JP5472127B2 - 走行支援装置 - Google Patents

Description

本発明は、走行支援装置に関し、特には、電動機の駆動力のみで走行する電動機走行と、電動機と内燃機関との駆動力で走行するハイブリッド走行とを切り換え可能なハイブリッド車両において、ドライバーの運転操作を評価する走行支援装置に関する。

昨今の低燃費走行への要求から、燃費の観点からドライバーの運転操作を支援する装置が提案されている。例えば、特許文献１には、周辺車両の加速時の消費エネルギーと、自車の加速時の消費エネルギーとを比較することにより、ドライバーの加速操作に対して燃費の観点から評価を行なう技術が開示されている。

特開２０１０−１８８９０４号公報

ところで、昨今の低燃費走行への要求から、電動機の駆動力のみで走行する電動機走行（以下、ＥＶ走行と呼ぶことがある）と、電動機と内燃機関との駆動力で走行するハイブリッド走行とを切り換え可能なハイブリッド車両が開発されている。しかしながら、ハイブリッド車両においては、加速操作に関して、燃費抑制の点で、電動機の駆動力のみで走行するＥＶ走行による加速が妥当であるのか、電動機と内燃機関との駆動力で走行するハイブリッド走行による加速が妥当であるのか、ドライバーが判別することが困難であった。

本発明は、このような実情を考慮してなされたものであり、その目的は、ドライバーの運転操作による電動機走行及びハイブリッド走行のいずれが妥当な駆動方式であったのかを燃費の観点からより適切に評価することが可能な走行支援装置を提供することにある。

本発明は、電動機の駆動力のみで走行する電動機走行と、電動機と内燃機関との駆動力で走行するハイブリッド走行とを切り換え可能なハイブリッド車両において、ハイブリッド車両の加速時に、電動機走行の消費エネルギーの大きさに基づいたハイブリッド車両のドライバーの運転操作の評価と、ハイブリッド走行の消費エネルギーの大きさに基づいたハイブリッド車両のドライバーの運転操作の評価とを行なう運転操作評価手段を備えた走行支援装置である。

この構成によれば、電動機の駆動力のみで走行する電動機走行と、電動機と内燃機関との駆動力で走行するハイブリッド走行とを切り換え可能なハイブリッド車両において、運転操作評価手段は、ハイブリッド車両の加速時に、電動機走行の消費エネルギーの大きさに基づいたハイブリッド車両のドライバーの運転操作の評価と、ハイブリッド走行の消費エネルギーの大きさに基づいたハイブリッド車両のドライバーの運転操作の評価とを行なう。このため、電動機の駆動力による電動機走行における加速区間と、電動機と内燃機関との駆動力で走行するハイブリッド走行における加速区間とを分けて、別々に燃費の観点からドライバーの運転操作の評価を行なうことができる。このため、ドライバーの運転操作による電動機走行及びハイブリッド走行のいずれが妥当な駆動方式であったのかを燃費の観点からより適切に評価することが可能となる。

この場合、運転操作評価手段によるドライバーの運転操作の評価に基づいて、ドライバーの運転操作の誘導及びドライバーの運転操作によらないハイブリッド車両の走行制御の少なくともいずれかによる走行支援を行なう走行支援手段をさらに備えることが好適である。

この構成によれば、走行支援手段が、運転操作評価手段によるドライバーの運転操作の評価に基づいて、ドライバーの運転操作の誘導及びドライバーの運転操作によらないハイブリッド車両の走行制御の少なくともいずれかによる走行支援を行なうため、燃費の観点から電動機走行及びハイブリッド走行のいずれか妥当な駆動方式によって、より適切な走行支援を行なうことができる。

この場合、走行支援手段は、運転操作評価手段によるドライバーの過去の運転操作の評価における燃費が所定の度合よりも悪化した走行状況に対して、ハイブリッド車両が同一の走行状況及び類似する走行状況のいずれかを走行するときのみ、走行支援を行なうことが好適である。

この構成によれば、走行支援手段は、運転操作評価手段によるドライバーの過去の運転操作の評価における燃費が所定の度合よりも悪化した走行状況に対して、ハイブリッド車両が同一の走行状況及び類似する走行状況のいずれかを走行するときのみ、走行支援を行なうため、燃費が悪化する状況以外でドライバーの運転操作を誘導する音声によるアドバイス等の不要な走行支援が行なわれ、ドライバーに不快感又は違和感を与えることを防止することができる。

また、ハイブリッド車両の加速時において電動機走行中に内燃機関が始動されてハイブリッド走行が行なわれたときに、ハイブリッド走行による加速で消費した消費エネルギーと、内燃機関の始動で消費した消費エネルギーとの和が所定の閾値未満であるときは、運転操作評価手段は、ドライバーの運転操作に燃費悪化の要因があると評価することが好適である。

この構成によれば、ハイブリッド車両の加速時において電動機走行中に内燃機関が始動されてハイブリッド走行が行なわれたときに、ハイブリッド走行による加速で消費した消費エネルギーと、内燃機関の始動で消費した消費エネルギーとの和が所定の閾値未満であるときは、運転操作評価手段は、ドライバーの運転操作に燃費悪化の要因があると評価する。ハイブリッド走行による加速で消費した消費エネルギーと、内燃機関の始動で消費した消費エネルギーとの和が所定の閾値未満であるときは、加速で消費した総消費エネルギーが少ない割には内燃機関の始動での消費エネルギーが多く、無駄なエンジン始動であったと推定することができる。そのため、このような場合に、運転操作評価手段がドライバーの運転操作に燃費悪化の要因があると評価することにより、無駄なエンジン始動による燃費悪化を分析することが可能となる。

また、内燃機関が始動されてハイブリッド走行が行なわれた後に内燃機関が停止され内燃機関が再び始動されたときに、内燃機関が停止されていた時間が所定の閾値未満であるときは、運転操作評価手段は、ドライバーの運転操作に燃費悪化の要因があると評価することが好適である。

この構成によれば、内燃機関が始動されてハイブリッド走行が行なわれた後に内燃機関が停止され内燃機関が再び始動されたときに、内燃機関が停止されていた時間が所定の閾値未満であるときは、運転操作評価手段は、ドライバーの運転操作に燃費悪化の要因があると評価する。内燃機関が停止されていた時間が所定の閾値未満であるときは、内燃機関を停止させないアイドリングによる消費エネルギーの方が内燃機関の始動での消費エネルギーよりも少なく、無駄なエンジン停止であったと推定することができる。そのため、このような場合に、運転操作評価手段がドライバーの運転操作に燃費悪化の要因があると評価することにより、無駄なエンジン停止による燃費悪化を分析することが可能となる。

また、ハイブリッド車両の加速時において電動機走行の消費エネルギーが所定の閾値を超えているときは、運転操作評価手段は、ドライバーの運転操作に燃費悪化の要因があると評価することが好適である。

この構成によれば、ハイブリッド車両の加速時において電動機走行の消費エネルギーが所定の閾値を超えているときは、運転操作評価手段は、ドライバーの運転操作に燃費悪化の要因があると評価する。ハイブリッド車両の加速時において電動機走行の消費エネルギーが所定の閾値を超えているときは、多くの充電量が消費される。その結果、充電量が枯渇してしまうと、ハイブリッド車両の停止中でもエンジンを始動させる必要が生じ、極めて効率の悪い強制的な充電が行なわれることになり、燃費が大幅に悪化する。このような電動機走行は過剰な電動機走行であったと推定することができる。そのため、このような場合に、運転操作評価手段がドライバーの運転操作に燃費悪化の要因があると評価することにより、過剰な電動機走行による燃費悪化を分析することが可能となる。

また、ハイブリッド車両の加速時において電動機走行中に内燃機関が始動されてハイブリッド走行が行なわれたときであって、ハイブリッド走行による加速で消費した消費エネルギーと、内燃機関の始動で消費した消費エネルギーとの和が所定の閾値未満であるときに、運転操作評価手段がドライバーの運転操作に燃費悪化の要因があると評価したときは、走行支援手段は、内燃機関がより始動されにくくなるように走行支援を行なうことが好適である。

この構成によれば、運転操作評価手段がドライバーの運転操作に燃費悪化の要因があると評価したときは、無駄なエンジン始動であったと推定することができるため、走行支援手段は、内燃機関がより始動されにくくなるように走行支援を行なう。これにより、無駄なエンジン始動を低減して燃費を向上させることが可能となる。

また、内燃機関が始動されてハイブリッド走行が行なわれた後に内燃機関が停止され内燃機関が再び始動されたときであって、内燃機関が停止されていた時間が所定の閾値未満であるときに、運転操作評価手段がドライバーの運転操作に燃費悪化の要因があると評価したときは、走行支援手段は、内燃機関がより停止されにくくなるように走行支援を行なうことが好適である。

この構成によれば、運転操作評価手段がドライバーの運転操作に燃費悪化の要因があると評価したときは、無駄なエンジン停止であったと推定することができるため、走行支援手段は、内燃機関がより停止されにくくなるように走行支援を行なう。これにより、無駄なエンジン停止を低減して燃費を向上させることが可能となる。

ハイブリッド車両の加速時において電動機走行の消費エネルギーが所定の閾値を超えているときに、運転操作評価手段がドライバーの運転操作に燃費悪化の要因があると評価したときは、走行支援手段は、電動機走行からハイブリッド走行に切り換わり易くなるように走行支援を行なうことが好適である。

この構成によれば、運転操作評価手段がドライバーの運転操作に燃費悪化の要因があると評価したときは、過剰な電動機走行であったと推定することができるため、走行支援手段は、電動機走行からハイブリッド走行に切り換わり易くなるように走行支援を行なう。これにより、過剰な電動機走行を低減して燃費を向上させることが可能となる。

本発明の走行支援装置によれば、ドライバーの運転操作による電動機走行及びハイブリッド走行のいずれが妥当な駆動方式であったのかを燃費の観点からより適切に評価することが可能となる。

第１実施形態に係る車両制御装置の構成を示すブロック図である。 第１実施形態に係る車両制御装置が行なう処理全体を示すフローチャートである。 図２の燃費悪化要因を検出する処理を示すフローチャートである。 ＥＶ走行領域とハイブリッド走行領域とにおける時間と車両の駆動力との関係を示すグラフ図である。 エンジンがＯＮ状態における時間とエンジン動作状態との関係を示すグラフ図である。 ＳＯＣ量と無駄なエンジン始動を判定する閾値との関係を示すグラフ図である。 エンジンがＯＦＦ状態における時間とエンジン動作状態との関係を示すグラフ図である。 燃費悪化要因ごとのアドバイス例と車両特性の適応による支援例とを示す表である。 ドライバーの運転傾向に応じて変更されるアクセル開度に対する車両の駆動力の特性を示すグラフ図である。 第２実施形態に係る車両制御装置の構成を示すブロック図である。 第２実施形態に係る車両制御装置が行なう処理を示すフローチャートである。 走行するシーンと記録されたシーンとの類似度に応じて変更されるアクセル開度に対する車両の駆動力の特性を示すグラフ図である。

以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１に示すように、本発明の第１実施形態に係る走行支援装置は、車両制御装置１ａとしてエンジン２及びモータ３を搭載してエンジン２又はモータ３の駆動により走行可能なハイブリッド車両に設置されている。モータ３は、バッテリ５から電力供給を受けて駆動する電動機であり、減速機６を介して駆動輪７に機械的に接続され、駆動輪７に駆動力を伝達する。エンジン２は、動力分配機構８及び減速機６を介して駆動輪７に機械的に接続され、駆動輪７に駆動力を伝達する。動力分配機構８としては、例えば遊星歯車機構が用いられる。

動力分配機構８には、ジェネレータ９が接続されている。ジェネレータ９は、エンジン２又は駆動輪７の駆動力を受けて発電する。ジェネレータ９及びモータ３は、インバータ１０を介してバッテリ５に対し電気的に接続されている。ジェネレータ９により発電された交流電力は、インバータ１０により直流変換されてバッテリ５に充電される。このとき、バッテリ５は、ジェネレータ９が発電した電力を蓄電する。バッテリ５の直流電力は、インバータ１０により交流変換されてモータ３に供給され、その交流電力の供給によりモータ３が駆動する。

車両制御装置１ａには、エンジンＥＣＵ２０、ハイブリッドＥＣＵ３０及びモータＥＣＵ４０が設けられている。エンジンＥＣＵ２０は、ハイブリッドＥＣＵ３０からの駆動要求に従い、エンジン２のスロットル開度指令信号を出力する制御器である。モータＥＣＵ４０は、ハイブリッドＥＣＵ３０からの駆動要求に従い、インバータ１０を通じてモータ３の駆動信号を出力する制御器であり、インバータ１０と接続されている。

ハイブリッドＥＣＵ３０は、車速センサ７１により検出された車速、アクセル開度センサ７２により検出されたアクセル開度（アクセルペダルの踏量）などから必要なエンジン出力、モータトルクなどを演算し、エンジンＥＣＵ２０、モータＥＣＵ４０に駆動要求信号を出力し、エンジン２及びモータ３の駆動を制御する制御器である。ハイブリッドＥＣＵ３０は、ハイブリッド車両が、エンジン効率の悪い低負荷領域（特に発進時や極低速時）には、エンジン２を始動せずにモータ３のみで車両の駆動を行う（ＥＶ走行）。ハイブリッドＥＣＵ３０は、車速がエンジン効率が良くなる高速度領域に達したら大きなトルクを出力することができるエンジン２を始動し、モータ３を停止する（エンジン走行）。また、加速時や登坂時等に大きな出力が必要なときは、エンジン２及びモータ３を同時に駆動し、所望の出力を取得する（ハイブリッド走行）。

また、ハイブリッドＥＣＵ３０は、バッテリ５の充電量、即ちＳＯＣ（State of Charge）値について所定の目標値である目標バッテリ残量を設定し、設定した所定の目標バッテリ残量に保つように制御する制御器として機能する。例えば、バッテリ５のＳＯＣ値を検出し、そのＳＯＣ値が設定した目標バッテリ残量となるように適宜エンジン出力を調整して発電を行い、ＳＯＣ値を制御する。

さらに、ハイブリッドＥＣＵ３０は、後述するように燃費の観点からドライバーの運転操作を評価する。ハイブリッドＥＣＵ３０は、ドライバーの運転操作の評価に基づき、ドライバーの運転操作の誘導による走行支援の内容を選択する。また、ハイブリッドＥＣＵ３０は、ドライバーの運転操作の評価に基づき、ドライバーの運転操作に介入し、ドライバーの運転操作によらずにハイブリッド車両の走行制御を行なう。

なお、図１では、エンジンＥＣＵ２０、ハイブリッドＥＣＵ３０、モータＥＣＵ４０がそれぞれ別体に設けられているが、これらの全部又は一部が一体に構成されていてもよい。

車両には、ＥＶ（Electric Vehicle）走行スイッチ５１が設置されている。ＥＶ走行スイッチ５１は、車両の運転者の意思により電動機走行を可能とするスイッチである。このＥＶ走行スイッチ５１が運転者によりオンされることにより、車両がＥＶ走行モードとなり、モータ３の駆動によるＥＶ走行が可能となる。すなわち、ＥＶ走行スイッチ５１のオンにより、車両が強制的にＥＶ走行モード（モータ３のみの駆動力により走行するモード）となる。これにより、通常ではエンジン２が作動すべき状態であっても、強制的にエンジン２が停止され、それと同時にモータ３が駆動して車両走行が行われる。

車両には、充電スイッチ５２が設置されている。充電スイッチ５２は、車両の運転者の意思によりバッテリ５の目標充電量を高く設定してバッテリ５の蓄電量を増加させるスイッチである。この充電スイッチ５２が運転者によりオンされることにより、車両が充電モードとなり、ハイブリッドＥＣＵ３０に記憶される目標充電量が増加され、適宜エンジン出力が調整されジェネレータ９の発電によりバッテリ５のＳＯＣ値が通常時より増加した値とされる。

インバータ１０とバッテリ５を接続する配線の途中には、電流センサ５３が設けられている。電流センサ５３は、インバータ１０、バッテリ５間に流れる電流量を検出する。電流センサ５３の出力信号に基づいて、バッテリ５のＳＯＣ値が算出される。また、バッテリ５は、ハイブリッドＥＣＵ３０に接続されており、その蓄電電圧はハイブリッドＥＣＵ３０に入力されている。この電圧値は、ＳＯＣ値の算出において補正値として用いられる。

車両には、表示部６１が設けられている。表示部６１は、ＬＣＤ（liquidcrystal display：液晶表示器）などの表示機器や音声スピーカにより構成される。表示部６１には、ハイブリッドＥＣＵ３０により評価されたドライバーの運転操作の評価の内容が映像や音声により表示される。また、表示部６１には、ハイブリッドＥＣＵ３０が選択したドライバーの運転操作を誘導するためのアドバイスが映像や音声により表示される。

また、表示部６１は、充電モード、ＥＶ走行モード及びハイブリッド走行モードを表示し運転者に車両状態を知らせる。この表示部６１は、例えば充電モード表示用ランプ、ＥＶ走行モード表示用ランプ及びハイブリッド走行モード表示用ランプなどが用いられ、運転者が視認しやすいようにインストルメントパネルに設置される。充電モード表示用ランプは、充電モード時の充電中のときに点滅表示され、充電モード時の充電完了のときに点灯表示とされ、充電モード時以外のときには消灯される。ＥＶ走行モード表示用ランプは、ＥＶ走行モード時に点灯表示され、ＥＶ走行モード以外のときには消灯される。ハイブリッド走行モード表示用ランプは、ハイブリッド走行モード時に点灯表示され、ハイブリッド走行モード以外のときには消灯される。

車両には、支援制御装置６２が設けられている。支援制御装置６２は、電子スロットル及びバイワイヤアクチュエータ等から構成され、ハイブリッドＥＣＵ３０からの指令信号に従ってドライバーの操作によらずに車両のスロットル、ブレーキ及びステアリング等を制御する。支援制御装置６２は、ハイブリッドＥＣＵ３０からの指令信号に従ってドライバーの操作によらずにエンジン２及びモータ３それぞれの動作を制御する。支援制御装置６２は、ハイブリッドＥＣＵ３０からの指令信号に従い、アクセルペダル、ブレーキペダル及びステアリングホイール等に所定の反力を与えてドライバーの運転操作を誘導する反力アクチュエータから構成されていても良い。

以下、本実施形態の車両制御装置１ａの動作について説明する。まず、本実施形態の車両制御装置１ａの動作の概略について説明する。図２に示すように、車両制御装置１ａは、燃費悪化要因の検出を実施する（Ｓ１）。この燃費悪化要因として、本実施形態では、無駄なエンジン始動加速、無駄なエンジン停止及び過剰なＥＶ走行による加速の３要因について検出する。次に車両制御装置１ａは、燃費の観点からドライバーの運転操作の傾向について推定する（Ｓ２）。ドライバーの運転操作の傾向として、本実施形態では、ドライバーの運転操作における上記の燃費悪化要因それぞれの頻度と、燃費悪化要因それぞれの燃費悪化への寄与度とを推定する。最後に車両制御装置１ａは、ドライバーへのアドバイス等による走行支援を行なう（Ｓ３）。本実施形態では、走行支援としてドライバーへのアドバイスを提示することにより行なう。また、本実施形態では、走行支援として、ドライバーの運転操作に介入し、ドライバーの運転操作によらずに走行制御を行なうことにより行なう。ドライバーの運転操作によらずに走行制御を行なう場合、車両制御装置１ａは、車両制御における車両特性をドライバーの運転操作の傾向へ適応させる。

以下、燃費悪化要因を検出する動作について詳述する。この動作では、加速中にＥＶ走行及びハイブリッド走行で消費したエネルギーの積分量を計算し、計算されたエネルギーの積分量と各閾値とを比較することで、ドライバーの行なった各運転操作が燃費悪化に寄与するものか否かを判定する。

図３に示すように、車両制御装置１ａのハイブリッドＥＣＵ３０は、車速センサ７１及びアクセル開度センサ７１により、車両が加速中であるか否か、すなわち、車両の駆動力＞０であるか否かについて判定する（Ｓ１０１）。車両が加速中である場合（Ｓ１０１）、ハイブリッドＥＣＵ３０は、加速中にエンジン２が始動されるか否か判定する（Ｓ１０２）。本実施形態では、ドライバーがアクセルペダルを踏んで車両が加速される際に、アクセル開度センサ７２が検出したアクセル開度に基づく車両への要求駆動力が、ＳＯＣ等で変更される要求駆動力閾値を超えた場合に、ハイブリッドＥＣＵ３０がエンジンＥＣＵ２０に対して駆動要求を発し、エンジンＥＣＵ２０がエンジン２を始動する。

加速中にエンジン２が始動された場合は（Ｓ１０２）、ハイブリッドＥＣＵ３０は、エンジン２を使ったハイブリッド走行による加速の消費エネルギーを計算する（Ｓ１０３）。なお、本実施形態において、ＥＶ走行及びハイブリッド走行時の消費エネルギーの計算は、図４に示すように、アクセル開度センサ７２が検出したアクセル開度から算出される車両の駆動力を時間により積分し、ハイブリッド走行領域Ｒ_ＨＶあるいはＥＶ走行領域Ｒ_ＥＶの面積を算出することにより算出することができる。

ハイブリッド走行により消費されたエネルギーは、図５に示すようなエンジン２が動作している時間中の消費エネルギーを算出することにより求められる。また、ＥＶ走行及びハイブリッド走行時の消費エネルギーの計算は、エンジン２の燃料消費量やバッテリ５のＳＯＣの減少量から算出することができる。あるいは、ＥＶ走行及びハイブリッド走行時の消費エネルギーの計算は、車両の諸元とアクセル開度等の数値から算出しても良い。

エンジン２が停止された場合（Ｓ１０４）、ハイブリッドＥＣＵ３０は、このエンジン２を始動させたハイブリッド走行による加速が無駄であったか否かを判定する（Ｓ１０５）。ハイブリッドＥＣＵ３０は、ハイブリッド走行による加速が無駄であったか否かの判定について、以下のパラメータを用いる。
Ａ：ハイブリッド走行による加速の消費エネルギー〔Ｊ〕
Ｂ：エンジン２を始動させるために消費したエネルギー〔Ｊ〕
Ｃ：エンジン始動が無駄か否かを判定する閾値〔Ｊ〕

ハイブリッドＥＣＵ３０は、ハイブリッド走行による加速の消費エネルギーＡ＋エンジン２を始動させるために消費したエネルギーＢ＜エンジン始動が無駄か否かを判定する閾値Ｃのときは、無駄なエンジン始動であったと判定する（Ｓ１０６）。一方、ハイブリッドＥＣＵ３０は、ハイブリッド走行による加速の消費エネルギーＡ＋エンジン２を始動させるために消費したエネルギーＢ≧エンジン始動が無駄か否かを判定する閾値Ｃのときは、無駄の無いエンジン始動であったと判定する（Ｓ１０７）。

例えば、比較的大型の車両であると、ハイブリッド走行による加速の単位距離当りの消費エネルギーＡに対して、エンジン２を始動させるために消費するエネルギーＢは比較的に多い。つまり、図４及び５に示すようなエンジン２が動作している時間における消費エネルギーが少ない、短い加速でエンジン２が始動されると、その内の多くの部分が始動に要していることになるため、このような短い加速でエンジン２の始動が繰り返されると大幅に燃費が悪化する。そのため、本実施形態では、このような無駄なエンジン始動を燃費悪化要因として検出する。

ここで、エンジン２を始動させるために消費したエネルギーＢについては、車両の諸元から推定される固定値とすることができる。また、エンジン２を始動させるために損失したＳＯＣ量及び燃料噴射量と、通常のハイブリッド走行時に消費されるＳＯＣ量と燃料噴射量との差分を求めることにより、エンジン２を始動させるために消費したエネルギーＢを求めることができる。

ここで、閾値Ｃについては、例えば、固定値とすることができる。また、図６に示すように、閾値Ｃについては、ＳＯＣ等の車両状態に応じて変更することができる。図６に示すよう、ＳＯＣ基準値近傍のＳＯＣ許容範囲に比べてＳＯＣが枯渇しているなら、閾値Ｃを低めに設定してエンジン２を用いて加速した方が良いこととできる。また、ＳＯＣ基準値近傍のＳＯＣ許容範囲に比べてＳＯＣが過剰であるなら、閾値Ｃを高めに設定してモータ３のみでＥＶ走行により加速した方が良いこととできる。

図３及び７に示すように、ハイブリッドＥＣＵ３０は、エンジン２の停止時間を計測する（Ｓ１０８）。エンジン２が再始動された場合（Ｓ１０９）、エンジン２の停止時間Ｄと無駄なエンジン停止を判定するための再始動時間閾値Ｅとについて、Ｄ＜Ｅの場合（Ｓ１１０）、ハイブリッドＥＣＵ３０は、無駄なエンジン停止であると判定する（Ｓ１１１）。一方、Ｄ≧Ｅの場合、ハイブリッドＥＣＵ３０は無駄の無いエンジン停止であったと判定する（Ｓ１０７）。再始動時間閾値Ｅは、その停止時間だけ停止させずにアイドリング状態でエンジンを回し続けていた場合の燃料噴射量や摩擦損失量から算出されるアイドリング状態での消費エネルギーと、エンジンの再始動に必要なエネルギーとから求めることが出来る。

例えば、比較的大型の車両であると、アイドリング及びエンジンの再始動にかなりのエネルギーが消費される。この場合、アイドリング状態での消費エネルギーがエンジンの再始動の消費エネルギー以上となる時間を再始動時間閾値Ｅとすることができる。このような車両では、エンジンが停止された後に再始動時間閾値Ｅ未満の間にエンジンが再始動されると、その間のアイドリングによる消費エネルギーよりも再始動に要するエネルギーの方が多くなり、再始動に要するエネルギーが無駄となってしまう。そのため、本実施形態では、このような無駄なエンジン停止を燃費悪化要因として検出する。

加速中にエンジン２が始動されなかったときは（Ｓ１０３）、ハイブリッドＥＣＵ３０は、ＥＶ走行による加速中に消費したエネルギーを計算する（Ｓ１１２）。ハイブリッドＥＣＵ３０は、ＥＶ走行による消費エネルギーＦと、過剰なＥＶ加速か否かを判定する閾値Ｇとを比較する（Ｓ１１３）。ＥＶ走行による消費エネルギーＦ＞閾値Ｇであるときは、ハイブリッドＥＣＵ３０は過剰なＥＶ走行による加速であると判定する（Ｓ１１４）。ＥＶ走行による消費エネルギーＦ≦閾値Ｇであるときは、ハイブリッドＥＣＵ３０は妥当なＥＶ走行による加速であると判定する（Ｓ１０７）。

なお、閾値Ｇについては、Ｓ１０５における閾値Ｃと同様に固定値とすることができる。また、図６に示すように、閾値Ｇについては、ＳＯＣ等の車両状態に応じて変更することができる。図６に示すよう、ＳＯＣ基準値近傍のＳＯＣ許容範囲に比べてＳＯＣが枯渇しているなら、閾値Ｇを低めに設定して少しのＥＶ走行による加速も過剰でありエンジン２を用いて加速した方が良いこととできる。また、ＳＯＣ基準値近傍のＳＯＣ許容範囲に比べてＳＯＣが過剰であるなら、閾値Ｇを高めに設定してモータ３のみでＥＶ走行により加速した方が良いこととできる。

例えば、比較的大型の車両であると、車重も重く、モータの消費電力量も大きく、少しのＥＶ走行による加速でも多くのＳＯＣを消費する。その結果、ＳＯＣが枯渇してしまうと、停止中でもエンジンを始動させる必要が生じる。この場合、極めて効率の悪い強制充電が必要となり、燃費が大幅に悪化する。そのため、過剰なＥＶ走行によってＳＯＣが枯渇した状態に陥ることを防ぐために、本実施形態では、このような過剰なＥＶ走行による加速を燃費悪化要因として検出する。

以下、ドライバーの運転傾向を推定する動作について詳述する。この動作では、上述した燃費悪化要因の頻度や、燃費悪化に対する寄与度に基づいてドライバーの運転傾向を推定し、ドライバーへの走行支援の方法を決定する。例えば、車両制御装置１０ａのハイブリッドＥＣＵ３０は、上述した燃費悪化要因それぞれの頻度や、燃費悪化要因それぞれの燃費悪化への寄与度を計算する。

燃費悪化要因それぞれの頻度は、例えば、燃費悪化要因それぞれの単位距離当りの回数等で頻度を算出される。ハイブリッドＥＣＵ３０は、頻度の高い燃費悪化要因からドライバーの運転傾向を推定する。また、燃費悪化要因の単純な頻度だけではなく、燃費悪化要因それぞれの燃費悪化への寄与度として、燃費悪化要因それぞれの中で各閾値との差分等の燃費悪化で失われたエネルギー量が算出される。ハイブリッドＥＣＵ３０は、燃費悪化要因それぞれを比較して寄与度の高い燃費悪化要因からドライバーの運転傾向を推定する。

以下、ドライバーへのアドバイス等による走行支援を行なう動作について詳述する。この動作では、上述したドライバーの運転傾向に対して適切なアドバイスや走行制御を行なうことで燃費を向上させる。検出された燃費悪化要因に対して直接にアドバイスや走行制御を行なっても良いが、ドライバーの運転傾向を推定することで、より精度の高い走行支援が可能となる。例えば、無駄なエンジン始動による加速、過剰なＥＶ走行による加速及び無駄なエンジン停止の順に燃費悪化への寄与度が高い場合は、ハイブリッドＥＣＵ３０は、この順番でドライバーへのアドバイスや走行制御を行なう。

ハイブリッドＥＣＵ３０は、表示部６１を用いて、図８に示すようなアドバイスをドライバーに与えることができる。また、ハイブリッドＥＣＵ３０は、ドライバーの運転操作の傾向に合わせて、ドライバーの運転操作によらずに支援制御出力装置６２により走行制御を行なう。この場合、ハイブリッドＥＣＵ３０は、車両制御における車両特性をドライバーの運転操作の傾向へ適応させる。

図９に示すように、本実施形態では、アクセル開度に対する車両の駆動力は、特性Ｃ１に示すように、アクセル開度に比例して車両の駆動力も増加し、車両の駆動力が所定のエンジン始動閾値を超える場合には、エンジン２が始動され、ＥＶ走行からハイブリッド走行へと移行するように設定されている。しかし、推定されたドライバーの運転操作の傾向から、無駄なエンジン始動が多いドライバーに対しては、ハイブリッドＥＣＵ３０は、特性Ｃ２に示すように、同じアクセル開度でもエンジン２が始動されにくいように特性を変更する。一方、推定されたドライバーの運転操作の傾向から、過剰なＥＶ走行による加速が多いドライバーに対しては、ハイブリッドＥＣＵ３０は、特性Ｃ３に示すように、同じアクセル開度でもエンジン２が始動され易いように特性を変更する。

ハイブリッド車両において、燃費を向上させるためには、エンジンを始動させたハイブリッド走行が必要なのか、ＥＶ走行が適切なのかという使い分けを行なう必要がある。また、このようなハイブリッド走行とＥＶ走行との使い分けについて、ドライバーが適切に判断したり、車両側のシステムからドライバーに支援をする必要がある。

エンジン２を始動して安定して動作させるまでには、燃費悪化に寄与する水準で燃料及びＳＯＣが消費される。また、ＳＯＣを消費してＥＶ走行を行なうと、その消費したＳＯＣをどこかでエンジン２の駆動力により発電して充電する必要がある。もし、車両停止中にエンジン２が始動され、発電のためだけに燃料が使われる強制的な充電では、大きな燃費悪化となる。そのため、エンジンが始動されるハイブリッド走行による加速と、ＥＶ走行による加速とには、トレードオフポイントが存在し、これらを考慮して、加速方法を適切にドライバーにアドバイスしたり、車両自体で走行制御を行なう必要がある。

本実施形態では、モータ３の駆動力のみで走行するＥＶ走行と、モータ３とエンジン２との駆動力で走行するハイブリッド走行とを切り換え可能なハイブリッド車両において、ハイブリッドＥＣＵ３０は、ハイブリッド車両の加速時におけるＥＶ走行及びハイブリッド走行それぞれの消費エネルギーの大きさに基づいてハイブリッド車両のドライバーの運転操作の評価を行なう。このため、モータの駆動力によるＥＶ走行における加速区間と、モータ３とエンジン２との駆動力で走行するハイブリッド走行における加速区間とを分けて、別々に燃費の観点からドライバーの運転操作の評価を行なうことができる。このため、ドライバーの運転操作によるＥＶ走行及びハイブリッド走行のいずれが妥当な駆動方式であったのかを燃費の観点からより適切に評価することが可能となる。

また、本実施形態では、表示部６１及び支援制御出力装置６２が、ハイブリッドＥＣＵ３０によるドライバーの運転操作の評価に基づいて、ドライバーの運転操作の誘導及びドライバーの運転操作によらないハイブリッド車両の走行制御による走行支援を行なうため、燃費の観点からＥＶ走行及びハイブリッド走行のいずれか妥当な駆動方式によって、より適切な走行支援を行なうことができる。

また、本実施形態では、ハイブリッド車両の加速時においてＥＶ走行中にエンジン２が始動されてハイブリッド走行が行なわれたときに、ハイブリッド走行による加速で消費した消費エネルギーＡと、エンジン２の始動で消費した消費エネルギーＢとの和が所定の閾値Ｃ未満であるときは、ハイブリッドＥＣＵ３０は、ドライバーの運転操作に燃費悪化の要因があると評価する。ハイブリッド走行による加速で消費した消費エネルギーＡと、エンジン２の始動で消費した消費エネルギーＢとの和が所定の閾値Ｃ未満であるときは、加速で消費した総消費エネルギーが少ない割にはエンジン２の始動での消費エネルギーが多く、無駄なエンジン始動であったと推定することができる。そのため、このような場合に、ハイブリッドＥＣＵ３０がドライバーの運転操作に燃費悪化の要因があると評価することにより、無駄なエンジン始動による燃費悪化を分析することが可能となる。

つまり、エンジン２の始動及び停止というパワートレインの非線形特性があるため、エンジン始動による加速が無駄になるという燃費悪化要因に対して、本実施形態では、加速時のエネルギー積分量とエンジン始動という状態遷移が起きたかどうかで、そのエンジン始動による加速が燃費悪化に寄与しているか否かを定量的に判定する。

さらに、本実施形態では、ハイブリッドＥＣＵ３０がドライバーの運転操作に燃費悪化の要因があると評価したときは、無駄なエンジン始動であったと推定することができるため、表示部６１及び支援制御出力装置６２は、エンジン２がより始動されにくくなるように走行支援を行なう。これにより、無駄なエンジン始動を低減して燃費を向上させることが可能となる。つまり、ＥＶ走行とハイブリッド走行との変化点をよく超えるドライバーか否かに応じて、走行支援の応答を変えることができる。

また、本実施形態では、エンジン２が始動されてハイブリッド走行が行なわれた後にエンジン２が停止されエンジン２が再び始動されたときに、エンジン２が停止されていた時間が所定の閾値未満であるときは、ハイブリッドＥＣＵ３０は、ドライバーの運転操作に燃費悪化の要因があると評価する。エンジン２が停止されていた時間Ｄが所定の閾値Ｅ未満であるときは、エンジン２を停止させないアイドリングによる消費エネルギーの方がエンジン２の始動での消費エネルギーよりも少なく、無駄なエンジン停止であったと推定することができる。そのため、このような場合に、ハイブリッドＥＣＵ３０がドライバーの運転操作に燃費悪化の要因があると評価することにより、無駄なエンジン停止による燃費悪化を分析することが可能となる。つまり、エンジン２の無駄な停止という燃費悪化要因に対して、本実施形態ではエンジン停止時間Ｄと、エンジンを停止しない場合の燃料消費量と、始動時に要したエネルギー量とを用いて、燃費悪化に寄与するか否かを判定する。

さらに、本実施形態では、ハイブリッドＥＣＵ３０がドライバーの運転操作に燃費悪化の要因があると評価したときは、無駄なエンジン停止であったと推定することができるため、表示部６１及び支援制御出力装置６２は、エンジン２がより停止されにくくなるように走行支援を行なう。これにより、無駄なエンジン停止を低減して燃費を向上させることが可能となる。

また、本実施形態では、ハイブリッド車両の加速時においてＥＶ走行の消費エネルギーが所定の閾値を超えているときは、ハイブリッドＥＣＵ３０は、ドライバーの運転操作に燃費悪化の要因があると評価する。ハイブリッド車両の加速時においてＥＶ走行の消費エネルギーが所定の閾値を超えているときは、多くの充電量が消費される。その結果、充電量が枯渇してしまうと、ハイブリッド車両の停止中でもエンジン２を始動させる必要が生じ、極めて効率の悪い強制的な充電が行なわれることになり、燃費が大幅に悪化する。このようなＥＶ走行は過剰な電動機走行であったと推定することができる。そのため、このような場合に、ハイブリッドＥＣＵ３０がドライバーの運転操作に燃費悪化の要因があると評価することにより、過剰なＥＶ走行による燃費悪化を分析することが可能となる。つまり、過剰なＥＶ走行によって生じるＳＯＣ低下が、効率の悪い充電に移行するという燃費悪化要因に対して、本実施形態では、現在のＳＯＣ量と加速時のエネルギー積分量とを用いて、そのＥＶ走行が燃費悪化に寄与しているかを判定する。

さらに、本実施形態によれば、ハイブリッドＥＣＵ３０がドライバーの運転操作に燃費悪化の要因があると評価したときは、過剰なＥＶ走行であったと推定することができるため、表示部６１及び支援制御出力装置６２は、ＥＶ走行からハイブリッド走行に切り換わり易くなるように走行支援を行なう。これにより、過剰なＥＶ走行を低減して燃費を向上させることができる。つまり、この点でも、ＥＶ走行とハイブリッド走行との変化点をよく超えるドライバーか否かに応じて、走行支援の応答を変えることができる。

以下、本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態では、ドライバーの過去の運転操作の評価における燃費が所定の度合よりも悪化した走行シーンに対して、ハイブリッド車両が同一又は類似する走行シーンを走行するときのみ、走行支援を行なう。図１０に示すように、本実施形態の車両制御装置１０ｂのハイブリッドＥＣＵ３０には、舵角センサ８１及び勾配センサ８２が接続されている。舵角センサ８１は、車両が走行する道路の曲率を検出するために用いられる。勾配センサ８２は、車両が走行する道路の勾配を検出するために用いられる。

また、ＧＰＳ９２及び地図情報ＤＢ９３が設置されている。ＧＰＳ９２は、ＧＰＳ（Global Positioning System）衛星からの信号を受信することにより、自車両の測位を行うためのものである。地図情報ＤＢ９３は、地図情報を記憶したデータベースである。ＧＰＳ９２及び地図情報ＤＢ９３は、ハイブリッドＥＣＵ３０に接続されている。ハイブリッドＥＣＵ３０は、ＧＰＳ９２及び地図情報ＤＢ９３により、車両が走行する道路の標高、曲率、傾斜等の道路環境に関する情報を取得する。また、ハイブリッドＥＣＵ３０には、通信機９１が接続されている。ハイブリッドＥＣＵ３０は通信機９１により、他車両や路側施設と通信し、車両が走行する道路の標高、曲率、傾斜等の道路環境に関する情報を取得する。

さらにハイブリッドＥＣＵ３０は、車両が走行する道路の所定箇所の曲率、傾斜等の走行シーンを記録するためのデータベースを有する。

以下、本実施形態の車両制御装置１０ｂの動作について説明する。図１１に示すように、車両制御装置１０ｂのハイブリッドＥＣＵ３０は、上記第１実施形態と同様に燃費悪化要因を検出する（Ｓ２０１）。燃費悪化要因が検出された場合（Ｓ２０１）、ハイブリッドＥＣＵ３０は、通信機９１、ＧＰＳ９２及び地図情報ＤＢ９３を用いて当該場所の位置情報や勾配、曲率等の走行シーンに関する情報を取得し、記録する（Ｓ２０２）。ハイブリッドＥＣＵ３０は、通信機９１、ＧＰＳ９２及び地図情報ＤＢ９３により、すでに記録された位置を通過したことを検出したときは（Ｓ２０３）、上記第１実施形態と同様に、燃費悪化要因に対するアドバイスや走行制御による走行支援を実施する（Ｓ２０４）。

すでに記録された位置を通過したことが検出されない場合であっても（Ｓ２０３）、ハイブリッドＥＣＵ３０は、すでに記録された位置の走行シーンと類似した走行シーンの場所を車両が通過していることが判定される場合は（Ｓ２０５）、燃費悪化要因に対するアドバイスや走行制御による走行支援を走行シーンの類似度を考慮して実施する（Ｓ２０６）。

走行シーンの類似度は、道路の勾配、曲率、同程度の曲率のカーブの連続数等の数値が近似しているか否かにより、判定することができる。

走行シーンの類似度を考慮した走行支援について、以下説明する。例えば、同程度の曲率のカーブの連続数がすでに記録された走行シーンと近似している場所を車両が走行中の場合を想定する。すでに記録された走行シーンにおいては、カーブが連続しているため、エンジン２が過剰に始動され、燃費悪化要因となり、記録されている。しかし、現在の走行シーンにおけるカーブの連続数は、すでに記録されている走行シーンに比べて少ないものとする。このような場合は、ハイブリッドＥＣＵ３０は、図１２に示すように、特性Ｃ２をよりエンジン２が始動されやすいように修正して、上記第１実施形態と同様に走行支援を行なう。

本実施形態では、表示部６１及び支援制御出力装置６２は、ハイブリッドＥＣＵ３０によるドライバーの過去の運転操作の評価における燃費が所定の度合よりも悪化した走行シーンに対して、ハイブリッド車両が同一の走行シーン又は類似する走行シーンのいずれかを走行するときのみ、走行支援を行なうため、燃費が悪化するシーン以外でドライバーの運転操作を誘導する音声によるアドバイス等の不要な走行支援が行なわれ、ドライバーに不快感又は違和感を与えることを防止することができる。つまり、ドライバーが本当は加速したいのに、なかなか加速することができない等の違和感が生じることを防止することができる。また、本実施形態では、全ての状況で走行支援を行なうのではなく、過去に燃費悪化要因が生じた走行シーンやそれに類似する走行シーンのみで走行支援が行なわれるため、ドライバーに燃費向上に対する知識やモチベーションが乏しい場合においても、燃費を向上させる運転についてドライバーを啓蒙する効果が期待できる。

尚、本発明は、上記した実施の形態に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変更を加え得ることは勿論である。

１ａ，１ｂ…車両制御装置、２…エンジン、３…モータ、５…バッテリ、６…減速機、７…駆動輪、８…動力分配機構、９…ジェネレータ、１０…インバータ、２０…エンジンＥＣＵ、３０…ハイブリッドＥＣＵ、４０…モータＥＣＵ、５１…ＥＶ走行スイッチ、５２…充電スイッチ、５３…電流センサ、６１…表示部、６２…支援制御出力装置、７１…車速センサ、７２…アクセル開度センサ、８１…舵角センサ、８２…勾配センサ、９１…通信機、９２…ＧＰＳ。

Claims (9)

1. 電動機の駆動力のみで走行する電動機走行と、前記電動機と内燃機関との駆動力で走行するハイブリッド走行とを切り換え可能なハイブリッド車両において、
   前記ハイブリッド車両の加速時に、前記電動機走行の消費エネルギーの大きさに基づいた前記ハイブリッド車両のドライバーの運転操作の評価と、前記ハイブリッド走行の消費エネルギーの大きさに基づいた前記ハイブリッド車両のドライバーの運転操作の評価とを行なう運転操作評価手段を備えた走行支援装置。
2. 前記運転操作評価手段による前記ドライバーの運転操作の評価に基づいて、前記ドライバーの運転操作の誘導及び前記ドライバーの運転操作によらない前記ハイブリッド車両の走行制御の少なくともいずれかによる走行支援を行なう走行支援手段をさらに備えた、請求項１に記載の走行支援装置。
3. 前記走行支援手段は、前記運転操作評価手段による前記ドライバーの過去の運転操作の評価における燃費が所定の度合よりも悪化した走行状況に対して、前記ハイブリッド車両が同一の前記走行状況及び類似する前記走行状況のいずれかを走行するときのみ、前記走行支援を行なう、請求項２に記載の走行支援装置。
4. 前記ハイブリッド車両の加速時において前記電動機走行中に前記内燃機関が始動されて前記ハイブリッド走行が行なわれたときに、前記ハイブリッド走行による加速で消費した消費エネルギーと、前記内燃機関の始動で消費した消費エネルギーとの和が所定の閾値未満であるときは、
   前記運転操作評価手段は、前記ドライバーの運転操作に燃費悪化の要因があると評価する、請求項２又は３に記載の走行支援装置。
5. 前記内燃機関が始動されて前記ハイブリッド走行が行なわれた後に前記内燃機関が停止され前記内燃機関が再び始動されたときに、前記内燃機関が停止されていた時間が所定の閾値未満であるときは、
   前記運転操作評価手段は、前記ドライバーの運転操作に燃費悪化の要因があると評価する、請求項２〜４のいずれか１項に記載の走行支援装置。
6. 前記ハイブリッド車両の加速時において前記電動機走行の消費エネルギーが所定の閾値を超えているときは、
   前記運転操作評価手段は、前記ドライバーの運転操作に燃費悪化の要因があると評価する、請求項２〜５のいずれか１項に記載の走行支援装置。
7. 前記運転操作評価手段が前記ドライバーの運転操作に燃費悪化の要因があると評価したときは、
   前記走行支援手段は、前記内燃機関がより始動されにくくなるように前記走行支援を行なう、請求項４に記載の走行支援装置。
8. 前記運転操作評価手段が前記ドライバーの運転操作に燃費悪化の要因があると評価したときは、
   前記走行支援手段は、前記内燃機関がより停止されにくくなるように前記走行支援を行なう、請求項５に記載の走行支援装置。
9. 前記運転操作評価手段が前記ドライバーの運転操作に燃費悪化の要因があると評価したときは、
   前記走行支援手段は、前記電動機走行から前記ハイブリッド走行に切り換わり易くなるように前記走行支援を行なう、請求項６に記載の走行支援装置。

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