JP6969419B2 - ハイブリッド自動車 - Google Patents

Description

本発明は、ハイブリッド自動車に関し、詳しくは、エンジンとモータと蓄電装置とを備えるハイブリッド自動車に関する。

従来、この種のハイブリッド自動車としては、エンジンおよびモータと、モータと電力をやりとりするバッテリと、を備えるハイブリッド自動車において、目的地までの走行予定経路の各走行区間に走行負荷に基づいてＣＤ（Charge Depleting）モードまたはＣＳ（Charge Sustaining）モードを割り当てて計画を立て、その計画に従って走行するようにエンジンおよびモータを制御するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このハイブリッド自動車では、この計画を立てる際に、走行負荷を算出できない走行区間があるときには、その走行区間についてはＣＤモードを割り当てる。これより、走行負荷を算出できない走行区間があっても、計画を立てることができるようにしている。

特開２０１６−１５９８４８号公報

こうしたハイブリッド自動車では、ＣＤモードとＣＳモードとで同一のアクセル操作量に対する走行用の要求出力を変更することが行なわれている。計画に従ってＣＤモードまたはＣＳモードで走行している際には、走行区間の境界でＣＤモードとＣＳモードとが切り替わる。このため、運転者がその切り替わりを認識しておらずに同一のアクセル操作量に対する走行用の出力が大きく変化すると、運転者に違和感を与える可能性がある。

本発明のハイブリッド自動車は、走行計画に従ってＣＤモードまたはＣＳモードで走行している際に運転者に違和感を与えるのを抑制することを主目的とする。

本発明のハイブリッド自動車は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明のハイブリッド自動車は、
エンジンおよびモータと、
前記モータと電力をやりとりする蓄電装置と、
目的地が設定されている条件を含む所定条件が成立していないときには、ＣＤ（Charge Depleting）モードとＣＳ（Charge Sustaining）モードとを切り替えながらアクセル操作量に応じた走行用の要求出力により走行するように前記エンジンおよび前記モータを制御する第１制御を実行し、前記所定条件が成立しているときには、前記目的地までの走行予定ルートの各走行区間に前記ＣＤモードまたは前記ＣＳモードを割り当てた走行計画に従って前記要求出力により走行するように前記エンジンおよび前記モータを制御する第２制御を実行する制御装置と、
を備えるハイブリッド自動車であって、
前記制御装置は、前記第２制御を実行する際には、前記第１制御を実行する際に比して、前記ＣＤモードと前記ＣＳモードとにおける同一の前記アクセル操作量に対する前記要求出力の差が小さくなるように前記要求出力を設定する、
ことを要旨とする。

この本発明のハイブリッド自動車では、目的地が設定されている条件を含む所定条件が成立していないときには、ＣＤモードとＣＳモードとを切り替えながらアクセル操作量に応じた走行用の要求出力により走行するようにエンジンおよびモータを制御する第１制御を実行し、所定条件が成立しているときには、目的地までの走行予定ルートの各走行区間にＣＤモードまたはＣＳモードを割り当てた走行計画に従って要求出力により走行するようにエンジンおよびモータを制御する第２制御を実行する。そして、第２制御を実行する際には、第１制御を実行する際に比して、ＣＤモードとＣＳモードとにおける同一のアクセル操作量に対する要求出力の差が小さくなるように要求出力を設定する。これにより、走行計画に従って走行している際（第２制御を実行している際）において、ＣＤモードとＣＳモードとが切り替わったとき（運転者がＣＤモードとＣＳモードとの切り替わりを認識していないとき）に、運転者に違和感を与えるのを抑制することができる。

こうした本発明のハイブリッド自動車において、前記制御装置は、前記第２制御を実行する際には、前記ＣＤモードと前記ＣＳモードとで同一の前記アクセル操作量に対して同一の前記要求出力を設定するものとしてもよい。

また、本発明のハイブリッド自動車において、前記制御装置は、前記第２制御を実行する際に現在地が高速道路であるときには、前記ＣＤモードと前記ＣＳモードとにおける同一の前記アクセル操作量に対する前記要求出力の差が前記第１制御を実行する際と同一になるように前記要求出力を設定するものとしてもよい。

本発明の一実施例としてのハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。 ＨＶＥＣＵ７０により実行される処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。 ＣＤ用マップおよびＣＳ用マップの一例を示す説明図である。 変形例の処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。 変形例のハイブリッド自動車１２０の構成の概略を示す構成図である。 変形例のハイブリッド自動車２２０の構成の概略を示す構成図である。

次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。

図１は、本発明の一実施例としてのハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車２０は、図示するように、エンジン２２と、プラネタリギヤ３０と、モータＭＧ１，ＭＧ２と、インバータ４１，４２と、蓄電装置としてのバッテリ５０と、充電器６０と、ナビゲーション装置９０と、ハイブリッド用電子制御ユニット（以下、「ＨＶＥＣＵ」という）７０と、を備える。

エンジン２２は、ガソリンや軽油などを燃料として動力を出力する内燃機関として構成されており、ダンパ２８を介してプラネタリギヤ３０のキャリヤに接続されている。このエンジン２２は、エンジン用電子制御ユニット（以下、「エンジンＥＣＵ」という）２４により運転制御されている。

エンジンＥＣＵ２４は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭや、データを一時的に記憶するＲＡＭ、入出力ポート、通信ポートを備える。エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２を運転制御するのに必要な各種センサからの信号、例えば、エンジン２２のクランクシャフト２６の回転位置を検出するクランクポジションセンサ２３からのクランク角θｃｒなどが入力ポートを介して入力されている。エンジンＥＣＵ２４からは、エンジン２２を運転制御するための各種制御信号が出力ポートを介して出力されている。エンジンＥＣＵ２４は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されている。エンジンＥＣＵ２４は、クランクポジションセンサ２３からのクランク角θｃｒに基づいてエンジン２２の回転数Ｎｅを演算している。

プラネタリギヤ３０は、シングルピニオン式の遊星歯車機構として構成されている。プラネタリギヤ３０のサンギヤには、モータＭＧ１の回転子が接続されている。プラネタリギヤ３０のリングギヤには、駆動輪３９ａ，３９ｂにデファレンシャルギヤ３８を介して連結された駆動軸３６が接続されている。プラネタリギヤ３０のキャリヤには、上述したように、ダンパ２８を介してエンジン２２のクランクシャフト２６が接続されている。

モータＭＧ１は、例えば同期発電電動機として構成されており、上述したように、回転子がプラネタリギヤ３０のサンギヤに接続されている。モータＭＧ２は、例えば同期発電電動機として構成されており、回転子が駆動軸３６に接続されている。インバータ４１，４２は、モータＭＧ１，ＭＧ２の駆動に用いられると共に電力ライン５４を介してバッテリ５０に接続されている。電力ライン５４には、平滑用のコンデンサ５７が取り付けられている。モータＭＧ１，ＭＧ２は、モータ用電子制御ユニット（以下、「モータＥＣＵ」という）４０によってインバータ４１，４２の図示しない複数のスイッチング素子がスイッチング制御されることにより、回転駆動される。

モータＥＣＵ４０は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭや、データを一時的に記憶するＲＡＭ、入出力ポート、通信ポートを備える。モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するのに必要な各種センサからの信号、例えば、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ４３，４４からの回転位置θｍ１，θｍ２や、モータＭＧ１，ＭＧ２の各相に流れる電流を検出する電流センサ４５ｕ，４５ｖ，４６ｕ，４６ｖからの相電流Ｉｕ１，Ｉｖ１，Ｉｕ２，Ｉｖ２などが入力ポートを介して入力されている。モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２の複数のスイッチング素子へのスイッチング制御信号などが出力ポートを介して出力されている。モータＥＣＵ４０は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されている。モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサ４３，４４からのモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置θｍ１，θｍ２に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２の電気角θｅ１，θｅ２や角速度ωｍ１，ωｍ２，回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２を演算している。

バッテリ５０は、例えばリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池として構成されており、電力ライン５４に接続されている。このバッテリ５０は、バッテリ用電子制御ユニット（以下、「バッテリＥＣＵ」という）５２により管理されている。

バッテリＥＣＵ５２は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭや、データを一時的に記憶するＲＡＭ、入出力ポート、通信ポートを備える。バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０を管理するのに必要な各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。バッテリＥＣＵ５２に入力される信号としては、例えば、バッテリ５０の端子間に取り付けられた電圧センサ５１ａからのバッテリ５０の電圧Ｖｂや、バッテリ５０の出力端子に取り付けられた電流センサ５１ｂからのバッテリ５０の電流Ｉｂ、バッテリ５０に取り付けられた温度センサ５１ｃからのバッテリ５０の温度Ｔｂを挙げることができる。バッテリＥＣＵ５２は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されている。バッテリＥＣＵ５２は、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣや消費可能エネルギＥｂ、入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを演算している。バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣは、バッテリ５０の全容量に対するバッテリ５０から放電可能な電力量の割合であり、電流センサ５１ｂからのバッテリ５０の電流Ｉｂの積算値に基づいて演算される。バッテリ５０の消費可能エネルギＥｂは、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣと閾値Ｓｍｉｎとの差分（ＳＯＣ−Ｓｍｉｎ）をエネルギに換算したものであり、差分（ＳＯＣ−Ｓｍｉｎ）と全容量との積として演算される。閾値Ｓｍｉｎとしては、例えば、２０％や２５％、３０％などが用いられる。バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、バッテリ５０を充放電してもよい許容充放電電力であり、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣと温度センサ５１ｃからのバッテリ５０の温度Ｔｂとに基づいて演算される。

充電器６０は、電力ライン５４に接続されており、電源プラグ６１が自宅や充電ステーションなどの充電ポイントで家庭用電源や工業用電源などの外部電源に接続されているときに、外部電源からの電力を用いてバッテリ５０を充電できるように構成されている。

ナビゲーション装置９０は、地図情報などが記憶されたハードディスクなどの記憶媒体や入出力ポート、通信ポートを有する制御部が内蔵された本体９２と、自車の現在地に関する情報を受信するＧＰＳアンテナ９４ａと、情報センターから渋滞情報や規制情報、災害情報などを受信するＶＩＣＳ（登録商標）アンテナ９４ｂと、自車の現在地に関する情報や目的地までの走行予定ルートなどの各種情報を表示すると共にユーザが各種指示を入力可能なタッチパネル式のディスプレイ９６と、を備える。ここで、地図情報には、サービス情報（例えば、観光情報や駐車場など）や各走行区間（例えば、信号機間や交差点間など）の道路情報などがデータベースとして記憶されている。道路情報には、距離情報や、幅員情報、車線数情報、地域情報（市街地や郊外）、種別情報（一般道路や高速道路）、勾配情報、法定速度、信号機の数などが含まれる。ナビゲーション装置９０は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されている。

このナビゲーション装置９０の本体９２は、ユーザによるディスプレイ９６の操作により目的地が設定されると、本体９２に記憶された地図情報とＧＰＳアンテナ９４ａからの自車の現在地と目的地とに基づいて自車の現在地から目的地までの走行予定ルートを設定し、設定した走行予定ルートをディスプレイ９６に表示してルート案内を行なう。また、ナビゲーション装置９０は、目的地までの走行予定ルートを設定すると、走行予定ルートの各走行区間の走行負荷を推定する。各走行区間の走行負荷は、道路情報（例えば、距離情報や種別情報、勾配情報、法定速度など）に基づいて推定される。

ＨＶＥＣＵ７０は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭや、データを一時的に記憶するＲＡＭ、入出力ポート、通信ポートを備える。ＨＶＥＣＵ７０には、各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。ＨＶＥＣＵ７０に入力される信号としては、例えば、イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号や、シフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰを挙げることができる。また、アクセルペダル８３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃや、ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ、車速センサ８８からの車速Ｖも挙げることができる。ＨＶＥＣＵ７０からは、充電器６０への制御信号などが出力ポートを介して出力されている。ＨＶＥＣＵ７０は、上述したように、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０、バッテリＥＣＵ５２、ナビゲーション装置９０と通信ポートを介して接続されている。

こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０では、自宅や充電ステーションなどの充電ポイントでシステムオフ（システム停止）して停車しているときに、電源プラグ６１が外部電源に接続されると、外部電源からの電力を用いてバッテリ５０が充電されるように充電器６０を制御する。

また、実施例のハイブリッド自動車２０では、ＣＤ（Charge Depleting）モードまたはＣＳ（Charge Sustaining）モードでハイブリッド走行（ＨＶ走行）または電動走行（ＥＶ走行）を行なう。ここで、ＨＶ走行では、エンジン２２の運転を伴って走行し、ＥＶ走行では、エンジン２２の運転を伴わずに走行する。また、ＣＤモードは、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣを低下させるモードであり、ＣＳモードは、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣを制御中心ＳＯＣ＊を含む管理範囲内で維持するモードである。ＣＤモードでは、ＣＳモードに比して、ＨＶ走行とＥＶ走行とのうちＥＶ走行がより行なわれやすい。

ＨＶ走行では、ＨＶＥＣＵ７０は、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸３６に要求される要求トルクＴｄ＊を設定し、設定した要求トルクＴｄ＊に駆動軸３６の回転数Ｎｄ（モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２）を乗じて駆動軸３６に要求される要求パワーＰｄ＊を計算する。続いて、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣから目標割合ＳＯＣ＊を減じた値（ＳＯＣ−ＳＯＣ＊）が値０付近になるようにバッテリ５０の充放電要求パワーＰｂ＊（バッテリ５０から放電するときが正の値）を設定し、要求パワーＰｄ＊からバッテリ５０の充放電要求パワーＰｂ＊を減じてエンジン２２に要求される要求パワーＰｅ＊を設定する。そして、要求パワーＰｅ＊がエンジン２２から出力されると共にバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で要求トルクＴｄ＊が駆動軸３６に出力されるように、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定する。そして、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊をエンジンＥＣＵ２４に送信すると共に、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信する。エンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊を受信すると、エンジン２２が目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊に基づいて運転されるようにエンジン２２の運転制御（吸入空気量制御や燃料噴射制御、点火制御など）を行なう。モータＥＣＵ４０は、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信すると、モータＭＧ１，ＭＧ２がトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊で駆動されるようにモータＭＧ１，ＭＧ２の駆動制御（具体的には、インバータ４１，４２の複数のスイッチング素子のスイッチング制御）を行なう。

このＨＶ走行では、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが閾値Ｓｃｈよりも高いときにおいて、要求トルクＴｄ＊が停止閾値Ｔｓｐ以下で且つ要求パワーＰｅ＊が停止閾値Ｐｓｐ以下に至ったときに、エンジン２２の停止条件が成立したとして、エンジン２２の運転を停止してＥＶ走行に移行する。ここで、閾値Ｓｃｈは、上述の閾値Ｓｍｉｎよりも低い値として定められ、例えば、閾値Ｓｍｉｎよりも５％や７％、１０％など低い値が用いられる。ここで、停止閾値Ｔｓｐとしては、ＣＤモードのときには、ＣＤモード停止閾値Ｔｓｐｃｄが用いられ、ＣＳモードときには、ＣＤモード停止閾値Ｔｓｐｃｄよりも小さいＣＳモード停止閾値Ｔｓｐｃｓが用いられる。停止閾値Ｐｓｐとしては、ＣＤモードのときには、ＣＤモード停止閾値Ｐｓｐｃｄが用いられ、ＣＳモードときには、ＣＤモード停止閾値Ｐｓｐｃｄよりも小さいＣＳモード停止閾値Ｐｓｐｃｓが用いられる。

ＥＶ走行では、ＨＶＥＣＵ７０は、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて要求トルクＴｄ＊を設定し、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定すると共にバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で要求トルクＴｄ＊が駆動軸３６に出力されるようにモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定し、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信する。モータＥＣＵ４０によるモータＭＧ１，ＭＧ２の駆動制御については上述した。

このＥＶ走行では、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが上述の閾値Ｓｃｈ以下に至ったときや、要求トルクＴｄ＊が始動閾値Ｔｓｔ以上に至ったとき、ＨＶ走行と同様に計算した要求パワーＰｅ＊が始動閾値Ｐｓｔ以上に至ったときに、エンジン２２の始動条件が成立したとして、エンジン２２を始動してＨＶ走行に移行する。ここで、始動閾値Ｔｓｔとしては、ＣＤモードのときには、ＣＤモード停止閾値Ｔｓｐｃｄよりも大きいＣＤモード始動閾値Ｔｓｔｃｄが用いられ、ＣＳモードときには、ＣＳモード停止閾値Ｔｓｐｃｓよりも大きく且つＣＤモード始動閾値Ｔｓｔｃｄよりも小さいＣＳモード始動閾値Ｔｓｔｃｓが用いられる。始動閾値Ｐｓｔとしては、ＣＤモードのときには、ＣＤモード停止閾値Ｐｓｐｃｄよりも大きいＣＤモード始動閾値Ｐｓｔｃｄが用いられ、ＣＳモードときには、ＣＳモード停止閾値Ｐｓｐｃｓよりも大きく且つＣＤモード始動閾値Ｐｓｔｃｄよりも小さいＣＳモード始動閾値Ｐｓｔｃｓが用いられる。

次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０の動作について説明する。図２は、ＨＶＥＣＵ７０により実行される処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、繰り返し実行される。

図２の処理ルーチンが実行されると、ＨＶＥＣＵ７０は、最初に、走行支援制御を実行できるか否かを判定する（ステップＳ１００）。ここで、走行支援制御は、目的地までの走行予定ルートの各走行区間にＣＤモードまたはＣＳモードを割り当てた走行計画に従ってＣＤモードまたはＣＳモードでＨＶ走行またはＥＶ走行を行なう制御である。実施例では、ナビゲーション装置９０により走行予定ルートのルート案内を行なっていて且つバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが上述の閾値Ｓｍｉｎよりも高いときには、走行支援制御を実行できると判定し、ナビゲーション装置９０により走行予定ルートのルート案内を行なっていないときや、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが閾値Ｓｍｉｎ以下のときには、走行支援制御を実行できないと判定するものとした。なお、ナビゲーション装置９０による走行予定ルートのルート案内は、目的地までの走行予定ルートが設定されたときに開始され、その後に、自車が目的地に到着したときや、ユーザにより目的地が解除されたとき、イグニッションスイッチ８０がオフされたときなどに終了される。

ステップＳ１００で走行支援制御を実行できないと判定したときには、ＣＤモード、ＣＳモードのときにそれぞれＣＤ用マップ、ＣＳ用マップを使用して要求トルクＴｄ＊を設定し（ステップＳ１１０）、この要求トルクＴｄ＊を用いて基本制御を実行して（ステップＳ１２０）、本ルーチンを終了する。

ここで、ＣＤ用マップおよびＣＳ用マップは、それぞれ、アクセル開度Ａｃｃおよび車速Ｖと要求トルクＴｄ＊との関係を定めたマップである。図３は、ＣＤ用マップおよびＣＳ用マップの一例を示す説明図である。ステップＳ１００の処理では、ＣＤモードのときには、ＣＤ用マップとアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて要求トルクＴｄ＊を設定し、ＣＳモードのときには、ＣＳ用マップとアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて要求トルクＴｄ＊を設定する。

また、基本制御は、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣに基づいてＣＤモードまたはＣＳモードでＨＶ走行またはＥＶ走行を行なう制御である。走行予定ルートのルート案内を行なっていないために走行支援制御を実行できないときには、基本制御の実行として、システム起動後で且つバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが閾値Ｓｍｉｎ以下に至る前はＣＤモードで走行し、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが閾値Ｓｍｉｎ以下に至った以降はＣＳモードで走行する。また、走行予定ルートのルート案内を行なっているもののバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが閾値Ｓｍｉｎ以下であるために走行支援制御を実行できないときには、基本制御の実行として、ＣＳモードで走行する。

ステップＳ１００で走行支援制御を実行できると判定したときには、目的地までの走行予定ルートの各走行区間にＣＤモードまたはＣＳモードを割り当てて走行計画を作成（更新）する（ステップＳ１３０〜Ｓ２２０）。以下、目的地までの走行計画の作成について説明する。以下、ＣＤモードを割り当てた走行間を「ＣＤモード区間」といい、ＣＳモードを割り当てた走行間を「ＣＳモード区間」という。

目的地までの走行計画の作成に際しては、最初に、目的地までの走行予定ルートの各走行区間の消費エネルギＥ［１］〜Ｅ［ｎ］を予測し（ステップＳ１３０）、予測した各走行区間の消費エネルギＥ［１］〜Ｅ［ｎ］の総和として目的地までの総消費エネルギＥｓｕｍを予測する（ステップＳ１４０）。ここで、値１〜値ｎは、自車の現在地から目的地までの走行予定ルートの各走行区間を示す番号である。ステップＳ１３０の処理では、ナビゲーション装置９０との通信により目的地までの走行予定ルートの各走行区間の走行負荷Ｒ［１］〜Ｒ［ｎ］を入力し、入力した各走行区間の走行負荷Ｒ［１］〜Ｒ［ｎ］に基づいて各走行区間の消費エネルギＥ［１］〜Ｅ［ｎ］を予測する。具体的には、各走行区間の走行負荷Ｒ［１］〜Ｒ［ｎ］が高いほど多くなるように各走行区間の消費エネルギＥ［１］〜Ｅ［ｎ］を予測する。

続いて、バッテリＥＣＵ５２との通信によりバッテリ５０の消費可能エネルギＥｂを入力し（ステップＳ１５０）、目的地までの総消費エネルギＥｓｕｍとバッテリ５０の消費可能エネルギＥｂとを比較する（ステップＳ１６０）。ステップＳ１６０の処理は、目的地までＥＶ走行だけで走行できるか否かを判断する処理である。

ステップＳ１６０で目的地までの総消費エネルギＥｓｕｍがバッテリ５０の消費可能エネルギＥｂ以下のときには、目的地までＥＶ走行だけで走行できると判断し、目的地までの走行予定ルートの全走行区間にＣＤモードを割り当てて走行計画を作成（更新）する（ステップＳ１７０）。

ステップＳ１６０で目的地までの総消費エネルギＥｓｕｍがバッテリ５０の消費可能エネルギＥｂよりも多いときには、目的地までＥＶ走行だけでは走行できないと判断し、目的地までの走行予定ルートの各走行区間から対象走行区間を設定する（ステップＳ１８０）。この処理では、各走行区間のうち未だＣＤモードを割り当てておらずに且つ走行負荷が最低のものを対象区間に設定する。

続いて、設定した対象走行区間にＣＤモードを割り当て（ステップＳ１９０）、全ＣＤモード区間の総消費エネルギＥｃｄｓｕｍを予測する（ステップＳ２００）。ステップＳ２００の処理では、目的地までの走行予定ルートの各走行区間の消費エネルギＥ［１］〜Ｅ［ｎ］のうち全ＣＤモード区間の消費エネルギの和を総消費エネルギＥｃｄｓｕｍとして計算する。

こうして総消費エネルギＥｃｄｓｕｍを予測すると、予測した総消費エネルギＥｃｄｓｕｍをバッテリ５０の消費可能エネルギＥｂと比較する（ステップＳ２１０）。この処理は、全ＣＤモード区間をＥＶ走行だけで走行できるか否かを判断する処理である。ステップＳ２１０で総消費エネルギＥｃｄｓｕｍがバッテリ５０の消費可能エネルギＥｂ以下のときには、全ＣＤモード区間をＥＶ走行だけで走行できると判断し、ステップＳ１８０に戻る。このようにして目的地までの走行予定ルートの各走行区間について走行負荷の低い順にＣＤモードに割り当てていく。

ステップＳ２１０で総消費エネルギＥｃｄｓｕｍがバッテリ５０の消費可能エネルギＥｂよりも多いときには、全ＣＤモード区間をＥＶ走行だけでは走行できないと判断し、現在の対象区間および残りの走行区間にＣＳモードを割り当てる（ステップＳ２２０）。ステップＳ１６０で目的地までの総消費エネルギＥｓｕｍがバッテリ５０の消費可能エネルギＥｂよりも多いときを考えているから、少なくとも１つの走行区間にＣＳモードを割り当てることになる。

こうしてステップＳ１３０〜Ｓ２２０の処理により目的地までの走行計画を作成（更新）すると、ＣＤモードかＣＳモードかに拘わらずに同一のマップを使用して要求トルクＴｄ＊を設定し（ステップＳ２３０）、この要求トルクＴｄ＊を用いて走行支援制御（走行計画に従って走行するようにエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御する制御）を実行する（ステップＳ２４０）。ここで、同一のマップとしては、図３のＣＤ用マップおよびＣＳ用マップのうちの何れかのマップが用いられるものとしてもよいし、図３のＣＤ用マップおよびＣＳ用マップとは異なるマップが用いられるものとしてもよい。前者の場合、同一のマップとしてＣＤ用マップおよびＣＳ用マップのうちの何れかのマップが用いられるかは車両の仕様などに基づいて定められる。

走行支援制御では、走行区間の境界でＣＤモードとＣＳモードとが切り替わる。このため、運転者がその切り替わりを認識しておらずに同一のアクセル開度Ａｃｃに対する走行用の出力（トルク、パワー）が大きく変化すると、運転者に違和感を与える可能性がある。これに対して、実施例では、走行支援制御を実行する際には、ＣＤモードかＣＳモードかに拘わらずに同一のマップを使用するから、ＣＤモードとＣＳモードとが切り替わるときの要求トルクＴｄ＊の変化を抑制し、運転者に違和感を与えるのを抑制することができる。

次に、ナビゲーション装置９０との通信により先読み情報が更新されたか否かを判定する（ステップＳ２５０）。ここで、先読み情報としては、例えば、走行予定ルートにおける自車の現在地からそれよりも所定距離（例えば、数ｋｍ〜十数ｋｍ程度）だけ目的地側の地点までの道路情報や渋滞情報などを挙げることができる。この先読み情報は、前回の先読み情報の更新後に走行予定ルートが変更されたときや、前回の先読み情報の更新から所定時間（例えば、数十秒〜数分程度）が経過したとき、前回の先読み情報の更新から所定距離（例えば、数百ｍ程度〜数ｋｍ程度）だけ走行したときなどに更新される。先読み情報が更新されていないと判定したときには、ステップＳ２３０に戻り、先読み情報が更新されたと判定したときには、本ルーチンを終了する。

以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０では、走行支援制御を実行する際には、ＣＤモードかＣＳモードかに拘わらずにアクセル開度Ａｃｃと要求トルクＴｄ＊との関係を定めた同一のマップを使用して要求トルクＴｄ＊を設定し、この要求トルクＴｄ＊を用いて走行支援制御を実行する。これにより、走行支援制御を実行する際に、ＣＤモードとＣＳモードとが切り替わるときの要求トルクＴｄ＊の変化を抑制し、運転者に違和感を与えるのを抑制することができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、走行支援制御を実行する際には、ＣＤモードとＣＳモードとで同一のアクセル開度Ａｃｃに対して同一の要求トルクＴｄ＊を設定するものとしたが、これに限定されるものではなく、基本制御を実行する際に比してＣＤモードとＣＳモードとにおける同一のアクセル開度Ａｃｃに対する要求トルクＴｄ＊の差が小さくなるように要求トルクＴｄ＊を設定するものであればよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、ＨＶＥＣＵ７０は、図２の処理ルーチンを実行するものとしたが、これに代えて、図３の処理ルーチンを実行するものとしてもよい。図３の処理ルーチンは、ステップＳ３００，Ｓ３１０の処理を追加した点を除いて、図２の処理ルーチンと同一である。したがって、図４の処理ルーチンのうち図２の処理ルーチンと同一の処理については同一のステップ番号を付し、その詳細な説明を省略する。

図４の処理ルーチンでは、ステップＳ１３０〜Ｓ２２０の処理により目的地までの走行計画を作成（更新）すると、ナビゲーション装置９０との通信により自車の現在地が一般道路であるか高速道路であるかを判定する（ステップＳ３００）。そして、自車の現在地が一般道路であると判定したときには、ＣＤモードかＣＳモードかに拘わらずに同一のマップを使用して要求トルクＴｄ＊を設定し（ステップＳ２３０）、この要求トルクＴｄ＊を用いて走行支援制御を実行する（ステップＳ２４０）。一方、自車の現在地が高速道路であると判定したときには、ＣＤモード、ＣＳモードのときにそれぞれＣＤ用マップ、ＣＳ用マップを使用して要求トルクＴｄ＊を設定し（ステップＳ３１０）、この要求トルクＴｄ＊を用いて走行支援制御を実行する（ステップＳ２４０）。

高速道路を走行している際には、一般道路を走行している際に比して、ロードノイズが大きいことなどにより、ＣＤモードとＣＳモードとの変化による要求トルクＴｄ＊の変化を運転者が感じにくいと考えられる。したがって、自車の現在地が高速道路であるときには、ＣＤモード、ＣＳモードのときにそれぞれＣＤ用マップ、ＣＳ用マップを使用して要求トルクＴｄ＊を設定するものとしてもよいのである。

実施例のハイブリッド自動車２０では、ナビゲーション装置９０の本体９２が、本体９２に記憶された地図情報と自車の現在地と目的地とに基づいて目的地までの走行予定ルートを設定するものとした。しかし、ハイブリッド自動車２０が車外システム（例えば、クラウドサーバなど）と通信可能な場合、車外システムが、車外システムが有する地図情報とハイブリッド自動車２０からの現在地および目的地とに基づいて目的地までの走行予定ルートを設定してハイブリッド自動車２０に送信するものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、ＨＶＥＣＵ７０が、目的地までの走行予定ルートに基づいて走行計画を作成（更新）するものとした。しかし、ハイブリッド自動車２０が車外システムと通信可能な場合、車外システムが、目的地までの走行予定ルートに基づいて走行計画を作成（更新）してハイブリッド自動車２０に送信するものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、蓄電装置として、バッテリ５０を用いるものとしたが、バッテリ５０に代えて、キャパシタを用いるものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０とバッテリＥＣＵ５２とＨＶＥＣＵ７０とを備えるものとしたが、これらのうちの少なくとも２つを単一の電子制御ユニットとして構成するものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、駆動輪３９ａ，３９ｂに連結された駆動軸３６にプラネタリギヤ３０を介してエンジン２２およびモータＭＧ１を接続すると共に駆動軸３６にモータＭＧ２を接続し、モータＭＧ１，ＭＧ２に電力ラインを介してバッテリ５０を接続する構成とした。しかし、図５の変形例のハイブリッド自動車１２０に示すように、駆動輪３９ａ，３９ｂに連結された駆動軸３６に変速機１３０を介してモータＭＧを接続すると共にモータＭＧにクラッチ１２９を介してエンジン２２を接続し、モータＭＧに電力ラインを介してバッテリ５０を接続するいわゆる１モータハイブリッド自動車の構成としてもよい。また、図６の変形例のハイブリッド自動車２２０に示すように、エンジン２２に発電用のモータＭＧ１を接続すると共に駆動輪３９ａ，３９ｂに連結された駆動軸３６に走行用のモータＭＧ２を接続し、モータＭＧ１，ＭＧ２に電力ラインを介してバッテリ５０を接続するいわゆるシリーズハイブリッド自動車の構成としてもよい。

実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、エンジン２２が「エンジン」に相当し、モータＭＧ１，ＭＧ２が「モータ」に相当し、バッテリ５０が「蓄電装置」に相当し、ＨＶＥＣＵ７０とエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０とナビゲーション装置９０とが「制御装置」に相当する。

なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。

以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明は、ハイブリッド自動車の製造産業などに利用可能である。

２０，１２０，２２０ ハイブリッド自動車、２２ エンジン、２３ クランクポジションセンサ、２４ エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２６ クランクシャフト、２８ ダンパ、３０ プラネタリギヤ、３６ 駆動軸、３８ デファレンシャルギヤ、３９ａ，３９ｂ 駆動輪、４０ モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２ インバータ、４３，４４ 回転位置検出センサ、４５ｕ，４５ｖ，４６ｕ，４６ｖ 電流センサ、５０ バッテリ、５１ａ 電圧センサ、５１ｂ 電流センサ、５１ｃ 温度センサ、５２ バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、５４ 電力ライン、５７ コンデンサ、６０ 充電器、６１ 電源プラグ、７０ ハイブリッド用電子制御ユニット（ＨＶＥＣＵ）、８０ イグニッションスイッチ、８１ シフトレバー、８２ シフトポジションセンサ、８３ アクセルペダル、８４ アクセルペダルポジションセンサ、８５ ブレーキペダル、８６ ブレーキペダルポジションセンサ、８８ 車速センサ、９０ ナビゲーション装置、９２ 本体、９４ａ ＧＰＳアンテナ、９４ｂ ＶＩＣＳ（登録商標）アンテナ、９６ ディスプレイ、１２９ クラッチ、１３０ 変速機、ＭＧ，ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。

Claims (1)

1. エンジンおよびモータと、
   前記モータと電力をやりとりする蓄電装置と、
   目的地が設定されている条件を含む所定条件が成立していないときには、システム起動後で前記蓄電装置の蓄電割合が閾値以下に至る前はＣＤ（ChargeDepleting）モードで、前記蓄電割合が前記閾値以下に至った以降はＣＳ（Charge Sustaining）モードで、アクセル操作量に応じた走行用の要求出力により走行するように前記エンジンおよび前記モータを制御する第１制御を実行し、前記所定条件が成立しているときには、前記目的地までの走行予定ルートの各走行区間に前記ＣＤモードまたは前記ＣＳモードを割り当てた走行計画に従って前記要求出力により走行するように前記エンジンおよび前記モータを制御する第２制御を実行する制御装置と、
   を備えるハイブリッド自動車であって、
   前記制御装置は、前記第２制御を実行する際には、前記第１制御を実行する際に比して、前記ＣＤモードと前記ＣＳモードとにおける同一の前記アクセル操作量に対する前記要求出力の差が小さくなるように前記要求出力を設定する、
   ハイブリッド自動車。
   

Images