JPH0993717A - 移動体の制御装置 - Google Patents

移動体の制御装置

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JPH0993717A
JPH0993717A JP24459395A JP24459395A JPH0993717A JP H0993717 A JPH0993717 A JP H0993717A JP 24459395 A JP24459395 A JP 24459395A JP 24459395 A JP24459395 A JP 24459395A JP H0993717 A JPH0993717 A JP H0993717A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】内燃機関と、充電動作及びトルクアシスト動作
を行うモータジェネレータとを備えた移動体の制御に際
し、外界の情報を取り込むことにより、燃費の一層の向
上を図る。 【解決手段】車両11に搭載された電子制御装置(ECU)31
は車両減速時には予め規定された作動パターンに応じて
モータジェネレータ(MG)20を発電機として作動させ、そ
の発電力をキャパシタ25に蓄える。ECU31 は車両加速時
には作動パターンに応じてMG20を電動機として作動さ
せ、エンジン12のトルクをアシストする。ECU31 は入力
機器41の操作により目的地が入力されると、ナビゲーシ
ョン情報に基づき現在位置から目的地までの複数の経路
を求め、前記作動パターンに従いMG20を作動させながら
各経路を走行したときの最も効率的な経路を算出し、そ
の経路をディスプレイ38にて表示させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は内燃機関と、その出
力軸に設けられて内燃機関の出力トルクをアシストする
モータジェネレータとを搭載した車両等の移動体の制御
装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、例えば車両の分野において
は、発電機能を有する電動機（モータジェネレータ）を
内燃機関の出力軸に設けることが提案されている。この
モータジェネレータは、車両の減速時には、内燃機関の
出力軸の回転にともない発電を行うとともに、その出力
軸に制動力を付与する。モータジェネレータで発生した
電気エネルギは回収されて一旦コンデンサ等の蓄電器に
蓄えられる。一方、大きな出力トルクが要求される加速
時等には、モータジェネレータは前記蓄電器に蓄えられ
た電気エネルギによって電動機として作動させられ、内
燃機関のトルクをアシストする。
【０００３】また、これに関連する技術として、例えば
特開平４−２０７９０７号公報では、車両の制動、惰
行、加速の各走行条件のもとでそれぞれ大、中、小の発
電モードが設定される。モータジェネレータによる制動
力が内燃機関に付与されるとともに、同モータジェネレ
ータが発電能力を変化させながら発電動作させられる。
このときには、蓄電器の充電量がモードに応じて調整さ
れ、全てのモードでモータジェネレータの電気エネルギ
が蓄電器に蓄えられる。そして、加速時等において、ト
ルクのアシストのためにモータジェネレータによって使
用された蓄電器の電気エネルギは、上記発電により補充
される。その結果、蓄電器が常に良好な充電状態に保た
れる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記のように出力軸に
モータジェネレータを具備した内燃機関においては、具
備しないものに比べ特に燃費の改善が期待される。この
燃費を決定する車両の実際の走行状態には、運転者の意
志と外界（車両の周囲）の状況とが大きな要素として関
わっている。このうち運転者の意志については、上述し
た従来技術によって対応することが可能である。しかし
ながら、この従来技術では外界の状況に応じた制御まで
は行っていない。従って、外界の状況に関する情報を取
り込むことにより、燃費の一層の向上が期待できる。
【０００５】このように本発明は、モータジェネレータ
を備えた車両等の移動体の制御に際し外界の情報を取り
込むことにより、同移動体の燃費をより一層向上させる
ことを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に請求項１に記載の第１の発明は、図１に示すように、
移動体Ｍ１に搭載された内燃機関Ｍ２と、前記内燃機関
Ｍ２の出力軸Ｍ２ａに設けられたモータジェネレータＭ
３と、前記モータジェネレータＭ３に接続された蓄電器
Ｍ４と、前記移動体Ｍ１の運転状態を検出する運転状態
検出手段Ｍ５と、前記モータジェネレータＭ３の充電動
作及びトルクアシスト動作の作動パターンを記憶した作
動パターン記憶手段Ｍ６と、前記運転状態検出手段Ｍ５
による運転状態が減速状態のときには、前記作動パター
ン記憶手段Ｍ６による作動パターンに応じて前記モータ
ジェネレータＭ３を発電機として作動させ、その発電力
を前記蓄電器Ｍ４に蓄える充電制御手段Ｍ７と、前記運
転状態検出手段Ｍ５による運転状態が加速状態のときに
は、前記蓄電器Ｍ４に蓄えられた電力により、前記作動
パターン記憶手段Ｍ６による作動パターンに応じて前記
モータジェネレータＭ３を電動機として作動させ、前記
内燃機関Ｍ２のトルクをアシストするトルクアシスト制
御手段Ｍ８と、移動経路に関するナビゲーション情報を
記憶したナビゲーション情報記憶手段Ｍ９と、前記移動
体Ｍ１の現在位置を検出する現在位置検出手段Ｍ１０
と、前記移動体Ｍ１の目的地を設定するための目的地設
定手段Ｍ１１と、前記目的地設定手段Ｍ１１の操作によ
り目的地が設定されると、前記ナビゲーション情報記憶
手段Ｍ９によるナビゲーション情報に基づき、前記現在
位置検出手段Ｍ１０による現在位置から前記目的地まで
の複数の経路を求め、前記作動パターン記憶手段Ｍ６に
よる作動パターンに従いモータジェネレータＭ３を作動
させながら前記各経路を走行したときの、同モータジェ
ネレータＭ３による充電エネルギと放電エネルギとの関
係において最も効率的な経路を算出する最良経路算出手
段Ｍ１２と、前記最良経路算出手段Ｍ１２により算出さ
れた経路を報知する最良経路報知手段Ｍ１３とを備えて
いる。
【０００７】上記第１の発明によると、運転状態検出手
段Ｍ５によって検出された移動体Ｍ１の運転状態が減速
状態のとき、充電制御手段Ｍ７は、作動パターン記憶手
段Ｍ６に記憶された作動パターンに応じてモータジェネ
レータＭ３を発電機として作動させ、その発電力を蓄電
器Ｍ４に蓄える。前記運転状態が加速状態のとき、トル
クアシスト制御手段Ｍ８は、前記作動パターンに応じて
モータジェネレータＭ３を電動機として作動させ、内燃
機関Ｍ２のトルクをアシストする。
【０００８】このように移動体Ｍ１の運転中には、モー
タジェネレータＭ３により充電・トルクアシスト動作が
行われる。ここで、内燃機関Ｍ２の最終的な出力トルク
を一定とすると、そのうちの一部がモータジェネレータ
Ｍ３によってアシストされることから、内燃機関Ｍ２自
身の出力トルクは小さくてすむ。しかも、モータジェネ
レータＭ３を電動機として作動させるための電力は、減
速時に発電して蓄電器Ｍ４に充電したものであるので、
同電力の確保のために燃料が消費されることはない。従
って、内燃機関Ｍ２の作動のための燃料消費の観点から
は、モータジェネレータＭ３によるトルクアシストのな
い場合に比べ、少ない燃料量で最終出力トルクを発生さ
せることが可能である。
【０００９】さらに、前記移動体Ｍ１において、目的地
設定手段Ｍ１１の操作により目的地が設定されると、最
良経路算出手段Ｍ１２は、ナビゲーション情報記憶手段
Ｍ９に記憶された移動経路に関するナビゲーション情報
に基づき、前記現在位置検出手段Ｍ１０によって外界情
報として検出された移動体Ｍ１の現在位置から前記目的
地までの複数の経路を求める。最良経路算出手段Ｍ１２
は、前記作動パターン記憶手段Ｍ６の作動パターンに従
いモータジェネレータＭ３を作動させながら前記各経路
を走行したときの、同モータジェネレータＭ３による充
電エネルギと放電エネルギとの関係において最も効率的
な経路を算出する。最良経路報知手段Ｍ１３は、前記の
ようにして算出された経路を報知する。
【００１０】従って、移動体Ｍ１の運転者は、目的地設
定手段Ｍ１１を操作して目的地を設定した時点で、最良
経路報知手段Ｍ１３の報知により、現在位置から目的地
までの複数の経路のうち、最も効率よく、すなわち最も
少ない量の燃料を消費するだけで目的地へ到達すること
のできる経路を知ることが可能となる。運転者がこの最
良経路に沿って移動体Ｍ１を移動させれば、目的地まで
の移動のために消費される燃料量は、移動体Ｍ１の周囲
の状況に関わらず単にモータジェネレータＭ３を作動パ
ターンに従って作動させた場合よりも少なくてすむ。
【００１１】また、請求項２に記載の第２の発明は、図
２に示すように、移動体Ｍ２１に搭載された内燃機関Ｍ
２２と、前記内燃機関Ｍ２２の出力軸Ｍ２２ａに設けら
れたモータジェネレータＭ２３と、前記モータジェネレ
ータＭ２３に接続された蓄電器Ｍ２４と、前記移動体Ｍ
２１の運転状態を検出する運転状態検出手段Ｍ２５と、
前記運転状態検出手段Ｍ２５による運転状態が減速状態
のときには、前記モータジェネレータＭ２３を発電機と
して作動させ、その発電力を前記蓄電器Ｍ２４に蓄える
充電制御手段Ｍ２６と、前記運転状態検出手段Ｍ２５に
よる運転状態が加速状態のときには、前記蓄電器Ｍ２４
に蓄えられた電力により、前記モータジェネレータＭ２
３を電動機として作動させ、内燃機関Ｍ２２のトルクを
アシストするトルクアシスト制御手段Ｍ２７と、前記モ
ータジェネレータＭ２３の充電動作及びトルクアシスト
動作のうちの少なくともトルクアシスト動作のための基
本作動パターンを記憶した基本作動パターン記憶手段Ｍ
２８と、運転中の前記移動体Ｍ２１の周囲の情報を収集
する外界情報収集手段Ｍ２９と、前記基本作動パターン
記憶手段Ｍ２８における基本作動パターンを、前記外界
情報収集手段Ｍ２９による外界情報から予想される運転
状態に適したパターンに補正する基本作動パターン補正
手段Ｍ３０とを備えている。
【００１２】上記第２の発明によると、運転状態検出手
段Ｍ２５によって検出された移動体Ｍ２１の運転状態が
減速状態のとき、充電制御手段Ｍ２６はモータジェネレ
ータＭ２３を発電機として作動させ、その発電力を蓄電
器Ｍ２４に蓄える。前記運転状態が加速状態のとき、ト
ルクアシスト制御手段Ｍ２７はモータジェネレータＭ２
３を電動機として作動させ、内燃機関Ｍ２２のトルクを
アシストする。これらの充電制御手段Ｍ２６によるモー
タジェネレータＭ２３の充電動作、及びトルクアシスト
制御手段Ｍ２７によるトルクアシスト動作のうちの少な
くともトルクアシスト動作は、基本作動パターン記憶手
段Ｍ２８に記憶された基本作動パターンに従って行われ
る。
【００１３】このように移動体Ｍ２１の運転中には、モ
ータジェネレータＭ２３により充電・トルクアシスト動
作が行われる。ここで、内燃機関Ｍ２２の最終的な出力
トルクを一定とすると、そのうちの一部がモータジェネ
レータＭ２３によってアシストされることから、内燃機
関Ｍ２２自身の出力トルクは小さくてすむ。しかも、モ
ータジェネレータＭ２３を電動機として作動させるため
の電力は、減速時に発電して蓄電器Ｍ２４に充電したも
のであるので、同電力の確保のために燃料が消費される
ことはない。従って、内燃機関Ｍ２２の作動のための燃
料消費の観点からは、モータジェネレータＭ２３による
トルクアシストのない場合に比べ、少ない燃料量で最終
出力トルクを発生させることが可能である。
【００１４】さらに、前記移動体Ｍ２１の運転時には、
外界情報収集手段Ｍ２９が同移動体Ｍ２１の周囲の情報
を外界情報として収集する。この外界情報としては、例
えば移動体Ｍ２１が車両である場合、車間距離等の他車
両との相対的な物理量や、信号機の色等の交通情報が挙
げられる。基本作動パターン補正手段Ｍ３０は、基本作
動パターン記憶手段Ｍ２８における基本作動パターン
を、前記外界情報から予想される運転状態に適したパタ
ーンに補正する。従って、この補正後の作動パターンに
応じてモータジェネレータＭ２３を充電動作又はトルク
アシスト動作させることにより、内燃機関Ｍ２２の作動
にともない消費される燃料量を、移動体Ｍ２１の周囲の
状況に関わらず単にモータジェネレータＭ２３を基本作
動パターンに従って作動させた場合よりも少なくするこ
とが可能である。
【００１５】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）以下、第１の発明を具体化した第
１の実施の形態を図３〜図９に従って説明する。
【００１６】図３は移動体としての車両１１の概略構成
を示している。この車両１１には内燃機関としてのエン
ジン１２と、パワートレーン（動力伝達装置）１３とが
搭載されている。エンジン１２はガソリンエンジンであ
ってもよいし、ディーゼルエンジンであってもよい。エ
ンジン１２には燃料噴射弁１４が取付けられており、こ
こから噴射される燃料と、吸気通路を流通する空気との
混合気が燃焼室１５で爆発・燃焼される。この燃焼にと
もない発生する熱が動力に変換され、出力軸としてのク
ランクシャフト１６が回転駆動させられる。エンジン１
２の出力トルクは前記燃料噴射弁１４からの噴射燃料量
に対応（ほぼ比例）して変化する。車両１１には車載バ
ッテリ１８が組み込まれている。車載バッテリ１８は充
電及び放電の繰り返しにより長期間にわたる使用を可能
にした二次電池である。
【００１７】パワートレーン１３はエンジン１２（クラ
ンクシャフト１６）の出力トルクを効果的に左右の駆動
輪１９に伝えるためのものであり、モータジェネレータ
２０及び変速機２１を備えている。モータジェネレータ
２０は発電機としての機能を兼ね備えた電動機であり、
ここでは誘導電動機によって構成されている。モータジ
ェネレータ２０は前記クランクシャフト１６に一体回転
可能に取り付けられたロータコイル２２と、そのロータ
コイル２２の周囲に配置されたステータコイル２３とを
備えている。
【００１８】前記変速機２１はモータジェネレータ２０
によってアシストされた後のエンジン１２の最終的な出
力トルクを、車両１１が走行するのに必要なトルクに変
換するためのものである。ここでは、変速機２１とし
て、ベルトとプーリとを組み合わせた変速比連続可変型
の変速機（ＣＶＴ）が用いられている。このタイプのＣ
ＶＴでは、有効ピッチ径を可変にしたプライマプーリが
入力軸に装着され、同じく有効ピッチ径を可変にしたセ
カンダリプーリが出力軸に装着され、両プーリ間に無端
状のベルトが掛装されている。そして、プライマリプー
リとセカンダリプーリとの間の回転伝達比が変化させら
れることにより、入力軸に伝達されるエンジン１２の出
力が無段階に変速されて出力軸から取り出されるように
なっている。
【００１９】前記モータジェネレータ２０のステータコ
イル２３には、インバータ２４を介し蓄電器としてのキ
ャパシタ２５が接続されている。キャパシタ２５は、前
記車載バッテリ１８の電圧（１２ボルト）よりも高い電
圧（１５０〜２５０ボルト）の規格を有するバッテリ、
二重層コンデンサ等からなり、充電及び放電が可能であ
る。このキャパシタ２５は、投入される電気エネルギが
多くなるほど、充電量が多くなる（電圧が高くなる）特
性を有している。
【００２０】インバータ２４は、モータジェネレータ２
０が発電機として作動しているとき、その発電にともな
う電気エネルギ（交流）を直流に変換してキャパシタ２
５に供給する。インバータ２４はモータジェネレータ２
０が電動機として作動しているとき、キャパシタ２５に
蓄えられた電気エネルギ（直流）を交流に変換して同モ
ータジェネレータ２０に供給する。
【００２１】キャパシタ２５にはＤＣ／ＤＣコンバータ
２６を介して前記車載バッテリ１８が接続されている。
このコンバータ２６は、車両１１の長期間にわたる放置
によりキャパシタ２５が放電して電圧低下を起こした場
合に、車載バッテリ１８の電圧を上昇させてキャパシタ
２５に供給するために設けられている。
【００２２】車両１１には、その運転状態を検出するた
めの運転状態検出手段として、アクセルセンサ２７及び
回転速度センサ２８が設けられている。アクセルセンサ
２７は運転席のアクセルペダルの近傍に設けられ、その
ペダルの操作量（踏み込み量）からエンジン負荷に相当
するアクセル開度ＡＣＣＰを検出する。回転速度センサ
２８はエンジン１２に取付けられ、クランクシャフト１
６の単位時間当たりの回転数（エンジン回転速度ＮＥ）
を検出する。さらに、キャパシタ２５には、その充電量
として端子間電圧ＶＣを検出するための電圧センサ２９
が設けられている。
【００２３】前述したアクセルセンサ２７、回転速度セ
ンサ２８、電圧センサ２９、燃料噴射弁１４及びインバ
ータ２４は電子制御装置（Electronic Control Unit 、
以下単にＥＣＵという）３１に接続されている。また、
モータジェネレータ２０のステータコイル２３は、同コ
イル２３へ供給される界磁電流を制御するための界磁制
御部３２を介してＥＣＵ３１に接続されている。ＥＣＵ
３１は入出力装置、中央処理装置（ＣＰＵ）、記憶装置
（メモリ）を備えたマイクロコンピュータによって構成
されている。
【００２４】ＥＣＵ３１は作動パターン記憶手段として
機能する。すなわち、ＥＣＵ３１のメモリにはモータジ
ェネレータ２０の充電動作及びトルクアシスト動作の作
動パターンが記憶されている。本実施の形態では、エン
ジン１２の最終的な出力トルクのうち２０％をモータジ
ェネレータ２０によってアシストすることが作動パター
ンとして決定されている。
【００２５】ＥＣＵ３１は前記各センサ２７〜２９から
の検出信号に基づき所定の演算を行い、その結果に基づ
き燃料噴射弁１４に指令信号を出力し、燃料噴射量、ひ
いてはエンジン１２の出力トルクを制御する。また、Ｅ
ＣＵ３１は充電制御手段及びトルクアシスト制御手段と
して機能し、インバータ２４及び界磁制御部３２に指令
信号を出力し、モータジェネレータ２０を発電機又は電
動機として作動させる。
【００２６】例えば、車両１１の減速時には、ＥＣＵ３
１は充電制御手段として機能し、ステータコイル２３に
所定の周波数の電圧を印加して回転磁界を与える。この
際の回転磁界を、クランクシャフト１６と一体回転する
ロータコイル２２の回転に対して遅延した位相を有する
ものとすることにより、モータジェネレータ２０を発電
機として作動させ、発電動作を行わせる。この際、ステ
ータコイル２３に流される電流が多いほど大きな発電出
力が得られる。また、その発電出力を得るために消費さ
れるエンジン１２の駆動トルクも大きなものとなり、こ
の駆動トルクがエンジンブレーキとして作用することに
なる。前記発電によって得られた電気エネルギ（発電
力）はインバータ２４によって直流に変換された後にキ
ャパシタ２５に蓄えられる。
【００２７】また、車両１１の加速時には、ＥＣＵ３１
はトルクアシスト制御手段として機能し、ステータコイ
ル２３に与える回転磁界を、ロータコイル２２の回転に
対して進んだ位相を有するものとすることにより、モー
タジェネレータ２０を電動機として作動させる。この電
動動作に基づく回転駆動力により、エンジン１２の出力
トルクがアシストされる。
【００２８】前述した基本的構成に加え、車両１１には
ナビゲーションシステムが搭載されている。ここで用い
られているナビゲーションシステムは、高度約２万Ｋｍ
の宇宙空間に配置された複数のＧＰＳ（Global Positon
ing System）衛星からの信号を受信して現在位置を求め
る電波航法と、車両１１に装備された各種センサの検出
信号に基づき同車両１１の移動距離、進行方向等を検出
する自立航法とを組み合わせたものである。
【００２９】前記ナビゲーションシステムは車速センサ
３３、ステアリングセンサ３４、左右一対の車輪回転速
度センサ３５，３６、地磁気センサ３７、ディスプレイ
３８、ＣＤ−ＲＯＭディスク３９、ＣＤ−ＲＯＭプレー
ヤ４０、入力機器４１、ナビゲーションアンテナ４２、
アンプ４３、ナビゲーションレシーバ４４等を備えてい
る。これらのうち、ナビゲーションアンテナ４２及びア
ンプ４３以外のものは、前述したＥＣＵ３１にそれぞれ
接続されている。
【００３０】車速センサ３３は運転席のインストルメン
トパネル内に組み込まれ、車両１１の走行速度である車
速Ｖを検出する。ステアリングセンサ３４は運転席のス
テアリングホイールに取り付けられ、その操作量である
操舵角θＳを検出する。車輪回転速度センサ３５，３６
はステアリングホイールの操作により操舵される左右の
前車輪（この場合駆動輪１９）にそれぞれ取り付けら
れ、各駆動輪１９の単位時間当たりの回転数である車輪
回転速度ＮＬＨ，ＮＲＨを検出する。地磁気センサ３７
は車両１１のルーフ内等に配置され、同車両１１に作用
する地磁気（地球自身が発生する磁力線）の方向を検出
する。この地磁気センサ３７の検出信号は車両１１の進
行方向（方位角θＴ）を求めるために用いられる。
【００３１】ディスプレイ３８は最良経路報知手段を構
成するものであり、前記インストルメントパネルに組み
込まれており、ＥＣＵ３１からのＲＧＢ信号に応じて道
路地図を表示したり、その地図上に車両１１の現在位置
を表示したり、車両１１の現在位置から目的地までの走
行経路を表示したりする。このディスプレイ３８として
は、ＣＲＴディスプレイ、液晶ディスプレイ等が用いら
れる。
【００３２】ＣＤ−ＲＯＭディスク３９はナビゲーショ
ン情報記憶手段を構成するものである。同ディスク３９
には、車両１１の移動経路に関するナビゲーション情報
として地図情報の画面データが記録されている。ここで
の地図情報は道路に固有の情報を指し、道路の種類（例
えば高速道路、国道、県道）、信号機の設置個所、所定
区間毎の平均的な車速、法律で定められた車速の上限値
（法定速度）、道路の曲率、混雑予想情報、所定区間毎
の道路勾配θ等を含んでいる。このうち平均的な車速
は、道路の複数箇所において、実際に走行している多数
の車両の車速を測定し、それらを平均した値である。ま
た、混雑予想情報は時間帯、曜日毎の車両１１の混雑の
程度を多段階（例えば、大、小、無し）に分類したもの
である。
【００３３】ＣＤ−ＲＯＭプレーヤ４０はトランクルー
ム内等に設置され、前記ＣＤ−ＲＯＭディスク３９にお
ける地図情報を読み取り、その地図情報に関する画面デ
ータを画像信号としてＥＣＵ３１に出力する。入力機器
４１は目的地設定手段を構成するものであり、ディスプ
レイ３８の地図画面上に目的地を入力及び設定するため
に用いられる。この入力機器４１としてはジョイスティ
ック、タッチスイッチ等が用いられる。ジョイスティッ
クは傾動可能な操作棒と、その操作棒の頭部に取り付け
られたボタンとを備えており、その操作棒を傾けること
により地図画面上のカーソルを任意の位置に移動させ、
ボタンを押すことによりその位置を目的地としてＥＣＵ
３１に入力することが可能である。また、タッチスイッ
チはディスプレイ３８の画面前面にスイッチパターンを
表示し、そのパターンを直接、指で触れることにより、
接触位置を検出するものである。
【００３４】ナビゲーションアンテナ４２はインストル
メントパネル内等に配置され、ＧＰＳ衛星からの信号を
受信する。アンプ４３はナビゲーションアンテナ４２に
よる受信電波を増幅する。ナビゲーションレシーバ４４
は前記アンプ４３で増幅された信号を復調してＧＰＳ衛
星までの距離を求め、その距離に基づき現在位置を算出
し、その位置信号をＥＣＵ３１に出力する。これらのナ
ビゲーションアンテナ４２、アンプ４３及びナビゲーシ
ョンレシーバ４４によって現在位置検出手段が構成され
ている。
【００３５】一方、ＥＣＵ３１は前述した信号に基づ
き、電波航法及び自立航法に従い、地図上における現在
位置、進行方向等を演算し、その演算結果をディスプレ
イ３８に表示させるべく、ＲＧＢ信号を出力する。
【００３６】次に、本実施の形態の作用について説明す
る。図４のフローチャートは、ＥＣＵ３１によって実行
される複数の処理のうち、エンジン１２の出力トルクを
制御するための出力トルク制御ルーチンを示している。
図５，６のフローチャートは、ディスプレイ３８を制御
するためのディスプレイ制御ルーチンを示している。
【００３７】まず、出力トルク制御ルーチンについて説
明すると、ＥＣＵ３１はステップ１０１において、アク
セルセンサ２７によるアクセル開度ＡＣＣＰ、回転速度
センサ２８によるエンジン回転速度ＮＥをそれぞれ読み
込む。ステップ１０２において、メモリに記憶されたマ
ップを参照して、前記アクセル開度ＡＣＣＰ及びエンジ
ン回転速度ＮＥに対応する最終目標トルクＴを算出す
る。最終目標トルクＴは、モータジェネレータ２０によ
ってアシストされたエンジン１２から最終的に出力され
るトルクの目標値である。
【００３８】次に、ステップ１０３において、前述した
作動パターンに従ってモータジェネレータトルク指令値
Ｔｍを算出する。すなわち、前記最終目標トルクＴに
「０．２」を乗算し、その乗算結果をモータジェネレー
タトルク指令値Ｔｍとして設定する。ステップ１０４に
おいて、前記最終目標トルクＴからモータジェネレータ
トルク指令値Ｔｍを減算し、その減算結果をエンジント
ルク指令値Ｔｅとして設定する。
【００３９】続いて、ステップ１０５において、前記エ
ンジントルク指令値Ｔｅを得るのに必要な燃料噴射量を
演算し、その値に基づき燃料噴射弁１４の作動（開弁）
時間を制御する。すると、エンジン１２の出力トルクが
変化し前記エンジントルク指令値Ｔｅに一致する。
【００４０】また、ステップ１０６において、モータジ
ェネレータ２０の出力トルクが前記モータジェネレータ
トルク指令値Ｔｍに一致するように、インバータ２４及
び界磁制御部３２をそれぞれ制御する。すると、ステー
タコイル２３に印加される所定の周波数の電圧により、
ロータコイル２２の回転に対して進んだ位相の回転磁界
とすることにより、ロータコイル２２が回転駆動力を受
けて回転する。この回転駆動力、つまりモータジェネレ
ータ２０の出力トルクがもともとのエンジン１２の出力
トルクに加えられる。最終的にエンジン１２から出力さ
れるトルクが最終目標トルクＴに一致する。そして、前
記のステップ１０６の処理を実行すると、このルーチン
を終了する。
【００４１】前記出力トルク制御ルーチンにおいては、
ＥＣＵ３１によるステップ１０３，１０６の処理がトル
クアシスト制御手段に相当する。次に、図５，６のディ
スプレイ制御ルーチンについて説明する。
【００４２】ＥＣＵ３１はまず、ステップ２０１におい
て、ＣＤ−ＲＯＭプレーヤ４０から出力されるＣＤ−Ｒ
ＯＭディスク３９内の地図情報データを読み込み、ステ
ップ２０２において、ナビゲーションレシーバ４４によ
って求められた現在位置データを読み込む。ステップ２
０３において、地磁気センサ３７による方位角θＴ、車
速センサ３３による車速Ｖ、ステアリングセンサ３４に
よる操舵角θＳ、車輪回転速度センサ３５，３６による
車輪回転速度ＮＬＨ，ＮＲＨをそれぞれ読み込む。
【００４３】ステップ２０４において、先に読み込まれ
た各種データに基づき、車両１１の地図上での現在位置
及び進行方向を演算する。すなわち、車速Ｖ又は各車輪
回転速度ＮＬＨ，ＮＲＨと走行時間とに基づき車両１１
の走行距離を演算する。方位角θＴ、操舵角θＳ、各車
輪回転速度ＮＬＨ，ＮＲＨに基づき車両１１の進行方向
を演算する。また、車両１１に関する計算上の軌跡と地
図情報とを比較し、車両１１が地図情報の道路上を走行
している場合には、車両１１が常に道路上にあるように
現在位置の誤差を修正、すなわちマップマッチングを行
う。さらに、車両１１が地図情報の道路上を走行してい
ない場合には、ＧＰＳからの情報を車両１１の絶対位置
として参照して現在位置を高精度に決定する。
【００４４】ステップ２０５において、先に演算した地
図上の現在位置及び進行方向をＲＧＢ信号としてディス
プレイ３８へ出力する。すると、ディスプレイ３８はこ
のＲＧＢ信号に応じて、地図上に現在位置及び進行方向
を表示する。図７はディスプレイ３８における表示の一
例を示している。ディスプレイ３８の画面上には、道路
Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５等の地図情報が表示され
るとともに、車両１１が道路Ｒ１上を走行している場合
には、その現在位置、進行方向が現在地マークＭＡによ
り表示される。
【００４５】次に、ステップ２０６において、入力機器
４１の操作により、地図画面上において目的地が設定さ
れているか否かを判定する。設定されていなければこの
ルーチンを終了し、設定されていればステップ２０７へ
移行する。
【００４６】ステップ２０７では、現在位置から目的地
までの可能な走行経路を特定し、各走行経路の道のりを
算出する。例えば、図８で示すように地点Ａと地点Ｂと
を繋ぐ道路Ｒ１１，Ｒ１２があり、地点Ｂと地点Ｃとを
繋ぐ道路Ｒ１３，Ｒ１４，Ｒ１５があり、地点Ａと地点
Ｃとを直接繋ぐ道路Ｒ１６がある。そして、仮に車両１
１が地点Ａに位置していて、すなわち、現在位置が地点
Ａであって、地点Ｃが目的地として設定されたものとす
る。この場合、現在位置（地点Ａ）から目的地（地点
Ｂ）に至る走行経路は、（１）Ｒ１１＋Ｒ１３，（２）
Ｒ１１＋Ｒ１４，（３）Ｒ１１＋Ｒ１５，（４）Ｒ１２
＋Ｒ１３，（５）Ｒ１２＋Ｒ１４，（６）Ｒ１２＋Ｒ１
５，（７）Ｒ１６の７通りある。各道路Ｒ１１〜Ｒ１６
の道路長は地図情報として予めＣＤ−ＲＯＭディスク３
９に記憶されているので、各道路長から前記（１）〜
（７）の各走行経路の道のりを求めることができる。
【００４７】ステップ２０８において、前記ステップ２
０７で求めた（１）〜（７）の各走行経路の道のりを比
較し、短い方から所定数（例えば５つ）の走行経路を選
び出す。
【００４８】続いて、ステップ２０９において、前記ス
テップ２０８で選択した所定数の走行経路の各々につい
て、ＣＤ−ＲＯＭディスク３９から読み出した地図情報
に基づき、所定区間（例えば１００ｍ）毎の予想車速Ｖ
ＥＢを算出する。この予想車速ＶＥＢの算出方法は種々
考えられるが、例えば、平均的車速データ、法定速度等
を基本予想車速ＶＥＢＢとする。また、例えば高速道路
ではＶＥＢＢ＝１００Ｋｍ／ｈ、国道ではＶＥＢＢ＝５
０Ｋｍ／ｈ、県道ではＶＥＢＢ＝４０Ｋｍ／ｈという具
合に、道路の規模に応じて基本予想車速ＶＥＢＢを一義
的に決定する。
【００４９】この基本予想車速ＶＥＢＢを、以下の事項
を考慮して補正することにより予想車速ＶＥＢを算出す
る。道路の曲率がある値以上の場合には、基本予想車速
ＶＥＢＢから所定値（例えば１０Ｋｍ／ｈ）を減算す
る。信号機の数に応じて車両１１の走行停止回数を仮定
するとともに、その停止位置での車速Ｖを零と仮定し、
所定区間内での停止時間を割り出す。その停止時間を予
想車速ＶＥＢの補正に反映させる。混雑予想情報による
混雑の程度が「大」であれば基本予想車速ＶＥＢＢから
例えば２０Ｋｍ／ｈを減算し、「小」であれば１０Ｋｍ
／ｈを減算する。
【００５０】前記のようにして１００ｍ毎の予想車速Ｖ
ＥＢを求めると、ステップ２１０において、ＣＤ−ＲＯ
Ｍプレーヤ４０から出力されるＣＤ−ＲＯＭディスク３
９内の地図情報データのうち、前記各所定区間に対応す
る道路勾配θを読み出す。
【００５１】ステップ２１１では、前記道路勾配θを有
する区間において、前記ステップ２０９で求めた予想車
速ＶＥＢで走行するために必要な出力トルクＡを求め
る。この出力トルクＡはエンジン１２自体の出力トルク
（エンジン出力トルク）と、トルクアシストのためにモ
ータジェネレータ２０が電動機として作動したときの出
力トルク（モータジェネレータ出力トルク）との合計で
ある。
【００５２】まず、「走行抵抗Ｘ」と、「単位時間当た
りの位置エネルギの変化量」と、「単位時間当たりの回
生エネルギＥ」と、「単位時間当たりの運動エネルギの
変化量」とをそれぞれ算出する。ここで、走行抵抗Ｘは
図９に示すように前記予想車速ＶＥＢに応じて変化する
ものであり、位置エネルギの変化量は前記道路勾配θに
応じて変化するものである。また、回生エネルギＥは、
減速による回生エネルギＥＢとエンジンブレーキによる
回生エネルギＥＥＢとの和である。前者は、運転者のブ
レーキペダルの踏み込みにより車両１１が制動されてい
るときに、モータジェネレータ２０が発電機として作動
した場合の発電量であり、後者は下り坂等でエンジンブ
レーキが作用しているときに、モータジェネレータ２０
が発電機として作動した場合の発電量である。なお、こ
こではトルクアシストにより消費されたキャパシタ２５
のエネルギを、車両減速時における発電によりキャパシ
タ２５に回収することから、「回生」と「発電」とを同
義語として使用するものとする。
【００５３】次に、一つ前の区間での予想車速をＶＥＢ
´とし、所定区間（１００ｍ）を走行するのに要する時
間をｔとすると、「単位時間当たりの運動エネルギの変
化量」は、（ＶＥＢ2 −ＶＥＢ´2 ）／（２ｔ）で表さ
れる。そして、前述した走行抵抗Ｘ」、「単位時間当た
りの位置エネルギの変化量」、「単位時間当たりの回生
エネルギＥ」及び「単位時間当たりの運動エネルギの変
化量」を加算し、その加算結果を前記出力トルクＡとす
る。
【００５４】このようにして走行に必要な出力トルクＡ
を求めると、予め規定されたモータジェネレータ２０の
作動パターンに従って、同ジェネレータ２０の出力トル
クを算出する。この場合、前記出力トルクＡのうちの２
０％をモータジェネレータ出力トルクとし、残りをエン
ジン出力トルクとする。ただし、キャパシタ２５の残量
が「０」となった場合には、０％をモータジェネレータ
出力トルクとする。
【００５５】なお、出力トルクＡと回生エネルギＥとの
間には、Ａ＞０のときＥ＝０、Ａ＝０のときＥ≧０の関
係がある。続いて、ステップ２１２において、前記ステ
ップ２１１でのエンジン出力トルクに基づき、車両１１
が前記ステップ２０８で選択した５つの経路に従って走
行した場合の各消費燃料量を求める。各経路での消費燃
料量は、その経路の１００ｍ区間毎に「燃料噴射量」
と、「エンジン回転速度」と、「気筒数の１／２」と、
「１００ｍを走行するのに要する時間（分）」との積を
求め、それらの積を合計することによって求めることが
できる。ここでは、燃料噴射量とエンジン出力トルクと
の間に相関関係が見られることから、エンジン出力トル
クを燃料噴射量の代用値として用いる。
【００５６】このようにして経路毎に燃料消費量を求め
ると、ステップ２１３において、それらの大小を比較す
ることにより、モータジェネレータ２０による充電エネ
ルギと放電エネルギとの関係において最も効率的な経路
として、最小の燃料量で走行できる経路（最良経路）を
選択する。ステップ２１４において、前記最良経路をＲ
ＧＢ信号としてディスプレイ３８へ出力する。すると、
ディスプレイ３８はこのＲＧＢ信号に応じて、最良経路
を地図上において、他の経路とは異なる色で表示する。
【００５７】上述したディスプレイ制御ルーチンにおい
ては、ＥＣＵ３１によるステップ２０６〜２１３処理が
最良経路算出手段に相当し、ステップ２１４の処理が最
良経路報知手段に相当する。
【００５８】このように本実施の形態によると、車両１
１の走行中には、モータジェネレータ２０により充電・
トルクアシスト動作が行われる。ここで、エンジン１２
の最終的な出力トルクを一定とすると、そのうちの少な
くとも一部がモータジェネレータ２０によってアシスト
されることから、エンジン１２自身の出力トルクは小さ
くてすむ。しかも、モータジェネレータ２０を電動機と
して作動させるための電力は、減速時に発電してキャパ
シタ２５に充電したものであるので、同電力の確保のた
めに燃料が消費されることはない。このため、エンジン
１２の作動のための燃料消費の観点からは、モータジェ
ネレータ２０によるトルクアシストのない場合に比べ、
少ない燃料量で最終出力トルクを発生させることが可能
である。
【００５９】さらに、本実施の形態によると、車両１１
の運転者は、入力機器４１を操作して目的地を設定した
時点で、ディスプレイ３８上での最良経路の表示を見る
ことにより、現在位置から目的地までの複数の経路のう
ち、最も効率よく、すなわち最も少ない量の燃料を消費
するだけで目的地へ到達することのできる経路を知るこ
とができる。運転者がこの最良経路に沿って車両１１を
走行させれば、目的地までの走行のために消費される燃
料量は、車両１１の周囲の状況に関わらず単にモータジ
ェネレータ２０を前記作動パターンに従って作動させた
場合よりも少なくてすむ。このように、本実施の形態は
燃料を効率良く消費するうえで有効である。 （第２の実施の形態）次に、第２の発明を具体化した第
２の実施の形態について、図３，図１０〜１５を用いて
説明する。
【００６０】本実施の形態は、走行中の車両１１の周囲
の情報（外界情報）を取り込み、モータジェネレータ２
０の作動パターンをこの外界情報に応じて補正する点
が、前述した第１の実施の形態と大きく異なっている。
従って、第１の実施の形態と同一の部材には同一の部材
を付して詳しい説明を省略する。
【００６１】まず、図３において二点鎖線で示すよう
に、車両１１にはレーダ４５及びモニタカメラ４６が組
み込まれ、各々がＥＣＵ３１に接続されている。レーダ
４５はアンテナから目標物（この場合、前方を走行して
いる車両）に向けてビーム状の電波を発射するととも
に、目標物に当たって反射し、戻ってきた電波を受信す
る。なお、車両と、その前方を走行している車両とを区
別するために、以後は前者を「自車」、後者を「前車」
と表現することにする。ＥＣＵ３１はレーダ４５のアン
テナが電波を発射してからその電波を受信するまでの時
間を計測し、自車と前車との間の距離を演算する。ま
た、ＥＣＵ３１は反射波のドップラ効果を利用して前車
の車速を演算する。
【００６２】モニタカメラ４６はＣＣＤ撮像素子を備え
ており、同素子により自車の前方を撮影し、その画像を
光の強弱により電気（画像）信号に変換してＥＣＵ３１
に出力する。ＥＣＵ３１のメモリには、赤信号が点灯し
たときの信号機の形状及び色彩に対応した画像パターン
が予め記憶されている。上記レーダ４５及びモニタカメ
ラ４６によって外界情報収集手段が構成されている。本
実施の形態では、ＥＣＵ３１は、前記第１の実施の形態
での作動パターン記憶手段に代え、基本作動パターン記
憶手段として機能する。ここでの基本作動パターンと
は、図１５に示すように、エンジン１２の最終目標トル
クＴを「１．０」とした場合のモータジェネレータ２０
によるアシストトルクの占める割合ＲＭＧであり、この
割合ＲＭＧは最終目標トルクＴ及びエンジン回転速度Ｎ
Ｅ毎に規定されている。このマップの傾向としては、エ
ンジン回転速度ＮＥが一定の条件下で、最終目標トルク
Ｔの小さな領域ではアシストの割合ＲＭＧが最小値（例
えば「０」）である。最終目標トルクＴの中間の領域で
は、同トルクＴの上昇にともないアシストの割合ＲＭＧ
が増加する。そして、最終目標トルクＴの大きな領域で
は、同トルクＴの大きさによらずアシストの割合ＲＭＧ
が一定の値となる。この一定値はエンジン回転速度ＮＥ
が最も低いときに最大値ＲＭＧｍａｘ（例えば、０．
３）となる。また、前記一定値は、エンジン回転速度Ｎ
Ｅの上昇にともない図１５において矢印で示すように小
さくなる。
【００６３】次に、前記ＥＣＵ３１によって実行される
出力トルク制御ルーチンの処理について説明する。ＥＣ
Ｕ３１はまず図１０のステップ３０５において、車速セ
ンサ３３による自車の車速Ｖを読み込み、メモリに記憶
されたマップを参照して、前記車速Ｖに対応する検出距
離Ｌを求める。図１３には車速Ｖと、その車速Ｖの上昇
にともない増加する検出距離Ｌとの関係を予め規定した
マップの一例を示す。
【００６４】次に、ステップ３１０において、自車から
前方へ前記検出距離Ｌだけ離れた区間内に赤信号の点灯
した信号機があるか否かを判定する。そのために、例え
ばモニタカメラ４６からの映像信号と、前記赤信号に対
応した画像パターンとを比較し、両者が相似の関係にあ
るときに自車の前方に信号機があるものと推定する。さ
らに、そのときの映像信号に対応する信号機の形状と画
像パターンとの大きさとの比から、信号機が前記区間内
にあるかどうかを推定することが可能である。
【００６５】ステップ３１０の判定条件が満たされてい
る場合、すなわち、自車の前方に赤信号がある場合、に
は直後に運転者によってブレーキ操作が行われて、その
信号機の直前で自車が停車されるものと判断し、ステッ
プ３３０で減速後車速ＶＢを「０」に設定する。また、
ステップ３１０の判定条件が満たされていない場合、す
なわち、所定区間内に信号機がない場合、あるいは同区
間内に信号機があるものの赤以外の色の信号が点灯され
ている場合、にはステップ３１５へ移行する。
【００６６】ステップ３１５では、自車が前車に接近し
ているか否かを判定する。例えば、レーダ４５を用いて
計測した自車から前車までの距離が所定値よりも小さい
否かを判定する。この判定に用いる所定値は車速Ｖに応
じて変化させられる、例えば車速Ｖの上昇にともない増
加させられる、ことが望ましい。小さければ、すなわち
ステップ３１５の判定条件が満たされていれば、直後に
自車が前車に近づき過ぎないように運転者がブレーキ操
作を行って自車を前車の車速まで減速させるであろうと
判断し、ステップ３２５において前車の車速を減速後車
速ＶＢとして設定する。また、前記距離が所定値よりも
大きければ、すなわちステップ３１５の判定条件が満た
されていなければ、運転者によるブレーキ操作が行われ
ず、自車が減速させられないであろうと判断し、ステッ
プ３２０においてそのときの自車の車速Ｖを減速後車速
ＶＢとして設定する。
【００６７】前記のようにステップ３２０，３２５，３
３０で減速後車速ＶＢを求めると、ステップ３３５へ移
行する。同ステップ３３５では、減速による回生エネル
ギＥＢを次式（１）に従って算出する。式（１）中、ｍ
は自車の重量である。
【００６８】 ＥＢ＝ｍ（Ｖ2 −ＶＢ2 ）／２ ……（１） ここで、ステップ３２０からステップ３３５へ移行した
場合には、ＶＢ＝Ｖである。このため、上記式（１）に
従うと、減速による回生エネルギＥＢは「０」となる。
【００６９】次に、ステップ３４０において、ＣＤ−Ｒ
ＯＭプレーヤ４０から出力されるＣＤ−ＲＯＭディスク
３９内の地図情報データのうち、単位距離（例えば１０
０ｍ）毎の道路勾配θ（ｎ）を読み出す。ｎは変数（整
数）である。ステップ３４５において、第１の実施の形
態におけるディスプレイ制御ルーチンでのステップ２０
９と同様の処理を行うことによって予想車速ＶＥＢを求
める。
【００７０】ステップ３５０において、道路勾配θに応
じたエンジンブレーキの持続時間ｔＥＢを算出する。こ
の算出ルーチンの詳細を図１２に示す。まず、ステップ
３５１において変数ｎを「０」に設定し、ステップ３５
２においてエンジンブレーキ持続時間ｔＥＢを「０」に
設定する。次に、ステップ３５３において、単位距離毎
の道路勾配θ（ｎ）が所定値（例えば５°）θ０以下で
あるか否かを判定する。この判定条件が満たされていな
ければ、すなわち、道路勾配θ（ｎ）が所定値θ０より
も大きければ、今後もエンジンブレーキが続くものと判
断し、ステップ３５４においてそのときの持続時間ｔＥ
Ｂに、前記単位距離を走行するのに要する時間を加算し
て、その加算結果を新たなエンジンブレーキ持続時間ｔ
ＥＢとして設定する。この時間は、単位距離（１００
ｍ）を、その単位距離を有する区間での予想車速ＶＥＢ
で除算することによって得られる。続いて、ステップ３
５５において、変数ｎを「１」インクリメントし、ステ
ップ３５３へ戻る。
【００７１】ステップ３５３の判定条件が満たされるま
での間、ステップ３５４，３５５の処理を繰り返す。エ
ンジンブレーキ持続時間ｔＥＢ及び変数ｎを更新し続け
る。そして、所定値θ０以下の道路勾配を有する区間が
現れてステップ３５３の判定条件が満たされると、その
区間でエンジンブレーキが作用しなくなると判断し、こ
のルーチンを終了する。このようにしてエンジンブレー
キ持続時間ｔＥＢを求めると出力トルク制御ルーチンへ
戻り、図１１のステップ３６０へ移行する。
【００７２】ステップ３６０では、前記ステップ３５０
でのエンジンブレーキ持続時間ｔＥＢが「０」よりも大
きいか否かを判定する。この判定条件が満たされていれ
ば（ｔＥＢ＞０）、ステップ３６５へ移行し、前記ステ
ップ３４０での道路勾配θ及び前記ステップ３４５での
予想車速ＶＥＢに基づき、次式（２）〜（４）に従い回
生時のモータジェネレータ２０のトルクＴＭＧ及び角速
度βＭＧを算出する。
【００７３】 ＴＭＧ＝（ｒ／Ｒ）（ｍ・ｓｉｎθ−Ｘ）−Ｔｆ……（２） ＮＥ＝３０・ＶＥＢ・Ｒ／π・ｒ ……（３） βＭＧ＝（Ｒ／ｒ）ＶＥＢ ……（４） 上記式（２）〜（４）中、Ｘは走行抵抗であり、Ｒはエ
ンジン１２の回転速度と駆動輪１９の回転速度との比
（ギヤ比）であり、ｒは駆動輪１９の半径である。ｍは
自車の重量であり、Ｔｆはエンジン１２のフリクション
である。このうち走行抵抗Ｘは、前述した予想車速ＶＥ
Ｂと走行抵抗Ｘとの関係を規定した図９のマップを参照
することにより求められる。また、エンジンフリクショ
ンＴｆは図１４のマップを参照して求められる。このマ
ップにはエンジン回転速度ＮＥと、その回転速度ＮＥの
上昇にともない増加するエンジンフリクションＴｆとの
関係が予め規定されている。
【００７４】続いて、ステップ３７０において、前記ス
テップ３６５でのモータジェネレータ２０のトルクＴＭ
Ｇ及び角速度βＭＧと、ステップ３５０でのエンジンブ
レーキ持続時間ｔＥＢとを用い、次式（５）に従ってエ
ンジンブレーキによる回生エネルギＥＥＢを算出し、ス
テップ３８０へ移行する。
【００７５】 ＥＥＢ＝ＴＭＧ・βＭＧ・ｔＥＢ……（５） 一方、ステップ３６０の判定条件が満たされていない
と、エンジンブレーキの作用する状態が続かないと判断
し、ステップ３７５においてエンジンブレーキによる回
生エネルギＥＥＢを「０」に設定し、ステップ３８０へ
移行する。
【００７６】ステップ３８０ではアクセルセンサ２７に
よるアクセル開度ＡＣＣＰを読み込み、メモリに格納さ
れたマップを参照して、このアクセル開度ＡＣＣＰに対
応する最終目標トルクＴを算出する。
【００７７】次に、ステップ３８５において、キャパシ
タ２５の空き容量（静電エネルギ）ＥＣＶを次式（６）
に従って算出する。 ＥＣＶ＝（１／２）Ｃ（ＶＣｍａｘ）2 −（１／２）Ｃ（ＶＣ）2 …（６） 上記式中、Ｃはキャパシタ２５の静電容量であり、ＶＣ
ｍａｘはキャパシタ２５が最大量充電されたときの端子
間電圧であり、ＶＣはキャパシタ２５のそのときどきの
端子間電圧である。
【００７８】ステップ３９０において、これから回生可
能と予想されるエネルギ量を算出する。このエネルギ量
は、前記ステップ３３５で求めた減速による回生エネル
ギＥＢに、ステップ３７０で求めたエンジンブレーキに
よる回生エネルギＥＥＢを加算し、さらにその加算結果
（ＥＢ＋ＥＥＢ）にキャパシタ２５の充電効率ηｃを乗
算することにより得られる。充電効率ηｃはキャパシタ
２５に固有の値である。そして、前記ステップ３８５で
の空き容量ＥＣＶがこの予想エネルギ量ηｃ（ＥＢ＋Ｅ
ＥＢ）以上であるか否かを判定する。
【００７９】ステップ３９０の判定条件が満たされてい
る（ＥＣＶ≧ηｃ（ＥＢ＋ＥＥＢ））と、前記した図１
５のマップを参照して、回転速度センサ２８によるエン
ジン回転速度ＮＥと、前記ステップ３８０での最終目標
トルクＴとに対応するアシストの割合ＲＭＧを算出す
る。すなわち、最終的にエンジン１２から出力されるト
ルクを１．０とした場合、そのうちのどれだけをモータ
ジェネレータ２０によってアシストするのかを決定す
る。このようにアシストの割合ＲＭＧを求めると、ステ
ップ４０５へ移行する。
【００８０】これに対し、ステップ３９０の判定条件が
満たされていない（ＥＣＶ＜ηｃ（ＥＢ＋ＥＥＢ））
と、ステップ４００へ移行する。ステップ４００では、
最終目標トルクＴのうちの全てをモータジェネレータ２
０によってアシストしてキャパシタ２５の空き容量ＥＣ
Ｖを拡大すべく、前記アシストの割合ＲＭＧを「１．
０」に設定し、ステップ４０５へ移行する。
【００８１】ステップ４０５では、前記ステップ３８０
での最終目標トルクＴに前記ステップ３９５又は４００
でのアシストの割合ＲＭＧを乗算することにより、モー
タジェネレータトルク指令値Ｔｍを算出する。続いて、
ステップ４１０，４１５，４２０において、前述した図
４のステップ１０４，１０５，１０６と同様の処理を行
う。すなわち、ステップ４１０において、前記最終目標
トルクＴからモータジェネレータトルク指令値Ｔｍを減
算し、その減算結果をエンジントルク指令値Ｔｅとして
設定する。ステップ４１５において、前記エンジントル
ク指令値Ｔｅを得るのに必要な燃料噴射量を演算し、そ
の値に基づき燃料噴射弁１４の作動（開弁）時間を制御
する。ステップ４２０において、モータジェネレータ２
０の出力トルクが前記モータジェネレータトルク指令値
Ｔｍに一致するように、インバータ２４及び界磁制御部
３２をそれぞれ制御する。ステップ４２０の処理を実行
すると、このルーチンを終了する。
【００８２】すると、ステップ４１５の処理に応じてエ
ンジン１２の出力トルクが変化し前記エンジントルク指
令値Ｔｅに一致する。ステップ４２０の処理に応じて、
モータジェネレータ２０が電動機として作動し、その出
力トルクがもともとのエンジン１２の出力トルクに加え
られ、最終的にエンジン１２から出力されるトルクが最
終目標トルクＴに一致する。
【００８３】上述した出力トルク制御ルーチンにおい
て、ＥＣＵ３１によるステップ３０５〜３９０，４００
の処理は基本作動パターン補正手段に相当する。このよ
うに本実施の形態によると、自車の走行時に、前方に赤
信号の点灯した信号機があるかどうかや、前車に接近し
ているかどうかを検出し、これを自車の周囲の状況とし
て取り込む。その取り込んだ情報に基づき、運転者のブ
レーキ操作による自車の減速状態を予測するとともに、
その減速に応じて発電される回生エネルギを推測する。
また、自車の現在位置を外界情報として取り込み、これ
とナビゲーション情報（道路勾配等）とに基づき、エン
ジンブレーキによる自車の減速状態を予測するととも
に、その減速に応じて発電される回生エネルギを推測す
る。両回生エネルギに基づき、今後回生可能と予想され
るエネルギ量を求め、これとキャパシタ２５の空き容量
ＥＣＶとを比較する。キャパシタ２５の空き容量ＥＣＶ
が予想回生エネルギより多ければ図１５のマップを参照
して、つまり基本作動パターンに従ってアシストの割合
ＲＭＧを決定する。しかし、空き容量ＥＣＶが予想回生
エネルギより少なければ、前記マップにはよらずにアシ
ストの割合ＲＭＧを「１．０」に変更する。
【００８４】このため、キャパシタ２５の空き容量ＥＣ
Ｖ以上の回生エネルギの発生が予想される場合に仮に基
本作動パターンに応じてアシスト動作させると、回生時
にキャパシタ２５が満たされてしまい、蓄えることので
きない余剰の回生エネルギはブレーキで熱に変換されて
放出されてしまう。しかし、本実施の形態では、最終目
標トルクＴのうちの全量がモータジェネレータ２０によ
ってアシストされ、キャパシタ２５の空き容量ＥＣＶが
拡大される。その結果、回生エネルギの全てをキャパシ
タ２５に蓄えることが可能となる。回生エネルギの無駄
な放出が防止されるので、エンジン１２の作動にともな
い消費される燃料量を、自車の周囲の状況に関わらず単
にモータジェネレータ２０を基本作動パターンに従って
作動させた場合よりも少なくすることができる。このよ
うに本実施の形態は、燃料を効率良く消費するうえで有
効である。
【００８５】なお、本発明は次に示す別の実施の形態に
具体化することができる。 （１）前記各実施の形態では、複数のＧＰＳ衛星からの
信号を使用して現在位置を測定する電波航法と、車両１
１に装備された各種センサ等の検出信号を使用して現在
位置に関する車両１１の移動距離及び進行方向等を検出
する自立航法とを組み合わせたナビゲーションシステム
を用いたが、電波航法又は自立航法のいずれか一方によ
るナビゲーションシステムを用いてもよい。
【００８６】（２）前記第１の実施の形態では、図６の
ステップ２１４において最小燃費経路をディスプレイ３
８の地図上に表示するようにしたが、同経路を合成音声
によって運転者に知らせるようにしてもよい。この場合
には、最良経路報知手段として、電気信号を音響信号
（音波）に変換するスピーカが必要となる。
【００８７】（３）図１０のステップ３２０の処理は、
車両１１が減速されないと予想されるときステップ３３
５において、減速による回生エネルギＥＢを「０」にす
るための処理である。この観点からは、ステップ３２０
をステップ３１０よりも前の段階で実行してもよい。
【００８８】（４）第２の実施の形態では、図１０のス
テップ３１５において前車の車速を推定するためにレー
ダ４５を利用したが、これに代えて、自車及び前車を含
む、全ての車両に送信機及び受信機を装着し、車両間で
通信を行うことにより、前車の車速を推定するようにし
てもよい。
【００８９】（５）前記第２の実施の形態におけるレー
ダ４５に代えて、超音波センサを用いてもよい。超音波
センサは圧電材料よりなる振動子を備えており、この圧
電材料は、対象物（この場合、前車）に向けて超音波を
放射する。また、圧電材料は、対象物に当たって反射
し、戻ってきた超音波を検出する。従って、圧電材料の
電極間に交流電圧を印加して、その周波数に応じた振動
を発生させれば、この振動にともない超音波センサから
音波が空気中に放射される。そして、超音波センサが超
音波を放射してから、戻ってきた超音波を検出するまで
の時間を測定することにより、自車と前車との間の距離
を推定することが可能である。
【００９０】（６）所定区間内に赤信号の点灯した信号
機があるかどうかを推定する手法としては、第２の実施
の形態において説明した、モニタカメラ４６を用いた画
像処理以外にも種々考えられる。例えば、信号機の赤信
号が点灯される期間に特定の電波を発信する発信機を、
同信号機あるいはその近傍に取付けるとともに、各車両
にその信号を受信する受信機を装着してもよい。このよ
うにすれば、発信機からの信号を受信したときに、赤信
号の点灯した信号機があると推定することが可能であ
る。
【００９１】（７）道路勾配θを把握する手段として前
記各実施の形態ではＣＤ−ＲＯＭディスク３９に記録さ
れた地図情報データを利用したが、これに代えて、道路
わき等に多数の定地道路情報発信機を設置する。各発信
機は到達距離の短い電波を発信する機器であり、その設
置個所での道路勾配θに対応するコード信号を発信する
ものである。そして、この発信機から発信される信号を
受信する受信機を車両に装着する。このようにしても所
定区間毎の道路勾配θを外界情報として取り込むことが
可能である。
【００９２】なお、これらの定地道路情報発信機を坂道
に設置し、その道路勾配θがどれくらいの距離にわたっ
て続くかを示す信号を、同発信機から発信させるように
するとよい。このようにすれば、図１０のステップ３５
０において、前記信号に基づいてエンジンブレーキ持続
時間ｔＥＢを算出することが可能となる。
【００９３】（８）前記第２の実施の形態では、モータ
ジェネレータ２０のトルクアシスト動作のための基本作
動パターン（アシストの割合ＲＭＧ）を予め規定した
が、これにモータジェネレータ２０の充電動作を加えた
基本作動パターンを規定してもよい。
【００９４】（９）前記第２の実施の形態では、図１１
の出力トルク制御ルーチンのステップ４００の処理とし
てアシストの割合ＲＭＧを「１．０」としたが、図１５
のマップから割合ＲＭＧを求め、その値を増加させるた
めの各種補正を行ってもよい。例えば、１．０以上の値
の係数を乗算したり、所定値を加算したりすることが考
えられる。
【００９５】（１０）本発明は車両以外の移動体、例え
ば船舶、航空機等にも適用可能である以上、本発明の各
実施の形態について説明したが、各形態から把握できる
請求項以外の技術的思想について、以下にそれらの効果
とともに記載する。
【００９６】（イ）請求項１に記載の制御装置におい
て、前記作動パターン記憶手段における作動パターン
は、アシスト後の最終的な内燃機関の出力トルクに占め
る、モータジェネレータによるアシスト量の割合であ
り、前記最良経路算出手段はこの作動パターンに従って
内燃機関及びモータジェネレータが作動したときの最も
効率的な経路を算出するものである移動体の制御装置。
このような構成とすることにより、移動体が各経路に沿
って移動する際に消費する燃料量を推測することが可能
となる。
【００９７】（ロ）請求項２に記載の制御装置におい
て、前記基本作動パターン記憶手段に記憶された基本作
動パターンは、アシスト後の最終的な内燃機関の出力ト
ルクに占める、モータジェネレータによるアシスト量の
割合であり、前記基本作動パターン補正手段は、前記外
界情報収集手段による外界情報に基づき、車両が減速状
態になると予測されるとき、その減速に応じたモータジ
ェネレータの発電量を算出する発電量算出手段と、前記
発電量算出手段による発電量が多くなるほど前記蓄電器
の空き容量を拡大すべく、前記基本作動パターン記憶手
段におけるアシストの割合を大きくするアシスト割合変
更手段とを備えるものである移動体の制御装置。このよ
うな構成とすることにより、モータジェネレータによる
発電エネルギの全てを蓄電器に蓄えることが可能とな
る。余剰の発電エネルギの放出による燃料消費量の増大
を防止することができる。
【００９８】
【発明の効果】以上詳述したように第１の発明では、目
的地が設定されると、ナビゲーション情報に基づき、移
動体の現在位置から目的地までの複数の経路を求める。
作動パターンに従いモータジェネレータを作動させなが
ら各経路を走行したときの、同モータジェネレータによ
る充電エネルギと放電エネルギとの関係において最も効
率的な経路を算出し、その経路を報知するようにしてい
る。このため、運転者がこの経路に沿って移動体を移動
させれば、目的地までの移動のために消費される燃料量
を、移動体の周囲の状況に関わらず単にモータジェネレ
ータを作動パターンに従って作動させた場合よりも少な
くすることができ、燃費をより一層向上させることが可
能となる。
【００９９】また、第２の発明では、運転中の移動体の
周囲の情報を外界情報として収集し、予め定められたモ
ータジェネレータの基本作動パターンを、前記外界情報
から予想される運転状態に適したパターンに補正するよ
うにしている。このため、内燃機関の作動にともない消
費される燃料量を、移動体の周囲の状況に関わらず単に
モータジェネレータを基本作動パターンに従って作動さ
せた場合よりも少なくすることができ、燃費をより一層
向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の発明の概念構成図。
【図２】第２の発明の概念構成図。
【図３】第１の実施の形態における車両の概略構成図。
【図４】出力トルク制御ルーチンを説明するフローチャ
ート。
【図５】ディスプレイ制御ルーチンを説明するフローチ
ャート。
【図６】同じくディスプレイ制御ルーチンを説明するフ
ローチャート。
【図７】ディスプレイ画面上での表示例を示す説明図。
【図８】同じくディスプレイ画面上での表示例を示す説
明図。
【図９】予想車速と走行抵抗との関係を規定したマップ
を示す特性図。
【図１０】第２の実施の形態における出力トルク制御ル
ーチンを説明するフローチャート。
【図１１】同じく出力トルク制御ルーチンを説明するフ
ローチャート。
【図１２】エンジンブレーキ持続時間算出ルーチンを説
明するフローチャート。
【図１３】車速と検出距離との関係を規定したマップを
示す特性図。
【図１４】エンジン回転速度とエンジンフリクションと
の関係を示す特性図。
【図１５】最終目標トルクとアシストの割合との関係を
規定したマップを示す特性図。
【符号の説明】
１１…移動体としての車両、１２…内燃機関としてのエ
ンジン、１６…出力軸としてのクランクシャフト、２０
…モータジェネレータ、２５…蓄電器としてのキャパシ
タ、２７…走行状態検出手段の一部を構成するアクセル
センサ、２８…走行状態検出手段の一部を構成する回転
速度センサ、３１…第１の実施の形態において作動パタ
ーン記憶手段、充電制御手段、トルクアシスト制御手段
及び最良経路算出手段を構成し、第２の実施の形態にお
いて充電制御手段、トルクアシスト制御手段、基本作動
パターン記憶手段及び基本作動パターン補正手段を構成
する電子制御装置（ＥＣＵ）、３８…最良経路報知手段
としてのディスプレイ、３９…ナビゲーション情報記憶
手段としてのＣＤ−ＲＯＭディスク、４１…目的地設定
手段としての入力機器、４２…現在位置検出手段の一部
を構成するナビゲーションアンテナ、４３…現在位置検
出手段の一部を構成するアンプ、４４…現在位置検出手
段の一部を構成するナビゲーションレシーバ、４５…外
界情報収集手段の一部を構成するレーダ、４６…外界情
報収集手段の一部を構成するモニタカメラ、ＡＣＣＰ…
アクセル開度、ＮＥ…エンジン回転速度。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 移動体に搭載された内燃機関と、 前記内燃機関の出力軸に設けられたモータジェネレータ
    と、 前記モータジェネレータに接続された蓄電器と、 前記移動体の運転状態を検出する運転状態検出手段と、 前記モータジェネレータの充電動作及びトルクアシスト
    動作の作動パターンを記憶した作動パターン記憶手段
    と、 前記運転状態検出手段による運転状態が減速状態のとき
    には、前記作動パターン記憶手段による作動パターンに
    応じて前記モータジェネレータを発電機として作動さ
    せ、その発電力を前記蓄電器に蓄える充電制御手段と、 前記運転状態検出手段による運転状態が加速状態のとき
    には、前記蓄電器に蓄えられた電力により、前記作動パ
    ターン記憶手段による作動パターンに応じて前記モータ
    ジェネレータを電動機として作動させ、前記内燃機関の
    トルクをアシストするトルクアシスト制御手段と、 移動経路に関するナビゲーション情報を記憶したナビゲ
    ーション情報記憶手段と、 前記移動体の現在位置を検出する現在位置検出手段と、 前記移動体の目的地を設定するための目的地設定手段
    と、 前記目的地設定手段の操作により目的地が設定される
    と、前記ナビゲーション情報記憶手段によるナビゲーシ
    ョン情報に基づき、前記現在位置検出手段による現在位
    置から前記目的地までの複数の経路を求め、前記作動パ
    ターン記憶手段による作動パターンに従いモータジェネ
    レータを作動させながら前記各経路を走行したときの、
    同モータジェネレータによる充電エネルギと放電エネル
    ギとの関係において最も効率的な経路を算出する最良経
    路算出手段と、 前記最良経路算出手段により算出された経路を報知する
    最良経路報知手段とを備えた移動体の制御装置。
  2. 【請求項２】 移動体に搭載された内燃機関と、 前記内燃機関の出力軸に設けられたモータジェネレータ
    と、 前記モータジェネレータに接続された蓄電器と、 前記移動体の運転状態を検出する運転状態検出手段と、 前記運転状態検出手段による運転状態が減速状態のとき
    には、前記モータジェネレータを発電機として作動さ
    せ、その発電力を前記蓄電器に蓄える充電制御手段と、 前記運転状態検出手段による運転状態が加速状態のとき
    には、前記蓄電器に蓄えられた電力により、前記モータ
    ジェネレータを電動機として作動させ、内燃機関のトル
    クをアシストするトルクアシスト制御手段と、 前記モータジェネレータの充電動作及びトルクアシスト
    動作のうちの少なくともトルクアシスト動作のための基
    本作動パターンを記憶した基本作動パターン記憶手段
    と、 運転中の前記移動体の周囲の情報を収集する外界情報収
    集手段と、 前記基本作動パターン記憶手段における基本作動パター
    ンを、前記外界情報収集手段による外界情報から予想さ
    れる運転状態に適したパターンに補正する基本作動パタ
    ーン補正手段とを備えた移動体の制御装置。
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