JP7091724B2 - 走行支援装置 - Google Patents

Description

本発明は、蓄電池から供給される電力により駆動するモータを備え、このモータにより走行する車両に適用される走行支援装置に関する。

電気自動車（ＥＶ：Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）、ハイブリッド車（ＨＥＶ：Ｈｙｂｒｉｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）等の電力により駆動するモータによって走行する電動車が知られている。電動車において、電力を駆動源として走行できる距離を延ばすための技術が知られている。例えば、特許文献１には、電力を駆動源として走行できる距離を延ばすために、モータに電力を供給する蓄電池の残容量が低下した場合に、運転者の選択により、車両の速度や加速度を制限する技術が記載されている。

特許第３１３１２４８号公報

特許文献１のように、蓄電池の残容量が低下した場合に、電動車の速度や加速度を低下させて走行を続けると、走行経路によっては、安全な走行ができない場合がある。例えば、走行経路に高速道路や合流点が含まれている場合に、電動車の速度や加速度が制限されていると、交通の流れに乗ることができず、安全な走行が困難になる。

上記に鑑み、本発明は、蓄電池の状態に応じた適切な走行経路選択が可能な電動車用の走行支援装置を提供する。

本発明は、蓄電池から供給される電力により駆動するモータを備え、前記モータにより走行する車両に適用される走行支援装置を提供する。この走行支援装置は、前記車両の目的地に応じた走行経路を探索する探索部と、前記走行経路の走行環境情報に基づいてトルクとパワーとの少なくともいずれか一方を能力値として選択して、前記走行経路を前記車両が走行するために要する必要能力を算出する第１算出部と、前記第１算出部が選択した能力値に応じてトルクとパワーとの少なくともいずれか一方を能力値として選択して、前記蓄電池から供給可能な供給能力を算出する第２算出部と、前記必要能力が前記供給能力以下となる走行経路を走行可能経路と判定する判定部と、を備える。

本発明によれば、探索された走行経路を走行するための必要能力と、蓄電池から供給される供給能力とを、走行経路の走行環境情報に基づいて選択した能力値（トルクとパワーとの少なくともいずれか一方）において算出する。例えば、能力値としてトルクを選択した場合には、必要能力をトルクで算出し、供給能力もトルクで算出する。そして、必要能力が供給能力以下となる走行経路を走行可能経路として選択する。このため、例えば、高トルクが必要となる登坂路等が走行経路に含まれている場合には、走行に必要なトルクと蓄電池から供給可能なトルクとに基づいて、走行経路を選択することができる。また、例えば、高パワーが必要となる高速道路等が走行経路に含まれている場合には、走行に必要なパワーと蓄電池から供給可能なパワーとに基づいて、走行経路を選択することができる。走行経路の走行環境情報に応じて適切に選択した能力値において必要能力と供給能力とを比較し、走行経路を選択することができるため、選択した走行経路を安全に走行することが可能となる。

実施形態に係る走行支援装置（ＥＣＵ）を備えた駆動システムの概略図。 登坂路における必要トルクの説明図。 実施形態に係る走行支援制御のフローチャート。 実施形態に係る走行可否判定のフローチャート。 他の実施形態に係る走行可否判定のフローチャート。 ＥＶ車の車速とトルクおよびパワーの関係を示す図。

図１に示すように、駆動システム１は、蓄電池１１と、モータ１２と、インバータ１３と、表示装置１４と、入力装置１５と、ＥＣＵ２０と、センサ類３０とを備えている。駆動システム１は、ＥＶ車両に搭載され、モータ１２の回転により車両の車輪を回転させ、車両を走行させることができる。

蓄電池１１は、駆動用バッテリであり、蓄電池１１とモータ１２との間に接続されたインバータ１３を介して、モータ１２に電力を供給する。インバータ１３は、蓄電池１１から供給される直流電力を三相交流電力に変換し、変換した三相交流電力をモータ１２に供給する。インバータ１３は、ＥＣＵ２０から送られた駆動指令に応じて、走行駆動用のモータ１２に駆動電流を供給する。これによって、蓄電池１１からモータ１２に供給される電力が制御され、モータ１２の駆動が制御されて、車両の走行制御が行われる。なお、電力により駆動される補機類等（図示していない）に対しては、蓄電池１１から電力供給されてもよい。または、蓄電池１１とは別にサブバッテリを設置し、このサブバッテリから補機類に電力供給を行ってもよい。

センサ類３０は、モータ１２の回転トルクを検知するトルクセンサ３１、蓄電池１１の電圧を検知する電圧センサ３２、蓄電池１１の電流を検知する電流センサ３３、蓄電池の温度（ＢＴ温度）を検知するＢＴ温度センサ３４、モータ１２の温度（ＭＴ温度）を検知するＭＴ温度センサ３５、インバータ１３の温度（ＩＮＶ温度）を検知するＩＮＶ温度センサ３６と、冷却水の温度を検知する冷却水温センサ３７、車両の走行速度を検知する車速センサ３８、車両の位置を検知するＧＰＳセンサ３９を含んでいる。センサ類３０の検知値は、ＥＣＵ２０に入力される。なお、蓄電池の残容量（ＳＯＣ）は、例えば、電流センサ３３により検知される充放電電流を時間で積算することにより算出できる。

表示装置１４は、液晶ディスプレイ等で構成され、ＥＣＵ２０によって探索された走行経路等を表示する。入力装置１５は、運転者が、目的地設定、各種選択についての命令を入力する装置である。目的地設定が入力された場合、目的地の情報は、ＥＣＵ２０へ提供される。運転者は、目的地の住所、カテゴリ、電話番号等に基づいて、目的地のＰＯＩ（Ｐｏｉｎｔ Ｏｆ Ｉｎｔｅｒｅｓｔ）を検索し、設定する。なお、ＰＯＩとは、店舗情報などの地点に関する情報である。

ＥＣＵ２０によって、蓄電池１１からモータ１２に供給される電力が制御され、モータ１２の駆動が制御されて、車両の走行制御が行われる。また、ＥＣＵ２０は、車両の走行支援を行う走行支援装置としての機能を有する。

ＥＣＵ２０は、探索部２１と、第１算出部２２と、第２算出部２３と、判定部２４と、走行制御部２５と、を備えている。ＥＣＵ２０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、バックアップＲＡＭ、Ｉ／Ｏ等（いずれも図示せず）よりなるマイクロコンピュータを主体として構成され、ＲＯＭに記憶された各種の制御プログラムを実行することで、上記の各部の機能を実現する。

探索部２１は、車両の目的地に応じた走行経路を探索する。目的地は、例えば、運転者によって入力装置１５に入力されることによって設定される。ＥＣＵ２０には、地図情報として、道路情報、ＰＯＩの情報等が記憶されている。探索部２１は、入力装置１１０からの目的地の情報、自車位置の情報、目的地に応じた地図領域についての道路情報及びＰＯＩ情報等の地図情報等に基づいて、現在地から目的地までの走行経路を探索する。

探索部２１は、目的地の入力があった場合に、目的地の情報に基づいて、要求する地図領域を決定し、該当する地図情報を読み出し、走行経路の探索を行う。また、探索部２１は、ＧＰＳセンサ３９から取得する情報から、自車の車両位置を算出するように構成されていてもよい。この場合、探索部２１は、自車の車両位置が、ＥＣＵ２０に記憶された目的までの走行経路から一定距離だけ離れた場合に走行経路の探索を行ってもよい。

さらに、探索部２１は、走行経路の走行環境情報を取得する。走行環境情報とは、車両の走行制御に影響する情報であり、具体的には、走行経路の傾斜角、幅、カーブとその曲がり角、路面状態等の地理的情報や、走行経路の標識速度情報、天候、混雑状況に関する情報等を挙げることができる。走行環境情報は、ＥＣＵ２０に記憶された地図情報から読み出したものであってもよいし、センサ類３０や外部通信手段によって取得されたものであってもよい。探索部２１は、走行可能経路ごとに、目的地まで到達するまでの時間や消費電力を算出または取得し、到達時間が最短となる最短経路や、電力消費が最小となる最小電力経路を選択してもよい。

第１算出部２２は、走行経路の走行環境情報に基づいて、トルクとパワーとのいずれか一方、または双方を能力値として選択する。そして、選択した能力値において、必要能力を算出する。トルクは、車輪を回転させる力のモーメントであり、登坂性能や加速性能の指標として用いられる。パワーは、車両の走行させる際の単位時間当たりの仕事量であり、出力、動力、駆動力等と称されることもある。パワーは、高速走行性能の指標として用いられる。第１算出部２２は、走行経路の走行に登坂性能や加速性能が要求される場合には、能力値としてトルクを選択する。第１算出部２２は、走行経路の走行に高速走行性能が要求される場合には、能力値としてパワーを選択する。

第１算出部２２は、走行経路を走破するために必要なトルク（必要トルク）と、必要なパワー（必要パワー）との双方を算出してもよく、一方のみを算出してもよい。第１算出部２２における必要トルクの算出は、探索部２１が探索した目的地までの走行経路全体に行われてもよいし、目的地までの走行経路を小分割した分割経路ごとに行われてもよい。走行経路または分割経路において、走行に要する最大トルクを必要トルクとして算出してもよく、同様に、走行に要する最大パワーを必要パワーとして算出してもよい。

第１算出部２２は、車両が走行経路を所定の速度で走行するために必要なパワーを考慮して必要能力の算出を行ってもよい。所定の速度を維持した走行が可能となることにより、安全に走行できる。また、第１算出部２２は、車両が走行経路で所定の加速度で加速するために要するトルクを考慮して必要能力を算出してもよい。任意のタイミングで所定の加速度で加速することが可能となることにより、危険回避が可能となる。

第１算出部２２は、第１算出部２２は、走行経路の走行環境情報に基づいて、走行経路が高負荷要素を含んでいると判断した場合に、必要能力を算出するように構成されていてもよい。高負荷要素は、走行に高いトルクを要する高トルク要素と、高いパワーを要する高パワー要素とを含む。なお、高トルク要素かつ高パワー要素となる要素も存在する。

具体的には、走行経路が高トルクを要する要素を含んでいると判断した場合に、能力値をしてトルクを選択し、必要トルクを算出するように構成されていてもよい。高トルクを要する要素としては、登坂路等を挙げることができる。

図２に示す傾斜角θの登坂路を走行する際の必要トルクＴ１の算出方法について説明する。この登坂路を走行するために必要な駆動力Ｆｅは、勾配抵抗Ｆｇと、摩擦抵抗Ｆｆと、空気抵抗Ｆａから、下記式（１）により算出することができる。
Ｆｅ＝Ｆｇ＋Ｆｆ＋Ｆａ …（１）

また、各抵抗Ｆｇ、Ｆｆ、Ｆａは、下記式（２）～（４）により算出することができる。なお、Ｍは、車両の質量であり、ｇは、重力加速度であり、μは、動摩擦係数であり、ｋは、空気抵抗係数であり、Ａは、車両の前面の面積、Ｓは車速であり、「Ｓ＾２」との記載は、車速Ｓの２乗を意味する。なお、車速Ｓは、算出対象となる走行経路を走行する際の車両の速度であり、走行環境情報（走行経路における道路情報、標識速度情報、混雑情報等）に基づいて、安全な走行が可能な所定の速度に設定することができる。
Ｆｇ＝Ｍ×ｇ×ｓｉｎθ …（２）
Ｆｆ＝μ×Ｍ×ｇ×ｃｏｓθ …（３）
Ｆａ＝ｋ×Ａ×Ｓ＾２ …（４）

また、駆動力Ｆを得るために必要なトルクＴは、下記式（５）に基づいて算出できる。なお、ηは、動力伝達効率であり、λは、総減速比であり、ｒは、車輪半径である。
Ｆｅ＝Ｔ×η×λ／ｒ …（５）

車両が走行経路を走行中に、任意のタイミングで所定の加速度Ｃで加速できるように、必要トルクＴ１は、上記式（５）におけるトルクＴよりも大きい値として算出される。具体的には、上記式（５）に、慣性抵抗（Ｍ×Ｃ）を付け加えた下記式（６）から算出できる。
Ｆｅ＋Ｍ×Ｃ＝Ｔ１×η×λ／ｒ …（６）

上記（１）～（６）式に基づいて、必要トルクＴ１を算出することで、登坂路を走行する際の必要トルクＴ１を求めることができる。なお、上記式（２）および（３）において、θ＝０とすれば、勾配抵抗が零となり、平坦な道を走行する際の必要トルクＴ１を算出できる。

また、第１算出部２２は、走行経路が高パワー要素を含んでいると判断した場合に、能力値としてパワーを選択し、必要パワーを算出するように構成されていてもよい。走行に必要な必要パワーを算出するように構成されていてもよい。高パワーを要する要素としては、高速道路や合流点等を挙げることができる。

必要パワーＰ１は、上記式（１）に示す駆動力Ｆｅが単位時間当たりに行った仕事であり、下記式（７）により算出することができる。なお、ｎは、モータ１２の回転速度であり、係数αは、回転速度ｎの単位がｒｐｍである場合に、α＝２π／６０で表すことができる。また、回転速度ｎは、トルクセンサ３１の検知値から求めることができる。
Ｐ１＝Ｆｅ×ｎ×ｒ×α＝Ｔ１×ｎ×α…（７）

第２算出部２３は、第１算出部２２が選択した能力値に応じて、トルクとパワーとの少なくともいずれか一方を能力値として選択する。そして、蓄電池１１から供給可能な供給能力を算出する。第１算出部２２により必要能力がトルクとして算出された場合には、第２算出部２３は、供給能力をトルクで算出する。すなわち、蓄電池１１から供給可能なトルク（供給トルク）を算出する。第１算出部２２により必要能力がパワーとして算出された場合には、第２算出部２３は、供給能力をパワーで算出する。すなわち、蓄電池１１から供給可能なパワー（供給パワー）を算出する。第１算出部２２により必要能力がトルクとパワーの双方で算出された場合には、第２算出部２３は、供給能力として、供給トルクと供給パワーの双方を算出する。なお、蓄電池１１からモータ１２以外の機器（補機類等）に電力が供給されている場合には、第２算出部２３は、補機類等に供給する電力を考慮して供給能力を算出することができる。

供給トルクＴ２は、蓄電池１１の出力電流Ｉに基づいて、下記式（８）により算出することができる。出力電流Ｉの値は、電流センサ３３の検知値を用いることができる。なお、Ｋｔはトルク定数である。下記式（８）に示すように、蓄電池１１のＳＯＣが低下し、出力電流Ｉが低下すると、蓄電池１１は高いトルク要求に応じることが困難となる。
Ｔ２＝Ｋｔ×Ｉ×λ …（８）

供給パワーＰ２は、蓄電池１１の出力電圧Ｖおよび出力電流Ｉに基づいて、下記式（９）により算出することができる。下記式（９）に示すように、蓄電池１１のＳＯＣが低下し、出力電圧Ｖおよび出力電流Ｉが低下すると、蓄電池１１は高いパワー要求に応じることが困難となる。
Ｐ２＝Ｖ×Ｉ …（９）

第２算出部２３は、走行経路が高パワーかつ高トルクを要する要素を含む場合には、供給トルクと供給パワーとの配分比を算出してもよい。高パワーかつ高トルクを要する要素の具体例として、高速道路内に存在する登坂路（以下、高速登坂路と称する）を挙げることができる。配分比は、走行性能曲線などに基づいて、走行経路を走行する際に想定される車速から決定することができる。例えば、トルクは車速の速度が低速～中速となる範囲で最大となり、パワーは、車速が高速となる範囲で最大となる傾向がある場合には、低速ほど供給トルクの配分比を高くし、高速ほど供給パワーの配分比を高くするようにしてもよい。

また、走行経路における車速Ｓに応じて、第１算出部２２または第２算出部２３でトルクとパワーのいずれを算出するか選択してもよい。例えば、車速Ｓが低い場合には、必要トルクおよび供給トルクを算出し、車速Ｓが高い場合には、必要パワーおよび供給パワーを算出するようにしてもよい。

なお、高速登坂路を走行する際には、走行速度を確保するよりも、トルクを確保する方が、より安全に上り切るために重要であることから、走行経路に高速登坂路が存在する場合には、高トルク要素として扱ってもよい。

なお、第１算出部２２と第２算出部２３における必要能力および供給能力の算出は、蓄電池１１の能力が低下した場合にのみ行われるものであってもよい。蓄電池１１の能力は、センサ類３０により検知可能な、蓄電池１１のＳＯＣ、蓄電池の温度、モータ１２の温度、インバータ１３の温度に基づいて、評価することができる。蓄電池１１の能力の評価に際しては、さらに、蓄電池１１の出力電圧Ｖまたは出力電流Ｉ、モータ１２の回転トルク、冷却水の温度を検知する冷却水温等を併せて用いてもよい。上記に挙げた評価指標に対して、それぞれ適宜設定した閾値と比較することによって、蓄電池１１の能力が低下したか否かの判定を行ってもよい。例えば、蓄電池１１のＳＯＣが所定の閾値以下の場合に、蓄電池１１の能力が低下したと判断し、第１算出部２２と第２算出部２３における必要能力および供給能力の算出を行うようにしてもよい。

判定部２４は、必要能力が供給能力以下となる走行経路を走行可能経路と判定する。必要トルクと供給トルクとが算出されている場合には、必要トルクが供給トルク以下である走行経路を走行可能経路と判定する。また、必要パワーと供給パワーとが算出されている場合には、必要パワーが供給パワー以下である走行経路を走行可能経路と判定する。判定部２４によれば、走行経路の走行環境情報に応じて適切に必要能力と供給能力とを比較し、走行経路について、走行可能経路であるか否かの判定を行うことができる。

なお、蓄電池１１の能力が十分に高い等により、第１算出部２２と第２算出部２３における必要能力および供給能力の算出が行われていない場合には、判定部２４は、探索部２１が探索した走行経路の全てを走行可能経路と判定するように構成されていてもよい。

判定部２４は、走行経路ごとに、走行可能経路であるか否かを表示装置１４に表示させることができる。表示装置１４は、走行経路の走行可否とともに、探索部２１において算出された、走行可能経路ごとの到達時間や消費電力や、最短経路または最小電力経路等の情報を併せて表示するように構成されていてもよい。運転者は、表示装置１４に表示された情報に基づいて、入力装置１５から、走行経路を選択することができる。例えば、運転者は、走行可能経路として提示された走行経路のうちから、最短経路や最小電力経路等を選択し、入力装置１５に入力することができる。また、判定部２４は、走行中の経路が走行可能経路ではないと判定された場合に、運転者に対して、警報や音声によって警告を行うように構成されていてもよい。

走行制御部２５は、走行可能経路から選択された所定の走行経路に従って、蓄電池１１、インバータ１３、補機類等を制御し、車両の走行を制御する。走行制御部２５は、運転者によって入力装置１５から入力された走行経路に従って車両を制御するように構成されていてもよいし、判定部２４により走行可能経路と判定された走行経路の中から、走行経路を自動で選択して車両を制御するように構成されていてもよい。さらに、走行制御部２５は、走行可能経路が複数存在する場合には、探索部２１により算出された目的地まで到達するまでの時間や消費電力等に基づいて、走行可能経路のうちから、最短経路や最小電力経路を選択するように構成されていてもよい。

図３にＥＣＵ２０による走行支援制御のフローチャートを示す。

ステップＳ１０１では、運転者によって、目的地の入力操作が行われたか否かを判定する。目的地の入力操作があった場合には、ステップＳ１０２に進む。

ステップＳ１０２のおいては、入力された目的地までの走行経路を探索する。なお、後述する「走行不能経路」の設定が成されてない走行経路のうちから、走行経路が探索される。例えば、走行経路の探索は、目的地までの到達時間や消費電力が少ない走行経路を１または複数選択するものであってもよい。その後、ステップＳ１０３に示す走行可否判定処理に進む。

図４に、ステップＳ１０３に示す走行可否判定のフローチャートを示す。走行可否判定処理においては、ステップＳ１０２で探索された走行経路をＥＶ車両が安全に走破できるか否かを判定する。

まず、ステップＳ２０１において、蓄電池１１の残容量であるＳＯＣ、出力電圧Ｖ、出力電流Ｉを取得する。具体的には、電圧センサ３２、電流センサ３３の検知値をそれぞれ取得するとともに、その検知値に基づいて、ＳＯＣを算出する。その後、ステップＳ２０２に進む。

ステップＳ２０２では、蓄電池１１のＳＯＣが所定の閾値Ｘ以下であるか否かを判定する。ＳＯＣが閾値Ｘを超えている場合には、ステップＳ２０８に進み、ステップＳ１０２で探索された走行経路について、走行可能判定を行い、図４に示す処理を終了して図３に戻る。

ＳＯＣが閾値Ｘ以下である場合には、ステップＳ２０３に進み、走行経路の走行環境情報を取得する。具体的には、走行経路の傾斜角、幅、カーブとその曲がり角、路面状態等の地理的情報や、走行経路の標識速度情報、混雑情報等を走行環境情報として取得する。その後、ステップＳ２０４に進む。

ステップＳ２０４では、走行経路を走行する際の自車両の車速Ｓが所定の閾値Ｙ以下であるか否かを判定する。車速Ｓ≦閾値Ｙである場合には、ステップＳ２０５に進み、車速Ｓ＞閾値Ｙである場合には、ステップＳ２１１に進む。

ステップＳ２０５では、走行経路に、高トルク要素が含まれているか否かを判定する。高トルク要素とは、登坂路等の走行に際して高いトルクが要求されると判断される要素である。例えば、ステップＳ２０３において、走行経路に登坂路が含まれている旨の走行環境情報を取得した場合には、ステップＳ２０５において、高トルク要素があると判定する。

ステップＳ２０５において、高トルク要素が無いと判定された場合には、ステップＳ２０８に進み、走行経路について、走行可能判定を行い、図４に示す処理を終了して図３に戻る。ステップＳ２０５において、高トルク要素があると判定された場合には、ステップＳ２０６に進み、必要トルクと供給トルクとを算出した後、ステップＳ２０７に進む。なお、必要トルク、供給トルクは、上記式（１）～（６）および（８）に基づいて算出できる。

ステップＳ２０７では、必要トルクが供給トルク以下であるか否かを判定する。必要トルク＞供給トルクである場合には、ステップＳ２０９に進み、走行経路について走行不能判定を行い、図４に示す処理を終了して図３に戻る。ステップＳ２０６において、必要トルク≦供給トルクである場合には、ステップＳ２０７に進み、走行経路について、走行可能判定を行い、図４に示す処理を終了して図３に戻る。

ステップＳ２１１では、走行経路に、高パワー要素が含まれているか否かを判定する。高パワー要素とは、高速道路や合流点等の走行に際して高いパワーが要求されると判断される要素である。例えば、ステップＳ２０３において、走行経路に高速道路が含まれている旨の走行環境情報を取得した場合には、ステップＳ２１１において、高パワー要素があると判定する。

ステップＳ２１１において、高パワー要素が無いと判定された場合には、ステップＳ２１４に進み、走行経路について、走行可能判定を行い、図４に示す処理を終了して図３に戻る。ステップＳ２１１において、高パワー要素があると判定された場合には、ステップＳ２１２に進み、必要パワーと供給パワーとを算出した後、ステップＳ２１３に進む。なお、必要パワー、供給パワーは、上記式（１）～（７）および（９）に基づいて算出できる。

ステップＳ２１３では、必要パワーが供給パワー以下であるか否かを判定する。必要パワー＞供給パワーである場合には、ステップＳ２１５に進み、走行経路について走行不能判定を行い、図４に示す処理を終了して図３に戻る。ステップＳ２１３において、必要パワー≦供給パワーである場合には、ステップＳ２１４に進み、走行経路について、走行可能判定を行い、図４に示す処理を終了して図３に戻る。

図３において、ステップＳ１０３に示す走行可否判定処理を行うことで、ステップＳ１０２において探索した走行経路について、「走行可能判定」もしくは「走行不能判定」が成される。ステップＳ１０３の後、ステップＳ１０４に進む。

ステップＳ１０４では、自動運転を実施しているか否かを判定する。自動運転を実施している場合には、ステップＳ１０６に進む。自動運転を実施していない場合には、ステップＳ１０５に進み、表示装置１４等により走行経路の走行可否判定結果を表示する。運転者は、表示された走行可否判定結果に応じて、安全に走行できる走行経路を選択し、車両を運転することができる。走行中の走行経路が「走行不能経路」であると判定された場合には、さらに、運転者に対して、警報や音声によって警告を行ってもよい。

ステップＳ１０６では、走行経路に「走行可能判定」が成されたか否かを判定する。走行経路が「走行不能」と判定されている場合には、ステップＳ１０８に進み、その走行経路を「走行不能経路」に設定した後、ステップＳ１０２に戻る。ステップＳ１０２では、ステップＳ１０７において「走行不能経路」の設定が成された走行経路とは別の走行経路が探索される。走行経路が「走行可能」と判定されている場合には、ステップＳ１０７に進み、走行可能判定がなされた走行経路を採用して自動運転を実施することを決定し、処理を終了する。走行中の走行経路が「走行不能経路」であると判定され、「走行可能経路」が新たに探索された場合には、ステップＳ１０７において、走行不能経路から走行可能経路への切換が行われる。

上記の実施形態では、蓄電池１１が供給可能な供給トルクと供給パワーとを別々に算出したが、図５に示すように、供給トルクと供給パワーとの配分を考慮して、走行経路の走行可否判定を行ってもよい。

図５に、他の実施形態に係る走行可否判定のフローチャートを示す。なお、ステップＳ３０１～ステップＳ３０３に示す処理は、図４のステップＳ２０１～ステップＳ２０３に示す処理と同様であるため、Ｓ２００番台の参照番号をＳ３００番台に読み替えることによって説明を省略する。

ステップＳ３０４では、走行経路に、高トルク要素が含まれているか否かを判定する。ステップＳ３０４において、高トルク要素が無いと判定された場合には、ステップＳ３１３に進む。ステップＳ３０４において、高トルク要素があると判定された場合には、ステップＳ３０５に進む。

ステップＳ３０５では、走行経路に、高パワー要素が含まれているか否かを判定する。高パワー要素が無いと判定された場合には、ステップＳ３１１に進む。ステップＳ３０４において、高パワー要素があると判定された場合には、ステップＳ３０６に進む。

ステップＳ３０６では、必要トルクと必要パワーとを算出して、ステップＳ３０７に進む。ステップＳ３０７では、車速Ｓを取得し、次いで、ステップＳ３０８では、蓄電池１１における供給トルクと供給パワーとの配分比を算出する。この配分比は、図６に示す走行性能曲線に基づいて、車速Ｓに応じて設定することができる。ＥＶ車では、図６に示すように、低速域から高いトルクを引き出すことが可能であり、低速域でのトルク性能においてガソリン車よりも優れている。例えば、図６に示す低速域では、供給トルクの配分比を１００％とし、中速域では５０％とし、高速域では０％としてもよい。なお、配分比を百分率で表す場合には、供給トルクの配分比と、供給パワーの配分比との合計値は、１００％である。ステップＳ３０９では、ステップＳ３０８で算出した配分比に基づいて、供給トルクと供給パワーを算出する。

ステップＳ３２０では、必要トルクが供給トルク以下であるか否かを判定する。必要トルク＞供給トルクである場合には、ステップＳ３２４に進み、走行経路について走行不能判定を行い、図５に示す処理を終了して図３に戻る。ステップＳ３２０において、必要トルク≦供給トルクである場合には、ステップＳ３２１に進む。

ステップＳ３２１では、必要パワーが供給パワー以下であるか否かを判定する。必要パワー＞供給パワーである場合には、ステップＳ３２４に進み、走行経路について走行不能判定を行い、図５に示す処理を終了して図３に戻る。ステップＳ３２１において、必要パワー≦供給パワーである場合には、ステップＳ３２３に進み、走行経路について、走行可能判定を行い、図５に示す処理を終了して図３に戻る。

一方、ステップＳ３０４からステップＳ３１３に進んだ場合には、必要トルクと供給トルクの双方を零に設定し、ステップＳ３１４に進む。ステップＳ３１４では、走行経路に、高トルク要素が含まれているか否かを判定する。ステップＳ３１４において、高トルク要素が無いと判定された場合には、ステップＳ３１６に進み、走行経路について走行不能判定を行い、図５に示す処理を終了して図３に戻る。ステップＳ３１４において、高トルク要素があると判定された場合には、ステップＳ３１５に進む。ステップＳ３１５では、必要パワーと供給パワーとを算出し、ステップＳ３２０以下の処理に進む。

また、ステップＳ３０５からステップＳ３１１に進んだ場合には、必要パワーと供給パワーの双方を零に設定し、ステップＳ３１２に進む。ステップＳ３１２では、必要トルクと供給トルクとを算出し、ステップＳ３２０以下の処理に進む。

例えば、車両が高速登坂路を走行する際には、高トルクと高パワーとの双方が要求される。走行経路が高速登坂路を含む場合には、図５に示すように、供給トルクと供給パワーとの配分を考慮することにより、より適切な走行可否判定が可能となる。

上記の実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
ＥＣＵ２０は、目的地までの走行経路を探索し、その走行経路の走行環境情報に基づいてトルクとパワーとの少なくともいずれか一方を能力値として選択して、走行経路を走行するための必要能力と、蓄電池１１から供給される供給能力とを算出する。そして、ＥＣＵ２０は、必要能力が供給能力以下となる走行経路を走行可能経路と判定する。このため、例えば、高トルクが必要となる登坂路等が走行経路に含まれている場合には、走行に必要なトルクと蓄電池から供給可能なトルクとに基づいて、走行経路の走行可否を判定することができる。また、高パワーが必要となる高速道路等が走行経路に含まれている場合には、必要パワーと供給パワーとに基づいて、走行経路の走行可否を判定することができる。走行経路の走行環境情報に応じて、トルクとパワーとを区別して必要能力と供給能力を比較し、走行経路を選択することができるため、選択した走行経路を安全に走行することが可能となる。

第１算出部２２は、車両が走行経路を所定の速度で走行するために必要なパワーを考慮して、必要パワーを算出する。また、第１算出部２２は、車両が走行経路で所定の加速度で加速するために要するトルクを考慮して、必要トルクを算出する。このため、安全に走行可能な速度を維持し、危険回避のために任意のタイミングで加速可能できる状態で走行経路を走破することの可否を判定することができる。

第１算出部２２は、蓄電池１１の能力が低下したと判断されたことを条件として、必要能力を算出するように構成されていてもよい。また、第１算出部２２は、走行経路に所定値以上のパワーまたはトルクを要する高負荷要素が含まれていることを条件として、必要能力を算出するように構成されていてもよい。これらの構成を備えることにより、必要に応じて走行可否判断の処理を実行することができ、処理負担を軽減できる。

第２算出部２３は、必要トルクと必要パワーの双方が算出された場合に、走行経路における車両の車速Ｓに基づいて、供給トルクと供給パワーとの配分比を決定するように構成されていてもよい。高速登坂路等の、高トルクと高パワーとの双方が要求される要素が走行経路に含まれている場合に、供給トルクと供給パワーとの配分を考慮することにより、より適切な走行可否判定が可能となる。

判定部２４は、走行経路ごとに、走行可能経路であるか否かを表示装置１４に表示させることができる。運転者は、表示装置１４に表示された情報に基づいて、走行可能経路のうちから走行経路を選択し、入力装置１５を用いて、走行経路の選択についてＥＣＵ２０に指示することができる。

走行制御部２５は、自動運転を行っている場合には、判定部２４により走行可能経路と判定された走行経路の中から、適切な走行経路を選択して、走行経路の切換を行うことができる。

・なお、実施形態においては、ＥＣＵ２０が１つの制御ユニットで構成される場合を例示して説明したが、これに限定されない。例えば、ＥＣＵ２０は、車両の走行制御を行う車両制御ＥＣＵと、車両の走行計画作成を行う走行計画作成ＥＣＵ等の複数の制御ユニットで構成されていてもよい。この場合、車両制御ＥＣＵと、走行計画作成ＥＣＵ等との間で制御信号やデータ信号等を送受信して、制御するようにしてもよい。

・実施形態においては、ＥＶ車両を例示して説明したが、ハイブリッド（ＨＥＶ）車両等の電力以外の駆動源を併設する電動車に適用することもできる。

１１…蓄電池、１２…モータ、２０…走行支援装置、２１…探索部、２２…第１算出部、２３…第２算出部、２４…判定部

Claims (9)

1. 蓄電池（１１）から供給される電力により駆動するモータ（１２）を備え、前記モータにより走行する車両に適用される走行支援装置（２０）であって、
   前記車両の目的地に応じた走行経路を探索する探索部（２１）と、
   前記走行経路の走行環境情報に基づいてトルクとパワーとの少なくともいずれか一方を能力値として選択して、前記走行経路を前記車両が走行するために要する必要能力を算出する第１算出部（２２）と、
   前記第１算出部が選択した能力値に応じてトルクとパワーとの少なくともいずれか一方を能力値として選択して、前記蓄電池から供給可能な供給能力を算出する第２算出部（２３）と、
   前記必要能力が前記供給能力以下となる走行経路を走行可能経路と判定する判定部（２４）と、を備える走行支援装置。
2. 前記第１算出部は、前記車両が前記走行経路で所定の加速度で加速するために要するトルクを前記必要能力に含めて算出する請求項１に記載の走行支援装置。
3. 前記第１算出部は、前記車両が前記走行経路を所定の速度で走行するために必要なパワーを前記必要能力に含めて算出する請求項１または２に記載の走行支援装置。
4. 前記第１算出部は、前記蓄電池の能力が低下したと判断されたことを条件として、前記必要能力を算出する請求項１～３のいずれかに記載の走行支援装置。
5. 前記第１算出部は、前記蓄電池の残容量、前記蓄電池の温度、前記モータの温度、または前記蓄電池と前記モータとの間に接続されたインバータの温度のうちの少なくともいずれか１つに基づいて、前記蓄電池の能力が低下したと判断する請求項４に記載の走行支援装置。
6. 前記第１算出部は、前記走行経路に所定値以上のパワーまたはトルクを要する高負荷要素が含まれていることを条件として、前記必要能力を算出する請求項１～５のいずれかに記載の走行支援装置。
7. 前記第１算出部は、前記高負荷要素が登坂路である場合には、前記登坂路を走行するために要するトルクを必要能力として算出する請求項６に記載の走行支援装置。
8. 前記第１算出部は、前記高負荷要素が高速道路または合流点である場合には、前記高速道路または前記合流点を走行するために要するパワーを必要能力として算出する請求項６または７に記載の走行支援装置。
9. 前記第２算出部は、前記第１算出部が能力値としてトルクとパワーとの双方を選択した場合に、前記走行経路を走行する際の前記車両の走行速度に基づいてトルクとパワーとの配分比を決定し、前記配分比に基づいて前記供給能力を算出する請求項１～８のいずれかに記載の走行支援装置。

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