JP2000324609A - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents
ハイブリッド車両の制御装置Info
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- combustion engine
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
- B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines
- B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
- B60K6/50—Architecture of the driveline characterised by arrangement or kind of transmission units
- B60K6/54—Transmission for changing ratio
- B60K6/543—Transmission for changing ratio the transmission being a continuously variable transmission
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Tests Of Electric Status Of Batteries (AREA)
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- Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Navigation (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 燃料消費量を最小化することが可能なハイブ
リッド車両の制御装置を提供すること。 【解決手段】 将来の車両の走行状態を予測し、その予
測結果を用いて最も大きく燃料消費率を改善する地点で
発電するように発電計画を作成する構成とする。
リッド車両の制御装置を提供すること。 【解決手段】 将来の車両の走行状態を予測し、その予
測結果を用いて最も大きく燃料消費率を改善する地点で
発電するように発電計画を作成する構成とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ハイブリッド車両
の制御装置に関する。
の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のナビ情報を利用したハイブリッド
車両の制御に関する発明としては、例えば特開平８−１
２６１１６号公報に開示されているようなものがある。
この従来技術は、バッテリー電流、電圧検出センサの出
力からバッテリ残量を算出、ナビゲーションシステムか
らの道路情報と現在地の情報に基づいて、走行経路に応
じてバッテリ残量の目標値を設定し、実際のバッテリ残
量が目標値に近づくようにモータとエンジンの出力を調
整するものである。
車両の制御に関する発明としては、例えば特開平８−１
２６１１６号公報に開示されているようなものがある。
この従来技術は、バッテリー電流、電圧検出センサの出
力からバッテリ残量を算出、ナビゲーションシステムか
らの道路情報と現在地の情報に基づいて、走行経路に応
じてバッテリ残量の目標値を設定し、実際のバッテリ残
量が目標値に近づくようにモータとエンジンの出力を調
整するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来技術にあっては、走行経路に沿ってスケジュー
リングされるのはバッテリ残量目標値のみである。その
ため、ある地点からその次の地点までの区間のバッテリ
残量目標値の変化から決まるエンジンのモータ駆動によ
るバッテリへの充電に関して、走行経路区間内での道路
環境・走行状態の違いに起因するエンジンの動作点の違
いによる燃料消費率の違いを考慮した制御が行なわれて
いるわけではない。つまり、全体として最も効率的に燃
料が使われているとは限らず、バッテリ残量目標値が設
定された区間内でのエンジンの燃料消費量を最小にする
エンジン・モータ制御とはなっていない、という課題を
有している。
うな従来技術にあっては、走行経路に沿ってスケジュー
リングされるのはバッテリ残量目標値のみである。その
ため、ある地点からその次の地点までの区間のバッテリ
残量目標値の変化から決まるエンジンのモータ駆動によ
るバッテリへの充電に関して、走行経路区間内での道路
環境・走行状態の違いに起因するエンジンの動作点の違
いによる燃料消費率の違いを考慮した制御が行なわれて
いるわけではない。つまり、全体として最も効率的に燃
料が使われているとは限らず、バッテリ残量目標値が設
定された区間内でのエンジンの燃料消費量を最小にする
エンジン・モータ制御とはなっていない、という課題を
有している。
【０００４】本発明は、このような従来の問題点に着目
してなされたもので、走行経路の道路環境情報を利用し
て、走行経路における車両の車速予測値、制駆動力予測
値から、エンジンの運転点の予測値を算出し、燃料消費
率が悪い場所で優先的にエンジンによる発電を行なうこ
とで、エンジンの燃料消費率がよりよい値となる様運転
点を変化させる事で、その地点での燃料消費率の向上を
図り、区間内での燃料消費量を最小化することで、上記
問題点を解決することを目的としている。
してなされたもので、走行経路の道路環境情報を利用し
て、走行経路における車両の車速予測値、制駆動力予測
値から、エンジンの運転点の予測値を算出し、燃料消費
率が悪い場所で優先的にエンジンによる発電を行なうこ
とで、エンジンの燃料消費率がよりよい値となる様運転
点を変化させる事で、その地点での燃料消費率の向上を
図り、区間内での燃料消費量を最小化することで、上記
問題点を解決することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は上述の課題を解
決するために、請求項１に記載の第１の発明は、駆動力
を発生する内燃機関と、該内燃機関に接続された電動機
と、該電動機に電力を供給する電池とを有するハイブリ
ッド車両の制御装置において、第１の地点から第２の地
点までの走行経路を算出する経路算出手段と、該経路算
出手段により算出された走行経路に関する道路の環境情
報を検出する情報検出手段と、該情報検出手段が検出し
た道路の環境情報に基づいて走行経路を走行した場合に
走行に必要な駆動力を算出し、前記内燃機関と前記電動
機の各々が発生すべき駆動力を演算する駆動力演算手段
と、該駆動力演算手段の演算結果と前記内燃機関の特性
に基づいて前記走行経路の走行中における前記内燃機関
の燃料消費率を演算する燃料消費率演算手段と、電池の
充電残量を検出する電池残量検出手段と、記駆動力演算
手段の演算結果から前記電動機の消費する電力量を推定
し、推定した消費電力量と検出した充電残量から必要な
発電量を演算する発電量演算手段と、前記燃料消費率演
算手段が演算した前記内燃機関の燃料消費率と、前記発
電量演算手段が演算した必要発電量に基づいて、燃料消
費率の低い場合に発電を行なうことにより燃料消費量が
最小となるような発電計画を作成する発電計画手段とを
備えることを特徴とする。
決するために、請求項１に記載の第１の発明は、駆動力
を発生する内燃機関と、該内燃機関に接続された電動機
と、該電動機に電力を供給する電池とを有するハイブリ
ッド車両の制御装置において、第１の地点から第２の地
点までの走行経路を算出する経路算出手段と、該経路算
出手段により算出された走行経路に関する道路の環境情
報を検出する情報検出手段と、該情報検出手段が検出し
た道路の環境情報に基づいて走行経路を走行した場合に
走行に必要な駆動力を算出し、前記内燃機関と前記電動
機の各々が発生すべき駆動力を演算する駆動力演算手段
と、該駆動力演算手段の演算結果と前記内燃機関の特性
に基づいて前記走行経路の走行中における前記内燃機関
の燃料消費率を演算する燃料消費率演算手段と、電池の
充電残量を検出する電池残量検出手段と、記駆動力演算
手段の演算結果から前記電動機の消費する電力量を推定
し、推定した消費電力量と検出した充電残量から必要な
発電量を演算する発電量演算手段と、前記燃料消費率演
算手段が演算した前記内燃機関の燃料消費率と、前記発
電量演算手段が演算した必要発電量に基づいて、燃料消
費率の低い場合に発電を行なうことにより燃料消費量が
最小となるような発電計画を作成する発電計画手段とを
備えることを特徴とする。
【０００６】上記のハイブリッド車両の制御装置によれ
ば、走行経路に関する道路の環境情報から将来の車両の
走行状態を予測した発電計画を行なっているために、電
池の充電量を保持しつつ内燃機関を効率よく駆動し燃料
消費量を低減することを図ることができる。
ば、走行経路に関する道路の環境情報から将来の車両の
走行状態を予測した発電計画を行なっているために、電
池の充電量を保持しつつ内燃機関を効率よく駆動し燃料
消費量を低減することを図ることができる。
【０００７】また、請求項２に記載の第２の発明は、駆
動力を発生する内燃機関と、該内燃機関に機械的に連結
された第１の電動機と、前記内燃機関に連結された断続
機と、該断続機を介して前記内燃機関に連結される第２
の電動機と、該第２の電動機に電力を供給する電池と、
前記第２の電動機の出力を駆動輪に伝達する動力伝達装
置を有するハイブリッド車両の制御装置において、第１
の地点から第２の地点までの最適な走行経路を算出する
経路算出手段と、該経路算出手段により算出された走行
経路に関する道路の環境情報を検出する情報検出手段
と、該情報検出手段が検出した道路の環境情報に基づい
て走行経路を走行した場合に走行に必要な駆動力を算出
し、前記内燃機関と前記電動機の各々が発生すべき駆動
力を演算する駆動力演算手段と、前記内燃機関の動作点
特性を記憶した記憶手段と、前記駆動力演算手段により
演算された前記内燃機関が発生すべき駆動力と、前記記
憶手段に記憶した前記内燃機関の特性に基づいて前記走
行経路の走行中における前記内燃機関の燃料消費率を演
算する燃料消費率演算手段と、電池の充電残量を検出す
る電池残量検出手段と、前記駆動力演算手段の演算結果
から前記第２の電動機が消費する電力量を推定し、推定
した消費電力量と検出した充電残量から必要な発電量を
演算する発電量演算手段と、前記燃料消費率演算手段が
演算した前記内燃機関の燃料消費率と、前記発電量演算
手段が演算した必要発電量に基づいて、燃料消費率の低
い場合に発電を行なうことにより燃料消費量が最小とな
るような前記第１の電動機による発電計画を作成する発
電計画手段とを備えることを特徴とする。
動力を発生する内燃機関と、該内燃機関に機械的に連結
された第１の電動機と、前記内燃機関に連結された断続
機と、該断続機を介して前記内燃機関に連結される第２
の電動機と、該第２の電動機に電力を供給する電池と、
前記第２の電動機の出力を駆動輪に伝達する動力伝達装
置を有するハイブリッド車両の制御装置において、第１
の地点から第２の地点までの最適な走行経路を算出する
経路算出手段と、該経路算出手段により算出された走行
経路に関する道路の環境情報を検出する情報検出手段
と、該情報検出手段が検出した道路の環境情報に基づい
て走行経路を走行した場合に走行に必要な駆動力を算出
し、前記内燃機関と前記電動機の各々が発生すべき駆動
力を演算する駆動力演算手段と、前記内燃機関の動作点
特性を記憶した記憶手段と、前記駆動力演算手段により
演算された前記内燃機関が発生すべき駆動力と、前記記
憶手段に記憶した前記内燃機関の特性に基づいて前記走
行経路の走行中における前記内燃機関の燃料消費率を演
算する燃料消費率演算手段と、電池の充電残量を検出す
る電池残量検出手段と、前記駆動力演算手段の演算結果
から前記第２の電動機が消費する電力量を推定し、推定
した消費電力量と検出した充電残量から必要な発電量を
演算する発電量演算手段と、前記燃料消費率演算手段が
演算した前記内燃機関の燃料消費率と、前記発電量演算
手段が演算した必要発電量に基づいて、燃料消費率の低
い場合に発電を行なうことにより燃料消費量が最小とな
るような前記第１の電動機による発電計画を作成する発
電計画手段とを備えることを特徴とする。
【０００８】上記のハイブリッド車両の制御装置によれ
ば、走行経路に関する道路の環境情報から将来の車両の
走行状態を予測した発電計画を行なっているために、電
池の充電量を保持しつつ内燃機関を効率よく駆動し燃料
消費量を低減することを図ることができる。
ば、走行経路に関する道路の環境情報から将来の車両の
走行状態を予測した発電計画を行なっているために、電
池の充電量を保持しつつ内燃機関を効率よく駆動し燃料
消費量を低減することを図ることができる。
【０００９】また、請求項３に記載の第３の発明は、第
１および第２の発明によるハイブリッド車両の制御装置
において、自車両の位置を検出する自車位置検出手段
と、自車両の走行速度を検出する車速検出手段とを有
し、検出した自車位置と自車速および前記発電計画手段
による発電計画に基づいて発電を行なうことを特徴とす
る。
１および第２の発明によるハイブリッド車両の制御装置
において、自車両の位置を検出する自車位置検出手段
と、自車両の走行速度を検出する車速検出手段とを有
し、検出した自車位置と自車速および前記発電計画手段
による発電計画に基づいて発電を行なうことを特徴とす
る。
【００１０】上記のハイブリッド車両の制御装置によれ
ば、自車位置と自車の走行状態に基づいて発電計画に沿
った発電を行なうことにより、内燃機関を効率よく駆動
して燃料消費量を低減することができる。
ば、自車位置と自車の走行状態に基づいて発電計画に沿
った発電を行なうことにより、内燃機関を効率よく駆動
して燃料消費量を低減することができる。
【００１１】また、請求項４に記載の第４の発明は、第
１および第２の発明によるハイブリッド車両の制御装置
において、前記経路算出手段により算出された走行経路
を所定の基準で分割し、当該走行経路の分割区間を設定
する分割区間決定手段を有し、前記発電計画手段は、前
記分割区間の中で燃料消費量が最小となるような発電計
画を行なうことを特徴とする。
１および第２の発明によるハイブリッド車両の制御装置
において、前記経路算出手段により算出された走行経路
を所定の基準で分割し、当該走行経路の分割区間を設定
する分割区間決定手段を有し、前記発電計画手段は、前
記分割区間の中で燃料消費量が最小となるような発電計
画を行なうことを特徴とする。
【００１２】上記のハイブリッド車両の制御装置によれ
ば、走行経路を所定の基準で分割して発電計画を行なう
ことにより、特に走行経路が長距離の場合には発電計画
を簡易に行なうことができる。
ば、走行経路を所定の基準で分割して発電計画を行なう
ことにより、特に走行経路が長距離の場合には発電計画
を簡易に行なうことができる。
【００１３】また、請求項５に記載の第５の発明は、第
１および第２の発明によるハイブリッド車両の制御装置
において、前記発電計画手段は、算出された走行経路の
中で燃料消費率が悪い地点を検出する燃料消費率悪化地
点検出手段と、検出した地点における前記内燃機関の作
動点と燃料消費率が最良となる前記内燃機関の作動点か
ら検出した地点における発電電力量を決定する電力決定
手段とを有することを特徴とする。
１および第２の発明によるハイブリッド車両の制御装置
において、前記発電計画手段は、算出された走行経路の
中で燃料消費率が悪い地点を検出する燃料消費率悪化地
点検出手段と、検出した地点における前記内燃機関の作
動点と燃料消費率が最良となる前記内燃機関の作動点か
ら検出した地点における発電電力量を決定する電力決定
手段とを有することを特徴とする。
【００１４】上記のハイブリッド車両の制御装置によれ
ば、走行経路を所定の基準で分割して発電計画を行なう
ことにより発電計画を簡単なロジックで精度よく行なう
ことができる。
ば、走行経路を所定の基準で分割して発電計画を行なう
ことにより発電計画を簡単なロジックで精度よく行なう
ことができる。
【００１５】また、請求項６に記載の第６の発明は、第
１および第２の発明によるハイブリッド車両の制御装置
において、前記駆動力演算手段は、前記走行経路の制限
速度・渋滞の有無などの交通の流れ・道路勾配の何れか
に基づいて、前記走行経路を走行した場合に走行に必要
な駆動力を算出することを特徴とする。
１および第２の発明によるハイブリッド車両の制御装置
において、前記駆動力演算手段は、前記走行経路の制限
速度・渋滞の有無などの交通の流れ・道路勾配の何れか
に基づいて、前記走行経路を走行した場合に走行に必要
な駆動力を算出することを特徴とする。
【００１６】上記のハイブリッド車両の制御装置によれ
ば、制限速度・渋滞の有無などの交通の流れ・道路勾配
を用いて発電計画を行なうことにより発電計画を精度よ
く行なうことができる。
ば、制限速度・渋滞の有無などの交通の流れ・道路勾配
を用いて発電計画を行なうことにより発電計画を精度よ
く行なうことができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明によるハイブリッド
車両の制御装置の実施の形態を添付図面を参照して詳細
に説明する。図１は、本発明によるハイブリッド車両の
制御装置の一実施の形態を示す構成図である。
車両の制御装置の実施の形態を添付図面を参照して詳細
に説明する。図１は、本発明によるハイブリッド車両の
制御装置の一実施の形態を示す構成図である。
【００１８】まず、構成を説明する。図において、太い
線は機械力の伝達経路を示し、太い破線は電力線を示
す。また、細い実線は制御線を示し、２重線は油圧系統
を示す。
線は機械力の伝達経路を示し、太い破線は電力線を示
す。また、細い実線は制御線を示し、２重線は油圧系統
を示す。
【００１９】この車両のパワートレインは、モータ１、
エンジン２、クラッチ３、モータ４、無断変速機５、減
速装置６、差動装置７、および、駆動輪８から構成され
る。モータ１の出力軸、エンジン２の出力軸およびクラ
ッチ３の入力軸は互いに連結されており、また、クラッ
チ３の出力軸、モータ４の出力軸および無断変速機５の
入力軸は互いに連結されている。
エンジン２、クラッチ３、モータ４、無断変速機５、減
速装置６、差動装置７、および、駆動輪８から構成され
る。モータ１の出力軸、エンジン２の出力軸およびクラ
ッチ３の入力軸は互いに連結されており、また、クラッ
チ３の出力軸、モータ４の出力軸および無断変速機５の
入力軸は互いに連結されている。
【００２０】クラッチ３締結時は、エンジン２とモータ
４が車両の推進源となり、クラッチ３開放時は、モータ
４のみが車両の推進源となる。エンジン２および／また
はモータ４の駆動力は、無断変速機５、減速装置６およ
び差動装置７を介して駆動輪８へ伝達される。無断変速
機５には油圧装置９から圧油が供給され、ベルトのクラ
ンプと潤滑がなされる。油圧装置９のオールポンプ（不
図示）はモータ１０により駆動される。
４が車両の推進源となり、クラッチ３開放時は、モータ
４のみが車両の推進源となる。エンジン２および／また
はモータ４の駆動力は、無断変速機５、減速装置６およ
び差動装置７を介して駆動輪８へ伝達される。無断変速
機５には油圧装置９から圧油が供給され、ベルトのクラ
ンプと潤滑がなされる。油圧装置９のオールポンプ（不
図示）はモータ１０により駆動される。
【００２１】モータ１，４，１０は三相同期電動機また
は三相誘導電動機などの交流器であり、モータ１は主と
してエンジン２の始動とクラッチ３開放時の発電に用い
られ、モータ４は主として車両の推進と制動とクラッチ
３締結時の発電に用いられる。なお、モータ１，４，１
０は直流電動機でもよく、モータ１をクラッチ３締結時
の車両の推進と制動に用いても良いし、モータ１をクラ
ッチ３締結時の発電に用いてもよい。
は三相誘導電動機などの交流器であり、モータ１は主と
してエンジン２の始動とクラッチ３開放時の発電に用い
られ、モータ４は主として車両の推進と制動とクラッチ
３締結時の発電に用いられる。なお、モータ１，４，１
０は直流電動機でもよく、モータ１をクラッチ３締結時
の車両の推進と制動に用いても良いし、モータ１をクラ
ッチ３締結時の発電に用いてもよい。
【００２２】クラッチ３はパウダークラッチであり、伝
達トルクを励磁電流で調整することができる。無断変速
機５はベルト式としているが、トロイダル式などでも良
い。
達トルクを励磁電流で調整することができる。無断変速
機５はベルト式としているが、トロイダル式などでも良
い。
【００２３】モータ１，４，１０はそれぞれインバータ
１１，１２，１３により駆動される。インバータ１１，
１２，１３は共通のＤＣリンク１４を介してメインバッ
テリ１５に接続されており、メインバッテリ１５の直流
充電電力を交流電力に変換してモータ１，４，１０へ供
給すると共に、モータ１，４の交流発電電力を直流電力
に変換してメインバッテリ１５に充電する。メインバッ
テリ１５は、リチウム・イオン電池、ニッケル・水素電
池、鉛電池などの各種電池や、電機二重層キャパシタな
どを用いることができる。
１１，１２，１３により駆動される。インバータ１１，
１２，１３は共通のＤＣリンク１４を介してメインバッ
テリ１５に接続されており、メインバッテリ１５の直流
充電電力を交流電力に変換してモータ１，４，１０へ供
給すると共に、モータ１，４の交流発電電力を直流電力
に変換してメインバッテリ１５に充電する。メインバッ
テリ１５は、リチウム・イオン電池、ニッケル・水素電
池、鉛電池などの各種電池や、電機二重層キャパシタな
どを用いることができる。
【００２４】道路環境情報検出手段１７は、例えば、ナ
ビゲーションシステムを用いれば、衛星からの信号を受
信して、地球上の絶対位置を検出し、記憶手段に記憶さ
れている地図を参照し、ドライバが目的地を入力する
と、現在位置からの経路を算出し、その経路に沿った道
路曲率半径、勾配、交差点、制限速度等の道路環境情報
を検出、コントローラ１６に供給する。
ビゲーションシステムを用いれば、衛星からの信号を受
信して、地球上の絶対位置を検出し、記憶手段に記憶さ
れている地図を参照し、ドライバが目的地を入力する
と、現在位置からの経路を算出し、その経路に沿った道
路曲率半径、勾配、交差点、制限速度等の道路環境情報
を検出、コントローラ１６に供給する。
【００２５】コントローラ１６は、マイクロコンピュー
タとその周辺部品や各アクチュエータなどを備え、エン
ジン２の回転速度や出力トルク、クラッチ３の締結／開
放、モータ１，４，１０の回転速度や出力トルク、無断
変速機５の変速比などを制御すると共に、道路環境情報
検出手段１７から得られた道路環境情報に基づき、バッ
テリ充電制御を行なっている。
タとその周辺部品や各アクチュエータなどを備え、エン
ジン２の回転速度や出力トルク、クラッチ３の締結／開
放、モータ１，４，１０の回転速度や出力トルク、無断
変速機５の変速比などを制御すると共に、道路環境情報
検出手段１７から得られた道路環境情報に基づき、バッ
テリ充電制御を行なっている。
【００２６】コントローラ１６には、図２に示すよう
な、キースイッチ２０、セレクトレバースイッチ２１、
アクセル開度センサ２２、ブレーキスイッチ２３、車速
センサ２４、バッテリ温度センサ２５、バッテリＳＯＣ
センサ２６、エンジン回転数センサ２７、スロットル開
度センサ２８が接続される。
な、キースイッチ２０、セレクトレバースイッチ２１、
アクセル開度センサ２２、ブレーキスイッチ２３、車速
センサ２４、バッテリ温度センサ２５、バッテリＳＯＣ
センサ２６、エンジン回転数センサ２７、スロットル開
度センサ２８が接続される。
【００２７】キースイッチ２０は、車両のキーがＯＮ位
置またはＳＴＡＲＴ位置に設定されると閉路する（以
下、スイッチの閉路をＯＮ、開路をＯＦＦと呼ぶ）。セ
レクトレバースイッチ２１は、パーキングＰ、ニュート
ラルＮ、リバースＲ、ドライブＤを切り替える。セレク
トレバー（不図示）の設定位置に応じて、Ｐ，Ｎ，Ｒ，
ＤのいずれかのスイッチがＯＮする。
置またはＳＴＡＲＴ位置に設定されると閉路する（以
下、スイッチの閉路をＯＮ、開路をＯＦＦと呼ぶ）。セ
レクトレバースイッチ２１は、パーキングＰ、ニュート
ラルＮ、リバースＲ、ドライブＤを切り替える。セレク
トレバー（不図示）の設定位置に応じて、Ｐ，Ｎ，Ｒ，
ＤのいずれかのスイッチがＯＮする。
【００２８】アクセル開度センサ２２は、アクセルペダ
ルの踏み込み量（アクセルペダル踏み込み量検出値）Θ
を検出し、ブレーキスイッチ２３はブレーキペダルの踏
み込み状態（このときブレーキスイッチ２３はＯＮ）を
検出する。車速センサ２４は車両の走行速度ｖｓｐを検
出し、バッテリ温度センサ２５はメインバッテリ１５の
温度Ｔｂａｔを検出する。また、バッテリＳＯＣセンサ
２６は、メインバッテリ１５の充電状態ＳＯＣ（Ｓｔａ
ｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）を検出する。さらに、エン
ジン回転数センサ２７は、エンジン２の回転速度Ｎｅを
検出し、スロットル開度センサ２８はエンジン２のスロ
ットルバルブ開度Θｔｈを検出する。
ルの踏み込み量（アクセルペダル踏み込み量検出値）Θ
を検出し、ブレーキスイッチ２３はブレーキペダルの踏
み込み状態（このときブレーキスイッチ２３はＯＮ）を
検出する。車速センサ２４は車両の走行速度ｖｓｐを検
出し、バッテリ温度センサ２５はメインバッテリ１５の
温度Ｔｂａｔを検出する。また、バッテリＳＯＣセンサ
２６は、メインバッテリ１５の充電状態ＳＯＣ（Ｓｔａ
ｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）を検出する。さらに、エン
ジン回転数センサ２７は、エンジン２の回転速度Ｎｅを
検出し、スロットル開度センサ２８はエンジン２のスロ
ットルバルブ開度Θｔｈを検出する。
【００２９】コントローラ１６には、また、エンジン２
の燃料噴射装置３０、点火装置３１、バルブタイミング
調整装置３２、モータ駆動スロットルバルブ装置４０な
どが接続される。コントローラ１６は、燃料噴射装置３
０を制御してエンジン２への燃料の供給と停止および燃
料噴射量を調整すると共に、点火装置３１を制御してエ
ンジン２の点火を行ない、バルブタイミング調整装置３
２を制御してエンジン２の吸気バルブの閉時期を調節す
る。コントローラ１６は、エンジン２が所望のトルクを
発生するようにモータ駆動スロットルバルブ調整装置４
０も制御し、インバータ１１，１２，１３を調整するこ
とによってモータ１，４，１０のトルク制御あるいは回
転数制御を実現する。なお、コントローラ１６には低圧
の補助バッテリ３３から電源が供給される。
の燃料噴射装置３０、点火装置３１、バルブタイミング
調整装置３２、モータ駆動スロットルバルブ装置４０な
どが接続される。コントローラ１６は、燃料噴射装置３
０を制御してエンジン２への燃料の供給と停止および燃
料噴射量を調整すると共に、点火装置３１を制御してエ
ンジン２の点火を行ない、バルブタイミング調整装置３
２を制御してエンジン２の吸気バルブの閉時期を調節す
る。コントローラ１６は、エンジン２が所望のトルクを
発生するようにモータ駆動スロットルバルブ調整装置４
０も制御し、インバータ１１，１２，１３を調整するこ
とによってモータ１，４，１０のトルク制御あるいは回
転数制御を実現する。なお、コントローラ１６には低圧
の補助バッテリ３３から電源が供給される。
【００３０】さらに、コントローラ１６にはナビゲーシ
ョンシステム１７が接続されている。ナビゲーションシ
ステム１７は、例えば、ＧＰＳ衛星からの信号を受信す
るためのアンテナ５０と、受信信号から緯度・経度で示
された車両の絶対位置を算出する絶対位置演算手段５１
と、道路地図が記録されている地図情報記憶手段５２
と、選られた絶対位置情報と位置情報の変化の仕方等か
ら、車両が走行している道路を決定し、車両位置を補正
するマップマッチング手段５３と、これから運転者が行
こうとしている地点を入力する目標地点入力手段５４
と、マップマッチング手段５３から得られた現在地点か
ら目標地点入力手段５４から得られた目標地点までの最
適な経路を導き出す誘導経路算出手段５５と、導き出さ
れた経路が所定値以上の距離がある場合には、その経路
に沿った地図情報から経路を所定の基準で分割する分割
区間決定手段５６と、得られた分割区間（なお、経路の
距離が所定値未満の場合は、全経路を分割区間とする）
の、道路曲率半径、道路勾配、交差点・トンネル・踏み
切り等の有無、制限速度等の規制情報、市街地・山岳路
等の地域情報を検出する道路環境抽出手段５７と、分割
区間、および、次の分割区間における道路環境情報から
定まる区間最終地点において実現しなければならない充
電量を決める目標ＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒ
ｇｅ）決定手段５８と、から構成されている。
ョンシステム１７が接続されている。ナビゲーションシ
ステム１７は、例えば、ＧＰＳ衛星からの信号を受信す
るためのアンテナ５０と、受信信号から緯度・経度で示
された車両の絶対位置を算出する絶対位置演算手段５１
と、道路地図が記録されている地図情報記憶手段５２
と、選られた絶対位置情報と位置情報の変化の仕方等か
ら、車両が走行している道路を決定し、車両位置を補正
するマップマッチング手段５３と、これから運転者が行
こうとしている地点を入力する目標地点入力手段５４
と、マップマッチング手段５３から得られた現在地点か
ら目標地点入力手段５４から得られた目標地点までの最
適な経路を導き出す誘導経路算出手段５５と、導き出さ
れた経路が所定値以上の距離がある場合には、その経路
に沿った地図情報から経路を所定の基準で分割する分割
区間決定手段５６と、得られた分割区間（なお、経路の
距離が所定値未満の場合は、全経路を分割区間とする）
の、道路曲率半径、道路勾配、交差点・トンネル・踏み
切り等の有無、制限速度等の規制情報、市街地・山岳路
等の地域情報を検出する道路環境抽出手段５７と、分割
区間、および、次の分割区間における道路環境情報から
定まる区間最終地点において実現しなければならない充
電量を決める目標ＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒ
ｇｅ）決定手段５８と、から構成されている。
【００３１】経路を分割する基準の設定には様々な方法
があり、一定の距離を基準としても良く、また、交差点
や高速道路のインターチェンジなど特定の地点が検出さ
れたことを基準としても良い。
があり、一定の距離を基準としても良く、また、交差点
や高速道路のインターチェンジなど特定の地点が検出さ
れたことを基準としても良い。
【００３２】コントローラ１６内の発電計画生成手段６
０は、分割区間決定手段５６と道路環境抽出手段５７に
より得られた分割区間内の道路情報から、その分割区間
内を走行する車速と、その時々で必要となる制駆動力や
変速比を予測する分割区間内車両状態予測手段７０と、
予測された車両状態から、図４に示すような予め記憶さ
れているエンジン燃料消費率特性マップを用いて、分割
区間内での燃料消費率の変化の様子を求める燃料消費率
データ列算出手段７１と、分割区間最終地点において実
現しなければならない充電量を求める目標ＳＯＣ（Ｓｔ
ａｔｅ ＯｆＣｈａｒｇｅ）決定手段７２と、分割区間
内で全く発電しなかった場合のＳＯＣと前記目標ＳＯＣ
からこの分割区間において発電しなければならない電力
を算出する分割区間発電量算出手段７３と、燃料消費率
データ列算出手段７１から選られた燃料消費率データ列
と分割区間発電量算出手段７３から得られた区間発電量
に基づいて、分割区間内での燃料消費量が最も小さくな
るように、発電を行なう地点とそこでの発電量を決定す
る発電計画作成手段７４と、得られた発電計画とナビゲ
ーションシステム１７からの現在地情報に基づいて発電
司令を出力する発電司令出力手段７５と、から構成され
ている。
０は、分割区間決定手段５６と道路環境抽出手段５７に
より得られた分割区間内の道路情報から、その分割区間
内を走行する車速と、その時々で必要となる制駆動力や
変速比を予測する分割区間内車両状態予測手段７０と、
予測された車両状態から、図４に示すような予め記憶さ
れているエンジン燃料消費率特性マップを用いて、分割
区間内での燃料消費率の変化の様子を求める燃料消費率
データ列算出手段７１と、分割区間最終地点において実
現しなければならない充電量を求める目標ＳＯＣ（Ｓｔ
ａｔｅ ＯｆＣｈａｒｇｅ）決定手段７２と、分割区間
内で全く発電しなかった場合のＳＯＣと前記目標ＳＯＣ
からこの分割区間において発電しなければならない電力
を算出する分割区間発電量算出手段７３と、燃料消費率
データ列算出手段７１から選られた燃料消費率データ列
と分割区間発電量算出手段７３から得られた区間発電量
に基づいて、分割区間内での燃料消費量が最も小さくな
るように、発電を行なう地点とそこでの発電量を決定す
る発電計画作成手段７４と、得られた発電計画とナビゲ
ーションシステム１７からの現在地情報に基づいて発電
司令を出力する発電司令出力手段７５と、から構成され
ている。
【００３３】次に、発電計画の立て方の基本的な考え方
を、図３を用いて説明する。図３は、分割区間決定手段
５６により決定された誘導経路間のある一分割区間にお
ける、道路勾配（１）、走行車速（２）、必要駆動力
（３）、燃料消費率予測値（４）、発電しない場合のＳ
ＯＣ予測値（５）、発電量（６）、発電した場合のＳＯ
Ｃ予測値（７）の様子を、横軸を現在地からの距離とし
て示したものである。
を、図３を用いて説明する。図３は、分割区間決定手段
５６により決定された誘導経路間のある一分割区間にお
ける、道路勾配（１）、走行車速（２）、必要駆動力
（３）、燃料消費率予測値（４）、発電しない場合のＳ
ＯＣ予測値（５）、発電量（６）、発電した場合のＳＯ
Ｃ予測値（７）の様子を、横軸を現在地からの距離とし
て示したものである。
【００３４】道路勾配（１）のグラフは、出発地点であ
るＡ地点からＣ地点までは平坦路、Ｃ地点からＤ地点ま
では登坂路、Ｄ地点からＥ地点までは降坂路、Ｅ地点か
ら目的地であるＨ地点までは平坦路であることを示して
おり、これらは、ナビゲーション手段から得られたもの
である。
るＡ地点からＣ地点までは平坦路、Ｃ地点からＤ地点ま
では登坂路、Ｄ地点からＥ地点までは降坂路、Ｅ地点か
ら目的地であるＨ地点までは平坦路であることを示して
おり、これらは、ナビゲーション手段から得られたもの
である。
【００３５】走行車速（２）のグラフは、Ａ地点からＢ
地点までは加速区間であり、ある速度まで車速が上昇す
る様子を示している。Ｂ地点からＥ地点までは一定速度
で走行しており、この値は地図情報から得られる制限速
度値や、インフラ設備から得られる交通流の速度で与え
たり、過去に通過したことがあるならば、その速度を与
えたりすることで決まったものである。Ｅ地点からＦ地
点までは走行車速の変化に伴う加速を行なっている。Ｆ
地点からＧ地点までは定常走行であり、その後Ｈ地点で
停止するよう、減速している。
地点までは加速区間であり、ある速度まで車速が上昇す
る様子を示している。Ｂ地点からＥ地点までは一定速度
で走行しており、この値は地図情報から得られる制限速
度値や、インフラ設備から得られる交通流の速度で与え
たり、過去に通過したことがあるならば、その速度を与
えたりすることで決まったものである。Ｅ地点からＦ地
点までは走行車速の変化に伴う加速を行なっている。Ｆ
地点からＧ地点までは定常走行であり、その後Ｈ地点で
停止するよう、減速している。
【００３６】必要駆動力（３）のグラフでは、各区間で
の走行に必要な駆動力を示している。ＡＢ間とＥＦ間は
加速のため大きな駆動力が必要になっていると同時に、
エンジンの応答遅れを補うためモータによるアシストが
成されていることを示している。ＢＣ間、ＦＧ間は平坦
路での定常走行であるため、必要駆動力は比較的小さめ
であり、エンジン駆動だけで走行する。車速がより低い
ＢＣ間の方が必要駆動力がより小さな値になっている。
ＣＤ間は定常走行であるが登坂路を走行しているため、
必要駆動力は比較的大きな値となっており、定常的にモ
ータアシストを行なっている。ＤＥ間、ＧＨ間は降坂
路、および、減速のため駆動は必要ない。（逆に回生を
行ない、マイナスの駆動力を発生（不図示）してい
る。）
の走行に必要な駆動力を示している。ＡＢ間とＥＦ間は
加速のため大きな駆動力が必要になっていると同時に、
エンジンの応答遅れを補うためモータによるアシストが
成されていることを示している。ＢＣ間、ＦＧ間は平坦
路での定常走行であるため、必要駆動力は比較的小さめ
であり、エンジン駆動だけで走行する。車速がより低い
ＢＣ間の方が必要駆動力がより小さな値になっている。
ＣＤ間は定常走行であるが登坂路を走行しているため、
必要駆動力は比較的大きな値となっており、定常的にモ
ータアシストを行なっている。ＤＥ間、ＧＨ間は降坂
路、および、減速のため駆動は必要ない。（逆に回生を
行ない、マイナスの駆動力を発生（不図示）してい
る。）
【００３７】（４）のグラフは燃料消費率予測値で、こ
れはエンジンが単位仕事量を生み出すのに必要な燃料の
質量で表され、値が大きいほど効率が悪いことを示して
いる。低速、低負荷領域が燃料消費率が悪く、ＢＣ間が
最悪であり、ＦＧ間が２番目に悪い。
れはエンジンが単位仕事量を生み出すのに必要な燃料の
質量で表され、値が大きいほど効率が悪いことを示して
いる。低速、低負荷領域が燃料消費率が悪く、ＢＣ間が
最悪であり、ＦＧ間が２番目に悪い。
【００３８】ＳＯＣ（５）のグラフは、目的地における
目標ＳＯＣと、その区間において全く発電しなかった場
合のＳＯＣの変化の様子を示している。モータアシスト
を行なっているＡＢ間、ＣＤ間、ＥＦ間でＳＯＣが減少
し、回生しているＤＥ間、ＧＨ間ではＳＯＣが増加して
いる。そして、Ｈ地点でのＳＯＣ値と目標ＳＯＣから、
この区間において不足するＳＯＣがわかり、不足分を補
うためにその区間で必要な発電量を求めることができ
る。（ここでは、日常的に消費する電力は考慮していな
い。）
目標ＳＯＣと、その区間において全く発電しなかった場
合のＳＯＣの変化の様子を示している。モータアシスト
を行なっているＡＢ間、ＣＤ間、ＥＦ間でＳＯＣが減少
し、回生しているＤＥ間、ＧＨ間ではＳＯＣが増加して
いる。そして、Ｈ地点でのＳＯＣ値と目標ＳＯＣから、
この区間において不足するＳＯＣがわかり、不足分を補
うためにその区間で必要な発電量を求めることができ
る。（ここでは、日常的に消費する電力は考慮していな
い。）
【００３９】発電量（６）とＳＯＣ（７）のグラフは、
計画された発電量と、計画どおりに発電した場合のＳＯ
Ｃの変化の様子を求めたものである。発電の計画は、ま
ず、区間の中で燃料消費率予測値が最悪の場所を探すと
ころから始まる。この場合はＢＣ間を走行する際が最も
燃料消費率が悪いので、まず、ここで発電することにな
る。次に、発電量を決めるわけであるが、発電量は、例
えば、単位時間あたりの発電量の積み上げで決定し、そ
の値はモータが発電可能な最大値で制限されることにな
る。すなわち、必要発電量がその値よりも大きく、それ
だけの発電を行なってもエンジン動作点が最良燃費点に
到達しなければ（エンジンの動作点は基本的に最良燃費
線上を動く）、そこでの発電はモータが発電可能な最大
値になる。ＢＣ間での発電はこれに相当する。また、モ
ータが発電可能な最大値を発電した場合に最良燃費点を
通り越してしまい、反って燃料消費率が悪化するような
場合には、発電量は動作点が最良消費点になる量だけ発
電する。また、必要発電量がモータ発電可能最大値より
も小さく、最良燃費点を通り越すこともなければ、発電
量は必要発電量となる。ＦＧ間での発電はこれに相当す
る。
計画された発電量と、計画どおりに発電した場合のＳＯ
Ｃの変化の様子を求めたものである。発電の計画は、ま
ず、区間の中で燃料消費率予測値が最悪の場所を探すと
ころから始まる。この場合はＢＣ間を走行する際が最も
燃料消費率が悪いので、まず、ここで発電することにな
る。次に、発電量を決めるわけであるが、発電量は、例
えば、単位時間あたりの発電量の積み上げで決定し、そ
の値はモータが発電可能な最大値で制限されることにな
る。すなわち、必要発電量がその値よりも大きく、それ
だけの発電を行なってもエンジン動作点が最良燃費点に
到達しなければ（エンジンの動作点は基本的に最良燃費
線上を動く）、そこでの発電はモータが発電可能な最大
値になる。ＢＣ間での発電はこれに相当する。また、モ
ータが発電可能な最大値を発電した場合に最良燃費点を
通り越してしまい、反って燃料消費率が悪化するような
場合には、発電量は動作点が最良消費点になる量だけ発
電する。また、必要発電量がモータ発電可能最大値より
も小さく、最良燃費点を通り越すこともなければ、発電
量は必要発電量となる。ＦＧ間での発電はこれに相当す
る。
【００４０】エンジン動力（８）のグラフは、発電分を
加えたエンジンが発生する動力を示している。
加えたエンジンが発生する動力を示している。
【００４１】燃料消費率（９）のグラフは、エンジンで
発電することに伴い、その動作点が変化した結果、燃料
消費率が改善された様子を示している。
発電することに伴い、その動作点が変化した結果、燃料
消費率が改善された様子を示している。
【００４２】ここで、図３において、現在地に近いとこ
ろから順番に発電した場合のＳＯＣの変化の再計算を行
なっている理由は（この例は該当しないが）、例えば、
バッテリの性能上の都合でＳＯＣが所定値よりも小さく
てはならない等の制約条件があり、その条件を満たせな
い場合には所定値以下になる前に、たとえ効率的には有
利な条件ではなくても発電しなければならないことがあ
り、その判定が必要だからである。
ろから順番に発電した場合のＳＯＣの変化の再計算を行
なっている理由は（この例は該当しないが）、例えば、
バッテリの性能上の都合でＳＯＣが所定値よりも小さく
てはならない等の制約条件があり、その条件を満たせな
い場合には所定値以下になる前に、たとえ効率的には有
利な条件ではなくても発電しなければならないことがあ
り、その判定が必要だからである。
【００４３】図５〜８のフローチャートは、本発明の一
実施の形態の制御のフローである。本形態をもって、請
求項２の適用例および動作を説明する。本実施の形態に
おいては、４つの大きなサブルーチンから構成されてい
る。
実施の形態の制御のフローである。本形態をもって、請
求項２の適用例および動作を説明する。本実施の形態に
おいては、４つの大きなサブルーチンから構成されてい
る。
【００４４】一つ目は、分割区間を求めるルーチンであ
る。目的地点入力手段５４により行き先を入力される
と、ナビゲーションシステム１７は、その直後に、地図
情報記憶手段５２が有する道路情報等から誘導経路算出
手段５５により誘導経路を算出すると同時に、分割区間
決定手段５６により交差点情報、道路種別情報、道路勾
配情報等を利用して誘導経路を分割する。
る。目的地点入力手段５４により行き先を入力される
と、ナビゲーションシステム１７は、その直後に、地図
情報記憶手段５２が有する道路情報等から誘導経路算出
手段５５により誘導経路を算出すると同時に、分割区間
決定手段５６により交差点情報、道路種別情報、道路勾
配情報等を利用して誘導経路を分割する。
【００４５】二つ目は、分割区間内での車速、燃料消費
率を予測するルーチンである。コントローラ１６は、ナ
ビゲーションシステム１７から与えられる分割区間の道
路情報から、その区間を走行する際の車速、必要制駆動
力、燃料消費率を予測する。
率を予測するルーチンである。コントローラ１６は、ナ
ビゲーションシステム１７から与えられる分割区間の道
路情報から、その区間を走行する際の車速、必要制駆動
力、燃料消費率を予測する。
【００４６】三つ目は、分割区間内での燃料消費率デー
タ列と目標ＳＯＣ等から、次の分割区間の発電計画を生
成するルーチンである。
タ列と目標ＳＯＣ等から、次の分割区間の発電計画を生
成するルーチンである。
【００４７】四つ目は、コントローラ１６は、所定時間
間隔で、モータ１（以下、モータＡ）、モータ４（以
下、モータＢ）、エンジン２、無断変速機（ＣＶＴ）５
への制御を行ない、車両の走行とバッテリへの充電の制
御を実行するルーチンである。
間隔で、モータ１（以下、モータＡ）、モータ４（以
下、モータＢ）、エンジン２、無断変速機（ＣＶＴ）５
への制御を行ない、車両の走行とバッテリへの充電の制
御を実行するルーチンである。
【００４８】ステップＳ１０では、ナビゲーションシス
テムが、現在位置と、運転者が入力した目的地から、目
的地に到達するまでの経路を算出する。
テムが、現在位置と、運転者が入力した目的地から、目
的地に到達するまでの経路を算出する。
【００４９】ステップＳ２０では、算出された経路を適
当な数の区間に分割する。分割する基準は、例えば、交
差点、道路勾配が変化する所（平地←→上り、平地←→
下り、下り←→上り）、制限速度が変化する、ＶＩＣＳ
等のインフラ設備からの道路情報に基づいた、渋滞最後
尾、渋滞最前列、工事区間開始地点等、交通の流れや、
駆動負荷が大きく変化する地点が考えられる。
当な数の区間に分割する。分割する基準は、例えば、交
差点、道路勾配が変化する所（平地←→上り、平地←→
下り、下り←→上り）、制限速度が変化する、ＶＩＣＳ
等のインフラ設備からの道路情報に基づいた、渋滞最後
尾、渋滞最前列、工事区間開始地点等、交通の流れや、
駆動負荷が大きく変化する地点が考えられる。
【００５０】ステップＳ３０では、上記分割区間の終了
地点毎に、その地点でのあるべきＳＯＣを決定する。こ
れは、例えば、次の区間が滞りなく走行できる平地であ
ればＳＯＣ目標値を中間的な値（最大でも最小でもな
い）にしたり、次の区間が平地や下りから上り勾配に変
化したり、通常走行から渋滞走行に変化する場合にはＳ
ＯＣを大きめにしたり、次の区間が上りや平地から下り
に変化したり、渋滞から抜け出すのであれば、ＳＯＣを
小さめにする。
地点毎に、その地点でのあるべきＳＯＣを決定する。こ
れは、例えば、次の区間が滞りなく走行できる平地であ
ればＳＯＣ目標値を中間的な値（最大でも最小でもな
い）にしたり、次の区間が平地や下りから上り勾配に変
化したり、通常走行から渋滞走行に変化する場合にはＳ
ＯＣを大きめにしたり、次の区間が上りや平地から下り
に変化したり、渋滞から抜け出すのであれば、ＳＯＣを
小さめにする。
【００５１】以上のサブルーチンは、目的地が設定され
たときに実行される。
たときに実行される。
【００５２】以下のルーチンは、次の分割区間が近づく
毎に実行される車両状態予測ルーチンと、発電計画生成
ルーチンである。
毎に実行される車両状態予測ルーチンと、発電計画生成
ルーチンである。
【００５３】ステップＳ１００では、発電計画生成フラ
グがクリアされているか否かを調べる。クリアされてい
れば、次の分割区間の発電計画が立てられていないこと
になり、ステップＳ１１０へと進む。
グがクリアされているか否かを調べる。クリアされてい
れば、次の分割区間の発電計画が立てられていないこと
になり、ステップＳ１１０へと進む。
【００５４】ステップＳ１１０では、現在の分割区間が
終わりに近づいているか否かを判断する。終わりが近づ
いていれば、次の区間の発電計画を立てるためにステッ
プＳ１２０へと進む。
終わりに近づいているか否かを判断する。終わりが近づ
いていれば、次の区間の発電計画を立てるためにステッ
プＳ１２０へと進む。
【００５５】ステップＳ１２０では、次の区間の定常状
態における車速を決定する。これは、その区間の制限速
度や、インフラからの交通流や、過去の実績値から定め
る。
態における車速を決定する。これは、その区間の制限速
度や、インフラからの交通流や、過去の実績値から定め
る。
【００５６】ステップＳ１３０では、その区間の車速の
予測値を決める。例えば、ほぼ直線で、道路状況も現在
の区間とほぼ同じならば、ステップＳ１２０で決められ
た車速で走行するとする。また、交差点で曲がるのであ
れば、例えば０．２Ｇの減速度で車速がゼロになる、あ
るいは、交差点で曲がってから０．２Ｇの加速度で定常
値まで加速すると仮定して車速データ列とする。カーブ
への進入や脱出も、曲率に応じた車速を設定し、そこま
で一定の減速度で減速し、一定の加速度で加速すると考
えて車速データを生成する。
予測値を決める。例えば、ほぼ直線で、道路状況も現在
の区間とほぼ同じならば、ステップＳ１２０で決められ
た車速で走行するとする。また、交差点で曲がるのであ
れば、例えば０．２Ｇの減速度で車速がゼロになる、あ
るいは、交差点で曲がってから０．２Ｇの加速度で定常
値まで加速すると仮定して車速データ列とする。カーブ
への進入や脱出も、曲率に応じた車速を設定し、そこま
で一定の減速度で減速し、一定の加速度で加速すると考
えて車速データを生成する。
【００５７】次に、この車速データ列等をベースに、必
要な制駆動力、変速比、エンジン動作点のデータ列を求
める。
要な制駆動力、変速比、エンジン動作点のデータ列を求
める。
【００５８】ステップＳ１４０では、分割区間の最初の
地点の車速を読み込む。
地点の車速を読み込む。
【００５９】ステップＳ１５０では、車速の変化量か
ら、その地点における車両加速度を算出する。
ら、その地点における車両加速度を算出する。
【００６０】ステップＳ１６０では、ナビゲーションシ
ステムから、その地点における道路勾配を読み込む。
ステムから、その地点における道路勾配を読み込む。
【００６１】ステップＳ１７０では、予め与えられてい
る車両緒元と車速、道路勾配から得られる走行抵抗と加
速度から、必要な駆動力を算出する。
る車両緒元と車速、道路勾配から得られる走行抵抗と加
速度から、必要な駆動力を算出する。
【００６２】ステップＳ１８０では、必要駆動力と車速
から、変速比、エンジン回転速度を求め、エンジン動作
点を算出する。
から、変速比、エンジン回転速度を求め、エンジン動作
点を算出する。
【００６３】ステップＳ１９０では、求めたエンジン動
作点から、予め求められているエンジン燃料消費率特性
マップを使って、その動作点での燃料消費率を求める。
作点から、予め求められているエンジン燃料消費率特性
マップを使って、その動作点での燃料消費率を求める。
【００６４】ステップＳ２００では、動作点を予測して
いる地点が、分割区間の終了地点かを判断する。終了地
点でなければ、所定時間、あるいは、所定距離進んだ次
の地点の動作点を求めるためにステップＳ１４０に戻
る。終了地点に達していれば、このサブルーチンから抜
け出す。
いる地点が、分割区間の終了地点かを判断する。終了地
点でなければ、所定時間、あるいは、所定距離進んだ次
の地点の動作点を求めるためにステップＳ１４０に戻
る。終了地点に達していれば、このサブルーチンから抜
け出す。
【００６５】ステップＳ３００では、現在走行中の分割
区間の終着地点における目標ＳＯＣ１を読み込む。
区間の終着地点における目標ＳＯＣ１を読み込む。
【００６６】ステップＳ３１０では、次の分割区間で、
全くエンジンを用いた発電を行なわなかった場合の、次
の分割区間最終地点でのＳＯＣを求める。この際には、
車両がエンジン走行するのに必要な電力や、夜間であれ
ば、前照灯により消費される電力などが考慮されて計算
される。
全くエンジンを用いた発電を行なわなかった場合の、次
の分割区間最終地点でのＳＯＣを求める。この際には、
車両がエンジン走行するのに必要な電力や、夜間であれ
ば、前照灯により消費される電力などが考慮されて計算
される。
【００６７】ステップＳ３２０では、次の分割区間最終
地点における目標ＳＯＣ２を読み込む。
地点における目標ＳＯＣ２を読み込む。
【００６８】ステップＳ３３０では、次の分割区間にお
ける計画された発電量の合計値（ｋＷｈ）を初期化（ゼ
ロに）する。また、分割区間内の各地点における発電電
力の司令値列を初期化（ゼロに）する。
ける計画された発電量の合計値（ｋＷｈ）を初期化（ゼ
ロに）する。また、分割区間内の各地点における発電電
力の司令値列を初期化（ゼロに）する。
【００６９】ステップＳ３４０では、目標ＳＯＣ１と目
標ＳＯＣ２から、バッテリの充電係数等を考慮して、次
の分割区間で発電しなければならない区間発電量（ｋＷ
ｈ）を算出する。
標ＳＯＣ２から、バッテリの充電係数等を考慮して、次
の分割区間で発電しなければならない区間発電量（ｋＷ
ｈ）を算出する。
【００７０】ステップＳ３５０では、分割区間の燃料消
費率データ列の中で最悪の燃料消費率となる地点を含む
地点ｘを検出する。
費率データ列の中で最悪の燃料消費率となる地点を含む
地点ｘを検出する。
【００７１】ステップＳ３６０では、地点ｘを含む所定
時間の間（例えば、前後１０秒の区間）で発電を行なう
際の発電量（ｋＷ）を決定する。電力（ｋＷ）の具体的
な決定方法は以下の通りである。
時間の間（例えば、前後１０秒の区間）で発電を行なう
際の発電量（ｋＷ）を決定する。電力（ｋＷ）の具体的
な決定方法は以下の通りである。
【００７２】（１）発電機が発生可能な最大電力（ｋ
Ｗ）をエンジンの発生出力に上乗せしてもエンジンの動
作点が最良燃費点に達せず、また、そのときの所定時間
内の発電量（ｋＷｈ）がステップＳ３４０で求めた区間
発電量（ｋＷｈ）よりも小さければ、所定時間内におけ
る電力（ｋＷ）は最大電力（ｋＷ）とする。
Ｗ）をエンジンの発生出力に上乗せしてもエンジンの動
作点が最良燃費点に達せず、また、そのときの所定時間
内の発電量（ｋＷｈ）がステップＳ３４０で求めた区間
発電量（ｋＷｈ）よりも小さければ、所定時間内におけ
る電力（ｋＷ）は最大電力（ｋＷ）とする。
【００７３】（２）上記（１）において、そのときの所
定時間内の発電量（ｋＷｈ）がステップＳ３４０で求め
た区間発電量（ｋＷｈ）よりも大きければ、区間発電量
（ｋＷｈ）を所定時間で割って、所定時間内における電
力（ｋＷ）とする。
定時間内の発電量（ｋＷｈ）がステップＳ３４０で求め
た区間発電量（ｋＷｈ）よりも大きければ、区間発電量
（ｋＷｈ）を所定時間で割って、所定時間内における電
力（ｋＷ）とする。
【００７４】（３）発電機が発生可能な最大電力（ｋ
Ｗ）をエンジンの発生電力に上乗せするとエンジンの動
作点が最良燃費点を超えてしまう場合には、電力（ｋ
Ｗ）は上乗せするとちょうど最良燃費点になるような値
とする。
Ｗ）をエンジンの発生電力に上乗せするとエンジンの動
作点が最良燃費点を超えてしまう場合には、電力（ｋ
Ｗ）は上乗せするとちょうど最良燃費点になるような値
とする。
【００７５】ステップＳ３７０では、発電電力司令値列
を、ステップＳ３６０の結果に基づいて書き換える。
を、ステップＳ３６０の結果に基づいて書き換える。
【００７６】ステップＳ３８０では、ステップＳ３６０
で決まった電力を発生させるためにエンジンの発生出力
が変更されるので、それに伴った新たな動作点を算出
し、その結果に基づいて燃料消費率データ列を書き換え
る。
で決まった電力を発生させるためにエンジンの発生出力
が変更されるので、それに伴った新たな動作点を算出
し、その結果に基づいて燃料消費率データ列を書き換え
る。
【００７７】ステップＳ３９０では、分割区間におけ
る、これまでの発電計画により発電することになった電
力の合計値を算出する。
る、これまでの発電計画により発電することになった電
力の合計値を算出する。
【００７８】ステップＳ４００では、区間発電量からス
テップＳ３９０で求めた合計値を引き、その値を新たな
区間発電量と置き換えると共に、その値がゼロに達した
か（計画された発電量が区間発電量に達したか？）を判
定する。達していなければ、さらに発電が必要となるの
で、ステップＳ３５０に戻る。達していれば次のステッ
プへ進む。
テップＳ３９０で求めた合計値を引き、その値を新たな
区間発電量と置き換えると共に、その値がゼロに達した
か（計画された発電量が区間発電量に達したか？）を判
定する。達していなければ、さらに発電が必要となるの
で、ステップＳ３５０に戻る。達していれば次のステッ
プへ進む。
【００７９】ステップＳ４１０では、発電計画生成が終
了したことを示すフラグをセットする。
了したことを示すフラグをセットする。
【００８０】次は、発電計画に基づいて、エンジン、モ
ータ等を制御するルーチンである。
ータ等を制御するルーチンである。
【００８１】ステップＳ５００では、発電計画生成済フ
ラグがセットされているか調べる。セットされていれば
次のステップへ進み、セットされていなければサブルー
チンを抜ける。
ラグがセットされているか調べる。セットされていれば
次のステップへ進み、セットされていなければサブルー
チンを抜ける。
【００８２】ステップＳ５１０では、現分割区間の終着
地点に到達したかを判定する。到着していればステップ
Ｓ５２０へと進み、到着していなければサブルーチンを
抜ける。
地点に到達したかを判定する。到着していればステップ
Ｓ５２０へと進み、到着していなければサブルーチンを
抜ける。
【００８３】ステップＳ５２０では、次の分割区間に入
るので、さらに、その次の分割区間における発電計画は
生成されていないことになるので、発電計画生成済フラ
グをクリアする。
るので、さらに、その次の分割区間における発電計画は
生成されていないことになるので、発電計画生成済フラ
グをクリアする。
【００８４】ステップＳ５３０では、これから走行する
分割区間の発電計画を読み込む。
分割区間の発電計画を読み込む。
【００８５】ステップＳ５４０では、ナビゲーションシ
ステム１７からの現在地座標を読み込む。
ステム１７からの現在地座標を読み込む。
【００８６】ステップＳ５５０では、現在地座標に対応
した発電する電力を、前のサブルーチンにより生成され
た発電計画から読み込む。
した発電する電力を、前のサブルーチンにより生成され
た発電計画から読み込む。
【００８７】ステップＳ５６０では、スロットル開度等
から決まる駆動に必要な分の仕事率を求める。
から決まる駆動に必要な分の仕事率を求める。
【００８８】ステップＳ５７０では、発電電力と駆動に
必要な仕事率から、エンジンが実際に運転される動作点
を求める。
必要な仕事率から、エンジンが実際に運転される動作点
を求める。
【００８９】ステップＳ５８０では、ステップＳ５５０
〜Ｓ５７０の結果に基づいて、エンジン、モータ、クラ
ッチ、変速機等を制御する。
〜Ｓ５７０の結果に基づいて、エンジン、モータ、クラ
ッチ、変速機等を制御する。
【００９０】ステップＳ５９０では、現在の分割区間の
終了地点に到達したか判定し、到達していなければステ
ップＳ５４０へ戻り、到達していればサブルーチンを抜
ける。
終了地点に到達したか判定し、到達していなければステ
ップＳ５４０へ戻り、到達していればサブルーチンを抜
ける。
【００９１】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明で
は、将来の車両の走行状態を予測し、その予測結果を用
いて最も大きく燃料消費率を改善する地点で発電するよ
うに発電計画を作成する構成としたので、予め定められ
た走行経路沿いに走行する限り、燃料消費量を最小化す
ることが可能である。
は、将来の車両の走行状態を予測し、その予測結果を用
いて最も大きく燃料消費率を改善する地点で発電するよ
うに発電計画を作成する構成としたので、予め定められ
た走行経路沿いに走行する限り、燃料消費量を最小化す
ることが可能である。
【００９２】また、計画を立てる際に、予め定められた
ＳＯＣ最低値を下回らないように発電計画を作成する構
成としたので、過放電によるバッテリの劣化を防止しつ
つ、燃料消費量を最小化することができる。
ＳＯＣ最低値を下回らないように発電計画を作成する構
成としたので、過放電によるバッテリの劣化を防止しつ
つ、燃料消費量を最小化することができる。
【図１】本発明によるハイブリッド車両の制御装置の一
実施の形態を示す構成図である。
実施の形態を示す構成図である。
【図２】本実施の形態のコントローラ構成図である。
【図３】本発明における発電計画の概念を示す図であ
る。
る。
【図４】発電によるエンジン動作点の変化の考え方を示
す図である。
す図である。
【図５】請求項２の適用例を示すフローチャート図であ
る。
る。
【図６】請求項２の適用例を示すフローチャート図であ
る。
る。
【図７】請求項２の適用例を示すフローチャート図であ
る。
る。
【図８】請求項２の適用例を示すフローチャート図であ
る。
る。
１ モータＡ ２ エンジン ３ クラッチ ４ モータ ５ 無断変速機 ６ 減速装置 ７ 差動装置 ８ 駆動輪 ９ 油圧装置 １０ モータＣ １１，１２，１３ インバータ １４ ＤＣリンク １５ バッテリ １６ 車両コントローラ １７ 道路環境情報検出手段（ナビゲーションシステ
ム） ２０ キースイッチ ２１ セレクトレバースイッチ ２２ アクセル開度センサ ２３ ブレーキスイッチ ２４ 車速センサ ２５ バッテリ温度センサ ２６ バッテリＳＯＣセンサ ２７ エンジン回転数センサ ２８ スロットル開度センサ ３０ 燃料噴射装置 ３１ 点火装置 ３２ バルブタイミング調整装置 ３３ 補助バッテリ ４０ モータ駆動スロットルバルブ調整装置 ５０ 衛星信号受信アンテナ ５１ 絶対位置演算手段 ５２ 地図情報記憶手段 ５３ マップマッチング手段 ５４ 目標地点入力手段 ５５ 誘導経路算出手段 ５６ 分割区間決定手段 ５７ 道路環境抽出手段 ５８ 目標ＳＯＣ決定手段 ６０ 発電計画生成手段 ７０ 分割区間内車両状態予測手段 ７１ 燃料消費率データ列算出手段 ７２ 目標ＳＯＣ決定手段 ７３ 分割区間発電量算出手段 ７４ 発電計画作成手段 ７５ 発電司令出力手段
ム） ２０ キースイッチ ２１ セレクトレバースイッチ ２２ アクセル開度センサ ２３ ブレーキスイッチ ２４ 車速センサ ２５ バッテリ温度センサ ２６ バッテリＳＯＣセンサ ２７ エンジン回転数センサ ２８ スロットル開度センサ ３０ 燃料噴射装置 ３１ 点火装置 ３２ バルブタイミング調整装置 ３３ 補助バッテリ ４０ モータ駆動スロットルバルブ調整装置 ５０ 衛星信号受信アンテナ ５１ 絶対位置演算手段 ５２ 地図情報記憶手段 ５３ マップマッチング手段 ５４ 目標地点入力手段 ５５ 誘導経路算出手段 ５６ 分割区間決定手段 ５７ 道路環境抽出手段 ５８ 目標ＳＯＣ決定手段 ６０ 発電計画生成手段 ７０ 分割区間内車両状態予測手段 ７１ 燃料消費率データ列算出手段 ７２ 目標ＳＯＣ決定手段 ７３ 分割区間発電量算出手段 ７４ 発電計画作成手段 ７５ 発電司令出力手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０１Ｒ 31/36 Ｂ６０Ｋ 9/00 Ｚ Ｈ０２Ｊ 7/00 (72)発明者 川邊 武俊 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 Ｆターム(参考） 2G016 CA03 CB12 CC01 CC02 CC03 CC04 CC23 CC27 CC28 3G093 AA06 AA07 AA16 BA19 DA00 DA01 DA06 DB00 DB05 DB09 DB15 DB18 EB09 5G003 AA07 BA01 DA07 EA05 FA06 GB06 GC05 5H115 PA12 PG04 PI16 PI29 PU02 PU09 PU10 PU22 PU25 PV09 QN03 RB08 RE05 RE07 RE13 SE05 SE08 SJ12 SJ13 SL01 SL06 TB01 TE02 TE03 TI02 TI10 TO02 TO07 TO09 TO21 TO23 TO30
Claims (6)
- 【請求項１】 駆動力を発生する内燃機関と、該内燃機
関に接続された電動機と、該電動機に電力を供給する電
池とを有するハイブリッド車両の制御装置において、 第１の地点から第２の地点までの走行経路を算出する経
路算出手段と、 前記経路算出手段により算出された走行経路に関する道
路の環境情報を検出する情報検出手段と、 前記情報検出手段が検出した道路の環境情報に基づいて
走行経路を走行した場合に走行に必要な駆動力を算出
し、前記内燃機関と前記電動機の各々が発生すべき駆動
力を演算する駆動力演算手段と、 前記駆動力演算手段の演算結果と前記内燃機関の特性に
基づいて前記走行経路の走行中における前記内燃機関の
燃料消費率を演算する燃料消費率演算手段と、 電池の充電残量を検出する電池残量検出手段と、 前記駆動力演算手段の演算結果から前記電動機の消費す
る電力量を推定し、推定した消費電力量と検出した充電
残量から必要な発電量を演算する発電量演算手段と、 前記燃料消費率演算手段が演算した前記内燃機関の燃料
消費率と、前記発電量演算手段が演算した必要発電量に
基づいて、燃料消費率の低い場合に発電を行なうことに
より燃料消費量が最小となるような発電計画を作成する
発電計画手段とを備えることを特徴とするハイブリッド
車両の制御装置。 - 【請求項２】 駆動力を発生する内燃機関と、該内燃機
関に機械的に連結された第１の電動機と、前記内燃機関
に連結された断続機と、該断続機を介して前記内燃機関
に連結される第２の電動機と、該第２の電動機に電力を
供給する電池と、前記第２の電動機の出力を駆動輪に伝
達する動力伝達装置を有するハイブリッド車両の制御装
置において、 第１の地点から第２の地点までの最適な走行経路を算出
する経路算出手段と、 前記経路算出手段により算出された走行経路に関する道
路の環境情報を検出する情報検出手段と、 前記情報検出手段が検出した道路の環境情報に基づいて
走行経路を走行した場合に走行に必要な駆動力を算出
し、前記内燃機関と前記電動機の各々が発生すべき駆動
力を演算する駆動力演算手段と、 前記内燃機関の動作点特性を記憶した記憶手段と、 前記駆動力演算手段により演算された前記内燃機関が発
生すべき駆動力と、前記記憶手段に記憶した前記内燃機
関の特性に基づいて前記走行経路の走行中における前記
内燃機関の燃料消費率を演算する燃料消費率演算手段
と、 電池の充電残量を検出する電池残量検出手段と、 前記駆動力演算手段の演算結果から前記第２の電動機が
消費する電力量を推定し、推定した消費電力量と検出し
た充電残量から必要な発電量を演算する発電量演算手段
と、 前記燃料消費率演算手段が演算した前記内燃機関の燃料
消費率と、前記発電量演算手段が演算した必要発電量に
基づいて、燃料消費率の低い場合に発電を行なうことに
より燃料消費量が最小となるような前記第１の電動機に
よる発電計画を作成する発電計画手段とを備えることを
特徴とするハイブリッド車両の制御装置。 - 【請求項３】 請求項１または２に記載のハイブリッド
車両の制御装置において、 自車両の位置を検出する自車位置検出手段と、自車両の
走行速度を検出する車速検出手段とを有し、 検出した自車位置と自車速および前記発電計画手段によ
る発電計画に基づいて発電を行なうことを特徴とするハ
イブリッド車両の制御装置。 - 【請求項４】 請求項１または２に記載のハイブリッド
車両の制御装置において、 前記経路算出手段により算出された走行経路を所定の基
準で分割し、当該走行経路の分割区間を設定する分割区
間決定手段を有し、 前記発電計画手段は、前記分割区間の中で燃料消費量が
最小となるような発電計画を行なうことを特徴とするハ
イブリッド車両の制御装置。 - 【請求項５】 請求項１または２に記載のハイブリッド
車両の制御装置において、 前記発電計画手段は、算出された走行経路の中で燃料消
費率が悪い地点を検出する燃料消費率悪化地点検出手段
と、検出した地点における前記内燃機関の作動点と燃料
消費率が最良となる前記内燃機関の作動点から検出した
地点における発電電力量を決定する電力決定手段とを有
することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。 - 【請求項６】 請求項１または２に記載のハイブリッド
車両の制御装置において、 前記駆動力演算手段は、前記走行経路の制限速度・渋滞
の有無などの交通の流れ・道路勾配の何れかに基づい
て、前記走行経路を走行した場合に走行に必要な駆動力
を算出することを特徴とするハイブリッド車両の制御装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12612999A JP3928300B2 (ja) | 1999-05-06 | 1999-05-06 | ハイブリッド車両の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12612999A JP3928300B2 (ja) | 1999-05-06 | 1999-05-06 | ハイブリッド車両の制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000324609A true JP2000324609A (ja) | 2000-11-24 |
| JP3928300B2 JP3928300B2 (ja) | 2007-06-13 |
Family
ID=14927394
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12612999A Expired - Fee Related JP3928300B2 (ja) | 1999-05-06 | 1999-05-06 | ハイブリッド車両の制御装置 |
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|---|---|
| JP (1) | JP3928300B2 (ja) |
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- 1999-05-06 JP JP12612999A patent/JP3928300B2/ja not_active Expired - Fee Related
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