JP5910083B2

JP5910083B2 - 車両

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Publication number: JP5910083B2
Application number: JP2011290346A
Authority: JP
Inventors: 山本　雅哉; 雅哉山本
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2011-12-29
Filing date: 2011-12-29
Publication date: 2016-04-27
Anticipated expiration: 2031-12-29
Also published as: JP2013139195A

Description

本発明は、回転電機と内燃機関とを搭載したハイブリッド車両の制御に関する。

従来、エネルギーコストを利用者に対して表示可能な表示装置を搭載したハイブリッド車両が特許文献１（特開２０１０−１２０６３７号公報）に開示される。

特開２０１０−１２０６３７号公報

ところで、ハイブリッド車両においては、エネルギーコストの他にも、走行距離に応じた蓄電装置の電力消費量や内燃機関を停止させた状態で回転電機を用いて車両を走行させる場合の走行可能距離を通知する技術が公知である。これらの内容を車両の乗員に通知するために車両の走行状態に基づいて電力消費量や走行可能距離が推定される。しかしながら、走行条件によっては、電力消費量や走行可能距離の推定値と実際の値とが乖離するという問題がある。そのため、車両の乗員に対して正確な電力消費量や走行可能距離を通知できない可能性がある。上述した公報にはこのような問題について何ら考慮されていない。

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであって、その目的は、電力消費量または走行可能距離を精度高く推定する車両を提供することである。

この発明のある局面に係る車両は、内燃機関と、駆動源となる回転電機と、回転電機に電力を供給する蓄電装置と、内燃機関を停止させた状態で回転電機を用いて車両を走行させる場合において、車両の走行距離と蓄電装置の電力消費量とに基づいて電力消費率を算出し、内燃機関と回転電機とを用いて車両を走行させる場合において、車両の走行距離と内燃機関の出力の積算値と蓄電装置の電力消費量とに基づいて電力消費率を更新するための制御装置とを含む。制御装置は、更新された電力消費率を車両の乗員に通知するための処理および内燃機関を停止させた状態で回転電機を用いて車両を走行させる場合の走行可能距離を算出するための処理のうちの少なくともいずれかを実行する。

本発明によると、内燃機関と回転電機とを用いて車両を走行させる場合に車両の走行距離と内燃機関の出力の積算値と蓄電装置の電力消費量とに基づいて、内燃機関を停止させた状態で回転電機を用いて車両を走行させる場合に算出される電力消費率を更新する。これにより、車両の走行履歴のうちの内燃機関を停止させた状態で回転電機を用いて車両を走行させた履歴部分に加えて、内燃機関と回転電機とを用いて車両を走行させた履歴部分を考慮して電力消費率を算出することができる。そのため、電力消費率を精度高く推定することができる。その結果、車両の乗員に正確な電力消費量または走行可能距離を通知することができる。したがって、電力消費量または走行可能距離を精度高く推定する車両を提供することができる。

本実施の形態に係る車両の全体ブロック図である。本実施の形態に係る車両に搭載された制御装置であるＥＣＵで実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートである。走行モードおよびエンジンの作動状態に応じた学習処理の実行の有無を説明するための図（その１）である。エンジン作動の有無に応じて第２および第３学習処理のうちのいずれかを実行するプログラムの制御構造を示すフローチャートである。走行モードおよびエンジンの作動状態に応じた学習処理の実行の有無を説明するための図（その２）である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態は、説明される。以下の説明では、同一の部品には同一の符号が付されている。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰り返されない。

図１を参照して、本実施の形態に係るハイブリッド車両１（以下の説明においては、単に車両１と記載する）の全体ブロック図が説明される。車両１は、エンジン１０と、駆動軸１６と、第１モータジェネレータ（以下、第１ＭＧと記載する）２０と、第２モータジェネレータ（以下、第２ＭＧと記載する）３０と、動力分割装置４０と、減速機５８と、ＰＣＵ（Power Control Unit）６０と、バッテリ７０と、充電装置７８と、駆動輪８０と、表示装置１５０と、モード切替スイッチ１５２と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）２００とを含む。

この車両１は、エンジン１０および第２ＭＧ３０の少なくとも一方から出力される駆動力によって走行する。エンジン１０が発生する動力は、動力分割装置４０によって２経路に分割される。２経路のうちの一方の経路は減速機５８を介して駆動輪８０へ伝達される経路であり、他方の経路は第１ＭＧ２０へ伝達される経路である。

第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０は、たとえば、三相交流回転電機である。第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０は、ＰＣＵ６０によって駆動される。

第１ＭＧ２０は、動力分割装置４０によって分割されたエンジン１０の動力を用いて発電してＰＣＵ６０を経由してバッテリ７０を充電するジェネレータとしての機能を有する。また、第１ＭＧ２０は、バッテリ７０からの電力を受けてエンジン１０の出力軸であるクランク軸１８を回転させる。これによって、第１ＭＧ２０は、エンジン１０を始動するスタータとしての機能を有する。

第２ＭＧ３０は、バッテリ７０に蓄えられた電力および第１ＭＧ２０により発電された電力の少なくともいずれか一方を用いて駆動輪８０に駆動力を与える駆動用モータとしての機能を有する。また、第２ＭＧ３０は、回生制動によって発電された電力を用いてＰＣＵ６０を経由してバッテリ７０を充電するためのジェネレータとしての機能を有する。

エンジン１０は、たとえば、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関である。

エンジン１０は、複数の気筒１０２と、複数の気筒１０２の各々に燃料を供給する燃料噴射装置１０４とを含む。なお、エンジン１０の気筒１０２は、１つ以上あればよい。

燃料噴射装置１０４は、ＥＣＵ２００からの制御信号Ｓ１に基づいて、各気筒に対して適切な時期に適切な量の燃料を噴射したり、各気筒に対する燃料の噴射を停止したりする。燃料噴射装置１０４による燃料噴射量は、噴射時間によって調整される。

さらに、エンジン１０には、エンジン回転速度センサ１１が設けられる。エンジン回転速度センサ１１は、エンジン１０のクランク軸１８の回転速度（以下、エンジン回転数と記載する）Ｎｅを検出する。エンジン回転速度センサ１１は、検出されたエンジン回転数Ｎｅを示す信号をＥＣＵ２００に送信する。

動力分割装置４０は、駆動輪８０を回転させるための駆動軸１６、エンジン１０のクランク軸１８および第１ＭＧ２０の回転軸の三要素の各々を機械的に連結する。動力分割装置４０は、上述の三要素のうちのいずれか一つを反力要素とすることによって、他の２つの要素間での動力の伝達を可能とする。第２ＭＧ３０の回転軸は、駆動軸１６に連結される。

動力分割装置４０は、サンギヤ５０と、ピニオンギヤ５２と、キャリア５４と、リングギヤ５６とを含む遊星歯車機構である。ピニオンギヤ５２は、サンギヤ５０およびリングギヤ５６の各々と噛み合う。キャリア５４は、ピニオンギヤ５２を自転可能に支持するとともに、エンジン１０のクランク軸１８に連結される。サンギヤ５０は、第１ＭＧ２０の回転軸に連結される。リングギヤ５６は、駆動軸１６を介在して第２ＭＧ３０の回転軸および減速機５８に連結される。

減速機５８は、動力分割装置４０や第２ＭＧ３０からの動力を駆動輪８０に伝達する。また、減速機５８は、駆動輪８０が受けた路面からの反力を動力分割装置４０や第２ＭＧ３０に伝達する。

ＰＣＵ６０は、スイッチング素子を複数個含む。ＰＣＵ６０は、スイッチング素子のオン・オフ動作を制御することによってバッテリ７０に蓄えられた直流電力を第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０を駆動するための交流電力に変換する。ＰＣＵ６０は、ＥＣＵ２００からの制御信号Ｓ２に基づいて制御されるコンバータおよびインバータ（いずれも図示せず）を含む。コンバータは、バッテリ７０から受けた直流電力の電圧を昇圧してインバータに出力する。インバータは、コンバータが出力した直流電力を交流電力に変換して第１ＭＧ２０および／または第２ＭＧ３０に出力する。これにより、バッテリ７０に蓄えられた電力を用いて第１ＭＧ２０および／または第２ＭＧ３０が駆動される。また、インバータは、第１ＭＧ２０および／または第２ＭＧ３０によって発電される交流電力を直流電力に変換してコンバータに出力する。コンバータは、インバータが出力した直流電力の電圧を降圧してバッテリ７０へ出力する。これにより、第１ＭＧ２０および／または第２ＭＧ３０により発電された電力を用いてバッテリ７０が充電される。なお、コンバータは、省略してもよい。

バッテリ７０は、蓄電装置であり、再充電可能な直流電源である。バッテリ７０としては、たとえば、ニッケル水素やリチウムイオン等の二次電池が用いられる。バッテリ７０の電圧は、たとえば２００Ｖ程度である。バッテリ７０は、上述したように第１ＭＧ２０および／または第２ＭＧ３０により発電された電力を用いて充電される他、外部電源３０２から供給される電力を用いて充電されてもよい。なお、バッテリ７０は、二次電池に限らず、直流電圧を生成できるもの、たとえば、キャパシタ、太陽電池、燃料電池等であってもよい。

バッテリ７０には、電池温度センサ１５６と、電流センサ１５８と、電圧センサ１６０とが設けられる。

電池温度センサ１５６は、バッテリ７０の電池温度ＴＢを検出する。電池温度センサ１５６は、電池温度ＴＢを示す信号をＥＣＵ２００に送信する。

電流センサ１５８は、バッテリ７０の電流ＩＢを検出する。電流センサ１５８は、電流ＩＢを示す信号をＥＣＵ２００に送信する。

電圧センサ１６０は、バッテリ７０の電圧ＶＢを検出する。電圧センサ１６０は、電圧ＶＢを示す信号をＥＣＵ２００に送信する。

ＥＣＵ２００は、バッテリ７０の電流ＩＢと、電圧ＶＢと、電池温度ＴＢとに基づいてバッテリ７０の残容量（以下の説明においては、ＳＯＣ（State of Charge）と記載する）を推定する。ＥＣＵ２００は、たとえば、電流ＩＢと、電圧ＶＢと、電池温度ＴＢとに基づいてＯＣＶ（Open Circuit Voltage）を推定し、推定されたＯＣＶと所定のマップとに基づいてバッテリ７０のＳＯＣを推定してもよい。あるいは、ＥＣＵ２００は、たとえば、バッテリ７０の充電電流と放電電流とを積算することによってバッテリ７０のＳＯＣを推定してもよい。

充電装置７８は、充電プラグ３００が車両１に取り付けられることによって外部電源３０２から供給される電力を用いてバッテリ７０を充電する。充電プラグ３００は、充電ケーブル３０４の一方端に接続される。充電ケーブル３０４の他方端は、外部電源３０２に接続される。充電装置７８の正極端子は、ＰＣＵ６０の正極端子とバッテリ７０の正極端子とを接続する電源ラインＰＬに接続される。充電装置７８の負極端子は、ＰＣＵ６０の負極端子とバッテリ７０の負極端子とを接続するアースラインＮＬに接続される。

第１レゾルバ１２は、第１ＭＧ２０に設けられる。第１レゾルバ１２は、第１ＭＧ２０の回転速度Ｎｍ１を検出する。第１レゾルバ１２は、検出された回転速度Ｎｍ１を示す信号をＥＣＵ２００に送信する。

第２レゾルバ１３は、第２ＭＧ３０に設けられる。第２レゾルバ１３は、第２ＭＧ３０の回転速度Ｎｍ２を検出する。第２レゾルバ１３は、検出された回転速度Ｎｍ２を示す信号をＥＣＵ２００に送信する。

減速機５８と駆動輪８０とを連結するドライブシャフト８２には、車輪速センサ１４が設けられる。車輪速センサ１４は、駆動輪８０の回転速度Ｎｗを検出する。車輪速センサ１４は、検出された回転速度Ｎｗを示す信号をＥＣＵ２００に送信する。ＥＣＵ２００は、受信した回転速度Ｎｗに基づいて車速Ｖを算出する。なお、ＥＣＵ２００は、回転速度Ｎｗに代えて第２ＭＧ３０の回転速度Ｎｍ２に基づいて車速Ｖを算出するようにしてもよい。

表示装置１５０は、ＥＣＵ２００からの制御信号Ｓ３に基づいてバッテリ７０における電力消費量やＥＶ走行時の走行可能距離等の情報を表示する。なお、ＥＶ走行とは、エンジン１０を停止させた状態で第２ＭＧ３０を用いて車両１を走行させるような車両１の走行状態を指す。表示装置１５０は、たとえば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）やＬＥＤ（Light Emitting Diode)等を用いたものであってもよい。なお、表示装置１５０に代えて音声等を用いて電力消費量や走行可能距離等の情報を車両１の乗員に通知する通知装置を用いてもよい。

モード切替スイッチ１５２は、車両の乗員によって操作された場合に走行モードを切り替えるための信号ＳＷをＥＣＵ２００に送信する。モード切替スイッチ１５２は、たとえば、プッシュスイッチ、レバースイッチあるいはダイヤルスイッチ等である。

走行モードは、ＨＶ走行よりもＥＶ走行を優先させるＣＤ(Charge Depleting)モードと、ＥＶ走行よりもＨＶ走行を優先させるＣＳ(Charge Sustaining)モードとを含む。ＨＶ走行とは、エンジン１０を作動させて第１ＭＧ２０により発電を行ない、バッテリ７０のＳＯＣを目標値に維持するような車両１の走行状態を指す。

走行モードを切り替えるための信号ＳＷは、たとえば、ＣＤモードの選択を指示するための信号であってもよいし、ＣＳモードを選択するための信号であってもよいし、現在の走行モードから現在の走行モードと異なる走行モードへの切替を指示するための信号であってもよい。

アクセルペダル１６２は、運転席に設けられる。アクセルペダル１６２には、ペダルストロークセンサ１６４が設けられる。ペダルストロークセンサ１６４は、アクセルペダル１６２のストローク量ＡＰを検出する。ペダルストロークセンサ１６４は、ストローク量ＡＰを示す信号をＥＣＵ２００に送信する。なお、ペダルストロークセンサ１６４に代えてアクセルペダルに対する車両１の乗員の踏力を検出するためのアクセルペダル踏力センサを用いてもよい。

ＥＣＵ２００は、エンジン１０を制御するための制御信号Ｓ１を生成し、その生成した制御信号Ｓ１をエンジン１０へ出力する。また、ＥＣＵ２００は、ＰＣＵ６０を制御するための制御信号Ｓ２を生成し、その生成した制御信号Ｓ２をＰＣＵ６０へ出力する。ＥＣＵ２００は、表示装置１５０を制御するための制御信号Ｓ３を生成し、その生成した制御信号Ｓ３を表示装置１５０へ出力する。

ＥＣＵ２００は、エンジン１０およびＰＣＵ６０等を制御することによって車両１が最も効率よく運行できるようにハイブリッドシステム全体、すなわち、バッテリ７０の充放電状態、エンジン１０、第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０の動作状態を制御する。

ＥＣＵ２００は、運転席に設けられたアクセルペダル１６２のストローク量ＡＰおよび車速Ｖに対応する要求パワーを算出する。さらに、ＥＣＵ２００は、補機を作動させる場合には補機の作動に要するパワーを算出された要求パワーに加算する。ここで、補機とは、たとえば、空調装置である。ＥＣＵ２００は、算出された要求パワーに応じて、第１ＭＧ２０のトルク、第２ＭＧ３０のトルク、または、エンジン１０の出力を制御する。

ＥＣＵ２００は、車両の乗員によるモード切替スイッチ１５２の操作によってＣＤモードが選択された場合に要求パワーを第２ＭＧ３０のみで満足させるようにＰＣＵ６０を制御する。

ＥＣＵ２００は、ＣＤモードが選択された場合において、要求パワーが第２ＭＧ３０の出力の上限値を超える場合には、第１ＭＧ２０を用いてエンジン１０を作動させる。ＥＣＵ２００は、第２ＭＧ３０の出力と作動したエンジン１０の出力とにより要求パワーを満足させるようにエンジン１０およびＰＣＵ６０を制御する。このとき、エンジン１０の出力は、バッテリ７０の充電に用いられずに走行パワーとして用いられる。

ＥＣＵ２００は、ＣＤモードが選択された場合において、バッテリ７０のＳＯＣがしきい値ＳＯＣ（１）よりも低下した場合には、ＣＤモードからＣＳモードに自動的に走行モードを切り替える。

ＥＣＵ２００は、ＣＳモードが選択された場合には、バッテリ７０のＳＯＣが目標値になるようにバッテリ７０に対する充放電制御を実行する。

ＥＣＵ２００は、たとえば、バッテリ７０のＳＯＣが目標値よりも低い場合には、要求パワーを満足させつつ、充電電力を放電電力よりも大きくなるようにエンジン１０の出力、第１ＭＧ２０のトルクあるいは第２ＭＧ３０のトルクを制御する。

ＥＣＵ２００は、たとえば、バッテリ７０のＳＯＣが目標値よりも高い場合には、放電電力が充電電力よりも大きくなることを許容しつつ、車両１の要求パワーを満足させるようにエンジン１０の出力、第１ＭＧ２０のトルクあるいは第２ＭＧ３０のトルクを制御する。すなわち、エンジン１０の出力は、バッテリ７０への充電パワーおよび走行パワーとして用いられる。

バッテリ７０のＳＯＣの目標値は、一定値であってもよいし、ＣＳモードが選択された時点のバッテリ７０のＳＯＣであってもよいし、ＣＳモードが選択された時点のＳＯＣに所定値を加算あるいは減算した値であってもよい。

ＥＣＵ２００は、たとえば、ＣＳモードが選択された場合であって、かつ、バッテリ７０のＳＯＣの現在値がＳＯＣの上限値よりも大きい場合には、エンジン１０を停止させてＥＶ走行を行なうようにしてもよい。

さらに、ＥＣＵ２００は、たとえば、充電完了後に走行を開始する際に、ＣＳモードが選択された場合であって、かつ、ＥＶ走行時である場合には、車両１の走行距離Ｄｔ（ｋｍ）と当該走行距離Ｄｔを走行する際に消費したバッテリ７０の電力消費量Ｗｐ（Ｗｈ）とに基づいて単位距離当りの電力消費量をバッテリ７０の電力消費率Ｒｐｃ（Ｗｈ／ｋｍ）として算出する。ＥＣＵ２００は、バッテリ７０の電力消費量Ｗｐを車両１の走行距離Ｄｔで除算することによってバッテリ７０の電力消費率Ｒｐｃを算出する。

ＥＣＵ２００は、算出された電力消費率Ｒｐｃに基づいて電力消費率の学習処理を実行し、電力消費率の学習値を算出する。学習処理については後述する。ＥＣＵ２００は、算出された学習値を電力消費率として表示装置１５０に表示させる。さらに、ＥＣＵ２００は、算出された学習値に基づいて電力消費量の推定値Ｗｐ’あるいはＥＶ走行による走行可能距離を算出するための処理を実行したり、あるいは、電力消費量の推定値Ｗｐ’あるいはＥＶ走行による走行可能距離を表示装置１５０に表示させたりする。

以上のような構成を有する車両１において、乗員に正確な電力消費率、電力消費量および走行可能距離を通知するためには、電力消費率、電力消費量および走行可能距離を精度高く推定する必要がある。しかしながら、走行条件によっては、電力消費率、電力消費量あるいは走行可能距離の推定値と実際の値とが乖離する場合がある。

そこで、本実施の形態においては、ＥＣＵ２００が、ＨＶ走行時において、車両１の走行距離とエンジン１０の出力の積算値とバッテリ７０の電力消費量とに基づいてＥＶ走行時に算出された電力消費率を更新する点を特徴とする。ＥＣＵ２００は、更新された電力消費率を車両１の乗員に通知するための処理およびＥＶ走行による走行可能距離を算出するための処理のうちの少なくともいずれかを実行する。

図２を参照して、本実施の形態に係る車両１に搭載されたＥＣＵ２００で実行されるプログラムの制御構造について説明する。

ステップ（以下、ステップをＳと記載する）１００にて、ＥＣＵ２００は、ＣＤモードが選択されているか否かを判定する。ＣＤモードが選択されている場合には（Ｓ１００にてＹＥＳ）、処理はＳ１０２に移される。もしそうでない場合には（Ｓ１００にてＮＯ）、処理はＳ１００に戻される。

Ｓ１０２にて、ＥＣＵ２００は、第１学習処理を実行する。具体的には、ＥＣＵ２００は、バッテリ７０の放電電力Ｐｂａｔの積算値ΣＰｂａｔとエンジン１０の出力Ｐｅの積算値ΣＰｅとの和（ΣＰｂａｔ＋ΣＰｅ）を走行距離Ｄｔで除算することによって得られる車両１の走行効率を電力消費率Ｒｐｃとして算出する。すなわち、ＥＣＵ２００は、エンジン１０が作動している状態（以下、オン状態と記載する）である場合においては、エンジン１０の出力分もバッテリ７０から出力されていると仮定して、電力消費率Ｒｐｃを算出するものである。

ＥＣＵ２００は、たとえば、バッテリ７０の電流ＩＢおよび電圧ＶＢに基づいてバッテリ７０の放電電力Ｐｂａｔを算出する。ＥＣＵ２００は、算出された放電電力Ｐｂａｔと予め定められた時間間隔Δｔを乗算する。ＥＣＵ２００は、乗算した値を前回の計算サイクルにおいて算出された積算値に加算することによって今回の計算サイクルの積算値ΣＰｂａｔを算出する。予め定められた時間間隔Δｔは、計算サイクルの実行間隔に対応する。

ＥＣＵ２００は、外部電源３０２を用いたバッテリ７０の充電が完了した直近の時点で積算値を初期値（すなわち、ゼロ）にリセットして積算を開始する。すなわち、ＥＣＵ２００は、走行距離の起算開始時に積算値ΣＰｂａｔの積算を開始する。なお、ＥＣＵ２００は、電流ＩＢおよび電圧ＶＢに加えて電池温度ＴＢに基づく内部抵抗の変化を考慮してバッテリ７０の放電電力Ｐｂａｔを算出してもよい。

ＥＣＵ２００は、たとえば、第１ＭＧ２０のトルク指令値Ｔｍ１および第１ＭＧ２０の回転速度Ｎｍ１に基づいてエンジントルクＴｅとエンジン回転数Ｎｅを推定して、推定されたエンジントルクＴｅとエンジン回転数Ｎｅとを乗算してエンジン１０の出力Ｐｅの推定値を算出してもよい。

あるいは、ＥＣＵ２００は、たとえば、エンジン回転数Ｎｅの検出値と、エンジン１０への吸入空気量やエンジン１０のスロットルバルブの開度等に基づいて推定されるエンジントルクＴｅとを乗算してエンジン１０の出力Ｐｅの推定値を算出してもよい。

ＥＣＵ２００は、充電が完了した時点から現在まで予め定められた時間間隔Δｔ毎にエンジン１０の出力Ｐｅと予め定められた時間間隔Δｔとを乗じた値を加算していくことによって積算値ΣＰｅを算出する。なお、積算値ΣＰｅを初期値（すなわち、ゼロ）にリセットして積算を開始する時点は、積算値ΣＰｂａｔと同様である。そのため、その詳細な説明は繰り返されない。

本実施の形態において電力消費率Ｒｐｃを計算するための車両１の走行距離Ｄｔは、外部電源３０２を用いた充電が完了した直近の時点における車両１の位置からの走行距離であるとして説明するが、たとえば、１日、１週間、１月あるいは１年等を単位とした所定の期間の走行距離であってもよいし、車両の乗員が設定した地点からの走行距離であってもよいし、直前の車両１が走行を開始した位置からの走行距離であってもよいし、車両１が最初に走行を開始した時点の位置からの走行距離であってもよい。

さらに、ＥＣＵ２００は、算出された電力消費率Ｒｐｃと前回の計算サイクルにおいて算出された電力消費率の学習値Ｒｌ（ｎ−１）（以下、単に前回の学習値Ｒｌ（ｎ−１）と記載する）とに基づいて今回の計算サイクルにおいて算出された電力消費率の学習値Ｒｌ（ｎ）（以下、単に今回の学習値Ｒｌ（ｎ）と記載する）を算出する。

ＥＣＵ２００は、算出された電力消費率Ｒｐｃおよび前回の学習値Ｒｌ（ｎ−１）に係数α、１−αをそれぞれ乗じて得られた値の和を今回の学習値Ｒｌ（ｎ）として算出する。すなわち、ＥＣＵ２００は、今回の学習値Ｒｌ（ｎ）＝（１−α）×前回の学習値Ｒｌ（ｎ−１）＋α×電力消費率Ｒｐｃの式によって今回の学習値Ｒｌ（ｎ）を算出してもよい。なお、係数αは、たとえば、０よりも大きく、かつ、１よりも小さい値である。なお、ＥＣＵ２００は、算出された電力消費率Ｒｐｃを今回の学習値Ｒｌ（ｎ）としてもよい。

Ｓ１０４にて、ＥＣＵ２００は、今回の学習値Ｒｌ（ｎ）を用いて電力消費量の推定値Ｗｐ’およびＥＶ走行による走行可能距離を算出する。ＥＣＵ２００は、算出された今回の学習値Ｒｌ（ｎ）に走行距離Ｄｔを乗じた値を外部電源３０２を用いた充電が完了した直近の時点からの電力消費量の推定値Ｗｐ’として算出する。

さらに、ＥＣＵ２００は、バッテリ７０の現在のＳＯＣとＳＯＣの下限値との差ΔＳＯＣ（％）に対応する電力残量Ｗｒを今回の学習値Ｒｌ（ｎ）で除算した値をＥＶ走行による走行可能距離として算出する。ＥＣＵ２００は、たとえば、ΔＳＯＣとバッテリ７０の満充電容量とにより電力残量Ｗｒを算出する。

Ｓ１０６にて、ＥＣＵ２００は、今回の学習値Ｒｌ（ｎ）を学習後の電力消費率として表示するように表示装置１５０を制御する。さらに、ＥＣＵ２００は、Ｓ１０４にて算出した電力消費量および走行可能距離を表示するように表示装置１５０を制御する。なお、ＥＣＵ２００は、電力消費率、電力消費量および走行可能距離のうちの少なくともいずれか一つを表示させるようにしてもよい。

以上のような構造およびフローチャートに基づく本実施の形態に係る車両１に搭載されたＥＣＵ２００の動作について説明する。

たとえば、外部電源３０２を用いたバッテリ７０への充電が完了した後に車両１が走行を開始した場合を想定する。また、このとき、車両１の乗員によってＣＤモードが選択されている場合を想定する（Ｓ１００にてＹＥＳ）。

アクセルペダル１６２のストローク量ＡＰ、車速Ｖおよび補機の作動状態に基づく車両１の要求パワーが第２ＭＧ３０の出力の上限値以下である場合には、ＥＣＵ２００は、エンジン１０を停止させた状態で第２ＭＧ３０を用いて車両１を走行させる。このとき、第１学習処理が実行される（Ｓ１０２）。第１学習処理において、エンジン１０が停止中であるため、エンジン１０の出力の積算値ΣＰｅは、ゼロとなる。そのため、バッテリ７０の放電電力Ｐｂａｔの積算値ΣＰｂａｔが走行距離Ｄｔで除算された値を電力消費率Ｒｐｃとして算出される。算出された電力消費率Ｒｐｃと前回の学習値Ｒｌ（ｎ−１）とを用いて今回の学習値Ｒｌ（ｎ）が算出される。なお、第１学習処理における今回の学習値Ｒｌ（ｎ）の算出方法については上述したとおりである。そのため、その詳細な説明は繰り返されない。

算出された今回の学習値Ｒｌ（ｎ）に基づいて電力消費量の推定値Ｗｐ’およびＥＶ走行による走行可能距離が算出される（Ｓ１０４）。算出された今回の学習値Ｒｌ（ｎ）が学習後の電力消費率として表示装置１５０に表示される。さらに、外部電源３０２を用いて充電が完了した直近の時点からの電力消費量の推定値Ｗｐ’と、ＥＶ走行による走行可能距離とが表示装置１５０に表示される（Ｓ１０６）。電力消費量の推定値Ｗｐ’およびＥＶ走行による走行可能距離の算出方法については上述したとおりである。そのため、その詳細な説明は繰り返されない。

その後において、ＣＤモードが選択されている場合であって、かつ、ＥＶ走行中に車両１の乗員がアクセルペダル１６２を踏み込むなどして車両１の要求パワーが第２ＭＧ３０の出力の上限値を超える場合には、ＥＣＵ２００は、エンジン１０を始動させて、ＨＶ走行を行なう。このとき、第１学習処理が実行される（Ｓ１０２）。

第１学習処理において、エンジン１０が作動状態になるため、バッテリ７０の放電電力Ｐｂａｔの積算値ΣＰｂａｔとエンジン１０の出力Ｐｅの積算値ΣＰｅとの和が走行距離Ｄｔで除算された値が電力消費率Ｒｐｃとして算出される。算出された電力消費率Ｒｐｃと前回の学習値Ｒｌ（ｎ−１）とを用いて今回の学習値Ｒｌ（ｎ）が算出される。

また、その後において、ＣＤモードが選択されている場合であって、かつ、ＨＶ走行中に車両１の乗員がアクセルペダル１６２の踏み込みを解除するなどして車両１の要求パワーが第２ＭＧの出力の上限値以下になる場合には、ＥＣＵ２００は、エンジン１０の作動を停止させて、ＥＶ走行を行なう。このとき、第１学習処理が実行される（Ｓ１０２）。第１学習処理において、現在の時点までの積算値ΣＰｂａｔと、ＨＶ走行時において積算された積算値ΣＰｅとの和が走行距離で除算された値が電力消費率Ｒｐｃとして算出される。

上述のとおりＥＣＵ２００が動作することによって、図３に示すように車両１の走行モードに基づいて学習の実行の有無が決定される。

図３に示すように、たとえば、走行モードがＣＳモードである場合には、エンジン１０の作動の有無に関わらず、学習処理は実行されない。一方、走行モードがＣＤモードである場合には、エンジン１０の作動の有無に関わらず第１学習処理が実行される。

以上のようにして、本実施の形態に係る車両によると、アクセルペダルのストローク量ＡＰ等の変化によりＥＶ走行からＨＶ走行に切り替わる場合において、ＥＶ走行時に算出された電力消費率の学習値は、ＨＶ走行時に車両１の走行距離Ｄｔとエンジン１０の出力Ｐｅの積算値ΣＰｅとバッテリ７０の放電電力Ｐｂａｔの積算値ΣＰｂａｔとに基づいて算出される電力消費率を用いて更新される。これにより、車両１０の走行履歴のうちのＥＶ走行による履歴部分に加えて、ＨＶ走行による履歴部分を考慮して電力消費率を算出することができる。そのため、電力消費率を精度高く推定することができる。したがって、電力消費量および走行可能距離を精度高く推定する車両を提供することができる。

本実施の形態においては、ＥＣＵ２００は、走行モードがＣＤモードである場合に、バッテリ７０の放電電力Ｐｂａｔの積算値ΣＰｂａｔとエンジン１０の出力の積算値ΣＰｅとの和を走行距離Ｄｔで除算した値を電力消費率Ｒｐｃとして算出し、算出された電力消費率Ｒｐｃを用いて今回の学習値Ｒｌ（ｎ）を算出する第１学習処理を実行するとして説明した。

しかしながら、電力消費率Ｒｐｃの算出方法としては、上述の方法に特に限定されるものではない。たとえば、ＥＣＵ２００は、走行モードがＣＤモードであって、かつ、エンジン１０が停止状態である場合には、積算値ΣＰｂａｔを走行距離Ｄｔで除算した値を電力消費率Ｒｐｃとして算出して、算出された電力消費率Ｒｐｃを用いて今回の学習値Ｒｌ（ｎ）を算出する第２学習処理を実行してもよい。

あるいは、ＥＣＵ２００は、走行モードがＣＤモードであって、かつ、エンジン１０が作動状態である場合には、車両１の走行パワーの積算値を走行距離Ｄｔで除算した値（走行効率）を電力消費率Ｒｐｃとして算出して、算出された電力消費率Ｒｐｃを用いて今回の学習値Ｒｌ（ｎ）を算出する第３学習処理を実行してもよい。

図４を参照して、ＥＣＵ２００がエンジン１０の作動の有無に応じて第２学習処理および第３学習処理のうちのいずれかを実行するプログラムの制御構造について説明する。

なお、図４に示したフローチャートの中で、前述の図２に示したフローチャートと同じ処理については同じステップ番号を付してある。それらについての処理も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰り返されない。

走行モードがＣＤモードである場合に（Ｓ１００にてＹＥＳ）、Ｓ２００にて、ＥＣＵ２００は、エンジン１０の作動が停止した状態（以下、オフ状態と記載する）であるか否かを判定する。ＥＣＵ２００は、たとえば、エンジン１０の回転速度Ｎｅがしきい値以下の停止状態である場合には、エンジン１０がオフ状態であると判定してもよい。

なお、しきい値は、エンジン１０が停止状態であると判定できる値であって、たとえば、ゼロであってもよいし、エンジン回転速度センサ１１の誤差の上限値を考慮したほぼゼロの予め定められた値であってもよい。あるいは、ＥＣＵ２００は、たとえば、エンジン１０に対して制御信号Ｓ１を送信していない等、エンジン１０の制御処理を実行していない場合に、エンジン１０がオフ状態であると判定してもよい。

エンジン１０がオフ状態である場合（Ｓ２００にてＹＥＳ）、処理はＳ２０２に移される。もしそうでない場合（Ｓ２００にてＮＯ）、処理はＳ２０４に移される。

Ｓ２０２にて、ＥＣＵ２００は、第２学習処理を実行する。具体的には、ＥＣＵ２００は、バッテリ７０の放電電力Ｐｂａｔの積算値ΣＰｂａｔを走行距離Ｄｔで除算した値を電力消費率Ｒｐｃとして算出する。積算値ΣＰｂａｔおよび走行距離Ｄｔの算出方法については上述したとおりであるためその詳細な説明は繰り返されない。

さらに、ＥＣＵ２００は、算出された電力消費率Ｒｐｃと前回の学習値Ｒｌ（ｎ−１）とに基づいて今回の学習値Ｒｌ（ｎ）を算出する。なお、今回の学習値Ｒｌ（ｎ）の算出方法については上述の第１学習処理において説明したとおりであるためその詳細な説明は繰り返されない。

Ｓ２０４にて、ＥＣＵ２００は、第３学習処理を実行する。具体的には、ＥＣＵ２００は、車両１の走行パワーＰｔの積算値ΣＰｔを走行距離Ｄｔで除算した値（走行効率）を電力消費率Ｒｐｃとして算出する。

ＥＣＵ２００は、車速Ｖに駆動力指令値Ｆｄｃを乗じた値（Ｖ×Ｆｄｃ）にパワー損失Ｐｌｓを加算した値（Ｖ×Ｆｄｃ＋Ｐｌｓ）を走行パワーＰｔとして算出する。ＥＣＵ２００は、第１ＭＧ２０のトルク指令値Ｔｍｃ１と第２ＭＧ３０のトルク指令値Ｔｍｃ２とギヤ比とに基づいて駆動指令値Ｆｄｃを算出する。ＥＣＵ２００は、算出された駆動力指令値Ｆｄｃに基づいてパワー損失Ｐｌｓを推定する。ＥＣＵ２００は、たとえば、駆動力指令値Ｆｄｃとパワー損失Ｐｌｓとの関係を示すマップ等を用いて駆動力指令値Ｆｄｃからパワー損失Ｐｌｓを推定する。

図４に示すようなフローチャートに基づくＥＣＵ２００に動作について説明する。たとえば、外部電源３０２を用いたバッテリ７０への充電が完了した後に車両１が走行を開始した場合を想定する。また、このとき、車両１の乗員によってＣＤモードが選択されている場合を想定する（Ｓ１００にてＹＥＳ）。

アクセルペダル１６２のストローク量ＡＰ、車速Ｖおよび補機の作動状態に基づく車両１の要求パワーが第２ＭＧ３０の出力の上限値以下である場合には、ＥＣＵ２００は、エンジン１０を停止させた状態で第２ＭＧ３０を用いて車両１を走行させる（Ｓ２００にてＹＥＳ）。そのため、第２学習処理が実行される（Ｓ２０２）。

第２学習処理において、バッテリ７０の放電電力Ｐｂａｔの積算値ΣＰｂａｔが走行距離Ｄｔで除算された値を電力消費率Ｒｐｃとして算出される。算出された電力消費率Ｒｐｃと前回の学習値Ｒｌ（ｎ−１）とを用いて今回の学習値Ｒｌ（ｎ）が算出される。

その後において、ＣＤモードが選択されている場合であって、かつ、ＥＶ走行中に車両１の乗員がアクセルペダル１６２を踏み込むなどして車両１の要求パワーが第２ＭＧ３０の出力の上限値を超える場合には、ＥＣＵ２００は、エンジン１０を始動させて、ＨＶ走行を行なう（Ｓ２００にてＮＯ）。そのため、第３学習処理が実行される（Ｓ２０４）。

第３学習処理において、車両１の走行パワーＰｔの積算値ΣＰｔが走行距離Ｄｔで除算された値が電力消費率Ｒｐｃとして算出される。算出された電力消費率Ｒｐｃと前回の学習値Ｒｌ（ｎ−１）とを用いて今回の学習値Ｒｌ（ｎ）が算出される。

また、その後において、ＣＤモードが選択されている場合であって、かつ、ＨＶ走行中に車両１の乗員がアクセルペダル１６２の踏み込みを解除するなどして車両１の要求パワーが第２ＭＧの出力の上限値以下になる場合には、ＥＣＵ２００は、エンジン１０の作動を停止させて、ＥＶ走行を行なう（Ｓ１００にてＹＥＳ、かつ、Ｓ２００にてＹＥＳ）。そのため、第２学習処理が実行される（Ｓ２０２）。

第２学習処理において、現在の時点までの積算値ΣＰｂａｔを走行距離で除算された値が電力消費率Ｒｐｃとして算出される。

上述のとおりＥＣＵ２００が動作することによって、図５に示すように車両１の走行モードとエンジン１０の状態とに基づいて学習の実行の有無および実行される学習処理が決定される。

図５に示すように、たとえば、走行モードがＣＳモードである場合には、エンジン１０の作動の有無に関わらず、学習処理は実行されない。一方、走行モードがＣＤモードである場合には、エンジン１０がオフ状態であるときには第２学習処理が実行され、エンジン１０がオン状態であるときには第３学習処理が実行される。

なお、本実施の形態においては、走行モードがＣＳモードである場合には学習処理が実行されないとして説明したが、ＥＣＵ２００は、走行モードがＣＳモードである場合に第１学習処理を実行してもよいし、走行モードがＣＳモードである場合にエンジン１０のオン／オフに応じて第２学習処理および第３学習処理のうちのいずれかを実行してもよい。

このようにすると、車両１がより長距離を走行する場合には、走行モードがＣＳモードとなる頻度が多くなる。そのため、エンジンのオフ状態だけでなく、オン状態の走行効率を考慮して電力消費率を算出することにより、電力消費率の精度を向上させることができる。

本発明が適用される車両としては、たとえば、図１を用いて説明したように、走行状態に応じてＥＶ走行とＨＶ走行とのうちのいずれか一方から他方に切り替わる車両であることが望ましい。また、車両１の構成としては、ＥＶ走行とＨＶ走行とが可能な車両であれば特に、図１に示したような構成に限定されるものではない。また、本実施の形態における車両１は、充電装置７８により外部電源３０２を用いてバッテリ７０の充電が可能であるとして説明したが、充電装置７８を搭載していない車両であってもよい。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ハイブリッド車両、１０エンジン、１１エンジン回転速度センサ、１２，１３レゾルバ、１４車輪速センサ、１６駆動軸、１８クランク軸、２０，３０ＭＧ、４０動力分割装置、５０サンギヤ、５２ピニオンギヤ、５４キャリア、５６リングギヤ、５８減速機、６０ＰＣＵ、７０バッテリ、７８充電装置、８０駆動輪、８２ドライブシャフト、１０２気筒、１０４燃料噴射装置、１５０表示装置、１５２モード切替スイッチ、１５６電池温度センサ、１５８電流センサ、１６０電圧センサ、１６２アクセルペダル、１６４ペダルストロークセンサ、２００ＥＣＵ、３００充電プラグ、３０２外部電源、３０４充電ケーブル。

Claims

車両であって、
内燃機関と、
駆動源となる回転電機と、
前記回転電機に電力を供給する蓄電装置と、
前記内燃機関および前記回転電機と制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、走行モードとして、前記蓄電装置の電力を積極的に消費させるＣＤ（Charge Depleting）モードと、前記蓄電装置の残存容量を所定の値に維持するＣＳ（Charge Sustaining）モードを有し、前記ＣＤモードを前記ＣＳモードのいずれかの走行モードを選択して走行することが可能であり、
前記制御装置は、前記ＣＤモードが選択されている場合に、
前記内燃機関を停止させた状態で前記回転電機を用いて車両を走行させるＥＶ（Electric Vehicle）走行のときには、前記蓄電装置の放電電力の積算値を走行距離で除した値を電力消費率として更新し、
前記内燃機関と前記回転電機とを用いて前記車両を走行させるＨＶ（Hybrid Vehicle）走行のときには、前記蓄電装置の放電電力の積算値と前記内燃機関の出力の積算値との和を走行距離で除した値を前記電力消費率として更新し、
前記制御装置は、更新された前記電力消費率を前記車両の乗員に通知するための処理および前記内燃機関を停止させた状態で前記回転電機を用いて前記車両を走行させる場合の走行可能距離を算出するための処理のうちの少なくともいずれかを実行する、車両。
車両であって、
内燃機関と、
駆動源となる回転電機と、
前記回転電機に電力を供給する蓄電装置と、
前記内燃機関および前記回転電機と制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、走行モードとして、前記蓄電装置の電力を積極的に消費させるＣＤ（Charge Depleting）モードと、前記蓄電装置の残存容量を所定の値に維持するＣＳ（Charge Sustaining）モードを有し、前記ＣＤモードを前記ＣＳモードのいずれかの走行モードを選択して走行することが可能であり、
前記制御装置は、前記ＣＤモードが選択されている場合に、
前記内燃機関を停止させた状態で前記回転電機を用いて車両を走行させるＥＶ（Electric Vehicle）走行のときには、前記蓄電装置の放電電力の積算値を走行距離で除した値を電力消費率として更新し、
前記内燃機関と前記回転電機とを用いて前記車両を走行させるＨＶ（Hybrid Vehicle）走行のときには、前記車両の走行パワーの積算値を走行距離で除した値を電力消費率として更新し、
前記制御装置は、更新された前記電力消費率を前記車両の乗員に通知するための処理および前記内燃機関を停止させた状態で前記回転電機を用いて前記車両を走行させる場合の走行可能距離を算出するための処理のうちの少なくともいずれかを実行する、車両。