JP2016102441A - 車両制御装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】無人走行時の内燃機関による車外騒音を低減する車両制御装置を提供する。【解決手段】HV−ECU10によれば、無人運転判定手段82により自動運転あるいはリモート運転での無人運転中であると判定され、且つ充電状態判定手段84により蓄電装置43の充電状態が第1充電残量C1よりも大きいと判定された場合に、エンジン28の出力を抑制しない有人運転時に比べてエンジン28の出力が制限される。このため、無人運転時のエンジン28による車外騒音を低減することができる。【選択図】図7

Description

本発明は、無人走行および有人走行が可能な車両制御装置に関し、とりわけ、無人走行時の内燃機関による車外騒音を低減する技術に関する。
内燃機関を備えるとともに、無人走行および有人走行が可能な車両制御装置を備えた車両が知られている。このような車両において、運転者の運転操作に代えて無人自動運転を行う車両制御装置が提案されている。たとえば、特許文献1の車両制御装置は、車両の内燃機関の出力を制御する内燃機関ECUと、車両のステアリングの回転方向および回転角度を制御するステアリングECUと、車両の周囲を撮影するカメラと、を備えている。カメラにより撮影され、無線送信された映像を元に車両外に設けられた自動駐車システムにおいて画像処理された車両画像および、駐車スペース画像、駐車スペースにすでに駐車されている別の車両を示す駐車車両画像などの駐車場画像などが表示されるディスプレイ上の情報を元に、車両外のオペレータによりディスプレイ上の車両画像を空いている駐車スペースに駐車させる、模擬アクセルレバー操作および模擬ステアリング操作が行われる。このオペレータによる模擬操作により作成された自動運転情報に基づいて、車両制御装置による、内燃機関ECUを介した内燃機関の制御、およびステアリングECUを介したステアリングの制御が実行され、無人自動運転での駐車スペースへの走行が行われる。これにより、運転者の駐車時における運転操作の負担が軽減される。
特開2012−126193号公報
ところで、上記のような無人での自動運転は、たとえば早朝での車両のガレージからの移動などといった状況でも行われる場合があり、また、制御室などの車両外からの操作により無人の車両が遠隔操作されるリモート運転は、深夜の工場内での荷物の搬送、車両の移動などといった状況で行われる場合がある。このような早朝あるいは深夜での無人走行は、たとえば内燃機関による車両の外に放射される音である車外騒音が問題となる可能性があった。
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、無人走行時の内燃機関による車外騒音を低減するものである。
上記目的を達成するための本発明の要旨とするところは、内燃機関を備えた車両に搭載され、無人走行および有人走行が可能な車両制御装置において、無人走行中であるか否かを判定する判定手段を備え、前記判定手段が無人走行中であると判定した場合に、有人走行時に比べて前記内燃機関の出力を制限することにある。
本発明の車両制御装置によれば、前記判定手段が無人走行中であると判定した場合に、有人走行時に比べて前記内燃機関の出力を制限する。このため、無人走行時の内燃機関による車外騒音を低減することができる。
ここで、好適には、前記判定手段が無人走行中であると判定した場合に、有人走行時に比べて前記内燃機関の出力軸回転速度または前記内燃機関の負荷を下げることで前記内燃機関の出力を制限する。このため、無人走行時の内燃機関による車外騒音を低減することができる。
また、好適には、前記車両は、駆動力源として、前記内燃機関に加え、電動モータを備えるものであって、前記判定手段が無人走行中であると判定した場合は、駆動力を前記電動モータのみで発生できる駆動力の領域に制限することで前記内燃機関の出力を制限する。このため、電動モータのみで発生できる駆動力の領域を越えた駆動力を発生させるための内燃機関の出力が低減される。これにより、無人走行時の内燃機関による車外騒音を低減することができる。
また、好適には、前記車両は、変速機を備え、前記判定手段が無人走行中であると判定した場合に、前記変速機の変速を制限する。このため、無人走行時の変速制御の設計が不要となり、適合工数を低減することができる。
また、好適には、前記車両は、前記電動モータと車軸の間に前記変速機を備え、前記判定手段が無人走行中であると判定した場合に、前記変速機の作動油圧が小さくなるほど前記電動モータのトルクを小さくする。このため、変速機の変速段を成立させる油圧式摩擦係合装置のトルク伝達容量を超えた電動モータのトルクが出力されない。これにより、油圧式摩擦係合装置のクラッチ滑りの発生などが抑制される。
ハイブリッド制御用コンピュータの概略構成を説明する図である。 図1のハイブリッド制御用コンピュータが適用されるハイブリッド車両に備えられたハイブリッド車両用駆動装置の構成例を説明する骨子図である。 図2の駆動装置に備えられた油圧式摩擦係合装置の作動の組合せとそれにより成立する変速段との関係を説明する図である。 図2の駆動装置における差動部および自動変速部に関して、ギヤ段毎に連結状態が異なる各回転要素の回転速度の相対関係を直線上に表すことができる共線図である。 図1のパーキングロック装置の構成を詳細に説明する図である。 図1のハイブリッド制御用コンピュータの入出力信号を説明する図である。 図1のハイブリッド制御用コンピュータに備えられる制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。 図1のハイブリッド制御用コンピュータにより実行されるエンジン出力抑制制御時のエンジン回転速度の上限値であるエンジン上限回転速度と蓄電装置の充電状態との関係を示す図である。 図2の駆動装置において、車速と出力トルクとをパラメータとする二次元座標に構成された、自動変速部の変速判断の基となる予め記憶された変速線図の一例と、エンジン走行とモータ走行とを切り替えるためのエンジン走行領域とモータ走行領域との境界線を有する予め記憶された駆動力切替線図の一例とを示す図である。 図1のハイブリッド制御用コンピュータの制御作動の要部である自動運転での無人運転の際に実行されるエンジン出力抑制制御の制御作動を説明するためのフローチャートである。 図10の制御作動に対応するタイムチャートである。
以下、本発明のハイブリッド制御用コンピュータの一実施例について図面を参照して詳細に説明する。
図1は、ハイブリッド車両8に備えられ、無人運転時のエンジン出力抑制制御装置としても機能を有するハイブリッド制御用コンピュータ10(以下、「HV−ECU10」という)の概略構成を説明する図である。HV−ECU10は、CPU、ROM、RAMおよび入出力インターフェースなどから成る所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、RAMの一時記憶機能を利用しつつROMに予め記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより、駆動輪に連結されたパーキングギヤ12(図5に示す)をロックするパーキングロック装置14の作動を制御する。HV−ECU10には、シフト操作装置15のシフトレバー16の操作位置(シフトポジション)を検出するための位置センサであるシフトセンサ18およびセレクトセンサ20からのシフトポジションに応じたシフトレバー位置信号Psh、ハイブリッド制御用駆動装置22(以下、駆動装置22という)のシフトレンジをパーキングレンジ(Pレンジ)とパーキングレンジ以外の非パーキングレンジ(非Pレンジ)との間で切り替えるためのPスイッチ24のスイッチ操作を表すPスイッチ信号Pswが供給される。HV−ECU10は、供給されるシフトレバー位置信号Pshに応じて、電動アクチュエータ26の回転位置を制御する信号を出力することにより、所謂シフトバイワイヤ方式で駆動装置22のシフトポジションを切換え、Pスイッチ信号Pswの入力を検知すると、電動アクチュエータ26を介してパーキングロック装置14によるパーキングロックを実行する。また、HV−ECU10には、パーキングロックの作動状態を表す電動アクチュエータ26の回転信号であるP位置信号が供給される。
また、HV−ECU10は、エンジン28および駆動装置22に含まれる電動機などのハイブリッド駆動制御などの駆動制御、および駆動装置22に含まれる油圧式摩擦係合装置などに作動油を供給する油圧制御回路30の制御などを実行する。
パーキングロックの作動、解除およびシフトレンジの切換えがシフトバイワイヤ方式で実行される車両8は、好適には、車両周辺環境を撮影するカメラなどを備え、運転者の運転操作を要することなく障害物を回避しながら、目的地まで走行する自動運転、あるいは車両外からの遠隔操作により走行するリモート運転における無人運転が可能である。
図2は、HV−ECU10が好適に適用されるハイブリッド車両用駆動装置22の構成を説明する骨子図である。この図2に示すように、本実施例の駆動装置22は、車体に取り付けられる非回転部材としてのトランスミッションケース32(以下、ケース32という)内において共通の軸心上に配設された入力軸34と、その入力軸34に直接に或いは図示しない脈動吸収ダンパ(振動減衰装置)等を介して間接に連結された差動部36と、その差動部36と図示しない駆動輪との間の動力伝達経路に伝達部材(伝動軸)38を介して直列に連結されている自動変速部40と、その自動変速部40に連結された出力軸42とを、直列に備えている。
本実施例の駆動装置22は、例えば車両において縦置きされるFR(フロントエンジン・リヤドライブ)型車両に好適に用いられるものであり、上記入力軸34に連結された走行用の駆動力源としての例えばガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関であるエンジン28により発生させられた動力を、出力軸42から図示しない差動歯車装置およびその差動歯車装置と一対の駆動輪との間の図示しない車軸を介して駆動輪へと伝達する。なお、本実施例の駆動装置22において、上記エンジン28と差動部36とは直結されている。この直結にはトルクコンバータやフルードカップリング等の流体式伝動装置を介することなく連結されているということであり、例えば上記脈動吸収ダンパ等を介する連結はこの直結に含まれる。また、上記駆動装置22はその軸心に対して対称的に構成されているため、図2の骨子図においてはその下側が省略されている。以下の各実施例についても同様である。
前記差動部36は、第1電動機MG1と、前記入力軸34に入力されて前記エンジン28の出力を機械的に分配する機械的機構であってそのエンジン28の出力を第1電動機MG1及び伝達部材38に分配する差動機構としての動力分配装置44と、前記伝達部材38と一体的に回転するように作動的に連結されている第2電動機MG2とを、備えている。本実施例の駆動装置22に備えられた第1電動機MG1及び第2電動機MG2は、三相コイルが巻回された固定子と永久磁石が備えられた回転子から成る3相交流同期モータから構成されており、何れも発動機及び発電機として機能する所謂モータジェネレータとして機能し、本発明の電動モータに相当する。斯かる構成により、前記差動部36は、上記第1電動機MG1及び第2電動機MG2を介して運転状態が制御されることにより、入力回転速度(入力軸34の回転速度)と出力回転速度(伝達部材38の回転速度)の差動状態が制御される電気式差動部として機能する。
前記動力分配装置44は、シングルピニオン型の遊星歯車装置を主体として構成されている。この遊星歯車装置は、サンギヤS0、遊星歯車P0、その遊星歯車P0を自転及び公転可能に支持するキャリアCA0、遊星歯車P0を介してサンギヤS0と噛み合うリングギヤR0を回転要素(要素)として備えており、キャリアCA0は前記入力軸34すなわち前記エンジン28に連結され、サンギヤS0は前記第1電動機MG1に連結され、リングギヤR0は前記伝達部材38に連結されている。また、エンジン28が連結された入力軸34は、ブレーキB0を介して非回転部材であるケース32に選択的に連結される。また、エンジン28により回転駆動されて作動油を吐出し、エンジン28の停止により油圧制御回路30への作動油の供給を停止する、機械式油圧ポンプ45が入力軸34に連結されている。
前記自動変速部40は、前記差動部36と図示しない駆動輪との間の動力伝達経路にシングルピニオン型の遊星歯車装置46、48を主体として構成され、有段式の自動変速機として機能する遊星歯車式の多段変速機である。上記遊星歯車装置46、48は、それぞれサンギヤS1、S2、遊星歯車P1、P2、それら遊星歯車P1、P2を自転及び公転可能に支持するキャリアCA1、CA2、遊星歯車P1、P2を介してサンギヤS1、S2と噛み合うリングギヤR1、R2を備えている。
また、前記自動変速部40では、上記サンギヤS1がブレーキB1を介して前記ケース32に選択的に連結されるようになっている。また、上記キャリアCA1とリングギヤR2とが一体的に連結され、第2ブレーキB2を介して前記ケース32に選択的に連結されるようになっていると共に、一方向クラッチF1を介してそのケース32に対する一方向の回転が許容されつつ逆方向の回転が阻止されるようになっている。また、上記サンギヤS2が第1クラッチC1を介して前記伝達部材38に選択的に連結されるようになっている。また、一体的に連結された上記キャリアCA1及びリングギヤR2が第2クラッチC2を介して前記伝達部材38に選択的に連結されるようになっている。また、上記リングギヤR1とキャリアCA2とが一体的に連結されると共に前記出力軸42に連結されている。また、図2には図示しないが、出力軸42にはパーキングロック装置14のパーキングギヤ12が固定的に連結されている。
図3は、前記自動変速部40の変速段毎に用いられる油圧式摩擦係合装置の係合作動の組み合わせを説明する係合表である。この図3に示すように、前記自動変速部40においては、前記第1クラッチC1及び第2ブレーキB2の係合により第1速ギヤ段が成立させられる。なお、前記一方向クラッチF1により前記キャリアCA1及びリングギヤR2の前記ケース32に対する相対回転が阻止されるため、前記第2ブレーキB2は係合させられなくとも第1速ギヤ段が成立させられる。また、前記第1クラッチC1及び第1ブレーキB1の係合により第2速ギヤ段が成立させられる。また、前記第1クラッチC1及び第2クラッチC2の係合により第3速ギヤ段が成立させられる。また、前記第2クラッチC2及び第1ブレーキB1の係合により第4速ギヤ段が成立させられる。また、前記第1クラッチC1及び第2ブレーキB2の係合により後進ギヤ段(後進変速段)が成立させられる。また、たとえば前記第1クラッチC1、第2クラッチC2、第1ブレーキB1、第2ブレーキB2の全ての解放によりニュートラル「N」状態とされる。また、ブレーキB0の係合により第1電動機MG1および第2電動機MG2の両方で一対の駆動輪を駆動可能な状態すなわち両駆動状態のモータ走行となる。
以上のように構成された駆動装置22において、無段変速機として機能する前記差動部36とその差動部36の後に連結される前記自動変速部40とで全体として無段変速機が構成される。また、前記差動部36の変速比を一定となるように制御することにより、その差動部36と自動変速部40とで有段変速機と同等の状態を構成することが可能とされる。
具体的には、前記差動部36が無段変速機として機能し、且つその差動部36に直列の前記自動変速部40が有段変速機として機能することにより、その自動変速部40の少なくとも1つの変速段Mに対してその自動変速部40に入力される回転速度(以下、自動変速部40の入力回転速度)すなわち前記伝達部材38の回転速度(以下、伝達部材回転速度N38)が無段的に変化させられてその変速段Mにおいて無段的な変速比幅が得られる。従って、前記駆動装置22の総合変速比γT(=入力軸34の回転速度Nin/出力軸42の回転速度Nout)が無段階に得られ、前記駆動装置22において無段変速機が構成される。この駆動装置22の総合変速比γTは、前記差動部36の変速比γ0と自動変速部40の変速比γとに基づいて形成される前記駆動装置22全体としてのトータル変速比γTである。
図4は、駆動装置22における差動部36および自動変速部40に関して、ギヤ段毎に連結状態が異なる各回転要素の回転速度の相対関係を直線上に表す共線図である。この図4の共線図は、各遊星歯車装置44、46、48のギヤ比ρの関係を示す横軸と、相対的回転速度を示す縦軸とから成る二次元座標であって、横線X1が回転速度零を示し、横線XGが伝達部材38の回転速度N38を示している。
また、前記差動部36を構成する動力分配装置44の3つの要素に対応する3本の縦線Y1、Y2、Y3は、左側から順にサンギヤS0、キャリアCA0、リングギヤR0の相対回転速度を示すものであり、それらの間隔は前記動力分配装置44を構成する遊星歯車装置のギヤ比に応じて定められている。また、前記自動変速部40の4本の縦線Y4、Y5、Y6、Y7は、右から順に、Y4がサンギヤS1の相対回転速度を、Y5が相互に連結されたキャリアCA1及びリングギヤR2の相対回転速度を、Y6が相互に連結されたリングギヤR1及びキャリアCA2の相対回転速度を、Y7がサンギヤS2の相対回転速度をそれぞれ表し、それら縦線Y4〜Y7の間隔は前記遊星歯車装置46、48のギヤ比に応じてそれぞれ定められている。
次に、出力軸42に固定されたパーキングギヤ12を介して駆動輪をパーキングロックするパーキングロック装置14の構成を図5を用いて詳細に説明する。パーキングロック装置14は、図示しない駆動輪と作動的に連結されている出力軸42に固定されたパーキングギヤ12と、パーキングギヤ12と噛み合う噛合位置へ回動可能に設けられて選択的にパーキングギヤ12の回転をロックするパーキングロックポール50と、パーキングロックポール50と当接するテーパ部52に挿し通されてテーパ部52を一端部において支持するパーキングロッド54と、パーキングロッド54に設けられてテーパ部52をその小径方向へ付勢するスプリング56と、パーキングロッド54の他端部に回動可能に接続されて節度機構により少なくともパーキング位置に位置決めされるディテントプレート58と、ディテントプレート58に固設されて一軸まわりに回転可能に支持されたシャフト60と、シャフト60を回転駆動させる電動アクチュエータ26と、シャフト60の回転角度を検出するロータリエンコーダ62と、ディテントプレート58の回転に節度を与えて各シフト位置に固定するディテントスプリング64およびその先端部に設けられた係合ローラ66とを、備えている。
ディテントプレート58は、シャフト60を介して電動アクチュエータ26の駆動軸に作動的に連結されており、パーキングロッド54と共に電動アクチュエータ26により駆動されて駆動装置22のシフト位置を切り替えるためのシフト位置決め部材として機能する。ディテントプレート58の頂部には、第1凹部68および第2凹部70が形成されている。そして、第1凹部68がパーキングロック位置に対応しており、第2凹部70が非パーキングロック位置に対応している。また、ロータリエンコーダ62は、電動アクチュエータ26の駆動量すなわち回転量に応じた計数値(エンコーダカウント)を取得するためのパルス信号を出力する。
図5は、パーキングロック装置14がパーキングロック状態にある場合を表している。パーキングロック装置14がパーキングロック状態にある場合、パーキングロックポール50とパーキングギヤ12とが噛み合わされることで、パーキングギヤ12の回転が阻止されている。なお、パーキングギヤ12は、図示しない駆動輪に作動的に連結されているため、パーキングギヤ12がロック状態にあると、駆動輪の回転も同様に阻止される。パーキングロックポール50は、パーキングロッド54の一端に設けられているテーパ部52との当接位置が変化させられることで、その位置が調節される。例えば、パーキングロックポール50がテーパ部52の大径部と当接する場合、パーキングギヤ12とパーキングロックポール50とが噛み合うことで、パーキングロック状態とされる(図5)。一方、パーキングロックポール50がテーパ部52の小径部と当接する場合、パーキングギヤ12との噛合いが外れ、パーキングロック状態が解除される。
上記パーキングロックポール50とテーパ部52との当接位置は、テーパ部52の軸方向位置に基づいて調節される。テーパ部52の軸方向位置は、パーキングロッド54によって変化させられ、それに伴ってパーキングロックポール50とテーパ部52との当接位置が調節される。例えば、矢印C方向にテーパ部52が移動させられると、パーキングロックポール50はテーパ部52の小径側と当接することとなる。したがって、パーキングロックポール50の先端が鉛直下方(矢印D方向)に移動されるに伴って、パーキングロックポール50とパーキングギヤ12との噛合が解除される。すなわちパーキングロック状態が解除される。
一方、矢印Cとは逆方向にテーパ部52が移動させられると、パーキングロックポール50の先端がテーパ部52の大径側と当接することとなる。したがって、パーキングロックポール50の先端が矢印Dとは逆方向の鉛直上方に移動されるに伴って、パーキングロックポール50とパーキングギヤ12とが噛み合わされる。すなわち、パーキングロック状態とされる。
また、パーキングロッド54の軸方向への移動は、ディテントプレート58の回動位置すなわちシャフト60の回転位置に応じて調節される。シャフト60は電動アクチュエータ26によって回転させられ、走行レンジを制御するHV−ECU10から出力される電動アクチュエータ26の駆動信号に基づいて、その回転位置が制御される。ここで、シャフト60において、ディテントプレート58の第1凹部68とディテントスプリング64の係合ローラ66とが係合される回転位置がパーキングロック位置、すなわちパーキングギヤ12とパーキングロックポール50とが噛み合う位置に対応している。一方、ディテントプレート58の第2凹部70と係合ローラ66とが係合される回転位置がパーキングロック解除位置、すなわちパーキングギヤ12とパーキングロックポール50との噛合いが解除される位置に対応している。したがって、HV−ECU10からパーキングロック実行指令信号が出力されると、電動アクチュエータ26は、シャフト60を上記第1凹部68と係合ローラ66とが係合する回転位置まで矢印B方向へ回転させる。また、HV−ECU10からパーキングロック解除指令信号が出力されると、電動アクチュエータ26は、シャフト60を上記第2凹部70と係合ローラ66とが係合する回転位置まで矢印A方向へ回転させる。なお、シャフト60の回転位置は、予め設定されている基準回転位置よりロータリエンコーダ62によって検出される計数値が、パーキングロック位置およびパーキングロック解除位置に対応する予め設定された回転位置に相当する計数値となるように制御される。
図6は、HV−ECU10の入出力信号を説明する図である。HV−ECU10には、前述のシフトレバー位置信号Psh、Pスイッチ信号Pswなどの他に、例えばアクセル開度センサにより検出された運転者による車両8に対する要求量(ドライバ要求量)としてのアクセルペダルの操作量であるアクセル開度Acc(%)を表す信号、エンジン回転速度センサにより検出されたエンジン28の回転速度であるエンジン回転速度Ne(rpm)を表す信号、吸入空気量センサにより検出されたエンジン28の吸入空気量Qを表す信号、スロットル開度センサにより検出された電子スロットル弁の開度であるスロットル開度θth(%)を表す信号、車速センサにより検出された車速Vを表す信号、出力軸回転速度センサにより検出された出力軸42の回転速度である出力軸回転速度Noutを表す信号、第1電動機回転速度センサにより検出された第1電動機回転速度NMG1およびその回転方向を表す信号、第2電動機回転速度センサにより検出された第2電動機回転速度NMG2およびその回転方向を表す信号、蓄電装置電圧センサにより検出される蓄電装置43の電圧から判定される蓄電装置43の充電残量(SOC)を表す信号、運転席のシートに内蔵された重量センサにより検出された運転席への運転者の乗車の有無を表す信号、作動油温センサにより検出された油圧制御回路30内の作動油(たとえば、公知のATF)の温度である作動油温THOILを表す信号、伝達部材回転速度センサにより検出された伝達部材38の回転速度N38を表す信号、ISC弁開度センサにより検出されたISC弁開度θiscを表す信号などがそれぞれ供給される。
また、HV−ECU10からは、第1電動機MG1の電流量および第2電動機MG2の電流量を制御する電動機制御用コンピュータ72(MG−ECU72)への第1電動機MG1の出力トルクを制御するMG1トルク指令信号および第2電動機MG2の出力トルクを制御するMG2出力トルク指令信号、たとえばエンジン28の吸気管に備えられた電子スロットル弁のスロットル開度θthをスロットルアクチュエータを介して制御するとともに、エンジン28の点火時期を点火装置を介して制御するエンジン制御用コンピュータ74(エンジンECU74)へのエンジン出力トルク指令信号、シフトレバー位置信号Pshに基づいてたとえば電動アクチュエータ26を介して車両8の走行ポジションを電機的に切り替えさせるシフトバイワイヤ制御用コンピュータ76(SBW−ECU76)へのシフトポジション切換指令信号、駆動装置22に備えられた油圧式摩擦係合装置の油圧アクチュエータを制御する油圧制御回路30に含まれる各電磁制御弁の出力圧を制御するための油圧指令信号などがそれぞれ供給される。
油圧制御回路30には、第1クラッチC1、第2クラッチC2および第1ブレーキB1、第2ブレーキB2およびブレーキB0へ作動油圧を供給する油圧アクチュエータACT1からACT5の作動を制御するリニアソレノイドバルブSL1からSL5が備えられている。エンジン28によって回転駆動される機械式油圧ポンプ45および/または電動油圧ポンプ80から発生する油圧を元圧として、たとえばリリーフ型の調圧弁により調圧されたライン油圧が、リニアソレノイドバルブSL1からSL5によりHV−ECU10からの上記油圧指令信号に応じた各係合油圧(クラッチ圧、ブレーキ圧)であるC1クラッチ圧PC1、C2クラッチ圧PC2、B1ブレーキ圧PB1、B2ブレーキ圧PB2およびB0ブレーキ圧PB0に調圧されてそれぞれ直接的に供給される。
ところで、HV−ECU10は、自動運転あるいはリモート運転における無人走行時でのエンジン28による車外騒音を低減するために、エンジン出力抑制制御を実行する。
図7は、HV−ECU10の制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。HV−ECU10は、無人運転判定手段82と、充電状態判定手段84と、エンジン出力上限設定手段86と、駆動力範囲設定手段88と、変速禁止手段90と、ハイブリッド制御手段92と、パーキングロック制御手段94と、を備えている。また、ハイブリッド制御手段92は、エンジン出力制御手段96と、モータ出力制御手段98とから構成される。
無人運転判定手段82は、自動運転あるいはリモート運転が判断されていることを条件に、座席に設けられた重量センサから逐次検出される信号に基づき、その自動運転あるいはリモート運転が無人運転であるか否かを判定する。
充電状態判定手段84は、無人運転判定手段82により自動運転あるいはリモート運転での無人走行であると判定されると、蓄電装置電圧センサから逐次検出される蓄電装置43の充電残量(SOC)(%)が所定の第1充電残量C1(%)よりも大きいか否かを判定する。ここで、所定の第1充電残量C1は、エンジン出力抑制制御を実行し、エンジン出力を低下させても、第1電動機MG1および第2電動機MG2の駆動力が一定時間安定して出力されるか否かの閾値である。
エンジン出力上限設定手段86は、無人運転判定手段82から自動運転あるいはリモート運転での無人運転であるとの信号を入手すると、充電状態判定手段84により判定された蓄電装置43の充電状態に基づき、エンジン28の出力を制限するエンジン出力上限値を設定する。図8は、エンジン出力抑制制御で用いられるエンジン回転速度Neの上限値Nemaxと蓄電装置43の充電残量(SOC)との関係を示すグラフである。エンジン出力上限設定手段86は、充電残量が所定の第2充電残量C2(%)よりも大きい場合には、エンジン出力抑制制御におけるエンジン回転速度Neの上限値であるエンジン上限回転速度Nemaxを零に設定し、充電残量が所定の第2充電残量C2以下の場合には、エンジン出力抑制制御におけるエンジン上限回転速度Nemaxを所定のエンジン回転速度Nemax’に設定する。ここで、第2充電残量C2は、エンジン回転速度Neを零に設定してエンジン28を停止しても、第2電動機MG2および第1電動機MG1で一定時間、安定的に電動機のみの駆動力で走行する、所謂モータ走行を可能とする駆動力を出力できる予め実験的に設定された、蓄電装置43の充電残量の下限値であり、前記第1充電残量C1よりも大きい値である。また、所定のエンジン回転速度Nemax’は、エンジン出力を抑制せずエンジン28の燃費が最大となるようにエンジン28を作動させる、たとえば有人運転時に実行される設定での運転よりも車外騒音を低減でき、充電残量が第1充電残量C1よりも大きく第2充電残量C2以下の場合に設定される。
駆動力範囲設定手段88は、無人運転判定手段82において自動運転あるいはリモート運転における無人運転状態にあると判定されると、第2電動機MG2および第1電動機MG1の出力する駆動力範囲を設定する。駆動力範囲設定手段88は、エンジン出力上限設定手段86により設定されたエンジン上限回転速度Nemaxおよび作動油温センサにより検出された作動油温THOILから、自動変速部40の第1速を成立させるクラッチC1の油圧アクチュエータに供給される作動油圧に応じて発生する伝達トルク容量を算出する。差動部36から自動変速部40へ伝達される自動変速部入力トルクTINが、算出されたクラッチC1の伝達トルク容量を越えて、クラッチC1に滑りが生じないように第1電動機MG1および第2電動機MG2が出力する駆動力Fcmgの範囲を設定する。ここで、自動変速部入力トルクTINに相当する駆動力は、上記伝達トルク容量を越えない領域の範囲内となるように、且つ第1電動機MG1および第2電動機MG2のみで発生できる最大の駆動力の領域の範囲内に制限される。このようにして、駆動力範囲設定手段88は、エンジン出力が抑制されない前記有人運転に比してエンジン回転速度Neが低下させられ、作動油温THOILの上昇が抑制されることにより、機械式油圧ポンプ45および/または電動油圧ポンプ80から供給される、自動変速部40のクラッチC1を作動させる油圧アクチュエータへの作動油圧が低下するほど自動変速部40内の各クラッチおよび各ブレーキの伝達トルク容量を越えないように、第1電動機MG1および第2電動機MG2の出力トルクを低下させる。
変速禁止手段90は、無人運転判定手段82により自動運転あるいはリモート運転での無人運転と判定された場合には、前進走行時の自動変速部40の変速段を第1速から第4速のいずれか1つに設定し、エンジン出力抑制制御中は設定した変速段から他の変速段への変速を禁止する。具体的には、変速禁止手段90は、図3に示す係合表に従って、第1速から第4速のいずれか1の変速段が成立されるようにブレーキB0を除いた油圧式摩擦係合装置を係合および/または解放させる油圧指令値を油圧制御回路30へ出力することにより、自動変速部40の各油圧アクチュエータへ油圧式摩擦係合装置を係合させる係合圧を供給し、エンジン出力抑制制御中は少なくとも設定された変速段が成立されるように各油圧アクチュエータへの係合圧を維持する。
ハイブリッド制御手段92は、無人運転判定手段82により自動運転あるいはリモート運転での無人運転と判定され、充電状態判定手段84により蓄電装置43の充電状態が第1充電残量C1よりも大きいと判定された場合には、エンジン出力抑制制御中において動力伝達を行う自動変速部40の所定の変速段を成立させる摩擦係合装置に供給される係合圧を確保するために、電動油圧ポンプ80を作動させる。また、ハイブリッド制御手段92は、イグニッションをONにして、車両8に備えられた電気系統を作動させる。
パーキングロック制御手段94は、ハイブリッド制御手段92を介して、自動運転あるいはリモート運転での無人運転であるとの信号を取得すると、電動アクチュエータ26を駆動させることによりパーキングロック装置14のパーキングロックを解除する。
また、ハイブリッド制御手段92は、無人運転判定手段82により無人運転ではない有人運転であると判定された場合、あるいは、無人運転であっても充電状態判定手段84により蓄電装置43の充電状態が第1充電残量C1以下と判定された場合には、エンジン回転速度Neが燃費最適値となるように自動変速部40の変速比が制御される有人走行時の設定にて、エンジン28、第1電動機MG1および第2電動機MG2を作動させる。図9の実線Aは、車両8の発進/走行用(以下、走行用という)の駆動力源をエンジン28と電動機たとえば第2電動機MG2とで切り換えるための、言い換えればエンジン28を走行用の駆動力源として車両8を発進/走行(以下、走行という)させる有人走行である所謂エンジン走行と、第2電動機MG2を走行用の駆動力源として車両8を走行させる電動機走行である所謂モータ走行とを切り換えるための、エンジン走行領域とモータ走行領域との境界線すなわち駆動力源切換線であり、ハイブリッド制御手段92は、車速Vと自動変速部40の要求出力トルクToutとで示される車両状態に基づいてモータ走行領域とエンジン走行領域とのいずれであるかを判断してモータ走行あるいはエンジン走行を実行する。なお、上記エンジン走行は、第1電動機MG1からの電気エネルギおよび/または蓄電装置43からの電気エネルギを第2電動機MG2へ供給し、その第2電動機MG2を駆動してエンジン28の動力を補助するトルクアシスト走行を含む。
また、ハイブリッド制御手段92は、無人運転判定手段82により無人運転ではない有人運転であると判定された場合、あるいは、無人運転であっても充電状態判定手段84により蓄電装置43の充電状態が第1充電残量C1以下と判定された場合には、図9の実線および一点鎖線に示す関係(変速線図、変速マップ)から車速Vおよび自動変速部40の要求出力トルクToutで示される車両状態に基づいて、自動変速部40の変速すべき変速段を判断し、その判断した変速段が得られるように自動変速部40の変速を実行する。
それに対して、無人運転判定手段82により自動運転あるいはリモート運転での無人運転であると判定され、且つ充電状態判定手段84により充電状態が第1充電残量C1よりも大きいと判定された場合には、ハイブリッド制御手段92は、エンジン出力が有人走行時の設定の場合よりも抑制されるように、エンジン28、第1電動機MG1および第2電動機MG2の出力制御を実行する。
すなわち、ハイブリッド制御手段92のエンジン出力制御手段96は、無人運転であり、且つ蓄電装置43の充電状態が第1充電残量C1よりも大きく第2充電残量C2以下の場合には、エンジン出力上限設定手段86により設定されたエンジン上限回転速度Nemax’を越えない範囲内のエンジン回転速度Ne、たとえば、エンジン28を連続的に作動させるための必要最低限のエンジン回転速度Neであるアイドル回転速度NeidlとなるようにエンジンECU74を介してエンジン28の出力を抑制し、また、蓄電装置43の充電状態が第2充電残量C2よりも大きい場合には、エンジン回転速度Neが零となるように、エンジンECU74を介して燃料噴射装置による燃料供給を停止させるフューエルカットによりエンジン28を停止させる。
また、ハイブリッド制御手段92のモータ出力制御手段98は、無人運転判定手段82により自動運転あるいはリモート運転での無人運転であると判定され、且つ充電状態判定手段84により充電状態が第1充電残量C1よりも大きいと判定された場合には、駆動力範囲設定手段88により設定された第2電動機MG2および第1電動機MG1の出力する駆動力Fcmgを越えない範囲内の駆動力となるように、インバータ100を介して第1電動機MG1および第2電動機MG2の出力トルクを抑制するための制御信号をMG−ECU72へ出力する。
また、ハイブリッド制御手段92は、無人運転判定手段82により自動運転あるいはリモート運転での無人運転であると判定され、且つ充電状態判定手段84により充電状態が第2充電残量C2よりも大きいと判定された場合には、エンジン28が停止されるため、モータ走行からエンジン走行に切り換えられる際のエンジン回転速度Neを自立エンジン回転速度に引き上げる第1電動機MG1の回転速度を引き上げるための始動トルクを確保する必要がなくなることから、図9のAで示される駆動力源切換線よりもモータ走行域が拡大されたBの一点鎖線で示される駆動力源切換線により、モータ走行を実行する。
図10は、HV−ECU10の制御作動の要部すなわち自動運転あるいはリモート運転での無人運転時のエンジン出力抑制制御を実行するための制御作動を説明するフローチャートである。また、図11は、図10の制御作動に対応するタイムチャートである。
図10において、先ず、無人運転判定手段82に対応するステップ(以下、「ステップ」を省略する。)S1においては、自動運転あるいはリモート運転が行われることを条件に、その自動運転あるいはリモート運転が無人運転であるか否かが判定される(図11のt1時点)。このS1の判定が肯定される場合は、充電状態判定手段84に対応するS2において、蓄電装置43の充電状態が第1充電残量C1よりも大きいか否かが判定される。このS2の判定または上述のS1の判定のいずれか1つが否定される場合には、ハイブリッド制御手段92に対応する後述するS6が実行される。S2の判定が肯定される場合は、エンジン出力上限設定手段86に対応するS3において、エンジン出力抑制制御実行中のエンジン回転速度Neの上限値であるエンジン上限回転速度Nemaxが、蓄電装置43の充電状態に基づいてたとえば零に設定される。次に、駆動力範囲設定手段88に対応するS4において、自動変速部入力トルクTINが自動変速部40の油圧式摩擦係合装置の伝達トルク容量を越えないように、エンジン出力抑制制御中の第2電動機MG2および第1電動機MG1の出力する駆動力Fcmgが設定される。次に、変速禁止手段90に対応するS5において、前進走行時の自動変速部40の変速段が第1速から第4速のいずれか1つに設定され、エンジン出力抑制制御中は設定された変速段から他の変速段への変速が禁止される。S1またはS2の判定が否定される場合は、ハイブリッド制御手段92に対応するS6において、エンジン28の燃費効率が最大となるようにエンジン28、第1電動機MG1および第2電動機MG2を作動させる有人走行時の設定が選択されているので、ハイブリッド制御手段92に対応するS7ではエンジン28の燃費が最大効率となるようにエンジン28、第1電動機MG1および第2電動機MG2が作動させられる。一方、S1およびS2の判定が肯定される場合には、S7において、エンジン出力が抑制されたエンジン運転制御が実行される。すなわち、先ず、エンジン出力抑制制御実行時の自動変速部40に備えられたクラッチC1の油圧式摩擦係合装置への係合圧を確保するために電動油圧ポンプ80が作動され、イグニションがONにされる。次に、パーキングロック制御手段94を介してパーキングロックが解除される(図11のt2時点)。S3において設定されたエンジン上限回転速度Nemaxにより、たとえばエンジン回転速度Neが零となるように車両の走行開始(図11のt3時点)以降、エンジン停止が維持されるとともに、S4において設定された第1電動機MG1および第2電動機MG2の駆動力範囲内で、自動変速部40の油圧式摩擦係合装置のエンジン出力が低下されることにより有人走行時の設定よりも上昇が抑制された伝達トルク容量を越えないように、たとえば第2電動機MG2の出力トルクTmg2に制限がかけられる(図11のt4時点以降)。また、エンジン出力抑制制御が実行される、少なくとも車両8の走行開始t3時点以降において、S5において設定された自動変速部40の変速段に基づき、たとえば自動変速部40の変速段として第1変速段が維持される。S7実行後、本ルーチンが終了させられる。
上述のように、本実施例のHV−ECU10によれば、無人運転判定手段82により無人運転中であると判定され、且つ充電状態判定手段84により蓄電装置43の充電状態が第1充電残量C1よりも大きいと判定された場合に、有人運転時に比べてエンジン28の出力が制限されるため、無人運転時のエンジン28による車外騒音を低減することができる。
また、本実施例のHV−ECU10によれば、無人運転判定手段82により無人運転中であると判定され、且つ充電状態判定手段84により蓄電装置43の充電状態が第1充電残量C1よりも大きいと判定された場合に、エンジン出力上限設定手段86により設定されるエンジン上限回転速度Nemax’の範囲内でエンジン28が作動させられることにより有人走行時に比べてエンジン回転速度Neが低下させられてエンジン28の出力が制限されるため、無人運転時のエンジン28による車外騒音を低減することができる。
また、本実施例のHV−ECU10によれば、車両8は、駆動力源として、エンジン28に加え、第1電動機MG1および第2電動機MG2を備えるものであって、無人運転判定手段82により無人運転中であると判定された場合に、差動部36により発生させられたクラッチC1およびクラッチC2の入力側にあたる伝達部材38に作用する自動変速部入力トルクTINに相当する駆動力が、第1電動機MG1および第2電動機MG2のみで発生できる駆動力の領域に制限されることで、第1電動機MG1および第2電動機MG2のみで発生できる駆動力の領域を越えた駆動力を発生させるためのエンジン28の出力が回避される。これにより、エンジン28の出力が制限されるため、無人走行時のエンジン28による車外騒音を低減することができる。
また、本実施例のHV−ECU10によれば、車両8は、自動変速部40を備え、無人運転判定手段82により無人走行中であると判定された場合に、自動変速部40で成立させられた1つの変速段からの他の変速段への変速が禁止されるため、たとえば車速Vと自動変速部40の出力トルクToutとから決定される有人走行時の変速マップに相当する無人走行時の変速マップを新たに設計する必要がないなど、有人走行中での変速の無人走行中での変速への適合工数を低減することができる。
また、本実施例のHV−ECU10によれば、車両8は、第1電動機MG1および第2電動機MG2が備えられた差動部36と出力軸42との間に自動変速部40を備え、無人運転判定手段82により無人走行中であると判定された場合に、自動変速部40の油圧式摩擦係合装置に供給される係合圧としての作動油圧が低下するほど第1電動機MG1および第2電動機MG2の出力トルクを小さくするため、クラッチC1およびクラッチC2の入力側の伝達部材38に作用されるトルクは自動変速部40の変速段を成立させる油圧式摩擦係合装置の伝達トルク容量を越えて出力されない。これにより、油圧式摩擦係合装置のクラッチ滑りの発生などが抑制される。
以上、本発明を表及び図面を参照して詳細に説明したが、本発明は更に別の態様でも実施でき、その主旨を逸脱しない範囲で種々変更を加え得るものである。
たとえば、前述の実施例の車両8に備えられた駆動装置22は、エンジン28に加えて、第1電動機MG1および第2電動機MG2の2つの電動機を有する差動部36と自動変速部40とを備えるものであったが、これに限定されるものではなく、たとえば、エンジン28に加えて、1つの電動機と自動変速機とを備えるもの、1つの電動機と無段変速機(CVT)とを備えるもの、あるいは、1つの電動機とデュアルクラッチトランスミッション(DCT)とを備えるものであってもよく、自動運転あるいはリモート運転での無人運転において、有人運転の場合よりもエンジン出力が抑制されることにより、エンジンの作動による車外騒音を低減することができる。また、たとえば駆動装置22に無段変速機を備えるものにあっては、エンジン出力の抑制に起因した無段変速機の可変プーリ油圧アクチュエータに供給される作動油圧の低下に応じて、電動機の駆動力範囲が設定されれば、可変プーリ間に巻き掛けられた伝動ベルトの滑りを抑制することができる。また、エンジン出力抑制制御中の駆動装置の変速段(変速比)が固定されることにより、エンジン出力抑制制御を実行しない有人走行時の設定の場合の変速における変速マップを、無人運転時に実行されるエンジン出力抑制制御時の変速に適合させる工数を低減することができる。
また、第1電動機MG1および第2電動機MG2を備えないで、エンジン28のみを駆動源として備える車両であってもよい。この場合、エンジン28と自動変速機とを備える車両の無人運転において、有人運転の場合よりもエンジン出力が抑制されるので、そのエンジンの作動による車外騒音を低減できる。
また、前述の実施例のHV−ECU10によれば、エンジン出力抑制制御時においては、自動変速部40の設定された変速段の他の変速段への変速が禁止されるものであったが、これに限定されるものではなく、たとえば、第1速および第2速との間で変速が可能なように変速が制限されてもよい。この場合でも、有人走行時の設定の場合の変速設定を出力抑制制御時の変速に適合させる工数を低減することができる。
また、前述の実施例のHV−ECU10によれば、エンジン出力上限設定手段86により設定されたエンジン上限回転速度Nemax’の範囲内のエンジン回転速度Neでエンジン28が作動させられることによりエンジン28の出力が抑制されるものであったが、これに限定されるものではなく、たとえば、エンジン出力抑制制御時にエンジンが出力可能なエンジン出力トルクTeの上限値が設定されてエンジン負荷が低減されることによりエンジン出力が抑制されるものであっても、無人運転時のエンジン28による車外騒音を低減することができる。
なお、上述したのはあくまでも一実施形態であり、その他一々例示はしないが、本発明は、その主旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づいて種々変更、改良を加えた態様で実施することができる。
8:ハイブリッド車両
10:ハイブリッド制御用コンピュータ(車両制御装置)
28:エンジン(内燃機関)
40:自動変速部(変速機)
MG1:第1電動機(電動モータ)
MG2:第2電動機(電動モータ)

Claims (5)

  1. 内燃機関を備えた車両に搭載され、無人走行および有人走行が可能な車両制御装置において、
    無人走行中であるか否かを判定する判定手段を備え、
    前記判定手段が無人走行中であると判定した場合に、有人走行時に比べて前記内燃機関の出力を制限することを特徴とする車両制御装置。
  2. 前記判定手段が無人走行中であると判定した場合に、有人走行時に比べて前記内燃機関の出力軸回転速度または前記内燃機関の負荷を下げることで前記内燃機関の出力を制限することを特徴とする請求項1の車両制御装置。
  3. 前記車両は、駆動源として、前記内燃機関に加え、電動モータを備えるものであって、
    前記判定手段が無人走行中であると判定した場合は、駆動力を前記電動モータのみで発生できる駆動力の領域に制限することで前記内燃機関の出力を制限することを特徴とする請求項1または2の車両制御装置。
  4. 前記車両は、変速機を備え、
    前記判定手段が無人走行中であると判定した場合に、前記変速機の変速を制限することを特徴とする請求項1から3のいずれか1の車両制御装置。
  5. 前記車両は、前記電動モータと車軸の間に変速機を備え、
    前記判定手段が無人走行中であると判定した場合に、前記変速機の作動油圧が小さくなるほど前記電動モータのトルクを小さくすることを特徴とする請求項3の車両制御装置。
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