JP2020055410A - 車両制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】自動運転モードで走行中に電源電圧の低下が生じたときであっても、車両の走行距離をできるだけ延ばすことを可能にする。【解決手段】車両制御装置５０は、電源電圧を検出する電圧計３２ａと、自動運転モードから手動運転モードへの切換を指令する手動自動切換スイッチ３３ａと、自動運転モードで走行中に、電源電圧が第１所定値まで低下すると、ドライバに対し手動運転モードへの切換を促す警報を出力する警報制御部５１と、警報が出力された後、手動運転モードへの切換が指令されてから、電源電圧が第１所定値よりも小さい第２所定値まで低下すると、変速機２の変速比を所定の変速比に固定するように変速用アクチュエータ２３を制御する変速機制御部５２とを備える。【選択図】図５

Description

本発明は、手動運転モードと自動運転モードとに運転モードを切換可能な車両を制御する車両制御装置に関する。

バッテリの電圧低下時には、車両の正常な走行が困難となるおそれがある。この点を考慮し、従来、手動運転モードで走行中にバッテリの異常な電圧低下が生じると、その旨を警告するとともに、自動運転モードへの移行を禁止するようにした装置が知られている（特許文献１参照）。この特許文献１記載の装置では、自動運転モードで走行中にバッテリの異常な電圧低下が生じると、車両を安全地帯に退避させた後に自動運転を中止する。

特許文献１：特開２０１７−２１８１１１号公報

ところで、バッテリの電圧低下が生じたときであっても、車両を安全地帯等に余裕をもって移動させるためには、車両の走行距離をできるだけ延ばすように構成することが好ましい。しかしながら、上記特許文献１記載の装置は、自動運転モードで走行中にバッテリの電圧低下が生じたときの車両の走行距離を延ばすようなものではない。

本発明の一態様である車両制御装置は、車両に搭載された変速機を駆動するためのアクチュエータを制御するアクチュエータ制御部と、電源電圧を検出する電圧検出部と、自動運転で走行する自動運転モードから手動運転で走行する手動運転モードへの切換を指令するモード切換指令部と、自動運転モードで走行中に、電圧検出部により検出された電源電圧が第１所定値まで低下すると、ドライバに対し手動運転モードへの切換を促す警報を出力する警報出力部と、を備える。アクチュエータ制御部は、警報出力部により警報が出力された後、モード切換指令部により手動運転モードへの切換が指令されてから、電圧検出部により検出された電源電圧が第１所定値よりも小さい第２所定値まで低下すると、変速機の変速比を所定の変速比に固定するようにアクチュエータを制御する。

本発明によれば、自動運転モードで走行中に電源電圧の低下が生じたとき、車両の走行距離をできるだけ延ばすことが可能である。

本発明の実施形態に係る車両制御装置が適用される自動運転車両の走行系の概略構成を示す図。 図１の油圧制御装置の概要を示す図。 図１の自動運転車両を制御する車両制御システムの全体構成を概略的に示すブロック図。 図３の行動計画生成部で生成された行動計画の一例を示す図。 本発明の実施形態に係る車両制御装置の要部構成を示すブロック図。 図５のコントローラで実行される処理の一例を示すフローチャート。 本発明の実施形態に係る車両制御装置の動作の一例を示すタイムチャート。

以下、図１〜図７を参照して本発明の実施形態について説明する。本発明の実施形態に係る車両制御装置は、自動運転機能を有する車両（自動運転車両）に適用される。まず、自動運転車両の構成について説明する。図１は、本実施形態に係る車両制御装置が適用される自動運転車両１０１（単に車両と呼ぶ場合もある）の走行駆動系の概略構成を示す図である。車両１０１は、ドライバによる運転操作が不要な自動運転モードでの走行だけでなく、ドライバの運転操作による手動運転モードでの走行も可能である。

図１に示すように、車両１０１は、エンジン１と、変速機２とを有する。エンジン１は、スロットルバルブ１１を介して供給される吸入空気とインジェクタ１２から噴射される燃料とを適宜な割合で混合し、点火プラグ等により点火して燃焼させ、これにより回転動力を発生する内燃機関（例えばガソリンエンジン）である。なお、ガソリンエンジンに代えてディーゼルエンジン等、各種エンジンを用いることもできる。吸入空気量はスロットルバルブ１１により調節され、スロットルバルブ１１の開度は、電気信号により作動するスロットル用アクチュエータ１３の駆動によって変更される。スロットルバルブ１１の開度およびインジェクタ１２からの燃料の噴射量（噴射時期、噴射時間）はコントローラ４０（図２）により制御される。

変速機２は、エンジン１と駆動輪３との間の動力伝達径路に設けられる自動変速機であり、エンジン１からの回転を変速し、かつエンジン１からのトルクを変換して出力する。変速機２で変速された回転は駆動輪３に伝達され、これにより車両１０１が走行する。なお、エンジン１の代わりに、あるいはエンジン１に加えて、駆動源としての走行用モータを設け、電気自動車やハイブリッド自動車として車両１０１を構成することもできる。

変速機２は、例えば複数の変速段（例えば６段）に応じて変速比を段階的に変更可能な有段変速機である。なお、変速比を無段階に変更可能な無段変速機を、変速機２として用いることもできる。図示は省略するが、トルクコンバータを介してエンジン１からの動力を変速機２に入力してもよい。変速機２は、例えばドグクラッチや摩擦クラッチなどの係合機構２１を備え、油圧制御装置２２が油圧源から係合機構２１への油の流れを制御することにより、変速機２の変速段を目標変速段に変更することができる。目標変速段は、予め定められたシフトマップに従い、車速と要求駆動力とに応じて決定される。油圧制御装置２２は、電気信号により作動するソレノイドバルブなどの変速機用のバルブ機構（便宜上、変速用アクチュエータ２３と呼ぶ）を有し、変速用アクチュエータ２３の作動に応じて係合機構２１への圧油の流れを変更することで、適宜な変速段を設定できる。

図２は、油圧制御装置２２の概要を示す図である。図２に示すように、油圧制御装置２２は、油圧源としての油圧ポンプ２２ａを有する。油圧ポンプ２２ａは、エンジン１の出力軸に機械的に連結され、エンジン１の動力により駆動される。変速用アクチュエータ２３は、制御弁として例えばソレノイド２３１ａへの通電時に閉鎖し、非通電時に開放するノーマルオープン型の電磁弁２３１と、ソレノイド２３２ａへの通電時に開放し、非通電時に閉鎖するノーマルクローズ型の電磁弁２３２とを有する。なお、図示は省略するが、変速用アクチュエータ２３は、電磁弁２３１，２３２以外にも複数の制御弁（電磁比例弁や油圧切換弁等）を有する。

電磁弁２３１，２３２のソレノイド２３１ａ，２３２ａには、コントローラ４０（図２）からの指令に応じて、車両１０１に搭載された二次電池としてのバッテリ２４から電力が供給され、これによりソレノイド２３１ａ，２３２ａが励磁または消磁される。ソレノイド２３１ａ，２３２ａの双方が消磁された状態では、油圧ポンプ２２ａの吐出油が電磁弁２３１を介して係合機構２１に供給され、これにより所定の変速段が確立される。したがって、仮にバッテリ２４からソレノイド２３１ａ，２３２ａへの電力供給が断たれたとしても、車両１０１は所定変速段で走行することが可能である。

所定変速段は、車両１０１の発進および加速走行が容易で、かつ、一般道での通常走行を行うことが可能なレベルまで車速を上昇させることが可能な変速段である。本実施形態のように有段変速機を用いる場合の所定変速段としては、例えば２速段が好ましい。以下では、変速用アクチュエータ２３への通電が断たれたときに実現可能な所定変速段を２速段として説明する。

図３は、自動運転車両１０１を制御する車両制御システム１００の全体構成を概略的に示すブロック図である。図３に示すように、車両制御システム１００は、コントローラ４０と、コントローラ４０にそれぞれ電気的に接続された外部センサ群３１と、内部センサ群３２と、入出力装置３３と、ＧＰＳ装置３４と、地図データベース３５と、ナビゲーション装置３６と、通信ユニット３７と、走行用のアクチュエータＡＣとを主に有する。

外部センサ群３１は、車両１０１の周辺情報である外部状況を検出する複数のセンサの総称である。例えば外部センサ群３１には、車両１０１の全方位の照射光に対する散乱光を測定して車両１０１から周辺の障害物までの距離を測定するライダ、電磁波を照射し反射波を検出することで車両１０１の周辺の他車両や障害物等を検出するレーダ、車両１０１に搭載され、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子を有して自車両の周辺（前方、後方および側方）を撮像するカメラなどが含まれる。

内部センサ群３２は、車両１０１の走行状態を検出する複数のセンサの総称である。例えば内部センサ群３２には、車両１０１の車速を検出する車速センサ、車両１０１の前後方向の加速度および左右方向の加速度（横加速度）をそれぞれ検出する加速度センサ、エンジン１の回転数を検出するエンジン回転数センサ、車両１０１の重心の鉛直軸回りの回転角速度を検出するヨーレートセンサ、スロットルバルブ１１の開度（スロットル開度）を検出するスロットル開度センサなどが含まれる。手動運転モードでのドライバの運転操作、例えばアクセルペダルの操作、ブレーキペダルの操作、ステアリングの操作等を検出するセンサも内部センサ群３２に含まれる。

入出力装置３３は、ドライバから指令が入力されたり、ドライバに対し情報が出力されたりする装置の総称である。例えば入出力装置３３には、操作部材の操作によりドライバが各種指令を入力する各種スイッチ、ドライバが音声で指令を入力するマイク、ドライバに表示画像を介して情報を提供する表示部、ドライバに音声で情報を提供するスピーカなどが含まれる。各種スイッチには、自動運転モードおよび手動運転モードのいずれかを指令する手動自動切換スイッチ３３ａが含まれる。

手動自動切換スイッチ３３ａは、例えばドライバが手動操作可能なスイッチとして構成され、スイッチ操作に応じて、自動運転機能を有効化した自動運転モードまたは自動運転機能を無効化した手動運転モードへの切換指令を出力する。手動自動切換スイッチ３３ａの操作によらず、所定の走行条件が成立したときに、手動運転モードから自動運転モードへの切換、あるいは自動運転モードから手動運転モードへの切換が指令されるようにしてもよい。すなわち、手動自動切換スイッチ３３ａが自動的に切り換わることで、モード切換が手動ではなく自動で行われるようにしてもよい。

ＧＰＳ装置３４は、複数のＧＰＳ衛星からの測位信号を受信するＧＰＳ受信機を有し、ＧＰＳ受信機が受信した信号に基づいて車両１０１の絶対位置（緯度、経度など）を測定する。

地図データベース３５は、ナビゲーション装置３６に用いられる一般的な地図情報を記憶する装置であり、例えばハードディスクにより構成される。地図情報には、道路の位置情報、道路形状（曲率など）の情報、交差点や分岐点の位置情報が含まれる。なお、地図データベース３５に記憶される地図情報は、コントローラ４０の記憶部４２に記憶される高精度な地図情報とは異なる。

ナビゲーション装置３６は、ドライバにより入力された目的地までの道路上の目標経路を探索するとともに、目標経路に沿った案内を行う装置である。目的地の入力および目標経路に沿った案内は、入出力装置３３を介して行われる。入出力装置３３を介さずに、目的地を自動的に設定することもできる。目標経路は、ＧＰＳ装置３４により得られた自車両の現在位置と、地図データベース３５に記憶された地図情報とに基づいて演算される。

通信ユニット３７は、インターネット回線などの無線通信網を含むネットワークを介して図示しない各種サーバと通信し、地図情報および交通情報などを定期的に、あるいは任意のタイミングでサーバから取得する。取得した地図情報は、地図データベース３５や記憶部４２に出力され、地図情報が更新される。取得した交通情報には、渋滞情報や、信号が赤から青に変わるまでの残り時間等の信号情報が含まれる。

アクチュエータＡＣは、車両１０１の走行動作に関する各種機器を作動するための走行用アクチュエータである。アクチュエータＡＣには、エンジン１のスロットルバルブ１１の開度（スロットル開度）を調整するスロットル用アクチュエータ１３、係合機構２１への油の流れを制御して変速機２の変速段を変更する変速用アクチュエータ２３、制動装置を作動するブレーキ用アクチュエータ、およびステアリング装置を駆動する操舵用アクチュエータなどが含まれる。

コントローラ４０は、電子制御ユニット（ＥＣＵ）により構成される。なお、エンジン制御用ＥＣＵ、変速機制御用ＥＣＵ等、機能の異なる複数のＥＣＵを別々に設けることができるが、図２では、便宜上、これらＥＣＵの集合としてコントローラ４０が示される。コントローラ４０は、ＣＰＵ等の演算部４１と、ＲＯＭ，ＲＡＭ，ハードディスク等の記憶部４２と、入出力インターフェース等の図示しないその他の周辺回路とを有するコンピュータを含んで構成される。

記憶部４２には、車線の中央位置の情報や車線位置の境界の情報等を含む高精度の詳細な地図情報が記憶される。より具体的には、地図情報として、道路情報、交通規制情報、住所情報、施設情報、電話番号情報等が記憶される。道路情報には、高速道路、有料道路、国道などの道路の種別を表す情報、道路の車線数、各車線の幅員、道路の勾配、道路の３次元座標位置、車線のカーブの曲率、車線の合流ポイントおよび分岐ポイントの位置、道路標識等の情報が含まれる。交通規制情報には、工事等により車線の走行が制限または通行止めとされている情報などが含まれる。記憶部４２には、変速動作の基準となるシフトマップ（変速線図）、各種制御のプログラム、プログラムで用いられる閾値等の情報も記憶される。

演算部４１は、自動走行に関する機能的構成として、自車位置認識部４３と、外界認識部４４と、行動計画生成部４５と、走行制御部４６とを有する。

自車位置認識部４３は、ＧＰＳ装置３４で得られた車両１０１の位置情報および地図データベース３５の地図情報に基づいて、地図上の車両１０１の位置（自車位置）を認識する。記憶部４２に記憶された地図情報（建物の形状などの情報）と、外部センサ群３１が検出した車両１０１の周辺情報とを用いて自車位置を認識してもよく、これにより自車位置を高精度に認識することができる。なお、道路上や道路脇の外部に設置されたセンサで自車位置を測定可能であるとき、そのセンサと通信ユニット３７を介して通信することにより、自車位置を高精度に認識することもできる。

外界認識部４４は、ライダ、レーダ、カメラ等の外部センサ群３１からの信号に基づいて車両１０１の周囲の外部状況を認識する。例えば車両１０１の周辺を走行する周辺車両（前方車両や後方車両）の位置や速度や加速度、車両１０１の周囲に停車または駐車している周辺車両の位置、および他の物体の位置や状態などを認識する。他の物体には、標識、信号機、道路の境界線や停止線、建物、ガードレール、電柱、看板、歩行者、自転車等が含まれる。他の物体の状態には、信号機の色（赤、青、黄）、歩行者や自転車の移動速度や向きなどが含まれる。

行動計画生成部４５は、例えばナビゲーション装置３６で演算された目標経路と、自車位置認識部４３で認識された自車位置と、外界認識部４４で認識された外部状況とに基づいて、現時点から所定時間先までの車両１０１の走行軌道（目標軌道）を生成する。目標経路上に目標軌道の候補となる複数の軌道が存在するときには、行動計画生成部４５は、その中から法令を順守し、かつ効率よく安全に走行する等の基準を満たす最適な軌道を選択し、選択した軌道を目標軌道とする。そして、行動計画生成部４５は、生成した目標軌道に応じた行動計画を生成する。

行動計画には、現時点から所定時間Ｔ（例えば５秒）先までの間に単位時間Δｔ（例えば０．１秒）毎に設定される走行計画データ、すなわち単位時間Δｔ毎の時刻に対応付けて設定される走行計画データが含まれる。走行計画データは、単位時間Δｔ毎の車両１０１の位置データと車両状態のデータとを含む。位置データは、例えば道路上の２次元座標位置を示す目標点のデータであり、車両状態のデータは、車速を表す車速データと車両１０１の向きを表す方向データなどである。走行計画は単位時間Δｔ毎に更新される。

図４は、行動計画生成部４５で生成された行動計画の一例を示す図である。図４では、自車両１０１が車線変更して前方車両１０２を追い越すシーンの走行計画が示される。図４の各点Ｐは、現時点から所定時間Ｔ先までの単位時間Δｔ毎の位置データに対応し、これら各点Ｐを時刻順に接続することにより、目標軌道１０３が得られる。なお、行動計画生成部４５では、追い越し走行以外に、走行車線を変更する車線変更走行、走行車線を逸脱しないように車線を維持するレーンキープ走行、減速走行または加速走行等に対応した種々の行動計画が生成される。

走行制御部４６は、自動運転モードにおいて、行動計画生成部４５で生成された目標軌道１０３に沿って自車両が走行するように各アクチュエータＡＣを制御する。例えば、単位時間Δｔ毎に図４の各点Ｐを自車両１０１が通過するように、スロットル用アクチュエータ１３、変速用アクチュエータ２３、ブレーキ用アクチュエータ、および操舵用アクチュエータをそれぞれ制御する。

より具体的には、走行制御部４６は、自動運転モードにおいて、行動計画生成部４５で生成された行動計画のうち、目標軌道１０３（図４）上の単位時間Δｔ毎の各点Ｐの車速に基づいて、単位時間Δｔ毎の加速度（目標加速度）を算出する。さらに、道路勾配などにより定まる走行抵抗を考慮してその目標加速度を得るための要求駆動力を算出する。そして、例えば内部センサ群３２により検出された実加速度が目標加速度となるようにアクチュエータＡＣをフィードバック制御する。なお、手動運転モードでは、走行制御部４６は、内部センサ群３２により取得されたドライバからの走行指令（アクセル開度等）に応じて各アクチュエータＡＣを制御する。

例えば変速機２の制御に関し、走行制御部４６は、予め記憶部４２に記憶された変速動作の基準となるシフトマップを用いて、変速用アクチュエータ２３に制御信号を出力し、これにより変速機２の変速動作を制御する。より具体的には、車速と要求駆動力とにより定まるシフトマップに従い目標変速段を設定し、変速機２の変速段がこの目標変速段となるように変速用アクチュエータ２３を制御する。

ところで、例えば自動運転モードで走行中に、バッテリ２４の劣化や充電容量（ＳＯＣ）の不足等によりバッテリ２４の電圧（電源電圧）が低下すると、車両制御システム１００を構成する各部に必要な電力を供給できずに、自動運転の継続が困難となるおそれがある。この場合には、車両異常時に適した目的地（整備工場や自宅、あるいは安全地帯等）まで車両１０１を余裕をもって自走させるために、車両１０１の走行距離をできるだけ延ばすことが好ましい。この点を考慮し、本実施形態は、以下のように車両制御装置を構成する。

図５は、本発明の実施形態に係る車両制御装置５０の要部構成を示すブロック図である。この車両制御装置５０は、車両１０１の走行動作を制御するための装置であり、図３の車両制御システム１００の一部を構成する。図５に示すように、車両制御装置５０は、コントローラ４０と、コントローラ４０にそれぞれ接続された電圧計３２ａと、手動自動切換スイッチ３３ａと、ディスプレイ３３ｂと、アクチュエータＡＣとを有する。

電圧計３２ａは、バッテリ２４に設けられ、バッテリ２４の電圧（電源電圧Ｖ）を検出する機器であり、図３の内部センサ群３２の一部を構成する。ディスプレイ３３ｂは、運転席に面して設けられ、各種の警報を表示する機器であり、図３の入出力装置３３の一部を構成する。ディスプレイ３３ｂを介してドライバに警報情報が報知される。

コントローラ４０は、機能的構成として、警報制御部５１と、変速機制御部５２と、退避走行制御部５３と、記憶部４２と、を有する。

記憶部４２には、予め複数の電源電圧の閾値Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃが記憶される。Ｖａは、自動運転モードで運転中に、電源電圧Ｖの低下に伴い自動運転モードから手動運転モードへの運転モードの切換操作をドライバに促すための閾値である。

閾値Ｖｂは、手動運転モードに切り換えられた状態で、所定変速段（２速段）に変速機２を切り換えるための閾値である。すなわち、バッテリ２４から変速用アクチュエータ２３への電力供給が断たれたときに実現可能な変速段に、変速機２を強制的に切り換えるための閾値であり、ＶｂはＶａよりも小さい。なお、変速機２が２速段に強制的に切り換えられた状態での走行モードを、リンプホームモードと呼ぶ。

閾値Ｖｃは、手動運転モードへの切換操作が促されたにも拘わらず、ドライバが手動運転モードへの切換操作を行わずに自動運転モードが継続されているときに、リンプホームモードに切り換えるための閾値である。ＶｃはＶａよりも小さく、例えばＶｂと等しい。なお、ＶｃはＶｂより大きくてもよく、小さくてもよい。

警報制御部５１は、自動運転モードで走行中において、電圧計３２ａにより検出された電源電圧Ｖと記憶部４２に記憶された閾値Ｖａとの大小を判定する。そして、電源電圧Ｖが閾値Ｖａ以下と判定されると、ディスプレイ３３ｂに警報信号を出力する。ディスプレイ３３ｂに警報信号が出力されると、ディスプレイ３３ｂには所定のメッセージが警報情報として表示される。所定のメッセージには、電源電圧Ｖが低下したことにより自動運転モードから手動運転モードへ切り換える必要がある旨が含まれる。

すなわち、自動運転モードにおける走行中は、車両制御システム１００が周囲を監視して自動走行を行うため、多数のセンサ等に電力を供給する必要がある。このため、自動運転モードでの電力消費量は、手動運転モードでの電力消費量よりも大きい。したがって、電力消費量を低減するために、警報制御部５１は、手動運転モードへの切換を促すメッセージをディスプレイ３３ｂに表示させ、これによりドライバに手動運転モードへの切換の必要性を報知する。なお、警報制御部５１は、運転モードが手動運転モードに切り換えられるまで、ディスプレイ３３ｂ上に警報情報を継続して表示させる。

変速機制御部５２は、手動運転モードにおいて電圧計３２ａにより検出された電源電圧Ｖが閾値Ｖｂ以下であるか否か、および自動運転モードにおいて電圧計３２ａにより検出された電源電圧Ｖが閾値Ｖｃ以下であるか否かを判定する。そして、電源電圧Ｖが閾値Ｖｂ，Ｖｃより大きいときは、変速機２が予め定められたシフトマップに従い車速と要求駆動力とに応じた目標変速段となるように、変速用アクチュエータ２３に制御信号を出力する。一方、変速機制御部５２は、手動運転モードにおいて電源電圧Ｖが閾値Ｖｂ以下のとき、および自動運転モードにおいて電源電圧Ｖが閾値Ｖｃ以下のとき、変速機２を２速段に切り換えるとともに、２速段を維持する。以降、変速機２の変速のための電力が不要となるため、節電が可能である。

退避走行制御部５３は、自動運転モードで走行中において、電圧計３２ａにより検出された電源電圧Ｖが閾値Ｖｃ以下であるとき、変速用アクチュエータ２３以外のアクチュエータＡＣ（スロットル用アクチュエータ１３、ブレーキ用アクチュエータ、操舵用アクチュエータ等）に制御信号を出力し、車両１０１を自動運転で安全地帯まで退避走行させる。すなわち、退避走行制御部５３は、当初の目的地とは異なる安全地帯（路肩等）を目的地として設定し、リンプホームモードのまま自動運転で安全地帯まで車両１０１を走行させる。そして、車両１０１が安全地帯に達すると、自動運転を停止し、安全地帯に車両１０１を駐車させる。

図６は、予め記憶されたプログラムに従い図５のコントローラ４０のＣＰＵで実行される処理の一例を示すフローチャートである。このフローチャートに示す処理は、例えば車両１０１のエンジンキースイッチのオンにより開始され、所定周期で繰り返される。

図６に示すように、まず、ステップＳ１で、電圧計３２ａおよび手動自動切換スイッチ３３ａからの信号を読み込む。次いで、ステップＳ２で、電圧計３２ａにより検出された電源電圧Ｖが閾値Ｖａ以下か否かを判定する。ステップＳ２で肯定されるとステップＳ３に進み、否定されると処理を終了する。ステップＳ３では、現在の運転モードが手動運転モードであるか否かを判定する。すなわち、手動自動切換スイッチ３３ａの操作により自動運転モードから手動運転モードに切り換えられたか否かを判定する。

ステップＳ３で肯定されるとステップＳ４に進み、電圧計３２ａにより検出された電源電圧Ｖが閾値Ｖｂ以下か否かを判定する。ステップＳ４で肯定されるとステップＳ５に進み、否定されると処理を終了する。ステップＳ５では、変速用アクチュエータ２３に制御信号を出力し、変速段を２速段に切り換える。これにより、走行モードがリンプホームモードに切り換わる。

一方、ステップＳ３で否定されるとステップＳ６に進み、ディスプレイ３３ｂに警報信号を出力する。これによりディスプレイ３３ｂ上に、電源電圧Ｖの低下により運転モードを手動運転モードに切り換えるべき旨のメッセージが表示される。次いで、ステップＳ７で、電圧計３２ａにより検出された電源電圧Ｖが閾値Ｖｃ以下か否かを判定する。ステップＳ７で肯定されるとステップＳ８に進み、否定されると処理を終了する。ステップＳ８では、変速用アクチュエータ２３に制御信号を出力し、変速段を２速段に切り換える。次いで、ステップＳ９で、アクチュエータＡＣに制御信号を出力し、リンプホームモードのまま安全地帯まで車両１０１を走行させる。

図７は、本実施形態に係る車両制御装置５０の動作の一例を示すタイムチャートである。図７には、電源電圧Ｖと変速段の時間経過に伴う変化の特性を示す。図７に示すように、自動運転モードで走行中に、時点ｔ１で、充電容量の低下等により電源電圧Ｖが閾値Ｖａまで低下すると、ディスプレイ３３ｂに手動運転モードへの切換を促す警報情報が表示される（ステップＳ６）。その直後に、ドライバが手動自動切換スイッチ３３ａを操作して運転モードを手動運転モードに切り換えると、切換前よりも電力消費量が減少する。これにより図７の実線に示すように、電源電圧Ｖの降下の割合（特性の傾き）が小さくなる。

手動運転モードに切り換えられた状態では、ドライバが手動運転により車両１０１を目的地（整備工場や自宅等）に向けて走行させる。このとき、電源電圧Ｖが閾値Ｖｂに低下するまでは、変速機２は車速と要求駆動力とに応じて自動的に切り換えられる。時点ｔ２で、電源電圧Ｖが閾値Ｖｂまで低下すると、変速機２が２速段に切り換えられて変速段が２速段に固定される（ステップＳ５）。このため、変速機２を変速させるための電力が不要となり、図７の実線に示すように、電源電圧Ｖの降下の割合がさらに小さくなる。以降、車両１０１はリンプホームモードで走行し、時点ｔ３で、電源電圧Ｖが閾値Ｖｄまで低下すると、車両１０１が走行不能となる。

このように本実施形態では、電源電圧Ｖが閾値Ｖａ以下になると、電源電圧Ｖの低下をドライバに報知して運転モードの手動運転モードへの切換を促す。これにより、ドライバが手動自動切換スイッチ３３ａを操作して運転モードが手動運転モードに切り換えられるようになるため、電力消費量が減少し、車両１０１の走行距離を延ばすことができる。

一方、手動運転モードへの切換を促したにも拘らず、ドライバが運転モードを切り換えない場合、図７の点線に示すように電源電圧Ｖの傾きが大きい。この場合には、その後、電源電圧Ｖが閾値Ｖｃ以下になると、変速機２が２速段に切り換えられ、車両１０１はリンプホームモードで安全地帯に退避走行する（ステップＳ８，ステップＳ９）。

本実施形態によれば以下のような作用効果を奏することができる。
（１）車両制御装置５０は、車両１０１に搭載された変速機２を駆動するための変速用アクチュエータ２３を制御する変速機制御部５２と、電源電圧Ｖを検出する電圧計３２ａと、自動運転モードから手動運転モードへの切換を指令する手動自動切換スイッチ３３ａと、自動運転モードで走行中に、電圧計３２ａにより検出された電源電圧Ｖが閾値Ｖａまで低下すると、ドライバに対する手動運転モードへの切換を促す警報情報をディスプレイ３３ｂに表示させる警報制御部５１と、を備える（図５）。変速機制御部５２は、ディスプレイ３３ｂに警報情報が表示された後、手動自動切換スイッチ３３ａにより手動運転モードへの切換が指令されてから、電圧計３２ａにより検出された電源電圧Ｖが閾値Ｖａよりも小さい閾値Ｖｂまで低下すると、変速機２を２速段に固定して走行モードをリンプホームモードに切り換えるように変速用アクチュエータ２３を制御する（図６）。

この構成により、電源電圧Ｖが閾値Ｖａまで低下したときにドライバの操作により手動運転モードに切り換えられるようになるため、自動運転モードで走行を継続するときよりも電力消費量が低減し、車両１０１の走行距離を延ばすことができる。また、電源電圧Ｖがさらに閾値Ｖｂまで低下すると、変速機２の自動変速が禁止されて変速機２が２速段に固定されるため、電力消費量を一層低減することができる。

（２）リンプホームモードにおける目標変速段である２速段は、変速用アクチュエータ２３が非通電状態のときに確立する変速段である。このため、電源電圧Ｖが低下した場合であっても、変速機２を２速段に維持することができ、車両１０１の安定した走行が可能である。また、２速段は、車両１０１の発進走行や加速走行等を容易に行うことができる変速段であるため、リンプホームモードにおける良好な走行が可能である。

（３）変速機制御部５２は、警報制御部５１からの指令によりディスプレイ３３ｂに警報情報を表示させた後、手動自動切換スイッチ３３ａにより手動運転モードへの切換が指令されずに、電圧計３２ａにより検出された電源電圧Ｖが閾値Ｖａよりも小さい閾値Ｖｃまで低下すると、変速機２を２速段に切り換えるように変速用アクチュエータ２３を制御する（図６）。これにより、例えばドライバが警報情報の表示に気付かずに手動運転モードへの切換操作がなされなかった場合、自動運転モードでの走行が継続されるが、変速段を固定することにより、電力消費量を抑えた状態で自動運転モードにより安全地帯へ退避走行することが可能である。

上記実施形態は種々の形態に変形することができる。以下、変形例について説明する。上記実施形態では、二次電池としてのバッテリ２４に設けられた電圧計３２ａにより電源電圧を検出するようにしたが、電圧計以外を用いて例えば計算により電源電圧を検出（推定）するようにしてもよく、電圧検出部の構成は上述したものに限らない。上記実施形態では、手動自動切換スイッチ３３ａにより運転モードの切換を指令するようにしたが、少なくとも自動運転モードから手動運転モードへの切換を指令するのであれば、モード切換指令部の構成はいかなるものでもよい。上記実施形態では、電源電圧Ｖが閾値Ｖａ（第１所定値）まで低下すると、警報制御部５１からの指令によりディスプレイ３３ｂに警報情報を表示するようにしたが、スピーカを介して音声で警報を出力するようにしてもよく、警報出力部の構成は上述したものに限らない。

上記実施形態では、変速機制御部５２が、車両１０１に搭載された変速機２を駆動するための変速用アクチュエータ２３を制御するようにした。例えば、変速機制御部５２が、警報が出力されても手動運転モードへの切換が指令されずに電源電圧Ｖが閾値Ｖａよりも小さい閾値Ｖｃ（第３所定値）まで低下すると、変速機２を２速段に固定するようにしたが、アクチュエータ制御部の構成はこれに限らない。すなわち、警報が出力された後、手動運転モードへの切換が指令されてから電源電圧Ｖが閾値Ｖａよりも小さい閾値Ｖｂ（第２所定値）まで低下すると、変速機の変速比を所定の変速比に固定するようにアクチュエータを制御するのであれば、アクチュエータ制御部の構成はいかなるものでもよい。変速機は無段変速機でもよく、所定の変速比は、２速段に対応した変速比に限らない。

以上の説明はあくまで一例であり、本発明の特徴を損なわない限り、上述した実施形態および変形例により本発明が限定されるものではない。上記実施形態と変形例の１つまたは複数を任意に組み合わせることも可能であり、変形例同士を組み合わせることも可能である。

２ 変速機、２４ バッテリ、２３ 変速用アクチュエータ、３２ａ 電圧計、３３ａ 手動自動切換スイッチ、４０ コントローラ、５０ 車両制御装置、５１ 警報制御部、５２ 変速機制御部、５３ 退避走行制御部、ＡＣ アクチュエータ、１０１ 車両

Claims (3)

1. 車両に搭載された変速機を駆動するためのアクチュエータを制御するアクチュエータ制御部と、
   電源電圧を検出する電圧検出部と、
   自動運転で走行する自動運転モードから手動運転で走行する手動運転モードへの切換を指令するモード切換指令部と、
   自動運転モードで走行中に、前記電圧検出部により検出された電源電圧が第１所定値まで低下すると、ドライバに対し手動運転モードへの切換を促す警報を出力する警報出力部と、を備え、
   前記アクチュエータ制御部は、前記警報出力部により警報が出力された後、前記モード切換指令部により手動運転モードへの切換が指令されてから、前記電圧検出部により検出された電源電圧が前記第１所定値よりも小さい第２所定値まで低下すると、前記変速機の変速比を所定の変速比に固定するように前記アクチュエータを制御することを特徴とする車両制御装置。
2. 請求項１に記載の車両制御装置において、
   前記所定の変速比は、前記アクチュエータが非通電状態のときに得られる変速比であることを特徴とする車両制御装置。
3. 請求項１または２に記載の車両制御装置において、
   前記アクチュエータ制御部は、前記警報出力部により警報が出力された後、前記モード切換指令部により手動運転モードへの切換が指令されずに、前記電圧検出部により検出された電源電圧が前記第１所定値よりも小さい第３所定値まで低下すると、前記変速機の変速比を前記所定の変速比に固定するように前記アクチュエータを制御することを特徴とする車両制御装置。
   

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