JP2015101145A - ハイブリッド車両の走行制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ハイブリッド車両において、エンジンによりモータを回転させて発電して得られた電力を効率的に使用して、総合的に燃料消費量を削減することのできるハイブリッド車両の走行制御装置を提供する。【解決手段】走行用駆動源としてエンジン及びモータを有するハイブリッド車両１において、低負荷区間前半のΔＴ１の期間はエンジンにより要求トルクＤＴを発生させ且つモータを回転させて発電を行うエンジン発電走行モードを実行し、後半のΔＴ−ΔＴ１の期間はエンジン発電走行モードで発電した電力を用いてモータにより要求トルクＤＴを発生させるモータ走行モードを実行する。【選択図】図４

Description

本発明は、走行駆動源としてエンジンとモータとを備えるハイブリッド車両の走行制御装置に関する。

近年のハイブリッド車両においては、ナビゲーションシステム等を活用して車両前方の走行経路における道路環境情報（以下、経路情報という）を取得し、当該経路情報を利用してエンジンの燃料消費率が最小となるようにエンジン及びモータを制御する技術の開発が進められている。

例えば特許文献１では、経路情報を利用して、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りモータを回転させて発電を行っている。これにより、エンジンの燃料消費率がよりよい値となるよう運転点を変化させ、その地点での燃料消費率を向上させて、ひいては区間内での燃料消費量の最小化を図っている。

特開２０００−３２４６０９号公報

特許文献１に記載の技術では、緩い降坂路等のエンジンの燃料消費率が悪い低負荷区間においてエンジンによりモータを回転させて発電を行うことで、エンジンの負荷を燃料消費率の良い領域まで高めて燃料消費率の改善を図っているが、発電を行う分エンジンの燃料消費量は増加する。

モータ、インバータ、バッテリ等は充放電に伴い必ずロスを生じることからエンジンによる発電により得られた電力（エネルギ）を全てモータの動力として用いることはできない。つまり、単純にエンジンのアシストとしてモータを使用していてはエンジンによる発電のために使用した燃料分のエネルギを全て回収することはできず、総合的にみると却って燃料消費量を増加させるおそれがある。

本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、ハイブリッド車両において、エンジンによりモータを回転させて発電して得られた電力を効率的に使用して、総合的に燃料消費量を削減することのできるハイブリッド車両の走行制御装置を提供することにある。

上記した目的を達成するために、第１の発明では、車両の走行用駆動源としてのエンジン及びモータと、前記車両の前方の経路情報を取得する経路情報取得部と、前記経路情報取得部により取得した経路情報に基づき各地点における前記車両の運転状態を予測し、要求トルクが予め定めた低負荷判定閾値以下となる低負荷区間を検出する低負荷区間検出部と、前記低負荷区間内にて、前記エンジンにより前記要求トルクを発生させ且つ前記モータを回転させて発電を行うエンジン発電走行モード、及び、当該エンジン発電走行モードで発電した電力を用いて前記モータにより前記要求トルクを発生させるモータ走行モードのそれぞれの実行範囲を設定する走行モード設定部と、前記車両が前記低負荷区間内を走行する際に、前記走行モード設定部により設定されたエンジン発電走行モード及びモータ走行モードの実行範囲に従って前記エンジン及び前記モータを制御する低負荷走行制御部と、を備える。

第２の発明では、前記第１の発明において、前記走行モード設定部は、前記エンジン発電走行モードにて発電した電力を前記モータ走行モードにより前記低負荷区間の終了地点で使い切るように、前記エンジン発電走行モード及び前記モータ走行モードの実行範囲を設定する。

第３の発明では、前記第１又は第２の発明において、さらに、前記モータに電力を供給するバッテリと、前記経路情報取得部により取得される経路情報に基づき、前記車両前方の経路上における前記バッテリの充電量を予測する充電量予測部と、を備え、前記低負荷走行制御部は、前記充電量予測部により予測される前記低負荷区間開始地点における前記バッテリの充電量が、予め定めた所定量以下である場合に、前記走行モード設定部により設定されたエンジン発電走行モード及びモータ走行モードの実行範囲に従って前記エンジン及び前記モータを制御する。

第４の発明では、前記第３の発明において、前記走行モード設定部は、前記エンジン発電走行モードにより発電した電力を前記モータ走行モードにより前記低負荷区間終了地点で使い切る量の目標充電量を設定し、前記低負荷走行制御部は、前記低負荷区間内において前記エンジン発電走行モードにより発電した電力により前記バッテリの充電量が前記目標充電量に達したときに前記モータ走行モードに切り替える。

第５の発明では、前記第１から第４のいずれかの発明において、前記低負荷走行制御部は、前記車両が前記低負荷区間内を走行する際に、前記走行モード設定部により設定されたエンジン発電走行モード及びモータ走行モードの実行範囲に従い、且つ運転者により設定された目標車速を維持するように前記エンジン及び前記モータを制御する。

上記手段を用いる本発明によれば、ハイブリッド車両において、エンジンによりモータを回転させて発電して得られた電力を効率的に使用して、総合的に燃料消費量を削減することができる。

本発明の一実施形態における走行制御装置を備えたハイブリッド車両の概略構成図である。 低負荷走行制御における走行モード設定ルーチンを示すフローチャートである。 低負荷走行制御における走行モード実行ルーチンを示すフローチャートである。 低負荷走行制御を実行したときの各種運転状態の推移を示す説明図である。

図１は本実施形態の走行制御装置が搭載されたハイブリッド車両を示す全体構成図である。
ハイブリッド車両１はいわゆるパラレル型ハイブリッドのトラックとして構成されており、以下の説明では、車両と称する場合もある。

車両１には走行用動力源としてディーゼルエンジン（以下、エンジンという）２、及び例えば永久磁石式同期電動機のように発電機としても作動可能なモータ３が搭載されている。エンジン２の出力軸にはクラッチ４が連結され、クラッチ４にはモータ３の回転軸を介して自動変速機５の入力側が連結されている。自動変速機５の出力側にはプロペラシャフト６を介して差動装置７が連結され、差動装置７には駆動軸８を介して左右の駆動輪９が連結されている。

自動変速機５は一般的な手動式変速機をベースとしてクラッチ４の断接操作及び変速段の切換操作を自動化したものであり、本実施形態では、前進６速後退１速の変速段を有している。当然ながら、変速機５の構成はこれに限るものではなく任意に変更可能であり、例えば手動式変速機として具体化してもよいし、２系統の動力伝達系を備えたいわゆるデュアルクラッチ式自動変速機として具体化してもよい。

モータ３にはインバータ１０を介してバッテリ１１が接続されている。バッテリ１１に蓄えられた直流電力はインバータ１０により交流電力に変換されてモータ３に供給され、モータ３が発生した駆動力は自動変速機５で変速された後に駆動輪９に伝達されて車両１を走行させる（これを力行運転という）。また、例えば車両１の減速時や降坂路での走行時には、駆動輪９側からの逆駆動によりモータ３が発電機として作動する。モータ３が発生した負側の駆動力は制動力として駆動輪９側に伝達されると共に、モータ３が発電した交流電力がインバータ１０で直流電力に変換されてバッテリ１１に充電される（これを回生運転という）。さらに、エンジン２が発生する駆動力によりモータ３を回転させて発電を行い、バッテリ１１を充電することも可能である（これをエンジン発電という）。

このようなモータ３が発生する駆動力は上記クラッチ４の断接状態に関わらず駆動輪９側に伝達され、これに対してエンジン２が発生する駆動力はクラッチ４の接続時に限って駆動輪９側に伝達される。従って、クラッチ４の切断時には、上記のようにモータ３が発生する正側または負側の駆動力が駆動輪９側に伝達されて車両１が走行する。また、クラッチ４の接続時には、エンジン２及びモータ３の駆動力が駆動輪９側に伝達されたり、或いはエンジン２の駆動力のみが駆動輪側に伝達されたりして車両１が走行する。

車両ＥＣＵ１３は車両全体を統合制御するための制御回路である。そのために車両ＥＣＵ１３には、アクセルペダル１４の操作量を検出するアクセルセンサ１５、ブレーキペダル１６の踏込操作を検出するブレーキスイッチ１７、車両１の速度を検出する車速センサ１８、エンジン２の回転速度を検出するエンジン回転速度センサ１９、及びモータ３の回転速度を検出するモータ回転速度センサ２０などの各種センサ・スイッチ類が接続されている。

また、車両ＥＣＵ１３には、図示はしないがクラッチ４を断接操作するアクチュエータ、及び自動変速機５を変速操作するアクチュエータなどが接続されると共に、エンジン制御用のエンジンＥＣＵ２２、インバータ制御用のインバータＥＣＵ２３、及びバッテリ１１を管理するバッテリＥＣＵ２４が接続されている。

車両ＥＣＵ１３は、運転者によるアクセル操作量などに基づき車両１を走行させるために必要な要求トルクを算出し、その要求トルクやバッテリ１１のＳＯＣ（充電量：State Of Charge）などに基づき車両１の走行モードを選択する。本実施形態では走行モードとして、エンジン２の駆動力のみを用いて走行するエンジン走行モード、モータ３の駆動力のみを用いて走行するモータ走行モード、及びエンジン２及びモータ３の駆動力を共に用いて走行するハイブリッド走行モード、エンジン２の駆動力を用いての走行を行いつつ、エンジン２の駆動力を用いてモータ３を回転させて発電を行うエンジン発電走行モードが設定されており、その何れかの走行モードを車両ＥＣＵ１３が選択するようになっている。

車両ＥＣＵ１３は選択した走行モードに基づき、要求トルクをエンジン２やモータ３が出力すべきトルク指令値に換算する。例えばハイブリッド走行モードでは要求トルクをエンジン２側及びモータ３側に配分した上で、その時点の変速段に基づきエンジン２及びモータ３のトルク指令値を算出する。また、エンジン走行モードでは要求トルクを変速段に基づきエンジン２へのトルク指令値に換算し、モータ走行モードでは要求トルクを変速段に基づきモータ３へのトルク指令値に換算する。さらにエンジン発電走行モードでは、要求トルクとモータ３による発電に要するトルクとを合わせた値をエンジン２のトルク指令値として算出する。

そして、車両ＥＣＵ１３は選択した走行モードを実行すべく、モータ走行モードでは上記クラッチ４を切断し、エンジン走行モード、ハイブリッド走行モード及びエンジン発電走行モードではクラッチ４を接続した上で、エンジンＥＣＵ２２及びインバータＥＣＵ２３にトルク指令値を適宜出力する。また、車両１の走行中において車両ＥＣＵ１３は、アクセル操作量や車速などに基づき図示しないシフトマップから目標変速段を算出し、この目標変速段を達成すべく、アクチュエータによりクラッチ４の断接操作及び変速段の切換操作を実行する。

一方、エンジンＥＣＵ２２は、車両ＥＣＵ１３において選択された走行モードに基づくトルク指令値を達成するように噴射量制御や噴射時期制御を実行する。例えばエンジン走行モード、ハイブリッド走行モード及びエンジン発電走行モードでは、正側のトルク指令値に対してエンジン２に駆動力を発生させ、負側のトルク指令値に対してエンジンブレーキを発生させる。また、モータ走行モードの場合には、燃料噴射の中止によりエンジン２を停止保持する、またはアイドル運転状態とする。

また、インバータＥＣＵ２３は、車両ＥＣＵ１３において選択された走行モードに基づくトルク指令値を達成するように、インバータ１０を介してモータ３を駆動制御する。例えばモータ走行モードやハイブリッド走行モードでは、正側のトルク指令値に対してモータ３を力行制御して正側の駆動力を発生させ、負側のトルク指令値に対してはモータ３を回生制御して負側の駆動力を発生させる。また、エンジン走行モードの場合には、モータ３の駆動力を０に制御する。さらにエンジン発電走行モードの場合には、エンジン２の駆動力を受けて発電を行う。

また、バッテリＥＣＵ２４は、バッテリ１１の温度、バッテリ１１の電圧、インバータ１０とバッテリ１１との間に流れる電流などを検出すると共に、これらの検出結果からバッテリ１１のＳＯＣ（充電量）を算出し、このＳＯＣを検出結果と共に車両ＥＣＵ１３に出力する。

一方、車両ＥＣＵ１３は、運転者により設定された目標車速ＶＳｔを維持するようにエンジン２及びモータ３を制御するオートクルーズ制御を実行可能である。運転者により図示しないオートクルーズ制御の実行スイッチが操作されて目標車速ＶＳｔが設定されると、車両ＥＣＵ１３は車速ＶＳを目標車速ＶＳｔとするようにエンジン２及びモータ３のトルクを制御して加速及び減速を行う。

本実施形態におけるオートクルーズ制御では、車両前方の走行経路における道路環境情報（経路情報）に基づき各地点における車両１の運転状態を予測した上で走行モードの選択を行っている。そのため車両ＥＣＵ１３には、自車前方の経路情報を検出するために、図１に示すようにナビゲーション装置３１が接続されている。

ナビゲーション装置３１は自己の記憶領域に記憶されている地図データ、及びアンテナを介して受信されるＧＰＳ情報やＶＩＣＳ（登録商標）情報などに基づき、車両１の走行中に地図上の自車位置及び自車前方の路面勾配及びカーブ等を特定する。

車両ＥＣＵ１３は、オートクルーズ制御において、これらナビゲーション装置３１から例えば路面勾配情報を取得し、当該路面勾配情報に基づき車両前方の経路を区分する。そして、例えば降坂路の区間においては回生運転を行うべくモータ走行モードに設定する。また、登坂路又は平坦路の区間においては、当該区間において予測されるＳＯＣが比較的多ければモータ走行モード、ＳＯＣが比較的少なければエンジン走行モードに設定する。

特に本実施形態では、車両前方の経路上にエンジン２の燃費効率が悪化する緩い降坂路のような低負荷区間がある場合であって、当該低負荷区間におけるＳＯＣが０又は極少量である場合には、エンジン発電走行モードとモータ走行モードとを組み合わせた低負荷走行制御を実行する。

詳しくは、車両ＥＣＵ１３は、図１に示すように、低負荷走行制御を実行するための低負荷走行制御部４０を含んでおり、当該低負荷走行制御部４０は、経路情報取得部４１、低負荷区間検出部４２、ＳＯＣ予測部４３、及び走行モード設定部４４を含んでいる。

低負荷走行制御部４０は、経路情報取得部４１にて、ナビゲーション装置３１により検出された自車前方の経路情報を取得する。そして当該経路情報取得部４１は、自車前方の各地点における道路勾配、自車の重量等に基づき目標車速ＶＳｔを維持するのに必要な要求トルクＤＴを算出する。

低負荷区間検出部４２は、自車の重量情報や取得した経路情報に含まれる路面勾配情報等から各地点において目標車速ＶＳｔを維持するために必要とされる要求トルク等を算出し、当該要求トルクが予め定めた低負荷判定閾値ＤＴａ以下である低負荷区間を検出する。また、当該低負荷区間検出部４２は検出した低負荷区間を目標車速ＶＳｔで走行した場合にかかる低負荷走行時間ΔＴが予め定めた所定時間Ｔａより大であるか否かの判定も行う。当該所定時間Ｔａはエンジン発電走行モードからモータ走行モードへの切り替えに伴うクラッチ４の断接時間等を考慮し、頻繁にクラッチ４の断接が行われないよう任意に設定される時間である。

ＳＯＣ予測部４３は、バッテリＥＣＵ２４からバッテリ１１のＳＯＣ情報を取得し、経路情報や予測される運転状態等から各地点におけるＳＯＣを予測する。また、当該ＳＯＣ予測部４３は低負荷区間開始地点におけるＳＯＣが予め定めた所定値Ｓａ以下であるか否かの判定も行う。当該所定値Ｓａはエンジン発電を必要とするようなＳＯＣの許容下限値に設定されている。

走行モード設定部４４は、要求トルクＤＴに基づき、低負荷区間内においてエンジン発電走行モードを実行する範囲と、その後にモータ走行モードを実行する範囲の比率を設定する。これは、低負荷区間を目標車速ＶＳｔで走行した場合にかかる走行時間ΔＴのうち、エンジン発電走行モードにより走行する期間をΔＴ１とし、当該ΔＴ１の間にバッテリ１１に充電される充電量を、残りの期間（Ｔ−ΔＴ１）のモータ走行モードにより使い切るように、エンジン発電走行モードの実行範囲とモータ走行モードの実行範囲の比率ΔＴ：Ｔ−ΔＴ１を設定する。

具体的には、エンジン発電走行モードにおいてバッテリ１１に充電される充電量と、モータ走行モードにおいてバッテリ１１から消費される充電量が等しくなる下記式（１）から得られる下記（２）によりΔＴ１を算出する。

ΔＴ１×ＣＰave＝（ΔＴ−ΔＴ１）×ＭＰave・・・（１）
ΔＴ１＝ΔＴ×ＭＰave／（ＣＰave＋ＭＰave）・・・（２）
ここで、低負荷区間をエンジン発電走行モードにより走行した場合にバッテリ１１に充電される単位時間当たりの平均充電量ＣＰave及びモータ走行モードで走行するのに必要な単位時間当たりの平均モータ仕事ＭＰaveは、エンジン２及びモータ３の特性マップから燃料消費が最小になるように算出可能である。

例えば、平均充電量ＣＰaveは、エンジン２の特性マップから平均要求トルクＤＴave以上であって燃費効率が最適かつモータ３で発電する際にモータ３の特性マップからモータ効率が最も良くなるエンジン２の運転点を算出し、平均要求トルクを超える分のトルクによって生成されるものとして算出される。また、平均モータ仕事ＭＰaveは、エンジン２とモータ３の特性マップによりモータ走行により燃費低減が可能な平均要求トルクＤＴaveを出力するのに必要な仕事に相当する。

さらに、走行モード設定部４４は、エンジン発電走行モードの走行期間ΔＴ１と平均充電量ＣＰaveとから、低負荷区間における目標ＳＯＣ Ｓｔ（目標充電量（＝ΔＴ１×ＣＰave）よりも溜まる量）を設定する。
低負荷走行制御部４０は、車両１が低負荷区間を走行する際には、走行モード設定部４４において設定された比率で、エンジン発電走行モード及びモータ走行モードを実行するようにエンジンＥＣＵ２２を介してエンジン２を、インバータＥＣＵ２３を介してモータ３をそれぞれ制御する。

ここで、図２、３を参照すると、図２には低負荷走行制御における走行モード設定ルーチンが、図３には低負荷走行制御における走行モード実行ルーチンがそれぞれフローチャートで示されており、以下同フローチャートに沿って本実施形態における低負荷走行制御の流れについて説明する。なお、当該低負荷走行制御はオートクルーズ制御実行中に行われる。

まず、低負荷走行制御部４０は、図２に示すように、ステップＳ１として経路情報取得部４１において、ナビゲーション装置３１により検出された自車前方の経路情報を取得する。
そして、ステップＳ２では、低負荷区間検出部４２において、各地点における要求トルクＤＴを算出し、当該要求トルクＤＴが低負荷判定閾値ＤＴａ以下である低負荷区間が検出されたか否かを判定する。当該判定結果が偽（Ｎｏ）である場合、即ち車両前方に低負荷区間が存在しないような場合は、当該低負荷走行制御を行う必要はなく当該ルーチンを終了する。一方、当該判定結果が真（Ｙｅｓ）である場合は次のステップＳ３に進む。

ステップＳ３では、低負荷区間検出部４２において、低負荷区間を目標車速ＶＳｔで走行した場合にかかる低負荷走行時間ΔＴが所定時間Ｔａより大であるか否かの判定を行う。当該判定結果が偽（Ｎｏ）である場合も当該ルーチンを終了する。一方、当該判定結果が真（Ｙｅｓ）である場合は、次のステップＳ４に進む。

ステップＳ４では、ＳＯＣ予測部４３において、低負荷区間開始地点におけるＳＯＣが極少量の所定値Ｓａ以下であるか否かを判定する。当該判定結果が偽（Ｎｏ）である場合は当該ルーチンを終了する。一方、当該判定結果が真（Ｙｅｓ）である場合は、次のステップＳ５に進む。

ステップＳ５では、走行モード設定部４４において、低負荷区間内においてエンジン発電走行モードを実行する範囲とモータ走行モードを実行する範囲の比率を設定する。具体的には上述した式（２）からエンジン発電走行モードで走行する期間ΔＴ１を設定し、残りの期間Ｔ−ΔＴ１をモータ走行モードの期間に設定する。

そして、次のステップＳ６では、走行モード設定部４４において、エンジン発電走行モードの走行期間ΔＴ１と平均充電量ＣＰaveとから、低負荷区間における目標ＳＯＣ Ｓｔ（＝ΔＴ１×ＣＰave）を設定する。
このように、低負荷走行制御部４０は、走行モード設定ルーチンに基づき、低負荷区間内におけるエンジン発電走行モードの範囲とモータ走行モードの範囲の比率を設定した後、図３に示す走行モード実行ルーチンを実行する。

詳しくは、低負荷走行制御部４０は、図３に示すように、ステップＳ１０として車両１が低負荷区間の開始地点に到達したか否かを判定する。当該判定結果が偽（Ｎｏ）である場合は、未だ低負荷走行制御を実行する時期ではないことから、当該ステップＳ１０の判定を繰り返す。一方、当該判定結果が真（Ｙｅｓ）である場合は次のステップＳ１１に進む。

ステップＳ１１において低負荷走行制御部４０は、低負荷区間開始地点からエンジン発電走行モードを実行する。
そして、ステップＳ１２において低負荷走行制御部４０は、バッテリ１１のＳＯＣが目標ＳＯＣ Ｓｔより大となったか否かを判定する。当該判定結果が偽（Ｎｏ）である場合は、当該ステップＳ１２の判定を繰り返す。一方、当該判定結果が真（Ｙｅｓ）となった場合は、次のステップＳ１３に進む。

ステップＳ１３において低負荷走行制御部４０は、走行モードをモータ走行モードに切り替える。
そして、ステップＳ１４において低負荷走行制御部４０は、車両１が低負荷区間の終了地点に到達したか、又は、ＳＯＣが許容下限値である所定値Ｓａ以下となったか否かを判定する。当該判定結果が偽（Ｎｏ）である場合は、当該ステップＳ１２の判定を繰り返す。一方、当該判定結果が真（Ｙｅｓ）となった場合は、当該ルーチンを終了する。

ここで図４に低負荷走行制御を実行したときの各種運転状態の推移を示す説明図が示されている。具体的には、各種運転状態として、車両前方の経路の標高及び勾配、要求トルク、エンジントルク、モータトルク、ＳＯＣ、及び燃料消費量が示されている。なお、図４では各種運転状態は、その推移を理解し易いよう簡略的に示している。以下、同図に基づき本実施形態に係るハイブリッド車両の走行制御装置の作用効果について説明する。

まず、車両１は自車前方の経路情報を取得することで、図４に示すように自車前方経路の標高や路面勾配を認識する。そして、各地点の勾配から目標車速ＶＳｔで走行するのに必要な要求トルクＤＴが算出され、当該要求トルクＤＴが低負荷判定閾値ＤＴａ以下の範囲であるｓ１地点からｓ３地点が低負荷区間として検出される。また、ＳＯＣの推移も予測され、低負荷区間の開始地点であるｓ１地点ではＳＯＣの許容下限値（所定値Ｓａ）以下であることから、ｓ１地点からｓ３地点までにおいて低負荷走行制御が実行される。

また、図４に示すように、上記式（２）より求められる低負荷区間前半のΔＴ１の期間はエンジン発電走行モードとすることで、エンジントルクを要求トルク以上にまで上昇させて、余剰となるエンジントルクをモータ３による発電に用い、ＳＯＣを目標ＳＯＣ Ｓｔまで充電させている。そして残りのΔＴ−ΔＴ１の期間はモータ走行モードとし、目標ＳＯＣ Ｓｔまで充電されたＳＯＣを使い切るようにモータ３のみによる走行を行っている。

このように、低負荷区間において、前半はエンジン発電走行モードによりエンジン２を燃費効率よく運転し、後半はエンジン２をアイドリング状態としモータ３で走行することで、当該低負荷区間における燃料消費量を最小限に抑えている。

図４では、低負荷区間を全てエンジン走行モードで走行した場合のエンジントルク及び燃料消費量が破線で示されている。実線で示されている本実施形態の燃料消費量と比較すると、本実施形態ではｓ１地点からｓ２地点まではモータ３による発電を行う分エンジントルクを増加させることから燃料消費量の上昇が大きくなるが、ｓ２地点からのモータ走行モードに移行後はアイドリング分の燃料が消費されるだけであり燃料消費量の上昇が抑えられている。そして、低負荷区間終了地点のｓ３地点においてはエンジン走行モードのみで走行した場合よりも燃料消費量を削減することができている。

このように、本実施形態における低負荷走行制御では、低負荷区間において、エンジン２は前半に燃費効率のよい運転を行い後半にアイドリング状態とし、前半に当該エンジン２により発電された電力をモータ走行により効率的に使用して、総合的に燃料消費量を削減することができる。

また、エンジン発電走行モードとモータ走行モードの実行範囲は、エンジン発電走行モードで発電された電力をモータ走行モードで使い切るように設定することで、エンジン発電走行モードで発電した電力を低負荷区間終了後に残すことがなくなる。これにより、例えば、低負荷区間終了直後に長い降坂路がある場合等にも、モータ３の回生運転によりバッテリ１１のＳＯＣを０から上限まで充電することができ、エンジン発電走行モードで発電した電力を非効率に使うことを防ぐことができる。つまり低負荷区間内でＳＯＣを使い切っておくことで、低負荷区間終了後の経路状態によらず、確実に燃費向上効果を得ることができる。

また、ＳＯＣが所定値Ｓａ以下である場合に限り低負荷走行制御を行うことで、低負荷区間をモータ走行モードで走行しきれないような場合にも極力広い範囲で効率よくモータ走行モードによる走行を行うことができる。一方で、低負荷区間開始前にバッテリ１１のＳＯＣが十分にあるような場合には無駄にエンジン発電走行モードを行うことを防止できる。

さらに、低負荷走行制御における走行モードの切り替えはバッテリ１１のＳＯＣが目標ＳＯＣ Ｓｔに達したことで行うことから、走行モードの切り替え制御を容易なものとすることできる。
そして、本実施形態における低負荷走行制御はオートクルーズ制御の一環として行われることから、オートクルーズ制御における燃料消費量を確実に低減することができる。

以上で本発明に係るハイブリッド車両の走行制御装置の実施形態についての説明を終えるが、実施形態は上記実施形態に限られるものではない。
上記実施形態では、低負荷走行制御をオートクルーズ制御の一環として実行しているが、当該低負荷走行制御は必ずしもオートクルーズ制御中に実行されるものに限られるものではない。例えば車両前方の経路情報を取得し、運転履歴等から各地点の要求トルク及び車速を推定し、低負荷区間及び当該低負荷区間の走行時間ΔＴを算出可能であれば、オートクルーズ制御中に限らず本発明に係る低負荷走行制御を適用することができる。

上記実施形態に加えて、低負荷区間に入る時点でのＳＯＣが許容下限値（所定値Ｓａ）とならないことが予測された場合は、低負荷区間に入る前にＳＯＣを許容下限値まで使い切ってから、もしくはＳＯＣを使い切る地点をさらに予測してその地点から低負荷走行制御をスタートさせることもできる。

２ エンジン
３ モータ
４ クラッチ
１１ バッテリ
１３ 車両ＥＣＵ
２２ エンジンＥＣＵ
２３ インバータＥＣＵ
３１ ナビゲーション装置
４０ 低負荷走行制御部
４１ 経路情報取得部
４２ 低負荷区間検出部
４３ ＳＯＣ予測部（充電量予測部）
４４ 走行モード設定部

Claims (5)

1. 車両の走行用駆動源としてのエンジン及びモータと、
   前記車両の前方の経路情報を取得する経路情報取得部と、
   前記経路情報取得部により取得した経路情報に基づき各地点における前記車両の運転状態を予測し、要求トルクが予め定めた低負荷判定閾値以下となる低負荷区間を検出する低負荷区間検出部と、
   前記低負荷区間内にて、前記エンジンにより前記要求トルクを発生させ且つ前記モータを回転させて発電を行うエンジン発電走行モード、及び、当該エンジン発電走行モードで発電した電力を用いて前記モータにより前記要求トルクを発生させるモータ走行モードのそれぞれの実行範囲を設定する走行モード設定部と、
   前記車両が前記低負荷区間内を走行する際に、前記走行モード設定部により設定されたエンジン発電走行モード及びモータ走行モードの実行範囲に従って前記エンジン及び前記モータを制御する低負荷走行制御部と、
   を備えるハイブリッド車両の走行制御装置。
2. 前記走行モード設定部は、前記エンジン発電走行モードにて発電した電力を前記モータ走行モードにより前記低負荷区間の終了地点で使い切るように、前記エンジン発電走行モード及び前記モータ走行モードの実行範囲を設定する請求項１記載のハイブリッド車両の走行制御装置。
3. さらに、前記モータに電力を供給するバッテリと、
   前記経路情報取得部により取得される経路情報に基づき、前記車両前方の経路上における前記バッテリの充電量を予測する充電量予測部と、を備え、
   前記低負荷走行制御部は、前記充電量予測部により予測される前記低負荷区間開始地点における前記バッテリの充電量が、予め定めた所定量以下である場合に、前記走行モード設定部により設定されたエンジン発電走行モード及びモータ走行モードの実行範囲に従って前記エンジン及び前記モータを制御する請求項１又は２記載のハイブリッド車両の走行制御装置。
4. 前記走行モード設定部は、前記エンジン発電走行モードにより発電した電力を前記モータ走行モードにより前記低負荷区間終了地点で使い切る量の目標充電量を設定し、
   前記低負荷走行制御部は、前記低負荷区間内において前記エンジン発電走行モードにより発電した電力により前記バッテリの充電量が前記目標充電量に達したときに前記モータ走行モードに切り替える請求項３記載のハイブリッド車両の走行制御装置。
5. 前記低負荷走行制御部は、前記車両が前記低負荷区間内を走行する際に、前記走行モード設定部により設定されたエンジン発電走行モード及びモータ走行モードの実行範囲に従い、且つ運転者により設定された目標車速を維持するように前記エンジン及び前記モータを制御する請求項１から４のいずれかに記載のハイブリッド車両の走行制御装置。

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