JP2019123332A - 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】排ガス用の触媒の温度を管理しつつ、車両の走行に必要な電力を確保す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。【解決手段】専ら発電のために動力を出力するエンジン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１３と、発電部により発電された電力を蓄える蓄電池６０と、車両の駆動輪２５に連結され、発電部または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こと、または、駆動輪を回転させて回生発電して発電部または蓄電池に電力供給することのどちらか一方を行う走行用電動機１８と、推定または検出されたエンジンの触媒の温度および蓄電池の蓄電率を示す指標値に基づいて、発電部および／または走行用電動機を制御する制御部１００と、を備える、車両制御システム１。【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。

エンジンと、車輪の駆動軸に連結されて発電機運転／電動機運転される電動機と、この電動機との間で充放電を行う蓄電装置とを有するハイブリッド車両において、車両の地図上の位置に基づいて、登坂道、降坂道における電動機を利用した蓄電装置の充放電パターンを決定する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００２−３５４６１２号公報

しかしながら、従来の技術では、排ガス用の触媒の温度に基づいて内燃機関の動作、電動機の動作、及び蓄電池の充放電を制御制御することは行われていなかった。

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、排ガス用の触媒の温度を管理しつつ、車両の走行に必要な電力を確保す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）：専ら発電のために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こと、または、前記駆動輪を回転させて回生発電して前記発電部または前記蓄電池に電力供給することのどちらか一方を行う走行用電動機と、推定または検出された前記エンジンの触媒の温度および前記蓄電池の蓄電率を示す指標値に基づいて、前記発電部および／または前記走行用電動機を制御する制御部と、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、前記制御部は、前記蓄電池の前記指標値が基準以上であるか否かを判定すると共に、前記触媒の温度が基準以上であるか否かを判定し、前記蓄電池の前記指標値が基準以上であり、且つ、前記触媒の温度が基準以上であると判定した場合、前記走行用電動機に回生発電させると共に、前記電動機に前記エンジンを空回しさせることで電力消費させるものである。

（３）：（１）または（２）に記載の車両制御システムであって、前記制御部は、前記蓄電池の前記指標値が基準以上であるか否かを判定すると共に、前記触媒の温度が基準以上であるか否かを判定し、前記蓄電池の前記指標値が基準未満であり、且つ、前記触媒の温度が基準以上であると判定した場合、所定条件下において前記走行用電動機に回生発電させると共に、前記電動機に前記エンジンを空回しさせることで電力消費させるものである。

（４）：（１）から（３）のうちいずれかに記載の車両制御システムであって、前記車両を制動させる制動装置を更に備え、前記制御部は、前記蓄電池の前記指標値が基準以上であるか否かを判定すると共に、前記触媒の温度が基準以上であるか否かを判定し、前記蓄電池の前記指標値が基準以上であり、且つ、前記触媒の温度が基準未満であると判定した場合、所定条件下において、前記制動装置を作動させるものである。

（５）：（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であって、前記制御部は、前記蓄電池の前記指標値が基準以上であるか否かを判定すると共に、前記触媒の温度が基準以上であるか否かを判定し、前記蓄電池の前記指標値が基準以上であり、且つ、前記触媒の温度が基準未満であると判定した場合、所定条件下において前記走行用電動機に回生発電させると共に、前記電動機に前記エンジンを空回しさせることで電力消費させるものである。

（６）：（１）から（５）のうちいずれかに記載の車両制御システムであって、前記制御部は、前記蓄電池の前記指標値が基準以上であるか否かを判定すると共に、前記触媒の温度が基準以上であるか否かを判定し、前記蓄電池の前記指標値が基準未満であり、且つ、前記触媒の温度が基準未満であると判定した場合、所定条件下において前記走行用電動機に回生発電させると共に、前記エンジンを動作させて前記電動機に発電させ、前記蓄電池を充電させるものである。

（７）：専ら発電のために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こと、または、前記駆動輪を回転させて回生発電して前記発電部または前記蓄電池に電力供給することのどちらか一方を行う走行用電動機と、を備える車両に搭載されたコンピュータが、推定または検出された前記エンジンの触媒の温度および前記蓄電池の蓄電率を示す指標値に基づいて、前記発電部および／または前記走行用電動機を制御する、車両制御方法である。

（８）：専ら発電のために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こと、または、前記駆動輪を回転させて回生発電して前記発電部または前記蓄電池に電力供給することのどちらか一方を行う走行用電動機と、を備える車両に搭載されたコンピュータに、推定または検出された前記エンジンの触媒の温度および前記蓄電池の蓄電率を示す指標値に基づいて、前記発電部および／または前記走行用電動機を制御させる、プログラムである。

（１）、（７）、（８）によれば、排ガス用の触媒の温度を管理しつつ、車両の走行や蓄電池の充放電を行うことができる。

（２）によれば、蓄電池が充電された状態であり、触媒の温度が高い場合、エンジンを空回しさせることで、触媒の温度を低下させ、触媒の性能の低下を抑制することができる。

（３）によれば、蓄電池が充電可能な状態であり、触媒の温度が高い場合、エンジンを空回しさせることで、触媒の温度を低下させ、触媒の性能の低下を抑制することができる。

（４）によれば、蓄電池が充電された状態であり、触媒の温度が低い場合、機械式の制動装置を作動させることによって蓄電池の充電を防止し、充電池の性能の低下を抑制することができる。

（５）によれば、蓄電池が充電された状態であり、触媒の温度が低い場合、エンジンを空回しさせることで、回生発電で生じた電力を消費させ、充電池の性能の低下を抑制することができる。

（６）によれば、蓄電池が充電可能な状態であり、触媒の温度が低い場合、発電することにより蓄電池を使用して走行可能な状態にすることができる。

車両制御システムに適用される車両の構成の一例を示す図である。 計画制御部１００の機能構成を示す構成図である。 電力制御部１０６により実行される電力供給に関する制御内容を示す図である。 計画制御部１００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。 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。

［車両］
図１は、車両制御システムに適用される車両の構成の一例を示す図である。車両制御システム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、エンジンの動力は専ら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（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、計画制御部１００と、出力部１３０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。エンジン１０は、例えば４サイクルエンジンであり、その他、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。

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。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、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。即ち、第２モータ１８は、車両に用いられる走行用電動機である。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。駆動輪２５には、ブレーキ装置（制動装置）２６が設けられている。ブレーキ装置２６は、例えば、ディスクブレーキ等の機械式ブレーキである。ブレーキ装置２６は、後述のブレーキ制御部７４により制御される。

触媒２０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に含まれる物質である。触媒２０は、例えば、所定の温度領域で好適に機能する。

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、発電部１３により発電された電力や、第２モータ１８により回生発電された電力を蓄える蓄電池である。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、充放電ができるものであればどのようなものを用いてもよい。バッテリ６０は、目的地において充電設備５００がある場合、充電設備５００により充電されてもよい。

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。動力制御部７０は、後述する電力制御部１０６により出力された指令値に基づいて、発電部１３のエンジン１０を制御し、目標電力量を確保すると共に、第２モータ１８等を制御して車両を制御する。

エンジン制御部７２は、計画制御部１００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２６を制御する。ブレーキ装置２６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７６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、計画制御部１００の指示に基づいて、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２６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。

出力部１３０は、例えば、タッチパネルディスプレイやスピーカである。出力部１３０は、バッテリ６０の充電や発電計画に関する情報を音声や画像によって乗員に報知する。出力部１３０は、ナビゲーション装置の表示部であってもよく、乗員による入力操作を受け付けてもよい。

［計画制御部］
計画制御部１００は、出発地から目的地まで移動する間の車両の走行計画に基づいて、車両の走行に必要な電力量を制御する。

エンジン１０が出力可能な動力は、例えば、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よりも小さい。そのため、計画制御部１００により、予め定められた走行計画に従って電力量を制御することが重要である。

図２は、計画制御部１００の機能構成を示す構成図である。計画制御部１００は、例えば、触媒温度推定部１０２と、走行計画部１０４と、発電計画部１０５と、電力制御部１０６とを備える。

これらの機能部は、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、後述する触媒温度推定情報１２０Ａ、および走行計画情報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。

触媒温度推定部１０２は、エンジン１０に設けられた触媒２０の温度を推定する。触媒温度推定部１０２は、例えば、触媒温度推定情報１２０Ａを参照して触媒温度を推定する。触媒温度推定情報１２０Ａは、例えば、発電部１３の出力や、発電部１３により発電される単位時間当たりの電力量、エンジン１０の回転数、エンジン１０の出力等のエンジン１０の運転状態および、気温、車両速度などの環境条件に対して触媒温度が対応付けられた情報である。

触媒温度推定情報１２０Ａは、エンジン１０（または発電部１３）、および触媒２０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。また、触媒温度推定部１０２は、触媒温度推定情報１２０Ａに排気温度センサの情報を追加し、その検出結果に基づいて、推定触媒温度を補正してもよい。また、排気温度センサその他のセンサ出力から触媒２０の温度を推定してもよいし、触媒２０の温度が検出可能な場合、その検出値を推定値に代えて採用してもよい。

触媒２０は、高温に晒され続けると性能が低下する虞がある。これに対し、本実施形態では、後述の様に、触媒温度推定部１０２により推定された媒温度推定情報１２０Ａに基づいて、エンジン１０の出力が制御されることにより、高温状態になることが防止される。

走行計画部１０４は、車両の目的地までの走行計画を示す走行計画情報１２０Ｂを生成し、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１２０Ｂ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等を含む。走行計画情報１２０Ｂ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１２０Ｂ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１２０Ｂ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１０５は、走行計画部１０４により計画された走行計画情報１２０Ｂ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１２０Ｂ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１０５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１０５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１０５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１０５は、また、走行計画情報１２０Ｂ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１０５は、走行計画情報１２０Ｂ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、例えば、車両の速度が、所定の速度以上（例えば第１値）の区間で発電部１３に発電させる計画である。所定の速度とは、例えば、走行計画情報１２０Ｂ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が発電すべき総発電量を発電可能なように設定される。

発電計画部１０５は、例えば、車両が走行計画情報１２０Ｂに基づいて、目的地までの経路における登坂道及び降坂道を抽出し、登坂道と、降坂道とにおける発電計画を生成する。発電計画部１０５は、例えば、登坂道の前に予めバッテリ６０を充電してバッテリ６０のＳＯＣを高い状態にしておき、登坂道においてバッテリ６０に充電された電力を用いて走行し、または、発電部１３により発電された電力に加えてバッテリ６０に充電された電力を補助的に用いて走行するよう発電計画を生成する。また、発電計画部１０５は、例えば、降坂道を走行するまでにバッテリ６０のＳＯＣを低い状態にしておき、降坂道を走行する間に回生発電によりバッテリ６０を充電するよう発電計画を生成する。

電力制御部１０６は、発電計画部１０５により生成された発電計画に基づいて、発電部１３の発電量を制御する。電力制御部１０６は、車両の走行開始後は、バッテリ６０のＳＯＣと、触媒温度推定部１０２により推定された触媒２０の温度とに基づいて、発電部１３の発電量を発電計画に従うように制御する。

走行計画情報１２０Ｂに基づいた発電計画は、触媒２０が高温とならないように生成されるが、外気温の上昇や交通状況の変化などの外乱要因の影響により、走行中に触媒２０が高温となる可能性がある。電力制御部１０６は、例えば、走行中の触媒２０の温度を監視し、触媒２０の温度が基準以上となる場合において発電部１３の出力を制限する等の制御を行い、触媒２０の温度を低下させる。

電力制御部１０６は、例えば、触媒温度推定部１０２により推定された触媒２０の温度が温度閾値を超えたか否かを判定し、温度閾値以上となったと判定した場合、発電部１３や第２モータ１８の回生発電を制御する。電力制御部１０６は、触媒２０の温度が温度閾値以上となった場合、基準以上であると判定する。電力制御部１０６は、触媒２０の温度が温度閾値未満となった場合、基準未満であると判定する。

温度閾値は、例えば、触媒２０において高温状態が継続することを防止するために設けられた閾値である。温度閾値は、例えば、触媒の劣化により触媒性能が低下する温度より低い温度に設定されている。電力制御部１０６は、触媒２０の温度が温度閾値より低い温度領域となるまで発電部１３の出力を低下させる。

電力制御部１０６は、推定または検出されたエンジン１０の触媒２０の温度およびバッテリ６０のＳＯＣに基づいて、発電部および／または走行用電動機を制御する。

図３は、電力制御部１０６により実行される電力供給に関する制御内容を示す図である。車両の走行中において、車両は、図３に示す領域（１）から（４）の類型に該当する状態となる場合がある。領域（１）から（４）の類型に該当する状態となった場合、電力制御部１０６は、それぞれの領域に応じた制御を行う。領域（１）から（４）の類型に該当しない場合においては、発電計画部１０５により生成された発電計画に従って、車両が制御される。

電力制御部１０６は、触媒温度推定部１０２により推定または検出されたエンジン１０の触媒２０の温度を取得する。また、電力制御部１０６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１０６は、推定または検出されたエンジン１０の触媒２０の温度およびバッテリ６０のＳＯＣに基づいて、所定条件下で発電部１３および／または第２モータ１８を制御する。所定条件下とは、減速時、登坂時、走行時等の車両の走行状態である。

電力制御部１０６は、バッテリ６０のＳＯＣが基準以上であるか否かを判定すると共に、触媒２０の温度が基準以上であるか否か、または、触媒２０の温度が基準未満であるか否か、を判定する。ＳＯＣの基準とは、例えば、予め定められた閾値である。ＳＯＣが高い状態を判定するための第１閾値は、例えば、９０［％］に設定される。電力制御部１０６は、バッテリ６０のＳＯＣが９０［％］以上の場合、基準以上であると判定する。

ＳＯＣが低い状態を判定するための第２閾値は、例えば、５０［％］に設定される。電力制御部１０６は、バッテリ６０のＳＯＣが５０［％］未満の場合、基準未満であると判定する。触媒２０の温度の基準とは、上述した温度閾値である。上記の閾値や基準値との比較は一例であり、電力制御部１０６は、その他の手法によって判定してもよい。

図３の例では、バッテリ６０のＳＯＣが基準以上であることをＳＯＣが高いと表し、触媒２０の温度が基準以上であることをＣＡＴ温度が高いと表している。バッテリ６０のＳＯＣが高い状態である場合、バッテリ６０に充電しないようにすることが望ましい。そして、触媒２０の温度が高い場合、エンジン１０を止める、あるいは、空回しを行うなどして触媒２０の温度を下げることが望ましい。

空回しとは、例えば、電力制御部１０６が第２モータ１８に回生発電させると共に、発電された回生電力の一部を第１モータ１２に供給し、第１モータ１２の動力によってフューエルカットされたエンジン１０を回転させることで電力消費させることである。

以下、エンジン１０を空回しさせることを適宜、「連れ回し」と呼ぶ。連れ回しを行うと、回生電力の一部が第１モータ１２により消費されるため、回生電力の効率を高めるためには、連れ回しにより消費される電力をなるべく少なくすることが望ましい。

図３の領域（１）における制御について説明する。なお、車両は、走行開始時において、バッテリ６０のＳＯＣが低く、触媒２０の温度が低い状態であるため、領域（１）は、車両の走行開始時に当てはまる可能性が高い状態を示している。電力制御部１０６は、バッテリ６０のＳＯＣが基準未満であり、且つ、触媒２０の温度が基準未満である領域（１）の状態であると判定した場合、エンジン１０を動作させて第１モータ１２に発電させ、車両の走行用電力を確保すると共に、バッテリ６０を充電させる。

また、車両が減速時において、電力制御部１０６は、領域（１）の状態であると判定した場合、第２モータ１８に回生発電させ、バッテリ６０を充電させてもよい。減速時とは、例えば、車両が降坂道を走行している場合などの減速操作が行なわれている状態である（以下同じ）。このとき、発電部１３により発電してもよいし、発電部１３の発電に加えて第２モータ１８に回生発電させてバッテリ６０を充電してもよい。

領域（１）の状態から、バッテリ６０が充電されることによってバッテリ６０のＳＯＣが基準以上となり、且つ、触媒２０の温度が基準以上となった場合、領域（２）の状態に移行する場合がある。領域（１）の状態から、バッテリ６０が充電され基準以上となり、触媒２０の温度が基準未満となった場合、領域（３）の状態に移行する場合がある。この移行は、例えば、領域（１）の状態で発電を行わず回生のみ行った場合に生じる。

領域（１）の状態から、エンジン１０が走行用の電力を確保するために稼働する等して触媒２０の温度が基準以上となり、且つＳＯＣが十分に上昇しなかった場合、領域（４）の状態に移行する場合がある。

次に、図３の領域（２）における制御について説明する。電力制御部１０６は、例えば、バッテリ６０のＳＯＣが基準以上であり、且つ、触媒２０の温度が基準以上である領域（２）の状態であると判定した場合、エンジン１０を停止し、バッテリ６０の電力で車両を走行させる。

電力制御部１０６は、車両の減速時において、領域（２）の状態であると判定した場合、第２モータ１８に回生発電させると共に、第１モータ１２にエンジン１０を空回しさせることで電力消費させる。つまり、第２モータ１８で回生発電された電力は、バッテリ６０に充電されずにエンジン１０の空回しのために消費される。

領域（２）の状態からバッテリ６０の電力が消費され、バッテリ６０のＳＯＣが基準未満となり、触媒２０の温度が下がらなかった場合、領域（４）の状態に移行する場合がある。領域（２）の状態からバッテリ６０の電力が消費され、バッテリ６０のＳＯＣが基準未満となり、且つ、触媒２０の温度が基準未満となった場合、領域（１）の状態に移行する場合がある。領域（２）の状態からエンジン１０の空回しが行なわれ、触媒２０の温度が基準未満となった場合、領域（３）の状態に移行する場合がある。

次に、図３の領域（３）における制御について説明する。電力制御部１０６は、バッテリ６０のＳＯＣが基準以上であり、且つ、触媒２０の温度が基準未満である領域（３）の状態であると判定した場合、エンジン１０を停止し、バッテリ６０の電力で車両を走行させる。

電力制御部１０６は、例えば、領域（３）の状態であると判定した場合、車両の減速時において、ブレーキ制御部７４を制御してブレーキ装置２６を作動させ車両を減速させる。また、電力制御部１０６は、領域（３）の状態であると判定した場合、車両の減速時において、第２モータ１８に回生発電させると共に、第１モータ１２にエンジン１０を空回しさせることで電力消費させてもよい。領域（３）の状態からバッテリ６０の電力が消費され、バッテリ６０のＳＯＣが基準未満となった場合、領域（１）の状態に移行する場合がある。

次に、図３の領域（４）における制御について説明する。電力制御部１０６は、バッテリ６０のＳＯＣが基準未満であり、且つ、触媒２０の温度が基準以上である領域（４）の状態であると判定した場合、減速時において、第２モータ１８に回生発電させると共に、第１モータ１２にエンジン１０を空回しさせることで電力消費させる。

また、電力制御部１０６は、領域（４）の状態であると判定した場合、登坂時において、エンジン１０を稼働させて第１モータ１２に車両の走行に必要な電力を発電させつつ、触媒２０の温度が基準未満となるまで待機するようにしてもよい。この他、電力制御部１０６は、領域（４）の状態であると判定した場合、減速時において、第２モータ１８に回生発電させてもよい。

領域（４）の状態から、バッテリ６０のＳＯＣが基準以上となると、触媒２０の温度が基準未満である領域（３）の状態に移行する場合がある。領域（４）の状態から、触媒２０の温度が基準未満となった場合、領域（１）の状態に移行する場合がある。領域（４）の状態から、触媒２０の温度が基準未満となった場合、領域（１）の状態に移行する場合がある。

次に、計画制御部１００において実行される走行開始後の車両における処理の流れについて説明する。図４は、計画制御部１００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１０６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（ステップＳ１００）。電力制御部１０６は、触媒温度推定部１０２により推定または検出されたエンジン１０の触媒２０の温度を取得する（ステップＳ１０２）。電力制御部１０６は、バッテリ６０のＳＯＣが基準以上か否かを判定する（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１０６は、触媒温度が基準以上であるか否かを判定する（ステップＳ１０６）。

ステップＳ１０６で肯定的な判定を得た場合、領域（２）の状態であると判定し（図３参照）、電力制御部１０６は、減速時において、第２モータ１８に回生発電させると共に、第１モータ１２にエンジン１０を空回しさせることで電力消費させる（ステップＳ１０８）。

ステップＳ１０６で否定的な判定を得た場合、領域（３）の状態であると判定し（図３参照）、車両の減速時において、ブレーキ制御部７４を制御してブレーキ装置２６を作動させ車両を減速させる（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１０６は、触媒温度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、領域（４）の状態であると判定し（図３参照）、電力制御部１０６は、登坂時において、第２モータ１８に車両の走行に必要な電力を発電させつつ、触媒２０の温度が基準未満となるまで待機する（ステップＳ１１４）。

ステップＳ１１２で否定的な判定を得た場合、領域（１）の状態であると判定し（図３参照）、電力制御部１０６は、第２モータ１８に回生発電させると共に、エンジン１０を動作させて第１モータ１２に発電させ、バッテリ６０を充電させる（ステップＳ１１６）。電力制御部１０６は、ステップＳ１０８、ステップＳ１１０、ステップＳ１１４、ステップＳ１１６の処理を実行した後、処理をステップＳ１００に戻す。

ここで、ステップＳ１０８、ステップＳ１１０、ステップＳ１１４、ステップＳ１１６の処理において、エンジン１０の連れ回しを行う際の制御量、ブレーキ装置２６の制御量、発電部１３の発電量、第２モータ１８による回生発電の発電量等を決定する際に、なるべく領域（１）と（２）の間を往復するように制御量が定められると好適である。電力制御部１０６は、発電計画に基づいて、発電制御を行いつつ、バッテリ６０のＳＯＣと触媒２０の温度に基づいた発電制御を行い、上記を実現する。

上述した実施形態によれば、車両制御システム１は、排ガス用の触媒２０の温度を管理しつつ、車両の走行に必要な電力を確保することができる。車両制御システム１は、触媒２０の温度の状態とバッテリ６０の充電状態に応じた制御を行うことにより、触媒２０及びバッテリ６０の性能の低下を抑制することができる。

［ハードウェア構成］
上述した実施形態の車両制御システム１の計画制御部１００は、例えば、以下に示すようなハードウェアの構成により実現される。図５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、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。
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、
専ら発電のために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こと、または、前記駆動輪を回転させて回生発電して前記発電部または前記蓄電池に電力供給することのどちらか一方を行う走行用電動機と、を備える車両において、
推定または検出された前記エンジンの触媒の温度および前記蓄電池の蓄電率を示す指標値に基づいて、前記発電部および／または前記走行用電動機を制御する、
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、２０‥触媒、２５‥駆動輪、２６‥ブレーキ装置、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、７６‥車両センサ、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‥触媒温度推定部、１０４‥走行計画部、１０５‥発電計画部、１０６‥電力制御部、１２０‥記憶部

Claims (8)

1. 専ら発電のために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こと、または、前記駆動輪を回転させて回生発電して前記発電部または前記蓄電池に電力供給することのどちらか一方を行う走行用電動機と、
   推定または検出された前記エンジンの触媒の温度および前記蓄電池の蓄電率を示す指標値に基づいて、前記発電部および／または前記走行用電動機を制御する制御部と、を備える、
   車両制御システム。
2. 前記制御部は、前記蓄電池の前記指標値が基準以上であるか否かを判定すると共に、前記触媒の温度が基準以上であるか否かを判定し、
   前記蓄電池の前記指標値が基準以上であり、且つ、前記触媒の温度が基準以上であると判定した場合、
   所定条件下で前記走行用電動機に回生発電させると共に、前記電動機に前記エンジンを空回しさせることで電力消費させる、
   請求項１に記載の車両制御システム。
3. 前記制御部は、前記蓄電池の前記指標値が基準以上であるか否かを判定すると共に、前記触媒の温度が基準以上であるか否かを判定し、
   前記蓄電池の前記指標値が基準未満であり、且つ、前記触媒の温度が基準以上であると判定した場合、
   所定条件下において前記走行用電動機に回生発電させると共に、前記電動機に前記エンジンを空回しさせることで電力消費させる、
   請求項１または２に記載の車両制御システム。
4. 前記車両を制動させる制動装置を更に備え、
   前記制御部は、前記蓄電池の前記指標値が基準以上であるか否かを判定すると共に、前記触媒の温度が基準以上であるか否かを判定し、
   前記蓄電池の前記指標値が基準以上であり、且つ、前記触媒の温度が基準未満であると判定した場合、
   所定条件下において、前記制動装置を作動させる、
   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. 前記制御部は、前記蓄電池の前記指標値が基準以上であるか否かを判定すると共に、前記触媒の温度が基準以上であるか否かを判定し、
   前記蓄電池の前記指標値が基準以上であり、且つ、前記触媒の温度が基準未満であると判定した場合、
   所定条件下において前記走行用電動機に回生発電させると共に、前記電動機に前記エンジンを空回しさせることで電力消費させる、
   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. 前記制御部は、前記蓄電池の前記指標値が基準以上であるか否かを判定すると共に、前記触媒の温度が基準以上であるか否かを判定し、
   前記蓄電池の前記指標値が基準未満であり、且つ、前記触媒の温度が基準未満であると判定した場合、
   所定条件下において前記走行用電動機に回生発電させると共に、前記エンジンを動作させて前記電動機に発電させ、前記蓄電池を充電させる、
   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. 専ら発電のために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こと、または、前記駆動輪を回転させて回生発電して前記発電部または前記蓄電池に電力供給することのどちらか一方を行う走行用電動機と、を備える車両に搭載されたコンピュータが、
   推定または検出された前記エンジンの触媒の温度および前記蓄電池の蓄電率を示す指標値に基づいて、前記発電部および／または前記走行用電動機を制御する、
   車両制御方法。
8. 専ら発電のために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こと、または、前記駆動輪を回転させて回生発電して前記発電部または前記蓄電池に電力供給することのどちらか一方を行う走行用電動機と、を備える車両に搭載されたコンピュータに、
   推定または検出された前記エンジンの触媒の温度および前記蓄電池の蓄電率を示す指標値に基づいて、前記発電部および／または前記走行用電動機を制御させる、
   プログラム。

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