(57)【要約】【課題】電動機走行で駐車運転中において、エンジン走行に良好に切り換える。【解決手段】ハイブリッド車両の制御装置５０は、要求駆動力に応じてエンジン１と電動機２とブレーキ装置６とを制御するエンジン制御部４６３、電動機制御部４６２およびブレーキ制御部４６５と、電動機２のみの駆動による電動機走行において駐車運転中に、電動機走行のまま要求駆動力を発生することが可能であるか否かを判定するモード切換判定部４６１と、を備える。エンジン制御部４６３、電動機制御部４６２およびブレーキ制御部４６５は、モード切換判定部４６１により電動機走行のまま要求駆動力を発生することが不可能であると判定されると、電動機２の駆動力を低減させるとともにブレーキ装置６を作動かつエンジン１を始動させ、エンジン１の始動後にブレーキ装置６の作動を解除する。【選択図】図６
2020104760.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと電動機とを走行駆動源として備えるとともに、制動力を付与して車両を停止させる制動装置を備えるハイブリッド車両の制御装置であって、
要求駆動力に応じて前記エンジンと前記電動機とを制御するとともに、前記制動装置を制御する走行制御部と、
前記電動機のみの駆動による電動機走行、前記エンジンのみの駆動によるエンジン走行、および前記電動機と前記エンジンの双方の駆動によるハイブリッド走行のうち、前記電動機走行において所定スペースに車両を駐車する駐車運転中に、前記電動機走行のまま要求駆動力を発生することが可能であるか否かを判定する判定部と、を備え、
前記走行制御部は、前記判定部により前記電動機走行のまま要求駆動力を発生することが不可能であると判定されると、前記電動機の駆動力を低減させるとともに前記制動装置を作動かつ前記エンジンを始動させ、前記エンジンの始動後に前記制動装置の作動を解除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２】
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、
車速を検出する車速検出部をさらに備え、
前記判定部は、前記電動機走行で駐車運転中に、前記電動機の駆動力を最大値まで増加させたにも拘らず前記車速検出部により検出された車速が所定値以下であるとき、前記電動機走行のまま要求駆動力を発生することが不可能であると判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３】
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、前記電動機に電力を供給する二次電池をさらに備え、
前記ハイブリッド車両の制御装置は、前記二次電池の残容量を検出する残容量検出部をさらに備え、
前記判定部は、前記電動機走行で駐車運転中に、前記残容量検出部により検出された前記二次電池の残容量が所定値以下であるとき、前記電動機走行のまま要求駆動力を発生することが不可能であると判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４】
請求項１〜３のいずれか１項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、前記エンジンの駆動力を駆動輪に伝達または非伝達する動力伝達機構をさらに備え、
前記走行制御部は、前記判定部により前記電動機走行のまま要求駆動力を発生することが不可能であると判定されると、前記エンジンを始動させる前に前記エンジンの駆動力を前記駆動輪に非伝達するように前記動力伝達機構を切り換え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５】
請求項１〜４のいずれか１項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、自動運転機能を有する自動運転車両であることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド車両の走行動作を制御するハイブリッド車両の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハイブリッド車両は、走行駆動源としてモータとエンジンとを備える。このハイブリッド車両の制御装置として、従来、モータ走行中に、必要に応じてエンジンを始動するようにした装置が知られている（例えば特許文献１参照）。特許文献１記載の装置では、モータ走行の最中に路面の段差により車両が停止した状態でアクセル開度が増加すると、段差乗り越えのためにエンジンを始動するとともに、アクセル開度に応じた回転数でエンジンを自立運転する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許文献１：特開２０１２−４６１０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１記載の装置では、モータ走行中にエンジンを始動して駆動力を増大させるため、実駆動力が目標駆動力を超えてオーバーシュートするおそれがある。したがって、所定スペースに車両を駐車させる駐車運転のように、通常運転とは異なる車両の位置精度（例えば数ｃｍ〜数十ｃｍ程度の位置精度）が要求される運転に対し、上記特許文献１記載の装置を適用することは難しい。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様は、エンジンと電動機とを走行駆動源として備えるとともに、制動力を付与して車両を停止させる制動装置を備えるハイブリッド車両の制御装置であって、要求駆動力に応じてエンジンと電動機とを制御するとともに、制動装置を制御する走行制御部と、電動機のみの駆動による電動機走行、エンジンのみの駆動によるエンジン走行、および電動機とエンジンの双方の駆動によるハイブリッド走行のうち、電動機走行において所定スペースに車両を駐車する駐車運転中に、電動機走行のまま要求駆動力を発生することが可能であるか否かを判定する判定部と、を備える。走行制御部は、判定部により電動機走行のまま要求駆動力を発生することが不可能であると判定されると、電動機の駆動力を低減させるとともに制動装置を作動かつエンジンを始動させ、エンジンの始動後に制動装置の作動を解除する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、電動機走行で駐車運転中において要求駆動力を発生することができない場合に、駆動力を良好に増大させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の実施形態に係るハイブリッド車両の走行駆動系の概略構成を示す図。
【図２】本発明の実施形態に係る制御装置を有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】本発明の実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置が適用される車両の走行動作の一例を示す平面図。
【図４】図３の動作の一部を示す側面図。
【図５】本発明の実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置の参考例による動作の一例を示す図。
【図６】本発明の実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置の要部構成を示すブロック図。
【図７】図６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。
【図８】本発明の実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置の動作の一例を示すタイムチャート。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図１〜図８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制御装置は、走行駆動源として、エンジンと電動機とを備えるハイブリッド車両に適用される。このハイブリッド車両は、左右の前輪が駆動輪である前輪駆動車、左右の後輪が駆動輪である後輪駆動車、または４輪全てが駆動輪である４輪駆動車として構成することができる。４輪駆動車として構成する場合、例えば前輪をエンジンおよび電動機のいずれかにより駆動し、後輪を電動機により駆動するように構成することができる。
【０００９】
図１は、本発明の実施形態に係るハイブリッド車両の走行駆動系の概略構成を示す図である。図１に示すように、ハイブリッド車両（単に車両と呼ぶこともある）ＨＶは、エンジン１と、電動機２と、変速機３と、クラッチ４と、バッテリ５と、ブレーキ装置６とを有する。
【００１０】
エンジン１は、スロットルバルブを介して供給される吸入空気とインジェクタ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により調節され、スロットルバルブの開度はエンジン用アクチュエータ（スロットル用アクチュエータ）の駆動によって変更される。エンジン１の駆動、すなわちスロットルバルブの開度およびインジェクタからの燃料の噴射量（噴射時期、噴射時間）は、コントローラ（図２）により制御される。
【００１１】
エンジン１と変速機３との間には、油圧力や電磁力等により作動するクラッチ４が設けられる。クラッチ４の作動、すなわち接続または切断により、エンジン１と変速機３との間で動力が伝達または非伝達される。クラッチ４の作動はコントローラ（図２）により制御される。
【００１２】
電動機２は、インバータを含む電力制御ユニット（不図示）を介してバッテリ５に電気的に接続され、バッテリ５から供給された電力によって駆動するモータとしての機能を有するとともに、制動時に駆動されて発電し、発電した電力をバッテリ５に蓄電させるジェネレータとしての機能を有する。すなわち、電動機２はモータジェネレータとして機能する。なお、バッテリ５の代わりにキャパシタ等、他の蓄電装置を用いることもできる。電力制御ユニットはコントローラ（図２）により制御され、これにより電動機２の駆動と、バッテリ５の充放電とが制御される。
【００１３】
変速機３は、油圧力によって駆動する油圧機器を含み、油圧機器の駆動に応じてエンジン１または電動機２により回転駆動された入力軸の回転速度を変速して出力軸３ａへ伝達するとともに、エンジン１または電動機２により入力されたトルクを変換して出力軸３ａに伝達するように構成される。変速機３としては、変速比の異なる複数の変速段に手動または自動で変更する有段変速機や、変速比を無段階に変更可能な無段変速機を用いることができる。出力軸３ａに伝達されたトルクは、例えばディファレンシャル機構を介して左右の駆動輪７に伝達され、これにより車両１００が走行する。変速機３（油圧機器）の駆動は、コントローラ（図２）により制御される。
【００１４】
ブレーキ装置６は、例えば油圧力による作動するディスクブレーキにより構成され、ブレーキ装置６の作動により、駆動輪７の回転を強制的に停止することができる。ブレーキ装置６の作動は、コントローラ（図２）により制御される。
【００１５】
以上のように構成された車両１００は、複数の運転モードでの走行が可能である。具体的には、エンジン１のみを走行駆動源とするエンジンモードでの走行（エンジン走行）、電動機２のみを走行駆動源とするＥＶモードでの走行（電動機走行）、エンジン１と電動機２の双方を駆動源とするハイブリッドモードでの走行（ハイブリッド走行）が可能である。運転モードは、車両１００に要求される駆動力（要求駆動力）やバッテリ５の充電量等に応じて自動的に切り換えられる。例えば低速走行や低負荷走行時にはＥＶモードに、高負荷走行時にはエンジンモードまたはハイブリッドモードに切り換えられる。低負荷走行時であっても、バッテリ５の充電が必要なときは、エンジンモードまたはハイブリッドモードに切り換えられる。
【００１６】
本実施形態では、車両１００は、自動運転機能を有する車両（自動運転車両）として構成される。車両１００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。
【００１７】
図２は、自動運転車両１００を制御する車両制御システム１０１の基本的な全体構成を概略的に示すブロック図である。図２に示すように、車両制御システム１０１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受信機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。
【００１８】
外部センサ群３１は、車両１００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１００の全方位の照射光に対する散乱光を測定して車両１００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１００の周辺の他車両や障害物等を検出するレーダ、車両１００に搭載され、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子を有して車両１００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。
【００１９】
内部センサ群３２は、車両１００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１００の車速を検出する車速センサ、車両１００の前後方向の加速度および左右方向の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１００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、ステアリング操作等を検出するセンサも内部センサ群３２に含まれる。
【００２０】
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が含まれる。
【００２１】
手動自動切換スイッチは、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。
【００２２】
ＧＰＳ受信機（ＧＰＳセンサ）３４は、複数のＧＰＳ衛星からの測位信号を受信し、これにより車両１００の絶対位置（緯度、経度など）を測定する。
【００２３】
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。
【００２４】
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。目標経路は、ＧＰＳ受信機３４により測定さ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。
【００２５】
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。
【００２６】
アクチュエータＡＣは、車両１００の走行を制御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、コントローラ４０からの電気信号により作動する各種アクチュエータが含まれる。例えばエンジン１のスロットルバルブの開度を調整するエンジン用アクチュエータと、電動機２と、変速機３を駆動する変速機用アクチュエータ、クラッチ４を駆動するクラッチ用アクチュエータと、ブレーキ装置６を駆動するブレーキ用アクチュエータと、ステアリング装置を駆動するステアリング用アクチュエータとが含まれる。
【００２７】
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、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。
【００２８】
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、駐車場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。
【００２９】
演算部４１は、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。
【００３０】
自車位置認識部４３は、ＧＰＳ受信機３４で受信した車両１００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１００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１００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。
【００３１】
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１００の周囲の外部状況を認識する。例えば車両１００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１００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。
【００３２】
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１００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。
【００３３】
行動計画には、現時点から所定時間（例えば５秒）先までの間に単位時間（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、単位時間毎の車両１００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１００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毎に更新される。
【００３４】
行動計画生成部４５は、現時点から所定時間（例えば５秒）先までの単位時間毎の位置データを時刻順に接続することにより、目標軌道を生成する。このとき、目標軌道上の単位時間毎の各目標点の車速（目標車速）に基づいて、単位時間毎の加速度（目標加速度）を算出する。すなわち、行動計画生成部２５は、目標車速と目標加速度とを算出する。なお、目標加速度を走行制御部４６で算出するようにしてもよい。
【００３５】
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に沿って車両１００が目標車速および目標加速度で走行するようにアクチュエータＡＣを制御する。すなわち、単位時間毎の目標点を車両１００が通過するように、エンジン用アクチュエータや電動機２等をそれぞれ制御する。走行制御部４６は、低負荷走行時にはＥＶモードに、高負荷走行時にはエンジンモードまたはハイブリッドモードに運転モードを切り換える。さらにバッテリ５の充電量に応じて運転モードをＥＶモードからエンジンモードまたはハイブリッドモードに切り換える。
【００３６】
図３は、本実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置が適用される車両１００の走行動作の一例を示す平面図である。図３には、道路１１０を走行している車両１００が、自動運転により道路１１０に面した駐車場１１１に横向き（車線に対し直交した向き）に駐車する例が示される。すなわち、例えば自動運転車両１００の目的地として所定位置の駐車場１１１が設定されており、車両１００が自動運転により駐車場１１１まで移動する駐車走行の例が示される。より詳細には、車両１００は、矢印Ａ１に示すように一旦、駐車場１１１の前方を通過し、車載カメラ等により駐車場１１１の位置を認識した後、矢印Ａ２に示すように、後進走行により駐車場１１１に進入する。なお、車両１００は、後進走行でなく、前進走行で駐車場１１１に進入してもよい。
【００３７】
駐車場１１１は、例えば時間単位で課金される、いわゆるコインパーキングである。図４は、駐車場１１１に車両１００が駐車した状態を示す側面図である。なお、図４では、前輪と後輪とを、それぞれ７Ｆおよび７Ｒで示す。図４に示すように、駐車場１１１（駐車スペース）には、矢印Ａ３方向に沿って駐車場１１１に進入した車両１００の後輪７Ｒのみが乗り越える段差１１２、すなわちロック板（フラップ板）が設けられる。ロック板は、後輪７Ｒが乗り越えてから所定時間が経過すると、解除位置（実線）からロック位置（点線）に上昇し、この状態での車両１００の出庫が禁止される。
【００３８】
車両駐車時の進行方向（矢印Ａ３方向）における段差１１２（ロック板）の奥方には、後輪７Ｒに当接して車両１００の後方への移動を制限する車止め１１３が設けられる。車止め１１３の高さは、ロック板の解除位置の高さよりも高い。車止め１１３を設けることで、車両１００が例えば後方の障害物１１４に衝突することを防止できる。
【００３９】
駐車走行時には、車両制御システム１０１がカメラ等で周囲の状況を確認しながら車両１００を位置精度よく駐車スペースに移動させる。このため、駐車走行は発進と停止とを繰り返しながら低速で行われる。本実施形態では、主にＥＶモードで駐車走行が行われる。
【００４０】
しかしながら、ＥＶモードでは、走行駆動力が不足して段差１１２を乗り越えることが困難な場合がある。特に、段差１１２の高さが通常よりも高い場合、駐車スペースが登り勾配で傾斜している場合、および車両１００の乗車人数や荷物が通常よりも多い場合等には、走行負荷が大きくなり、走行駆動力が不足しやすい。この場合、要求駆動力の増加に伴いエンジン１を始動して、エンジンモードまたはハイブリッドモードで段差１１２を乗り越えようとすると、以下の参考例に示すような問題を生じるおそれがある。
【００４１】
図５は、本実施形態の参考例としての制御装置による動作の一例、特に図４に示すように、後進走行によって車両１００が段差１１２を乗り越える場合の動作の一例を示すタイムチャートである。図中の特性ｆ１０（ニ点鎖線）は車両の要求駆動力（目標駆動力）、特性ｆ１１（一点鎖線）はエンジン１の実駆動力（エンジン実駆動力）、特性ｆ１２（点線）は電動機２の実駆動力（電動機実駆動力）、特性ｆ１３（実線）は、特性ｆ１１と特性ｆ１２とを加算した車両全体の実駆動力（全体実駆動力）を示す。以下では、エンジン１の最大実駆動力が電動機２の最大実駆動力よりも大きいものとする。
【００４２】
図５に示すように、時点ｔ１より前の時点では、車両１００は電動機走行により要求駆動力を発揮しており、エンジン１は停止している。時点ｔ１で、後輪７Ｒが段差１１２に衝突して車両１００が停止すると、要求駆動力が上昇し、それに伴い電動機実駆動力が増加する。時点ｔ２で、電動機実駆動力（より詳しくは電動機実駆動力に対応した電動機トルク）が、予め定められた電動機２の力行時のトルク上限値（所定値Ｔｍａ）に達すると、電動機２のトルクをそれ以上上昇させることができない。このため、電動機走行では要求駆動力が得られないため、エンジン１を始動する。その後、エンジン実駆動力が増加し、それに伴い電動機実駆動力を減少させる。
【００４３】
このとき、通信遅れ等に起因して、エンジン実駆動力の増加と電動機駆実動力の減少との間に図示のようなタイミングのずれが生じるおそれがある。このため、時点ｔ３で、全体実駆動力が要求駆動力を一時的に超えることがある。その結果、後輪７Ｒが段差１１２を乗り越えた後の車両１００の駆動力が大きくなりすぎ、後輪７Ｒが車止め１１３に勢いよく衝突して、乗員に衝撃を与えるおそれがある。場合によっては車両１００が障害物１１４に衝突するおそれがある。このような段差乗り越え時の衝撃の発生等を抑制するため、本実施形態では、以下のように制御装置を構成する。
【００４４】
図６は、本実施形態に係る制御装置５０の主要な構成、特に駐車走行に係る構成を示すブロック図である。なお、制御装置５０は、自動運転で車両１００を駐車場１１１まで移動させるための装置であり、図２の車両制御システム１０１の一部を構成する。図６に示すように、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車速センサ３２ａと、バッテリセンサ３２ｂと、トルクセンサ３２ｃと、電力制御ユニット６０と、エンジン用アクチュエータ６１と、クラッチ用アクチュエータ６２と、ブレーキ用アクチュエータ６３とを有する。
【００４５】
車速センサ３２ａは、車両１００の車速を検出し、検出信号をコントローラ４０に出力する。バッテリセンサ３２ｂは、バッテリ５の残容量を検出し、検出信号をコントローラ４０に出力する。トルクセンサ３２ｃは、電動機２のトルクを検出し、検出信号をコントローラ４０に出力する。電動機２が発生させるトルクは、電動機２に供給される電流に比例するため、トルクセンサ３２ｃは、電動機２に供給される電流に基づいてトルクを検出することもできる。車速センサ３２ａとバッテリセンサ３２ｂとトルクセンサ３２ｃとは、図２の内部センサ群３２の一部を構成する。
【００４６】
電力制御ユニット６０は、コントローラ４０からの信号に基づいて電動機２の駆動を制御するとともに、バッテリ５の充放電を制御する。エンジン用アクチュエータ６１、クラッチ用アクチュエータ６２およびブレーキ用アクチュエータ６３は、それぞれコントローラ４０からの信号に基づいてエンジン１、クラッチ４およびブレーキ装置６を制御する。電動機２と、エンジン用アクチュエータ６１、クラッチ用アクチュエータ６２およびブレーキ用アクチュエータ６３は、図２のアクチュエータＡＣの一部を構成する。
【００４７】
コントローラ４０は、機能的構成として、要求駆動力算出部４５１と、モード切換判定部４６１と、電動機制御部４６２と、エンジン制御部４６３と、クラッチ制御部４６４と、ブレーキ制御部４６５とを有する。要求駆動力算出部４５１は、例えば行動計画生成部４５の一部を構成し、モード切換判定部４６１と電動機制御部４６２とエンジン制御部４６３とクラッチ制御部４６４とブレーキ制御部４６５とは、例えば図２の走行制御部４６の一部を構成する。
【００４８】
要求駆動力算出部４５１は、駐車走行時における車両１００の要求駆動力を算出する。例えば、要求駆動力算出部４５１は、車速センサ３２ａにより検出された実車速と目標車速とを比較し、実車速が目標車速に満たないとき、要求駆動力を徐々に増大させる。
【００４９】
モード切換判定部４６１は、駐車走行時における運転モードの切換の要否を判定する。本実施形態では、例えばＥＶモードとエンジンモードのいずれかで駐車走行が行われるように構成される。したがって、モード切換判定部４６１は、ＥＶモードからエンジンモードおよびエンジンモードからＥＶモードへの運転モードの切換の要否を判定する。具体的には、電動機走行中にトルクセンサ３２ｃにより検出された電動機２のトルクＴｍが所定値Ｔｍａ（予め定められた電動機２のトルク上限値）以上であるか否か、および、車速センサ３２ａにより検出された車速Ｖが所定値Ｖａ（例えば０）以下であるか否かを判定する。すなわち、エンジンモード切換条件が成立したか否かを判定する。そして、Ｔｍ≧ＴｍａかつＶ≦Ｖａであるとき、ＥＶモードからエンジンモードへの切換が必要と判定する。すなわち、エンジンモード切換条件が成立したと判定する。
【００５０】
モード切換判定部４６１は、さらに電動機走行中にバッテリセンサ３２ｂにより検出されたバッテリ残容量ＳＯＣが所定値ＳＯＣａ以下であるか否かを判定する。所定値ＳＯＣａは、バッテリ５の充電が必要か否かを判定するための閾値であり、ＳＯＣ≦ＳＯＣａであるとき、Ｔｍ＜ＴｍａまたはＶ＞Ｖａであっても、モード切換判定部４６１は、ＥＶモードからエンジンモードへの切換が必要と判定する。すなわち、エンジンモード切換条件が成立したと判定する。モード切換判定部４６１は、エンジンモード切換条件の成立により運転モードがエンジンモードに切り換えられた後は、駐車走行が完了するまでエンジンモードからＥＶモードへの切換が不要と判定する。なお、エンジンモードの切換後にエンジンモード切換条件が不成立と判定すると、エンジンモードからＥＶモードへの切換が必要と判定してもよい。
【００５１】
電動機制御部４６２は、モード切換判定部４６１の判定結果に応じて電動機２の駆動を制御する。すなわち、モード切換判定部４６１によりＥＶモードからエンジンモードへの切換が不要と判定されると、要求駆動力算出部４５１により算出された要求駆動力に応じて電動機２が駆動されるように電力制御ユニット６０に制御信号を出力し、電動機２の駆動を制御する。このときの要求駆動力はアクセルペダルがオフのときの車両１００の駆動力、すなわちクリープ力に相当し、クリープ走行により駐車走行が行われる。一方、モード切換判定部４６１によりエンジンモードへの切換が必要と判定されると、エンジン実駆動力の増加に伴い電動機実駆動力を０に至るまで減少させる。
【００５２】
エンジン制御部４６３は、モード切換判定部４６１の判定結果に応じてエンジン１の駆動を制御する。すなわち、モード切換判定部４６１によりＥＶモードからエンジンモードへの切換が必要と判定されると、ブレーキ装置６の作動後かつクラッチ４がオフ（切断）した後に、エンジン用アクチュエータ（エンジン始動用アクチュエータ）に制御信号を出力してエンジン１を始動する。そして、エンジン始動後に、クラッチ４がオン（接続）かつブレーキ装置６が解除されると、エンジン制御部４６３は、要求駆動力算出部４５１により算出された要求駆動力に応じてエンジン実駆動力を徐々に増加させる。
【００５３】
クラッチ制御部４６４は、モード切換判定部４６１の判定結果に応じてクラッチ４の作動を制御する。すなわち、モード切換判定部４６１によりＥＶモードからエンジンモードへの切換が必要と判定されると、クラッチ用アクチュエータ６２に制御信号を出力してクラッチ４をオフし、エンジン１から駆動輪７への動力伝達を断つ。その後、エンジン１が始動すると、クラッチ４をオンし、エンジン１から駆動輪７へ動力を伝達する。
【００５４】
ブレーキ制御部４６５は、モード切換判定部４６１の判定結果に応じてブレーキ装置６の作動を制御する。すなわち、モード切換判定部４６１によりＥＶモードからエンジンモードへの切換が必要と判定されると、ブレーキ用アクチュエータ６３に制御信号を出力してブレーキ装置６を作動し、車両１００を強制的に停止させる。その後、エンジン１が始動すると、ブレーキ装置６を解除し、車両１００のエンジン走行を可能にする。
【００５５】
図７は、予め記憶部４２に記憶されたプログラムに従い、図６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、例えば図３に示すように駐車場１１１への車両１００の移動が指令されると開始され、所定周期で繰り返される。制御開始時に、車両１００はＥＶモードで運転される。
【００５６】
まず、ステップＳ１で、駐車走行時の目標車速と車速センサ３２ａにより検出された実車速との偏差等に基づいて要求駆動力を算出する。次いで、ステップＳ２で、バッテリセンサ３２ｂにより検出されたバッテリ５の残容量ＳＯＣが所定値ＳＯＣａ以下であるか否か、すなわちバッテリ５の充電の要否を判定する。ステップＳ２で肯定されるとエンジンモード切換条件が成立したと判定してステップＳ３に進み、電力制御ユニット６０に制御信号を出力し、電動機実駆動力（電動機トルク）を０にする。次いで、ステップＳ４で、ブレーキ用アクチュエータ６３に制御信号を出力してブレーキ装置６を作動するとともに、クラッチ用アクチュエータ６２に制御信号を出力してクラッチ４をオフする。
【００５７】
次いで、ステップＳ５で、エンジン用アクチュエータ６１に制御信号を出力し、エンジン１を始動する。次いで、ステップＳ６で、クラッチ用アクチュエータ６２に制御信号を出力し、クラッチ４をオンするとともに、ブレーキ用アクチュエータ６３に制御信号を出力し、ブレーキ装置６を解除する。次いで、ステップＳ７で、ステップＳ１で算出された要求駆動力に応じてエンジン用アクチュエータ６１に制御信号を出力し、車両１００をエンジン走行させる。
【００５８】
一方、ステップＳ２で否定されるとステップＳ８に進み、トルクセンサ３２ｃにより検出された電動機２のトルクＴｍが所定値Ｔｍａ以上であるか否かを判定する。ステップＳ８で肯定されるとステップＳ９に進み、否定されるとステップＳ９をパスしてステップＳ１０に進む。ステップＳ９では、車速センサ３２ａにより検出された車速Ｖが所定値Ｖａ以下であるか否かを判定する。ステップＳ９が肯定されるとエンジンモード切換条件が成立したと判定してステップＳ３に進み、否定されるとステップＳ１０に進む。ステップＳ１０では、ステップＳ１で算出された要求駆動力に応じて電力制御ユニット６０に制御信号を出力し、車両をＥＶ走行させる。
【００５９】
本実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置の主要な動作を説明する。図８は、駐車走行時にＥＶ走行からエンジン走行に切り換わる動作の一例を示すタイムチャートである。図８に示すように、初期状態では、車両１００はＥＶモードでクリープ走行しており、エンジン実駆動力Ｆｅは０で、車両１００の全体実駆動力Ｆｔは電動機実駆動力Ｆｍに等しい（ステップＳ１０）。このとき、ブレーキ力Ｆｂは０であり、クラッチ４はオフである。
【００６０】
時点ｔ１で、後輪７ｒが段差１１２に衝突し、段差１１２を乗り越えられないとき、車速Ｖが０になる。このとき、要求駆動力が増加し、電動機実駆動力Ｆｍおよび全体実駆動力Ｆｔが徐々に増加する。図８の所定値Ｆａは、電動機トルクＴｍの所定値Ｔｍａ（図５）に対応しており、電動機実駆動力Ｆｍが所定値Ｆｍａに達すると、時点ｔ２でエンジンモード切換条件が成立したと判定される。このため、電動機実駆動力Ｆｍおよび全体実駆動力Ｆｔが０になるとともに、ブレーキ装置６が作動し、ブレーキ力Ｆｂが所定値Ｆｂ１まで増加する（ステップＳ３、ステップＳ４）。これにより、車両１００は完全に停止させられる。
【００６１】
その後、エンジン１が始動され、クラッチ４がオンされるとともに、ブレーキ装置６が解除される（ステップＳ５、ステップＳ６）。したがって、時点ｔ３で、エンジン実駆動力Ｆｅが増加し、全体実駆動力Ｆｔは、電動機走行時の最大実駆動力Ｆｔ１よりも大きい値Ｆｔ２となる。これにより、エンジン走行によって車両１００が段差１１２を乗り越えこえることができ、車速Ｖが０より大きくなる。このとき、電動機実駆動力Ｆｍとエンジン実駆動力Ｆｅとの間のタイミングのずれは生じないため、全体実駆動力Ｆｔが要求駆動力に対しオーバーシュートすることはない。このため、段差乗り越え時の衝撃の発生を抑えることができる。その後のエンジン走行では、車速が目標車速となるようにブレーキ装置６を調整しながら車両１００がエンジン１のクリープ力によって走行する。
【００６２】
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）ハイブリッド車両の制御装置５０は、エンジン１と電動機２とを走行駆動源として備えるとともに、制動力を付与して車両を停止させるブレーキ装置６を備える（図１）。この制御装置５０は、要求駆動力に応じてエンジン１と電動機２とを制御するとともに、ブレーキ装置６を制御するエンジン制御部４６３、電動機制御部４６２およびブレーキ制御部４６５と、電動機２のみの駆動による電動機走行、エンジン１のみの駆動によるエンジン走行、および電動機２とエンジン１の双方の駆動によるハイブリッド走行のうち、電動機走行にて所定スペースに車両１００を駐車する駐車運転中に、電動機走行のまま要求駆動力を発生することが可能であるか否かを判定するモード切換判定部４６１と、を備える（図６）。エンジン制御部４６３、電動機制御部４６２およびブレーキ制御部４６５は、モード切換判定部４６１により電動機走行のまま要求駆動力を発生することが不可能であると判定されると、電動機２の駆動力を低減、より具体的には電動機実駆動力を０にするとともにブレーキ装置６を作動かつエンジン１を始動させ、エンジン１の始動後にブレーキ装置６の作動を解除する（図７）。
【００６３】
このように、電動機走行で駐車運転中に電動機走行のまま要求駆動力を発生することが不可能なとき、電動機実駆動力を０にするとともにブレーキ装置６を作動させた状態でエンジン１を始動するので、ＥＶモードからエンジンモードへの切換を良好に行うことができる。すなわち、ＥＶモードからエンジンモードへの切換時に、エンジン実駆動力の増加と電動機駆実動力の減少との間のタイミングのずれに起因して実駆動力がオーバーシュートすることを防止することができ、位置精度が要求される駐車走行を良好に行うことができる。
【００６４】
（２）ハイブリッド車両の制御装置５０は、車速Ｖを検出する車速センサ３２ａをさらに備える（図６）。モード切換判定部４６１は、電動機走行で駐車運転中に、電動機２の駆動力（トルク）を最大値である所定値Ｔｍａまで増加させたにも拘らず車速センサ３２ａにより検出された車速Ｖが所定値Ｖａ（例えば０）以下であるとき、電動機走行のまま要求駆動力を発生することが不可能であると判定する（ステップＳ８，ステップＳ９）。これにより車両１００が段差を乗り越えることができないとき、停車状態でＥＶモードからエンジンモードに切り換えられるので、実駆動力が大きくなりすぎることがなく、車両１００が容易に段差１１２を乗り越えることができる。
【００６５】
（３）車両１００は、電動機２に電力を供給するバッテリ５をさらに備える（図１）。制御装置５０は、バッテリ５の残容量ＳＯＣを検出するバッテリセンサ３２ｂをさらに備える（図６）。モード切換判定部４６１は、電動機走行で駐車運転中に、バッテリセンサ３２ｂにより検出されたバッテリ５の残容量ＳＯＣが所定値ＳＯＣａ以下であるとき、電動機走行のまま要求駆動力を発生することが不可能であると判定する（ステップＳ２）。これにより、駐車走行中にバッテリ５の充電量が不足したとき、実駆動力が大きくなりすぎることがなく、ＥＶモードからエンジンモードに運転モードを良好に切り換えることができる。
【００６６】
（４）車両１００は、エンジン１の駆動力を駆動輪７に伝達または非伝達するクラッチ４をさらに備える（図１）。クラッチ制御部４６４（図６）は、モード切換判定部４６１により電動機走行のまま要求駆動力を発生することが不可能であると判定されると、エンジン１を始動させる前にエンジン１の駆動力を駆動輪７に非伝達するようにクラッチ４を切り換える（ステップＳ４）。これにより、エンジン１の始動が完了するまで、エンジン実駆動力が駆動輪７に伝達されることを確実に防止できる。
【００６７】
（５）車両１００は、自動運転機能を有する自動運転車両である（図２）。これにより、駐車走行中にドライバはアクセルペダルを操作する必要がないので、ＥＶモードからエンジンモードへのモード切換時に、車両実駆動力が一旦０になって車両１００が強制的に停止することによるドライバの違和感を抑制することができる。
【００６８】
上記実施形態は種々の形態に変更することができる。以下、変形例について説明する。上記実施形態では、エンジンモード切換条件が成立すると、走行制御部４６が、運転モードをＥＶモードからエンジンモードに切り換えるようにしたが、ハイブリッドモードに切り換えるようにしてもよい。上記実施形態では、エンジン１の最大駆動力を電動機２の最大駆動力よりも大きくしたが、エンジン１の最大駆動力は電動機２の最大駆動力より小さくてもよい。
【００６９】
上記実施形態では、駐車走行中のＥＶモードからエンジンモードへの切換時に、走行制御部４６が要求駆動力に応じてエンジン１と電動機２とクラッチ４とブレーキ装置６とを制御したが、少なくともエンジン１と電動機２とブレーキ装置６（制動装置）とを制御するのであれば、走行制御部４６の構成はいかなるものでもよい。すなわち、エンジンモードへの切換時に電動機２の駆動力を低減させるとともにブレーキ装置６を作動かつエンジン１を始動させ、エンジン１の始動後にブレーキ装置６の作動を解除するのであれば、走行制御部４６の構成はいかなるものでもよい。上記実施形態では、駐車走行中のモード切換時にクラッチ４を切り換えるようにしたが、クラッチ４の制御を行わないようにしてもよい。上記実施形態では、エンジン１と変速機３との間にクラッチ４を設けたが、動力伝達機構の構成はこれに限らず、動力伝達機構を例えば変速機３に設けてもよい。
【００７０】
上記実施形態では、電動機２のトルクＴｍが所定値Ｔｍａ以上かつ車速Ｖが所定値Ｖａ以下のとき、およびバッテリ５の残容量ＳＯＣが所定値ＳＯＣａ以下のときに、それぞれモード切換判定部４６１が、エンジンモード切換条件が成立と判定した。しかしながら、駐車運転中に電動機走行のまま要求駆動力を発生することが可能であるか否かを判定するのであれば、判定部の構成はいかなるものでもよい。例えばカメラ等により段差１１２の高さを検出し、段差１１２の高さが所定値以上であるとき、電動機走行のまま要求駆動力を発生することが不可能と判定してもよい。上記実施形態では、車速センサ３２ａにより車速を検出したが、車速検出部の構成はいかなるものでもよい。ＧＰＳ受信機３４により検出された車両１００の絶対位置の変化量から、電動機走行のまま要求駆動力を発生することが可能か否かを判定してもよい。上記実施形態では、バッテリセンサ３２ｂにより二次電池としてのバッテリ５の残容量ＳＯＣを検出したが、残容量検出部の構成はいかなるものでもよい。
【００７１】
上記実施形態では、制御装置５０を自動運転車両１００に適用したが、本発明のハイブリッド車両の制御装置は、駐車支援装置を有する車両等、一部の自動運転機能のみを有する車両に対しても同様に適用することができる。手動運転で駐車走行するものにも適用することができる。
【００７２】
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。
【符号の説明】
【００７３】
１  エンジン、２  電動機、４  クラッチ、５  バッテリ、６  ブレーキ装置、３２ａ  車速センサ、３２ｂ  バッテリセンサ、３２ｃ  トルクセンサ、４０  コントローラ、４６  走行制御部、１００  車両、４５１  要求駆動力算出部、４６１  モード切換判定部、４６２  電動機制御部、４６３  エンジン制御部、４６４  クラッチ制御部、４６５  ブレーキ制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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