JP2019051799A - 車両制御装置、車両制御方法、およびプログラム - Google Patents

車両制御装置、車両制御方法、およびプログラム Download PDF

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Abstract

【課題】周辺を走行する他車両との関係に基づいて、車両内の熱をより精度よく管理することができる。【解決手段】車両制御装置は、蓄電池または内燃機関のうち少なくとも一つを備える車両(以下、自車両)に搭載される車両制御装置であって、前記内燃機関、前記蓄電池、走行用電動機、発電機、または空調機器のうち少なくとも一つを含む対象機器の熱管理状態が好ましくない状態であることを示す所定の条件を満たす場合に、前記自車両の前方を走行する他車両と前記自車両との車間距離を拡大させる処理を実行する制御部を備える。また、所定の条件を満たす場合に、制御部は、前記自車両に前記電動機走行中の他車両の後方を走行させる処理を実行する。【選択図】図1

Description

本発明は、車両制御装置、車両制御方法、およびプログラム
に関する。
蓄電池と内燃機関を搭載したハイブリッド車両が普及している(例えば、特許文献1参照)。
特開2017−100606号公報
ハイブリッド車両において、車両内の熱を管理することが求められている。しかしながら、従来の技術では、車両内の熱の管理が十分になされていない場合があった。
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、周辺を走行する他車両との関係に基づいて、車両内の熱をより精度よく管理することができる車両制御装置、車両制御方法、およびプログラムを提供することを目的の一つとする。
(1):蓄電池または内燃機関のうち少なくとも一つを備える車両(以下、自車両)に搭載される車両制御装置であって、前記内燃機関、前記蓄電池、走行用電動機、発電機、または空調機器のうち少なくとも一つを含む対象機器の熱管理状態が好ましくない状態であることを示す所定の条件を満たす場合に、前記自車両の前方を走行する他車両と前記自車両との車間距離を拡大させる処理を実行する制御部を備える車両制御装置である。
(2):(1)の車両制御装置であって、前記自車両は、前記蓄電池および前記走行用電動機を搭載し、前記制御部は、前記対象機器のうち、前記蓄電池または前記走行用電動機のうち少なくとも一方の熱管理状態が好ましくない状態であることを示す所定の条件を満たす場合、前記車間距離を拡大させる処理を実行するものである。
(3):(1)または(2)の車両制御装置であって、他車両と通信する通信部と、前記通信部の通信結果に基づいて、前記自車両の周辺に専ら電動機の動力により走行している電動機走行中の他車両が存在しているか否かを判定する通信判定部と、を更に備え、前記制御部は、前記所定の条件を満たし、且つ前記通信判定部により前記電動機走行中の他車両が存在していると判定された場合に、前記自車両に前記電動機走行中の他車両の後方を走行させる処理を実行するものである。
(4):(3)の車両制御装置であって、前記制御部は、前記通信判定部により前記自車両の周辺に前記電動機走行中の他車両が存在していないと判定された場合に、前記自車両の前方を走行する他車両と前記自車両との車間距離を拡大させる処理を実行するものである。
(5):(3)または(4)の車両制御装置であって、前記通信判定部は、前記通信部の通信結果に基づいて、前記他車両との通信が確立しているか否かを判定し、前記制御部は、前記通信判定部により前記他車両との通信が確立していないと判定された場合に、前記自車両の前方を走行する他車両と前記自車両との車間距離を拡大させる処理を実行するものである。
(6):(1)から(5)のうちいずれかの車両制御装置であって、前記自車両に、周辺車両と隊列して走行させる制御を実行する自動運転制御部を、更に備えるものである。
(7):(1)から(5)のうちいずれかの車両制御装置であって、前記制御部は、前記拡大させることを指示する情報を出力部に出力させることで、前記自車両の運転者に、前記自車両の前方を走行する他車両と前記自車両との車間距離を拡大させることを促すものである。
(8):(3)から(5)のうちいずれかの車両制御装置であって、前記制御部は、前記自車両に前記電動機走行中の他車両の後方を走行させることを示す情報を出力部に出力させることで、前記自車両の運転者に、前記自車両を前記電動機走行中の他車両の後方を走行させることを促すものである。
(9):コンピュータが、蓄電池または内燃機関のうち少なくとも一つを備える車両(以下、自車両)に搭載される前記内燃機関、前記蓄電池、走行用電動機、発電機、または空調機器のうち少なくとも一つを含む対象機器の熱管理状態が好ましくない状態であることを示す所定の条件を満たすか否かを判定し、前記所定の条件を満たすと判定された場合に、前記自車両の前方を走行する他車両と前記自車両との車間距離を拡大させる処理を実行する車両制御方法である。
(10):コンピュータに、蓄電池または内燃機関のうち少なくとも一つを備える車両(以下、自車両)に搭載される前記内燃機関、前記蓄電池、走行用電動機、発電機、または空調機器のうち少なくとも一つを含む対象機器の熱管理状態が好ましくない状態であることを示す所定の条件を満たすか否かを判定させ、前記所定の条件を満たすと判定された場合に、前記自車両の前方を走行する他車両と前記自車両との車間距離を拡大させる処理を実行させるプログラムである。
(1)〜(8)によれば、周辺を走行する他車両との関係に基づいて、車両内の熱をより精度よく管理することができる。
車両制御装置を含む車両システム1を搭載した車両の構成の一例を示す図である。 図1で示した車両システム1の構成以外の機能構成を示す構成図である。 管理制御部180により実行される処理の流れを示すフローチャートである。 自車両Mが他車両と通信している様子を示す図である。 自車両Mが他車両m2の後方に移動して他車両m2の後方を走行する様子を示す図である。 他車両から取得された情報の内容の一例を示す図である。 第2実施形態の車両制御装置を含む車両システム1Aを搭載した車両の構成の一例を示す図である。 第3実施形態に係る車両制御装置を利用した車両システム1Bの構成図である。 制御部188Aの指示に基づいてHMI122に出力される情報を含む画像IMの一例を示す図である。 実施形態の車両制御装置のハードウェア構成の一例を示す図である。
以下、図面を参照し、本発明の車両制御装置、車両制御方法、およびプログラムの実施形態について説明する。
[全体構成]
図1は、車両制御装置を含む車両システム1を搭載した車両の構成の一例を示す図である。図示する構成の車両は、シリーズ方式とパラレル方式とを切り換え可能なハイブリッド車両である。シリーズ方式とは、エンジンと駆動輪が機械的に連結されておらず、エンジンの動力は専ら発電機による発電に用いられ、発電電力が走行用の電動機に供給される方式である。パラレル方式とは、エンジンと駆動輪を機械的に(或いはトルクコンバータなどの流体を介して)連結可能であり、エンジンの動力を駆動輪に伝えたり発電に用いたりすることが可能な方式である。図1に示す構成の車両は、ロックアップクラッチ14を接続したり、切り離したりすることで、シリーズ方式とパラレル方式とを切り換えることができる。なお、これに限らず、車両制御装置は、シリーズ方式のハイブリッド車両に搭載することもできるし、パラレル方式のハイブリッド車両に搭載することもできる。また、この車両は、バッテリをプラグイン充電可能な車両であってよい。
図1に示すように、車両には、例えば、エンジン10と、第1モータ(発電機)12と、ロックアップクラッチ14と、ギアボックス16と、第2モータ(電動機)18と、駆動輪25と、PCU(Power Control Unit)30と、バッテリ60とが搭載される。この車両は、駆動源として少なくともエンジン10、第2モータ18、およびバッテリ60を備える。
エンジン10は、ガソリンなどの燃料を燃焼させることで動力を出力する内燃機関である。エンジン10は、例えば、シリンダとピストン、吸気バルブ、排気バルブ、燃料噴射装置、点火プラグ、コンロッド、クランクシャフトなどを備えるレシプロエンジンである。また、エンジン10は、ロータリーエンジンであってもよい。
第1モータ12は、例えば、三相交流発電機である。第1モータ12は、エンジン10の出力軸(例えばクランクシャフト)にロータが連結され、エンジン10により出力される動力を用いて発電する。エンジン10の出力軸および第1モータ12のロータは、ロックアップクラッチ14を介して駆動輪25の側に接続される。
ロックアップクラッチ14は、PCU30からの指示に応じて、エンジン10の出力軸および第1モータ12のロータを駆動輪25の側に接続した状態(以下、接続状態)と、駆動輪25の側とは切り離した状態(以下、分離状態)とを切り替える。
ギアボックス16は、変速機である。ギアボックス16は、エンジン10により出力される動力を変速して駆動輪25の側に伝える。ギアボックス16の変速比は、PCU30によって指定される。
第2モータ18は、例えば、三相交流電動機である。第2モータ18のロータは、駆動輪25に連結される。第2モータ18は、供給される電力を用いて動力を駆動輪25に出力する。また、第2モータ18は、車両の減速時に車両の運動エネルギーを用いて発電する。以下、第2モータ18による発電動作を回生と称する場合がある。
PCU30は、例えば、第1変換器32と、第2変換器38と、VCU(Voltage Control Unit)40とを備える。なお、これらの構成要素をPCU30として一まとまりの構成としたのは、あくまで一例であり、これらの構成要素は分散的に配置されても構わない。
第1変換器32および第2変換器38は、例えば、AC−DC変換器である。第1変換器32および第2変換器38の直流側端子は、直流リンクDLに接続されている。直流リンクDLには、VCU40を介してバッテリ60が接続されている。第1変換器32は、第1モータ12により発電された交流を直流に変換して直流リンクDLに出力したり、直流リンクDLを介して供給される直流を交流に変換して第1モータ12に供給したりする。同様に、第2変換器38は、第2モータ18により発電された交流を直流に変換して直流リンクDLに出力したり、直流リンクDLを介して供給される直流を交流に変換して第2モータ18に供給したりする。
VCU40は、例えば、DC―DCコンバータである。VCU40は、バッテリ60から供給される電力を昇圧してDCリンクDLに出力する。
バッテリ60は、例えば、リチウムイオン電池などの二次電池である。
図2は、図1で示した車両システム1の構成以外の機能構成を示す構成図である。車両システム1は、例えば、カメラ110と、レーダ装置112と、ファインダ114と、物体認識装置116と、通信装置120と、HMI(Human Machine Interface)122と、ナビゲーション装置130と、MPU(Map Positioning Unit)140と、車両センサ145と、運転操作子146と、走行駆動力出力装置150と、ブレーキ装置152と、ステアリング装置154と、エネルギー制御部160と、管理制御部180と、自動運転制御部190とを備える。これらの装置や機器は、CAN(Controller Area Network)通信線等の多重通信線やシリアル通信線、無線通信網等によって互いに接続される。なお、図1に示す構成はあくまで一例であり、構成の一部が省略されてもよいし、更に別の構成が追加されてもよい。
カメラ110は、例えば、CCD(Charge Coupled Device)やCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)等の固体撮像素子を利用したデジタルカメラである。カメラ110は、車両システム1が搭載される車両(以下、自車両Mと称する)の任意の箇所に一つまたは複数が取り付けられる。前方を撮像する場合、カメラ110は、フロントウインドシールド上部やルームミラー裏面等に取り付けられる。カメラ110は、例えば、周期的に繰り返し自車両Mの周辺を撮像する。カメラ110は、ステレオカメラであってもよい。
レーダ装置112は、自車両Mの周辺にミリ波などの電波を放射すると共に、物体によって反射された電波(反射波)を検出して少なくとも物体の位置(距離および方位)を検出する。レーダ装置112は、自車両Mの任意の箇所に一つまたは複数が取り付けられる。レーダ装置112は、FM−CW(Frequency Modulated Continuous Wave)方式によって物体の位置および速度を検出してもよい。
ファインダ114は、LIDAR(Light Detection and Ranging)である。ファインダ114は、自車両Mの周辺に光を照射し、散乱光を測定する。ファインダ114は、発光から受光までの時間に基づいて、対象までの距離を検出する。照射される光は、例えば、パルス状のレーザー光である。ファインダ114は、自車両Mの任意の箇所に一つまたは複数が取り付けられる。
物体認識装置116は、カメラ110、レーダ装置112、およびファインダ114のうち一部または全部による検出結果に対してセンサフュージョン処理を行って、物体の位置、種類、速度などを認識する。物体認識装置116は、認識結果を自動運転制御部190に出力する。また、物体認識装置116は、必要に応じて、カメラ110、レーダ装置112、およびファインダ114の検出結果をそのまま自動運転制御部190に出力してよい。
通信装置120は、例えば、セルラー網やWi−Fi網、Bluetooth(登録商標)、DSRC(Dedicated Short Range Communication)などを利用して、自車両Mの周辺に存在する他車両と通信し、或いは無線基地局を介して各種サーバ装置と通信する。
HMI122は、自車両Mの乗員に対して各種情報を提示すると共に、乗員による入力操作を受け付ける。HMI122は、各種表示装置、スピーカ、ブザー、タッチパネル、スイッチ、キーなどを含む。
ナビゲーション装置130は、例えば、GNSS(Global Navigation Satellite System)受信機131と、ナビHMI132と、経路決定部133とを備え、HDD(Hard Disk Drive)やフラッシュメモリなどの記憶装置に第1地図情報134を保持している。GNSS受信機131は、GNSS衛星から受信した信号に基づいて、自車両Mの位置を特定する。自車両Mの位置は、車両センサ145の出力を利用したINS(Inertial Navigation System)によって特定または補完されてもよい。ナビHMI132は、表示装置、スピーカ、タッチパネル、キーなどを含む。ナビHMI132は、前述したHMI122と一部または全部が共通化されてもよい。経路決定部133は、例えば、GNSS受信機131により特定された自車両Mの位置(或いは入力された任意の位置)から、ナビHMI132を用いて乗員により入力された目的地までの経路(以下、地図上経路)を、第1地図情報134を参照して決定する。経路決定部133により決定された地図上経路には、最終目的地だけでなく、途中の経由地等も含まれ、また、目的地や経由地の到着予測時刻等が含まれていてもよい。第1地図情報134は、例えば、道路を示すリンクと、リンクによって接続されたノードとによって道路形状が表現された情報である。第1地図情報134は、道路の曲率やPOI(Point Of Interest)情報などを含んでもよい。
経路決定部133により決定された地図上経路は、MPU140に出力される。また、ナビゲーション装置140は、経路決定部133により決定された地図上経路に基づいて、ナビHMI132を用いた経路案内を行ってもよい。なお、ナビゲーション装置130は、例えば、乗員の保有するスマートフォンやタブレット端末等の端末装置の機能によって実現されてもよい。また、ナビゲーション装置130は、通信装置120を介してナビゲーションサーバに現在位置と目的地を送信し、ナビゲーションサーバから返信された地図上経路を取得してもよい。
MPU140は、例えば、推奨車線決定部141として機能し、HDDやフラッシュメモリなどの記憶装置に第2地図情報142を保持している。推奨車線決定部141は、ナビゲーション装置130から提供された経路を複数のブロックに分割し(例えば、車両進行方向に関して100[m]毎に分割し)、第2地図情報142を参照してブロックごとに推奨車線を決定する。推奨車線決定部141は、左から何番目の車線を走行するといった決定を行う。推奨車線決定部141は、経路において分岐箇所や合流箇所などが存在する場合、自車両Mが、分岐先に進行するための合理的な経路を走行できるように、推奨車線を決定する。
第2地図情報142は、第1地図情報134よりも高精度な地図情報である。第2地図情報142は、例えば、車線の中央の情報あるいは車線の境界の情報等を含んでいる。また、第2地図情報142には、道路情報、交通規制情報、住所情報(住所・郵便番号)、施設情報、電話番号情報などが含まれてよい。第2地図情報142は、通信装置120を用いて他装置にアクセスすることにより、随時、アップデートされてよい。
車両センサ145は、例えば、アクセル開度センサ、車速センサ、ブレーキ踏量センサ等を含む。アクセル開度センサは、運転者による加速指示を受け付ける操作子の一例であるアクセルペダルに取り付けられ、アクセルペダルの操作量を検出し、アクセル開度としてハイブリッド制御部162に出力する。車速センサは、例えば、各車輪に取り付けられた車輪速センサと速度計算機とを備え、車輪速センサにより検出された車輪速を統合して車両の速度(車速)を導出し、ハイブリッド制御部162に出力する。ブレーキ踏量センサは、運転者による減速または停止指示を受け付ける操作子の一例であるブレーキペダルに取り付けられ、ブレーキペダルの操作量を検出し、ブレーキ踏量としてハイブリッド制御部162に出力する。
運転操作子146は、例えば、アクセルペダル、ブレーキペダル、シフトレバー、ステアリングホイール、異形ステア、ジョイスティックその他の操作子を含む。運転操作子80には、操作量あるいは操作の有無を検出するセンサが取り付けられており、その検出結果は、自動運転制御部190、もしくは、走行駆動力出力装置150、ブレーキ装置152、およびステアリング装置154のうち一方または双方に出力される。
走行駆動力出力装置150は、車両が走行するための走行駆動力(トルク)を駆動輪に出力する。走行駆動力出力装置150は、例えば、内燃機関、電動機、および変速機などの組み合わせと、これらを制御するECUとを備える。ECUは、ハイブリッド制御部70から入力される情報、或いは運転操作子80から入力される情報に従って、上記の構成を制御する。
ブレーキ装置152は、例えば、ブレーキキャリパーと、ブレーキキャリパーに油圧を伝達するシリンダと、シリンダに油圧を発生させる電動モータと、ブレーキECUとを備える。ブレーキECUは、ハイブリッド制御部162から入力される情報、或いは運転操作子80から入力される情報に従って電動モータを制御し、制動操作に応じたブレーキトルクが各車輪に出力されるようにする。ブレーキ装置152は、運転操作子80に含まれるブレーキペダルの操作によって発生させた油圧を、マスターシリンダを介してシリンダに伝達する機構をバックアップとして備えてよい。なお、ブレーキ装置152は、上記説明した構成に限らず、ハイブリッド制御部162から入力される情報に従ってアクチュエータを制御して、マスターシリンダの油圧をシリンダに伝達する電子制御式油圧ブレーキ装置であってもよい。
ステアリング装置154は、例えば、ステアリングECUと、電動モータとを備える。電動モータは、例えば、ラックアンドピニオン機構に力を作用させて転舵輪の向きを変更する。ステアリングECUは、ハイブリッド制御部162から入力される情報、或いは運転操作子80から入力される情報に従って、電動モータを駆動し、転舵輪の向きを変更させる。
[エネルギー制御部]
エネルギー制御部160は、例えば、ハイブリッド制御部162と、エンジン制御部164、モータ制御部165と、ブレーキ制御部166と、バッテリ制御部167とを備える。ハイブリッド制御部162、エンジン制御部164、モータ制御部165、ブレーキ制御部166、およびバッテリ制御部167は、例えば、CPU(Central Processing Unit)などのハードウェアプロセッサがプログラム(ソフトウェア)を実行することにより実現される。また、これらの構成要素のうち一部または全部は、LSI(Large Scale Integration)やASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field-Programmable Gate Array)、GPU(Graphics Processing Unit)などのハードウェア(回路部;circuitryを含む)によって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの協働によって実現されてもよい。
ハイブリッド制御部162は、エンジン制御部164、モータ制御部165、ブレーキ制御部166、およびバッテリ制御部167に指示を出力する。ハイブリッド制御部70による指示については、後述する。
エンジン制御部164は、ハイブリッド制御部162からの指示に応じて、走行駆動力出力装置150に含まれるエンジン10の点火制御、スロットル開度制御、燃料噴射制御、燃料カット制御などを行う。また、エンジン制御部164は、クランクシャフトに取り付けられたクランク角センサの出力に基づいて、エンジン回転数を算出し、ハイブリッド制御部162に出力してもよい。
モータ制御部165は、ハイブリッド制御部162からの指示に応じて、走行駆動力出力装置150に含まれる第1変換器32および/または第2変換器38のスイッチング制御を行う。
ブレーキ制御部166は、ハイブリッド制御部162からの指示に応じて、ブレーキ装置152を制御する。
バッテリ制御部167は、バッテリ60に取り付けられたバッテリセンサ62の出力に基づいて、バッテリ60の充電状態を導出し、ハイブリッド制御部162に出力する。充電状態とは、例えば、SOC(State Of Charge;充電率)や、バッテリ60に充電された電力量等である。
ハイブリッド制御部162は、アクセル開度センサや、車速センサ、ブレーキ踏量センサ等の出力に基づいて走行モードを決定し、走行モードに応じてエンジン制御部164、モータ制御部165、ブレーキ制御部166、およびバッテリ制御部167に指示を出力する。
[各種走行モード]
以下、ハイブリッド制御部162により決定される走行モードについて説明する。走行モードには、以下のものが存在する。
(1)EV走行モード(EV)
EV走行モードにおいて、ハイブリッド制御部162は、ロックアップクラッチ14を分離状態にし、バッテリ60から供給される電力を用いて第2モータ18を駆動し、第2モータ18からの動力によって車両を走行させる。
(2)シリーズハイブリッド走行モード(ECVT)
シリーズハイブリッド走行モードにおいて、ハイブリッド制御部162は、ロックアップクラッチ14を分離状態にし、エンジン10に燃料を供給して動作させ、第1モータ12で発電した電力をバッテリ60および第2モータ18に提供する。そして、第1モータ12またはバッテリ60から供給される電力を用いて第2モータ18を駆動し、第2モータ18からの動力によって車両を走行させる。
(3)エンジンドライブ走行モード(LU)
エンジンドライブ走行モードにおいて、ハイブリッド制御部162は、ロックアップクラッチ14を接続状態にし、エンジン10に燃料を消費して動作させ、エンジン10の出力する動力の少なくとも一部を駆動輪25に伝達して車両を走行させる。この際に、第1モータ12は発電を行ってもよいし、行わなくてもよい。また、第2モータ18は、エンジン10の出力する動力だけでは不足する分の動力を駆動輪25に出力してもよいし、しなくてもよい。なお、エンジンドライブ走行モードは、パラレル方式を実現するものである。エンジンドライブ走行モードは、車両の速度が、エンジン10の動作効率の良い所定範囲内である場合に採用される。
(4)回生
回生時において、ハイブリッド制御部162は、ロックアップクラッチ14を分離状態にし、第2モータ18に車両の運動エネルギーを用いて発電させる。回生時の発電電力は、バッテリ60に蓄えられたり、後述するように廃電動作によって破棄されたりする。
[管理制御部]
管理制御部180は、判定部182と、取得部184と、通信判定部186と、制御部188と備える。これらの構成要素は、例えば、CPUなどのハードウェアプロセッサがプログラム(ソフトウェア)を実行することにより実現される。また、これらの構成要素のうち一部または全部は、LSIやASIC、FPGA、GPUなどのハードウェアによって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの協働によって実現されてもよい。
判定部182は、自車両Mに搭載された対象機器の熱管理状態が所定の条件を満たすか否かを判定する。対象機器とは、例えば、エンジン10、第1モータ12、第2モータ18、バッテリ60、および不図示の空調機器(例えば空調の車室外熱交換器)のうち少なくとも一つを含む。所定の条件とは、熱管理状態が好ましくない状態であるか否かを判断するための条件である。熱管理状態が好ましくない状態とは、例えば、第1モータ12、第2モータ18、第1変換器32、第2変換器38、バッテリ60、またはそれらを冷却する冷却水の各温度センサ値がデバイス毎の所定の閾値温度Th1を超えた状態である。また、エンジン10に関する熱管理状態が好ましくない状態とは、吸気温度センサ、ターボ車両であればインタークーラー出口温度センサ、エンジン本体にある水温センサ、またはラジエータ周辺に設置される冷却水温センサの値が所定の閾値温度Th2以上であることである。また、熱管理状態が好ましくない状態とは、空調のために設定されている車体の外気温度センサの値が所定の閾値温度Th3以上であることであってもよい。
通信判定部186は、通信装置120の通信結果に基づいて、自車両Mの周辺に専ら電動機の動力で走行している電動機走行中の他車両が存在しているか否かを判定する。電動機走行中の他車両とは、例えば、エンジンを稼働させていないハイブリッド車両や、電気自動車(発電用のエンジンを搭載している場合であってもエンジンを稼働させていない電気自動車)等である。
制御部188は、判定部182により熱管理状態が所定の条件を満たすと判定された場合に、自車両Mの前方を走行する他車両mと自車両Mとの車間距離を拡大させる。
また、制御部188は、判定部182により熱管理状態が所定の条件を満たすと判定され、且つ通信判定部186により電動機走行中の他車両が存在していると判定された場合に、自車両Mに電動機で走行している他車両の後方を走行させる処理を実行する。
[自動運転制御部]
自動運転制御部190は、例えば、不図示の、認識部や、行動計画生成部、隊列走行制御部、速度操舵制御部等を備える。認識部は、物体認識装置116を介して入力される情報に基づいて、自車両Mの周辺にある物体の位置、速度、および加速度や、道路の形状、道路の車線、走行車線に対する自車両Mの位置、姿勢等の状態を認識する。
行動計画生成部は、原則的には推奨車線決定部141により決定された推奨車線を走行し、更に、自車両Mの周辺状況に対応できるように、自動運転において順次実行されるイベントを決定する。イベントには、例えば、一定速度で同じ走行車線を走行する定速走行イベント、前走車両に追従する追従走行イベント、前走車両を追い越す追い越しイベント、障害物との接近を回避するための制動および/または操舵を行う回避イベント、カーブを走行するカーブ走行イベント、交差点や横断歩道、踏切などの所定のポイントを通過する通過イベント、車線変更イベント、合流イベント、分岐イベント、自動停止イベント、自動運転を終了して手動運転に切り替えるためのテイクオーバイベントなどがある。
行動計画生成部は、起動したイベントに応じて、自車両Mが将来走行する目標軌道を生成する。目標軌道は、例えば、速度要素を含んでいる。例えば、目標軌道は、自車両Mの到達すべき地点(軌道点)を順に並べたものとして表現される。軌道点は、道なり距離で所定の走行距離(例えば数[m]程度)ごとの自車両Mの到達すべき地点であり、それとは別に、所定のサンプリング時間(例えば0コンマ数[sec]程度)ごとの目標速度および目標加速度が、目標軌道の一部として生成される。また、軌道点は、所定のサンプリング時間ごとの、そのサンプリング時刻における自車両Mの到達すべき位置であってもよい。この場合、目標速度や目標加速度の情報は軌道点の間隔で表現される。
隊列走行制御部は、通信装置120を用いて、通信可能範囲内を走行する周辺車両と車車間通信を行い、各車両の目的地情報および位置情報を取得する。また、隊列走行制御部は、物体認識装置116により認識された周辺車両の中に、自車両Mの目的地と同じ目的地が設定された車両、自車両Mの目的地に至るまでの経路の全部が共通する車両、または自車両Mの目的地に至るまでの経路の一部が共通する車両が存在する場合、走行態様を隊列走行に決定する。隊列走行とは、車両が互いに、ある程度の車間距離を維持しながら走行することである。隊列走行時において、隊列走行制御部は、これらの車両に自車両Mを追従させ、行動計画生成部により生成された行動計画に依らずに、追従する車両により実行されるイベントと同じイベントの車両制御を行う。
速度操舵制御部は、行動計画生成部によって生成された目標軌道を、予定の時刻通りに自車両Mが通過するように、または隊列走行制御部の指示に基づいて、走行駆動力出力装置150、ブレーキ装置152、およびステアリング装置154を制御する。
[フローチャート]
図3は、管理制御部180により実行される処理の流れを示すフローチャートである。本フローチャートの処理では、自車両Mは、自車両Mの周辺の他車両と隊列を組み自動運転により隊列走行しているものとする。また、本フローチャートでは、自車両Mの前走を走行する車両はエンジンを稼働させて走行している車両であるものとする。
まず、判定部182が、熱管理状態が所定の条件を満たしているか否かを判定する(ステップS100)。
熱管理状態が所定の条件を満たす場合、通信判定部186は、隊列走行している他車両との通信が確立しているか否かを判定する(ステップS102)。通信が確立しているとは、自車両Mが他車両と通信可能であり、通信によって他車両から情報を取得することができる状態であることである。例えば、自車両Mが他車両に通信の接続を要求する接続要求信号を送信した後に、他車両から接続要求信号に対する応答信号(接続を許容することを示す信号)を受信している状態である。
通信が確立している場合、通信判定部186は、他車両と通信し、隊列走行している隊列内にEV走行している車両(EV走行車両)が存在するか否かを判定する(ステップS104)。この処理の詳細については、後述する図4を用いて説明する。EV走行車両とは、エンジンを稼働させていない状態でモータの動力により走行している車両(例えばハイブリッド車両または電気自動車)である。
EV走行車両が存在している場合、制御部188は、自車両Mが隊列の最後尾であるか否かを判定する(ステップS106)。自車両Mが最後尾でない場合、制御部188は、自車両Mを当該EV走行車両の後方へ移動させる(ステップS108)。制御部188は、EV走行車両の後方へ移動させるように自動運転制御部190に指示する。この場合、自車両Mに対する走行抵抗を考慮して、自車両MとEV走行車両との車間距離は基準車間距離に設定される。基準車間距離とは、予め設定された隊列走行時の車間距離である。この車間距離は、車両の速度ごとに設定されてもよい。
ステップS102で通信が確立していない場合、ステップS104でEV走行車両が存在しない場合、または自車両Mが最後尾である場合、制御部188は、車間距離を基準車間距離よりも長くするように自車両Mを制御する(ステップS110)。例えば、制御部188は、前走車両が稼働させているエンジンにより発生する熱の影響を受けない程度に車間距離を長くする。より具体的には、例えば、制御部188は、車両に搭載された温度センサの検知結果に基づいて、ステップS100の判定の際(車間距離を長くする前の)の検知結果と、車間距離を長くした際の検知結果とを比較して、温度変化が基準温度幅以上低くなるまで車間距離を長くする。
なお、基準温度幅は、例えば、外気温が基準気温に比して高い時ほど大きくなるように設定され、冷却をより助けてもよい。また、前回の車間距離拡大処理からの経過時間が短いほど基準温度幅は大きくなるように設定されてもよい。すなわち、車間距離は、対象機器の温度が好転するような距離に設定される。このように車間距離を長くすることにより、熱管理状態が所定の条件を満たしている状態から好転する。これにより本フローチャートの1ルーチンの処理は終了する。
ステップS100で熱管理状態が所定の条件を満たさない場合、制御部188は、現在の自車両Mと前走車両との車間距離が基準車間距離よりも長いか否かを判定する(ステップS112)。
車間距離が基準車間距離よりも長い場合、制御部188は、現在の車間距離を基準車間距離に近づけるように自車両Mを制御する(ステップS114)。自車両Mを制御するとは、制御部188が、自動運転制御部190に現在の車間距離を基準車間距離に近づけるように指示することである。車間距離が基準車間距離よりも長くない場合、本フローチャートの1ルーチンの処理は終了する。
上述したように、車両システム1は、自車両Mの状態、および自車両Mの周辺車両の状態に基づいて、自車両Mを制御することにより、熱管理状態を好転させ、車両内の熱をより精度よく管理することができる。
[他車両との通信]
図4は、自車両Mが他車両と通信している様子を示す図である。車線L1および車線L2が存在している道路において、他車両m1、自車両M、他車両m2、他車両m3が、この順で車線L1を隊列走行しているものとする。他車両m2およびm3は、ハイブリッド車両であるものとする。また、図4の例では、自車両Mの熱管理状態が所定の条件を満たしたものとする。このとき、自車両Mと他車両m2、m3との通信が確立している場合、自車両Mの通信判定部186は、他車両m2、m3から車両IDや、車両の位置情報、制御状態情報等を取得する。制御状態情報とは、他車両がエンジンを稼働させているか否かを示す情報である。具体的には制御状態情報とは、例えば、EV走行モード、エンジンドライブ走行モード、またはシリーズハイブリッド走行モードで走行していることを示す情報である。
図4の例において、他車両m2がEV走行モードで走行していることを示す情報、および他車両m3がエンジンドライブ走行モードで走行していることを示す情報を、自車両Mが取得したものとする。この場合、図5に示すように、自車両Mは、他車両m2の後方に移動して、他車両m2の後方を走行する。
このように、自車両Mは、熱管理状態が所定の条件を満たす場合、EV走行モードで走行している他車両の後方に移動するため、熱管理状態を好転させることができ、車両内の熱をより精度よく管理することができる。
また、図4の例において、EV走行モードで走行している他車両が存在しない場合であっても、自車両Mは、他車両との車間距離を長くすることにより、熱管理状態を好転させ、車両内の熱をより精度よく管理することができる。
なお、制御部188が、自車両Mに搭載されたマイクに入力された音声に基づいて、自車両Mの周辺に電動機で走行している車両が存在するか否かや、エンジンを稼働させている車両が存在するか否か等を判定してもよい。
[その他の例(その1)]
熱管理状態が所定の条件を満たす場合、以下の処理が行われてもよい。(a)通信判定部186は、自車両Mの前走車両(図4の他車両m1)との通信が確立している場合、前走車両から制御状態情報を取得する。通信判定部186は、前走車両がEV走行モードで走行可能な車両であってエンジンを稼働させている場合、前走車両にエンジンの停止を依頼してもよい。これにより、例えば、前走車両のSOCが十分にあり、前走車両が自車両Mの依頼に同意した場合、前走車両は、EV走行モードに移行する。この結果、自車両Mの熱管理状態は好転する。
(b)制御部188は、自動運転制御部190に隊列走行から離脱するように指示してもよい。これにより、自車両Mは、前走車両から排出される熱の影響を受けることなく走行することができる。
(c)制御部188は、自動運転制御部190に隊列の先頭に移動するように指示してもよい。これにより、自車両Mは、前走車両から排出される熱の影響を受けることなく走行することができる。
なお、上記の処理は、例えば、(a)、(b)、(c)の順序、または(a)、(c)、(b)の順序で優先度を高くすると好適である。(b)および(c)は、(a)に比して走行抵抗が大きいためである。
[その他の例(その2)]
熱管理状態が所定の条件を満たす場合、以下の処理が行われてもよい。通信判定部186は、他車両から、制御状態情報に加え、他車両の仕様を示す情報や、他車両に搭載された蓄電池のSOC等を取得してもよい。他車両の仕様とは、他車両に搭載されたエンジンの排気量や、他車両が放出する熱量(または排出する熱量を推定するための情報)等である。排出する熱量を推定するための情報とは、例えばエンジンを冷却する冷却装置の性能である。図6は、他車両から取得された情報の内容の一例を示す図である。
制御部188は、EV走行モードで走行している他車両が存在しない場合、SOCがEV走行モードで走行するのに十分に大きい他車両に対して、EV走行モードで走行するように依頼する。そして、制御部188は、他車両がEV走行モードに移行した際に、自車両Mをその他車両mの後方に移動させる。なお、上記の依頼が断れた場合は、制御部188は、次にSOCがEV走行モードで走行するのに十分に大きい他車両に対して、EV走行モードで走行するように依頼する。
また、制御部188は、上記のEV走行モードで走行することを依頼する他車両が存在しない場合、他車両の仕様に基づいて、放出する熱量が最も小さい他車両を推定する。そして、制御部188は、最も放出する熱量が小さい他車両の後方に自車両Mを移動させる。更に、制御部188は、他車両との車間距離を基準車間距離よりも長くする。
上述したように、自車両Mは、他車両から取得した情報に基づいて、自車両Mを制御することにより、EV走行モードで走行している他車両mが存在しない場合であっても、熱管理状態を好転させ、車両内の熱をより精度よく管理することができる。
以上説明した第1実施形態によれば、車両システム1が、自車両Mの状態、および自車両Mの周辺車両の状態に基づいて、自車両Mを制御することにより、熱管理状態を好転させ、車両内の熱をより精度よく管理することができる。
<第2実施形態>
以下、第2実施形態について説明する。第2実施形態では、エンジン10の出力する動力は、自車両Mの走行には用いられず、第1モータ12が発電する際に用いられる。以下、第1実施形態との相違点を中心に説明する。
図7は、第2実施形態の車両制御装置を含む車両システム1Aを搭載した車両の構成の一例を示す図である。第2実施形態の車両システム1Aでは、ロックアップクラッチ14およびギアボックス16が省略されるため、エンジン10の出力する動力は駆動輪25の側に伝達されない。
<第3実施形態>
以下、第3実施形態について説明する。第3実施形態では、自動運転を行わない車両において、第1実施形態と同等の制御が行われる。以下、第1実施形態との相違点を中心に説明する。
図8は、第3実施形態に係る車両制御装置を利用した車両システム1Bの構成図である。第3実施形態に係る車両システム1Bは、レーダ装置112、ファインダ114、物体認識装置116、MPU140、および自動運転制御部190が省略される。また、車両システム1Bは、管理制御部180、および制御部188に代えて、管理制御部180A、および制御部188Aを備える。
制御部188Aは、自車両Mの前方を走行する他車両mと自車両Mとの車間距離を拡大させる処理として、HMI122に車間距離を拡大させることを促す情報を出力させる。
制御部188Aは、自車両MにEV走行車両の後方を走行させる処理として、HMI122にモータで走行している他車両mの後方を走行させることを促す情報を出力させる。
図9は、制御部188Aの指示に基づいてHMI122に出力される情報を含む画像IMの一例を示す図である。画像IMは、カメラ100により撮像された情報に基づいて、HMI122に含まれる情報生成部により生成された画像である。画像IMには、自車両M、および自車両Mの周辺の車両が含まれる。また、画像IMには、通信判定部186により取得された他車両mの制御状態情報が含まれる。また、画像IMには、モータで走行している(またはエンジンを稼働させていない)他車両mの後方を走行することを自車両Mの運転手に促す情報が含まれる。
上述したように、制御部188Aは、HMI122に車間距離を拡大させることを促す情報、またはモータで走行している他車両mの後方を走行することを促す情報を出力させる。そして、自車両Mの運転手が熱管理状態を好転させる運転を行うことにより、熱管理状態を好転させることができる。この結果、車両内の熱をより精度よく管理することができる。
以上説明した第3実施形態によれば、自車両Mが手動運転によって走行している場合であっても、周辺を走行する他車両との関係に基づいて、車両内の熱をより精度よく管理することができる。
[運転支援機能]
なお、上述した各実施形態において、自車両Mには、運転支援システムが搭載されていてもよい。運転支援システムとは、例えば、ALC(Auto Lane Change system)や、ACC(Adaptive Cruise Control System)、LKAS(Lane Keeping Assistance System)等である。ALCは、ウインカなどの操作に応じて、自車両Mが自動で車線変更を行うシステムである。LKASは、自車線(例えば自車線の中央)を自車両Mが近づくように、ステアリング装置154を制御するシステムである。
ACCは、周辺車両のうち、自車両Mの前方の所定距離(例えば50[m]程度)以内に存在する周辺車両(以下、前走車両と称する)に自車両Mが追従するように、走行駆動力出力装置150およびブレーキ装置152を制御して、予め決められた設定車速(例えば50〜100[km/h])の範囲内で自車両Mを加速または減速させるシステムである。「追従する」とは、例えば、自車両Mと前走車両との相対距離(車間距離)を一定に維持させる走行態様である。なお、ACC機能において、前走車両が認識されていない場合、単に設定車速の範囲内で自車両Mを走行させてよい。
ACCの機能が実行されている場合に、図3のフローチャートが適用されてもよい。この場合、例えば、ステップS102で通信が確立していない場合、またはステップS104でEV走行車両が存在しない場合、制御部188は、車間距離をACC機能において設定されたACC基準車間距離よりも長くするように自車両Mを制御する(ステップS110)。
なお、ACCの機能が実行されている場合に、図3のフローチャートが適用される場合、ステップS108の処理において、制御部188は、HMI122にモータで走行している他車両mの後方を走行させることを促す情報を出力させる。
以上説明した実施形態によれば、蓄電池(60)、または内燃機関(10)のうち少なくとも一つを備える車両(以下、自車両)に搭載される車両制御装置であって、前記内燃機関、前記蓄電池、走行用モータ、発電機、または空調機器のうち少なくとも一つを含む対象機器の熱管理状態が好ましくない状態であることを示す所定の条件を満たす場合に、前記自車両の前方を走行する他車両と前記自車両との車間距離を拡大させる処理を実行する制御部(188)とを備えることにより、周辺を走行する他車両との関係に基づいて、車両内の熱をより精度よく管理することができる。
[ハードウェア構成]
上述した実施形態の車両システム1、1A、1Bの車両制御装置は、例えば、図10に示すようなハードウェアの構成により実現される。図10は、実施形態の車両制御装置のハードウェア構成の一例を示す図である。
車両制御装置は、通信コントローラ100−1、CPU100−2、RAM100−3、ROM100−4、フラッシュメモリやHDDなどの二次記憶装置100−5、およびドライブ装置100−6が、内部バスあるいは専用通信線によって相互に接続された構成となっている。ドライブ装置100−6には、光ディスクなどの可搬型記憶媒体が装着される。二次記憶装置100−5に格納されたプログラム100−5aがDMAコントローラ(不図示)などによってRAM100−3に展開され、CPU100−2によって実行されることで、管理制御部180が実現される。また、CPU100−2が参照するプログラムは、ドライブ装置100−6に装着された可搬型記憶媒体に格納されていてもよいし、ネットワークNWを介して他の装置からダウンロードされてもよい。
上記実施形態は、以下のように表現することができる。
記憶装置と前記記憶装置に格納されたプログラムを実行するハードウェアプロセッサと、を備え、
蓄電池または内燃機関のうち少なくとも一つを備える車両(以下、自車両)に搭載される車両制御装置であって、
前記内燃機関、前記蓄電池、走行用電動機、発電機、または空調機器のうち少なくとも一つを含む対象機器の熱管理状態が所定の条件を満たすか否かを判定し、
前記所定の条件を満たすと判定された場合に、前記自車両の前方を走行する他車両と前記自車両との車間距離を拡大させる処理を実行するように構成されている、
車両制御装置。
以上、本発明を実施するための形態について実施形態を用いて説明したが、本発明はこうした実施形態に何等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の変形及び置換を加えることができる。
10 エンジン
12 第1モータ
14 ロックアップクラッチ
16 ギアボックス
18 第2モータ
25 駆動輪
30 PCU
60 バッテリ
62 バッテリセンサ
160 エネルギー制御部
162 ハイブリッド制御部
164 エンジン制御部
165 モータ制御部
166 ブレーキ制御部
167 バッテリ制御部
180、180A 管理制御部
182 判定部
184 取得部
186 通信判定部
188 制御部
188、188A 制御部
190 自動運転制御部

Claims (10)

  1. 蓄電池または内燃機関のうち少なくとも一つを備える車両(以下、自車両)に搭載される車両制御装置であって、
    前記内燃機関、前記蓄電池、走行用電動機、発電機、または空調機器のうち少なくとも一つを含む対象機器の熱管理状態が好ましくない状態であることを示す所定の条件を満たす場合に、前記自車両の前方を走行する他車両と前記自車両との車間距離を拡大させる処理を実行する制御部、
    を備える車両制御装置。
  2. 前記自車両は、前記蓄電池および前記走行用電動機を搭載し、
    前記制御部は、前記対象機器のうち、前記蓄電池または前記走行用電動機のうち少なくとも一方の熱管理状態が好ましくない状態であることを示す所定の条件を満たす場合、前記車間距離を拡大させる処理を実行する、
    請求項1に記載の車両制御装置。
  3. 他車両と通信する通信部と、
    前記通信部の通信結果に基づいて、前記自車両の周辺に専ら電動機の動力により走行している電動機走行中の他車両が存在しているか否かを判定する通信判定部と、を更に備え、
    前記制御部は、前記所定の条件を満たし、且つ前記通信判定部により前記電動機走行中の他車両が存在していると判定された場合に、前記自車両に前記電動機走行中の他車両の後方を走行させる処理を実行する、
    請求項1または2に記載の車両制御装置。
  4. 前記制御部は、前記通信判定部により前記自車両の周辺に前記電動機走行中の他車両が存在していないと判定された場合に、前記自車両の前方を走行する他車両と前記自車両との車間距離を拡大させる処理を実行する、
    請求項3に記載の車両制御装置。
  5. 前記通信判定部は、前記通信部の通信結果に基づいて、前記他車両との通信が確立しているか否かを判定し、
    前記制御部は、前記通信判定部により前記他車両との通信が確立していないと判定された場合に、前記自車両の前方を走行する他車両と前記自車両との車間距離を拡大させる処理を実行する、
    請求項3または請求項4に記載の車両制御装置。
  6. 前記自車両に、周辺車両と隊列して走行させる制御を実行する自動運転制御部を、更に備える、
    請求項1から5のうちいずれか1項に記載の車両制御装置。
  7. 前記制御部は、前記拡大させることを指示する情報を出力部に出力させることで、前記自車両の運転者に、前記自車両の前方を走行する他車両と前記自車両との車間距離を拡大させることを促す、
    請求項1から5のうちいずれか1項に記載の車両制御装置。
  8. 前記制御部は、前記自車両に前記電動機走行中の他車両の後方を走行させることを示す情報を出力部に出力させることで、前記自車両の運転者に、前記自車両を前記電動機走行中の他車両の後方を走行させることを促す、
    請求項3から5のうちいずれか1項に記載の車両制御装置。
  9. コンピュータが、
    蓄電池または内燃機関のうち少なくとも一つを備える車両(以下、自車両)に搭載される前記内燃機関、前記蓄電池、走行用電動機、発電機、または空調機器のうち少なくとも一つを含む対象機器の熱管理状態が好ましくない状態であることを示す所定の条件を満たすか否かを判定し、
    前記所定の条件を満たすと判定された場合に、前記自車両の前方を走行する他車両と前記自車両との車間距離を拡大させる処理を実行する、
    車両制御方法。
  10. コンピュータに、
    蓄電池または内燃機関のうち少なくとも一つを備える車両(以下、自車両)に搭載される前記内燃機関、前記蓄電池、走行用電動機、発電機、または空調機器のうち少なくとも一つを含む対象機器の熱管理状態が好ましくない状態であることを示す所定の条件を満たすか否かを判定させ、
    前記所定の条件を満たすと判定された場合に、前記自車両の前方を走行する他車両と前記自車両との車間距離を拡大させる処理を実行させる、
    プログラム。
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