(57)【要約】【課題】駐車走行時の車両の制御性を向上することが可能な車両制御装置を提供する。【解決手段】車両制御装置７０は、エンジンと、エンジンの駆動による回転を変速して車輪に伝達する変速機と、を備える車両の走行動作を制御するものであり、車両を駐車場に入場または駐車場から退場させる駐車モードでの走行を指令する駐車指令部６０１と、変速機の変速比を制御する変速機制御部６０４と、を備える。変速機制御部６０４は、駐車指令部６０１により駐車モードでの走行が指令されると、駐車モードでの走行が指令されないときよりも、変速機の最大変速比を小さくする。【選択図】図７
2020104761.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、該エンジンの駆動による回転を変速して車輪に伝達する変速機と、を備える車両の走行動作を制御する車両制御装置であって、
前記車両を駐車場に入場または駐車場から退場させる駐車モードでの走行を指令する駐車指令部と、
前記変速機の変速比を制御する変速機制御部と、を備え、
前記変速機制御部は、前記駐車指令部により駐車モードでの走行が指令されると、駐車モードでの走行が指令されないときよりも、前記変速機の最大変速比を小さくすることを特徴とする車両制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両制御装置において、
前記車両は、自動運転機能を有する自動運転車両であり、
前記車両の目標駐車位置を認識する駐車位置認識部をさらに備え、
前記駐車指令部は、前記駐車位置認識部により目標駐車位置が認識されると、駐車モードでの走行を指令することを特徴とする車両制御装置。
【請求項３】
請求項１に記載の車両制御装置において、
前記車両は、自動運転機能を有する自動運転車両であり、
前記車両が駐車場に駐車された状態を検出する駐車検出部をさらに備え、
前記駐車指令部は、前記駐車検出部により前記車両が駐車場に駐車された状態が検出されると、駐車モードでの走行を指令することを特徴とする車両制御装置。
【請求項４】
請求項２または３に記載の車両制御装置において、
前記車両は、制動装置をさらに備え、
前記駐車指令部により駐車モードでの走行が指令されると、前記車両がクリープトルクで走行するように前記エンジンの回転数を所定のアイドル回転数に制御するエンジン制御部と、前記車両が目標車速で走行するように前記制動装置を制御する制動装置制御部と、をさらに備えることを特徴とする車両制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の駐車走行時の動作を制御する車両制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両を駐車場に入場（入庫）または駐車場から出場（出庫）させる場合には、ドライバのアクセルペダルの非操作によりエンジンをアイドル回転数で回転させた状態で、シフトレンジをドライブレンジに操作し、フットブレーキを操作しながらクリープ現象により車両を走行させるのが一般的である（例えば特許文献１参照）。このような駐車走行は低速で行われるため、自動変速機は通常、ローギヤに切り換えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許文献１：特開平５−６０２２４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、自動変速機がローギヤに切り換えられると、クリープ現象による駐車走行時の駆動トルクが大きくなりすぎ、車両の制御性が悪化する。
【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、エンジンの駆動による回転を変速して車輪に伝達する変速機と、を備える車両の走行動作を制御する車両制御装置であって、車両を駐車場に入場または駐車場から退場させる駐車モードでの走行を指令する駐車指令部と、変速機の変速比を制御する変速機制御部と、を備える。変速機制御部は、駐車指令部により駐車モードでの走行が指令されると、駐車モードでの走行が指令されないときよりも、変速機の最大変速比を小さくする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、駐車走行時の車両の制御性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の実施形態に係る車両制御装置が適用される車両の走行駆動系の一部の構成を概略的に示す図。
【図２Ａ】図１の車両の１速段が確立したときのトルクの伝達径路を示す図。
【図２Ｂ】図１の車両の３速段が確立したときのトルクの伝達径路を示す図。
【図３】本発明の実施形態に係る車両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４】図３の車両制御システムによる車両の走行動作の一例を示す平面図。
【図５】エンジン回転数とクリープトルクとの関係を示す図。
【図６】１速段でクリープ走行するときに得られる動作特性の一例を示す図。
【図７】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８】図７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９】本発明の実施形態に係る車両制御装置による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９を参照して本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の実施形態に係る車両制御装置が適用される車両１００の走行駆動系の一部（主に変速機１）の構成を概略的に示す図である。車両１００は、例えばエンジン２と電動機３とを備えるハイブリッド車両として構成される。
【０００９】
変速機１とエンジン２との間には、エンジン２のトルクを変速機１に伝達または非伝達するクラッチ機構Ｃが設けられる。クラッチ機構Ｃは、例えば湿式のデュアルクラッチにより構成され、第１クラッチＣ１と第２クラッチＣ２とを有する。なお、クラッチ機構Ｃを、乾式のデュアルクラッチにより構成することもできる。
【００１０】
変速機１は、例えば有段変速機であり、変速機１に入力されたエンジン２および電動機３の少なくとも一方の回転を、速度段に応じた変速比で変速するギヤ機構１０を有する。ギヤ機構１０を介して出力されたトルクは、図示しない作動ギヤ機構、駆動軸等を介して駆動輪に伝達され、これにより車両が走行する。なお、エンジン２のトルクを、トルクコンバータを介して変速機１に出力することもできる。
【００１１】
ギヤ機構１０は、互いに略平行に配置され、それぞれが回転可能に支持された複数の回転軸、すなわち第１主入力軸１１と第２主入力軸１２と副入力軸１３と出力軸１４とアイドル軸１５とリバース軸１６とを有する。第２主入力軸１２は、第１主入力軸１１と同軸上にかつ第１主入力軸１１を包囲するように中空に形成される。変速機１は、例えば前進７速、後進１速の自動変速機である。
【００１２】
電動機３は、例えば３相のＤＣブラシレスモータにより構成され、図示しない電動機３のハウジング内に回転可能に支持されたロータ３ａと、ロータ３ａの周囲に配置され、ハウジングに固定されたステータ３ｂとを有する。第１主入力軸１１の一端部は、電動機３のロータ３ａに接続され、第１主入力軸１１はロータ３ａと一体に回転可能である。ステータ３ｂは、ステータコアに巻回されたコイルを有し、コイルはパワードライブユニットを介してバッテリに電気的に接続される。パワードライブユニットの動作はコントローラにより制御される。
【００１３】
第１主入力軸１１の他端部は、第１クラッチＣ１を介してエンジン２の出力軸２ａに接続され、第１クラッチＣ１の断接に応じて第１主入力軸１１と出力軸２ａとが結合または遮断される。すなわち、第１クラッチＣ１が接続すると、第１主入力軸１１と出力軸２ａとが結合され、第１主入力軸１１にエンジン２からのトルクが入力される。一方、第１クラッチＣ１が遮断すると、第１主入力軸１１と出力軸２ａとが遮断され、エンジン２からのトルクの入力が遮断する。
【００１４】
第１クラッチＣ１は奇数変速段用のクラッチであり、第１主入力軸１１には１速駆動ギヤ２１と、３速駆動ギヤ２３と、７速駆動ギヤ２７と、５速駆動ギヤ２５とが、電動機３側からこの順番に配設される。これら駆動ギヤ２１，２３，２５，２７は、第１主入力軸１１の外周面に、それぞれベアリングを介し第１主入力軸１１に対して相対回転可能に支持される。なお、１速駆動ギヤ２１と３速駆動ギヤ２３とは、一体に回転可能に設けられる。電動機３のロータ３ａと１速駆動ギヤ２１との間には、遊星歯車機構２０が配設される。
【００１５】
第２主入力軸１２の一端部は、第２クラッチＣ２を介してエンジン２の出力軸２ａに接続され、第２クラッチＣ２の断接に応じて第２主入力軸１２と出力軸２ａとが結合または遮断される。すなわち、第２クラッチＣ２が接続すると、第２主入力軸１２と出力軸２ａとが結合され、第２主入力軸１２にエンジン２からのトルクが入力される。一方、第２クラッチＣ２が遮断すると、第２主入力軸１２と出力軸２ａとが遮断され、エンジン２からのトルクの入力が遮断する。
【００１６】
第２主入力軸１２の他端部にはギヤ３１が固定される。ギヤ３１は、アイドル軸１５に固定されたアイドルギヤ３２に噛合し、アイドルギヤ３２は、副入力軸１３に固定されたギヤ３３に噛合する。これにより第２主入力軸１２のトルクがアイドルギヤ３２を介して副入力軸１３に伝達され、副入力軸１３は第２主入力軸１２とともに回転する。
【００１７】
第２クラッチＣ２は偶数変速段用のクラッチであり、副入力軸１３には、２速駆動ギヤ２２と、６速駆動ギヤ２６と、４速駆動ギヤ２４とが、電動機３側からこの順番に配設される。これら駆動ギヤ２２，２４，２６は、副入力軸１３の外周面に、それぞれベアリングを介して副入力軸１３に対し相対回転可能に支持される。
【００１８】
リバース軸１６の一端部にはギヤ３４が固定される。ギヤ３４はアイドルギヤ３２と噛合し、これにより第２主入力軸１２のトルクがリバース軸１６に入力される。リバース軸１６の外周面には、ベアリングを介してリバース駆動ギヤ２８がリバース軸１６に対し相対回転可能に支持される。リバース駆動ギヤ２８は、５速駆動ギヤ２５とギヤ３１との間で第１主入力軸１１に固定されたリバース従動ギヤ３５に噛合する。
【００１９】
出力軸１４には、２−３速従動ギヤ４１と、６−７速従動ギヤ４２と、４−５速従動ギヤ４３と、パーキングギヤ４４と、ファイナルギヤ４５とが、電動機３側からこの順番に固定される。２−３速従動ギヤ４１は、２速駆動ギヤ２２と３速駆動ギヤ２３とにそれぞれ噛合する。６−７速従動ギヤ４２は、６速駆動ギヤ２６と７速駆動ギヤ２７とにそれぞれ噛合する。４−５速従動ギヤ４３は、４速駆動ギヤ２４と５速駆動ギヤ２５とにそれぞれ噛合する。
【００２０】
パーキングギヤ４４は、図示しないパーキングギヤ機構の係合爪と噛合し、パーキングギヤ機構の作動に応じてギヤ機構１０をロックおよびアンロックすることができる。変速機１のトルクは、ファイナルギヤ４５および差動ギヤ機構４６を介して左右の駆動輪４７に伝達される。駆動輪４７には、ブレーキ装置４により制動力が付与される。ブレーキ装置４は、例えば油圧力により作動するディスクブレーキとして構成される。
【００２１】
変速機１は、第１主入力軸１１に対し相対回転可能な１速駆動ギヤ２１を第１主入力軸１１に結合する１速同期機構ＳＹ１と、第１主入力軸１１に対し相対回転可能な３速駆動ギヤ２３および７速駆動ギヤ２５のいずれかを第１主入力軸１１に結合する３−７速同期機構ＳＹ２と、第１主入力軸１１に対し相対回転可能な５速駆動ギヤ２５を第１主入力軸１１に結合する５速同期機構ＳＹ３と、副入力軸１３に対し相対回転可能な２速駆動ギヤ２２および６速駆動ギヤ２６のいずれかを副入力軸１３に結合する２−６速同期機構ＳＹ４と、副入力軸１３に対し相対回転可能な４速駆動ギヤ２４を副入力軸１３に結合する４速同期機構ＳＹ５と、リバース軸１６に対し相対回転可能なリバース駆動ギヤ２８をリバース軸１６に結合するリバース同期機構ＳＹ６とを有する。
【００２２】
なお、これら１速同期機構ＳＹ１と３−７速同期機構ＳＹ２と５速同期機構ＳＹ３と２−６速同期機構ＳＹ４と４速同期機構ＳＹ５とリバース同期機構ＳＹ６とをまとめて同期機構ＳＹと呼ぶ場合がある。同期機構ＳＹは、例えば油圧力によって駆動される。この油圧力は、図示しない制御弁の切換に応じて同期機構ＳＹに作用する
【００２３】
図２Ａ，図２Ｂは、それぞれ１速段および３速段が確立したときのトルクの伝達径路を示す図である。図２Ａに示すように、１速段が確立した状態では、第１クラッチＣ１を介してエンジン２の出力軸２ａが第１主入力軸１１に結合されるとともに、１速同期機構ＳＹ１を介して１速駆動ギヤ２１が遊星歯車機構２０に結合される。これによりエンジン２のトルクが、第１クラッチＣ１、第１主入力軸１１、遊星歯車機構２０、１速駆動ギヤ２１、３速駆動ギヤ２３および２−３速従動ギヤ４１を介して出力軸１４に伝達され、車両１００が１速で走行する。
【００２４】
図２Ｂに示すように、３速段が確立した状態では、第１クラッチＣ１を介してエンジン２の出力軸２ａが第１主入力軸１１に結合されるとともに、３−７速同期機構ＳＹ２を介して３速駆動ギヤ２３が第１主入力軸１１に結合される。これによりエンジン２のトルクが、第１クラッチＣ１、第１主入力軸１１、３速駆動ギヤ２３、３速駆動ギヤ２３および２−３速従動ギヤ４１を介して出力軸１４に伝達され、車両１００が３速で走行する。なお、図示は省略するが、クラッチ機構Ｃと同期機構ＳＹの切換により、他の変速段にも同様に切り換えることができる。変速機１の変速比はロー側にいくに従い大きくなり、１速段が最も大きい。変速比が大きいほど、最大走行駆動力が大きい。
【００２５】
本実施形態では、車両１００が、自動運転機能を有する自動運転車両として構成される。なお、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。
【００２６】
図３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６０と、コントローラ６０にそれぞれ電気的に接続された外部センサ群５１と、内部センサ群５２と、入出力装置５３と、ＧＰＳ受信機５４と、地図データベース５５と、ナビゲーション装置５６と、通信ユニット５７と、走行用のアクチュエータＡＣとを主に有する。
【００２７】
外部センサ群５１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５１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。外部センサ群５１からの検出信号はコントローラ６０に入力される。
【００２８】
内部センサ群５２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５２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２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５２に含まれる。内部センサ群５２からの検出信号はコントローラ６０に入力される。
【００２９】
入出力装置５３は、乗員から指令が入力されたり、乗員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５３には、操作部材の操作により乗員が各種指令を入力する各種スイッチ、乗員が音声で指令を入力するマイク、乗員に表示画像を介して情報を提供する表示部、乗員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。
【００３０】
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。入出力装置５３からの信号はコントローラ６０に入力される。入出力装置５３にはコントローラ６０から信号が入力される。
【００３１】
ＧＰＳ受信機（ＧＰＳセンサ）５４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。ＧＰＳ受信機５４からの信号はコントローラ６０に入力される。
【００３２】
地図データベース５５は、ナビゲーション装置５６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５５に記憶される地図情報は、コントローラ６０の記憶部６２に記憶される高精度な地図情報とは異なる。
【００３３】
ナビゲーション装置５６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５３を介して行われる。目標経路は、ＧＰＳ受信機５４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５５に記憶された地図情報とに基づいて演算される。ナビゲーション装置５６からの信号はコントローラ６０に入力される。
【００３４】
通信ユニット５７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。通信ユニット５７は、取得した地図情報を、コントローラ６０との通信により地図データベース５５や記憶部６２に出力し、これにより地図情報を更新する。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。
【００３５】
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６０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２のスロットルバルブの開度を調整するスロットル用アクチュエータと、クラッチＣを駆動するクラッチ用アクチュエータと、変速機１の同期機構ＳＹを駆動する変速機用アクチュエータと、ブレーキ装置４を作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などが含まれる。これらアクチュエータは、電動モータやアクチュエータ駆動用の油圧の流れを制御する制御弁等により構成することができる。
【００３６】
コントローラ６０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３では、便宜上、これらＥＣＵの集合としてコントローラ６０が示される。コントローラ６０は、ＣＰＵ等の演算部６１と、ＲＯＭ，ＲＡＭ，ハードディスク等の記憶部６２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。
【００３７】
記憶部６２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６２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。
【００３８】
演算部６１は、機能的構成として、自車位置認識部６３と、外界認識部６４と、行動計画生成部６５と、走行制御部６６とを有する。
【００３９】
自車位置認識部６３は、ＧＰＳ受信機５４で受信した車両１００の位置情報および地図データベース５５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６２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５１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５７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。
【００４０】
外界認識部６４は、ライダ、レーダ、カメラ等の外部センサ群５１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。
【００４１】
行動計画生成部６５は、例えばナビゲーション装置５６で演算された目標経路と、自車位置認識部６３で認識された自車位置と、外界認識部６４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６５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６５は、生成した目標軌道に応じた行動計画を生成する。
【００４２】
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。
【００４３】
行動計画生成部６５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６５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６６で算出するようにしてもよい。目標加速度を実現するための駆動力が要求駆動力に相当する。したがって、目標加速度を算出することは、要求駆動力を算出することに相当する。
【００４４】
行動計画生成部６５は、目標軌道を生成する際に、まず走行態様を決定する。具体的には、前方車両を追い越すための追い越し走行、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、駐車走行等の走行態様を決定する。そして、走行態様に基づいて目標軌道を生成する。駐車走行には、駐車場に入場（入庫）させる入場走行と、駐車場から出場（出庫）させる出場走行とが含まれる。走行態様が駐車走行に決定されると、行動計画生成部６５が、車両制御システム１０１により認識された駐車場に車両１００を入場させるように、あるいは駐車場から車両１００を出場させるように、走行計画データを生成する。
【００４５】
走行制御部６６は、自動運転モードにおいて、行動計画生成部６５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、スロットル用アクチュエータ、クラッチ用アクチュエータ、変速機用アクチュエータ、ブレーキ用アクチュエータおよびステアリング用アクチュエータをそれぞれ制御する。
【００４６】
特に変速機１の制御に関し、走行制御部６６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た目標変速段を決定し、変速段が目標変速段となるように変速用アクチュエータを制御する。図示は省略するが、シフトマップは、車速が低いほど目標変速段がロー側になるような特性に設定され、車速が所定値以下のとき、目標変速段は１速段となる。
【００４７】
図４は、車両制御システム１０１による車両１００の走行動作の一例を示す平面図である。図４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に入場する入場走行の例が示される。
【００４８】
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、ＧＰＳ受信機５４による位置情報と車載カメラ（外部センサ群５１）からの画像信号とに基づき駐車場１１１の位置を認識すると、自動駐車モードに切り換わり、入場走行を開始する。自動駐車モードでは、矢印Ａ２に示すように、後進走行により駐車場１１１に入場する。なお、車両１００を一旦前進走行させた後に再度後進走行させる等、切り返しを行うこともある。車両１００をリヤ側から駐車場１１１に入場させるのではなく、フロント側から入場させてもよい。
【００４９】
自動駐車モードでは、クリープトルクで車両１００が走行するように、走行制御部６６がアクチュエータＡＣに制御信号を出力する。より具体的には、走行制御部６６は、スロットル用アクチュエータに制御信号を出力してエンジン回転数を所定のアイドル回転数に制御し、クラッチ用アクチュエータに制御信号を出力してクラッチＣを半クラッチ状態に制御し、さらにブレーキ用アクチュエータに制御信号を出力して車両１００が目標車速で走行するようにブレーキ装置４による制動力を制御する。
【００５０】
ところで、駐車走行時（入場走行時、出場走行時）には車両１００が低速で走行されるが、このとき変速機１の変速段を変速マップに従い１速段に制御すると、以下のような問題がある。図５は、エンジン回転数ＮｅとクリープトルクＴｃとの関係を示す図である。図中の特性ｆ１〜ｆ３は、それぞれ１速段、２速段、３速段での特性である。一般にクリープトルクＴｃは、エンジン回転数Ｎｅの２乗と変速機１のギヤ比とに比例する。このため、図５に示すように、クリープトルクＴｃはエンジン回転数Ｎｅの増加に伴い増大し、かつ、ロー側の変速段ほどクリープトルクＴｃは大きい。したがって、エンジン回転数がアイドル回転数Ｎｅｉのとき、１速段のクリープトルクが最大となる。
【００５１】
図６は、１速段でクリープ走行するときのクリープトルクＴｃと制動トルクＴｂと車速Ｖとの時間経過に伴う変化の一例を示す図である。クリープトルクＴｃと制動トルクＴｂとの差ΔＴが実駆動トルクとなる。図６に示すように、１速段ではクリープトルクＴｃが比較的大きく、制動トルクＴｂも大きい。このため、時点ｔ１で、例えばエンジン２の回転変動が生じると、クリープトルクＴｃの変動量が増幅され、クリープトルクＴｃが大きく変化（例えば増大）する。その結果、車速Ｖの変動力が大きく、自動駐車モード時に目標車速で走行させることが困難となり、車両１００の制御性が悪化する。この点を考慮し、本実施形態では、自動駐車モード時の車両１００の制御性を向上させるため、以下のように車両制御装置を構成する。
【００５２】
図７は、本実施形態に係る車両制御装置７０の主要な構成を示すブロック図である。なお、車両制御装置７０は、自動運駐車モードで車両１００を駐車場１１１まで移動させるための装置であり、図３の車両制御システム１０１の一部を構成する。図７に示すように、車両制御装置７０は、コントローラ６０と、コントローラ６０にそれぞれ接続されたＧＰＳ受信機５４と、カメラ５１ａと、車速センサ５２ａと、スロットル用アクチュエータ７１と、クラッチ用アクチュエータ７２と、変速機用アクチュエータ７３と、ブレーキ用アクチュエータ７４とを有する。
【００５３】
カメラ５１ａは、車両１００の周辺を撮像し、車速センサ５２ａは車速を検出する。カメラ５１ａは図３の外部センサ群５１の一部を構成し、車速センサ５２ａは内部センサ群５２の一部を構成する。カメラ５１ａと車速センサ５２ａとからの信号は、ＧＰＳ受信機５４からの信号とともに、コントローラ６０に入力される。スロットル用アクチュエータ７１、クラッチ用アクチュエータ７２、変速機用アクチュエータ７３およびブレーキ用アクチュエータ７４は、図３のアクチュエータＡＣの一部を構成する。
【００５４】
コントローラ６０は、機能的構成として、駐車指令部６０１と、エンジン制御部６０２と、クラッチ制御部６０３と、変速機制御部６０４と、ブレーキ制御部６０５とを有する。駐車指令部６０１は、例えば図３の行動計画生成部６５の一部を構成し、エンジン制御部６０２とクラッチ制御部６０３と変速機制御部６０４とブレーキ制御部６０５とは、例えば図３の走行制御部６６の一部を構成する。
【００５５】
駐車指令部６０１は、車両１００を目標駐車位置へ自動駐車させる際に、すなわち駐車場１１１に入場させる際に、自動駐車モードによる走行開始（入場走行の開始）を指令する。この指令は、例えばＧＰＳ受信機５４により測定された車両１００の位置情報と、車両１００の周囲を撮影するカメラ５１ａの画像信号とに基づいて、車両１００（コントローラ６０）が目標駐車位置を認識したときに出力される。さらに、駐車指令部６０１は、ＧＰＳ受信機５４とカメラ５１ａとからの信号に基づいて車両１００が駐車場１１１に駐車された駐車状態を検出し、駐車状態から車両１００を出場させる際にも、自動駐車モードによる走行開始（出場走行の開始）を指令する。
【００５６】
エンジン制御部６０２は、駐車指令部６０１により自動駐車モードによる走行開始が指令されると、エンジン回転数Ｎｅが所定のアイドル回転数Ｎｅｉとなるようにスロットル用アクチュエータ７１に制御信号を出力する。エンジン制御部６０２は、自動駐車モードによる走行開始が指令されないとき、要求駆動力に応じてスロットル用アクチュエータ７１に制御信号を出力する。
【００５７】
クラッチ制御部６０３は、駐車指令部６０１により自動駐車モードによる走行開始が指令されると、第１クラッチＣ１が半クラッチ状態で接続され、第２クラッチＣ２が切断されるように、つまりエンジン２からのトルクの一部が変速機１に入力されてクリープトルクを発生可能なように、クラッチ用アクチュエータ７２に制御信号を出力する。クラッチ制御部６０３は、自動駐車モードによる走行開始が指令されないとき、要求駆動力に応じてクラッチ用アクチュエータ７２に制御信号を出力し、クラッチＣを断接する。
【００５８】
変速機制御部６０４は、駐車指令部６０１により自動駐車モードによる走行開始が指令されると、３−７速同期機構ＳＹ２の駆動により変速段が３速段になるように、変速機用アクチュエータ７３に制御信号を出力する。クラッチ制御部６０３は、自動駐車モードによる走行開始が指令されないとき、車速センサ５２ａにより検出された車速と要求駆動力とに応じて変速マップに従った目標変速段を設定し、変速段がこの目標変速段になるように、変速機用アクチュエータ７３に制御信号を出力する。
【００５９】
ブレーキ制御部６０５は、駐車指令部６０１により自動駐車モードによる走行開始が指令されると、車両１００がクリープトルクによって目標車速で走行するように、車速センサ５２ａにより検出された車速に応じて、ブレーキ用アクチュエータ７４に制御信号を出力する。ブレーキ制御部６０５は、自動駐車モードによる走行開始が指令されないとき、要求駆動力に応じてブレーキ用アクチュエータ７４に制御信号を出力する。
【００６０】
図８は、予め記憶されたプログラムに従い、図７のコントローラ６０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、駐車場１１１（図４）が自動運転モードの目的地として設定され、入場走行および出場走行の指令が可能となった後に開始され、自動運転モードが継続する限り、所定周期で繰り返される。
【００６１】
まず、ステップＳ１で、駐車指令部６０１により自動駐車モードが指令されたか否かを判定する。自動駐車モードは、クリープ走行によって車両１００を駐車場１１１に入場させるとき、およびクリープ走行によって車両１００を駐車場１１１から出場させるときに指令される。このため、ステップＳ１では、ＧＰＳ受信機５４により測定された車両１００の位置情報とカメラ５１ａの画像信号とに基づいて、車両１００（コントローラ６０）が目標駐車位置を認識したか否か（入場時）、および車両１００が駐車場１１１に駐車中であることを認識したか否か（出場時）を判定する。
【００６２】
ステップＳ１で肯定されるとステップＳ２に進み、スロットル用アクチュエータ７１に制御信号を出力し、エンジン回転数Ｎｅを所定のアイドル回転数Ｎｅｉに制御する。次いでステップＳ３で、クラッチ用アクチュエータ７２に制御信号を出力し、第１クラッチＣ１を半クラ状態に接続するとともに、第２クラッチＣ２を切断する。次いでステップＳ４で、変速機用アクチュエータ７３に制御信号を出力し、変速段を３速段に切り換える。なお、変速段を３速段に切り換えるのは前進走行時のみであり、後進走行時には変速段を後進段に切り換える。次いでステップＳ５で、ブレーキ用アクチュエータ７４に制御信号を出力し、車速センサ５２ａにより検出された車速が目標車速となるようにブレーキ力を調整する。
【００６３】
一方、ステップＳ１で否定されると、つまり自動駐車モードが指令されないときは、ステップＳ６に進み、エンジン２とクラッチＣと変速機１とブレーキ装置４とに対する通常制御を実行する。例えば、要求駆動力に応じてスロットル用アクチュエータ７１とクラッチ用アクチュエータ７２とに制御信号を出力し、エンジン２とクラッチＣの作動を制御するとともに、車速と要求駆動力とに応じて変速機用アクチュエータ７３に制御信号を出力し、変速段を変更する。
【００６４】
図９は、本実施形態に係る車両制御装置７０による、自動駐車モードが指令されたときのクリープトルクＴｃと制動トルクＴｂと車速Ｖとの時間経過に伴う変化の一例を示す図である。本実施形態では、自動駐車モードでの走行が指令されると、変速機１が３速段に設定されて車両１００がクリープ走行する。したがって、図９に示すように、１速段が設定されたとき（図５）よりもクリープトルクＴｃが小さく、制動トルクＴｂも小さい。このため、例えば時点ｔ２で、エンジン２の回転変動が生じたときの、クリープトルクＴｃの変化量（例えば増加量）が小さく、車速変動量が小さい。このため、目標車速に沿った安定した車速Ｖで車両１００を走行させることができ、自動駐車モード時の車両１００の制御性が向上する。
【００６５】
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７０は、エンジン２と、エンジン２の駆動による回転を変速して車輪に伝達する変速機１と、を備える車両１００の走行動作を制御する（図１）。この車両制御装置７０は、車両１００を駐車場に入場または駐車場から退場させる駐車モードでの走行を指令する駐車指令部６０１と、変速機１の変速比を制御する変速機制御部６０４と、を備える（図７）。変速機制御部６０４は、駐車指令部６０１により駐車モードでの走行が指令されると、駐車モードでの走行が指令されないときよりも、前進走行時における変速機１の最大変速比を小さくする。すなわち、駐車モードでの走行が指令され前の通常走行時には、最低変速段を１速段に設定する一方、駐車モードでの走行が指令されると、変速段を３速段に切り換える。
【００６６】
これにより、駐車走行時におけるクリープトルクが小さくなるため、エンジン２の回転変動等による車速の変化量が減少する。このため、車両１００の制御性が向上し、車両１００を低速の目標車速に沿って安定して走行させることができる。
【００６７】
（２）車両１００は、自動運転機能を有する自動運転車両として構成される（図３）。車両制御装置７０は、車両１００の目標駐車位置（駐車場１１１）を認識するＧＰＳ受信機５４とカメラ５１ａとをさらに備える（図７）。駐車指令部６０１は、ＧＰＳ受信機５４とカメラ５１ａとからの信号に基づいて目標駐車位置が認識されると、駐車モードでの走行（入場走行）を指令する。これにより、駐車場１１１への入場走行時に変速段が３速段に切り換えられるため、車両１００の位置調整が必要な入場走行を容易に実現できる。
【００６８】
（３）さらに車両制御装置７０は、ＧＰＳ受信機５４とカメラ５１ａとからの信号に基づいて車両１００が駐車場１１１に駐車された状態を検出する。そして、駐車指令部６０１は、車両１００が駐車場に駐車された状態が検出されると、駐車モードでの走行（出場走行）を指令する。これにより、駐車場１１１からの出場走行時に変速段が３速段に切り換えられるため、駐車場１１１から車両１００を容易に出場させることができる。
【００６９】
（４）車両１００は、ブレーキ装置（制動装置）４をさらに備える（図１）。車両制御装置７０は、駐車指令部６０１により駐車モードでの走行が指令されると、車両１００がクリープトルクで走行するようにエンジン２の回転数Ｎｅを所定のアイドル回転数Ｎｅｉに制御するエンジン制御部６０２と、車両１００が目標車速で走行するようにブレーキ装置４を制御するブレーキ制御部（制動装置制御部）６０５と、をさらに備える（図７）。これにより車速を目標車速に制御しながら、車両１００をクリープトルクで良好に自動駐車走行させることができる。
【００７０】
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、クラッチＣを用いてクリープトルクを発生させるようにしたが、クラッチＣの精度が悪化していると、クリープトルクや車速の変動量が大きくなる。これを避けるため、停車状態で、クラッチＣの種々の特性（クラッチ作動油の温度と圧力、ストローク、クラッチトルク等の特性）を学習した後に、自動駐車走行を開始するようにしてもよい。また、停車状態でクラッチ油圧を一旦大気解放し、その後、元に戻すような強制リフィルを実行し、強制リフィルの後に、自動駐車走行を開始させるようにしてもよい。低温状態では、エンジン２のアイドル回転数Ｎｅｉが増大し、クリープトルクや車速の変動が顕著となるおそれがある。このため、低温状態で、かつ、クラッチＣの精度が悪化しているときには、自動駐車走行を禁止するようにしてもよい。
【００７１】
上記実施形態では、ＧＰＳ受信機５４とカメラ５１ａとからの信号に基づいて、駐車モードで入場走行を行う際の車両１００の目標駐車位置を認識するようにしたが、ライダやレーダ等からの信号に基づいて目標駐車位置を認識してもよく、駐車位置認識部の構成はこれに限らない。上記実施形態では、ＧＰＳ受信機５４とカメラ５１ａとからの信号に基づいて、駐車モードで出場走行を行う際に車両１００が駐車場１１１に駐車状態に駐車された状態を検出するようにしたが、駐車検出部の構成はこれに限らない。すなわち、車両を駐車場に入場または駐車場から退場させる駐車モードでの走行を指令するのであれば、駐車指令部の構成はいかなるものでもよい。
【００７２】
上記実施形態では、駐車指令部６０１により駐車モードでの走行が指令されると、変速機制御部６０４からの指令により変速機１を３速段に切り換えるようにしたが、３速段以外（例えば２速段や４速段）に切り換えてもよい。すなわち、駐車指令部により駐車モードでの走行が指令されると、駐車モードでの走行が指令されないときよりも、変速機の最大変速比を小さくするのであれば、変速機制御部の構成はいかなるものでもよい。上記実施形態では、変速機１として有段変速機を用いたが、無段変速機を用いてよく、この場合には、駐車モードでの走行が指令されると駐車モードでの走行が指令されないときよりも、無段変速機の最大変速比を小さくすればよい。
【００７３】
上記実施形態では、クラッチＣを半クラッチ状態にしてクリープトルクを発生するようにしたが、クラッチＣの代わりにトルクコンバータを用いてクリープトルクを発生させるようにしてもよい。上記実施形態では、車両１００を、エンジン２と電動機３とを走行駆動源として有するハイブリッド車両として構成したが、少なくともエンジンと変速機とを有するのであれば、ハイブリッド車両以外であってもよい。
【００７４】
上記実施形態では、車両制御装置７０を自動運転車両１００に適用したが、本発明の車両制御装置は、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。
【００７５】
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】
【００７６】
１  変速機、２  エンジン、４  ブレーキ装置、５１ａ  カメラ、５４  ＧＰＳ受信機、６０  コントローラ、７３  変速機用アクチュエータ、１００  車両、６０１  駐車指令部、６０２  エンジン制御部、６０４  変速機制御部、６０５  ブレーキ制御部
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2020104761.tif 000009
【図７】
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【図８】
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【図９】
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