JP2022030563A - 電動車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】少なくとも三つの走行モードの設定が可能な車両において、運転者に対して走行モードを設定するための操作の負担を抑制することが可能な電動車両の制御装置を提供する。【解決手段】ＥＶモードと、クラッチペダルの操作およびシフト装置の操作に応じてモータのトルクを定めて走行するＭＴ－ＥＶモードと、駆動力と制動力とを人の操作なく制御することにより自動運転走行する自動運転モードとを設定することが可能な電動車両の制御装置において、ＥＶモードあるいはＭＴ－ＥＶモードから自動運転モードに切り替える要求があるか否かを、運転者の所定の操作あるいは動作（例えばスイッチ操作）により判断するように構成され、その所定の操作あるいは動作を検知した場合に（ステップＳ３）、走行モードを前記自動運転モードに切り替える（ステップＳ４）。【選択図】図３

Description

この発明は、少なくともモータを駆動力源とする電動車両の制御装置に関するものである。

特許文献１には、モータを駆動力源とする電気自動車に関する発明が記載されている。この特許文献１に記載された電気自動車は、擬似的なシフトチェンジを演出するための所定の契機で、駆動モータのトルクを設定変動量だけ減少させた後に増加させるトルク変動制御を実行する。所定の契機は、例えば、車速、アクセル開度、および、ブレーキ踏み込み量などに基づいて規定されている。そして、この特許文献１に記載された電気自動車によれば、上記のようなトルク変動制御を行って擬似的なシフトチェンジを演出することにより、手動変速機を搭載した車両の運転に慣れた運転者が有段変速機を搭載しない電気自動車を運転する場合であっても、その運転者に違和感を与えてしまうことを抑制できる、とされている。

また、特許文献２に記載されている電気自動車は、上記の特許文献１に記載された電気自動車と同様に、擬似的なシフトチェンジを演出するための所定の契機で、インバータのキャリア周波数を設定変動量だけ変化させる周波数変動制御を実行する。この特許文献２に記載された電気自動車における周波数変動制御では、例えば、インバータのキャリア周波数を減少させることにより、モータが発生する低音のノイズが増大し、その増大したノイズによって擬似的なシフトチェンジを演出している。

特開２０１８－１６６３８６号公報 特開２０１８－１９１３６６号公報

通常、エンジンを駆動力源とする車両（エンジン車両）では、エンジンの回転数を変速して出力トルクを駆動輪へ伝達する変速機が併せて用いられる。エンジン車両の変速機は、運転者によるクラッチ操作が不要な自動変速機（ＡＴ）が主流になっており、運転者がクラッチペダルおよびシフトレバーを操作してシフトチェンジを行う手動変速機（ＭＴ）は減少している。しかしながら、ＭＴは、ＡＴと比較して構造がシンプルであり、そのため、信頼性や耐久性に優れている。そして、ＭＴを搭載したいわゆる３ペダルの車両（ＭＴ車）では、運転者が、自ら変速操作を行い、意図する通りに車両を運転操作することによる、快適なドライビングフィールを得ることができる。そのため、依然として３ペダルのＭＴ車を支持する一定数のユーザーが存在する。そのような３ペダルのＭＴ車を好む運転者、あるいは、３ペダルのＭＴ車の運転操作に慣れた運転者は、ＡＴを搭載した車両、もしくは、ハイブリッド車両や変速機を必要としない電気自動車などの電動車両を運転する際に、車両の挙動および運転感覚がＭＴ車と異なっていることに起因する違和感や不足感を抱く場合がある。そこで、上記の特許文献１および特許文献２に記載された電気自動車では、上記のようなトルク変動制御や周波数変動制御を実行することにより、擬似的なシフトチェンジを演出している。

上述したように、特許文献１および特許文献２に記載された電気自動車によれば、シフトチェンジを演出することにより、ＭＴ車の運転に慣れた運転者に違和感を与えてしまうことを抑制できる。一方、車両には、近年、人がアクセル操作およびブレーキ操作しないで走行する、いわゆる自動運転制御が可能な車両がある。そのような自動運転制御を上記の電気自動車で適用した場合には、通常のＥＶ走行、ＭＴ車を模擬したＥＶ走行、自動運転走行が可能となる。その場合、搭乗者は、走行シーンに応じて適宜の走行モードを設定して走行することが可能になるが、一般的には、走行モードを変更する際には、段階的に走行モードを切り替えることになる。上記の三つの走行モードが設定できる場合には、例えばＥＶ走行モードからＭＴ車を模擬したＥＶモード、そしてＭＴ車を模擬したＥＶモードから自動運転モードのように二段階の走行モードの切り替えを行うことになる。そのような場合、運転者あるいは搭乗者に対して、走行モードの切り替え完了までに時間を要することを要因として煩わしさや不快感を与えるおそれがある。言い換えれば、走行モードの切り替え操作における負担が大きくなる場合がある。

この発明は上記の技術的課題に着目して考え出されたものであり、少なくとも三つの走行モードの設定が可能な車両において、運転者に対して走行モードを設定するための操作の負担を抑制することが可能な電動車両の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、少なくともモータを有する駆動力源と、運転者によって操作されるアクセルペダルと、前記運転者により操作されるクラッチペダルと、前記運転者により操作されるシフト装置とを備え、少なくとも前記モータのトルクにより走行するＥＶモードと、前記クラッチペダルの操作および前記シフト装置の操作に応じて前記モータのトルクを定めて走行するマニュアルＥＶモードと、人が運転操作することなく、駆動力と制動力とを制御することにより自動運転走行する自動運転モードとを設定することが可能な電動車両の制御装置において、前記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、前記ＥＶモードあるいは前記マニュアルＥＶモードから前記自動運転モードに切り替える要求があるか否かを、前記運転者の所定の操作あるいは動作により判断するように構成され、前記所定の操作あるいは動作を検知した場合に、走行モードを前記自動運転モードに切り替えるように構成されていることを特徴とするものである。

この発明によれば、走行モードを自動運転モードへ切り替える際に、運転者の一つの操作や動作によって、自動運転モードへの切り替えができる。具体的には、運転者が自動運転モードへの切り替えの所定の操作あるいは動作をすることにより行うことができる。その操作や動作は例えば、走行モードの切り替えスイッチを操作すること、あるいは、ＨＭＩ装置のディスプレイを操作すること、あるいは、音声認識による発声を行うこと、その他身振り、手振りなどの動作をすることにより、自動運転モードへの切り替えが行われる。つまり、三つ以上の走行モードの設定が可能な車両であっても、一つの操作によって、簡単に自動運転モードへ切り替えが可能となる。したがって、例えば、ＭＴ－ＥＶモードで走行中の運転者が、一般道路から高速道路に進入して、自動運転モードに切り替えたい場合などに、一つの簡単な操作で自動運転モードに切り替えることができる。そのため、自動運転モードへ切り替える際の煩わしさや不快感を運転者に与えることを回避もしくは抑制できる。言い換えれば、走行モードを切り替える際の運転者の負担を低減させることができる。

この発明で制御対象にする電動車両の構成（駆動系統および制御系統）の一例を示す図である。 この発明の実施形態におけるコントローラ（ＥＣＵ）の内容を説明するための図である。 この発明の電動車両の制御装置によって実行される制御の一例を説明するためのフローチャートである。 この発明の電動車両の制御装置によって実行される他の制御の一例を説明するためのフローチャートである。

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。

この発明の実施形態で制御の対象にする車両は、少なくとも一基のモータを駆動力源として備える電動車両である。駆動力源として一基または複数のモータを搭載した電気自動車であってもよい。あるいは、駆動力源としてエンジンおよびモータを搭載したいわゆるハイブリッド車両でもよい。それら電気自動車またはハイブリッド車両のいずれであっても、駆動力源のモータが出力するトルクを駆動輪に伝達して駆動力を発生する。駆動力は、運転者によるアクセルペダルの操作量に基づいて制御される。

また、この発明で対象とすることができる車両は、運転者が操作することなく走行することができるように構成されている。具体的には、運転者がアクセル操作やブレーキ操作を行うことなく、駆動力や制動力を制御して自動で走行することができるように構成されている。そのような走行を行うことができる制御の一例としては、従来知られているクルーズ・コントロール制御、ならびに、上記駆動力や制動力に加えて舵角も制御することができるように構成された、いわゆる自動運転制御などである。なお、これらのクルーズ・コントロール制御や自動運転制御は、例えば運転者や搭乗者によるスイッチ操作により実行、あるいは、各種センサからの信号によって実行される。

図１に、この発明の実施形態で制御対象にする電動車両の構成（駆動系統および制御系統）の一例を概略的に示してある。図１に示す電動車両（以下、車両）Ｖｅは、駆動力源としてモータ（ＭＧ）１を搭載した電気自動車である。車両Ｖｅは、主要な構成要素として、駆動輪２、アクセルペダル３、ブレーキペダル４、検出部５、バッテリ（ＢＡＴＴ）６、および、コントローラ（ＥＣＵ）７を備えている。なお、この発明の実施形態における駆動力源は、モータ１の他に、一基または複数のモータを備えていてもよい。また、モータ１およびエンジン（図示せず）を備えていてもよい。あるいは、モータ１およびエンジン（図示せず）、ならびに、動力分割機構や変速機構など（図示せず）を備えたいわゆるハイブリッド駆動ユニットであってもよい。

モータ１は、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。モータ１は、少なくとも、電力が供給されることにより駆動されてトルクを出力する電動機としての機能を有している。また、モータ１は、外部からトルクを受けて駆動されることによって電力を発生する発電機として機能させてもよい。すなわち、モータ１は、電動機としての機能と発電機としての機能とを兼ね備えたいわゆるモータ・ジェネレータであってもよい。モータ１には、そのモータ１に通電する電流の大きさや、各相に通電する電流の周波数を制御するためのインバータ８が接続されている。また、そのインバータ８にはバッテリ６が接続されている。したがって、バッテリ６に蓄えられている電力をモータ１に供給し、モータ１を電動機として機能させて、駆動トルクを出力することができる。また、駆動輪２から伝達されるトルクによってモータ１を発電機として機能させて、その際に発生する回生電力をバッテリに蓄えることもできる。モータ１は、後述するコントローラ７によって出力回転数や出力トルクが電気的に制御される。また、モータ・ジェネレータであれば、上記のような電動機としての機能と発電機としての機能との切り替えなどが電気的に制御される。

駆動輪２は、モータ１が出力する駆動トルクが伝達されることにより、車両Ｖｅの駆動力を発生する。図１に示す実施形態では、駆動輪２は、減速ギヤ９、デファレンシャルギヤ１０、および、ドライブシャフト１１を介して、駆動力源（すなわちモータ１）に連結されている。なお、この発明の実施形態における車両Ｖｅは、図１に示す実施形態のように、駆動トルク（モータ１の出力トルク）を前輪に伝達し、前輪で駆動力を発生させる前輪駆動車であってもよい。あるいは、車両Ｖｅは、駆動トルクを、例えばプロペラシャフト（図示せず）等を介して後輪に伝達し、後輪で駆動力を発生させる後輪駆動車であってもよい。あるいは、車両Ｖｅは、トランスファ機構（図示せず）を設けて、駆動トルクを前輪および後輪の両方に伝達し、前輪および後輪の両方で駆動力を発生させる四輪駆動車であってもよい。

アクセルペダル３は、運転者の加速意図に応じて車両Ｖｅの駆動力を発生させるアクセル装置（図示せず）の操作部として設けられており、従来一般的な構成が用いられる。アクセル装置は、例えば、運転者によるアクセルペダル３やアクセルレバー（図示せず）などの操作部を操作することによって作動し、車両Ｖｅの駆動力あるいは加速度を発生させる。図１に示す実施形態では、アクセル装置は、運転者によるアクセルペダル３の踏み込み操作に応じて駆動力あるいは加速度を発生させるように構成されている。具体的には、アクセル装置は、アクセルペダル３の踏み込み量（操作量）に応じた駆動力あるいは加速度を発生する。

ブレーキペダル４は、車両Ｖｅの制動力を発生するブレーキ装置（図示せず）の操作部として設けられており、従来一般的な構成が用いられる。ブレーキ装置は、例えば、運転者によるブレーキペダル４やブレーキレバー（図示せず）などの操作部の操作によって作動し、車両Ｖｅの制動力（制動トルク）を発生する。図１に示す実施形態では、ブレーキ装置は、運転者によるブレーキペダル４の踏み込み操作に応じて制動力を発生するように構成されている。例えば、ブレーキ装置は、ブレーキペダル４の踏み込み量あるいは踏力に応じたブレーキ油圧が作用し、そのブレーキ油圧に応じた制動力を発生する。

この発明の実施形態における車両Ｖｅは、いわゆる３ペダルのＭＴ車両（クラッチペダルを備える手動変速機を搭載したエンジン車両）を好む運転者、あるいは、３ペダルのＭＴ車の運転操作に慣れた運転者のニーズに応えるために、３ペダルのＭＴ車を模するように構成されている。そのために、車両Ｖｅは、クラッチペダル１２、および、シフトレバー（シフト装置）１３を備えている。

クラッチペダル１２は、運転者によって操作される模擬的な操作部である。この発明の実施形態における車両Ｖｅは電動車両であり、従来のエンジン車両に設けられているような手動変速機を搭載していない。したがって、車両Ｖｅは、エンジンと手動変速機との間の動力伝達を遮断するクラッチ機構も有していない。このクラッチペダル１２は、実際にクラッチを動作させるためのものではなく、電動車両であっても３ペダルのＭＴ車の運転操作を疑似的に体感できるようにするために、模擬的に設けられている。クラッチペダル１２は、従来の３ペダルのＭＴ車で採用されているクラッチペダルと同様の構成のものが設けられている。なお、クラッチペダル１２とシフトレバー１３とが互いに連携して動作するように構成してもよい。また、クラッチペダル１２は、既存の３ペダルのＭＴ車で採用されているシステムを倣って、運転者がクラッチペダル１２を所定の操作量以上に踏み込んで動作させた場合に、車両Ｖｅのパワースイッチが起動可能な状態になるように構成してもよい。

シフトレバー１３は、運転者によって操作される模擬的な操作部である。上記のように、この発明の実施形態における車両Ｖｅは、従来のエンジン車両に設けられているような手動変速機を搭載していない。したがって、車両Ｖｅは、本来は手動変速機を動作させるためのシフト装置を必要としない。このシフトレバー１３は、実際に手動変速機を動作させるためのものではなく、電動車両であっても３ペダルのＭＴ車の運転操作を疑似的に体感できるようにするために、模擬的に設けられている。シフトレバー１３は、従来の３ペダルのＭＴ車で採用されているシフトレバーと同様の構成のものが設けられている。例えば、シフトレバー１３は、いわゆるＨパターンと呼ばれるシフトパターンをなぞって動作するように構成されている。また、シフトレバー１３は、クラッチペダル１２の動作と連携して動作するように構成してもよい。例えば、クラッチペダル１２が所定の操作量以上に踏み込まれた場合に、シフトレバー１３の動作が可能になるように構成してもよい。あるいは、クラッチペダル１２が所定の操作量未満の状態でシフトレバー１３が操作された場合は、疑似的にギヤが干渉する状態を演出するように構成してもよい。

検出部５は、車両Ｖｅを制御する際に必要な各種のデータや情報を取得するための機器あるいは装置であり、例えば、電源部、マイクロコンピュータ、センサ、および、入出力インターフェース等を含む。特に、この発明の実施形態における検出部５は、アクセルペダル３の操作量、クラッチペダル１２の操作量、および、シフトレバー１３の操作位置、自動運転に関連する各種データを検出する。具体的には、検出部５は、運転者によるアクセルペダル３の操作量（踏み込み量、アクセル開度など）を検出するアクセルペダルセンサ５ａ、運転者によるブレーキペダル４の操作量（踏み込み量、踏力など）を検出するブレーキペダルセンサ５ｂ、運転者によるクラッチペダル１２の操作量（踏み込み量、踏み込み角度など）を検出するクラッチペダルセンサ５ｃ、運転者によるシフトレバー１３の操作位置（例えば、第１速段から第６速段、後進段（Ｒ）、ニュートラル（Ｎ））を検出するシフトポジションセンサ５ｄ、モータ１の回転数を検出するモータ回転数センサ（または、レゾルバ）５ｅ、モータ１のトルクを検出もしくは算出するモータトルクセンサ５ｆ、および、ステアリングの舵角を検出する舵角センサ５ｇなどを有している。その他、図示しないものの、車両Ｖｅの車速を検出するための車速センサ（または、車輪速センサ）、車両Ｖｅの加速度を検出するための加速度センサ、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などの各種センサを有している。

また、自動運転走行を行うために車両Ｖｅの周辺情報や外部状況を検出する主な外部センサ５ｈから信号が入力される。その外部センサ５ｈは、例えば、車載カメラ、レーダー［RADAR:Radio Detection and Ranging］、およびライダー［LIDAR:Laser Imaging Detection and Ranging］、車車間通信などである。なお、車載カメラ、レーター、ライダー、ならびに、車車間通信は、従来一般的に知られているものと同様であるため、詳細な説明については省略する。また、外部センサ５ｈ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一つが設けられた構成であってもよい。そして、検出部５は、後述するコントローラ７と電気的に接続されており、上記のような各種センサや機器・装置等の検出値または算出値に応じた電気信号を検出データとしてコントローラ７に出力する。

上記の各種センサの他に、ＧＰＳ［Global Positioning System］受信部１４、地図データベース１５、および、ナビゲーションシステム１６等から後述するコントローラ７に信号が入力される。ＧＰＳ受信部１４は、複数のＧＰＳ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に送信するように構成されている。地図データベース１５は、地図情報を蓄積したデータベースであり、例えば車両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ができる。なお、地図データベース１５は、コントローラ７の内部に記憶されていてもよい。ナビゲーションシステム１６は、ＧＰＳ受信部１４が測定した車両Ｖｅの位置情報と、地図データベース１５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。

バッテリ６は、上記のモータ１で発生した電気を蓄える蓄電装置であり、モータ１に対して、電力の授受が可能なように接続されている。したがって、モータ１で発生した電気をバッテリ６に蓄えることができる。また、バッテリ６に蓄えた電気をモータ１に供給し、モータ１を駆動することができる。なお、蓄電装置としては、リチウムイオン電池などの二次電池に加えて、キャパシタなどの電子部品を備えていてよい。

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、上記の検出部５で検出または算出した各種データが入力される。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。そして、コントローラ７は、その演算結果を制御指令信号として出力し、各種アクチュエータを制御するように構成されている。なお、図１では一つのコントローラ７が設けられた例を示しているが、コントローラ７は、制御する装置や機器毎に、あるいは制御内容毎に、複数設けられていてもよい。

上述した車両Ｖｅは、運転者がシフトレバー１３を操作することなく、アクセルペダル３やブレーキペダル４を操作することにより、それらのペダル３，４の操作量に応じた駆動力や制動力を発生させて走行する通常のＥＶモード（あるいはＡＴモード）と、運転者が操作するシフトレバー１３の位置に応じた仮想ギヤ段に応じた駆動力や制動力を発生させて走行するマニュアルＥＶモード（以下、ＭＴ－ＥＶモードと記す）と、人がアクセル操作やブレーキ操作を行うことなく、駆動力および制動力（ならびに舵角）を制御して走行する、いわゆる自動運転モードとを切り替えることができる。なお、自動運転モードには、人が操作することなく駆動力や制動力を制御する、いわゆるクルーズ・コントロール制御を含む。

ＭＴモードは、エンジンおよびマニュアルトランスミッションを備えた車両（以下、ＭＴ車両とも記す）を模擬して走行するモードである。具体的には、クラッチペダル１２を踏み込んだ状態で、シフトレバー１３を操作することにより仮想ギヤ段を変更することができ、設定されている仮想ギヤ段とアクセルペダル３の操作量とに基づいたトルクをモータ１から出力し、あるいは仮想ギヤ段および車速に応じた仮想エンジン回転数を求め、その仮想エンジン回転数に応じた音をスピーカ１７などの機器から発生させるなどを行う走行モードである。

また、この発明の実施形態において定義している自動運転（自動運転モード）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（以下、単に有人自動運転と記す）と、車内に搭乗者が存在しない状態で自動運転（以下、単に無人自動運転と記す）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よい。

この発明の実施形態では、通常のＥＶモード（以下、単にＥＶモードとも記す）に加えて、従来の３ペダルのＭＴ車を好む運転者、あるいは、従来の３ペダルのＭＴ車の運転操作に慣れた運転者に対して、快適なドライビングフィールを与えることを目的として、３ペダルのＭＴ車の運転操作を模擬的に体感できるようにＭＴモード（以下、単にＭＴーＥＶモードとも記す）の設定が可能である。また、クルーズ制御を含む自動運転モードの設定が可能である。したがって、コントローラ７は、車両Ｖｅを走行させるための主な制御部として、図２に示すように、仮想エンジン回転数算出部１８、仮想エンジン出力トルク算出部１９、車両位置認識部２０、外部状況認識部２１、走行状態認識部２２、および、走行計画生成部２３を有している。

仮想エンジン回転数算出部１８は、ＭＴーＥＶモードで走行中に、運転状態に基づいて仮想エンジンの回転速度Ｎｅを動的に演算する。具体的には、出力軸（プロペラシャフト）の回転速度Ｎｐと、シフトレバー１３のシフト位置に対応するギヤ比ｒと、クラッチペダル１２の踏み込み量Ｐｃから演算されるクラッチ機構のスリップ率Ｓとから求めることができる。これを演算式で示すと、以下のように示すことができる。
Ｎｅ＝Ｎｐ×（１／ｒ）×Ｓ・・・（１）
なお、エンジンから出力されたエネルギのうち、出力軸へのトルク伝達に使用されない運動エネルギが、仮想エンジン回転数Ｎｅの上昇に使用されたと仮定できる。したがって、仮想エンジン回転数Ｎｅは、運転エネルギを基に運動方程式に基づいて動的に算出してもよい。

また、ＭＴ車両のアイドリング中は、エンジン回転数Ｎｅを一定の回転速度に維持するアイドルスピードコントロール制御（ＩＳＣ制御）が実行される。そこで、コントローラ７は、仮想エンジンでのＩＳＣ制御を考慮して、例えばシフトレバー１３がＮポジションであって、かつアクセルペダル３の操作量であるアクセル開度が「０」である場合には、仮想エンジン回転数Ｎｅを所定のアイドル回転数（例えば１０００ｒｐｍ程度）に制御する。

仮想エンジン出力トルク算出部１９は、仮想エンジンでの出力トルクを算出し、例えばアクセルペダル３の踏み込み量（すなわちアクセル開度）と、上述の仮想エンジン回転数Ｎｅとから算出される。

車両位置認識部２０は、ＧＰＳ受信部１４で受信した車両Ｖｅの位置情報および地図データベース１５の地図情報に基づいて、地図上における車両Ｖｅの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１６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１６から取得することもできる。あるいは、道路上や道路脇の外部に設置されたセンサで車両Ｖｅの位置を測定可能な場合は、そのセンサとの通信によって車両Ｖｅの位置を取得することもできる。

外部状況認識部２１は、例えば車載カメラの撮像情報やレーダーもしくはライダー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取得される。また、走行環境として車両Ｖｅの周辺の気象情報や路面の摩擦係数などを取得してもよい。

走行状態認識部２２は、各種の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取得される。

走行計画生成部２３は、例えば、ナビゲーションシステム１６で演算された目標ルート、車両位置認識部２０で認識された車両Ｖｅの位置、および外部状況認識部２１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が進行する軌跡である。また、走行計画生成部２３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２３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２１で認識された外部状況および地図データベース１５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Ｖｅの走行状態を予め設定するものであり、例えば現在時刻から数秒先の将来のデータを基に生成される。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を用いることもできる。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２３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２３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。

また、この走行計画には、先行車両を追従する走行計画（クルーズ・コントロールやアダプティブ・クルーズ・コントロール）や、自動運転走行を含む。それらクルーズ・コントロールや自動運転などの切り替えは、ステアリングホイールの脇やステアリングパッドに取り付けられた入力操作スイッチを操作するなどの所定の操作・動作によって行なわれる。なお、その所定の操作・動作について後述のフローチャートにおいて説明する。そして、上記の走行計画生成部２３で生成された走行計画に基づいて、車両Ｖｅの走行を制御するように構成されている。

つぎに、この発明の実施形態で実行される制御の一例について説明する。上述のように、この発明の実施形態では、走行モードとして、ＥＶモード、ＭＴーＥＶモード、自動運転モードの設定が可能である。通常のＭＴ車両であれば、自動運転モードを設定することは想定し難いが、この発明の実施形態における車両Ｖｅは、電気自動車をベースとして、ＭＴ車を好むユーザー、あるいは、自動運転を好むユーザーに対応するように構成されている。また、通常の制御であれば、三つ以上の複数の走行モードの設定が可能な車両において、走行モードの切り替えを行う場合には、段階的に走行モードを切り替えることになる。例えばＥＶモードから自動運転モードに切り替える場合には、ＥＶモード、ＭＴーＥＶモード、自動運転モードの順に切り替えることになる。そのような場合、二段階のモード切り替えを行うことになるから運転者や搭乗者に対して煩わしさや不快感を与えることがある。したがって、この発明の実施形態では、そのような煩わしさや不快感を抑制するために、走行モードの切り替えにおける簡素化を図るように構成されている。

図３は、その制御の一例を示すフローチャートであり、所定の走行モードで走行中に自動運転モードへ切り替える場合の例を示している。具体的には、先ず、車両Ｖｅの走行情報（あるいは走行状態）が取得され、取得した各種のデータがコントローラ７に送信される（ステップＳ１）。走行情報としては、少なくとも、車両Ｖｅの位置情報、および、車両Ｖｅが走行する走行路の道路情報が取得される。前述したように、位置情報は、ＧＰＳ受信部１４で受信する電波等を基に測定される。道路情報は、ナビゲーションシステム１６に記憶されている地図情報と測定された位置情報とを連携させて、車両Ｖｅが現在走行している道路、および、将来的に走行すると予測される道路や走行ルートなどに関する情報が取得される。なお、地図情報は、例えば、車両Ｖｅと外部サーバとの間で無線通信を行い、外部サーバに記憶されている地図情報を利用してもよい。

ついで、現在の走行モードが、ＥＶモードあるいはＭＴ－ＥＶモードであるか否かを判断する（ステップＳ２）。上述したように、図３に示す制御例は、自動運転モードへ移行する場合の例である。なお、ここでいう、自動運転モードは、上述の自動運転の他、クルーズ・コントロール制御を含む。したがって、現在の走行モードが既に自動運転モードである場合には、このステップＳ２で否定的に判断され、以降の制御を実行することなく、この図３のフローチャートで示すルーチンを一旦終了する。

それとは反対に、このステップＳ２で肯定的に判断された場合、すなわち現在の走行モードがＥＶモードあるいはＭＴーＥＶモードである場合には、自動運転モードへの切り替えを要求する所定の操作や動作を検知あるいは感知したか否かを判断する（ステップＳ３）。この自動運転モードへの切り替えを要求する所定の操作や動作は、例えば、ステアリングホイールの脇やステアリングパッドに取り付けられたスイッチの操作、ステアリングホイールを所定時間（例えば１秒程度）以上離す操作、ナビゲーションシステムなどのＨＭＩ装置［Human Machine Interface］のディスプレイの画面をタッチする操作、そのディスプレイへの発声（音声認識）、その他身振りや手振りを行う動作である。そして、それら操作や動作等を検知あるいは感知し、その搭乗者の操作や動作に基づく指令信号がコントローラ７に出力される。

なお、走行中に、ＥＶモードやＭＴ－ＥＶモードから自動運転モードを要求する場合としては、例えば高速道路に進入した際などが想定される。したがって、このステップＳ３で否定的に判断された場合、すなわち自動運転モードへの切り替えを要求する所定の操作や動作を検知あるいは感知していない場合には、以降の制御を実行することなく、図３のフローチャートで示すルーチンを一旦終了する。

それとは反対に、このステップＳ３で肯定的に判断された場合、すなわち自動運転モードへの切り替えを要求する所定の操作や動作を検知あるいは感知した場合には、自動運転モードを設定する（ステップＳ４）。つまり、上記の動作や身振りなどの一つの操作や動作によって、自動運転モードを設定する。そして、このステップＳ４で、自動運転モードが設定されると、その後、この図３に示すフローチャートで示すルーチンを一旦終了する。

このように、この発明の実施形態では、走行モードを自動運転モードへ切り替える際に、運転者の一つの操作や動作によって、自動運転モードへの切り替えができる。具体的には、運転者が自動運転モードへの切り替えの操作スイッチを操作すること、あるいは、ＨＭＩ装置のディスプレイを操作すること、あるいは、身振り、手振りなどの動作をすることにより、自動運転モードへの切り替えが行われる。つまり、ＭＴ車を模擬した車両であっても、ならびに、三つ以上の走行モードの設定が可能な車両であっても、一つの操作によって、簡単に自動運転モードへ切り替えが可能となる。したがって、例えば、ＭＴ－ＥＶモードで走行中の運転者が、一般道路から高速道路に進入して、自動運転モードに切り替えたい場合などに、一つの簡単な操作で自動運転モードに切り替えることができる。そのため、自動運転モードへ切り替える際の煩わしさや不快感を運転者に与えることを回避もしくは抑制できる。言い換えれば、走行モードを切り替える際の運転者の負担を低減させることができる。

つぎに、この発明の実施形態における他の制御例について説明する。図３の制御例では、自動運転モードへの切り替えを行う際の制御について説明したものの、この制御は、ＭＴ－ＥＶモードへ切り替える際にも適用できる。図４は、その制御の一例を示すフローチャートである。なお、図３の制御例と同様の制御内容については、その説明を省略あるいは簡略化する。

先ず、車両Ｖｅの走行情報（あるいは走行状態）が取得され、取得した各種のデータがコントローラ７に送信される（ステップＳ１０）。これは、図３の制御例のステップＳ１と同様の制御であるため、その説明は省略する。ついで、現在の走行モードが、ＥＶモードあるいは自動運転モードであるか否かを判断する（ステップＳ２０）。上述したように、図４に示す制御例は、ＭＴ－ＥＶモードへ移行する場合の例である。なお、ここでいう、自動運転モードは、上述の自動運転の他、クルーズ・コントロール制御を含む。したがって、現在の走行モードが既にＭＴ－ＥＶモードである場合には、このステップＳ２０で否定的に判断され、以降の制御を実行することなく、この図４のフローチャートで示すルーチンを一旦終了する。

それとは反対に、このステップＳ２０で肯定的に判断された場合、すなわち現在の走行モードがＥＶモードあるいはＭＴーＥＶモードである場合には、ＭＴ－ＥＶモードへの切り替えを要求する所定の操作や動作を検知あるいは感知したか否かを判断する（ステップＳ３０）。このＭＴ－ＥＶモードへの切り替えを要求する所定の操作や動作は、例えば、ステアリングホイールの脇やステアリングパッドに取り付けられたスイッチの操作、クラッチペダル１２を踏み込む操作、それに連動してシフトレバー１３の操作、ナビゲーションシステムなどのＨＭＩ装置のディスプレイの画面をタッチする操作、そのディスプレイに向かって発声する、身振りや手振りを行う動作である。そして、それら操作や動作等を検知あるいは感知し、その搭乗者の操作や動作に基づく指令信号がコントローラ７に出力される。

なお、走行中に、ＭＴ－ＥＶモードへの切り替えを要求する場合としては、例えば運転者がＭＴ車両を好む者であって、高速道路から一般道路に進入した際などが想定される。したがって、このステップＳ３０で否定的に判断された場合、すなわち自動運転モードへの切り替えを要求する所定の操作や動作を検知あるいは感知していない場合には、以降の制御を実行することなく、図４のフローチャートで示すルーチンを一旦終了する。

それとは反対に、このステップＳ３０で肯定的に判断された場合、すなわち自動運転モードへの切り替えを要求する所定の操作や動作を検知あるいは感知した場合には、ＭＴ－ＥＶモードを設定する（ステップＳ４０）。つまり、上記の動作や身振りなどの一つの操作や動作によって、ＭＴ－ＥＶモードを設定する。そして、このステップＳ４０で、ＭＴ－ＥＶモードが設定されると、その後、この図４に示すフローチャートで示すルーチンを一旦終了する。

このように、この図４に示す制御例によれば、走行モードをＭＴ－ＥＶモードへ切り替える際に、運転者の一つの簡単な操作や動作によって、ＭＴ－ＥＶモードへの切り替えができる。具体的には、運転者がＭＴ－ＥＶモードへの切り替えの操作スイッチを操作すること、クラッチペダル１２を操作すること、ＨＭＩ装置のディスプレイを操作すること、あるいは、その他身振り、手振りなどの動作をすることにより、ＭＴ－ＥＶモードへの切り替えが行われる。したがって、例えば、ＥＶモードや自動運転モードで高速道路を走行中に、その高速道路から一般道路に進入して、ＭＴ－ＥＶモードに切り替えたい場合などに、一つの簡単な操作でＭＴ－ＥＶモードに切り替えることができる。そのため、ＭＴ－ＥＶモードへ切り替える際の煩わしさや不快感を運転者に与えることを回避もしくは抑制できる。言い換えれば、走行モードを切り替える際の運転者の負担を低減させることができる。

以上、この発明の実施形態について説明したが、この発明は上述した実施形態に限定されないのであって、この発明の目的の範囲で適宜に変更して実施してよい。上述した各実施形態では、自動運転モードあるいはＭＴ－ＥＶモードへの切り替えの際の制御について説明したものの、ＥＶモードへの切り替えの際に適用されてもよい。そして、このように、相互に運転モードの切り替えが簡単に行えることにより、この電気自動車により、ＥＶ車両を好むユーザー、ＭＴ車両を好むユーザー、ならびに、自動運転車両を好むユーザーのいずれものユーザーのニーズに応えることができる。

１ モータ（ＭＧ）
３ アクセルペダル
５ 検出部
７ コントローラ（ＥＣＵ）
１２ クラッチペダル
１３ シフトレバー
Ｖｅ 車両（電動車両）

Claims (1)

1. 少なくともモータを有する駆動力源と、運転者によって操作されるアクセルペダルと、前記運転者により操作されるクラッチペダルと、前記運転者により操作されるシフト装置とを備え、
   少なくとも前記モータのトルクにより走行するＥＶモードと、前記クラッチペダルの操作および前記シフト装置の操作に応じて前記モータのトルクを定めて走行するマニュアルＥＶモードと、人が運転操作することなく、駆動力と制動力とを制御することにより自動運転走行する自動運転モードとを設定することが可能な電動車両の制御装置において、
   前記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、
   前記ＥＶモードあるいは前記マニュアルＥＶモードから前記自動運転モードに切り替える要求があるか否かを、前記運転者の所定の操作あるいは動作により判断するように構成され、
   前記所定の操作あるいは動作を検知した場合に、走行モードを前記自動運転モードに切り替えるように構成されている
   ことを特徴とする電動車両の制御装置。

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