JP2017184338A - 車両制御装置、車両制御方法、および車両制御プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】コストをかけずに、より確実に車両のずり下がりを防止できるようにすること。
【解決手段】車両に搭載され、ブリッジ型の駆動回路の上下アームに配置されるスイッチング素子のオンオフ動作を通じてモータ３のコイルに供給する駆動電流を制御してモータの駆動制御を行うとともに、モータのコイル端子間を短絡する回路を駆動回路にて形成しモータ３に対してブレーキ力を作用させるショートブレーキ制御を行う車両制御装置６であって、車両の走行または停車に係る指示、および、車両の走行状態に係る情報を受け付ける入力部６１と、指示または情報の少なくとも一方に基づいて、車両が停車してから車両の発車指示がなされるまでの期間の少なくとも一部でショートブレーキ制御を行う制御部６２と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両制御装置、車両制御方法、および車両制御プログラムに関する。

従来、坂道で車両を停止させる場合、車両のずり下がりを防止する技術が知られている。例えば、モータに電流を流し続けて車両の停止状態を維持する技術（例えば、特許文献１参照）や、アクチュエータにより機械ブレーキを動作させ続けて車両の停止状態を維持する技術が知られている。

特開平９−１３０９１２号公報

しかしながら、上述した技術では、バッテリにおいてモータやアクチュエータへ供給する電力がなくなった場合、ずり下がりが発生してしまうという問題がある。

なお、手動式または電動式のパーキングブレーキを用いて、ずり下がりを防止することも考えられる。しかし、運転者が手動式のパーキングブレーキの操作を忘れた場合、ずり下がりが発生してしまう。一方、電動式のパーキングブレーキを車両に備える場合、コストがかかってしまう。

本発明の目的は、コストをかけずに、より確実に車両のずり下がりを防止できる車両制御装置、車両制御方法、および車両制御プログラムを提供することである。

本発明の車両制御装置は、車両に搭載され、ブリッジ型の駆動回路の上下アームに配置されるスイッチング素子のオンオフ動作を通じてモータのコイルに供給する駆動電流を制御して前記モータの駆動制御を行うとともに、前記モータのコイル端子間を短絡する回路を前記駆動回路にて形成し前記モータに対してブレーキ力を作用させるショートブレーキ制御を行う車両制御装置であって、前記車両の走行または停車に係る指示、および、前記車両の走行状態に係る情報を受け付ける入力部と、前記指示または前記情報の少なくとも一方に基づいて、前記車両が停車してから該車両の発車指示がなされるまでの期間の少なくとも一部でショートブレーキ制御を行う制御部と、を備える。

本発明の車両制御装方法は、ブリッジ型の駆動回路の上下アームに配置されるスイッチング素子のオンオフ動作を通じてモータのコイルに供給する駆動電流を制御して前記モータの駆動制御を行うとともに、前記モータのコイル端子間を短絡する回路を前記駆動回路にて形成し前記モータに対してブレーキ力を作用させるショートブレーキ制御を行う車両制御方法であって、車両の走行または停車に係る指示、および、前記車両の走行状態に係る情報を受け付けるステップと、前記指示または前記情報の少なくとも一方に基づいて、前記車両が停車してから該車両の発車指示がなされるまでの期間の少なくとも一部でショートブレーキ制御を行うステップと、を含む。

本発明の車両制御プログラムは、ブリッジ型の駆動回路の上下アームに配置されるスイッチング素子のオンオフ動作を通じてモータのコイルに供給する駆動電流を制御して前記モータの駆動制御を行うとともに、前記モータのコイル端子間を短絡する回路を前記駆動回路にて形成し前記モータに対してブレーキ力を作用させるショートブレーキ制御を行う車両制御プログラムであって、車両の走行または停車に係る指示、および、前記車両の走行状態に係る情報を受け付ける処理と、前記指示または前記情報の少なくとも一方に基づいて、前記車両が停車してから該車両の発車指示がなされるまでの期間の少なくとも一部でショートブレーキ制御を行う処理と、をコンピュータに実行させる。

本発明によれば、コストをかけずに、より確実に車両のずり下がりを防止できる。

本発明の実施の形態に係る車両制御システムの構成の一例を示すブロック図である。 本発明の実施の形態に係るインバータの構成の一例を示す回路図である。 本発明の実施の形態に係る車両制御装置の動作例１を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態に係る車両制御装置の動作例２を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態に係る車両制御装置の動作例３を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態に係る車両制御装置の動作例４を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態に係る車両制御装置の動作例５を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態に係る車両制御装置の動作例６を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態に係る車両制御装置の動作例７を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態に係る車両制御装置の動作例８を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態に係る車両制御装置の動作例９を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。

まず、本実施の形態に係る車両制御システム１００の構成について説明する。図１は、本実施の形態に係る車両制御システム１００の構成の一例を示す図である。

図１に示す車両制御システム１００は、例えばＥＶ（Electric Vehicle）、ＰＨＶ（Plug-in Hybrid Vehicle）といった車両に搭載される。

図１に示すように、車両制御システム１００は、蓄電池１、インバータ２、モータ３、減速機４、車軸５、車両制御装置６、アクセルペダル７、シフトレバー８、自動運転ボタン９、自動運転制御装置１０、インジケータ１１、ギア切替スイッチ１２、ブレーキペダル１３、パーキングブレーキ１４、車速センサ１５、傾斜センサ１６を有する。

なお、図１では例として、一対の蓄電池１、インバータ２、モータ３によって動力が生成されて、その動力が減速機４で減速されて車軸５に伝達される構成となっている。なお、一対の蓄電池１、インバータ２、モータ３の一方側と他方側は、同様の制御がなされているため、以下では、それらを特に区別することなく説明する。また、本実施の形態では、一対の蓄電池１、インバータ２、モータ３で構成されるが、それぞれ１つずつのみの構成であってもよい。

蓄電池１は、インバータ２に直流電力を供給する電源である。蓄電池１は、例えば、リチウムイオン二次電池等で構成される。

インバータ（駆動回路ともいう）２は、蓄電池１から直流電力の供給を受けて、三相交流の電力を生成し、モータ３に出力する。インバータ２を構成するスイッチング素子（例えば、図２のＭＯＳトランジスタＴＲ１〜ＴＲ６）には、三相交流の電力を生成するための、制御信号（例えば、ＰＷＭ信号）が車両制御装置６から入力される。なお、インバータ２の構成については、図２を用いて後述する。

モータ３は、インバータ２から三相交流の電力の供給を受けて、車両を走行するための回転動力を生成する動力源である。モータ３は、生成した回転動力を減速機４に伝達する。

減速機４は、例えばトルクコンバータ方式で、モータ３から伝達される回転動力を所定の回転速度に減じて車軸５に伝達するトランスミッションである。減速機４は、図示を省略するが、モータ３が生成する回転動力を受ける入力軸と、入力軸の回転動力を車軸５に伝達する出力軸と、入力軸と出力軸を接続するギアとを備え、クラッチ機構によってギアのギア比の切り替えが可能なように構成されている。減速機４は、例えば、低速のギア比のギアと高速のギア比のギアを備える。なお、ギア比は、２段階に限定されず、３段階以上であってもよい。

車軸５は、両端に配設された駆動輪を回転させて、車両を走行させる。例えば、車軸５は、車体後方側に配設されており、差動歯車（デファレンシャルギア）を介して減速機４からの回転動力を受け、駆動輪を回転させている。

車両制御装置（車両ＥＣＵともいう）６は、後述する各種操作デバイス（例えば、アクセルペダル７、シフトレバー８、自動運転ボタン９、ギア切替ＳＷ１２、ブレーキペダル１３、パーキングブレーキ１４）や各種センサ（例えば、車速センサ１５、傾斜センサ１６）から信号を受け取り、所定の記憶部（図示略）に格納する。そして、車両制御装置６は、所定のタイミングで記憶部から各種信号を読み出し、読み出した信号に基づいて、走行を制御する各構成部品が最適な状態となるように演算して、車両の運転状態を統括制御する。なお、車両制御装置６と、各種操作デバイス、各種センサ、または自動運転制御装置１０との信号の送受信は、例えば、信号線を介してＣＡＮ（Controller Area Network）通信プロトコル方式で行われる。

図１に示すように、車両制御装置６は、入力部６１と制御部６２を有する。

入力部６１は、アクセルペダル７、シフトレバー８、自動運転ボタン９、ギア切替ＳＷ１２、ブレーキペダル１３、またはパーキングブレーキ１４に対して行われた操作を検知する各種センサ（図示略）から、検知結果を示す信号（車両の走行または停車に係る指示の一例）を受け取る。

また、入力部６１は、車速センサ１５、傾斜センサ１６から、検知結果を示す信号（車両の走行状態に係る情報の一例）を受け取る。

また、入力部６１は、自動運転制御装置１０から後述の運転指令信号（車両の走行または停車に係る指示の一例）を受け取る。

制御部６２は、入力部６１が受け取った各種信号に基づいて演算処理を行い、加減速を含む車両の走行速度（以下、車速ともいう）や、進行方向を制御する。例えば、制御部６２は、インバータ２を構成するスイッチング素子（例えば、図２のＭＯＳトランジスタＴＲ１〜ＴＲ６）に出力するＰＷＭ信号（パルス幅変調信号）を制御することで、モータ３の回転速度を制御する。これにより、車両の走行速度が制御される。

また、制御部６２は、運転操作を運転者が手動で行う手動運転モードと、運転操作が自動で行われる自動運転モードとを切り替える。例えば、運転者により自動運転ボタン９が押下された場合、制御部６２は、自動運転制御装置１０に対して起動指令信号を送信して自動運転制御装置１０を起動するとともに、運転操作を不可とする（運転者が操作する操作デバイスからの信号を無効とする）ことによって、自動運転モードと手動運転モードを切り替える。また、自動運転モードから手動運転モードへの切り替えは、自動運転モード状態で、再度、運転者により自動運転ボタン９が押下された場合、目的地付近に到着した場合、自動運転に支障が生じた場合などに手動運転モードへ切り替えてもよい。

また、制御部６２は、入力部６１が受け取った各種信号に基づいて、車両が停車してから車両の発車指示（例えば、ブレーキペダル１３をオフにする指示、アクセルペダル７をオンにする指示、シフトレバー８をドライブレンジまたはリバースレンジにする指示など）がなされるまでの期間の少なくとも一部でショートブレーキ制御を行う。この動作の詳細については、図２〜図１１を用いて後述する。

なお、車両制御装置６の各種機能は、コンピュータプログラムや電子回路により実現されうる。例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit。図示略）、ＲＯＭ（Read Only Memory。図示略）に記憶されたプログラムをＲＡＭ（Random Access Memory。図示略）にコピーし、そのプログラムに含まれる命令をＲＡＭから順次読み出して実行することにより、車両制御装置６の各種機能が実現される。

アクセルペダル７は、運転者が加減速を含む車両の走行速度を操作するためのユーザインターフェイスである。アクセルペダル７の踏み込み量（オン／オフ）は、所定のセンサ（図示略。以下、アクセルペダルセンサという）によって検知され、その検知結果を示す信号は、車両制御装置６に出力される。アクセルペダル７は、一般的な車両に搭載されている周知のアクセルペダルと同様の構成である。

シフトレバー８は、運転者がレンジを変更するためのユーザインターフェイスである。シフトレバー８のレバー位置は、所定のセンサ（図示略。以下、シフトレバーセンサという）によって検知され、その検知結果を示す信号は、車両制御装置６に出力される。シフトレバー８は、一般的な車両に搭載されている周知のシフトレバーと同様の構成である。本実施の形態にでは、シフトレバー８は、「リバースレンジ（Ｒ）」、「ニュートラルレンジ（Ｎ）」、「ドライブレンジ（Ｄ）」を変更可能に構成されているものとする。

自動運転ボタン９は、運転者が手動運転モードと自動運転モードとを切り替え可能にするためのユーザインターフェイスである。自動運転ボタン９の押下状態は、所定のセンサ（図示略）によって検知され、その検知結果を示す信号（自動運転要求信号）は、車両制御装置６に出力される。

ギア切替スイッチ１２は、ギアを変更するためのユーザインターフェイスである。ギア切替スイッチ１２の押下信号は、車両制御装置６に出力される。例えば、ギア切替スイッチ１２は、低速のギア比のギア（Ｌｏｗ）と高速のギア比のギア（Ｈｉｇｈ）の２つを選択可能に構成されている。

例えば、手動運転モードで走行する場合、運転者は、シフトレバー８を操作し、「ドライブレンジ」を選択し、ギア切替スイッチ１２の「Ｌｏｗ」を選択して、アクセルペダル７を踏み込むことで車両を加速させることができる。さらに高速走行を行いたい場合には、運転者は、ギア切替スイッチ１２の「Ｈｉｇｈ」を選択し、アクセルペダル７を踏み込むことで車両を高速に走行させることができる。また、例えば、手動運転モードで逆走行（バック）する場合には、運転者は、シフトレバー８を操作し、「リバースレンジ」を選択し、ギア切替スイッチ１２の「Ｌｏｗ」を選択して、アクセルペダル７を踏み込むことで車両を逆走行させることができる。さらに高速走行を行いたい場合には、運転者は、ギア切替スイッチ１２の「Ｈｉｇｈ」を選択し、アクセルペダル７を踏み込むことで車両を高速に逆走行（バック）させることができる。

一方、自動運転モードで走行する場合、シフトレバー８で「ニュートラルレンジ」が選択され、ギア切替スイッチ１２の「Ｌｏｗ」が選択された状態で、自動運転ボタン９が押下された際に、車両は自動で運転する。

ブレーキペダル１３は、運転者が車両を停車させるためのユーザインターフェイスである。ブレーキペダル１３の踏み込み量（オン／オフ）は、所定のセンサ（図示略。以下、ブレーキペダルセンサという）によって検知され、その検知結果を示す信号は、車両制御装置６に出力される。ブレーキペダル１３は、一般的な車両に搭載されている周知のブレーキペダルと同様の構成である。

パーキングブレーキ１４は、運転者が車両の停車状態を維持させる操作を行うためのユーザインターフェイスである。パーキングブレーキ１４のオン／オフは、所定のセンサ（図示略。以下、パーキングブレーキセンサという）によって検知され、その検知結果を示す信号は、車両制御装置６に出力される。パーキングブレーキ１４は、一般的な車両に搭載されている周知のパーキングブレーキと同様の構成である。

車速センサ１５は、車両の走行速度を検知するセンサである。車速センサ１５の検知結果（車速）を示す信号は、車両制御装置６に出力される。

傾斜センサ１６は、車両の傾き（傾斜角度）を検知するセンサであり、例えば、ジャイロセンサや加速度センサなどが挙げられる。傾斜センサ１６の検知結果（傾斜角度）を示す信号は、車両制御装置６に出力される。

自動運転制御装置１０は、車両制御装置６に対して運転指令信号を出力して、車両の走行を自律的に制御する制御装置である。自動運転制御装置１０は、定期的にＧＰＳ（Global Positioning System）衛星や外部サーバと通信して、これらから車両の位置情報、周囲環境情報等を取得して、記憶部（図示略）に格納する。また、自動運転制御装置１０は、車両周囲の外界の状態を認識するために設けられたカメラやレーザ距離計等のセンサからの検知信号を取得して、記憶部（図示略）に格納する。そして、自動運転制御装置１０は、これらの情報に基づいて、目標地点へ向かうためのルート、安全に走行するための走行速度等を演算し、運転指令信号を生成して、車両制御装置６に対して出力する。なお、上記運転指令信号とは、例えば、アクセルペダル７の踏み込み量調整、ブレーキ制御、発車制御、シフトレバー８の制御、ステアリング制御等、運転者が行う操作を代替するための信号である。

インジケータ１１は、車両制御装置６の記憶部（図示略）に格納されている情報に基づいて、減速機４のギア比の状態や運転モードの状態（自動運転モードか手動運転モードか）等を表示し、車両の運転状態を運転者に視認させる。

以上、車両制御システム１００の構成について説明した。

次に、図２を用いて、インバータ２の構成および車両制御装置６が行うショートブレーキ制御について説明する。図２は、インバータ２の構成の一例を示す回路図である。

図２に示すように、インバータ２は、スイッチング素子であるＭＯＳトランジスタＴＲ１〜ＴＲ６を６個用いたブリッジ型にて構成されている。Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の上アームとして配置されるＭＯＳトランジスタＴＲ１〜ＴＲ３は、蓄電池１のプラス側に接続されている。また、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の下アームとして配置されるＭＯＳトランジスタＴＲ４〜ＴＲ６は、蓄電池１のマイナス側に接続されてなる。Ｕ相のＭＯＳトランジスタＴＲ１とＴＲ４の間、Ｖ相のＭＯＳトランジスタＴＲ２とＴＲ５の間、Ｗ相のＭＯＳトランジスタＴＲ３とＴＲ６の間には、それぞれ、各相の出力端子が設定され、各相の出力端子は、モータ３の各相コイル（図示略）と接続される。このような構成のインバータ２は、車両制御装置６の制御に基づくＭＯＳトランジスタＴＲ１〜ＴＲ６のオンオフ動作により互いに位相差を有する三相駆動電流を生成し、モータ３の各相コイルに供給する。

車両制御装置６は、ＭＯＳトランジスタＴＲ１〜ＴＲ６の制御端子（ゲート）に制御信号を出力することでＭＯＳトランジスタＴＲ１〜ＴＲ６のオンオフ動作を制御し、モータ３の回転駆動を制御する。車両制御装置６は、そータ３の駆動制御において、駆動開始指令（図示略）に基づいてモータ３の回転駆動を開始させ、駆動停止指令に基づいてモータ３の回転駆動を停止させるが、この駆動停止の際、本実施の形態ではショートブレーキ制御を実施する。ショートブレーキ制御は、駆動停止指令に応答して全相の上アームのＭＯＳトランジスタＴＲ１〜ＴＲ３を同時オフ、全相の下アームのＭＯＳトランジスタＴＲ４〜ＴＲ６を同時オンとすることで、モータ３の各相コイルの端子間を短絡（ショート）する回路を形成し、モータ３にブレーキ力を生じさせる制御である。なお、全相の上アームのＭＯＳトランジスタＴＲ１〜ＴＲ３を同時オン、全相の下アームのＭＯＳトランジスタＴＲ４〜ＴＲ６を同時オフとしてもよい。

以上、インバータ２の構成および車両制御装置６が行うショートブレーキ制御について説明した。

次に、図３〜図１１を参照して、本実施の形態に係る車両制御装置６の動作例１〜９について説明する。図３〜図１１は、それぞれ、車両制御装置６の動作例１〜９を示すフローチャートである。

＜動作例１＞
図３を用いて、車両制御装置６の動作例１について説明する。

まず、制御部６２は、入力部６１が車速センサ１５から受け取った検知結果に基づいて、車両が停車中であるか否かを判定する（ステップＳ１１）。例えば、車速センサ１５により検知された車速がほぼゼロである場合、制御部６２は、車両が停車中であると判定する。一方、例えば、車速センサ１５により検知された車速がほぼゼロではない場合、制御部６２は、車両が停車中ではないと判定する。この判定方法は、後述する他の動作例でも同様である。

車両が停車中ではない場合（ステップＳ１１：ＮＯ）、フローは、ステップＳ１１へ戻る。一方、車両が停車中である場合（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、制御部６２は、ショートブレーキ制御を行う（ステップＳ１２）。

次に、制御部６２は、入力部６１がパーキングブレーキセンサ（図示略）から受け取った検知結果に基づいて、パーキングブレーキ１４がオンとなったか否かを判定する（ステップＳ１３）。

パーキングブレーキ１４がオンではない場合（ステップＳ１３：ＮＯ）、フローは、ステップＳ１２へ戻る。一方、パーキングブレーキ１４がオンである場合（ステップＳ１３：ＹＥＳ）、パーキングブレーキ１４により、ずり下がり等の停車時挙動を抑制できるため、制御部６２は、インバータ２のＭＯＳトランジスタＴＲ１〜ＴＲ６を全てオフに制御する（ステップＳ１４）。この制御により、ショートブレーキ制御の実行が停止される。

このように本動作例では、車両が停車してからパーキングブレーキ１４がオンになるまでショートブレーキ制御が実行される。

以上、車両制御装置６の動作例１について説明した。

＜動作例２＞
図４を用いて、車両制御装置６の動作例２について説明する。

まず、制御部６２は、入力部６１が車速センサ１５から受け取った検知結果に基づいて、車両が停車中であるか否かを判定する（ステップＳ２１）。

車両が停車中ではない場合（ステップＳ２１：ＮＯ）、フローは、ステップＳ２１へ戻る。一方、車両が停車中である場合（ステップＳ２１：ＹＥＳ）、制御部６２は、入力部６１がブレーキペダルセンサ（図示略）から受け取った検知結果に基づいて、ブレーキペダル１３がオンとなったか否かを判定する（ステップＳ２２）。

ブレーキペダル１３がオンである場合（ステップＳ２２：ＹＥＳ）、制御部６２は、車両の発車意思がないと判断し、ショートブレーキ制御を行う（ステップＳ２３）。このショートブレーキ制御は、発車指示がなされるまで実行される。例えば、ブレーキペダル１３がオフになるまで、アクセルペダル７がオンになるまで、または、シフトレバー８がドライブレンジ（またはリバースレンジ）になるまで、ショートブレーキ制御は実行される。なお、ブレーキペダル１３がオンである場合にも、ショートブレーキ制御を行うことで、何らかの異常によりブレーキトルクが発生できない場合であっても、ずり下がり等の停車時挙動を抑制できる。

一方、ブレーキペダル１３がオンではない場合（ステップＳ２２：ＮＯ）、制御部６２は、車両の発車意思があると判断し、クリープ制御を行い、車両をクリープさせる（ステップＳ２４）。例えば、制御部６２は、クリープトルク目標値が実現されるようにインバータ２を制御する。これにより、モータ３は、その目標値に応じてクリープトルクを発生させる。なお、このクリープ制御は、後述する他の動作例でも同様である。ブレーキペダル１３がオフの場合にクリープ制御を行うことで、坂道でのずり下がりを防止でき、また、スムーズに発車することが可能となる。

このように本動作例では、車両が停車し、かつ、ブレーキペダル１３がオンとなった場合にショートブレーキ制御が実行される。

以上、車両制御装置６の動作例２について説明した。

＜動作例３＞
図５を用いて、車両制御装置６の動作例３について説明する。

まず、制御部６２は、入力部６１が車速センサ１５から受け取った検知結果に基づいて、車両が停車中であるか否かを判定する（ステップＳ３１）。

車両が停車中ではない場合（ステップＳ３１：ＮＯ）、フローは、ステップＳ３１へ戻る。一方、車両が停車中である場合（ステップＳ３１：ＹＥＳ）、制御部６２は、入力部６１が傾斜センサ１６から受け取った検知結果に基づいて、車両が坂道に停車中であるか否かを判定する（ステップＳ３２）。例えば、傾斜センサ１６により検知された傾斜角度が所定値より大きい場合、制御部６２は、車両が坂道に停車中であると判定する。一方、例えば、傾斜センサ１６により検知された傾斜角度が所定値以下である場合、制御部６２は、車両が坂道に停車中ではないと判定する。なお、この判定方法は、後述する他の動作例でも同様である。

車両が坂道に停車中ではない場合（ステップＳ３２：ＮＯ）、ずり下がりが発生しないため、フローは、終了する。一方、車両が坂道に停車中である場合（ステップＳ３２：ＹＥＳ）、ずり下がりを防止するために、制御部６２は、ショートブレーキ制御を行う（ステップＳ３３）。このショートブレーキ制御は、例えば、ブレーキペダル１３がオフになるまで、アクセルペダル７がオンになるまで、または、シフトレバー８がドライブレンジ（またはリバースレンジ）になるまで実行される。

このように本動作例では、車両が坂道に停車中である場合にショートブレーキ制御が実行される。

なお、本動作例では、制御部６２は、傾斜センサ１６の検知結果に基づいて、車両が坂道に停車中であるか否かを判定したが、これに限定されない。例えば、制御部６２は、車両の現在位置と、地図情報（例えば、３次元の地図データ）とに基づいて、車両が坂道に停車中であるか否かを判定してもよい。

以上、車両制御装置６の動作例３について説明した。

＜動作例４＞
図６を用いて、車両制御装置６の動作例４について説明する。

まず、制御部６２は、入力部６１が車速センサ１５から受け取った検知結果に基づいて、車両が停車中であるか否かを判定する（ステップＳ４１）。

車両が停車中ではない場合（ステップＳ４１：ＮＯ）、フローは、ステップＳ４１へ戻る。一方、車両が停車中である場合（ステップＳ４１：ＹＥＳ）、制御部６２は、入力部６１がアクセルペダルセンサ（図示略）から受け取った検知結果に基づいて、アクセルペダル７がオンとなったか否かを判定する（ステップＳ４２）。

アクセルペダル７がオンである場合（ステップＳ４２：ＹＥＳ）、制御部６２は、走行制御を行い、車両を走行させる（ステップＳ４３）。例えば、制御部６２は、アクセルトルク目標値が実現されるようにインバータ２を制御する。これにより、モータ３は、その目標値に応じてアクセルトルクを発生させる。この走行制御は、後述する他の動作例でも同様である。

一方、アクセルペダル７がオンではない場合（ステップＳ４２：ＮＯ）、制御部６２は、ショートブレーキ制御を行う（ステップＳ４４）。これにより、アクセルペダル７がオンになるまで（例えば、ブレーキペダル１３がオフされてアクセルペダル７がオンになるまで）の間のずり下がりを防止できる。このショートブレーキ制御は、例えば、アクセルペダル７がオンになるまで実行される。

このように本動作例では、車両が停車し、かつ、アクセルペダル７がオンではない場合にショートブレーキ制御が実行される。

以上、車両制御装置６の動作例４について説明した。

＜動作例５＞
図７を用いて、車両制御装置６の動作例５について説明する。

まず、車両制御装置６は、入力部６１が車速センサ１５から受け取った検知結果に基づいて、車両が停車中であるか否かを判定する（ステップＳ５１）。

車両が停車中ではない場合（ステップＳ５１：ＮＯ）、フローは、ステップＳ５１へ戻る。一方、車両が停車中である場合（ステップＳ５１：ＹＥＳ）、制御部６２は、入力部６１がシフトレバーセンサ（図示略）から受け取った検知結果に基づいて、シフトレバー８がニュートラルレンジ（Ｎ）であるか否かを判定する（ステップＳ５２）。

シフトレバー８がニュートラルレンジである場合（ステップＳ５２：ＹＥＳ）、制御部６２は、車両の発車意思がないと判断し、ショートブレーキ制御を行う（ステップＳ５３）。このショートブレーキ制御は、例えば、ブレーキペダル１３がオフになるまで、アクセルペダル７がオンになるまで、または、シフトレバー８がドライブレンジ（またはリバースレンジ）になるまで実行される。

一方、シフトレバー８がニュートラルレンジではない場合、例えばシフトレバー８がドライブレンジまたはリバースレンジである場合（ステップＳ５２：ＮＯ）、制御部６２は、ブレーキペダル１３がオンであるか否かを判定する（ステップＳ５４）。

ブレーキペダル１３がオンである場合（ステップＳ５４：ＹＥＳ）、制御部６２は、車両の発車意思がないと判断し、ショートブレーキ制御を行う（ステップＳ５５）。このショートブレーキ制御は、例えば、ブレーキペダル１３がオフになるまで、または、アクセルペダル７がオンになるまで実行される。

一方、ブレーキペダル１３がオンではない場合（ステップＳ５４：ＮＯ）、制御部６２は、車両の発車意思があると判断し、クリープ制御の実行により、車両をクリープさせる（ステップＳ５６）。

このように本動作例では、車両が停車し、かつ、シフトレバーがニュートラルレンジである場合、ショートブレーキ制御が実行される。また、本動作例では、車両が停車し、シフトレバー８がドライブレンジまたはリバースレンジであり、ブレーキペダル１３がオンである場合、ショートブレーキ制御が実行される。

以上、車両制御装置６の動作例５について説明した。

＜動作例６＞
図８を用いて、車両制御装置６の動作例６について説明する。

まず、制御部６２は、入力部６１が車速センサ１５から受け取った検知結果に基づいて、車両が停車中であるか否かを判定する（ステップＳ６１）。

車両が停車中ではない場合（ステップＳ６１：ＮＯ）、フローは、ステップＳ６１へ戻る。一方、車両が停車中である場合（ステップＳ６１：ＹＥＳ）、制御部６２は、入力部６１がブレーキペダルセンサ（図示略）から受け取った検知結果に基づいて、ブレーキペダル１３がオフとなったか否かを判定する（ステップＳ６２）。

ブレーキペダル１３がオフではない場合（ステップＳ６２：ＮＯ）、フローはステップＳ６２へ戻る。一方、ブレーキペダル１３がオフである場合（ステップＳ６２：ＹＥＳ）、制御部６２は、入力部６１が傾斜センサ１６から受け取った検知結果に基づいて、車両が急な坂道に停車中であるか否かを判定する（ステップＳ６３）。急な坂道とは、車両がクリープを行った際にずり下がりが発生してしまう程度の傾斜角度を有する坂道である。例えば、傾斜センサ１６により検知された傾斜角度が所定値（例えば、図５のステップＳ３２の判定処理で用いる所定値より大きい値）より大きい場合、制御部６２は、車両が急な坂道に停車中であると判定する。一方、例えば、傾斜センサ１６により検知された傾斜角度が所定値以下である場合、制御部６２は、車両が急な坂道に停車中ではないと判定する。

車両が急な坂道に停車中である場合（ステップＳ６３：ＹＥＳ）、制御部６２は、ショートブレーキ制御を行う（ステップＳ６４）。このショートブレーキ制御により、ヒルスタートアシストが実現される。

車両が急な坂道に停車中ではない場合（ステップＳ６３：ＮＯ）、制御部６２は、クリープ制御の実行により、車両をクリープさせる（ステップＳ６５）。急な坂道でない場合、クリープ制御により、ずり下がりを防止でき、また、スムーズに発車することが可能となる。

このように本動作例では、車両が急な坂道に停車し、かつ、ブレーキペダル１３がオフとなった場合にショートブレーキ制御が実行される。

以上、車両制御装置６の動作例６について説明した。

＜動作例７＞
図９を用いて、車両制御装置６の動作例７について説明する。動作例７では、車両が走行状態から減速、停車し、発車するまので一連の流れを説明する。

まず、制御部６２は、入力部６１が車速センサ１５から受け取った検知結果に基づいて、車両が走行中であるか否かを判定する（ステップＳ７１）。例えば、車速センサ１５により検知された車速が所定値（例えば、時速１０ｋｍ）より大きい場合、制御部６２は、車両が走行中であると判定する。一方、例えば、車速センサ１５により検知された車速が所定値（例えば、時速１０ｋｍ）以下である場合、制御部６２は、車両が走行中ではないと判定する。この判定方法は、後述する他の動作例でも同様である。

車両が走行中ではない場合（ステップＳ７１：ＮＯ）、フローは、ステップＳ７１へ戻る。一方、車両が走行中である場合（ステップＳ７１：ＹＥＳ）、制御部６２は、ブレーキペダル１３がオンであるか否かを判定する（ステップＳ７２）。

ブレーキペダル１３がオンではない場合（ステップＳ７２：ＮＯ）、フローは、ステップＳ７２へ戻る。一方、ブレーキペダル１３がオンとなった場合（ステップＳ７２：ＹＥＳ）、制御部６２は、回生ブレーキ制御を行う（ステップＳ７３）。すなわち、制御部６２は、モータ３が発電しながらブレーキとして作用するようにインバータ２を制御する。減速時にはショートブレーキではなく、回生ブレーキ制御を行うことで、減速時の回生電力を有効に回収することができる。

次に、制御部６２は、入力部６１が車速センサ１５から受け取った検知結果に基づいて、車両が停車に近い状態であるか否かを判定する（ステップＳ７４）。停車に近い状態とは、車速がゼロではないがゼロ近傍の所定値（例えば、時速３ｋｍ）以下の状態である。例えば、車速センサ１５により検知された車速がゼロ近傍の所定値より大きい場合、制御部６２は、車両が停車に近い状態ではないと判定する。一方、例えば、車速センサ１５により検知された車速がゼロより大きくゼロ近傍の所定値以下である場合、制御部６２は、車両が停車に近い状態であると判定する。この判定方法は、後述する他の動作例でも同様である。

車両が停車に近い状態ではない場合（ステップＳ７４：ＮＯ）、フローは、ステップＳ７３へ戻る。この場合、回生ブレーキ制御が継続される。

一方、車両が停車に近い状態である場合（ステップＳ７４：ＹＥＳ）、制御部６２は、ショートブレーキ制御を行う（ステップＳ７５）。

次に、制御部６２は、ブレーキペダル１３がオフとなったか否かを判定する（ステップＳ７６）。

ブレーキペダル１３がオフではない場合（ステップＳ７６：ＮＯ）、フローは、ステップＳ７５へ戻る。すなわち、ショートブレーキ制御が継続される。

一方、ブレーキペダル１３がオフとなった場合（ステップＳ７６：ＹＥＳ）、制御部６２は、クリープ制御の実行により、車両をクリープさせる（ステップＳ７７）。

次に、制御部６２は、アクセルペダル７がオンとなったか否かを判定する（ステップＳ７８）。

アクセルペダル７がオンではない場合（ステップＳ７８：ＮＯ）、フローは、ステップＳ７７へ戻る。この場合、クリープが継続される。

一方、アクセルペダル７がオンとなった場合（ステップＳ７８：ＹＥＳ）、制御部６２は、走行制御の実行により、車両を走行させる（ステップＳ７９）。

このように本動作例では、車両が停車に近い状態となってからブレーキペダル１３がオフになるまでショートブレーキ制御が実行される。

以上、車両制御装置６の動作例７について説明した。

＜動作例８＞
図１０を用いて、車両制御装置６の動作例８について説明する。本動作例は、動作例２の説明で用いた図４に対して、ステップＳ８１、Ｓ８２に加えた変形例である。以下では、図４と異なる点についてのみ説明する。

車両が停車中ではない場合（ステップＳ２１：ＮＯ）、制御部６２は、ブレーキペダル１３がオンであるか否かを判定する（ステップＳ８１）。

ブレーキペダル１３がオンではない場合（ステップＳ８１：ＮＯ）、制御部６２は、例えば、アクセルペダル７の操作等に基づいてトルク制御を行い、フローは終了する。一方、停車中ではない場合（言い換えると、走行中に）、ブレーキペダル１３がオンである場合（ステップＳ８１：ＹＥＳ）、制御部６２は、回生ブレーキ制御を行う（ステップＳ８２）。

以上、車両制御装置６の動作例８について説明した。

＜動作例９＞
図１１を用いて、車両制御装置６の動作例９について説明する。本動作例は、ユーザによる手動運転ではなく、自動運転制御装置１０による自動運転中に走行状態から減速、停車し、発車するまので一連の流れを説明する。

まず、制御部６２は、入力部６１が車速センサ１５から受け取った検知結果に基づいて、車両が走行中であるか否かを判定する（ステップＳ９１）。

車両が走行中ではない場合（ステップＳ９１：ＮＯ）、フローは、ステップＳ９１へ戻る。一方、車両が走行中である場合（ステップＳ９１：ＹＥＳ）、制御部６２は、自動運転制御装置１０からブレーキ制御の指令がなされたか否かを判定する（ステップＳ９２）。例えば、制御部６２は、入力部６１がブレーキ制御の実行を示す運転指令信号を自動運転制御装置１０から受け取った場合、ブレーキ制御の指令がなされたと判定する。一方、例えば、制御部６２は、入力部６１がブレーキ制御の実行を示す運転指令信号を自動運転制御装置１０から受け取っていない場合、ブレーキ制御の指令がなされていないと判定する。

ブレーキ制御の指令がなされていない場合（ステップＳ９２：ＮＯ）、フローはステップＳ９２へ戻る。一方、ブレーキ制御の指令がなされた場合（ステップＳ９２：ＹＥＳ）、制御部６２は、回生ブレーキ制御を行う（ステップＳ９３）。

次に、制御部６２は、車両が停車に近い状態かつ発車前であるか否かを判定する（ステップＳ９４）。ここで、制御部６２は、例えば信号機の情報に基づいて、車両が発車前であるか否かを判定する。具体的には、信号機の情報が走行の不許可（例えば、シグナルが赤色）を示す場合、制御部６２は、車両が発車前であると判定する。なお、信号機の情報は、路車間通信により入力部６１が受け取ってもよいし、または、車両に搭載された撮像装置により撮像された信号機の画像に対して画像認識処理を行う認識装置（図示略）から入力部６１が受け取ってもよい。

車両が停車に近い状態かつ発車前ではない場合（ステップＳ９４：ＮＯ）、フローはステップＳ９３へ戻る。この場合、回生ブレーキ制御が継続される。

一方、車両が停車に近い状態かつ発車前である場合（ステップＳ９４：ＹＥＳ）、制御部６２は、ショートブレーキ制御を行う（ステップＳ９５）。

次に、制御部６２は、自動運転制御装置１０から発車制御の指令がなされたか否かを判定する（ステップＳ９６）。例えば、制御部６２は、入力部６１が発車制御の実行を示す運転指令信号を自動運転制御装置１０から受け取った場合、発車制御の指令がなされたと判定する。一方、例えば、制御部６２は、入力部６１が発車制御の実行を示す運転指令信号を自動運転制御装置１０から受け取っていない場合、発車制御の指令がなされていないと判定する。

発車制御の指令がなされていない場合（ステップＳ９６：ＮＯ）、フローはステップＳ９５へ戻る。この場合、ショートブレーキ制御が継続される。

一方、発車制御の指令がなされた場合（ステップＳ９６：ＹＥＳ）、制御部６２は、発車制御を行い、車両を発車させる（ステップＳ９７）。発車制御は、上述した走行制御と同様である。

このように本動作例では、自動運転モードが実行されている場合において、車両が停車に近い状態かつ発車前の時点から発車制御が行われるまでショートブレーキ制御が実行される。

以上、車両制御装置６の動作例９について説明した。

以上のように、本実施の形態に係る車両制御装置６によれば、車両の走行または停車に係る指示および車両の走行状態に係る情報の少なくとも一方に基づいて、車両が停車してから車両の発車指示がなされるまでの期間の少なくとも一部でショートブレーキ制御を行うことを特徴とする。これにより、スイッチング素子をオンする電力のみで車両の停止状態を維持できるため、蓄電池の電力を多く使用して、アクチュエータによる機械ブレーキで停止状態を維持する方法よりも確実にずり下がりを防止できる。また、ショートブレーキ制御を用いるため、電動式のパーキングブレーキを用いる場合に比べて、コストを低減することができる。また、ショートブレーキ制御は運転者の操作を必要としないため、手動式のパーキングブレーキを用いる場合に比べて、より確実にずり下がりを防止できる。

したがって、本実施の形態に係る車両制御装置６は、コストをかけずに、より確実に車両のずり下がりを防止できる。

以上、本発明の実施の形態を詳細に説明したが、本発明は実勢の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。

例えば、実施の形態の動作例１〜６、８では、車両が停車中であるか否かを判定する場合を例に挙げて説明したが、それらの動作例においても、車両が停車中であるか否かの判定の代わりに、動作例７、９と同様に、車両が停車に近い状態であるか否かを判定してもよい。

本開示は、車両制御装置、車両制御方法、および車両制御プログラムに好適である。

１ 蓄電池
２ インバータ
３ モータ
４ 減速機
５ 車軸
６ 車両制御装置
７ アクセルペダル
８ シフトレバー
９ 自動運転ボタン
１０ 自動運転制御装置
１１ インジケータ
１２ ギア切替スイッチ
１３ ブレーキペダル
１４ パーキングブレーキ
１５ 車速センサ
１６ 傾斜センサ
６１ 入力部
６２ 制御部

Claims (12)

1. 車両に搭載され、ブリッジ型の駆動回路の上下アームに配置されるスイッチング素子のオンオフ動作を通じてモータのコイルに供給する駆動電流を制御して前記モータの駆動制御を行うとともに、前記モータのコイル端子間を短絡する回路を前記駆動回路にて形成し前記モータに対してブレーキ力を作用させるショートブレーキ制御を行う車両制御装置であって、
   前記車両の走行または停車に係る指示、および、前記車両の走行状態に係る情報を受け付ける入力部と、
   前記指示または前記情報の少なくとも一方に基づいて、前記車両が停車してから該車両の発車指示がなされるまでの期間の少なくとも一部でショートブレーキ制御を行う制御部と、
   を備える車両制御装置。
2. 前記制御部は、
   パーキングブレーキがオンとなるまで前記ショートブレーキ制御を行う、
   請求項１に記載の車両制御装置。
3. 前記制御部は、
   ブレーキペダルがオフとなるまで前記ショートブレーキ制御を行う、
   請求項１に記載の車両制御装置。
4. 前記制御部は、
   シフトレバーがドライブレンジまたはリバースレンジになるまで前記ショートブレーキ制御を行う、
   請求項１に記載の車両制御装置。
5. 前記制御部は、
   前記車両が停車し、かつ、ブレーキペダルがオンとなった場合、前記ショートブレーキ制御を行う、
   請求項１に記載の車両制御装置。
6. 前記制御部は、
   前記車両が坂道に停車した場合、前記ショートブレーキ制御を行う、
   請求項１に記載の車両制御装置。
7. 前記制御部は、
   前記車両が停車し、かつ、アクセルペダルがオンではない場合、前記ショートブレーキ制御を行う、
   請求項１に記載の車両制御装置。
8. 前記制御部は、
   前記車両が停車し、かつ、シフトレバーがニュートラルレンジである場合、前記ショートブレーキ制御を行う、
   請求項１に記載の車両制御装置。
9. 前記制御部は、
   前記車両が停車し、シフトレバーがドライブレンジまたはリバースレンジであり、ブレーキペダルがオンである場合、前記ショートブレーキ制御を行う、
   請求項１に記載の車両制御装置。
10. 前記制御部は、
    前記車両が急な坂道に停車し、かつ、ブレーキペダルがオフとなった場合、前記ショートブレーキ制御を行う、
    請求項１に記載の車両制御装置。
11. ブリッジ型の駆動回路の上下アームに配置されるスイッチング素子のオンオフ動作を通じてモータのコイルに供給する駆動電流を制御して前記モータの駆動制御を行うとともに、前記モータのコイル端子間を短絡する回路を前記駆動回路にて形成し前記モータに対してブレーキ力を作用させるショートブレーキ制御を行う車両制御方法であって、
    車両の走行または停車に係る指示、および、前記車両の走行状態に係る情報を受け付けるステップと、
    前記指示または前記情報の少なくとも一方に基づいて、前記車両が停車してから該車両の発車指示がなされるまでの期間の少なくとも一部でショートブレーキ制御を行うステップと、
    を含む車両制御方法。
12. ブリッジ型の駆動回路の上下アームに配置されるスイッチング素子のオンオフ動作を通じてモータのコイルに供給する駆動電流を制御して前記モータの駆動制御を行うとともに、前記モータのコイル端子間を短絡する回路を前記駆動回路にて形成し前記モータに対してブレーキ力を作用させるショートブレーキ制御を行う車両制御プログラムであって、
    車両の走行または停車に係る指示、および、前記車両の走行状態に係る情報を受け付ける処理と、
    前記指示または前記情報の少なくとも一方に基づいて、前記車両が停車してから該車両の発車指示がなされるまでの期間の少なくとも一部でショートブレーキ制御を行う処理と、
    をコンピュータに実行させる車両制御プログラム。

Images