JP2019123267A - 車両制御システム、車両制御方法、およびプログラム - Google Patents

車両制御システム、車両制御方法、およびプログラム Download PDF

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Abstract

【課題】乗員による電欠不安を低減させることを目的の一つとする。【解決手段】本実施形態の車両制御システムにおいて、電動機によって使用される動力を出力する内燃機関（１１０）と、出力された動力を用いて発電する前記電動機（１１２）とを含む発電部と、発電された電力、または充電スポットにより供給される電力を蓄える蓄電池（１５０）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（１１８）と、前記車両の出発地から目的地までの経路によって特定されるエリアに存在する充電スポットの利用状況を取得する利用状況取得部と、前記充電スポットの利用状況に基づいて、前記充電スポットが利用できない場合に、前記車両が目的地に到着したときの前記蓄電池の充電目標値を、前記充電スポットが利用できる場合に比して高くする制御部（１６０、１９０）と、を備える。【選択図】図２

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。
従来、蓄電池と発電のために動力を出力する内燃機関を搭載したハイブリッド車両が普及している。これに関連して、最新の交通情報に基づいて、車両が所望の充電スタンドに到着する時刻を予測し、到着予想時刻とともに充電場所を予約する技術が開示されている（特許文献１参照）。
特開２０１０−２３０６１５号公報
しかしながら、従来の技術では、所望の充電スタンドで実際に充電ができるか否かの判定結果に基づいて、出発地と目的地との間の往復経路に対する発電計画を生成することについては、考慮されていなかった。その結果、所望の充電スタンドで充電ができなかった場合に、復路における電欠不安により乗員にストレスが生じる可能性があった。
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、乗員による電欠不安を低減させ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、または充電スポットにより供給される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、前記車両の出発地から目的地までの経路によって特定されるエリアに存在する充電スポットの利用状況を取得する利用状況取得部と、前記利用状況取得部により取得された前記充電スポットの利用状況に基づいて、前記充電スポットが利用できない状況であると判定された場合に、前記車両が目的地に到着したときの前記蓄電池の充電目標値を、前記充電スポットが利用できる状況であると判定された場合に比して高くする制御部と、を備える車両制御システムである。
（２）：（１）において、前記充電スポットは、前記目的地に存在するものである。
（３）：（１）または（２）において、前記制御部は、前記充電スポットが利用できない状況であると判定された場合に、前記出発地から前記目的地への往路における前記発電部の稼働率を、前記目的地から前記出発地への復路における稼働率に比して高くするものである。
（４）：（１）〜（３）のうち何れか一つにおいて、前記制御部は、前記出発地から前記目的地への往路における前記蓄電池の充電率が第１閾値以上となるように制御するものである。
（５）：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、または充電スポットにより供給される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、を備える車両の車載コンピュータが、前記車両の出発地から目的地までの経路によって特定されるエリアに存在する充電スポットの利用状況に基づいて、前記充電スポットが利用できない状況であると判定された場合に、前記車両が目的地に到着したときの前記蓄電池の充電目標値を、前記充電スポットが利用できる状況であると判定された場合に比して高くする、車両制御方法である。
（６）：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、または充電スポットにより供給される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、を備える車両の車載コンピュータに、前記車両の出発地から目的地までの経路によって特定されるエリアに存在する充電スポットの利用状況を取得させ、取得された前記充電スポットの利用状況に基づいて、前記充電スポットが利用できない状況であると判定された場合に、前記車両が目的地に到着したときの前記蓄電池の充電目標値を、前記充電スポットが利用できる状況であると判定された場合に比して高くする、プログラムである。
（１）〜（６）によれば、乗員による電欠不安を低減することができる。
実施形態の車両支援システム１の構成図である。 車両システム１０１を搭載した車両１００の構成の一例を示す図である。 利用状況テーブル３６４の内容の一例を示す図である。 混雑情報３６６の内容の一例を示す図である。 天候情報３６８の内容の一例を示す図である。 計画制御部１９０の機能構成の一例を示す図である。 稼働制御部１９５の処理を説明するための図である。 車両システム１０１により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。 実施形態の計画制御部１９０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。
［全体構成］
図１は、実施形態の車両支援システム１の構成図である。車両支援システム１は、一以上の車両１００と、一以上の充電スポット２００と、車両支援サーバ３００とを備える。これらの構成要素は、ネットワークＮＷを介して互いに通信可能である。ネットワークＮＷは、インターネット、ＷＡＮ（Wide Area Network）、ＬＡＮ（Local Area Network）、公衆回線、プロバイダ装置、専用回線、無線基地局等を含む。充電スポット２００とは、例えば、車両１００に搭載された蓄電池を充電することができる、一以上の設備が設置された地点（充電可能地点）である。
［車両］
車両１００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等の内燃機関、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電動機による発電電力、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、エンジンの動力は電動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。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。以下、車両支援システム１に含まれる一以上の車両１００のうち、他車両と区別して説明する場合に「自車両Ｍ」と称する。また、以下の説明において、車両１００は、主にバッテリからの電力を利用した走行を行うものとする。また、バッテリへの充電は、充電スタンドのような外部装置を利用して行うものとし、エンジンや電動機を利用した充電は補助的に行われるものとする。
図２は、車両システム１０１を搭載した車両１００の構成の一例を示す図である。車両システム（車両制御システムの一例）１０１が搭載される車両１００には、例えば、エンジン１１０と、第１モータ（電動機）１１２と、第２モータ（電動機）１１８と、駆動輪１２５と、ＰＣＵ（Power Control Unit）１３０と、バッテリ（蓄電池）１５０と、動力制御部１６０と、車両センサ１７０と、通信装置１７５と、ナビゲーション装置１８０と、計画制御部１９０とが搭載される。動力制御部１６０と、計画制御部１９０とを合わせたものが「制御部」の一例である。
エンジン１１０は、ガソリン等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１１０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、クランクシャフト等を備えるレシプロエンジンである。エンジン１１０は、例えば４サイクルエンジンであるが、他のサイクル法域が用いられてもよい。また、エンジン１１０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。また、エンジン１１０が出力可能な動力は、第１モータ１１２がリアルタイムで第２モータ１１８を駆動させるための電力量（または車両１００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１１０は、小型・軽量であるため、車両レイアウトの自由度が高いというメリットを有する。
第１モータ１１２は、例えば、三相交流電動機である。第１モータ１１２は、エンジン１１０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１１０により出力される動力を用いて発電する。エンジン１１０と第１モータ１１２とを合わせたものが発電部１１３の一例である。
第２モータ１１８は、例えば、駆動輪１２５を回転させる走行用電動機である。第２モータ１１８は、三相交流電動機である。第２モータ１１８は、車両の駆動と回生を行う。第２モータ１１８のロータは、駆動輪１２５に連結される。第２モータ１１８は、供給される電力を用いて動力を駆動輪１２５に出力する。また、第２モータ１１８は、車両１００の減速時に車両１００の運動エネルギを用いて発電する。以下、第２モータ１１８による発電動作を回生と称する場合がある。
ＰＣＵ１３０は、例えば、第１変換器１３２と、第２変換器１３８と、ＶＣＵ（Voltage Control Unit）１４０とを備える。なお、これらの構成要素をＰＣＵ１３０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１３２および第２変換器１３８は、例えば、ＡＣ−ＤＣ変換器である。第１変換器１３２および第２変換器１３８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、ＶＣＵ１４０を介してバッテリ１５０が接続されている。第１変換器１３２は、第１モータ１１２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１１２に供給したりする。同様に、第２変換器１３８は、第２モータ１１８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１１８に供給したりする。
ＶＣＵ１４０は、例えば、ＤＣ―ＤＣコンバータである。ＶＣＵ１４０は、バッテリ１５０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１５０は、例えば、リチウムイオン電池等の二次電池である。バッテリ１５０は、充電スポット２００に設置された充電設備から供給される電力を蓄える。また、バッテリ１５０は、例えば、発電部１１３により発電された電力を蓄える。また、バッテリ１５０は、第２モータ１１８による回生電力を蓄えてもよい。
充電コネクタ１５４は、充電スポット２００に設置された充電設備から供給される電力を取得するために、充電設備の充電プラグと接続される、着脱自在に構成されたコネクタである。例えば、充電コネクタ１５４と充電プラグとが接続された状態において、バッテリ１５０の充電が行われる。また、車両１００は、充電コネクタ１５４に代えて、無線で電力を受信する電力受信部を備えてもよい。この場合、電力受信部が充電スポット２００に設けられた電力送信部から非接触で電力を受信できる位置に車両１００を停車させることで、ワイヤレスでバッテリ１５０の充電が行われる。
動力制御部１６０は、例えば、ハイブリッド制御部１６１と、エンジン制御部１６２と、モータ制御部１６３と、ブレーキ制御部１６４と、バッテリ制御部１６５とを含む。ハイブリッド制御部１６１は、エンジン制御部１６２、モータ制御部１６３、ブレーキ制御部１６４、およびバッテリ制御部１６５に指示を出力する。ハイブリッド制御部１６１による指示については、後述する。
エンジン制御部１６２は、ハイブリッド制御部１６１からの指示に応じて、エンジン１１０の点火制御、スロットル開度制御、燃料噴射制御、燃料カット制御等を行う。また、エンジン制御部１６２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１６１に出力してもよい。
モータ制御部１６３は、ハイブリッド制御部１６１からの指示に応じて、第１変換器１３２および／または第２変換器１３８のスイッチング制御を行う。
ブレーキ制御部１６４は、ハイブリッド制御部１６１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１６５は、バッテリ１５０に取り付けられたバッテリセンサ１５２の出力に基づいて、バッテリ１５０の電力量（例えば、State Of Charge；充電率）を算出し、ハイブリッド制御部１６１に出力する。
車両センサ１７０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動力制御部１６０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、動力制御部１６０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１６０に出力する。
通信装置１７５は、例えば、セルラー網やＷｉ−Ｆｉ網、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＤＳＲＣ（Dedicated Short Range Communication）等を利用して、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車両支援サーバ３００と通信する。
ナビゲーション装置１８０は、例えば、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）受信機１８１と、ナビＨＭＩ１８２と、経路決定部１８３とを備え、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）やフラッシュメモリ等の記憶装置に地図情報１８４を保持している。ＧＮＳＳ受信機１８１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１７０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ＨＭＩ１８２は、表示装置、スピーカ、タッチパネル、キー等を含む。経路決定部１８３は、例えば、ＧＮＳＳ受信機１８１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（以下、出発地と称する）から、ナビＨＭＩ１８２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、地図情報１８４を参照して決定する。また、経路決定部１８３は、経路に含まれる道路を走行する予定時刻等を含む走行計画を生成してもよい。走行計画は、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である。走行計画は、例えば、ナビＨＭＩ１８２に表示される。乗員は、ナビＨＭＩ１８２に表示された走行計画に従って到着したい時刻に目的地に到着できるように自車両Ｍを制御する。なお、本実施形態の自車両Ｍは、走行計画および自車両Ｍの周辺状況に基づいて、自車両Ｍ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。経路決定部１８３により決定された地図上経路や走行計画は、計画制御部１９０に出力される。地図情報１８４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。地図情報１８４は、道路の曲率やＰＯＩ（Point Of Interest）情報等を含んでもよい。また、地図情報１８４には、充電スポット２００の位置情報、その充電スポット２００の識別情報である充電スポット識別ＩＤが含まれている。
ここで、ハイブリッド制御部１６１による制御について説明する。ハイブリッド制御部１６１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１１８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１６１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１５０の電力量等とに基づいて、エンジン１１０を稼働させるか否かを決定し、エンジン１１０を稼働させると決定した場合、エンジン１１０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１６１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１１２の反力トルクを決定する。ハイブリッド制御部１６１は、決定した情報を、エンジン制御部１６２に出力する。乗員（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１６１は、第２モータ１１８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１６３とブレーキ制御部１６４に出力する。
計画制御部１９０は、出発地から目的地までの経路を走行する自車両Ｍに対して、車両支援サーバ３００から取得した情報等に基づいて、発電部１１３を稼働させる発電計画を生成する。計画制御部１９０の機能の詳細については、後述する。
［充電スポット］
図１に戻り、充電スポット２００は、例えば、充電スポット管理装置２１０を備える。充電スポット管理装置２１０は、ネットワークＮＷを介して車両支援サーバ３００と通信を行う。充電スポット管理装置２１０は、例えば、車両支援サーバ３００からの問い合わせがあった場合または前回送信してから所定時間が経過した場合に、管理対象の充電スポット２００の稼働状況を車両支援サーバ３００に送信する。稼働状況とは、例えば、稼働率である。稼働率とは、例えば、所定時間あたりの稼働時間の割合を示すものである。また、稼働状況には、充電スポットが故障しているか否かの情報が含まれてもよい。また、稼働状況には、充電スポット２００を利用している車両１００の充電率や、充電が完了するまでの予測時間が含まれてもよい。
［車両支援サーバ］
車両支援サーバ３００は、例えば、通信部３１０と、充電スポット状況取得部３２０と、問い合わせ情報取得部３３０と、利用状況予測部３４０と、情報提供部３５０と、記憶部３６０とを備える。充電スポット状況取得部３２０、問い合わせ情報取得部３３０、利用状況予測部３４０、および情報提供部３５０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等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）等のハードウェア（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３６０は、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）やフラッシュメモリ、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）等により実現される。記憶部３６０には、例えば、地図情報３６２、利用状況テーブル３６４、混雑情報３６６、天候情報３６８、およびその他の情報が格納される。地図情報３６２には、例えば、ノードとリンクで表現された各道路に対する道路情報、交通規制情報、住所情報（住所・郵便番号）、施設情報等が含まれる。道路情報には、道路の識別情報である道路ＩＤや、高速道路、有料道路、国道、都道府県道といった道路の種別を表す情報、道路の車線数、非常駐車帯の領域、各車線の幅員、道路の勾配、道路の位置（経度、緯度、高さを含む３次元座標）、車線のカーブの曲率、車線の合流および分岐ポイントの位置、道路に設けられた標識等の情報が含まれる。また、地図情報３６２には、充電スポット２００が設置された位置情報が含まれてもよい。また、地図情報３６２には、地域の識別情報である地域ＩＤに関する情報が含まれてもよい。地図情報３６２は、通信部３１０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。
通信部３１０は、例えば、ネットワークＮＷに接続するためのネットワークカードである。通信部３１０は、ネットワークＮＷを介して車両１００または充電スポット管理装置２１０と通信する。
充電スポット状況取得部３２０は、車両支援サーバ３００で管理される複数の充電スポット２００のそれぞれの状況を取得する。具体的には、充電スポット状況取得部３２０は、それぞれの充電スポット２００を監視する充電スポット管理装置２１０に対して、所定時間ごとに稼働状況を問い合わせて、その時点における稼働状況を取得する。充電スポット状況取得部３２０は、取得した情報を、充電スポット２００の識別情報である充電スポット識別ＩＤおよび日時情報に対応付けて、利用状況テーブル３６４として記憶部３６０に記憶する。
図３は、利用状況テーブル３６４の内容の一例を示す図である。利用状況テーブル３６４は、充電スポット識別ＩＤに、設置位置と、日時情報と、稼働率と、予約台数と、故障フラグとが対応付けられた情報である。日時情報とは、例えば、充電スポット２００の利用状況を取得した日時情報である。また、予約台数は、その充電スポット２００に対する利用状況を取得した時点において、その充電スポット２００での充電を予約した車両１００の台数を示すものである。例えば、充電スポット２００での充電の予約は、ナビゲーション装置１８０の操作によって行われたり、乗員が保持する端末装置（例えばスマートフォン等）を操作したりすることにより行われる。また、故障フラグは、その充電スポット２００が故障しているか否かを示すものである。図３の例において、故障フラグが「１」の場合は、充電スポットが故障していることを示し、「０」の場合は故障していないことを示している。また、利用状況テーブル３６４には、充電スポット２００を利用している車両１００の充電率や、充電が完了するまでの予測時間が含まれてもよい。
問い合わせ情報取得部３３０は、車両１００から充電スポット２００の利用状況に関する問い合わせ情報を取得する。
利用状況予測部３４０は、問い合わせ情報取得部３３０により取得された充電スポット２００の識別ＩＤと、利用状況テーブル３６４の充電スポット識別ＩＤとを照合し、合致した識別ＩＤに対応する充電スポット２００に関する情報を取得する。そして、利用状況予測部３４０は、取得した情報に基づいて、充電スポット２００の将来の利用状況を予測する。例えば、利用状況予測部３４０は、稼働率および予約台数を取得した日時情報に基づいて、所定時間が経過するごとの稼働率および予約台数を予測する。また、例えば、利用状況予測部３４０は、充電スポット２００の利用について予約が入っていない場合、充電スポット２００から取得した充電設備を利用している車両１００の充電率や予測時間を示す情報に基づいて、その車両１００の充電が終了する終了時刻を予測し、予測した終了時刻後は充電設備が使用可能な状態であると予測する。利用状況予測部３４０は、予測した結果や利用状況テーブル３６４から取得した情報を問い合わせのあった車両１００に送信する。
また、利用状況予測部３４０は、問い合わせ情報取得部３３０により、車両１００から出発地および目的地に関する情報が取得された場合に、出発地および目的地に関する情報を地図情報３６２と照合して、出発地から目的地までの経路を取得するとともに、出発地から目的地までの経路に基づいて特定されるエリアに含まれる充電スポット２００を取得してもよい。この場合、利用状況予測部３４０は、取得した充電スポット２００の識別情報と、利用状況テーブル３６４の充電スポット識別ＩＤとを照合し、充電スポット２００の利用状況を取得する。そして、利用状況予測部３４０は、取得した利用状況と、出発地から目的地までの経路に基づいて、問い合わせのあった車両１００が充電スポット２００に到着したときの充電スポット２００の稼働率および予約台数を予測する。
情報提供部３５０は、例えば、車両１００から受信した出発地から目的地までの経路に基づいて、地図情報３６２から道路ＩＤを抽出し、抽出した道路ＩＤに基づいて、混雑情報３６６から混雑度を取得する。図４は、混雑情報３６６の内容の一例を示す図である。混雑情報３６６は、例えば、地図情報３６２に格納されている道路ＩＤに、混雑度が対応付けられた情報である。車両支援サーバ３００は、例えば、所定時間間隔で、道路ＩＤごとの混雑度を管理するサーバにアクセスして、道路ＩＤごとの混雑度を取得し、混雑度を道路ＩＤに対応付けて混雑情報３６６に記憶する。情報提供部３５０は、地図情報３６２から抽出した道路ＩＤと、混雑情報３６６の道路ＩＤとを照合し、合致した道路ＩＤに対応する混雑度を取得し、取得した混雑度を問い合わせのあった車両１００に提供する。
また、情報提供部３５０は、出発地から目的地までの経路に基づいて、地図情報３６２から地域ＩＤを抽出し、抽出した地域ＩＤに基づいて、天候情報３６８から天候に関する情報を取得してもよい。図５は、天候情報３６８の内容の一例を示す図である。天候情報３６８は、例えば、地図情報３６２に格納されている地域ＩＤに、天候が対応付けられた情報である。車両支援サーバ３００は、例えば、所定時間間隔で、天候を管理するサーバにアクセスして、地域ＩＤごとの天候を取得し、取得した天候を地域ＩＤに対応付けて天候情報３６８に記憶する。情報提供部３５０は、抽出した地域ＩＤと、天候情報３６８の地域ＩＤとを照合し、合致した地域ＩＤに対応する天候を取得し、取得した天候に関する情報を問い合わせのあった車両１００に送信する。
［計画制御部］
次に、計画制御部１９０の機能の詳細について説明する。図６は、計画制御部１９０の機能構成の一例を示す図である。計画制御部１９０は、例えば、利用状況取得部１９１と、利用可否判定部１９２と、将来消費量推定部１９３と、発電計画生成部１９４と、稼働制御部１９５とを備える。これらの構成要素は、例えば、ＣＰＵ等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等のハードウェア（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。
利用状況取得部１９１は、経路決定部１８３により決定された出発地から目的地までの経路を取得し、取得した経路によって特定されるエリアに存在する充電スポットの利用状況を取得する。例えば、利用状況取得部１９１は、出発地から目的地までの経路に基づいて地図情報１８４を参照し、出発地から目的地までの経路から所定距離以内（例えば、３００［ｍ］以内）のエリアに存在する少なくとも一つの充電スポット２００を取得する。また、利用状況取得部１９１は、経路に代えて、目的地から所定距離以内に存在する充電スポット２００、または目的地に存在する充電スポット２００を取得してもよい。また、利用状況取得部１９１は、充電スポット２００の設置位置を目的地として取得してもよい。
また、利用状況取得部１９１は、所定距離以内に充電スポット２００が存在しない場合に、所定距離を段階的に広くして、少なくとも一つの充電スポット２００を取得してもよい。
また、利用状況取得部１９１は、取得した充電スポット２００の識別ＩＤを、地図情報１８４から取得し、取得した識別ＩＤを、通信装置１７５を介して車両支援サーバ３００に送信する。また、利用状況取得部１９１は、識別ＩＤに代えて（或いは加えて）、出発地および目的地に関する情報を車両支援サーバ３００に送信してもよい。そして、利用状況取得部１９１は、車両支援サーバ３００から識別ＩＤに対応する充電スポット２００の利用状況を取得する。利用状況とは、例えば、自車両Ｍがその充電スポット２００に到着すると予想される時刻に対する稼働率または予約台数に関する情報を含む。また、利用状況とは、充電スポット２００が故障している等の状態に関する情報を含んでいてもよい。また、利用状況とは、所定の時刻（例えば、自車両Ｍがその充電スポット２００に到着すると予想される時刻前後）において、自車両Ｍがその充電スポット２００を利用可能であるか否かを示す情報であってもよい。
利用可否判定部１９２は、利用状況取得部１９１により取得された利用状況に基づいて、自車両Ｍが出発地から目的地までの経路において、少なくとも一つの充電スポット２００が所定の状況であるか否かを判定する。所定の状況とは、例えば、充電スポット２００が利用できない状況である。また、所定の状況とは、充電スポット２００を用いてバッテリ１５０を充電することができない状況である。充電スポット２００を利用できない状況（或いは充電スポット２００を用いてバッテリ１５０を充電することができない状況）とは、例えば、自車両Ｍがその充電スポット２００に到着した際に、その充電スポット２００を利用するのに必要な待ち時間が所定時間以内でない状況や、所定時間以内でない可能性が高いと推定される状況である。例えば、利用可否判定部１９２は、ある一つの充電スポット２００に対し、その充電スポット２００に自車両Ｍが到着すると予測される時刻を推定し、その充電スポット２００の稼働率が所定値以上または予約台数が所定数以上である場合に、利用可否判定部１９２は、その充電スポット２００で充電できないと判定する。また、利用可否判定部１９２は、その充電スポット２００が故障している状態であることを取得した場合に、その充電スポット２００が利用できないと判定する。
将来消費量推定部１９３は、自車両Ｍが将来消費するエネルギ消費量（以下、将来消費量と称する）を推定する。例えば、将来消費量推定部１９３は、出発地から目的地までの往復経路の距離、道路勾配、時間帯、車重等に基づいて、将来消費量を推定する。例えば、将来消費量推定部１９３は、走行距離が長い程、将来消費量が増加すると推定し、勾配を有する道路を走行する場合、平坦な道路を走行する場合よりも将来消費量が増加すると推定する。また、将来消費量推定部１９３は、走行する時間帯が夜である場合には、ライトを点灯させて走行するため、将来消費量が日中を走行する場合に比して大きいと推定する。また、将来消費量推定部１９３は、自車両Ｍの車重が重いほど、将来消費量が大きいと推定する。
また、将来消費量推定部１９３は、上述した情報に加えて、出発地から目的地までの経路の混雑度や天候等を車両支援サーバ３００に問い合わせ、車両支援サーバ３００から取得した混雑度および天候等に基づいて、将来消費量を推定してもよい。例えば、将来消費量推定部１９３は、経路の混雑度が大きいほど、ナビゲーション装置１８０やその他の車載機器等を長時間作動させるため、将来消費量を大きくする。また、将来消費量推定部１９３は、天候が雨や雪の場合には、自車両Ｍのワイパー等を作動させるため、天候が晴れや曇りの場合に比して将来消費量を大きくする。また、将来消費量推定部１９３は、最初に将来消費量を推定してから所定時間が経過するごと、または自車両Ｍが所定距離を走行するごとに、将来消費量を推定し直してもよい。
発電計画生成部１９４は、将来消費量推定部１９３により推定された将来消費量に基づいて、発電部１１３を稼働させる発電計画を生成する。発電計画とは、例えば、発電部１１３を稼働させるタイミングや発電部１１３が出力する単位時間当たりの発電量が規定された計画であって、発電部１１３に発電させた電力をバッテリ１５０に充電させるための計画や第２モータ１１８に電力を供給する計画である。
例えば、発電計画生成部１９４は、利用状況取得部１９１により取得された充電スポット２００の全てが利用できない状況にあると判定された場合に、自車両Ｍが目的地に到着したときのバッテリ１５０の充電目標値を、充電スポット２００が利用できる状況であると判定された場合に比して高くして、発電部１１３を稼働させる発電計画を生成する。充電目標値とは、例えば、バッテリ１５０の充電率（ＳＯＣ）の目標値である。また、発電計画生成部１９４は、充電スポット２００の全てが利用できない状況にあると判定された場合に、目的地から出発地への復路において、バッテリ１５０の充電率が所定値以下にならないように、充電目標値を高くしてもよい。これにより、例えば、自車両Ｍの出発地から目的地までの復路における乗員の電欠不安を低減することができる。
また、発電計画生成部１９４は、出発地から目的地までの経路に基づいて特定されるエリアに存在する一以上の充電スポット２００のうち、少なくとも一つが利用できる状況であると判定された場合には、利用できる充電スポット２００を用いて充電を行う発電計画を生成する。この場合、発電計画生成部１９４は、利用できる充電スポット２００に到着したときに、バッテリ１５０の充電目標値が所定値以下とならないように発電部１１３を稼働させる発電計画を生成する。また、発電計画生成部１９４は、充電スポット２００を利用する時刻等に関する情報を車両支援サーバ３００に送信し、利用する充電スポット２００の予約を行ってもよい。
稼働制御部１９５は、発電計画生成部１９４により生成された発電計画に基づいて発電部１１３の稼働を制御する。例えば、稼働制御部１９５は、出発地から目的地までの経路に基づいて特定されるエリアに存在する全ての充電スポット２００が利用できない状況であると判定された場合に、発電部１１３の稼働率を、充電スポット２００が利用できる状況であると判定された場合に比して高くする。また、稼働制御部１９５は、例えば、出発地と目的地との間の往復経路のうち、往路における発電部１１３の稼働率を、復路における稼働率に比して高くしてもよい。
図７は、稼働制御部１９５の処理を説明するための図である。図７の例では、充電スポット２００が利用できない状況であると判定された場合の稼働制御部１９５の処理を示している。図７の横軸は、出発地と目的地の往復の距離［Ｋｍ］を示し、縦軸は、自車両Ｍのバッテリ１５０のＳＯＣ［％］を示している。稼働制御部１９５は、上述した往復路の距離や道路勾配、時間帯、車重、天候、混雑度に基づいて、距離ごとの充電率を設定する。また、稼働制御部１９５は、例えば、出発地と目的地との間の往復経路のうち、出発地から目的地への往路におけるバッテリ１５０のＳＯＣが、充電スポット２００が利用できる状況であると判定された場合のバッテリ１５０のＳＯＣの充電目標値である第１閾値に比して高い第２閾値以上となるように発電部１１３を稼働させる。第２閾値は、例えば、約８０［％］程度である。
また、稼働制御部１９５は、例えば、出発地と目的地との間の往復経路のうち、目的地に到着した際におけるバッテリ１５０のＳＯＣが第２閾値以上となるように発電部１１３を稼働させてもよい。この場合、将来消費量推定部１９３が復路における将来消費量を予測し、発電計画生成部１９４が予測結果に基づいて第２閾値および発電計画を決定する。第２閾値は、例えば、将来消費量から発電計画に基づいて発電される電力量、および余剰の電力量を差し引いた電力量に対応するＳＯＣである。
また、稼働制御部１９５は、復路におけるバッテリ１５０のＳＯＣが第２閾値よりも小さい第１閾値以上となるように発電部１１３を稼働させる。第１閾値は、例えば、約３０［％］程度である。第１閾値および第２閾値は、固定値でもよく、出発地から目的地までの走行距離に基づいて可変に設定される値でもよく、乗員により任意に設定される値でもよい。
例えば、往路における発電部１１３の稼働を開始するバッテリ１５０のＳＯＣの閾値を復路に比して高くした結果、図７の例では、往路において発電部１１３が２回稼働し、往路では発電部が１回稼働している。そのため、往路における発電部１１３の稼働率は、復路における稼働率に比して高くなる。これにより、目的地から出発地への復路に備えて、往路でのＳＯＣを高い数値で維持することができ、復路における電欠不足を低減することができるとともに、電欠不足により乗員にストレスが生じることを抑制することができる。
［処理フロー］
図８は、車両システム１０１により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。図８の例において、利用状況取得部１９１は、ナビゲーション装置１８０から出発地から目的地までの情報を取得し（ステップＳ１００）、取得した出発地から目的地までの経路によって特定されるエリアに存在する充電スポットの利用状況を取得する（ステップＳ１０２）。
次に、将来消費量推定部１９３は、出発地から目的地までの往復経路における将来消費量を推定する（ステップＳ１０４）。次に、発電計画生成部１９４は、ステップＳ１０２により取得した充電スポットの利用状況に基づいて、出発地から目的地までの全ての充電スポット２００のうち、少なくとも一つの充電スポット２００が利用できる状況であるか否かを判定する（ステップＳ１０６）。少なくとも一つの充電スポット２００が利用できる状況であると判定された場合、発電計画生成部１９４は、充電スポット２００によりバッテリ１５０の充電を行う発電計画を生成する（ステップＳ１０８）。また、発電計画生成部１９４は、全ての充電スポットが利用できない状況であると判定された場合、自車両Ｍが目的地に到着したときのバッテリ１５０の充電目標値を、充電スポット２００が利用できる状況であると判定された場合に比して高くして発電計画を生成する（ステップＳ１１０）。次に、稼働制御部１９５は、生成された発電計画に基づいて、発電部１１３を稼働させる（ステップＳ１１２）。これにより、本フローチャートの処理は終了する。
以上説明した実施形態によれば、車両制御システムにおいて、動力を出力するエンジン（内燃機関）１１０と、エンジン１１０により出力された動力を用いて発電する第１モータ（電動機）１１２とを含む発電部１１３と、発電部１１３により発電された電力、または充電スポット２００により供給される電力を蓄えるバッテリ（蓄電池）１５０と、車両の出発地から目的地までの経路によって特定されるエリアに存在する充電スポット２００の利用状況を取得する利用状況取得部１９１と、利用状況取得部１９１により取得された充電スポット２００の利用状況が所定の状況である場合に、目的地から出発地への復路に備えて、出発地から目的地までの往路において発電部１１３を積極的に稼働させる発電計画を生成する発電計画生成部１９４と、を備えることにより、乗員による電欠不安を低減させることができる。
また、実施形態によれば、充電スポットの利用状況に連動させた車両のエネルギマネジメントを実現することができる。なお、上述した実施形態では、出発地と目的地との往復路において、充電スポット２００が利用できない場合に、目的地から出発地への復路に備えて、出発地から目的地までの往路において発電部１１３を稼働させる発電計画を生成したが、これに代えて、出発地から目的地までの距離の二倍以上の距離を、全体の走行距離と仮定し、仮定した走行距離を、乗員による電欠不安を低減させて走行できるように発電計画を生成してもよい。また、上述した実施形態において、例えば、車両支援サーバ３００の利用状況予測に関する機能を車両１００側に設けていてもよく、計画制御部１９０の利用可否判定部１９２や発電計画生成部１９４に関する機能を車両支援サーバ３００側に設けていてもよい。更に、充電スポット状況取得部３２０、問合せ情報取得部３３０等がお互いの役割を兼ねることもできるようにすることもできる。
［ハードウェア構成］
上述した実施形態の車両システム１０１の計画制御部１９０は、例えば、図９に示すようなハードウェアの構成により実現される。図９は、実施形態の計画制御部１９０のハードウェア構成の一例を示す図である。
計画制御部１９０は、通信コントローラ１９０−１、ＣＰＵ１９０−２、ＲＡＭ１９０−３、ＲＯＭ１９０−４、フラッシュメモリやＨＤＤ等の二次記憶装置１９０−５、およびドライブ装置１９０−６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１９０−６には、光ディスク等の可搬型記憶媒体が装着される。二次記憶装置１９０−５に格納されたプログラム１９０−５ａがＤＭＡコントローラ（不図示）等によってＲＡＭ１９０−３に展開され、ＣＰＵ１９０−２によって実行されることで、計画制御部１９０の機能部が実現される。また、ＣＰＵ１９０−２が参照するプログラムは、ドライブ装置１９０−６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、または充電スポットにより供給される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、
車両の出発地から目的地までの経路によって特定されるエリアに存在する充電スポットの利用状況を取得し、
取得された前記充電スポットの利用状況に基づいて、前記充電スポットが利用できない状況であると判定された場合に、前記車両が目的地に到着したときの前記蓄電池の充電目標値を、前記充電スポットが利用できる状況であると判定された場合に比して高くする、
ように構成されてい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…車両支援システム、１００…車両、１０１…車両システム、１１０…エンジン、１１２…第１モータ（電動機）、１１３…発電部、１１８…第２モータ（電動機）、１３０…ＰＣＵ、１５０…バッテリ（蓄電池）、１５４…充電コネクタ、１６０…動力制御部、１７０…車両センサ、１８０…ナビゲーション装置、１９０…計画制御部、１９１…利用状況取得部、１９２…利用可否判定部、１９３…将来消費量推定部、１９４…発電計画生成部、１９５…稼働制御部、２００…充電スポット、２１０…充電スポット管理装置、３００…車両支援サーバ、３１０…通信部、３２０…充電スポット状況取得部、３３０…問い合わせ情報取得部、３４０…利用状況予測部、３５０…情報提供部、３６０…記憶部

Claims (6)

  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、または充電スポットにより供給される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、
    前記車両の出発地から目的地までの経路によって特定されるエリアに存在する充電スポットの利用状況を取得する利用状況取得部と、
    前記利用状況取得部により取得された前記充電スポットの利用状況に基づいて、前記充電スポットが利用できない状況であると判定された場合に、前記車両が目的地に到着したときの前記蓄電池の充電目標値を、前記充電スポットが利用できる状況であると判定された場合に比して高くする制御部と、
    を備える車両制御システム。
  2. 前記充電スポットは、前記目的地に存在する、
    請求項１に記載する車両制御システム。
  3. 前記制御部は、前記充電スポットが利用できない状況であると判定された場合に、前記出発地から前記目的地への往路における前記発電部の稼働率を、前記目的地から前記出発地への復路における稼働率に比して高くする、
    請求項１または２に記載の車両制御システム。
  4. 前記制御部は、前記出発地から前記目的地への往路における前記蓄電池の充電率が第１閾値以上となるように制御する、
    請求項１から３のうち何れか１項に記載の車両制御システム。
  5. 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、または充電スポットにより供給される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、を備える車両の車載コンピュータが、
    前記車両の出発地から目的地までの経路によって特定されるエリアに存在する充電スポットの利用状況を取得し、
    取得された前記充電スポットの利用状況に基づいて、前記充電スポットが利用できない状況であると判定された場合に、前記車両が目的地に到着したときの前記蓄電池の充電目標値を、前記充電スポットが利用できる状況であると判定された場合に比して高くする、
    車両制御方法。
  6. 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、または充電スポットにより供給される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、を備える車両の車載コンピュータに、
    車両の出発地から目的地までの経路によって特定されるエリアに存在する充電スポットの利用状況を取得させ、
    取得された前記充電スポットの利用状況に基づいて、前記充電スポットが利用できない状況であると判定された場合に、前記車両が目的地に到着したときの前記蓄電池の充電目標値を、前記充電スポットが利用できる状況であると判定された場合に比して高くする、
    プログラム。
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