JP2015154666A - バッテリ電圧の制御装置及びバッテリ電圧の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】車両の発進又は停止を含む運転状態を予知して昇圧コンバータを制御することで、ドライバビリティを向上するとともに損失を最小限に抑える。
【解決手段】本発明のバッテリの制御装置は、高電圧バッテリ５００の電圧を昇圧して駆動モータ８００に印加する昇圧コンバータ６００と、撮像により得られる車両外の画像情報を取得して分析する制御装置２００と、画像情報を分析して得られる車両外の環境情報に基づいて、車両の発進又は停止を含む運転状態を予測し、予測した運転状態に基づいて、昇圧部による昇圧を制御する制御装置４００と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、バッテリ電圧の制御装置及びバッテリ電圧の制御方法

従来、下記の特許文献１には、車両の加速時において、インバータ直流電流が予め定めてある規定放電電流以下の場合にはコンバータをオフし、インバータ直流電流が規定放電電流を超える場合には超える分を第２蓄電手段により供給するようコンバータを昇圧制御することが記載されている。また、特許文献１には、減速時においては、インバータ直流電流が予め定めてある規定充電電流以下の場合にはコンバータをオフし、規定充電電流を超える場合には超える分を第２蓄電手段に流すようコンバータを降圧制御することが開示されている。

特開平８−３０８０２５号公報

しかしながら、昇圧コンバータによる昇圧制御においては、昇圧を開始した後、目標とする昇圧電圧に到達するまでに遅延が発生する。上記特許文献１に記載された技術では、車両発進時にインバータ直流電流が予め定めてある規定放電電流を超える場合にコンバータを昇圧制御しているため、コンバータの応答遅れにより即座に最大出力を得ることができず、加速にもたつき感が生じ、発進加速性能が劣化するという問題がある。

また、昇圧コンバータによる昇圧制御を行うと、昇圧電圧が高いほど昇圧コンバータにおける損失が増加する。上記特許文献１に記載された技術では、車両の走行状態から停止する場合、インバータ直流電流が予め定めてある規定充電電流以下の場合にコンバータをオフにしているため、直ちにコンバータを停止することができず、昇圧コンバータによる損失の低減が遅れるという問題がある。また、上述した応答遅れに対処するため、必要な目標電圧に対してマージンを加えて昇圧電圧を決定すると、昇圧コンバータにおける損失がより一層増大する問題がある。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、車両の発進又は停止を含む運転状態を予知してバッテリの昇圧を制御することで、ドライバビリティを向上するとともに損失を最小限に抑えることが可能な、新規かつ改良されたバッテリ電圧の制御装置及びバッテリ電圧の制御方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、バッテリの電圧を昇圧して駆動モータに印加する昇圧部と、車両外を監視し車両外の環境情報を取得する車両外監視部と、前記車両外の環境情報に基づいて、車両の発進又は停止を含む運転状態を予測する運転状態予測部と、予測した前記運転状態に基づいて、前記昇圧部による昇圧を制御する電圧制御部と、を備える、バッテリ電圧の制御装置が提供される。

前記車両外監視部は、撮像により得られる車両外の画像情報を取得して分析する画像分析処理部を有し、前記画像情報に基づいて前記環境情報を取得するものであっても良い。
前記画像分析処理部は、ステレオカメラから前記画像情報を取得するものであっても良い。

また、前記運転状態予測部は、車両前方の交通信号機の点灯状態を示す前記環境情報に基づいて、車両の発進又は停止を予測するものであっても良い。

また、前記運転状態予測部は、車両前方の先行車のブレーキランプの点灯状態を示す前記環境情報に基づいて、車両の発進又は停止を予測するものであっても良い。

また、前記運転状態予測部は、車両前方の先行車との車間距離を示す前記環境情報に基づいて、車両の発進又は停止を予測するものであっても良い。

また、前記電圧制御部は、前記運転状態予測部により停止中の車両が発進することが予測された場合、車両の発進前に前記昇圧部による昇圧を実行させるものであっても良い。

また、前記電圧制御部は、前記運転状態予測部により走行中の車両が停止することが予測された場合、前記昇圧部による昇圧を行わないものであっても良い。

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、車両外を監視し車両外の環境情報を取得するステップと、前記車両外の環境情報に基づいて、車両の発進又は停止を含む運転状態を予測するステップと、予測した前記運転状態に基づいて、昇圧コンバータによるバッテリ電圧の昇圧を制御するステップと、を備える、バッテリ電圧の制御方法が提供される。

本発明によれば、車両の発進又は停止を含む運転状態を予知してバッテリの昇圧を制御することで、ドライバビリティを向上するとともに損失を最小限に抑えることが可能となる。

本発明の一実施形態に係るシステムを示す模式図である。 駆動モータの回転数とモータトルクとの関係が、昇圧コンバータにおける昇圧によって変化する様子を示す特性図である。 昇圧コンバータの変換効率を示す模式図である。 本実施形態の処理を示すフローチャートである。 要求駆動力（アクセル開度）と昇圧コンバータの応答特性を示す特性図である。 図５との比較のため、ドライバーがアクセルを踏み込んだ後にインバータによる昇圧の目標電圧を増加させる例を示す模式図である。 ２モータのハイブリッドシステムへの適用を示す模式図である。 図７に示す構成のうち、一点鎖線で囲まれた部分の具体的構成を示す模式図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

まず、図１を参照して、本発明の一実施形態に係るシステム１０００の構成について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る、電気自動車等の車両を駆動するためのシステム１０００を示す模式図である。なお、ここでは電気自動車を例示するが、本実施形態に係るシステム１０００は、ハイブリッド自動車など他の車両にも広く適用することができる。図１に示すように、システム１０００は、ステレオカメラ１００、ステレオカメラ用の制御装置（画像処理−ＥＣＵ）２００、アクセルペダル３００、モータの制御装置（モータ−ＥＣＵ）４００、高電圧バッテリ５００、昇圧コンバータ６００、インバータ７００、駆動モータ８００を有して構成される。なお、図１では、ステレオカメラ用の制御装置２００とモータの制御装置４００を別体に構成した例を示すが、両者は一体の制御装置から構成されていても良い。

ハイブリッド自動車、電気自動車などの車両を駆動するシステムは、駆動輪を駆動するための駆動モータを備えている。図１に示す構成において、駆動モータ８００は、直流電圧を交流に変換するインバータ７００の電圧が高いほど大出力を発生することができる。このため、昇圧コンバータ６００により高電圧バッテリ５００の電圧を昇圧してインバータ７００に印加している。一方、昇圧コンバータ６００では、バッテリ電圧５００を昇圧すると、昇圧が大きいほど損失が発生する。昇圧コンバータ６００の昇圧比が高いほど損失が大きくなるため、大出力を出そうとすると、昇圧コンバータ６００における損失の増加につながる。更に、高電圧バッテリ５００の電圧からインバータ７００の最大電圧まで昇圧するために、目標電圧に対して実際の昇圧が行われるまでに２００ｍｓ程度の遅延時間が発生する。このため、車両発進時に昇圧を行ったとしても、実際の昇圧は発進時よりも遅延するため、加速のもたつき感やドライバビリティの悪化が生じる。

本実施形態のシステム１０００では、車両発進時に、ステレオカメラ１００を含む画像処理システムにより自車両の停車状態から発進の予兆を検出する。発進の予兆としては、前方の交通信号機の色が赤から青へ変わったこと、先行車のブレーキランプが点灯から消灯へ変わったこと、先行車が停車状態から発進したこと、等が挙げられる。システム１０００は、画像処理システムによりこれらを認識することで、発進の予兆を検出する。そして、発進の予兆を認識すると、ドライバーによるアクセルの踏み込みよりも前に昇圧コンバータ６００を駆動してインバータ７００の電圧を上昇させることで，ドライバーのアクセルオンに対し即座に最大出力を出すことを可能とする。

また、車両減速停車時には、画像処理システムにより、自車両が走行状態から停車する予兆を検出する。停車の予兆としては、前方の交通信号機の色が青から赤へ変わったこと、先行車との車間距離が小さくなったこと、等が挙げられる。システム１０００は、画像処理システムによりこれらを認識することで、停車の予兆を検出する。そして、停車の予兆を認識すると、その後にドライバーから大出力を要求されることは無いため、昇圧コンバータ６００を停止することで，昇圧コンバータ６００による損失を抑制する。

図１に示す構成において、ステレオカメラ１００は、ＣＣＤセンサ、ＣＭＯＳセンサ等の撮像素子を有する左右１対のカメラ１００ａ，１００ｂを有して構成され、車両外の外部環境を撮像し、撮像した画像情報を制御装置２００へ送る。本実施形態に係るステレオカメラ１００は、色情報を取得可能なカラーカメラから構成される。ステレオカメラ１００は、色情報を取得できるため、例えば、自車両の前方を走行する先行車両のブレーキランプ点灯の有無や交通信号機の信号の色、道路標識等を画像情報として認識することができる。ステレオカメラ１００は、認識した画像情報を制御装置２００へ出力する。

制御装置２００は、ステレオカメラ１００の左右１組のカメラ１００ａ，１００ｂによって自車両進行方向を撮像した左右１組のステレオ画像対に対し、対応する位置のずれ量から三角測量の原理によって対象物までの距離情報を生成して取得することができる。また、制御装置２００は、三角測量の原理によって生成した距離情報に対して、周知のグルーピング処理を行い、グルーピング処理した距離情報を予め設定しておいた三次元的な立体物データ等と比較することにより、立体物データや白線データ等を検出する。これにより、制御装置２００は、一時停止の標識、停止線、ＥＴＣゲートなどを認識することもできる。

また、制御装置２００は、三角測量の原理によって生成した先行車との距離情報（車間距離Ｌ）を用いて、車間距離Ｌの変化量、先行車との相対速度Ｖを算出することができる。車間距離Ｌの変化量は、単位時間ごとに検知されるフレーム画像間の車間距離Ｌを積算することにより求めることができる。また、相対速度Ｖは、単位時間ごとに検知される車間距離を当該単位時間で割ることにより求めることができる。なお、これらの演算は制御装置２００が行うこともできる。

このように、制御装置２００は、ステレオ画像認識部１００から得られる車両外の画像情報を取得して分析する画像分析処理部として機能し、画像情報を分析して得られる車両外の環境情報を制御装置４００へ送信する。制御装置２００は、ステレオ画像認識部１００から送られた画像情報を分析処理し、自車両の前方の交通信号機の色、先行車のブレーキランプの点灯状態、道路標識、停止線、または先行車との車間距離Ｌ等を車両外の環境情報として認識し、制御装置４００へ送る。また、制御装置２００は、車両外を監視し車両外の環境情報を取得する車両外監視部として機能する。

アクセルペダル３００は、ドライバーのアクセル操作を検出するセンサを含んでいる。ドライバーのアクセル操作は、ドライバーの要求駆動力としてモータの制御装置４００に送られる。制御装置４００は、制御装置２００から受信した交通信号機の色、ブレーキランプの点灯状態、または車間距離等の情報とアクセルペダル３００から受信したドライバーの要求駆動力とに基づいて昇圧コンバータ６００の昇圧電圧を決定し、決定した昇圧電圧により昇圧指令を昇圧コンバータ６００に送信する。

昇圧コンバータ６００は、高電圧バッテリ５００とインバータ７００との間に設けられ、高電圧バッテリ５００の電圧を昇圧して、昇圧した電圧をインバータ７００に加える。ここで、高電圧バッテリ５００の電圧に対する昇圧した電圧の比を昇圧比と称する。

ここで、図２は、駆動モータ８００の回転数とモータトルクとの関係が、昇圧コンバータ６００における昇圧によって変化する様子を示す特性図（モータ出力マップ）である。図２の横軸はモータ回転数を、縦軸はモータトルクを示している。縦軸のモータトルクにおいて、正の値は駆動モータ８００が駆動輪を駆動する際のトルクを、負の値は回生時に駆動輪が駆動モータ８００を駆動する際のトルク（駆動モータ８００による制動力）を示している。

図２に示すように、モータトルクが正の値の場合、昇圧コンバータ６００による昇圧が大きいほど同じモータ回転数に対するモータトルクが増加する。従って、昇圧コンバータ６００による昇圧を大きくしてインバータ７００に印加する電圧を高くすることで、より大きなモータトルクで駆動モータ８００を駆動することが可能となる。

また、図２に示すように、モータトルクが負の値の場合は、昇圧コンバータ６００による昇圧が大きいほど、駆動輪が駆動モータ８００を回転させる際のモータトルクが増加する。

このように、駆動モータ８００は電機子巻線に電流を流すことで駆動トルクを発生させているため、印加する電圧を大きくすることでより大きな電流を流すことが可能となり、その結果、出力を増大させることができる。

また、図３は、昇圧コンバータ６００の変換効率を示す模式図である。図３に示すように、高電圧バッテリ５００の電圧は２００［Ｖ］であり、昇圧コンバータ６００は昇圧比を１〜３．２５０の範囲で変化させ、高電圧バッテリ５００の電圧を２００［Ｖ］から６５０［Ｖ］の範囲まで昇圧してインバータ７００に印加する。また、図３に示す一次側電力［ｋＷ］は、正の値はモータ駆動時に高電圧バッテリ５００から取り出される電力を示しており、負の値は回生時に高電圧バッテリ５００に充電される電力を示している。図３では、一次側電力の各値毎に昇圧コンバータ６００の変換効率（％）を示している。昇圧コンバータ６００は、昇圧するためにリアクトルに通電する必要があるが、より高い昇圧電圧を得るためには、通電時間を長くして電流を多く流す必要があるため、図３に示すように、昇圧コンバータ６００の昇圧比が増加するほど、昇圧コンバータ６００の変換効率は低下する。すなわち、昇圧コンバータ６００の昇圧電圧が高くなるほど変換効率は低下する。従って、必要な時以外は、昇圧コンバータ６００の昇圧比を低下させておくことが望ましい。なお、効率の低下分は、昇圧コンバータ６００が発生する熱として発散される。

制御装置４００は、制御装置２００から得た車両前方の交通信号機の色、ブレーキランプの点灯状態、道路標識、停止線、または先行車との車間距離Ｌ等の各種情報を用いて、自車両の今後の走行状態（発進・停止・加速・減速など）を予見する。そして、制御装置４００は、ドライバーが要求する要求駆動力に加えて、予見した今後の走行状態に基づいて昇圧コンバータ６００の電圧や駆動を制御する。すなわち、制御装置４００は、制御装置２００から送られた車両外の環境情報に基づいて、車両の発進又は停止を含む運転状態を予測する運転状態予測部、及び、予測した運転状態に基づいて昇圧コンバータ６００による昇圧を制御する電圧制御部、として機能する。これにより、例えば車両走行中に前方の交通信号機の色が“青”から“赤”に変わった場合など、今後車両が停止することが予見される場合は、昇圧コンバータ６００の昇圧比を下げることで、昇圧コンバータ６００における損失を最小限に抑えることができる。また、車両停止中に前方の交通信号機の色が“赤”から“青”へ変わったことが認識された場合には、ドライバーによりアクセルが踏み込まれる前に昇圧比を高めることができる。これにより、車両発進前に昇圧比を高めることができるため、アクセル踏込後に昇圧比を高めた場合に発生する加速のもたつきを確実に抑止できる。

昇圧コンバータ６００は、制御装置４００からの昇圧指令に基づいて高電圧バッテリ５００の電圧を昇圧し、昇圧した電圧をインバータ７００に印加する。インバータ７００は、昇圧コンバータ６００によって昇圧された電圧を利用し、直流電圧を交流に変換して駆動モータ８００に印加することで、駆動モータ８００のモータ巻線に電流を流す。駆動モータ８００は、インバータ７００によってモータ巻線に流された電流が発生させる電磁力と、駆動モータ８００内部に設置されたマグネットの磁力によって、車両を動かすための駆動力を発生させる。

以上のように構成された本実施形態にシステム１０００によれば、制御装置４００は、制御装置２００から受信した交通信号機の色、ブレーキランプの点灯状態、道路標識、停止線、または先行車との車間距離Ｌ等の各種情報と、アクセルペダル３００から受信したドライバーの要求駆動力とに基づいて、昇圧コンバータ６００の昇圧電圧を決定する。

従って、車両停止中に、前方の交通信号機の色が“赤”から“青”に変わった場合、先行車のブレーキランプが点灯から消灯に変化した場合、先行車との車間距離が所定値以上離れた場合など、車両の発進が予見される場合は、車両発進前に昇圧コンバータ６００の昇圧比を高めることで、発進時に加速のもたつきが生じることが無く、ドライバビリティを向上させることができる。

また、車両走行中に、前方の交通信号機が赤信号である場合、先行車のブレーキランプが点灯している場合、先行車との車間距離が接近している場合など、今後車両が停止することが予測される場合は、昇圧コンバータ６００による昇圧比を１倍とし、昇圧を行わないようにすることで、昇圧コンバータ６００における損失を確実に抑えることが可能となる。

次に、図１のシステムで行われる処理の流れの一例について説明する。図４は、本実施形態の処理を示すフローチャートである。先ず、ステップＳ１０では、ステレオ画像認識部１００との協調制御により、自車両発進予測判定を行う。ここでは、以下のＣ１，Ｃ２，Ｃ３の条件が成立するか否かを判定し、Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３のいずれかの条件が成立する場合、以下のＦ１を実行する。
Ｃ１）車両前方の交通信号機の色が“赤”から“青”に変わった。
Ｃ２）先行車のブレーキランプが“点灯”から消灯に変わった。
Ｃ３）先行車との車間距離が拡がった。
Ｆ１）自車両発進予測＝有り

上記Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３のいずれかの条件が成立する場合、上記Ｆ１が実行され、自車両発進予測フラグが立てられる。上述したように、ステレオ画像認識部１００は、三角測量の原理によって対象物までの距離情報を取得することができる。上記Ｃ３では、三角測量の原理によって先行車までの距離情報を取得し、先行車までの距離が所定のしきい値（例えば、１０ｍ）を超えた場合に、先行車との車間距離が拡がったと判定する。

次のステップＳ１２では、ステレオ画像認識部１００との協調制御により、自車両停止予測判定を行う。ここでは、以下のＣ４，Ｃ５の条件が成立するか否かを判定し、Ｃ４，Ｃ５のいずれかの条件が成立する場合、以下のＦ２を実行する。
Ｃ４）前方の交通信号機の色が青→赤に変わった。
Ｃ５）先行車との車間距離が車速に対して近い。
Ｆ２）自車両停止予測＝有り

上記Ｃ４，Ｃ５のいずれかの条件が成立する場合、上記Ｆ２が実行され、自車両停止予測フラグが立てられる。上記Ｃ５では、三角測量の原理によって先行車までの距離情報を取得し、先行車に対する自車両の相対速度から先行車と自車両との距離が所定のしきい値（例えば、１０ｍ）以内になると見込まれる場合は、先行車との車間距離が車速に対して近いと判定する。

次のステップＳ１４では、車速が所定のしきい値ＴＨｖ［ｋｍ／ｈ］よりも小さいか否かを判定する。また、ステップＳ１４では、加速度が０［ｍ／ｓ^２］であるか否かを判定する。そして、ステップＳ１４において、車速が所定のしきい値ＴＨｖ［ｋｍ／ｈ］よりも小さく、且つ加速度が０［ｍ／ｓ^２］以下の場合は、車両が停止していると判定し、ステップＳ１６へ進む。ステップＳ１６では、ステップＳ１０の自車両発進予測フラグが立てられているか否かを判定し、自車両発進予測フラグが立てられている場合は、ステップＳ１８へ進む。ステップＳ１８では、インバータ７００へ印加する電圧の目標値（昇圧コンバータ６００の目標電圧）を所定値Ｖ１に設定する。次のステップＳ２０では、昇圧コンバータ６００の駆動を開始する。

これにより、車両停止中に自車両が発進することが予測される場合は、アクセルが踏み込まれるよりも前に昇圧コンバータ６００の目標電圧が所定値Ｖ１に設定されて昇圧コンバータ６００の駆動が開始される。従って、車両発進前に予め昇圧コンバータ６００による昇圧を行っておくことで、昇圧の際の応答遅延による加速のもたつきを抑止することができる。

一方、ステップＳ１６において、自車両発進予測フラグが立てられていない場合は、ステップＳ２２へ進む。ステップＳ２２では、自車両が発進することは予測されていないため、昇圧コンバータ６００による昇圧比を１倍とし、昇圧コンバータ６００の目標電圧を高電圧バッテリ５００の電圧とする。そして、次のステップＳ２４では、昇圧コンバータ６００の駆動を停止する。すなわち、ステップＳ２２〜Ｓ２４へ進んだ場合は、昇圧コンバータ６００による昇圧は行われず、高電圧バッテリ５００の電圧がそのままインバータ７００へ印加される。ステップＳ２０，Ｓ２４の後は処理を終了する。

また、ステップＳ１４において、車速が所定のしきい値ＴＨｖ［ｋｍ／ｈ］以上であり、且つ加速度が０［ｍ／ｓ^２］よりも大きい場合は、車両が走行中であると判定し、ステップＳ２６へ進む。ステップＳ２６では、ステップＳ１２の自車両停止予測フラグが立てられているか否かを判定し、自車両停止予測フラグが立てられている場合は、ステップＳ２８へ進む。

ステップＳ２８では、自車両が停止することが予測されているため、ドライバーから更なる駆動力を要求されることはないと考えられる。従って、昇圧コンバータ６００による昇圧比を１倍とし、昇圧コンバータ６００の目標電圧を高電圧バッテリ５００の電圧とする。そして、次のステップＳ３０では、昇圧コンバータ６００の駆動を停止する。すなわち、ステップＳ２８〜Ｓ３０へ進んだ場合は、昇圧コンバータ６００による昇圧は行われず、高電圧バッテリ５００の電圧がそのままインバータ７００へ印加される。ステップＳ３０の後は処理を終了する。また、ステップＳ２６で自車両停止予測フラグが立てられていない場合も処理を終了する。

これにより、車両走行中に自車両が停止することが予測される場合は、昇圧コンバータ６００による昇圧比が１倍とされ、インバータ７００へ印加する電圧の目標値（昇圧コンバータ６００の目標電圧）が高電圧バッテリ５００の電圧とされる。これにより、昇圧コンバータ６００による昇圧が行われないため、昇圧コンバータ６００における損失を最小限に抑えることができる。

図５は、要求駆動力（アクセル開度）と昇圧コンバータの応答特性を示す特性図である。図５では、車両発進時に昇圧コンバータ６００による昇圧の目標電圧を増加させ、目標電圧に従ってインバータ７００に印加される実際の昇圧電圧が上昇する様子を示している。図５の左の縦軸はアクセル開度［％］及び車速［ｋｍ／ｈ］を示しており、右の縦軸は電圧［Ｖ］を示している。また、図５の横軸は時間を示している。

図５に示すように、本実施形態では、自車両発進予測フラグが立っている場合は、ドライバーがアクセル操作をしてアクセル開度が０よりも大きくなる時刻ｔ１よりも以前の時刻ｔ０において、昇圧コンバータ６００による昇圧の目標電圧が３００［Ｖ］に高められる。この際、目標電圧に対する昇圧電圧の遅延を考慮して、時刻ｔ１よりも前に時刻ｔ０が設定される。これにより、ドライバーがアクセルを踏み込む以前に、インバータ７００に印加される実際の昇圧電圧を目標電圧（３００［Ｖ］）に到達させることができる。従って、インバータ７００に印加される実際の昇圧電圧が目標電圧に対して遅延することに起因する加速のもたつき、ドライバビリティの悪化を確実に抑止することができる。なお、車両発進後、昇圧コンバータ６００の目標電圧はアクセル開度（ドライバーの要求駆動力）に応じて最適な値に制御される。

一方、図６は、図５との比較のため、ドライバーがアクセルを踏み込んだ後に昇圧コンバータ６００による昇圧の目標電圧を増加させる例を示す模式図である。図６に示す例では、ドライバーがアクセル操作をしてアクセル開度が０よりも大きくなる時刻ｔ１よりも後の時刻ｔ２において、ドライバーの要求駆動力に応じて昇圧コンバータ６００による昇圧の目標電圧を増加させている。この場合、時刻ｔ２で目標電圧を上昇させても、実際の昇圧電圧は目標電圧に対して応答に遅延が生じるため、加速のもたつき、ドライバビリティの悪化が生じてしまう。

従って、図５に示す本実施形態の制御によれば、車両発進予測により、アクセルが踏み込まれて車両が発進するよりも前に昇圧コンバータ６００による昇圧電圧を高めておくことができ、加速のもたつき、ドライバビリティの悪化を確実に抑止することができる。

また、図５では、時刻ｔ３において、走行中に先行車との車間距離が十分に拡がったことが制御装置２００によって認識された場合を示している。この場合、ドライバーがアクセル開度を増加させる時刻ｔ４よりも前に昇圧コンバータ６００の目標電圧を更に高める制御を行うことができる。図５に示す例では、時刻ｔ３の時点で目標電圧を４００［Ｖ］に高めている。これにより、ドライバーがアクセルを更に踏み込む時刻ｔ４の時点で実際の昇圧電圧を４００［Ｖ］まで昇圧しておくことができ、加速のもたつきを抑えることが可能となる。このように、発進予測のみならず、走行中の更なる加速を予知して昇圧コンバータ６００を制御することも可能である。

また、図５では、時刻ｔ５において、前方の交通信号機が“青”から“赤”へ変わったことが認識された場合を示している。この場合、時刻ｔ５で昇圧コンバータ６００の目標電圧をバッテリ電圧（＝２００［Ｖ］）とすることで、昇圧コンバータ６００の駆動が停止される。従って、昇圧コンバータ６００における損失を回避することができる。

図７は、２モータのハイブリッドシステムへの適用を示す模式図である。図７に示すシステムは、車両駆動用の駆動モータ８００と、発電用の発電モータ９６０を備えており、モータとエンジンを備えるハイブリッド車両等に用いられる。また、図７に示す例では、図１の２つの制御装置２００，４００の機能が１つのハイブリッドＥＣＵ９００に集約されている。ハイブリッドＥＣＵ９００の画像分析処理部９０２は図１の制御装置２００の機能に対応し、電圧決定処理部９０４は図１の制御装置４００の機能に対応している。

従って、図７に示す構成例は、図７中に破線で囲まれたインバータ９５０、発電モータ９６０、及びエンジン９７０が追加されている点で、図１の構成と実質的に相違する。発電モータ９６０は、エンジン９７０によって駆動されて電力を発生する。発電モータ９６０が発生させた電力は、インバータ１０００によって交流から直流に変換されて昇圧コンバータ６００へ送られ、高電圧バッテリ５００に充電される。

また、図８は、図７に示す構成のうち、一点鎖線で囲まれた高電圧バッテリ５００、昇圧コンバータ６００、インバータ７００、駆動モータ８００、インバータ９５０、及び発電モータ９６０の具体的構成を示す模式図（回路図）である。

図７及び図８に示すような２モータのシステムにおいても、図１のシステムと同様に、車両の発進、停止を含む今後の運転状態を予測することで、昇圧コンバータ６００の昇圧比を最適に制御することができる。従って、車両の発進が予測される場合は、ドライバーがアクセルを踏み込む以前に昇圧電圧を予め高くしておくことで、加速時のもたつきやドライバビリティの悪化を確実に抑えることができる。また、走行中に車両の停止が予測される場合は、昇圧比を低下させることで、昇圧コンバータ６００における損失を最小限に抑えることが可能となる。

以上説明したように本実施形態によれば、ステレオ画像認識部１００によって認識された情報に基づいて、車両の発進、停止を含む今後の運転状態を予測し、予測に基づいて昇圧コンバータ６００の昇圧比が制御される。これにより、車両の発進、停止を含む今後の運転状態に基づいて昇圧コンバータの昇圧比を最適に制御することが可能となる。従って、発進時の加速のもたつき、ドライバビリティの悪化を抑制するとともに、昇圧コンバータ６００における損失を確実に低減することが可能となる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、上述の実施形態では、車両外監視部としてステレオ画像認識部１００や制御装置（画像処理−ＥＣＵ）２００の構成を説明したがそれらに限定されない。ステレオカメラではなく単眼カメラを用いて先行車のブレーキランプ点灯の有無、交通信号機の信号の色、道路標識等を認識してもよい。また、画像情報ではなくレーダー等を用いて先行車との車間距離等の情報を取得しても良い。また、カメラとレーダーを組み合わせる構成であってもよい。さらに、車車間通信やＩＴＳ（Intelligent Transport System：高度道路交通システム）を通じて先行車の走行に関する情報や交通信号機等のインフラの情報を取得する構成であってもよい。

１００ ステレオ画像認識部
２００,４００ 制御装置
５００ 高電圧バッテリ
６００ 昇圧コンバータ
８００ 駆動モータ

Claims (9)

1. バッテリの電圧を昇圧して駆動モータに印加する昇圧部と、
   車両外を監視し車両外の環境情報を取得する車両外監視部と、
   前記車両外の環境情報に基づいて、車両の発進又は停止を含む運転状態を予測する運転状態予測部と、
   予測した前記運転状態に基づいて、前記昇圧部による昇圧を制御する電圧制御部と、
   を備えることを特徴とする、バッテリ電圧の制御装置。
2. 前記車両外監視部は、撮像により得られる車両外の画像情報を取得して分析する画像分析処理部を有し、前記画像情報に基づいて前記環境情報を取得することを特徴とする、請求項１に記載のバッテリ電圧の制御装置。
3. 前記画像分析処理部は、ステレオカメラから前記画像情報を取得することを特徴とする、請求項２に記載のバッテリ電圧の制御装置。
4. 前記運転状態予測部は、車両前方の交通信号機の点灯状態を示す前記環境情報に基づいて、車両の発進又は停止を予測することを特徴とする、請求項１に記載のバッテリ電圧の制御装置。
5. 前記運転状態予測部は、車両前方の先行車のブレーキランプの点灯状態を示す前記環境情報に基づいて、車両の発進又は停止を予測することを特徴とする、請求項１に記載のバッテリ電圧の制御装置。
6. 前記運転状態予測部は、車両前方の先行車との車間距離を示す前記環境情報に基づいて、車両の発進又は停止を予測することを特徴とする、請求項１に記載のバッテリ電圧の制御装置。
7. 前記電圧制御部は、前記運転状態予測部により停止中の車両が発進することが予測された場合、車両の発進前に前記昇圧部による昇圧を実行させることを特徴とする、請求項１に記載のバッテリ電圧の制御装置。
8. 前記電圧制御部は、前記運転状態予測部により走行中の車両が停止することが予測された場合、前記昇圧部による昇圧を行わないことを特徴とする、請求項１に記載のバッテリ電圧の制御装置。
9. 車両外を監視し車両外の環境情報を取得するステップと、
   前記車両外の環境情報に基づいて、車両の発進又は停止を含む運転状態を予測するステップと、
   予測した前記運転状態に基づいて、昇圧コンバータによるバッテリ電圧の昇圧を制御するステップと、
   を備えることを特徴とする、バッテリ電圧の制御方法。
   

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