JP2019123330A - 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】触媒の温度の低下を抑制しつつ車両の乗員の快適性を向上させることができる。【解決手段】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と、車両の目的地までの走行計画を示す走行計画情報を生成する走行計画部と、走行計画部により生成された走行計画情報に基づいて発電部を稼働させる稼働計画である稼働計画情報を生成する稼働計画部と、稼働計画情報に基づいて内燃機関に設けられた触媒の温度を推定する触媒温度推定部と、稼働計画情報および触媒温度推定部により推定された触媒の温度に基づいて触媒の温度が閾値以下になる期間が生じるのを抑制するように稼働計画を補正する補正部とを備える。【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。

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。これに関連して、触媒の温度が低下した場合に内燃機関を稼働させる車両が開示されている（例えば、特許文献１、２参照）。

特開２００２−２２１０６４号公報 特開２０１４−４０８１３号公報

しかしながら、上記の車両のように、単に触媒の温度が低下した場合に内燃機関を稼働させた場合、内燃機関の稼働音によって車両の乗員に違和感を与える場合がある。

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、触媒の温度の低下を抑制しつつ、車両の乗員の快適性を向上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を蓄える蓄電池と、車両の駆動輪に連結され、前記発電部または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、車両の目的地までの走行計画を示す走行計画情報を生成する走行計画部と、前記走行計画部により生成された前記走行計画情報に基づいて、前記発電部を稼働させる稼働計画である稼働計画情報を生成する稼働計画部と、前記稼働計画情報に基づいて、前記内燃機関に設けられた触媒の温度を推定する触媒温度推定部と、前記稼働計画情報、および前記触媒温度推定部により推定された触媒の温度に基づいて、前記触媒の温度が閾値以下になる期間が生じるのを抑制するように前記稼働計画を補正する補正部とを備える車両制御システムである。

（２）：（１）の車両制御システムであって、前記補正部は、前記稼働計画情報に基づいて、前記発電部を稼働させない時間が所定時間以上であると判定した場合、前記稼働計画を補正しない。

（３）：（１）または（２）の車両制御システムであって、前記補正部は、前記触媒温度推定部により推定された触媒の温度が閾値以下となるタイミングの前に前記発電部を稼働させるように前記稼働計画を補正するものである。

（４）：（１）から（３）のいずれかの車両制御システムであって、前記稼働計画部は、前記発電部の稼働が開始する車両の速度閾値である第１速度を、前記走行計画部により生成された前記走行計画情報に基づいて設定し、設定した第１速度以上の区間において前記発電部を稼働させる稼働計画である稼働計画情報を生成し、前記補正部は、前記第１速度未満の区間において前記発電部を稼働させるように稼働計画を補正するものである。

（５）：（４）の車両制御システムであって、前記補正部は、前記第１速度以上の区間と前記触媒の温度が閾値以下となると推定される区間との間の特定区間における、前記第１速度よりも遅い速度閾値である第２速度以上の区間において前記発電部を稼働させるように稼働計画を補正するものである。

（６）：（５）の車両制御システムであって、前記補正部は、前記第２速度以上の区間において前記発電部を稼働させるように稼働計画を補正した結果、依然として前記触媒の温度が閾値以下において前記発電部の稼働が計画されている場合、前記触媒の温度が閾値以下とならない前記発電部の稼働が計画されるように、前記特定区間において前記速度閾値を前記第２速度から段階的に低下させるものである。

（７）：（１）から（６）のうちいずれかの車両制御システムであって、前記稼働計画の補正の際に、前記触媒の温度が閾値以下となる時点の前または後のうち一方または双方において、前記発電部に発電させる電力量を抑制するように前記稼働計画を補正するものである。

（８）：（６）の車両制御システムであって、前記補正部は、前記蓄電池の電力量が所定値以上である場合において、前記発電部の稼働が開始する車両の速度閾値を下限値に設定し、前記稼働計画を生成した結果、依然として前記触媒の温度が閾値以下において前記発電部の稼働が計画されている場合、前記生成した稼働計画における前記発電部の稼働時の出力を高くするものである。

（９）：（８）の車両制御システムであって、前記補正部は、前記稼働時の出力を高くした場合、前記特定区間における速度閾値を下限値よりも高く設定するものである。

（１０）：（１）から（９）のうちいずれかの車両制御システムであって、前記補正部の補正によって補正された稼働計画に基づいて発電される予定の合計の電力量は、補正前の稼働計画に基づいて発電される予定の合計の電力量と合致するものである。

（１１）：（１）から（１０）のうちいずれかの車両制御システムであって、前記補正部は、前記稼働計画情報、および前記触媒温度推定部により推定された触媒の温度に基づいて、前記発電部が稼働中においても定期的に前記稼働計画を補正するものである。

（１２）：（１）から（１１）のうちいずれかの車両制御システムであって、前記稼働計画部は、前記走行計画部により生成された前記走行計画情報に基づいて、前記車両の速度が高い区間を優先して、前記発電部を稼働させる稼働計画である稼働計画情報を生成するものである。

（１３）：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、前記発電部または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、車両の目的地までの走行計画を示す走行計画情報を生成する走行計画部と、前記走行計画部により生成された前記走行計画情報に基づいて、前記車両の速度が高い区間を優先して、前記発電部を稼働させる稼働計画である稼働計画情報を生成する稼働計画部とを備える車両制御システムである。

（１４）：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、前記発電部または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、車両の目的地までの走行計画を示す走行計画情報を生成し、前記生成された前記走行計画情報に基づいて、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発電機とを含む発電部を稼働させる稼働計画である稼働計画情報を生成し、前記稼働計画情報に基づいて、前記内燃機関に設けられた触媒の温度を推定し、前記稼働計画情報、および前記推定された触媒の温度に基づいて、前記触媒の温度が閾値以下になる期間が生じるのを抑制するように前記稼働計画を補正する車両制御方法である。

（１５）：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、前記発電部または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、車両の目的地までの走行計画を示す走行計画情報を生成させ、前記生成された前記走行計画情報に基づいて、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発電機とを含む発電部を稼働させる稼働計画である稼働計画情報を生成させ、前記稼働計画情報に基づいて、前記内燃機関に設けられた触媒の温度を推定させ、前記稼働計画情報、および前記推定された触媒の温度に基づいて、前記触媒の温度が閾値以下になる期間が生じるのを抑制するように前記稼働計画を補正させるプログラムである。

（１）〜（５）、（１１）、（１２）、（１４）、（１５）によれば、温度閾値を超えるように維持しつつ、車両の乗員の快適性を向上させることができる。

（６）によれば、特定区間において速度閾値を第２速度から段階的に低下させるため、速度閾値が過度に低下することが抑制される。この結果、発電部の稼働回数を低下させることができる。

（７）または（１０）によれば、例えば、触媒の温度が閾値以下となる時点の前または後のうち一方または双方において、発電部に発電させる電力量が抑制される。そして、補正前と補正後の稼働計画に基づいて発電される予定の合計の電力量が合致する。この結果、余計な電力が発電されることが抑制される。

（８）によれば、特定区間における発電部の稼働で触媒の温度が閾値を超えるように制御できないと推定される場合であっても、発電部の稼働時の出力を高くすることで、触媒の温度が閾値を超えるように制御することができる。

（９）によれば、特定区間において頻繁に発電部が稼働と停止を繰り返すことを抑制させることができる。

（１３）によれば、車両の速度が高い区間を優先して、発電部を稼働させる稼働計画である稼働計画情報が生成されるため、車両の乗員の快適性を向上させることができる。

車両制御システム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。 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。 稼働計画の生成に関する概念図である。 補正部１１０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。 稼働計画の補正に関する概念図である。 変形例の稼働計画の補正に関する概念図である。 触媒の温度が改善されない場合に行われる処理の概念図である。 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、車両制御システムを含む車両システム１を搭載した車両（以下、自車両Ｍと称する）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。また、この自車両Ｍ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、自車両Ｍには、例えば、エンジン１０と、触媒１１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、通信部８２と、計画制御部１００とが搭載される。

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。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（または自車両Ｍ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。

触媒１１は、例えば、エンジン１０の排気経路の途中に設けられる排ガスの浄化のための触媒装置である。触媒１１は、例えば、温度閾値より高い温度で還元能力が向上し、温度閾値よりも低い温度で還元能力が低下する。

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、主に発電に用いられる。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。以下、エンジン１０および第１モータ１２を合わせたものを「発電部」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。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。

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（例えばSOC；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７８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を稼働させることが決定された場合、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。

通信部８２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。

また、車両システム１は、上記の構成に加え、更に不図示のナビゲーション装置等を備える。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、自車両Ｍ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自車両Ｍの位置（或いは入力された任意の位置）から、ナビＨＭＩを用いて利用者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、利用者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。

［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、走行計画部１０２と、電力推定部１０４と、稼働計画部１０６と、触媒温度推定部１０８と、補正部１１０と、制御部１１２と、記憶部１２０とを備える。走行計画部１０２、電力推定部１０４、稼働計画部１０６、触媒温度推定部１０８、補正部１１０、および制御部１１２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）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、環境情報１２２と、触媒温度推定情報１２４とが記憶されている。各情報の詳細については後述する。

［走行計画部］
走行計画部１０２は、車両の目的地までの走行計画を示す走行計画情報を生成する。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。また、走行計画は、上記の情報に基づいて、導出された予測される各区間における車両の速度を含む（図４参照）。

走行計画部１０２は、例えば環境情報１２２に基づいて走行計画情報を生成する。環境情報１２２は、車両が走行予定の道路に関する情報である。環境情報１２２には、走行予定の道路の天気や、渋滞度合、制限速度等の情報が記憶されている。この情報は、サーバ装置により送信され、通信部８２により取得された情報であってもよいし、走行計画部１０２が通信部８２により取得された情報に基づいて生成した情報であってもよい。

走行計画は、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。

［電力推定部］
電力推定部１０４は、走行計画部１０２により生成された走行計画における出発地から目的地までの移動に必要な必要電力量を導出する。例えば、必要電力量は、走行計画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と予測される走行電力量、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車載電力量、および目的地に到着した際にバッテリ６０に残しておくと定められたＳＯＣを加算した量である。例えば、電力推定部１０４は、目的地に充電施設が存在する場合、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。

電力推定部１０４は、必要発電量のうちの発電部に発電させる発電電力量を導出する。発電電力量は、必要電力量から出発時（または現在）のバッテリ６０のＳＯＣを差し引いた場合に不足する電力量である。

［稼働計画部］
稼働計画部１０６は、走行計画部１０２により生成された走行計画情報に基づいて、発電部を稼働させる稼働計画である稼働計画情報を生成する。稼働計画とは、発電部が稼働するタイミングや、稼働する期間、発電部の出力、発電部により発電される単位時間当たりの電力量等を含む。稼働計画に従って発電部が稼働することで発電電力量が目的地までの経路において発電される。例えば、稼働計画部１０６は、バッテリ６０のＳＯＣが閾値以下に低下しないように発電部に発電させる稼働計画を生成する。

［触媒温度推定部］
触媒温度推定部１０８は、稼働計画情報に基づいて、エンジン１０に設けられた触媒の温度を推定する。例えば、触媒温度推定部１０８は、触媒温度推定情報１２４を参照して、稼働計画情報に基づいて、触媒温度を推定する。車両稼働中においては、排気温度センサなどを備え、その検出結果に基づいて、推定された触媒温度が補正されてもよい。

触媒温度推定情報１２４は、例えば、発電部の出力や、発電部により発電される単位時間当たりの電力量、エンジンの回転数、エンジンの出力等のエンジンの運転状態、および気温、車両の速度などの環境条件に対して触媒の温度が対応付けられた情報である。この情報は、エンジン１０（または発電部）、および触媒１１の仕様に基づいて、実験結果やシミュレーション等によって求められた結果によって生成された情報である。

［補正部］
補正部１１０は、稼働計画情報、および触媒の温度に基づいて、触媒１１の温度が閾値以下になる期間が生じるのを抑制するように稼働計画を補正する。補正部１１０の処理の詳細については後述する。

［制御部］
制御部１１２は、稼働計画部１０６により生成された稼働計画、または補正部１１０により補正された稼働計画に基づいて、発電部を稼働させたり、発電部の稼働を停止させたりする。

［稼働計画の生成に関するフローチャート］
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。まず、走行計画部１０２が、走行計画を含む走行計画情報を生成する（ステップＳ１００）。次に、電力推定部１０４は、ステップＳ１００で生成された走行計画情報に基づいて、必要電力量を導出する（ステップＳ１０２）。次に、電力推定部１０４は、必要電力量およびバッテリ６０のＳＯＣに基づいて、発電電力量を導出する（ステップＳ１０４）。

次に、稼働計画部１０６は、走行計画情報に基づいて、速度閾値を設定する（ステップＳ１０６）。次に、稼働計画部１０６は、走行計画情報に基づいて、ステップＳ１０６で設定した速度閾値以上で車両が走行する区間において発電部を稼働させる稼働計画候補を生成し、生成した稼働計画候補において発電部が発電する電力量を導出する（ステップＳ１０８）。

稼働計画部１０６は、走行計画における経路において速度閾値以上の区間において発電部を稼働させる。速度閾値とは、例えば、第２モータ１８の作動音および走行ノイズを合わせた音の大きさによって、車両の乗員にとって発電部の稼働音が気にならない程度に打ち消せる速度である。例えば、稼働計画部１０６は、車両の速度が速くなるに従って、発電部の発電量が大きくなるように稼働計画を生成する。

次に、稼働計画部１０６は、ステップＳ１０８で導出した電力量が、ステップＳ１０４導出された発電電力量以上であるか否かを判定する（ステップＳ１１０）。ステップＳ１１０で発電電力量以上でない場合、ステップＳ１０６の処理に戻る。この場合、稼働計画部１０６は、速度閾値を再設定して稼働計画候補を生成する。例えば、稼働計画部１０６は、速度閾値を前回設定した速度閾値よりも低い速度に設定する。これにより、前回設定した速度閾値未満であり、且つ今回設定した速度閾値以上となる区間においても発電が行われるため、前回、ステップＳ１０８で導出された発電量よりも発電量が大きくなる。

ステップＳ１１０で発電電力量以上である場合、稼働計画部１０６は、発電電力量を満たす発電量を発電可能な稼働計画候補を稼働計画として決定する（ステップＳ１１２）。次に、触媒温度推定部１０８は、ステップＳ１１２で決定した稼働計画に従って発電部を稼働させた際の触媒１１の温度を推定する（ステップＳ１１４）。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。

［稼働計画の生成に関する概念］
図４は、稼働計画の生成に関する概念図である。図４（Ａ）は、走行計画における車両の速度の予測推移を示す図である。図４（Ｂ）は、図４（Ａ）の走行計画に対応する稼働計画を示す図である。図４（Ｃ）は、図４（Ｂ）の稼働計画に対応する触媒の温度の予測推移を示している。図（Ａ）、図４（Ｂ）、図４（Ｂ）の縦軸は、それぞれ速度、発電部の出力、触媒の温度を示し、横軸は出発地からの距離を示している。

まず、速度閾値Ｓ（「第１速度」の一例）が設定される。車両が速度閾値Ｓ以上となる区間において（図４（Ａ）参照）、車両に応じて発電部が稼働する稼働計画が生成される。次に、稼働計画における発電部の発電量（図４（Ｂ）のＰ１＋Ｐ２）が求められる。例えば、この発電量が発電電力量以上である場合、触媒１１の温度が推定される（図４（Ｃ）参照）。

図４の例では、触媒１１の温度が温度閾値Ｔｈ以下となる区間ＳＥが存在する。このような場合、以下に説明するように補正部１１０が、稼働計画を補正する。

［稼働計画の補正に関するフローチャート］
図５は、補正部１１０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。本処理は、例えば、所定間隔で繰り返し実行される。まず、補正部１１０が、図３のステップＳ１１４で触媒温度推定部１０８により推定された触媒１１の温度に基づいて、設定期間において触媒１１の温度が温度閾値以下となる区間が存在するか否かを判定する（ステップＳ２００）。設定区間とは、例えば、任意の区間や、出発地を出発後に最初に触媒１１の温度が温度閾値を超えた時点から所定の時点までの区間等である。所定の時点とは、目的地や、発電部の稼働終了時である。発電部の稼働終了時とは、発電部を稼働させた後、所定時間以上発電部を稼働させる予定がない場合における発電部の稼働終了時や、目的地までにおいて以後発電部を稼働させる予定がない場合における発電部の稼働終了時である。また、設定区間は、稼働計画情報に基づいて、発電部を稼働させない時間が所定時間以上であると判定された期間を除く区間であってもよい。

触媒１１の温度が温度閾値以下となる区間が存在しない場合、補正部１１０は、図３のステップＳ１１２で決定された稼働計画（補正前の稼働計画）を採用する（ステップＳ２０２）。

触媒１１の温度が温度閾値以下となる区間が存在する場合、補正部１１０は、所定の区間（特定区間）における速度閾値を変更する（ステップＳ２０４）。所定の区間とは、例えば、走行計画において速度閾値を超える区間に挟まれた区間である（後述する図６の所定の区間ＳＥ１参照）。

次に、補正部１１０は、走行計画情報に基づいて、ステップＳ２０４で変更した速度閾値以上で車両が走行する区間において発電部を稼働させる補正後の稼働計画候補を生成する（ステップＳ２０６）。ステップＳ２０６の処理の詳細については図６で説明する。

次に、触媒温度推定部１０８は、ステップＳ２０６で生成した稼働計画候補に従って発電部を稼働させた際の触媒１１の温度を推定する（ステップＳ２０８）。

次に、補正部１１０は、ステップＳ２０８の推定結果に基づいて、触媒１１の温度が温度閾値以下となる区間が存在するか否かを判定する（ステップＳ２１０）。触媒１１の温度が温度閾値以下となる区間が存在する場合、ステップＳ２０４の処理に進む。この場合、補正部１１０は、再度、速度閾値を前回設定した速度閾値よりも低い速度に設定し、設定した温度閾値に対応する補正後の稼働計画候補を生成する。

触媒１１の温度が温度閾値以下となる区間が存在しない場合、補正部１１０は、補正後の稼働計画候補を補正後の稼働計画として決定し、採用する（ステップＳ２１２）。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。

［稼働計画の補正に関する概念］
図６は、稼働計画の補正に関する概念図である。図６（Ａ）、図６（Ｂ）、図６（Ｃ）は、それぞれ前述した図４（Ａ）、図４（Ｂ）、図４（Ｃ）に対応する図である。

まず、所定の区間ＳＥ１における速度閾値が、速度閾値Ｓから速度閾値Ｓ１に変更される（図６（Ａ）参照）。次に、走行計画情報、速度閾値Ｓ、および速度閾値Ｓ１に基づいて、補正後の稼働計画候補が生成される。具体的には、補正部１１０は、図６（Ｂ）に示すように速度閾値Ｓ１を設定した所定の区間ＳＥ１において発電部に発電される電力量Ｐ３を導出する。そして、補正部１１０は、補正によって増加した電力量Ｐ３を速度閾値Ｓ以上の速度で走行する区間で発電される電力量Ｐ１およびＰ２から減算する。減算する度合は、電力量Ｐ３と同一の電力量に限らず、所定度合異なっていてもよい。減算後の電力量は、電力量Ｐ１＃、Ｐ２＃である。電力量Ｐ１またはＰ２は、「（補正前の稼働計画において）触媒の温度が閾値以下となる時点の前または後の発電部に発電させる電力量」の一例である。なお、上記の減算する処理は省略されてもよい。

図６（Ｂ）で示した稼働計画の補正の際に、触媒の温度が閾値以下となる時点（区間）の前または後のうち双方に代えて、一方（Ｐ１またはＰ２）において発電部に発電させる電力量を抑制するように稼働計画が補正されてもよい。

更に、補正後の稼働計画候補に従って発電部が稼働した際の触媒１１の温度が推定される。図６（Ｃ）のように、触媒１１の温度が温度閾値Ｔｈ以下となる区間ＳＥが存在しなくなった場合、上記の補正後の稼働計画候補が補正後の稼働計画として採用される。

上述したように、補正部１１０が、稼働計画情報、および触媒１１の温度に基づいて、触媒１１の温度が閾値以下になる期間が生じる場合、この期間が生じないように稼働計画を補正することにより、触媒の温度が温度閾値を超えるように維持しつつ、車両の乗員の快適性を向上させることができる。

例えば、速度閾値Ｓ以上の区間で発電部に発電させる電力を大きくしても、所定区間の長さによっては温度閾値Ｔｈ以下となる場合がある。また、所定区間中の任意の区間で発電が行われると、乗員にとって意図しないタイミング、または乗員が不快に感じるタイミング（例えば車両の速度が所定値以下のタイミング）で、発電部が稼働する場合がある。このため、触媒１１の温度を改善できなかったり、乗員の快適性が低下したりする場合がある。

これに対して、実施形態の計画制御部１００は、所定の区間における速度閾値を低下させ、所定の区間において速度閾値以上の速度で走行している場合に発電部を稼働させる。この結果、発電を行うと乗員が想定し得るタイミング、または乗員に与える不快感を軽減させることができるタイミング（例えば車両の速度が所定速度を超えるタイミング）で、発電部が稼働する。この結果、触媒の温度が温度閾値を超えるように維持しつつ、車両の乗員の快適性を向上させることができる。

［変形例］
以下、変形例について説明する。上記の実施形態では、触媒１１の温度が温度閾値以下になると推定される区間において発電部を稼働させることで、触媒１１の温度が温度閾値を超えるように維持するように制御した。これに対して、変形例の計画制御部１００は、触媒１１の温度が温度閾値以下になると推定される区間の前の区間で発電部の出力を上昇させるように稼働計画を補正する。

例えば、補正部１１０が、速度閾値Ｓ１に設定し、所定の区間ＳＥ１において、発電電力量Ｐ３を発電部に発電させるように稼働計画を補正したとしても、区間ＳＥにおいて、触媒１１の温度が閾値を超えるように改善されずに、閾値以下を維持するものとする。

このとき、補正部１１０は、バッテリ６０の電力量が所定値以上である場合（バッテリ６０の電力で所定時間または所定距離以上走行できる場合）において、図７（Ａ）に示すように速度閾値を、下限値である速度閾値Ｓ２に設定する。そして、補正部１１０が、速度閾値Ｓ２に基づいて、所定の区間ＳＥ１において、図７（Ｂ）に示すように発電電力量Ｐ３＃を発電部に発電させるように稼働計画を補正する。この補正の結果、図７（Ｃ）に示すように区間ＳＥにおいて、触媒１１の温度が閾値を超えるように改善されずに、閾値以下を維持するものとする。図７は、変形例の稼働計画の補正に関する概念図である。図６と重複する事項の説明については省略する。

上述したように触媒１１の温度が改善されない場合、補正部１１０は、稼働計画における発電部の稼働時の出力を高くする。また、補正部１１０は、所定の区間ＳＥ１における速度閾値を下限値よりも大きい速度に設定する。

図８は、触媒の温度が改善されない場合に行われる処理の概念図である。図７と重複する事項の説明については省略する。例えば、前述した図７で示したように触媒１１の温度が改善されない場合、補正部１１０は、図８（Ａ）に示すように速度閾値Ｓ２を速度閾値Ｓに戻す。そして、補正部１１０は、所定の区間ＳＥ１では発電部を稼働させずに、区間ＳＥの前に発電部を稼働させる際の出力を大きくする。例えば、図８（Ｂ）に示すように所定の区間ＳＥ１の前の発電量Ｐ１＃１が発電される。発電量Ｐ１＃１は、発電量Ｐ１よりも大きい発電量である。なお、この場合、発電量Ｐ２から発電量Ｐ１＃１と発電量Ｐ１との差分を差し引いてもよい。

上述したように、所定の区間ＳＥ１の前に発電部が発電量Ｐ１＃１を発電することにより、図８（Ｃ）に示すように触媒１１の温度は、温度閾値Ｔｈを超えるように改善される。この結果、触媒の温度の低下を抑制しつつ、車両の乗員の快適性を向上させることができる。

なお、所定の区間ＳＥ１において、速度閾値Ｓよりも小さい速度に設定した場合において、所定の区間ＳＥ１において発電部が稼働する稼働計画が生成された結果、依然として触媒１１の温度が閾値以下になることが触媒温度推定部１０８により推定された場合、所定の区間ＳＥ１における発電部の出力を大きくするように補正されてもよい。

以上説明した実施形態によれば、第１モータ１２によって使用される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とを含む発電部と、発電部により発電された電力を蓄えるバッテリ６０と、車両の駆動輪に連結され、発電部またはバッテリ６０から供給される電力を用いて駆動することで駆動輪２５を回転させる第２モータ１８と、車両の目的地までの走行計画を示す走行計画情報を生成する走行計画部１０２と、走行計画部１０２により生成された走行計画情報に基づいて、発電部を稼働させる稼働計画である稼働計画情報を生成する稼働計画部１０６と、稼働計画情報に基づいて、内燃機関に設けられた触媒の温度を推定する触媒温度推定部１０８と、稼働計画情報、および触媒温度推定部１０６により推定された触媒の温度に基づいて、触媒の温度が閾値以下になる期間が生じるのを抑制するように稼働計画を補正する補正部１１０とを備えることにより、触媒の温度の低下を抑制しつつ、車両の乗員の快適性を向上させることができる。

［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、前記発電部または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、
車両の目的地までの走行計画を示す走行計画情報を生成し、
前記生成された前記走行計画情報に基づいて、前記発電部を稼働させる稼働計画である稼働計画情報を生成し、
前記稼働計画情報に基づいて、前記内燃機関に設けられた触媒の温度を推定し、
前記稼働計画情報、および前記触媒温度推定部により推定された触媒の温度に基づいて、前記触媒の温度が閾値以下になる期間が生じるのを抑制するように前記稼働計画を補正する、
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。

１０ エンジン
１２ 第１モータ
１８ 第２モータ
６０ バッテリ
７０ 動力制御部
１００ 計画制御部
１０２ 走行計画部
１０４ 電力推定部
１０６ 稼働計画部
１０８ 触媒温度推定部
１１０ 補正部
１２０ 記憶部
１２２ 環境情報
１２４ 触媒温度推定情報

Claims (15)

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、前記発電部または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、
   車両の目的地までの走行計画を示す走行計画情報を生成する走行計画部と、
   前記走行計画部により生成された前記走行計画情報に基づいて、前記発電部を稼働させる稼働計画である稼働計画情報を生成する稼働計画部と、
   前記稼働計画情報に基づいて、前記内燃機関に設けられた触媒の温度を推定する触媒温度推定部と、
   前記稼働計画情報、および前記触媒温度推定部により推定された触媒の温度に基づいて、前記触媒の温度が閾値以下になる期間が生じるのを抑制するように前記稼働計画を補正する補正部と、
   を備える車両制御システム。
2. 前記補正部は、前記稼働計画情報に基づいて、前記発電部を稼働させない時間が所定時間以上であると判定した場合、前記稼働計画を補正しない、
   請求項１に記載の車両制御システム。
3. 前記補正部は、前記触媒温度推定部により推定された触媒の温度が閾値以下となるタイミングの前に前記発電部を稼働させるように前記稼働計画を補正する、
   請求項１または請求項２に記載の車両制御システム。
4. 前記稼働計画部は、前記発電部の稼働が開始する車両の速度閾値である第１速度を、前記走行計画部により生成された前記走行計画情報に基づいて設定し、設定した第１速度以上の区間において前記発電部を稼働させる稼働計画である稼働計画情報を生成し、
   前記補正部は、前記第１速度未満の区間において前記発電部を稼働させるように稼働計画を補正する、
   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. 前記補正部は、前記第１速度以上の区間と前記触媒の温度が閾値以下となると推定される区間との間の特定区間における、前記第１速度よりも遅い速度閾値である第２速度以上の区間において前記発電部を稼働させるように稼働計画を補正する、
   請求項４に記載の車両制御システム。
6. 前記補正部は、前記第２速度以上の区間において前記発電部を稼働させるように稼働計画を補正した結果、依然として前記触媒の温度が閾値以下において前記発電部の稼働が計画されている場合、前記触媒の温度が閾値以下とならない前記発電部の稼働が計画されるように、前記特定区間において前記速度閾値を前記第２速度から段階的に低下させる、
   請求項５に記載の車両制御システム。
7. 前記補正部は、前記稼働計画の補正の際に、前記触媒の温度が閾値以下となる時点の前または後のうち一方または双方において、前記発電部に発電させる電力量を抑制するように前記稼働計画を補正する、
   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. 前記補正部は、前記蓄電池の電力量が所定値以上である場合において、前記発電部の稼働が開始する車両の速度閾値を下限値に設定し、前記稼働計画を補正した結果、依然として前記触媒の温度が閾値以下において前記発電部の稼働が計画されている場合、前記生成した稼働計画における前記発電部の稼働時の出力を高くする、
   請求項６に記載の車両制御システム。
9. 前記補正部は、前記稼働時の出力を高くした場合、前記特定区間における速度閾値を下限値よりも高く設定する、
   請求項８に記載の車両制御システム。
10. 前記補正部の補正によって補正された稼働計画に基づいて発電される予定の合計の電力量は、補正前の稼働計画に基づいて発電される予定の合計の電力量と合致する、
    請求項１から９のうちいずれか１項に記載の車両制御システム。
11. 前記補正部は、前記稼働計画情報、および前記触媒温度推定部により推定された触媒の温度に基づいて、前記発電部が稼働中においても定期的に前記稼働計画を補正する、
    請求項１から１０のうちいずれか１項に記載の車両制御システム。
12. 前記稼働計画部は、前記走行計画部により生成された前記走行計画情報に基づいて、前記車両の速度が高い区間を優先して、前記発電部を稼働させる稼働計画である稼働計画情報を生成する、
    請求項１から１１のうちいずれか１項に記載の車両制御システム。
13. 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、前記発電部または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、
    車両の目的地までの走行計画を示す走行計画情報を生成する走行計画部と、
    前記走行計画部により生成された前記走行計画情報に基づいて、前記車両の速度が高い区間を優先して、前記発電部を稼働させる稼働計画である稼働計画情報を生成する稼働計画部と、
    を備える車両制御システム。
14. 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、前記発電部または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、
    車両の目的地までの走行計画を示す走行計画情報を生成し、
    前記生成された前記走行計画情報に基づいて、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発電機とを含む発電部を稼働させる稼働計画である稼働計画情報を生成し、
    前記稼働計画情報に基づいて、前記内燃機関に設けられた触媒の温度を推定し、
    前記稼働計画情報、および前記推定された触媒の温度に基づいて、前記触媒の温度が閾値以下になる期間が生じるのを抑制するように前記稼働計画を補正する、
    車両制御方法。
15. 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、前記発電部または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、
    車両の目的地までの走行計画を示す走行計画情報を生成させ、
    前記生成された前記走行計画情報に基づいて、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発電機とを含む発電部を稼働させる稼働計画である稼働計画情報を生成させ、
    前記稼働計画情報に基づいて、前記内燃機関に設けられた触媒の温度を推定させ、
    前記稼働計画情報、および前記推定された触媒の温度に基づいて、前記触媒の温度が閾値以下になる期間が生じるのを抑制するように前記稼働計画を補正させる、
    プログラム。

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