JP6640453B2 - 車両の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両の制御装置に関する。

近年、モータジェネレータを駆動源とする電気自動車や、エンジンとモータジェネレータを駆動源とするハイブリッド車両が実用化されている。上記のような車両に搭載されるモータジェネレータは、インバータを介してモータ駆動用のバッテリ（二次電池）に接続され、駆動力発生時にはバッテリから電力供給を受けて駆動し、回生時には生成した回生電力によりバッテリを充電する。

充放電が行われるとバッテリは発熱し、特に大きな駆動力が必要となる場合や、長時間の回生が行われる場合などにおいて、バッテリは高温になりやすい。バッテリが高温になるとバッテリの劣化が促進されるため、高温になったモータ駆動用バッテリを冷却する技術が知られている（例えば特許文献１）。

特開２００５−１８３３４３号公報

しかし、上記のようなバッテリの冷却技術を用いても、バッテリにかかる負荷の大きさによっては、バッテリの高温状態が持続する場合があり、バッテリの劣化が促進される恐れがある、という問題があった。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、モータ駆動用のバッテリの負荷を抑制することで、モータ駆動用のバッテリの劣化を抑制することが可能な、新規かつ改良された車両の制御装置及び車両の制御方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、自車両の駆動源として少なくとも含まれるモータに電力を供給する第一のバッテリの負荷を予測する予測部と、予測部による予測結果に基づいて、第一のバッテリから、第一のバッテリより低電圧で補機に接続された第二のバッテリへの充電の抑制制御を行う充電抑制部と、自車両の進行方向の情報を監視する前方監視部と、を備え、前方監視部は、先行車両の検出、及び自車両と先行車両の車間距離の測定を行い、予測部は、先行車両が検出され、かつ車間距離が所定値以下の状態から、当該先行車両が検出されない状態、に変化した場合に、第一のバッテリの負荷が上昇することを予測する車両の制御装置が提供される。

前記充電抑制部は、前記予測結果と、前記第二のバッテリの充電率に基づいて、前記抑制制御を行ってもよい。

前記充電抑制部は、前記予測部が前記第一のバッテリの負荷が上昇することを予測し、かつ、前記第二のバッテリの充電率が所定値以上である場合に、前記第二のバッテリへの充電の抑制を行ってもよい。

前記車両の制御装置は、前記予測結果に基づいて、前記第一のバッテリから前記補機への電力供給の抑制制御を行う電力供給抑制部をさらに備えてもよい。

前記前方監視部は、カメラによる撮像情報に基づいて前記進行方向の情報を監視してもよい。

前記充電抑制部が行う前記抑制制御は、前記第二のバッテリへの充電を停止することを含んでもよい。

以上説明したように本発明によれば、モータ駆動用のバッテリの負荷を抑制することで、バッテリの劣化を抑制することが可能である。

本発明の一実施形態にかかる車両の基本システム構成を示すブロック図である。 同実施形態にかかるモータジェネレータを駆動源とした走行時の電力の流れを例示的に示す説明図である。 同実施形態にかかるモータジェネレータとエンジンを駆動源とした走行時の電力の流れを例示的に示す説明図である。 同実施形態にかかる抑制制御時の電力の流れを例示的に示す説明図である。 同実施形態にかかるＳＣ−ＣＵとＨＥＶ−ＣＵの構成を示す説明図である。 同実施形態の動作概要を示すフローチャート図である。 同実施形態にかかる負荷予測処理を示すフローチャート図である。 同実施形態にかかる抑制制御処理を示すフローチャート図である。 登坂時の抑制制御を説明するためのタイムチャート図である。 先行車両追い越し時の抑制制御を説明するためのタイムチャート図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

＜＜１．概要＞＞
まず、図１を参照して、本発明の一実施形態にかかる車両の概要について説明する。図１は、本発明の一実施形態による車両１（自車両）の基本システム構成を概略的に示す説明図である。本実施形態による車両１は、駆動源としてエンジン５５、及びモータジェネレータ７４を有するハイブリッド車両（ＨＥＶ）である。また、本実施形態による車両１は、モータジェネレータ７４（モータ）駆動用の高電圧バッテリ８０（第一のバッテリ）を備える。

＜１−１．動力系＞
図１に示したように、エンジン５５は、ガソリンなどを燃料として駆動力を発生する内燃機関であり、エンジン５５の出力側には自動変速機６５が接続されている。

モータジェネレータ７４は、電気エネルギーを機械エネルギーに変換する機能と、機械エネルギーを電気エネルギーに変換する機能（回生機能）とを有している。また、モータジェネレータ７４は、エンジン５５の出力を吸収し電力に変換して高電圧バッテリ８０（第一のバッテリ）を充電するモータ発電走行モードと、減速時に熱エネルギーとして捨てられる減速エネルギーを電力に変換して高電圧バッテリ８０に充電する回生ブレーキモードを有している。回生ブレーキモードでは、駆動輪４０の回転によりモータジェネレータ７４で電力が発生するとともに、駆動輪４０に対するブレーキ力が発生する。

モータジェネレータ７４は、直流電力と交流電力とを双方向に変換するインバータ７８を介して高電圧バッテリ８０に接続されている。インバータ７８は、モータジェネレータ７４による駆動力発生時においては、高電圧バッテリ８０の電圧を交流電圧に変換してモータジェネレータ７４を駆動させる。また、インバータ７８は、高電圧バッテリ８０の充電時においては、モータジェネレータ７４で生成した回生電力を直流電圧に変換して、高電圧バッテリ８０に充電する。すなわち、モータジェネレータ７４は、インバータ７８の制御により動作が切り換えられる。

エンジン５５及びモータジェネレータ７４から出力される駆動力は、自動変速機６５及び駆動軸４５を含む動力伝達経路を介して駆動輪４０に伝達される。自動変速機６５は、変速比を切り換えることにより、駆動軸４５に伝達する駆動力を調節する。エンジン５５と自動変速機６５との間には、図示しないクラッチ機構が設けられている。クラッチ機構を解放することで、エンジン５５が動力伝達経路から切り離され、動力源としてモータジェネレータ７４のみが駆動輪４０に接続される。また、クラッチ機構を締結することで、動力伝達経路にエンジン５５が接続され、動力源としてエンジン５５及びモータジェネレータ７４が駆動輪４０に接続される。

図1に示したように、高電圧バッテリ８０（第一のバッテリ）は、電圧の降圧を行うＤＣ−ＤＣコンバータ８５を介して、低電圧バッテリ９０（第二のバッテリ）、及び補機９５に接続されている。低電圧バッテリ９０は、ＤＣ−ＤＣコンバータ８５を介して高電圧バッテリ８０から電力供給を受けて充電される。補機９５は、低電圧バッテリ９０、またはＤＣ−ＤＣコンバータ８５を介して高電圧バッテリ８０から電力供給を受けて作動するエアコンなどの機器である。なお、図１では後述する複数の制御ユニット５０、６０、７０、１１０、１３０と補機９５が別々に記載されているが、これらの制御ユニット５０、６０、７０、１１０、１３０も補機９５として、上記のように電力供給を受けて作動してもよい。

＜１−２．電子制御系＞
図１に示したように、電子制御系は、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）などの図示しない通信バスに接続される複数の制御ユニットによって構成されている。これらの複数の制御ユニットを介した協調制御により、エンジン５５、自動変速機６５及びモータジェネレータ７４が制御される。

本実施形態において、複数の制御ユニットは、それぞれマイクロコンピュータを中心として構成され、エンジン制御ユニット（ＥＣＵ）５０、自動変速機制御ユニット（ＴＣＵ）６０、モータ制御ユニット（ＭＣＵ）７０、撮像処理ユニット（ＳＣ−ＣＵ）１１０及びハイブリッド制御ユニット（ＨＥＶ−ＣＵ）１３０を備えている。

これらの制御ユニット５０，６０，７０，１１０，１３０は、通信バスによって形成される車内ネットワークを介して各種演算値などの制御情報や各種センサによって検出した制御パラメータ情報を相互に交換し、エンジン制御、モータ制御、自動変速機制御、電力制御などを実行する。

例えば、ＳＣ−ＣＵ１１０には、ステレオカメラ２０の撮像情報の信号が入力される。例えば、本実施形態によるＳＣ−ＣＵ１１０は、ステレオカメラ２０の撮像情報に基づき、前方の勾配の予測、先行車両の検出、及び自車両と先行車両の車間距離の算出などを行う。

また、ＨＥＶ−ＣＵ１３０には、ドライバのアクセル操作（アクセルペダルの踏み込み量、アクセル開度)を検出するアクセルセンサ、ブレーキ操作（ブレーキペダルの踏み込み量）を検出するブレーキセンサなどの信号が入力される。

ＥＣＵ５０、ＴＣＵ６０、ＭＣＵ７０は、それぞれエンジン５５、自動変速機６５、モータジェネレータ７４のインバータ７８を制御する。これらのＥＣＵ５０、ＴＣＵ６０、ＭＣＵ７０は、ＨＥＶ−ＣＵ１３０からの要求に基づいて制御を実行してもよい。

＜＜２．背景＞＞
以上、本発明の一実施形態による車両１の概要を説明した。続いて、本実施形態の創作に至った背景を図２〜４を参照して説明する。

図２は、車両１がエンジン５５を駆動源として利用せず、モータジェネレータ７４のみを駆動源として利用して走行している場合の電力、及び駆動力の状態の一例を示す説明図である。図２に示したように、モータジェネレータ７４は、高電圧バッテリ８０からインバータ７８を介して電力供給を受けて駆動力を出力する。また、図２に示したように、高電圧バッテリはＤＣ−ＤＣコンバータ８５を介して低電圧バッテリ９０、及び補機９５に電力を供給する。

ここで、ドライバのアクセル操作に基づく駆動力要求により、モータジェネレータ７４が大きな駆動力を出力し続ける場合、高電圧バッテリ８０に高負荷がかかり、高電圧バッテリ８０の温度が上昇する。上述したように、高電圧バッテリ８０が高温になった場合、高電圧バッテリ８０の劣化が促進される恐れがある。そこで、高電圧バッテリ８０の温度が閾値Ｔｔｈ以上の場合には、高電圧バッテリ８０からモータジェネレータ７４への電力供給を抑制し、当該抑制により不足した駆動力をエンジン５５が出力する駆動力で補う駆動制御方法が考えられる。

図３は、高電圧バッテリ８０からモータジェネレータ７４への電力供給が抑制され、車両１がモータジェネレータ７４とエンジン５５の両方を駆動源として利用して走行している場合の電力、及び駆動力の状態の一例を示す説明図である。図３に示したように、モータジェネレータ７４だけでなく、エンジン５５も駆動力を出力することで、モータジェネレータ７４のみが駆動力を出力する場合と比較して、高電圧バッテリ８０からインバータ７８を介してモータジェネレータ７４に供給される電力量が抑制される。その結果、高電圧バッテリ８０の負荷が減少し、高電圧バッテリ８０の温度上昇が抑制される。

しかし、上記の高電圧バッテリ８０の温度に基づく駆動制御方法では、エンジン５５を駆動させるため、燃費が低下するという問題があった。また、高電圧バッテリ８０の温度が少なくとも閾値までは上昇してしまうため、高電圧バッテリ８０の劣化が促進される恐れがあるという問題があった。

そこで、本件発明者は、上記事情を一着眼点にして本発明の実施形態を創作するに至った。本実施形態による車両１は、高電圧バッテリ８０の負荷を予測し、高電圧バッテリ８０の高負荷が予測される場合に、例えば高電圧バッテリ８０からＤＣ−ＤＣコンバータ８５への電力供給を停止する抑制制御を行う。

図４は、高電圧バッテリ８０からＤＣ−ＤＣコンバータ８５への電力供給が停止した場合の電力、及び駆動力の状態の一例を示す説明図である。図４に示したように、高電圧バッテリからＤＣ−ＤＣコンバータ８５への電力供給が停止されると、ＤＣ−ＤＣコンバータ８５を介した低電圧バッテリ９０への充電と、補機９５への電力供給も停止されるため、高電圧バッテリ８０の負荷が低下する。したがって、高電圧バッテリ８０は高温にならず、高電圧バッテリ８０の温度は閾値Ｔｔｈ未満で保たれるため、高電圧バッテリ８０からモータジェネレータ７４への電力供給が抑制されない。

上記のように、本実施形態による車両１によれば、燃費が向上するとともに、高電圧バッテリ８０の温度上昇と劣化を抑制することが可能である。以下、本発明の実施形態による車両１において、上記の効果を実現するための撮像処理ユニット（ＳＣ−ＣＵ１１０）、及びハイブリッド制御ユニット（ＨＥＶ−ＣＵ１３０）の構成を順次詳細に説明する。

＜＜３．構成＞＞
＜３−１．撮像処理ユニット＞
図５に示したように、ＳＣ−ＣＵ１１０には、ステレオカメラ２０からの撮像情報が入力される。ＳＣ−ＣＵ１１０は、ステレオカメラ２０による撮像に基づいて、先行車両の検出や、自車両と先行車両の車間距離、自車両の進行方向の勾配などを演算する。このＳＣ−ＣＵ１１０が、ステレオカメラ２０による撮像情報に基づいて自車両の進行方向の情報を監視する、前方監視部としての機能を有している。

ＳＣ−ＣＵ１１０に接続されたステレオカメラ２０は、例えば電荷結合素子（ＣＣＤ）などの固体撮像素子を用いた左右一組のＣＣＤカメラからなる。これらの左右のＣＣＤカメラが、それぞれ車室内の天井前方に一定の間隔をもって取り付けられ、車外の対象を異なる視点からステレオ撮像する。ステレオカメラ２０及びＳＣ−ＣＵ１１０は一体化したユニットとして構成されて車室内に備えられてもよい。

ＳＣ−ＣＵ１１０は、ステレオカメラ２０で自車両の進行方向を撮像した１組のステレオ画像対に対し、対応する位置のずれ量から三角測量の原理によって距離情報を生成する。例えば、ＳＣ−ＣＵ１１０は、距離情報に基づいて進行方向の道路の勾配Ｓを算出する。また、ＳＣ−ＣＵ１１０は、距離情報に基づいて先行車両の検出を行う。先行車両が検出された場合には、ＳＣ−ＣＵ１１０は、自車両と先行車両の車間距離Ｄの算出（測定）を行う。先行車両の検出結果や、算出された車間距離Ｄ、勾配Ｓは、ＨＥＶ−ＣＵ１３０に出力される。

具体的には、図２に示したように、本実施形態によるＳＣ−ＣＵ１１０は、勾配予測部１１２、先行車両検出部１１４、及び車間距離測定部１１６を備える。これらの各部は、具体的にはマイクロコンピュータによるプログラムの実行により実現される。

（勾配予測部１１２）
勾配予測部１１２は、自車両前方の勾配Ｓを算出する。例えば、勾配予測部１１２は、予め与えられたステレオカメラの配置情報と、ステレオ画像から生成された距離情報に基づいて勾配Ｓを算出する。なお、勾配予測の際、勾配予測部１１２は、自車両が現在走行している道路が水平であると仮定して、勾配予測の基準となる水平面を設定してもよい。また、自車両が加速度センサなどを有し、自車両が現在走行している道路と水平面のなす角度を取得可能な場合には、当該角度に基づいて水平面が設定されてもよい。

（先行車両検出部１１４）
先行車両検出部１１４は、立体物としての先行車両の有無を検出する。例えば、先行車両検出部１１４は、ステレオ画像から生成された距離情報に対して、周知のグルーピング処理を行い、グルーピング処理した距離情報を予め設定された三次元的な立体物データなどと比較することにより、先行車両を検出する。

（車間距離測定部１１６）
車間距離測定部１１６は、先行車両検出部１１４が先行車両を検出した場合に、ステレオカメラ２０によるステレオ画像（撮像情報）に基づいて、自車両と先行車両の車間距離Ｄを測定する。例えば、車間距離測定部１１６は、検出された先行車両を、ステレオ画像から生成された距離情報に対応付け、対応付けられた距離情報に基づいて車間距離を測定する。

＜３−２．ハイブリッド制御ユニット＞
ＨＥＶ−ＣＵ１３０は、図１におけるＥＣＵ５０、ＴＣＵ６０、ＭＣＵ７０を介して、エンジン５５の出力トルク、自動変速機６５の変速比、モータジェネレータ７４の出力トルクを制御することにより、車両１の駆動制御を行う。また、本実施形態においてＨＥＶ−ＣＵ１３０は、高電圧バッテリ８０の負荷の予測を行い、予測結果に基づいて、高電圧バッテリ８０から、低電圧バッテリ９０への充電の抑制制御を行う。

具体的には、図５に示したように、ＨＥＶ−ＣＵ１３０には、ＳＣ−ＣＵ１１０から先行車両の検出結果や算出された車間距離Ｄ、自車両前方の勾配Ｓが入力されるとともに、通信バスを介して自車両の車速ｖ、低電圧バッテリ９０の充電率ＳＯＣなどが入力される。また、図５に示したように、本実施形態によるＨＥＶ−ＣＵ１３０は、予測部１３２、抑制部１３４を備える。これらの各部は、具体的にはマイクロコンピュータによるプログラムの実行により実現される。

（予測部１３２）
予測部１３２は、ＳＣ−ＣＵ１１０から入力される進行方向の情報（例えば、先行車両の検出結果、算出された車間距離Ｄ、勾配Ｓ）に基づいて、高電圧バッテリ８０の負荷を予測する。

例えば、予測部１３２は、勾配Ｓが所定値Ｓｔｈ１（＞０）以上の場合、または勾配Ｓが所定値Ｓｔｈ２（＜０）以下の場合に、高電圧バッテリ８０の負荷が上昇することを予測してもよい。かかる構成によれば、例えば自車両の進行方向に所定値Ｓｔｈ１以上の勾配を有する上り坂が存在する場合、当該上り坂による勾配抵抗の影響で自車両の走行負荷が上昇し、高電圧バッテリ８０の負荷と温度が上昇すること、を予測可能である。また、かかる構成によれば、例えば自車両の進行方向に所定値Ｓｔｈ２以下の勾配を有する下り坂が存在する場合、当該下り坂を安全に走行するために減速が行われ、回生により高電圧バッテリ８０の負荷と温度が上昇すること、を予測可能である。

また、予測部１３２は、先行車両が検出され、かつ車間距離Ｄが所定値Ｄｔｈ以下の状態から、当該先行車両が検出されない状態、に変化した場合に、高電圧バッテリ８０の負荷が上昇することを予測してもよい。かかる構成によれば、例えば自車両が先行車両を追い越す場合に、先行車両により軽減されていた空気抵抗が、先行車両追い越し後に増加することにより高電圧バッテリ８０の負荷が上昇し、高電圧バッテリ８０の温度が上昇すること、を予測可能である。

なお、予測部１３２は、自車両の速度ｖに基づいて高電圧バッテリ８０の負荷の予測を行ってもよい。例えば、予測部１３２は、自車両の速度ｖが、所定値ｖｔｈ以上の場合に限り、上記の勾配Ｓや車間距離Ｄなどに応じて、高電圧バッテリ８０の負荷が上昇すると予測してもよい。また、自車両の速度ｖに応じて、上記のＳｔｈ１、Ｓｔｈ２、Ｄｔｈの値が変更されてもよい。

（抑制部１３４）
抑制部１３４は、予測部１３２による予測結果に基づいて、高電圧バッテリ８０の出力の抑制制御を行う。特に本実施形態における抑制部１３４は、後述する充電抑制部としての機能と、電力供給抑制部としての機能を有する。また、本実施形態における抑制部１３４は、抑制制御にかかる要求を高電圧バッテリ８０やＤＣ−ＤＣコンバータ８５に送信することで、抑制制御を行ってもよい。

例えば、抑制部１３４は、予測部１３２による予測結果に基づいて、高電圧バッテリ８０から、高電圧バッテリ８０より低電圧で補機９５に接続された低電圧バッテリ９０への充電の抑制制御を行う充電抑制部としての機能を有する。かかる構成によれば、高電圧バッテリ８０の負荷が上昇することが予測される場合に、充電の抑制により高電圧バッテリ８０の負荷の合計を抑えることが可能である。

また、抑制部１３４は、予測部１３２による予測結果に基づいて、高電圧バッテリ８０から、補機９５への電力供給の抑制制御を行う電力供給抑制部としての機能を有する。かかる構成によれば、高電圧バッテリ８０の負荷が上昇することが予測される場合に、補機９５への電力供給の抑制により高電圧バッテリ８０の負荷の合計を抑えることが可能である。

また、本実施形態において、抑制部１３４が行う充電の抑制制御は、低電圧バッテリ９０への充電を停止することを含んでもよく、抑制部１３４が行う電力供給の抑制制御は、高電圧バッテリ８０から補機９５への電力供給を停止することを含んでもよい。ここで、高電圧バッテリ８０から低電圧バッテリ９０への充電と、補機９５への電力供給が停止された場合、補機９５は、低電圧バッテリ９０から受ける電力供給により動作を行うことが可能である。しかし、補機９５が低電圧バッテリ９０から電力供給を受け続け、低電圧バッテリ９０の充電率ＳＯＣが低下すると、低電圧バッテリ９０の出力が低下または停止し、補機９５の動作に不具合を生じる恐れがある。

そこで、本実施形態にかかる抑制部１３４は、予測部１３２による予測結果と、低電圧バッテリ９０の充電率ＳＯＣに基づいて、充電の抑制制御を行ってもよい。例えば、抑制部１３４は、予測部１３２が、高電圧バッテリ８０の負荷が上昇することを予測し、かつ、低電圧バッテリ９０の充電率ＳＯＣが所定値ＳＯＣｔｈ以上である場合に、低電圧バッテリ９０への充電の抑制を行ってもよい。また、抑制部１３４は、上記の充電の抑制と同様の条件に基づいて高電圧バッテリ８０から補機９５への電力供給の抑制を行ってもよい。かかる構成によれば、低電圧バッテリ９０の充電率ＳＯＣが低下した場合には、低電圧バッテリ９０の充電や高電圧バッテリ８０から補機９５への電力供給が抑制されず、補機９５の動作に不具合を生じることを防ぐことが可能である。

＜＜４．動作＞＞
以上、本実施形態による車両１が備えるＳＣ−ＣＵ１１０とＨＥＶ−ＣＵ１３０の構成について説明した。次に、本実施形態の動作について説明する。なお、以下で説明する処理（動作）は、定期的に行われてもよいし、前回の処理が終了次第、繰り返し行われてもよい。

＜４−１．基本ルーチン＞
図６は、本実施形態の動作概要の一例を示すフローチャート図である。まず、ＨＥＶ−ＣＵ１３０の予測部１３２は、ＳＣ−ＣＵ１１０から入力される進行方向の情報に基づいて、高電圧バッテリ８０の負荷の予測を行う（Ｓ１００）。この負荷予測処理の詳細については後述するが、予測部１３２は、負荷予測処理において、高電圧バッテリ８０の負荷が上昇すると予測した場合、「高負荷見込が有る」という情報を出力する。負荷予測処理において、「高負荷見込みが有る」という情報が出力されなかった場合（Ｓ２００：ＮＯ）、処理は終了する。

負荷予測処理において、「高負荷見込みが有る」という情報が出力された場合（Ｓ２００：ＹＥＳ）、ＨＥＶ−ＣＵ１３０の抑制部１３４は、低電圧バッテリ９０の充電率ＳＯＣが所定値ＳＯＣｔｈ以上であるか否かを判定する（Ｓ３００）。低電圧バッテリ９０の充電率ＳＯＣが所定値ＳＯＣｔｈより小さい場合（Ｓ３００：ＮＯ）、処理は終了する。

低電圧バッテリ９０の充電率ＳＯＣが所定値ＳＯＣｔｈ以上であった場合（Ｓ３００：ＹＥＳ）、抑制部１３４は、高電圧バッテリ８０から低電圧バッテリ９０への充電の抑制制御と、高電圧バッテリ８０から補機９５への電力供給の抑制制御を行う（Ｓ４００）。なお、この抑制制御処理の詳細については後述する。

以上、本実施形態の動作の概要について説明した。続いて、上記動作のうち、負荷予測処理（図６のステップＳ１００）、及び抑制制御処理（図６のステップＳ４００）について、それぞれ図７、図８を参照して詳しく説明する。

＜４−２．負荷予測ルーチン＞
図７は、負荷予測処理の一例を示すフローチャート図である。まず、ＳＣ−ＣＵ１１０の勾配予測部１１２が、進行方向の道路の勾配Ｓを予測する（Ｓ１０２）。続いて、ＨＥＶ−ＣＵ１３０の予測部１３２は、勾配Ｓが所定値Ｓｔｈ１以上、または所定値Ｓｔｈ２以下であるかどうかの判定を行う（Ｓ１０４）。勾配Ｓが所定値Ｓｔｈ１以上、または所定値Ｓｔｈ２以下であった場合（Ｓ１０４：ＹＥＳ）、予測部１３２は、高電圧バッテリ８０の負荷が上昇することを予測し「高負荷見込みが有る」という情報を出力して（Ｓ１２０）、負荷予測処理を終了する。

一方、勾配Ｓが所定値Ｓｔｈ１未満かつ所定値Ｓｔｈ２より大きい場合（Ｓ１０４：ＮＯ）、ＳＣ−ＣＵ１１０の先行車両検出部１１４は、先行車両の検出を行う（Ｓ１０６）。先行車両が検出された場合（Ｓ１０８：ＹＥＳ）、ＳＣ−ＣＵ１１０の車間距離測定部１１６は現時刻ｔにおける、先行車両と自車両の車間距離Ｄｔを測定する（Ｓ１１０）。続いて、ＨＥＶ−ＣＵ１３０の予測部１３２は、「高負荷見込みが無い」という情報を出力して（Ｓ１１２）、負荷予測処理を終了する。

先行車両が検出されなかった場合（Ｓ１０８：ＮＯ）、ＨＥＶ−ＣＵ１３０の予測部１３２は、現在の時刻ｔの直前の負荷予測時（時刻ｔ−１とする）における、車間距離Ｄｔ−１が所定値Ｄｔｈ以下であるか否かを判別する（Ｓ１１４）。ここで、時刻ｔ−１において車間距離Ｄｔ−１が測定されていなかった場合（例えば先行車両が検出されていなかった場合）、ＨＥＶ−ＣＵ１３０の予測部１３２は、車間距離Ｄｔ−１が所定値Ｄｔｈより大きいものと判別してもよい。

車間距離Ｄｔ−１が所定値Ｄｔｈ以下の場合（Ｓ１１４：ＹＥＳ）、予測部１３２は、高電圧バッテリ８０の負荷が上昇することを予測し「高負荷見込みが有る」という情報を出力して（Ｓ１１６）、負荷予測処理を終了する。車間距離Ｄｔ−１が所定値Ｄｔｈより大きい場合（Ｓ１１４：ＮＯ）、予測部１３２は、高電圧バッテリ８０の負荷が上昇することを予測し「高負荷見込みが無い」という情報を出力して（Ｓ１１８）、負荷予測処理を終了する。

＜４−３．抑制制御ルーチン＞
図８は、抑制制御処理の一例を示すフローチャート図である。まず、ＨＥＶ−ＣＵ１３０の抑制部１３４は、高電圧バッテリ８０から低電圧バッテリ９０への充電と、補機９５への電力供給を停止する（Ｓ４０２）。続いて、抑制部１３４は、低電圧バッテリ９０の充電率ＳＯＣが所定値ＳＯＣｔｈ以上であるか否かを判定する（Ｓ４０４）。

低電圧バッテリ９０の充電率ＳＯＣが所定値ＳＯＣｔｈ以上であった場合（Ｓ４０４：ＹＥＳ）、抑制部１３４は、高電圧バッテリ８０の負荷の低下が検出されたか否かを判定する（Ｓ４０６）。例えば、抑制部１３４は、モータジェネレータ７４の出力トルクが所定値よりも低くなった場合に、高電圧バッテリ８０の負荷の低下を検出してもよい。また、進行方向の勾配予測に基づいて高電圧バッテリ８０の負荷の上昇が予測された場合には、抑制部１３４は、加速度センサなどを用いて取得される現在走行中の道路の勾配の情報に基づいて、勾配による高電圧バッテリ８０の負荷の低下を検出してもよい。

高電圧バッテリ８０の負荷の低下が検出されなかった場合（Ｓ４０６：ＮＯ）、抑制部１３４は、再度、低電圧バッテリ９０の充電率ＳＯＣが所定値ＳＯＣｔｈ以上であるか否かを判定する（Ｓ４０４）。図８に示したように、低電圧バッテリ９０の充電率ＳＯＣが所定値ＳＯＣｔｈより小さくなる（Ｓ４０４：ＮＯ）、または、高電圧バッテリ８０の負荷の低下が検出される（Ｓ４０６：ＹＥＳ）まで、ステップＳ４０４〜Ｓ４０６の処理が繰り返される。

一方、低電圧バッテリ９０の充電率ＳＯＣが所定値ＳＯＣｔｈより小さい場合（Ｓ４０４：ＮＯ）、または、高電圧バッテリ８０の負荷の低下が検出された場合（Ｓ４０６：ＹＥＳ）、ＨＥＶ−ＣＵ１３０の抑制部１３４は、高電圧バッテリ８０から低電圧バッテリ９０への充電と、補機９５への電力供給を再開して、抑制制御処理を終了する（Ｓ４０８）。

＜４−４．タイムチャート＞
以上、本実施形態による負荷予測処理と、抑制制御処理の動作について説明した。続いて、本実施形態による抑制制御が具体的に実行された例を、図９、図１０のタイムチャート図に基づいて説明する。なお、本実施形態による抑制制御が実行される状況は以下の例に限定されない。

図９、図１０の上段には、従来の駆動制御（高電圧バッテリ８０の温度に基づく駆動制御）による高電圧バッテリ温度（高電圧バッテリ８０の温度）、エンジントルク、モータトルク、低電圧バッテリ充電状況（低電圧バッテリ９０の充電がＯＮであるかＯＦＦであるか）の推移を点線で示した。また、図９、図１０の下段には、本実施形態の抑制制御が実行された場合の高電圧バッテリ温度、エンジントルク、モータトルク、低電圧バッテリ充電状況の推移を実線で示した。

（登坂時）
図９は、登坂時（上り坂の走行時）の従来の駆動制御、及び本実施形態による抑制制御を示すタイムチャート図である。まず、図９の上段に示したように、従来の駆動制御においては、時刻ｔ１の時点で車両１が上り坂を登り始めると、勾配の増大により走行負荷が上昇するため、モータトルクが上昇する。モータトルクの上昇により高電圧バッテリ８０の負荷は増大し、当該負荷が高電圧バッテリ８０の冷却能力を超えた負荷であった場合には、図９上段に示したように高電圧バッテリ温度が上昇し始める。

その後、時刻ｔ２において、高電圧バッテリ温度が閾値Ｔｔｈに達すると、従来の駆動制御では、高電圧バッテリ８０の劣化を抑制するため、高電圧バッテリ８０からモータジェネレータ７４への電力供給が抑制される。その結果、モータジェネレータ７４の出力であるモータトルクが制限されて低下し、モータトルクの低下分を補うためエンジントルクが０から上昇する。なお、高電圧バッテリ８０からモータジェネレータ７４への電力供給が抑制されるため、高電圧バッテリ温度の上昇は止まる。

続いて、時刻ｔ３の時点で、上り坂が終了すると、勾配が減少して走行負荷が低下するため、エンジントルクが０に戻る。また、同様にモータトルクも低下するため、高電圧バッテリ温度も低下し始める。

以上のように、従来の駆動制御では、高電圧バッテリ温度が閾値Ｔｔｈまで上昇してしまうため、高電圧バッテリ８０の劣化が促進される恐れがあるとともに、エンジン５５の駆動により燃費が低下する恐れがあった。

一方、図９の下段に示したように、本実施形態による抑制制御が行われる場合においては、車両１が上り坂を走行する以前の時刻ｔ０において、自車両の進行方向の勾配が所定値以上であることが予測される。その結果、抑制制御により、高電圧バッテリ８０から低電圧バッテリ９０への充電と、補機９５への電力供給が停止される。

次に、時刻ｔ１の時点で、車両１が上り坂を登り始めると、勾配の増大により走行負荷が上昇するため、モータトルクが上昇し、その結果高電圧バッテリ温度が上昇し始める。しかし、抑制制御により高電圧バッテリ８０から低電圧バッテリ９０への充電と、補機９５への電力供給が停止されているため、高電圧バッテリ８０にかかる負荷の合計は図９上段の場合と比較すると小さく、高電圧バッテリ温度の上昇も小さい。その結果、図９下段に示したように、高電圧バッテリ温度は閾値Ｔｔｈ以下の温度で安定する。

その後、時刻ｔ３の時点で、上り坂が終了すると、勾配の減少により走行負荷が低下して、モータトルクが低下するため、高電圧バッテリ温度も低下し始める。また、モータトルクの低下に応じて、抑制制御により、高電圧バッテリ８０から低電圧バッテリ９０への充電と、補機９５への電力供給が再開する。

以上のように、本実施形態によれば、抑制制御により、高電圧バッテリ温度の上昇が抑制され、高電圧バッテリ８０の劣化を抑制することが可能である。さらに、上記で説明した例のように、抑制制御により高電圧バッテリの温度が閾値Ｔｈに達しない場合には、モータジェネレータ７４の出力が制限されないため、エンジン５５の駆動が不要であり、燃費が改善するという効果が得られる。

なお、上記では、車両１が上り坂を走行する場合の抑制制御について説明したが、本実施形態はこれに限定されず、例えば、車両１が下り坂を走行する場合においても本実施形態による抑制制御は実行される。車両１が下り坂を走行する場合、当該下り坂を安全に走行するために減速が行われ、回生により高電圧バッテリ８０の負荷が上昇する。下り坂が終了すると、加速が行われるが、従来の駆動制御では、高電圧バッテリ８０の負荷の合計が大きく、高電圧バッテリ８０が高温になるため、高電圧バッテリ８０からモータジェネレータ７４への電力供給が抑制される。したがって、下り坂の場合においても、従来の駆動制御では高電圧バッテリ８０の劣化が促進される恐れがあるとともに、エンジン５５の駆動により燃費が低下する恐れがある。一方、本実施形態の抑制制御によれば、下り坂の走行中に抑制制御が行われ、高電圧バッテリ８０の負荷の合計が抑えられるため、高電圧バッテリ８０が高温にならず、燃費も改善することが可能である。

（先行車両追い越し時）
図１０は、自車両が先行車両の追い越しを行った際（先行車両追い越し時）の従来の駆動制御、及び本実施形態による抑制制御を示すタイムチャート図である。まず、図１０の上段に示したように、従来の駆動制御においては、時刻ｔ１０の時点で自車両（車両１）が先行車両Ａの追い越しを行うと、空気抵抗が増加することにより自車両の走行負荷が上昇するため、モータトルクが上昇する。モータトルクの上昇により高電圧バッテリ８０にかかる負荷は増大し、当該負荷が高電圧バッテリ８０の冷却能力を超えた負荷であった場合には、図１０上段に示したように高電圧バッテリ温度が上昇し始める。

その後、時刻ｔ１１において、高電圧バッテリ温度が閾値Ｔｔｈに達すると、従来の駆動制御では、高電圧バッテリ８０の劣化を抑制するため、高電圧バッテリ８０からモータジェネレータ７４への電力供給が抑制される。その結果、モータジェネレータ７４の出力であるモータトルクが制限されて低下し、モータトルクの低下分を補うためエンジントルクが０から上昇する。なお、高電圧バッテリ８０からモータジェネレータ７４への電力供給が抑制されるため、高電圧バッテリ温度の上昇は止まる。

続いて、時刻ｔ１２の時点で、自車両が新たな先行車両Ｂに接近すると、先行車両Ｂによって自車両にかかる空気抵抗が減少することにより走行負荷が低下するため、エンジントルクが０に戻る。また、同様にモータトルクも低下するため、高電圧バッテリ温度も低下し始める。

以上のように、登坂時と同様、従来の駆動制御では、高電圧バッテリ８０の劣化が促進される恐れがあるとともに、燃費が低下する恐れがあった。

図１０の下段に示したように、本実施形態による抑制制御が行われる場合においても、時刻ｔ１０の時点で自車両（車両１）が先行車両Ａの追い越しを行うと、空気抵抗が増加することにより自車両の走行負荷が上昇するため、モータトルクが上昇する。ここで、本実施形態では、先行車両が検出され、かつ車間距離が所定値以下の状態から、時刻ｔ１０の時点で先行車両が検出されない状態に変化したことで、高電圧バッテリ８０の負荷の上昇が予測される。その結果、抑制制御により、高電圧バッテリ８０から低電圧バッテリ９０への充電と、補機９５への電力供給が停止される。

時刻ｔ１０以降では先行車両Ａの追い越しが行われたことで、モータトルクが上昇するため、高電圧バッテリ温度が上昇し始める。しかし、抑制制御により高電圧バッテリ８０から低電圧バッテリ９０への充電と、補機９５への電力供給が停止されているため、高電圧バッテリ８０にかかる負荷の合計は図１０上段の場合と比較すると小さく、高電圧バッテリ温度の上昇も小さい。その結果、図１０下段に示したように、高電圧バッテリ温度は閾値Ｔｔｈ以下の温度で安定する。

その後、時刻ｔ１２の時点で、 自車両が新たな先行車両Ｂに接近すると、先行車両Ｂによって自車両にかかる空気抵抗が減少することにより走行負荷が低下するため、モータトルクが低下し、高電圧バッテリ温度も低下し始める。また、モータトルクの低下に応じて、抑制制御により、高電圧バッテリ８０から低電圧バッテリ９０への充電と、補機９５への電力供給が再開する。

以上のように、登坂時と同様、本実施形態によれば、先行車両の追い越し時においても、抑制制御により、高電圧バッテリ８０の劣化を抑制すること、及び燃費を改善することが可能である。

＜＜５．むすび＞＞
以上説明したように、本発明の実施形態によれば、高電圧バッテリの負荷予測に基づいて高電圧バッテリから低電圧バッテリへの充電の抑制制御が行われるため、高電圧バッテリの負荷を低減し、高電圧バッテリの温度上昇と劣化を抑制することが可能である。また、本発明の実施形態によれば、高電圧バッテリの温度上昇が抑制されるため、高電圧バッテリの温度に基づくモータジェネレータの出力制限とエンジントルクの駆動が抑制され、燃費を改善することが可能である。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、上記実施形態では、駆動源としてエンジン５５及びモータジェネレータ７４を備えたハイブリッド車両の例を説明したが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、駆動源としてモータジェネレータのみを備えた車両においても、本発明を実施することが可能である。

また、上記実施形態では、ＨＥＶ−ＣＵ１３０の予測部１３２が、進行方向の勾配、先行車両の検出有無、及び車間距離に基づいて高電圧バッテリ８０の負荷の予測を行う例を説明したが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、ＨＥＶ−ＣＵ１３０の予測部１３２は、自車両の速度、撮像情報中の先行車両の面積と形状、車間距離などに基づいて、自車両が受ける空気抵抗の大きさを推定することで、高電圧バッテリ８０の負荷を予測してもよい。

また、上記実施形態では、ＨＥＶ−ＣＵ１３０の抑制部１３４が抑制制御として、高電圧バッテリ８０から低電圧バッテリ９０への充電と補機９５への電力供給の停止と再開を行う例を説明したが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、ＨＥＶ−ＣＵ１３０の抑制部１３４は、高電圧バッテリ８０から低電圧バッテリへの充電を停止し、補機９５への電力供給を継続させるように抑制制御を行ってもよい。また、ＨＥＶ−ＣＵ１３０の抑制部１３４は、高電圧バッテリ８０から補機９５への電力供給の出力を制限するように抑制制御を行ってもよく、当該制限の程度は例えば予測される負荷の大きさ（例えば進行方向勾配の大きさ）に応じて決定されてもよい。

また、上記実施形態では、前方監視部が、ステレオカメラの撮像処理を行うＳＣ−ＣＵ１１０によって構成される例を説明したが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、車車間通信、ＩＴＳ（Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｓｙｓｔｅｍ：高度道路交通システム）を通じて取得される情報に基づいて、自車両の進行方向の情報が監視されるように構成してもよい。

また、上記実施形態では、予測部１３２、抑制部１３４はＨＥＶ−ＣＵに含まれる例を説明したが、本発明はかかる例に限定されない。上記の各部の機能は、例えば、ＳＣ−ＣＵ１１０、ＥＣＵ５０、ＴＣＵ６０、ＭＣＵ７０などの他の制御ユニットがプログラムを実行することにより実現されてもよい。

また、本明細書における各ステップは、必ずしもフローチャート図として記載された順序に沿って時系列に処理する必要はない。例えば、抑制制御処理における各ステップは、フローチャート図として記載した順序と異なる順序で処理されても、並列的に処理されてもよい。

１ 車両
２０ ステレオカメラ
４０ 駆動輪
４５ 駆動軸
５０ ＥＣＵ（エンジン制御ユニット）
５５ エンジン
６０ ＴＣＵ（自動変速機制御ユニット）
６５ 自動変速機
７０ ＭＣＵ（モータ制御ユニット）
７４ モータジェネレータ
７８ インバータ
８０ 高電圧バッテリ
８５ ＤＣ−ＤＣコンバータ
９０ 低電圧バッテリ
９５ 補機
１１０ ＳＣ−ＣＵ（撮像処理ユニット）
１１２ 勾配予測部
１１４ 先行車両検出部
１１６ 車間距離測定部
１３０ ＨＥＶ−ＣＵ（ハイブリッド制御ユニット）
１３２ 予測部
１３４ 抑制部

Claims (6)

1. 自車両の駆動源として少なくとも含まれるモータに電力を供給する第一のバッテリの負荷を予測する予測部と、
   前記予測部による予測結果に基づいて、前記第一のバッテリから、前記第一のバッテリより低電圧で補機に接続された第二のバッテリへの充電の抑制制御を行う充電抑制部と、
   前記自車両の進行方向の情報を監視する前方監視部と、
   を備え、
   前記前方監視部は、先行車両の検出、及び前記自車両と前記先行車両の車間距離の測定を行い、
   前記予測部は、前記先行車両が検出され、かつ前記車間距離が所定値以下の状態から、当該先行車両が検出されない状態、に変化した場合に、前記第一のバッテリの負荷が上昇することを予測する、
   車両の制御装置。
2. 前記充電抑制部は、前記予測結果と、前記第二のバッテリの充電率に基づいて、前記抑制制御を行う、請求項１に記載の車両の制御装置。
3. 前記充電抑制部は、前記予測部が前記第一のバッテリの負荷が上昇することを予測し、かつ、前記第二のバッテリの充電率が所定値以上である場合に、前記第二のバッテリへの充電の抑制を行う、請求項２に記載の車両の制御装置。
4. 前記車両の制御装置は、前記予測結果に基づいて、前記第一のバッテリから前記補機への電力供給の抑制制御を行う電力供給抑制部をさらに備える、請求項１〜３のいずれか一項に記載の車両の制御装置。
5. 前記前方監視部は、カメラによる撮像情報に基づいて前記進行方向の情報を監視する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の車両の制御装置。
6. 前記充電抑制部が行う前記抑制制御は、前記第二のバッテリへの充電を停止することを含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の車両の制御装置。

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