JP2021014197A - 車両制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】自動運転機能を有しエンジン停止中にモータの動力のみで走行可能な車両において、走行中におけるエンジンの始動頻度を低減させることが可能な技術を提供する。【解決手段】本発明の一実施形態に係る車両制御装置（走行制御装置２００）は、自動運転機能を有し、エンジン１０の停止中にモータジェネレータ３０の動力で走行可能な車両１を制御する車両制御装置であって、エンジン１０の停止中において、自動運転機能が作動中で、且つ、車両１の要求駆動力Ｆｄ＿ｒｅｑがエンジン始動閾値Ｆｄ＿ｔｈを超えた場合、モータジェネレータ３０の動力を駆動輪８０に伝達する変速機５０をシフトダウンさせる。【選択図】図４

Description

本発明は、車両制御装置に関する。

例えば、自動運転機能を有する車両において、エンジン停止状態での走行中に、車両での総電力消費量が所定値以上である場合、エンジンの始動を禁止し、自動運転機能に関連する機器への安定した電力供給を維持する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１８−１３２０１４号公報

しかしながら、上述の技術では、自動運転機能に関連する機器への安定した電力供給の維持を図ることができるものの、エンジンの始動頻度を低減させることができない。例えば、車両の駆動力源として、エンジンの他に、モータ（電動機）を有する車両では、車両が必要とする駆動力（以下、「要求駆動力」）が相対的に低い場合、エンジンを停止させて、モータのみで走行し、要求駆動力が相対的に大きくなると、エンジンを始動させる走行制御が行われる場合がある。この場合、要求駆動力の変動に応じて、エンジンの停止と始動とが繰り返される。そのため、エンジン始動の頻度が増加し、エンジンの始動のたびに車両の乗員に不快感を与えてしまう可能性がある。

そこで、上記課題に鑑み、自動運転機能を有しエンジン停止中にモータの動力のみで走行可能な車両において、走行中におけるエンジンの始動頻度を低減させることが可能な技術を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の一実施形態では、
自動運転機能を有し、エンジンの停止中にモータの動力で走行可能な車両を制御する車両制御装置であって、
前記エンジンの停止中において、前記自動運転機能が作動中で、且つ、前記車両の要求駆動力が所定閾値を超えた場合、前記モータの動力を駆動輪に伝達する変速機をシフトダウンさせる、
車両制御装置が提供される。

本実施形態によれば、車両制御装置は、エンジンの始動の代わりに、変速機のシフトダウンを利用し、要求駆動力を確保することができる。具体的には、自動運転機能が非作動中の場合、運転者のアクセルペダルの操作で車両の要求駆動力が決定される。この場合、運転者の操作を予測するのは相対的に難しく、且つ、要求駆動力の変化率も相対的に大きくなりうるため、今後の要求駆動力の変動分を満足させる目的も含めエンジンを始動させることが望ましい。これに対して、自動運転機能が作動中の場合、自動運転機能の中で要求駆動力が生成されるため、要求駆動力はある程度予測可能であり、且つ、要求駆動力の変動率も相対的に小さくなる。そのため、車両制御装置は、自動運転機能が作動中で、且つ、要求駆動力が相対的に高くなった（所定閾値を超えた）場合に、エンジンの始動の代わりに、変速機のシフトダウンにより、車両の駆動力を増加させて、要求駆動力を満足させることができる。従って、車両制御装置は、エンジンの始動頻度を低減させることができる。

上述の実施形態によれば、自動運転機能を有しエンジン停止中にモータの動力のみで走行可能な車両において、走行中におけるエンジンの始動頻度を低減させることが可能な技術を提供することができる。

車両の構成の一例を示す図である。 本実施形態に係る車両のパワートレインの一例を説明する図である。 本実施形態に係る車両のパワートレインの一例を説明する図である。 本実施形態に係る車両のパワートレインの一例を説明する図である。 本実施形態に係る変速機のそれぞれの変速段と車両の車速及び要求駆動力との関係を表すマップの一例を表す図である。 走行制御装置による制御処理の一例を概略的に示すフローチャートである。 本実施形態に係る走行制御装置による制御処理の作用を説明する図である。 本実施形態に係る走行制御装置による制御処理の作用を説明する図である。 本実施形態に係る走行制御装置による制御処理の作用を説明する図である。

以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。

［車両の構成］
まず、図１を参照して、本実施形態に係る車両１の構成を説明する。

図１は、本実施形態に係る車両１の構成の一例を示すブロック図である。

図中にて、二重線は、動力伝達系統を表し、点線は、信号伝達系統を表す。

図１に示すように、車両１は、駆動系の構成要素として、エンジン１０と、モータジェネレータ（Motor Generator）（以下、「ＭＧ」）２０，３０と、動力分配機構４０と、変速機５０と、差動装置６０と、ドライブシャフト７０と、駆動輪８０を含む。また、車両１は、制御系に関連する構成要素として、スイッチ１００と、道路交通情報通信装置１１０と、車車間通信装置１２０と、自車位置情報検出装置１３０と、走行パラメータ検出装置１４０と、周辺環境認識装置１５０と、表示装置１６０と、音出力装置１７０を含む。また、車両１は、制御系の構成要素として、走行制御装置２００と、モータジェネレータ制御装置（以下、「ＭＧ制御装置」）２１０と、エンジン制御装置２２０と、ステアリング制御装置２３０と、ブレーキ制御装置２４０と、変速制御装置２５０を含む。

エンジン１０は、車両１の駆動力源である。エンジン１０は、例えば、ガソリンを燃料とするガソリンエンジンや軽油を燃料とするディーゼルエンジンである。エンジン１０は、動力分配機構４０、変速機５０、差動装置６０、及びドライブシャフト７０を介して、駆動輪８０に車両１の駆動用の動力（トルク）を供給する。また、エンジン１０は、動力分配機構４０を介して、ＭＧ２０に発電用の動力（トルク）を供給する。

ＭＧ２０は、車両１に搭載される高圧バッテリ（例えば、数百ボルトの出力を有するリチウムイオンバッテリ等）から供給される電力により駆動され、動力分配機構４０を介して、エンジン１０に動力を供給し、エンジン１０を始動させる。また、ＭＧ２０は、動力分配機構４０を介して、エンジン１０から供給される動力で発電を行い、発電電力をＭＧ３０に供給したり、高圧バッテリに蓄電（充電）させたりする。ＭＧ２０は、例えば、同期電動発電機である。また、ＭＧ２０は、動力分配機構４０、変速機５０、差動装置６０、及びドライブシャフト７０を介して、駆動輪８０に車両１の駆動用の動力（トルク）を供給してもよい。

ＭＧ３０（モータの一例）は、高圧バッテリから供給される電力により駆動され、動力分配機構４０、変速機５０、差動装置６０、及びドライブシャフト７０を介して、駆動輪８０に車両１の駆動用の動力（トルク）を供給する。また、ＭＧ３０は、駆動輪８０、ドライブシャフト７０、差動装置６０、変速機５０、及び動力分配機構４０を通じて伝達される減速トルクによって、回生発電を行い、その発電電力を高圧バッテリに充電させる。

動力分配機構４０は、車両１の走行状態等に合わせて、エンジン１０の動力、ＭＧ２０の動力、ＭＧ３０の動力、及び駆動輪８０側（変速機５０）からの動力（減速トルク）をエンジン１０、ＭＧ２０、ＭＧ３０、及び駆動輪８０の間で適宜分配する。

変速機５０は、複数の変速段を有し、動力分配機構４０から出力される動力（トルク）を、選択されている変速段に対応する所定の変速比（減速比或いは増速比）で変速して出力する。

差動装置６０は、変速機５０から出力される動力（トルク）を左右のドライブシャフト７０（７０Ｌ，７０Ｒ）に分配して伝達する。

ドライブシャフト７０は、差動装置６０から出力される動力（トルク）を駆動輪８０に伝達する。ドライブシャフト７０は、左側のドライブシャフト７０Ｌと、右側のドライブシャフト７０Ｒとを含む。

駆動輪８０は、ドライブシャフト７０により伝達される動力（トルク）によって回転し、路面に駆動力を発生させる。駆動輪８０は、左側の駆動輪８０Ｌと、右側の駆動輪８０Ｒとを含む。

スイッチ１００は、車両１の運転者を含む乗員からの各種の操作入力を受け付ける。スイッチ１００は、例えば、車両１の自動運転機能をＯＮ／ＯＦＦするためのスイッチ（以下、「自動運転スイッチ」）を含む。スイッチ１００は、例えば、ボタンスイッチ、トグルスイッチ、レバースイッチ等のハードウェアスイッチである。また、スイッチ１００は、例えば、表示装置１６０の表示領域に表示される、所定の操作手段（例えば、表示装置１６０に実装されるタッチパネル）により操作可能な仮想的なスイッチ（アイコン）であってもよい。スイッチ１００の出力、つまり、乗員の操作入力の内容に対応する出力信号は、走行制御装置２００に取り込まれる。これにより、走行制御装置２００は、スイッチ１００に対する操作内容を把握することができる。

道路交通情報通信装置１１０は、所定の外部装置（例えば、道路交通情報通信システム（Vehicle Information and Communication System）センタ）から配信される道路交通情報を受信する。受信される道路交通情報は、走行制御装置２００に取り込まれる。これにより、走行制御装置２００は、例えば、道路交通情報を把握しながら、車両１の自動運転機能に関する走行制御を行うことができる。

車車間通信装置１２０は、所定の周波数帯（例えば、７００ＭＨｚ帯や５．８ＧＨｚ帯等）の電波を用いて、車両１の周囲の相対的に近い距離（例えば、数メートルから数十メートル）に位置する他の車両と通信を行う。これにより、車車間通信装置１２０は、車両１の周囲に存在する他の車両の位置や走行状況に関する情報（以下、「周囲車両情報」）を取得（受信）することができる。受信される周囲車両情報は、走行制御装置２００に取り込まれる。これにより、走行制御装置２００は、車両１の周囲の他の車両の位置や走行状況等を把握しながら、自動運転機能に関する走行制御を行うことができる。

自車位置情報検出装置１３０は、車両１（自車）の位置情報を検出する。自車位置情報検出装置１３０は、例えば、上空のＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）衛星から信号を受信し、自車の位置を測位可能なＧＮＳＳモジュールを含む。自車位置情報検出装置１３０の出力、即ち、車両１の位置情報は、走行制御装置２００に取り込まれる。これにより、走行制御装置２００は、例えば、車両１の現在位置と、車両１の現在位置に対応する三次元地図情報（例えば、ダイナミックマップ）とを比較しながら、車両１の自動運転機能を実現することができる。

走行パラメータ検出装置１４０は、走行制御装置２００による車両１の走行制御に用いられる制御パラメータ（走行パラメータ）に対応する車両１の各種状態に関する情報（以下、「車両情報」）や車両１の周辺の環境状態に関する情報（以下、「周辺環境情報」）を検出する。走行パラメータ検出装置１４０は、車両１の車速（車輪速）、加速度、エンジン１０の回転数、ＭＧ２０，３０の回転数等の車両情報を検出する各種センサを含む。また、走行パラメータ検出装置１４０は、例えば、外気温や明るさ（照度）等の周辺環境情報を検出する各種センサを含む。走行パラメータ検出装置１４０の出力、即ち、走行パラメータの検出情報は、走行制御装置２００に取り込まれる。

周辺環境認識装置１５０は、車両１の周辺環境（例えば、車両１から見た周辺の物体の位置、大きさ等）を認識するための情報（以下、「周辺環境認識情報」）を取得する。周辺環境認識装置１５０は、例えば、車両１の周囲を撮像し、周辺環境認識情報として撮像画像を取得するカメラを含む。また、周辺環境認識装置１５０は、例えば、車両１の周囲に走査信号（例えば、レーザや電波）を出力し、周辺環境認識情報としてその反射信号（例えば、反射光や反射波）を取得（受信）するＬＩＤＡＲ（Light Detection and Ranging）やミリ波レーダ等を含む。取得される周辺環境情報は、走行制御装置２００に取り込まれる。これにより、走行制御装置２００は、車両１の周辺環境を具体的に把握しながら、車両１の自動運転機能に関する走行制御を適切に行うことができる。

表示装置１６０は、車両１の車室内の運転者等から視認し易い位置に配置され、走行制御装置２００の制御下で、各種情報画像を表示する。これにより、走行制御装置２００は、例えば、車両１の自動運転機能による走行状況等の各種情報を運転者等に通知することができる。

音出力装置１７０は、車両１の車室内に配置され、走行制御装置２００の制御下で、車両１の車室内に各種の音を出力する。音出力装置１７０は、例えば、ブザーやスピーカ等を含む。これにより、音出力装置１７０は、音の出力態様（例えば、音量、音圧、音質、音の周期）や、音声の内容によって、各種の情報を運転者等に通知することができる。

走行制御装置２００（車両制御装置の一例）は、車両１の走行制御を行う。具体的には、走行制御装置２００は、配下のＭＧ制御装置２１０、エンジン制御装置２２０、ステアリング制御装置２３０、ブレーキ制御装置２４０、変速制御装置２５０に制御指令を出力することにより、車両１の走行制御を実現する。

走行制御装置２００は、任意のハードウェア、或いは、ハードウェア及びソフトウェアの組み合わせにより実現されてよい。走行制御装置２００は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等のメモリ装置、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の補助記憶装置、及び入出力用のインタフェース装置等を含むコンピュータを中心に構成されるＥＣＵ（Electronic Control Unit：電子制御ユニット）である。走行制御装置２００は、例えば、補助記憶装置にインストールされるプログラムをＣＰＵ上で実行することにより各種制御を実現することができる。以下、ＭＧ制御装置２１０、エンジン制御装置２２０、ステアリング制御装置２３０、ブレーキ制御装置２４０、及び変速制御装置２５０についても同様である。

例えば、走行制御装置２００は、車両１の自動運転機能が作動中である（ＯＮされている）場合、車両１の自動運転機能に関する走行制御を行う。

ＭＧ制御装置２１０は、ＭＧ２０，３０の制御を行う。具体的には、ＭＧ制御装置２１０は、高圧バッテリとＭＧ２０，３０のそれぞれとの間に介設される電力変換装置（例えば、昇圧コンバータやインバータ等）を制御することにより、ＭＧ２０，３０の所望の動作を実現する。

エンジン制御装置２２０は、エンジン１０の制御を行う。具体的には、エンジン制御装置２２０は、エンジン１０の動作に関連する各種アクチュエータ（例えば、燃料噴射装置や点火装置等）を制御することにより、エンジン１０の所望の動作を実現する。

ステアリング制御装置２３０は、車両１のステアリング装置（操舵装置）の制御を行う。具体的には、ステアリング制御装置２３０は、ステアリング装置の操舵用の電動モータを制御することにより、ステアリング装置の所望の操舵状態を実現する。

尚、電動モータは、ステアリングシャフト（コラムシャフト）を駆動する態様で設けられてもよいし、ピニオンギヤを駆動する態様で設けられてもよいし、ラックギヤを駆動する態様で設けられてもよい。

ブレーキ制御装置２４０は、車両１の油圧ブレーキシステムの制御を行う。具体的には、ブレーキ制御装置２４０は、運転者のブレーキ操作とは独立して駆動輪のホイルシリンダに作用するブレーキ油圧を調整可能な電気駆動の油圧ポンプを制御することにより、車両１の各車輪に作用する制動力を調整する。

変速制御装置２５０は、変速機５０の変速段の切り替えに関する制御を行う。具体的には、変速制御装置２５０は、変速機５０のそれぞれの変速段に対応する摩擦係合要素（例えば、後述のクラッチＣ１，Ｃ２やブレーキＢ１，Ｂ２等）を係脱させる油圧機構（例えば、油圧ピストン）の作動油の給排を切り替える電磁ソレノイドバルブを制御することにより、変速機５０の変速段の切り替えを実現する。

［車両のパワートレインの構成］
次に、図２（図２Ａ〜図２Ｃ）を参照して、車両１のパワートレイン（エンジン１０、ＭＧ２０，３０、動力分配機構４０、及び変速機５０）の詳細構成について説明する。

図２Ａ〜図２Ｃは、本実施形態に係る車両１のパワートレインの一例を説明する図である。具体的には、図２Ａは、車両１のパワートレインの詳細構成の一例を示す図である。図２Ｂは、変速機５０のそれぞれの変速段を実現する係合要素の組み合わせを示す図である。図２Ｃは、車両１のパワートレインのそれぞれの回転要素（後述の遊星歯車機構）の回転軸の動作状況を表す図である。

図２Ａに示すように、動力分配機構４０は、サンギヤＳ０、リングギヤＲ０、及びサンギヤＳ０とリングギヤＲ０との間で双方に噛み合うプラネタリギヤ（遊星ギヤ）を保持するプラネタリキャリアＣＡ０で構成される遊星歯車機構を含む。

サンギヤＳ０は、ＭＧ２０の出力軸と回転軸を共有する形で連結される。

リングギヤＲ０は、ＭＧ３０の出力軸、及び変速機５０の入力軸ＩＰと回転軸を共有する形で連結される。

プラネタリキャリアＣＡ０は、エンジン１０の出力軸（クランク軸）と回転軸を共有する形で連結される。

これにより、エンジン１０の動力（トルク）は、プラネタリキャリアＣＡ０（プラネタリギヤ）からリングギヤＲ０を介して、変速機５０に伝達され、プラネタリキャリアＣＡ０（プラネタリギヤ）からサンギヤＳ０を介して、ＭＧ２０に伝達される。また、ＭＧ２０の動力は、サンギヤＳ０からプラネタリキャリアＣＡ０（プラネタリギヤ）を介して、エンジン１０に伝達され、エンジン１０が始動される。また、ＭＧ３０の動力は、リングギヤＲ０を通じて、変速機５０に伝達され、変速機５０からの減速トルクは、リングギヤＲ０を通じて、ＭＧ３０に伝達される。

変速機５０は、サンギヤＳ１、リングギヤＲ１、及びサンギヤＳ１とリングギヤＲ１との間で双方に噛み合うプラネタリギヤを保持するプラネタリキャリアＣＡ１で構成される遊星歯車機構を含む。また、変速機５０は、サンギヤＳ２、リングギヤＲ２、及びサンギヤＳ２とリングギヤＲ２との間で双方に噛み合うプラネタリギヤを保持するプラネタリキャリアＣＡ２で構成される遊星歯車機構を含む。また、変速機５０は、クラッチＣ１，Ｃ２と、ブレーキＢ１，Ｂ２と、ワンウェイクラッチＦ１とを含む。

サンギヤＳ１は、ブレーキＢ１によって、変速機５０の筐体（「ケース」或いは「ハウジング」とも称する）に固定可能に保持される。

リングギヤＲ１は、プラネタリキャリアＣＡ２及び変速機５０の出力軸ＯＰと回転軸を共有する形で連結される。

プラネタリキャリアＣＡ１は、クラッチＣ２を介して、変速機５０の入力軸ＩＰと回転軸を共有する形で連結される。また、プラネタリキャリアＣＡ１は、ワンウェイクラッチＦ１を介して、リングギヤＲ２と回転軸を共有する形で連結される。

サンギヤＳ２は、クラッチＣ１を介して、変速機５０の入力軸ＩＰと回転軸を共有する形で連結される。

リングギヤＲ２は、上述の如く、ワンウェイクラッチＦ１を介して、プラネタリキャリアＣＡ１と回転軸を共有する形で連結される。また、リングギヤＲ２は、ブレーキＢ２によって、変速機５０の筐体に固定可能な態様で保持される。

プラネタリキャリアＣＡ２は、リングギヤＲ１及び変速機５０の出力軸ＯＰと回転軸を共有する形で連結される。

図２Ｂに示すように、変速機５０の変速段が１速の場合、クラッチＣ１、ブレーキＢ１、及びワンウェイクラッチＦ１が係合状態になる。この場合、図２Ａに示すように、動力分配機構４０（リングギヤＲ０）の出力は、入力軸ＩＰ及びクラッチＣ１を経由してサンギヤＳ２に入力される。そして、その動力は、リングギヤＲ２が固定された状態で、プラネタリキャリアＣＡ２に伝達され、出力軸ＯＰから出力される。また、図２Ｃに示すように、入力軸ＩＰと同じ回転数のサンギヤＳ２（点Ｐ１参照）と、ブレーキＢ２で固定されるリングギヤＲ２（点Ｐ２参照）との関係によって、プラネタリキャリアＣＡ２は、サンギヤＳ２の回転数を最大の減速比で減速して出力する（点２０１参照）。

また、図２Ｂに示すように、変速機５０の変速段が２速の場合、クラッチＣ１及びブレーキＢ１が係合状態になる。この場合、図２Ｂに示すように、動力分配機構４０（リングギヤＲ０）の出力は、入力軸ＩＰ及びクラッチＣ１を経由してサンギヤＳ２に入力される。そして、その動力は、サンギヤＳ１が固定された状態で、プラネタリキャリアＣＡ１及びリングギヤＲ１のそれぞれと連動するリングギヤＲ２及びプラネタリキャリアＣＡ２が回転することで、プラネタリキャリアＣＡ２に伝達され、出力軸ＯＰから出力される。また、図２Ｃに示すように、入力軸ＩＰと同じ回転数のサンギヤＳ２（点Ｐ１参照）と、ブレーキＢ１で固定されるサンギヤＳ１（点Ｐ３参照）との関係によって、プラネタリキャリアＣＡ２は、サンギヤＳ２の回転数を２番目の減速比で減速して出力する（点２０２参照）。

また、図２Ｂに示すように、変速機５０の変速段が３速の場合、クラッチＣ１及びクラッチＣ２が係合状態になる。この場合、図２Ａに示すように、動力分配機構４０（リングギヤＲ０）の出力は、入力軸ＩＰ及びクラッチＣ１を経由して、サンギヤＳ２に入力されると共に、入力軸ＩＰ及びクラッチＣ２を経由して、プラネタリキャリアＣＡ１に入力される。そして、その動力は、プラネタリキャリアＣＡ１及びサンギヤＳ２のそれぞれから回転軸が共有されるリングギヤＲ１及びプラネタリキャリアＣＡ２に同じ回転数のまま伝達され、出力軸ＯＰから出力される。また、図２Ｃに示すように、入力軸ＩＰと同じ回転数のサンギヤＳ２（点Ｐ１参照）及びプラネタリキャリアＣＡ１（点Ｐ４参照）の関係によって、プラネタリキャリアＣＡ２及びリングギヤＲ１は、サンギヤＳ２及びプラネタリキャリアＣＡ１の回転数を減速も増速もせずにそのまま出力する（点２０３参照）。

また、図２Ｂに示すように、変速機５０の変速段が４速の場合、クラッチＣ２及びブレーキＢ１が係合状態になる。この場合、図２Ａに示すように、動力分配機構４０（リングギヤＲ０）の出力は、入力軸ＩＰ及びクラッチＣ２を経由して、プラネタリキャリアＣＡ１に入力される。そして、その動力は、サンギヤＳ１が固定された状態で、リングギヤＲ１に伝達され、出力軸ＯＰから出力される。また、図２Ｃに示すように、入力軸ＩＰと同じ回転数のプラネタリキャリアＣＡ１（点Ｐ４参照）と、ブレーキＢ１で固定されるサンギヤＳ１（点Ｐ３参照）との関係によって、リングギヤＲ１は、プラネタリキャリアＣＡ１の回転数を増速して出力する（点２０４参照）。

尚、車両１の後退走行（バック走行）は、ＭＧ３０が逆回転することにより実現される。この場合、図２Ｂに示すように、クラッチＣ１及びブレーキＢ２が係合状態となる。また、図２Ｃに示すように、ＭＧ３０（サンギヤＳ０）と同様に逆回転するサンギヤＳ２（点Ｐ５参照）と、ブレーキＢ２で固定されるリングギヤＲ２（点Ｐ２参照）との間の関係によって、プラネタリキャリアＣＡ２は、サンギヤＳ２の逆方向の回転数を減速して出力する（点２０５参照）。

［変速機の制御方法］

図３は、本実施形態に係る変速機５０のそれぞれの変速段と車両１の車速及び要求駆動力との関係を表すマップ（以下、「変速マップ」）である。

図３に示すように、境界線３１０は、エンジン１０を停止させて、ＭＧ３０の動力のみで走行可能な限界を表す。即ち、走行制御装置２００は、境界線３１０よりも車両１の要求駆動力及び車両１の車速が相対的に低い領域（以下、「ＭＧ走行領域」）において、ＭＧ３０のみで車両１を走行させ、ＭＧ走行領域以外の領域（以下、「エンジン走行領域」）では、エンジン１０及びＭＧ３０の動力で車両１を走行させる。

境界線３２０は、変速機５０の変速段を１速から２速に切り替える（シフトアップする）条件を表している。具体的には、変速制御装置２５０は、変速機５０の変速段が１速の状態で、車両１の要求駆動力及び車速が境界線３２０の左側の領域から右側の領域に遷移する場合に、変速段を１速から２速に切り替える（シフトアップさせる）。

境界線３３０は、変速機５０の変速段を２速から１速に切り替える（シフトダウンする）条件を表している。具体的には、変速制御装置２５０は、変速機５０の変速段が２速の状態で、車両１の要求駆動力及び車速が境界線３３０の右側の領域から左側の領域に遷移する場合に、変速段を２速から１速に切り替える（シフトダウンさせる）。

境界線３４０は、変速機５０の変速段を２速から３速に切り替える（シフトアップする）条件を表している。具体的には、変速制御装置２５０は、変速機５０の変速段が２速の状態で、車両１の要求駆動力及び車速が境界線３４０の左側の領域から右側の領域に遷移する場合に、変速段を２速から３速に切り替える（シフトアップさせる）。

境界線３５０は、変速機５０の変速段を３速から２速に切り替える（シフトダウンする）条件を表している。具体的には、変速制御装置２５０は、変速機５０の変速段が３速の状態で、車両１の要求駆動力及び車速が境界線３５０の右側の領域から左側の領域に遷移する場合に、変速段を３速から２速に切り替える（シフトダウンさせる）。

境界線３６０は、変速機５０の変速段を３速から４速に切り替える（シフトアップする）条件を表している。具体的には、変速制御装置２５０は、変速機５０の変速段が３速の状態で、車両１の要求駆動力及び車速が境界線３６０の左側の領域から右側の領域に遷移する場合に、変速段を３速から４速に切り替える（シフトアップさせる）。

境界線３７０は、変速機５０の変速段を４速から３速に切り替える（シフトダウンする）条件を表している。具体的には、変速制御装置２５０は、変速機５０の変速段が４速の状態で、車両１の要求駆動力及び車速が境界線３７０の右側の領域から左側の領域に遷移する場合に、変速段を４速から３速に切り替える（シフトダウンさせる）。

また、ＭＧ走行領域には、境界線３２０，３３０，３４０，３５０が含まれる一方、境界線３６０，３７０は含まれない。つまり、変速制御装置２５０は、ＭＧ３０のみの動力で車両１が走行している最中において、変速機５０の１速〜３速を使用し、４速を使用しない。

尚、非常に短い時間でシフトアップ方向或いはシフトダウン方向に複数の境界線を跨ぐ形で、車両１の要求駆動力や車速が相対的に大きく変化する場合がある。この場合、変速制御装置２５０は、変速段を一気に複数の段階で変化させる。例えば、変速制御装置２５０は、変速機５０の変速段が４速の状態で、車両１の要求駆動力及び車速が境界線３７０よりも右側の領域から境界線３５０と境界線３３０との間の領域に、非常に短い時間で遷移する場合、変速段を４速から２速に切り替える。

［制御処理］
次に、図４を参照して、走行制御装置２００による制御処理について説明する。

図４は、走行制御装置２００による制御処理の一例を概略的に示すフローチャートである。本フローチャートは、車両１の起動（イグニッションオン）から停止（イグニッションオフ）までの間のエンジン１０の停止中において、所定の処理周期ごとに繰り返し実行される。

ステップＳ１０２にて、走行制御装置２００は、車両１に必要とされる要求駆動力Ｆｄ＿ｒｅｑがエンジン１０を始動させる基準となる閾値（以下、「エンジン始動閾値」）Ｆｄ＿ｔｈ（所定閾値の一例）を超えたか否かを判定する。走行制御装置２００は、要求駆動力Ｆｄ＿ｒｅｑがエンジン始動閾値Ｆｄ＿ｔｈを超えた場合、ステップＳ１０４に進み、それ以外の場合、今回の処理を終了する。

ステップＳ１０４にて、走行制御装置２００は、例えば、自動運転スイッチがＯＮ操作されたことによって、自動運転機能が作動中であるかされているか否かを判定する。走行制御装置２００は、自動運転機能が作動中である場合、ステップＳ１０６に進み、自動運転機能が作動中でない（非作動中である）場合、ステップＳ１１０に進む。

尚、要求駆動力Ｆｄ＿ｒｅｑは、自動運転機能が非作動中である（ＯＦＦされている）場合、車両１の運転者のアクセルペダルの操作状態（アクセル開度）に応じて決定され、自動運転機能が作動中である（ＯＮされている）場合、自動運転機能の中で、走行制御装置２００により自動で生成される。

ステップＳ１０６にて、走行制御装置２００は、例えば、車両１の現在の車速及び要求駆動力Ｆｄ＿ｒｅｑと、変速マップ（図３参照）等とに基づき、変速機５０のシフトダウンによって、要求駆動力Ｆｄ＿ｒｅｑを確保することが可能か否かを判定する。走行制御装置２００は、変速機５０のシフトダウンによって、要求駆動力Ｆｄ＿ｒｅｑを確保可能である場合、ステップＳ１０８に進み、要求駆動力Ｆｄ＿ｒｅｑを確保不可能である場合、ステップＳ１１０に進む。

ステップＳ１０８にて、走行制御装置２００は、変速制御装置２５０に指令を出力し、変速機５０をシフトダウンさせて、変速段を低速側に切り替えて、今回の処理を終了する。

ステップＳ１１０にて、走行制御装置２００は、ＭＧ制御装置２１０及びエンジン制御装置２２０に指令を出力し、ＭＧ２０を用いて、エンジン１０を始動させ、今回の処理を終了する。

このように、本例では、走行制御装置２００は、要求駆動力Ｆｄ＿ｒｅｑを確保するためのエンジン１０の始動条件を、自動運転機能が作動中の場合、非作動中の場合よりも、エンジン１０が始動しにくくなるように、自動運転機能が作動中の場合と非作動中の場合とで異ならせる。具体的には、走行制御装置２００は、エンジン１０の停止中において、自動運転機能が非作動中で、且つ、車両１の要求駆動力Ｆｄ＿ｒｅｑがエンジン始動閾値Ｆｄ＿ｔｈを超えた場合、エンジン１０を始動させる。一方、走行制御装置２００は、自動運転機能が作動中で、且つ、車両１の要求駆動力Ｆｄ＿ｒｅｑがエンジン始動閾値Ｆｄ＿ｔｈを超えた場合、エンジン１０の始動よりも変速機５０のシフトダウンを優先的に使用する。これにより、走行制御装置２００は、自動運転機能の作動中におけるエンジン１０の始動を抑制することができる。

［本実施形態の作用］
次に、図５（図５Ａ〜図５Ｃ）を参照して、本実施形態に係る車両１（走行制御装置２００）の作用について説明する。

図５Ａ〜図５Ｃは、本実施形態に係る走行制御装置２００による制御処理の作用を説明する図である。具体的には、図５Ａは、車両１の要求駆動力Ｆｄ＿ｒｅｑの時間変化を表すタイムチャート５１０の図である。図５Ｂは、図５Ａ（タイムチャート５１０）の要求駆動力Ｆｄ＿ｒｅｑの時間変化に対応する、自動運転機能の非作動中におけるエンジン１０の回転数及び変速機５０の変速段のタイムチャート５２０，５３０を表す図である。図５Ｃは、図５Ａ（タイムチャート５１０）の要求駆動力Ｆｄ＿ｒｅｑの時間変化に対応する、自動運転機能の作動中におけるエンジン１０の回転数及び変速機５０の変速段（ギヤ段）のタイムチャート５４０，５５０を表す図である。

図５Ａ（タイムチャート５１０）に示すように、要求駆動力Ｆｄ＿ｒｅｑは、時刻ｔ１より前の時点で、徐々に増加し、時刻ｔ１でエンジン始動閾値Ｆｄ＿ｔｈを上回った（図４のステップＳ１０４のＹＥＳ）後、直ぐに、時刻ｔ２でエンジン始動閾値Ｆｄ＿ｔｈを下回っている。

このような要求駆動力Ｆｄ＿ｒｅｑの時間変化に対して、図５Ｂに示すように、自動運転機能が非作動中で、運転者によりアクセルペダルの操作が行われている場合、時刻ｔ１にて、変速機５０の変速段が維持されたまま、エンジン１０が始動し（図４のステップＳ１１０）、時刻ｔ２で、エンジン１０が停止している。運転者の操作を予測するのは相対的に難しく、且つ、要求駆動力Ｆｄ＿ｒｅｑの変化率も相対的に大きくなりうるため、今後の要求駆動力Ｆｄ＿ｒｅｑの変動分を満足させる目的も含めエンジン１０を始動させることが望ましいからである。そのため、例えば、エンジン始動閾値Ｆｄ＿ｔｈの前後で要求駆動力Ｆｄ＿ｒｅｑが推移すると、エンジン１０の始動と停止とが繰り返され、エンジン１０の始動頻度が増加する。よって、仮に、自動運転機能が作動中に、同様の制御態様が採用されると、エンジン１０の始動頻度の増加に伴い、車両１の運転者を含む乗員に不快感を与えてしまう可能性がある。自動運転機能の非作動中における要求駆動力Ｆｄ＿ｒｅｑは、アクセルペダルの操作状態として出力される、運転者の意思に基づき決定される一方、自動運転機能の作動中における要求駆動力Ｆｄ＿ｒｅｑは、車両１の運転者の意思とは無関係であるからである。

これに対して、本実施形態では、図５Ｃに示すように、自動運転機能が作動中の場合、時刻ｔ１にて、エンジン１０の停止状態が維持されたまま、変速機５０がシフトダウンし（図４のステップＳ１０８）、時刻ｔ２で、変速機５０がシフトアップし、元の変速段に戻っている。そのため、エンジン始動閾値Ｆｄ＿ｔｈの前後で要求駆動力Ｆｄ＿ｒｅｑが推移するような状況であっても、エンジン１０の始動と停止との繰り返しが抑制され、エンジン１０の始動頻度が低下する。

このように、本実施形態では、走行制御装置２００は、エンジン１０の停止中において、自動運転機能が作動中で、且つ、車両１の要求駆動力Ｆｄ＿ｒｅｑが所定閾値（エンジン始動閾値Ｆｄ＿ｔｈ）を超えた場合、ＭＧ３０の動力を駆動輪に伝達する変速機５０をシフトダウンさせる。具体的には、走行制御装置２００は、エンジン１０の停止中において、自動運転機能が作動中で、且つ、車両１の要求駆動力が所定閾値を超えた場合、エンジン１０の始動よりも変速機５０のシフトダウンを優先的に使用する。

これにより、走行制御装置２００は、エンジン１０の始動の代わりに、変速機５０のシフトダウンを利用し、要求駆動力を確保することができる。具体的には、自動運転機能が非作動中の場合、運転者のアクセルペダルの操作で車両１の要求駆動力が決定される。この場合、運転者の操作を予測するのは相対的に難しく、且つ、要求駆動力の変化率も相対的に大きくなりうるため、今後の要求駆動力の変動分を満足させる目的も含めエンジン１０を始動させることが望ましい。これに対して、自動運転機能が作動中の場合、自動運転機能の中で要求駆動力が生成されるため、要求駆動力はある程度予測可能であり、且つ、要求駆動力の変動率も相対的に小さくなる。そのため、走行制御装置２００は、自動運転機能が作動中で、且つ、要求駆動力が相対的に高くなった（所定閾値を超えた）場合に、エンジン１０の始動の代わりに、変速機５０のシフトダウンにより、車両１の駆動力を増加させて、要求駆動力を満足させることができる。従って、走行制御装置２００は、エンジン１０の始動頻度を低減させることができる。

以上、本発明を実施するための形態について詳述したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・改良が可能である。

例えば、上述の実施形態では、車両１は、自動運転機能がＯＮ／ＯＦＦされるが、常時、自動運転機能がＯＮ状態であってもよい。即ち、車両１は、乗員の運転操作（アクセル操作、ブレーキ操作、操舵操作、シフトチェンジ操作等）を全く受け付けず、自律的に走行を行う形態であってもよい。この場合、上述の図４のステップＳ１０４は省略され、ステップＳ１０２の判定結果がＹＥＳの場合、ステップＳ１０６に進む。

また、上述の実施形態では、走行制御装置２００は、自動運転機能が作動中の場合、自動運転機能が非作動中の場合よりもエンジン１０が始動しにくくなるようにエンジン１０の始動条件を異ならせるが、逆に、エンジン１０の停止条件を異ならせてもよい。即ち、走行制御装置２００は、エンジン１０の稼働中において、自動運転機能が作動中の場合、自動運転機能の非作動中の場合よりも、一旦、始動させたエンジン１０が停止しにくくなるように、エンジン１０の停止条件を異ならせてもよい。これにより、走行制御装置２００は、エンジン１０を始動させることになったとしても、エンジン１０の停止を抑制することにより、エンジン１０の始動回数を低減させることができる。

１ 車両
１０ エンジン
２０ モータジェネレータ
３０ モータジェネレータ（モータ）
４０ 動力分配機構
５０ 変速機
１４０ 走行パラメータ検出装置
２００ 走行制御装置（車両制御装置）
２１０ モータジェネレータ制御装置
２２０ エンジン制御装置
２５０ 変速制御装置

Claims (1)

1. 自動運転機能を有し、エンジンの停止中にモータの動力で走行可能な車両を制御する車両制御装置であって、
   前記エンジンの停止中において、前記自動運転機能が作動中で、且つ、前記車両の要求駆動力が所定閾値を超えた場合、前記モータの動力を駆動輪に伝達する変速機をシフトダウンさせる、
   車両制御装置。

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