JP2019034736A - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】ハイブリッド車両を自動運転で適切に走行させることができる制御装置を提供する。【解決手段】動力源としてエンジンおよびモータを備え、前記エンジンを稼動させた状態で走行するHVモードと前記エンジンを停止した状態で前記モータの出力により走行するEVモードとを選択的に設定することが可能であり、かつ、運転操作を自動制御する自動運転で走行することが可能なハイブリッド車両の制御装置において、車内の搭乗者の有無を判断し(ステップS101)、前記搭乗者が存在する状態で前記ハイブリッド車両が前記自動運転によって走行する有人自動運転の場合は、前記EVモードを選択し(ステップS106,S107)、前記搭乗者が存在しない状態で前記ハイブリッド車両が前記自動運転によって走行する無人自動運転の場合は、前記HVモードを選択する(ステップS103,S104)。【選択図】図3
Description
この発明は、運転操作を自動制御する自動運転によって走行することが可能なハイブリッド車両の制御装置に関するものである。
特許文献1には、車両の走行状態、周辺状況、および、運転者の状態の少なくともいずれかを検出する検知手段と、車両を自動運転する自動運転手段とを備え、検知手段の検知精度が所定の基準を満たさない場合に、自動運転を行うための条件を満たしていないと判断するように構成された自動運転車両制御装置が記載されている。また、この特許文献1には、上記の自動運転を行うための条件を満たしていると判断した場合に、自動運転を開始し、自動運転を行うための条件を満たしていないと判断した場合には、運転者に対して自動運転の解除を促す制御が記載されている。さらに、地図情報および検知手段から検出する車両の走行状態および車両の周辺状況に基づいて、車両を安全に停止可能な停車地点を定期的に算出するとともに、自動運転を行うための条件を満たしていないと判断して自動運転の解除を促したにもかかわらず運転者が自動運転を解除しない場合には、車両を上記の停車地点に誘導して停止させる制御が記載されている。
上記の特許文献1に記載されている自動運転車両制御装置によれば、車両の走行状態や走行環境などに即して、自動運転の開始および解除、ならびに、車両の自動停止を行うことができる。すなわち、運転操作を自動制御する自動運転を実施することができる。そのような自動運転に関する技術を適用した車両においては、車内に搭乗者が存在する有人自動運転で走行する状況に加えて、車内に搭乗者が存在しない無人自動運転で走行する状況が想定される。一方、エンジンおよびモータを搭載したハイブリッド車両は、エンジンを稼動させた状態で走行するハイブリッド走行と、エンジンを停止した状態でモータの出力によって走行するモータ走行とが可能である。したがって、上記のような自動運転に関する技術をハイブリッド車両に適用した場合には、有人自動運転でハイブリッド走行する状況、有人自動運転でモータ走行する状況、無人自動運転でハイブリッド走行する状況、および、無人自動運転でモータ走行する状況が想定される。
ハイブリッド走行では、エンジンが稼動することによってエンジンの回転やトルク変動などに起因する振動や運転音が不可避的に発生する。そのため、ハイブリッド走行する場合には、モータ走行する場合と比較して車両の振動や運転音が大きくなる。したがって、上記のような有人自動運転でハイブリッド走行する場合には、有人自動運転でモータ走行する場合と比較して搭乗者が感じる乗り心地や快適性が低下してしまうおそれがある。また、無人自動運転でモータ走行する時間が長くなると、その間にバッテリの充電状態(充電残量;SOC)が低下し、その後、有人自動運転でモータ走行する際にSOCが不足してしまうおそれがある。
この発明は上記のような技術的課題に着目して考え出されたものであり、ハイブリッド車両を自動運転で適切に走行させることが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。
上記の目的を達成するために、この発明は、動力源としてエンジンおよびモータを備え、前記エンジンを稼動させた状態で走行するHVモードと前記エンジンを停止した状態で前記モータの出力により走行するEVモードとを選択的に設定することが可能であり、かつ、運転操作を自動制御する自動運転で走行することが可能なハイブリッド車両の制御装置において、前記ハイブリッド車両を制御するコントローラを備え、前記コントローラは、車内の搭乗者の有無を判断し、前記搭乗者が存在する状態で前記ハイブリッド車両が前記自動運転によって走行する有人自動運転の場合は、前記EVモードを選択し、前記搭乗者が存在しない状態で前記ハイブリッド車両が前記自動運転によって走行する無人自動運転の場合は、前記HVモードを選択することを特徴とするものである。
また、この発明における前記ハイブリッド車両は、前記運転操作を運転者が行う手動運転で走行することが可能なように構成することができ、この発明における前記コントローラは、前記モータとの間で電力を授受するバッテリの充電残量についての下限閾値を設定するとともに、前記充電残量が前記下限閾値以下になった場合は、前記HVモードを選択し、前記ハイブリッド車両が前記手動運転の場合は、前記下限閾値として第1閾値を設定し、前記有人自動運転の場合は、前記下限閾値として前記第1閾値よりも低い第2閾値を設定するように構成することができる。
また、この発明における前記ハイブリッド車両は、前記運転操作を運転者が行う手動運転で走行することが可能なように構成することができ、この発明における前記コントローラは、前記モータとの間で電力を授受するバッテリの充電残量についての目標値を設定するとともに、前記充電残量を前記目標値に基づいて制御し、前記ハイブリッド車両が前記手動運転の場合は、前記目標値として第1目標値を設定し、前記無人自動運転の場合は、前記目標値として前記第1目標値よりも大きい第2目標値を設定するように構成することができる。
また、この発明における前記車両は、車速を検出するセンサを備え、この発明における前記コントローラは、前記有人自動運転で走行している際に前記車速が予め定めた車速閾値よりも高い場合は、前記HVモードを選択するように構成することができる。
また、この発明における前記車両は、前記車内の騒音レベルを検出するセンサを備え、この発明における前記コントローラは、前記有人自動運転で走行している際に前記騒音レベルが予め定めた所定値よりも高い場合は、前記HVモードを選択するように構成することができる。
また、この発明における前記コントローラは、前記有人自動運転で前記EVモードを選択している状態から前記無人自動運転に移行した場合は、予め定めた所定距離を走行した後、または、予め定めた所定時間が経過した後に、前記HVモードに移行するように構成することができる。
また、この発明における前記車両は、前記ハイブリッド車両周辺の人を検知するセンサを備え
、この発明における前記コントローラは、前記有人自動運転で前記EVモードを選択している状態から前記無人自動運転に移行した場合は、前記周辺の予め定めた所定範囲内で前記人を検知しない場合に、前記HVモードに移行するように構成することができる。
、この発明における前記コントローラは、前記有人自動運転で前記EVモードを選択している状態から前記無人自動運転に移行した場合は、前記周辺の予め定めた所定範囲内で前記人を検知しない場合に、前記HVモードに移行するように構成することができる。
そして、この発明における前記車両は、車室、および、前記車室内に設けられた装置を更に備え、この発明における前記コントローラは、前記装置の操作状況または作動状態に基づいて前記搭乗者の有無を判断するように構成することができる。
この発明によれば、ハイブリッド車両が自動運転で走行する場合、有人自動運転であるか、無人自動運転であるかが判断される。そして、有人自動運転の場合には、ハイブリッド車両の走行モードがEVモードに設定される。すなわち、エンジンが停止され、モータの出力によって走行する。そのため、エンジンの運転に起因する振動や運転音を抑制し、有人自動運転の際に、車内の搭乗者が感じる乗り心地や快適性を向上させることができる。
また、この発明によれば、バッテリの充電残量が低下した際にエンジンを稼動させてバッテリを充電するための下限閾値が、有人自動運転の場合には、通常の第1下限閾値よりも低い第2下限閾値に設定される。したがって、有人自動運転の際には、下限閾値が通常よりも低く設定され、ハイブリッド車両がEVモードを維持し易くなる。すなわち、有人自動運転の際に、優先的にEVモードが選択される。そのため、有人自動運転の際の乗り心地や快適性を向上させることができる。
また、この発明によれば、バッテリの充電残量を適切な状態に制御するための目標値が、無人自動運転の場合には、通常の第1目標値よりも大きい第2目標値に設定される。したがって、無人自動運転の際には、目標値が通常よりも大きい値に設定され、バッテリの充電残量が通常よりも高い値となるように制御される。そのため、無人自動運転でHV走行する際に、バッテリの充電残量の低下を抑制すること、あるいは、バッテリの充電残量を効果的に回復させることができる。その結果、ハイブリッド車両がEVモードを維持し易くなる。
また、この発明によれば、ハイブリッド車両が有人自動運転で、車速閾値を超える高速で走行する場合には、ハイブリッド車両の走行モードがHVモードに設定される。すなわち、エンジンが稼動する状態で走行する。車速が高い状態では、不可避的に車内の暗騒音も高くなるため、HVモードで走行しても、エンジンの運転に起因する振動や運転音の影響は小さい、もしくは、無視できる。一方、HVモードで高速走行することにより、エンジンを効率よく運転することができ、ハイブリッド車両の燃費を向上させることができる。また、その間にバッテリを充電することが可能になり、バッテリの充電残量を適切な値に維持することができる。その結果、EVモードが要求される際に、ハイブリッド車両がEVモードを維持し易くなる。
また、この発明によれば、ハイブリッド車両が有人自動運転で走行する際に、車内の騒音レベルが所定値を超える場合には、ハイブリッド車両の走行モードがHVモードに設定される。すなわち、エンジンが稼動する状態で走行する。車内の騒音レベルが所定値以上に高い状態では、HVモードで走行しても、エンジンの運転に起因する振動や運転音の影響は小さい、もしくは、無視できる。一方、HVモードで高速走行することにより、エンジンを効率よく運転することができ、ハイブリッド車両の燃費を向上させることができる。また、その間にバッテリを充電することが可能になり、バッテリの充電残量を適切な値に維持することができる。その結果、EVモードが要求される際に、ハイブリッド車両がEVモードを維持し易くなる。
また、この発明によれば、ハイブリッド車両が有人自動運転から無人自動運転へ移行して発進する場合は、ハイブリッド車両が、周辺に人が存在しなくなると推定される所定距離以上を走行した後に、または、周辺に人が存在しなくなると推定される所定時間以上が経過した後に、HVモードへ移行される。すなわち、エンジンが始動される。そのため、ハイブリッド車両が無人自動運転で発進する際に、ハイブリッド車両からその周辺に居合わせた人に影響を及ぼす振動や運転音を抑制することができる。
また、この発明によれば、ハイブリッド車両が有人自動運転から無人自動運転へ移行して発進する場合は、ハイブリッド車両の周辺で人が検知されない場合に、HVモードへ移行される。すなわち、エンジンが始動される。そのため、ハイブリッド車両が無人自動運転で発進する際に、エンジンの運転に起因する振動や運転音が、ハイブリッド車両の周辺に居合わせた人に対する違和感の要因となってしまうことを確実に回避することができる。
そして、この発明によれば、例えば、スタートスイッチやシートの着座センサなど、車室内に設けられている装置の操作状況または作動状態に基づいて、車内の搭乗者の有無が判断される。そのため、従来一般的に装備される装置を用いて、搭乗者の有無を容易に判断することができる。
この発明の実施形態を、図を参照して説明する。なお、以下に示す実施形態は、この発明を具体化した場合の一例に過ぎず、この発明を限定するものではない。
図1に、この発明の実施形態で制御対象にする車両Veの駆動系統の一例を示してある。図1に示す車両Veは、エンジン(ENG)1、ならびに、第1モータ(MG1)2および第2モータ(MG2)3を動力源とするハイブリッド車両である。また、この図1に示す車両Veは、動力分割機構4、出力部材5、駆動輪6、および、コントローラ7を備えている。
エンジン1は、例えば、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの内燃機関であり、出力の調整、ならびに、始動および停止の動作などが電気的に制御されるように構成されている。ガソリンエンジンであれば、スロットルバルブの開度、燃料の供給量、点火の実行および停止、ならびに、点火時期などが電気的に制御される。
第1モータ2および第2モータ3は、いずれも、発電機能を有するモータ(いわゆる、モータ・ジェネレータ)であり、例えば、永久磁石式の同期モータ、あるいは、誘導モータなどによって構成されている。第1モータ2および第2モータ3は、それぞれ、回転数やトルクの調整、ならびに、モータとしての機能と発電機としての機能との切り替えなどを電気的に制御するように構成されている。また、第1モータ2と第2モータ3とは、例えばバッテリやインバータあるいはコンバータ(いずれも図示せず)を介して、互いに電気的に接続されている。したがって、第1モータ2で発生させた電力を第2モータ3に供給し、第2モータ3を駆動することができる。そして、その際に第2モータ3が出力するトルクを駆動輪6に付加し、車両Veの駆動力を発生させることができる。
動力分割機構4は、例えば、入力要素、反力要素、および、出力要素(いずれも図示せず)の3つの回転要素を有する遊星歯車機構から構成されている。この動力分割機構4の入力要素にエンジン1が連結され、反力要素に第1モータ2が連結され、出力要素に出力部材5を介して駆動輪6が連結されている。出力部材5には、第2モータ3が駆動輪6へ動力伝達が可能なように連結されている。そして、動力分割機構4は、エンジン1が出力するトルクを、第1モータ2側と駆動輪6側とに分割して伝達する。また、第1モータ2が出力するトルクを駆動輪6側に伝達すること、および、第1モータ2が出力するトルクをエンジン1に伝達してエンジン1をモータリングすることも可能なように構成されている。
駆動輪6は、車両Veの前輪もしくは後輪である。あるいは、車両Veは、前輪および後輪を駆動輪6とする四輪駆動車であってもよい。駆動輪6を含む各車輪には、それぞれ、制動装置(図示せず)が設けられている。また、前輪もしくは後輪の少なくともいずれか一方には、車両Veの操舵を行う操舵装置(図示せず)が設けられている。
上記のような車両Veを制御するためのコントローラ(ECU)7が設けられている。コントローラ7は、例えばマイクロコンピュータを主体にして構成される電子制御装置である。コントローラ7には、例えば、後述する外部センサ11、GPS受信部12、内部センサ13、地図データベース14、および、ナビゲーションシステム15などからの各種データが入力されるように構成されている。また、車両間通信システムからのデータが入力されるように構成することもできる。そして、コントローラ7は、入力された各種データおよび予め記憶させられているデータや計算式等を使用して演算を行うとともに、その演算結果を制御指令信号として出力し、後述するアクチュエータ16や補助機器17などの各制御対象の動作を制御するように構成されている。
この発明の実施形態で制御対象とする車両Veは、上記のようなコントローラ7によってエンジン1および各モータ2,3などをそれぞれ制御することにより、ハイブリッド走行モード(以下、HVモード)およびモータ走行モード(以下、EVモード)を設定して走行することが可能である。HVモードは、エンジン1を稼動させた状態で走行する(HV走行する)走行モードである。図1に示す車両Veでは、エンジン1の出力トルクだけで走行する場合、あるいは、エンジン1の出力トルクと第1モータ2および第2モータ3の少なくともいずれかの出力トルクとを併用して走行する場合も、このHVモードに含まれる。なお、この発明の実施形態では、後述する図14に示すようなシリーズハイブリッド方式の車両Veにおいて、エンジン1を稼動させてモータ(発電機)を駆動する場合も、このHVモードに含まれる。一方、EVモードは、いわゆる電気自動車として走行する(EV走行する)走行モードであって、エンジン1を停止した状態で、モータの出力トルクによって走行する走行モードである。図1に示す車両Veでは、第2モータ3の出力トルクだけで走行する場合、あるいは、第1モータ2の出力トルクと第2モータ3の出力トルクとを併用して走行する場合も、このEVモードに含まれる。
さらに、この発明の実施形態で制御対象とする車両Veは、車両Veの運転操作を自動制御して走行させる自動運転が可能である。この発明の実施形態において定義している自動運転とは、走行環境の認識や周辺状況の監視、ならびに、発進・加速、操舵、および、制動・停止などの全ての運転操作を、全て車両Veの制御システムが行う自動運転である。例えば、NHTSA[米国運輸省道路交通安全局]が策定した自動化レベルにおける「レベル4」、あるいは、米国のSAE[Society of Automotive Engineers]が策定した自動化レベルにおける「レベル4」および「レベル5」に該当する高度自動運転もしくは完全自動運転である。したがって、この発明の実施形態で制御対象とする車両Veは、車内に搭乗者(運転者、同乗者、および、乗客など)が存在しない状況であっても自動運転によって走行することが可能である。すなわち、車両Veは、車内に搭乗者が存在する状態で自動運転によって走行する有人自動運転と、車内に搭乗者が存在しない状態で自動運転によって走行する無人自動運転とが可能である。なお、車両Veは、例えば上記のSAEの自動化レベルにおける「レベル4」で定義されているように、自動運転で走行する自動運転モードと、車両Veの運転操作を運転者が行う手動運転モードとを選択できる構成であってもよい。
上記のような自動運転を実施するコントローラ7の一例を、図2に示してある。コントローラ7には、外部センサ11、GPS受信部12、内部センサ13、地図データベース14、および、ナビゲーションシステム15などからの検出信号や情報信号が入力されるように構成されている。なお、図2では、1つのコントローラ7が設けられた例を示しているが、コントローラ7は、例えば、制御する装置や機器毎に、あるいは、制御内容に応じて、複数設けられていてもよい。
外部センサ11は、車両Veの外部における走行環境や周辺状況を検出する。外部センサ11としては、例えば、車載カメラ、RADAR[Radio Detection and Ranging]、LIDAR[Laser Imaging Detection and Ranging]、および、超音波センサなどが設けられている。外部センサ11として、上記の各センサの全てが設けられていてもよく、あるいは、上記の各センサのうちの少なくとも1つが設けられた構成であってもよい。
例えば、車載カメラは、車両Veの前方および側方に設置され、車両Veの外部状況に関する撮像情報をコントローラ7に送信する。車載カメラは、単眼カメラであってもよく、あるいはステレオカメラであってもよい。単眼カメラは、ステレオカメラと比較して、小型で低コストであり、車両Veへの取り付けが容易である。ステレオカメラは、両眼視差を再現するように配置された複数の撮像部を有している。ステレオカメラの撮像情報によれば、認識対象物の奥行き方向の情報も得ることができる。
RADARは、ミリ波やマイクロ波などの電波を利用して車両Veの外部の他車両や障害物等を検出し、その検出データをコントローラ7に送信する。例えば、電波を車両Veの周囲に放射し、他車両や障害物等に当たって反射された電波を受信して測定・分析することにより、他車両や障害物等を検出するように構成されている。
LIDAR(もしくは、レーザーセンサ、レーザースキャナー)は、レーザー光を利用して車両Veの外部の他車両や障害物等を検出し、その検出データをコントローラ7に送信する。例えば、レーザー光を車両Veの周囲に放射し、他車両や障害物等に当たって反射されたレーザー光を受光して測定・分析することにより、他車両や障害物等を検出するように構成されている。
超音波センサは、超音波を利用して車両Veの外部の他車両や障害物等を検出し、その検出データをコントローラ7に送信する。例えば、超音波を車両Veの周囲に放射し、他車両や障害物等に当たって反射された超音波を受信して測定・分析することにより、他車両や障害物等を検出するように構成されている。
GPS受信部12は、複数のGPS[Global Positioning System]衛星からの電波を受信することにより、車両Veの位置(例えば、車両Veの緯度および経度)を測定し、その位置情報をコントローラ7に送信する。
内部センサ13は、車両Veの走行状態および各部の作動状態や挙動等を検出する。主な内部センサとしては、一例として、車速を検出する車速センサ、エンジン1の回転数を検出するエンジン回転数センサ、各モータ2,3の回転数をそれぞれ検出するモータ回転数センサ(もしくはレゾルバ)、スロットルバルブの開度を検出するスロットル開度センサ、アクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセルセンサ、ブレーキペダルの踏み込み量を検出するブレーキセンサ(もしくはブレーキスイッチ)、操舵装置の舵角を検出する舵角センサ、車両Veの前後加速度を検出する前後加速度センサ、車両Veの横加速度を検出する横加速度センサ、車両Veのヨーレートを検出するヨーレートセンサ、各モータ2,3との間で電力を授受するバッテリの充電残量(SOC)を検出するバッテリセンサ、ならびに、座席上に着席する搭乗者を検知する着座センサ、シートベルトの着装の有無を検出するシートベルト着装センサ、および、車内の搭乗者の有無を検知する生体センサあるいは動体検知センサなどが設けられている。
地図データベース14は、地図情報を蓄積したデータベースであり、例えば、コントローラ7内に形成されている。あるいは、車両Veと通信可能な情報処理センタなどの外部施設のコンピュータに記憶されたデータを利用することもできる。
ナビゲーションシステム15は、GPS受信部12が測定した車両Veの位置情報と、地図データベース14の地図情報とに基づいて、車両Veの走行ルートを算出するように構成されている。
上記のような外部センサ11、GPS受信部12、内部センサ13、地図データベース14、および、ナビゲーションシステム15などからの検出データや情報データが、コントローラ7に入力される。そして、コントローラ7は、入力された各種データおよび予め記憶させられているデータ等を使用して演算を行い、その演算結果を基に、車両Ve各部のアクチュエータ16および補助機器17などに対して、制御指令信号を出力するように構成されている。
アクチュエータ16は、車両Veを自動運転で走行させる際に、車両Veの発進・加速、操舵、および、制動・停止などの運転操作に関与し、エンジン1や各モータ2,3、制動装置、および、操舵装置などを制御するための作動装置である。主なアクチュエータ16としては、例えば、スロットルアクチュエータ、ブレーキアクチュエータ、および、操舵アクチュエータなどが設けられている。前述したように、車両Veは、動力源としてエンジン1ならびに第1モータ2および第2モータ3を備えている。したがって、このアクチュエータ16には、エンジン1ならびに第1モータ2および第2モータ3を制御するためのアクチュエータや操作機器等が含まれる。
例えば、スロットルアクチュエータは、コントローラ7から出力される制御信号に応じてエンジン1のスロットルバルブの開度や第1モータ2および第2モータ3に対する供給電力を制御するように構成されている。ブレーキアクチュエータは、コントローラ7から出力される制御信号に応じて制動装置を作動させ、各車輪へ付与する制動力を制御するように構成されている。操舵アクチュエータは、コントローラ7から出力される制御信号に応じて電動パワーステアリング装置のアシストモータを駆動し、操舵装置における操舵トルクを制御するように構成されている。
補助機器17は、上記のアクチュエータ16に含まれない機器もしくは装置であり、例えば、ワイパー、前照灯、方向指示器、エアコンディショナ、オーディオ装置など、車両Veの運転操作に直接には関与しない機器・装置である。
コントローラ7は、車両Veを自動運転で走行させるための主な制御部として、例えば、車両位置認識部18、外部状況認識部19、走行状態認識部20、走行計画生成部21、走行制御部22、および、補助機器制御部23などを有している。
車両位置認識部18は、GPS受信部12で受信した車両Veの位置情報および地図データベース14の地図情報に基づいて、地図上における車両Veの現在位置を認識するように構成されている。なお、ナビゲーションシステム15で用いられる車両Veの位置を、そのナビゲーションシステム15から得ることもできる。あるいは、道路上や道路脇の外部に設置されたセンサやサインポスト等で車両Veの位置を測定可能な場合は、そのようなセンサやサインポスト等との通信によって現在位置を得ることもできる。
外部状況認識部19は、例えば車載カメラの撮像情報やRADARもしくはLIDARの検出データに基づいて、車両Veの外部状況を認識するように構成されている。外部状況としては、例えば、走行車線の位置、道路幅、道路の形状、路面勾配、および、車両周辺の障害物に関する情報等が得られる。また、走行環境として車両周辺の気象情報や路面の摩擦係数などを検出してもよい。
走行状態認識部20は、内部センサ13の各種検出データに基づいて、車両Veの走行状態を認識するように構成されている。車両Veの走行状態としては、例えば、車速、前後加速度、横加速度、および、ヨーレートなどが入力される。
走行計画生成部21は、例えば、ナビゲーションシステム15で演算された目標ルート、車両位置認識部18で認識された車両Veの現在位置、および、外部状況認識部19で認識された外部状況等に基づいて、車両Veの進路を生成するように構成されている。進路は、目標ルートに沿って車両Veが進行する経路である。また、走行計画生成部21は、目標ルート上で、安全に走行すること、法令を順守して走行すること、および、効率よく走行すること等の基準に沿って、車両Veが適切に走行することができるように進路を生成する。そして、走行計画生成部21は、生成した進路に応じた走行計画を生成するように構成されている。具体的には、少なくとも、外部状況認識部19で認識された外部状況および地図データベース14の地図情報に基づいて、予め設定された目標ルートに沿った走行計画が生成される。
走行計画は、車両Veの将来の駆動力要求を含む車両の走行状態を設定したものであり、例えば、現在時刻から数秒先の将来のデータが生成される。また、車両Veの外部状況や走行状況によっては、現在時刻から数十秒先の将来のデータが生成される。走行計画は、例えば、目標ルートに沿った進路を車両Veが走行する際に、車速、加速度、および、操舵トルク等の推移を示すデータとして走行計画生成部21から出力される。
また、走行計画は、車両Veの速度パターン、加速度パターン、および、操舵パターンとして走行計画生成部21から出力することもできる。速度パターンとは、例えば、進路上に所定間隔で設定された目標制御位置に対して、各目標制御位置毎に時間に関連付けられて設定された目標車速からなるデータである。加速度パターンとは、例えば、進路上に所定間隔で設定された目標制御位置に対して、各目標制御位置毎に時間に関連付けられて設定された目標加速度からなるデータである。操舵パターンとは、例えば、進路上に所定間隔で設定された目標制御位置に対して、各目標制御位置毎に時間に関連付けられて設定された目標操舵トルクからなるデータである。
走行制御部22は、走行計画生成部21で生成された走行計画に基づいて、車両Veの走行を自動で制御するように構成されている。具体的には、走行計画に応じた制御信号が、スロットルアクチュエータ、ブレーキアクチュエータ、および、操舵アクチュエータ等のアクチュエータ16に対して出力される。また、エンジン1ならびに第1モータ2および第2モータ3に対して、上記のような走行計画に応じた制御信号が出力されてもよい。
補助機器制御部23は、走行計画生成部21で生成された走行計画に基づいて、補助機器17を自動で制御するように構成されている。具体的には、走行計画に応じた制御信号が、必要に応じて、ワイパー、前照灯、方向指示器、エアコンディショナ、オーディオ装置等の補助機器17に対して出力される。
なお、上述したような走行計画に基づいて車両Veを自動運転で走行させる制御に関しては、例えば、特開2016−99713号公報に記載されている。この車両Veは、特開2016−99713号公報に記載されている内容や、その他の自動運転に関する制御技術を適用して、上述した高度自動運転あるいは完全自動運転による走行が可能なように構成されている。
前述したように、動力源として車両Veに搭載されるエンジン1は、燃料を燃焼させることによって発生する熱エネルギを機械的エネルギに変換する内燃機関であり、その稼動時に、燃料の燃焼に伴う振動や運転音あるいはトルク変動などが不可避的に発生する。したがって、車両Veは、エンジン1が稼動するHVモードで走行する場合には、エンジン1が停止したEVモードで走行する場合と比較して、振動や運転音が高くなる。一方、EVモードで走行する場合には、その際に駆動トルクを出力するモータへ電力を供給するバッテリのSOCの影響を受ける。すなわち、SOCが低下するとEVモードでの走行を制限しなければならない場合がある。
この車両Veのコントローラ7は、上記のようなHVモードにおけるエンジン1の振動や、EVモードにおけるバッテリのSOCの影響を考慮し、車両Veを適切に自動運転で走行させるための制御を実行するように構成されている。その制御の具体例を、図3のフローチャートに示してある。この図3のフローチャートで示す制御は、車両Veが自動運転によって走行する際に実行される。例えば、車両Veが自動運転のみで走行する構成のハイブリッド車両である場合は、車両Veが走行を開始する際に実行される。また、車両Veが自動運転モードまたは手動運転モードのいずれかを選択して走行する構成のハイブリッド車両である場合は、自動運転モードが選択された際に実行される。
先ず、車内に搭乗者が存在するか否かが判断される(ステップS101)。すなわち、車両Veが有人自動運転の状態であるか、無人自動運転の状態であるかが判断される。例えば、赤外線センサやドップラーセンサなどの生体センサあるいは動体検知センサを設け、搭乗者の体温や動作を検知することにより、車内に搭乗者が存在するか否かを判断することができる。上記のような専用のセンサを利用することにより、確実に搭乗者の有無を判断することができる。また、後述するように、車室内に設けられている装置の操作状況または作動状態に基づいて、搭乗者の有無を判断することもできる。例えば、パワースイッチあるいはイグニションキースイッチやスタートボタンスイッチがONに操作された場合や、着座センサが座席上に人が乗っていることを検知した場合に、車内に搭乗者が存在すると判断される。
車内に搭乗者が存在しないこと、すなわち、車両Veが無人自動運転の状態であることにより、このステップS101で否定的に判断された場合は、ステップS102へ進む。ステップS102では、車両Veの走行モードがEVモードであるか否かが判断される。
車両Veの走行モードがEVモードでないこと、すなわち、車両Veの走行モードがHVモードであることにより、このステップS102で否定的に判断された場合は、ステップS103へ進む。ステップS103では、車両Veの走行モードとしてHVモードが継続される。その後、このルーチンを一旦終了する。
これに対して、車両Veの走行モードがEVモードであることにより、ステップS102で肯定的に判断された場合には、ステップS104へ進む。ステップS104では、車両Veの走行モードがEVモードからHVモードへ移行される。すなわち、EVモードにおいて停止していたエンジン1が始動され、車両Veの走行モードがHVモードへ移行する。その後、このルーチンを一旦終了する。
上記のステップS104へ進む場合は、車両Veが無人自動運転の状態であるので、HVモードでエンジン1を稼動させることによる振動や運転音が発生しても搭乗者に影響を与えることがない。また、この無人自動運転の際にEVモードで走行すると、バッテリの電力が消費されてSOCが低下する。そのため、ステップS104では、無人自動運転で走行する場合には、優先的にHVモードが選択される。車両Veが無人自動運転でHV走行することにより、その間にバッテリを充電することが可能になり、バッテリのSOCを適切な値に維持することができる。
一方、車内に搭乗者が存在すること、すなわち、車両Veが有人自動運転の状態であることにより、前述のステップS101で肯定的に判断された場合には、ステップS105へ進む。ステップS105では、車両Veの走行モードがEVモードであるか否かが判断される。
車両Veの走行モードがEVモードであることにより、このステップS105で肯定的に判断された場合は、ステップS106へ進む。ステップS106では、車両Veの走行モードとしてEVモードが継続される。その後、このルーチンを一旦終了する。
これに対して、車両Veの走行モードがEVモードでないこと、すなわち、車両Veの走行モードがHVモードであることにより、ステップS105で否定的に判断された場合には、ステップS107へ進む。ステップS107では、車両Veの走行モードがHVモードからEVモードへ移行される。すなわち、HVモードにおいて稼動していたエンジン1が停止され、車両Veの走行モードがEVモードへ移行する。その後、このルーチンを一旦終了する。
上記のステップS107へ進む場合は、車両Veが有人自動運転の状態であるので、HVモードでエンジン1を稼動させることによる振動や運転音が発生すると、その振動や運転音が、搭乗者の乗り心地の低下要因となってしまう可能性がある。そのため、ステップS107では、有人自動運転で走行する場合には、優先的にEVモードが選択される。車両Veが有人自動運転でEV走行することにより、エンジン1の運転に起因する振動や運転音を抑制し、搭乗者が感じる乗り心地や快適性を向上させることができる。
車両Veを適切に自動運転で走行させるためにコントローラ7で実行される他の制御例を、図4、図5、図6、図7、および、図8のフローチャートに示してある。図4のフローチャートに示す制御例は、車両Veが自動運転によって走行する際に実行される。例えば、車両Veが自動運転のみで走行する構成のハイブリッド車両である場合は、車両Veが走行を開始する際に実行される。また、車両Veが自動運転モードまたは手動運転モードのいずれかを選択して走行する構成のハイブリッド車両である場合は、自動運転モードが選択された際に実行される。
先ず、車室内に設けられている装置が操作されたか否か、もしくは、作動したか否かが判断される(ステップS201)。すなわち、このステップS201では、車室に設けられている装置の操作状況または作動状態に基づいて、搭乗者の有無が判断される。一例として、車両Veの鍵が車内に存在することを検知した場合、イグニションキースイッチやスタートボタンスイッチがONに操作された場合、着座センサが座席上に人が乗っていることを検知した場合、シートベルト着装センサがシートベルトの着装を検知した場合、ステアリングホイールが操作された場合、シフトレバーが操作された場合、あるいは、アクセルペダルやブレーキペダルが操作された場合などに、それぞれ、車内に搭乗者が存在すると判断される。このように、車室内に設けられている装置の操作状況または作動状態に基づいて搭乗者の有無を判断することにより、車両Veに従来一般的に装備される装置や機器あるいはセンサ等を活用し、車内の搭乗者の有無を容易に判断することができる。
車室内に設置されている装置の操作または作動がないこと、すなわち、車内に搭乗者がおらず、車両Veが無人自動運転の状態であることにより、このステップS201で否定的に判断された場合は、ステップS202へ進む。ステップS202では、車両Veの走行モードがEVモードであるか否かが判断される。
車両Veの走行モードがEVモードでないこと、すなわち、車両Veの走行モードがHVモードであることにより、このステップS202で否定的に判断された場合は、ステップS203へ進む。ステップS203では、車両Veの走行モードとしてHVモードが継続される。
これに対して、車両Veの走行モードがEVモードであることにより、ステップS202で肯定的に判断された場合には、ステップS204へ進む。ステップS204では、車両Veの走行モードがEVモードからHVモードへ移行される。すなわち、EVモードにおいて停止していたエンジン1が始動され、車両Veの走行モードがHVモードへ移行する。
上記のステップS204へ進む場合は、車両Veが無人自動運転の状態であるので、前述の図3のフローチャートにおけるステップS104と同様に、優先的にHVモードが選択される。車両Veが無人自動運転でHV走行することにより、その間にバッテリを充電することが可能になり、バッテリのSOCを適切な値に維持することができる。
上記のステップS203またはステップS204の制御が実行されると、続いて、バッテリのSOCを制御するための目標値SOCtagが、第2目標値SOCtag2に設定される(ステップS205)。目標値SOCtagとして第1目標値SOCtag1が設定されている場合は、目標値SOCtagが第2目標値SOCtag2に変更される。既に第2目標値SOCtag2が設定されている場合には、その第2目標値SOCtag2の設定が維持される。
第1目標値SOCtag1は、通常設定される目標値SOCtagであって、後述するように、車両Veが手動運転モードで走行する場合に設定される。また、車両Veが無人自動運転でEV走行する場合も、目標値SOCtagとしてこの第1目標値SOCtag1が設定される。
第2目標値SOCtag2は、第1目標値SOCtag1よりも値が大きい目標値SOCtagである。このステップS205の制御は、車両Veが自動運転モードまたは手動運転モードのいずれかを選択して走行する構成のハイブリッド車両である場合に実行される。その場合のコントローラ7は、モータ(第1モータ2および第2モータ3の少なくともいずれか、または、後述するモータ41、もしくは、第1モータ52および第2モータ53の少なくともいずれか)との間で電力を授受するバッテリのSOCを制御するための目標値SOCtagを設定する。それとともに、コントローラ7は、バッテリのSOCが目標値SOCtagに一致するもしくは近似するように、SOCを制御する。そして、コントローラ7は、手動運転モードが選択された場合に、目標値SOCtagとして、第1目標値SOCtag1を設定する。また、車両Veが無人自動運転でHV走行で走行する場合には、目標値SOCtagとして、第1目標値SOCtag1よりも高い第2目標値SOCtag2を設定する。その後、このルーチンを一旦終了する。
上記のように、車両Veが無人自動運転でHV走行する場合に、目標値SOCtagが第1目標値SOCtag1よりも高い第2目標値SOCtag2に設定されることにより、バッテリのSOCが通常よりも高い値となるように制御される。そのため、無人自動運転でHV走行する際に、SOCの低下を抑制すること、あるいは、SOCを効果的に回復させることができる。その結果、その後、有人自動運転でEV走行する場合に、EVモードの継続可能時間を延ばすことができる。なお、車両Veが自動運転のみで走行する構成のハイブリッド車両である場合には、上記のステップS205をスキップして、このルーチンを一旦終了する。
一方、車室内に設けられている装置の操作または作動があったこと、すなわち、車内に搭乗者が存在し、車両Veが有人自動運転の状態であることにより、前述のステップS201で肯定的に判断された場合には、ステップS206へ進む。ステップS206では、車両Veの走行モードがEVモードであるか否かが判断される。
車両Veの走行モードがEVモードであることにより、このステップS206で肯定的に判断された場合は、ステップS207へ進む。ステップS207では、車速Vが、車速閾値Vthよりも低いか否かが判断される。車速閾値Vthは、車速の増大に伴って高くなる車内の暗騒音(騒音レベル)の影響度を判断するための閾値である。車速閾値Vthは、例えば、走行実験やシミュレーション等の結果を基に予め設定されている。車速Vが車速閾値Vthよりも低い場合は、その場合の車内の暗騒音よりも、エンジン1の運転に起因する振動や運転音が搭乗者に与える影響が大きいと判断される。また、車速Vが車速閾値Vth以上である場合には、その場合の車内の暗騒音の方が、エンジン1の運転に起因する振動や運転音よりも搭乗者に与える影響が大きいと判断される。
車速Vが車速閾値Vthよりも低いことにより、このステップS207で肯定的に判断された場合は、ステップS208へ進む。ステップS208では、車両Veの走行モードとしてEVモードが継続される。その後、このルーチンを一旦終了する。
上記のステップS208へ進む場合は、車両Veが有人自動運転の状態であるので、前述の図3のフローチャートにおけるステップS106と同様に、優先的にEVモードが選択される。そして、車両Veが有人自動運転でかつ低速でEV走行することにより、エンジン1の運転に起因する振動や運転音を抑制し、搭乗者が感じる乗り心地や快適性を向上させることができる。
これに対して、車速Vが車速閾値Vth以上であることにより、ステップS207で否定的に判断された場合には、ステップS209へ進む。ステップS209では、車両Veの走行モードがEVモードからHVモードへ移行される。すなわち、EVモードにおいて停止していたエンジン1が始動され、車両Veの走行モードがHVモードへ移行する。その後、このルーチンを一旦終了する。
上記のステップS209へ進む場合は、車両Veが有人自動運転の状態であるものの、車速Vが高く、車内の暗騒音が高い状態である。そのような状態では、エンジン1の運転状態にかかわらず、不可避的に車内の暗騒音が高くなる。そのため、HVモードを選択してエンジン1を稼動させたとしても、エンジン1の運転に起因する振動や運転音が、搭乗者に影響を与える寄与率は低いと判断できる。したがって、ステップS209では、車両Veが有人自動運転の状態であっても、HVモードが選択される。車両VeがHVモードで高速走行することにより、エンジン1を効率よく運転し、車両Veの燃費を向上させることができる。また、その間にバッテリを充電することが可能になり、バッテリのSOCを適切な値に維持することができる。
一方、車両Veの走行モードがEVモードでないこと、すなわち、車両Veの走行モードがHVモードであることにより、前述のステップS206で否定的に判断された場合には、ステップS210へ進む。ステップS210では、バッテリのSOCに対する下限閾値SOCminが、第2下限閾値SOCmin2に設定される。下限閾値SOCminとして第1下限閾値SOCmin1が設定されている場合は、下限閾値SOCminが第2下限閾値SOCmin2に変更される。既に第2下限閾値SOCmin2が設定されている場合には、その第2下限閾値SOCmin2の設定が維持される。
第1下限閾値SOCmin1は、通常設定される下限閾値SOCminであって、後述するように、車両Veが手動運転モードで走行する場合に設定される。また、車両Veが無人自動運転でEV走行する場合も、下限閾値SOCminとしてこの第1下限閾値SOCmin1が設定される。
第2下限閾値SOCmin2は、第1下限閾値SOCmin1よりも値が小さい下限閾値SOCminである。このステップS210および後述するステップS211の制御は、いずれも、車両Veが自動運転モードまたは手動運転モードのいずれかを選択して走行する構成のハイブリッド車両である場合に実行される。その場合のコントローラ7は、モータ(第1モータ2および第2モータ3の少なくともいずれか、または、後述するモータ41、もしくは、第1モータ52および第2モータ53の少なくともいずれか)との間で電力を授受するバッテリの過放電を防止するため、SOCの下限閾値SOCminを設定する。それとともに、コントローラ7は、SOCが下限閾値SOCmin以下になった場合に、HVモードを選択してエンジン1を稼動させる。すなわち、コントローラ7は、SOCが下限閾値SOCminよりも大きい場合には、EVモードを選択する。そして、コントローラ7は、手動運転モードが選択された場合に、下限閾値SOCminとして、第1下限閾値SOCmin1を設定する。また、車両Veが有人自動運転でHV走行する場合には、下限閾値SOCminとして、第1下限閾値SOCmin1よりも低い第2下限閾値SOCmin2を設定する。
上記のように、車両Veが有人自動運転でHV走行する場合に、SOCの下限閾値SOCminが第2下限閾値SOCmin2に設定されることにより、車両VeがHVモードからEVモードへ移行し易くなる。そのため、車両Veが有人自動運転で走行する際に、優先的にEVモードが選択される。その結果、エンジン1の運転に起因する振動や運転音を抑制し、搭乗者が感じる乗り心地や快適性を向上させることができる。
続いて、ステップS211では、上記のバッテリのSOCが、ステップS210で設定された第2下限閾値SOCmin2よりも大きいか否かが判断される。SOCが第2下限閾値SOCmin2以下であることにより、このステップS211で否定的に判断された場合は、前述のステップS204およびステップS205へ進む。ステップS204およびステップS205では、従前と同様の制御が実行され、その後、このルーチンを一旦終了する。
上記のようにステップS211からステップS204へ進む場合は、SOCが第2下限閾値SOCmin2以下に低下した状態である。そのため、ステップS204で車両Veの走行モードがEVモードからHVモードへ移行され、エンジン1が始動される。車両VeがHVモードで走行することにより、その間にバッテリを充電することが可能になり、バッテリのSOCを適切な値に維持することができる。
これに対して、SOCが第2下限閾値SOCmin2よりも大きいことにより、ステップS211で肯定的に判断された場合には、ステップS212へ進む。なお、車両Veが自動運転のみで走行する構成のハイブリッド車両である場合には、上記のステップS210およびステップS211をスキップし、直接、このステップS212へ進む。
ステップS212では、車速Vが、車速閾値Vthよりも低いか否かが判断される。車速Vが車速閾値Vth以上であることにより、このステップS212で否定的に判断された場合は、前述のステップS204およびステップS205へ進む。ステップS204およびステップS205では、従前と同様の制御が実行され、その後、このルーチンを一旦終了する。なお、車両Veが自動運転のみで走行する構成のハイブリッド車両である場合には、上記のステップS204を実行した後に、ステップS205をスキップして、このルーチンを一旦終了する。
上記のようにステップS212からステップS204へ進む場合は、車両Veが有人自動運転で高速走行している状態であるので、前述のステップS207からステップS209へ進む場合と同様に、車速Vが高く、車内の暗騒音が高い状態である。そのため、この場合は、車両Veが有人自動運転の状態であっても、HVモードが選択される。車両VeがHVモードで高速走行することにより、エンジン1を効率よく運転し、車両Veの燃費を向上させることができる。また、その間にバッテリを充電することが可能になり、バッテリのSOCを適切な値に維持することができる。
これに対して、車速Vが車速閾値Vthよりも低いことにより、ステップS212で肯定的に判断された場合には、ステップS213へ進む。ステップS213では、車両Veの走行モードがHVモードからEVモードへ移行される。すなわち、HVモードにおいて稼動していたエンジン1が停止され、車両Veの走行モードがEVモードへ移行する。その後、このルーチンを一旦終了する。
上記のステップS213へ進む場合は、車両Veが有人自動運転で低速走行している状態であるので、HVモードでエンジン1が稼動することによる振動や運転音が発生すると、その振動や運転音が搭乗者の乗り心地の低下要因となってしまう可能性がある。そのため、ステップS213では、優先的にEVモードが選択される。車両Veが有人自動運転でかつ低速でEV走行することにより、エンジン1の運転に起因する振動や運転音を抑制し、搭乗者が感じる乗り心地や快適性を向上させることができる。
なお、上記のステップS207およびステップS212では、車速Vを車速閾値Vthと比較することにより、車内の騒音レベルを推定している。それに対して、この発明の実施形態におけるコントローラ7は、例えばマイクロホンなどの騒音レベルを検出するセンサを車内に設け、そのセンサによって直接検出した騒音レベルを予め設定した騒音閾値と比較することにより、車内の暗騒音の影響度を判断するように制御することもできる。例えば、検出した騒音レベルが騒音閾値よりも低い場合は、その場合の車内の暗騒音よりも、エンジン1の運転に起因する振動や運転音が搭乗者に与える影響が大きいと判断される。また、騒音レベルが騒音閾値以上である場合には、その場合の車内の暗騒音の方が、エンジン1の運転に起因する振動や運転音よりも搭乗者に与える影響が大きいと判断される。このように、車内の暗騒音をセンサによって直接検出することにより、適切に搭乗者が感じる乗り心地や快適性を向上させることができる。
図5のフローチャートに示す制御例では、先ず、車両Veが自動運転の実施中であるか否かが判断される(ステップS301)。自動運転が実施されていないことにより、このステップS301で否定的に判断された場合は、以降の制御を実行することなく、このルーチンを一旦終了する。
これに対して、自動運転が実施されていることにより、ステップS301で肯定的に判断された場合には、ステップS302へ進む。ステップS302では、車内に搭乗者が存在するか否かが判断される。すなわち、車両Veが有人自動運転の状態であるか、無人自動運転の状態であるかが判断される。前述したように、赤外線センサやドップラーセンサなどの生体センサあるいは動体検知センサを設け、搭乗者の体温や動作を検知することにより、車内に搭乗者が存在するか否かを判断することができる。また、車室内に設けられている装置の操作状況または作動状態に基づいて、搭乗者の有無を判断することもできる。
車内に搭乗者が存在しないことにより、このステップS302で否定的に判断された場合は、ステップS303へ進む。ステップS303では、車両Veの走行モードがHVモードに設定される。車両Veの走行モードとしてEVモードが設定されている場合は、HVモードに変更される。既にHVモードが設定されている場合には、そのHVモードの設定が維持される。
続いて、車外から車内へ人の乗車があったか否かが判断される(ステップS304)。前述のステップS302で車内の搭乗者の有無を判断する場合と同様に、センサの検出値に基づいて、車内への人の乗車の有無を判断することができる。あるいは、車室内に設けられている装置の操作状況または作動状態に基づいて、車内への人の乗車の有無を判断することもできる。
車内への人の乗車がないことにより、このステップS304で否定的に判断された場合は、ステップS305へ進む。ステップS305では、車両Veの走行モードがHVモードに維持され、その後、このルーチンを一旦終了する。
これに対して、車内への人の乗車があったことにより、ステップS304で肯定的に判断された場合には、ステップS306へ進む。ステップS306では、車両Veの走行モードがHVモードからEVモードへ移行される。すなわち、HVモードにおいて稼動していたエンジン1が停止され、車両Veの走行モードがEVモードへ移行する。その後、このルーチンを一旦終了する。
上記のステップS306へ進む場合は、車内への人の乗車があったことにより、車両Veが無人自動運転から有人自動運転に移行した状態である。その場合にHVモードでエンジン1が稼動することによる振動や運転音が発生すると、その振動や運転音が搭乗者の乗り心地の低下要因となってしまう可能性がある。そのため、ステップS306では、優先的にEVモードが選択される。車両Veが有人自動運転でEV走行することにより、エンジン1の運転に起因する振動や運転音を抑制し、搭乗者が感じる乗り心地や快適性を向上させることができる。
一方、車内に搭乗者が存在することにより、前述のステップS302で肯定的に判断された場合には、ステップS307へ進む。ステップS307では、車両Veの走行モードがEVモードに設定される。車両Veの走行モードとしてHVモードが設定されている場合は、EVモードに変更される。既にEVモードが設定されている場合には、そのEVモードの設定が維持される。
この場合は、車両Veが有人自動運転の状態であるので、優先的にEVモードが選択される。車両Veが有人自動運転でEV走行することにより、エンジン1の運転に起因する振動や運転音を抑制し、搭乗者が感じる乗り心地や快適性を向上させることができる。
続いて、車内から車外へ搭乗者全員が降車したか否かが判断される(ステップS308)。前述のステップS302で車内の搭乗者の有無を判断する場合や、ステップS304で車内への人の乗車を判断する場合と同様に、センサの検出値に基づいて、車外への搭乗者の降車の有無を判断することができる。あるいは、車室内に設けられている装置の操作状況または作動状態に基づいて、車外への搭乗者の降車の有無を判断することもできる。
車内の搭乗者全員は降車していないこと、すなわち、車内に少なくとも一人の搭乗者が存在することにより、このステップS308で否定的に判断された場合は、ステップS309へ進む。ステップS309では、車両Veの走行モードがEVモードに維持され、その後、このルーチンを一旦終了する。
これに対して、車内の搭乗者全員が降車したこと、すなわち、車内に搭乗者が存在しないことにより、ステップS308で肯定的に判断された場合には、ステップS310へ進む。ステップS310では、車両Veの走行モードがEVモードからHVモードへ移行される。すなわち、EVモードにおいて停止していたエンジン1が始動され、車両Veの走行モードがHVモードへ移行する。その後、このルーチンを一旦終了する。
上記のステップS310へ進む場合は、車両Veが無人自動運転の状態であるので、優先的にHVモードが選択される。車両Veが無人自動運転でHV走行することにより、その間にバッテリを充電することが可能になり、バッテリのSOCを適切な値に維持することができる。
図6、図7、および、図8のフローチャートに、上記の図5のフローチャートで示した制御の変形例を示してある。上記の図5のフローチャートで示した制御では、ステップS308で車内の搭乗者全員の降車を判断している。すなわち、車両Veが有人自動運転から無人自動運転へ移行したか否かが判断される。そして、車両Veが無人自動運転へ移行したと判断された場合に、ステップS310で車両Veの走行モードがEVモードからHVモードへ移行される。上記のように車両Veが無人自動運転へ移行した直後は、車両Veから降車した搭乗者が車両Veの近辺に留まって居る状況、あるいは、車両Veの近辺に降車した搭乗者や他の歩行者が存在する状況が想定される。そのような状況のもとで車両VeがHVモードで走行すると、エンジン1の運転に起因する振動や運転音が、車両Veの周辺に居合わせた人に違和感を与えてしまう可能性がある。そこで、図6、図7、および、図8の各フローチャートに示す制御例では、車両Veが無人自動運転へ移行した場合は、車両Veの周辺に人が存在しない状況が想定もしくは検知されるのを待って、車両Veの走行モードをHVモードへ移行するようにしている。なお、図6、図7、および、図8の各フローチャートにおいて、図5のフローチャートと制御内容が同じ制御ステップについては、図5のフローチャートと同じステップ番号を付けてある。
例えば、図6のフローチャートに示す制御例では、車内の搭乗者全員が降車したこと、すなわち、車内に搭乗者が存在しないことにより、ステップS308で肯定的に判断された場合には、ステップS401へ進む。言い換えると、車両Veが有人自動運転でEV走行していた状態から無人自動運転へ移行した場合に、ステップS401へ進む。
ステップS401では、車両Veが所定距離Dthを走行したか否かが判断される。所定距離Dthは、車両Veが有人自動運転から無人自動運転へ移行した場合に、車両Veの周辺の所定範囲内に人が存在しない状況が推定される走行距離である。言い換えると、有人自動運転で走行していた車両Veから搭乗者全員が降車した後に車両Veが自動運転で発進して走行する場合に、車両Veが降車した搭乗者から十分に離れたと判断し得る走行距離である。この場合の走行距離は、車両Veが自動運転で発進した場合に発進地点から積算した距離である。所定距離Dthは、例えば、走行実験やシミュレーション等の結果を基に予め設定されている。したがって、車両Veが有人自動運転から無人自動運転へ移行した後の走行距離Dが所定距離Dthよりも短い場合は、車両Veの周辺に人が存在する、あるいは、人が存在する可能性が高い、と推定される。また、走行距離Dが所定距離Dth以上である場合には、車両Veの周辺に人は存在しない、あるいは、人が存在する可能性は低い、と推定される。
車両Veが有人自動運転から無人自動運転へ移行した後の走行距離Dが所定距離Dthよりも短いことにより、このステップS401で否定的に判断された場合は、再度、このステップS401の制御が実行される。これに対して、上記の走行距離Dが所定距離Dth以上になったことにより、ステップS401で肯定的に判断された場合には、ステップS310へ進む。すなわち、上記の走行距離Dが所定距離Dth以上になるまで、ステップS401の制御が繰り返される。ステップS310では、前述したように、車両Veの走行モードがEVモードからHVモードへ移行される。すなわち、EVモードにおいて停止していたエンジン1が始動され、車両Veの走行モードがHVモードへ移行する。その後、このルーチンを一旦終了する。
また、図7のフローチャートに示す制御例では、車内の搭乗者全員が降車したこと、すなわち、車内に搭乗者が存在しないことにより、ステップS308で肯定的に判断された場合には、ステップS501へ進む。言い換えると、車両Veが有人自動運転でEV走行していた状態から無人自動運転へ移行した場合に、ステップS501へ進む。
ステップS501では、車両Veが有人自動運転でEV走行していた状態から無人自動運転へ移行した後に、所定時間Tthが経過したか否かが判断される。所定時間Tthは、車両Veが有人自動運転から無人自動運転へ移行した場合に、車両Veの周辺の所定範囲内に人が存在しない状況が推定される経過時間である。言い換えると、有人自動運転で走行していた車両Veから搭乗者全員が降車した後に車両Veが自動運転で発進して走行する場合に、車両Veが降車した搭乗者から十分に離れたと判断し得る経過時間である。この場合の経過時間は、車両Veが自動運転で発進した場合の発進時刻から経過した時間である。所定時間Tthは、例えば、走行実験やシミュレーション等の結果を基に予め設定されている。したがって、車両Veが有人自動運転から無人自動運転へ移行した後の経過時間Tが所定時間Tthよりも短い場合は、車両Veの周辺に人が存在する、あるいは、人が存在する可能性が高い、と推定される。また、経過時間Tが所定時間Tth以上である場合には、車両Veの周辺に人は存在しない、あるいは、人が存在する可能性は低い、と推定される。
車両Veが有人自動運転から無人自動運転へ移行した後の経過時間Tが所定時間Tthよりも短いことにより、このステップS501で否定的に判断された場合は、再度、このステップS501の制御が実行される。これに対して、上記の経過時間Tが所定時間Tth以上になったことにより、ステップS501で肯定的に判断された場合には、ステップS310へ進む。すなわち、上記の経過時間Tが所定時間Tth以上になるまで、ステップS501の制御が繰り返される。ステップS310では、前述したように、車両Veの走行モードがEVモードからHVモードへ移行される。すなわち、EVモードにおいて停止していたエンジン1が始動され、車両Veの走行モードがHVモードへ移行する。その後、このルーチンを一旦終了する。
上記のように、図6および図7の各フローチャートで示す制御例では、それぞれ、車両Veが有人自動運転から無人自動運転へ移行して発進する場合は、車両Veの周辺に人が存在するか否かが推定される。具体的には、車両Veが、周辺に人が存在しなくなると推定される所定距離Dth以上を走行した後に、または、周辺に人が存在しなくなると推定される所定時間Tth以上が経過した後に、エンジン1が始動される。そのため、車両Veが無人自動運転で発進する際に、エンジン1の運転に起因する振動や運転音が、車両Veの周辺に居合わせた人に違和感を与えてしまうことを容易に回避することができる。
なお、上記の図6のフローチャートにおけるステップS401、および、図7のフローチャートにおけるステップS501では、有人自動運転でEVモードを選択している状態から無人自動運転に移行した場合に、車両Veが所定距離を走行すること、または、所定時間が経過するのを待つことにより、車両Veの周辺に人が居なくなることを推定している。それに対して、この発明の実施形態におけるコントローラ7では、図8のフローチャートに示すように、外部センサ11を利用して車両Veの周辺における人の有無を判断することもできる。すなわち、この発明の実施形態において制御対象とする車両Veは、前述したような自動運転を実施するための外部センサ11を備えている。したがって、その外部センサ11を利用して、車両Veの周辺の所定範囲内に存在する人を検知することができる。
例えば、図8のフローチャートに示す制御例では、車内の搭乗者全員が降車したこと、すなわち、車内に搭乗者が存在しないことにより、ステップS308で肯定的に判断された場合には、ステップS601へ進む。言い換えると、車両Veが有人自動運転でEV走行していた状態から無人自動運転へ移行した場合に、ステップS601へ進む。
ステップS601では、車両Veが有人自動運転でEV走行していた状態から無人自動運転へ移行した後に、車両Veの周辺の所定範囲内に人が存在しないか否かが判断される。上記のように、自動運転を実施するために設けられている外部センサ11を利用することにより、車両Veの周辺における人の有無を判断することができる。
車両Veの周辺の所定範囲内に人の存在を検知したことにより、このステップS601で否定的に判断された場合は、再度、このステップS601の制御が実行される。これに対して、車両Veの周辺の所定範囲内に人の存在を検知しなくなったことにより、ステップS601で肯定的に判断された場合には、ステップS310へ進む。すなわち、車両Veの周辺の所定範囲内における人の存在を検知しなくなるまで、ステップS601の制御が繰り返される。ステップS310では、前述したように、車両Veの走行モードがEVモードからHVモードへ移行される。すなわち、EVモードにおいて停止していたエンジン1が始動され、車両Veの走行モードがHVモードへ移行する。その後、このルーチンを一旦終了する。
このように、図8のフローチャートで示す制御例では、車両Veが有人自動運転から無人自動運転へ移行して発進する場合は、車両Veの周辺における人の存在が、外部センサ11によって検知される。そして、車両Veの周辺に人が検知されなくなった後に、エンジン1が始動される。そのため、車両Veが無人自動運転で発進する際に、エンジン1の運転に起因する振動や運転音が、車両Veの周辺に居合わせた人に違和感を与えてしまうことを適切に回避することができる。
この発明の実施形態で制御対象とする車両Veは、前述の図1に示した構成の車両Veに限定されるものではない。この発明の実施形態では、一例として、以下の図9から図15に示すような構成のハイブリッド車両を制御対象にすることができる。なお、図9から図15に示す各車両Veにおいて、図1に示す車両Veまたは既出した図に示す車両Veと構成や機能が同じ部材については、図1または既出した図と同じ参照符号を付けてある。
例えば、図9に示す車両Veは、前述の図1に示した車両Veと同様に、動力源として、エンジン1ならびに第1モータ2および第2モータ3を備えている。また、図1に示した車両Veと同様に、動力分割機構4、駆動輪6、および、コントローラ7を備えている。前述の図1に示した車両Veは、動力分割機構4の入力要素にエンジン1が連結され、反力要素に第1モータ2が連結され、出力要素に出力部材5および第2モータ3が連結された、いわゆる入力スプリット方式と称することのできる構成のハイブリッド車両である。それに対して、この図9に示す車両Veは、動力分割機構4の入力要素にエンジン1および第2モータが連結され、反力要素に第1モータ2が連結され、出力要素に出力部材5が連結された、いわゆる出力スプリット方式と称することのできる構成のハイブリッド車両である。
図10に示す車両Veは、前述の図1に示した車両Veと同様に、動力源として、エンジン1ならびに第1モータ2および第2モータ3を備えている。また、動力分割機構31、出力部材5、駆動輪6、および、コントローラ7を備えている。動力分割機構31は、例えば、2個の遊星歯車機構を組み合わせた複合遊星歯車機構によって構成され、入力要素および出力要素を含む4つの回転要素が形成されている。動力分割機構31の入力要素にエンジン1が連結され、出力要素に出力部材5を介して駆動輪6が連結されている。残り2つの回転要素に第1モータ2および第2モータ3がそれぞれ連結されている。動力分割機構31は、上記のように複合遊星歯車機構の各回転要素の連結関係を切り替えるクラッチや回転を規制するブレーキなどの係合機構(図示せず)を備えており、係合機構の動作を制御することにより、入力要素と出力要素との間の変速比を変化させる変速機構としての機能も有している。したがって、この図10に示す車両Veは、いわゆる複合スプリット方式と称することのできる構成のハイブリッド車両である。
図11、図12、図13に示す車両Veは、いわゆるパラレルハイブリッド方式のハイブリッド車両であり、動力源として、エンジン1およびモータ(MG)41を備えている。また、変速機42、出力部材5、駆動輪6、および、コントローラ7を備えている。モータ41は、前述の第1モータ2および第2モータ3と同様に、発電機能を有するモータ・ジェネレータである。変速機42は、複数の変速段を設定すること、もしくは、変速比を無段階に変化させることが可能な自動変速機である。図11に示す車両Veは、変速機42の入力側にエンジン1が連結され、変速機42の出力側に出力部材5およびモータ41が連結されている。図12および図13に示す車両Veは、変速機42の入力側にエンジン1およびモータ41が連結され、変速機42の出力側に出力部材5を介して駆動輪6が連結されている。さらに、図13に示す車両Veは、エンジン1と変速機42との間の動力伝達を遮断するためのクラッチ43が設けられている。
図14に示す車両Veは、いわゆるシリーズハイブリッド方式のハイブリッド車両であり、動力源として、エンジン(ENG)51ならびに第1モータ(MG1)52および第2モータ(MG2)53を備えている。また、出力部材5、駆動輪6、および、コントローラ7を備えている。エンジン51は、前述のエンジン1と同様に、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの内燃機関である。第1モータ52および第2モータ3は、前述の第1モータ2および第2モータ3と同様に、発電機能を有するモータ・ジェネレータである。なお、第1モータ52は、発電機能のみを有する発電機であってもよい。この図14に示す車両Veでは、エンジン51と第1モータ52とが連結されている。したがって、エンジン51の出力によって第1モータ52を駆動し、第1モータ52で発電させることができる。また、出力部材5を介して第2モータ52と駆動輪6とが連結されている。第1モータ52と第2モータ53とは、例えばバッテリやインバータあるいはコンバータ(いずれも図示せず)を介して、互いに電気的に接続されている。したがって、第1モータ52で発生させた電力を第2モータ53に供給し、第2モータ53を駆動することができる。
図15に示す車両Veは、上記の図14に示す車両Veと同様に、動力源として、エンジン51ならびに第1モータ52および第2モータ53を備えている。また、出力部材5、駆動輪6、および、コントローラ7を備えている。さらに、エンジン1と出力部材5とを選択的に連結するクラッチ61を備えている.すなわち、この図15に示す車両Veは、上記の図14に示す車両Veの構成に対してクラッチ61が設けられている。クラッチ61を開放した状態では、上記の図14に示す車両Veと同様に、いわゆるシリーズハイブリッド方式のハイブリッド車両として機能し、クラッチ61を係合した状態では、いわゆるパラレルハイブリッド方式のハイブリッド車両として機能する。
1,51…エンジン(ENG;動力源)、 2,52…第1モータ(MG1;動力源)、 3,53…第2モータ(MG2;動力源)、 4, 31…動力分割機構、 5…出力部材、 6…駆動輪、 7…コントローラ(ECU)、 11…外部センサ、 12…GPS受信部、 13…内部センサ、 14…地図データベース、 15…ナビゲーションシステム、 16…アクチュエータ、 41…モータ(MG;動力源)、 Ve…車両(ハイブリッド車両)。
Claims (8)
- 動力源としてエンジンおよびモータを備え、前記エンジンを稼動させた状態で走行するHVモードと前記エンジンを停止した状態で前記モータの出力により走行するEVモードとを選択的に設定することが可能であり、かつ、運転操作を自動制御する自動運転で走行することが可能なハイブリッド車両の制御装置において、
前記ハイブリッド車両を制御するコントローラを備え、
前記コントローラは、
車内の搭乗者の有無を判断し、
前記搭乗者が存在する状態で前記ハイブリッド車両が前記自動運転によって走行する有人自動運転の場合は、前記EVモードを選択し、
前記搭乗者が存在しない状態で前記ハイブリッド車両が前記自動運転によって走行する無人自動運転の場合は、前記HVモードを選択する
ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
- 請求項1に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
前記ハイブリッド車両は、前記運転操作を運転者が行う手動運転で走行することが可能であり、
前記コントローラは、
前記モータとの間で電力を授受するバッテリの充電残量についての下限閾値を設定するとともに、前記充電残量が前記下限閾値以下になった場合は、前記HVモードを選択し、
前記ハイブリッド車両が前記手動運転の場合は、前記下限閾値として第1下限閾値を設定し、
前記有人自動運転の場合は、前記下限閾値として前記第1下限閾値よりも低い第2下限閾値を設定する
ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
- 請求項1または2に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
前記ハイブリッド車両は、前記運転操作を運転者が行う手動運転で走行することが可能であり、
前記コントローラは、
前記モータとの間で電力を授受するバッテリの充電残量についての目標値を設定するとともに、前記充電残量を前記目標値に基づいて制御し、
前記ハイブリッド車両が前記手動運転の場合は、前記目標値として第1目標値を設定し、
前記無人自動運転の場合は、前記目標値として前記第1目標値よりも大きい第2目標値を設定する
ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
- 請求項1から3のいずれか一項に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
前記車両は、車速を検出するセンサを備え、
前記コントローラは、
前記有人自動運転で走行している際に前記車速が予め定めた車速閾値よりも高い場合は、前記HVモードを選択する
ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
- 請求項1から3のいずれか一項に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
前記車両は、前記車内の騒音レベルを検出するセンサを備え、
前記コントローラは、
前記有人自動運転で走行している際に前記騒音レベルが予め定めた所定値よりも高い場合は、前記HVモードを選択する
ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
- 請求項1から5のいずれか一項に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
前記コントローラは、
前記有人自動運転で前記EVモードを選択している状態から前記無人自動運転に移行した場合は、予め定めた所定距離を走行した後、または、予め定めた所定時間が経過した後に、前記HVモードに移行する
ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
- 請求項1から5のいずれか一項に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
前記車両は、前記ハイブリッド車両周辺の人を検知するセンサを備え、
前記コントローラは、
前記有人自動運転で前記EVモードを選択している状態から前記無人自動運転に移行した場合は、前記周辺の予め定めた所定範囲内で前記人を検知しない場合に、前記HVモードに移行する
ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
- 請求項1から7のいずれか一項に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
前記車両は、車室、および、前記車室内に設けられた装置を更に備え、
前記コントローラは、
前記装置装置の操作状況または作動状態に基づいて前記搭乗者の有無を判断する
ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
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