ハイブリッド車両の制御装置
【課題】 車両の進行方向での道路の勾配情報に応じて、モータによる車両の駆動力のアシストを制御して、車両の円滑な走行を維持する。
【解決手段】 本発明は、ハイブリッド車両の制御装置を提供する。その制御装置は、ナビゲーション装置からの勾配情報により車両の進行方向に緩やかな傾斜があると判断され、かつアクセルペダル変化量検出手段により検出されたアクセルペダルの変化量が所定値未満である場合、車両の速度を一定に維持すべきと判定する速度維持判定手段と、ナビゲーション装置からの勾配情報に基づいて、車両の進行方向での勾配負荷を算出する勾配負荷算出手段と、勾配負荷算出手段からの勾配負荷に応じて、モータによる車両の駆動力のアシストを制御するアシスト制御手段と、を備える。
【解決手段】 本発明は、ハイブリッド車両の制御装置を提供する。その制御装置は、ナビゲーション装置からの勾配情報により車両の進行方向に緩やかな傾斜があると判断され、かつアクセルペダル変化量検出手段により検出されたアクセルペダルの変化量が所定値未満である場合、車両の速度を一定に維持すべきと判定する速度維持判定手段と、ナビゲーション装置からの勾配情報に基づいて、車両の進行方向での勾配負荷を算出する勾配負荷算出手段と、勾配負荷算出手段からの勾配負荷に応じて、モータによる車両の駆動力のアシストを制御するアシスト制御手段と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド車両の制御装置に関し、より具体的には、車両の進行方向での道路の勾配情報に応じて、モータによる車両の駆動力のアシストを制御する、ハイブリッド車両の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、ハイブリッド車両のオートクルーズ制御装置を開示する。この制御装置は、路面状況に応じてモータによりエンジンを駆動補助し、あるいはモータを回生作動させて目標車速を維持することを開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１５７３０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の発明では、運転者がアクセル操作をしなくても目標車速を維持して走行を行なうことができるオートクルーズ制御装置を用いることが前提となっている。したがって、オートクルーズ制御装置を備えないハイブリッド車両では特許文献１に記載の発明は有効ではない。
【０００５】
そこで、本発明は、オートクルーズ制御装置を備えないハイブリッド車両において、車両の進行方向での道路の勾配情報に応じて、モータによる車両の駆動力のアシストを制御して、車両の円滑な走行を維持することを目的とする。
【０００６】
本発明は、オートクルーズ制御装置を備えないハイブリッド車両において、運転者の走行意図に応じて、モータによる車両の駆動力のアシストを制御して、車両の円滑な走行を維持することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、車両を駆動するための内燃機関およびモータと、アクセルペダルの変化量を検出するアクセルペダル変化量検出手段と、地図データと当該地図データの道路の勾配情報とを格納する記憶手段および車両の現在位置を検出する現在位置検出手段を含むナビゲーション装置とを備えるハイブリッド車両の制御装置を提供する。その制御装置は、ナビゲーション装置からの勾配情報により車両の進行方向に緩やかな傾斜があると判断され、かつアクセルペダル変化量検出手段により検出されたアクセルペダルの変化量が所定値未満である場合、車両の速度を一定に維持すべきと判定する速度維持判定手段と、ナビゲーション装置からの勾配情報に基づいて、車両の進行方向での勾配負荷を算出する勾配負荷算出手段と、勾配負荷算出手段からの勾配負荷に応じて、モータによる車両の駆動力のアシストを制御するアシスト制御手段とを備える。
【０００８】
本発明によれば、車両の進行方向での道路の勾配情報に基づいて算出した勾配負荷に応じて、モータによる車両の駆動力のアシストを制御することにより、オートクルーズ制御装置を備えることなく、駆動力を保持しつつ車両の円滑な走行を維持することができる。特に、緩やかな勾配（緩傾斜）の場合、運転者が勾配に気づかないうちに減速や加速をしてしまうことを防いで、運転者の意思に沿った走行を可能にする。また、モータによって車両の駆動力をアシストするので、無駄に燃料を消費することがない。
【０００９】
本発明の一形態によると、速度維持判定手段により、車両の速度を一定に維持すべきと判定された場合において、勾配負荷算出手段は、勾配負荷に相当するモータによるアシスト量または回生量を算出する。
【００１０】
この本発明の一形態によれば、オートクルーズ制御装置を備えることなく運転者の定速走行の意図を汲み取って、モータによる車両の駆動力のアシストあるいは回生をおこないつつ、定速走行を維持することができる。
【００１１】
本発明の一形態によると、車両の進行方向が登り坂であり、アクセルペダル変化量検出手段により検出されたアクセルペダルの踏込み量が所定値以上である場合、勾配負荷算出手段は、アクセルペダルの踏込み量に対応する駆動力を算出し、当該算出した駆動力と勾配負荷との差分をモータによるアシスト量とする。
【００１２】
この本発明の一形態によれば、アクセルペダルの踏込み量に応じてモータによる駆動力のアシスト量を調整するので、登り坂における運転者の走行意図に応じてモータによるアシスト量を適正化することができる。
【００１３】
本発明の一形態によると、車両の進行方向が下り坂であり、アクセルペダル変化量検出手段により検出されたアクセルペダルの戻し量が所定値以上である場合、勾配負荷算出手段は、アクセルペダルの戻し量に対応する駆動力を算出し、当該算出した駆動力と勾配負荷との差分を前記モータによる回生量とする。
【００１４】
この本発明の一形態によれば、アクセルペダルの踏込み量に応じてモータによる回生量を調整するので、下り坂における運転者の走行意図に応じてモータによる回生量を適正化することができる。
【００１５】
本発明の一形態によると、ハイブリッド車両は、さらに大気圧を検出する大気圧検出手段と、車両の重量を検出する重量検出手段の少なくとも一方を備え、勾配負荷算出手段は、大気圧検出手段により検出された大気圧の減少量および重量検出手段により検出された車両重量の増加量の少なくともいずれか一方に応じて、前記モータによるアシスト量または回生量を補正する。
【００１６】
この本発明の一形態によれば、車両重量または大気圧に応じてモータによるアシスト量または回生量を補正するので、車両重量（人数、搭載量等）や走行場所（平地か高地か等）に応じて車両走行あるいはバッテリへの充電をより適正におこなうことができる。
【００１７】
本発明の一形態によると、ハイブリッド車両は、さらにバッテリの充電量を検出するバッテリ充電量検出手段と、内燃機関の駆動力制御を行う駆動力制御手段と、車両の変速機を制御する変速比制御手段を備え、バッテリ充電量検出手段により検出されたバッテリの充電量が所定の量より少ないとき、アシスト制御手段は、モータによるアシストに代わって、駆動力制御手段による内燃機関の駆動力の制御および変速比制御手段による変速機の変速比の制御の少なくともいずれか一方を指示する。
【００１８】
この本発明の一形態によれば、バッテリの充電量が少ないときは、駆動力制御手段による内燃機関の駆動力の制御あるいは変速比制御手段による変速機の変速比の制御により、勾配負荷に応じた駆動力を提供して、円滑な車両走行を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明のハイブリッド車両全体の構成を示すブロック図である。
【図２】ハイブリッド車両の配置例を示す図である。
【図３】本発明の制御装置とナビゲーション装置の構成例を示すブロック図である。
【図４】本発明の制御装置による制御フローの一例である。
【図５】本発明の制御装置による制御フローの一例である。
【図６】モータによるアシスト量または回生量の補正を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明の実施形態に従う、ハイブリッド車両全体の構成を示すブロック図である。
【００２１】
ハイブリッド車両１００は、エンジン１０あるいはモータ１２により駆動する駆動系１４を含む。モータ１２および駆動系１４はバッテリ１６に接続する。エンジン１０とモータ１２は、それぞれ電子制御ユニット（以下、「ＥＣＵ」）という）１８、１９によって制御される。ＥＣＵ１とＥＣＵ２は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）およびメモリを備えるコンピュータである。この２つのＥＣＵ１、２は、本発明に係る制御装置２０に接続する。制御装置２０は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）およびメモリを備えるコンピュータである。制御装置２０の詳細は後述する。ハイブリッド車両１００は、さらにナビゲーション装置２２、アクセルペダル（図示なし）の変化量を検出するアクセル開度センサ２４、大気圧を検出する大気圧センサ２６および車両重量を検出する重量センサ２８を備える。
【００２２】
図１のハイブリッド車両では、車両の走行状態に応じて、モータ１２を電動機または発電機として機能させる。例えば、運転者がアクセルペダルを踏み込んで加速する場合、モータ１２を電動機として機能させることにより、駆動系１４の駆動をアシストする。減速時においては、モータ１２を発電機として機能させることにより、モータ１２により回生制動力を発生させ、車両の運動エネルギーを電気エネルギーとしてバッテリ１６に充電する。
【００２３】
図２は、ハイブリッド車両の配置例を示す図である。本発明の実施形態では、（ａ）〜（ｃ）のいずれの配置例にも適用可能である。図２（ａ）では、前輪３３側にエンジン１０とモータ１２が配置される。符号３４、３８は差動機（Ｄｉｆｆ）であり、符号４０は変速機である。変速機４０の変速比は変速比制御手段（図示なし）によって制御される。なお、図３以降の説明では、この図２（ａ）の配置を前提にしている。図２（ｂ）では、後輪３６側にもモータ４２が配置される。前輪３３側のモータ１２は前輪３３の駆動をアシストする。後輪３６側のモータ４２は後輪３６の駆動をアシストする。図２（ｃ）では、前輪３３側に２つのモータ１２、４４が配置される。各モータ１２、４４が適時アシスト量を変え、前輪３３の駆動を協働しながら（配分しながら）アシストする。なお、（ａ）〜（ｃ）は一例であり、これらの少なくとも一部を組み合わせた配置でもよい。
【００２４】
図３は、図１の制御装置２０とナビゲーション装置２２の構成例を示すブロック図である。各ブロックの機能は、制御装置２０あるいはナビゲーション装置２２が有するコンピュータによって実現される。なお、この２つの装置は１つの装置として構成してもよい。例えば、制御装置２０の構成をナビゲーション装置２２あるいはＥＣＵ２（符号１９）の中に組み込んでもよい。制御装置２０は、速度維持判定手段５０、勾配負荷算出手段５２およびアシスト制御手段５４を含む。速度維持判定手段５０は、車両の速度を一定に維持すべきか否かを判定する。勾配負荷算出手段５２は、車両の進行方向での勾配負荷を算出する。アシスト制御手段５４は、モータ１２による車両の駆動力のアシストを制御する。制御装置２０は、図１に示したＥＣＵ１、２（符号１８、１９）、アクセル開度センサ２４、大気圧センサ２６および重量センサ２８に接続する。制御装置２０は、さらにバッテリ残量（充電量）センサ３０に接続する。制御装置２０の動作の詳細は後述する。
【００２５】
図３のナビゲーション装置２２は、記憶手段５６、車両の現在位置を検出する現在位置検出手段５８、出力部６０および入力部６２を備える。出力部６０はディスプレイとスピーカを含む。ナビゲーション装置２２には、入力部６２を介して目的地、経由地の情報が入力される。本実施例では、出力部６０のディスプレイはタッチパネル機能を有する。入力部６２は、該タッチパネルによって実現されている。入力部６２としてマイクロフォンを介した音声入力機能を追加してもよい。
【００２６】
ナビゲーション装置２２の記憶手段５６は、任意の記憶手段（記憶媒体、ＨＤＤ等）にて実現される。記憶手段５６は、地図データと当該地図データの道路の勾配情報とを格納する。地図データは、出力部６０の表示画面上に地図画像を描画するのに必要なデータを含む。地図データは、さらに道路の接続状態に関する情報を示す道路データを含む。道路データには、各道路についての属性を示す属性情報が含まれる。属性情報には、道路の種別、道路の形状、道路の勾配に関する情報などが含まれる。道路の勾配情報には、勾配の程度（傾度、緩やかな傾斜、中程度の傾斜、大きい傾斜を分類するフラグなど）、勾配が続く距離などの情報が含まれる。現在位置検出手段５８は、ＧＰＳ信号６４から車両の現在位置を算出する。車速６６あるいはジャイロセンサの信号６８から、他の方法（例えば、自律工法）により車両の現在位置を算出してもよい。
【００２７】
ナビゲーション装置２２は、リアルタイムな交通情報を所定のサーバから取得する通信機能を有する通信部（図示せず）を備えることができる。交通情報には、例えば渋滞、工事、交通規制等に関する情報が含まれる。また、記憶手段５６に格納する地図データと勾配情報は、この通信機能を利用して、リアルタイムな情報として、あるいは定期的な更新情報として取得してもよい。取得した道路情報は記憶手段５６に格納された後、出力部６０のディスプレイに表示され、必要に応じてスピーカから音声として出力される。
【００２８】
図４は、本発明の制御装置２０による制御フローの一例である。図４は車両が登り坂を走行する場合の例である。図４のフローは制御装置２０が内蔵するＣＰＵにより実行される。ステップＳ１０２において、車両の進行方向での道路の緩やかな勾配（傾斜）の有無を判定する。その判定はナビゲーション装置２２からの道路の勾配情報を用いておこなう。その理由は、緩やかな勾配のある道路に進行する前に必要となるアシスト制御を決定するためである。勾配情報には上述した勾配の程度などが含まれる。緩やかな勾配がない場合は、制御は終了する（７０）。
【００２９】
緩やかな勾配の有無の判定は、所定の勾配（Ａ％、例えば３％）に該当するか、あるいは勾配の大きさが所定の範囲（Ｂ％以下、例えば５％以下）にあるか否かにより判定する。これにより、急勾配（登坂）を除いて、緩やかな勾配（緩傾斜）を選択する。この判定基準の内容については、任意に決めることができる。ナビゲーション装置２２から進行方向に緩傾斜渋滞地区があるとの情報が得られた場合に、ステップＳ１０２で緩やかな勾配があると判定してもよい。このように、判定基準を設ける際に、アクセル開度の変化量が小さいときに速度変化を起こしてほしくない傾斜の情報を予め設定しておくのが好ましい。なお、緩やかな勾配の判定基準としては、勾配値と距離情報から現在の駆動力で登り切る（下りの場合は下り切る）までに車速が所定範囲以内で減少（下りの場合は所定範囲以内の増加）するかどうかによって判定しても良い。つまり、勾配値と距離情報から現在の駆動力で登り切る（下りの場合は下り切る）までに、車速が所定範囲以内で減少（下りの場合は所定範囲以内で増加）すると判定される坂道があれば、前方に緩やかな勾配が存在すると判定しても良い。
【００３０】
さらに、ステップＳ１０２の前に、ナビゲーション装置２２から進行方向での高速道路などの自動車専用道路の情報を入手して、当該道路に進入する場合に、ステップＳ１０２の判定をおこなうようにしてもよい。高速道路などでは比較的長く続く緩傾斜が多く、本発明の制御方法が有効となる状況が多いと予測されるからである。
【００３１】
緩やかな勾配があると判定された場合、ステップＳ１０４において、アクセルペダルの変化量が所定値未満であるか判定する。その判定は、図３のアクセル開度センサ２４により検出されたアクセルペダルの変化量を用いておこなう。所定値未満を判断の基準にしているのは、アクセルペダルの変化量が小さい場合に、運転者が定速走行を求めていると推定することができるからである。逆にアクセルペダルの変化量が大きい場合は、運転者の減速あるいは加速の意図を推定することができる。
【００３２】
アクセルペダルの変化量が所定値未満である場合、ステップＳ１０６において、車両の進行方向での勾配負荷を算出する。勾配負荷とは、現在の車速で所定の勾配のある道を走行するために追加的に必要となるエンジン出力（駆動力）を意味する。すなわち、勾配負荷は平地走行に対して勾配がある分だけ余計に必要となる出力である。その算出は、ナビゲーション装置からの勾配情報等に基づいて、以下のように行う。現在の車速は、ナビゲーション装置２２から得られる現在の（走行中の）車速６６から求める。所定の勾配は、ステップ１０２で得た勾配（傾き）である。登坂での現在の車速での定速走行に必要なトータルなエンジン出力Ｐｔｕは、現在の走行（平地走行）に必要なエンジン出力Ｐｆｕよりも大きくなる。したがって、駆動力の単位として得られる勾配負荷Ｐｓｕ［Ｎ・ｍ］は、トータルなエンジン出力Ｐｔｕと現在の走行での出力Ｐｆｕとの差分として式（１）により得ることができる。
Ｐｓｕ＝Ｐｔｕ−Ｐｆｕ （１）
【００３３】
アクセルペダルの変化量が所定値未満である場合、運転者の定速走行の意思を推認することができる。ここで、所定値とは数％（例えば、約４％）程度である。つまり、運転手が意識してアクセルペダルを操作したと判定できる変化量以下を意味する。したがって、定速走行を維持するために、（１）式で求めた勾配負荷Ｐｓｕ［Ｎ・ｍ］の分だけ、モータ１２によってエンジン出力をアシストする必要がある。すなわち、駆動力の単位として得られるモータによるアシスト量Ｐｍ［Ｎ・ｍ］は、勾配負荷Ｐｓｕ［Ｎ・ｍ］に等しくなる（（２）式）。
Ｐｍ＝Ｐｓｕ （２）
【００３４】
このようにして得られるモータによるアシスト量Ｐｍにより、登り坂において定速走行に必要となる出力を確保することができるので、運転者の意思に反した減速しいては渋滞の発生を回避することができる。これにより、従来のオートクルーズ制御装置を備えていない場合でも、登り坂において運転者の走行意図に沿った定速運転が可能になる。
【００３５】
アクセルペダルの変化量が所定値以上である場合、ステップＳ１０８において、アクセルペダルの変化の方向を判定する。アクセルペダルが、アクセルペダルを踏み込む方向に変化している場合、ステップＳ１１０に進む。ステップＳ１１０では、アクセルペダルの踏み込み量に対応するエンジン出力Ｐｓａを算出する。次にステップＳ１１２において、最初にステップＳ１０６の場合と同様に、式（１）を用いて、定速走行に必要なトータルなエンジン出力Ｐｔｕと現在の走行での出力Ｐｆｕから勾配負荷Ｐｓｕ［Ｎ・ｍ］算出する。次に、モータ１２によるエンジン出力のアシスト量Ｐｍ［Ｎ・ｍ］を、式（３）により算出する。
Ｐｍ＝Ｐｓｕ−Ｐｓａ （３）
【００３６】
式（２）と（３）から明らかなように、アクセルペダルの踏み込み量に対応するエンジン出力Ｐｓａの分だけモータ１２による駆動力のアシスト量Ｐｍが小さくなる。
【００３７】
アクセルペダルが所定量以上踏み込まれる場合は、運転者の増速意思あるいはより積極的な定速走行の意思を推認することができる。（３）式のモータによるアシスト量Ｐｍを求めることにより、登り坂において出力が落ちてしまうことを回避できるので、運転者の意思に沿った走行を確保することができる。
【００３８】
アクセルペダルが、アクセルペダルを戻す方向に変化している場合（アクセルペダルを解放する場合も含む）、モータ１２によるアシスト制御は行わない（７２）。運転者の減速走行の意思を推認できるからである。
【００３９】
次に、ステップＳ１１４において、算出したアシスト量Ｐｍが正の値を有するか判定する。本ケースは登坂を対象としているので、式（１）、（２）よりアシスト量Ｐｍは正の値を有する場合が多いと予想される。アシスト量Ｐｍが正の値を有さない場合は、アクセルペダルの踏み込み量が大きく（Ｐｓａが大）、式（３）で計算されるアシスト量Ｐｍがゼロ以下になる場合である。アシスト量Ｐｍが正の値を有さない場合、モータ１２によるアシスト制御は行わない（７４）。アシスト量Ｐｍが正の値を有する場合、次のステップＳ１１６に進む。
【００４０】
ステップＳ１１６において、モータ１２による駆動力のアシストの是非（可能性）を判定する。バッテリ残量（充電量）センサ３０（図３）により検出されたバッテリの充電量が所定の量より大きい場合、ステップＳ１１８において、ＥＣＵ２（図１）に対して、モータ１２によるアシスト制御を指示する。より具体的には、ＥＣＵ２に対して、算出したアシスト量Ｐｍ分だけモータ１２によってエンジン１０の出力をアシストさせる指示を出す。なお、所定の量は任意に設定することができるが、例えば、アシスト量Ｐｍに対応した充電量（電力）として設定することができる。
【００４１】
バッテリ残量（充電量）センサ３０により検出されたバッテリの充電量が所定の量より少ない場合、モータ１２によるアシストはおこなわない。その代わりに、ステップＳ１２０において、ＥＣＵ１（図１）に対して、エンジン１０の出力制御または変速機４０の変速比の制御の少なくとも一方を指示する。より具体的には、ＥＣＵ１（図１）に対して、算出したアシスト量Ｐｍ分だけエンジン１０の出力を増加させる指示を出す。エンジン出力は、例えば、スロットル弁の開度を大きくするおよび（または）吸気バルブのリフト量を大きくして、吸気量を増やすことにより増加させることができる。あるいは、出力トルクが増加するように変速機４０の変速比を下げる（シフトダウン）指示を出す。
【００４２】
図５は、本発明の制御装置２０による制御フローの他の例である。図５は車両が下り坂を走行する場合の例である。図５のフローは制御装置２０が内蔵するＣＰＵにより実行される。なお、図５のフローは図４のフローと基本的に同様な部分が多いので、以下の説明では、図４と重複する場合はその記載を簡略化している。ステップＳ２０２において、車両の進行方向での道路の緩やかな勾配の有無を判定する。判定方法は図４のステップＳ１０２と同様である。緩やかな勾配がない場合は、制御は終了する（７６）。なお、図４の場合と同様な理由から、ステップＳ２０２の前に、ナビゲーション装置２２から進行方向の高速道路などの自動車専用道路の情報を入手して、当該道路に進入する場合に、ステップＳ２０２の判定をおこなうようにしてもよい。
【００４３】
緩やかな勾配があると判定された場合、ステップＳ２０４において、アクセルペダルの変化量が所定値未満であるか判定する。その判定方法は、図４のステップＳ１０４と同様である。アクセルペダルの変化量が所定値未満である場合、ステップＳ２０６において、車両の進行方向での勾配負荷を算出する。その算出方法は、図４のステップＳ１０６と同様である。下り坂の場合、定速走行に必要なトータルなエンジン出力Ｐｔｄは、現在の走行（平地走行）の場合に必要なエンジン出力Ｐｆｄよりも小さくなる。したがって、駆動力の単位として得られる勾配負荷Ｐｓｄ［Ｎ・ｍ］は、トータルなエンジン出力Ｐｔｄと現在の走行での出力Ｐｆｄとの差分として式（４）により得ることができる。
Ｐｓｄ＝Ｐｆｄ−Ｐｔｄ （４）
【００４４】
アクセルペダルの変化量が所定値未満である場合、運転者の定速走行の意思を推認することができる。したがって、定速走行を維持するために、（４）式で求めた勾配負荷Ｐｓｄ［Ｎ・ｍ］に相当する電気量（電力）をバッテリ１６に充電する（回生する）。すなわち、駆動力の単位として得られるモータによる回生Ｃｍ［Ｎ・ｍ］は、（４）式で求めた勾配負荷Ｐｓｄ［Ｎ・ｍ］に等しくなる（（５）式）。
Ｃｍ＝Ｐｓｄ （５）
【００４５】
このようにして得られるモータによる回生量Ｃｍにより、下り坂において定速走行に不要となる出力を回生に回すことができるので、運転者の意思に反した加速を回避することができる。これにより、従来のオートクルーズ制御装置を備えていない場合でも、下り坂において運転者の走行意図に沿った定速運転が可能になる。
【００４６】
アクセルペダルの変化量が所定値以上である場合、ステップＳ２０８において、アクセルペダルの変化の方向を判定する。アクセルペダルが、アクセルペダルを戻す方向に変化している場合、ステップＳ２１０において、アクセルペダルの戻し量に対応するエンジン出力Ｐｓｒを算出する。なお、ここでの戻しは、アクセルペダルの解放には至らない適度な量での戻しを意味する。次にステップＳ２１２において、最初にステップＳ２０６の場合と同様に、式（４）を用いて、定速走行に必要なトータルなエンジン出力Ｐｔｄと現在の走行での出力Ｐｆｄから勾配負荷Ｐｓｄ［Ｎ・ｍ］算出する。次に、駆動力の単位として得られるモータ１２による回生量Ｃｍ［Ｎ・ｍ］を、式（６）により算出する。
Ｃｍ＝Ｐｓｄ−Ｐｓｒ （６）
【００４７】
式（５）と（６）から明らかなように、アクセルペダルの戻し量に対応するエンジン出力Ｐｓｒの分だけモータ１２による回生量Ｃｍが小さくなる。
【００４８】
アクセルペダルが所定量以上戻された場合、運転者の減速意思あるいはより積極的な定速維持の意思を推認することができる。（６）式のモータによる回生量Ｃｍを求めることにより、下り坂において出力が必要以上に出てしまうことを回避でき、運転者の意思に沿った走行を確保することができる。
【００４９】
アクセルペダルが、アクセルペダルを踏み込む方向に変化している場合、モータ１２によるアシスト制御は行わない（７８）。運転者の加速走行の意思を推認できるからである。
【００５０】
アクセルペダルが開放された場合、下り坂においてエンジン１０にブレーキがかかった状態になる。ステップＳ２１４において、そのエンジン・ブレーキ分の出力Ｐｂ［Ｎ・ｍ］がモータ１２による回生量Ｃｍとなる。
【００５１】
次に、ステップＳ２１６において、算出した回生量Ｃｍが正の値を有するか判定する。本ケースは下り坂を対象としているので、式（４）、（５）より回生量Ｃｍは正の値を有する場合が多いと予想される。回生量Ｃｍが正の値を有さない場合は、アクセルペダルの戻し量が大きく（Ｐｓｒが大）、式（６）で計算される回生量Ｃｍがゼロ以下になる場合である。回生量Ｃｍが正の値を有さない場合、モータ１２によるアシスト制御（回生）は行わない（８０）。回生量Ｃｍが正の値を有する場合、次のステップＳ２１８に進む。
【００５２】
ステップＳ２１８において、モータ１２による回生の是非（可能性）を判定する。バッテリ充電量センサ３０（図３）により検出されたバッテリの充電量が所定の量（上限値）より小さい場合、ステップＳ２２０において、ＥＣＵ２（図１）に対して、モータ１２による回生制御を指示する。より具体的には、ＥＣＵ２に対して、モータ１２によって算出した回生量Ｃｍ分だけバッテリ１６に充電させる指示を出す。
【００５３】
検出されたバッテリの充電量が所定の量（上限値）を満たしている場合、モータ１２による回生はおこなわない。バッテリの充電量が既に飽和しているからである。代わって、ステップＳ２２２において、ＥＣＵ１（図１）に対して、エンジン１０の出力制御または変速機４０の変速比の制御の少なくとも一方を指示する。より具体的には、ＥＣＵ１（図１）に対して、算出したアシスト量Ｃｍ分だけエンジン１０の出力を減少させる指示を出す。エンジン出力は、例えば、スロットル弁の開度を小さくするおよび（または）吸気バルブのリフト量を小さくして、吸気量を減らすことにより減少させることができる。あるいは、エンジン・ブレーキを強めるために変速機４０の変速比を下げる（シフトダウン）指示を出す。
【００５４】
このように、運転者が気づかないような緩やかな勾配（緩傾斜）において、運転者が意図していない減速や加速を防ぐことができる。また、運転者が緩傾斜を意識はしたものの、エンジン出力の増加量が少ない場合でも、現在の速度を維持することができるので、運転者の走行意思から大きく逸れるような走行になってしまうことを防ぐことができる。
【００５５】
図６は、モータ１２によるアシスト量または回生量の補正を説明するための図である。図６（ａ）は、車両重量と対応する補正係数の関係を示す。車両重量は重量センサ２８（図１）により検出され、制御装置２０に入力される。制御装置２０は、以下の内容に対応した補正をおこなう。具体的には、式（１）〜（３）で算出されるアシスト量Ｐｍまたは式（４）〜（６）で算出される回生量Ｃｍに補正係数が乗算される。車両重量が基本重量を超えるまでは補正係数は１である。基本重量は任意に設定できるが、例えば運転者１人で他の搭載量がほとんど無い場合の車両重量が該当する。車両重量が基本重量を超えると、アシスト量の補正係数は重量の増加に応じて大きくなる。重量の増加に伴って必要となる駆動力が増加するので、その駆動力の増加に対応させるためである。逆に、回生量の補正係数は、車両重量が基本重量を超えると、重量の増加に応じて小さくなる。同様な理由から、バッテリの充電に回せる回生量が重量の増加に伴って減少するからである。
【００５６】
図６（ｂ）は、大気圧と対応する補正係数の関係を示す。大気圧は大気圧検出手段２６（図１）により検出され、制御装置２０に入力される。制御装置２０は、以下の内容に対応した補正をおこなう。この補正係数は、図６（ａ）の場合と同様に、アシスト量Ｐｍまたは回生量Ｃｍに乗算される。大気圧が１気圧より小さくなるまでは補正係数は１である。大気圧が１気圧より小さくなるにつれてアシスト量の補正係数は大きくなる。気圧が低くなるとエンジンの吸入空気量が減り空燃比が大きくなってエンジン出力が減少するので、その減少分を補う必要があるからである。逆に、回生量の補正係数は、大気圧が１気圧より小さくなるにつれて小さくなる。同様な理由から、バッテリの充電に回せる回生量が気圧の低下に伴って減少するからである。なお、大気圧は標高が高くなるにつれて低くなるので、大気圧をモニターする代わりに、ナビゲーション装置２２を介して取得した標高データを基準として同様な補正をおこなってもよい。
【００５７】
上述した実施形態は一例でありこれに限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で多様な変形が可能である。本発明は、基本的にハイブリッド車両であればいかなる構成の車両にも適用可能である。
【符号の説明】
【００５８】
１０ エンジン
１２、４２ モータ
１４ 駆動系
１６ バッテリ
１８ ＥＣＵ１
１９ ＥＣＵ２
２０ 制御装置
２２ ナビゲーション装置
２４ アクセル開度センサ
２６ 大気圧センサ
２８ 重量センサ
３０ バッテリ充電量センサ
３３ 前輪
３４、３８ 差動機
３６ 後輪
４０ 変速機
６０ 出力部
６２ 入力部
１００ ハイブリッド車両
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド車両の制御装置に関し、より具体的には、車両の進行方向での道路の勾配情報に応じて、モータによる車両の駆動力のアシストを制御する、ハイブリッド車両の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、ハイブリッド車両のオートクルーズ制御装置を開示する。この制御装置は、路面状況に応じてモータによりエンジンを駆動補助し、あるいはモータを回生作動させて目標車速を維持することを開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１５７３０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の発明では、運転者がアクセル操作をしなくても目標車速を維持して走行を行なうことができるオートクルーズ制御装置を用いることが前提となっている。したがって、オートクルーズ制御装置を備えないハイブリッド車両では特許文献１に記載の発明は有効ではない。
【０００５】
そこで、本発明は、オートクルーズ制御装置を備えないハイブリッド車両において、車両の進行方向での道路の勾配情報に応じて、モータによる車両の駆動力のアシストを制御して、車両の円滑な走行を維持することを目的とする。
【０００６】
本発明は、オートクルーズ制御装置を備えないハイブリッド車両において、運転者の走行意図に応じて、モータによる車両の駆動力のアシストを制御して、車両の円滑な走行を維持することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、車両を駆動するための内燃機関およびモータと、アクセルペダルの変化量を検出するアクセルペダル変化量検出手段と、地図データと当該地図データの道路の勾配情報とを格納する記憶手段および車両の現在位置を検出する現在位置検出手段を含むナビゲーション装置とを備えるハイブリッド車両の制御装置を提供する。その制御装置は、ナビゲーション装置からの勾配情報により車両の進行方向に緩やかな傾斜があると判断され、かつアクセルペダル変化量検出手段により検出されたアクセルペダルの変化量が所定値未満である場合、車両の速度を一定に維持すべきと判定する速度維持判定手段と、ナビゲーション装置からの勾配情報に基づいて、車両の進行方向での勾配負荷を算出する勾配負荷算出手段と、勾配負荷算出手段からの勾配負荷に応じて、モータによる車両の駆動力のアシストを制御するアシスト制御手段とを備える。
【０００８】
本発明によれば、車両の進行方向での道路の勾配情報に基づいて算出した勾配負荷に応じて、モータによる車両の駆動力のアシストを制御することにより、オートクルーズ制御装置を備えることなく、駆動力を保持しつつ車両の円滑な走行を維持することができる。特に、緩やかな勾配（緩傾斜）の場合、運転者が勾配に気づかないうちに減速や加速をしてしまうことを防いで、運転者の意思に沿った走行を可能にする。また、モータによって車両の駆動力をアシストするので、無駄に燃料を消費することがない。
【０００９】
本発明の一形態によると、速度維持判定手段により、車両の速度を一定に維持すべきと判定された場合において、勾配負荷算出手段は、勾配負荷に相当するモータによるアシスト量または回生量を算出する。
【００１０】
この本発明の一形態によれば、オートクルーズ制御装置を備えることなく運転者の定速走行の意図を汲み取って、モータによる車両の駆動力のアシストあるいは回生をおこないつつ、定速走行を維持することができる。
【００１１】
本発明の一形態によると、車両の進行方向が登り坂であり、アクセルペダル変化量検出手段により検出されたアクセルペダルの踏込み量が所定値以上である場合、勾配負荷算出手段は、アクセルペダルの踏込み量に対応する駆動力を算出し、当該算出した駆動力と勾配負荷との差分をモータによるアシスト量とする。
【００１２】
この本発明の一形態によれば、アクセルペダルの踏込み量に応じてモータによる駆動力のアシスト量を調整するので、登り坂における運転者の走行意図に応じてモータによるアシスト量を適正化することができる。
【００１３】
本発明の一形態によると、車両の進行方向が下り坂であり、アクセルペダル変化量検出手段により検出されたアクセルペダルの戻し量が所定値以上である場合、勾配負荷算出手段は、アクセルペダルの戻し量に対応する駆動力を算出し、当該算出した駆動力と勾配負荷との差分を前記モータによる回生量とする。
【００１４】
この本発明の一形態によれば、アクセルペダルの踏込み量に応じてモータによる回生量を調整するので、下り坂における運転者の走行意図に応じてモータによる回生量を適正化することができる。
【００１５】
本発明の一形態によると、ハイブリッド車両は、さらに大気圧を検出する大気圧検出手段と、車両の重量を検出する重量検出手段の少なくとも一方を備え、勾配負荷算出手段は、大気圧検出手段により検出された大気圧の減少量および重量検出手段により検出された車両重量の増加量の少なくともいずれか一方に応じて、前記モータによるアシスト量または回生量を補正する。
【００１６】
この本発明の一形態によれば、車両重量または大気圧に応じてモータによるアシスト量または回生量を補正するので、車両重量（人数、搭載量等）や走行場所（平地か高地か等）に応じて車両走行あるいはバッテリへの充電をより適正におこなうことができる。
【００１７】
本発明の一形態によると、ハイブリッド車両は、さらにバッテリの充電量を検出するバッテリ充電量検出手段と、内燃機関の駆動力制御を行う駆動力制御手段と、車両の変速機を制御する変速比制御手段を備え、バッテリ充電量検出手段により検出されたバッテリの充電量が所定の量より少ないとき、アシスト制御手段は、モータによるアシストに代わって、駆動力制御手段による内燃機関の駆動力の制御および変速比制御手段による変速機の変速比の制御の少なくともいずれか一方を指示する。
【００１８】
この本発明の一形態によれば、バッテリの充電量が少ないときは、駆動力制御手段による内燃機関の駆動力の制御あるいは変速比制御手段による変速機の変速比の制御により、勾配負荷に応じた駆動力を提供して、円滑な車両走行を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明のハイブリッド車両全体の構成を示すブロック図である。
【図２】ハイブリッド車両の配置例を示す図である。
【図３】本発明の制御装置とナビゲーション装置の構成例を示すブロック図である。
【図４】本発明の制御装置による制御フローの一例である。
【図５】本発明の制御装置による制御フローの一例である。
【図６】モータによるアシスト量または回生量の補正を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明の実施形態に従う、ハイブリッド車両全体の構成を示すブロック図である。
【００２１】
ハイブリッド車両１００は、エンジン１０あるいはモータ１２により駆動する駆動系１４を含む。モータ１２および駆動系１４はバッテリ１６に接続する。エンジン１０とモータ１２は、それぞれ電子制御ユニット（以下、「ＥＣＵ」）という）１８、１９によって制御される。ＥＣＵ１とＥＣＵ２は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）およびメモリを備えるコンピュータである。この２つのＥＣＵ１、２は、本発明に係る制御装置２０に接続する。制御装置２０は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）およびメモリを備えるコンピュータである。制御装置２０の詳細は後述する。ハイブリッド車両１００は、さらにナビゲーション装置２２、アクセルペダル（図示なし）の変化量を検出するアクセル開度センサ２４、大気圧を検出する大気圧センサ２６および車両重量を検出する重量センサ２８を備える。
【００２２】
図１のハイブリッド車両では、車両の走行状態に応じて、モータ１２を電動機または発電機として機能させる。例えば、運転者がアクセルペダルを踏み込んで加速する場合、モータ１２を電動機として機能させることにより、駆動系１４の駆動をアシストする。減速時においては、モータ１２を発電機として機能させることにより、モータ１２により回生制動力を発生させ、車両の運動エネルギーを電気エネルギーとしてバッテリ１６に充電する。
【００２３】
図２は、ハイブリッド車両の配置例を示す図である。本発明の実施形態では、（ａ）〜（ｃ）のいずれの配置例にも適用可能である。図２（ａ）では、前輪３３側にエンジン１０とモータ１２が配置される。符号３４、３８は差動機（Ｄｉｆｆ）であり、符号４０は変速機である。変速機４０の変速比は変速比制御手段（図示なし）によって制御される。なお、図３以降の説明では、この図２（ａ）の配置を前提にしている。図２（ｂ）では、後輪３６側にもモータ４２が配置される。前輪３３側のモータ１２は前輪３３の駆動をアシストする。後輪３６側のモータ４２は後輪３６の駆動をアシストする。図２（ｃ）では、前輪３３側に２つのモータ１２、４４が配置される。各モータ１２、４４が適時アシスト量を変え、前輪３３の駆動を協働しながら（配分しながら）アシストする。なお、（ａ）〜（ｃ）は一例であり、これらの少なくとも一部を組み合わせた配置でもよい。
【００２４】
図３は、図１の制御装置２０とナビゲーション装置２２の構成例を示すブロック図である。各ブロックの機能は、制御装置２０あるいはナビゲーション装置２２が有するコンピュータによって実現される。なお、この２つの装置は１つの装置として構成してもよい。例えば、制御装置２０の構成をナビゲーション装置２２あるいはＥＣＵ２（符号１９）の中に組み込んでもよい。制御装置２０は、速度維持判定手段５０、勾配負荷算出手段５２およびアシスト制御手段５４を含む。速度維持判定手段５０は、車両の速度を一定に維持すべきか否かを判定する。勾配負荷算出手段５２は、車両の進行方向での勾配負荷を算出する。アシスト制御手段５４は、モータ１２による車両の駆動力のアシストを制御する。制御装置２０は、図１に示したＥＣＵ１、２（符号１８、１９）、アクセル開度センサ２４、大気圧センサ２６および重量センサ２８に接続する。制御装置２０は、さらにバッテリ残量（充電量）センサ３０に接続する。制御装置２０の動作の詳細は後述する。
【００２５】
図３のナビゲーション装置２２は、記憶手段５６、車両の現在位置を検出する現在位置検出手段５８、出力部６０および入力部６２を備える。出力部６０はディスプレイとスピーカを含む。ナビゲーション装置２２には、入力部６２を介して目的地、経由地の情報が入力される。本実施例では、出力部６０のディスプレイはタッチパネル機能を有する。入力部６２は、該タッチパネルによって実現されている。入力部６２としてマイクロフォンを介した音声入力機能を追加してもよい。
【００２６】
ナビゲーション装置２２の記憶手段５６は、任意の記憶手段（記憶媒体、ＨＤＤ等）にて実現される。記憶手段５６は、地図データと当該地図データの道路の勾配情報とを格納する。地図データは、出力部６０の表示画面上に地図画像を描画するのに必要なデータを含む。地図データは、さらに道路の接続状態に関する情報を示す道路データを含む。道路データには、各道路についての属性を示す属性情報が含まれる。属性情報には、道路の種別、道路の形状、道路の勾配に関する情報などが含まれる。道路の勾配情報には、勾配の程度（傾度、緩やかな傾斜、中程度の傾斜、大きい傾斜を分類するフラグなど）、勾配が続く距離などの情報が含まれる。現在位置検出手段５８は、ＧＰＳ信号６４から車両の現在位置を算出する。車速６６あるいはジャイロセンサの信号６８から、他の方法（例えば、自律工法）により車両の現在位置を算出してもよい。
【００２７】
ナビゲーション装置２２は、リアルタイムな交通情報を所定のサーバから取得する通信機能を有する通信部（図示せず）を備えることができる。交通情報には、例えば渋滞、工事、交通規制等に関する情報が含まれる。また、記憶手段５６に格納する地図データと勾配情報は、この通信機能を利用して、リアルタイムな情報として、あるいは定期的な更新情報として取得してもよい。取得した道路情報は記憶手段５６に格納された後、出力部６０のディスプレイに表示され、必要に応じてスピーカから音声として出力される。
【００２８】
図４は、本発明の制御装置２０による制御フローの一例である。図４は車両が登り坂を走行する場合の例である。図４のフローは制御装置２０が内蔵するＣＰＵにより実行される。ステップＳ１０２において、車両の進行方向での道路の緩やかな勾配（傾斜）の有無を判定する。その判定はナビゲーション装置２２からの道路の勾配情報を用いておこなう。その理由は、緩やかな勾配のある道路に進行する前に必要となるアシスト制御を決定するためである。勾配情報には上述した勾配の程度などが含まれる。緩やかな勾配がない場合は、制御は終了する（７０）。
【００２９】
緩やかな勾配の有無の判定は、所定の勾配（Ａ％、例えば３％）に該当するか、あるいは勾配の大きさが所定の範囲（Ｂ％以下、例えば５％以下）にあるか否かにより判定する。これにより、急勾配（登坂）を除いて、緩やかな勾配（緩傾斜）を選択する。この判定基準の内容については、任意に決めることができる。ナビゲーション装置２２から進行方向に緩傾斜渋滞地区があるとの情報が得られた場合に、ステップＳ１０２で緩やかな勾配があると判定してもよい。このように、判定基準を設ける際に、アクセル開度の変化量が小さいときに速度変化を起こしてほしくない傾斜の情報を予め設定しておくのが好ましい。なお、緩やかな勾配の判定基準としては、勾配値と距離情報から現在の駆動力で登り切る（下りの場合は下り切る）までに車速が所定範囲以内で減少（下りの場合は所定範囲以内の増加）するかどうかによって判定しても良い。つまり、勾配値と距離情報から現在の駆動力で登り切る（下りの場合は下り切る）までに、車速が所定範囲以内で減少（下りの場合は所定範囲以内で増加）すると判定される坂道があれば、前方に緩やかな勾配が存在すると判定しても良い。
【００３０】
さらに、ステップＳ１０２の前に、ナビゲーション装置２２から進行方向での高速道路などの自動車専用道路の情報を入手して、当該道路に進入する場合に、ステップＳ１０２の判定をおこなうようにしてもよい。高速道路などでは比較的長く続く緩傾斜が多く、本発明の制御方法が有効となる状況が多いと予測されるからである。
【００３１】
緩やかな勾配があると判定された場合、ステップＳ１０４において、アクセルペダルの変化量が所定値未満であるか判定する。その判定は、図３のアクセル開度センサ２４により検出されたアクセルペダルの変化量を用いておこなう。所定値未満を判断の基準にしているのは、アクセルペダルの変化量が小さい場合に、運転者が定速走行を求めていると推定することができるからである。逆にアクセルペダルの変化量が大きい場合は、運転者の減速あるいは加速の意図を推定することができる。
【００３２】
アクセルペダルの変化量が所定値未満である場合、ステップＳ１０６において、車両の進行方向での勾配負荷を算出する。勾配負荷とは、現在の車速で所定の勾配のある道を走行するために追加的に必要となるエンジン出力（駆動力）を意味する。すなわち、勾配負荷は平地走行に対して勾配がある分だけ余計に必要となる出力である。その算出は、ナビゲーション装置からの勾配情報等に基づいて、以下のように行う。現在の車速は、ナビゲーション装置２２から得られる現在の（走行中の）車速６６から求める。所定の勾配は、ステップ１０２で得た勾配（傾き）である。登坂での現在の車速での定速走行に必要なトータルなエンジン出力Ｐｔｕは、現在の走行（平地走行）に必要なエンジン出力Ｐｆｕよりも大きくなる。したがって、駆動力の単位として得られる勾配負荷Ｐｓｕ［Ｎ・ｍ］は、トータルなエンジン出力Ｐｔｕと現在の走行での出力Ｐｆｕとの差分として式（１）により得ることができる。
Ｐｓｕ＝Ｐｔｕ−Ｐｆｕ （１）
【００３３】
アクセルペダルの変化量が所定値未満である場合、運転者の定速走行の意思を推認することができる。ここで、所定値とは数％（例えば、約４％）程度である。つまり、運転手が意識してアクセルペダルを操作したと判定できる変化量以下を意味する。したがって、定速走行を維持するために、（１）式で求めた勾配負荷Ｐｓｕ［Ｎ・ｍ］の分だけ、モータ１２によってエンジン出力をアシストする必要がある。すなわち、駆動力の単位として得られるモータによるアシスト量Ｐｍ［Ｎ・ｍ］は、勾配負荷Ｐｓｕ［Ｎ・ｍ］に等しくなる（（２）式）。
Ｐｍ＝Ｐｓｕ （２）
【００３４】
このようにして得られるモータによるアシスト量Ｐｍにより、登り坂において定速走行に必要となる出力を確保することができるので、運転者の意思に反した減速しいては渋滞の発生を回避することができる。これにより、従来のオートクルーズ制御装置を備えていない場合でも、登り坂において運転者の走行意図に沿った定速運転が可能になる。
【００３５】
アクセルペダルの変化量が所定値以上である場合、ステップＳ１０８において、アクセルペダルの変化の方向を判定する。アクセルペダルが、アクセルペダルを踏み込む方向に変化している場合、ステップＳ１１０に進む。ステップＳ１１０では、アクセルペダルの踏み込み量に対応するエンジン出力Ｐｓａを算出する。次にステップＳ１１２において、最初にステップＳ１０６の場合と同様に、式（１）を用いて、定速走行に必要なトータルなエンジン出力Ｐｔｕと現在の走行での出力Ｐｆｕから勾配負荷Ｐｓｕ［Ｎ・ｍ］算出する。次に、モータ１２によるエンジン出力のアシスト量Ｐｍ［Ｎ・ｍ］を、式（３）により算出する。
Ｐｍ＝Ｐｓｕ−Ｐｓａ （３）
【００３６】
式（２）と（３）から明らかなように、アクセルペダルの踏み込み量に対応するエンジン出力Ｐｓａの分だけモータ１２による駆動力のアシスト量Ｐｍが小さくなる。
【００３７】
アクセルペダルが所定量以上踏み込まれる場合は、運転者の増速意思あるいはより積極的な定速走行の意思を推認することができる。（３）式のモータによるアシスト量Ｐｍを求めることにより、登り坂において出力が落ちてしまうことを回避できるので、運転者の意思に沿った走行を確保することができる。
【００３８】
アクセルペダルが、アクセルペダルを戻す方向に変化している場合（アクセルペダルを解放する場合も含む）、モータ１２によるアシスト制御は行わない（７２）。運転者の減速走行の意思を推認できるからである。
【００３９】
次に、ステップＳ１１４において、算出したアシスト量Ｐｍが正の値を有するか判定する。本ケースは登坂を対象としているので、式（１）、（２）よりアシスト量Ｐｍは正の値を有する場合が多いと予想される。アシスト量Ｐｍが正の値を有さない場合は、アクセルペダルの踏み込み量が大きく（Ｐｓａが大）、式（３）で計算されるアシスト量Ｐｍがゼロ以下になる場合である。アシスト量Ｐｍが正の値を有さない場合、モータ１２によるアシスト制御は行わない（７４）。アシスト量Ｐｍが正の値を有する場合、次のステップＳ１１６に進む。
【００４０】
ステップＳ１１６において、モータ１２による駆動力のアシストの是非（可能性）を判定する。バッテリ残量（充電量）センサ３０（図３）により検出されたバッテリの充電量が所定の量より大きい場合、ステップＳ１１８において、ＥＣＵ２（図１）に対して、モータ１２によるアシスト制御を指示する。より具体的には、ＥＣＵ２に対して、算出したアシスト量Ｐｍ分だけモータ１２によってエンジン１０の出力をアシストさせる指示を出す。なお、所定の量は任意に設定することができるが、例えば、アシスト量Ｐｍに対応した充電量（電力）として設定することができる。
【００４１】
バッテリ残量（充電量）センサ３０により検出されたバッテリの充電量が所定の量より少ない場合、モータ１２によるアシストはおこなわない。その代わりに、ステップＳ１２０において、ＥＣＵ１（図１）に対して、エンジン１０の出力制御または変速機４０の変速比の制御の少なくとも一方を指示する。より具体的には、ＥＣＵ１（図１）に対して、算出したアシスト量Ｐｍ分だけエンジン１０の出力を増加させる指示を出す。エンジン出力は、例えば、スロットル弁の開度を大きくするおよび（または）吸気バルブのリフト量を大きくして、吸気量を増やすことにより増加させることができる。あるいは、出力トルクが増加するように変速機４０の変速比を下げる（シフトダウン）指示を出す。
【００４２】
図５は、本発明の制御装置２０による制御フローの他の例である。図５は車両が下り坂を走行する場合の例である。図５のフローは制御装置２０が内蔵するＣＰＵにより実行される。なお、図５のフローは図４のフローと基本的に同様な部分が多いので、以下の説明では、図４と重複する場合はその記載を簡略化している。ステップＳ２０２において、車両の進行方向での道路の緩やかな勾配の有無を判定する。判定方法は図４のステップＳ１０２と同様である。緩やかな勾配がない場合は、制御は終了する（７６）。なお、図４の場合と同様な理由から、ステップＳ２０２の前に、ナビゲーション装置２２から進行方向の高速道路などの自動車専用道路の情報を入手して、当該道路に進入する場合に、ステップＳ２０２の判定をおこなうようにしてもよい。
【００４３】
緩やかな勾配があると判定された場合、ステップＳ２０４において、アクセルペダルの変化量が所定値未満であるか判定する。その判定方法は、図４のステップＳ１０４と同様である。アクセルペダルの変化量が所定値未満である場合、ステップＳ２０６において、車両の進行方向での勾配負荷を算出する。その算出方法は、図４のステップＳ１０６と同様である。下り坂の場合、定速走行に必要なトータルなエンジン出力Ｐｔｄは、現在の走行（平地走行）の場合に必要なエンジン出力Ｐｆｄよりも小さくなる。したがって、駆動力の単位として得られる勾配負荷Ｐｓｄ［Ｎ・ｍ］は、トータルなエンジン出力Ｐｔｄと現在の走行での出力Ｐｆｄとの差分として式（４）により得ることができる。
Ｐｓｄ＝Ｐｆｄ−Ｐｔｄ （４）
【００４４】
アクセルペダルの変化量が所定値未満である場合、運転者の定速走行の意思を推認することができる。したがって、定速走行を維持するために、（４）式で求めた勾配負荷Ｐｓｄ［Ｎ・ｍ］に相当する電気量（電力）をバッテリ１６に充電する（回生する）。すなわち、駆動力の単位として得られるモータによる回生Ｃｍ［Ｎ・ｍ］は、（４）式で求めた勾配負荷Ｐｓｄ［Ｎ・ｍ］に等しくなる（（５）式）。
Ｃｍ＝Ｐｓｄ （５）
【００４５】
このようにして得られるモータによる回生量Ｃｍにより、下り坂において定速走行に不要となる出力を回生に回すことができるので、運転者の意思に反した加速を回避することができる。これにより、従来のオートクルーズ制御装置を備えていない場合でも、下り坂において運転者の走行意図に沿った定速運転が可能になる。
【００４６】
アクセルペダルの変化量が所定値以上である場合、ステップＳ２０８において、アクセルペダルの変化の方向を判定する。アクセルペダルが、アクセルペダルを戻す方向に変化している場合、ステップＳ２１０において、アクセルペダルの戻し量に対応するエンジン出力Ｐｓｒを算出する。なお、ここでの戻しは、アクセルペダルの解放には至らない適度な量での戻しを意味する。次にステップＳ２１２において、最初にステップＳ２０６の場合と同様に、式（４）を用いて、定速走行に必要なトータルなエンジン出力Ｐｔｄと現在の走行での出力Ｐｆｄから勾配負荷Ｐｓｄ［Ｎ・ｍ］算出する。次に、駆動力の単位として得られるモータ１２による回生量Ｃｍ［Ｎ・ｍ］を、式（６）により算出する。
Ｃｍ＝Ｐｓｄ−Ｐｓｒ （６）
【００４７】
式（５）と（６）から明らかなように、アクセルペダルの戻し量に対応するエンジン出力Ｐｓｒの分だけモータ１２による回生量Ｃｍが小さくなる。
【００４８】
アクセルペダルが所定量以上戻された場合、運転者の減速意思あるいはより積極的な定速維持の意思を推認することができる。（６）式のモータによる回生量Ｃｍを求めることにより、下り坂において出力が必要以上に出てしまうことを回避でき、運転者の意思に沿った走行を確保することができる。
【００４９】
アクセルペダルが、アクセルペダルを踏み込む方向に変化している場合、モータ１２によるアシスト制御は行わない（７８）。運転者の加速走行の意思を推認できるからである。
【００５０】
アクセルペダルが開放された場合、下り坂においてエンジン１０にブレーキがかかった状態になる。ステップＳ２１４において、そのエンジン・ブレーキ分の出力Ｐｂ［Ｎ・ｍ］がモータ１２による回生量Ｃｍとなる。
【００５１】
次に、ステップＳ２１６において、算出した回生量Ｃｍが正の値を有するか判定する。本ケースは下り坂を対象としているので、式（４）、（５）より回生量Ｃｍは正の値を有する場合が多いと予想される。回生量Ｃｍが正の値を有さない場合は、アクセルペダルの戻し量が大きく（Ｐｓｒが大）、式（６）で計算される回生量Ｃｍがゼロ以下になる場合である。回生量Ｃｍが正の値を有さない場合、モータ１２によるアシスト制御（回生）は行わない（８０）。回生量Ｃｍが正の値を有する場合、次のステップＳ２１８に進む。
【００５２】
ステップＳ２１８において、モータ１２による回生の是非（可能性）を判定する。バッテリ充電量センサ３０（図３）により検出されたバッテリの充電量が所定の量（上限値）より小さい場合、ステップＳ２２０において、ＥＣＵ２（図１）に対して、モータ１２による回生制御を指示する。より具体的には、ＥＣＵ２に対して、モータ１２によって算出した回生量Ｃｍ分だけバッテリ１６に充電させる指示を出す。
【００５３】
検出されたバッテリの充電量が所定の量（上限値）を満たしている場合、モータ１２による回生はおこなわない。バッテリの充電量が既に飽和しているからである。代わって、ステップＳ２２２において、ＥＣＵ１（図１）に対して、エンジン１０の出力制御または変速機４０の変速比の制御の少なくとも一方を指示する。より具体的には、ＥＣＵ１（図１）に対して、算出したアシスト量Ｃｍ分だけエンジン１０の出力を減少させる指示を出す。エンジン出力は、例えば、スロットル弁の開度を小さくするおよび（または）吸気バルブのリフト量を小さくして、吸気量を減らすことにより減少させることができる。あるいは、エンジン・ブレーキを強めるために変速機４０の変速比を下げる（シフトダウン）指示を出す。
【００５４】
このように、運転者が気づかないような緩やかな勾配（緩傾斜）において、運転者が意図していない減速や加速を防ぐことができる。また、運転者が緩傾斜を意識はしたものの、エンジン出力の増加量が少ない場合でも、現在の速度を維持することができるので、運転者の走行意思から大きく逸れるような走行になってしまうことを防ぐことができる。
【００５５】
図６は、モータ１２によるアシスト量または回生量の補正を説明するための図である。図６（ａ）は、車両重量と対応する補正係数の関係を示す。車両重量は重量センサ２８（図１）により検出され、制御装置２０に入力される。制御装置２０は、以下の内容に対応した補正をおこなう。具体的には、式（１）〜（３）で算出されるアシスト量Ｐｍまたは式（４）〜（６）で算出される回生量Ｃｍに補正係数が乗算される。車両重量が基本重量を超えるまでは補正係数は１である。基本重量は任意に設定できるが、例えば運転者１人で他の搭載量がほとんど無い場合の車両重量が該当する。車両重量が基本重量を超えると、アシスト量の補正係数は重量の増加に応じて大きくなる。重量の増加に伴って必要となる駆動力が増加するので、その駆動力の増加に対応させるためである。逆に、回生量の補正係数は、車両重量が基本重量を超えると、重量の増加に応じて小さくなる。同様な理由から、バッテリの充電に回せる回生量が重量の増加に伴って減少するからである。
【００５６】
図６（ｂ）は、大気圧と対応する補正係数の関係を示す。大気圧は大気圧検出手段２６（図１）により検出され、制御装置２０に入力される。制御装置２０は、以下の内容に対応した補正をおこなう。この補正係数は、図６（ａ）の場合と同様に、アシスト量Ｐｍまたは回生量Ｃｍに乗算される。大気圧が１気圧より小さくなるまでは補正係数は１である。大気圧が１気圧より小さくなるにつれてアシスト量の補正係数は大きくなる。気圧が低くなるとエンジンの吸入空気量が減り空燃比が大きくなってエンジン出力が減少するので、その減少分を補う必要があるからである。逆に、回生量の補正係数は、大気圧が１気圧より小さくなるにつれて小さくなる。同様な理由から、バッテリの充電に回せる回生量が気圧の低下に伴って減少するからである。なお、大気圧は標高が高くなるにつれて低くなるので、大気圧をモニターする代わりに、ナビゲーション装置２２を介して取得した標高データを基準として同様な補正をおこなってもよい。
【００５７】
上述した実施形態は一例でありこれに限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で多様な変形が可能である。本発明は、基本的にハイブリッド車両であればいかなる構成の車両にも適用可能である。
【符号の説明】
【００５８】
１０ エンジン
１２、４２ モータ
１４ 駆動系
１６ バッテリ
１８ ＥＣＵ１
１９ ＥＣＵ２
２０ 制御装置
２２ ナビゲーション装置
２４ アクセル開度センサ
２６ 大気圧センサ
２８ 重量センサ
３０ バッテリ充電量センサ
３３ 前輪
３４、３８ 差動機
３６ 後輪
４０ 変速機
６０ 出力部
６２ 入力部
１００ ハイブリッド車両
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両を駆動するための内燃機関およびモータと、アクセルペダルの変化量を検出するアクセルペダル変化量検出手段と、地図データと当該地図データの道路の勾配情報とを格納する記憶手段および車両の現在位置を検出する現在位置検出手段を含むナビゲーション装置と、を備えるハイブリッド車両の制御装置であって、
前記ナビゲーション装置からの前記勾配情報により前記車両の進行方向に緩やかな傾斜があると判断され、かつ前記アクセルペダル変化量検出手段により検出された前記アクセルペダルの変化量が所定値未満である場合、前記車両の速度を一定に維持すべきと判定する速度維持判定手段と、
前記ナビゲーション装置からの前記勾配情報に基づいて、前記車両の進行方向での勾配負荷を算出する勾配負荷算出手段と、
前記勾配負荷算出手段からの前記勾配負荷に応じて、前記モータによる前記車両の駆動力のアシストを制御するアシスト制御手段と、
を備える、制御装置。
【請求項２】
前記速度維持判定手段により、前記車両の速度を一定に維持すべきと判定された場合において、前記勾配負荷算出手段は、前記勾配負荷に相当する前記モータによるアシスト量または回生量を算出する、請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記車両の進行方向が登り坂であり、前記アクセルペダル変化量検出手段により検出された前記アクセルペダルの踏込み量が所定値以上である場合、前記勾配負荷算出手段は、前記アクセルペダルの踏込み量に対応する駆動力を算出し、当該算出した駆動力と前記勾配負荷との差分を前記モータによるアシスト量とする、請求項１または２に記載の制御装置。
【請求項４】
前記車両の進行方向が下り坂であり、前記アクセルペダル変化量検出手段により検出された前記アクセルペダルの戻し量が所定値以上である場合、前記勾配負荷算出手段は、前記アクセルペダルの戻し量に対応する駆動力を算出し、当該算出した駆動力と前記勾配負荷との差分を前記モータによる回生量とする、請求項１または２に記載の制御装置。
【請求項５】
前記ハイブリッド車両は、さらに大気圧を検出する大気圧検出手段と、前記車両の重量を検出する重量検出手段の少なくとも一方を備え、
前記勾配負荷算出手段は、前記大気圧検出手段により検出された大気圧の減少量および前記重量検出手段により検出された車両重量の増加量の少なくともいずれか一方に応じて、前記モータによるアシスト量または回生量を補正する、請求項１ないし４のいずれかに記載の制御装置。
【請求項６】
前記ハイブリッド車両は、さらにバッテリの充電量を検出するバッテリ充電量検出手段と、前記内燃機関の駆動力制御をおこなう駆動力制御手段と、前記車両の変速機の変速比を制御する変速比制御手段を備え、
前記バッテリ充電量検出手段により検出されたバッテリの充電量が所定の量より少ないとき、前記アシスト制御手段は、前記モータによるアシストに代わって、前記駆動力制御手段による前記内燃機関の駆動力の制御および前記変速比制御手段による前記変速比の制御の少なくともいずれか一方を指示する、請求項１ないし５のいずれかに記載の制御装置。
【請求項１】
車両を駆動するための内燃機関およびモータと、アクセルペダルの変化量を検出するアクセルペダル変化量検出手段と、地図データと当該地図データの道路の勾配情報とを格納する記憶手段および車両の現在位置を検出する現在位置検出手段を含むナビゲーション装置と、を備えるハイブリッド車両の制御装置であって、
前記ナビゲーション装置からの前記勾配情報により前記車両の進行方向に緩やかな傾斜があると判断され、かつ前記アクセルペダル変化量検出手段により検出された前記アクセルペダルの変化量が所定値未満である場合、前記車両の速度を一定に維持すべきと判定する速度維持判定手段と、
前記ナビゲーション装置からの前記勾配情報に基づいて、前記車両の進行方向での勾配負荷を算出する勾配負荷算出手段と、
前記勾配負荷算出手段からの前記勾配負荷に応じて、前記モータによる前記車両の駆動力のアシストを制御するアシスト制御手段と、
を備える、制御装置。
【請求項２】
前記速度維持判定手段により、前記車両の速度を一定に維持すべきと判定された場合において、前記勾配負荷算出手段は、前記勾配負荷に相当する前記モータによるアシスト量または回生量を算出する、請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記車両の進行方向が登り坂であり、前記アクセルペダル変化量検出手段により検出された前記アクセルペダルの踏込み量が所定値以上である場合、前記勾配負荷算出手段は、前記アクセルペダルの踏込み量に対応する駆動力を算出し、当該算出した駆動力と前記勾配負荷との差分を前記モータによるアシスト量とする、請求項１または２に記載の制御装置。
【請求項４】
前記車両の進行方向が下り坂であり、前記アクセルペダル変化量検出手段により検出された前記アクセルペダルの戻し量が所定値以上である場合、前記勾配負荷算出手段は、前記アクセルペダルの戻し量に対応する駆動力を算出し、当該算出した駆動力と前記勾配負荷との差分を前記モータによる回生量とする、請求項１または２に記載の制御装置。
【請求項５】
前記ハイブリッド車両は、さらに大気圧を検出する大気圧検出手段と、前記車両の重量を検出する重量検出手段の少なくとも一方を備え、
前記勾配負荷算出手段は、前記大気圧検出手段により検出された大気圧の減少量および前記重量検出手段により検出された車両重量の増加量の少なくともいずれか一方に応じて、前記モータによるアシスト量または回生量を補正する、請求項１ないし４のいずれかに記載の制御装置。
【請求項６】
前記ハイブリッド車両は、さらにバッテリの充電量を検出するバッテリ充電量検出手段と、前記内燃機関の駆動力制御をおこなう駆動力制御手段と、前記車両の変速機の変速比を制御する変速比制御手段を備え、
前記バッテリ充電量検出手段により検出されたバッテリの充電量が所定の量より少ないとき、前記アシスト制御手段は、前記モータによるアシストに代わって、前記駆動力制御手段による前記内燃機関の駆動力の制御および前記変速比制御手段による前記変速比の制御の少なくともいずれか一方を指示する、請求項１ないし５のいずれかに記載の制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１１−１１６４８（Ｐ２０１１−１１６４８Ａ）
【公開日】平成２３年１月２０日（２０１１．１．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１５７８４８（Ｐ２００９−１５７８４８）
【出願日】平成２１年７月２日（２００９．７．２）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１月２０日（２０１１．１．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年７月２日（２００９．７．２）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]