本開示の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。図中、同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。以下では、電子制御ユニット(Electronic Control Unit)を「ECU」とも称する。
図1は、この実施の形態に係る車両制御装置が搭載された車両の構成を示す図である。図1を参照して、車両100はハイブリッド車両である。この実施の形態では、前輪駆動の4輪自動車(より特定的には、ハイブリッド車両)を想定しているが、車輪の数及び駆動方式は適宜変更可能である。たとえば、駆動方式は4輪駆動であってもよい。
車両100は、図1に示すような走行駆動装置を備える。車両100の走行駆動装置は、メインバッテリ11と、SMR(System Main Relay)14と、第1モータジェネレータ21a(以下、「MG21a」と表記する)と、第2モータジェネレータ21b(以下、「MG21b」と表記する)と、PCU(Power Control Unit)24と、エンジン31と、変速機構421と、油圧回路422とを含む。
メインバッテリ11は、再充電可能な二次電池を含む。メインバッテリ11は、PCU24(ひいては、走行用モータであるMG21a,21b)に電力を供給するように構成される。この実施の形態では、電気的に接続された複数のリチウムイオン電池を含む組電池を、メインバッテリ11として採用する。組電池を構成する各二次電池は、「セル」とも称される。なお、メインバッテリ11に含まれる二次電池は、リチウムイオン電池に限られず、他の二次電池(たとえば、ニッケル水素電池)であってもよい。二次電池として、液系二次電池を採用してもよいし、全固体二次電池を採用してもよい。
メインバッテリ11には、電圧センサ12a、電流センサ12b、及び温度センサ12cが設けられている。電圧センサ12aは、メインバッテリ11のセル毎の電圧を検出する。電流センサ12bは、メインバッテリ11に流れる電流を検出する。温度センサ12cは、メインバッテリ11のセル毎の温度を検出する。各センサは、その検出結果を電池ECU13へ出力する。電流センサ12bは、メインバッテリ11の電流経路に設けられる。この実施の形態では、電圧センサ12a及び温度センサ12cの各々が、1つのセル毎に1つずつ設けられる。ただしこれに限られず、電圧センサ12a及び温度センサ12cの各々は、複数個のセル毎に1つずつ設けられていてもよいし、1つの組電池に対して1つだけ設けられていてもよい。
SMR14は、PCU24とメインバッテリ11とを結ぶ電流経路の接続/遮断を切り替えるように構成される。SMR14としては、たとえば電磁式のメカニカルリレーを採用できる。メインバッテリ11は、SMR14を介してPCU24と接続されている。SMR14が閉状態(接続状態)であるときには、メインバッテリ11とPCU24との間で電力の授受を行なうことが可能になる。他方、SMR14が開状態(遮断状態)であるときには、メインバッテリ11とPCU24とを結ぶ電流経路が遮断される。SMR14は、HVECU50によって制御される。SMR14は、たとえば車両100の走行時に閉状態にされる。
MG21a及び21bの各々は、駆動電力が供給されることによりトルクを出力するモータとしての機能と、トルクが与えられることにより発電電力を発生する発電機としての機能との両方を兼ね備えるモータジェネレータである。MG21a及び21bの各々としては、交流モータ(たとえば、永久磁石式同期モータ又は誘導モータ)が用いられる。MG21a及び21bの各々は、PCU24を介してメインバッテリ11に電気的に接続されている。MG21a、MG21bはそれぞれロータ軸43a、43bを有する。ロータ軸43a、43bはそれぞれMG21a、MG21bの回転軸に相当する。
車両100は、シングルピニオン型のプラネタリギヤ431をさらに備える。エンジン31の出力軸41は変速機構421を介してプラネタリギヤ431に連結されている。エンジン31としては任意の内燃機関を採用可能であるが、この実施の形態では、複数の気筒(たとえば、4つの気筒)を含む火花点火式内燃機関を、エンジン31として採用する。エンジン31は、各気筒内で燃料(たとえば、ガソリン)を燃焼させることによって動力を生成し、生成された動力によって全ての気筒に共通のクランクシャフト(図示せず)を回転させる。エンジン31のクランクシャフトは、図示しないトーショナルダンパを介して、出力軸41に接続されている。クランクシャフトが回転することによって出力軸41も回転する。なお、エンジン31は、ガソリンエンジンに限られず、ディーゼルエンジンであってもよい。
エンジン31の出力軸41は、変速機構421の入力軸に相当する。変速機構421は、図示しないクラッチ及びブレーキを含み、クラッチ及びブレーキの各々の状態(係合/解放)に応じて変速比(すなわち、変速機構421の入力軸の回転速度と変速機構421の出力軸42の回転速度との比)を変更するように構成される。油圧回路422は、HVECU50の指令に従い、変速機構421に含まれるクラッチ及びブレーキの各々に供給する油圧を調整するように構成される。HVECU50は、油圧回路422を制御することにより、変速機構421に含まれるクラッチ及びブレーキの各々の状態(係合/解放)を切り替えるように構成される。なお、変速機構421に含まれるクラッチ及びブレーキの各々の数は任意である。
車両100は、シフトレバー101及びPポジションスイッチ102をさらに備える。シフトレバー101及びPポジションスイッチ102の各々は、ユーザのシフト操作に応じて複数のシフトレンジを切り替え可能に構成される。ユーザは、シフトレバー101を所定の位置に動かすことによってN(ニュートラル)レンジ、R(リバース)レンジ、D(ドライブ)レンジ、及びB(ブレーキ)レンジのいずれかを選択できる。これらのうち、Dレンジ及びBレンジのみが走行レンジに相当する。DレンジよりもBレンジのほうが、車両走行中にエンジンブレーキがかかりやすくなる。また、ユーザは、車両100を停車させ、Pポジションスイッチ102を押すことによって、P(パーキング)レンジを選択できる。HVECU50は、車両100のシフトレンジを、ユーザによって選択されたレンジに切り替える。HVECU50は、たとえばシフトレンジに応じて油圧回路422を制御する。なお、シフトチェンジの方式は、上記のレバー方式及び押しボタン方式に限られず任意である。
変速機構421の出力軸42とMG21aのロータ軸43aとの各々は、プラネタリギヤ431に連結されている。プラネタリギヤ431は、3つの回転要素、すなわち入力要素、出力要素、及び反力要素を有する。より具体的には、プラネタリギヤ431は、サンギヤと、サンギヤと同軸に配置されたリングギヤと、サンギヤ及びリングギヤに噛み合うピニオンギヤと、ピニオンギヤを自転及び公転可能に保持するキャリヤとを有する。キャリヤが入力要素に、リングギヤが出力要素に、サンギヤが反力要素に相当する。
変速機構421の出力軸42は、プラネタリギヤ431のキャリヤに連結されている。MG21aのロータ軸43aは、プラネタリギヤ431のサンギヤに連結されている。プラネタリギヤ431のキャリヤには、変速機構421の出力軸42からトルクが入力される。変速機構421が非ニュートラル状態(すなわち、動力を伝達する状態)であるときには、エンジン31が出力するトルクをプラネタリギヤ431がサンギヤ(ひいては、MG21a)とリングギヤとに分割して伝達するように構成される。エンジン31が出力するトルクがリングギヤへ出力されるときには、MG21aによる反力トルクがサンギヤに作用する。
プラネタリギヤ431及びMG21bは、プラネタリギヤ431から出力される動力(すなわち、リングギヤに出力される動力)とMG21bから出力される動力(すなわち、ロータ軸43bに出力される動力)とが合わさって駆動輪45a,45bに伝達されるように構成される。より具体的には、プラネタリギヤ431のリングギヤには、ドリブンギヤ432に噛み合う出力ギヤ(図示せず)が取り付けられている。また、MG21bのロータ軸43bに取り付けられたドライブギヤ(図示せず)も、ドリブンギヤ432に噛み合っている。ドリブンギヤ432は、MG21bがロータ軸43bに出力するトルクと、プラネタリギヤ431のリングギヤから出力されるトルクとを合成するように作用する。このように合成された駆動トルクによって、ドリブンギヤ432とデファレンシャルギヤ44とを連結するプロペラシャフト433が回転する。そして、プロペラシャフト433と連動して、デファレンシャルギヤ44、さらにはデファレンシャルギヤ44から左右に延びたドライブシャフト44a,44bが回転する。ドライブシャフト44a,44bが回転することにより、ドライブシャフト44a,44bの先端に取り付けられた駆動輪45a,45bが回転する。
車両100は、アクセル装置210と、ブレーキ装置220と、操舵装置230とをさらに備える。
アクセル装置210は、アクセル操作部材及びアクセルセンサ(いずれも図示せず)を含む。アクセル操作部材は、アクセル操作(すなわち、運転者が車両100を加速させることを要求する操作)が行なわれる部材である。アクセルセンサは、アクセル操作量(すなわち、アクセル操作部材に対する操作量)に応じた信号をHVECU50に出力する。アクセル操作量は、運転者が車両100に要求する加速度(以下、「要求加速度」とも称する)を示すパラメータである。アクセル操作量が大きいほど運転者の要求加速度は大きい。この実施の形態では、アクセル操作部材としてアクセルペダルを採用し、アクセルペダルの踏込み量がアクセル操作量に相当する。
ブレーキ装置220は、ブレーキ操作部材、ブレーキセンサ、ブレーキ機構、及びブレーキアクチュエータ(いずれも図示せず)を含む。ブレーキ操作部材は、ブレーキ操作(すなわち、運転者が車両100を減速させることを要求する操作)が行なわれる部材である。ブレーキセンサは、ブレーキ操作量(すなわち、ブレーキ操作部材に対する操作量)に応じた信号をHVECU50に出力する。ブレーキ機構は、車両100の各車輪に制動力を付与するように構成される。ブレーキ機構としては、油圧式ブレーキ機構を採用できる。ユーザは、ブレーキ操作によりブレーキ機構を駆動し、ブレーキ操作量に基づいて制動力を調整することができる。より具体的には、ブレーキ操作量が大きくなるほどブレーキ機構による制動力が大きくなる。また、ブレーキ機構は、ブレーキアクチュエータによっても駆動される。ブレーキアクチュエータは、HVECU50によって電子制御される。この実施の形態では、ブレーキ操作部材としてブレーキペダルを採用し、ブレーキペダルの踏込み量がブレーキ操作量に相当する。
操舵装置230は、ステアリングホイール、操舵角センサ、ステアリング機構、及びステアリングアクチュエータ(いずれも図示せず)を含む。ステアリング機構は、車両100の車輪(たとえば、前輪)の向きを変える機構である。ステアリング機構は、ステアリングホイールと連動する。操舵角センサは、ステアリングホイールの角度(すなわち、操舵角)に応じた信号をHVECU50へ出力する。ユーザは、ステアリング操作(すなわち、ステアリングホイールの操作)により車両100の進行方向を調整できる。また、ステアリング機構は、ステアリングアクチュエータによっても駆動される。ステアリングアクチュエータは、HVECU50によって電子制御される。HVECU50は、ステアリングアクチュエータを制御することにより、車両100の進行方向を制御することができる。
車両100は、電池ECU13、モータECU23、エンジンECU33、及びHVECU50を備える。HVECU50は、電池ECU13から受信する信号に基づいてメインバッテリ11の状態を認識しつつ、モータECU23及びエンジンECU33を通じて車両100の走行制御を行なう。この実施の形態では、HVECU50が、状況に応じてEV走行とHV走行とを切り替えるように構成される。HV走行は、エンジン31で走行駆動力を発生させながらエンジン31及びMG21bによって行なわれる走行である。EV走行は、エンジン31が停止した状態でMG21bによって行なわれる走行である。エンジン31が停止した状態では、各気筒における燃焼が行なわれなくなる。
エンジンECU33は、HVECU50からの指令に従い、エンジン31の各種アクチュエータ(たとえば、図示しないスロットル弁、点火装置、及びインジェクタ)を制御する。モータECU23は、HVECU50からの指令に従い、PCU24を制御する。モータECU23は、たとえば、MG21a及びMG21bの各々の目標トルクに対応した電流信号(たとえば、電流の大きさ及び周波数を示す信号)を生成し、生成した電流信号をPCU24へ出力する。
PCU24は、たとえば、MG21a,21bに対応して設けられる2つのインバータと、各インバータとメインバッテリ11との間に配置されたコンバータと(いずれも図示せず)を含んで構成される。PCU24は、メインバッテリ11に蓄積された電力をMG21a及びMG21bの各々に供給するとともに、MG21a及びMG21bの各々により発電された電力をメインバッテリ11に供給するように構成される。PCU24は、MG21a及びMG21bの状態を別々に制御可能に構成され、たとえば、MG21aを発電状態にしつつ、MG21bを力行状態にすることができる。MG21aは、エンジン31から出力される動力を利用した発電(以下、「エンジン発電」とも称する)を行なうように構成される。HVECU50は、メインバッテリ11のSOC(State Of Charge)が過剰に低くならないように、エンジン発電によって生成される電力でメインバッテリ11を充電する。また、MG21bによる回生ブレーキで発電される電力によってもメインバッテリ11は充電される。
HVECU50は、車両100を目標車速又は要求加速度で走行させるための走行駆動力(以下、「要求駆動力」とも称する)を算出し、算出された要求駆動力を用いてモータECU23及びエンジンECU33の各々に対する指令を作成する。ユーザの運転に従って行なわれる通常の走行制御においては、車両100を要求加速度で走行させるための要求駆動力が算出される。すなわち、HVECU50は、アクセル操作量に応じて要求駆動力を決定する。一方、後述する駐車支援制御においては、車両100を目標車速で走行させるための要求駆動力が算出される。詳細は後述するが、駐車支援制御においては、HVECU50が、アクセル操作量とは無関係に要求駆動力を決定する。EV走行制御では、要求駆動力に基づいてMG21bのトルクが算出される。一方、HV走行制御では、たとえば以下に示すように要求駆動力が用いられる。
HV走行では、エンジン31が作動状態になる。このため、HVECU50は、所定のマップを用いて、目標エンジン回転速度(以下、「目標Ne」とも称する)を決定する。ただし、HVECU50は、後述するストール制御が実行されているときの目標Neを、ストール制御が実行されていないときの目標Neよりも高くする。HVECU50は、目標Neを用いて、MG21aに発生させるトルク(以下、「Tg」とも表記する)を算出する。Tgは、エンジン31の回転速度が目標Neになるように算出される。HVECU50は、Tgを用いてエンジン直行トルク(以下、「Tep」とも表記する)を算出する。Tepは、プラネタリギヤ431のリングギヤから出力されるトルクに相当する。HVECU50は、要求駆動力とTepとを用いて、MG21bに発生させるトルク(以下、「Tm」とも表記する)を算出する。Tmは、要求駆動力が駆動輪45a,45bに出力されるように算出される。HVECU50は、たとえば要求駆動力からTepを減算することによりTmを算出することができる。
この実施の形態では、電池ECU13、モータECU23、エンジンECU33、及びHVECU50の各々として、マイクロコンピュータを採用する。各ECUは、ECU間でCAN通信可能なように接続されている。
この実施の形態に係るHVECU50は、本開示に係る「車両制御装置」の一例に相当する。HVECU50は、プロセッサ51と、RAM(Random Access Memory)52と、記憶装置53とを含んで構成される。プロセッサ51としては、たとえばCPU(Central Processing Unit)を採用できる。RAM52は、プロセッサ51によって処理されるデータを一時的に記憶する作業用メモリとして機能する。記憶装置53は、格納された情報を保存可能に構成される。記憶装置53は、たとえば、ROM(Read Only Memory)及び書き換え可能な不揮発性メモリを含む。記憶装置53には、プログラムのほか、プログラムで使用される情報(たとえば、マップ、数式、及び各種パラメータ)が記憶されている。記憶装置53に記憶されているプログラムをプロセッサ51が実行することで、HVECU50における各種処理が実行される。図1には、HVECU50のみの詳細構成を示しているが、他のECUも、プロセッサ、RAM、及び記憶装置を備える。各ECUが備えるプロセッサの数は任意であり、いずれかのECUが複数のプロセッサを備えてもよい。また、各ECUにおける各種処理は、ソフトウェアによる実行に限られず、専用のハードウェア(電子回路)によって実行されてもよい。この実施の形態では、電池ECU13、モータECU23、エンジンECU33、及びHVECU50が分かれているが、これらの機能を1つのECUが具備してもよい。
MG21a、21bには、それぞれMG21a、21bの状態(たとえば、電流、電圧、温度、及び回転速度)を検出するモータセンサ22a、22bが設けられている。モータセンサ22a及び22bの各々は、その検出結果をモータECU23へ出力する。エンジン31には、エンジン31の状態(たとえば、吸気量、吸気圧、吸気温度、排気圧、排気温度、触媒温度、エンジン冷却水温、及び回転速度)を検出するエンジンセンサ32が設けられている。エンジンセンサ32は、その検出結果をエンジンECU33へ出力する。HVECU50は、必要に応じて、モータECU23及びエンジンECU33からモータセンサ22a、22b及びエンジンセンサ32の検出値を受信する。また、HVECU50は、必要に応じて、電池ECU13からメインバッテリ11の状態(すなわち、電圧センサ12a、電流センサ12b、及び温度センサ12cの各々の検出値)を受信する。
車両100は、周辺監視センサ240をさらに備える。周辺監視センサ240は、車両100の周囲の外部環境を示す情報(以下、「環境情報」とも称する)を取得し、HVECU50へ出力するように構成される。環境情報は、後述する駐車支援制御及びPCS機能に用いられる。周辺監視センサ240は、車両100の周囲を撮像するカメラと、電磁波(たとえば、電波、音波、又は光)によって障害物を検知する障害物検知器(たとえば、ミリ波レーダ又はライダー)とを含む。ただしこれに限られず、駐車支援制御及びPCS機能に用いられる環境情報を取得するために適した任意のセンサを、周辺監視センサ240として採用できる。
車両100は、回転軸センサ251及び車輪センサ252をさらに備える。回転軸センサ251は、プロペラシャフト433の回転速度を検出する。車輪センサ252は、車両100の車輪の回転速度を検出する。図1には、1つの車輪センサ252のみを示しているが、車輪センサ252は車輪ごとに設けられてもよい。プロペラシャフト433の回転速度と車両100の車輪の回転速度との各々は、車両100の走行速度(車速)に相関する。HVECU50は、回転軸センサ251及び車輪センサ252の少なくとも一方から取得した情報に基づいて、車両100の車速を取得したり、車両100が停車状態であるか否かを判断したりすることができる。
この実施の形態では、HVECU50が、プロペラシャフト433の回転速度が所定値以下(より特定的には、0又は略0)であるか否かに基づいて、車両100が停車状態であるか否かを判断する。HVECU50は、プロペラシャフト433の回転速度が所定値以下であれば車両100が停車状態であると判断し、プロペラシャフト433の回転速度が所定値を超えていれば車両100が停車状態ではないと判断する。
図示は省略しているが、車両100の状況を示す他のセンサ(たとえば、位置センサ、燃料計、オドメータ、外気温センサ、及び大気圧センサ)も、車両100には搭載されている。位置センサは、GPS(Global Positioning System)衛星からの信号を用いて車両100の位置を特定してもよい。HVECU50は、車両100に搭載された各種センサ(車載センサ)の出力に基づいて、車両100の状態を把握することができる。
車両100は、入力装置310をさらに備える。入力装置310は、ユーザからの入力を受け付けるように構成される。入力装置310は、ユーザによって操作され、ユーザの操作に対応する信号をHVECU50へ出力する。ユーザは、入力装置310を通じて、所定の指示又は要求を行なったり、提示された選択肢の中から任意の1つを選択したり、パラメータの値を設定したりすることができる。入力装置310の例としては、各種スイッチ(押しボタンスイッチ、スライドスイッチ等)、各種ポインティングデバイス(マウス、タッチパッド等)、キーボード、タッチパネルが挙げられる。また、入力装置310は、音声入力を受け付けるスマートスピーカを含んでもよい。入力装置310は、携帯端末(たとえば、スマートフォン)及びカーナビゲーションシステムの少なくとも一方に搭載されてもよい。
車両100は、報知装置320をさらに備える。報知装置320は、HVECU50から要求があったときに、ユーザ(たとえば、運転者)へ所定の報知処理を行なうように構成される。報知装置320の例としては、表示装置(たとえば、タッチパネルディスプレイ)、スピーカー、ランプが挙げられる。報知装置320は、メータパネル又はヘッドアップディスプレイを含んでもよい。報知装置320は、携帯端末(たとえば、スマートフォン)及びカーナビゲーションシステムの少なくとも一方に搭載されてもよい。
この実施の形態に係る車両100には、DSC(Dynamic Stability Control)機能及びPCS(Pre-Crash Safety system)機能が実装されている。DSC機能の作動時には、HVECU50が、車両100の横滑りを抑制する制御を実行する。たとえば、滑りやすい路面又は急激なステアリング操作に起因して車両100の横滑りが発生しやすくなると、HVECU50が車両100の走行駆動力及び制動力を調整することにより、車両100の横滑りを抑制する。また、PCS機能の作動時には、HVECU50が、車両100の衝突被害を軽減する制御を実行する。たとえば、HVECU50は、周辺監視センサ240により取得される環境情報から衝突の可能性があると判断したときには、報知装置320によってユーザに注意喚起を行ない、さらに衝突の可能性が高まると、ブレーキ装置220を作動させて車両100に制動力を付与し、必要に応じて操舵装置230を制御することにより、衝突を回避する。これらの機能は、所定の条件を満たすときに作動する。ユーザが入力装置を通じて各機能を使用するか否かを選択してHVECU50に指示できるようにしてもよい。
車両100は、起動スイッチ103をさらに備える。起動スイッチ103は、上述した車両システムを起動させるためのスイッチである。一般に、起動スイッチは「パワースイッチ」又は「イグニッションスイッチ」と称される。以下に説明するように、ユーザは、起動スイッチ103を操作することにより、車両システムの作動状態(Ready-ON状態)/停止状態(Ready-OFF状態)を切り替えることができる。
起動スイッチ103は、たとえば車両100の運転を開始又は終了するときに操作される。車両システムが停止状態(Ready-OFF状態)であるときに、ブレーキペダルが踏まれている状態で起動スイッチ103が押されると、車両システム(ひいては、HVECU50)が起動し、Ready-ON状態になる。Ready-ON状態では、HVECU50によってSMR14が閉状態にされることによりメインバッテリ11からPCU24へ電力が供給され、車両100が走行可能な状態になる。また、車両システムがReady-OFF状態からReady-ON状態に切り替わる際には、後述するエンジン始動制御(図4参照)が実行され、エンジン31が始動する。
また、ユーザは、車両システムが作動状態(Ready-ON状態)であるときに、車両100を停車させ、シフトレンジをPレンジにした後、起動スイッチ103を押すことによって、車両システムをReady-OFF状態にすることができる。車両システムがReady-ON状態からReady-OFF状態に切り替わる際に、HVECU50によってSMR14が開状態にされ、メインバッテリ11の電流経路が遮断される。また、Ready-OFF状態では、HVECU50が停止状態(たとえば、スリープ状態)になる。
この実施の形態では、HVECU50が、ストール制御(すなわち、停車状態でエンジン31の回転速度を上昇させる制御)を実行する第1制御部と、駐車支援制御(すなわち、車両100を目標位置へ移動させる制御)を実行する第2制御部とを含む。HVECU50においては、プロセッサ51と、プロセッサ51により実行されるプログラムとによって、第1制御部及び第2制御部が具現化される。ただしこれに限られず、第1制御部及び第2制御部は、専用のハードウェア(電子回路)によって具現化されてもよい。
第1制御部は、車両100が走行レンジで停車状態であるときに、ユーザによりブレーキ操作が行なわれた状態でアクセル操作が行なわれると、上記ストール制御を実行するように構成される。ただし、第2制御部による上記駐車支援制御の実行中には、第1制御部によるストール制御が禁止される。第2制御部による駐車支援制御の実行中には、車両100を目標位置へ移動させるように車両100の走行駆動装置が制御される。また、第2制御部は、駐車支援制御の実行中にユーザによりアクセル操作が行なわれると、駐車支援制御を終了(たとえば、中止又は中断)させるように構成される。以下、図1とともに図2~図6を用いて、上記HVECU50の構成の詳細について説明する。
HVECU50は、駐車支援制御フラグの値(ON/OFF)に基づいて、駐車支援制御が実行されているか否かを判断する。この実施の形態では、図1に示した記憶装置53に駐車支援制御フラグが記憶されている。駐車支援制御フラグは、駐車支援制御が実行されているか否かを示すフラグである。駐車支援制御フラグがONであることは、駐車支援制御の実行中であることを意味し、駐車支援制御フラグがOFFであることは、駐車支援制御が実行されていないことを意味する。
前述のように、この実施の形態では、通常の走行制御と駐車支援制御とにおいて要求駆動力の算出方法が変わる。駐車支援制御フラグは、いずれの方法によって要求駆動力を算出するか(又は、いずれの方法によって算出された要求駆動力を使用するか)の調停に用いられる。また、駐車支援制御フラグは、ストール制御を禁止するか否かの判断にも用いられる(詳細は、後述する図3~図6参照)。この実施の形態では、駐車支援制御が開始されるときに駐車支援制御フラグにONが設定され、駐車支援制御が終了するときに駐車支援制御フラグにOFFが設定される。
図2は、HVECU50の第2制御部によって実行される駐車支援制御を示すフローチャートである。このフローチャートに示される一連の処理は、所定の駐車支援要求が発生すると、開始される。この実施の形態では、車両100がReady-ON状態かつ停車状態であるときにユーザが入力装置310を通じてHVECU50に駐車支援制御の開始を指示すると、駐車支援要求が発生する。ただしこれに限られず、駐車支援要求が発生する条件は任意に設定できる。
図1とともに図2を参照して、ステップ(以下、単に「S」と表記する)11では、HVECU50が駐車支援制御フラグにONを設定する。駐車支援制御フラグにONが設定されることによって、HVECU50による駐車支援制御が開始される。
上記S11の処理後、HVECU50は、S12において目標位置を特定する。HVECU50は、周辺監視センサ240によって取得される環境情報(たとえば、カメラによって撮影された車両100の周辺の画像)に基づいて車両100の周辺の所定位置(たとえば、駐車位置又は出庫位置)を目標位置として特定する。HVECU50は、上記環境情報を用いて、予め設定された要件を満たす位置を目標位置として特定してもよい。また、HVECU50が認識した目標位置の選択肢の中からユーザが1つの位置を選ぶと、選択された位置が目標位置として特定されてもよい。特定された目標位置は、駐車支援制御における車両100の移動先となる。
上記S12の処理後、HVECU50は、S13において移動経路を決定する。移動経路は、車両100の現在位置から上記目標位置までの経路である。HVECU50は、たとえば、周辺監視センサ240によって取得される環境情報を用いて、障害物のない移動経路を作成する。
上記S13の処理後、HVECU50は、S14及びS15において、前述した要求駆動力を決定する。駐車支援制御の実行中(駐車支援制御フラグ=ON)においては、HVECU50がアクセル操作量とは無関係に要求駆動力を決定する。より具体的には、HVECU50は、目標車速を決定し(S14)、車両100を目標車速で走行させるための走行駆動力(すなわち、前述した要求駆動力)を算出する(S15)。HVECU50は、移動経路における車両100の位置に基づいて目標車速を決定してもよい。たとえば、直進では速く、曲がるときには遅くなるように、目標車速が決定されてもよい。また、HVECU50は、現在の車速と目標車速との偏差をフィードバックし、偏差が小さくなるように要求駆動力を算出してもよい。
S16では、HVECU50が、上記S15で算出された要求駆動力を用いて車両100の走行制御を実行する。より具体的には、HVECU50は、車両100の現在位置と、移動経路と、要求駆動力とに基づいて、モータECU23及びエンジンECU33に指令を出したり、操舵装置230を制御したりすることにより、車両100を目標車速で移動経路に沿って走行させる。また、HVECU50は、駐車支援制御の実行中に、周辺監視センサ240によって通行人又は障害物(たとえば、他の車両)が検知されたときには、ブレーキ装置220及び操舵装置230を制御することにより衝突を回避する。さらに、この実施の形態においては、駐車支援制御の実行中におけるユーザによるブレーキ操作が有効とされる。このため、ユーザは、駐車支援制御の実行中にブレーキペダルによりブレーキ装置220を操作して車両100を減速させたり車両100を停車状態に維持したりすることができる。
S17では、駐車支援制御の実行中にユーザによりアクセル操作が行なわれたか否かを、HVECU50が判断する。この実施の形態では、アクセル操作量が所定値を超えるか否かを、HVECU50が判断する。そして、アクセル操作量が所定値を超える場合には、S17においてYESと判断され、アクセル操作量が所定値以下である場合には、S17においてNOと判断される。所定値は任意に設定できるが、たとえば0又は略0であってもよい。すなわち、アクセルペダルが少しでも踏まれると、S17においてYESと判断されるようにしてもよい。
S17においてYES(アクセル操作あり)と判断されると、HVECU50は、S182において、ブレーキ装置220を作動させて車両100を停車状態にする。これにより、駐車支援制御が中断される。駐車支援制御が中断されている間は、ブレーキ装置220により車両100が停車状態に維持され、ユーザがアクセル操作を行なっても車両100は動かない。その後、HVECU50は、S183において、報知装置320を制御することにより、駐車支援制御を中止する旨をユーザに報知する。HVECU50は、たとえば報知装置320(たとえば、タッチパネルディスプレイ)に文字又は画像を表示させることにより、駐車支援制御を中止する旨をユーザに知らせる。ただしこれに限られず、ユーザへの報知の方法は任意である。HVECU50は、スピーカ(たとえば、ナビゲーションシステムのスピーカ)により音(音声を含む)で知らせてもよいし、所定のランプを点灯させてもよいし、ユーザが携帯する携帯端末(たとえば、スマートフォン又はウェアラブルデバイス)に対して所定の通知を行なってもよい。
所定のユーザ操作がなされるまで上記S183における報知が継続的に行なわれてもよい。すなわち、所定のユーザ操作(たとえば、タッチパネルディスプレイに表示された「OK」ボタンをユーザが押す操作)がなされるまでS183で待機し、所定のユーザ操作がなされると、処理がS19に進んでもよい。また、上記S183において報知が行なわれてから所定の時間が経過すると、自動的に処理がS19に進んでもよい。
S19では、HVECU50が駐車支援制御フラグにOFFを設定する。S19において駐車支援制御フラグにOFFが設定されることによって、図2に示す一連の処理(ひいては、HVECU50による駐車支援制御)が終了する。これにより、ユーザの運転(たとえば、アクセルペダル、ブレーキペダル、及びステアリングホイールの操作)に従って行なわれる通常の走行制御に移行する。上記のように、HVECU50は、駐車支援制御の実行中にユーザによりアクセル操作が行なわれると(S17にてYES)、駐車支援制御を終了させる(S182,S183,S19)。ユーザは、アクセルペダルを踏むことにより、駐車支援制御を終了させることができる。
S17においてNO(アクセル操作なし)と判断されると、HVECU50は、S181において、駐車支援制御による車両100の移動が完了したか否かを判断する。駐車支援制御による車両100の移動(すなわち、自動運転)は、車両100が目標位置に到達すると完了する。S181においてNO(移動は未完了)と判断されると、処理はS14に戻る。S181においてNOと判断されている期間においては、駐車支援制御(S14~S16)が継続的に実行され、HVECU50による自動運転で車両100が移動経路を進んで目標位置に向かう。車両100が目標位置に到達すると、HVECU50は、ブレーキ装置220を作動させて車両100を停車状態にする。これにより、S181においてYES(移動が完了)と判断され、処理が前述のS19に進む。そして、S19の処理が実行されることによって、図2に示す一連の処理が終了し、駐車支援制御から通常の走行制御に移行される。
なお、図2に示す処理においては、S17においてYESと判断されることによって駐車支援制御が中止される。しかしこれに限られず、S182において駐車支援制御が中断された後に所定の再開要件が満たされると、駐車支援制御が再開されるようにしてもよい。たとえば、HVECU50は、S183において、ユーザからの再開要求を受け付けてもよい。S183において、ユーザが所定のユーザ操作(たとえば、タッチパネルディスプレイに表示された「再開」ボタンをユーザが押す操作)を行なうことによりHVECU50に駐車支援制御の再開を要求すると、処理がS183からS14に戻るようにしてもよい。
前述のように、この実施の形態では、上述した駐車支援制御(図2)の実行中にストール制御が禁止される。HVECU50は、ストール許可フラグの値(ON/OFF)に応じてストール制御の許可/禁止を切り替える。この実施の形態では、記憶装置53にストール許可フラグが記憶されている。ストール許可フラグは、ストール制御が許可されているか否かを示すフラグである。ストール許可フラグがONであることは、ストール制御が許可されていることを意味し、ストール許可フラグがOFFであることは、ストール制御が禁止されていることを意味する。
図3は、HVECU50によって実行されるストール制御の許可判定処理を示すフローチャートである。このフローチャートに示される一連の処理は、所定時間経過ごとに繰り返し実行される。
図1とともに図3を参照して、HVECU50は、S21~S26において、ストール制御を許可するか否かを判定し、判定結果(許可/禁止)に応じてストール許可フラグにON/OFFを設定する。
S21では、シフトレンジが走行レンジ(この実施の形態では、Dレンジ又はBレンジ)であるか否かを、HVECU50が判断する。S22では、車両100が停車状態(この実施の形態では、プロペラシャフト433の回転速度≒0の状態)であるか否かを、HVECU50が判断する。S23では、ブレーキ操作量(この実施の形態では、ブレーキペダルの踏込み量)が所定の閾値X以上であるか否かを、HVECU50が判断する。閾値Xは、任意に設定可能であるが、たとえば停車状態を維持可能な制動力が得られる程度に大きいブレーキ操作量である。S24では、前述の駐車支援制御フラグ(図2参照)がOFFであるか否かを、HVECU50が判断する。S25では、DSC機能が非作動であるか否かを、HVECU50が判断する。S26では、PCS機能が非作動であるか否かを、HVECU50が判断する。
上記S21~S26の全てでYES(許可)と判断されると、HVECU50は、S271において、ストール許可フラグにONを設定する。すなわち、車両100が走行レンジかつ停車状態で、ユーザにより所定のブレーキ操作が行なわれており、駐車支援制御、DSC、及びPCSがいずれも実行されていなければ、ストール制御が許可される。他方、上記S21~S26のいずれかでNO(禁止)と判断されると、HVECU50は、S272において、ストール許可フラグにOFFを設定する。これにより、ストール制御は禁止される。
図4は、HVECU50の第1制御部によって実行されるストール制御の第1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される一連の処理は、エンジン31が停止状態であるときに、所定時間経過ごとに繰り返し実行される。
図1とともに図4を参照して、S31では、車両システムがReady-OFF状態からReady-ON状態に切り替わったか否かが判断される。車両システムがReady-OFF状態からReady-ON状態に切り替わると(S31にてYES)、HVECU50が起動して処理をS32に進める。
S32では、ストール許可フラグがONであるか否かを、HVECU50が判断する。S33では、アクセル操作量が所定の閾値Y1以上であるか否かを、HVECU50が判断する。
S32及びS33のいずれかでNOと判断されると、HVECU50は、S342において、通常のエンジン始動制御を実行する。通常のエンジン始動制御では、ストール制御が実行されることなく、エンジン始動用の目標Neを用いてエンジン31の始動が行なわれる。HVECU50は、MG21aによりエンジン31のクランキングを行なって、エンジン31が上記目標Neで自立運転するようにエンジン31を始動させる。
他方、S32及びS33の両方でYESと判断されると、HVECU50は、S341において、ストール制御を実行しながらエンジン始動制御を行なう。S341においてエンジン31を始動させる方法は、基本的には、S342におけるエンジン始動制御(すなわち、ストール制御を実行しない通常のエンジン始動制御)と同じであるが、S341におけるエンジン始動制御(すなわち、ストール制御を伴うエンジン始動制御)では、通常のエンジン始動制御よりも高い目標Neが用いられる。すなわち、ストール制御の実行によってエンジン始動時のエンジン回転速度が上昇する。これにより、エンジン始動後のトルクの立ち上がりが早くなる。
図5は、HVECU50の第1制御部によって実行されるストール制御の第2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される一連の処理は、エンジン31が作動状態であるときに、所定時間経過ごとに繰り返し実行される。
図1とともに図5を参照して、S41では、エンジン発電によるメインバッテリ11の充電制御(より特定的には、後述する図6の処理)が実行されているか否かを、HVECU50が判断する。HVECU50は、上記充電制御が実行されていないと判断された場合(S41にてNO)にのみ、処理をS42に進める。
S42では、ストール許可フラグがONであるか否かを、HVECU50が判断する。S43では、アクセル操作量が所定の閾値Y2以上であるか否かを、HVECU50が判断する。
S42及びS43のいずれかでNOと判断されると、HVECU50はストール制御を実行しない。他方、S42及びS43の両方でYESと判断されると、HVECU50は、S44において、ストール制御を実行する。S41にてNOかつS42及びS43の両方でYESと判断されている期間においては、HVECU50によって継続的にストール制御が実行され、ストール制御が実行されていない場合よりもエンジン回転速度が上昇する。HVECU50は、ストール制御の実行中におけるアクセル操作量が大きくなるほどストール制御における目標Neを高くしてもよい。ストール制御における目標Neが高くなることで、ストール制御の実行によるエンジン回転速度の上昇度合いが大きくなる。ただしこれに限られず、ストール制御における目標Neは一定であってもよい。
ユーザは、後述するエンジン発電制御(図6参照)が実行されておらず、かつ、ストール許可フラグがONである状況(すなわち、前述した図3のS21~S26に示される要件を全て満たす状況)において所定のアクセル操作を行なうことによりストール制御を実行して、停車状態でエンジン31の回転速度を上昇させることができる。ユーザは、たとえば両踏み状態からブレーキペダルのみを解放(ブレーキ解除)することにより、ストール発進を行なうことができる。
なお、駐車支援制御の実行中には、駐車支援制御フラグがONになり(図2参照)、ストール許可フラグがOFFになる(図3参照)ため、S42においてNOと判断され、ストール制御が実行されない。
図6は、HVECU50の第1制御部によって実行されるストール制御の第3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される一連の処理は、車両100がReady-ON状態かつ停車状態であるときに、所定の充電開始要求が発生すると、開始される。この実施の形態では、メインバッテリ11のSOCが所定の第1SOC値以下になると、充電開始要求が発生する。ただしこれに限られず、充電開始要求が発生する条件は任意に設定できる。
図1とともに図6を参照して、S51では、ストール許可フラグがONであるか否かを、HVECU50が判断する。S52では、アクセル操作量が所定の閾値Y3以上であるか否かを、HVECU50が判断する。なお、閾値Y1~Y3(図4~図6)は、同じであってもよいし、異なってもよい。
S51及びS52のいずれかでNOと判断されると、HVECU50は、S532において、通常のエンジン発電制御を実行する。通常のエンジン発電制御では、ストール制御が実行されることなく所定のエンジン回転速度でエンジン発電が行なわれる。エンジン発電中は、エンジン31から出力される動力を利用してMG21aが発電を行なう。
他方、S51及びS52の両方でYESと判断されると、HVECU50は、S531において、ストール制御を実行しながらエンジン発電を行なう。これにより、通常のエンジン発電制御(すなわち、ストール制御を実行しないエンジン発電制御)よりも高いエンジン回転速度でエンジン発電が実行される。ストール制御の実行によってエンジン発電中のエンジン回転速度が高くなると、MG21aによって発電される電力が大きくなる。
S54では、HVECU50が、エンジン31及びPCU24を制御することにより、S531又はS532において発電された電力によりメインバッテリ11を充電する。S55では、所定の充電終了条件が成立したか否かを、HVECU50が判断する。この実施の形態では、メインバッテリ11のSOCが所定の第2SOC値以上になると、充電終了条件が成立する。第2SOC値は、第1SOC値よりも高い値に設定される。S55においてNO(充電終了条件が不成立)と判断されている間は、S51~S55が繰り返し実行され、メインバッテリ11の充電が継続的に行なわれる。そして、充電終了条件が成立すると(S55にてYES)、図6に示す一連の処理が終了する。
ユーザは、ストール許可フラグがONである状況(すなわち、前述した図3のS21~S26に示される要件を全て満たす状況)において、メインバッテリ11のSOCが低下した場合には、所定のアクセル操作を行なうことによりストール制御を実行して、エンジン発電によるメインバッテリ11の充電速度を速めることができる。
以上説明したように、この実施の形態では、駐車支援制御の実行中にはストール制御が禁止される。より具体的には、駐車支援制御の実行中には、駐車支援制御フラグがONになり(図2参照)、ストール許可フラグがOFFになる(図3参照)ため、図4のS32、図5のS42、及び図6のS51の各々においてNOと判断されることになり、ストール制御が実行されない。このため、ユーザが、駐車支援制御の実行中に、車両100を減速させるためのブレーキ操作を行なったときに誤ってアクセル操作も一緒に行なってしまった場合にも、ストール制御は行なわれない。よって、駐車支援制御の実行中にエンジン31の吹き上がりによりユーザに不安感を与えることを抑制できる。一方で、駐車支援制御を実行していないときには、所定の要件を満たすことによりストール制御が許可される。ユーザは、ストール制御が許可されるときに所定の操作を行なってストール制御を実行することができる。このように、HVECU50は、ユーザフレンドリの観点から、駐車支援制御とストール制御とを好適に実行することができる。
上記実施の形態では、車両制御装置(HVECU50)が車両100に搭載されている。しかしこれに限られず、車両制御装置は、たとえばスマートフォン、電子キー、又はウェアラブルデバイスのような携帯端末に搭載されてもよい。
車両制御装置が適用される車両の構成は、図1に示した構成に限られない。車両制御装置が適用される車両は、車両外部から供給される電力を用いて蓄電装置(たとえば、メインバッテリ11)を充電可能に構成されるPHV(プラグインハイブリッド車両)であってもよいし、エンジンのみを走行用の動力源とする自動車(一般に「コンベ車」とも称される)であってもよい。車両がDSC機能及びPCS機能を有することは必須ではない。車両が備えるアクセル操作部材及びブレーキ操作部材の各々は、ペダルに限られず任意であり、たとえば、レバーであってもよいし、押しボタンであってもよい。車両は、自動運転又は遠隔運転によって無人走行可能に構成されてもよい。
今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。