JP2019104444A - 車両制御システム、車両制御方法、およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】乗員に自然な操作感を与えることができる車両制御システム、車両制御方法、およびプログラムを提供すること。【解決手段】電動機（１２）によって使用される動力を出力する内燃機関（１０）と、内燃機関により出力された動力を用いて発電する電動機とを含む発電部と、発電部により発電された電力を蓄える蓄電池と、車両の駆動輪に連結され、蓄電池から供給される電力を用いて駆動することで駆動輪を回転させる走行用電動機（１８）と、アクセルの操作量を検出する検出部と、車両の目的地までに必要な電力を維持するように発電部を制御する電力制御部であって、検出部により検出されたアクセルの操作量が増加するのに連動させて発電部の発電量を増大させる電力制御部と、を備える車両制御システムである。【選択図】図１

Description

本発明は、車両制御システム、車両制御方法、およびプログラムに関する。

蓄電池、駆動機構（例えば内燃機関、電動機）を搭載したハイブリッド車両が普及している。ハイブリッド車両の走行時において、車両の車室内の音を低減する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１３−１７７０８９号公報

しかしながら、従来の技術は、乗員の車両に対する操作に連動して発電により発生する音を低減することについては考慮されていなかった。

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、乗員に自然な操作感を与えることができる車両制御システム、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）：電動機によって使用される動力を出力する内燃機関と、前記内燃機関により出力された動力を用いて発電する前記電動機とを含む発電部と、前記発電部により発電された電力を蓄える蓄電池と、車両の駆動輪に連結され、前記蓄電池から供給される電力を用いて駆動することで前記駆動輪を回転させる走行用電動機と、アクセルの操作量を検出する検出部と、前記車両の目的地までに必要な電力を維持するように前記発電部を制御する電力制御部であって、前記検出部により検出された前記アクセルの操作量が増加するのに連動させて前記発電部の発電量を増大させる電力制御部と、を備える車両制御システムである。

（２）：（１）に記載の車両制御システムであって、前記電力制御部は、前記検出部により検出された前記アクセルの操作量が増加傾向となった後に減少傾向となった場合において、前記発電部の発電量が前記車両の走行に必要な電力以下であると判定した場合、前記車両の走行に必要な前記発電部の発電量を、前記アクセルの操作量の減少に連動させずに維持するものである。

（３）：（１）または（２）に記載の車両制御システムであって、前記電力制御部は、前記車両の車室内の音が基準以下であり、且つ前記発電部の発電量が基準以上であると判定される場合、前記発電部の発電量を抑制するものである。

（４）：（１）から（３）のうちいずれか１項に記載の車両制御システムであって、前記電力制御部は、前記蓄電池の充電率を示す指標値が基準以上であり、且つ前記発電部の発電量が基準以上であると判定される場合、前記発電部の発電量を抑制するものである。

（５）：（１）から（４）のうちいずれかに記載の車両制御システムであって、前記車両の目的地までの走行計画に基づいて前記発電部が発電する電力量の発電計画を生成する発電計画部であって、前記電力制御部による発電部の発電量の制御に基づいて、前記車両の走行に必要な発電量が維持されるように新たな発電計画を生成する発電計画部、を更に備え、前記電力制御部は、前記発電計画部により生成された前記発電計画に基づいて前記発電部を制御するものである。

（６）：（１）から（５）のいずれかに記載の車両制御システムであって、前記電力制御部に前記アクセルの操作量が増加するのに連動させて前記発電部の発電量を増大させる制御を実行させるか否かを乗員に選択させる操作部を更に備えるものである。

（７）：電動機によって使用される動力を出力する内燃機関と、前記内燃機関により出力された動力を用いて発電する前記電動機とを含む発電部と、前記発電部により発電された電力を蓄える蓄電池と、車両の駆動輪に連結され、前記蓄電池から供給される電力を用いて駆動することで前記駆動輪を回転させる走行用電動機と、を備える車両に搭載されるコンピュータが、アクセルの操作量を検出し、前記車両の目的地までに必要な電力を維持するように前記発電部を制御し、前記制御において検出した前記アクセルの操作量が増加するのに連動させて前記発電部の発電量を増大する、車両制御方法である。

（８）：電動機によって使用される動力を出力する内燃機関と、前記内燃機関により出力された動力を用いて発電する前記電動機とを含む発電部と、前記発電部により発電された電力を蓄える蓄電池と、車両の駆動輪に連結され、前記蓄電池から供給される電力を用いて駆動することで前記駆動輪を回転させる走行用電動機と、を備える車両に搭載されるコンピュータに、アクセルの操作量を検出させ、前記車両の目的地までに必要な電力を維持するように前記発電部を制御させ、前記制御において検出した前記アクセルの操作量が増加するのに連動させて前記発電部の発電量を増大させる、プログラムである。

（１）、（７）、（８）によれば、乗員に自然な操作感を与えることができる。

（２）によれば、乗員に自然な操作感を与えると共に、車両の走行に必要な電力量を確保することができる。

（３）、（４）によれば、車室内の音のレベルを低減することができる。

（５）によれば、発電量が抑制されても新たな発電計画を生成することで車両が目的地に到達するまでに必要な電力を確保することができる。

（６）によれば、乗員は発電部の発電に対する制御の介入を解除することができる。

第１実施形態の車両制御システム１を搭載した車両の構成の一例を示す図である。 計画制御部１００の機能構成の一例を示す図である。 アクセル開度と発電部の発電量との関係の一例を示す図である。 アクセル開度と発電計画に基づいた発電部の発電量との関係の一例を示す図である。 クセル開度とＳＯＣに基づいた発電部の発電量との関係の一例を示す図である。 アクセル開度とＳＯＣに基づいた発電部の発電量との関係の他の一例を示す図である。 車両制御システム１において実行される処理の流れの一例を示すフローチャートである。 第２実施形態の車両制御システム１Ａの構成の一例を示す図である。 車両制御システム１において実行される他の処理の流れの一例を示すフローチャートである。 実施形態の制御部（計画制御部１００）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、本発明の車両制御システム、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。

＜第１実施形態＞
［全体構成］
図１は、第１実施形態の車両制御システム１を搭載した車両の構成の一例を示す図である。車両制御システム１が搭載される車両は、例えば、二輪や三輪、四輪等の車両であり、その駆動源は、ディーゼルエンジンやガソリンエンジンなどの内燃機関、電動機、或いはこれらの組み合わせである。電動機を備える場合、電動機は、内燃機関に連結された発電機による発電電力、或いは二次電池や燃料電池の放電電力を使用して動作する。以下の説明では、シリーズ方式を採用したハイブリッド車両を例に説明する。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。即ち、車両は、電力で駆動される電動機による動力で走行するものである。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（電動機）１２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、動力制御部７０と、車両センサ７８と、操作部９５と、計画制御部１００が搭載される。

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。エンジン１０は、例えば４サイクルエンジンであるが、他のサイクル方式が用いられてもよい。また、エンジン１０は、ディーゼルエンジン、ガスタービンエンジン、ロータリーエンジン、外燃機関等、動力を発生するものであればどのようなものを用いてもよい。

エンジン１０が出力可能な動力は、第１モータ１２がリアルタイムで第２モータ１８を駆動させるための電力量（または車両を所定速度以上で走行させることができる電力量）を発電するために必要な動力未満の動力である。エンジン１０は、例えば、小型・軽量に構成されており、車載レイアウトの自由度を高めることができる。

第１モータ１２は、主に発電に用いられる。第１モータ１２は、例えば、三相交流電動機である。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。第１モータ１２は、例えば、バッテリ６０を充電するために発電を行う。エンジン１０と第１モータ１２とを合わせたものが発電部１３の一例である。

第２モータ１８は車両の駆動と回生を行う。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、例えば、バッテリ６０から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。バッテリ６０は、例えば、発電部（エンジン１０および第１モータ１２）により発電された電力を蓄える。また、バッテリ６０は、第２モータ１８による回生電力を蓄えてもよい。

動力制御部７０は、例えば、ハイブリッド制御部７１と、エンジン制御部７２と、モータ制御部７３と、ブレーキ制御部７４と、バッテリ制御部７５とを含む。ハイブリッド制御部７１は、エンジン制御部７２、モータ制御部７３、ブレーキ制御部７４、およびバッテリ制御部７５に指示を出力する。ハイブリッド制御部７１による指示については、後述する。

エンジン制御部７２は、ハイブリッド制御部７１からの指示に応じて、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７２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７１に出力してもよい。

モータ制御部７３は、ハイブリッド制御部７１からの指示に応じて、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７４は、ハイブリッド制御部７１からの指示に応じて、不図示のブレーキ装置を制御する。ブレーキ装置は、運転者の制動操作に応じたブレーキトルクを各車輪に出力する装置である。

バッテリ制御部７５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の電力量を示す指標値（例えば、ＳＯＣ：State Of Charge；充電率）を算出し、ハイブリッド制御部７１、計画制御部１００に出力する。以下、バッテリ６０の電力量を「ＳＯＣ」と称する場合がある。バッテリ制御部７５は、バッテリ６０のＳＯＣを監視し、ＳＯＣが所定の閾値に近づいた場合、予め設定される目標ＳＯＣとなるまでバッテリ６０を充電する。

車両センサ７８は、例えば、アクセル開度センサ７９、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７９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（以下、アクセル開度ともいう）を検出する。車両センサ７８は、検出したアクセルペダルの操作量等を動力制御部７０及び計画制御部１００に出力する。

車両センサ７８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、動力制御部７０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動力制御部７０及び計画制御部１００に出力する。

操作部９５は、計画制御部１００によって実行される発電部１３のアクセルペダル追従発電制御（後述）を許可するか否かを乗員に選択させるための操作子である。操作部９５は、車内に個別のスイッチとして設けられていてもよいし、ナビゲーション装置の入力部に表示されるものであってもよい。

ナビゲーション装置は、例えば、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）受信機と、ナビＨＭＩと、経路決定部とを備え、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）やフラッシュメモリなどの記憶装置に地図情報を保持している。ＧＮＳＳ受信機は、ＧＮＳＳ衛星から受信した信号に基づいて、車両の位置を特定する。ナビＨＭＩは、表示装置、スピーカ、タッチパネル、キーなどを含む。経路決定部は、例えば、ＧＮＳＳ受信機により特定された車両の位置（或いは入力された任意の位置）から、ナビＨＭＩ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地図情報を参照して決定する。地図情報は、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。なお、ナビゲーション装置は、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。

ここで、ハイブリッド制御部７１による制御について説明する。ハイブリッド制御部７１は、まず、アクセル開度と目標車速に基づいて、駆動軸要求トルクＴｄを導出し、第２モータ１８の出力する駆動軸要求パワーＰｄを決定する。また、ハイブリッド制御部７１は、決定した駆動軸要求パワーＰｄと、補機の消費電力やバッテリ６０の電力量などとに基づいて、エンジン１０を稼働させるか否かを決定し、エンジン１０を稼働させると決定した場合、エンジン１０の出力すべきエンジンパワーＰｅを決定する。

ハイブリッド制御部７１は、決定したエンジンパワーＰｅに応じて、エンジンパワーＰｅに釣り合うように第１モータ１２の反力トルクを決定する。ハイブリッド制御部７１は、決定した情報を、エンジン制御部７２に出力する。運転者によりブレーキが操作された場合、ハイブリッド制御部７１は、第２モータ１８の回生で出力可能なブレーキトルクと、ブレーキ装置が出力すべきブレーキトルクとの配分を決定し、モータ制御部７３とブレーキ制御部７４に出力する。

［計画制御部］
図２は、計画制御部１００の機能構成の一例を示す図である。計画制御部１００は、例えば、情報取得部１０２と、検出部１０４と、走行計画部１０６と、発電計画部１０８と、電力制御部１１０とを備える。情報取得部１０２、検出部１０４、走行計画部１０６、発電計画部１０８、および電力制御部１１０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。

記憶部１２０は、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory）等の不揮発性の記憶装置と、ＲＡＭ（Random Access Memory）、レジスタ等の揮発性の記憶装置によって実現される。

記憶部１２０には、例えば、走行計画情報１２０Ａおよび発電計画情報１２０Ｂが記憶されている。これらの情報は、サーバ装置等との通信により取得されてもよいし、予め記憶部１２０に記憶されていてもよい。

情報取得部１０２は、例えば、車両センサ７８により検出された情報を取得する。

検出部１０４は、例えば、車両センサ７８のうち、アクセル開度センサ７９により出力されたアクセルの操作量の情報を取得する。

走行計画部１０６は、車両の目的地までの走行計画を示す走行計画情報１２０Ａを生成し、生成した走行計画情報１２０Ａを記憶部１２０に記憶させる。車両の目的地は、例えば乗員が不図示のナビゲーション装置を操作して設定した目的地である。走行計画情報１２０Ａとは、車両が走行する計画の内容を示す情報であり、例えば、出発地から目的地までの経路や、経路に含まれる道路を走行する予定時刻、道路の種別や渋滞情報などに基づいてナビゲーション装置等によって予測された車両の走行速度等を含む。走行計画情報１２０Ａは、利用者が目的地に到着したい時刻や、道路の渋滞情報、利用者が通行を希望する経路、利用者が通行を希望する道路の種別等が加味された計画の情報であってよい。

なお、走行計画情報１２０Ａの内容は、例えば、ナビゲーション装置の表示部に表示され、車両の乗員は、表示部に表示された走行計画に従って車両を制御する。なお、本実施形態の車両は、走行計画情報１２０Ａおよび車両の周辺状況に基づいて車両の操舵および加減速を自動的に制御する自動運転車両であってもよい。

発電計画部１０８は、車両の目的地までの走行計画情報１２０Ａに基づいて発電部１３が発電する電力量の発電計画を生成する。発電計画部１０８は、乗員によってナビゲーション装置に対して設定された目的地や、目的地までの経路、現在のＳＯＣ、情報取得部１０２により取得された情報等に基づいて、発電計画を生成し、発電計画情報１２０Ｂとして記憶部１２０に記憶する。

発電計画部１０８は、走行計画部１０６により計画された走行計画情報１２０Ａにおける出発地から目的地まで移動する間に必要な総電力量を導出する。例えば、総電力量は、走行計画情報１２０Ａに従って走行した場合に第２モータ１８の駆動により消費される電力量、第２モータ１８以外の車載機器等により消費されると予測される電力量、および目的地に到着した際に残しておくと定められたＳＯＣを加算した量である。発電計画部１０８は、例えば、目的地に到着した時のＳＯＣ（目的地の目標ＳＯＣ）を設定する。発電計画部１０８は、例えば、経由地を経由する時のＳＯＣ（経由地の目標ＳＯＣ）を設定する。

発電計画部１０８は、例えば、目的地に充電設備５００が存在しない場合、出発地や次の目的地までに必要な電力を考慮して、到着時のＳＯＣを決定する。例えば、発電計画部１０８は、目的地に充電設備５００が存在する場合、目的地に到着した時のＳＯＣを０〜数十パーセントに決定する。

発電計画部１０８は、また、走行計画情報１２０Ａに基づいて、総発電量のうちの発電部１３が発電すべき目標電力量を導出する。発電計画部１０８は、走行計画情報１２０Ａに基づいて、目標電力量を発電部１３に発電させるように発電計画を生成する。発電計画は、車両の走行に必要な電力を確保するために設定される情報であり、発電部を稼働させるタイミングや、発電部に発電させる電力量等が規定されている。発電計画には、車両の速度が、所定の速度以上で走行する区間で発電部１３に発電させる計画が含まれる。所定の速度は、例えば、走行計画情報１２０Ａにおいて予測される車両の走行速度に基づいて、発電部１３が発電すべき発電量に基づいて設定される閾値である。発電計画部１０８は、例えば、発電が必要となる地点またはタイミングにおいて、電力制御部１１０に発電要求を出力する。

なお、発電計画部１０８は、車両に搭載された不図示のナビゲーション装置に対して目的地が設定された場合に発電計画を生成し、目的地が設定されない場合には、現在のＳＯＣ、情報取得部１０２により取得された情報等に基づいて、発電計画を生成する。

電力制御部１１０は、通常発電制御、または追従発電制御を実行する。電力制御部１１０は、発電計画部１０８により生成された発電計画情報１２０Ｂに基づいて発電部１３を制御し、車両の目的地までに必要な電力を維持するようにバッテリ６０のＳＯＣを維持する。電力制御部１１０は、バッテリ制御部７５により算出されたバッテリ６０のＳＯＣを取得する。電力制御部１１０は、バッテリ６０のＳＯＣが基準以上であるか否かを判定する。ＳＯＣの基準とは、例えば、発電計画により定められた目標ＳＯＣである。電力制御部１１０は、バッテリ６０のＳＯＣが目標ＳＯＣ以上の場合、基準以上であると判定する。電力制御部１１０は、バッテリ６０のＳＯＣが目標ＳＯＣ未満の場合、基準未満であると判定する。電力制御部１１０は、発電計画情報１２０Ｂに基づいてバッテリ６０のＳＯＣを目標ＳＯＣに近づけるように発電部１３を制御し、車両に必要な電力を維持する。

［計画制御部の処理の概要］
以下、乗員のアクセルペダルの操作に応じた追従発電制御について説明する。計画制御部１００は、アクセルペダル追従発電制御を行うことにより、発電部１３を制御し、車両を目的地まで走行させる電力を確保する。

乗員は、例えば、車両の走行開始前にナビゲーション装置等に目的地を入力する。走行計画部１０６は、乗員により入力された目的地に基づいて、車両の目的地までの走行計画を示す走行計画情報１２０Ａを生成し、記憶部１２０に記憶させる。

電力制御部１１０は、車両の走行中において、バッテリ制御部７５により算出されたバッテリ６０のＳＯＣが基準未満であるか否かを判定する。バッテリ６０のＳＯＣが基準未満であると判定した場合、電力制御部１１０は、バッテリ６０のＳＯＣを基準に近づけるよう発電部１３を稼働させる。

電力制御部１１０は、例えば、バッテリ６０のＳＯＣが低下することに対して発電計画部１０８により出力された発電要求に対して、ただちに発電部１３による発電を開始させるのではなく、乗員のアクセルペダルの操作が開始されたことをトリガとして発電部１３の発電を開始する。電力制御部１１０は、例えば、発電計画部１０８により出力された発電要求を受信した後、検出部１０４により検出されたアクセルペダルの操作の開始を待って、発電部１３の発電を開始する。

電力制御部１１０は、発電計画を参照し、発電計画で規定された発電部１３を稼働させるタイミング（または、その前後のタイミング）において、バッテリ６０のＳＯＣを監視し、バッテリ６０の充電が必要であると判定した場合、アクセルペダルの操作の開始を待って、発電部１３の発電を開始してもよい。

図３は、アクセル開度と発電部の発電量との関係の一例を示す図である。図において、グラフの縦軸は、アクセル開度または発電量を示し、グラフの横軸は時間を示している。電力制御部１１０は、例えば、原則的にアクセル開度センサ７９により検出されたアクセルペダルの操作量とエンジン１０の回転数とを連動させる。即ち、乗員がアクセルペダルを踏み込むことに従って発電部１３のエンジン１０の回転数が上昇し、アクセルペダルを緩めることに従ってエンジン１０の回転数が減少する。

エンジン１０の駆動力は、第１モータ１２の発電に用いられるので、アクセルペダルの操作量と発電部１３の発電量とが連動する。従って、電力制御部１１０は、例えば、アクセルペダルの操作量が増加するのに連動させて発電部の発電量を増大させ、アクセルペダルの操作量が減少するのに連動させて発電部の発電量を減少させる。

このような処理を行うことによって、乗員の操作に対する車両の応答が乗員の操作感覚と連動する。即ち、乗員に自然な操作感を与えることができる。

電力制御部１１０は、原則的にアクセルペダルの操作量と発電部１３の発電量とを連動させるが、厳密にこの処理を行った場合、車両の走行に必要なバッテリ６０の電力が不足する可能性がある。そこで、電力制御部１１０は、バッテリ６０の電力が不足しないよう発電部１３を制御する。

図４は、アクセル開度と発電計画に基づいた発電部の発電量との関係の一例を示す図である。図示するように、電力制御部１１０は、乗員のアクセルペダルの操作の開始により発電部１３の発電を開始する。電力制御部１１０は、アクセルペダルの操作量の増加量に従って発電部１３に発電させる。電力制御部１１０は、バッテリ６０のＳＯＣを監視し、バッテリ６０のＳＯＣが基準未満であるか否かを判定する。

電力制御部１１０は、例えば、バッテリ６０のＳＯＣが基準未満であると判定した場合、アクセルペダルの操作量が減少するか否かを判定する。電力制御部１１０は、バッテリ６０のＳＯＣが基準未満であり、且つアクセルペダルの操作量が増加傾向となった後に減少傾向となると判定した場合、車両の走行に必要な発電部１３の発電量を、アクセル開度の減少に連動させずに維持する。

電力制御部１１０は、図４に示すようにバッテリ６０のＳＯＣに基づいて、アクセル開度の減少に連動させずにバッテリ６０のＳＯＣを目標ＳＯＣに近づけるよう制御する。このような処理が行われることにより、車両制御システム１は、走行に必要な電力を確保することができる。

図５は、アクセル開度とＳＯＣに基づいた発電部の発電量との関係の一例を示す図である。乗員がアクセルペダルを操作して車両を走行させている状態において、バッテリ６０が十分に充電され、ＳＯＣが基準を超える場合がある。このときアクセルペダルの操作量と発電部１３の発電量を厳密に連動させると、バッテリ６０に過剰な充電が行なわれる可能性がある。そこで、電力制御部１１０は、バッテリ６０に過剰な充電が行なわれないよう発電部１３を制御する。

電力制御部１１０は、発電計画情報１２０Ｂに基づいて、バッテリ６０のＳＯＣが基準以上であるか否かを判定する。電力制御部１１０は、バッテリ６０のＳＯＣが基準以上であると判定した場合、発電部１３の発電量が基準以上であるか否かを判定する。電力制御部１１０は、バッテリ６０のＳＯＣが基準以上であり、且つ発電部１３の発電量が基準以上であると判定した場合、図５に示すようにアクセル開度に連動させずに発電部１３の発電量を抑制する。ここで、発電部１３の基準とは、発電時に車室内の予め定められた音のレベル［ｄＢ］の値を超える音を発生させる発電量（エンジン１０の回転数）である。

図６は、アクセル開度とＳＯＣに基づいた発電部の発電量との関係の他の一例を示す図である。乗員がアクセルペダルを操作して車両を走行させている状態において、バッテリ６０のＳＯＣが基準を下回っている場合がある。このときアクセルペダルの操作量と発電部１３の発電量を厳密に連動させると、バッテリ６０の電力が不足する可能性がある。そこで電力制御部１１０は、バッテリ６０の電力が不足しないよう発電部１３を制御する。

電力制御部１１０は、発電計画情報１２０Ｂに基づいて、バッテリ６０のＳＯＣが基準未満であるか否かを判定する。電力制御部１１０は、バッテリ６０のＳＯＣが基準未満であると判定した場合、図６に示すようにアクセルペダルの操作の開始と共に発電部１３を稼働開始させると共に、アクセル開度に連動させずに発電部１３の発電量を増加させる。

電力制御部１１０が上記のアクセルペダル追従発電制御によって発電部１３の発電量を制御した場合、発電計画部１０８は、車両の走行に必要な電力を確保するために新たに発電計画を生成する。発電計画部１０８は、検出部１０４により検出されたアクセルペダルの操作量と、バッテリ６０のＳＯＣとに基づいて車両の走行に必要な発電部１３の発電量が維持されるか否かを判定する。

発電計画部１０８は、所定のタイミングごとに（例えば、所定時間ごと、または所定距離走行したごとに）、車両の走行に必要な発電量が維持されるように発電部１３を稼働させる新たな発電計画を生成する。発電計画部１０８は、生成した新たな発電計画を発電計画情報１２０Ｂとして記憶部１２０に記憶し、発電計画情報１２０Ｂを更新する。電力制御部１１０は、新たな発電計画情報１２０Ｂに基づいて、発電部１３を制御する。

このようなアクセルペダル追従発電制御が行われることにより、車両制御システム１は、車両の走行に必要な電力を確保することができる。但し、電力制御部１１０により実行される上記の追従発電制御は、乗員による操作部９５の操作により解除するか否かが選択されてもよい。また、上記の追従発電制御が操作部９５に対する操作により解除されている状態において、発電計画部１０８は、車両が走行中にナビゲーション装置の表示部やスピーカを通じて、乗員に操作部９５を操作して、解除された上記の追従発電制御を実行させるよう促すよう報知させてもよい。

［処理フロー］
次に、車両制御システム１において実行される処理の流れについて説明する。図７は、車両制御システム１において実行される処理の流れの一例を示すフローチャートである。電力制御部１１０は、検出部１０４によりアクセルペダルの操作が開始されたか否かを判定する（ステップＳ１００）。

ステップＳ１００で否定的な判定を得た場合、ステップＳ１００の処理を繰り返す。ステップＳ１００で肯定的な判定を得た場合、電力制御部１１０は、アクセルペダルの操作量に従って発電部１３に発電させる（ステップＳ１０２）。次に、電力制御部１１０は、バッテリ制御部７５により算出されたバッテリ６０のＳＯＣが基準未満であるか否かを判定する（ステップＳ１０４）。

ステップＳ１０４で肯定的な判定を得た場合、電力制御部１１０は、アクセルペダルの操作量が減少傾向となったか否かを判定する（ステップＳ１０６）。ステップＳ１０６で肯定的な判定を得た場合、電力制御部１１０は、アクセルペダルの操作量に連動させずに発電部１３の発電量を維持する（ステップＳ１０８）。ステップＳ１０６で否定的な判定を得た場合、電力制御部１１０は、アクセルペダルの操作量に連動させずに発電部１３の発電量を増加させる（ステップＳ１１０）。

ステップＳ１０４で否定的な判定を得た場合、電力制御部１１０は、発電部１３の発電量が基準以上であるか否かを判定する（ステップＳ１１２）。ステップＳ１１２で肯定的な判定を得た場合、電力制御部１１０は、アクセルペダルの操作量に連動させずに発電部１３の発電量を抑制する（ステップＳ１１４）。ステップＳ１１２で否定的な判定を得た場合、電力制御部１１０は、アクセルペダルの操作量に従って発電部１３に発電させる（ステップＳ１１６）。

車両制御システム１は、上記のステップＳ１０８、ステップＳ１００、ステップＳ１１４、ステップＳ１１６の処理を終了した後、発電計画部１０８は、バッテリ６０のＳＯＣと目標ＳＯＣとに基づいて、新たな発電計画を生成する（ステップＳ１１８）。電力制御部１１０は、新たな発電計画に基づいて、発電部１３の発電量を制御する（ステップＳ１２０）。その後、計画制御部１００は、フローチャートの処理を終了し、新たにステップＳ１００から処理を開始する。

また、ステップＳ１１２、ステップＳ１１４、ステップＳ１１６に代えて以下の処理を行ってもよい。電力制御部１１０は、バッテリ６０のＳＯＣが満充電を示す基準以上であるか否かを判定し、肯定的な判定を得た場合、処理を終了する。電力制御部１１０は、バッテリ６０のＳＯＣが満充電を示す基準以上であるか否かを判定し、否定的な判定を得た場合、乗員の操作部９５の操作に従って発電部１３を稼働させ、ステップＳ１１８の処理に進む。

以上説明した実施形態によれば、車両制御システム１は、アクセルペダルの操作量に連動して発電部１３の発電量を適宜制御し、乗員は自然な操作感覚により車両を運転することができる。そして、車両制御システム１は、発電部１３による不要な発電を抑制すると共に、車室内の音等を低減することができる。

＜第２実施形態＞
第１実施形態では、車両制御システム１は、乗員のアクセルペダルの操作量に基づいて発電部１３の発電量を制御するものであった。第２実施形態では、車両制御システム１Ａは、車室内の音が所定値以下になった場合、車室内の音が低減されるように発電部１３を制御する。電力制御部１１０は、例えば、車両の車室内の音が小さい場合において発電部１３の発電量を制御する。以下の説明では、第１実施形態と同一の構成については同一の名称及び符号を適宜用い、重複する説明については省略する。

図８は、第２実施形態の車両制御システム１Ａの構成の一例を示す図である。車両制御システム１Ａは、カメラ８０と、認識部８２と、マイク８５と、音声認識部８６とを更に備える。

カメラ８０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８０は、車両制御システム１が搭載される車両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８０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８０は、例えば、周期的に繰り返し車両の周辺を撮像する。カメラ８０は、ステレオカメラであってもよい。

認識部８２は、カメラ８０により撮像された画像に基づいて、物体の位置、種類、速度などを認識する。物体とは、車両や、人、標識などを含む。認識部８２は、認識結果を計画制御部１００に出力する。

また、認識部８２は、カメラ８０、レーダ装置、およびファインダ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、速度などを認識してもよい。この場合、車両制御システムは、レーダ装置またはＬＩＤＡＲ（Light Detection and Ranging）を備える。レーダ装置は、車両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。ＬＩＤＡＲは、車両の周辺に光を照射し、散乱光を測定する。ＬＩＤＡＲ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。

マイク８５は、車室内の音を取得する。音声認識部８６は、マイク８５に入力された音声に基づいて、車両内の音の大きさや、車両の周辺の音の大きさを判定する。音声認識部８６は、人の音声またはその他の音声を解析して、音声に含まれる周波数を導出する。そして、音声認識部８６は、人の音声に含まれる周波数と、その他の音に含まれる周波数とを分離し、人の声の大きさおよびその他の音の大きさを判定する。音声認識部８６は、複数の人の声がマイク８５に入力された場合、音声を解析することで、複数の人が音声を出力していること、会話が開始されたことを認識する。音声認識部８６は、判定した音の大きさや解析結果を計画制御部１００に出力する。

情報取得部１０２は、例えば、認識部８２により認識された情報、音声認識部８６により認識された情報を取得する。情報取得部１０２により取得される情報は、車両の「環境に関する情報」の一例である。

電力制御部１１０は、例えば、情報取得部１０２から出力された環境に関する情報に基づいて車室内の音が基準以下であるか否かを判定する。車室内の音は、例えば、車室内の音のレベルの大きさに基づいて判定される。車室内の音が基準以下であると判定された場合、電力制御部１１０は、発電部１３の発電量が基準以下であるか否かを判定する。

電力制御部１１０は、発電部１３の発電量が基準以下でないと判定した場合、発電部１３の発電量を基準以下に抑制する。

また、乗員は、車両の車室内の音が大きい場合、発電部１３が稼働していても音を感じない場合がある。このような場合、電力制御部１１０は、発電部１３を稼働させ、車両の走行に必要な電力を確保する。

電力制御部１１０は、例えば、音声認識部８６による解析結果に基づいて、車室内の音が基準を超えるか否かを判定する。電力制御部１１０は、車室内の音が基準を超えると判定した場合、バッテリ６０のＳＯＣが基準未満であるか否かを判定する。電力制御部１１０は、バッテリ６０のＳＯＣが基準未満であると判定した場合、発電部１３の発電量を増加させる。

また、乗員は、車室内で会話している場合、発電部１３が稼働していても音を意識しない場合がある。このような場合、電力制御部１１０は、音声認識部８６による解析結果に基づいて、車室内で人が会話をしている状態であると判定し、且つ、バッテリ６０のＳＯＣが基準未満であると判定した場合、発電部１３の発電量を増加させてもよい。

電力制御部１１０は、他の環境に関する情報に基づいて車両の環境を判定し、判定結果及びバッテリ６０のＳＯＣに基づいて、発電部１３の発電量を増加させてもよい。電力制御部１１０は、例えば、車両センサ７８の検出結果や認識部８２による認識結果に基づいて、車速、道路勾配、路面状況、街中等の車両の環境を判定し、判定結果及びバッテリ６０のＳＯＣに基づいて、発電部１３の発電量を増加させてもよい。

電力制御部１１０は、例えば、車両センサ７８により出力された車速に基づいて、車速が閾値以上であると判定し、且つ、バッテリ６０のＳＯＣが基準未満であると判定した場合、発電部１３の発電量を増加させてもよい。

電力制御部１１０は、例えば、認識部８２によるカメラ８０が撮像した情報の認識結果に基づいて、車両が荒れた路面を走行しているか否か、街中等の環境音が大きい場所を走行しているか否か、登坂道を走行しているか否か等を判定し、肯定的な判定を得て、且つ、バッテリ６０のＳＯＣが基準未満であると判定した場合、発電部１３の発電量を増加させてもよい。

電力制御部１１０は、例えば、音声認識部８６による認識結果に基づいて、音楽が流されている場合等の乗員が任意に発生させる音を判定し、且つ、バッテリ６０のＳＯＣが基準未満であると判定した場合、発電部１３の発電量を増加させてもよい。

電力制御部１１０が上記の処理によって発電部１３の発電量を抑制した場合、発電計画部１０８は、車両の走行に必要な電力を確保するために新たに発電計画を生成する。発電計画部１０８は、検出部１０４により検出されたアクセルペダルの操作量と、バッテリ６０のＳＯＣとに基づいて車両の走行に必要な発電部１３の発電量が維持されるか否かを判定する。

発電計画部１０８は、車両の走行に必要な発電部１３の発電量が維持されないと判定した場合、車両の走行に必要な発電量が維持されるように発電部１３を稼働させる新たな発電計画を生成する。発電計画部１０８は、生成した新たな発電計画を発電計画情報１２０Ｂとして記憶部１２０に記憶し、発電計画情報１２０Ｂを更新する。電力制御部１１０は、新たな発電計画情報１２０Ｂに基づいて、発電部１３を制御する。

このような処理が行われることにより、車両制御システム１は、車両の走行に必要な電力を確保しつつ、乗員が感じる発電部１３から生じる音のレベルを低減することができる。但し、電力制御部１１０により実行される上記の制御は、乗員が操作部９５の操作により解除するか否かを選択させてもよい。また、上記制御が操作部９５の操作により解除されている状態において、発電計画部は、車両が走行中にナビゲーション装置の表示部やスピーカを通じて、乗員に操作部９５を操作して、解除された上記制御を実行させるよう促すよう報知させてもよい。

［処理フロー］
次に、車両制御システム１Ａにおいて実行される処理の流れについて説明する。図９は、車両制御システム１Ａにおいて実行される他の処理の流れの一例を示すフローチャートである。以下のフローチャートは、第１実施形態のフローチャートにおいて、例えばステップＳ１０２の後に実行されてもよいし、第１実施形態のフローチャートとは別個の処理としてもよい。また、車室内には、車室内の音のレベルの基準を決定するボタンが設けられていてもよいし、このようなボタンは、ナビゲーション装置の表示部に表示されるものであってもよい。

電力制御部１１０は、情報取得部１０２から出力された音に関する情報に基づいて車室内の音が基準以下であるか否かを判定する（ステップＳ２００）。ステップＳ２００で否定的な判定を得た場合、電力制御部１１０は、処理をステップＳ２０６に進める。ステップＳ２００で肯定的な判定を得た場合、電力制御部１１０は、発電部１３の発電量が基準以下か否かを判定する（ステップＳ２０２）。ステップＳ２０２で肯定的な判定を得た場合、電力制御部１１０は、処理をステップＳ２００に戻す。

ステップＳ２０２で否定的な判定を得た場合、電力制御部１１０は、発電部１３の発電量を抑制する（ステップＳ２０４）。次に、電力制御部１１０は、フローチャートの一連の処理を終了し、新たな処理をステップＳ２００から開始する。

［ハードウェア構成］
上述した実施形態の車両制御システム１の計画制御部１００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、実施形態の制御部（計画制御部１００）のハードウェア構成の一例を示す図である。

制御部は、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、制御部が実現される。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。
電動機によって使用される動力を出力する内燃機関と、前記内燃機関により出力された動力を用いて発電する前記電動機とを含む発電部と、
前記発電部により発電された電力を蓄える蓄電池と、
車両の駆動輪に連結され、前記蓄電池から供給される電力を用いて駆動することで前記駆動輪を回転させる走行用電動機と、
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、
前記ハードウェアプロセッサは、前記プログラムを実行することにより、
アクセルの操作量を検出し、
前記車両の目的地までに必要な電力を維持するように前記発電部を制御し、前記制御において検出した前記アクセルの操作量が増加するのに連動させて前記発電部の発電量を増大する、
車両制御システム。

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。

１、１Ａ…車両制御システム、１０…エンジン、１２…第１モータ、１３…発電部、１８…第２モータ、２５…駆動輪、３２…第１変換器、３８…第２変換器、６０…バッテリ、６２…バッテリセンサ、７０…動力制御部、７１…ハイブリッド制御部、７２…エンジン制御部、７３…モータ制御部、７４…ブレーキ制御部、７５…バッテリ制御部、７８…車両センサ、７９…アクセル開度センサ、８０…カメラ、８２…認識部、８５…マイク、８６…音声認識部、９０…通信部、９５…操作部、１００…計画制御部、１００−１…通信コントローラ、１００−２…ＣＰＵ、１００−３…ＲＡＭ、１００−４…ＲＯＭ、１００−５…二次記憶装置、１００−５ａ…プログラム、１００−６…ドライブ装置、１０２…情報取得部、１０４…検出部、１０６…走行計画部、１０８…発電計画部、１１０…電力制御部、１２０…記憶部、１２０Ａ…走行計画情報、１２０Ｂ…発電計画情報

Claims (8)

1. 電動機によって使用される動力を出力する内燃機関と、前記内燃機関により出力された動力を用いて発電する前記電動機とを含む発電部と、
   前記発電部により発電された電力を蓄える蓄電池と、
   車両の駆動輪に連結され、前記蓄電池から供給される電力を用いて駆動することで前記駆動輪を回転させる走行用電動機と、
   アクセルの操作量を検出する検出部と、
   前記車両の目的地までに必要な電力を維持するように前記発電部を制御する電力制御部であって、前記検出部により検出された前記アクセルの操作量が増加するのに連動させて前記発電部の発電量を増大させる電力制御部と、
   を備える車両制御システム。
2. 前記電力制御部は、前記検出部により検出された前記アクセルの操作量が増加傾向となった後に減少傾向となった場合において、前記発電部の発電量が前記車両の走行に必要な電力以下であると判定した場合、前記車両の走行に必要な前記発電部の発電量を、前記アクセルの操作量の減少に連動させずに維持する、
   請求項１に記載の車両制御システム。
3. 前記電力制御部は、前記車両の車室内の音が基準以下であり、且つ前記発電部の発電量が基準以上であると判定される場合、前記発電部の発電量を抑制する、
   請求項１または２に記載の車両制御システム。
4. 前記電力制御部は、前記蓄電池の充電率を示す指標値が基準以上であり、且つ前記発電部の発電量が基準以上であると判定される場合、前記発電部の発電量を抑制する、
   請求項１から３のうちいずれか１項に記載の車両制御システム。
5. 前記車両の目的地までの走行計画に基づいて前記発電部が発電する電力量の発電計画を生成する発電計画部であって、前記電力制御部による発電部の発電量の制御に基づいて、前記車両の走行に必要な発電量が維持されるように新たな発電計画を生成する発電計画部、を更に備え、
   前記電力制御部は、前記発電計画部により生成された前記発電計画に基づいて前記発電部を制御する、
   請求項１から４のうちいずれか１項に記載の車両制御システム。
6. 前記電力制御部に前記アクセルの操作量が増加するのに連動させて前記発電部の発電量を増大させる制御を実行させるか否かを乗員に選択させる操作部を更に備える、
   請求項１から５のうちいずれか１項に記載の車両制御システム。
7. 電動機によって使用される動力を出力する内燃機関と、前記内燃機関により出力された動力を用いて発電する前記電動機とを含む発電部と、
   前記発電部により発電された電力を蓄える蓄電池と、
   車両の駆動輪に連結され、前記蓄電池から供給される電力を用いて駆動することで前記駆動輪を回転させる走行用電動機と、を備える車両に搭載されるコンピュータが、
   アクセルの操作量を検出し、
   前記車両の目的地までに必要な電力を維持するように前記発電部を制御し、前記制御において検出した前記アクセルの操作量が増加するのに連動させて前記発電部の発電量を増大する、
   車両制御方法。
8. 電動機によって使用される動力を出力する内燃機関と、前記内燃機関により出力された動力を用いて発電する前記電動機とを含む発電部と、
   前記発電部により発電された電力を蓄える蓄電池と、
   車両の駆動輪に連結され、前記蓄電池から供給される電力を用いて駆動することで前記駆動輪を回転させる走行用電動機と、を備える車両に搭載されるコンピュータに、
   アクセルの操作量を検出させ、
   前記車両の目的地までに必要な電力を維持するように前記発電部を制御させ、前記制御において検出した前記アクセルの操作量が増加するのに連動させて前記発電部の発電量を増大させる、プログラム。

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