JP7139740B2 - 車両の制御装置、及び車両 - Google Patents

Description

本開示は、車両の制御装置、及び車両に関する。

駆動源としてエンジンとモータとを備えた車両（ハイブリッド車両とも称される）において、回生制動を用いて減速時の余剰動力を回生エネルギとして回収することで、エネルギ効率を向上させる技術が知られている（例えば、特許文献１を参照）。

特開２０１２－１０４６５２号公報

ところで、この種の車両においては、エネルギ効率の更なる改善のため、より回生機会を増加させる要請がある。

この点、従来技術においては、回生可能な機会（典型的には、下り勾配路）であるにも関わらず、当該回生制動の際にバッテリの充電余力（バッテリにおける満充電状態までの充電可能量を表す。以下同じ）が不足しているため、回生エネルギをバッテリに充電できず、バッテリ内で熱エネルギとして排出してしまうという課題があった。

本開示は、上記問題点に鑑みてなされたもので、下り勾配路において回収可能な回生エネルギのより多くを回収し得る車両の制御装置、及び車両を提供することを目的とする。

前述した課題を解決する主たる本開示は、
駆動源としてエンジンとモータとを備え、車輪の回転エネルギを電気エネルギとして当該モータが接続されたバッテリに回収可能に構成された車両の制御装置であって、
前記車両の前方の所定区間における道路情報を取得する道路情報取得部と、
前記道路情報に基づいて、所定の目標速度で走行するための前記所定区間の各位置における要求駆動力及び要求制動力を推定する要求制駆動力推定部と、
前記所定区間の各位置における前記要求制動力に基づいて、前記所定区間の下り勾配路において回収可能な回生エネルギ量を予測する回生エネルギ量予測部と、
前記エンジンの駆動力と前記モータの駆動力との合計駆動力が前記要求駆動力となるように、所定の制御マップに基づいて、前記所定区間の各位置における前記エンジン及び前記モータの動作を設定する走行スケジュール設定部と、
を備え、
前記走行スケジュール設定部は、前記回生エネルギ量が、現時点における前記バッテリの充電余力から換算される所定の閾値を超えている場合、前記所定区間の前記下り勾配路の手前の平坦路又は上り勾配路において前記要求駆動力を出力するための前記モータの駆動力の比率が、前記制御マップに基づいて設定される前記比率よりも増大するように、前記エンジン及び前記モータの動作を設定する
制御装置である。

又、他の局面では、
上記の制御装置を備える車両である。

本開示に係る車両の制御装置によれば、下り勾配路において回収可能な回生エネルギのより多くを回収することができる。

一実施形態に係る車両の構成の一例を示す図 一実施形態に係る車両ＥＣＵの構成の一例を示すブロック図 一実施形態に係る車両ＥＣＵが設定する走行スケジュールについて、説明する図 一実施形態に係る下り勾配路においてモータの回生制動によりバッテリに充電可能な回生エネルギ量と、バッテリの充電余力との関係を示す図 一実施形態に係る車両ＥＣＵの動作の一例を示すフローチャート

以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施形態について詳細に説明する。尚、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能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。

［車両の構成］
以下、図１を参照して、一実施形態に係る車両１の構成の一例について説明する。

図１は、本実施形態に係る車両１の構成の一例を示す図である。

本実施形態に係る車両１は、内燃機関（以下、「エンジン」と称する）１１、クラッチ１２、モータ１３、インバータ装置１３ａ、バッテリ１３ｂ、トランスミッション１４、駆動輪１５、制動装置２０、目標車速設定装置３０、現在地情報取得装置４０、車両情報取得装置５０、及び、車両ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１００を備えている。

本実施形態に係る車両１は、例えば、動力伝達機構として、エンジン１１、クラッチ１２、モータ１３、トランスミッション１４及び駆動輪１５が、この順で直列に接続されたパラレル式のハイブリッド車両である。

エンジン１１は、燃料を燃焼して、車両１を走行させるための駆動力を生成する。エンジン１１は、例えば、ディーゼルエンジンであり、燃料噴射量等を制御することで任意の駆動力を生成する。

尚、エンジン１１は、燃料を噴射するインジェクタや、吸排気バルブのバルブタイミングを制御するエンジンＥＣＵ（図示せず）を有する。そして、エンジン１１は、車両ＥＣＵ１００からの制御信号に基づいて、所定の運転特性となるように、燃料の噴射圧力、燃料の噴射タイミング、燃料の噴射量、及び吸排気バルブのバルブタイミング等を制御する。

モータ１３は、モータジェネレータであり、例えば、永久磁石式同期モータを含んで構成される。モータ１３は、駆動源として機能する際には、バッテリ１３ｂの電力を利用して駆動力を生成し、エンジン１１から入力された駆動力にモータ１３による駆動力を付加して、トランスミッション１４側へと出力する。

又、モータ１３は、ジェネレータとして機能する際には、駆動輪１５から伝達される動力を利用した回生制動により、発電を行う。

モータ１３は、インバータ装置１３ａを介してバッテリ１３ｂと電気的に接続されている。モータ１３が駆動源として機能するとき、モータ１３には、バッテリ１３ｂからの直流電力がインバータ装置１３ａによって三相交流電力に変換されて供給される。又、モータ１３がジェネレータとして機能するとき、モータ１３が発電した三相交流電力は、インバータ装置１３ａを介して直流電力に変換されてバッテリ１３ｂに充電される。換言すると、モータ１３は、インバータ装置１３ａによって、駆動状態及び発電状態が制御される。

インバータ装置１３ａは、当該インバータ装置１３ａを構成する各スイッチング素子にＰＷＭ信号（Pulse Width Modulation）を出力するモータＥＣＵ（図示せず）を有する。そして、モータＥＣＵは、車両ＥＣＵ１００からの制御信号に基づいて、所望の動作をするようにモータ１３を制御する。尚、モータＥＣＵは、例えば、モータ１３の回転数、及びインバータ装置１３ａとモータ１３との間に通流する電流等に基づいて、ベクトル制御により、各スイッチング素子を制御する。

バッテリ１３ｂは、例えば、リチウムイオン二次電池、又は電気二重層キャパシタ等であって、モータ１３に対して電力を供給するエネルギ源である。バッテリ１３ｂには、モータ１３が発電した電力が供給され、これによって充電される。尚、バッテリ１３ｂには、バッテリ１３ｂの充電余力を検出するための電圧センサ等が設けられており、当該電圧センサの検出信号は、車両ＥＣＵ１００に対して送出されている。

クラッチ１２は、エンジン１１とモータ１３との間に介装され、エンジン１１の出力軸とモータ１３の入力軸とを断接可能に連結する。

トランスミッション１４は、エンジン１１やモータ１３から入力される回転を変速して、駆動輪１５側に出力する変速機である。トランスミッション１４としては、例えば、ベルト式の無段変速機が用いられる。尚、クラッチ１２及びトランスミッション１４は、それぞれ、これらの状態を制御するアクチュエータ（図示せず）を有している。そして、当該アクチュエータは、車両ＥＣＵ１００からの制御信号に基づいて制御される。

駆動輪１５は、トランスミッション１４を介して伝達される駆動力によって、車両１を走行させる。尚、本実施形態に係る駆動輪１５は、車両１の前輪側に相当する。

制動装置２０は、車輪に対して摩擦抵抗による抵抗力を与え、車両１を減速させる。尚、図１では、車両１の車輪として、駆動輪１５のみを示すが、制動装置２０は、車両１の各車輪に対して制動力を作用させ得るように構成されている。

本実施形態に係る車両１は、かかる構成において、エンジン１１のみの駆動力、モータ１３のみの駆動力、又は、エンジン１１及びモータ１３の両方の駆動力を用いて、走行する。又、本実施形態に係る車両１は、エンジン１１及びモータ１３の両方の駆動力を用いて走行する際には、走行時の駆動力を出力する際における、エンジン１１とモータ１３との出力比率を可変に構成されている。

車両ＥＣＵ１００は、車両１の各部を統括制御するもので、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入力ポート、及び、出力ポート等を含んで構成されている。

車両ＥＣＵ１００は、車両１の各部（エンジン１１、クラッチ１２、インバータ装置１３ａ、トランスミッション１４、制動装置２０、目標車速設定装置３０、現在地情報取得装置４０、及び、車両情報取得装置５０等）と車載ネットワークにより相互に接続され、必要なデータや制御信号を相互にやり取りしている。尚、図１中の点線矢印は、信号経路を表している。

本実施形態に係る車両ＥＣＵ１００は、車両１を目標速度で自動走行させるように、車両１の各部を自動制御可能に構成されている（オートクルーズモードとも称される）。車両ＥＣＵ１００は、車両１を目標速度で自動走行させる際には、道路情報及び車両情報等に基づいて、車両１の走行位置の前方の所定区間に係る走行スケジュールを生成し、生成した走行スケジュールに従って車両１の各部を制御する（詳細は後述）。

目標車速設定装置３０は、車両１の自動走行時の目標車速を、車両ＥＣＵ１００に設定する。目標車速設定装置３０は、例えば、運転席のダッシュボード（図示せず）に配置されたタッチパネル付きディスプレイ等の情報入力インタフェースを含み、運転者から目標車速の設定を受け付ける。

現在地情報取得装置４０は、車両１の現在位置を示す情報を取得し、当該情報を車両ＥＣＵ１００へ出力する。現在地情報取得装置４０は、例えば、衛星測位システム（ＧＰＳ）の受信機である。

車両情報取得装置５０は、運転者による操作内容や車両１の状態を示す車両情報を取得し、当該情報を車両ＥＣＵ１００へ出力する。車両情報取得装置５０は、例えば、車速を検出する車速センサ、ステアリング角を検出するステアリング角センサ、アクセル開度を検出するアクセルセンサ、及び、ブレーキ操作量を検出するブレーキセンサ等を含む。

［車両ＥＣＵの構成］
次に、図２、図３、図４を参照して、本実施形態に係る車両ＥＣＵ１００の構成の一例について、説明する。

本実施形態に係る車両ＥＣＵ１００は、エネルギ効率を良好にするため、オートクルーズモードにおいては、車両１の走行位置の前方の所定区間（以下、「走行スケジュール設定区間」と称する）に係る走行スケジュールを生成し、生成した走行スケジュールに従って車両１の各部を自動的に制御する。換言すると、車両ＥＣＵ１００は、オートクルーズモードにおいては、乗車者の運転操作によることなく、車両１を自動的に走行させる。

「走行スケジュール」には、例えば、走行スケジュール設定区間の各位置における車速（典型的には、目標車速設定装置３０に設定された目標車速）、走行スケジュール設定区間の各位置における要求駆動力又は要求制動力、走行スケジュール設定区間の各位置において要求駆動力を充足するためのエンジン１１及びモータ１３の動作、並びに、走行スケジュール設定区間の各位置において要求制動力を充足するための制動装置２０及びモータ１３の動作等に係る情報が含まれる。

図２は、車両ＥＣＵ１００の構成の一例を示すブロック図である。

本実施形態に係る車両ＥＣＵ１００は、道路情報取得部１０１、車両情報取得部１０２、要求制駆動力推定部１０３、走行スケジュール設定部１０４、回生エネルギ量予測部１０５、及び、消費エネルギ量予測部１０６を備えている。

図３は、車両ＥＣＵ１００（走行スケジュール設定部１０４）が設定する走行スケジュールについて、説明する図である。

図３Ａは、車両１が走行する道路の一例を示している。図３Ａにおいて、横軸は道路の位置を表し、縦軸は道路の標高を表している。

図３Ｂは、図３Ａの道路に対して設定される走行スケジュール上の車速を示している。図３Ｂの横軸は図３Ａの道路の位置に対応する位置を表し、縦軸は道路の各位置における走行スケジュール上の車速を表している。

図３Ｃは、図３Ａの道路に対して設定される走行スケジュール上の要求駆動力及び要求制動力を示している。図３Ｃの横軸は図３Ａの道路の位置に対応する位置を表し、縦軸は道路の各位置における走行スケジュール上の要求駆動力（０［Ｎ・ｍ］の上方側のグラフ）又は要求制動力（０［Ｎ・ｍ］の下方側のグラフ）を表している。尚、図３Ｃには、要求駆動力のうちモータ１３が補填する駆動力（斜線領域Ｒ１及び斜線領域Ｒ１ａがモータ１３の駆動力を表す）も示している。

尚、図３Ａ、図３Ｂ、図３Ｃにおいて、Ｔ０は車両１が現時点で走行する位置を表し、区間Ｌ０は走行スケジュール設定区間（Ｔ１が走行スケジュール設定区間Ｌ０の開始位置、Ｔ２が走行スケジュール設定区間Ｌ０の終了位置）を表す。図３Ａ、図３Ｂ、図３Ｃに示す走行スケジュール設定区間は、上り勾配路の後に連続して下り勾配路が続いた区間となっている。

道路情報取得部１０１は、車両１が現在走行する位置の前方の所定区間（走行スケジュール設定区間）における道路情報を取得する。

具体的には、道路情報取得部１０１は、現在地情報取得装置４０が取得した車両１が現在走行する現在位置、及び、予め記憶しておいた地図データ等から走行スケジュール設定区間を決定すると共に、当該走行スケジュール設定区間の道路勾配、カーブ、及び信号の有無の情報等を取得する。

尚、道路情報は、例えば、道路各所の水平位置（緯度経度情報等）に対応付けて、該当する位置の標高（道路標高）を記述したデータである。又、道路情報は、例えば、道路の各地点の勾配情報を含む。

道路情報取得部１０１は、例えば、車両１が現在走行する位置付近から、予め規定された距離（例えば、１０ｋｍ）だけ前方まで離れた区間を走行スケジュール設定区間として決定する。そして、道路情報取得部１０１は、車両１が現在走行する位置から所定の距離進んだタイミングで、続く走行スケジュール設定区間を設定する。

但し、道路情報取得部１０１は、状況に応じて走行スケジュール設定区間の距離を可変としてもよい。より好適には、道路情報取得部１０１は、予め規定された距離の走行スケジュール設定区間に下り勾配路の終端部が含まれていない場合には、当該下り勾配路の終端部が含まれるように、走行スケジュール設定区間の距離を規定値よりも延長する。これによって、回生エネルギ量予測部１０５にて、下り勾配路にて回収し得る回生エネルギ量を正確に予測することが可能となり、走行スケジュール設定部１０４にて、より適切な走行スケジュールを設定することが可能となる（詳細は後述）。

車両情報取得部１０２は、車両１を自動走行させるために必要な車両情報を取得する。

具体的には、車両情報取得部１０２は、車両情報取得装置５０の各種センサが検出するセンサ値（例えば、アクセルセンサにより検出されたアクセル開度、ブレーキセンサにより検出されたブレーキ操作量、シフトレバーのポジション位置、エンジン１１の駆動力情報、トランスミッション１４の変速段の情報）の他、車両１の重量等を取得する。

尚、車両情報取得部１０２は、アクセル開度及びブレーキ操作量等に係る車両情報については、各種センサから取得する態様に代えて、車両ＥＣＵ１００が設定する目標値を取得する態様であってもよい。

要求制駆動力推定部１０３は、道路情報取得部１０１が取得した道路情報に基づいて、目標車速設定装置３０に設定された目標速度で走行するための走行スケジュール設定区間の各位置における要求駆動力又は要求制動力を推定する。要求制駆動力推定部１０３は、典型的には、走行スケジュール設定区間の上り勾配路及び平坦路においては、目標速度を維持するための走行スケジュール設定区間の各位置における要求駆動力を推定する。又、要求制駆動力推定部１０３は、典型的には、走行スケジュール設定区間の下り勾配路においては、目標速度を維持するための走行スケジュール設定区間の各位置における要求制動力を推定する。

尚、要求制駆動力推定部１０３は、より詳細には、車両情報取得部１０２が取得した現在の車両１の走行状態及び車両１の固有情報（例えば、車両１の重量）等を考慮した上で、走行スケジュール設定区間の各位置における要求駆動力又は要求制動力を推定する。

目標速度で走行するための要求駆動力及び要求制動力は、例えば、以下の式（１）を用いて、求められる。尚、式（１）は、車両１に作用する勾配抵抗のみを考慮して、車両１の加減速度がゼロとなるように要求駆動力又は要求制動力を算出するものである。
Ｆ＝Ｍ×ｇ×ｓｉｎθ …式（１）
（但し、Ｆは要求駆動力又は要求制動力［Ｎ］、Ｍは車両１の重量、ｇは重力加速度、θは走行路の勾配）

尚、上式（１）では、説明の便宜として、車両１に作用する勾配抵抗のみを考慮して要求駆動力及び要求制動力を算出しているが、その他、転がり抵抗及び空気抵抗等を考慮してもよいのは勿論である。又、要求駆動力及び要求制動力は、駆動輪１５に作用するトルクの単位［Ｎ・ｍ］で表されてもよいし、車両１の重心を基準としたニュートン単位［Ｎ］等で表されてもよい。

走行スケジュール設定部１０４は、要求制駆動力推定部１０３に推定された走行スケジュール設定区間の各位置における要求駆動力及び要求制動力、並びに、当該要求駆動力及び要求制動力を充足させる際のエンジン１１とモータ１３の動作を規定する制御マップに基づいて、走行スケジュール設定区間の各位置におけるエンジン１１及びモータ１３の動作を設定する。

より詳細には、走行スケジュール設定部１０４は、上り勾配路及び平坦路においては、エンジン１１の駆動力とモータ１３の駆動力との合計駆動力が、要求制駆動力推定部１０３に推定された要求駆動力となるように、走行スケジュール設定区間の各位置におけるエンジン１１及びモータ１３の動作を設定する。

要求駆動力を充足するためのエンジン１１とモータ１３の動作を規定する制御マップは、例えば、エネルギ効率（燃費）が最大化するように、要求駆動力に応じて、全要求駆動力に対するエンジン１１の駆動力とモータ１３の駆動力との比率を規定する。本実施形態に係る制御マップには、例えば、要求駆動力が所定の駆動力以下の場合には、エンジン１１のみを動作させ、要求駆動力が所定の駆動力を超える場合には、エンジン１１をアシストするようにモータ１３を動作させるように規定されている。又、本実施形態に係るモータ１３は、略一定の駆動力で動作するように構成されており、制御マップは、要求駆動力が所定の駆動力を超える場合には、略一定のモータ１３の駆動力を、エンジン１１の駆動力に付加するように規定する。

一方、走行スケジュール設定部１０４は、下り勾配路においては、モータ１３の回生制動による制動力と制動装置２０の摩擦制動による制動力との合計制動力が、要求制駆動力推定部１０３に推定された要求制動力となるように、走行スケジュール設定区間の各位置におけるモータ１３の動作及び制動装置２０の動作を設定する。

要求制動力を充足するためのモータ１３の回生制動と制動装置２０の摩擦制動の動作を規定する制御マップは、例えば、エネルギ効率（燃費）を最大化する観点から、当該要求制動力を充足するための制動力としてはモータ１３の回生制動を優先的に動作させるように規定する。当該制御マップは、例えば、当該要求制動力がモータ１３の回生制動による制動力の限界値以下である場合には、当該要求制動力の全部を、モータ１３の回生制動のみによって補填し、当該要求制動力がモータ１３の回生制動による制動力の限界値を超えている場合、当該要求制動力を、モータ１３の回生制動と制動装置２０の摩擦制動とによって補填するように規定する。

但し、本実施形態に係る走行スケジュール設定部１０４は、バッテリ１３ｂの充電余力によっては下り勾配路において回収可能であったはずの回生エネルギを回収できない事態が発生することを考慮して、必要に応じて上記で設定した走行スケジュール中におけるモータ１３及びエンジン１１の動作を補正する。かかる観点から、走行スケジュール設定部１０４は、図３のように、走行スケジュール設定区間が上り勾配路の後に連続して下り勾配路が含まれる区間である場合、回生エネルギ量予測部１０５によって算出される下り勾配路において回収可能な回生エネルギ量、消費エネルギ量予測部１０６によって算出される下り勾配路の手前の上り勾配路において消費可能なバッテリ１３ｂのエネルギ量、及び、現時点におけるバッテリ１３ｂの充電余力を参照して、当該事態が発生するか否かを判定する。

回生エネルギ量予測部１０５は、要求制駆動力推定部１０３に推定された要求制動力の時間的変化に基づいて、走行スケジュール設定区間の下り勾配路においてバッテリ１３ｂに回収可能な回生エネルギ量（以下、「回生エネルギ量の予測値」と称する）を予測する（図３Ｃの斜線部分Ｒ２を参照）。

回生エネルギ量の予測値は、例えば、以下の式（２）を用いて求められる。
回生エネルギ量の予測値＝要求制動力に応じた単位時間当たりの回生エネルギ量×下り勾配路を走行する時間…式（２）

尚、上式（２）は、下り勾配路における要求制動力の全部を、モータ１３の回生制動による制動力によって補填し得る場合における回生エネルギ量の予測値の算出方法を表すものである。下り勾配路における要求制動力推定値が、モータ１３の回生制動による制動力と制動装置２０の摩擦制動による制動力とによって補填される場合には、上式（２）において、要求制動力に代えて、要求制動力から制動装置２０の摩擦制動による制動力を差し引いた値を設定する。

消費エネルギ量予測部１０６は、要求制駆動力推定部１０３に推定された要求駆動力の時間的変化に基づいて、走行スケジュール設定区間の下り勾配路の手前の平坦路又は上り勾配路においてバッテリ１３ｂで消費される消費エネルギ量（以下、「消費エネルギ量の予測値」と称する）を予測する（図３Ｃの斜線部分Ｒ１を参照）。

消費エネルギ量の予測値は、例えば、以下の式（３）を用いて求められる。
消費エネルギ量の予測値＝モータ１３の駆動力に応じた単位時間当たりの消費エネルギ量×平坦路又は上り勾配路を走行する時間…式（３）

図４は、下り勾配路においてモータ１３の回生制動によりバッテリ１３ｂに充電可能な回生エネルギ量と、バッテリ１３ｂの充電余力との関係を示す図である。

走行スケジュール設定部１０４は、図４に示すように、現時点におけるバッテリ１３ｂの充電余力から換算される所定の閾値（以下、「充電余力に係る所定の閾値」と称する）と、回生エネルギ量の予測値とを比較する。そして、回生エネルギ量の予測値が、充電余力に係る所定の閾値を超えている場合には、走行スケジュール設定部１０４は、走行スケジュール設定区間の下り勾配路の手前の上り勾配路において要求駆動力を出力するためのモータ１３の駆動力の比率を、制御マップに基づいて設定された比率よりも増大させる。

具体的には、走行スケジュール設定部１０４は、回生エネルギ量の予測値が、充電余力に係る所定の閾値を超えている場合には、モータ１３を動作させるか否かの要求駆動力に係る基準値を低く設定する。これによって、要求駆動力を充足するためのモータ１３の駆動力を、エンジン１１の駆動力と比較して、相対的に増大させることができる。これにより、下り勾配路で回収可能と予測される回生エネルギ量の大部分を回収し得るように、事前に、バッテリ１３ｂの充電余力を確保することが可能となる。

図３Ｃは、当該補正処理の一例を示しており、制御マップに基づいて設定したモータ１３にて補填する要求駆動力をＲ１領域で表し、モータ１３にて補填する要求駆動力の補正後の値をＲ１ａ領域で表している。尚、図３Ｃでは、当該補正処理によって、モータ１３の駆動期間が長くなっている状態を示している。

尚、走行スケジュール設定部１０４が回生エネルギ量の予測値と比較する際の基準とするバッテリ１３ｂの充電余力としては、より好適には、現時点におけるバッテリ１３ｂの充電余力から消費エネルギ量の予測値を減算した下り勾配路に突入する段階におけるバッテリ１３ｂの充電余力を用いる。これによって、より正確に、下り勾配路に突入するまでに消費するべきエネルギ量を算出することが可能であり、エネルギ効率をより向上することができる。但し、演算負荷を軽減する観点から、現時点におけるバッテリ１３ｂの充電余力であってもよい。

又、走行スケジュール設定部１０４は、より好適には、回生エネルギ量の予測値が充電余力に係る所定の閾値を超えている場合、回生エネルギ量の予測値と現時点におけるバッテリ１３ｂの充電余力との差が大きくなるほど、モータ１３の駆動力で走行する比率が増大するように、エンジン１１及びモータ１３の動作を設定する。これによって、下り勾配路で回収可能と予測される回生エネルギ量のより多くを回収することが可能となる。尚、走行スケジュール設定部１０４は、当該構成を実現するため、例えば、回生エネルギ量の予測値と現時点におけるバッテリ１３ｂの充電余力との差が大きくなるほど、モータ１３を動作させるか否かを決定するための要求駆動力に係る判定基準の値を低くする。

このように本実施形態に係る車両ＥＣＵ１００は、予め走行スケジュールを設定し、車両１を走行させている際の各時点において、設定した走行スケジュールに従って、エンジン１１及びモータ１３等を動作させる。これによって、目標速度を維持しつつ、良好なエネルギ効率で車両１を走行させることができる。

［車両ＥＣＵの動作］
次に、図５を参照して、本実施形態に係る車両ＥＣＵ１００の自動走行時の動作の一例について、説明する。

図５は、車両ＥＣＵ１００の動作の一例を示すフローチャートである。

図５に示すフローチャートは、例えば、自動走行時に、車両ＥＣＵ１００が所定間隔（例えば、１分毎）でコンピュータプログラムに従って実行するものである。

ステップＳ１において、車両ＥＣＵ１００（道路情報取得部１０１）は、現在地情報取得装置４０が取得した車両１が現在走行する現在位置、及び、予め記憶しておいた地図データ等に基づいて、走行スケジュール設定区間を設定すると共に、当該走行スケジュール設定区間における道路情報を取得する。

ステップＳ２において、車両ＥＣＵ１００（走行スケジュール設定部１０４）は、車両１が目標車速で走行するように、走行スケジュール設定区間における道路情報、及び車両情報に基づいて、走行スケジュール設定区間における要求駆動力及び要求制動力を推定する。

ステップＳ３において、車両ＥＣＵ１００（走行スケジュール設定部１０４）は、走行スケジュール設定区間における要求駆動力及び要求制動力の時間的変化に基づいて、走行スケジュール設定区間の各位置における走行状態を決定する。即ち、車両ＥＣＵ１００は、平坦路及び上り勾配路においては、制御マップに従って、要求駆動力を補填するためのモータの駆動力及びエンジンの駆動力を設定する。又、車両ＥＣＵ１００は、下り勾配路においては、制御マップに従って、要求制動力を補填するためのモータ１３の回生制動及び制動装置２０による摩擦制動を設定する。

ステップＳ４において、車両ＥＣＵ１００（走行スケジュール設定部１０４）は、走行スケジュール設定区間が上り勾配路に連続して下り勾配路が存在する区間であるか否かを判定する。走行スケジュール設定区間に下り勾配路がない場合（Ｓ４：ＮＯ）、車両ＥＣＵ１００は、ステップＳ３で決定された走行スケジュールを採用して、一連のフローを終了する。一方、走行スケジュール設定区間が上り勾配路に連続して下り勾配路が存在する区間である場合（Ｓ４：ＹＥＳ）、車両ＥＣＵ１００は、ステップＳ５に処理を進める。

ステップＳ５において、車両ＥＣＵ１００（回生エネルギ量予測部１０５）は、走行スケジュール設定区間の下り勾配路における回生エネルギ量を予測する。

ステップＳ６において、車両ＥＣＵ１００（消費エネルギ量予測部１０６）は、ステップＳ３で決定した走行スケジュールに基づいて、現在の走行位置から走行スケジュール設定区間の下り勾配路に突入するまでの消費エネルギ量を予測する。

ステップＳ７において、車両ＥＣＵ１００（走行スケジュール設定部１０４）は、バッテリ１３ｂに回収可能な回生エネルギ量が、下り勾配路に突入する際のバッテリ１３ｂの充電余力を超えているか否かを判定する。バッテリ１３ｂに回収可能な回生エネルギ量が、下り勾配路に突入する際のバッテリ１３ｂの充電余力以下である場合（Ｓ７：ＮＯ）、ステップＳ３で決定された走行スケジュールを採用して、一連のフローを終了する。一方、バッテリ１３ｂに回収可能な回生エネルギ量が、下り勾配路に突入する際のバッテリ１３ｂの充電余力を超えている場合（Ｓ７：ＹＥＳ）、車両ＥＣＵ１００は、ステップＳ８に処理を進める。

ステップＳ８において、車両ＥＣＵ１００（走行スケジュール設定部１０４）は、ステップＳ３で決定した走行スケジュールを補正する。この際、車両ＥＣＵ１００は、典型的には、走行スケジュール設定区間の下り勾配路の手前の上り勾配路において要求駆動力を出力するためのモータ１３の駆動力の比率を、制御マップに基づいて設定された比率よりも増大させるように補正する。

車両ＥＣＵ１００は、自動走行の際、このように目標車速で走行するための走行スケジュールを決定する処理を繰り返し実行する。そして、車両ＥＣＵ１００は、当該走行スケジュールに従って、エンジン１１及びモータ１３を動作させる。

［効果］
以上のように、本実施形態に係る車両ＥＣＵ１００は、車両１の前方の所定区間における道路情報を取得する道路情報取得部１０１と、道路情報に基づいて、所定の目標速度で走行するための所定区間の各位置における要求駆動力及び要求制動力を推定する要求制駆動力推定部１０３と、要求制動力に基づいて、所定区間の下り勾配路において回収可能な回生エネルギ量を予測する回生エネルギ量予測部１０５と、所定区間の各位置において、エンジン１１の駆動力とモータ１３の駆動力との合計駆動力が要求駆動力となるように、所定の制御マップに基づいて、所定区間の各位置におけるエンジン１１及びモータ１３の動作を設定する走行スケジュール設定部１０４と、を備え、走行スケジュール設定部１０４は、下り勾配路で回収可能と予測される回生エネルギ量が、現時点におけるバッテリ１３ｂの充電余力から換算される所定の閾値を超えている場合、所定区間の下り勾配路の手前の平坦路又は上り勾配路において要求駆動力を出力するためのモータ１３の駆動力の比率を、制御マップに基づいて設定される比率よりも増大させる。

従って、本実施形態に係る車輌の車両ＥＣＵ１００によれば、事前に、下り勾配路において回収可能な回生エネルギ量を予測すると共に、バッテリ１３ｂ側にて回生エネルギ量に応じた適切なエネルギ量を消費することによって、当該回生エネルギ量のより多くを、バッテリ１３ｂにて回収することができる。これによって、自動走行中におけるエネルギ効率をより向上させることができる。

（その他の実施形態）
本発明は、上記実施形態に限らず、種々に変形態様が考えられる。

上記実施形態では、モータ１３の一例として、一定の駆動力のみを出力する態様のものを示した。しかしながら、本発明におけるモータ１３としては、駆動力が可変なものを用いてもよい。これによって、走行スケジュールを補正する際に、モータ１３の駆動力の比率の微調整が可能となる。

又、上記実施形態では、走行スケジュール設定部１０４における走行スケジュールの設定態様の一例として、要求駆動力が所定の駆動力を超えている場合には、エンジン１１の駆動力に一定のモータ１３の駆動力を付加する態様を示した。しかしながら、本発明における走行スケジュールの設定態様は、要求駆動力毎に、エンジン１１の駆動力とモータ１３の駆動力を設定する態様であってもよい。

又、上記実施形態では、走行スケジュール設定部１０４における走行スケジュールの設定方法の一例として、制御マップに基づいて走行スケジュール設定区間の各位置におけるエンジン及びモータの動作を設定した後に、所定の条件を充足する場合（即ち、回生エネルギ量の予測値が充電余力に係る所定の閾値を超えている場合）、当該走行スケジュールの補正を行う態様を示した。しかしながら、本発明における走行スケジュールの設定方法は、当該方法に限らず、所定の条件を充足する場合には、別途設けた制御マップを用いて、回生エネルギ量の予測値、現時点のバッテリ１３ｂの充電余力、及び、要求駆動力に基づいて、走行スケジュールを設定する態様であってもよい。

又、上記実施形態では、走行スケジュール設定部１０４における走行スケジュールの設定方法の一例として、走行スケジュール設定区間が上り勾配路の後に連続して下り勾配路が含まれる区間である場合に、回生エネルギ量の予測値が充電余力に係る所定の閾値を超えているか否かを検証し、必要に応じて走行スケジュールを補正する態様を示した。しかしながら、本発明における走行スケジュールの補正処理は、走行スケジュール設定区間が、平坦路の後に連続して下り勾配路が含まれる区間であっても適用可能である。

又、上記実施形態では、車両ＥＣＵ１００の構成の一例として、道路情報取得部１０１、車両情報取得部１０２、要求制駆動力推定部１０３、走行スケジュール設定部１０４、回生エネルギ量予測部１０５、及び消費エネルギ量予測部１０６の機能が一のコンピュータによって実現されるものとして記載したが、複数のコンピュータによって実現されてもよいのは勿論である。

又、上記実施形態では、車両ＥＣＵ１００の動作の一例として、道路情報取得部１０１、車両情報取得部１０２、要求制駆動力推定部１０３、走行スケジュール設定部１０４、回生エネルギ量予測部１０５、及び消費エネルギ量予測部１０６の動作が一連のフローの中で実行されるものとして示したが、これらの処理の一部又は全部が並列で実行されるものとしてもよいのは勿論である。

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、請求の範囲を限定するものではない。請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。

本開示に係る車両の制御装置によれば、下り勾配路において回収可能な回生エネルギのより多くを回収することができる。

１ 車両
１１ エンジン
１２ クラッチ
１３ モータ
１３ａ インバータ装置
１３ｂ バッテリ
１４ トランスミッション
１５ 駆動輪
２０ 制動装置
３０ 目標車速設定装置
４０ 現在地情報取得装置
５０ 車両情報取得装置
１００ 車両ＥＣＵ
１０１ 道路情報取得部
１０２ 車両情報取得部
１０３ 要求制駆動力推定部
１０４ 走行スケジュール設定部
１０５ 回生エネルギ量予測部
１０６ 消費エネルギ量予測部

Claims (3)

1. 駆動源としてエンジンとモータとを備え、車輪の回転エネルギを電気エネルギとして当該モータが接続されたバッテリに回収可能に構成された車両を、所定の目標速度で自動走行させる制御装置であって、
   前記車両の前方の所定区間における道路情報を取得する道路情報取得部と、
   前記道路情報に基づいて、前記車両を前記目標速度で走行させるための前記所定区間の各位置における要求駆動力及び要求制動力を推定する要求制駆動力推定部と、
   前記所定区間の各位置における前記要求制動力に基づいて、前記所定区間の下り勾配路において回収可能な回生エネルギ量を予測する回生エネルギ量予測部と、
   前記エンジンの駆動力と前記モータの駆動力との合計駆動力が前記要求駆動力となるように、燃費を最大化するように規定された所定の制御マップに基づいて、前記所定区間の各位置における前記エンジン及び前記モータの動作を設定する走行スケジュール設定部と、
   前記要求駆動力と前記制御マップとに基づいて、前記所定区間の前記下り勾配路の手前の平坦路又は上り勾配路において消費される消費エネルギ量を予測する消費エネルギ量予測部と、
   を備え、
   前記走行スケジュール設定部は、前記回生エネルギ量が、現時点における前記バッテリの充電余力から換算される所定の閾値を超えている場合、前記所定区間の前記下り勾配路の手前の前記平坦路又は前記上り勾配路において前記要求駆動力を出力するための前記モータの駆動力の比率が、前記制御マップに基づいて設定される前記比率よりも増大するように、前記エンジン及び前記モータの動作を設定し、
   前記所定の閾値は、現時点における前記バッテリの充電余力から、前記平坦路又は前記上り勾配路において消費される前記消費エネルギ量を減算した値であり、
   前記走行スケジュール設定部は、前記回生エネルギ量が前記所定の閾値を超えている場合、前記回生エネルギ量と現時点における前記バッテリの充電余力との差が大きくなるほど、前記平坦路又は前記上り勾配路において前記要求駆動力を出力するための前記モータの駆動力の前記比率が増大するように、前記エンジン及び前記モータの動作を設定し、
   前記道路情報取得部は、前記所定区間に前記下り勾配路が含まれ、且つ、前記下り勾配路の終端部が含まれない場合、前記下り勾配路の終端部が含まれるように、前記所定区間の距離を延長する、
   制御装置。
2. 前記走行スケジュール設定部は、
   前記所定区間が、前記上り勾配路の後に連続して前記下り勾配路が含まれる区間である場合、前記回生エネルギ量が、前記所定の閾値を超えているか否かを判定する
   請求項１に記載の制御装置。
3. 請求項１に記載の制御装置を備える車両。
   
   

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