JP6965809B2 - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

Description

本発明はハイブリッド車両の制御装置に関する。

内燃機関と、電動機と、電動機に電力を供給するバッテリとを備えたハイブリット車両が知られている。一部のハイブリッド車両では、バッテリを充電するために、内燃機関の出力だけでなく、外部電源も用いることができる。

外部電源によってバッテリを充電することができるハイブリッド車両（例えば、プラグインハイブリッド）では、充電拠点の外部電源による次回の充電までにバッテリに充電された電力を使い切ることが理想的である。これにより、内燃機関の運転時間を最小限にすることができ、ひいてはハイブリッド車両の燃費及び排気エミッションを改善することができる。

また、現在地から充電拠点まで電動機の出力のみによってハイブリッド車両を走行させる場合、現在地から充電拠点までの距離が長いほど、充電拠点に到達するまでに必要な電力量が多くなる。このため、特許文献１に記載のハイブリッド車両では、バッテリの充電率が目標充電率以上になるように内燃機関及び電動機の出力が制御され、ハイブリッド車両が充電拠点に近付くにつれて、目標充電率が低くされる。

特開２０１６−０１３７９２号公報

しかしながら、ハイブリッド車両のドライバは運転中に臨機応変に目的地を変更する。このため、ハイブリッド車両が充電拠点付近を走行したとしても、ハイブリッド車両が充電拠点に停車しない場合がある。

充電拠点における目標充電率がほぼゼロである場合にハイブリッド車両が充電拠点を通過すると、ハイブリッド車両はバッテリの電力をほとんど使用することができない。この場合、走行用の動力源として電動機を使用することができず、又は電動機の出力を制限する必要があるため、ハイブリッド車両の動力性能が低下する。特に、ハイブリッド車両が充電拠点を通過した後に上り坂を走行する場合、内燃機関の最大出力が電動機の最大出力よりも小さい場合等には、ドライバ要求出力に対して走行用の出力が足りず、動力性能の低下が顕著となる。

そこで、上記課題に鑑みて、本発明の目的は、内燃機関の運転時間を短縮しつつ、ハイブリッド車両の動力性能の低下を抑制することにある。

本開示の要旨は以下のとおりである。

（１）内燃機関と、電動機と、該電動機に電力を供給すると共に前記内燃機関の出力及び外部電源によって充電可能なバッテリとを備えるハイブリッド車両を制御する、ハイブリッド車両の制御装置であって、前記バッテリの充電率の目標値である目標充電率を設定する目標充電率設定部と、前記ハイブリッド車両が充電拠点外を走行しているときに前記バッテリの充電率が前記目標充電率以上となるように前記内燃機関及び前記電動機の出力を制御する出力制御部とを備え、前記目標充電率設定部は、前記ハイブリッド車両が前記電動機のみの出力によって前記充電拠点に到達するのに必要な電力量と、前記充電拠点付近の道路の勾配情報とに基づいて前記目標充電率を設定する、ハイブリッド車両の制御装置。

（２）前記ハイブリッド車両の走行履歴に基づいて前記勾配情報を検出する勾配情報検出部を更に備える、上記（１）に記載のハイブリッド車両の制御装置。

（３）前記目標充電率設定部は、前記勾配情報検出部が、前記勾配情報の検出を完了し、前記充電拠点付近に上り坂を検出しなかった場合に、前記目標充電率を低くする、上記（２）に記載のハイブリッド車両の制御装置。

（４）前記目標充電率設定部は、前記ハイブリッド車両が前記充電拠点に到達するときに前記バッテリの充電率が到達時充電率になるように前記目標充電率を設定し、前記充電拠点付近に上り坂がある場合には、該充電拠点付近に上り坂がない場合に比べて、前記到達時充電率を高くする、上記（１）から（３）のいずれか１つに記載のハイブリッド車両の制御装置。

（５）前記目標充電率設定部は、前記充電拠点から前記上り坂までの距離が短いほど、前記到達時充電率を高くする、上記（４）に記載のハイブリッド車両の制御装置。

（６）前記目標充電率設定部は、前記充電拠点から前記上り坂までの前記ハイブリッド車両の走行時間が短いほど、前記到達時充電率を高くする、上記（４）に記載のハイブリッド車両の制御装置。

（７）前記目標充電率設定部は、前記上り坂において消費される前記バッテリの電力量が大きいほど、前記到達時充電率を高くする、上記（４）から（６）のいずれか一つに記載のハイブリッド車両の制御装置。

（８）前記目標充電率設定部は、前記上り坂の勾配が大きいほど、前記到達時充電率を高くする、上記（７）に記載のハイブリッド車両の制御装置。

（９）前記目標充電率設定部は、前記上り坂が長いほど、前記到達時充電率を高くする、上記（７）又は（８）に記載のハイブリッド車両の制御装置。

（１０）前記目標充電率設定部は、前記ハイブリッド車両が前記充電拠点付近を走行しているときに前記上り坂を走行する頻度が低いほど、前記到達時充電率を低くする、上記（４）から（９）のいずれか一つに記載のハイブリッド車両の制御装置。

（１１）前記目標充電率設定部は、前記ハイブリッド車両が前記充電拠点に到達するときに前記バッテリの充電率が到達時充電率になるように前記目標充電率を設定し、前記充電拠点付近に下り坂がある場合には、該充電拠点付近に下り坂がない場合に比べて、前記到達時充電率を低くする、上記（１）から（１０）のいずれか一つに記載のハイブリッド車両の制御装置。

（１２）前記充電拠点付近に上り坂がある場合、前記目標充電率設定部は、前記ハイブリッド車両が前記電動機のみの出力によって前記充電拠点に到達するのに必要な電力量に基づいて第１目標充電率を算出し、前記ハイブリッド車両の現在地から前記上り坂までに前記内燃機関の出力によって前記バッテリに充電可能な電力量に基づいて第２目標充電率を算出し、前記第１目標充電率が前記第２目標充電率以上であるときには前記目標充電率を前記第１目標充電率に設定し、前記第１目標充電率が前記第２目標充電率未満であるときには前記目標充電率を前記第２目標充電率に設定する、上記（１）から（３）のいずれか一つに記載のハイブリッド車両の制御装置。

（１３）前記目標充電率設定部は、前記上り坂において消費される前記バッテリの電力量が大きいほど、前記第２目標充電率を高くする、上記（１２）に記載のハイブリッド車両の制御装置。

（１４）前記目標充電率設定部は、前記上り坂の勾配が大きいほど、前記第２目標充電率を高くする、上記（１３）のいずれか一つに記載のハイブリッド車両の制御装置。

（１５）前記目標充電率設定部は、前記上り坂が長いほど、前記第２目標充電率を高くする、上記（１３）又は（１４）に記載のハイブリッド車両の制御装置。

（１６）前記目標充電率設定部は、前記ハイブリッド車両が前記充電拠点付近を走行しているときに前記上り坂を走行する頻度が低いほど、前記第２目標充電率を低くする、上記（１２）から（１５）のいずれか一つに記載のハイブリッド車両の制御装置。

（１７）前記目標充電率設定部は、前記ハイブリッド車両の現在地が検出不可能になった場合に、予め定められた閾値に前記目標充電率を維持する、上記（１）から（１６）のいずれか一つに記載のハイブリッド車両の制御装置。

本発明によれば、内燃機関の運転時間を短縮しつつ、ハイブリッド車両の動力性能の低下を抑制することができる。

図１は、本発明の第一実施形態に係るハイブリッド車両の構成を概略的に示す図である。 図２は、本発明の第一実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置等の構成を概略的に示すブロック図である。 図３は、充電拠点までの距離と目標ＳＯＣとの関係を概略的に示す図である。 図４は、本発明の第一実施形態における到達時ＳＯＣ算出処理の制御ルーチンを示すフローチャートである。 図５は、本発明の第一実施形態における目標ＳＯＣ算出処理の制御ルーチンを示すフローチャートである。 図６は、本発明の第一実施形態における運転モード設定処理の制御ルーチンを示すフローチャートである。 図７は、本発明の第二実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置等の構成を概略的に示すブロック図である。 図８は、本発明の第二実施形態における到達時ＳＯＣ算出処理の制御ルーチンを示すフローチャートである。 図９は、充電拠点付近のハイブリッド車両の走行軌跡を示す図である。 図１０は、第三実施形態における目標ＳＯＣの設定例を示す図である。 図１１は、本発明の第三実施形態における目標ＳＯＣ設定処理の制御ルーチンを示すフローチャートである。 図１２は、本発明の第四実施形態における目標ＳＯＣ算出処理の制御ルーチンを示すフローチャートである。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明では、同様な構成要素には同一の参照番号を付す。

＜第一実施形態＞
以下、図１〜図６を参照して本発明の第一実施形態について説明する。

＜ハイブリッド車両の構成＞
図１は、本発明の第一実施形態に係るハイブリッド車両１の構成を概略的に示す図である。ハイブリッド車両（以下、単に「車両」と称する）１は、内燃機関１０、第１電動発電機１２、動力分割機構１４、第２電動発電機１６、パワーコントロールユニット（ＰＣＵ）１８及びバッテリ２０を備える。

内燃機関１０は、燃料と空気との混合気を気筒内で燃焼させて動力を出力する。内燃機関１０は、例えば、ガソリンエンジン又はディーゼルエンジンである。内燃機関１０の出力軸（クランクシャフト）は動力分割機構１４に機械的に接続されており、内燃機関１０の出力は動力分割機構１４に入力される。

第１電動発電機１２は発電機及び電動機として機能する。第１電動発電機１２は、動力分割機構１４に機械的に接続されており、第１電動発電機１２の出力は動力分割機構１４に入力される。また、第１電動発電機１２はＰＣＵ１８に電気的に接続される。第１電動発電機１２が発電機として機能するとき、第１電動発電機１２によって発電された電力は、ＰＣＵ１８を介して、第２電動発電機１６及びバッテリ２０の少なくとも一方に供給される。一方、第１電動発電機１２が電動機として機能するとき、バッテリ２０に蓄えられた電力はＰＣＵ１８を介して第１電動発電機１２に供給される。

動力分割機構１４は、サンギア、リングギア、ピニオンギア及びプラネタリキャリアを含む公知の遊星歯車機構として構成される。プラネタリキャリアには内燃機関１０の出力軸が連結され、サンギアには第１電動発電機１２が連結され、リングギアには減速機３２が連結される。動力分割機構１４は内燃機関１０の出力を第１電動発電機１２と減速機３２とに分配する。

具体的には、第１電動発電機１２が発電機として機能するときには、プラネタリキャリアに入力された内燃機関１０の出力が、第１電動発電機１２に連結されたサンギアと、減速機３２に連結されたリングギアとにギア比に応じて分配される。第１電動発電機１２に分配された内燃機関１０の出力を用いて第１電動発電機１２によって電力が発電される。一方、減速機３２に分配された内燃機関１０の出力は、走行用の動力として車軸３４を介して車輪３６に伝達される。したがって、内燃機関１０は走行用の動力を出力することができる。また、第１電動発電機１２が電動機として機能するときには、第１電動発電機１２の出力がサンギア及びプラネタリキャリアを介して内燃機関１０の出力軸に供給され、内燃機関１０のクランキングが行われる。

第２電動発電機１６は発電機及び電動機として機能する。第２電動発電機１６は減速機３２に機械的に接続されており、第２電動発電機１６の出力は減速機３２に供給される。減速機３２に供給された第２電動発電機１６の出力は、走行用の動力として車軸３４を介して車輪３６に伝達される。したがって、第２電動発電機１６は走行用の動力を出力することができる。

また、第２電動発電機１６はＰＣＵ１８に電気的に接続される。車両１の減速時には、車輪３６の回転によって第２電動発電機１６が駆動され、第２電動発電機１６は発電機として機能する。この結果、いわゆる回生が行われる。第２電動発電機１６が発電機として機能するとき、第２電動発電機１６によって発電された回生電力はＰＣＵ１８を介してバッテリ２０に供給される。一方、第２電動発電機１６が電動機として機能するとき、バッテリ２０に蓄えられた電力はＰＣＵ１８を介して第２電動発電機１６に供給される。

ＰＣＵ１８は、第１電動発電機１２、第２電動発電機１６及びバッテリ２０に電気的に接続される。ＰＣＵ１８は、インバータ、昇圧コンバータ及びＤＣＤＣコンバータを含む。インバータは、バッテリ２０から供給された直流電力を交流電力に変換し、第１電動発電機１２又は第２電動発電機１６によって発電された交流電力を直流電力に変換する。昇圧コンバータは、バッテリ２０に蓄えられた電力が第１電動発電機１２又は第２電動発電機１６に供給されるときに、必要に応じてバッテリ２０の電圧を昇圧する。ＤＣＤＣコンバータは、バッテリ２０に蓄えられた電力がヘッドライト等の電子機器に供給されるときに、バッテリ２０の電圧を降圧する。

バッテリ２０には、内燃機関１０の出力を用いて第１電動発電機１２によって発電された電力と、回生エネルギーを用いて第２電動発電機１６によって発電された回生電力とが供給される。したがって、バッテリ２０は内燃機関１０の出力及び回生エネルギーによって充電可能である。バッテリ２０は、例えば、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池等の二次電池である。

車両１は充電ポート２２及び充電器２４を更に備え、バッテリ２０は外部電源７０によっても充電可能である。したがって、車両１はいわゆるプラグインハイブリッド車両である。

充電ポート２２は充電ケーブル７２の充電用コネクタ７４を介して外部電源７０から電力を受け取るように構成される。外部電源７０によってバッテリ２０が充電されるとき、充電用コネクタ７４は充電ポート２２に接続される。充電器２４は、外部電源７０から供給された電力をバッテリ２０に供給可能な電力に変換する。なお、充電ポート２２がＰＣＵ１８に接続され、ＰＣＵ１８が充電器２４として機能してもよい。

＜ハイブリッド車両の制御装置＞
図２は、本発明の第一実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置等の構成を概略的に示すブロック図である。車両１には電子制御ユニット（ＥＣＵ）４０が設けられる。ＥＣＵ４０は、車両１を制御する電子制御装置である。ＥＣＵ４０は、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）及びランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）のようなメモリ、中央演算装置（ＣＰＵ）、入力ポート、出力ポート、通信モジュール等を備える。本実施形態では、一つのＥＣＵ４０が設けられているが、機能毎に複数のＥＣＵが設けられていてもよい。

ＥＣＵ４０には、車両１に設けられた各種センサの出力が入力される。例えば、本実施形態では、電圧センサ５１及びＧＰＳ受信機５２の出力がＥＣＵ４０に入力される。

電圧センサ５１は、バッテリ２０に取り付けられ、バッテリ２０の電極間の電圧を検出する。電圧センサ５１はＥＣＵ４０に接続され、電圧センサ５１の出力はＥＣＵ４０に送信される。

ＧＰＳ受信機５２は、３個以上のＧＰＳ衛星から信号を受信し、車両１の現在位置（例えば、車両１の緯度及び経度）を検出する。ＧＰＳ受信機５２は、ＥＣＵ４０に接続され、ＧＰＳ受信機５２の出力はＥＣＵ４０に送信される。

また、本実施形態では、ＥＣＵ４０は、車両１に設けられた地図データベース５３に接続される。地図データベース５３は、地図情報に関するデータベースである。地図情報には、道路の位置情報、道路の形状情報（例えばカーブと直線部との種別、カーブの曲率半径、道路勾配等）、道路種別等の情報が含まれる。ＥＣＵ４０は地図データベース５３から地図情報を取得する。なお、ナビゲーションシステムが車両１に設けられている場合、地図データベース５３はナビゲーションシステムの一部であってもよい。

ＥＣＵ４０は、内燃機関１０、第１電動発電機１２、第２電動発電機１６、動力分割機構１４、ＰＣＵ１８及び充電器２４に接続され、これらを制御する。本実施形態では、ＥＣＵ４０は、メモリに記憶されたプログラム等を実行することによって、出力制御部４１及び目標充電率設定部４２として機能する。

出力制御部４１は、内燃機関１０、第１電動発電機１２及び第２電動発電機１６の出力を制御する。具体的には、出力制御部４１は、車両１の運転モードをＥＶモードとＨＶモードとの間で切り替え、ＥＶモード及びＨＶモードにおいて、内燃機関１０、第１電動発電機１２及び第２電動発電機１６の出力を制御する。ＥＶモードは、車両１の動作時間（イグニッションスイッチがオンにされている時間）に対する内燃機関の運転時間の割合が相対的に小さい運転モードであり、ＨＶモードは、この割合が相対的に大きい運転モードである。

車両１には、大きく分けて３つの駆動状態が存在する。第１駆動状態では、内燃機関１０が停止され、第２電動発電機１６のみによって走行用の動力が出力される。第１駆動状態では、内燃機関１０の出力によるバッテリ２０の充電は行われず、バッテリ２０から第２電動発電機１６に電力が供給される。なお、一方向にのみ回転力を伝達するワンウェイクラッチが動力分割機構１４に設けられている場合、第１電動発電機１２及び第２電動発電機１６の両方によって走行用の動力を出力することができる。この場合、第１駆動状態では、内燃機関１０が停止され、第２電動発電機１６又は第１電動発電機１２及び第２電動発電機１６によって走行用の動力が出力される。

第２駆動状態では、内燃機関１０が運転され、内燃機関１０の出力によってバッテリ２０が充電される。第２駆動状態では、走行用の動力は内燃機関１０によって出力され、内燃機関１０の出力の一部を用いて発電された電力がバッテリ２０に供給される。なお、第２駆動状態において、第２電動発電機１６に電力が供給され、第２電動発電機１６も走行用の動力を出力してもよい。

第３駆動状態では、内燃機関１０が運転されるが、内燃機関１０の出力によってバッテリ２０は充電されない。第３駆動状態では、内燃機関１０の出力の一部を用いて発電された電力が第２電動発電機１６に供給され、走行用の動力は内燃機関１０及び第２電動発電機１６によって出力される。なお、第３駆動状態において、バッテリ２０から第２電動発電機１６に電力が供給されてもよい。

ＥＶモードでは、車両１の駆動状態が常に第１駆動状態に維持される。すなわち、ＥＶモードでは、内燃機関１０は常に停止される。一方、ＨＶモードでは、車速、バッテリ２０の充電率（ＳＯＣ：Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）、ドライバ要求出力等の条件に応じて、車両１の駆動状態が、第１駆動状態、第２駆動状態及び第３駆動状態の間で切り替えられる。したがって、ＥＶモードは、バッテリ２０のＳＯＣの減少度合が相対的に大きい運転モードであり、ＨＶモードはバッテリ２０のＳＯＣの減少度合が相対的に小さい運転モードである。

目標充電率設定部４２は、バッテリ２０のＳＯＣの目標値である目標ＳＯＣを設定する。具体的には、目標充電率設定部４２は、車両１が所定の充電拠点に到達するときにバッテリ２０のＳＯＣが到達時ＳＯＣになるように目標ＳＯＣを設定する。到達時ＳＯＣは、車両１が所定の充電拠点に到達するときのバッテリ２０のＳＯＣの目標値である。目標ＳＯＣは、車両１の現在地から充電拠点まで運転モードがＥＶモードに維持されるように設定される。このことによって、内燃機関１０の運転時間を短縮することができる。

現在地から充電拠点までＥＶモードのみによって車両１を走行させる場合、現在地から充電拠点までの距離が長いほど、充電拠点に到達するまでに必要な電力量が多くなる。このため、目標充電率設定部４２は、ＥＶモードによって車両１を充電拠点に到達させるのに必要な電力量を算出し、必要な電力量に相当するＳＯＣを到達時ＳＯＣに加算することによって目標ＳＯＣを算出する。

出力制御部４１は、車両１が充電拠点外を走行しているときに、車両１が充電拠点に到達するときのバッテリ２０のＳＯＣが到達時ＳＯＣになるように、内燃機関１０、第１電動発電機１２及び第２電動発電機１６の出力を制御する。したがって、出力制御部４１は、車両１が充電拠点外を走行しているときにバッテリ２０のＳＯＣが目標ＳＯＣ以上となるように、内燃機関１０、第１電動発電機１２及び第２電動発電機１６の出力を制御する。具体的には、出力制御部４１は、現在のＳＯＣが目標ＳＯＣ以上であるときには車両１の運転モードをＥＶモードに設定し、現在のＳＯＣが目標ＳＯＣ未満であるときには車両１の運転モードをＨＶモードに設定する。

車両１のドライバは、バッテリ２０を充電するために複数の充電拠点（自宅、外部電源７０が設けられた駐車場、充電スタンド等）を利用することが多い。複数の充電拠点が存在する場合、ＥＶモードによって車両１を充電拠点に到達させるのに必要な電力量は充電拠点毎に算出される。

また、車両１よって利用される充電拠点は充電拠点の外部電源７０の利用状況に応じて順次登録される。例えば、所定の場所において外部電源７０によるバッテリ２０の充電が初めて行われた場合、その位置が充電拠点として登録される。位置情報はＧＰＳ受信機５２によって検出される。

バッテリ２０の充電の有無はバッテリ２０のＳＯＣに基づいて判定される。例えば、内燃機関１０の停止時にＳＯＣが上昇した場合には、バッテリ２０の充電が行われたと判定される。なお、バッテリ２０の充電の有無は、充電用コネクタ７４が充電ポート２２に接続されたことをセンサ等で検出することによって判定されてもよい。

また、車両１がナビゲーションシステムを備えている場合、充電拠点はナビゲーションシステムの地図データ上に登録されてもよい。この場合、ドライバ自身によって充電拠点が登録されてもよい。また、地図データ上に存在し且つ自宅から所定距離以内の充電拠点が、ドライバによって利用される充電拠点として予め登録されてもよい。充電拠点の登録情報はＥＣＵ４０に記憶される。

図３は、充電拠点までの距離と目標ＳＯＣとの関係を概略的に示す図である。図３に示されるように、目標ＳＯＣは、充電拠点までの距離がゼロのときには到達時ＳＯＣに設定され、充電拠点までの距離が長くなるほど高くされる。しかしながら、ＳＯＣが高くなりすぎると、長い下り坂等において得られる回生電力によってバッテリ２０を充電することができず、回生電力が無駄になる。このため、目標ＳＯＣには上限値ＳＯＣｕｐが設定される。

上述したように、車両１では、外部電源７０によってバッテリ２０を充電することができる。この場合、外部電源７０が設けられた充電拠点に車両１が到達するときには、バッテリ２０のＳＯＣができるだけ低いことが望ましい。このことによって、内燃機関１０の運転時間を最小限にすることができ、ひいては車両１の燃費及び排気エミッションを改善することができる。また、充電拠点において外部電源７０によるバッテリ２０の充電が行われると、バッテリ２０のＳＯＣが回復する。このため、車両１が再び走行するときには、運転モードをＥＶモードに設定することができる。

したがって、到達時ＳＯＣをできるだけ低い値に設定することが望ましい。しかしながら、車両１のドライバは運転中に臨機応変に目的地を変更する。このため、車両１が充電拠点付近を走行したとしても、ハイブリッド車両が充電拠点に停車しない場合がある。

到達時ＳＯＣがほぼゼロに設定されている場合に車両１が充電拠点を通過すると、車両１はバッテリ２０の電力をほとんど使用することができない。この場合、走行用の動力源として第１電動発電機１２及び第２電動発電機１６を使用することができず、又は第１電動発電機１２及び第２電動発電機１６の出力を制限する必要がある。この結果、車両１の動力性能が低下する。特に、車両１が充電拠点を通過した後に上り坂を走行する場合、内燃機関１０の最大出力が第１電動発電機１２及び第２電動発電機１６の最大出力よりも小さい場合等には、ドライバ要求出力に対して走行用の出力が足りず、動力性能の低下が顕著となる。

そこで、本実施形態では、目標充電率設定部４２は、ＥＶモードによって車両１を充電拠点に到達させるのに必要な電力量、すなわち、車両１が第１電動発電機１２及び第２電動発電機１６のみの出力によって充電拠点に到達するのに必要な電力量と、充電拠点付近の道路の勾配情報とに基づいて目標ＳＯＣを設定する。このことによって、充電拠点付近の道路の勾配情報に応じた適切な値に目標ＳＯＣを設定することができる。したがって、内燃機関１０の運転時間を短縮しつつ、車両１の動力性能の低下を抑制することができる。

具体的には、目標充電率設定部４２は、充電拠点付近に上り坂がある場合には、充電拠点付近に上り坂がない場合に比べて、到達時ＳＯＣを高くする。このことによって、車両１が充電拠点を通過した後に上り坂を走行する場合であっても、到達時ＳＯＣが高いため、残りのＳＯＣによって、上り坂を走行するときの動力性能を確保することができる。また、充電拠点付近に上り坂がない場合には、目標ＳＯＣを低くすることができ、ＥＶモードによる車両１の走行時間を長くすることができる。したがって、内燃機関１０の運転時間を短縮しつつ、車両１の動力性能の低下を抑制することができる。

また、車両１が充電拠点を通過した後に下り坂を通過する場合には、回生電力によってバッテリ２０のＳＯＣが回復する。この場合、車両１の走行が継続されたとしても、動力性能の低下が抑制される。このため、目標充電率設定部４２は、充電拠点付近に下り坂がある場合には、充電拠点付近に下り坂がない場合に比べて、到達時ＳＯＣを低くする、このことによっても、内燃機関１０の運転時間を短縮しつつ、車両１の動力性能の低下を抑制することができる。

＜到達時ＳＯＣ算出処理＞
図４は、本発明の第一実施形態における到達時ＳＯＣ算出処理の制御ルーチンを示すフローチャートである。本制御ルーチンでは、到達時ＳＯＣが算出される。本制御ルーチンは、登録された充電拠点毎に実行され、ＥＣＵ４０によって実行される。

最初に、ステップＳ１０１において、目標充電率設定部４２は、充電拠点付近に上り坂があるか否かを判定する。具体的には、目標充電率設定部４２は、地図データベース５３の地図情報に基づいて、充電拠点付近に上り坂があるか否かを判定する。充電拠点付近は例えば充電拠点から所定距離以内の範囲として定義される。また、上り坂は、例えば、所定値以上の正の勾配が所定距離以上続く道路として定義される。

なお、充電拠点付近は、ＥＶモードによって車両１を充電拠点まで到達させるのに必要なＳＯＣが所定値以内の範囲として定義されてもよい。必要なＳＯＣは、充電拠点までの距離、充電拠点までの経路の勾配情報及び走行履歴（平均車速等）等に基づいて算出される。また、充電拠点付近は、充電拠点までの車両１の走行時間が所定時間以内の範囲として定義されてもよい。充電拠点までの走行時間は、充電拠点までの距離、充電拠点までの経路の走行履歴（所要時間等）等に基づいて算出される。

ステップＳ１０１において充電拠点付近に上り坂があると判定された場合、本制御ルーチンはステップＳ１０２に進む。ステップＳ１０２では、目標充電率設定部４２は到達時ＳＯＣを補正する。具体的には、目標充電率設定部４２は到達時ＳＯＣを初期値よりも高くする。到達時ＳＯＣの初期値は、予め定められ、例えば２５％に設定される。なお、到達時ＳＯＣの初期値は、車両１が充電拠点付近を走行しているときに充電拠点に停車する頻度等に基づいて、充填拠点毎に異なる値に設定されてもよい。

また、図３に示されるように、目標ＳＯＣは、基本的に、充電拠点までの距離が短いほど低くなる。このため、到達時ＳＯＣが一定である場合、車両１が充電拠点を通過して上り坂を走行するときの動力性能の低下度合は、充電拠点から上り坂までの距離が短いほど大きくなる。

このため、目標充電率設定部４２は、充電拠点から上り坂までの距離が短いほど、到達時ＳＯＣを高くする。このことによって、より効果的に、内燃機関１０の運転時間を短縮しつつ、車両１の動力性能の低下を抑制することができる。なお、目標充電率設定部４２は、充電拠点から上り坂までの車両１の走行時間が短いほど、到達時ＳＯＣを高くしてもよい。充電拠点から上り坂までの車両１の走行時間は、充電拠点から上り坂までの距離、充電拠点から上り坂までの経路の走行履歴（所要時間等）等に基づいて算出される。

また、上り坂において消費されるバッテリ２０の電力量が大きいほど、車両１が上り坂に到達するときのバッテリ２０のＳＯＣを高くする必要がある。このため、目標充電率設定部４２は、上り坂において消費されるバッテリ２０の電力量が大きいほど、到達時ＳＯＣを高くする。このことによって、より効果的に、内燃機関１０の運転時間を短縮しつつ、車両１の動力性能の低下を抑制することができる。上り坂において消費されるバッテリ２０の電力量は、車両１の上り坂の走行履歴（バッテリ２０の電力の低下量等）に基づいて算出される。

また、上り坂において消費されるバッテリ２０の電力量は、上り坂の勾配が大きいほど大きくなる。このため、目標充電率設定部４２は、上り坂の勾配が大きいほど、到達時ＳＯＣを高くしてもよい。また、上り坂が長いほど、上り坂において消費されるバッテリ２０の電力量が大きくなる。このため、目標充電率設定部４２は、上り坂が長いほど、到達時ＳＯＣを高くしてもよい。

また、車両１が充電拠点付近を走行しているときに上り坂を走行する頻度が低い場合には、車両１が充電拠点付近を通過した後に上り坂を走行する可能性が低い。このため、目標充電率設定部４２は、車両１が充電拠点付近を走行しているときに上り坂を走行する頻度が低いほど、到達時ＳＯＣを低くする。例えば、目標充電率設定部４２は、過去に車両１が充電拠点を出発して充電拠点から所定距離以上離れたときに車両１が上り坂を走行した割合として、車両１が充電拠点付近を走行しているときに上り坂を走行する頻度を算出する。

充電拠点付近に複数の上り坂がある場合には、目標充電率設定部４２は、上り坂毎に補正後の到達時ＳＯＣを算出し、最高の到達時ＳＯＣを最終的な到達時ＳＯＣに設定する。このことによって、車両１が充電拠点を通過した後に最も厳しい条件の上り坂を走行した場合であっても、車両１の動力性能の低下を効果的に抑制することができる。なお、充電拠点付近に複数の上り坂がある場合、目標充電率設定部４２は、充電拠点に最も近い上り坂についてのみ補正後の到達時ＳＯＣを算出してもよい。

ステップＳ１０２の後、本制御ルーチンは終了する。一方、ステップＳ１０１において充電拠点付近に上り坂がないと判定された場合、本制御ルーチンはステップＳ１０３に進む。ステップＳ１０３では、目標充電率設定部４２は、充電拠点付近に下り坂があるか否かを判定する。具体的には、目標充電率設定部４２は、地図データベース５３の地図情報に基づいて、充電拠点付近に下り坂があるか否かを判定する。下り坂は、例えば、所定値以下の負の勾配が所定距離以上続く道路として定義される。

ステップＳ１０３において充電拠点付近に下り坂があると判定された場合、本制御ルーチンはステップＳ１０４に進む。ステップＳ１０４では、目標充電率設定部４２は到達時ＳＯＣを補正する。具体的には、目標充電率設定部４２は到達時ＳＯＣを初期値よりも低くする。ステップＳ１０４の後、本制御ルーチンは終了する。

また、ステップＳ１０３において充電拠点付近に下り坂がないと判定された場合、本制御ルーチンは終了する。この場合、到達時ＳＯＣは初期値に維持される。

なお、目標充電率設定部４２は、充電拠点の周囲が全て下り坂である場合にのみ、到達時ＳＯＣを初期値よりも低くしてもよい。また、目標充電率設定部４２は、車両１が充電拠点付近を走行しているときに充電拠点付近の下り坂を走行する頻度が所定値以上である場合にのみ、到達時ＳＯＣを初期値よりも低くしてもよい。また、ステップＳ１０１及びステップＳ１０２又はステップＳ１０３及びステップＳ１０４は省略されてもよい。

＜目標ＳＯＣ算出処理＞
図５は、本発明の第一実施形態における目標ＳＯＣ算出処理の制御ルーチンを示すフローチャートである。本制御ルーチンでは、目標ＳＯＣが算出される。本制御ルーチンは、ＥＣＵ４０によって所定の時間間隔で繰り返し実行される。

最初に、ステップＳ２０１において、目標充電率設定部４２は、各充電拠点の到達時ＳＯＣを取得する。各充電拠点の到達時ＳＯＣは図４の到達時ＳＯＣ算出処理の制御ルーチンにおいて算出される。次いで、ステップＳ２０２において、目標充電率設定部４２は、車両１の現在地を取得する。車両１の現在地はＧＰＳ受信機５２によって検出される。

次いで、ステップＳ２０３において、目標充電率設定部４２は、ＥＶモードによって車両１を現在地から各充電拠点に到達させるのに必要な電力量を算出する。必要な電力量は、現在地から充電拠点までの距離、充電拠点までの経路の勾配情報及び走行履歴（平均車速等）、現在の車速等に基づいて算出される。

次いで、ステップＳ２０４において、目標充電率設定部４２は目標ＳＯＣを算出する。具体的には、目標充電率設定部４２は、各充電拠点毎の目標ＳＯＣを算出し、目標ＳＯＣの最小値を最終的な目標ＳＯＣに設定する。各充電拠点毎の目標ＳＯＣは、ステップＳ２０３において算出された必要な電力量に相当するＳＯＣを到達時ＳＯＣに加算することによって算出される。なお、ナビゲーションシステムに所定の充電拠点が目的地として入力されている場合には、この充電拠点についての目標ＳＯＣのみが算出されてもよい。ステップＳ２０４の後、本制御ルーチンは終了する。

＜運転モード設定処理＞
図６は、本発明の第一実施形態における運転モード設定処理の制御ルーチンを示すフローチャートである。本制御ルーチンでは、車両１の運転モードが設定される。本制御ルーチンは、ＥＣＵ４０によって所定の時間間隔で繰り返し実行される。

最初に、ステップＳ３０１において、出力制御部４１は目標ＳＯＣを取得する。目標ＳＯＣは図５の目標ＳＯＣ算出処理の制御ルーチンにおいて算出される。次いで、ステップＳ３０２において、出力制御部４１は、現在のＳＯＣが目標ＳＯＣ以上であるか否かを判定する。現在のＳＯＣは電圧センサ５１の出力等に基づいて算出される。

ステップＳ３０２において現在のＳＯＣが目標ＳＯＣ以上であると判定された場合、本制御ルーチンはステップＳ３０３に進む。ステップＳ３０３では、出力制御部４１は車両１の運転モードをＥＶモードに設定する。ステップＳ３０３の後、本制御ルーチンは終了する。

一方、ステップＳ３０２において現在のＳＯＣが目標ＳＯＣ未満であると判定された場合、本制御ルーチンはステップＳ３０４に進む。ステップＳ３０４では、出力制御部４１は車両１の運転モードをＨＶモードに設定する。ステップＳ３０４の後、本制御ルーチンは終了する。

なお、ＥＶモードとＨＶモードとが頻繁に切り替わることを抑制するために、ステップＳ３０４において現在のＳＯＣが目標ＳＯＣよりも高い値（例えば目標ＳＯＣ＋数％）に達するまで、運転モードがＨＶモードに維持されてもよい。また、ドライバ要求出力が所定値以上であり、内燃機関１０も走行用の動力を出力することが要求された場合には、現在のＳＯＣが目標ＳＯＣ以上であっても、車両１の運転モードがＥＶモードからＨＶモードに切り替えられる。

＜第二実施形態＞
第二実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置は、以下に説明する点を除いて、基本的に第一実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置の構成及び制御と同様である。このため、以下、本発明の第二実施形態について、第一実施形態と異なる部分を中心に説明する。

図７は、本発明の第二実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置等の構成を概略的に示すブロック図である。第二実施形態では、ＥＣＵ４０’は、メモリに記憶されたプログラム等を実行することによって、出力制御部４１、目標充電率設定部４２及び勾配情報検出部４３として機能する。

勾配情報検出部４３は車両１の走行履歴に基づいて充電拠点付近の道路の勾配情報を検出する。このことによって、車両１が地図データベースを備えていない場合であっても、充電拠点付近の道路の勾配情報（以下、単に「勾配情報」と称する）を検出することができる。

例えば、勾配情報検出部４３は、車両１が充電拠点付近を走行しているときのバッテリ２０の電力量の変動に基づいて勾配情報を検出する。具体的には、勾配情報検出部４３は、車両１が充電拠点付近を走行しているときにバッテリ２０の電力量の減少度合が所定時間以上所定値以上である場合に、その場所が上り坂であると判定する。上り坂の位置情報はＧＰＳ受信機５２によって検出される。また、勾配情報検出部４３は、車両１が充電拠点付近を走行しているときのバッテリ２０の電力量の減少度合に基づいて、上り坂において消費されるバッテリ２０の電力量、上り坂の勾配及び上り坂の長さも検出することができる。上り坂の各種情報はＥＣＵ４０に記憶される。

また、車両１が下り坂を走行する場合、回生電力によってバッテリ２０の電力量が増加する。このため、勾配情報検出部４３は、車両１が充電拠点付近を走行しているときにバッテリ２０の電力量の増加度合が所定時間以上所定値以上である場合に、その場所が下り坂であると判定する。下り坂の位置情報は、ＧＰＳ受信機５２によって検出され、ＥＣＵ４０に記憶される。

なお、勾配情報検出部４３は、車両１が充電拠点付近を走行しているときのドライバ要求出力又は走行用の動力に基づいて勾配情報を検出してもよい。具体的には、勾配情報検出部４３は、車両１が充電拠点付近を走行しているときにドライバ要求出力又は走行用の動力が所定時間以上所定値以上である場合に、その場所が上り坂であると判定する。また、勾配情報検出部４３は、車両１が充電拠点付近を走行しているときにドライバ要求出力又は走行用の動力が所定時間以上ほぼゼロである場合に、その場所が下り坂であると判定する。また、ＧＰＳ受信機５２が勾配情報を検出可能な場合、勾配情報検出部４３はＧＰＳ受信機５２を用いて勾配情報を検出してもよい。

車両１の実際の走行に基づいて勾配情報を検出する場合、未走行の道路に上り坂がある可能性がある。このため、勾配情報の検出が完了する前に目標ＳＯＣを低くすると、車両１が充電拠点を通過した後に未検出の上り坂を走行し、動力性能が低下するおそれがある。

そこで、第二実施形態では、目標充電率設定部４２は、勾配情報検出部４３が、勾配情報の検出を完了し、充電拠点付近に上り坂を検出しなかった場合に、目標ＳＯＣを低くする。このことによって、未検出の上り坂において動力性能が低下することを抑制することができる。

＜到達時ＳＯＣ算出処理＞
図８は、本発明の第二実施形態における到達時ＳＯＣ算出処理の制御ルーチンを示すフローチャートである。本制御ルーチンでは、到達時ＳＯＣが算出される。本制御ルーチンは、登録された充電拠点毎に実行され、ＥＣＵ４０によって実行される。

最初に、ステップＳ４０１において、目標充電率設定部４２は、勾配情報検出部４３による勾配情報の検出が完了したか否かを判定する。例えば、目標充電率設定部４２は、車両１の実際の走行によって勾配情報検出部４３が充電拠点の周辺環境を把握したときに、勾配情報の検出が完了したと判定する。

車両１のドライバは、充電拠点から所定方向の目的地に向かう場合、同じルートを選択することが多い。このため、勾配情報検出部４３は、車両１が充電拠点を出発して複数の方向において充電拠点から所定距離以上離れた場合に、充電拠点の周辺環境を把握したと判定する。

図９は、充電拠点付近の車両１の走行軌跡を示す図である。図９の円の中心は、充電拠点（例えば自宅）の位置を示す。図９の例では、円によって囲まれた充電拠点付近の領域が８つの分割区域に分けられている。勾配情報検出部４３は、車両１が充電拠点を出発して８つの方向（８つの分割区域）において充電拠点から所定距離以上離れたときに、充電拠点の周辺環境を把握したと判定する。なお、分割区域の数は他の数（４、６、１０等）であってもよい。また、勾配情報検出部４３は、車両１が充電拠点を出発して充電拠点から所定距離以上離れた回数が所定回数に達したときに、充電拠点の周辺環境を把握したと判定してもよい。

ステップＳ４０１において、勾配情報の検出が完了していないと判定された場合、本制御ルーチンは終了する。この場合、到達時ＳＯＣは初期値に維持される。なお、第二実施形態では、到達時ＳＯＣの初期値は、上り坂における車両１の動力性能の低下を抑制可能な値（例えば２５〜４０％）に設定される。

一方、ステップＳ４０１において勾配情報の検出が完了したと判定された場合、本制御ルーチンはステップＳ４０２に進む。ステップＳ４０２では、目標充電率設定部４２は、充電拠点付近に上り坂があるか否かを判定する。上り坂は勾配情報検出部４３によって検出される。

ステップＳ４０２において充電拠点付近に上り坂があると判定された場合、本制御ルーチンは終了する。この場合、到達時ＳＯＣは初期値に維持される。なお、第一実施形態と同様に、目標充電率設定部４２は、充電拠点から上り坂までの距離、充電拠点から上り坂までの走行時間、上り坂において消費されるバッテリ２０の電力量、上り坂の勾配、上り坂の長さ、又は車両１が充電拠点付近を走行しているときに上り坂を走行する頻度に基づいて、到達時ＳＯＣを初期値から変更してもよい。

一方、ステップＳ４０２において充電拠点付近に上り坂がないと判定された場合、本制御ルーチンはステップＳ４０３に進む。ステップＳ４０３では、目標充電率設定部４２は到達時ＳＯＣを初期値よりも低くする。ステップＳ４０３の後、本制御ルーチンは終了する。

なお、ステップＳ４０３において、目標充電率設定部４２は、充電拠点付近に下り坂がある場合には、充電拠点付近に下り坂がない場合に比べて、到達時ＳＯＣの低下量を大きくしてもよい。

第二実施形態においても、図５の目標ＳＯＣ算出処理の制御ルーチン及び図６の運転モード設定処理の制御ルーチンが実行される。図５のステップＳ２０１では、図８の到達時ＳＯＣ算出処理の制御ルーチンにおいて算出された各充電拠点毎の到達時ＳＯＣが取得される。

＜第三実施形態＞
第三実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置は、以下に説明する点を除いて、基本的に第一実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置の構成及び制御と同様である。このため、以下、本発明の第三実施形態について、第一実施形態と異なる部分を中心に説明する。

第三実施形態においても、目標充電率設定部４２は、ＥＶモードによって車両１を充電拠点に到達させるのに必要な電力量、すなわち、車両１が第１電動発電機１２及び第２電動発電機１６のみの出力によって充電拠点に到達するのに必要な電力量（以下、「必要電力量」と称する）と、勾配情報とに基づいて目標ＳＯＣを設定する。具体的には、充電拠点付近に上り坂がある場合、目標充電率設定部４２は、必要電力量に基づいて第１目標ＳＯＣを算出し、車両１の現在地から上り坂までに内燃機関１０の出力によってバッテリ２０に充電可能な電力量（以下、「充電可能電力量」と称する）に基づいて第２目標ＳＯＣを算出し、第１目標ＳＯＣ及び第２目標ＳＯＣのうち高い値に目標ＳＯＣを設定する。

したがって、目標充電率設定部４２は、第１目標ＳＯＣが第２目標ＳＯＣ以上であるときには目標ＳＯＣを第１目標ＳＯＣに設定し、第１目標ＳＯＣが第２目標ＳＯＣ未満であるときには目標ＳＯＣを第２目標ＳＯＣに設定する。このことによって、充電拠点付近に上り坂がある場合に目標ＳＯＣを適切な値に設定することができ、内燃機関１０の運転時間を短縮しつつ、車両１の動力性能の低下を抑制することができる。

図１０は、第三実施形態における目標ＳＯＣの設定例を示す図である。図１０には、走行中の道路の標高、車両１の速度（車速）、バッテリ２０のＳＯＣの変化が示される。バッテリ２０のＳＯＣのグラフでは、実際のＳＯＣが実線によって示され、第１目標ＳＯＣが二点鎖線によって示され、第２目標ＳＯＣが一点鎖線によって示される。

図１０の例では、車両１は充電拠点を通過した後に上り坂を走行している。距離Ｄ２が充電拠点に相当し、距離Ｄ３が上り坂の始点に相当し、距離Ｄ４が上り坂の終点に相当する。また、図１０の例では、車速は一定に維持されている。

第１目標ＳＯＣは、必要電力量に相当するＳＯＣを充電拠点における到達時ＳＯＣに加算することによって算出される。このため、第１目標ＳＯＣは、距離Ｄ０から距離Ｄ２まで充電拠点に近付くにつれて徐々に低くなり、距離Ｄ２以降、充電拠点から離れるにつれて徐々に高くなる。また、第１目標ＳＯＣが目標ＳＯＣの上限値ＳＯＣｕｐに達すると、第１目標ＳＯＣは上限値ＳＯＣｕｐに維持される。

第２目標ＳＯＣは、内燃機関１０の出力を用いてバッテリ２０を充電することによって上り坂の始点においてバッテリ２０のＳＯＣが所定値に達するように設定される。このため、第２目標ＳＯＣは、上り坂の始点におけるＳＯＣの目標値（以下、「始点ＳＯＣ」と称する）から充電可能電力量を減算することによって算出される。また、第２目標ＳＯＣは上り坂の走行中にはゼロに設定される。このため、第２目標ＳＯＣは、距離Ｄ０から距離Ｄ３まで上り坂の始点に近付くにつれて高くなり、上り坂を走行中の距離Ｄ３から距離Ｄ４までゼロに設定される。また、この例では、距離Ｄ４と距離Ｄ３との距離が長いため、距離Ｄ４以降も第２目標ＳＯＣはゼロに設定される。

図１０の例では、距離Ｄ０から距離Ｄ１まで、第１目標ＳＯＣが第２目標ＳＯＣ以上であるので、目標ＳＯＣは第１目標ＳＯＣに設定される。一方、距離Ｄ１から距離Ｄ３まで、第２目標ＳＯＣが第１目標ＳＯＣよりも高いので、目標ＳＯＣは第２目標ＳＯＣに設定される。また、距離Ｄ３以降、第１目標ＳＯＣが第２目標ＳＯＣ以上であるので、目標ＳＯＣは第１目標ＳＯＣに設定される。

実際のＳＯＣは距離Ｄ０から距離Ｄ３まで目標ＳＯＣに沿って変化する。距離Ｄ１において車両１の運転モードがＥＶモードからＨＶモードに切り替えられ、距離Ｄ２から距離Ｄ３まで内燃機関１０の出力によるバッテリ２０の充電が行われる。一方、距離Ｄ３から距離Ｄ４まで、上り坂を走行するためにバッテリ２０の電力が消費されるため、実際のＳＯＣは目標ＳＯＣに関わらず徐々に低くなる。また、距離Ｄ４以降、内燃機関１０の出力によるバッテリ２０の充電が再開され、実際のＳＯＣは目標ＳＯＣに向かって徐々に高くなる。

図１０の例では、上り坂の終点において実際のＳＯＣが下限値ＳＯＣｌｏｗに達している。したがって、始点ＳＯＣは、上り坂の終点において実際のＳＯＣが下限値ＳＯＣｌｏｗになるように設定されている。下限値ＳＯＣｌｏｗは、バッテリ２０の実使用範囲の下限値であり、バッテリ２０の劣化等を考慮して予め定められる。なお、実際のＳＯＣが上り坂の終点よりも前に下限値ＳＯＣｌｏｗに達したとしても、上り坂の始点における実際のＳＯＣを第１目標ＳＯＣよりも高くすることができれば、上り坂における動力性能の低下を抑制することができる。

＜目標ＳＯＣ設定処理＞
図１１は、本発明の第三実施形態における目標ＳＯＣ設定処理の制御ルーチンを示すフローチャートである。本制御ルーチンでは、目標ＳＯＣが設定される。本制御ルーチンは、ＥＣＵ４０によって所定の時間間隔で繰り返し実行される。

最初に、ステップＳ５０１において、図５のステップＳ２０２と同様に、目標充電率設定部４２は、車両１の現在地を取得する。次いで、ステップ５０２において、図５のステップＳ２０３と同様に、目標充電率設定部４２は、ＥＶモードによって車両１を現在地から各充電拠点に到達させるのに必要な電力量を算出する。

次いで、ステップＳ５０３において、目標充電率設定部４２は、予め定められた到達時ＳＯＣ（例えば１０〜２５％）に基づいて第１目標ＳＯＣを算出する。具体的には、目標充電率設定部４２は、充電拠点毎の第１目標ＳＯＣを算出し、第１目標ＳＯＣの最小値を最終的な第１目標ＳＯＣに設定する。充填拠点毎の第１目標ＳＯＣは、ステップＳ５０２において算出された必要な電力量に相当するＳＯＣを到達時ＳＯＣに加算することによって算出される。なお、到達時ＳＯＣは、車両１が充電拠点付近を走行しているときに充電拠点に停車する頻度等に基づいて、充填拠点毎に異なる値に設定されてもよい。

次いで、ステップＳ５０４において、図４のステップＳ１０１と同様に、目標充電率設定部４２は、充電拠点付近に上り坂があるか否かを判定する。充電拠点付近に上り坂がないと判定された場合、本制御ルーチンはステップＳ５０５に進む。ステップＳ５０５では、目標充電率設定部４２は目標ＳＯＣを第１目標ＳＯＣに設定する。ステップＳ５０５の後、本制御ルーチンは終了する。

一方、ステップＳ５０４において充電拠点付近に上り坂があると判定された場合、本制御ルーチンはステップＳ５０６に進む。ステップＳ５０６では、目標充電率設定部４２は充電可能電力量を算出する。充電可能電力量は、充電拠点までの距離、充電拠点までの経路の勾配情報及び走行履歴（平均車速等）、現在の車速等に基づいて算出される。

次いで、ステップＳ５０７において、目標充電率設定部４２は充電可能電力量に基づいて第２目標ＳＯＣを算出する。具体的には、目標充電率設定部４２は、始点ＳＯＣから充電可能電力量を減算することによって第２目標ＳＯＣを算出する。したがって、第２目標ＳＯＣは、充電可能電力量が小さいほど高くなる。始点ＳＯＣは、上り坂における車両１の動力性能の低下を抑制可能な値（例えば２５〜４０％）に予め定められる。始点ＳＯＣは、充電拠点における第１目標ＳＯＣ、すなわち到達時ＳＯＣよりも高い値に設定される。

なお、目標充電率設定部４２は、上り坂において消費されるバッテリ２０の電力量、上り坂の勾配、上り坂の長さ、又は車両１が充電拠点付近を走行しているときに上り坂を走行する頻度に基づいて始点ＳＯＣを算出してもよい。このことによって、より効果的に、内燃機関１０の運転時間を短縮しつつ、車両１の動力性能の低下を抑制することができる。

具体的には、目標充電率設定部４２は、上り坂において消費されるバッテリ２０の電力量が大きいほど、始点ＳＯＣを高くする。また、目標充電率設定部４２は、上り坂の勾配が大きいほど始点ＳＯＣを高くする。また、目標充電率設定部４２は、上り坂が長いほど、始点ＳＯＣを高くする。また、目標充電率設定部４２は、車両１が充電拠点付近を走行しているときに上り坂を走行する頻度が低いほど、始点ＳＯＣを低くする。なお、始点ＳＯＣを高くすることによって第２目標ＳＯＣも高くなり、始点ＳＯＣを低くすることによって第２目標ＳＯＣも低くなる。

また、充電拠点付近に複数の上り坂がある場合には、目標充電率設定部４２は、上り坂毎に第２目標ＳＯＣを算出し、最高の第２目標ＳＯＣを最終的な第２目標ＳＯＣに設定する。なお、充電拠点付近に複数の上り坂がある場合、目標充電率設定部４２は、充電拠点に最も近い上り坂についてのみ第２目標ＳＯＣを算出してもよい。

ステップＳ５０８において、目標充電率設定部４２は、第１目標ＳＯＣが第２目標ＳＯＣ以上であるか否かを判定する。第１目標ＳＯＣが第２目標ＳＯＣ以上であると判定された場合、本制御ルーチンはステップＳ５０５に進む。ステップＳ５０５では、目標充電率設定部４２は目標ＳＯＣを第１目標ＳＯＣに設定する。ステップＳ５０５の後、本制御ルーチンは終了する。

一方、ステップＳ５０８において第１目標ＳＯＣが第２目標ＳＯＣ未満であると判定された場合、本制御ルーチンはステップＳ５０９に進む。ステップＳ５０９では、目標充電率設定部４２は目標ＳＯＣを第２目標ＳＯＣに設定する。ステップＳ５０９の後、本制御ルーチンは終了する。

第三実施形態においても、図６の運転モード設定処理の制御ルーチンが実行され、図１１の目標ＳＯＣ設定処理の制御ルーチンにおいて設定された目標ＳＯＣに基づいて車両１の運転モードが設定される。

＜第四実施形態＞
第四実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置は、以下に説明する点を除いて、基本的に第一実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置の構成及び制御と同様である。このため、以下、本発明の第四実施形態について、第一実施形態と異なる部分を中心に説明する。

バッテリ２０の目標ＳＯＣは車両１の現在地に応じて適切な値に設定される。このため、車両１の現在地が検出不可能になった場合、例えばＧＰＳ受信機５２が故障した場合には、目標ＳＯＣを適切な値に設定することができない。この結果、上り坂等において車両１の動力性能が大きく低下するおそれがある。

そこで、第四実施形態では、フェールセーフ制御として、目標充電率設定部４２は、車両１の現在地が検出不可能になった場合に、予め定められた閾値に目標充電率を維持する。このフェールセーフ制御によって、車両１の現在地が検出不可能な場合であっても、車両１の動力性能の低下を抑制することができる。

＜目標ＳＯＣ算出処理＞
図１２は、本発明の第四実施形態における目標ＳＯＣ算出処理の制御ルーチンを示すフローチャートである。本制御ルーチンでは、目標ＳＯＣが算出される。本制御ルーチンは、ＥＣＵ４０によって所定の時間間隔で繰り返し実行される。

最初に、ステップＳ６０１において、目標充電率設定部４２は、車両１の現在地が検出可能であるか否かを判定する。車両１の現在地が検出不可能であると判定された場合、本制御ルーチンはステップＳ６０２に進む。ステップＳ６０２では、目標充電率設定部４２は目標ＳＯＣを閾値に設定する。閾値は、予め定められ、車両の動力性能の低下を抑制可能な値（例えば２５〜４０％）に設定される。ステップＳ６０２の後、本制御ルーチンは終了する。

一方、ステップＳ６０１において車両１の現在地が検出可能であると判定された場合、本制御ルーチンはステップＳ６０３に進む。ステップＳ６０３〜ステップＳ６０６は、図５のステップＳ２０１〜Ｓ２０４と同様であることから説明を省略する。

第四実施形態においても、図４の到達時ＳＯＣ算出処理の制御ルーチン及び図６の運転モード設定処理の制御ルーチンが実行される。図６の運転モード設定処理の制御ルーチンでは、図１２の目標ＳＯＣ算出処理の制御ルーチンにおいて算出された目標ＳＯＣに基づいて車両１の運転モードが設定される。

＜その他の実施形態＞
以上、本発明に係る好適な実施形態を説明したが、本発明はこれら実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載内で様々な修正及び変更を施すことができる。

例えば、第１電動発電機１２は、電動機としては機能しない発電機であってもよい。また、第２電動発電機１６は、発電機としては機能しない電動機であってもよい。

また、本実施形態におけるハイブリッド車両１はいわゆるシリーズパラレル式のハイブリッド車両である。しかしながら、バッテリが外部電源によって充電可能であれば、ハイブリッド車両１は、いわゆるシリーズ式、パラレル式等の他の種類のハイブリッド車両であってもよい。

また、上述した実施形態は、任意に組み合わせて実施可能である。例えば、第一実施形態、第三実施形態及び第四実施形態において、第二実施形態と同様に、地図データベース５３が省略され、勾配情報検出部４３によって勾配情報が検出されてもよい。

また、第四実施形態は、第二実施形態及び第三実施形態と組合せ可能である。この場合、図１２のステップＳ６０１及びＳ６０２が図５のステップＳ２０１及び図１１のステップＳ５０１の前に追加される。

また、第三実施形態において、第二実施形態と同様に、目標充電率設定部４２は、勾配情報検出部４３が、勾配情報の検出を完了し、充電拠点付近に上り坂を検出しなかった場合に、目標ＳＯＣを低くしてもよい。この場合、図１１の目標ＳＯＣ設定処理の制御ルーチンにおいて、図８のステップＳ４０１及びステップＳ４０３がステップＳ５０２とステップＳ５０３との間に実行される。すなわち、到達時ＳＯＣの初期値が上り坂における車両１の動力性能の低下を抑制可能な値（例えば２５〜４０％）に設定され、勾配情報の検出が完了した後に到達時ＳＯＣが初期値よりも低くされる。

１ ハイブリッド車両
１０ 内燃機関
１２ 第１電動発電機
１６ 第２電動発電機
２０ バッテリ
４０ 電子制御ユニット（ＥＣＵ）
４１ 出力制御部
４２ 目標充電率設定部
７０ 外部電源

Claims (18)

1. 内燃機関と、電動機と、該電動機に電力を供給すると共に前記内燃機関の出力及び外部電源によって充電可能なバッテリとを備えるハイブリッド車両を制御する、ハイブリッド車両の制御装置であって、
   前記バッテリの充電率の目標値である目標充電率を設定する目標充電率設定部と、
   前記ハイブリッド車両が充電拠点外を走行しているときに前記バッテリの充電率が前記目標充電率以上となるように前記内燃機関及び前記電動機の出力を制御する出力制御部と
   を備え、
   前記目標充電率設定部は、前記ハイブリッド車両が前記電動機のみの出力によって前記充電拠点に到達するのに必要な電力量と、前記ハイブリッド車両が前記充電拠点を通過した後の該充電拠点付近の道路の勾配情報とに基づいて前記目標充電率を設定する、ハイブリッド車両の制御装置。
2. 内燃機関と、電動機と、該電動機に電力を供給すると共に前記内燃機関の出力及び外部電源によって充電可能なバッテリとを備えるハイブリッド車両を制御する、ハイブリッド車両の制御装置であって、
   前記バッテリの充電率の目標値である目標充電率を設定する目標充電率設定部と、
   前記ハイブリッド車両が充電拠点外を走行しているときに前記バッテリの充電率が前記目標充電率以上となるように前記内燃機関及び前記電動機の出力を制御する出力制御部と、
   前記ハイブリッド車両の走行履歴に基づいて前記充電拠点付近の道路の勾配情報を検出する勾配情報検出部と
   を備え、
   前記目標充電率設定部は、前記ハイブリッド車両が前記電動機のみの出力によって前記充電拠点に到達するのに必要な電力量と、前記勾配情報とに基づいて前記目標充電率を設定し、
   前記目標充電率設定部は、前記勾配情報検出部が、前記勾配情報の検出を完了し、前記充電拠点付近に上り坂を検出しなかった場合に、前記目標充電率を低くする、ハイブリッド車両の制御装置。
3. 前記ハイブリッド車両の走行履歴に基づいて前記勾配情報を検出する勾配情報検出部を更に備える、請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
4. 前記目標充電率設定部は、前記勾配情報検出部が、前記勾配情報の検出を完了し、前記充電拠点付近に上り坂を検出しなかった場合に、前記目標充電率を低くする、請求項３に記載のハイブリッド車両の制御装置。
5. 前記目標充電率設定部は、前記ハイブリッド車両が前記充電拠点に到達するときに前記バッテリの充電率が到達時充電率になるように前記目標充電率を設定し、前記充電拠点付近に上り坂がある場合には、該充電拠点付近に上り坂がない場合に比べて、前記到達時充電率を高くする、請求項１から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。
6. 前記目標充電率設定部は、前記充電拠点から前記上り坂までの距離が短いほど、前記到達時充電率を高くする、請求項５に記載のハイブリッド車両の制御装置。
7. 前記目標充電率設定部は、前記充電拠点から前記上り坂までの前記ハイブリッド車両の走行時間が短いほど、前記到達時充電率を高くする、請求項５に記載のハイブリッド車両の制御装置。
8. 前記目標充電率設定部は、前記上り坂において消費される前記バッテリの電力量が大きいほど、前記到達時充電率を高くする、請求項５から７のいずれか１項に記載のハイブリッド車両の制御装置。
9. 前記目標充電率設定部は、前記上り坂の勾配が大きいほど、前記到達時充電率を高くする、請求項８に記載のハイブリッド車両の制御装置。
10. 前記目標充電率設定部は、前記上り坂が長いほど、前記到達時充電率を高くする、請求項８又は９に記載のハイブリッド車両の制御装置。
11. 前記目標充電率設定部は、前記ハイブリッド車両が前記充電拠点付近を走行しているときに前記上り坂を走行する頻度が低いほど、前記到達時充電率を低くする、請求項５から１０のいずれか１項に記載のハイブリッド車両の制御装置。
12. 前記目標充電率設定部は、前記ハイブリッド車両が前記充電拠点に到達するときに前記バッテリの充電率が到達時充電率になるように前記目標充電率を設定し、前記充電拠点付近に下り坂がある場合には、該充電拠点付近に下り坂がない場合に比べて、前記到達時充電率を低くする、請求項１から１１のいずれか１項に記載のハイブリッド車両の制御装置。
13. 前記充電拠点付近に上り坂がある場合、前記目標充電率設定部は、前記ハイブリッド車両が前記電動機のみの出力によって前記充電拠点に到達するのに必要な電力量に基づいて第１目標充電率を算出し、前記ハイブリッド車両の現在地から前記上り坂までに前記内燃機関の出力によって前記バッテリに充電可能な電力量に基づいて第２目標充電率を算出し、前記第１目標充電率が前記第２目標充電率以上であるときには前記目標充電率を前記第１目標充電率に設定し、前記第１目標充電率が前記第２目標充電率未満であるときには前記目標充電率を前記第２目標充電率に設定する、請求項１から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。
14. 前記目標充電率設定部は、前記上り坂において消費される前記バッテリの電力量が大きいほど、前記第２目標充電率を高くする、請求項１３に記載のハイブリッド車両の制御装置。
15. 前記目標充電率設定部は、前記上り坂の勾配が大きいほど、前記第２目標充電率を高くする、請求項１４に記載のハイブリッド車両の制御装置。
16. 前記目標充電率設定部は、前記上り坂が長いほど、前記第２目標充電率を高くする、請求項１４又は１５に記載のハイブリッド車両の制御装置。
17. 前記目標充電率設定部は、前記ハイブリッド車両が前記充電拠点付近を走行しているときに前記上り坂を走行する頻度が低いほど、前記第２目標充電率を低くする、請求項１３から１６のいずれか１項に記載のハイブリッド車両の制御装置。
18. 前記目標充電率設定部は、前記ハイブリッド車両の現在地が検出不可能になった場合に、予め定められた閾値に前記目標充電率を維持する、請求項１から１７のいずれか１項に記載のハイブリッド車両の制御装置。

Images