JP2017087874A - 車両制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】自動走行中に自車両の前方に割り込んできた他の車両に対応する。
【解決手段】車両制御装置は、回生によって発電可能な回転電機と、回生によって発電された電力を蓄電可能な蓄電装置と、を備える車両を制御する。当該車両制御装置は、自車両が所望地点に到達するまでの自車両の目標速度を含む走行計画を生成する生成手段と、走行計画に基づいて自車両が自動的に走行するように自車両を制御する制御手段と、自車両の前方を走行する先行車両を検出する検出手段と、を備える。自動走行が行われている際に走行計画の生成時には検出されず走行計画の生成後に検出された先行車両と、自車両との間の距離を広げる場合であって、蓄電装置の蓄電量が所定値未満である場合、制御手段は、走行計画にかかわらず、回生に起因する制動力が自車両に付与されるように回転電機を制御する。
【選択図】図３

Description

本発明は、車両を自動的に走行させることが可能な車両制御装置の技術分野に関する。

この種の装置として、車両が所望地点に到達するまでの行程における該車両の目標速度を示す目標速度パターンを生成し、該目標速度パターンに基づいて該車両の走行を自動的に制御する装置が知られている。例えば、特許文献１には、所望地点までの行程を複数の区間に分割して各区間での目標速度パターンを生成し、バッテリのＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ：充電状態）が所定値以下の場合には、車両が加速する加速区間において該目標速度パターンが規定する加速よりも大きな加速を行い、車両が減速する減速区間においてはモータの回生による減速を行う、目標速度パターンを再生成する車両制御装置が開示されている。

特開２００９−２８６１８５号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、自車両とは異なる他の車両の挙動については考慮されていない。すると、車両制御装置が自車両を自動的に走行させている際に、他の車両の自車両前方への予期しない割り込みがあった場合、該車両制御装置による制御内容によっては、自車両の燃費が低下する可能性があるという技術的問題点がある。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、燃費の低下を抑制しつつ、割り込んできた他の車両に適切に対応することができる車両制御装置を提供することを課題とする。

本発明の車両制御装置は、上記課題を解決するために、回生によって発電可能な回転電機と、前記回生によって発電された電力を蓄電可能な蓄電装置と、を備える車両を制御する車両制御装置であって、前記車両が所望地点に到達するまでの前記車両の目標速度を含む走行計画を生成する生成手段と、前記走行計画に基づいて前記車両が自動的に走行するように前記車両を制御する自動走行を行う制御手段と、前記車両の前方を走行する車両である先行車両を検出する検出手段と、を備え、前記自動走行が行われている際に、前記検出手段により前記走行計画の生成時には検出されず前記走行計画の生成後に検出された先行車両と、前記車両との間の距離を広げる場合であって、前記蓄電装置の蓄電量が所定値未満である場合、前記制御手段は、前記走行計画にかかわらず、前記回生に起因する制動力が前記車両に付与されるように前記回転電機を制御する。

本発明の車両制御装置では、自動走行が行われている間（いわゆる自動運転期間）、制御手段は走行計画に含まれる目標速度を実現するように車両を制御する。ところで、走行計画の生成時に検出されていない車両が、該走行計画の生成後に先行車両として検出された場合（具体的には、他の車両の予期しない割り込みがあった場合）、安全の観点から、当該車両制御装置が搭載された車両（即ち、自車両）と先行車両との間の距離を広げたほうがよいときがある。このとき、制御手段が走行計画に従って車両を制御してしまうと、自車両と先行車両との間の距離を広げることが困難になる可能性がある。

そこで本発明では、自動走行が行われている際に、走行計画の生成時に検出されていない車両が、該走行計画の生成後に先行車両として検出された場合であって、自車両と先行車両との間の距離を広げる場合、制御手段により、蓄電装置の蓄電量が所定値未満であることを条件に（即ち、蓄電装置の充電余力があることを条件に）、該走行計画にかかわらず、回生に起因する制動力（いわゆる回生ブレーキ力）が自車両に付与されるように回転電機が制御される。このように構成すれば、自車両と先行車両との間の距離を好適に広げることができると共に、回生により発電された電力を蓄電装置に蓄えることができる。従って、本発明の車両制御装置によれば、燃費の低下を抑制しつつ、割り込んできた他の車両に適切に対応することができる。

本発明に係る「所定値」は、回生に起因する制動力を自車両に付与されるように回転電機を制御するか否かを決定する値であり、予め固定値として又は何らかの物理量若しくはパラメータに応じた可変値として設定されている。このような所定値は、予め実験的若しくは経験的に、又はシミュレーションによって、単位時間当たりに回生により発電される電気量を車速毎に求め、該求められた結果と、回生による制動力を自車両に付与すべき時間と、蓄電装置に蓄えることが可能な電気量の上限値とに基づいて設定すればよい。

「蓄電装置の充電量が所定値未満である」とは、充電量の現在値が所定値未満である場合に限らず、充電量の現在から所定時間後までの期間における値が所定値未満である場合も含む。

本発明の作用及び他の利得は次に説明する実施するための形態から明らかにされる。

第１実施形態に係るハイブリッド車両の構成の一例を示すブロック図である。 第１実施形態に係る自動走行動作処理を示すフローチャートである。 第１実施形態に係る車両制御処理を示すフローチャートである。 第１実施形態に係る車両制御処理により、回生ブレーキ力を用いてハイブリッド車両が減速される場合のタイミングチャートの一例である。 第１実施形態に係る車両制御処理により、惰性走行を用いてハイブリッド車両が減速される場合のタイミングチャートの一例である。 第２実施形態に係る車両制御処理の要部を示すフローチャートである。 第２実施形態に係る車両制御処理により、回生ブレーキ力を用いてハイブリッド車両が減速される場合のタイミングチャートの一例である。 第２実施形態に係る車両制御処理により、惰性走行を用いてハイブリッド車両が減速される場合のタイミングチャートの一例である。

本発明の車両制御装置に係る実施形態を図面に基づいて説明する。尚、以下では、本発明の車両制御装置の一例が適用されたハイブリッド車両を挙げて、本発明の車両制御装置に係る実施形態を説明する。

＜第１実施形態＞
本実施形態では、「ハイブリッド車両の構成」においてハイブリッド車両の構成の概要を説明し、「自動走行動作処理」において該ハイブリッド車両において実行される自動走行動作処理について説明し、「自動走行中に予期しない割り込み車両がある場合の処理」において、該自動走行動作処理が実行されている際に割り込み車両があった場合の減速・車間距離確保等の処理について説明する。

（ハイブリッド車両の構成）
本実施形態に係るハイブリッド車両の構成について、図１を参照して説明する。図１は、第１実施形態に係るハイブリッド車両の構成の一例を示すブロック図である。

図１において、ハイブリッド車両１は、センサ１１と、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）受信部１２と、地図ＤＢ（ＤａｔａＢａｓｅ）１３と、ナビゲーションシステム１４と、アクチュエータ１５と、ＨＭＩ（Ｈｕｍａｎ Ｍａｃｈｉｎｅ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）１６と、ハイブリッドシステム１７と、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）１８と、液圧ブレーキシステム１９とを備えて構成されている。

ハイブリッドシステム１７は、ＥＣＵ１８の制御下でハイブリッド車両１の駆動力を生成するハイブリッド車両１のパワートレインである。ハイブリッドシステム１７は、エンジンＥＮＧと、モータジェネレータＭＧ１と、モータジェネレータＭＧ２と、動力分割機構１７１と、インバータ１７２と、バッテリ１７３とを備えて構成されている。

動力分割機構１７１は、図示せぬサンギア、プラネタリキャリア、プラネタリギア、及びリングギアを備えた遊星歯車機構である。サンギアの回転軸はモータジェネレータＭＧ１の回転軸に連結されている。リングギアの回転軸は、モータジェネレータＭＧ２の回転軸に連結されている。サンギアとリングギアとの中間にあるプラネタリギアを支持するプラネタリキャリアの回転軸はエンジンＥＮＧの回転軸（つまり、クランクシャフト）に連結されている。エンジンＥＮＧの回転は、プラネタリキャリア及びプラネタリギアによって、サンギア及びリングギアに伝達される。つまり、エンジンＥＮＧの動力は、２系統に分割される。リングギアの回転軸は、車軸１７４に連結されている。ハイブリッドシステム１７が生成する駆動力は、この車軸１７４を介して車輪１７５に伝達される。

モータジェネレータＭＧ１は、発電機として主に機能する。但し、モータジェネレータＭＧ１は、バッテリ１７３に蓄積された電力を用いて作動することで、ハイブリッド車両１の駆動力を供給する電動機として機能してもよい。

モータジェネレータＭＧ２は、バッテリ１７３に蓄積された電力を用いて作動することで、ハイブリッド車両１の駆動力を供給する電動機として機能する。モータジェネレータＭＧ２は、更に、発電機としても機能する。この場合、モータジェネレータＭＧ２の回転軸は、車輪１７５に連結された車軸１７４からモータジェネレータＭＧ２に伝達される動力（つまり、ハイブリッド車両１の運動エネルギー）によって回転する。つまり、モータジェネレータＭＧ２は、ハイブリッド車両１の運動エネルギーを電力エネルギーに変換する回生動作を行う。その結果、モータジェネレータＭＧ２は、回生動作により電力を生成することができる。加えて、モータジェネレータＭＧ２が回生動作を行っている場合には、車軸１７４には、回生動作に起因したブレーキトルクが付与される。その結果、ハイブリッド車両１を減速させるように作用する回生ブレーキ力がハイブリッド車両１に付与される。

インバータ１７２は、バッテリ１７３から取り出した直流電力を交流電力に変換してモータジェネレータＭＧ１及びＭＧ２に供給する。更に、インバータ１７２は、モータジェネレータＭＧ１及びＭＧ２によって発電された交流電力を直流電力に変換してバッテリ１７３に供給する。

バッテリ１７３はモータジェネレータＭＧ１及びＭＧ２が作動するための電力をモータジェネレータＭＧ１及びＭＧ２に供給する電力供給源であると共に、モータジェネレータＭＧ１及びＭＧ２によって発電された電力を蓄電可能な蓄電池でもある。

液圧ブレーキシステム１９は、ブレーキ液等の液圧（典型的には、油圧）を利用してハイブリッド車両１に液圧ブレーキ力を付与する。この液圧ブレーキシステム１９の液圧は、アクチュエータ１５に含まれるブレーキアクチュエータ１５１により制御される。

ＥＣＵ１８は、ハイブリッド車両１の動作全体を制御することが可能に構成された電子制御ユニットである。本実施形態では特に、ＥＣＵ１８は、ハイブリッド車両１を自動走行させるための自動走行動作処理を実行する。

（自動走行動作処理）
次に、ＥＣＵ１８が実行する自動走行動作処理について、図１に加えて、図２のフローチャートを参照して説明する。

ＥＣＵ１８は、自動走行動作を実行するために、その内部に実現される論理的な処理ブロック又は物理的な処理回路として、車両位置認識部１８１と、外部状況認識部１８２と、内部状況認識部１８３と、走行計画生成部１８４と、走行制御部１８５とを備えて構成されている。

車両位置認識部１８１は、ＧＰＳ受信部１２の計測結果である車両位置情報（即ち、ハイブリッド車両１の位置）、及び地図ＤＢ１３が格納する地図情報に基づいて、車両位置（特に、地図上での車両位置）を認識する。

外部状況認識部１８２は、センサ１１に含まれる外部センサ１１１の検出結果に基づいて、ハイブリッド車両１の外部状況を認識する。ここで、外部センサ１１１は、環境温度センサ１１１１、カメラ（図示せず）及びレーダー（図示せず）を含む。カメラは、例えば、ハイブリッド車両１のフロントガラスの裏側（内側）に設置されている。カメラは、単眼カメラであってもよいし、いわゆるステレオカメラであってもよい。レーダーは、電波（例えば、ミリ波）を利用してハイブリッド車両１の周囲の物体（例えば、障害物や、他の車両や、歩行者や、動物等）を検出する。

外部状況は、環境温度、及び、ハイブリッド車両１の周囲の物体の状況（例えば、物体の動きの有無、ハイブリッド車両１に対する物体の相対的な位置、ハイブリッド車両１と物体との間の相対的な距離（相対距離）、ハイブリッド車両１に対する物体の相対的な移動方向、及び、ハイブリッド車両１に対する物体の相対的な速度（相対速度）等）を含む。

内部状況認識部１８３は、センサ１１に含まれる内部センサ１１２の検出結果に基づいて、ハイブリッド車両１の内部状況を認識する。ここで、内部センサ１１２は、バッテリ温度センサ１１２１と、ＳＯＣセンサ１１２２と、水温センサ１１２３と、車速センサ（図示せず）とを含む。内部センサ１１２は、更に、加速度センサ及びヨーレートセンサを含んでいてもよい。

内部状況は、バッテリ温度、ＳＯＣ、冷却水温、及びハイブリッド車両１の速度を含んでいる。内部状況は、ハイブリッド車両１の加速度及びハイブリッド車両１のヨーレートを含んでいてもよい。

図２のフローチャートにおいて、ＥＣＵ１８は、搭乗者が自動走行動作の実行を要求しているか否かを判定する（ステップＳ１１１）。尚、搭乗者は、該搭乗者とハイブリッド車両１との間で情報の入力及び出力を行うためのインタフェースであるＨＭＩ１６を用いて自動走行動作の実行を要求することができる。従って、ＥＣＵ１８は、ＨＭＩ１６を介した搭乗者の操作内容を監視することで、搭乗者が自動走行動作の実行を要求しているか否かを判定してよい。

ステップＳ１１１の判定の結果、搭乗者が自動走行動作の実行を要求していないと判定された場合（ステップＳ１１１：Ｎｏ）、ＥＣＵ１８は処理を終了する。その後、ＥＣＵ１８は、第１所定期間経過後に、再度図２に示す処理を開始してもよい。

他方で、ステップＳ１１１の判定の結果、搭乗者が自動走行動作の実行を要求していると判定された場合（ステップＳ１１１：Ｙｅｓ）、車両位置認識部１８１は、車両位置情報及び地図情報に基づいて、車両位置を認識する。更に、外部状況認識部１８２は、外部センサ１１１の検出結果に基づいて、ハイブリッド車両１の外部状況を認識する。更に、内部状況認識部１８３は、内部センサ１１２の検出結果に基づいて、ハイブリッド車両１の内部状況を認識する。（ステップＳ１１２）
その後、走行計画部１８４は、ナビゲーションシステム１４が算出した目標ルート、車両位置認識部１８１が認識した車両位置、外部状況認識部１８２が認識した外部状況及び内部状況認識部１８３が認識した内部状況に基づいて、走行計画を生成する（ステップＳ１１３）。

ここで、ナビゲーションシステム１４は、車両位置情報及び地図情報に基づいて、ハイブリッド車両１の現在位置（或いは、搭乗者が設定した所定の出発位置）から搭乗者によって設定された目的地に至るまでにハイブリッド車両１が走行するべき経路を示す目標ルートを算出する。ナビゲーションシステム１４は、複数車線が存在する走行区間においてハイブリッド車両１が走行することが好ましい車線を特定可能な目標ルートを算出していてもよい。尚、ここで言う目標ルートには、特許第５３８２２１８号に記載された運転支援装置又は特開２０１１−１６２１３２号公報に記載された自動運転装置における道なり走行ルートが包含される。

走行計画生成部１８４は、目標ルート、車両位置、外部状況及び内部状況に基づいて、ハイブリッド車両１の目標進路を生成し、該生成された目標進路に応じた走行計画を生成する。目標進路は、目標ルートにおいてハイブリッド車両１が進むべき軌跡を示す。走行計画は、ハイブリッド車両１の複数の配位座標（ｐ，ｖ）を複数含んでいる。尚、“ｐ”は、例えばハイブリッド車両１に対して固定された座標系での、ハイブリッド車両の目標位置である（目標位置ｐは、該座標系でのｘ座標及びｙ座標の位置又は当該位置と等価な情報である）。“ｖ”は、各目標位置ｐでの、ハイブリッド車両１の目標速度である。

走行計画は、ハイブリッド車両１の挙動（言い換えれば、走行態様）を特定可能である限りは、どのような情報を含んでいてもよい。走行計画は、各目標位置ｐにハイブリッド車両１が到達するべき目標時間ｔを更に含み、ハイブリッド車両１が走行する期間中のハイブリッド車両１の目標速度ｖの推移を特定する速度パターン（複数の配位座標（ｐ，ｖ，ｔ））を含んでよい。走行計画のより具体的な生成方法には、ハイブリッド車両１の挙動を特定することが可能な走行計画を生成可能である限り、既存の生成方法を採用可能である。

その後、走行制御部１８５は、走行計画生成部１８４が生成した走行計画に基づいて、ハイブリッド車両１が自動走行するように、ハイブリッド車両１を制御する（ステップＳ１１４）。具体的には、走行計画に基づいてハイブリッド車両１が加速する又は定常走行する場合には、走行制御部１８５は、エンジンＥＮＧ並びにモータジェネレータＭＧ１及びＭＧ２を制御することで、ハイブリッド車両１を自動走行させる。走行計画に基づいてハイブリッド車両１が減速する場合には、走行制御部１８５は、回生ブレーキ力を付与するようにモータジェネレータＭＧ２を制御することで、及び／又は、液圧ブレーキ力を付与するようにブレーキアクチュエータ１５１を制御することで、ハイブリッド車両１を減速させる。その結果、ハイブリッド車両１は、走行計画に基づいて、目標ルート上の目標進路を自動走行する。つまり、ハイブリッド車両１は、搭乗者の操作がなくても、走行計画に基づいて、目標ルート上の目標進路を走行する。

その後、ＥＣＵ１８は、搭乗者が自動走行動作の停止を要求しているか否かを判定する（ステップＳ１１５）。ステップＳ１１５の判定の結果、搭乗者が自動走行動作の停止を要求していないと判定された場合（ステップＳ１１５：Ｎｏ）、ＥＣＵ１８は、第２所定期間（例えば１０秒等）が経過する毎に、ステップＳ１１２からステップＳ１１４の処理を繰り返す。従って、ハイブリッド車両１は、周期的に生成される走行計画に基づいて自動走行し続ける。

他方で、ステップＳ１１５の判定の結果、搭乗者が自動走行動作の停止を要求していると判定された場合（ステップＳ１１５：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ１８は処理を終了する。その後、ＥＣＵ１８は、第１所定期間経過後に、再度図２に示す処理を開始してもよい。

尚、搭乗者が自動走行動作の停止を要求していない場合であっても、ハイブリッド車両１が目的地に到達した場合には、ＥＣＵ１８は処理を終了してよい。この場合、ＨＭＩ１６は、搭乗者に対して、ハイブリッド車両１が目的地に到達し且つ自動走行動作が終了する旨を通知してもよい。

（自動走行中に予期しない割り込み車両がある場合の処理）
上述の如く、自動走行動作処理のステップＳ１１２からＳ１１４の処理（図２参照）は、第２所定期間毎に繰り返し行われる。つまり、走行計画は、第２所定期間毎に生成・更新される。言い換えれば、走行計画が一旦生成された後第２所定期間経過するまでは、走行計画が変更されることはない。

ここで、走行計画が一旦生成された後第２所定期間が経過するまでの間に、ハイブリッド車両１の前方に他の車両が割り込んできた場合に、現在の走行計画を維持するのか否かが問題となる。本実施形態では、ハイブリッド車両１の前方に割り込んできた他の車両と、該ハイブリッド車両１との間の距離（即ち、車間距離）を広げるか否かにより、走行計画を維持するか否かが決定される。加えて、本実施形態では、車間距離を広げる場合、バッテリ１７３のＳＯＣに基づいて回生ブレーキ力をハイブリッド車両１に付与するか否かが決定される。

走行計画が一旦生成された後第２所定期間が経過するまでの間に、ハイブリッド車両１の前方に他の車両が割り込んできた場合に、ＥＣＵ１８が実行する車両制御処理について、図３のフローチャート、並びに図４及び図５を参照して説明する。尚、図３に示す車両制御処理は、主に、図２に示した自動走行動作処理のステップＳ１１２からＳ１１４の処理と並行して実行される、いわゆるサブルーチンである。

図３において、ＥＣＵ１８は、ハイブリッド車両１が自動走行中であるか否かを判定する（ステップＳ１２１）。具体的には、ＥＣＵ１８は、図２に示した自動走行動作処理のステップＳ１１２からＳ１１４の処理のいずれか（特に、ステップＳ１１４の処理）が行われているか否かを判定する。

ステップＳ１２１の判定の結果、ハイブリッド車両１が自動走行中でないと判定された場合（ステップＳ１２１：Ｎｏ）、ＥＣＵ１８は処理を終了する。その後、ＥＣＵ１８は、第３所定期間経過後に、再度図３に示す処理を開始してもよい。

他方で、ステップＳ１２１の判定の結果、ハイブリッド車両１が自動走行中であると判定された場合（ステップＳ１２１：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ１８は、ハイブリッド車両１の前方へ新たに割り込んできた車両（以降、適宜、“割り込み先行車両”と称する）があるか否かを判定する（ステップＳ１２２）。

具体的には、ＥＣＵ１８に含まれる外部状況認識部１８２は、外部センサ１１１に含まれるカメラにより、直前の走行計画生成時（即ち、現在の自動走行動作処理に用いられている走行計画の生成時）に撮像されたハイブリッド車両１の前方の画像データと、該カメラにより現在撮像されたハイブリッド車両１の前方の画像データとを比較する。外部状況認識部１８２は、現在撮像された画像データに、直前の走行計画生成時に撮像された画像データに含まれていない車両が含まれていた場合、その車両を割り込み先行車両として認識する。ＥＣＵ１８は、外部状況認識部１８２が、割り込み先行車両を認識した場合に、割り込み先行車両があると判定する。尚、二つの画像データの比較方法には、既存の比較方法を採用可能である。

ステップＳ１２２の判定の結果、割り込み先行車両がないと判定された場合（ステップＳ１２２：Ｎｏ）、ＥＣＵ１８は処理を終了する。この場合、走行計画は維持される。その後、ＥＣＵ１８は、第３所定期間経過後に、再度図３に示す処理を開始してもよい。

他方で、ステップＳ１２２の判定の結果、割り込み先行車両があると判定された場合（ステップＳ１２２：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ１８は、ハイブリッド車両１が、割り込み先行車両との車間距離を広げる必要があるか否かを判定する（ステップＳ１２３）。

具体的には、ＥＣＵ１８に含まれる外部状況認識部１８２は、外部センサ１１１に含まれるレーダーにより検出されたハイブリッド車両１と割り込み先行車両との車間距離を取得する。ＥＣＵ１８は、該取得された車間距離と、ハイブリッド車両１の車速に応じた必要車間距離とを比較し、該取得された車間距離が必要車間距離よりも短い場合に、車間距離を広げる必要があると判定する。

ここで、必要車間距離は、例えば、車速０〜１０ｋｍ／ｈで３ｍ、車速１０〜２０ｋｍ／ｈで５ｍ、車速２０〜３０ｋｍ／ｈで１０ｍ、車速３０〜４０ｋｍ／ｈで２０ｍ、…等と定められており、ＥＣＵ１８内のメモリ（図示せず）に予め格納されている。尚、本実施形態に係る「新たに割り込んできた車両（割り込み先行車両）」は、本発明に係る「走行計画の生成時には検出されず前記走行計画の生成後に検出された先行車両」の一例である。

ステップＳ１２３の判定の結果、車間距離を広げる必要がないと判定された場合（ステップＳ１２３：Ｎｏ）、ＥＣＵ１８は処理を終了する。この場合、走行計画は維持される。その後、ＥＣＵ１８は、第３所定期間経過後に、再度図３に示す処理を開始してもよい。

他方で、ステップＳ１２３の判定の結果、車間距離を広げる必要があると判定された場合（ステップＳ１２３：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ１８は、現在の走行計画にかかわらず、車間距離を広げるためにハイブリッド車両１を減速させる。このとき、液圧ブレーキシステム１９による液圧ブレーキ力を用いてハイブリッド車両１が減速されると、ハイブリッド車両１の燃費が低下してしまう。そこで、本実施形態では、燃費の低下を抑制するために、回生ブレーキ力又は惰性走行（即ち、エンジンブレーキや空気抵抗等による自然減速）によりハイブリッド車両１が減速される。

回生ブレーキ力及び惰性走行のいずれを用いるかを決定するために、ＥＣＵ１８は、バッテリ１７３の現在のＳＯＣが、本発明に係る「所定値」の一例としての、判定閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ１２４）。具体的には、ＥＣＵ１８は、内部状況認識部１８３により認識された内部状況の一部としてのバッテリ１７３の現在のＳＯＣが、判定閾値以上であるか否かを判定する。ここで、判定閾値は、ハイブリッド車両１の車速が高くなるほど低くなり、ハイブリッド車両１の車速が低くなるほど高くなる、ハイブリッド車両１の車速に応じた可変値として設定されていてよい。尚、ステップＳ１２４の判定は、バッテリ状態予測部１８６により行われてよい。

ステップＳ１２４の判定の結果、バッテリ１７３の現在のＳＯＣが判定閾値未満であると判定された場合、即ち、充電余力が十分にあり、ハイブリッド車両１の減速に伴う回生動作によって発電された電力をバッテリ１７３に好適に蓄えることが可能である場合（ステップＳ１２４：Ｎｏ）、ＥＣＵ１８に含まれる減速制御部１８７は、回生ブレーキ力をハイブリッド車両１に付与するようにモータジェネレータＭＧ２を制御する（ステップＳ１２５）。このとき、減速制御部１８７は、更に、エンジンＥＧＮが停止するように該エンジンＥＧＮを制御する。

他方で、ステップＳ１２４の判定の結果、バッテリ１７３の現在のＳＯＣが判定閾値以上であると判定された場合、即ち、充電余力が不十分である場合（ステップＳ１２４：Ｙｅｓ）、減速制御部１８７は、エンジンＥＧＮ及びモータジェネレータＭＧ２が停止するように該エンジンＥＧＮ及びモータジェネレータＭＧ２を夫々制御する（ステップＳ１２６）。

ステップＳ１２５の処理又はステップＳ１２６の処理の結果、ハイブリッド車両１は減速し、割り込み先行車両との車間距離が広がる。

その後、ＥＣＵ１８は、必要車間距離が確保されたか否かを判定する（ステップＳ１２７）。具体的には、ＥＣＵ１８は、外部状況認識部１８２により取得された車間距離と、ハイブリッド車両１の車速に応じた必要車間距離とを比較し、該取得された車間距離が必要車間距離以上である場合に、必要車間距離が確保されたと判定する。

ステップＳ１２７の判定の結果、必要車間距離が確保されていないと判定された場合（ステップＳ１２７：Ｎｏ）、ＥＣＵ１８は、第４所定期間が経過する毎に、ステップＳ１２４からステップＳ１２７の処理を繰り返す。

他方で、ステップＳ１２７の判定の結果、必要車間距離が確保されたと判定された場合（ステップＳ１２７：Ｙｅｓ）、回生ブレーキ力又は惰性走行を用いたハイブリッド車両１の減速が終了され、ＥＣＵ１８は処理を終了する。その後、ＥＣＵ１８は、第３所定期間経過後に、再度図３に示す処理を開始してもよい。

ここで、ハイブリッド車両１が回生ブレーキ力を用いて減速し車間距離を広げる動作について、図４のタイミングチャートを参照して説明を加える。

図４の車間距離のグラフに示すように、時刻ｔ１１において車間距離が狭まっている。つまり、時刻ｔ１１に、ハイブリッド車両１の前方へ車両が割り込んできたものとする。このとき、ＥＣＵ１８は、ステップＳ１２２〜Ｓ１２４の処理の結果、回生ブレーキ力を用いて車間距離を広げるようにモータジェネレータＭＧ２を制御するものとする。

尚、上述したステップＳ１２２〜Ｓ１２４の処理は、ミリ秒又はサブミリ秒のオーダーで行われる。これに対し、図４のグラフの横軸（時間軸）は、秒オーダーで記載されている。厳密には、ハイブリッド車両１の前方へ車両が割り込んできた時刻と、ハイブリッド車両１が減速を開始する時刻との間には時間差が存在するが、便宜上、ハイブリッド車両１は時刻ｔ１１から減速するものとする（図４の車速のグラフ参照）。図５、図７及び図８についても同様。

図４の時刻ｔ１１から時刻ｔ１２までの間、回生ブレーキ力を用いてハイブリッド車両１が減速された結果、時刻ｔ１２において必要車間距離が確保される。言い換えれば、時刻ｔ１２において、上述したステップＳ１２７の処理で必要車間距離が確保されたと判定され、ハイブリッド車両１の減速が終了される。

ここで特に、ハイブリッド車両１の減速に回生ブレーキ力が用いられているため、時刻ｔ１１から時刻ｔ１２までの間、回生動作によって発電された電力によりバッテリ１７３が充電され、該バッテリ１７３のＳＯＣが上昇する。従って、ハイブリッド車両１の燃費の低下を抑制しつつ、ハイブリッド車両１と割り込み先行車との車間距離を適切に確保することができる。

尚、時刻ｔ１３において新たな走行計画が生成されるものとする。その結果、ＥＣＵ１８に含まれる走行制御部１８５は、時刻ｔ１３以降、新たに生成された走行計画に基づいて、ハイブリッド車両１が自動走行するようにハイブリッド車両１を制御する。このとき、ハイブリッド車両１が割り込み先行車を追従して走行するような走行計画が生成されてもよい。

尚、上述の如く、第４所定期間毎にステップＳ１２４からステップＳ１２７までの処理が繰り返し行われるので、第４所定期間の長さによっては、ハイブリッド車両１の減速中に、再度ステップＳ１２４の判定が行われる可能性がある。ステップＳ１２４の判定の結果、バッテリ１７３の現在のＳＯＣが判定閾値以上であると判定された場合、回生ブレーキ力に代えて、惰性走行によりハイブリッド車両１の減速が行われてもよい。

同様に、ハイブリッド車両１が惰性走行により減速し車間距離を広げる動作について、図５のタイミングチャートを参照して説明を加える。

図５の車間距離のグラフに示すように、時刻ｔ２１において車間距離が狭まっている。つまり、時刻ｔ２１に、ハイブリッド車両１の前方へ車両が割り込んできたものとする。このとき、ＥＣＵ１８は、ステップＳ１２２〜Ｓ１２４の処理の結果、惰性走行を用いて車間距離を広げるようにエンジンＥＧＮ及びモータジェネレータＭＧ２を夫々制御するものとする。

図５の時刻ｔ２１から時刻ｔ２２までの間、惰性走行によりハイブリッド車両１が減速された結果、時刻ｔ２２において必要車間距離が確保される。言い換えれば、時刻ｔ２２において、上述したステップＳ１２７の処理で必要車間距離が確保されたと判定され、ハイブリッド車両１の減速が終了される。

この場合、時刻ｔ２１から時刻ｔ２２までの間、エンジンＥＮＧ及びモータジェネレータＭＧ２が停止されるので、液圧ブレーキ力を用いてハイブリッド車両１を減速する場合（この場合、エンジンＥＮＧは停止されない）に比べて、ハイブリッド車両１の燃費の低下を抑制することができる。加えて、バッテリ１７３の劣化を引き起こす過充電を防止することもできる（図５のＳＯＣのグラフの破線参照）。従って、この場合もハイブリッド車両１の燃費の低下を抑制しつつ、ハイブリッド車両１と割り込み先行車との車間距離を適切に確保することができる。

尚、時刻ｔ２３において新たな走行計画が生成されるものとする。その結果、ＥＣＵ１８に含まれる走行制御部１８５は、時刻ｔ２３以降、新たに生成された走行計画に基づいて、ハイブリッド車両１が自動走行するようにハイブリッド車両１を制御する。

尚、ハイブリッド車両１の減速中に、再度ステップＳ１２４の判定が行われた結果、バッテリ１７３の現在のＳＯＣが判定閾値を下回ったと判定された場合、惰性走行に代えて、回生ブレーキ力を用いたハイブリッド車両１の減速が行われてもよい（例えば図５では、時刻ｔｘ以降、回生ブレーキ力を用いたハイブリッド車両１の減速が行われてもよい）。

本実施形態に係る「ＥＣＵ１８」、「モータジェネレータＭＧ２」、「バッテリ１７３」、「外部状況認識部１８２」及び「走行計画生成部１８４」は、夫々、本発明に係る「車両制御装置」、「回転電機」、「蓄電装置」、「検出手段」及び「生成手段」の一例である。本実施形態に係る「走行制御部１８５」及び「減速制御部１８７」は、本発明に係る「制御手段」の一例である。

＜第２実施形態＞
本発明の車両制御装置に係る第２実施形態について、図６のフローチャート、並びに図７及び図８を参照して説明する。第２実施形態では、回生ブレーキ力及び惰性走行のいずれを用いるかの決定方法が第１実施形態と異なっている以外は、上述した第１実施形態と同様である。よって、第２実施形態について、第１実施形態と重複する説明を省略すると共に、図面上における共通箇所には同一符号を付して示し、基本的に異なる点についてのみ、図６乃至図８を参照して説明する。

（自動走行中に予期しない割り込み車両がある場合の処理）
図６のフローチャートにおいて、上述したステップＳ１２３の判定の結果、車間距離を広げる必要があると判定された場合（ステップＳ１２３：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ１８に含まれるバッテリ状態予測部１８６は、ハイブリッド車両１の減速期間を算出する（ステップＳ１３１）。具体的には、バッテリ状態予測部１８６は、外部状況認識部１８２から（ｉ）ハイブリッド車両１及び割り込み先行車間の相対速度と、（ｉｉ）ハイブリッド車両１及び割り込み先行車の現在の車間距離とを取得する。バッテリ状態予測部１８６は、取得された相対速度及び車間距離と、ハイブリッド車両１の車速に応じた必要車間距離と、モータジェネレータＭＧ２により発生される回生ブレーキ力とから、回生ブレーキ力により必要車間距離が確保されるまでの時間を、減速期間として算出する。

その後、バッテリ状態予測部１８６は、減速期間内のバッテリ１７３のＳＯＣの挙動を予測する（ステップＳ１３２）。具体的には、バッテリ状態予測部１８６は、バッテリ１７３の現在のＳＯＣと、算出された減速期間に回生動作によって発電される電力量とから、減速期間内のバッテリ１７３のＳＯＣの推移を予測する。尚、ＳＯＣの推移の予測方法には、既存の予測方法を採用可能である。

その後、バッテリ状態予測部１８６は、予測結果に基づいてバッテリ１７３のＳＯＣが減速期間内にバッテリ１７３に入力可能な電力の上限値（例えば、Ｗｉｎ制限値）を超えるか否かを判定する（ステップＳ１３３）。尚、本実施形態に係る「バッテリ１７３に入力可能な電力の上限値」は、本発明に係る「所定値」の他の一例である。本実施形態に係る「減速期間内のバッテリ１７３のＳＯＣの推移」は、「現在から所定時間後までの期間における充電量の値」の一例である。

ステップＳ１３３の判定の結果、バッテリ１７３のＳＯＣが減速期間内にバッテリ１７３に入力可能な電力の上限値を超えないと判定された場合、即ち、充電余力が十分にあり、ハイブリッド車両１の減速に伴う回生動作によって発電された電力をバッテリ１７３に好適に蓄えることが可能である場合（ステップＳ１３３：Ｎｏ）、ＥＣＵ１８に含まれる減速制御部１８７は、回生ブレーキ力をハイブリッド車両１に付与するようにモータジェネレータＭＧ２を制御する（ステップＳ１２５）。このとき、減速制御部１８７は、更に、エンジンＥＧＮが停止するように該エンジンＥＧＮを制御する。

他方で、ステップＳ１３３の判定の結果、バッテリ１７３のＳＯＣが減速期間内にバッテリ１７３に入力可能な電力の上限値を超えると判定された場合、即ち、充電余力が不十分である場合（ステップＳ１３３：Ｙｅｓ）、減速制御部１８７は、エンジンＥＧＮ及びモータジェネレータＭＧ２が停止するように該エンジンＥＧＮ及びモータジェネレータＭＧ２を夫々制御する（ステップＳ１２６）。

その後、ＥＣＵ１８は、必要車間距離が確保されたか否かを判定する（ステップＳ１２７）。ステップＳ１２７の判定の結果、必要車間距離が確保されていないと判定された場合（ステップＳ１２７：Ｎｏ）、ＥＣＵ１８は、第４所定期間が経過する毎に、ステップＳ１３１からステップＳ１３３及びステップＳ１２５からステップＳ１２７の動作を繰り返す。

ここで、ハイブリッド車両１が回生ブレーキ力を用いて減速し車間距離を広げる動作について、図７のタイミングチャートを参照して説明を加える。

図７の車間距離のグラフに示すように、時刻ｔ３１において車間距離が狭まっている。つまり、時刻ｔ３１に、ハイブリッド車両１の前方へ車両が割り込んできたものとする。このとき、ＥＣＵ１８は、ステップＳ１２２、Ｓ１２３及びＳ１３１〜Ｓ１３３の処理の結果、回生ブレーキ力を用いて車間距離を広げるようにモータジェネレータＭＧ２を制御するものとする。

図７の時刻ｔ３１から時刻ｔ３２までの間、回生ブレーキ力を用いてハイブリッド車両１が減速された結果、時刻ｔ３２において必要車間距離が確保される。言い換えれば、時刻ｔ３２において、上述したステップＳ１２７の処理で必要車間距離が確保されたと判定され、ハイブリッド車両１の減速が終了される。

ここで特に、ハイブリッド車両１の減速に回生ブレーキ力が用いられているため、時刻ｔ３１から時刻ｔ３２までの間、回生動作によって発電された電力によりバッテリ１７３が充電され、該バッテリ１７３のＳＯＣが上昇する。このとき、バッテリ状態予測部１８６により予測されたように、減速期間中（即ち、時刻ｔ３１から時刻ｔ３２までの期間）に、バッテリ１７３のＳＯＣは該バッテリ１７３に入力可能な電力の上限値を超えない。従って、ハイブリッド車両１の燃費の低下を抑制しつつ、ハイブリッド車両１と割り込み先行車との車間距離を適切に確保することができる。

尚、時刻ｔ３３において新たな走行計画が生成されるものとする。その結果、ＥＣＵ１８に含まれる走行制御部１８５は、時刻ｔ３３以降、新たに生成された走行計画に基づいて、ハイブリッド車両１が自動走行するようにハイブリッド車両１を制御する。

同様に、ハイブリッド車両１が惰性走行を用いて減速し車間距離を広げる動作について、図８のタイミングチャートを参照して説明を加える。

図８の車間距離のグラフに示すように、時刻ｔ４１において車間距離が狭まっている。つまり、時刻ｔ４１に、ハイブリッド車両１の前方へ車両が割り込んできたものとする。このとき、ＥＣＵ１８は、ステップＳ１２２、Ｓ１２３及びＳ１３１〜Ｓ１３３の処理の結果、惰性走行を用いて車間距離を広げるようにエンジンＥＧＮ及びモータジェネレータＭＧ２を夫々制御するものとする。

図８の時刻ｔ４１から時刻ｔ４２までの間、惰性走行によりハイブリッド車両１が減速された結果、時刻ｔ４２において必要車間距離が確保される。言い換えれば、時刻ｔ４２において、上述したステップＳ１２７の処理で必要車間距離が確保されたと判定され、ハイブリッド車両１の減速が終了される。

この場合、時刻ｔ４１から時刻ｔ４２までの間、エンジンＥＮＧ及びモータジェネレータＭＧ２が停止されるので、液圧ブレーキ力を用いてハイブリッド車両１を減速する場合に比べて、ハイブリッド車両１の燃費の低下を抑制することができる。加えて、バッテリ１７３の劣化を引き起こす過充電を防止することもできる（図８のＳＯＣのグラフの破線参照）。従って、この場合もハイブリッド車両１の燃費の低下を抑制しつつ、ハイブリッド車両１と割り込み先行車との車間距離を適切に確保することができる。

尚、時刻ｔ４３において新たな走行計画が生成されるものとする。その結果、ＥＣＵ１８に含まれる走行制御部１８５は、時刻ｔ４３以降、新たに生成された走行計画に基づいて、ハイブリッド車両１が自動走行するようにハイブリッド車両１を制御する。

＜変形例＞
上述した第１実施形態及び第２実施形態では、本発明の車両制御装置の一例が適用されたハイブリッド車両１を挙げた。しかしながら、本発明の車両制御装置は、ハイブリッド車両に限らず、エンジンを備えない電気自動車（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｖｅｈｉｃｌｅ：ＥＶ）にも適用可能である。

本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う車両制御装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。

１…ハイブリッド車両、１１…センサ、１２…ＧＰＳ受信部、１３…地図ＤＢ、１４…ナビゲーションシステム、１５…アクチュエータ、１６…ＨＭＩ、１７…ハイブリッドシステム、１８…ＥＣＵ、１９…液圧ブレーキシステム、１７３…バッテリ、１８１…車両位置認識部、１８２…外部状況認識部、１８３…内部状況認識部、１８４…走行計画生成部、１８５…走行制御部、１８７…減速制御部、ＥＮＧ…エンジン、ＭＧ１、ＭＧ２…モータジェネレータ

Claims (1)

1. 回生によって発電可能な回転電機と、前記回生によって発電された電力を蓄電可能な蓄電装置と、を備える車両を制御する車両制御装置であって、
   前記車両が所望地点に到達するまでの前記車両の目標速度を含む走行計画を生成する生成手段と、
   前記走行計画に基づいて前記車両が自動的に走行するように前記車両を制御する自動走行を行う制御手段と、
   前記車両の前方を走行する車両である先行車両を検出する検出手段と、
   を備え、
   前記自動走行が行われている際に、前記検出手段により前記走行計画の生成時には検出されず前記走行計画の生成後に検出された先行車両と、前記車両との間の距離を広げる場合であって、前記蓄電装置の蓄電量が所定値未満である場合、前記制御手段は、前記走行計画にかかわらず、前記回生に起因する制動力が前記車両に付与されるように前記回転電機を制御する
   ことを特徴とする車両制御装置。

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