連携走行車両の制御装置

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【発明の名称】	連携走行車両の制御装置
【発明者】	【氏名】田端淳
【要約】	【課題】電源を備えている車両による連携走行を、各車両の電源の状態を好適に制御して円滑におこなう制御装置を提供することを目的としている。【解決手段】走行中に充電することのできる電源を備え、かつ他車両との連携のない単独走行と、他車両との相対位置に基づいて走行が制御されることにより複数台の車両が所定の相対位置を維持するように走行する連携走行とが可能な連携走行車両の制御装置であって、前記連携走行がおこなわれていることを検出する連携走行検出手段（ステップＳ３）と、連携走行がおこなわれていることが前記連携走行検出手段（ステップＳ３）で検出された場合に、前記電源に対する充電の制御の内容を、前記単独走行の場合の制御内容とは異ならせる充電制御変更手段（ステップＳ４）とを備えている。

【特許請求の範囲】
【請求項１】走行中に充電することのできる電源を備え、かつ他車両との連携のない単独走行と、他車両との相対位置に基づいて走行が制御されることにより複数台の車両が所定の相対位置を維持するように走行する連携走行とが可能な連携走行車両の制御装置において、前記連携走行がおこなわれていることを検出する連携走行検出手段と、連携走行がおこなわれていることが前記連携走行検出手段で検出された場合に、前記電源に対する充電の制御の内容を、前記単独走行の場合の制御内容とは異ならせる充電制御変更手段とを備えていることを特徴とする連携走行車両の制御装置。
【請求項２】前記充電制御変更手段は、連携走行時の前記電源に対する充電量を、単独走行時の充電量より低下させる手段を含むことを特徴とする請求項１に記載の連携走行車両の制御装置。
【請求項３】走行中に充電することのできる電源を備え、かつ他車両との連携のない単独走行と、他車両との相対位置に基づいて走行が制御されることにより複数台の車両が所定の相対位置を維持するように走行する連携走行とが可能な連携走行車両の制御装置において、前記連携走行がおこなわれていることを検出する連携走行検出手段と、連携走行がおこなわれていることが前記連携走行検出手段で検出された場合に、連携走行している各車両の電源残量が互いに等しくなるように電源の充放電量を制御する充放電制御手段とを備えていることを特徴とする連携走行車両の制御装置。
【請求項４】電源から供給される電力で動作する電動機と電力によらずに動作する動力装置とを動力源として備え、かつ他車両との連携のない単独走行と、他車両との相対位置に基づいて走行が制御されることにより複数台の車両が所定の相対位置を維持するように走行する連携走行とが可能な連携走行車両の制御装置において、前記連携走行がおこなわれていることを検出する連携走行検出手段と、連携走行に参加している各車両の前記電源の残量の合計値を求める電源残量検出手段と、その電源残量検出手段で求められた各車両の電源残量の合計値に基づいて走行に使用する動力源を選択する動力源選択手段とを備えていることを特徴とする連携走行車両の制御装置。
【請求項５】連携走行する前記各車両が、相互に電力を融通する手段を備えていることを特徴とする請求項２ないし４のいずれかに記載の連携走行車両の制御装置。

【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、自律走行可能な複数台の車両が相互に情報を交換しながら相対位置を維持しつつ走行する連携走行をおこなうための制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】自律走行可能な車両による連携走行の最も典型的な形態が隊列走行であり、これは、先導車両を搭乗者が運転するなどのことにより自律走行させ、その後方に順に連なった後続車両が前方の車両をレーダなどによって検出し、同時に走行のための情報を各車両間で交換し、このようにして得られた情報に基づいて自車両を制御することにより、複数台の車両が相互に相対位置を維持して一体となって走行する走行形態である。連携走行をおこなう場合、円滑な走行を維持するために、連携走行に参加している車両の走行特性あるいは挙動を可及的に一致させることが好ましい。そのため従来では、車両の走行に関する各種の情報を相互に交換し、かつその情報に基づいて自車両の制御をおこない、また制御特性を変更している。
【０００３】その一例が特開平５－２１７０９６号公報に記載されている。この公報に記載された車両あるいはシステムは、複数台の車両を物理的手段で一列に連結して走行させるように構成されており、各車両を物理的に連結する連結手段にインターフェースを設け、その連結手段およびインターフェースを介してエンジン出力や操舵角、制動力、走行環境などの情報を相互に交換するように構成されている。さらに、これらの情報を外部のホストコンピュータとの間で交換し、輸送効率を向上し、また燃料総消費量を低減するとしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】一方、最近では、地球規模の環境に配慮して電動機を動力源に用いた車両が開発されている。この種の車両が上述した連携走行をおこうなことも可能であるが、上記の公報に記載されたシステムなどの従来のシステムは、主として内燃機関を動力源とした車両を対象としており、電動機やそのための電源や発電機などを搭載した車両が連携走行するにあたっての技術的課題や好ましいシステムについては未だ充分に探求されていないのが実情である。
【０００５】この発明は、上記の事情を背景にしてなされたものであり、充放電される電源を搭載した車両の連携走行を効率良くおこなわせることのできる制御装置を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段およびその作用】上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、走行中に充電することのできる電源を備え、かつ他車両との連携のない単独走行と、他車両との相対位置に基づいて走行が制御されることにより複数台の車両が所定の相対位置を維持するように走行する連携走行とが可能な連携走行車両の制御装置であって、前記連携走行がおこなわれていることを検出する連携走行検出手段と、連携走行がおこなわれていることが前記連携走行検出手段で検出された場合に、前記電源に対する充電の制御の内容を、前記単独走行の場合の制御内容とは異ならせる充電制御変更手段とを備えていることを特徴とする制御装置である。
【０００７】また、請求項２の発明は、請求項１の構成において、前記充電制御変更手段が、連携走行時の前記電源に対する充電量を、単独走行時の充電量より低下させる手段を含むことを特徴とする制御装置である。
【０００８】したがって請求項１の発明によれば、連携走行をおこなう場合には、単独走行の場合とは異なり、充電効率を重視した充電制御をおこなうことができ、特に請求項２の発明では、連携走行の際に充電量を低下させるから、満充電状態で更に充電をおこなうなどの事態を回避し易くなり、充電効率が向上するのみならず、車両の燃費が向上する。
【０００９】請求項３の発明は、走行中に充電することのできる電源を備え、かつ他車両との連携のない単独走行と、他車両との相対位置に基づいて走行が制御されることにより複数台の車両が所定の相対位置を維持するように走行する連携走行とが可能な連携走行車両の制御装置であって、前記連携走行がおこなわれていることを検出する連携走行検出手段と、連携走行がおこなわれていることが前記連携走行検出手段で検出された場合に、連携走行している各車両の電源残量が互いに等しくなるように電源の充放電量を制御する充放電制御手段とを備えていることを特徴とする制御装置である。
【００１０】したがって請求項３の発明では、連携走行する各車両の電源の残量が均等化され、そのために各車両の走行特性が近似するのみならず、エネルギ回生によって充電をおこなう場合には、各車両でエネルギの回生を同時もしくは同程度に実行することができ、エネルギ効率が向上する。
【００１１】さらに、請求項４の発明は、電源から供給される電力で動作する電動機と電力によらずに動作する動力装置とを動力源として備え、かつ他車両との連携のない単独走行と、他車両との相対位置に基づいて走行が制御されることにより複数台の車両が所定の相対位置を維持するように走行する連携走行とが可能な連携走行車両の制御装置であって、前記連携走行がおこなわれていることを検出する連携走行検出手段と、連携走行に参加している各車両の前記電源の残量の合計値を求める電源残量検出手段と、その電源残量検出手段で求められた各車両の電源残量の合計値に基づいて走行に使用する動力源を選択する動力源選択手段とを備えていることを特徴とする制御装置である。
【００１２】したがって請求項４の発明では、走行のために使用する動力源を電動機とそれ以外の動力装置とのいずれかに決定する場合、連携走行していれば、連携走行している全ての車両の電源の残量の総計に基づいて動力源が決定される。そのため、電動機の使用範囲が広がって燃費を向上させ、また排ガスを低減できるなど、動力源の選択が適切なものとなる。
【００１３】そして、請求項５の発明は、請求項２ないし４のいずれかの構成において、連携走行する前記各車両が、相互に電力を融通する手段を備えていることを特徴とする制御装置である。
【００１４】したがって請求項５の発明では、連携走行する各車両が、他車両の電力を使用することができ、また他車両に充電することができ、そのため、各車両での放電や充電の制約条件が緩和されてエネルギ効率を向上させることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】つぎにこの発明を図面に示す具体例に基づいて説明する。この発明で対象とする車両は、自車両のみで単独走行することのできる機能を基本的な機能として備え、これに連携走行のためのシステムを追加して備えている車両である。その連携走行とは、複数台の車両のそれぞれが、相互の相対位置を維持しつつ自走する走行形態であり、その典型的に例が隊列走行である。隊列走行の一例を図２に示しあり、先導車両Ｖ1 に第２番目以降の車両Ｖ2 ，Ｖ3 ，Ｖ4 が、所定の間隔を維持して追従して走行する走行形態である。図２に示す例では、各車両Ｖ1 ，Ｖ2 ，Ｖ3 ，Ｖ4 が、相互に電力を供給（融通）できるように連結されている。その連結の態様は、電力ケーブルなどの物理的連結手段Ｃn によることが好ましい。なお、この種の有線による連結以外に、マイクロ波などによる無線での連結の態様を採用することもできる。また、これらの車両Ｖ1 ，Ｖ2 ，Ｖ3 ，Ｖ4 は、相対位置を一定に維持して走行するために、相対位置を検出するための装置や相対位置に基づいて走行を制御するための装置、隊列走行を可能にするための駆動制御装置、各車両間で情報を交換するための送受信装置などを備えている。
【００１６】図３は、上記の隊列走行に供される車両の駆動系統の一例を模式的に示している。内燃機関（以下、エンジンと記す）１の出力側にダンパ２が連結され、このダンパ２に続けて第１クラッチＣ1 と第２クラッチＣ2 とが互いに直列に連結かつ配置されている。このエンジン１は、要は、燃料を燃焼して動力を出力する動力装置であり、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンあるいはガスを燃料としたガスエンジンなどを使用することができる。また、ダンパ２は、いわゆるトーショナルダンパであって、トルクの変動を吸収するように構成されている。さらに、クラッチＣ1 ，Ｃ2 は一例として油圧によって係合・解放の制御をおこなうことのできる多板クラッチである。
【００１７】これらのクラッチＣ1 ，Ｃ2 を挟んでダンパ２とは反対側にモータ・ジェネレータ３が配置され、そのロータが第２クラッチＣ2 の出力側の部材に連結されている。さらに、モータ・ジェネレータ３を挟んでクラッチＣ1 ，Ｃ2 とは反対側に、ラビニョ型遊星歯車機構からなる副変速部４が設けられている。すなわち第１サンギヤ５が第１クラッチＣ1 の出力側の部材に連結され、その第１サンギヤ５がロングピニオン６に噛合するとともに、このロングピニオン６にリングギヤ７が噛合している。さらに、第２サンギヤ８がモータ・ジェネレータ３のロータもしくは第２クラッチＣ2 の出力側の部材に連結されており、この第２サンギヤ８が、前記ロングピニオン６に噛合しかつロングピニオン６と共にキャリヤ９に保持されたショートピニオン１０に噛合している。そのキャリヤ９を選択的に固定するブレーキＢ1 が設けられている。
【００１８】この副変速部４に続けてベルト式無段変速機（ＣＶＴ）からなる主変速部１１が設けられている。すなわちこの主変速部１１は、共に溝幅を変更可能な駆動プーリー１２と従動プーリー１３とにベルト１４を巻き掛け、これらのプーリー１２，１３の溝幅を互いに反対方向に変化させることにより、ベルト１４の巻き掛け半径が連続的に変化し、変速比が無段階に変化するように構成されている。そして、その駆動プーリー１２が前記リングギヤ７に連結され、また従動プーリー１３が、カウンタギヤ対１５およびカウンタ軸１６を介してフロントデファレンシャル１７に連結されている。
【００１９】一方、エンジン１のクランクシャフトにはスタータ用のモータ１８と、第２のモータ・ジェネレータ１９とが連結されている。この第２モータ・ジェネレータ１９は、図示しないクラッチによってエンジン１に対して選択的に連結されるように構成されており、エンジン１によって駆動されて生じた電力をバッテリ２０に充電し、またエアコン用コンプレッサや電動オイルポンプなどの補機類（図示せず）に電力を供給するように構成されている。なお、そのバッテリ２０は、第２クラッチＣ2 に連結されたモータ・ジェネレータ（以下、第１モータ・ジェネレータと記す）３によって発電した電力を充電し、またその第１モータ・ジェネレータ３に対して電力を供給するように構成されている。さらに、各モータ・ジェネレータ３，１９として交流同期モータを使用した場合には、バッテリ２０とこれらのモータ・ジェネレータ３，１９との間にインバータ（図示せず）を設け、そのインバータによって各モータ・ジェネレータ３，１９の出力トルクや回転数あるいは充電電流を制御するように構成することができる。
【００２０】ここで、上記の副変速部４について更に説明すると、上記の副変速部４は、ニュートラル（Ｎ）状態およびドライブ（Ｄ：前進）レンジでの低速段（第１速）と高速段（第２速）との切り換え、ならびに後進段の設定をおこなうための変速部であり、この副変速部４を構成しているラビニョ型遊星歯車機構についての共線図を示せば、図４のとおりであり、さらに各クラッチＣ1 ，Ｃ2 およびブレーキＢ1 の係合作動表を示せば、図５のとおりである。
【００２１】先ず、ニュートラル（Ｎ）状態について説明すると、この状態では第１モータ・ジェネレータ３を停止させ、かつエンジン１を動力伝達系統から遮断する状態であるから、各クラッチＣ1 ，Ｃ2 を解放する。また、前進段もしくは後進段を設定するための予備的状態としてブレーキＢ1 を係合させておく。
【００２２】発進時の第１速は、上記のニュートラル状態で第１モータ・ジェネレータ３を駆動し、リングギヤ７すなわち出力部材にトルクを発生させる。これは副変速部４の第２サンギヤ８を駆動し、キャリヤ９を固定した状態であるから、リングギヤ７は第２サンギヤ８よりも低速で同方向に回転し、したがってトルクが増幅されて出力される。またその場合、バッテリ２０の充電容量が不足する場合には、モータ１８によってエンジン１を回転させてこれを起動し、かつエンジン１によって第２モータ・ジェネレータ１９を駆動して発電をおこなう。こうすることにより、バッテリ２０の充電状態（ＳＯＣ）に関係なく第１モータ・ジェネレータ３によって発進することができる。また、停車時のクリープトルクを第１モータ・ジェネレータ３によって発生させることができる。
【００２３】このように発進時の第１速は、ブレーキＢ1 を係合させた状態で第２サンギヤ８からトルクを入力することにより設定することができるので、第１モータ・ジェネレータ３に替えてエンジン１によって発進することができる。すなわち、ブレーキＢ1 を係合した状態で第２クラッチＣ2 をスリップ状態から次第に係合させると、第２サンギヤ８に次第にトルクが入力され、それに伴ってリングギヤ７に発生するトルクが次第に増大するので、滑らかに発進することができる。
【００２４】第１モータ・ジェネレータ３で発進後にエンジン１の回転数を第１モータ・ジェネレータ３の回転数に同期するまで増大させ、その状態で第１クラッチＣ1 を次第に係合させるとともにブレーキＢ1 を次第に解放することにより、第１サンギヤ５と第２サンギヤ８とが同速度で回転するようになり、その結果、副変速部４の全体が一体となって回転する第２速となる。その場合、第１モータ・ジェネレータ３に対する電流の供給を停止すれば、エンジン走行となり、また第１モータ・ジェネレータ３に電流を供給してトルクを発生させれば、第１モータ・ジェネレータ３によるトルクが駆動トルクに加わるので、いわゆるトルクアシストすることができる。
【００２５】さらに、減速時には、第１クラッチＣ1 を解放してエンジン１を動力伝達系統から遮断することにより、回生エネルギによって第１モータ・ジェネレータ３のみを駆動できるので、効率よくエネルギの回生をおこなうことができる。
【００２６】また一方、後進段について説明すると、ニュートラル状態で第１モータ・ジェネレータ３を反転させることにより、低速状態での後進段が設定される。すなわちキャリヤ９をブレーキＢ1 によって固定した状態で第２サンギヤ８を反転させると、出力部材であるリングギヤ７が逆回転し、後進段となる。その場合、第２サンギヤ８とリングギヤ７との歯数の比（ρ1 ）に基づいて変速比（ギヤ比）が決まるので、リングギヤ７の回転数が低くなる。この低速の後進段では、第１サンギヤ５が正回転するから、エンジン１を駆動させた状態で第１クラッチＣ1 をスリップ状態から次第に係合させれば、第１サンギヤ５を入力要素として後進段が設定される。このようにして設定される後進段では、第１サンギヤ５とリングギヤ７との歯数の比（ρ2 ）に基づいて変速比（ギヤ比）が決まるから、出力部材であるリングギヤ７の回転数が上記の低速状態の後進段よりも高くなる。すなわち高速状態の後進段が設定される。
【００２７】なお、上記の説明から明らかなように、後進段では第１モータ・ジェネレータ３によって後進方向の駆動トルクを発生させることができるので、後進時のクリープトルクを第１モータ・ジェネレータ３によって発生させることができる。
【００２８】したがって図に示す各車両Ｖ1 ，Ｖ2 ，Ｖ3 ，Ｖ4 は、エンジン１と第１モータ・ジェネレータ３を動力源としたハイブリッド車として構成されている。
【００２９】図５にＤおよびＲｅｖならびにＮの符号で示す各走行レンジは、図示しないシフト装置においてシフトレバーをそれぞれの走行レンジに対応するシフトポジションに移動させることにより選択されるようになっている。これらのシフトポジションは図６に示すように、車両のほぼ前後方向に沿って配列されたＰ（パーキング）ポジション、Ｒ（リバース）ポジション、Ｎ（ニュートラル）ポジション、Ｄ（ドライブ）ポジション、Ｂポジションと、これらのポジションの配列方向に対して直交する方向にＤポジションに隣接されたＭ（マニュアル）ポジションである。
【００３０】Ｐポジションでは車両が停止状態に維持される。またＮポジションおよびＲポジションならびにＤポジションについては前述したとおりの駆動状態が設定される。さらにＢポジションが選択されている状態では、前記主変速部１１を構成している無段変速機によって、車両の走行状態に応じた変速比が自動的に設定される。そしてＭポジションが選択されている場合には、Ｍポジションスイッチがオン状態となって手動変速モードが設定されるようになっている。具体的には、Ｍポジションに対して前記Ｐ，Ｒ，Ｎの各ポジションの配列方向と平行な方向に、アップシフト用のプラス（＋）ポジションとダウンシフト用のマイナス（－）ポジションとが配置され、これらの各プラスポジションとマイナスポジションとに変速用のスイッチ（図示せず）が配置されている。
【００３１】前記Ｍポジションスイッチがオンとなることにより、これらの変速用スイッチがアクティブになるように構成されている。そして、プラススイッチが１回オン動作されて信号を出力するごとに、その時点の変速比に対して予め設定した所定の変速比幅の他の変速比にアップシフトし、また反対にマイナススイッチが１回オン動作されて信号を出力するごとに、その時点の変速比に対して予め設定した所定の変速比幅の他の変速比にダウンシフトするようになっている。
【００３２】上記の駆動機構を制御するための制御系統を図７に示してある。図３に示すエンジン１は、混合気の吸気のためのバルブと燃焼排ガスの排気のためのバルブとの開閉タイミングを連続的に変更できるように構成されている。すなわち可変バルブタイミング（ＶＶＴ）機構を備え、そのバルブタイミングを電気的に制御できるように構成されている。さらに、このエンジン１は、加減速のためのアクセル操作量を電気信号に変換し、その電気信号に基づいて開度が変更される電子スロットルバルブを備えている。すなわち人為的なアクセル操作とエンジン１での実際のスロットル開度の変更との間に電気的な制御が介在するエンジン１であり、その電気的な処理の仕方によって、アクセル操作とスロットル開度操作との相関関係（すなわちスロットル開度特性）を変更できるようになっている。
【００３３】このようなバルブタイミングや電子スロットルバルブの制御に加え、燃料の供給量（燃料噴射量）などを制御するために、コンピュータを主体としたエンジン・コントローラ（Ｅ／Ｇ－ＥＣＵ）２１が設けられている。
【００３４】また、前記バッテリ２０の充電状態（ＳＯＣ：State of Charge）を検出し、その検出結果に基づいていずれかのモータ・ジェネレータ３，１９による充電電流を制御し、さらには駆動要求量に基づいて前記第１モータ・ジェネレータ３の出力トルクや回転数を制御するモータ・ジェネレータ・コントローラ（ＭＧ－ＥＣＵ）２２が設けられている。この第１モータ・ジェネレータ３によるトルクの出力は、前述した発進や加速時のトルクアシストだけでなく、エンジントルクの脈動による駆動トルクの変動を抑制するように出力され、また変速時に出力トルクが急激に変化することを抑制する方向にトルクが出力されるなど、車両の振動を抑制するように第１モータ・ジェネレータ３からトルクが出力される。
【００３５】第１モータ・ジェネレータ３によるエネルギの回生は、車両の有する走行慣性力によってモータ・ジェネレータ３を回転させることよりおこなわれるから、その回生量が制動トルクとして現れる。その回生量すなわち回生制動力の大きさは、モータ・ジェネレータ・コントローラ２２によって制御できる。そしてこのモータ・ジェネレータ・コントローラ２２には図８に示す減速度設定スイッチ２３が接続されている。このスイッチ２３はいわゆるボリュームに相当するものであって、スライドノブ２４によって設定値を大小に変更することにより、回生制動力が大小に変化するようになっている。なお、回生制動トルクは、回生量の大小によっても変更できるが、これ以外に回生効率を変更することによっても回生制動トルクを変更することができるので、上記のスイッチ２３によって回生量と回生効率とのいずれかを変更するように構成することができる。
【００３６】前述したように隊列走行に参加している各車両Ｖ1 ，Ｖ2 ，Ｖ3 ，Ｖ4 が相互に電力を融通できるように接続されているので、各車両Ｖ1 ，Ｖ2 ，Ｖ3 ，Ｖ4の電源であるバッテリＢv1，Ｂv2，Ｂv3，Ｂv4が、図９に示すように、等価的に並列に接続されている。これらのバッテリＢv1，Ｂv2，Ｂv3，Ｂv4の充電および放電は、それぞれに対応して設けられたインバータ（図示せず）を介して制御され、その制御のためのコントローラ（バッテリ－ＥＣＵ）２５が設けられている。
【００３７】このバッテリ－ＥＣＵ２５は、先導車両Ｖ1 に設けられていてもよく、あるいは各車両Ｖ1 ，Ｖ2 ，Ｖ3 ，Ｖ4 に個別に設けられていてもよい。図１０にはそのバッテリ－ＥＣＵ２５を統合した形で模式的に示してあり、このバッテリ－ＥＣＵ２５には、各バッテリＢv1，Ｂv2，Ｂv3，Ｂv4のＳＯＣ、車両の連結情報、エンジンおよびハイブリッド（ＨＶ）用コントローラ（図示せず）からの信号、車速、センターからの情報などが入力されている。また、各バッテリＢv1，Ｂv2，Ｂv3，Ｂv4に対する制御信号やエンジンおよびハイブリッド（ＨＶ）用コントローラに対する制御信号が、バッテリ－ＥＣＵ２５から出力されている。
【００３８】さらに、前記副変速部４における各クラッチＣ1 ，Ｃ2 およびブレーキＢ1 の係合・解放を制御し、また主変速部１１で設定する変速比を制御するための変速機・コントローラ（Ｔ／Ｍ－ＥＣＵ）２６が設けられている。各クラッチＣ1 ，Ｃ2 およびブレーキＢ1 ならびに主変速部１１における各プーリー１２，１３は、油圧によって動作するように構成されており、そのための油圧制御装置（図示せず）に対して変速機・コントローラ２６が制御信号を出力して変速段あるいは変速比を適宜に設定するように構成されている。
【００３９】上記の各コントローラ２１，２２，２５，２６が、前述した隊列走行のための制御を実行する隊列走行制御装置２７にデータ通信可能に接続されている。この隊列走行制御装置２７は、前記の各コントローラ２１，２２，２５，２６と同様にコンピュータを主体としたものであって、各コントローラ２１，２２，２５，２６に制御信号を出力し、上記のエンジン１およびモータ・ジェネレータ３ならびに各変速部４，１１の制御内容を隊列走行に適する制御内容とするように構成されている。具体的には後述する。
【００４０】隊列走行をおこなう場合、前方車両との相対位置関係や、走行している道路の摩擦係数（路面μ）などの道路環境、さらには今後走行が予定されている道路環境などを知ることが有利であり、そのために上記の車両は、ナビゲーションシステムおよびオートクルーズシステム、ならびにレーダクルーズシステムを備えている。ナビゲーションシステムは、電子データ化した地図情報と、人工衛星を利用したＧＰＳ（グローバルポジショニングシステム）や自律航法などによる現在位置検出システムとを備え、地図情報上に自車両の現在位置をあてはめて自車両の現在位置をディスプレー上に表示し、また、予め入力された目的地までのルートを併せて表示し、さらには交差点などの道路情報を音声などで出力するように構成されている。したがってこのナビゲーションシステムによって現在位置の道路状況や前方の走行予定路の道路状況を検出することができる。このナビゲーションシステムの主たる構成部材であるコントローラ（ナビ－ＥＣＵ）２８が上記の隊列走行制御装置２７にデータ通信可能に接続されている。
【００４１】オートクルーズシステムは、車速を設定値に維持するためのシステムであり、アクティブ状態で入力された設定車速と検出された実車速とを比較し、実車速が設定車速に一致するように信号を出力して、主にスロットル開度を制御するようになっている。このオートクルーズシステムの主たる構成部材であるコントローラ（オートクルーズ－ＥＣＵ）２９が上記の隊列走行制御装置２７にデータ通信可能に接続されている。
【００４２】さらにレーダクルーズシステムは、レーダ波を照射するとともに前方の車両から反射したレーダ波を受信して、前方の車両の有無、相対距離（車間距離）、相対速度、左右方向の相対位置のズレなどを検出するように構成されている。また、前記のオートクルーズシステムと同様に、検出信号に基づいて車速の制御ための信号を出力するように構成することができる。このレーダクルーズシステムの主たる構成部材であるコントローラ（レーダクルーズ－ＥＣＵ）３０が上記の隊列走行制御装置２７にデータ通信可能に接続されている。
【００４３】さらに上記の各車両は、車両相互の間で情報の交換をおこなうための送受信機を備えている。その交換される情報は、アクセル開度に対するスロットル開度の特性、変速段、変速パターン、制動の有無、図８に示す減速度設定スイッチ２３で設定されている減速度レベル、検出した路面摩擦係数、変速機に設定されているスノーモードなどの走行モードなどの車両の走行に関する情報である。これらの情報すなわち他車信号が隊列走行制御装置２７に入力されている。
【００４４】また、上記の各車両は、その運行を制御するセンター（図示せず）との間で情報を交換することが可能であり、これは上記の送受信機を介しておこなうことができる。そしてそのセンターからの信号が隊列走行制御装置２７に入力されている。
【００４５】ここで、隊列走行制御装置２７に入力されている信号を例示すれば、図１１のとおりである。すなわち前記ナビ－ＥＣＵ２８からの信号、変速パターンを選択するパターンセレクトスイッチからの信号、エンジン回転数ＮE の検出信号、車両加速度センサからの信号、エンジン水温の検出信号、イグニッションスイッチからの信号、バッテリの充電状態（ＳＯＣ）の検出信号、エンジン１におけるクランクの位置（角度）の検出信号、デフォッガの動作状態を示す信号、エアコンの動作状態を示す信号、車速信号、無段変速機（ＣＶＴ）の油温の検出信号、変速機で設定されているシフトポジションの検出信号、サイドブレーキの動作状態を示す信号、フットブレーキスイッチアッパスイッチからの信号、フットブレーキスイッチロアスイッチからの信号、排ガス用浄化触媒の温度を示す信号、アクセル開度を示す信号、オートクルーズスイッチからの信号、Ｍポジションスイッチからの信号、マイナススイッチからの信号、プライススイッチからの信号、レーダクルーズスイッチからの信号、フューエルリッドに設けてあるスイッチからの信号、変速機の入力回転数センサからの検出信号、発進の際の変速段を最低速変速比より小さい変速比に設定するためのスノーモードスイッチからの信号、隊列走行する他の車両からの信号、センターからの信号などが、隊列走行制御装置２７に入力されている。
【００４６】一方、制御のための出力信号として、パターンセレクトスイッチインジケータのための信号、モータ（ＭＯ）用コントローラへの信号、点火時期を制御するための点火信号、エンジン１での燃料噴射を制御するための噴射信号、第１モータ・ジェネレータ３についてのコントローラに対する信号、第２モータ・ジェネレータ１９についてのコントローラに対する信号、減速度を制御するための減速装置に対する制御信号、無段変速機における所定のソレノイドに対する制御信号、無段変速機のライン圧を制御するための制御信号、ＡＢＳ（アンチ・ロック・ブレーキ・システム）におけるアクチュエータの制御信号、駆動力源を表示するインジケータのための信号、エアコンの制御のための信号、警報音のための信号、電子スロットルバルブを制御するための信号、スノーモードが設定されていることを表示するインジケータのための信号、可変バルブタイミング装置に対する信号、システムの動作状態を表示するインジケータに対する信号、設定減速度を表示するインジケータのための信号、エアコンプレッサを動力源に連結するクラッチに対する信号、無段変速機の油圧を発生させる電動オイルポンプの制御のための信号などが、隊列走行制御装置２７から出力されている。
【００４７】ここで、各インジケータの一例を図示すれば、図１２のとおりである。これらの表示は、メータパネルの内部やインストルメントパネル、あるいはセンターコンソールの適宜の位置などに設けられ、システムインジケータの一種であるＩＴＳインジケータ３１は、隊列走行が選択された場合に「隊列走行」の文字表示をおこなうようになっている。また、手動操作に基づいて変速比を設定するマニュアルポジションインジケータ３２は設定されている変速段（あるいは変速比）を数字で表示するようになっている。なお、何らかのフェールが生じている場合には、ＤポジションあるいはＭポジションにシフトしたにもかかわらず変速比を表示させないこと、もしくはその表示を点滅させることとしてもよい。前記減速度設定スイッチ２３によって設定された減速度を表示する設定減速度インジケータ３３は、矢印の長さによって設定減速度の大きさを表示するようになっている。さらに、パターンセレクトスイッチインジケータ３４は、パターンセレクトスイッチによって選択されたシフトパターンをＰ（パワー）、Ｎ（ノーマル）、Ｅ（エコノミー）などの文字で表示するようになっている。そして、スノーモードインジケータ３５は、スノーモードが選択された場合に「ＳＮＯＷ」の文字表示をおこなうようになっている。
【００４８】この発明に係る上記の車両は、通常の車両と同様に単独での走行が可能であり、これに加えて図２に示す隊列走行が可能であって、それぞれの走行形態に適する制御内容が設定される。そして上述した車両が、エンジン１と第１モータ・ジェネレータ３とを動力源とした備えたいわゆるハイブリッド車として構成されていることにより、バッテリＢv1，Ｂv2，Ｂv3，Ｂv4への充電および放電の制御内容が、単独走行と隊列走行とで変更される。その制御の一例を図１に示してある。
【００４９】図１において、先ず、信号の読み込みを含む入力信号の処理がおこなわれる（ステップＳ１）。ついで走行モードの確認の有無が判断される（ステップＳ２）。この走行モードの確認は、走行形態が単独走行か隊列走行かの確認であり、これらの走行形態の識別ができていれば、ステップＳ２で肯定判断される。
【００５０】このステップＳ２で肯定判断された場合、現在の走行形態（走行モード）が単独走行か否かが判断される（ステップＳ３）。走行形態の変更に伴う制御内容の変更操作あるいは隊列走行のためのシステムをアクティブにする操作を、スイッチによる切り換えによって実行できるので、ステップＳ３の判断はそのスイッチの動作状態に基づいて判断することができる。
【００５１】このステップＳ３で否定判断された場合、すなわち隊列走行をおこなっていてそのための制御が実行されている場合には、隊列走行用の充電制御を実行するための処理がおこなわれる（ステップＳ４）。この隊列走行用充電制御は、バッテリのＳＯＣに対する充電量を、単独走行の場合より低下させた状態で充電をおこなう制御である。その例を図１３に示してある。
【００５２】図１３は、横軸にバッテリのＳＯＣ、縦軸に充電量を採った線図であって、鎖線が隊列走行時の充電特性を示し、実線が単独走行の際の充電特性を示している。この図１３から知られるように、隊列走行時には、充電のタイミングおよび充電量が、単独走行の場合に比べて、ＳＯＣが低い方に設定されている。すなわち隊列走行時には、バッテリのＳＯＣが、単独走行時よりも低下した時点で充電が開始され、またその充電量が小さく設定される。その結果、エンジン１の運転状態や制動もしくは減速状態などに基づく充電効率の良い状態を待って充電をおこなうことができ、エネルギ効率や回生効率を向上させることができる。
【００５３】なお、上述した制御を実行することに伴ってバッテリのＳＯＣがある程度低下していても、隊列走行に参加している他の車両から電力を供給することができるので、突発事態に対する電力の不足を生じる可能性は低い。また、上記の制御における隊列走行時の充電量は、隊列に参加していて電力を融通できるように接続された車両の台数に応じて変更してもよい。
【００５４】また、各車両の電源残量すなわちバッテリのＳＯＣが均等になるように、各車両の充電および放電を制御する（ステップＳ５）。この制御は、各車両での充電量や放電量を個別に制御して実行してもよく、あるいは電力を各車両の間で融通して均等化することにより実行してもよい。また、この制御は、隊列走行中、常時実行する。単位時間に車両間で融通できる電力量に限度があるからである。
【００５５】このステップＳ５の制御は、各車両での動力源の使用状態を一致させるためであり、電源の残量が均等化されることにより、隊列に参加している車両の全てがほぼ同時にモータ・ジェネレータによって走行し、あるいは回生制動をおこなうなど、走行状態が一致させられて隊列走行を安定しておこなうことが可能になり、また、制動時に隊列全体が回生制動をおこなって回生効率を高くすることができる。
【００５６】さらに隊列走行に参加している各車両のバッテリＳＯＣの総計を求める処理をおこなうとともに、その値に基づいて各車両の走行のための動力源の選択をおこなう（ステップＳ６）。すなわち、第１モータ・ジェネレータ３による駆動領域とエンジン１による駆動領域とは、図１４に示すように、車速とアウトプットトルク（もしくはアクセル開度）とに基づいて設定されているが、これは、バッテリのＳＯＣが予め定めた基準値以上であって、走行のために充分であることを前提としている。したがって個別の車両におけるバッテリのＳＯＣに基づいて動力源を選択した場合には、いずれかの車両におけるバッテリのＳＯＣが低いことにより、その車両のみがモータ・ジェネレータで走行できなくなり、隊列を組んでいる車両の駆動特性のバラツキが生じる。これに対して上記のステップＳ６の制御を実行することにより、バッテリのＳＯＣが低い車両に対して他の車両から電力が融通されて、その車両もモータ・ジェネレータで走行することが可能になる。その結果、隊列走行が安定するのみならず、排ガスの低減やエネルギ効率の向上を図ることが可能になる。
【００５７】一方、単独走行が選択されていることによりステップＳ３で肯定判断された場合には、単独走行用の充電制御のための処理をおこなう（ステップＳ７）。これは、図１３に実線で示す充電特性となる充電制御であり、バッテリのＳＯＣが低下することにより直ちに充電をおこなって、常時バッテリのＳＯＣを高い状態に維持する。走行状態の多様な変化に備え、常時、モータ・ジェネレータを駆動できる状態としておくためである。
【００５８】また、走行中に外部から電力が供給されたり、あるいは外部に電力を供給することがないので、自車両のみでの充放電の制御のための処理をおこなう（ステップＳ８）。さらに、自車両のバッテリのＳＯＣのみに基づいて走行のための動力源を選択する（ステップＳ９）。これらステップＳ７ないしＳ９は通常のハイブリッド車における制御と同様の制御である。
【００５９】また、走行モードの確認がおこなえないことによりステップＳ２で否定判断された場合には、その時点で走行しているか否かが判断される（ステップＳ１０）。これは、検出された車速が予め定めた基準車速以上か否かによって判断することができる。走行中であることによりステップＳ１０で肯定判断された場合には、その直前の走行モードを継続する（ステップＳ１１）。これとは反対に車両が停止していることによりステップＳ１０で否定判断された場合には、走行自体を禁止する（ステップＳ１２）。どのような制御をおこなって走行してよいかの判断ができないからである。
【００６０】なお、上述したステップＳ４およびステップＳ５ならびにステップＳ６の全ての制御を実行する必要は必ずしもなく、この発明ではこれらの制御のいずれかのみを実行することとしてもよい。また、上記の具体例とこの発明との関係を説明すると、図１に示すステップＳ２を実行する機能的手段が、この発明における連携走行検出手段に相当し、またステップＳ４を実行する機能的手段が、請求項１および請求項２の発明における充電制御手段に相当する。さらにステップＳ５を実行する機能的手段が、請求項３の発明における充放電制御手段に相当する。さらにステップＳ６を実行する機能的手段が、請求項４における電源残量検出手段および動力源選択手段に相当する。そして、各車両Ｖ1 ，Ｖ2 ，Ｖ3 ，Ｖ4 の間で、電力を有線もしくは無線で供給することのできる手段が、請求項５における電力を融通する手段に相当する。
【００６１】また、上記の具体例では、連携走行の一例として隊列を組んで走行する例を示したが、この発明では、要は、複数台の車両が相互に情報を交換し、その情報に基づいて相対関係を所定の関係に維持しつつ走行ればよいのであって、その走行形態は隊列に限定されない。また、この発明の制御装置で対象とする車両は、要は、走行のための電源を備えていればよいのであり、したがって上述したハイブリッド車に限らず、モータで走行する電気自動車であってもよい。
【００６２】
【発明の効果】以上説明したように請求項１の発明によれば、連携走行をおこなう場合には、電源に対する充電の制御内容を、単独走行の場合とは異ならせるから、単独走行の場合とは異なり、充電効率を重視した充電制御をおこなうことができ、特に請求項２の発明では、連携走行の際に充電量を低下させるから、満充電状態で更に充電をおこなうなどの事態を回避し易くなり、充電効率が向上するのみならず、車両の燃費が向上する。
【００６３】また、請求項３の発明によれば、連携走行している場合には、各車両の電源残量が互いに等しくなるように電源の充放電量を制御するので、各車両の走行特性が近似するのみならず、エネルギ回生によって充電をおこなう場合には、各車両でエネルギの回生を同時にもしくは同程度に実行することができ、エネルギ効率が向上する。
【００６４】さらに、請求項４の発明によれば、走行のために使用する動力源を電動機とそれ以外の動力装置とのいずれかに決定する場合、連携走行していれば、連携走行している全ての車両の電源の残量の総計に基づいて動力源を決定するので、電動機の使用範囲が広がって燃費を向上させ、また排ガスを低減できるなど、動力源を適切に選択することができる。
【００６５】そして、請求項５の発明によれば、連携走行する各車両が、他車両の電力を使用することができ、また他車両に充電することができるので、各車両での放電や充電の制約条件が緩和されてエネルギ効率を向上させることができる。

【出願人】	【識別番号】０００００３２０７【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社
【出願日】	平成１１年４月２１日（１９９９．４．２１）
【代理人】	【識別番号】１０００８３９９８【弁理士】【氏名又は名称】渡辺丈夫
【公開番号】	特開２０００－３０８２０８（Ｐ２０００－３０８２０８Ａ）
【公開日】	平成１２年１１月２日（２０００．１１．２）
【出願番号】	特願平１１－１１４２１７