JP5184873B2 - 車両の電力制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば、車両に搭載されたオルタネータ等の発電装置が発電する発電量を制御するための車両の電力制御装置の技術分野に関する。

この種の装置では、駆動輪を駆動する交流モータに必要な電力を供給する発電機の界磁を制御する車両用駆動制御装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。また、この種の装置では、自動車の緊急操舵時において運転者の操作に対する自動車の追従性が損なわれないようにするために、オルタネータ等の発電機と、電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）とを電気的に直接接続し、発電機から電動パワーステアリング装置に直接電力を供給する自動車の電源システムが提案されている（例えば、特許文献２参照。）。

特開２００６−２０６０４０号公報 特開２００３−１３７１１５号公報

しかしながら、特許文献１及び２に開示された技術によれば、車両の通常走行時には、オルタネータ等の発電機が発電する電力が無駄にならないように発電機による発電量が一定の発電量に制限されているため、緊急回避時に発電機から電動パワーステアリング装置に直接電力を供給したとしても、車両が障害物を回避する緊急回避時に電動パワーステアリング装置等のアクチュエータが必要とする電力を発電機から供給できない場合が生じる虞がある。特に、緊急回避時には、各アクチュエータに対して、通常走行時よりも大きな力又は速度が要求されるため、電動パワーステアリング装置等のアクチュエータにおける電力が不足する発生する可能性が高い。

このように、電動パワーステアリング装置等のアクチュエータに電力不足が生じた場合、運転者によるステアリング操作だけでは、障害物を回避可能なように車両の走行状態を制御することが困難になる。また、緊急回避時には、電動パワーステアリング装置だけでなく、例えば、エンジン等の内燃機関におけるスロットル弁、ブレーキ、及びサスペンション等の動作部分の夫々に駆動力を供給するスロットルアクチュエータ、ブレーキアクチュエータ、及びサスペンションアクチュエータ等の各種アクチュエータの動作を協調させることによって車両の走行状態が制御されるため、これら各種アクチュエータが必要とする電力が不足する可能性も高く、車両が障害物を緊急に回避することがより一層困難になる。

また、発電機が発電する発電量が制限されているため、これら各種アクチュエータの夫々に供給される電力の供給量を相互に調整したとしても、各種アクチュエータの動作性能を低下させることになり、車両による障害物の緊急回避が困難になる。

ここで、緊急回避時より前の車両の通常走行時に予め発電機による発電量を多めに設定しておくことによって、緊急回避時における電力不足を補う方法が考えられるが、車両の通常走行時において無駄になる電力が増大するうえ、バッテリ等の蓄電装置及びオルタネータ等の発電機に要するコストも増大する。したがって、このような方法は、車両のコスト、及びエネルギーの効率的な使用の観点から見れば、好ましい方法であるとは言い難い。

よって、本発明は上記問題点等に鑑みてなされたものであり、例えば、車両が障害物を緊急に回避する緊急回避時に、各種アクチュエータが必要とする電力をこれらアクチュエータに供給できる車両の電力制御装置を提供することを課題とする。

本発明に係る車両の電力制御装置は上記課題を解決するために、車両が障害物を緊急に回避する緊急回避時に動作する動作部分に駆動力を供給するアクチュエータと、前記車両に搭載された内燃機関から出力された動力を用いて発電し、前記アクチュエータに電力を供給する発電装置と、前記車両が前記障害物を回避する緊急度を取得する取得手段と、該取得された緊急度に基づいて、前記緊急回避時に前記発電装置が発電する発電量が一時的に増大するように、前記発電装置を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記緊急回避時より前に前記発電装置に設定されていた前記発電量の通常の上限値を、前記緊急回避時の緊急度に応じた前記通常の上限値より高い緊急回避時の上限値に設定する。

本発明に係る車両の電力制御装置によれば、車両が障害物を緊急に回避する緊急回避時に動作する動作部分は、例えば、エンジン等の内燃機関におけるスロットル、ブレーキ、サスペンション、電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）であり、車両の走行状態を制御するために動作する部分である。このような動作部分は、スロットルアクチュエータ、ブレーキアクチュエータ、及びサスペンションアクチュエータ、ＥＰＳ用のアクチュエータ等の各種アクチュエータから供給される駆動力によって各々駆動される。

尚、「緊急回避」とは、車両が走行する走行中に、車両の走行路に突然出現した障害物を回避することをいい、「緊急回避時」とは、車両が障害物を回避するように車両の運転者が車両に対してステアリング、及びブレーキ等の各種動作部分に対して回避操作を行った操作時、若しくは、搭載されたセンサによって障害物が検知された際に、車両の速度及び障害物間の距離に基づいて予め設定された緊急回避条件に車両の走行状態が合致したと判断された時をいう。

発電装置は、例えば、前記車両に搭載されたエンジン等の内燃機関から出力された動力を用いて発電するオルタネータであり、電力をアクチュエータに供給する。

取得手段は、前記車両が前記障害物を回避する緊急度を取得する。このような緊急度は、例えば、センサから得られた当該車両の周辺状況に基づいて数値化された情報を含む信号により具体的に特定される。

制御手段は、例えば、エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）と一体に、或いは別に設けられたレギュレータ等の制御装置であり、取得された緊急度に基づいて、前記緊急回避時に前記発電装置が発電する発電量が一時的に増大するように、前記発電装置を制御する。より具体的には、例えば、センサから供給された緊急回避を示す緊急回避信号、或いは運転者による車両に対する緊急回避操作が行われた旨を示す信号に基づいて特定された緊急度に基づいて、オルタネータ等の発電装置が発電する発電量が増大するようにオルタネータ等の発電装置を制御する。

したがって、本発明に係る車両の電力制御装置によれば、車両の緊急回避時に発電装置が発電する発電量が増大するため、発電装置からアクチュエータに供給される電力の供給量が、緊急回避時より前の車両の通常走行時より増大する。よって、アクチュエータは、発電装置が発電する発電量が車両通常走行に応じて制限されている場合に比べて、動作部分の動作性能を低下させることなく、車両が障害物を回避可能なように駆動力を動作部分に供給できる。このように、本発明に係る車両の電力制御装置によれば、予期せぬ障害物が車両の走行路に出現した場合でも、車両は即座に障害物を回避できる。

尚、本発明における「一時的に」とは、緊急回避時のみを意味し、車両による緊急回避が終了した際には、発電装置の発電量は、緊急回避時より前の通常の走行時における発電量に戻る。したがって、本発明に係る車両の電力制御装置によれば、緊急回避時に一時的に発電装置の発電量が増大するため、緊急回避時ではない車両の走行時、即ち通常の走行時には、発電装置が発電した電力が無駄になることがなく、内燃機関で出力された動力を効率良く発電に用いることが可能である。

本発明に係る車両の電力制御装置の一の態様では、前記制御手段は、前記緊急回避時より前に前記発電装置に設定されていた前記発電量の通常の上限値を該通常の上限値より高い緊急回避時の上限値に設定してもよい。

この態様によれば、「通常の上限値」とは、前記緊急回避時より前に前記発電装置に設定されていた発電量の上限値であって、車両の通常走行時に、即ち緊急回避時ではない走行時に、発電装置が発電する電力が無駄にならないように、設定された発電量の上限値をいう。この態様によれば、緊急回避時における発電量の上限値が、通常の上限値より高い発電量に設定されているため、動作部分を動作させるために十分な駆動力を動作部分に供給可能なようにアクチュエータを駆動することが可能である。

この態様では、前記制御手段は、前記緊急回避時の緊急度に応じて、前記緊急回避時の上限値を設定してもよい。

この態様によれば、緊急度は、制御手段によって特定される、例えば、車両が障害物を回避するように車両の運転者が車両に対してステアリング、及びブレーキ等の各種動作部分に対して行った回避操作の操作速度、より具体的には、運転者から単位時間当たりにステアリングに付与される回転力或いは回転角度の大きさ、又は運転者がブレーキを踏み込む単位時間当たりの踏み込み量に基づいて特定される。また、緊急度は、車両に搭載されたセンサによって障害物が検知された際の車両の速度と、その際の車両及び障害物間の距離等の車両及び障害物の相対的な位置関係とに基づいて特定されてもよい。

制御手段は、このような緊急度に応じて、例えば、緊急度が高い場合、即ち緊急回避時にアクチュエータで消費される電力が多い場合には、緊急度が低い場合、即ち、緊急回避時にアクチュエータで消費される電力が相対的に少ない場合に比べて、前記緊急回避時の上限値を高く設定する。

したがって、この態様によれば、緊急回避時にアクチュエータで消費される電力より多い電力を確実に発電装置からアクチュエータに供給でき、車両は障害物を確実、且つ即座に回避できる。

本発明に係る車両の電力制御装置の他の態様では、前記内燃機関の回転数が変更されることなく前記発電量を変更可能なように、前記動力を前記発電装置に伝達する伝達機構を更に備えていてもよい。

この態様によれば、内燃機関の回転数が変更されないため、例えば、内燃機関から出力された動力のうち発電装置に供給されない動力部分によって駆動される駆動輪等の駆動系に供給される供給駆動力が緊急回避時より前と緊急回避時とに亘って変動する変動量を低減でき、運転者が感じる違和感を低減できる。このような変動量としては、例えば、緊急回避時より前と緊急回避時とに亘って内燃機関の回転数の変化に起因して変化する可能性がある車両の速度の変化量が挙げられる。

内燃機関から出力された動力を発電装置に伝達する伝達機構は、例えば、内燃機関及び発電装置を機械的に接続するプーリであり、内燃機関から出力された動力のうち発電装置に伝達される動力の割合を規定するプーリ比が制御手段の制御下で変更される。より具体的には、例えば、制御手段の制御下でプーリ等の伝達機構は、オルタネータ等の発電装置の回転数と、エンジン等の内燃機関の回転数との比を変更することができ、前記内燃機関の回転数が変更されることないように内燃機関から出力された動力を発電装置に伝達することが可能である。

したがって、この態様によれば、内燃機関の回転数の変化に起因して生じる車両の速度変化を低減することが可能である。尚、伝達機構は、内燃機関から発電装置に動力を伝達可能な機構であれば、上述したプーリに限定されるものではないことは言うまでもない。

本発明に係る車両の電力制御装置の他の態様では、前記制御手段は、前記緊急回避時より前に設定されていた前記内燃機関の回転数より高い目標回転数を設定し、前記内燃機関が前記目標回転数で駆動されるように前記内燃機関を制御してもよい。

この態様によれば、緊急回避時に内燃機関の回転数を積極的に高めることによって、内燃機関から出力される動力の出力量を増大させることができ、発電装置が発電する発電量を増大させることが可能である。

この態様では、前記制御手段は、前記緊急回避時の緊急度に応じて、前記目標回転数を設定してもよい。

この態様によれば、目標回転数は、前記緊急回避時の緊急度に応じて、例えば、緊急回避時において車両が障害物を回避可能なように動作部分を動作させる際に動作部分に要する駆動力をアクチュエータから動作部分に供給できるように、且つ発電装置が発電した電力が無駄にならないように、制御手段の制御下で設定される。この態様における緊急度は、上述した緊急度と同様の意味である。

したがって、この態様によれば、発電装置が発電した電力を無駄にすることなく、且つ車両による緊急回避が可能なように、発電装置の発電量を増大させることが可能である。

本発明に係る車両の電力制御装置の他の態様では、前記制御手段は、前記緊急回避時における前記車両の走行状態を示す緊急回避時の指標値と、前記緊急回避時より前の走行時における前記車両の走行状態を示す前記緊急回避時より前の指標値との差が小さくなるように、前記目標回転数を設定し、且つ前記車両の変速機構、及び前記アクチュエータの少なくとも一方を制御してもよい。

この態様によれば、前記緊急回避時における前記車両の走行状態を示す緊急回避時の指標値と、前記緊急回避時より前の走行時における前記車両の走行状態を示す前記緊急回避時より前の指標値とは、前記緊急回避時、及び前記緊急回避時より前の夫々における車両の速度、並びに、車両の速度が増大する場合及び減速する場合の夫々における車両の単位時間当たりの速度変化を意味する加速度等を含、車両の走行状態を物理的に特定する各種の値を意味する。

この態様によれば、例えば、前記緊急回避時における車両の速度と、前記緊急回避時より前の走行時における車両の速度との差が小さくなるように、言い換えれば、車両による緊急回避によって運転者に違和感を与えないように、制御手段は、前記目標回転数を設定し、且つ前記車両の変速機構、及び前記アクチュエータの少なくとも一方を制御してもよい。

したがって、この態様によれば、内燃機関の回転数が目標回転数に設定されることによって生じる可能性がある違和感を低減でき、緊急回避時において運転者が感じる違和感を低減することが可能である。

この態様では、前記制御手段は、前記発電装置が前記目標回転数に応じた電力を発電でき、前記車両の運転者による前記動作部分に対応する操作部分に対する操作に応じて前記車両が走行するように、少なくとも前記変速機構の段数を変更してもよい。

この態様によれば、前記目標回転数に応じて内燃機関から出力された動力に応じて発電装置で発電される電力をいう。目標回転数は、緊急回避時より前における車両の通常の走行時に設定されていた内燃機関の回転数より高いため、内燃機関の回転数の増大に応じて、車両の加速度が変化し、運転者に違和感を与えてしまう虞がある。

そこで、この態様では、前記車両の運転者による前記動作部分に対応する操作部分に対する操作に応じて前記車両が走行するように、より具体的には、運転者が緊急回避時にハンドルを操作するハンドル操作、或いは運転者が緊急回避時にブレーキを踏み込むブレーキ操作等の各種操作に応じて、制御手段の制御下で、操作、或いは走行状態に対して違和感が運転者に生じないように、少なくともトランスミッション等の変速機構の段数が変更される。

より具体的には、例えば、動作部分の一例がステアリングである場合には、当該ステアリングに対応する操作部分はハンドルとなり、動作部分の一例がブレーキである場合には、当該ブレーキに対応する操作部分はブレーキペダルとなる。

また、内燃機関の回転数が緊急回避時より前より高い目標回転数に設定された場合には、回転数の変更に応じて増大する車両の速度の増加量を低減するために、例えば、トランスミッションのシフトレンジを低い段数、即ちレンジに下げるように制御手段はトランスミッションを制御する。尚、変速機構は、ＣＶＴ（Continuously Variable Trans mission）機構を備えて構成されていてもよい。

したがって、この態様によれば、前記車両の運転者による前記動作部分に対応する操作部分に対する操作に応じて前記車両が走行するように変速機構を制御できるため、回転数の増大に応じて生じる可能性がある運転者による車両の操作性、及び違和感を低減することが可能である。

本発明に係る車両の電力制御装置の他の態様では、前記動作部分は、前記車両のブレーキであり、前記アクチュエータは、前記ブレーキに前記駆動力を供給するブレーキアクチュエータであり、前記操作部分は、ブレーキペダルであり、前記制御手段は、前記車両の運転者による前記ブレーキペダルに対する操作に応じて前記車両を走行させた場合に、前記発電量を増加させるように前記発電装置を制御すると共に、少なくとも前記車両の車速が変更されるように、前記ブレーキアクチュエータを制御する。

この態様によれば、運転者がブレーキペダルを踏んでいる場合に、例えば、変速機構によるシフトダウンだけでは車速を減速できず、ブレーキアクチュエータも作動させる必要がある状況にも対応可能である。

本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施形態から明らかにされる。

以下図面を参照しながら、本発明に係る車両の電力制御装置の実施形態を説明する。

先ず、図１を参照しながら、本発明に係る車両の電力制御装置の一実施形態を備えた車両の構成を説明する。図１は、本実施形態に係る車両の電力制御装置を具備してなる車両の主要な構成を示したブロック図である。

図１において、例えば四輪操舵車である車両１は、本発明の「制御手段」の一例であるＥＣＵ（Electronic Control Unit）１０、シャフト２１、前輪２１Ｌ及び２１Ｒ、後輪２２Ｌ及び２２Ｒ、ブレーキペダル２５、前輪転舵用のアクチュエータ２１Ｌａ及び２１Ｒａ、後輪転舵用のアクチュエータ２２Ｌａ及び２２Ｒａ、前輪ブレーキ２５Ｌ及び２５Ｒ、後輪ブレーキ２６Ｌ及び２６Ｒ、ブレーキ用のアクチュエータ２５Ｌａ及び２５Ｒａ、ブレーキ用のアクチュエータ２６Ｌａ及び２６Ｒａ、ハンドルシャフト２６ａ、電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）２０、ステアリング用のアクチュエータ２０ａ、ハンドル２４、サスペンション機構２３、サスペンション用のアクチュエータ２３ａ、アクセルペダル２７、アクセルペダル用のアクチュエータ２７ａ、本発明の「内燃機関」の一例であるエンジン５０、スロットル５１、スロットル用のアクチュエータ５１ａ、本発明の「発電装置」の一例であるオルタネータ３０、バッテリ７０、本発明の「伝達機構」の一例であるプーリ６０、ミリ波レーダ３１、車速センサ３３、並びにステレオカメラ３２を備えて構成されている。複数のアクチュエータ２０ａ、２１Ｌａ、２１Ｒａ、２２Ｌａ、２２Ｒａ、２３ａ、２５Ｌａ、２５Ｒａ、２６Ｌａ、２６Ｒａ、２７ａ及び５１ａ、オルタネータ３０、ＥＣＵ１０、及びプーリ６０が、本発明に係る「車両の電力制御装置」の一例を構成している。また、ＥＣＵ１０、ミリ波レーダ３１、車速センサ３３、及びステレオカメラ３２が、本発明の「取得手段」の一例を構成している。

前輪２１Ｌ及び２１Ｒ、後輪２２Ｌ及び２２Ｒ、ブレーキペダル２５、前輪ブレーキ２５Ｌ及び２５Ｒ、後輪ブレーキ２６Ｌ及び２６Ｒ、ＥＰＳ２０、サスペンション機構２３、アクセルペダル２７、及びスロットル５１の夫々は、本発明の「動作部分」の一例であり、車両１が、その走行時に障害物を緊急に回避する緊急回避時に、ＥＣＵ１０の制御下で、或いは運転者の操作に応じて動作する。

ＥＣＵ１０は、オルタネータ３０の発電動作を制御するレギュレータ等の制御回路、及びメモリを備えて構成されている。ＥＣＵ１０は、エンジン５０の動作を制御する。加えて、ＥＣＵ１０は、複数のアクチュエータ２０ａ、２１Ｌａ、２１Ｒａ、２２Ｌａ、２２Ｒａ、２３ａ、２５Ｌａ、２５Ｒａ、２６Ｌａ、２６Ｒａ、２７ａ及び５１ａの夫々から、前輪２１Ｌ及び２１Ｒ、後輪２２Ｌ及び２２Ｒ、ブレーキペダル２５、前輪ブレーキ２５Ｌ及び２５Ｒ、後輪ブレーキ２６Ｌ及び２６Ｒ、ＥＰＳ２０、サスペンション機構２３、アクセルペダル２７、及びスロットル５１に駆動力が供給されるように、これらアクチュエータの動作を制御する。

ＥＣＵ１０は、オルタネータ３０、プーリ６０、及びバッテリ７０の動作を制御する。より具体的には、車両１の走行路に障害物が存在しない通常の走行時には、発電された電力が無駄にならないように、オルタネータ３０の発電動作を制御する共に、オルタネータ３０によって発電された電力の一部を蓄電可能なようにバッテリ７０を制御する。加えて、ＥＣＵ１０は、エンジン５０の動作時に、エンジン５０から出力された動力をオルタネータ３０に伝達するプーリ６０の動作を制御する。

ＥＣＵ１０は、車両１の走行路に障害物が出現したこと、即ち、車両１の走行状態が障害物を緊急に回避すべき状態に至ったか否かを判断する。より具体的には、ミリ波レーダ３１、及びステレオカメラ３２によって検知された障害物と車両１との相対的な位置に関する位置情報と、車速センサ３３によって検出された車両１の車速Ｖとに基づいて、車両１が障害物を緊急に回避すべきか否かを判断する。

オルタネータ３０は、ＥＣＵ１０の制御下で、エンジン５０からプーリ６０を介して伝達された動力に用いて発電し、発電した電力をバッテリ７０に供給すると共に、複数のアクチュエータ２０ａ、２１Ｌａ、２１Ｒａ、２２Ｌａ、２２Ｒａ、２３ａ、２５Ｌａ、２５Ｒａ、２６Ｌａ、２６Ｒａ、２７ａ及び５１ａの夫々に電力を供給する。

次に、図２乃至図８を参照しながら、本実施形態に係る車両の電力制御装置による車両の電力制御方法を説明する。図２は、本実施形態に係る車両の電力制御装置によって実行される車両の電力制御方法のフローチャートである。図３は、緊急回避時、及び通常の走行時の夫々における車両の走行状態を図式的に示した概念図である。図４は、動力及び電力の供給路の構成を図式的に示したブロック図である。図５は、アクチュエータの消費電力及びオルタネータによる発電量の変化を図式的に示したグラフである。図６乃至図８は、通常の走行時から緊急回避時に亘るエンジンの回転数Ｎｅ及び車両の車速Ｖの関係を図式的に示したグラフである。

図２において、ＥＣＵ１０は、緊急回避フラグ信号Ｓが生成されたか否かを判断する（ステップＳ１０１）。より具体的には、ＥＣＵ１０は、その一部として設けられた緊急回避フラグ信号生成回路が、ミリ波レーダ３１、及びステレオカメラ３２によって検知された障害物と車両１との相対的な位置に関する位置情報と、車速センサ３３によって検出された車両１の車速Ｖとに基づいて、緊急に障害物を回避すべきである旨を内容とする緊急回避フラグ信号Ｓを生成したか否かを判断する。緊急回避フラグ信号Ｓは、例えば、予め設定された緊急回避条件に車両１の走行状態が合致したと判断された際に生成される。緊急回避フラグ信号が生成されなかった場合には、通常の発電量を維持する（ステップＳ１３２）。尚、緊急度に関する情報は、緊急回避フラグ信号に含まれていてもよいし、緊急回避フラグ信号を取得したＥＣＵ１０が緊急度を具体的に数値化してもよい。

ここで、図１及び図３を参照しながら、車両の緊急回避状態及び通常の走行状態を説明する。図３では、車両１が、通常の走行状態（Ａ）或いは（Ｂ）である車両１が、突然出現した障害物を緊急に避ける緊急回避状態（走行状態（Ｃ）及び（Ｄ））と、再び通常の走行状態（Ｅ）及び（Ｆ）に戻る走行経路と、障害物の手前で車両１が緊急に停止する停止状態（Ｇ）が図示されている。本発明の「緊急回避時」には、緊急回避状態（走行状態（Ｃ）及び（Ｄ））、及び停止状態（Ｇ）の夫々の状態で車両１の走行状態が制御されている期間を含んでおり、予め設定された緊急回避条件に車両１の走行状態が合致したと判断された時点から車両１が通常の走行状態に戻るまでの期間において、車両１による緊急回避が実行される。

尚、走行状態（Ｃ）及び（Ｄ）の夫々における車両１の車速Ｖｃ及びＶｄ、並びに加速度αｃ及びαｄの夫々が、本発明の「緊急回避時における前記車両の走行状態を示す緊急回避時の指標値」の一例であり、走行状態（Ｂ）における車両１の車速Ｖｂ及び加速度αｂの夫々が、本発明の「前記緊急回避時より前の走行時における前記車両の走行状態を示す前記緊急回避時より前の指標値」の一例である。

図１及び図３において、ＥＣＵ１０の走行状態が走行状態（Ｂ）にある際に、ＥＣＵ１０は、ミリ波レーダ３１及びステレオカメラ３２が検知した障害物２００の位置情報を取得する。このような位置情報は、車速Ｖで走行する走行状態（Ｂ）にある車両１と、障害物２００との距離ｄで示される車両１及び障害物２００の相対的な位置関係を示す情報である。ＥＣＵ１０の一部を構成する緊急回避フラグ信号生成回路は、車速センサ３３で検出された車両１の車速Ｖ及び距離ｄに基づいて緊急回避フラグ信号を生成する。

緊急回避フラグ信号が生成されなかった場合、より具体的には、障害物２００が車両１の走行路に存在していなかった場合、或いは、車速Ｖ及び距離ｄに基づいて余裕をもって障害物２００を回避できるように、又は障害物２００の手前で余裕をもって車両１を停止させることができるように、運転者が車両１を操作可能であると判断された場合には、ＥＣＵ１０は、オルタネータ３０が発電する発電量が通常の発電量となるようにオルタネータ３０の動作を維持する（ステップＳ１３２）。

緊急回避フラグ信号が生成された場合には、ＥＣＵ１０は、緊急度を特定する（ステップＳ１０２）。緊急度は、車両に搭載されたセンサによって障害物が検知された際の車両の速度と、その際の車両及び障害物間の距離等の車両及び障害物の相対的な位置関係とに基づいて特定される。また、緊急度は、車両１が障害物２００を回避するように車両１の運転者が車両１においてハンドル２４、及びブレーキペダル２５等の各種動作部分に対して行った回避操作の操作速度、より具体的には、運転者から単位時間当たりにハンドル２４に付与される回転力或いはその回転角度の大きさ、又は運転者がブレーキペダル２５を踏み込む単位時間当たりの踏み込み量等に基づいて特定されてもよい。

次に、ＥＣＵ１０は、オルタネータ３０が発電すべき目標発電量を設定する（ステップＳ１０３）。

ここで、図４及び図５を参照しながら、目標発電量について説明する。

図４において、エンジン５０の駆動時には、エンジン５０から、前輪２１Ｌ及び２１Ｒ等の駆動輪を含む駆動系９０と、オルタネータ３０とに動力が供給される。車両１の走行状態が通常の走行状態にある場合には、オルタネータ３０は、発電量が各種アクチュエータを含む被給電部８０が消費する電力及びバッテリ７０に充電される電力を超えないように、一定の上限値以下で発電する。バッテリ７０は、エンジン５０を始動する際に、エンジン５０を始動させるスタータを含む被給電部８０に電力を供給する。後述するように、車両１の緊急回避時には、通常の走行時より発電量が増大したオルタネータ３０から供給された電力が、被給電部８０に供給される。

図５（ａ）に示すように、車両１が障害物２００を緊急に回避する緊急回避時には、車両１の速度、走行姿勢等を予期せぬ速度及び状態に制御する必要が生じるため、緊急回避時に各種アクチュエータが消費する消費電力Ｐｃ２は、通常の走行状態における消費電力Ｐｃ１より増大する。より具体的には、例えば、車速Ｖを急激に変更する、或いは、車両２の走行経路を急激に変更する必要が生じ、各動作部分を駆動するための駆動力は、車両１が通常の走行状態にある場合より大きくなる。

したがって、各動作部分に駆動力を供給するアクチュエータ２０ａ、２１Ｌａ、２１Ｒａ、２２Ｌａ、２２Ｒａ、２３ａ、２５Ｌａ、２５Ｒａ、２６Ｌａ、２６Ｒａ、２７ａ及び５１ａの夫々の動作を協調させながら動作させたとしても、これらアクチュエータ全体で消費される消費電力Ｐｃ２は、通常の走行時に各アクチュエータで消費されていた消費電力Ｐｃ１より増大してしまう。

図５（ｂ）に示すように、オルタネータ３０が発電する発電量Ｐｇは、車両１の走行状態が通常の走行状態にある場合には、オルタネータ３０が発電した電力が無駄にならないように、本発明の「通常の上限値」の典型例である発電量Ｐｇ１を上限値として制限されている。しかしながら、緊急回避時において、オルタネータ３０の発電量Ｐｇが、発電量Ｐｇ１に設定されたままであると、各アクチュエータで消費される消費電力を賄うことができる十分な電力が、オルタネータ３０から各アクチュエータに供給されなくなり、各アクチュエータが電力不足に陥る。このような場合、各動作部分を動作させる十分な駆動力が各アクチュエータから各動作部分に供給されなくなり、車両１は緊急に障害物２００を回避することができなくなる虞がある。

そこで、ＥＣＵ１０は、緊急回避時に各アクチュエータで必要となる電力を賄えるように、オルタネータ３０が発電する発電量Ｐｇの上限値である発電量Ｐｇ１より大きい、本発明の「緊急回避時の上限値」の一例である目標発電量Ｐｇ２に発電量の上限値を設定する。オルタネータ３０は、車両１の緊急回避時において、ＥＣＵ１０による制御下で、標発電量Ｐｇ２を上限値として発電量を一時的に増大させる。オルタネータ３０が発電する発電量が増大することによって、オルタネータ３０から各アクチュエータに供給される電力が増大し、動作部分を動作させるために十分な駆動力を動作部分に供給可能なようにアクチュエータを駆動することが可能である。したがって、車両１が緊急に障害物２００を回避する緊急回避が可能になる。

尚、発電量Ｐｇ２は、車両１が障害物を回避する際の緊急度に応じて設定されてもよく、緊急回避時に、オルタネータ３０が発電する発電量Ｐｇを緊急度に応じて設定された発電量Ｐｇ２まで増大させることによって、緊急回避時に各アクチュエータで消費される消費電力より多い電力を確実にオルタネータ３０から各アクチュエータに供給でき、車両１は確実、且つ即座に障害物を回避できる。

再びに、図２において、ＥＣＵ１０は、運転者による操作を判定する（ステップＳ１０４）。より具体的には、運転者が緊急回避時に運転者がハンドル２４を操作した際におけるハンドル２４の回転角或いは回転速度、或いはブレーキペダル２５の踏み込み量、或いは運転者がアクセルペダル２７を踏み込む踏み込み量を各種センサを介して検出する。

次に、ＥＣＵ１０は、オルタネータ３０が目標発電量Ｐｇ２を発電可能なように、エンジン回転数Ｎｅを変更するか否かを判断する（ステップＳ１０５）。

エンジン回転数Ｎｅを変更しないと判断された場合には、ＥＣＵ１０は、エンジン５０のエンジン回転数Ｎｅが変更されることなく且つオルタネータ３０の発電量Ｐｇを変更可能なように、即ち、発電量Ｐｇが増大するように、プーリ６０のプーリ比を変更する（ステップＳ１２１）。エンジン５０から出力された動力をオルタネータ３０に伝達するプーリ６０は、エンジン５０及びオルタネータ３０を機械的に相互に接続しており、エンジン５０から出力された動力のうちオルタネータ３０に伝達される動力の割合を規定するプーリ比がＥＣＵ１０の制御下で変更される。より具体的には、プーリ６０は、オルタネータ３０の回転数と、エンジン回転数Ｎｅとの比を変更することができ、エンジン回転数Ｎｅの増大或いは減少が生じないように、動力をエンジン５０からオルタネータ３０に伝達できる。

プーリのプーリ比を変更することによって、エンジン５０から出力された動力のうちオルタネータ３０に供給されない動力部分によって駆動される駆動輪等の駆動系に供給される供給駆動力が緊急回避時より前と緊急回避時とに亘って変動する変動量を低減でき、運転者が感じる車両の違和感を低減できる。より具体的には、例えば、緊急回避時より前と緊急回避時とに亘ってエンジン５０のエンジン回転数Ｎｅの変化に起因して変化する可能性がある車両１の速度の変化量が低減され、加速度の変化に起因して運転者が感じる違和感を低減できる。尚、プーリ６０の代わりに他の伝達機構を用いて動力をオルタネータ３０に伝達することも可能である。

他方、ステップＳ１０５においてエンジン回転数Ｎｅを変更すると判断された場合、ＥＣＵ１０は、緊急回避時より前に設定されていた通常のエンジン回転数Ｎ０より高い目標回転数Ｎ１（図６乃至図８参照。）を設定し（ステップＳ１１１）、エンジン５０が目標回転数Ｎ１で駆動されるようにエンジン５０を制御する。緊急回避時にエンジン５０のエンジン回転数Ｎｅを積極的に高めることによって、エンジン５０から出力される動力の出力量を増大させることができ、オルタネータ３０が発電する発電量を増大させることが可能である。

このような目標回転数Ｎ１は、上述した緊急度と同様に特定された緊急度に応じて、設定されてもよい。このような緊急度に応じて目標回転数Ｎ１を設定することによって、緊急回避時にオルタネータ３０が発電した電力を無駄にすることなく、且つ車両１による緊急回避が可能なようにオルタネータ３０の発電量を制限できる。

ここで、目標回転数Ｎ１に応じてエンジン５０から動力が出力された場合、目標回転数Ｎ１は、緊急回避時より前における車両１の通常の走行時に設定されていたエンジン５０のエンジン回転数Ｎ０より高いため、エンジン回転数Ｎｅの増大に応じて、車両１の速度が変化し、運転者に違和感を与えてしまう虞がある。

そこで、ＥＣＵ１０は、ステップＳ１１１及び続くステップＳ１１２において、図３に示した車速Ｖｂ、Ｖｃ及びＶｄ相互の値の差が小さくなるように、或いは、加速度αｂ、αｃ及びαｄ相互の値の差が小さくなるように目標回転数Ｎ１を設定し、且つ本発明の「変速機構」の一例であるトランスミッション７５、並びにアクチュエータ２０ａ、２１Ｌａ、２１Ｒａ、２２Ｌａ、２２Ｒａ、２３ａ、２５Ｌａ、２５Ｒａ、２６Ｌａ、２６Ｒａ、２７ａ及び５１ａの少なくとも一方を制御する。

これにより、エンジン５０のエンジン回転数Ｎｅが目標回転数Ｎ１に設定し、エンジン回転数Ｎｅが増大することによって生じる可能性がある車両１の車速の変化を低減でき、緊急回避時において運転者が覚える違和感を低減することが可能である。

次に、ステップＳ１１２におけるトランスミッション７５のシフトレンジの制御について説明する。ステップＳ１１２では、ＥＣＵ１０が、オルタネータ３０が目標回転数Ｎ１に応じた電力を発電でき、車両１の運転者による各動作部分に対応する操作部分に対する操作に応じて車両１が走行するように、トランスミッション７５の段数、即ちシフトレンジを変更する。以下では、ブレーキペダル２５及びアクセルペダル２７の夫々が、本発明の「操作部分」の一例である。

図６では、運転者が緊急回避時にアクセルペダル２７を踏み込む踏み込み量を減らした場合、より具体的には、例えば、アクセルをオフした場合におけるシフトレンジの推移状態の一例を示している。尚、図６乃至図８では、１速、２速、３速、４速及び５速の夫々のシフトレンジについて、エンジン回転数Ｎｅ及び車速Ｖの関係を示す特性線の夫々を特性線ＳＲ１、ＳＲ２、ＳＲ３、ＳＲ４及びＳＲ５で示している。

図６に示すように、例えば、緊急回避時より前の通常の走行時（例えば、図３に示した走行状態（Ｂ））において、トランスミッション７５のシフトレンジが５速に設定されている状態で、車速Ｖ及びエンジン回転数Ｎｅの夫々が車速Ｖ０及びエンジン回転数Ｎ０に設定されている。即ち、緊急回避時より前の通常の走行時における車両１の走行状態、より具体的には、車速Ｖ及びエンジン回転数Ｎｅにより特定される車両１の走行状態は、特性線ＳＲ５上において車速Ｖ０及びエンジン回転数Ｎ０によって特定された点Ｐ０に対応している。

ここで、トランスミッション７５のシフトレンジを５速に設定したままで、エンジン回転数Ｎ０から目標回転数Ｎ１までエンジン回転数Ｎｅを増大させると、特性線ＳＲ５に沿って車速Ｖは車速Ｖ０から増大してしまう。したがって、アクセルペダル２７をオフすることによって、車両１の車速Ｖを車速Ｖ０に維持する、或いは車速Ｖが車速Ｖ０より減速するように、運転者がアクセルペダル２７を操作したとしても、運転者が意図した車速からずれた車速Ｖで車両１が走行してしまい、そのずれに起因して車両１の操作性、或いは運転者に違和感を生じる。

そこで、ＥＣＵ１０は、ステップＳ１１２において、エンジン回転数Ｎｅがエンジン回転数Ｎ０からエンジン回転数Ｎ１に変更されたとしても、車速Ｖが車速Ｖ０に維持されるように、例えば、５速より低いシフトレンジである２速にトランスミッション７５のシフトレンジをシフトダウンする。したがって、車両１の緊急回避時におけるエンジン回転数Ｎｅ及び車速Ｖの相互関係は、特性線ＳＲ２によって規定される。本例では、緊急回避時における車両１の走行状態は、特性線ＳＲ２上において目標回転数Ｎ１及び車速Ｖ０で規定される点Ｐ１に対応しており、オルタネータ３０による発電量を増大させるためにエンジン回転数Ｎｅを目標回転数Ｎ１まで増大させた場合でも、車速Ｖは、通常の走行時における車速Ｖ０に維持される。よって、緊急回避時における違和感の発生を低減することができる。

尚、本例では、トランスミッション７５として連続的にシフトレンジが可能であるＣＶＴ機構を用いることによって、シフトレンジを５速から２速に一足飛びに変更する場合に比べて、エンジン回転数Ｎｅの増大に対して滑らかに車速Ｖを制御することが可能である。加えて、ＥＣＵ１０の制御下において、シフトレンジを５速から２速にシフトダウンするだけでなく、目標回転数Ｎ１及び車速Ｖ０で車両１が走行するように、ブレーキアクチュエータ２５Ｌａ、２５Ｒａ、２６Ｌａ及び２６Ｒａの夫々が制御されてもよい。

次に、図７を参照しながら、運転者がアクセルペダル２７を踏み込んだ場合におけるシフトレンジの推移を説明する。図７は、運転者が緊急回避時にアクセルペダル２７を踏み込む踏み込み量を増やした場合、より具体的には、アクセルをオンした場合におけるシフトレンジの推移状態の一例を示している。本例では、車両１の通常の走行状態におけるシフトレンジは４速に設定されている。

図７に示すように、車両１の走行状態が通常の走行状態にある場合、その走行状態は、特性線ＳＲ４上の点Ｐ０に対応している。車両１の緊急回避時に、シフトレンジを４速に維持したままでエンジン回転数Ｎｅを目標回転数Ｎ１まで増大させた場合、車両１の走行状態は、目標回転数Ｎ１及び車速Ｖ１ａで特定される点Ｐ１ａに対応する。しかしながら、アクセルペダル２７の踏み込む量に対して加速度がつきすぎ、アクセルペダル２７の踏み込む量に対応して運転者が意図した車速Ｖ１ｂより高い車速Ｖ１ａに車速Ｖ０が変更された場合、車両１の操作性に関して違和感が生じる。

そこで、本例では、緊急回避時において運転者による操作に応じた所望の車速Ｖ１ｂに車速Ｖが設定されるように、ＥＣＵ１０は、例えば、シフトレンジを４速から３速にシフトダウンし、緊急回避時における車両１の走行状態を特性線ＳＲ３上の点Ｐ１ｂに対応させる。これにより、エンジン回転数Ｎｅの増大によってオルタネータ３０による発電量を増やすと共に、通常の走行状態及び緊急回避時における走行状態相互における車両１の操作性の変化及び違和感を低減することができる。尚、このような場合においても、ＥＣＵ１０の制御下において、シフトレンジを４速から３速にシフトダウンするだけでなく、車速Ｖ１ｂで車両１が走行するように、ブレーキアクチュエータ２５Ｌａ、２５Ｒａ、２６Ｌａ及び２６Ｒａの夫々が制御されてもよい。

次に、図８を参照しながら、運転者がブレーキペダル２５を踏み込んだ場合におけるシフトレンジの推移を説明する。図８は、運転者が緊急回避時にブレーキペダル２５を踏み込む踏み込み量を増やした場合、より具体的には、ブレーキをオンした場合におけるシフトレンジの推移状態の一例を示している。本例では、車両１の通常の走行状態におけるシフトレンジは４速に設定されている。

図８に示すように、車両１の走行状態が通常の走行状態にある場合、その走行状態は、特性線ＳＲ４上の点Ｐ０に対応している。車両１の緊急回避時に、シフトレンジを４速に維持したままでエンジン回転数Ｎｅを目標回転数Ｎ１まで増大させると特性線ＳＲ４に沿って点Ｐ２ａまで車速Ｖが大きくなり、運転者によるブレーキ操作、より具体的には、例えばブレーキペダル２５に対する操作に応じた減速感と異なる加速が生じてしまう。

そこで、本例では、緊急回避時において運転者による操作に応じた所望の車速Ｖ２ｂに車速Ｖが設定され、且つ、運転者によるブレーキ操作に応じた所望の減速感が生じるように、ＥＣＵ１０は、例えば、シフトレンジを４速から２速にシフトダウンし、緊急回避時における車両１の走行状態を特性線ＳＲ２上の点Ｐ２ｂに対応させる。これにより、エンジン回転数Ｎｅの増大によってオルタネータ３０による発電量を増やすと共に、所望の減速感を生じさせつつ車速Ｖを車速Ｖ２ｂに設定でき、通常の走行状態及び緊急回避時における走行状態相互における車両１の操作性の変化及び違和感を低減することができる。

尚、ＥＣＵ１０の制御下において、シフトレンジを４速から２速にシフトダウンするだけでなく、車速Ｖが車速Ｖ２ｂになるようにブレーキアクチュエータ２５Ｌａ、２５Ｒａ、２６Ｌａ及び２６Ｒａの夫々が制御されてもよい。

再び、図２において、ステップＳ１１２又はステップ１２１が終了した後、再度ステップＳ１０１以降の手順が実行される。尚、ＥＣＵ１０は、ステップＳ１０１からステップ１１２、Ｓ１２１及びＳ１３２までの手順を車両の走行時に常時繰り返して実行し、車両１による緊急回避に備えて待機状態に維持される。

以上説明したように、本実施形態に係る車両の電力制御装置によれば、車両１の緊急回避時にオルタネータ３０が発電する発電量が増大するため、オルタネータ３０から各アクチュエータに供給される電力の供給量が、緊急回避時より前の車両１の通常走行時より増大する。よって、アクチュエータは、オルタネータ３０が発電する発電量が車両１の通常走行に応じて制限されている場合に比べて、ＥＰＳ等の動作部分の動作性能を低下させることなく、車両１が障害物を回避可能なように駆動力を各動作部分に供給できる。このように、本実施形態に係る車両の電力制御装置を備えた車両１によれば、予期せぬ障害物が車両１の走行路に出現した場合でも、車両１は即座に障害物を回避できる。

本実施形態に係る車両の電力制御装置を具備してなる車両の主要な構成を示したブロック図である。 本実施形態に係る車両の電力制御装置によって実行される車両の電力制御方法のフローチャートである。 緊急回避時、及び通常の走行時の夫々における車両の走行状態を図式的に示した概念図である。 動力及び電力の供給路の構成を図式的に示したブロック図である。 アクチュエータの消費電力及びオルタネータによる発電量の変化を図式的に示したグラフである。 通常の走行時から緊急回避時に亘るエンジンの回転数Ｎｅ及び車両の車速Ｖの関係を図式的に示したグラフ（その１）である。 通常の走行時から緊急回避時に亘るエンジンの回転数Ｎｅ及び車両の車速Ｖの関係を図式的に示したグラフ（その２）である。 通常の走行時から緊急回避時に亘るエンジンの回転数Ｎｅ及び車両の車速Ｖの関係を図式的に示したグラフ（その３）である。

符号の説明

１・・・車両、１０・・・ＥＣＵ、２０・・・ＥＰＳ、２０ａ，２１Ｌａ，２１Ｒａ，２２Ｌａ，２２Ｒａ，２３ａ，２５Ｌａ，２５Ｒａ，２６Ｌａ，２６Ｒａ，２７ａ，５１ａ・・・アクチュエータ、３０・・・オルタネータ、５０・・・エンジン、６０・・・プーリ

Claims (7)

1. 車両が障害物を緊急に回避する緊急回避時に動作する動作部分に駆動力を供給するアクチュエータと、
   前記車両に搭載された内燃機関から出力された動力を用いて発電し、前記アクチュエータに電力を供給する発電装置と、
   前記車両が前記障害物を回避する緊急度を取得する取得手段と、
   該取得された緊急度に基づいて、前記緊急回避時に前記発電装置が発電する発電量が一時的に増大するように、前記発電装置を制御する制御手段と
   を備え、
   前記制御手段は、前記緊急回避時より前に前記発電装置に設定されていた前記発電量の通常の上限値を、前記緊急回避時の緊急度に応じた前記通常の上限値より高い緊急回避時の上限値に設定する
   ことを特徴とする車両の電力制御装置。
2. 前記内燃機関の回転数が変更されることなく前記発電量を変更可能なように、前記動力を前記発電装置に伝達する伝達機構を更に備えたこと
   を特徴とする請求項１に記載の車両の電力制御装置。
3. 前記制御手段は、前記緊急回避時より前に設定されていた前記内燃機関の回転数より高い目標回転数を設定し、前記内燃機関が前記目標回転数で駆動されるように前記内燃機関を制御すること
   を特徴とする請求項１に記載の車両の電力制御装置。
4. 前記制御手段は、前記緊急回避時の緊急度に応じて、前記目標回転数を設定すること
   を特徴とする請求項３に記載の車両の電力制御装置。
5. 前記制御手段は、前記緊急回避時における前記車両の走行状態を示す緊急回避時の指標値と、前記緊急回避時より前の走行時における前記車両の走行状態を示す前記緊急回避時より前の指標値との差が小さくなるように、前記目標回転数を設定し、且つ前記車両の変速機構、及び前記アクチュエータの少なくとも一方を制御すること
   を特徴とする請求項３又は４に記載の車両の電力制御装置。
6. 前記制御手段は、前記発電装置が前記目標回転数に応じた電力を発電でき、前記車両の運転者による前記動作部分に対応する操作部分に対する操作に応じて前記車両が走行するように、少なくとも前記変速機構の段数を変更すること
   を特徴とする請求項５に記載の車両の電力制御装置。
7. 前記動作部分は、前記車両のブレーキであり、
   前記アクチュエータは、前記ブレーキに前記駆動力を供給するブレーキアクチュエータであり、
   前記操作部分は、ブレーキペダルであり、
   前記制御手段は、前記車両の運転者による前記ブレーキペダルに対する操作に応じて前記車両を走行させた場合に、前記発電量を増加させるように前記発電装置を制御すると共に、少なくとも前記車両の車速が変更されるように、前記ブレーキアクチュエータを制御すること
   を特徴とする請求項５に記載の車両の電力制御装置。

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