JP2019123309A - 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】安定して車両を走行させ続け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】車両制御システムは、エンジン（１０）と、エンジンにより出力された動力を用いて発電する電動機（１２）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（６０）と、駆動輪を回転させる走行用電動機（１８）と、走行経路が計画された走行計画を生成する走行計画生成部（１０２）と、走行経路において、発電部に発電させることが計画された発電計画を生成する発電計画生成部（１０４）と、発電計画において、走行経路を構成する一以上の区間のうち、高度が閾値以上の所定区間において発電部に発電させることが計画された場合、所定区間よりも手前の一以上の区間において発電部に発電させる電力量を大きくする計画に発電計画を変更する計画変更部（１０８）と、を備える。【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。
内燃機関と電動モータとを動力源としたハイブリッド車両において、車両の目的地までの走路について、標高を含む走路情報を取得し、走路の標高に応じて少なくとも電動モータの出力を用いて走行するモータアシスト走行区間と、内燃機関の出力のみで走行する充電走行区間とを設定し、標高の高い地点をモータアシスト走行区間に設定する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２０１６−８８４４０号公報
しかしながら、従来の技術では、標高の高い地点において、電動モータを駆動させるための電力を二次電池にどの程度残しておくべきかが十分に検討されておらず、安定して車両を走行させ続けることができない場合があった。
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、安定して車両を走行させ続け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）：車両制御システムは、電動機によって使用される動力を出力するエンジンと、前記エンジン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、前記車両を走行させる走行経路が計画された走行計画を生成する走行計画生成部と、前記走行計画生成部により生成された走行計画により計画された前記走行経路において、前記発電部に発電させることが計画された発電計画を生成する発電計画生成部と、前記発電計画生成部により生成された発電計画において、前記走行経路を構成する一以上の区間のうち、高度が閾値以上の所定区間において前記発電部に発電させることが計画された場合、前記所定区間よりも手前の一以上の区間において前記発電部に発電させる電力量を大きくする計画に前記発電計画を変更する計画変更部と、を備える。
（２）：（１）に記載の車両制御システムは、前記計画変更部が、少なくとも前記所定区間の高度に基づく電力量を、前記所定区間よりも手前の一以上の区間において前記発電部に発電させる計画に前記発電計画を変更するものである。
（３）：（１）または（２）に記載の車両制御システムは、前記計画変更部が、前記発電計画を、前記所定区間の高度が大きいほど、前記所定区間よりも手前の一以上の区間における前記発電部の発電電力量をより大きくする計画に変更するものである。
（４）：（１）から（３）のうちいずれか１つに記載の車両制御システムは、前記計画変更部が、前記所定区間において前記発電部に発電させることが計画された場合、前記発電計画を、前記発電部の発電時間を長くする計画に変更するものである。
（５）：（１）から（４）のうちいずれか１つに記載の車両制御システムは、前記計画変更部が、前記所定区間において前記発電部に発電させることが計画された場合、前記発電計画を、前記発電部の単位時間あたりの発電電力量を大きくする計画に変更するものである。
（６）：（１）から（５）のうちいずれか１つに記載の車両制御システムは、前記計画変更部が、前記所定区間において前記発電部に発電させることが計画された場合、前記所定区間よりも手前の一以上の区間のうち、前記発電部に発電させることが計画されていない区間を、前記発電部に発電させる区間に変更するものである。
（７）：（１）から（６）のうちいずれか１つに記載の車両制御システムは、前記発電計画生成部が、前記走行経路を構成する一以上の区間のうち、前記車両の速度が大きくなる区間ほど、前記発電部の発電電力量を大きくする前記発電計画を生成するものである。
（８）：電動機によって使用される動力を出力するエンジンと、前記エンジン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たコンピュータが、前記車両を走行させる走行経路が計画された走行計画を生成し、前記生成した走行計画により計画された前記走行経路において、前記発電部に発電させることが計画された発電計画を生成し、前記生成した発電計画において、前記走行経路を構成する一以上の区間のうち、高度が閾値以上の所定区間において前記発電部に発電させることが計画された場合、前記所定区間よりも手前の一以上の区間において前記発電部に発電させる電力量を大きくする計画に前記発電計画を変更する車両制御方法。
（９）：電動機によって使用される動力を出力するエンジンと、前記エンジン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たコンピュータに、前記車両を走行させる走行経路が計画された走行計画を生成する処理と、前記生成した走行計画により計画された前記走行経路において、前記発電部に発電させることが計画された発電計画を生成する処理と、前記生成した発電計画において、前記走行経路を構成する一以上の区間のうち、高度が閾値以上の所定区間において前記発電部に発電させることが計画された場合、前記所定区間よりも手前の一以上の区間において前記発電部に発電させる電力量を大きくする計画に前記発電計画を変更する処理と、を実行させるためのプログラム。
（１）〜（９）によれば、安定して車両を走行させ続けることができる。
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。 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。 走行計画の一例を示す図である。 発電電力量情報１２２の一例を示す図である。 発電計画の変更方法の一例を説明するための図である。 減少量ΔＥ分の電力を補う発電計画の一例を示す図である。 減少量ΔＥ分の電力を補う発電計画の他の例を示す図である。 減少量ΔＥ分の電力を補う発電計画の他の例を示す図である。 発電計画の変更方法の他の例を説明するための図である。 実施形態の制御部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、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。車両システム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用の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、エンジンの動力は発電用の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。
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（発電用の電動機）１２と、第２モータ（走行用の電動機）１８と、駆動輪２５と、ＰＣＵ（Power Control Unit）３０と、バッテリ（蓄電池）６０と、車両センサ６５と、動力制御部７０と、計画制御部１００とが搭載される。エンジン１０と第１モータ１２とを合わせたものが、「発電部」の一例である。
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。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、小型且つ軽量であるため車載レイアウトの自由度が大きいというメリットを有する。
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、主に発電に用いられる。
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。第２モータ１８は、車両の駆動と回生を行う。
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。
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により出力される指示については、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、ブレーキ装置（不図示）を制御する。ブレーキ装置は、例えば、運転者の制動操作に応じたブレーキトルクを駆動輪など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（例えばState Of Charge；充電率）を算出し、ハイブリッド制御部７１に出力する。
車両センサ６５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７０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に出力する。
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。
［計画制御部の機能構成］
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、走行計画生成部１０２と、発電計画生成部１０４と、電力量導出部１０６と、計画変更部１０８と、指令出力部１１０と、記憶部１２０とを備える。
走行計画生成部１０２、発電計画生成部１０４、電力量導出部１０６、計画変更部１０８、および指令出力部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）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、レジスタ等の記憶装置によって実現される。記憶部１２０には、プロセッサに参照されるプログラムの他に、後述する発電電力量情報１２２や各構成要素の処理結果などが記憶される。
以下、フローチャートに即して計画制御部１００の構成要素の各処理について説明する。図３は、計画制御部１００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。本フローチャートの処理は、例えば、所定の周期で繰り返し行われてよい。
まず、走行計画生成部１０２は、車両を走行させる走行経路などを計画した走行計画を生成する（ステップＳ１００）。例えば、走行計画生成部１０２は、車両の現在位置や、車両の乗員によって設定された任意の位置（例えば自宅等）から、目的地として決められた地点までの経路を走行経路として決定する。目的地は、例えば、乗員がナビゲーション装置（不図示）を操作することで設定されてよい。
走行計画には、走行経路の他に、その走行経路の高度（標高または海抜）や、乗員によって目的地に到着するように指定された時刻、道路の渋滞情報、車両が出力すべき推奨速度、優先的に車両を走行させるように乗員によって指定された経路、経路の道路種別といった各種情報が含まれてよい。例えば、走行計画は、ナビゲーション装置の画面などに画像として表示される。この場合、例えば、乗員は、このナビゲーション装置の画面に表示された走行計画に従って車両を運転する。なお、本実施形態の車両は、走行計画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。
図４は、走行計画の一例を示す図である。例えば、出発地Ｓから目的地Ｇまでの走行経路を含む走行計画は、図示するように「国道Ａ」、「高速道路１」、「高速道路２」、「県道Ｂ」といった区間ごとに、それぞれ「平均時速５０ｋｍ」、「平均時速８０ｋｍ」、「平均時速７５ｋｍ」、「平均時速６０ｋｍ」といった推奨または遵守すべき走行速度が計画された情報であってよい。例えば、走行計画生成部１０２は、これらの走行速度を、各区間の法定速度や混雑度合（渋滞の有無等）などに応じて決定してよい。
次に、発電計画生成部１０４は、走行計画生成部１０２により生成された走行計画に含まれる走行経路において、第１モータ１２に発電させる電力量や発電時間などを計画した発電計画を生成する（ステップＳ１０２）。
例えば、発電計画生成部１０４は、走行計画に含まれる走行経路を計画通りに車両が走行することを想定し、現在のバッテリ６０の充電量と、目的地に到達するまでに消費することが予測される消費電力量との差分の電力量（以下、発電要求電力量と称する）を、走行経路を走行中に発電するように発電計画を生成する。この際、発電計画生成部１０４は、第１モータ１２を発電させたときに、車両内の乗員や車両外部の周辺環境に対して与える影響の度合を小さくする発電計画を生成する。「第１モータ１２を発電させることによって与える影響」とは、例えば、発電時に発生するエンジン１０や第１モータ１２の駆動音によって人間などが不快に感じるような影響である。例えば、発電計画生成部１０４は、発電時に人間が不快に感じない程度の駆動音となるように、第１モータ１２を発電させる発電計画を生成する。
より具体的には、発電計画生成部１０４は、走行経路を構成する一以上の区間のうち、閾値ＶＴｈ以上の速度で走行することが可能な区間において優先的に第１モータ１２を発電させる発電計画を生成する。すなわち、発電計画生成部１０４は、車両走行時に発生する摩擦音や風切り音などによって、第１モータ１２の発電時に発生する騒音がマスキングされる程度の速度で走行できる区間を、第１モータ１２の発電区間に決定する。例えば、閾値ＶＴｈが６５［ｋｍ／ｈ］である場合、上述した図４の例では、「高速道路１」や「高速道路２」といった区間が優先的に発電区間に決定される。
また、発電計画生成部１０４は、周辺車両が多い区間（交通量の多い区間）を第１モータ１２の発電区間に決定してもよい。これによって、周辺車両の騒音によって第１モータ１２の発電時に発生する騒音がマスキングされやすくなる。
次に、電力量導出部１０６は、走行計画に含まれる走行経路の高度に基づいて、発電計画として区間ごとに計画された第１モータ１２の発電電力量がどの程度減少するのかを見積もった減少量ΔＥを導出する（ステップＳ１０４）。一般的に、車両走行時の高度が大きいほど大気中の酸素濃度が低下するため、エンジン１０の効率が低下しやすくなる。この結果、エンジン１０により出力される動力が小さくなり、第１モータ１２の発電量が減少する。このような高度と発電電力量（或いは発電効率など）との関係を示す関数やマップ、テーブルなどは、発電電力量情報１２２として記憶部１２０に予め記憶されているものとする。また、酸素濃度と発電電力量との関係を示す関数やマップ、テーブル、および高度と酸素濃度との関係を示す関数やマップ、テーブルが発電電力量情報１２２として記憶部１２０に予め記憶されていてもよい。
図５は、発電電力量情報１２２の一例を示す図である。図の例のように、発電電力量情報１２２は、高度に応じた発電電力量の変化をマップとして表したものであってよい。例えば、電力量導出部１０６は、このようなマップを参照して、走行経路の区間ごとに、第１モータ１２の発電電力量の減少量ΔＥを導出する。例えば、高度Ｈ１の区間では、発電電力量の減少量がΔＥ１として導出され、高度Ｈ２の区間では、発電電力量の減少量がΔＥ１よりも大きいΔＥ２として導出される。このように、より高度の大きい区間ほど、発電電力量が減少しやすい。なお、図示の例では、エンジン１０により出力される動力は一定であるものとする。
次に、計画変更部１０８は、電力量導出部１０６により走行経路の区間ごとに導出された第１モータ１２の発電電力量の減少量ΔＥが閾値以上であるのか否かを判定し（ステップＳ１０６）、減少量ΔＥが閾値以上であると判定した場合、すなわち、高度が所定高度ＨＴｈ以上である場合に、減少量ΔＥを基に発電計画を変更する（ステップＳ１０８）。
図６は、発電計画の変更方法の一例を説明するための図である。図中（ａ）に例示するように、ある地点Ｄ１からある地点Ｄ２の区間（以下、Ｄ１−Ｄ２区間）と、ある地点Ｄ３からある地点Ｄ４の区間（以下、Ｄ３−Ｄ４区間）と、ある地点Ｄ５からある地点Ｄ６の区間（以下、Ｄ５−Ｄ６区間）とは、その区間走行時に想定される車両の速度が閾値ＶＴｈ以上であることから、これらの３つの区間は、発電計画において第１モータ１２の発電区間に設定される。一方で、（ｂ）に例示するように、Ｄ４からＤ５の区間以降は、高度が閾値ＨＴｈ以上の区間（以下、高高度区間と称する）となっている。従って、高高度区間であるＤ５−Ｄ６区間では、（ｃ）に示すように、その発電電力量がΔＥ分減少する。このような場合、計画変更部１０８は、Ｄ５−Ｄ６区間における発電電力量の減少量ΔＥ分の電力を他のＤ１−Ｄ２区間またはＤ３−Ｄ４区間において発電させるように発電計画を変更する。例えば、計画変更部１０８は、（ｄ）に例示するように、発電区間として設定された二つの区間（車両が出力可能な速度が閾値ＶＴｈ以上の区間）のうち、Ｄ５−Ｄ６区間の一つ手間の区間であるＤ３−Ｄ４区間において、減少量ΔＥ分の電力を更に発電させるため、第１モータ１２の発電時間をより長くした計画に変更する。これによって、車両が高高度区間を走行している際に第１モータ１２の発電電力量が落ちるのを見越して、高高度区間に車両が到達する前により多くの電力を発電しておくことができる。この結果、高高度区間を走行している際にバッテリ６０の充電量が低下して、車両を停止させたり、エンジン１０の効率が低下している状態で発電させたり、計画外の区間で発電させたりするといったことを回避することができる。
また、計画変更部１０８は、発電区間として設定された区間において、発電時間を長くするのに代えて、或いは加えて、単位時間あたりの発電電力量を増やすことで、減少量ΔＥ分の電力を補う計画に変更してもよい。
図７は、減少量ΔＥ分の電力を補う発電計画の一例を示す図である。例えば、計画変更部１０８は、Ｄ５−Ｄ６区間での発電電力量の減少量ΔＥ分の電力を補うために、Ｄ３−Ｄ４区間において、同じ発電時間において、発電電力量をΔＥ分増やした計画に発電計画を変更する。この場合、動力制御部７０は、Ｄ３−Ｄ４区間において、例えば、発電計画の変更前に比して、スロットル開度を大きくすることでエンジン１０の動力を増加させ、第１モータ１２の発電電力量を増加させる。
また、計画変更部１０８は、上述したように高高度区間の高度が大きいほど発電電力量の減少量ΔＥが大きくなるため、高高度区間よりも手前の一以上の区間を発電区間に設定する場合、高高度区間の高度が大きいほど、その発電区間での発電電力量をより多くした計画に変更してよい。
また、計画変更部１０８は、発電区間として設定された複数の区間の其々で発電電力量を増加せることで、減少量ΔＥ分の電力を補う計画に変更してもよい。
図８および図９は、減少量ΔＥ分の電力を補う発電計画の他の例を示す図である。例えば、計画変更部１０８は、Ｄ５−Ｄ６区間での発電電力量の減少量ΔＥ分の電力を補うために、Ｄ１−Ｄ２区間と、Ｄ３−Ｄ４区間との其々において、発電電力量を増加させた計画に発電計画を変更する。例えば、計画変更部１０８は、各区間において、ΔＥ／２ずつ均等に発電電力量を増やすように発電計画を変更してよい。
また、計画変更部１０８は、高高度区間が発電区間として設定された場合に、高高度区間よりも手前の一以上の区間の中に、発電区間として設定されていない区間が存在する場合、その区間を、高高度区間において減少することが見込まれる電力量ΔＥを発電させる区間に変更してもよい。
図１０は、発電計画の変更方法の他の例を説明するための図である。図中（ａ）に示すように、Ｄ１−Ｄ２区間と、Ｄ３−Ｄ４区間と、Ｄ５−Ｄ６区間と、Ｄ７−Ｄ８区間とにおいて、想定される速度が閾値ＶＴｈ以上となっている。この場合、発電計画生成部１０４は、発電計画において、これらの４つの区間のうち一部または全部を第１モータ１２の発電区間に設定する。例えば、発電計画生成部１０４は、発電区間の候補である４つの区間のうち、走行時の車両の速度が大きくなる区間から優先的に発電区間に設定する。図示の例では、Ｄ３−Ｄ４区間、Ｄ１−Ｄ２区間、Ｄ７−Ｄ８区間、Ｄ５−Ｄ６区間の順で走行時の車両の速度が大きい。従って、発電計画生成部１０４は、まず、Ｄ３−Ｄ４区間を発電区間に設定し、この区間で発電されることが想定される発電電力量が発電要求電力量に達したか否かを判定し、この発電電力量が発電要求電力量に達しない場合、次にＤ１−Ｄ２区間を発電区間に設定する。そして、発電計画生成部１０４は、Ｄ３−Ｄ４区間の発電電力量とＤ１−Ｄ２区間の発電電力量との和が発電要求電力量に達したか否かを判定し、発電電力量の和が発電要求電力量に達しない場合、更に、次のＤ７−Ｄ８区間を発電区間に設定する。このように、発電計画生成部１０４は、各区間の発電電力量の和が発電要求電力量を超えるまで発電区間を設定する。図示の例では、３番目に速度が大きいＤ７−Ｄ８区間を発電区間に設定した時点で、各区間の発電電力量の和が発電要求電力量を超えたため、Ｄ５−Ｄ６区間については発電区間に設定されていない。
一方で、（ｂ）に例示するように、Ｄ７−Ｄ８区間は、高度が閾値ＨＴｈ以上の高高度区間に該当する。従って、高高度区間であるＤ７−Ｄ８区間では、（ｃ）に示すように、その発電電力量がΔＥ分減少する。このような場合、計画変更部１０８は、Ｄ７−Ｄ８区間における発電電力量の減少量ΔＥ分の電力を、発電区間に設定されていないＤ５−Ｄ６区間において発電させるように発電計画を変更する。これによって、車両が高高度区間を走行している際に第１モータ１２の発電電力量が落ちるのを見越して、高高度区間に車両が到達する前により多くの電力を発電しておくことができる。
また、計画変更部１０８は、高高度区間であるＤ７−Ｄ８区間を除外して、走行時の車両の速度が大きくなる区間から優先的に発電区間に設定してもよい。この場合、計画変更部１０８は、高高度区間であるＤ７−Ｄ８区間を除外した区間において発電される電力量が、発電要求電力量に届かない場合、除外した高高度区間において発電させる計画を生成する。また、複数の高高度区間で発電する計画が生成される場合、計画変更部１０８は、発電効率の高い区間において優先的に電力を発電させてもよいし、他の高高度区間に比して比較的発電効率の高い高高度区間において単位時間当たりに発電する電力量を多くしてもよい。
図３の説明に戻る。次に、指令出力部１１０は、走行計画および発電計画に応じて、動力制御部７０に、エンジン１０や第１モータ１２、第２モータ１８、ＰＣＵ３０などを制御させる指令を出力する（ステップＳ１１０）。これによって、本フローチャートの処理が終了する。
以上説明した実施形態によれば、動力を出力するエンジン１０と、エンジン１０により出力された動力を用いて発電する第１モータ１２と、第１モータ１２により発電された電力を蓄えるバッテリ６０と、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車両を駆動させる第２モータ１８と、車両を走行させる走行経路が計画された走行計画を生成する走行計画生成部１０２と、走行計画生成部１０２により生成された走行計画上で計画された走行経路において、第１モータ１２に発電させることが計画された発電計画を生成する発電計画生成部１０４と、発電計画生成部１０４により生成された発電計画において、走行経路を構成する一以上の区間のうち、高度が閾値以上の高高度区間において第１モータ１２に発電させることが計画された場合、高高度区間よりも手前の一以上の区間において第１モータ１２に発電させる電力量を大きくする計画に発電計画を変更する計画変更部１０８と、を備えることにより、車両が高高度区間を走行している際に第１モータ１２の発電電力量が落ちるのを見越して、高高度区間に車両が到達する前により多くの電力を発電しておくことができる。この結果、高高度区間を走行している際にバッテリ６０の充電量が低下して、車両を停止させたり、エンジン１０の効率が低下している状態で発電させたり、計画外の区間で発電させたりするといったことを回避することができ、安定して車両を走行させ続けることができる。
［ハードウェア構成］
上述した実施形態の車両システム１の計画制御部１００は、例えば、図１１に示すようなハードウェアの構成により実現される。図１１は、実施形態の計画制御部１００のハードウェア構成の一例を示す図である。
計画制御部１００は、例えば、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、計画制御部１００の各機能部が実現される。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エンジンと、前記エンジン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、
情報を記憶するストレージと、
前記ストレージに格納されたプログラムを実行するプロセッサと、を備え、
前記プロセッサは、前記プログラムを実行することにより、
前記車両を走行させる走行経路が計画された走行計画を生成し、
前記生成した走行計画により計画された前記走行経路において、前記発電部に発電させることが計画された発電計画を生成し、
前記生成した発電計画において、前記走行経路を構成する一以上の区間のうち、高度が閾値以上の所定区間において前記発電部に発電させることが計画された場合、前記所定区間よりも手前の一以上の区間において前記発電部に発電させる電力量を大きくする計画に前記発電計画を変更するように構成された車両制御システム。
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…車両システム、１０…エンジン、１２…第１モータ、１８…第２モータ、２５…駆動輪、３０…ＰＣＵ、３２…第１変換器、３８…第２変換器、４０…ＶＣＵ、６０…バッテリ、６２…バッテリセンサ、６５…車両センサ、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、１００…計画制御部、１０２…走行計画生成部、１０４…発電計画生成部、１０６…電力量導出部、１０８…計画変更部、１１０…指令出力部、１２０…記憶部

Claims (9)

  1. 電動機によって使用される動力を出力するエンジンと、前記エンジン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、
    前記車両を走行させる走行経路が計画された走行計画を生成する走行計画生成部と、
    前記走行計画生成部により生成された走行計画により計画された前記走行経路において、前記発電部に発電させることが計画された発電計画を生成する発電計画生成部と、
    前記発電計画生成部により生成された発電計画において、前記走行経路を構成する一以上の区間のうち、高度が閾値以上の所定区間において前記発電部に発電させることが計画された場合、前記所定区間よりも手前の一以上の区間において前記発電部に発電させる電力量を大きくする計画に前記発電計画を変更する計画変更部と、
    を備える車両制御システム。
  2. 前記計画変更部は、少なくとも前記所定区間の高度に基づく電力量を、前記所定区間よりも手前の一以上の区間において前記発電部に発電させる計画に前記発電計画を変更する、
    請求項１に記載の車両制御システム。
  3. 前記計画変更部は、前記発電計画を、前記所定区間の高度が大きいほど、前記所定区間よりも手前の一以上の区間における前記発電部の発電電力量をより大きくする計画に変更する、
    請求項１または２に記載の車両制御システム。
  4. 前記計画変更部は、前記所定区間において前記発電部に発電させることが計画された場合、前記発電計画を、前記発電部の発電時間を長くする計画に変更する、
    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. 前記計画変更部は、前記所定区間において前記発電部に発電させることが計画された場合、前記発電計画を、前記発電部の単位時間あたりの発電電力量を大きくする計画に変更する、
    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. 前記計画変更部は、前記所定区間において前記発電部に発電させることが計画された場合、前記所定区間よりも手前の一以上の区間のうち、前記発電部に発電させることが計画されていない区間を、前記発電部に発電させる区間に変更する、
    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. 前記発電計画生成部は、前記走行経路を構成する一以上の区間のうち、前記車両の速度が大きくなる区間ほど、前記発電部の発電電力量を大きくする前記発電計画を生成する、
    請求項１から６のうちいずれか１項に記載の車両制御システム。
  8. 電動機によって使用される動力を出力するエンジンと、前記エンジン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たコンピュータが、
    前記車両を走行させる走行経路が計画された走行計画を生成し、
    前記生成した走行計画により計画された前記走行経路において、前記発電部に発電させることが計画された発電計画を生成し、
    前記生成した発電計画において、前記走行経路を構成する一以上の区間のうち、高度が閾値以上の所定区間において前記発電部に発電させることが計画された場合、前記所定区間よりも手前の一以上の区間において前記発電部に発電させる電力量を大きくする計画に前記発電計画を変更する、
    車両制御方法。
  9. 電動機によって使用される動力を出力するエンジンと、前記エンジン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たコンピュータに、
    前記車両を走行させる走行経路が計画された走行計画を生成する処理と、
    前記生成した走行計画により計画された前記走行経路において、前記発電部に発電させることが計画された発電計画を生成する処理と、
    前記生成した発電計画において、前記走行経路を構成する一以上の区間のうち、高度が閾値以上の所定区間において前記発電部に発電させることが計画された場合、前記所定区間よりも手前の一以上の区間において前記発電部に発電させる電力量を大きくする計画に前記発電計画を変更する処理と、
    を実行させるためのプログラム。
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