JP6448446B2 - 車両の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は車両の制御装置に関し、特にハイブリッド車両の制御装置に関する。

エンジンおよびモータを動力源として備えたハイブリッド車両は、車両に設けられたクラッチ機構を用いて、動力源から車輪への動力の伝達経路を切り換えながら走行する。なお、それぞれの伝達経路での走行を走行モードと称する。走行モードには、車速、勾配およびバッテリの充電残量（ＳＯＣ：State Of Charge）等、またはそれらの組合せによる選択可能条件が存在することがある。

ここで、出発地から目的地までの走行経路と、出発地から目的地までの車速を演算し、演算された車速に基づいて燃料消費量を低減するような走行モードを計画することでハイブリッド車両全体としてのランニングコストを低減する技術が、例えば、特許文献１に開示されている。

特開２０１４−１５１７６０号公報

実際の車両においては、先行車両や、交差点での一時停止や、交通渋滞など突発的に生じる道路交通事象により車速が随時変化するため、長距離（例えば、数キロメートルから数十、数百キロメートルの距離）で予測した車速通りに走行できる可能性は低い。

このため、従来技術では、長距離の走行モードの計画を作成しても、上述の道路交通事象などにより、車両が計画通りに走行モードを選択すること、すなわち、予定の位置で、計画通りの走行モードを選択することができず、当初の計画と反して、走行に要する燃料消費量が増えてしまう場合がある。

本発明は上記のような問題を解決するためになされたものであり、走行モードの計画時に演算された車速に従って走行できない場合であっても、可能な限り計画された走行モードに従って走行できる車両の制御装置を提供することを目的とする。

本発明に係る車両の制御装置は、駆動源としてのエンジンおよびモータと、前記モータに電力を与えるバッテリと、を備え、前記エンジンおよび前記モータによる走行を組み合わせた複数の走行モードを有する車両の制御装置であって、前記制御装置は、前記車両の走行経路および前記走行経路の地理情報に基づいて走行経路情報を作成するナビゲーションシステムと、バッテリの充電残量を取得するバッテリセンサと、前記車両の位置情報を取得する位置センサと、前記複数の走行モードの何れを使用して走行するかを計画する走行モード計画装置と、前記走行モード計画装置で作成された走行モードの計画に基づいて、前記エンジン、前記モータおよび前記バッテリを制御する走行モード選択装置と、を有し、前記走行モード計画装置は、車速の許容誤差を設定し、前記複数の走行モードのうち、前記車速の許容誤差の範囲内での走行であれば選択可能条件を満たす走行モードのみを用いて、走行モードの計画を作成し、前記走行経路情報は複数の区間の連なりで構成され、前記走行モード計画装置は、前記走行経路情報に含まれる各区間の始点における車両の開始状態と、終点における車両の終了状態とを設定して設定情報として出力する条件設定部と、前記走行経路情報および前記設定情報を用いて、前記各区間での前記始点から前記終点までの車速を演算する車速演算部と、前記走行経路情報と、前記車速演算部で演算された車速に基づいて、前記各区間での前記始点から前記終点までの前記車速の許容誤差上限と許容誤差下限を演算して前記車速の許容誤差として設定する車速誤差演算部と、前記複数の走行モードのそれぞれの前記選択可能条件を記憶する記憶部と、前記車速、前記車速の許容誤差および前記複数の走行モードのそれぞれの前記選択可能条件に基づいて前記複数の走行モードから前記各区間での走行モードを選定する走行モード選定部と、前記走行モード選定部で選定された前記各区間での前記走行モードを用いて、前記走行モードの計画を作成する計画作成部と、を有する。

走行モードの計画時に演算された車速で走行できない場合であっても、実際の車速が許容誤差の範囲内であれば計画された走行モードに従って走行できる。

本発明に係るハイブリッド車両の全体構成を示すブロック図である。 本発明に係る実施の形態１の制御装置の構成を示すブロック図である。 本発明に係る実施の形態１の走行モードの計画の一例を示す図である。 本発明に係る実施の形態１における走行モード計画装置の機能ブロック図である。 本発明に係る実施の形態１における許容誤差上限および許容誤差下限を示す図である。 本発明に係る実施の形態１における選択可能な走行モードを示す図である。 本発明に係る実施の形態１における計画作成部の機能ブロック図である。 本発明に係る実施の形態１における走行モード計画装置の動作を説明するフローチャートである。 本発明に係る実施の形態１における計画作成部の動作を説明するフローチャートである。 本発明に係る実施の形態２における走行モード計画装置の機能ブロック図である。 本発明に係る実施の形態２における計画作成部の機能ブロック図である。 本発明に係る実施の形態２における計画作成部の動作を説明するフローチャートである。 本発明に係る実施の形態３の制御装置の構成を示すブロック図である。 本発明に係る実施の形態３における走行モード計画装置の機能ブロック図である。 本発明に係る実施の形態３における制御装置の動作を説明するフローチャートである。 本発明に係る実施の形態３における走行モード計画装置の動作を説明するフローチャートである。 本発明に係る実施の形態４の制御装置の構成を示すブロック図である。 本発明に係る実施の形態４における走行モード計画装置の機能ブロック図である。 本発明に係る実施の形態４における走行モード計画装置の動作を説明するフローチャートである。 本発明に係る実施の形態５の制御装置の構成を示すブロック図である。 本発明に係る実施の形態５における走行モード計画装置の機能ブロック図である。 本発明に係る実施の形態５における計画作成部の機能ブロック図である。 本発明に係る実施の形態５における走行モード計画装置の動作を説明するフローチャートである。 本発明に係る実施の形態５における計画作成部の動作を説明するフローチャートである。

以下、本発明を実施するための実施の形態について、図１〜図２４を用いて説明する。なお、各図において同一または相当する構成には同一の符号を付し、重複する説明は適宜、簡略化ないし省略する。また、明細書で説明する構成は例示であり、本発明は、これらの構成に限定されるものではない。

＜実施の形態１＞
図１は、本発明に係るハイブリッド車両１００の全体構成を示すブロック図である。図１に示されるようにハイブリッド車両１００は、エンジン１およびモータ２の少なくとも一方の駆動力（回転力）を、減速機３を介して車輪４に伝達し、車輪４を回転させることで走行する。

減速機３はクラッチ機構を内蔵しており、ＥＶモード、シリーズモード、パラレルモードの３つの走行モードを実現する。

ＥＶモードでは、エンジン１と車輪４との間のクラッチおよびエンジン１と発電機５との間のクラッチを切り離し、バッテリ６からインバータ７を介して供給された電力を用いてモータ２の駆動力のみで走行する。減速時には、モータ２で回生した電力を、インバータ７を介してバッテリ６に充電する。

シリーズモードでは、エンジン１と発電機５との間のクラッチをつなぎ、エンジン１の駆動力を発電機５に伝達して発電機５を駆動し、インバータ７を介して発電機５で発電した電力を用いて、モータ２を回転させると共に、バッテリ６も充電する。

パラレルモードでは、エンジン１と車輪４との間のクラッチをつなぎ、エンジン１の駆動力のみで走行する。必要な駆動力がエンジン１の出力よりも大きい場合には、バッテリ６の電力でモータ２を駆動し、エンジン１およびモータ２の両方の駆動力を用いて走行する。

また、ハイブリッド車両１００は、制御装置１０を備えており、制御装置１０を用いて出発地から目的地までの走行モードを計画すると共に、計画された走行モードに従って、エンジン１、モータ２、減速機３、発電機５およびバッテリ６の動作を制御する。

図２は、本発明に係る実施の形態１のハイブリッド車両１００の制御装置１０の構成を示すブロック図である。

図２に示すように制御装置１０は、ナビゲーションシステム１１、バッテリセンサ１２、位置センサ１３、走行モード計画装置１４および走行モード選択装置１５を備えている。

ナビゲーションシステム１１は、ユーザから出発地および目的地の入力を受け付け、出発地から目的地までの走行経路を演算する。また、ナビゲーションシステム１１は、地理情報を記憶したデータベースを備え、出発地から目的地までの走行経路の地理情報を取得する。地理情報は、例えば、制限速度、勾配、信号機および交差点の位置、現在および過去において渋滞が発生している箇所の情報等を含んでいる。

また、ナビゲーションシステム１１は、走行経路および走行経路の地理情報に基づいて走行経路情報を作成し、走行モード計画装置１４および走行モード選択装置１５に与える。走行経路情報は複数の区間の連なりで表され、最初の区間の始点は出発地、最後の区間の終点を目的地とする。

バッテリセンサ１２は、バッテリ６（図１）の現在の充電残量を取得し、走行モード計画装置１４に与える。

位置センサ１３は、車両の現在の位置を取得する。位置を取得する方法は、ＧＰＳ（Global Positioning System）などの衛星測位システムを用いる方法、地図情報を用いる方法、ジャイロセンサ、加速度センサ、車速センサで得られる計測情報を用いる方法、およびそれらの組合せによる方法が挙げられる。

走行モード計画装置１４は、ナビゲーションシステム１１から入力された走行経路情報と、バッテリセンサ１２で得られた現在のバッテリ６の充電残量を用いて、出発地から目的地までの走行モードの計画を作成する。具体的な作成方法については後述する。

走行モード選択装置１５は、ナビゲーションシステム１１から入力された走行経路情報に含まれる出発地の位置と、位置センサ１３から入力された車両の現在の位置情報に基づいて、出発地からの距離を演算する。そして、出発地からの距離を参照して、走行モード計画装置１４から入力された走行モードの計画に基づいて走行モードを選択し、選択された走行モードに従って、エンジン１、モータ２、減速機３、発電機５およびバッテリ６の動作を制御する。

図３は、実施の形態１における走行モードの計画の一例を示す図である。走行モード計画装置１４は、出発地からの距離で表される位置と、各位置を通過した際に選択する走行モードの組で表される走行モードの計画を作成する。

図３に従えば、走行モード選択装置１５は出発地においてＥＶモードを選択して走行を開始し、出発地から１，０００ｍ離れた地点を通過する際にパラレルモードを選択し、出発地から２，０００ｍ離れた地点を通過する際にシリーズモードを選択し、出発地から３，０００ｍ離れた地点を通過する際にパラレルモードを選択する。

ここで、走行モード選択とは、走行モード選択装置１５が選択した走行モードに従って制御装置１０がエンジン１、モータ２、発電機５およびバッテリ６を制御して、ハイブリッド車両１００を走行させることであり、例えば、ＥＶモードが選択された場合は、バッテリ６の電力をモータ２に供給して、モータ２の駆動力のみでハイブリッド車両１００を走行させることとなる。

図４は、実施の形態１の制御装置１０における走行モード計画装置１４の機能ブロック図である。図４に示すように走行モード計画装置１４は、条件設定部２０、車速演算部２１、車速誤差演算部２２、車両モデルデータベース（ＤＢ）記憶部２３、走行モード選定部２４、計画作成部２５を備えている。なお、走行モード計画装置１４はコンピュータシステムによって実現でき、条件設定部２０、車速演算部２１、車速誤差演算部２２、走行モード選定部２４はＣＰＵ（中央演算処理ユニット）などの演算装置で実現され、車両モデルＤＢ記憶部２３はＲＡＭ（Random Access Memory）などの記憶装置で実現される。また、計画作成部２５はＣＰＵなどの演算装置およびＲＡＭなどの記憶装置で実現される。

条件設定部２０、車速演算部２１および車速誤差演算部２２は、ナビゲーションシステム１１と接続しており、条件設定部２０は、バッテリセンサ１２とも接続している。また、計画作成部２５は走行モード選択装置１５（図２）と接続している。

ナビゲーションシステム１１は、条件設定部２０に対して走行経路情報を出力し、条件設定部２０は、ナビゲーションシステム１１から走行経路情報が入力された場合に、当該走行経路情報に含まれる各区間の始点における車両の状態（以後、開始状態と呼称）、区間の終点における車両の状態（以後、終了状態と呼称）を設定する。開始状態は車速およびバッテリ６（図１）の充電残量の情報を有し、終了状態は車速の情報を有している。

なお、各区間の開始状態の車速および終了状態の車速は０に設定する。また、最初の区間の開始状態のバッテリ６の充電残量はバッテリセンサ１２から入力されたバッテリの充電残量と設定する。

車速演算部２１は、ナビゲーションシステム１１から入力された走行経路情報と、条件設定部２０から入力された開始状態および終了状態を示す設定情報を用いて、各区間での始点から終点までの各位置での車速（メートル毎秒）を演算する。例えば、始点から制限速度まで加速した後、制限速度で走行し、終点に到達する車速を演算する。また、例えば、走行経路情報の中で、当該区間において、過去に渋滞が発生している箇所および現在渋滞が発生している箇所（以下、渋滞箇所と呼称）では、低速で走行する車速を演算しても良い。また、例えば、信号機または交差点が過密に設定されている箇所では、低速で走行する車速を演算しても良い。

車速誤差演算部２２は、ナビゲーションシステム１１から入力された走行経路情報と、車速演算部２１から入力された車速に基づいて、各区間での始点から終点までの車速の許容誤差上限と許容誤差下限を演算する。例えば、渋滞箇所以外では、車速に対して所定値αを加算または減算し、渋滞個所では、所定値αよりも大きい値βを加算または減算し、それぞれを許容誤差上限または許容誤差下限とする。また、例えば、信号機または交差点が過密に設定されている箇所では、信号機または交差点毎に停止して車速ゼロとなる場合を含めて許容誤差下限とする。

図５は、実施の形態１における許容誤差上限および許容誤差下限を示す図である。図５においては、実線で表される車速ＶＶに対して渋滞箇所以外では所定値αを加算し、渋滞箇所においては、所定値βを加算した車速を許容誤差上限ＵＬとしている。また、実線で表される車速ＶＶに対して渋滞箇所以外では所定値αを減算し、渋滞箇所においては所定値βを減算した車速および信号機の位置で停止した車速を含めて許容誤差下限ＤＬとしている。

車両モデルＤＢ記憶部２３は、ある走行モードの計画に従って走行した場合の、始点から終点までの各位置でのバッテリ６の充電残量を演算するため、および、終点での燃料消費量を演算するために必要な車両のパラメータを記憶している。車両のパラメータは、例えば、エンジン、発電機、モータ、インバータの効率、空気抵抗および転がり抵抗のパラメータ、車両の重量、エンジンの最高効率のトルク、エンジンおよびモータの最大トルク、燃料消費率、バッテリの最大充電量等を含んでいる。

また、車両モデルＤＢ記憶部２３はＥＶモード、シリーズモード、パラレルモードの選択可能条件も記憶する。

走行モード選定部２４は、走行経路情報を構成する複数の区間のそれぞれを、さらに幾つかの小区間に分割する。そして、車速誤差演算部２２から入力される各区間での始点から終点までの車速の許容誤差上限および許容誤差下限と、車両モデルＤＢ記憶部２３から読み出した各モードの選択可能条件を用いて、各小区間で選択可能な走行モードを演算する。

例えば、車速誤差演算部２２で演算された許容誤差上限および許容誤差下限のそれぞれに対し、ＥＶモード、シリーズモード、パラレルモードが選択できるかどうかを小区間毎に判定し、許容誤差上限および許容誤差下限において共に選択できる場合は選択可能とし、いずれか一方でも選択できない場合は選択不可とする。

図６は、実施の形態１における選択可能な走行モードの一例を示す図である。図６において、○は選択可能を示し、×は選択不可を示す。

図６においては、出発地からの距離が１００ｍまでの小区間において選択可能な走行モードは、ＥＶモードとシリーズモードであることが示されている。同様に出発地からの距離が１００ｍから２００ｍまでの小区間において選択可能な走行モードは、ＥＶモード、シリーズモード、パラレルモードであり、出発地からの距離が２００ｍから３００ｍまでの小区間において選択可能な走行モードは、パラレルモードのみであり、出発地からの距離が３００ｍから４００ｍまでの小区間において選択可能な走行モードは、ＥＶモードおよびパラレルモードであることが示されている。

計画作成部２５は、条件設定部２０から入力された各区間の開始状態および終了状態を示す設定情報と、車速演算部２１から入力された各区間の始点から終点までの車速と、車両モデルＤＢ記憶部２３から読み出した車両のパラメータと、走行モード選定部２４から入力された小区間の選択可能な走行モードを用いて、各区間での始点から終点までの走行モードの計画を作成する。そして走行モード選択装置１５に走行モードの計画を出力する。

図７は、実施の形態１の制御装置１０における走行モード計画装置１４内の計画作成部２５の機能ブロック図である。

図７に示すように、計画作成部２５は、作成判定部２６、計画案作成部２７、計画案評価部２８、条件判定部２９、計画案選択部３０および計画記憶部３１を備えている。なお、計画作成部２５のうち計画記憶部３１以外はＣＰＵなどの演算装置で実現され計画記憶部３１はＲＡＭなどの記憶装置で実現される。

計画案作成部２７は走行モード選定部２４と接続している。計画案評価部２８は条件設定部２０、車速演算部２１および車両モデルＤＢ記憶部２３と接続している。計画記憶部３１は走行モード選択装置１５と接続している。

作成判定部２６は、新しい走行モードの計画案を作成するかどうかを判定する。例えば、計画案を作成した回数を記憶し、予め定めた規定回数以下であれば新しい走行モードの計画案の作成指示を示す情報を計画案作成部２７に出力する。規定回数よりも多い場合には、新しい走行モードの計画案の作成は行わない。

計画案作成部２７は、作成判定部２６から新しい走行モードの計画案の作成指示を示す情報を入力された場合に、新しい走行モードの計画案を作成する。このとき、計画記憶部３１に走行モードの計画が記憶されている場合には、当該走行モードの計画の一部を変更して、新しい走行モードの計画案とする。走行モードの計画の一部を変更する方法は、例えば、ランダムに一部を選択し、異なる走行モードに変更する方法等である。

なお、計画記憶部３１に走行モードの計画が記憶されていない場合は、走行モード選定部２４から入力された各小区間で選択可能な走行モードを用いて、新しい走行モードの計画案を作成する。例えば、各小区間で選択可能な走行モードから、ランダムに一つ走行モードを選択する方法が挙げられる。また、例えば、パラレルモード、シリーズモード、ＥＶモードといった順に優先順位を定めて、優先順位の高い走行モードから順に選択する方法を採っても良い。

計画案評価部２８は、条件設定部２０から入力された開始状態および終了状態を示す設定情報、車速演算部２１から入力された車速および、車両モデルＤＢ記憶部２３から読み出した車両のパラメータを用いて、計画案作成部２７で演算された新しい走行モードの計画案に従って走行した場合の、区間毎に始点から終点までの各位置におけるバッテリ６（図１）の充電残量および、始点から終点までの燃料消費量を演算し、新しい走行モードの計画案と共に出力する。なお、最初の区間より後の区間での開始状態のバッテリ６の充電残量は、その前の区間での終了状態のバッテリ６の充電残量とする。

条件判定部２９は、計画案評価部２８から入力された各区間での始点から終点までの各位置でのバッテリ６の充電残量および、始点から終点までの燃料消費量を用いて、新しい走行モードの計画案が条件を満たすかどうかを判定する。例えば、計画案評価部２８で演算された各区間の始点から終点までの各位置におけるバッテリ６の充電残量が０以上、かつバッテリ６の最大充電量以下となる場合には、条件を満たしていると判定する。条件を満たしていると判定した場合には、新しい走行モードの計画案の選択指示を示す情報を計画案選択部３０に出力する。条件を満たしていないと判定された場合には、新しい走行モードの計画案を破棄する。

計画案選択部３０は、条件判定部２９から新しい走行モードの選択指示を示す情報が入力された場合には、計画記憶部３１から入力された走行モードの計画における全区間での燃料消費量の合計と、計画案評価部２８から入力された新しい走行モードの計画案における全区間での燃料消費量の合計を比較し、燃料消費量が小さい方を選択する。選択された走行モードの計画が新しい走行モードの計画案の場合に、計画記憶部３１に新しい走行モードの計画案および、全区間での燃料消費量の合計を出力する。

計画記憶部３１は、計画案選択部３０から入力された新しい走行モードの計画案を走行モードの計画として記憶する。また、計画案選択部３０から入力された全区間での燃料消費量の合計を記憶する。

次に、走行モード計画装置１４（図４）における走行モードの計画作成の全体的な動作について、図４を参照しつつ図８に示すフローチャートを用いて説明する。

制御装置１０のナビゲーションシステム１１に対して、運転者が出発地、目的地を入力すると走行経路情報が作成され、それが走行モード計画装置１４に出力されることで走行モードの計画作成が開始される。まず、ステップＳ１０１において、条件設定部２０が、走行経路情報とバッテリセンサ１２から入力されたバッテリ６（図１）の充電残量に基づいて、走行モードを計画する対象区間の開始状態および終了状態を設定し、設定情報を車速演算部２１に出力する。

次に、車速演算部２１が、走行経路情報と条件設定部２０から入力された開始状態および終了状態を示す設定情報に基づいて各区間の始点から終点までの車速を演算し、演算結果を車速誤差演算部２２に出力する（ステップＳ１０２）。

次に、車速誤差演算部２２が、走行経路情報と車速演算部２１から入力された車速に基づいて、各区間での始点から終点までの車速の許容誤差上限と許容誤差下限を演算し、演算結果を走行モード選定部２４に出力する（ステップＳ１０３）。

次に、走行モード選定部２４が、走行経路情報を構成する複数の区間のそれぞれを、さらに幾つかの小区間に分割し、車速誤差演算部２２から入力された各区間での始点から終点までの車速の許容誤差上限および許容誤差下限の演算結果と車両モデルＤＢ記憶部２３から読み出した各モードの選択可能条件を用いて、各小区間で選択可能な走行モードを演算し、演算結果を計画作成部２５に出力する（ステップＳ１０４）。

最後に、計画作成部２５が、条件設定部２０から入力された各区間の開始状態および終了状態を示す設定情報と、車速演算部２１から入力された各区間の始点から終点までの車速と、車両モデルＤＢ記憶部２３から読み出した車両のパラメータと、走行モード選定部２４から入力された各小区間での選択可能な走行モードを用いて、各区間の始点から終点までの走行モードの計画を作成する（ステップＳ１０５）。

次に、走行モード計画装置１４の計画作成部２５における走行モードの計画作成動作について、図７を参照しつつ図９に示すフローチャートを用いて説明する。

計画作成部２５が走行モードの計画作成動作を開始すると、まず、作成判定部２６が、計画案の作成回数が予め定めた規定回数以下かどうかを判定し（ステップＳ２０１）、規定回数以下の場合はステップＳ２０２に進み、規定回数を超過する場合は計画案の作成を終了する。

ステップＳ２０２では、計画案作成部２７が計画記憶部３１を参照し、計画記憶部３１に走行モードの計画が記憶されているかどうかを判定する。走行モードの計画が記憶されていない場合はステップＳ２０３に進み、記憶されている場合はステップＳ２０６に進む。

ステップＳ２０３では、計画案作成部２７が、各小区間で選択可能な走行モードを参照し、各区間の始点から終点までの新しい走行モードの計画案を作成する。

次に、計画案評価部２８が、ステップＳ２０３で作成された新しい走行モードの計画案を評価し、各区間の始点から終点までの各位置におけるバッテリ６（図１）の充電残量および、始点から終点までの燃料消費量を演算する（ステップＳ２０４）。

次に、条件判定部２９が、ステップＳ２０４で演算された、各区間の始点から終点までの各位置でのバッテリ６の充電残量から、新しい走行モードの計画案が条件を満たすかどうか判定し（ステップＳ２０５）、条件を満たす場合にはＳ２１０に進み、満たさない場合には新しい走行モードの計画案を破棄し、ステップＳ２０１に戻る。

計画記憶部３１に走行モードの計画が記憶されている場合は、計画案作成部２７が、計画記憶部３１に記憶されている走行モードの計画の一部を変更し、新しい走行モードの計画案を作成する（ステップＳ２０６）。

次に、計画案評価部２８が、ステップＳ２０６で作成された新しい走行モードの計画案を評価し、各区間の始点から終点までの各位置でのバッテリ６の充電残量および、始点から終点までの燃料消費量を演算する（ステップＳ２０７）。

次に、条件判定部２９が、ステップＳ２０７で演算された各区間の始点から終点までの各位置でのバッテリ６の充電残量に基づいて、新しい走行モードの計画案が条件を満たすかどうか判定し（ステップＳ２０８）、条件を満たす場合にはＳ２０９に進み、条件を満たさない場合には新しい走行モードの計画案を破棄してステップＳ２０１に戻る。

ステップＳ２０９では、計画案選択部３０が、計画記憶部３１で記憶されている走行モードの計画よりもステップＳ２０６で作成された新しい走行モードの計画案の方が、全区間での燃料消費量の合計が小さいか否か判定する。そして、小さいと判定された場合にはステップＳ２１０に進み、小さくないと判定された場合には、新しい走行モードの計画案を破棄し、ステップＳ２０１に戻る。

ステップＳ２１０では、計画記憶部３１が、新しい走行モードの計画案を走行モードの計画として記憶する。また、全区間での燃料消費量の合計を記憶する。

以上説明したように、実施の形態１のハイブリッド車両の制御装置１０においては、出発地から目的地までの車速の許容誤差を考慮し、車速誤差の範囲内で選択可能なモードのみを用いて、走行モードを計画する。このため、実際の車速が許容誤差の範囲内であれば、計画された走行モードに従って走行できる可能性が高くなり、走行に要する燃料消費量を削減できる。

また、図２においては制御装置１０内にナビゲーションシステム１１が組み込まれた構成を示したが、ナビゲーションシステム１１は、車両に取り付けられた車載用のナビゲーションシステムに限らず、運転者または同乗者が保持する携帯端末またはＰＤＡまたはスマートフォンに組み込まれたナビゲーション機能（アプリケーション）を用いても良い。この場合、走行モード計画装置１４との通信は、例えばＷｉＦｉ（登録商標）またはＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）といった近距離無線通信により行うことができる。

また、ナビゲーションシステムは、運転者または同乗者が保持する携帯端末、ＰＤＡ、およびスマートフォンの何れかと、ナビゲーションサーバとの組み合わせにより構成しても良い。この場合、例えば、運転者は携帯端末で出発地、目的地を入力し、無線通信によってナビゲーションサーバに入力情報を送信し、ナビゲーションサーバにおいて入力情報に基づいて走行経路情報を作成し、無線通信を介して、ナビゲーションサーバから走行モード計画装置１４に走行経路情報を送信する構成を採ることができる。

また、ハイブリッド車両１００の構成は、図１に示した構成に形態に限定されない。例えば、ハイブリッド車両は、エンジン１、モータ２、バッテリ６、インバータ７を備え、バッテリ６からインバータ７を介して供給された電力によってモータを駆動して走行するＥＶモードと、エンジン１またはエンジン１とモータ２を用いて走行するＨＥＶモードの２つのモードを走行モードとして備えた車両であってもよい。また、バッテリ６は外部電源によって充電できる構成であっても良い。

なお、走行モード計画装置１４での走行モードの計画作成においては、上述した方法以外に、例えば動的計画法、遺伝的アルゴリズム、ファジィ制御などの方法を用いて計画しても良い。

＜実施の形態２＞
以上説明した実施の形態１においては、燃料消費量を指標として走行モードの計画を作成する例について説明したが、実施の形態２においては、走行モードの切り換え回数も考慮して走行モードの計画を作成する構成について説明する。

図１０は、実施の形態２の制御装置１０Ａにおける走行モード計画装置１４Ａの機能ブロック図である。図１０に示すように走行モード計画装置１４Ａは、条件設定部２０、車速演算部２１、車速誤差演算部２２、車両モデルＤＢ記憶部２３、走行モード選定部２４、計画作成部２５Ａを備えている。

なお、実施の形態２における走行モード計画装置１４Ａの構成は、図４に機能ブロック図として示した走行モード計画装置１４の構成と基本的には同じであり、同一の構成については同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

図１１は、計画作成部２５Ａの機能ブロック図である。図１１に示すように計画作成部２５Ａは、作成判定部２６、計画案作成部２７、計画案評価部２８、条件判定部２９、計画案選択部３０Ａおよび計画記憶部３１Ａを備えている。なお、図１１においては、図７に機能ブロック図として示した計画作成部２５と同一の構成については同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

計画案作成部２７は走行モード選定部２４と接続している。計画案評価部２８は条件設定部２０、車速演算部２１および車両モデルＤＢ記憶部２３と接続している。計画記憶部３１Ａは走行モード選択装置１５と接続している。

計画案選択部３０Ａは、条件判定部２９から新しい走行モードの選択指示を入力された場合に、新しい走行モードの計画案について、区間毎に次式（１）で定義される評価関数を演算する。

評価関数＝始点から終点までの燃料消費量＋ｗ×始点から終点までの走行モードの切り換え回数・・・（１）
上記数式においてｗは評価関数の重みであり、ｗの値が大きいほど、走行モードの切り換え回数がより少ない走行モードの計画案の方が、評価関数の値が小さくなり、選択される可能性が高くなる。

そして、計画案選択部３０Ａは、計画記憶部３１Ａで記憶されている走行モードの計画と、新しい走行モードの計画案のうち、全区間での評価関数の合計が小さい方を選択する。

計画案選択部３０Ａは、新しい走行モードの計画案が選択された場合に、計画記憶部３１Ａに新しい走行モードの計画案および、全区間での評価関数の合計を出力する。

計画記憶部３１Ａは、計画案選択部３０Ａが出力した新しい走行モードの計画案を走行モードの計画として記憶する。また、計画案選択部３０Ａが出力した全区間での評価関数の合計を記憶する。

次に、走行モード計画装置１４Ａの計画作成部２５Ａにおける走行モードの計画作成動作について、図１１を参照しつつ図１２に示すフローチャートを用いて説明する。なお、図１２において、ステップＳ３０１からステップＳ３０８は、図９を用いて説明した計画作成部２５における走行モードの計画作成動作を示すステップＳ２０１からステップＳ２０８と同様であるので重複する説明は省略し、ステップＳ３０９以下を説明する。

ステップＳ３０９では、計画案選択部３０Ａが、新しい走行モードの計画案の評価関数の値を演算し、計画記憶部３１Ａで記憶されている走行モードの計画よりも新しい走行モードの計画案の方が、全区間での評価関数の合計が小さいか否かを判定する。そして、小さいと判定された場合にはステップＳ３１０に進み、小さくないと判定された場合には、新しい走行モードの計画案を破棄し、ステップＳ３０１に戻る。

ステップＳ３１０では、計画記憶部３１Ａが、新しい走行モードの計画案を走行モードの計画として記憶する。また、全区間での評価関数の合計を記憶する。

以上説明したように、実施の形態２のハイブリッド車両の制御装置１０Ａにおいては、走行モードの切り換え回数を考慮した評価関数（走行モードの切り換え回数に基づく重み付けを行って得られた燃料消費量）を用いて、走行モードの計画を作成する。このため、走行モードの切り換え回数がより少ない走行モードの計画案が選択されることとなり、走行モードの切り換え回数が削減され、ハイブリッド車両１００のエンジン１、モータ２、減速機３、発電機５およびバッテリ６といった機器の劣化が抑制され、機器寿命が延びる。

また、走行モードの切り換え回数が削減されるため、運転者や同乗者の乗り心地も改善される。

なお、走行モードの切り換え回数は、開始状態から終了状態における全回数を考慮する以外に、例えば、車速が大きく変化する箇所等、各区間の始点から終点までの一部の区間に限定して、走行モードの切り換え回数を削減する構成としても良い。

＜実施の形態３＞
実施の形態１および実施の形態２のハイブリッド車両の制御装置１０および１０Ａにおいては、出発地から目的地までの車速の許容誤差を考慮し、車速誤差の範囲内で選択可能な走行モードのみを用いるように走行モードの計画を作成する構成を示した。

しかし、実際の車速が許容誤差の範囲外となった場合、計画された走行モードを選択できない可能性がある。そこで、実施の形態３においては、実際の車速が走行モード計画装置で演算された車速誤差の範囲内にあるかどうかを監視し、範囲外となった場合に走行モードの計画を再作成する構成を採る。

図１３は、実施の形態３におけるハイブリッド車両の制御装置１０Ｂの構成を示すブロック図である。図１３に示すように制御装置１０Ｂは、ナビゲーションシステム１１、バッテリセンサ１２、位置センサ１３、走行モード計画装置１４Ｂ、走行モード選択装置１５、車速センサ４０および走行モード再計画判定装置４１を備えている。なお、図２に示した制御装置１０と同一の構成については同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

車速センサ４０は、車両の現在の車速を取得し、情報を走行モード計画装置１４Ｂおよび走行モード再計画判定装置４１に出力する。車速の取得方法は、例えば車軸の回転数を計測する方法が挙げられるが、車両に設けられている速度計に表示される速度を計測するセンサで代用する構成としても良い。

走行モード再計画判定装置４１は、車両が目的地に到着するまで、車速センサ４０から入力された車速が、走行モード計画装置１４Ｂから入力された車速の許容誤差上限以下、かつ許容誤差下限以上であるかどうかを判定する。車速が許容誤差上限より大きい、または許容誤差下限より小さい場合には、走行モード計画装置１４Ｂに対し計画の再作成を示す情報を出力する。なお、走行モード再計画判定装置４１には、位置センサ１３から車両の現在の位置情報も入力される。

走行モード計画装置１４Ｂは、ナビゲーションシステム１１が走行経路情報を出力した場合または、走行モード再計画判定装置４１から計画の再作成指示を示す情報が出力された場合に、ナビゲーションシステム１１から入力された走行経路情報と、バッテリセンサ１２から入力されたバッテリ６（図１）の充電残量を用いて、出発地から目的地までの走行モードの計画を作成する。なお、走行モード計画装置１４Ｂには、位置センサ１３から車両の現在の位置情報も入力される。

図１４は、実施の形態３の制御装置１０Ｂにおける走行モード計画装置１４Ｂの機能ブロック図である。図１４に示すように走行モード計画装置１４Ｂは、条件設定部２０Ｂ、車速演算部２１、車速誤差演算部２２、車両モデルＤＢ記憶部２３、走行モード選定部２４および計画作成部２５を備えている。

なお、実施の形態３における走行モード計画装置１４Ｂの構成は、図４に機能ブロック図として示した走行モード計画装置１４の構成と基本的には同じであるが、図４における条件設定部２０が、条件設定部２０Ｂに置き換わっている。

条件設定部２０Ｂ、車速演算部２１および車速誤差演算部２２は、ナビゲーションシステム１１と接続され、条件設定部２０Ｂは、位置センサ１３、バッテリセンサ１２および車速センサ４０と接続している。また、条件設定部２０Ｂおよび車速誤差演算部２２は走行モード再計画判定装置４１と接続し、計画作成部２５は走行モード選択装置１５と接続している。

ナビゲーションシステム１１は、条件設定部２０Ｂに対して走行経路情報を出力し、条件設定部２０Ｂは、ナビゲーションシステム１１から走行経路情報が入力された場合に、走行モードの計画を作成する区間を決定し、各区間の開始状態および終了状態を設定する。

なお、条件設定部２０Ｂは、ナビゲーションシステム１１から走行経路情報が入力された場合には、走行モードの計画を作成する区間は、当該走行経路情報に含まれる全区間とする。そして、各区間の開始状態および終了状態の車速は０に設定する。また、最初の区間のバッテリ６（図１）の充電残量は、バッテリセンサ１２で入力された現在の充電残量と設定する。

また、条件設定部２０Ｂは、走行モード再計画判定装置４１から計画の再作成の指示を入力された場合には、まず位置センサ１３から入力された現在の位置を含む区間を、ナビゲーションシステム１１から入力された走行経路情報に含まれる区間から選択する。そして、位置センサ１３から入力された現在の位置を当該区間の新たな始点とすると共に、当該区間を最初の区間とし、走行経路情報に含まれる最後の区間までを、走行モードの計画を作成する区間とする。なお、最初の区間の開始状態の車速は、車速センサ４０から入力された車速に設定し、それ以外の区間の開始状態の車速は０に設定し、各区間の終了状態の車速は０に設定する。また、最初の区間の開始状態のバッテリ６の充電残量はバッテリセンサ１２から入力されたバッテリ６の充電残量とする。

次に、走行モード計画装置１４Ｂの全体的な動作について、図１４を参照しつつ図１５に示すフローチャートを用いて説明する。

走行モード計画装置１４Ｂは、ナビゲーションシステム１１から走行経路情報が入力された場合または、走行モード再計画判定装置４１から計画の再作成指示を示す情報が出力された場合に走行モードの計画作成を開始し、ステップＳ４０１において走行モードの計画を作成する。

走行モード再計画判定装置４１には、位置センサ１３から車両の現在の位置情報が入力されており、走行モード再計画判定装置４１は、位置センサ１３から入力された位置を参照して車両が目的地に到着したかどうかを判定し（ステップＳ４０２）、目的地に到着した場合には走行モードの再計画の判定を終了するが、まだ目的地に到着していない場合にはステップＳ４０３に進む。

ステップＳ４０３では、走行モード再計画判定装置４１が、車速センサ４０から入力された現在の車速が、走行モード計画装置１４Ｂから入力された車速の許容誤差上限以下、かつ許容誤差下限以上であるかどうか（現在の車速が許容誤差の範囲内かどうか）を判定する。許容誤差上限よりも大きい、または許容誤差下限よりも小さい場合には、走行モードの計画の再作成の指示を示す情報を出力しステップＳ４０１に戻る。それ以外の場合にはステップＳ４０２に戻る。

次に、図１５に示したステップＳ４０１の走行モードの計画作成の全体的な動作について、図１４を参照しつつ図１６に示すフローチャートを用いて説明する。

図１６に示すステップＳ５０１では、条件設定部２０Ｂが、ナビゲーションシステム１１から走行経路情報を入力された場合と、走行モード再計画判定装置４１から計画の再作成の指示を入力された場合のそれぞれにおいて、走行モードの計画を作成する区間を決定し、各区間の開始状態および終了状態を設定し、設定情報を車速演算部２１に出力する。

以下、ステップＳ５０２からステップＳ５０５の処理を経て走行モードの計画を作成するが、ステップＳ５０２からステップＳ５０５の処理は、図８を用いて説明したステップＳ１０２からステップＳ１０５の処理と同じであるので説明は省略する。

また、走行モード計画装置１４Ｂの計画作成部２５における走行モードの計画作成動作（ステップＳ５０５）については、図９を用いて説明した動作と同じであるので説明は省略する。

以上説明したように、実施の形態３のハイブリッド車両の制御装置１０Ｂにおいては、実際の車速が許容誤差の範囲外となった場合に走行モードの計画を再作成する。これにより、実際の車速が許容誤差の範囲外となった場合でも、計画された走行モードを選択できない可能性が低下する。

また、実際の車速が許容誤差の範囲外となる場合、それまでの走行に要した燃料消費量が計画時よりも増加している可能性が高い。このため、実際の車速が許容誤差の範囲外となる場合に計画の再作成を行うことで、再作成を行わない場合よりも燃料消費量を削減できる。

また、走行モード計画装置１４Ｂは、現在および過去の渋滞情報、信号機の位置に基づいて推定した許容誤差を用いて走行モードの計画を作成し、走行モードの計画の再作成の判定にも上記の許容誤差を用いる。このため、実際の車速が予測された車速と大きく異なる場合であっても、許容誤差を考慮しないで走行モードの計画を作成する方法と比べて、走行モードの計画が再作成される機会が低減し、演算負荷を小さくできる。

なお、走行モード再計画判定装置４１からの指示によって走行モードの計画を再作成する場合には、計画の再作成中にも車両が移動することを考慮し、開始状態の位置を位置センサ１３で取得した現在の位置から、進行方向で一定距離遠方の位置としても良い。

＜実施の形態４＞
以上説明した実施の形態１から実施の形態３においては、走行モードの計画の車速の演算では、運転者の運転操作の特徴を考慮することなく車速を演算する構成を採っていた。

しかし、実際の運転において、アクセル操作またはブレーキ操作といった運転操作には、操作量および操作のタイミングといった運転者の運転操作の特徴（癖）が存在する。そこで、実施の形態４においては、運転者の運転操作の特徴を考慮して走行モードの計画を作成する構成を採る。

図１７は、実施の形態４におけるハイブリッド車両の制御装置１０Ｃの構成を示すブロック図である。図１７に示すように制御装置１０Ｃは、ナビゲーションシステム１１、バッテリセンサ１２、位置センサ１３、走行モード計画装置１４Ｃ、走行モード選択装置１５、車速センサ４０、運転者推定装置５０、運転者モデルＤＢ記憶部５１およびモデル更新装置５２を備えている。なお、図２に示した制御装置１０と同一の構成については同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

運転者推定装置５０は、現在の車両を運転している運転者を推定する。運転者の推定方法は、例えば、運転席に設置されたカメラ画像から顔認証を用いて推定する方法が挙げられる。また、運転席のシートの位置または傾き等を用いて推定する方法が挙げられる。なお、初めてその車両を運転する人等、運転者の推定ができない場合については、新しい運転者として推定する。

運転者モデルＤＢ記憶部５１には、各運転者の運転操作の特徴が記憶されている。運転操作の特徴は、例えば、車両の加速時および減速時の加速度の平均値、最大値、最小値で規定される。また、運転操作の特徴には、車両の定速走行時における制限速度に対する車速の増加率の平均値、最大値、最小値で規定される。

モデル更新装置５２には、運転者推定装置５０で推定された運転者の情報が入力され、運転者の情報に基づいて、運転者モデルＤＢ記憶部５１に記憶されている当該運転者の運転操作の特徴を更新する。なお、該当する運転者が運転者モデルＤＢ記憶部５１に記憶されていない場合（新しい運転者の場合）は、新しい運転者であるとして運転操作の特徴を新たに記憶する。

運転操作の特徴は、モデル更新装置５２において、例えば、位置センサ１３から入力された車両の位置情報、車速センサ４０から入力された車速および、ナビゲーションシステム１１から入力された走行経路情報に基づいて車両の加速時の加速度を演算し、加速時の加速度の平均値、最大値、最小値を算出することで数値化して規定される。

また、運転操作の特徴は、モデル更新装置５２において、車両の減速時の加速度を演算し、減速時の加速度の平均値、最大値、最小値を算出することで数値化して規定される。

また、運転操作の特徴は、モデル更新装置５２において、車両の定速走行時における制限速度に対する車速の増加率を演算し、車速の増加率の平均値、最大値、最小値を算出することで数値化して規定される。

モデル更新装置５２は、上記のようにして規定される運転操作の特徴を随時に算出し、運転者モデルＤＢ記憶部５１に記憶されている当該運転者の運転操作の特徴を更新する。

走行モード計画装置１４Ｃは、ナビゲーションシステム１１から入力された走行経路情報と、バッテリセンサ１２から入力されたバッテリ６（図１）の充電残量と、運転者推定装置５０から入力された運転者情報と、運転者モデルＤＢ記憶部５１から読み出した当該運転者の運転操作の特徴を用いて、走行経路情報に含まれる各区間の始点から終点までの走行モードの計画を作成する。

図１８は、実施の形態４の制御装置１０Ｃにおける走行モード計画装置１４Ｃの機能ブロック図である。図１８に示すように走行モード計画装置１４Ｃは、条件設定部２０、車速演算部２１Ｃ、車速誤差演算部２２Ｃ、車両モデルＤＢ記憶部２３、走行モード選定部２４、計画作成部２５および運転者特徴取得部６０を備えている。

条件設定部２０、車速演算部２１Ｃおよび車速誤差演算部２２Ｃはナビゲーションシステム１１と接続している。また、条件設定部２０は、バッテリセンサ１２と接続している。

運転者特徴取得部６０は、運転者推定装置５０および運転者モデルＤＢ記憶部５１と接続し、計画作成部２５は走行モード選択装置１５と接続している。

運転者特徴取得部６０は、運転者推定装置５０から入力された運転者情報に基づいて、運転者モデルＤＢ記憶部５１に記憶されている当該運転者の運転操作の特徴を取得し、運転操作の特徴を車速演算部２１Ｃおよび車速誤差演算部２２Ｃに出力する。

車速演算部２１Ｃは、ナビゲーションシステム１１から入力された走行経路情報と、運転者特徴取得部６０から入力された運転操作の特徴に基づいて、各区間の始点から終点までの車速を演算する。

運転操作の特徴を考慮した車速の演算方法としては、例えば、始点から一定の速度まで加速し、一定の速度で走行し、終点で停止する車速を演算する場合に、始点から加速する際には、当該運転操作の特徴に含まれる加速時の加速度の平均値を用いて演算する方法が挙げられる。

また、終点で停止する際には、当該運転操作の特徴に含まれる減速時の加速度の平均値を用いて演算する方法が挙げられる。

また、一定の速度で走行する際には、当該運転操作の特徴に含まれる定速走行時における制限速度に対する車速の増加率の平均値を、走行経路情報に含まれる制限速度に積算した速度を定速走行時の速度とする方法が挙げられる。

車速誤差演算部２２Ｃは、ナビゲーションシステム１１から入力された走行経路情報と、運転者特徴取得部６０から入力された運転操作の特徴と、車速演算部２１Ｃから入力された車速に基づいて、車速の許容誤差上限と許容誤差下限を推定する。

運転者の運転操作の特徴を用いた許容誤差上限と許容誤差下限の推定方法としては、例えば、始点から加速する際には、当該運転操作の特徴に含まれる加速時の加速度の最大値を用いて許容誤差上限を演算し、加速度の最小値を用いて許容誤差下限を演算する方法が挙げられる。

また、終点で停止する際には、当該運転操作の特徴に含まれる減速時の加速度の最大値を用いて許容誤差上限を演算し、加速度の最小値を用いて許容誤差下限を演算する方法が挙げられる。

また、一定の速度で走行する際には、当該運転操作の特徴に含まれる定速走行時における制限速度に対する車速の増加率の最大値を、走行経路情報に含まれる制限速度に積算した速度を許容誤差上限とし、車速の増加率の最小値を、走行経路情報に含まれる制限速度に積算した速度を許容誤差下限とする方法が挙げられる。

次に、走行モードの計画作成の全体的な動作について、図１８を参照しつつ図１９に示すフローチャートを用いて説明する。

ナビゲーションシステム１１から出力された走行経路情報が走行モード計画装置１４Ｃに出力されることで走行モードの計画作成が開始され、まず、条件設定部２０において、走行モードを計画する対象区間の開始状態および終了状態が設定される（ステップＳ６０１）。

次に、運転者特徴取得部６０が、運転者推定装置５０から入力される運転者情報を参照して、運転者モデルＤＢ記憶部５１に記憶されている運転者の運転操作の特徴を取得し、車速演算部２１Ｃおよび車速誤差演算部２２Ｃに出力する（ステップＳ６０２）。

次に、車速演算部２１Ｃが、走行経路情報と、条件設定部２０から入力された開始状態および終了状態を示す設定情報と、運転者特徴取得部６０から入力された運転者の運転操作の特徴とに基づいて、各区間の始点から終点までの車速を演算し、演算結果を車速誤差演算部２２Ｃに出力するする（ステップＳ６０３）。

次に、車速誤差演算部２２Ｃが、走行経路情報と、車速演算部２１Ｃから入力された車速と、運転者特徴取得部６０から入力された運転者の運転操作の特徴とに基づいて、車速の許容誤差上限と許容誤差下限を演算し、演算結果を走行モード選定部２４に出力する（ステップＳ６０４）。

以下、ステップＳ６０５およびステップＳ６０６の処理を経て走行モードの計画を作成するが、ステップＳ６０５およびステップＳ６０６の処理は、図８を用いて説明したステップＳ１０４およびステップＳ１０５の処理と同じであるので説明は省略する。

また、走行モード計画装置１４Ｃの計画作成部２５における走行モードの計画作成動作（ステップＳ６０５）については、図９を用いて説明した動作と同じであるので説明は省略する。

以上説明したように、実施の形態４のハイブリッド車両の制御装置１０Ｃにおいては、走行モード計画装置１４Ｃが運転者の運転操作の特徴を考慮して、走行モードの計画の車速の演算を行う。このため、実際の車速に近い車速を設定でき、計画された走行モードに従って走行できる可能性が高くなるので、走行に要する燃料消費量をさらに削減できる。

また、走行モード計画装置１４Ｃにおいては、運転者の運転操作の特徴を考慮して、許容誤差上限および許容誤差下限を演算する。このため、実際の車速が許容誤差の範囲外となる可能性が低下し、計画された走行モードを選択できない可能性も低下する。

なお、運転者推定装置５０における運転者の推定方法は、ナビゲーションシステム１１において運転者が名前等、運転者個人を特定できる情報を入力する方法としても良い。

＜実施の形態５＞
以上説明した実施の形態１から実施の形態４においては、走行モードを計画する際に、目的地でのバッテリ６（図１）の充電残量について条件を設けていないため、バッテリ６を極力使用することで燃料消費量を削減する計画、すなわち目的地においてバッテリ６の充電残量が０となる計画が作成される可能性が高い。しかし、非常用電源として車両のバッテリを利用できる車両においては、目的地への到着後に、例えばキャンプ等のアウトドア用途でバッテリを非常用電源として利用することが考えられる。このような場合には、目的地に到着した時点でのバッテリの充電残量が０より大きい方が望ましい。そこで、実施の形態５においては、目的地到着時点でのバッテリ６の充電残量の下限値を推定し、目的地到着時点においてバッテリ６の充電残量の下限値を下回らないような走行モードの計画を作成する構成を採る。

図２０は、実施の形態４におけるハイブリッド車両の制御装置１０Ｄの構成を示すブロック図である。図２０に示すように制御装置１０Ｄは、ナビゲーションシステム１１、バッテリセンサ１２、位置センサ１３、走行モード計画装置１４Ｄ、走行モード選択装置１５および充電残量下限値推定装置７０を備えている。なお、図２に示した制御装置１０と同一の構成については同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

充電残量下限値推定装置７０は、目的地到着時点でのバッテリの充電残量の下限値を推定する。バッテリの充電残量の下限値を推定する方法として、例えば、ナビゲーションシステム１１から入力された目的地が、自宅など外部電源によってバッテリを充電できる場所であれば０とし、それ以外の場所では０より大きい値とする方法が挙げられる。

また、バッテリを充電できるステーションと目的地との距離に応じて決定する方法が挙げられる。

また、ナビゲーションシステム１１において、運転者から目的地でのバッテリの使用用途の入力を受け付ける。そして、充電残量下限値推定装置７０で記憶されている使用用途に関連付けられた消費電力量をバッテリの充電残量の下限値として設定する方法が挙げられる。

走行モード計画装置１４Ｄは、ナビゲーションシステム１１から走行経路情報が入力された場合に、走行経路情報と、バッテリセンサ１２から入力されたバッテリの充電残量と、充電残量下限値推定装置７０から入力された目的地到着時点でのバッテリの充電残量の下限値を用いて、走行経路情報に含まれる各区間の始点から終点までの走行モードの計画を作成する。

図２１は、実施の形態５の制御装置１０Ｄにおける走行モード計画装置１４Ｄの機能ブロック図である。図２１に示すように走行モード計画装置１４Ｄは、条件設定部２０Ｄ、車速演算部２１、車速誤差演算部２２、車両モデルＤＢ記憶部２３、走行モード選定部２４および計画作成部２５Ｄを備えている。

条件設定部２０Ｄ、車速演算部２１および車速誤差演算部２２はナビゲーションシステム１１と接続している。また、条件設定部２０Ｄは、バッテリセンサ１２、充電残量下限値推定装置７０と接続している。

条件設定部２０Ｄは、ナビゲーションシステム１１から走行経路情報を入力された場合に、各区間の開始状態および終了状態を設定するが、開始状態には車速およびバッテリ６（図１）の充電残量の情報を含んでいる、また、終了状態は車速およびバッテリ６の充電残量の下限値の情報を含んでいる。なお、各区間の開始状態の車速および終了状態の車速は０と設定する。また、最初の区間の開始状態のバッテリの充電残量はバッテリセンサ１２から入力されたバッテリ６の充電残量を設定し、最後の区間の終了状態のバッテリ６の充電残量の下限値は、充電残量下限値推定装置７０から入力されたバッテリ６の充電残量の下限値を設定する。

計画作成部２５Ｄは、車両モデルＤＢ記憶部２３から読み出した車両のパラメータおよび、走行モード選定部２４から入力された小区間の選択可能な走行モードを用いて、計画された走行モードに従って走行した場合に、最後の区間の終了状態でのバッテリ６の充電残量が、条件設定部２０Ｄで入力された終了状態のバッテリ６の充電残量の下限値を上回るような走行モードの計画を作成する。

図２２は、計画作成部２５Ｄの機能ブロック図である。図２２に示すように計画作成部２５Ｄは、作成判定部２６、計画案作成部２７、計画案評価部２８、条件判定部２９Ｄ、計画案選択部３０および計画記憶部３１を備えている。なお、図２２においては、図７に機能ブロック図として示した計画作成部２５と同一の構成については同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

計画案作成部２７は走行モード選定部２４と接続している。計画案評価部２８は条件設定部２０Ｄ、車速演算部２１および車両モデルＤＢ記憶部２３と接続している。条件判定部２９Ｄは条件設定部２０Ｄと接続している。計画記憶部３１は走行モード選択装置１５と接続している。

条件判定部２９Ｄは、計画案評価部２８から入力された各区間の始点から終点までの各位置におけるバッテリの充電残量と条件設定部２０Ｄから入力された開始状態および終了状態を示す設定情報に基づいて、新しい走行モードの計画案が条件を満たすかどうかを判定する。

例えば、計画案評価部２８から入力された各区間の始点から終点までの各位置におけるバッテリの充電残量が、０より小さい値となっていない場合には新しい走行モードの計画案が条件を満たすと判定する。さらに、最後の区間の終電でのバッテリの充電残量が、条件判定部２９Ｄから入力された終了状態のバッテリの充電残量の下限値以上となっている場合には新しい走行モードの計画案が条件と満たすと判定する。条件を満たしていると判定した場合には新しい走行モードの計画案の選択指示を示す情報を計画案選択部３０に出力する。

次に、走行モードの計画作成の全体的な動作について、図２２を参照しつつ図２３に示すフローチャートを用いて説明する。

ナビゲーションシステム１１から出力された走行経路情報が走行モード計画装置１４Ｄに出力されることで走行モードの計画作成が開始され、まず、条件設定部２０Ｄにおいて、走行モードを計画する対象区間の開始状態および終了状態が設定される（ステップＳ７０１）。

以下、ステップＳ７０２からステップＳ７０４の処理を行うことで、各区間の始点から終点までの車速、各区間での始点から終点までの車速の許容誤差上限と許容誤差下限、各小区間で選択可能な走行モードを求める。なお、ステップＳ７０２からステップＳ７０４の処理は、図８を用いて説明したステップＳ１０２からステップＳ１０４の処理と同様であるので説明は省略する。

ステップＳ７０５では、計画作成部２５Ｄが、条件設定部２０Ｄから入力された各区間の開始状態および終了状態を示す設定情報と、車速演算部２１から入力された各区間の始点から終点までの車速と、車両モデルＤＢ記憶部２３から読み出した車両のパラメータと、走行モード選定部２４から入力された各小区間での選択可能な走行モードを用いて、充電残量下限値推定装置７０から入力された終了状態のバッテリの充電残量の下限値を上回るような走行モードの計画を作成する。

次に、走行モード計画装置１４Ｄの計画作成部２５Ｄにおける走行モードの計画作成動作について、図２２を参照しつつ図２４に示すフローチャートを用いて説明する。なお、図２４において、ステップＳ８０１からステップＳ８０７、ステップＳ８０９およびステップＳ８１０は、図９を用いて説明したステップＳ２０１からステップＳ２０７、ステップＳ２０９およびステップＳ２１０と同様であるので説明は省略する。

ステップＳ８０７において、計画案評価部２８が、各区間の始点から終点までの各位置でのバッテリ６の充電残量および、始点から終点までの燃料消費量を演算した後、条件判定部２９Ｄが、ステップＳ８０７で演算された各区間の始点から終点までの各位置でのバッテリ６の充電残量に基づいて、新しい走行モードの計画案が条件を満たすかどうか判定し（ステップＳ８０８）、条件を満たす場合にはＳ８０９に進み、条件を満たさない場合には新しい走行モードの計画案を破棄してステップＳ８０１に戻る。

そして、ステップＳ８０９およびステップＳ８１０の処理を行うことで、計画記憶部３１が、新しい走行モードの計画案を走行モードの計画として記憶する。また、全区間での燃料消費量の合計を記憶する。

以上説明したように、実施の形態５のハイブリッド車両の制御装置１０Ｄにおいては、目的地に到着した際のバッテリ６（図１）の充電残量の下限値を考慮して走行モードの計画を作成する。このため、目的地に到着時にはバッテリ６は適切な充電残量となっているため、利用者の利便性が向上する。

＜変形例＞
以上説明した実施の形態１から実施の形態５においては、目的地と出発地が与えられてから、ナビゲーションシステム１１が出発地から目的地までの走行経路を作成する構成について記載しているが、目的地が設定されずに車両が走行する場合においても、ナビゲーションシステム１１が当該車両の前方に位置する単数または複数の区間を、これから車両が走行する予定の予定走行経路情報として、走行モード計画装置１４〜１４Ｄに入力する構成としても良いものとする。

走行モード計画装置１４〜１４Ｄにおいて、予定走行経路情報を走行経路情報と同様に扱うことで、ナビゲーションシステム１１に目的地が設定されていない場合の走行においても、走行モード選択装置１５が走行モードを選択することができ、目的地を設定しない走行においても、燃料消費量の削減を図ることができる。

なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。

１ エンジン、２ モータ、５ 発電機、６ バッテリ、１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ 制御装置、１１ ナビゲーションシステム、１２ バッテリセンサ、１３ 位置センサ、１４，１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄ 走行モード計画装置、１５ 走行モード選択装置、２０，２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｄ 条件設定部、２１，２１Ｃ 車速演算部、２２，２２Ｃ 車速誤差演算部、２３ 車両モデルＤＢ記憶部、２４ 走行モード選定部、２５，２５Ａ，２５Ｄ 計画案作成部、２６ 作成判定部、２７ 計画案作成部、２８ 計画案評価部、２９，２９Ｄ 条件判定部、３０，３０Ａ 計画案選択部、３１，３１Ａ 計画記憶部、４０ 車速センサ、４１ 走行モード再判定計画装置、５０ 運転者推定装置、５１ 運転者モデルＤＢ記憶部、５２ モデル更新装置、６０ 運転者特徴取得部、７０ 充電残量下限値推定装置、１００ ハイブリッド車両。

Claims (10)

1. 駆動源としてのエンジンおよびモータと、前記モータに電力を与えるバッテリと、を備え、前記エンジンおよび前記モータによる走行を組み合わせた複数の走行モードを有する車両の駆動を制御する制御装置であって、
   前記制御装置は、
   前記車両の走行経路および前記走行経路の地理情報に基づいて走行経路情報を作成するナビゲーションシステムと、
   バッテリの充電残量を取得するバッテリセンサと、
   前記車両の位置情報を取得する位置センサと、
   前記複数の走行モードの何れを使用して走行するかを計画する走行モード計画装置と、
   前記走行モード計画装置で作成された走行モードの計画に基づいて、前記エンジン、前記モータおよび前記バッテリを制御する走行モード選択装置と、を有し、
   前記走行モード計画装置は、
   車速の許容誤差を設定し、前記複数の走行モードのうち、前記車速の許容誤差の範囲内での走行であれば選択可能条件を満たす走行モードのみを用いて、前記走行モードの計画を作成し、
   前記走行経路情報は複数の区間の連なりで構成され、
   前記走行モード計画装置は、
   前記走行経路情報に含まれる各区間の始点における車両の開始状態と、終点における車両の終了状態とを設定して設定情報として出力する条件設定部と、
   前記走行経路情報および前記設定情報を用いて、前記各区間での前記始点から前記終点までの車速を演算する車速演算部と、
   前記走行経路情報と、前記車速演算部で演算された車速に基づいて、前記各区間での前記始点から前記終点までの前記車速の許容誤差上限と許容誤差下限を演算して前記車速の許容誤差として設定する車速誤差演算部と、
   前記複数の走行モードのそれぞれの前記選択可能条件を記憶する記憶部と、
   前記車速、前記車速の許容誤差および前記複数の走行モードのそれぞれの前記選択可能条件に基づいて前記複数の走行モードから前記各区間での走行モードを選定する走行モード選定部と、
   前記走行モード選定部で選定された前記各区間での前記走行モードを用いて、前記走行モードの計画を作成する計画作成部と、を有する、車両の制御装置。
2. 前記計画作成部は、
   新しい走行モードの計画案を作成する場合には、
   前記新しい走行モードの計画案に従って走行した場合の、前記各区間での前記始点から前記終点までの前記バッテリの充電残量および燃料消費量を演算して出力する計画案評価部と、
   前記各区間での前記始点から前記終点までの前記バッテリの充電残量および前記燃料消費量を用いて、前記新しい走行モードの計画案の採用または破棄を決定する条件判定部と、
   前記新しい走行モードの計画案の前記燃料消費量に基づいて得られる前記走行経路の全区間での燃料消費量と、先に作成された走行モードの計画における前記走行経路の全区間での燃料消費量とを比較し、値が小さい方を選択する計画案選択部と、を有する、請求項１記載の車両の制御装置。
3. 前記計画作成部は、
   新しい走行モードの計画案を作成する場合には、
   前記新しい走行モードの計画案に従って走行した場合の、前記各区間での前記始点から前記終点までの前記バッテリの充電残量および燃料消費量を演算して出力する計画案評価部と、
   前記各区間での前記始点から前記終点までの前記バッテリの充電残量および前記燃料消費量を用いて、前記新しい走行モードの計画案の採用または破棄を決定する条件判定部と、
   前記新しい走行モードの計画案について、走行モードの切り換え回数に基づく重み付けを行って得られた前記走行経路の全区間での燃料消費量と、先に作成された走行モードの計画について、前記走行モードの切り換え回数に基づく重み付けを行って得られた前記走行経路の全区間での燃料消費量とを比較し、値が小さい方を選択する計画案選択部と、を有する、請求項１記載の車両の制御装置。
4. 現在の車速を取得する車速センサと、
   前記車速の許容誤差と前記車速センサで取得した前記現在の車速に基づいて、前記走行モードの計画の再作成が必要かどうかを判定する走行モード再計画判定装置と、をさらに備える、請求項１記載の車両の制御装置。
5. 前記走行モード再計画判定装置は、
   前記現在の車速が前記車速の許容誤差の範囲内あるかどうかを判定し、前記車速の許容誤差の範囲内にない場合に前記走行モードの計画の再作成を前記走行モード計画装置に指示する、請求項４記載の車両の制御装置。
6. 現在の車速を取得する車速センサと、
   前記位置センサで取得した前記車両の前記位置情報、前記車速センサで取得した前記現在の車速および前記走行経路情報に基づいて運転者の運転操作の特徴を算出するモデル更新装置と、をさらに備え、
   前記走行モード計画装置は、
   前記運転者の前記運転操作の特徴を考慮して前記走行モードの計画を作成する、請求項１記載の車両の制御装置。
7. 前記車速演算部は、
   前記走行経路情報、前記設定情報および前記車両の運転者の前記運転操作の特徴を用いて、前記各区間での前記始点から前記終点までの前記車速を演算し、
   前記車速誤差演算部は、
   前記走行経路情報、前記車速演算部で演算された前記車速および前記運転操作の特徴に基づいて前記車速の許容誤差を演算する、請求項６記載の車両の制御装置。
8. 前記運転操作の特徴は、
   前記車両の前記位置情報、前記現在の車速および前記走行経路情報に基づいて算出される、前記車両の加速時の加速度の平均値、最大値、最小値および、前記車両の減速時の加速度の平均値、最大値、最小値および、前記車両の定速走行時の制限速度に対する車速の増加率の平均値、最大値、最小値の少なくとも１つに基づいて規定される、請求項６記載の車両の制御装置。
9. 前記車両の目的地到着時の前記バッテリの充電残量の下限値を推定する充電残量下限値推定装置をさらに備え、
   前記走行モード計画装置は、
   前記目的地到着時の前記バッテリの充電残量が、前記充電残量下限値推定装置で推定された前記バッテリの充電残量の前記下限値以上となるように前記走行モードの計画を作成する、請求項１記載の車両の制御装置。
10. 前記車両は前記モータに電力を与える発電機をさらに備え、
    前記複数の走行モードは、
    前記モータの駆動力のみで走行する第１の走行モードと、
    前記エンジンの駆動力を前記発電機に伝達して前記発電機を駆動し、前記発電機で発電した電力を用いて前記モータを回転させて前記モータの駆動力で走行する第２の走行モードと、
    前記エンジンの駆動力と前記モータの駆動力とで走行する第３の走行モードと、を含む、請求項１記載の車両の制御装置。

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