(57)【要約】【課題】内燃機関の触媒装置の温度を管理し、蓄電池に必要な電力を車両の走行計画に応じて確保する車両制御システムを提供すること。【解決手段】電動機の動力を出力するエンジン（１０）と、エンジンの動力を用いて発電する電動機（１２）とを含む発電部（１３）と、エンジン（１０）の出力を制御するとともに、エンジンの触媒の温度を推定し、触媒の温度に応じてエンジンの出力を制御するエンジン制御部（７２）と、車両の目的地までの走行計画を示す走行計画情報を生成する走行計画部と、走行計画情報に基づいて、走行に必要な総電力量を導出する電力量導出部と、走行計画情報と、電力量導出部により算出された総電力量とに基づいて、発電部を稼働させる走行計画情報と関連付けた発電計画を生成し、エンジン制御部（７２）の制御内容に基づいて、発電計画を変更する発電計画生成部と、を備える車両制御システム（１）である。【選択図】図１
2019151283.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動機によって使用される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走行用電動機と、
前記エンジンの出力を制御するとともに、前記エンジンの触媒の温度を推定し、前記触媒の温度に応じて前記エンジンの出力を制御するエンジン制御部と、
車両の目的地までの走行計画を示す走行計画情報を生成する走行計画部と、
前記走行計画部により生成された前記走行計画情報に基づいて、走行に必要な総電力量を算出する電力量導出部と、
前記走行計画部により生成された前記走行計画情報と、前記電力量導出部により算出された前記総電力量とに基づいて、前記発電部を稼働させる発電計画を前記走行計画情報に関連付けて生成し、前記エンジン制御部の制御内容に基づいて、前記発電計画を変更する発電計画生成部と、を備える、
車両制御システム。
【請求項２】
前記エンジン制御部は、前記エンジンの運転状態及び前記車両の環境条件に前記触媒の温度が対応付けられた情報に基づいて前記触媒の温度を推定する、
請求項１に記載の車両制御システム。
【請求項３】
前記発電計画生成部は、前記触媒の温度に基づく前記エンジン制御部の制御によって低下する合計の電力量を回復させるよう前記発電計画を変更する、
請求項１または２に記載の車両制御システム。
【請求項４】
前記発電計画生成部は、前記発電計画において、前記触媒の温度に基づく前記エンジン制御部の制御によって低下する合計の電力量を回復させるための回復区間を設定する、
請求項３に記載の車両制御システム。
【請求項５】
前記発電計画生成部は、前記発電部が発電を開始する車両の速度の速度閾値を決定することで、前記回復区間の期間の長さを変更する、
請求項４に記載の車両制御システム。
【請求項６】
前記発電計画生成部は、前記回復区間を前記車両の速度が前記速度閾値を超える区間に割り当てるよう、前記発電計画を変更する、
請求項５に記載の車両制御システム。
【請求項７】
前記発電計画生成部は、前記回復区間を設定する際、前記速度閾値を、前記触媒の温度が温度閾値以下となる場合に設定される第１値から、前記触媒の温度が前記温度閾値を超える場合に設定される前記第１値よりも小さい第２値に変更する、
請求項６に記載の車両制御システム。
【請求項８】
コンピュータが、
電動機によって使用される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走行用電動機と、を備える車両の前記エンジンの出力を制御するとともに、前記エンジンの触媒の温度を推定し、
前記触媒の温度に応じて前記エンジンの出力を制御し、
車両の目的地までの走行計画を示す走行計画情報を生成し、
生成した前記走行計画情報に基づいて、走行に必要な総電力量を算出し、
生成した前記走行計画情報と、算出した前記総電力量とに基づいて、前記発電部を稼働させる発電計画を前記走行計画情報に関連付けて生成し、
前記エンジンの制御内容に基づいて、前記発電計画を変更する、
車両制御方法。
【請求項９】
コンピュータに、
電動機によって使用される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走行用電動機と、を備える車両の前記エンジンの出力を制御させるとともに、前記エンジンの触媒の温度を推定させ、
前記触媒の温度に応じて前記エンジンの出力を制御させ、
車両の目的地までの走行計画を示す走行計画情報を生成させ、
生成された前記走行計画情報に基づいて、走行に必要な総電力量を算出させ、
生成された前記走行計画情報と、算出された前記総電力量とに基づいて、前記発電部を稼働させる発電計画を前記走行計画情報に関連付けて生成させ、
前記エンジンの制御内容に基づいて、前記発電計画を変更させる、
プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
蓄電池、駆動機構（例えば内燃機関、電動機）を搭載したハイブリッド車両において、内燃機関の排気浄化触媒装置（以下、触媒）の温度に応じて内燃機関の出力を規制する制御を行い、触媒の温度を低下させつつ、蓄電池に必要な発電量を確保する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−４９２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の技術では、車両の走行計画に応じて内燃機関の出力を制御することは行われていなかった。
【０００５】
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、発電部の触媒の温度を管理しつつ、蓄電池に必要な電力を車両の走行計画に応じて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。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）：電動機によって使用される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走行用電動機と、前記エンジンの出力を制御するとともに、前記エンジンの触媒の温度を推定し、前記触媒の温度に応じて前記エンジンの出力を制御するエンジン制御部と、車両の目的地までの走行計画を示す走行計画情報を生成する走行計画部と、前記走行計画部により生成された前記走行計画情報に基づいて、走行に必要な総電力量を算出する電力量導出部と、前記走行計画部により生成された前記走行計画情報と、前記電力量導出部により算出された前記総電力量とに基づいて、前記発電部を稼働させる発電計画を前記走行計画情報に関連付けて生成し、前記エンジン制御部の制御内容に基づいて、前記発電計画を変更する発電計画生成部と、を備える、車両制御システムである。
【０００７】
（２）：（１）に記載の車両制御システムであって、前記エンジン制御部は、前記エンジンの運転状態及び前記車両の環境条件に前記触媒の温度が対応付けられた情報に基づいて前記触媒の温度を推定するものである。
【０００８】
（３）：（１）または（２）に記載の車両制御システムであって、前記発電計画生成部は、前記触媒の温度に基づく前記エンジン制御部の制御によって低下する合計の電力量を回復させるよう前記発電計画を変更するものである。
【０００９】
（４）：（３）に記載の車両制御システムであって、前記発電計画生成部は、前記発電計画において、前記触媒の温度に基づく前記エンジン制御部の制御によって低下する合計の電力量を回復させるための回復区間を設定するものである。
【００１０】
（５）：（４）に記載の車両制御システムであって、前記発電計画生成部は、前記発電部が発電を開始する車両の速度の速度閾値を決定することで、前記回復区間の期間の長さを変更するものである。
【００１１】
（６）：（５）に記載の車両制御システムであって、前記発電計画生成部は、前記回復区間を前記車両の速度が前記速度閾値を超える区間に割り当てるよう、前記発電計画を変更するものである。
【００１２】
（７）：（５）に記載の車両制御システムであって、前記発電計画生成部は、前記回復区間を設定する際、前記速度閾値を、前記触媒の温度が温度閾値以下となる場合に設定される第１値から、前記触媒の温度が前記温度閾値を超える場合に設定される前記第１値よりも小さい第２値に変更するものである。
【００１３】
（８）：コンピュータが、電動機によって使用される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走行用電動機と、を備える車両の前記エンジンの出力を制御するとともに、前記エンジンの触媒の温度を推定し、前記触媒の温度に応じて前記エンジンの出力を制御し、車両の目的地までの走行計画を示す走行計画情報を生成し、生成した前記走行計画情報に基づいて、走行に必要な総電力量を算出し、生成した前記走行計画情報と、算出した前記総電力量とに基づいて、前記発電部を稼働させる発電計画を前記走行計画情報に関連付けて生成し、前記エンジンの制御内容に基づいて、前記発電計画を変更する、車両制御方法である。
【００１４】
（９）：コンピュータに、電動機によって使用される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走行用電動機と、を備える車両の前記エンジンの出力を制御させるとともに、前記エンジンの触媒の温度を推定させ、前記触媒の温度に応じて前記エンジンの出力を制御させ、車両の目的地までの走行計画を示す走行計画情報を生成させ、生成された前記走行計画情報に基づいて、走行に必要な総電力量を算出させ、生成された前記走行計画情報と、算出された前記総電力量とに基づいて、前記発電部を稼働させる発電計画を前記走行計画情報に関連付けて生成させ、前記エンジンの制御内容に基づいて、前記発電計画を変更させる、プログラムである。
【発明の効果】
【００１５】
（１）、（８）、（９）によれば、発電部の触媒装置の温度を管理しつつ、蓄電池に必要な電力を車両の走行計画に応じて確保することができる。
【００１６】
（２）によれば、触媒の温度を推定することができる。
【００１７】
（３）、（４）によれば、加熱した触媒の温度を低下させるために減少した電力量を回復することができる。
【００１８】
（５）、（６）によれば、減少した電力量を回復すると共に、車両の速度が低い場合に発電部が稼働することを抑制することができ、車室内の騒音が悪化することを防止することができる。
【００１９】
（７）によれば、発電部の稼働を開始する速度閾値を低下させて発電部の総稼働時間を長くし、触媒の温度低下のために減少した電力量を回復することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】車両制御システム１を搭載した車両の構成の一例を示す図である。
【図２】計画制御部１００の機能構成を示す構成図である。
【図３】発電計画生成部１０６における瞬時発電量目標値を示す図である。
【図４】発電計画生成部１０６における発電実施許可車速の決定方法の一例を示す図である。
【図５】発電計画の一例を示す図である。
【図６】触媒温度保護のための出力低減時の発電計画の一例を示す図である。
【図７】図６の比較例の車両制御システムの発電計画の一例を示す図である。
【図８】車両制御システム１において実行される処理の流れを示すフローチャートである。
【図９】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。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
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。
【００２２】
［全体構成］
図１は、車両制御システム１を搭載した車両の構成の一例を示す図である。車両制御システム１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。
【００２３】
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、触媒２０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とが搭載される。
【００２４】
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るが、他のサイクル方式が用いられてもよい。また、エンジン１０は、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。エンジン１０が出力可能な動力は、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（または自車両Ｍ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未満の動力である。該エンジンは小型・軽量であるため、車載レイアウトの自由度が高いというメリットを有する。
【００２５】
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、主に発電に用いられる。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。
【００２６】
第２モータ１８は、駆動輪２５を回転させる走行用電動機である。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は車両の駆動と回生を行う。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、発電部１３またはバッテリ６０から供給される電力を用いて動力を駆動輪２５に出力する。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。
【００２７】
触媒２０は、エンジン１０の排気経路の途中に設けられる排ガス浄化のための触媒装置である。
【００２８】
触媒２０は、所定の温度領域で機能するが、高温に晒され続けると性能が低下する虞がある。そのため、例えば後述の様に、触媒温度推定部にて推定された触媒２０の温度に基づいて、エンジン１０の出力を制御し、排気触媒２０が高温状態になることを防止する必要がある。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
バッテリ６０は、発電部１３により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。
【００３３】
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。
【００３４】
エンジン制御部７２は、ハイブリッド制御部７１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。
【００３５】
さらに、エンジン制御部７２は、触媒温度推定情報に基づきエンジン１０に設けられた触媒２０の温度を推定する。エンジン制御部７２は推定触媒温度が所定の温度を超えると予想される場合、ハイブリッド制御部７１が指示するエンジン出力を下げるようにハイブリッド制御部７１に要求する。または、後述の計画制御部による制御実施時は計画制御部にエンジン出力を下げるよう要求する。これにより、触媒温度が異常に高温になることを防止し、触媒の劣化を抑制する。
【００３６】
触媒温度推定情報は、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。この情報は、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、触媒温度推定情報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。
【００３７】
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。
【００３８】
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、不図示のブレーキ装置を制御する。ブレーキ装置は、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。
【００３９】
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（例えばＳＯＣ：State Of Charge（充電率））を算出し、動力制御部７０、ハイブリッド制御部７１に出力する。
【００４０】
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。
【００４１】
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、まず、アクセル開度および車速に基づいて、駆動軸要求トルクＴｄを導出し、第２モータ１８の出力する駆動軸要求パワーＰｄを決定する。また、ハイブリッド制御部７１は、決定した駆動軸要求パワーＰｄと、補機の消費電力やバッテリ６０の電力量、車両センサ７６から取得したアクセル開度および車速、エンジン制御部７２から取得した推定触媒温度などとに基づいて、エンジン１０の稼働要否およびエンジン１０の出力すべきエンジンパワーＰｅを決定する。後述の計画制御部による制御実施時は計画制御部からの指示に従いエンジン１０の稼働要否およびエンジン１０の出力すべきパワーＰｅを決定する。
【００４２】
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およびモータ制御部７３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。
【００４３】
［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、発電部１３が発電すべき総発電量および、発電すべき地点とその時の発電量を決定する。計画制御部１００は決定した情報を動力制御部７０に出力する。
【００４４】
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、走行計画部１０２と、電力量導出部１０４と、発電計画生成部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。
【００４５】
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。
【００４６】
記憶部１２０には、例えば、後述する導出情報や、走行計画情報、走行計画を生成する際に必要な情報が記憶されている。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。
【００４７】
走行計画部１０２は、記憶部１２０に記憶された、車両の目的地までの走行計画を示す走行計画情報を生成する。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。走行計画情報とは、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車両が走行する計画である。走行計画部１０２は、生成した走行計画情報を記憶部１２０に記憶する。また、走行計画部１０２は乗員が目的地を変更した場合や計画外の経路を走行した場合など、生成した走行計画を随時変更する。
【００４８】
走行計画は、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である。走行計画は、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。
【００４９】
電力量導出部１０４は、走行計画部１０２により計画された走行計画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し、発電計画生成部１０６に出力する。総電力量は、例えば、走行計画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である。
【００５０】
発電計画生成部１０６は、目的地に到着時のバッテリ電力量（目標ＳＯＣ）、目標総発電量、および発電計画を生成する。図３は、発電計画生成部１０６における瞬時発電量目標値を示す図である。図４は、発電計画生成部１０６における発電実施許可車速の決定方法の一例を示す図である。
【００５１】
発電計画生成部１０６は、例えば、目的地に充電施設が存在しない場合、出発地や次の目的地までに必要な電力を考慮して目標ＳＯＣを決定する。例えば、目的地に充電施設が存在する場合、発電計画生成部１０６は、目的地に到着した時の目標ＳＯＣを０〜数十パーセントに決定する。
【００５２】
発電計画生成部１０６は、前述の目標ＳＯＣおよび電力量導出部１０４が決定した総電力量に基づいて目標総発電量を導出する。目標総発電量は、発電部１３が目的地までに発電すべき総発電量である。
【００５３】
発電計画生成部１０６は、走行計画情報において予測される車両速度に応じて瞬時発電量の目標値を決定し、発電計画を生成する。発電計画は発電を実施する経路上の区間と、その区間における発電部１３が出力する瞬時発電量の目標値である。また、経路上の低車速で走行する区間において発電すると騒音の悪化を招くため、発電計画生成部１０６は、所定の速度以上で走行する区間において充電を実施するように発電計画を生成する。
【００５４】
発電計画生成部１０６は、発電実施許可速度（例えば第１値）を決定することで発電部１３に発電させる経路上の区間を決定する。発電計画生成部１０６は、例えば、図３（ａ１）に示すように、あらかじめ決められた車両の速度に対する基本発電出力の関係から、瞬時発電量を決定する。発電計画生成部１０６は、決定した瞬時発電量と、走行計画情報において予測される車両速度とに基づいて、目的地までに発電できる総発電量を算出する。
【００５５】
発電実施許可速度をパラメータとして用いると、目的地までに発電できる総発電量が図４（ｂ１）に示されるようにプロットされる。発電計画生成部１０６は、プロットされた総発電量から目標発電量を目的地までに発電するために必要な発電実施許可速度の第一値を算出し、経路上の区間を決定する。このように、発電計画生成部１０６は、車両速度の高い区間で優先的に発電部１３を稼働させるよう発電計画を生成し、走行時の騒音が発電部１３の稼働音を目立たなくさせる。これにより、車室内の静寂性が保たれると共に、必要な発電量が確保される。
【００５６】
また、発電計画生成部１０６は、触媒温度が高温となる事が予想されることにより、エンジン制御部７２からエンジン出力の低減要求があった場合、エンジン出力の低減によって低下する合計の電力量を回復させるよう発電計画を変更する。
【００５７】
例えば、発電計画生成部１０６は、エンジン出力の低減要求があった場合、図３（ａ２）のように、触媒温度が通常時のあらかじめ決められた車両の速度に対する基本発電出力を低下させることで、瞬時発電量の目標値を変更する。発電計画生成部１０６は、決定した瞬時発電量の目標値、および走行計画情報において予測される車両速度から、目的地までに発電できる総発電量を改めて算出する。発電可能な総発電量は図４（ｂ２）に示される。総発電量は触媒温度通常時よりも低下するが、発電計画生成部１０６は、目標総発電量を達成可能なように、第１値よりも小さい発電実施許可速度（例えば第２値）を決定し、総発電量が維持できるよう経路上の発電区間を変更する。
【００５８】
発電実施許可速度が小さくなると、発電が開始される速度が下がり、発電が開始されるタイミングが早くなり、発電が終了するタイミングが遅くなって発電期間が長くなる。この結果、発電部１３の出力は制限されるが、発電期間が長くなるため、低下する合計の電力量が補填される。
【００５９】
動力制御部７０は、発電計画生成部１０６により出力された発電計画に基づいて発電部１３を稼働させ、バッテリ６０に必要な充電量を確保する。
【００６０】
［計画制御部の処理］
次に、計画制御部１００の具体的な処理について説明する。図４は、発電計画の一例を示す図である。
【００６１】
（１）先ず、触媒２０の温度が通常の範囲にある場合における、通常の計画制御部１００の処理について説明する。
【００６２】
図５は、発電計画の一例を示す図である。走行計画部１０２は、図５（Ａ）に示されるように、車両の目的地までの走行計画を示す走行計画情報を生成する。図５（Ａ）の縦軸は予測される目的地までの経路における車両の速度を示し、横軸は時間を示している。後述する図５（Ｂ）、（Ｃ）、および後述する図６（Ａ）〜（Ｃ）の横軸も時間を示している。
【００６３】
発電計画生成部１０６は、電力量導出部１０４による演算結果および走行計画情報に基づいて、発電計画を生成する（図５（Ｂ）、（Ｃ）参照）図５（Ｂ）は、決定した経路上での瞬時発電量目標値と発電区間を示している。図５（Ｃ）は、決定した目的地における目標ＳＯＣと、図５（Ｂ）に示した発電計画の通りに運転できた場合のＳＯＣ推移を示している。
【００６４】
発電計画生成部１０６は、発電計画に基づいて、動力制御部７０に指令値を出力する。動力制御部７０は、発電計画生成部１０６により出力された指令値に基づいて、図５（Ｂ）に示されるように発電部１３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。外乱なく、計画の通りに運転されれば、図５（Ｂ）、（Ｃ）に示した通りの発電量および、ＳＯＣを実現できる。
【００６５】
（２）次に、触媒２０の温度が温度閾値を超える場合の計画制御部１００の処理について図６（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）にて説明する。図６は、触媒温度保護のための出力低減時の発電計画の一例を示す図である。
【００６６】
図６は図５に対して、触媒２０の温度が温度閾値を超える事象が発生した場合の処理について示している。発電計画生成部１０６は、エンジン制御部７２より触媒温保護のためのエンジン出力の低減要求があった場合、例えば図６（Ａ）の白丸点にて低減要求があった場合、発電部１３の発電量を低下させるよう瞬時発電量の目標値を低減し再設定する。さらに発電計画生成部１０６は再設定した瞬時発電量の目標値および、残りの走行計画情報において予測される車両速度から、目的地までに発電できる総発電量を改めて算出し、発電実施許可速度（第２値）を決定し、発電を実施する経路上の区間を再設定する（図６（Ａ）、（Ｂ））。
【００６７】
発電計画生成部１０６は、変更した発電計画に基づいて、動力制御部７０に指令値を出力する。動力制御部７０は、発電計画生成部１０６により出力された指令値に基づいて、発電部１３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。
【００６８】
図６（Ｂ）に示されるように、触媒温度が通常である場合と比較し、触媒温度保護のための出力低減要求があった場合は、瞬時発電量が低下するが、速度閾値が第２値に設定されたことにより、第１値の速度閾値に基づいて発電部１３が稼働する期間より長くなる。このような処理により、回復発電が行なわれる回復区間において、発電部１３の稼働時間を調整することができ、前記触媒の温度に基づく前記電力制御部の制御によって低下する合計の電力量を回復することができ、到着時のＳＯＣを維持できる（図６（Ｃ））。
【００６９】
図７は、図６の比較例の車両制御システムの発電計画の一例を示す図である。比較例の車両制御システムは、車両制御システム１と同様の構成を備える。触媒の温度が温度閾値を超えると判定された場合、発電部の出力を制限する制御を実行する。この場合、出力を制限したことによって不足する電力量を補うために発電部を稼働させて回復発電を行う稼働期間を長くする。このような処理によれば、図７（Ｂ）において回復発電が行なわれる回復区間は、図７（Ａ）における低速区間と重なるため、通常では発電部が稼働しないと設定されるような低速区間でエンジン１０が稼働し、車室内にエンジン１０の騒音が伝わり、乗員に違和感を与える可能性がある。
【００７０】
図７の比較例に比して車両制御システム１は、図６で示したように発電部１３の出力を制限する制御を実行した場合、制限により不足した電力を回復するための回復発電を車両の速度が低い低速区間においては行わない。発電計画生成部１０６は、回復区間を車両の速度が速度閾値を超える区間に割り当てるよう、発電計画を変更する。そして、車両制御システム１は、回復発電を車速が速度閾値を超えた区間で行うため、車室内の騒音が悪化することを防止することができる。
【００７１】
次に、車両制御システム１において実行される処理の流れについて説明する。図８は、車両制御システム１において実行される処理の流れを示すフローチャートである。
【００７２】
発電計画生成部１０６は、エンジン制御部７２より触媒温保護のためのエンジン出力の低減要求があるか否かを判定する（ステップＳ１００）。
【００７３】
ステップＳ１００でエンジン出力の低減要求が否定的な判定となった場合、予め設定された目標値に従って、通常の制御方法により発電部１３を制御させるため、発電計画の更新処理（ステップＳ１０８）は行わず、フローチャートの処理を終了する。
【００７４】
ステップＳ１００でエンジン出力の低減要求が肯定的な判定となった場合、発電計画生成部１０６は、発電部１３の発電量を下げるため、瞬時発電量目標値を下げて再設定する（ステップＳ１０２）。発電計画生成部１０６は瞬時発電量目標値と残りの区間の走行計画情報とに基づいて、目的地までの発電可能な総発電量を導出する（ステップＳ１０４）。
【００７５】
発電計画生成部１０６は、ステップＳ１０４にて算出した総発電量に基づいて、残りの必要発電量を発電可能な発電実施許可速度を導出し、現在の発電実施許可速度を第１値からそれより小さい第２値に変更する（ステップＳ１０６）。
【００７６】
発電計画生成部１０６はステップＳ１０２および、ステップＳ１０６で決定した瞬時発電力目標値と発電実施許可速度とに基づいて、発電計画を更新する（ステップＳ１０８）。
【００７７】
以上説明した実施形態によれば、車両制御システム１は、内燃機関の触媒装置の温度を管理しつつ、蓄電池に必要な電力を車両の走行計画に応じて確保することができる。即ち、車両制御システム１は、触媒２０の温度が高温となった場合、抑制区間で触媒２０の温度を低下させて触媒２０を保護することができる。そして、車両制御システム１は、経路全域における総発電量に基づいて、速度閾値を設定することにより、車両の速度が低い低速区間において発電部１３を稼働させず、車速が速度閾値を超えた区間で発電部１３を稼働させ、減少した発電量を補うことができる。
【００７８】
［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、図９に示すようなハードウェアの構成により実現される。図９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。
【００７９】
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。
【００８０】
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、
電動機によって使用される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走行用電動機と、を備える車両の前記エンジンの出力を制御するとともに、前記エンジンの触媒の温度を推定し、
前記触媒の温度に応じて前記エンジンの出力を制御し、
車両の目的地までの走行計画を示す走行計画情報を生成し、
生成した前記走行計画情報に基づいて、走行に必要な総電力量を算出し、
生成した前記走行計画情報と、算出した前記総電力量とに基づいて、前記発電部を稼働させる発電計画を前記走行計画情報に関連付けて生成し、
前記エンジン制御部の制御内容に基づいて、前記発電計画を変更する、
ように構成されている、車両制御システム。
【００８１】
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。
【符号の説明】
【００８２】
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、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‥走行計画部、１０４‥電力量導出部、１０６‥発電計画生成部、１２０‥記憶部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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