JP2019088070A - 制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電動車両の走行性能を制限することなく、蓄電池の状況に応じた適切な制御を行うことのできる制御装置を提供する。【解決手段】制御装置１０は、蓄電池２０の状態を示す情報、である電池情報を取得する電池情報取得部１１０と、電池情報に基づいて、電動車両ＥＶがとるべき運転状態、である目標運転状態を設定する運転状態設定部１２０と、電動車両ＥＶが走行すべき目標経路を設定する経路設定部２１０と、を備える。経路設定部２１０は、走行中における電動車両ＥＶの運転状態が目標運転状態に近づくように、目標経路を設定する。【選択図】図１

Description

本開示は電動車両の制御装置に関する。

電動車両は、蓄電池に蓄えられた電力によって回転電機を動作させ、当該回転電機の駆動力によって走行する車両である。このような電動車両は、近年の環境意識の向上等に伴って急速に普及し始めている。

電動車両は、蓄電池の蓄電量が低下し過ぎてしまうと走行することができなくなる。そこで、限られた電力を有効に使い、電動車両の航続距離を伸ばすために、これまでに様々な工夫がなされてきている。例えば下記特許文献１に記載の走行制御装置では、電動車両の電池容量が予め設定された残容量値まで低下したときに、電動車両の走行性能を制限することとしている。このような制限としては、例えば、電動車両の走行速度を、予め設定された速度を超えないように制限すること等が挙げられる。

特許第３１３１２４８号公報

上記のように電動車両の走行性能が制限された状態においては、運転者がアクセルを踏み込んでも、走行速度が設定速度以上には上がらない状態となる。このような制限状態は、例えば高速道路を走行中のときのように、電動車両が走行している道路の状況によっては適切でない場合もある。

本開示は、電動車両の走行性能を制限することなく、蓄電池の状況に応じた適切な制御を行うことのできる制御装置、を提供することを目的とする。

本開示に係る制御装置は、電動車両（ＥＶ）の制御装置（１０）であって、電動車両に搭載されている蓄電池（２０）の状態を示す情報、である電池情報を取得する電池情報取得部（１１０）と、電池情報に基づいて、電動車両がとるべき運転状態、である目標運転状態を設定する運転状態設定部（１２０）と、電動車両が走行すべき目標経路を設定する経路設定部（２１０）と、を備える。経路設定部は、走行中における電動車両の運転状態が目標運転状態に近づくように、目標経路を設定する。

このような制御装置では、走行中における電動車両の運転状態が目標運転状態に近づくように、経路設定部が目標経路を設定する。このため、その後において電動車両が目標経路を走行すると、電動車両の運転状態は目標運転状態に近づくこととなる。

この目標運転状態は、取得された電池情報（蓄電池の温度や蓄電量等）に基づいて設定されたものである。このため、例えば蓄電池の利用効率が高くなる目標運転状態に近づくように目標経路を設定すれば、電動車両の走行性能を制限することなく、蓄電池の蓄電量の低下を抑制することができる。また、例えば蓄電池の温度が低くなる目標運転状態に近づくように目標経路を設定すれば、電動車両の走行性能を制限することなく、温度上昇に伴う蓄電池の劣化を抑制することができる。

尚、蓄電池の状態を示す「電池情報」は、現時点における蓄電池の状態を示すものであってもよく、今後における蓄電池の状態の推移予測を示すものであってもよい。

本開示によれば、電動車両の走行性能を制限することなく、蓄電池の状況に応じた適切な制御を行うことのできる制御装置、が提供される。

図１は、第１実施形態に係る制御装置の構成を模式的に示す図である。 図２は、制御装置によって実行される処理の流れを示すフローチャートである。 図３は、制御装置によって実行される処理の流れを示すフローチャートである。 図４は、電動車両の運転状態等の時間変化を示すタイムチャートである。 図５は、運転状態と効率との関係を説明するための図である。 図６は、第２実施形態に係る制御装置の構成を模式的に示す図である。 図７は、制御装置によって実行される処理の流れを示すフローチャートである。 図８は、電動車両の運転状態等の時間変化を示すタイムチャートである。

以下、添付図面を参照しながら本実施形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。

第１実施形態について説明する。本実施形態に係る制御装置１０は、電動車両ＥＶに搭載される制御装置であって、電動車両ＥＶの走行を制御するための装置として構成されている。

先ず、制御対象である電動車両ＥＶの構成について説明する。図１に示される電動車両ＥＶは、蓄電池２０に蓄えられている電力によって、不図示の回転電機（モータジェネレータ）を動作させ、当該回転電機の駆動力によって走行する車両である。尚、図１には、電動車両ＥＶのうち蓄電池２０のみが模式的に示されている。本実施形態における電動車両ＥＶは、運転者が行う操作に基づいて走行する「マニュアル運転車両」として構成されている。

蓄電池２０は、電力の充電及び放電が可能な蓄電装置であって、例えばリチウムイオンバッテリーである。蓄電池２０には、電池温度センサ２１と、蓄電量センサ２２とが設けられている。電池温度センサ２１は、蓄電池２０の温度を測定するためのセンサである。電池温度センサ２１によって測定された温度は、制御装置１０へと送信される。蓄電量センサ２２は、蓄電池２０に蓄えられている電力量（ＳＯＣ）を測定するためのセンサである。蓄電量センサ２２は、例えば蓄電池２０の出力電流と端子間電圧とを測定し、それぞれの測定値に基づいて蓄電量を測定（算出）する。蓄電量センサ２２によって測定された蓄電量は、制御装置１０へと送信される。

電池温度センサ２１及び蓄電量センサ２２によって測定される値は、電動車両ＥＶに搭載されている蓄電池２０の状態を示す情報、ということができる。当該情報のことを、以下では「電池情報」とも称する。制御装置１０は、任意のタイミングでこの電池情報を取得することができる。

引き続き図１を参照しながら、制御装置１０の構成について説明する。本実施形態に係る制御装置１０は、モーター制御部１００と、ナビゲーションシステム２００と、からなる２つの装置によって構成されている。このような態様に替えて、制御装置１０の全体が単一の装置として構成されていてもよい。

モーター制御部１００は、電動車両ＥＶが備える回転電機の駆動力を主に制御し、これにより電動車両ＥＶの走行を制御する部分である。モーター制御部１００は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有するコンピュータシステムであって、電動車両ＥＶに搭載された複数のＥＣＵのうちの１つとなっている。モーター制御部１００は、機能的な制御ブロックとして、電池情報取得部１１０と、運転状態設定部１２０と、を有している。

電池情報取得部１１０は、上記の電池情報を取得する部分である。電池情報取得部１１０は、電池温度センサ２１及び蓄電量センサ２２のそれぞれから送信される信号に基づいて電池情報を取得する。既に述べたように、電池情報には、蓄電池２０の温度及び蓄電量が含まれる。

運転状態設定部１２０は、電動車両ＥＶがこれからとるべき運転状態、である目標運転状態を設定する部分である。運転状態には、電動車両ＥＶの駆動トルク及び走行速度が含まれる。

本実施形態では、運転状態設定部１２０によって設定され得る目標運転状態に、低トルク状態と、中トルク状態と、高トルク状態とが含まれている。低トルク状態とは、電動車両ＥＶが小さな駆動トルクで走行する状態のことである。中トルク状態とは、電動車両ＥＶが中程度の駆動トルクで走行する状態のことである。高トルク状態とは、電動車両ＥＶが大きな駆動トルクで走行する状態のことである。

中トルク状態においては、低トルク状態のときよりも、電動車両ＥＶの駆動トルクが大きくなる。また、高トルク状態においては、中トルク状態のときよりも、電動車両ＥＶの駆動トルクが更に大きくなる。

これらの目標運転状態は、駆動トルクについての単一の目標値として設定されるのではなく、駆動トルクについての一定の範囲として設定される。低トルク状態として設定される駆動トルクの範囲と、中トルク状態として設定される駆動トルクの範囲とは、一部が互いに重なっていてもよい。同様に、中トルク状態として設定される駆動トルクの範囲と、高トルク状態として設定される駆動トルクの範囲とは、一部が互いに重なっていてもよい。

また、運転状態設定部１２０によって設定され得る目標運転状態には、上記の他、低速状態と、中速状態と、高速状態とが更に含まれている。低速状態とは、電動車両ＥＶが低い走行速度で走行する状態のことである。中速状態とは、電動車両ＥＶが中程度の走行速度で走行する状態のことである。高速状態とは、電動車両ＥＶが高い走行速度で走行する状態のことである。

中速状態においては、低速状態のときよりも、電動車両ＥＶの走行速度が大きくなる。また、高速状態においては、中速状態のときよりも、電動車両ＥＶの走行速度が更に大きくなる。

これらの目標運転状態は、走行速度についての単一の目標値として設定されるのではなく、走行速度についての一定の範囲として設定される。低速状態として設定される走行速度の範囲と、中速状態として設定される走行速度の範囲とは、一部が互いに重なっていてもよい。同様に、中速状態として設定される走行速度の範囲と、高速状態として設定される走行速度の範囲とは、一部が互いに重なっていてもよい。

目標運転状態は、基本的には以上のような６種類の中から択一的に設定さるのであるが、複数の状態が同時に設定されることもある。例えば、低トルク状態であり且つ低速状態となるような目標運転状態が設定されることもある。運転状態設定部１２０による目標運転状態の設定は、電池情報取得部１１０によって取得される電池状態に基づいて行われる。その具体的な設定方法については後述する。運転状態設定部１２０によって設定された目標運転状態は、次に述べるナビゲーションシステム２００に送信される。

ナビゲーションシステム２００は、運転者によって予め設定された目的地に電動車両ＥＶが到達するように、電動車両ＥＶが走行すべき目標経路を設定するためのシステムである。ナビゲーションシステム２００は、不図示の表示装置（例えばタッチパネル画面）に、電動車両ＥＶの現在位置と目標経路とを表示することにより、運転者に対する走路案内（ナビゲーション）を行うことができる。

ナビゲーションシステム２００は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有するコンピュータシステムであって、上記のモーター制御部１００と共に、電動車両ＥＶに搭載された複数のＥＣＵのうちの１つとなっている。

ナビゲーションシステム２００は、機能的な制御ブロックとして経路設定部２１０を有している。経路設定部２１０は、上記の目標経路を設定する処理を行う部分である。本実施形態における経路設定部２１０は、上記の目標運転状態を、予めモーター制御部１００から受信する。その後、経路設定部２１０は、走行中における電動車両ＥＶの走行状態が目標運転状態に近づくように、目標経路の設定を行う。

例えば、目標運転状態として低速状態が設定された場合には、経路設定部２１０は、市街路を通るような経路として目標経路を設定する。市街路においては法定の上限速度が低く設定されており、更に信号機が比較的多いため、電動車両ＥＶは低速で走行することとなる。すなわち、電動車両ＥＶが目標経路を走行した結果として、走行中における電動車両ＥＶの運転状態が目標運転状態（低速状態）に近づくこととなる。

また、例えば目標運転状態として中速状態が設定された場合には、経路設定部２１０は、幹線路を通るような経路として目標経路を設定する。幹線路においては法定の上限速度が高めに設定されており、更に信号機は比較的少ないため、電動車両ＥＶは中程度の速度で走行することとなる。すなわち、電動車両ＥＶが目標経路を走行した結果として、走行中における電動車両ＥＶの運転状態が目標運転状態（中速状態）に近づくこととなる。

制御装置１０によって実行される処理の具体的な内容について、図２を参照しながら説明する。図２に示される一連の処理は、電動車両ＥＶの走行中において実行されるものであって、所定の制御周期が経過する毎に、制御装置１０によって繰り返し実行されるものである。尚、当該処理が実行されるに当たっては、電動車両ＥＶの到達すべき目的地が、予め運転者によって設定されているものとする。

当該処理の最初のステップＳ０１では、電池情報取得部１１０により、電池情報を取得する処理が行われる。ここでは、現時点（つまりステップＳ０１の実行時点）における蓄電池２０の温度及び蓄電量が、電池情報として取得される。

ステップＳ０１に続くステップＳ０２では、下限蓄電量を設定する処理が行われる。下限蓄電量とは、蓄電量の下限値として設定される閾値であって、後述のステップＳ０４における判定に用いられる閾値となっている。ここでは、電動車両ＥＶが現在位置から目的地まで到達するために必要な蓄電量が、下限蓄電量として設定される。尚、電動車両ＥＶが現在位置から目的地まで到達するために必要な蓄電量に、所定のマージンを加えたものが、下限蓄電量として設定されてもよい。

ステップＳ０２に続くステップＳ０３では、電池情報に含まれる蓄電池２０の温度が、所定の適正温度範囲内であるか否かが判定される。「適正温度範囲」とは、蓄電池２０がその充放電性能を適切に発揮し得るような温度範囲として、予め設定されている温度範囲である。蓄電池２０の温度が適正温度範囲内である場合には、ステップＳ０４に移行する。

ステップＳ０４では、電池情報に含まれる蓄電池２０の蓄電量が、ステップＳ０２で設定された下限蓄電量以上であるか否かが判定される。蓄電量が下限蓄電量以上である場合には、図２に一連の処理を終了する。

この場合、蓄電池２０の温度は適正温度範囲内であり、且つ十分な蓄電量が有るので、電動車両ＥＶがどのような経路を通ったとしても、蓄電池２０の状態に起因して電動車両ＥＶが目的地まで到達できなくなってしまう可能性は低い。このため、運転状態設定部１２０は目標運転状態の設定を行わず、経路設定部２１０は、一般的な方法によって目標経路を設定する。例えば、電動車両ＥＶの走行距離ができるだけ小さくなる最短経路となるように、目標経路を設定する。また、電動車両ＥＶの走行に要する時間が最短となるように、目標経路を設定してもよい。

ステップＳ０４において、蓄電量が下限蓄電量よりも小さかった場合には、ステップＳ０５に移行する。ステップＳ０５では、運転状態設定部１２０によって、目標運転状態を中速状態に設定する処理が行われる。

ステップＳ０５に続くステップＳ０６では、その後の電動車両ＥＶの運転状態が目標運転状態（つまり中速状態）に近づくように、経路設定部２１０によって目標経路を設定する処理が行われる。例えば、幹線路を通るような経路となるように目標経路の候補が変更される。これにより、以降においては当該目標経路に沿って電動車両ＥＶが走行することとなり、その結果として、電動車両ＥＶの運転状態が目標運転状態（つまり中速状態）に近づくこととなる。

ところで、電動車両ＥＶにおける電力の利用効率は、中速走行時において最も高くなることが知られている。尚、蓄電池２０だけの効率に鑑みれば、電動車両ＥＶの走行速度が低いほど当該効率は高くなる。しかしながら、蓄電池２０と回転電機とを含むシステム全体の効率については、走行速度が中速のときの効率が最も高くなるのである。

図５に示されるのは、回転電機の回転数（横軸）とトルク（縦軸）とによって定まる運転状態と、効率との関係をマップとして示したものである。図５においては、各座標における効率の値が等高線状に示してある。図５において斜線で示されている領域ＡＲは、効率が最も高くなるような運転状態の範囲を示す領域となっている。

図５に示されるＲ１は、電動車両ＥＶの走行速度が４０ｋｍ／ｈであるときの回転電機の回転数である。図５に示されるＲ２は、電動車両ＥＶの走行速度が１００ｋｍ／ｈであるときの回転電機の回転数である。効率が最も高くなる領域ＡＲは、回転数がＲ１からＲ２までの範囲内、すなわち、運転状態が中速状態となるような範囲内に存在している。また、効率が最も高くなる領域ＡＲは、運転状態が低トルク状態もしくは中トルク状態となるような範囲内に存在している。

本実施形態では、蓄電量が不足しているような場合（図２のステップＳ０４の判定がＮｏの場合）には、目標運転状態が中速状態に設定される。これにより、以降における電動車両ＥＶは効率が高い状態で走行することとなるので、電動車両ＥＶが、限られた蓄電量の範囲内で目的地まで到達し得る可能性が高くなる。

尚、ステップＳ０５において設定される目標運転状態は「低トルク状態」又は「中トルク状態」であってもよい。また、設定される目標運転状態は「中速状態且つ低トルク状態」であってもよく、「中速状態且つ中トルク状態」であってもよい。

ステップＳ０３において、蓄電池２０の温度が適正温度範囲内ではなかった場合には、ステップＳ０７に移行する。ステップＳ０７では、運転状態設定部１２０によって、目標運転状態を低速状態に設定する処理が行われる。

ステップＳ０７に続くステップＳ０８では、その後の電動車両ＥＶの運転状態が目標運転状態（つまり低速状態）に近づくように、経路設定部２１０によって目標経路を設定する処理が行われる。例えば、市街路を通るような経路となるように目標経路の候補が変更される。これにより、以降においては当該目標経路に沿って電動車両ＥＶが走行することとなり、その結果として、電動車両ＥＶの運転状態が目標運転状態（つまり低速状態）に近づくこととなる。

蓄電池２０の温度が適正温度範囲内ではないときには、例えば蓄電池２０が劣化している等の原因により、蓄電池２０が十分な性能を発揮し得ない状態となっている可能性が高い。そのような状態において、電動車両ＥＶの運転状態を中速状態もしくは高速状態にしてしまうと、蓄電池２０の劣化がさらに進行してしまうことが懸念される。

そこで、本実施形態に係る制御装置１０では、蓄電池２０の温度が適正温度範囲内ではないときには、目標運転状態を低速状態に設定することとしている。これにより、以降における電動車両ＥＶは蓄電池２０に負荷を掛けないような経路で走行することとなるので、蓄電池２０の劣化や故障が抑制される。

尚、ステップＳ０７において設定される目標運転状態は「低トルク状態」であってもよい。また、設定される目標運転状態は「低速状態且つ低トルク状態」であってもよい。

尚、ステップＳ０７においては、運転状態設定部１２０が、目標運転状態を低トルク状態に設定することとしてもよい。この場合、ステップＳ０８では、その後の電動車両ＥＶの運転状態が目標運転状態（つまり低トルク状態）に近づくように、経路設定部２１０によって目標経路を設定する処理が行われる。このように、蓄電量が小さいときの目標経路として、運転状態が低トルク状態に近づくような経路が設定された場合でも、蓄電池２０の劣化や故障を抑制することが可能となる。

本実施形態では、蓄電池２０の温度が適正温度範囲内に無かった場合（ステップＳ０３でＮｏであった場合）には、運転状態設定部１２０は、電池情報に含まれる蓄電池２０の蓄電量の大きさに拘らず（つまりステップＳ０４を経ることなく）、ステップＳ０７において目標運転状態を低トルク状態又は低速状態に設定する。すなわち、運転状態設定部１２０が目標運転状態を設定するための判断においては、蓄電池２０の蓄電量に基づく判断よりも、蓄電池２０の温度に基づく判断が優先されることとなる。その結果、蓄電池２０の保護の方が優先されるので、蓄電池２０の劣化や故障を確実に防止することができる。

本実施形態では、電池情報取得部１１０が、現時点における蓄電池２０の状態を示すものとして電池情報を取得する（ステップＳ０１）。運転状態設定部１２０は、電動車両ＥＶが走行しているときに、取得された電池情報に基づいて目標運転状態を設定する（ステップＳ０６、Ｓ０８）。電動車両ＥＶの走行中において、現時点における蓄電池２０の状態に基づいた適切な経路となるように目標経路が適宜設定されるので、蓄電池２０の保護等を目的とした制御が常に適切に実行されることとなる。このような制御は、特に、本実施形態のように電動車両ＥＶがマニュアル運転車両である場合において好適である。しかしながら、電動車両ＥＶが、運転者の操作に基づくことなく自動的に走行することが可能な「自動運転車両」として構成されている場合に、上記と同様の制御が行われることとしてもよい。

目標運転状態を設定するために、ステップＳ０６、Ｓ０８で行われる処理の具体的な内容について、図３を参照しながら説明する。図３に示される一連の処理は、ステップＳ０６、Ｓ０８の実行時において、ナビゲーションシステム２００の経路設定部２１０によって実行されるものである。

当該処理の最初のステップＳ１１では、周辺道路の状況を取得する処理が行われる。「周辺道路の状況」とは、電動車両ＥＶが走行している場所の周囲における、道路の混雑状況、信号機の数、道路の勾配、これまでの平均的な走行速度、等のことである。これらの情報は、実際に生じている道路状況に基づくものであってもよいが、一部または全部が、生じると予測される道路状況に基づくものであってもよい。このような情報は、例えば外部サーバーから通信によって取得したり、道路標識から取得したりすることができる。

ステップＳ１１に続くステップＳ１２では、目標経路の候補を複数設定する処理が行われる。これらの候補はいずれも、現在地から目的地との間を繋ぐ経路である。

ステップＳ１２に続くステップＳ１３では、上記候補ごとに、当該候補の経路を走行中における電動車両ＥＶの運転状態が予測される。このような運転状態の予測は、ステップＳ１１で取得された周辺道路の状況に基づいて行われる。ステップＳ１３の処理が完了した時点では、ステップＳ１２で設定された複数の候補のそれぞれに対応して、電動車両ＥＶの運転状態が予測され記憶された状態となっている。

ステップＳ１３に続くステップＳ１４では、ステップＳ１２で設定された複数の候補のうち、ステップＳ１３で予測された運転状態が目標運転状態に最も近くなると推定される候補を、目標経路として設定する処理が行われる。目標経路が以上のような処理によって設定されるので、その後において電動車両ＥＶが目標経路を走行すると、電動車両ＥＶの運転状態は高い確率で目標運転状態に近づくこととなる。

以上のような制御が行われた場合における、電動車両ＥＶの運転状態等の時間変化の一例について、図４を参照しながら説明する。図４（Ａ）に示されるのは、電池情報に含まれる蓄電池２０の温度の時間変化である。図４（Ｂ）に示されるのは、図２のステップＳ０３における判定結果の時間変化である。図４（Ｃ）に示されるのは、電動車両ＥＶの運転状態（走行速度又はトルク）の時間変化である。

図４の例では、図４（Ａ）に示される蓄電池２０の温度が次第に上昇しており、時刻ｔ０１において、適正温度範囲の上限値ＴＴに到達している。このため、図４（Ｂ）に示されるように、ステップＳ０３では、時刻ｔ０１以降では「Ｎｏ」と判定されるようになる。

図４（Ｃ）に示されるように、時刻ｔ０１よりも前の期間、すなわちステップＳ０３でＹｅｓと判定される期間では、目標運転状態が設定されないので、運転状態は成り行きで変化している。一方、時刻ｔ０１よりも後の期間、すなわちステップＳ０３でＮｏと判定される期間では、目標運転状態ＴＤが設定されることにより、運転状態は目標運転状態ＴＤに近づくように変化して行く。

このように、本実施形態に係る制御装置１０では、電動車両ＥＶの走行性能を一切制限することなく、目標経路を適切に設定したことの結果として、蓄電池２０の状況に応じた適切な走行制御が行われることとなる。

図７のステップＳ０７においては、蓄電池２０の温度が適正温度範囲の上限を超えた場合、及び下限を下回った場合のいずれにおいても、ステップＳ２８において目標運転状態が低速状態に設定される。このような態様に替えて、蓄電池２０の温度が適正温度範囲の上限を超えた場合と、下限を下回った場合とで、設定される目標運転状態が互いに異なる態様としてもよい。

第２実施形態について説明する。以下では、第１実施形態と異なる点について主に説明し、第１実施形態と共通する点については適宜説明を省略する。

図６に示されるように、本実施形態に係る制御装置１０は、モーター制御部１００と、ナビゲーションシステム２００と、自動運転制御部３００と、からなる２つの装置によって構成されている。このような態様に替えて、制御装置１０の全体が単一の装置として構成されていてもよい。

本実施形態に係る電動車両ＥＶは、運転者の操作に基づくことなく自動的に走行することが可能な「自動運転車両」として構成されている。自動運転制御部３００は、自動運転を実現するために必要な処理を行うためのＥＣＵとして構成されている。例えば、自動運転制御部３００は、電動車両ＥＶが備える不図示の操舵装置を制御することにより、電動車両ＥＶの操舵を自動的に行うことができる。また、自動運転制御部３００は、電動車両ＥＶが備える不図示の制動装置を制御することにより、電動車両ＥＶの制動を自動的に行うことができる。更に、自動運転制御部３００は、モーター制御部１００に対して駆動要求信号を送信することにより、電動車両ＥＶの加速度等を調整することもできる。

自動運転制御部３００は、モーター制御部１００等と同様に、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有するコンピュータシステムとして構成されている。自動運転制御部３００は、機能的な制御ブロックとして、電池状態推定部３１０を有している。

電池状態推定部３１０は、電動車両ＥＶが特定の経路を走行した場合における、蓄電池２０の状態の推移を推定する部分である。「特定の経路」とは、後に説明するように、ナビゲーションシステム２００から送信される目標経路の候補のことである。電池状態推定部３１０の推定結果、すなわち蓄電池２０の状態の推移予測を示す情報は、電池情報の一部として、電池情報取得部１１０により取得される。

電池状態推定部３１０には、現時点における蓄電池２０の状態を示す電池情報が、モーター制御部１００から送信されることもある。このように、本実施形態に係る制御装置１０では、電池状態推定部３１０とモーター制御部１００との間で、電池情報が双方向にやり取りされる。

本実施形態に係る電動車両ＥＶには、外気温センサ３２０が設けられている。外気温センサ３２０は、電動車両ＥＶの周囲における外気温を測定するためのセンサである。外気温センサ３２０で測定された外気温は、自動運転制御部３００に送信される。当該外気温は、電池状態推定部３１０による電池情報の生成（蓄電池２０の状態の推移の推定）のために用いられる。

本実施形態に係る制御装置１０によって実行される処理の具体的な内容について、図７を参照しながら説明する。図７に示される一連の処理は、電動車両ＥＶが走行を開始する前に実行される処理となっている。尚、当該処理が実行されるに当たっては、電動車両ＥＶの到達すべき目的地が、予め運転者によって設定されているものとする。

当該処理の最初のステップＳ２１では、現在地から目的地までを繋ぐ経路の１つを、目標経路の候補として仮設定する処理が行われる。当該処理は、ナビゲーションシステムの経路設定部２１０によって行われる。設定された目標経路の候補は、自動運転制御部３００の電池状態推定部３１０へと送信される。

ステップＳ２１に続くステップＳ２２では、ステップＳ２１で設定された目標経路の候補を電動車両ＥＶが走行した場合における、蓄電池２０の状態の推移が、電池状態推定部３１０によって推定される。電池状態推定部３１０は、電池情報取得部１１０から送信される電池情報（つまり、現時点における蓄電池２０の状態）、外気温センサ３２０で測定された外気温、及び周辺道路の状況等に基づいて、走行中における蓄電池２０の状態の推移を推定する。蓄電池２０の状態の推移の推定結果は、電池状態推定部３１０からモーター制御部１００へと送信され、電池情報取得部１１０によって電池情報として取得される。

ステップＳ２２に続くステップＳ２３では、ステップＳ２２で取得された電池情報に含まれる蓄電池２０の温度が、適正温度範囲内であるか否かが判定される。蓄電池２０の温度が、常に適正温度範囲内で推移すると推定されている場合には、ステップＳ２４に移行する。

ステップＳ２４では、ステップＳ２２で取得された電池情報に含まれる蓄電池２０の蓄電量が、下限蓄電量以上であるか否かが判定される。この下限蓄電量は、図２のステップＳ０２と同様の処理によって予め設定された閾値である。蓄電量が、常に下限蓄電量以上で推移すると推定されている場合には、ステップＳ２５に移行する。

ステップＳ２５に移行した場合には、仮設定された目標経路を電動車両ＥＶが走行しても、蓄電池２０の温度が適正温度範囲を外れることは無く、蓄電量が下限蓄電量を下回ることも無いということである。このため、ステップＳ２５では、仮設定された目標経路を、そのまま最終的な目標経路として設定する処理が行われる。当該処理は、ナビゲーションシステム２００の経路設定部２１０によって行われる。

ステップＳ２４において、蓄電量が下限蓄電量を下回ると推定される場合には、ステップＳ２６に移行する。ステップＳ２６では、運転状態設定部１２０によって、目標運転状態を中速状態に設定する処理が行われる。

尚、ステップＳ２６において設定される目標運転状態は「低トルク状態」又は「中トルク状態」であってもよい。また、設定される目標運転状態は「中速状態且つ低トルク状態」であってもよく、「中速状態且つ中トルク状態」であってもよい。

ステップＳ２６に続くステップＳ２７では、走行中の電動車両ＥＶの運転状態が目標運転状態（つまり中速状態）に近づくように、経路設定部２１０によって目標経路の候補を変更する処理が行われる。例えば、幹線路を通るような経路となるように目標経路の候補が変更される。ここで行われる処理は、図３を参照しながら説明したものと同様の処理である。その後、変更後における目標経路の候補について、ステップＳ２２以降の処理が再度実行される。

ステップＳ２３において、蓄電池２０の温度が適正温度範囲を外れると推定される場合には、ステップＳ２８に移行する。ステップＳ２８では、運転状態設定部１２０によって、目標運転状態を低速状態に設定する処理が行われる。

ステップＳ２８に続くステップＳ２９では、走行中の電動車両ＥＶの運転状態が目標運転状態（つまり低速状態）に近づくように、経路設定部２１０によって目標経路の候補を変更する処理が行われる。例えば、市街路を通るような経路となるように目標経路の候補が変更される。ここで行われる処理は、図３を参照しながら説明したものと同様の処理である。その後、変更後における目標経路の候補について、ステップＳ２２以降の処理が再度実行される。

尚、ステップＳ２８において設定される目標運転状態は「低トルク状態」であってもよい。また、設定される目標運転状態は「低速状態且つ低トルク状態」であってもよい。 ステップＳ２７又はステップＳ２９の後、ステップＳ２２以降の処理が繰り返される結果、最終的にはステップＳ２５に移行して目標経路の設定が行われる。

以上のように、本実施形態における電池情報取得部１１０は、今後（つまり電動車両ＥＶが走行し始めた後）における蓄電池２０の状態の推移予測を示すものとして電池情報を取得する（ステップＳ２２）。また、運転状態設定部１２０は、電動車両ＥＶが走行を開始する前に、取得された電池情報に基づいて目標運転状態を設定する。このように設定された目標運転状態は、蓄電池２０の温度が適正温度範囲内に保たれて、且つ蓄電量が下限閾値以上に保たれるような運転状態となっている。経路設定部２１０は、電動車両ＥＶの運転状態が、上記のような目標運転状態に近づくように、適切な目標経路を設定する。

このため、図７に示される一連の処理が完了し、電動車両ＥＶの自動運転が開始された以降においては、限られた蓄電量の範囲内で目的地まで電動車両ＥＶが到達し得る可能性と、蓄電池２０の温度が適正温度範囲内で推移する可能性と、がいずれも高くなる。

以上のような制御が行われた場合における、電動車両ＥＶの運転状態等の時間変化の一例について、図８を参照しながら説明する。図８（Ａ）に示されるのは、図７のステップＳ２１で仮設定される目標経路を電動車両ＥＶが走行した場合における、電動車両ＥＶの運転状態（走行速度又はトルク）の時間変化である。

図８（Ｂ）に示されるのは、図７のステップＳ２１で仮設定される目標経路を電動車両ＥＶが走行した場合における、電池情報に含まれる蓄電池２０の温度の時間変化である。つまり、ステップＳ２１からステップＳ２２に移行した場合において、ステップＳ２２で取得される電池情報に示される温度の時間変化である。図８（Ｃ）に示されるのは、図７のステップＳ２３における判定結果の時間変化である。

図８に示される例では、最初に仮設定された目標経路を電動車両ＥＶが走行する場合には、電動車両ＥＶの運転状態が図８（Ａ）に示されるように推移し、蓄電池２０の温度が図８（Ｂ）に示されるように推移することが推定される。具体的には、蓄電池２０の温度が、時刻ｔ１１から時刻ｔ１２までの期間において、適正温度範囲の上限値ＴＴを越えてしまうことが推定される。

図８（Ｃ）に示されるように、図７のステップＳ２４では、同期間について「Ｎｏ」との判定がなされることとなる。つまり、図７のステップＳ２１において最初に仮設定された目標経路は、目標経路としては適切ではないということである。このため、以降においては図７のステップＳ２８、Ｓ２９を経ることによって、目標経路の候補が変更されることとなる。

図８（Ｄ）に示されるのは、上記のように変更された後の目標経路を電動車両ＥＶが走行した場合における、電動車両ＥＶの運転状態（走行速度又はトルク）の時間変化である。図８（Ｄ）に示される例では、時刻ｔ１１から時刻ｔ１２までの期間における運転状態（例えばトルク）が、図８（Ａ）の例に示される同期間の運転状態よりも低く抑えられている。

そこで、この図８に示される例では、時刻ｔ１１までの期間、及び時刻ｔ１２以降の期間においては、図８（Ａ）に示されるように運転状態が推移し、時刻ｔ１１から時刻ｔ１２までの期間においては、図８（Ｄ）に示されるように運転状態が推移するような経路として、最終的な目標経路が設定される。図８（Ｅ）には、このような運転状態の推移の例が示されている。

その後、このように設定された目標経路を電動車両ＥＶが走行すれば、電動車両ＥＶの走行中における蓄電池２０の温度は適正温度範囲内に保たれ、且つ蓄電量が不足してしまうことが防止される。尚、図８に示されるのはあくまで一例である。目標経路の候補の更新、及び最終的な目標経路の設定は、以上の説明とは異なる別の態様で行われてもよい。

以上、具体例を参照しつつ本実施形態について説明した。しかし、本開示はこれらの具体例に限定されるものではない。これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本開示の特徴を備えている限り、本開示の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素およびその配置、条件、形状などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。前述した各具体例が備える各要素は、技術的な矛盾が生じない限り、適宜組み合わせを変えることができる。

ＥＶ：電動車両
１０：制御装置
２０：蓄電池
１１０：電池情報取得部
１２０：運転状態設定部
２１０：経路設定部

Claims (12)

1. 電動車両（ＥＶ）の制御装置（１０）であって、
   前記電動車両に搭載されている蓄電池（２０）の状態を示す情報、である電池情報を取得する電池情報取得部（１１０）と、
   前記電池情報に基づいて、前記電動車両がとるべき運転状態、である目標運転状態を設定する運転状態設定部（１２０）と、
   前記電動車両が走行すべき目標経路を設定する経路設定部（２１０）と、を備え、
   前記経路設定部は、
   走行中における前記電動車両の運転状態が前記目標運転状態に近づくように、前記目標経路を設定する制御装置。
2. 前記運転状態設定部によって設定される前記目標運転状態には、
   前記電動車両が小さな駆動トルクで走行する低トルク状態と、
   前記電動車両が中程度の駆動トルクで走行する中トルク状態と、が少なくとも含まれている、請求項１に記載の制御装置。
3. 前記運転状態設定部は、
   前記電池情報に含まれる前記蓄電池の温度が、所定の適正温度範囲内に無いときには、前記目標運転状態を前記低トルク状態に設定する、請求項２に記載の制御装置。
4. 前記運転状態設定部は、
   前記電池情報に含まれる前記蓄電池の蓄電量が、所定の下限蓄電量よりも小さいときには、前記目標運転状態を前記低トルク状態又は前記中トルク状態に設定する、請求項２に記載の制御装置。
5. 前記運転状態設定部は、
   前記電池情報に含まれる前記蓄電池の温度が、所定の適正温度範囲内に無いときには、前記電池情報に含まれる前記蓄電池の蓄電量の大きさに拘らず、前記目標運転状態を前記低トルク状態に設定する、請求項４に記載の制御装置。
6. 前記運転状態設定部によって設定される前記目標運転状態には、
   前記電動車両が低い走行速度で走行する低速状態と、
   前記電動車両が中程度の走行速度で走行する中速状態と、が少なくとも含まれている、請求項１に記載の制御装置。
7. 前記運転状態設定部は、
   前記電池情報に含まれる前記蓄電池の温度が、所定の適正温度範囲内に無いときには、前記目標運転状態を前記低速状態に設定する、請求項６に記載の制御装置。
8. 前記運転状態設定部は、
   前記電池情報に含まれる前記蓄電池の蓄電量が、所定の下限蓄電量よりも小さいときには、前記目標運転状態を前記中速状態に設定する、請求項６に記載の制御装置。
9. 前記運転状態設定部は、
   前記電池情報に含まれる前記蓄電池の温度が、所定の適正温度範囲内に無いときには、前記電池情報に含まれる前記蓄電池の蓄電量の大きさに拘らず、前記目標運転状態を前記低速状態に設定する、請求項８に記載の制御装置。
10. 前記電池情報取得部は、現時点における前記蓄電池の状態を示すものとして前記電池情報を取得し、
    前記運転状態設定部は、
    前記電動車両が走行しているときに、取得された前記電池情報に基づいて前記目標運転状態を設定する、請求項１乃至９のいずれか１項に記載の制御装置。
11. 前記電池情報取得部は、今後における前記蓄電池の状態の推移予測を示すものとして前記電池情報を取得し、
    前記運転状態設定部は、
    前記電動車両が走行を開始する前に、取得された前記電池情報に基づいて前記目標運転状態を設定する、請求項１乃至９のいずれか１項に記載の制御装置。
12. 前記経路設定部は、
    前記目標経路についての複数の候補の中から、走行中における前記電動車両の運転状態が前記目標運転状態に最も近くなると推定されるものを、前記目標経路として設定する、請求項１０又は１１に記載の制御装置。

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