場合には、エンジン２のエネルギー効率が低下するため、蓄電装置１６の充電効率が低下する。したがって、ＳＯＣ回復制御を非実行とすることで、燃費の悪化を防止することが好ましい。そこで、ＥＣＵ２６は、走行パワーＰｒ＊に充放電要求パワーＰｃｈｇを加算したときのエンジン動作点が、エンジン２のエネルギー効率が所定の基準値以上となる運転領域（図中の領域２６０に相当）に含まれている場合に、ＳＯＣ回復制御を実行する。このようにすれば、蓄電装置１６の充電効率が高くなるエンジン動作点で動作しているときにＳＯＣ回復制御が実行されるため、高速道路で充電した電力でＥＶ走行するときの走行コストを低減することができる。この結果、ハイブリッド車両１００のトータル走行コストを低減することができる。

このように、実施の形態１に従うハイブリッド車両によれば、目的地までの走行経路が、高速道路と、高速道路の出口から目的地までの一般道路とを含む場合において、高速道路の出口を通過するときに蓄電装置のＳＯＣが目標ＳＯＣに到達するように、高速道路の走行中にＳＯＣ回復制御を実行して蓄電装置のＳＯＣ値を高めておき、蓄電装置に蓄えられた電力を用いて一般道路をＥＶ走行することにより、高速道路および一般道路をともにＣＳモードで走行するのに比べて、走行コストを低減することができる。

さらに、高速道路走行中に実行されるＳＯＣ回復制御における目標ＳＯＣを、高速道路をＨＶ走行したときに蓄電装置に充電される電力を用いてＥＶ走行するときの走行コスト（第１の走行コスト）と、目的地において外部充電により蓄電装置に充電される電力を用いてＥＶ走行するときの走行コスト（第２の走行コスト）とを比較した結果に基づいて設定することにより、ハイブリッド車両の充電コストを低減することができるため、ハイブリッド車両のトータル走行コストを低減することができる。

［実施の形態２］
上述の実施の形態１では、図１に示された、エンジン２と２つのモータジェネレータ６，１０とを、動力分割装置４によって連結した構成のハイブリッド車両におけるＳＯＣ回復制御について説明したが、本発明が適用されるハイブリッド車両はこのような構成のものに限定されない。

すなわち、本発明は、エンジンの出力によって蓄電装置の蓄電量（ＳＯＣ）を増加できる車両構成を有するハイブリッド車両に対して共通に適用することができる。実施の形態２では、図１４に示されるように、エンジン２と駆動輪１４とがクラッチ３０を介して機械的に連結された構成のハイブリッド車両１００Ａに対して本発明を適用する。

図１４は、この発明の実施の形態２に従うハイブリッド車両の全体構成を示すブロック図である。

図１４を参照して、ハイブリッド車両１００Ａは、エンジン２と、モータジェネレータ６，１０と、クラッチ３０と、駆動輪１４と、ギヤ３１，３２と、出力ギヤ３４と、差動ギヤ装置３６と、駆動軸１２と、電力変換器（ＰＣＵ）２２と、蓄電装置１６と、ＥＣＵ２６Ａとを備える。また、ハイブリッド車両１００Ａは、蓄電装置１６を外部充電するための構成として、電力変換器２３と、接続部２４とをさらに備える。

エンジン２の出力軸（クランクシャフト）と、モータジェネレータ６の出力軸とは、ギヤ３１および３２を経由して連結される。モータジェネレータ１０の出力軸は、出力ギヤ３４と連結される。出力ギヤ３４は、差動ギヤ装置３６に設けられたギヤ３５と連結される。駆動輪１４は、左右の駆動軸１２を経由して、差動ギヤ装置３６と連結される。このように、モータジェネレータ６は、エンジン２に対して機械的に連結されており、モータジェネレータ１０は、駆動輪１４に対して機械的に連結されている。

クラッチ３０は、エンジン２の出力軸（クランクシャフト）と、出力ギヤ３４との間に設けられる。クラッチ３０は、たとえば、油圧式の摩擦係合装置によって構成される。クラッチ３０は、ＥＣＵ２６Ａからの制御信号に応答して、エンジン２および出力ギヤ３４の間を機械的に連結する「連結状態」および、両者を機械的に非連結とする「遮断状態」のいずれかに制御される。すなわち、クラッチ３０が連結状態に制御されると、エンジン２および駆動輪１４の間に機械的な動力伝達経路が形成される。一方で、クラッチ３０が遮断状態に制御されると、エンジン２および駆動輪１４の間の機械的な動力伝達経路が遮断される。後程詳しく説明するように、クラッチ３０の制御によってハイブリッド車両１００Ａにおける走行モードが切換えられる。クラッチ３０は、「切換装置」の一実施例に対応する。

図１４の構成例では、エンジン２の出力は、変速機を介することなく、出力ギヤ３４を経由して駆動輪１４まで伝達されるが、モータジェネレータ１０の出力軸および出力ギヤ３４の間に減速機を構成するギヤを配置することも可能である。あるいは、エンジン２の出力軸およびモータジェネレータ６の間は、ギヤを経由することなく連結してもよい。

蓄電装置１６は、モータジェネレータ６，１０を駆動するためのＰＣＵ２２と電気的に接続される。ＰＣＵ２２は、蓄電装置１６から供給される直流電力を交流電力に変換し、モータジェネレータ６，１０を駆動する。あるいは、ＰＣＵ２２は、モータジェネレータ６，１０が発電した交流電力を直流電力に変換し、蓄電装置１６を充電する。

本実施の形態２に従うハイブリッド車両１００Ａは、実施の形態１に従うハイブリッド車両１００と同様に、ＣＤモードと、ＣＳモードとを選択的に適用して、車両の走行を制御する走行制御を実行する。

ＣＳモードの選択時には、ハイブリッド車両１００Ａは、ＥＣＵ２６Ａによる複数の走行モードの切換えを伴って走行する。具体的には、走行モードは、エンジン２を停止させて走行する「ＥＶ走行」と、エンジン２を作動させて走行する「ＨＶ走行」とを含む。ＨＶ走行は、さらに、エンジン２の出力を発電のみに用いる「シリーズＨＶ走行」と、エンジン２の出力の少なくとも一部が車両走行に直接用いられる「パラレルＨＶ走行」とに分類される。すなわち、ハイブリッド車両１００Ａは、走行状況に応じて、ＥＶ走行、シリーズＨＶ走行、および、パラレルＨＶ走行を切換えて走行する。

次に図１５〜図１７を用いて、各走行モードにおける動力伝達経路を説明する。
図１５は、ＥＶ走行における動力伝達経路を説明するためのブロック図である。

図１５を参照して、ＥＶ走行では、クラッチ３０が遮断状態に制御される。ＥＶ走行では、エンジン２が停止されるので、ハイブリッド車両１００Ａは、蓄電装置１６に蓄えられた電力を用いたモータジェネレータ１０の出力によって走行する。ＥＶ走行時においても、回生ブレーキによるモータジェネレータ１０の発電電力は、蓄電装置１６によって回収できる。

図１６は、シリーズＨＶ走行における動力伝達経路を説明するためのブロック図である。

図１６を参照して、シリーズＨＶ走行では、エンジン２が作動されるとともにクラッチ３０が遮断状態に制御される。したがって、エンジン２の出力は、駆動輪１４へは伝達されず、モータジェネレータ６に伝達される。モータジェネレータ６は、エンジン２の出力によって発電する。ハイブリッド車両１００Ａは、モータジェネレータ６に従う発電電力および／または蓄電装置１６の蓄積電力を用いて、モータジェネレータ１０の出力によって走行する。

すなわち、シリーズＨＶ走行では、車両走行のために必要なパワー（走行パワー）に対してモータジェネレータ６の発電電力が余剰であるときは、当該余剰電力が蓄電装置１６に蓄えられる。一方で、走行パワーに対してモータジェネレータ６の発電電力が不足するときは、モータジェネレータ６の発電電力に蓄電装置１６の放電電力を加えて、モータジェネレータ１０が動作する。したがって、ハイブリッド車両１００Ａの走行パワーに対するエンジン出力パワーの差分に応じて、蓄電装置１６は充放電される。なお、シリーズＨＶ走行時においても、回生ブレーキによるモータジェネレータ１０の発電電力は蓄電装置１６によって回収できる。

図１７は、パラレルＨＶ走行における動力伝達経路を説明するためのブロック図である。

図１７を参照して、パラレルＨＶ走行では、エンジン２が作動されるとともにクラッチ３０が連結状態に制御される。したがって、エンジン２の出力は、駆動輪１４へ伝達される。さらに、駆動輪１４に対しては、モータジェネレータ１０の出力も伝達される。したがって、パラレルＨＶ走行では、ハイブリッド車両１００Ａは、エンジン２の出力、または、エンジン２およびモータジェネレータ１０の出力によって走行する。

なお、パラレルＨＶ走行において、走行パワーに対してエンジン出力パワーが余剰である場合には、余剰パワーを用いてモータジェネレータ６および／または１０が発電することによって、蓄電装置１６の充電電力が発生される。一方で、走行パワーに対してエンジン出力パワーが不足する場合には、蓄電装置１６の放電電力によって、モータジェネレータ１０が車両駆動力をアシストする。すなわち、パラレルＨＶ走行においても、ハイブリッド車両１００Ａの走行パワーに対するエンジン出力パワーの差分に応じて、蓄電装置１６は充放電される。なお、パラレルＨＶ走行時においても、回生ブレーキによるモータジェネレータ１０の発電電力は蓄電装置１６によって回収できる。

図１７に示したパラレルＨＶ走行では、エンジン２および駆動輪１４の間の変速比が固定されるので、車速に対してエンジン回転数が一意的に決まる。このため、エンジン２の動作点の設定自由度が低くなる。これに対して、図１８に示したシリーズＨＶ走行では、エンジン２および駆動輪１４の間で動力が伝達されないので、車速とエンジン回転数の間に制約がなく、エンジン２の動作点の設定自由度が高い。

一方で、シリーズＨＶ走行では、エンジン２の出力（機械エネルギ）の全てが電気エネルギーへの変換を伴って車両駆動力として用いられる。このため、機械エネルギーおよび電気エネルギー間の変換による損失によって、伝達効率が低下する。一方で、パラレルＨＶ走行モードでは、エンジン２の出力の少なくとも一部が電気エネルギーに変換されることなく車両駆動力として用いられる。したがって、エンジン出力の伝達効率（利用効率）は、パラレルＨＶ走行の方が、シリーズＨＶ走行よりも高くなる。

上述のように、エンジン出力の利用効率が高いパラレルＨＶ走行でエンジン効率を高めることができれば、ハイブリッド車両１００Ａの燃費改善効果が大きい。一方で、パラレルＨＶ走行では、エンジン動作点の設定自由度が低い下で、エンジン効率をどのように高めるかが問題となる。

図１８は、ハイブリッド車両１００Ａにおける走行状況に応じた走行モードの切換の一例を示す概念図である。図１８を参照して、図１８の横軸にはハイブリッド車両１００Ａの車速が示され、縦軸には、ハイブリッド車両１００Ａの走行駆動力（トルク）が示される。

図１８に示される走行駆動力（トルク）と、図１４に示された出力ギヤ３４の回転数との積によって、ハイブリッド車両１００Ａの走行パワーが算出される。

たとえば、ＥＣＵ２６Ａは、走行状況に応じて走行モードを切換えるために、ＥＶ走行領域２０１、シリーズＨＶ走行領域２０２およびパラレルＨＶ走行領域２０３を用意する。そして、ＥＣＵ２６Ａは、走行制御の各周期において、現在の車速および走行駆動力の組合せが走行領域２０１〜２０３のいずれに含まれているかに応じて、走行モードを選択する。

概略的には、低速および低負荷の低出力領域では、ＥＶ走行が選択される。これにより、エンジン２の低負荷運転による燃費悪化を回避することができる。なお、曲線形状を示すＨＶ走行領域２０１の境界線上では、走行駆動力および車速がほぼ反比例している。したがって、ＨＶ走行領域２０１は、等価的には、走行パワーが所定値より低い領域に対応して設けられている。

中車速走行時は、エンジン２の熱効率と蓄電装置１６の充放電損失とのバランスを考慮して、ＥＶ走行およびシリーズＨＶ走行、あるいは、ＥＶ走行およびパラレルＨＶ走行を適宜切換えるように、エンジン２が間欠運転される。高車速走行時には、シリーズＨＶ走行およびパラレルＨＶ走行がエネルギー伝達効率を考慮して適宜選択されることによって、燃費を改善することができる。

図１８中には、さらに平坦路走行における走行負荷線２０４が示される。走行負荷線２０４は、ハイブリッド車両１００Ａが平坦路を一定車速で走行する場合における、各車速で必要な走行駆動力（トルク）の集合に相当する。

図１９は、図１４に示されたエンジンの動作点と効率との関係を説明するための概念図である。図１９を参照して、図１９の横軸にはエンジン回転数が示され、縦軸にはエンジントルクが示される。上述のように、エンジン回転数およびエンジントルクの組合せによって、エンジン２の動作点が規定される。

図１９中には、最大トルク線２１０および等燃費線２２０が示される。図１９中には、走行負荷線２３０がさらに示される。走行負荷線２３０上における各エンジン回転数におけるトルク値は、ハイブリッド車両１００Ａによる当該エンジン回転数に従う一定車速での平坦路走行時における走行抵抗と釣り合う。すなわち、走行負荷線２３０は、平坦路走行時における走行抵抗と釣り合うエンジントルクを出力するための動作点の集合に対応する。

ここで、蓄電装置１６の充放電を伴なうことなく、ハイブリッド車両１００Ａが、平坦路を一定車速で走行する場合を考える。この場合の走行パワーをエンジン２が出力するための動作点は、走行負荷線２３０上に位置することになる。パラレルＨＶ走行モードでは、エンジン回転数は当該一定車速に従って決まる。ここでは、エンジン回転数Ｎｅ＝Ｎｅ２になるものとすると、走行負荷線２３０上で、エンジン回転数がＮｅ２となる動作点Ｐ３（Ｔｅ＝Ｔｅ２）が、蓄電装置１６の充放電を伴わないエンジン２の動作点となる。動作点Ｐ３は燃費最適動作線２１５から大きく外れているため、エンジン効率が低下する。

一方、シリーズＨＶ走行で、動作点Ｐ３と同一のエンジン出力パワーを得るためには、動作点Ｐ３を含む等パワー線２５０と、燃費最適動作線２１５との交点に相当する動作点Ｐ１を選択することができる。動作点Ｐ１でのエンジン効率は、動作点Ｐ３でのエンジン効率よりも高い。

しかしながら、パラレルＨＶ走行では、エンジン出力パワーを走行パワーよりも高く設定して、このパワーの差分を蓄電装置１６の充電によって吸収する制御も可能である。たとえば、動作点Ｐ３から動作点Ｐ４に移動するように、エンジン出力を増大することができる。すなわち、蓄電装置１６の充放電、特に充電側の自由度を高めることによって、パラレルＨＶ走行時のエンジン効率を高めることが期待できる。

したがって、本実施の形態２に従うハイブリッド車両１００Ａでは、パラレルＨＶ走行時に、ＳＯＣ回復制御を実行する。したがって、パラレルＨＶ走行時には、ＳＯＣが目標ＳＯＣに達するまでの間、充放電要求パワーＰｃｈｇがＰｃｈｇ＜０に設定される。これにより、エンジン要求パワーＰｅが走行パワーＰｒ＊よりも高められるため、図１９中において、エンジン効率を高めるようにエンジン動作点を設定することができる。これは、図１９中において、エンジン動作点をＰ３からＰ４に近付けるように変更することと等価である。

このようにすれば、蓄電装置１６を充電するためのエネルギー効率（充電効率）が高くなるエンジン動作点で動作しているときに、ＳＯＣ回復制御が実行される。このため、高速道路で充電した電力でＥＶ走行するときの走行コスト（第１の走行コストＲＣ１）を低減することができる。これにより、ハイブリッド車両１００Ａのトータル走行コストを低減することができる。

図２０は、図３に示すような経路をハイブリッド車両１００Ａが走行した場合における、モードおよびＳＯＣの推移の一例が示される。図２０は、横軸に走行距離を示し、縦軸にＳＯＣを示している。

図２０を参照して、出発地点Ａ１においてＣＤモードが選択されて走行が開始され、ＣＤモードでの走行中、地点Ａ１から地点Ａ２までの区間でＳＯＣ＜ＳＬになると、ハイブリッド車両１００はＣＤモードからＣＳモードに切換えられる。

地点Ａ２から地点Ａ３までの区間（高速道路）、ハイブリッド車両１００ＡはＣＳモードで走行する。図２０に示されるように、ＣＳモードでの走行中、ハイブリッド車両１００Ａは、走行状況に応じて、ＥＶ走行（図１４）、シリーズＨＶ走行（図１５）、および、パラレルＨＶ走行（図１６）を切換えて走行する。

高速道路の走行中、ＥＣＵ２６Ａは、蓄電装置１６のＳＯＣを目標値まで増加するためのＳＯＣ回復制御を実行する。ＥＣＵ２６Ａは、ＳＯＣ回復制御を実行するために、パラレルＨＶ走行を選択する。ＳＯＣ回復制御では、高速道路の出口である地点Ａ３をハイブリッド車両１００Ａが通過するときに、ＳＯＣが目標ＳＯＣ（ＳＯＣ＊）に到達するように、エンジン２を常時作動させる。

そして、高速道路の出口である地点Ａ３から目的地点Ａ４までの区間（一般道路）において、ハイブリッド車両１００ＡはＥＶ走行が選択される。すなわち、地点Ａ３から地点Ａ４までの区間（一般道路）の走行中、蓄電装置１６を充電するためのエンジン２の作動が回避されるため、ＥＶ走行の頻度が高められる。

実施の形態２で実行されるハイブリッド車両１００Ａの走行制御は、実施の形態１で実行されるハイブリッド車両１００の走行制御と基本的に同じであるが、第１の走行コストとして、高速道路をパラレルＨＶ走行したときに蓄電装置１６に充電される電力を用いてＥＶ走行するときの走行コストを算出する。第１の走行コストは、ハイブリッド車両１００Ａが高速道路の法定速度（たとえば、時速１００ｋｍ）でパラレルＨＶ走行するときに、蓄電装置１６の充電のために使用される燃料のコストを、パラレルＨＶ走行中に蓄電装置１６に蓄えられた電力を用いたＥＶ走行可能距離で除算することにより算出することができる。

また、実施の形態２では、第１の走行コストと第２の走行コストとが等しい場合には、ＳＯＣ回復制御の目標ＳＯＣがデフォルト値（たとえば、７０％）に設定されるとともに、高速道路をパラレルＨＶ走行で走行中にエンジン２が高効率の動作点で動作するときに、ＳＯＣ回復制御を実行する。

このように、実施の形態２に従うハイブリッド車両によれば、目的地までの走行経路が、高速道路と、高速道路の出口から目的地までの一般道路とを含む場合において、高速道路の出口を通過するときに蓄電装置のＳＯＣが目標ＳＯＣに到達するように、高速道路をパラレルＨＶ走行での走行中にＳＯＣ回復制御を実行し、蓄電装置に蓄えられた電力を用いて一般道路をＥＶ走行することにより、高速道路および一般道路をともにＣＳモードで走行するのに比べて、走行コストを低減することができる。

さらに、高速道路走行中に実行されるＳＯＣ回復制御における目標ＳＯＣを、高速道路をパラレルＨＶ走行したときに蓄電装置に充電される電力を用いてＥＶ走行するときの走行コスト（第１の走行コスト）と、目的地において外部充電により蓄電装置に充電される電力を用いてＥＶ走行するときの走行コスト（第２の走行コスト）とを比較した結果に基づいて設定することにより、ハイブリッド車両の充電コストを低減することができるため、ハイブリッド車両のトータル走行コストを低減することができる。

なお、上述の実施の形態では、ハイブリッド車両が「ＲＥＡＤＹ−ＯＮ」状態であると判定されたときに、目的地および現在地から目的地までの走行経路に基づいて、高速道路走行中に実行されるＳＯＣ回復制御における目標ＳＯＣを設定する構成について例示したが（図１０参照）、目標ＳＯＣを設定する処理を実行するタイミングはこれに限られない。ハイブリッド車両が走行を開始してから高速道路の走行を開始するまでの間に、目標ＳＯＣを設定する処理を実行するようにしてもよい。

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。

２ エンジン、４ 動力分割装置、６，１０ モータジェネレータ、８ 伝達ギヤ、１２ 駆動軸、１４ 駆動輪、１６ 蓄電装置、１８，２０，２２，２３ 電力変換器、２４ 接続部、１００，１００Ａ ハイブリッド車両、２１０ 最大トルク線、２１５ 燃費最適動作線、２２０ 等燃費線、２５０ 等パワー線、Ｐ０ 最適燃費動作点、Ｐ１〜Ｐ４ エンジン動作点。

Claims (4)

1. 内燃機関と、
   蓄電装置と、
   駆動輪に対して機械的に連結され、前記蓄電装置から電力の供給を受けて走行駆動力を発生する電動機と、
   前記内燃機関に対して機械的に連結され、前記内燃機関の動力を用いて前記蓄電装置の充電電力を発生する発電装置と、
   車両外部の電源からの電力を用いて前記蓄電装置を充電するための充電機構と、
   前記車両の走行状況に応じて、前記内燃機関を停止して前記電動機の出力により走行するＥＶ走行と、前記内燃機関を作動させることにより走行するＨＶ走行とを切換えて走行するための制御装置とを備え、
   前記制御装置は、目的地までの走行経路が、高速道路と、前記高速道路の出口から前記目的地までの一般道路とを含む場合において、前記高速道路の出口を前記車両が通過するときの前記蓄電装置の充電量の目標値を設定し、前記高速道路の走行中に前記蓄電装置の充電量を前記目標値まで増加させる充電量回復制御を実行するように構成され、
   前記制御装置は、
   前記高速道路を前記ＨＶ走行したときに前記蓄電装置に充電される電力を用いて前記ＥＶ走行するときの燃料の単位走行距離当たりのコストである第１の走行コスト、および、前記目的地にて前記充電機構により前記蓄電装置に充電される電力を用いて前記ＥＶ走行するときの電力の単位走行距離当たりのコストである第２の走行コストを算出し、さらに、
   前記第１の走行コストと前記第２の走行コストとを比較し、比較結果に基づいて前記充電量回復制御における前記目標値を設定し、
   前記制御装置は、前記第１の走行コストが前記第２の走行コストよりも低い場合には、前記高速道路の出口を前記車両が通過するときに、前記蓄電装置が所定の満充電状態となるように、前記目標値を設定する、ハイブリッド車両。
2. 前記制御装置は、前記第１の走行コストが前記第２の走行コストよりも高い場合には、前記高速道路の出口を前記車両が通過するときに、前記一般道路を前記ＥＶ走行するのに必要な電力量が前記蓄電装置に蓄えられているように、前記目標値を設定する、請求項１に記載のハイブリッド車両。
3. 前記制御装置は、前記第１の走行コストと前記第２の走行コストとが等しい場合には、前記車両が前記高速道路の走行中であり、かつ、前記内燃機関のエネルギー効率が所定の閾値以上となる動作点で前記内燃機関が動作しているときに、前記充電量回復制御を実行する、請求項１または２に記載のハイブリッド車両。
4. 前記ハイブリッド車両は、前記内燃機関および前記駆動輪間の機械的な動力伝達経路を形成する連結状態および当該動力伝達経路を遮断する遮断状態のいずれかに制御される切換装置をさらに備え、
   前記制御装置は、前記ＥＶ走行において、前記切換装置を遮断状態に制御するとともに、前記ＨＶ走行において、前記切換装置を遮断状態に制御するとともに前記内燃機関を作動させることにより、前記発電装置による発電を伴なって前記電動機の出力によって走行するシリーズＨＶ走行と、前記切換装置を連結状態に制御するとともに前記内燃機関を作動させることにより、前記内燃機関の出力の少なくとも一部を用いて走行するパラレルＨＶ走行とを切換えるように構成され、
   前記制御装置は、前記高速道路の走行中において前記パラレルＨＶ走行を選択して前記充電量回復制御を実行するとともに、前記第１の走行コストとして、前記高速道路を前記パラレルＨＶ走行したときに前記蓄電装置に充電される電力を用いて前記ＥＶ走行するときの燃料の単位走行距離当たりのコストを算出する、請求項１〜３のいずれか１項に記載のハイブリッド車両。

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