JP2006288071A - 車両制御装置及び車両制御方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】 交差点右左折時の走行性を高めること。
【解決手段】 本発明は、エンジン１００と、エンジンから車輪への動力伝達系に無段変速機２００と、モータジェネレータ３００とを備え、エンジン及びモータジェネレータによりそれぞれ別々の車輪が駆動されるハイブリッド車用の車両制御装置に関する。エンジン及びモータジェネレータにより車輪を駆動する４ＷＤモードと、エンジンのみにより車輪を駆動するエンジンモードと、モータジェネレータのみにより車輪を駆動するＥＶモードと、回生モードとからなる少なくとも４つのモードの何れか１モードを選択的に実現するモード切替手段と、車両が交差点を右左折する状況にあるか否かの判定する右左折判断手段とを備え、前記モード切替手段は、前記右左折判断手段による判定結果に基づいて前記モード切替を行うことを特徴とする。
【選択図】 図４

Description

本発明は、エンジン及びモータジェネレータと無段変速機とからなるパワートレーンを搭載したハイブリッド車に適用される車両制御装置に関する。
従来から、無段変速機付きハイブリッド車において、無段変速機の変速比を適切に制御して、駆動輪からの要求駆動力に対してエンジン及びモータ制御の最適化及び簡素化を図る技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。この種のエンジン及びモータジェネレータを動力源として用いるハイブリッド車においては、各種走行シーンに応じて適切な動力源により駆動輪を駆動することで、燃費や走行性能を高めることが可能となる。
特開２０００−２９５７１１号公報
ところで、近年、同一の駆動輪をエンジン及びモータジェネレータにより同時または何れか一方で駆動させるタイプの通常的なハイブリッド車とは異なり、エンジン及びモータジェネレータによりそれぞれ別々の車輪を駆動させる４ＷＤタイプのハイブリッド車が提案されている。
この種のハイブリッド車においては、エンジン及びモータジェネレータにより計４輪を駆動する４ＷＤモードと、エンジンにより２輪だけを駆動するエンジンモードと、モータジェネレータにより２輪だけを駆動するＥＶモードと、モータジェネレータにより車両の運動エネルギを電気エネルギに変換する回生モードとが、アクセル開度や車速に応じて切り替えられる。
しかしながら、この種のハイブリッドシステムに無段変速機を適用した場合、即ち、エンジンから車輪への動力伝達系に無段変速機を適用した場合、エンジンモードで発進時に、無段変速機での動力伝達遅れ（トルクコンバータでの動力伝達の遅れやクラッチ係合時の遅れ）が、アクセルペダルを踏み込んでから十分な加速がなされるまでのもたつきを生むことがある。かかる無段変速機での動力伝達遅れは、通常的な発進では特には問題にならないが、交差点における右折時などのような比較的に急な加速が要求される場面では問題となりうる。
そこで、本発明は、エンジンと、エンジンから車輪への動力伝達系に無段変速機と、モータジェネレータとを備え、エンジン及びモータジェネレータによりそれぞれ別々の車輪が駆動されるハイブリッド車用の車両制御装置において、車両が交差点を走行する状況にあるときに最適なモードを実現することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明によれば、駆動源であるエンジン及び前記モータジェネレータによりそれぞれ別々の車輪が駆動されるハイブリッド車用の車両制御装置であって、前記エンジン及び前記モータジェネレータにより前記車輪を駆動する第１モードと、前記エンジンのみにより前記車輪を駆動する第２モードと、前記モータジェネレータのみにより前記車輪を駆動する第３モードと、前記モータジェネレータにより車両の運動エネルギを電気エネルギに変換して回生する第４モードとからなる少なくとも４つのモードの何れか１モードを選択的に実現するモード切替手段と、 前記車両が交差点を走行する状況にあるかを判定する交差点判定手段とを備え、 前記モード切替手段は、前記交差点判定手段による判定結果に基づいて前記モード切替を行うことを特徴とする車両制御装置が提供される。
前記交差点判定手段は、前記車両が交差点を右左折する状況にあるかを判定する構成とすることができる。また、前記右左折判断手段により肯定判定がなされた場合、前記モード切替手段の動作モードが、通常モードに比べて前記第１モードの利用が促進される右左折時モードへと移行する構成とすることができる。また、前記右左折時モードでは、前記車両が前記交差点で右折のため一時停止状態にある際に、前記第１モードへの切替が実現される構成とすることができる。前記右左折時モードでは、前記交差点で一時停止した後の右折のための発進が、前記第１モードで実現される構成とすることができる。更に、前記右左折時モードでは、前記車両が前記交差点に進入する際に、前記第４モードへの切替が禁止されると共に、第４モードから第３モードへの切替が実現される構成とすることができる。
また、前記モータジェネレータの電力源となるバッテリーの残量が所定値以下の場合、前記第１モードの実現が抑制される構成とすることができる。また、前記モード切替手段は、前記右左折時モードの終了地点の道路における道路情報に基づいて、前記右左折時モード終了時に実現すべきモードを決定する構成とすることができる。また、前記右左折時モードの終了地点の道路が所定斜度以上の上り坂である場合、前記右左折時モード終了時、前記第１モードが実現される構成とすることができる。また、前記右左折時モードの終了地点の道路が所定斜度以上の下り坂である場合、前記右左折時モード終了時、前記第３又は前記第４モードが実現される構成とすることができる。また、前記右左折時モードの終了地点の道路の幅員が所定値以下の場合、左折時モード終了時、前記第３モードが実現される構成とすることができる。更に、ステアリングの舵角が所定値以上の場合には前記モード切替手段によるモード切替が禁止される構成とすることもできる。そして、燃費向上のために車両が一時停止状態にあるときに前記エンジンを一時停止させるアイドルストップ制御を行う請求項３に記載の車両制御装置において、
前記右左折判断手段により肯定判定がなされた場合、アイドルストップ制御が禁止される構成とすることができる。
本発明は、駆動源であるエンジン及び前記モータジェネレータによりそれぞれ別々の車輪が駆動されるハイブリッド車用の車両制御方法において、前記エンジン及び前記モータジェネレータにより前記車輪を駆動する第１モードと、前記エンジンのみにより前記車輪を駆動する第２モードと、前記モータジェネレータのみにより前記車輪を駆動する第３モードと、前記モータジェネレータにより車両の運動エネルギを電気エネルギに変換して回生する第４モードの中から、現在のモードを検出するステップと、交差点を走行する状況下での車両の一時停止を検出するステップと、一時停止を検出した場合に、少なくとも該一時停止後の発進時までに、第１モードを形成するステップと、を含むことを特徴とする車両制御方法を含む。
本発明はまた、動力源であるエンジン及びモータジェネレータにより、それぞれ別々の車両が駆動されるハイブリッド車両の車両制御装置であって、前記車両が交差点を走行する状況下にあるかを判定する交差点判定手段と、前記交差点判定手段による判定結果に基づいて、前記駆動源の駆動状態の切り替えを制御する駆動状態切替手段とを備えることを特徴とする車両制御装置を含む。
更に、本発明は動力源であるエンジン及びモータジェネレータにより、それぞれ別々の車両が駆動されるハイブリッド車両の車両制御方法であって、 前記車両が交差点を走行する状況下にあるかを判定するステップと、該ステップによる判定結果に基づいて、前記駆動源の駆動状態の切り替えを制御するステップと、を有することを特徴とする車両制御方法を含む。
以上の通り本発明によれば、交差点判定手段による判定結果に基づいてモード切替を行うことで、車両が交差点を走行する状況下で、最適な走行モードを実現することが可能となる。
以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態の説明を行う。
図１は、本発明による車両制御装置の一実施例が適用されるハイブリッドシステムの構成図である。本実施例の車両制御装置が適用される車両は、エンジン１００と、エンジンから車輪への動力伝達系に無段変速機２００と、モータジェネレータ（ＭＧ）３００とを備え、エンジン１００及びモータジェネレータ３００によりそれぞれ別々の車輪が駆動されるハイブリッド車である。図１に示す例では、前輪がエンジン１００により無段変速機２００を介して駆動され、後輪がモータジェネレータ３００により駆動される。
図２は、本実施例の車両制御装置により実現される各種モードと、その切替態様を示す図である。
図２に示すように、図１に示すハイブリッド車においては、エンジン１００及びモータジェネレータ３００により４輪を駆動する４ＷＤモードと、エンジン１００により前２輪を駆動するエンジンモードと、モータジェネレータ３００により後２輪を駆動するＥＶモードと、モータジェネレータ３００により車両の運動エネルギを電気エネルギに変換する回生モードとが、それぞれ互いに切り替え可能である。
一般的に、４ＷＤモードは、雪道やアイスバーンなどの滑り易い路面を走行するような場面で実現される。エンジンモードは、低燃費性を図るために通常走行時に実現され、特に高い駆動力が要求されるような場面では、モータジェネレータ３００が駆動され、即ち、４ＷＤモードへの切替が行われる。ＥＶモードは、エンジンモードよりも低い駆動力が要求されるような場面で実現される。回生モードは、ブレーキペダル操作時又は下り坂走行時のような車両が減速状態にあるときに実現され、モータジェネレータ３００がジェネレータとして機能して、車両の運動エネルギが電気エネルギに変換されてＨＶバッテリー３８に貯えられる。
図１に戻るに、本実施例の車両制御装置は、ハイブリッドコントロールコンピューター１０（以下、「ＨＶ・ＥＣＵ１０」という）を中心にして具現化される。ＨＶ・ＥＣＵ１０は、他のＥＣＵも同様、マイクロコンピュータによって構成されており、例えば、制御プログラムを格納するＲＯＭ、演算結果等を格納する読書き可能なＲＡＭ、タイマ、カウンタ、入力インターフェイス、及び出力インターフェイス等を有する。
ＨＶ・ＥＣＵ１０には、CAN（controller area network）などの適切なバスを介して、各種ＥＣＵ１２，１４，１６，１８、８０(後に説明)や、アクセル開度センサ、シフトポジションセンサ等の各種センサが接続される。アクセル開度センサは、例えば、ホール素子を用いた電子式のポジションセンサであり、アクセルペダルの踏み込みストローク量の変化に応じて変化する磁界の角度を、アクセル開度信号としてＨＶ・ＥＣＵ１０に向けて出力する。
ＨＶ・ＥＣＵ１０は、シフトポジションセンサからの信号に基づいてシフトポジションを検出すると共に、アクセル開度センサからのアクセル開度信号に基づいて、駆動要求トルクを算出する。ＨＶ・ＥＣＵ１０は、算出した駆動要求トルク及びシフトポジションを、スキッドコントロールコンピューターＥＣＵ１２(以下、「スキッドＥＣＵ１２」という)に供給する。
スキッドＥＣＵ１２には、CAN（controller area network）などの適切なバスを介して、車速センサ、ステアリングセンサ、車両の前後加速度を検出するＧセンサ等の各種センサが接続される。
上述の４ＷＤモードでは、スキッドＥＣＵ１２は、ＨＶ・ＥＣＵ１０から入力される駆動要求トルク及びシフトポジション等に基づいて、最適な前後輪駆動トルク分配を算出して、ＨＶ・ＥＣＵ１０に供給する。ＨＶ・ＥＣＵ１０は、エンジンＥＣＵ１４と協働して、スキッドＥＣＵ１２から入力される前後輪駆動トルク分配に基づいて、ハイブリットシステム３０(後輪)及びエンジン１００(前輪)をそれぞれ制御する。
ハイブリットシステム３０は、ハイブリッドバッテリー３８（以下、「ＨＶバッテリー３８」という）、昇圧コンバータ４１、インバータ４２、及びＤＣ／ＤＣコンバータ４３等を備えたインバータアセンブリ４０を備えている。ＨＶバッテリー３８は、バッテリーセルが直列に接続された例えば定格電圧２１６Ｖの高圧のバッテリーである。バッテリーＥＣＵ１８は、ＨＶ・ＥＣＵ１０からの要求信号に応答して、ＨＶバッテリー３８の残量(バッテリ状態)に関する情報をＨＶ・ＥＣＵ１０に供給する。
ＨＶバッテリー３８からの直流電流は、昇圧コンバータ４１により昇圧された後、インバータ４２に印加される。昇圧コンバータ４１は、トランジスタブリッジ回路、トランス及び整流器（図示せず）等を備えている。昇圧コンバータ４１は、ＨＶバッテリー３８からの高電圧の直流電流をトランジスタブリッジ回路で一旦高電圧の交流電流に変換して、トランスで高電圧に昇圧した後、整流・平滑（直流化）する。昇圧コンバータ４１に印加される高電圧の直流電流は、インバータ４２の３相ブリッジ回路により３相交流電力に変換される。
モータジェネレータ３００は、例えば３相巻線を有する３相式モータであってよい。この場合、モータジェネレータ３００の３相巻線に、昇圧コンバータ４１で変換された３相交流電流が流れると、モータジェネレータ３００内に回転磁極が発生し、動力源となるトルクが発生する。ＨＶ・ＥＣＵ１０は、インバータ４２のパワートランジスタの駆動制御を介して、この回転磁極をモータジェネレータ３００のロータの回転速度や位置に応じて制御する。
モータジェネレータ３００は、上述の如く４ＷＤモードではエンジン１００と共に動力源として機能し、ＥＶモードでは、エンジン１００を用いない唯一の動力源として機能する。また、モータジェネレータ３００は、回生モードでは、回生ブレーキ作動時には、車両の運動エネルギを電気エネルギに変換し、回生エネルギとしてＨＶバッテリー３８に貯える。
尚、ＨＶバッテリー３８には、ＤＣ／ＤＣコンバータ４３を介して補機バッテリー４６が接続されている。補機バッテリー４６は、各種補機類及び各種ＥＣＵの電力源となる定格電圧１２Ｖのバッテリーである。ＤＣ／ＤＣコンバータ４３は、ＨＶバッテリー３８からの高電圧の直流電流をトランジスタブリッジ回路で一旦高電圧の交流電流に変換して、トランスで低電圧に降圧した後、整流・平滑（直流化）する。ＤＣ／ＤＣコンバータ４３により変換された１２Ｖの直流電流は、補機バッテリー４６の充電に用いられる。ＨＶ・ＥＣＵ１０は、通常的には、補機バッテリー４６端子の電圧が一定になるように、ＤＣ／ＤＣコンバータ４３を制御する。
エンジンＥＣＵ１４には、エアフローメーター、吸気温センサ、カムポジションセンサ、クランクポジションセンサ、アクセル開度センサ(又はアクセルポジションセンサ)、水温センサ、スロットルポジションセンサなどの各種センサが接続される。
エンジンＥＣＵ１４は、例えば、エンジン１００の状態に応じた基本噴射時間に各種センサ信号による補正を加えて燃料噴射を制御する燃料噴射制御や、エンジン１００の状態に応じた基本点火時期に各種センサ信号による補正を加えてイグナイターによる点火時期を制御する点火時期制御、点火進角遅角制御、エンジンの状態に応じたスロットル開度に各種センサ信号による補正を加えてスロットル開度を制御する電子スロットル制御、その他、省エネルギモード(所謂エコランモード)で走行中に車両が一時停止したときにエンジン１００を一時的に停止させるアイドルストップ制御や、エアコンＥＣＵからの要求に応じてアイドル時のエンジン回転数を上げるアイドルアップ制御などの各種エンジン制御を実行するものであってよい。
尚、エンジン１００は、その他、エンジンの回転により発電する直流発電機（オルタネータ）１０２と、ＨＶバッテリー３８で作動され、スターターとオルタネータの機能を併せ持つスタータージェネレータ１０４と、を備えている。エンジンＥＣＵ１４は、燃費の効率化を図るべく、車両の走行状態に応じて直流発電機１０２の発電電圧を制御する。
ＣＶＴ・ＥＣＵ１６は、車速やアクセル開度等に基づいて無段変速機（ＣＶＴ）２００を制御する。無段変速機２００は、エンジン１００の出力軸に接続され、ロックアップ機構を有するトルクコンバータ２０４と、トルクコンバータ２０４の出力軸に接続され、前後進の切替やエンジン１００からの動力伝達の切断が可能なクラッチ機構２０６(以下、「前後進クラッチ２０６」という)と、前後進クラッチ２０６の出力軸に接続され、1対のプーリーと金属ベルトから構成される無段変速機構２０８と、前後進クラッチ２０６やロックアップクラッチ及び無段変速機構２０８を作動させる油圧を制御する油圧制御装置２０２と、エンジン１００の出力軸の回転を利用して昇圧した油圧を油圧制御装置２０２に供給する機械式オイルポンプ２１２と、エンジン１００の停止時にも前後進クラッチ２０６等を作動させるために油圧制御装置２０２に油圧を供給する電動オイルポンプ２１４とを備える。尚、無段変速機構２０８の出力軸(セカンダリプーリー)は、各種ギア及びディファレンシャル機構２１６を介して車輪に接続される。尚、無段変速機構２０８の無段階の変速は、プーリーの溝幅を油圧により変化させてプーリー及び金属ベルトの径を可変させることで実現される。但し、本発明は、他の形式の無段変速機構に対しても適用可能である。
ＣＶＴ・ＥＣＵ１６は、油圧制御装置２０２を介した各種油圧・バルブ制御により、例えば、通常時にはエンジン最適燃費線（予め設定された燃料消費率の良い高トルク域）をトレースするような変速比（プーリーの溝幅）を実現する変速比制御や、ロックアップクラッチによりトルクコンバータ２０４を機械的に接続し滑りによるロスを低減するロックアップ制御、その他、車両が一時停止したときにエンジン１００と無段変速機２００とを切り離す（前後進クラッチ２０６を開放又は半開放する）ニュートラル制御等を実行するものであってよい。
ナビゲーションＥＣＵ８０は、車載ナビゲーションの各種機能を実現する。ナビゲーションＥＣＵ８０は、ＤＶＤ、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体上に地図データを保有する地図データベース８２や、地図表示や経路案内表示を映像により出力する液晶ディスプレイ等の表示装置、スピーカやマイクを含む音声入出力装置、ユーザインターフェースとなるタッチパネル等の操作部等が接続されている。
ナビゲーションＥＣＵ８０は、自車位置検出手段８５を備えている。自車位置検出手段８５は、ＧＰＳ（Global Positioning System）受信機、ビーコン受信機及びＦＭ多重受信機や、車速センサやジャイロセンサ等の各種センサを含む。自車位置検出手段８５は、ＧＰＳ受信機によりＧＰＳアンテナを介してＧＰＳ衛星が出力するＧＰＳ信号を受信する。自車位置検出手段８５は、ＧＰＳ信号を所定形式の信号に変換してナビゲーションＥＣＵ８０に供給する。ナビゲーションＥＣＵ８０は、ＧＰＳ信号や各種センサから供給された信号に基づいて、現在の車両位置及び車両方位を演算する。
地図データベース８２には、地図データが格納されている。地図データには、地図データには、通常的なものと同様、道路分岐点（交差点）に対応するノードの座標・高度情報、高速道路の合流点／分岐点に各々対応する各ノードの座標情報、隣接するノードを接続するリンク情報、各リンクに対応する道路の幅員情報、各リンクに対応する国道・県道・高速道路等の道路種別、各リンクの通行規制情報及び各リンク間の通行規制情報等の各種情報が含まれている。
地図データには、更に車線情報が含まれている。車線情報は、各リンクの走行方向毎の車線数を表す車線数情報や、直進レーン、右・左折専用レーン等を表すレーン情報を含む。また、レーン情報には、各レーンの位置等が含まれている。従って、ナビゲーションＥＣＵ８０は、かかる車線情報に基づいて、各リンクに対して、それぞれの車線数、及び、左折専用レーンの位置等が把握・検出可能である。例えば、ナビゲーションＥＣＵ８０は、交差点を構成するリンクの終点付近、即ち交差点手前において、例えば右側車線に右折専用レーンがあることを把握・検出可能である。
地図データには、更に道路勾配情報が含まれている。但し、地図データベース８２の地図データに、かかる勾配情報が収録されていない場合、道路勾配は、地図データベース８２の地図データに含まれる高度情報（各ノードの座標情報）に基づいて、推定・算出されてよい。また、勾配情報は、実走行時の駆動力(トルク)や加速度データ等に基づいて逆算的に導出可能であるので、過去に走行した道路に対しては、事後的に生成される勾配情報が、地図データベース８２内に追加的に格納され、次回以降の走行の際に利用されてもよい。尚、かかる観点から、地図データベース８２は、追記可能な記憶装置(典型的には、ハードディスク)であることが好ましい。
ナビゲーションＥＣＵ８０は、その作動時、現在の自車位置及びその周辺における道路地図を液晶ディスプレイ等の表示装置へ表示させる。リモートコントローラ、音声入出力装置やタッチパネル等の操作部からは、ユーザによる各種入力設定が可能とされる。例えば、ユーザは、操作部を介して所望の目的地までのルート設定を行うことができる。この場合、ナビゲーションＥＣＵ８０は、車両の現在位置から目的地までのルートを探索し、ルートが確定した後は、当該ルートに従って、進路変更を伴う案内分岐点に対して走行案内（右左折案内）を行う。例えば、現在位置から７００ｍ先に右折すべき案内分岐点がある場合、「７００ｍ先右方向です」なる音声によるルート案内を音声入出力装置を介して出力する。
また、ＨＶ・ＥＣＵ１０には、ＣＣＤカメラ７０(以下、「前方監視カメラ７０」という)が接続されてもよい。前方監視カメラ７０は、車両周辺所定エリアの風景を撮像するように搭載され、例えば車室内のルームミラー付近に固定される。前方監視カメラ７０が撮像した画像データは画像処理(例えば白線認識処理)され、例えば一時停止線や道路標識、現在の走行車線の種類（例えば進行可能な方向を示す矢印の認識結果に基づいて右折専用レーンや直進レーン等の相違）等が検出されてよい。
図３は、図２を参照して上述した各モード（４ＷＤモード、エンジンモード、ＥＶモード、回生モード）における、エンジン１００、無段変速機２００、モータジェネレータ３００の状態を示す概念図である。
図３（Ａ）に示す４ＷＤモードでは、エンジン１００は起動状態、無段変速機２００は前後進クラッチ２０６が係合状態とされ、四輪駆動が可能な状態が形成される(図中、駆動輪を黒丸で、非駆動輪を白丸で、駆動方向を矢印で指示)。
同様に、図３（Ｂ）に示すエンジンモードでは、エンジン１００は起動状態、無段変速機２００は前後進クラッチ２０６が係合状態とされ、前輪駆動が可能な状態が形成される。
図３（Ｃ）に示すＥＶモードでは、エンジン１００は停止状態、無段変速機２００は前後進クラッチ２０６が開放状態とされ、モータジェネレータ３００による後輪駆動が可能な状態が形成される。
図３（Ｄ）に示す回生モードでは、エンジン１００は停止状態、無段変速機２００は前後進クラッチ２０６が開放状態とされる。
本実施例の車両制御装置は、以下で詳説する如く、これら４つのモードを、交差点に関連するシーン（交差点を走行する状況）で適切に切替制御することに一特徴を有する。
図4は、本実施例の車両制御装置（ＨＶ・ＥＣＵ１０）により実現される主要な処理を示すフローチャートである。図4に示す処理ルーチンは、例えば、ナビゲーションＥＣＵ８０の自車位置検出手段８５により検出される自車位置情報及び地図データに基づいて、車両の進行方向前方所定領域内に交差点が検出された時点から実行される割込みルーチンである。
以下、前提として、車両制御装置としてのＨＶ・ＥＣＵ１０には、例えば、上述の如くＣＡＮで接続される各種センサや各種ＥＣＵから、又は、車載通信手段(例えば携帯電話)を介して外部施設（情報提供センタ）から、以下の各種機能を実現するのに必要な情報が定期的に供給されているものとする。例えば、ＨＶ・ＥＣＵ１０には、ナビゲーションＥＣＵ８０の自車位置検出手段８５により検出される自車位置情報及び車速センサからの自車速情報が、所定周期毎に供給されており、ＨＶ・ＥＣＵ１０は、常時、最新の車両位置及び車速を算出・把握しているものとする。
先ず、ステップ１００（図４ではＳ１００と記載する）では、交差点を走行する状況にあるかを判定する一つである右左折時判定(後述のステップ１２０)の基礎情報の信頼性が判断される。本例では、右左折時に運転者によりオン／オフ操作されるウインカーランプ（ターニングランプ）に異常があるか否かが判定される。これは、例えばメーターＥＣＵ(図示せず)から取得可能な故障情報に基づいて判断されてよい。ウインカーランプに異常がある場合には、後述するステップ３００の通常制御に移行する。ウインカーランプに異常がない場合、ステップ１１０に進む。尚、その他、ナビゲーション装置に異常を示す異常フラグが検出された場合にも、同様に、ステップ３００の通常制御を実行するようにしてよい。
ステップ１１０では、現在の車両位置前方にある交差点の交差点情報が、ナビゲーションＥＣＵ８０から取得される。例えば、ナビゲーションＥＣＵ８０は、ＨＶ・ＥＣＵ１０からの交差点情報の要求に応じて、地図データベース８２内から該当する交差点情報を取り出し、ＨＶ・ＥＣＵ１０に供給する。
ステップ１２０では、ウインカーランプの点灯状況に基づいて、車両が交差点を右左折する状況にあるか否かが判定される。本例では、簡易的に、左右のウインカーランプの点灯があった側(左側又は右側)に対応する方向への進路変更があると判定される。従って、交差点手前で右側のウインカーランプの点灯操作があった場合には、当該交差点を右折する状況にあると判定されることになる。車両が交差点を右左折する状況にないと判断された場合、即ちウインカーランプの点灯操作がない場合、今回検出した交差点では、車両は直進するものと判断して、ステップ３００に進む。
ステップ３００では、通常モード（通常制御）が実現される。通常モードでは付加情報やバッテリー情報などに基づいてモードの変更を行う制御を含むもので、例えば、交差点で一時停止後の直進のための発進時、車両位置付近の路面状況に応じて適切なモードが決定される。例えば滑りやすい路面である場合には、発進性を高めるために４ＷＤモードによる発進が実現される。一方、通常的な路面の場合、通常的にエンジンモードによる発進が実現される。また、通常モードでは、走行中、４つのモード（４ＷＤモード、エンジンモード、ＥＶモード、回生モード）の中から、例えば適切な切替規則を定義した所与のマップ等に従って、現在の車速及びアクセル開度（駆動要求トルク）に応じた何れか１モードが選択・実現される。一般的に、通常的な車速及びアクセル開度の範囲では、燃費向上を図るためにエンジンモードやＥＶモードが選択され、上り坂などの比較的大きな駆動力が必要な場面では、４ＷＤモードが選択され、下り坂走行中やブレーキペダル操作による減速時には回生モードが選択される。但し、本発明は、特にこのような通常制御に限定されるものではなく、例えば複数のマップを切り替えてドライバの好みや運転能力に応じてモード切替を実現してもよい。また、通常的なハイブリッド車の制御で行われるような切替制御、例えばＨＶバッテリー３８の状態に応じて回生モードが促進又は抑制されてもよい。
一方、上記ステップ１２０において車両が交差点を右左折する状況にあると判断された場合、即ちウインカーランプが点灯中であると判断された場合、ステップ２００以降の右左折時モードによるモード切替処理が開始される。
モード切替処理が開始されると、先ず、ステップ２００において、回生モードが禁止される。このとき、例えば交差点進入前の車両の減速状態に起因して回生モードが現に実現されている場合には、回生モードからＥＶモードへとモード切替が実現される。これにより、交差点進入時にアクセルペダルを踏み込んだ際にスムーズな加速が実現され、安全な交差点の右左折を支援することができる。尚、本ステップ２００において、現在のモードが、回生モード以外のモード、即ちＥＶモード、４ＷＤモード及びエンジンモードの何れかである場合には、当該モードが維持されることとしてよい。
続くステップ２１０では、今回検出した交差点において右折及び左折の何れがなされるかが判定される。右折の場合（例えば右のウインカーランプが点灯中であると判断された場合）、ステップ２２０に進む。左折の場合（例えば左のウインカーランプが点灯中であると判断された場合）、ステップ２５０に進む。
ステップ２２０では、一時停止の有無が判定される。ここでは、交差点手前の一時停止線での車両の一時停止状態や、右折時に対向車両の通過を待つ際の車両の一時停止状態等の有無が検出される。この一時停止の有無は、簡易的に、車速センサ等に基づく車速や、ブレーキストロークセンサ等に基づくブレーキ操作の有無等に基づいて判断されてよい。
本ステップ２２０において車両の一時停止、即ち車両の停止状態が検出された場合、エンジンＥＣＵ１４によるアイドルストップ制御が禁止される(ステップ２３０)。これは、例えばＨＶ・ＥＣＵ１０がエンジンＥＣＵ１４に対してアイドルストップ制御を禁止するよう要求することにより実現される。これにより、交差点右折の際の一時停止時にアイドルストップが禁止されるので、アイドルストップにより右折のための発進が遅れてしまうことが防止される。
また、本ステップ２２０において車両の一時停止、即ち車両の停止状態が検出された場合、４ＷＤモードへの切替が実現される(ステップ２４０)。即ち、交差点における右折の際に一時停止が検出されると、当該一時停止の際に４ＷＤモードへの切替が実現される（４ＷＤモードでの右折待機状態が形成される）。これにより、当該一時停止後の発進の際、高トルク・出力を実現できる４ＷＤモードにて車両を走行させることができるので、スムーズな加速による右折が保証され、交差点での右折走行を効果的に支援することができる。即ち、本実施例によれば、４ＷＤモードでの発進によりスムーズな発進・右折が実現できるため、エンジンモードでの発進時に生ずるような問題、即ち無段変速機２００での動力伝達遅れに起因した発進性・加速性の問題が解消される。これにより、例えば対向車線を走行する対向車の間隙を利用して右折を開始するような、比較的機敏な発進性・加速性が要求される状況下においても、４ＷＤモードへの自動的な切替により安全で機敏な発進性・加速性を実現することができる。
尚、本ステップ２４０において、少なくとも発進時までに４ＷＤモードへの切替が実現されていれば、車両の停止状態における如何なる段階で４ＷＤモードへの切替が実現されてもよい。
また、本ステップ２４０において、右折時の一時停止時においても、例えば発進時に対向車が一切存在しない場合（典型的には、Ｔ字路の右折時や、対向車線の交通量が少ないときの右折時、右折信号が出ているときの右折時等）や、右折後の交差点において歩行者が横断している場合等、当該交差点における交通状況に依存して、当該交差点で特に機敏な発進性・加速性が要求されない状況下では、４ＷＤモードへの切替が実現されず、燃費を重視してエンジンモードでの発進が実現されることとしてもよい。かかる交差点における交通状況は、例えば前方監視カメラ７０による撮像画像の画像処理結果やレーダーセンサ等による対向車の検出結果に基づいて、検出されてよい。
同様の観点から、本ステップ２４０において、一時停止地点が下り勾配である場合等、一時停止地点の道路環境に依存して、４ＷＤモードによる発進が要求されない状況下では、通常通りエンジンモードでの発進が実現されることとしてもよい。かかる道路環境は、例えば地図データベース８２内の地図データ(高度情報、道路勾配情報)やＧセンサの出力値に基づいて検出されてよい。
また、本ステップ２４０において、モータジェネレータ３００の電力源となるＨＶバッテリー３８の残量が所定値以下の場合、４ＷＤモードへの切替が抑制されることとしてもよい。これにより、ＨＶバッテリー３８のバッテリー上がりを防止することができる。
このような４ＷＤモードへの切替が促進される右左折時モードは、ステップ２５０において車両の右左折が完了したことが検出されるまで維持される。ステップ２５０において、右左折の完了は、簡易的に、ウインカーランプの点灯状態に基づいて検出されてよく、この場合、ウインカーランプの点灯が終了した時点、又は、当該消灯時点から所定距離又は時間走行した段階で、右左折が完了したと判断されてよい。ステップ２５０において右左折の完了が検出されると、ステップ３００に進み、上述の如く通常制御が実現されることになる(即ち、右左折時モードが終了して通常モードに移行する)。
尚、上述の如く４ＷＤモードへの切替が一旦実現されると、右左折の完了時点まで、４ＷＤモードが維持される。これにより、旋回走行中に、モード切替に起因したトルクの急変により車両の挙動が乱れることが防止される。この観点から、ステアリングセンサの検査信号に基づいて、交差点内において舵角が所定値以上である間は、モード切替を禁止することとしてよい。
また、車両が一時停止を伴うことなく交差点を通過した場合(上記ステップ２２０のＮＯ判定の場合)、上述の如く回生モードへの切替が禁止される以外は、通常モードと同様の態様でモード切替が実現されてよい。即ち、交差点進入時のモードが４ＷＤモードの場合、駆動要求トルクの低下に従ってエンジンモード、ＥＶモードへの切替が段階的に実現されてよく、交差点進入時のエンジンモードの場合、駆動要求トルクの増加に従って４ＷＤモードが、駆動要求トルクの低下に従ってＥＶモードがそれぞれ実現され、交差点進入時のモードがＥＶモードの場合、駆動要求トルクの増加に従ってエンジンモード、４ＷＤモードへの切替が段階的に実現され、交差点進入時のモードが回生モードの場合、上述の如くＥＶモードへの切替が実現されることとなる。
以上説明したように、本実施例によれば、無段変速機２００による動力伝達遅れが問題となりうる発進時に、特に交差点右折時の一時停止後の発進時に、４ＷＤモードへの切替により機敏な加速と安全な交差点の走行を支援することができる。
尚、上述の実施例では、簡易に実現できる有用な構成として、車両の右左折をウインカーランプの点灯状況に基づいて判断しているが、本発明は、この構成に限定されることは無い。
例えば、車両が右左折する状況にあるか否かは、地図データベース８２内の地図データ(レーン情報)や、前方監視カメラ７０による撮像画像の画像処理結果に基づいて、判断されてもよい。例えば、右左折が行われるか否かは、現在の車両の走行車線の種類（直進レーン、右・左折専用レーン等）により判断されてもよい。この場合、車両の走行車線の位置（例えば中央車線、右車線等といった走行車線の位置）が、先ず、前方監視カメラの撮像画像に対する画像認識処理（即ち、レーンマーカー、白線認識技術）及び／又は搬送波位相式ＧＰＳ測位を用いて検出され、次いで、検出された現在の走行車線の種類が、地図データベース８２内の地図データ(交差点におけるレーン情報)に基づいて判断されてもよい。或いは、前方監視カメラ７０の撮像画像に対する画像認識処理により現在の走行車線の種類が直接的に判断されてもよい。
また、車両が右左折する状況にあるか否かは、ナビゲーションＥＣＵ８０により算出される案内ルートに基づいて、判断されてもよい。即ち、案内ルートに従って走行する場合に右左折が予定されている交差点では、案内ルートに従った右左折が行われると仮定して、車両が右左折する状況にあるとの判断がなされてもよい。
また、車両が右左折する状況にあるか否かは、ステアリングセンサのセンサ信号に基づいて判断されてもよい。このように、車両が右左折する状況にあるか否かは、上述の如く各種センサに基づく各種車両状態や運転状態等の検出結果や、外部環境情報等に基づいて、如何なる方法で適切に判断されてもよい。
また、上述の実施例では、簡易に実現できる有用な構成として、車両の右左折の終了をウインカーランプの点灯状況に基づいて判断しているが、本発明は、この構成に限定されることは無い。
例えば、ステアリングセンサのセンサ信号に基づいて、所定値以上の舵角が検出された後、所定値以内の舵角が所定時間以上継続したと判断した場合(直進状態に移行した場合)に、右左折が終了したとの判断がなされてもよい。或いは、地図データベース８２内の地図データや、自車位置検出手段８５により検出される自車位置情報に基づいて、交差点から所定距離以上離れた地点で、右左折が終了したとの判断がなされてもよい。或いは、車速センサの出力信号に基づいて、車速が一定値を超えた地点で、右左折が終了したとの判断がなされてもよい。また、これらの任意の組み合わせにより右左折の終了が検出されてもよい。
図５は、図４のステップ２５０で車両の右左折の終了が検出されてステップ３００で通常モードに移行する際に、実行されてよい好ましい処理を示すフローチャートである。
上述の如く車両の右左折の終了が検出されると、ステップ５００において、右左折の終了地点の道路情報（高度情報や幅員情報等）が取得される。
続くステップ５１０では、右左折の終了地点の道路勾配情報に基づいて、右左折の終了地点の道路勾配が評価される。この道路勾配の評価は、地図データベース８２の地図データに含まれる高度情報（各ノードの座標情報）に基づいて、実現されてよい。また、勾配情報は、実走行時の駆動力(トルク)や車速データ等に基づいて逆算的に導出可能であるので、過去に走行した道路に対しては、事後的に生成される勾配情報が、地図データベース８２内に追加的に格納され、次回以降の走行の際に利用されてもよい。
或いは、ステップ５１０において、道路勾配は、Ｇセンサの信号や車速センサの信号から算出される実際の加速度と所与の基準加速度との比較結果に基づいて、評価されてよい。例えば、Ｇセンサの信号に基づく実際の加速度が、ＲＯＭなどに記憶しておいた基準加速度より大きい場合には、下り勾配であると判断され、逆に小さい場合には上り勾配と判断されてよく、実際の加速度と基準加速度間の差又は比に応じて勾配の大きさが評価されてよい。
右左折の終了地点が上り勾配である場合には、ステップ５２０で所定値α[ｍ]以上の幅員であると判断された場合に、４ＷＤモードが実現される(ステップ５３０)。尚、上述の如く交差点での一時停止等により４ＷＤモードが既に実現されている場合には４ＷＤモードが維持される。ここで右左折の終了地点の道路の幅を考慮しているのは、幅員が小さい道路では比較的高いトルクが出る４ＷＤモードでの走行が適切でないためである。従って、右左折の終了地点の道路が所定値α未満の幅員の場合、比較的低いトルクでの走行が可能なＥＶモードが実現される(ステップ５４０)。
一方、右左折の終了地点が下り勾配である場合には、その斜度(勾配)の大きさに応じて、斜度が大きい場合には回生モードが実現され(ステップ５７０)、小さい場合にはＥＶモードが実現される(ステップ５８０) 。この場合も、ステップ５６０で所定値α[ｍ]未満の幅員であると判断された場合には、回生モードではなく、ＥＶモードが実現される(ステップ５８０) 。
以上のようにして、図４のステップ２００で実現された右左折時モードが、図４のステップ３００による通常モードへと移行される。この際、右左折時モード終了地点、即ち通常モード開始地点の道路状況に応じて適切なモードが選択されるので、通常モード開始時のトルク不足や逆に過剰トルクが防止され、右左折時モードの有用性が向上する。
以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。
例えば、上述した実施例では、右車線を走行する交通ルール(日本のようなキープレフトの交通ルール)を考慮して、右折時に右左折時モードが実現されているが、右車線を走行する交通ルール下では、左折時に同様の右左折時モードが実現されてよい。また、右車線を走行する交通ルール下においても、一時停止後の左折のための発進時に同様に４ＷＤモードが実現されることとしてもよい。
また、上述の実施例において、本発明による車両制御装置は、主にＨＶ・ＥＣＵ１０により実現されているが、その機能の一部が他のＥＣＵにより実現されてもよい。
本発明による車両制御装置の一実施例が適用されるハイブリッドシステムの構成図である。 本実施例の車両制御装置により実現される各種モードの切替態様を示す説明図である。 本実施例の車両制御装置により実現される各種モードでの車両状態を概念的に示す説明図である。 本実施例の車両制御装置により実現される主要な処理を示すフローチャートである。 本実施例の車両制御装置により実現されるその他の処理を示すフローチャートである。
符号の説明
１０ ＨＶ・ＥＣＵ
１２ スキッドＥＣＵ
１４ エンジンＥＣＵ
１６ ＣＶＴ・ＥＣＵ
１８ バッテリーＥＣＵ
１００ エンジン
１０２ 直流発電機
１０４ スタータージェネレータ
２００ 無段変速機
２０２ 油圧制御装置
２０４ トルクコンバータ
２０６ クラッチ機構
２０８ 無段変速機構
２１２ 機械式オイルポンプ
２１４ 電動オイルポンプ
２１６ ディファレンシャル機構
３００ モータジェネレータ
３８ ＨＶバッテリー
４０ インバータアセンブリ
４１ 昇圧コンバータ
４２ インバータ
４３ ＤＣ―ＤＣコンバータ
４６ 補機バッテリー
７０ 前方監視カメラ
８０ ナビゲーションＥＣＵ
８２ 地図データベース
８５ 自車位置検出手段

Claims (16)

  1. 駆動源であるエンジン及び前記モータジェネレータによりそれぞれ別々の車輪が駆動されるハイブリッド車用の車両制御装置であって、
    前記エンジン及び前記モータジェネレータにより前記車輪を駆動する第１モードと、前記エンジンのみにより前記車輪を駆動する第２モードと、前記モータジェネレータのみにより前記車輪を駆動する第３モードと、前記モータジェネレータにより車両の運動エネルギを電気エネルギに変換して回生する第４モードとからなる少なくとも４つのモードの何れか１モードを選択的に実現するモード切替手段と、
    前記車両が交差点を走行する状況にあるかを判定する交差点判定手段とを備え、
    前記モード切替手段は、前記交差点判定手段による判定結果に基づいて前記モード切替を行うことを特徴とする車両制御装置。
  2. 前記交差点判定手段は、前記車両が交差点を右左折する状況にあるかを判定することを特徴とする請求項１に記載の車両制御装置。
  3. 前記右左折判断手段により肯定判定がなされた場合、前記モード切替手段の動作モードが、通常モードに比べて前記第１モードの利用が促進される右左折時モードへと移行することを特徴とする請求項１又は２に記載の車両制御装置。
  4. 前記右左折時モードでは、前記車両が前記交差点で右折のため一時停止状態にある際に、前記第１モードへの切替が実現されることを特徴とする請求項３に記載の車両制御装置。
  5. 前記右左折時モードでは、前記交差点で一時停止した後の右折のための発進が、前記第１モードで実現されることを特徴とする請求項３に記載の車両制御装置。
  6. 前記右左折時モードでは、前記車両が前記交差点に進入する際に、前記第４モードへの切替が禁止されると共に、第４モードから第３モードへの切替が実現されることを特徴とする請求項３に記載の車両制御装置。
  7. 前記モータジェネレータの電力源となるバッテリーの残量が所定値以下の場合、前記第１モードの実現が抑制されることを特徴とする請求項４又は５に記載の車両制御装置。
  8. 前記モード切替手段は、前記右左折時モードの終了地点の道路における道路情報に基づいて、前記右左折時モード終了時に実現すべきモードを決定することを特徴とする請求項３に記載の車両制御装置。
  9. 前記右左折時モードの終了地点の道路が所定斜度以上の上り坂である場合、前記右左折時モード終了時、前記第１モードが実現されることを特徴とする請求項８に記載の車両制御装置。
  10. 前記右左折時モードの終了地点の道路が所定斜度以上の下り坂である場合、前記右左折時モード終了時、前記第３又は前記第４モードが実現されることを特徴とする請求項８に記載の車両制御装置。
  11. 前記右左折時モードの終了地点の道路の幅員が所定値以下の場合、左折時モード終了時、前記第３モードが実現されることを特徴とする請求項８に記載の車両制御装置。
  12. ステアリングの舵角が所定値以上の場合には前記モード切替手段によるモード切替が禁止されることを特徴とする請求項１に記載の車両制御装置。
  13. 燃費向上のために車両が一時停止状態にあるときに前記エンジンを一時停止させるアイドルストップ制御を行う請求項３に記載の車両制御装置において、
    前記右左折判断手段により肯定判定がなされた場合、アイドルストップ制御が禁止されることを特徴とする車両制御装置。
  14. 駆動源であるエンジン及び前記モータジェネレータによりそれぞれ別々の車輪が駆動されるハイブリッド車用の車両制御方法において、
    前記エンジン及び前記モータジェネレータにより前記車輪を駆動する第１モードと、前記エンジンのみにより前記車輪を駆動する第２モードと、前記モータジェネレータのみにより前記車輪を駆動する第３モードと、前記モータジェネレータにより車両の運動エネルギを電気エネルギに変換して回生する第４モードの中から、現在のモードを検出するステップと、
    交差点を走行する状況下での車両の一時停止を検出するステップと、
    一時停止を検出した場合に、少なくとも該一時停止後の発進時までに、第１モードを形成するステップと、を含むことを特徴とする車両制御方法。
  15. 動力源であるエンジン及びモータジェネレータにより、それぞれ別々の車両が駆動されるハイブリッド車両の車両制御装置であって、 前記車両が交差点を走行する状況下にあるかを判定する交差点判定手段と、
    前記交差点判定手段による判定結果に基づいて、前記駆動源の駆動状態の切り替えを制御する駆動状態切替手段と、を備えることを特徴とする車両制御装置。
  16. 動力源であるエンジン及びモータジェネレータにより、それぞれ別々の車両が駆動されるハイブリッド車両の車両制御方法であって、 前記車両が交差点を走行する状況下にあるかを判定するステップと、
    該ステップによる判定結果に基づいて、前記駆動源の駆動状態の切り替えを制御するステップと、を有することを特徴とする車両制御方法。
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