(57)【要約】      （修正有）【課題】手動運転制御への切替時又は切替直後に運転者の操作により要求される要求駆動力に対応する適切な駆動力を出力することで、自動運転制御から手動運転制御に切り替わるときに車両の運転者がよりスムーズかつ自然に車両の操作を引き継ぐことができる車両の制御装置を提供すること。【解決手段】自動運転制御の実施中に手動運転制御への切り替え要求があった場合は、走行用駆動力出力装置の運転モードを複数の運転モードのうち車両の運転者の操作に基づく要求駆動力に対応可能な駆動力の幅が大きい運転モードに切り替える運転モード切替制御を行う。【選択図】図６
2019098961.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の操舵と加減速の少なくとも一方を自動的に制御する自動運転制御と、前記車両の操舵と加減速を運転者の操作に基づいて制御する手動運転制御とを切り替えて行うことが可能な制御装置を備え、
前記車両は、走行用駆動力を出力する走行用駆動力出力装置を備え、
前記走行用駆動力出力装置は、駆動源としての内燃機関と電動機との少なくともいずれかを有し、複数の運転モードを切り替えて動作させることが可能であり、
前記制御装置は、
前記自動運転制御の実施中に前記手動運転制御への切り替え要求があった場合は、前記運転モードを前記複数の運転モードのうち前記車両の運転者の操作に基づく要求駆動力に対応可能な駆動力の幅が大きい運転モードに切り替える運転モード切替制御を行う
ことを特徴とする車両の制御装置。
【請求項２】
前記制御装置は、
前記運転モード切替制御において、前記要求駆動力に対応可能な駆動力の幅が大きい運転モードへの切り替えを行ってから、前記自動運転制御から前記手動運転制御への切り替えを行う
ことを特徴とする請求項１に記載の車両の制御装置。
【請求項３】
前記制御装置は、
前記運転モード切替制御において、前記要求駆動力に対応可能な駆動力の幅が大きい運転モードへの切り替えと、前記自動運転制御から前記手動運転制御への切り替えとを同時に行う
ことを特徴とする請求項１に記載の車両の制御装置。
【請求項４】
前記複数の運転モードは、前記電動機の駆動力のみで前記車両を走行させる電動機走行モードを含み、
前記要求駆動力に対応可能な駆動力の幅が大きい運転モードは、前記電動機走行モード以外の運転モードである
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の車両の制御装置。
【請求項５】
前記複数の運転モードは、少なくとも前記内燃機関を運転して前記車両を走行させる走行モードを含み、
前記要求駆動力に対応可能な駆動力の幅が大きい運転モードは、この少なくとも前記内燃機関を運転して前記車両を走行させる走行モードである
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の車両の制御装置。
【請求項６】
前記走行用駆動力出力装置は、
前記電動機の駆動力により前記車両を走行させ前記内燃機関は主に発電のために用いられるシリーズ走行モードと、
前記電動機と前記内燃機関のいずれか一方又は双方の駆動力によって前記車両を走行させるパラレル走行モードと、の切り替えが可能であり、
前記要求駆動力に対応可能な駆動力の幅が大きい運転モードは、前記シリーズ走行モードである
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の車両の制御装置。
【請求項７】
前記走行用駆動力出力装置は、
前記電動機に接続されるとともに第一動力伝達要素を介して選択的に前記内燃機関に接続される第一入力軸と、
第二動力伝達要素を介して選択的に前記内燃機関に接続される第二入力軸と、
駆動輪に動力を出力する出力軸、
前記第一入力軸に選択的に連結される複数の変速用ギヤを含む第一変速機構と、
前記第二入力軸に選択的に連結される他の複数の変速用ギヤを含む第二変速機構と、を具備する変速機を備え、
前記複数の運転モードは、前記内燃機関を運転した状態で、前記第一動力伝達要素又は前記第二動力伝達要素を接続して前記内燃機関の駆動力で前記車両を走行させる内燃機関走行モードを含み、
前記要求駆動力に対応できる駆動力の幅が大きい運転モードは、前記内燃機関走行モードである
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の車両の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の制御装置に関し、特に自車両の加減速及び操舵の少なくとも一方を自動的に制御する自動運転制御を行う車両の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１に示すように、目的地までの経路に沿って自車両が走行するように、自車両の加減速および操舵のうち、少なくとも一方を自動的に制御する自動運転制御部を備える車両の制御装置がある。
【０００３】
上記のような車両の制御装置では、車両の操舵と加減速の少なくとも一方を自動的に制御する自動運転制御の実施中に、運転者による切替スイッチの操作があったときや、ステアリングハンドルやブレーキペダル、あるいはアクセルペダルなど操作子の操作があったときには、車両の操舵と加減速を運転者の操作に基づいて制御する手動運転制御への切り替えを行うようになっている。
【０００４】
このように、自動運転制御の実施中に手動運転制御への切り替えを行う際には、車両の運転者がスムーズかつ自然に車両の操作を引き継ぐことができるようにすることが望ましい。そのための制御として、手動運転制御への切替時又は切替直後に運転者の操作により要求される要求駆動力に対応する適切な駆動力を確実に出力できるようにすることが必要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１７−１４６８１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、その目的は、自動運転制御から手動運転制御への切替時又は切替直後に運転者の操作により要求される要求駆動力に対応する適切な駆動力を出力できるようにすることで、自動運転制御から手動運転制御に切り替わるときに車両の運転者がよりスムーズかつ自然に車両の操作を引き継ぐことができる車両の制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明にかかる車両の制御装置は、車両（１）の操舵と加減速の少なくとも一方を自動的に制御する自動運転制御と、車両（１）の操舵と加減速を運転者の操作に基づいて制御する手動運転制御とを切り替えて行うことが可能な制御装置（１００）を備え、車両（１）は、走行用駆動力を出力する走行用駆動力出力装置（９０）を備え、走行用駆動力出力装置（９０）は、駆動源としての内燃機関（ＥＮＧ）と電動機（ＭＧ１，ＭＧ２）との少なくともいずれかを有し、複数の運転モードを切り替えることが可能であり、制御装置は、自動運転制御の実施中に手動運転制御への切り替え要求があった場合は、運転モードを複数の運転モードのうち車両の運転者の操作に基づく要求駆動力に対応可能な駆動力の幅が大きい運転モードに切り替える運転モード切替制御を行うことを特徴とする。
【０００８】
本発明にかかる車両の制御装置によれば、自動運転制御の実施中に手動運転制御への切り替え要求があった場合は、走行用駆動力出力装置の運転モードを複数の運転モードのうち車両の運転者の操作に基づく要求駆動力に対応可能な駆動力の幅が大きい運転モードに切り替える運転モード切替制御を行うことで、手動運転制御への切替時又は切替直後に車両の運転者の操作により要求される要求駆動力に対応する適切な駆動力を出力することが可能となる。これにより、自動運転制御から手動運転制御に切り替わるときに車両の運転者がよりスムーズかつ自然に車両の操作を引き継ぐことが可能となる。
【０００９】
また、この車両の制御装置では、運転モード切替制御において、要求駆動力に対応可能な駆動力の幅が大きい運転モードへの切り替えを行ってから、自動運転制御から手動運転制御への切り替えを行うようにしてもよい。
【００１０】
この構成によれば、運転モード切替制御において、要求駆動力に対応可能な駆動力の幅が大きい運転モードへの切り替えを行ってから、自動運転制御から手動運転制御への切り替えを行うことで、自動運転制御から手動運転制御への切替時に車両の運転者の操作により要求される要求駆動力に対応する適切な駆動力を確実に出力することが可能となる。これにより、自動運転制御から手動運転制御に切り替わるときに車両の運転者が尚更スムーズかつ自然に車両の操作を引き継ぐことが可能となる。
【００１１】
あるいは、運転モード切替制御において、要求駆動力に対応可能な駆動力の幅が大きい運転モードへの切り替えと、自動運転制御から手動運転制御への切り替えとを同時に行うようにしてもよい。
【００１２】
この構成によれば、運転モード切替制御において、要求駆動力に対応可能な駆動力の幅が大きい運転モードへの切り替えと、自動運転制御から手動運転制御への切り替えとを同時に行うことで、自動運転制御から手動運転制御に切り替わるタイミングが遅れることを回避できる。したがって、自動運転制御から手動運転制御への切り替えをスムーズに行うことができる。
【００１３】
また、この車両の制御装置では、運転モードは、電動機の駆動力のみで車両を走行させる電動機走行モード（ＥＶ走行モード）を含み、要求駆動力に対応可能な駆動力の幅が大きい運転モードは、電動機走行モード以外の運転モードであってよい。
【００１４】
電動機の駆動力のみで車両を走行させる電動機走行モードは、電動機に電力を供給する蓄電装置の残容量（ＳＯＣ）によって取り得る駆動力の幅が異なるため、蓄電装置の残容量などのシステム状況によっては要求駆動力に対応できる駆動力の幅が必ずしも大きくならない。そのため、手動運転制御において車両の運転者の操作により要求される要求駆動力に対応する適切な駆動力を出力することができない可能性がある。したがって、本発明の運転モード切替制御では、電動機走行モード以外の運転モードに切り替えるようにすることが望ましい。
【００１５】
また、この車両の制御装置では、運転モードは、少なくとも内燃機関を運転して車両を走行させる走行モードを含み、要求駆動力に対応可能な駆動力の幅が大きい運転モードは、この少なくとも内燃機関を運転して車両を走行させる走行モードであってよい。
【００１６】
上記の内燃機関を運転して車両を走行させる走行モードでは、内燃機関を運転して車両を走行させることで、出力可能な駆動力の幅を大きくすることが可能である。したがって、運転モード切替制御で当該走行モードへの切り替えを行うことで、手動運転制御において車両の運転者の操作により要求される要求駆動力に対応する適切な駆動力を出力することが可能となる。なお、ここでいう内燃機関の運転とは、内燃機関を走行用の駆動力を出力させる状態で運転することのみならず、発電用など他の用途で運転することも含む。
【００１７】
また、この車両の制御装置では、走行用駆動力出力装置（９０）は、電動機の駆動力により車両を走行させ内燃機関は主に発電のために用いられるシリーズ走行モードと、電動機と内燃機関のいずれか一方又は双方の駆動力によって車両を走行させるパラレル走行モードとの切り替えが可能なシステムであり、要求駆動力に対応可能な駆動力の幅が大きい運転モードは、シリーズ走行モードであってよい。
【００１８】
電動機の駆動力により車両を走行させ、内燃機関は主に発電のために用いられるシリーズ走行モードと、電動機と内燃機関のいずれか一方又は双方の駆動力によって車両を走行させるパラレル走行モードとの切り替えが可能なシステムでは、動力伝達経路の構成によっては、パラレル走行モードよりもシリーズ走行モードの方が要求駆動力に対応できる駆動力の幅が大きく（駆動力の自由度が高く）なる場合がある。シリーズ走行モードでは、駆動力線図上の作動範囲が広くなる場合があるためと、出力可能な駆動力が蓄電装置の残容量（ＳＯＣ）に依存しないためである。したがって、そのような場合には、運転モード切替制御で当該シリーズ走行モードへの切り替えを行うことで、手動運転制御において車両の運転者の操作により要求される要求駆動力に対応する適切な駆動力を出力することが可能となる。
【００１９】
また、この車両の制御装置では、走行用駆動力出力装置（９０）は、電動機（ＭＧ）に接続されるとともに第一動力伝達要素（Ｃ１）を介して選択的に内燃機関（ＥＮＧ）に接続される第一入力軸（ＩＭＳ）と、第二動力伝達要素（Ｃ２）を介して選択的に内燃機関（ＥＮＧ）に接続される第二入力軸（ＳＳ）と、駆動輪（ＷＬ，ＷＲ）に動力を出力する出力軸（ＣＳ）と、第一入力軸（ＩＭＳ）に選択的に連結される複数の変速用ギヤを含む第一変速機構（ＧＲ１）と、第二入力軸（ＣＳ）に選択的に連結される他の複数の変速用ギヤを含む第二変速機構（ＧＲ２）と、を具備する変速機（４）を備え、複数の運転モードは、内燃機関（ＥＮＧ）を運転した状態で、第一動力伝達要素（Ｃ１）又は第二動力伝達要素（Ｃ２）を接続して内燃機関（ＥＮＧ）の駆動力で車両を走行させる内燃機関走行モードを含み、要求駆動力に対応できる駆動力の幅が大きい運転モードは、当該内燃機関走行モードであってよい。
【００２０】
上記構成の変速機を備えた走行用駆動力出力装置では、内燃機関を運転した状態で、第一動力伝達要素又は第二動力伝達要素を内燃機関に接続して内燃機関の駆動力で車両を走行させる内燃機関走行モードが要求駆動力に対応できる駆動力の幅が大きい（駆動力の自由度が高い）。内燃機関を運転した状態の運転モードでは、内燃機関の駆動力を利用できることで駆動力の自由度が高くなるためである。したがって、運転モード切替制御で上記の運転モード（走行モード）への切り替えを行うことで、手動運転制御において車両の運転者の操作により要求される要求駆動力に対応する適切な駆動力を出力することが可能となる。
なお、上記の括弧内の符号は、後述する実施形態における対応する構成要素の図面参照番号を参考のために示すものである。
【発明の効果】
【００２１】
本発明にかかる車両の制御装置によれば、自動運転制御から手動運転制御への切替時又は切替直後に運転者の操作により要求される要求駆動力に対応する適切な駆動力を出力することが可能となり、自動運転制御から手動運転制御に切り替わるときに車両の運転者がよりスムーズかつ自然に車両の操作を引き継ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態の車両の制御装置の機能構成図である。
【図２】第一実施形態の車両の走行用駆動力出力装置（駆動装置）の構成を示す概略図である。
【図３】ＥＶ走行モードに設定されている場合の動力及び電力の伝達を示す図である。
【図４】シリーズ走行モードに設定されている場合の動力及び電力の伝達を示す図である。
【図５】エンジン走行モードに設定されている場合の動力及び電力の伝達を示す図である。
【図６】運転モード切替制御の手順を示すフローチャートである。
【図７】各運転モードの駆動力線図（車速と駆動力の関係）を示す図である。
【図８】第二実施形態の車両の走行用駆動力出力装置（駆動装置）の構成を示す概略図である。
【図９】図８に示す変速機のスケルトン図である。
【図１０】運転モード切替制御の手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
〔第一実施形態〕
図１は、車両１に搭載された制御装置１００の機能構成図である。同図を用いて制御装置１００の構成を説明する。この制御装置１００が搭載される車両（自車両）１は、例えば、二輪や三輪、四輪等の自動車であり、ディーゼルエンジンやガソリンエンジン等の内燃機関を駆動源とした自動車や、電動機を駆動源とした電気自動車、内燃機関および電動機を兼ね備えたハイブリッド自動車等を含む。また、上述した電気自動車は、例えば、二次電池、水素燃料電池、金属燃料電池、アルコール燃料電池等の電池により放電される電力を使用して駆動される。
【００２４】
制御装置１００は、外部状況取得部１２、経路情報取得部１３、走行状態取得部１４など車両１の外部からの各種情報を取り入れるための手段を備える。また、アクセルペダル７０、ブレーキペダル７２、およびステアリングホイール７４、切替スイッチ８０等の操作デバイスと、アクセル開度センサ７１、ブレーキ踏量センサ（ブレーキスイッチ）７３、およびステアリング操舵角センサ（またはステアリングトルクセンサ）７５等の操作検出センサと、報知装置（出力部）８２とを備える。また、車両１の駆動又は操舵を行うための装置として、走行用駆動力出力装置（駆動装置）９０と、ステアリング装置９２と、ブレーキ装置９４を備えると共に、これらを制御するための制御装置１００を備える。これらの装置や機器は、ＣＡＮ（Controller Area Network）通信線等の多重通信線やシリアル通信線、無線通信網等によって互いに接続される。なお、例示した操作デバイスについてはあくまで一例であり、ボタン、ダイヤルスイッチ、ＧＵＩ（Graphical User Interface）スイッチ等が車両１に搭載されても構わない。
【００２５】
外部状況取得部１２は、車両１の外部状況、例えば、走行路の車線や車両周辺の物体といった車両周辺の環境情報を取得するように構成される。外部状況取得部１２は、例えば、各種カメラ（単眼カメラ、ステレオカメラ、赤外線カメラ等）や各種レーダ（ミリ波レーダ、マイクロ波レーダ、レーザレーダ等）等を備える。また、カメラにより得られた情報とレーダにより得られた情報を統合するフュージョンセンサを使用することも可能である。
【００２６】
経路情報取得部１３は、ナビゲーション装置を含む。ナビゲーション装置は、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）受信機や地図情報（ナビ地図）、ユーザインターフェースとして機能するタッチパネル式表示装置、スピーカ、マイク等を有する。ナビゲーション装置は、ＧＮＳＳ受信機によって車両１の位置を特定し、その位置からユーザによって指定された目的地までの経路を導出する。ナビゲーション装置により導出された経路は、経路情報１４４として記憶部１４０に格納される。車両１の位置は、走行状態取得部１４の出力を利用したＩＮＳ（Inertial Navigation System）によって特定または補完されてもよい。また、ナビゲーション装置は、制御装置１００が手動運転制御を実行している際に、目的地に至る経路について音声やナビ表示によって案内を行う。なお、車両１の位置を特定するための構成は、ナビゲーション装置とは独立して設けられてもよい。また、ナビゲーション装置は、例えば、ユーザの保有するスマートフォンやタブレット端末等の端末装置の一機能によって実現されてもよい。この場合、端末装置と制御装置１００との間で無線または有線による通信によって情報の送受信が行われる。
【００２７】
走行状態取得部１４は、車両１の現在の走行状態を取得するように構成される。走行状態取得部１４は、走行位置取得部２６と、車速取得部２８と、ヨーレート取得部３０と、操舵角取得部３２と、走行軌道取得部３４とを含む。
【００２８】
走行位置取得部２６は、走行状態の１つである車両１の走行位置及び車両１の姿勢（進行方向）を取得するように構成される。走行位置取得部２６は、各種測位装置、例えば、衛星や路上装置から送信される電磁波を受信して位置情報（緯度、経度、高度、座標等）を取得する装置（ＧＰＳ受信機、ＧＮＳＳ受信機、ビーコン受信機等）やジャイロセンサや加速度センサ等を備える。車両１の走行位置は車両１の特定部位を基準に測定される。
【００２９】
車速取得部２８は、走行状態の１つである車両１の速度（車速という。）を取得するように構成される。車速取得部２８は、例えば、１以上の車輪に設けられる速度センサ等を備える。
【００３０】
ヨーレート取得部３０は、走行状態の１つである車両１のヨーレートを取得するように構成される。ヨーレート取得部３０は、例えば、ヨーレートセンサ等を備える。
【００３１】
操舵角取得部３２は、走行状態の１つである操舵角を取得するように構成される。操舵角取得部３２は、例えば、ステアリングシャフトに設けられる操舵角センサ等を備える。ここでは、取得された操舵角に基づいて操舵角速度及び操舵角加速度も取得される。
【００３２】
走行軌道取得部３４は、走行状態の１つである車両１の実走行軌道の情報（実走行軌道）を取得するように構成される。実走行軌道とは、実際に車両１が走行した軌道（軌跡）を含み、これから走行する予定の軌道、例えば走行した軌道（軌跡）の進行方向前側の延長線を含んでいてもよい。走行軌道取得部３４はメモリを備える。メモリは実走行軌道に含まれる一連の点列の位置情報を記憶する。また、延長線はコンピュータ等により予測可能である。
【００３３】
操作検出センサであるアクセル開度センサ７１、ブレーキ踏量センサ７３、ステアリング操舵角センサ７５は、検出結果としてのアクセル開度、ブレーキ踏量、ステアリング操舵角を制御装置１００に出力する。
【００３４】
切替スイッチ８０は、車両１の乗員によって操作されるスイッチである。切替スイッチ８０は、乗員の操作を受け付け、受け付けた操作内容から運転モード（例えば、自動運転制御と手動運転制御）の切り替えを行う。切替スイッチ８０は、乗員の操作内容から、車両１の運転モードを指定する運転モード指定信号を生成し、制御装置１００に出力する。
【００３５】
また、本実施形態の車両１は、運転者によりシフトレバーを介して操作されるシフト装置６０を備える。シフト装置６０におけるシフトレバー（図示せず）のポジションには、図１に示すように、例えば、Ｐ（パーキング）、Ｒ（後進走行）、Ｎ（ニュートラル）、Ｄ（自動変速モード（ノーマルモード）での前進走行）、Ｓ（スポーツモードでの前進走行）などがある。シフト装置６０の近傍には、シフトポジションセンサ２０５が設けられる。シフトポジションセンサ２０５は、運転者によって操作されるシフトレバーのポジションを検出する。シフトポジションセンサ２０５で検出されたシフトポジションの情報は、制御装置１００に入力される。
【００３６】
報知装置８２は、情報を出力可能な種々の装置である。報知装置８２は、例えば車両１の乗員に、自動運転制御から手動運転制御への移行を促すための情報を出力する。報知装置８２としては、例えばスピーカ、バイブレータ、表示装置、および発光装置等のうち少なくとも１つが用いられる。
【００３７】
走行用駆動力出力装置（駆動装置）９０は、本実施形態の車両１では、図２に示すように、駆動源としてのエンジンＥＮＧおよび第１、第２モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２を備えている。なお、これ以外にも、走行用駆動力出力装置９０としては、車両１が電動機（モータ）を駆動源とした電気自動車である場合には、走行用モータおよび走行用モータを制御するモータＥＣＵを備えていてよい。また、走行用駆動力出力装置９０がエンジン及び自動変速機で構成されている場合は、エンジンおよび該エンジンを制御するＦＩ−ＥＣＵ（Electronic Control Unit）と、自動変速機および該自動変速機を制御するＡＴ−ＥＣＵとを備えていてよい。
【００３８】
ステアリング装置９２は、例えば、電動モータを備える。電動モータは、例えば、ラックアンドピニオン機構に力を作用させて転舵輪の向きを変更する。ステアリング装置９２は、走行制御部１２０から入力される情報に従って、電動モータを駆動させ、転舵輪の向きを変更する。
【００３９】
ブレーキ装置９４は、例えば、ブレーキキャリパーと、ブレーキキャリパーに油圧を伝達するシリンダと、シリンダに油圧を発生させる電動モータと、制動制御部とを備える電動サーボブレーキ装置である。電動サーボブレーキ装置の制動制御部は、走行制御部１２０から入力される情報に従って電動モータを制御し、制動操作に応じた制動力を出力するブレーキトルク（制動力出力装置）が各車輪に出力されるようにする。電動サーボブレーキ装置は、ブレーキペダル７２の操作によって発生させた油圧を、マスターシリンダを介してシリンダに伝達する機構をバックアップとして備えてよい。なお、ブレーキ装置９４は、上記説明した電動サーボブレーキ装置に限らず、電子制御式油圧ブレーキ装置であってもよい。電子制御式油圧ブレーキ装置は、走行制御部１２０から入力される情報に従ってアクチュエータを制御して、マスターシリンダの油圧をシリンダに伝達する。また、ブレーキ装置９４は、走行用駆動力出力装置９０が走行用モータを備える場合は、当該走行用モータによる回生ブレーキを含んでもよい。
【００４０】
次に、制御装置（車両制御装置）１００について説明する。制御装置１００は、自動運転制御部１１０と、走行制御部１２０と、記憶部１４０とを備える。自動運転制御部１１０は、自車位置認識部１１２と、外界認識部１１４と、行動計画生成部１１６と、目標走行状態設定部１１８とを備える。自動運転制御部１１０の各部、走行制御部１２０の一部または全部は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサがプログラムを実行することにより実現される。また、これらのうち一部または全部は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等のハードウェアによって実現されてもよい。また、記憶部１４０は、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、フラッシュメモリ等で実現される。プロセッサが実行するプログラムは、予め記憶部１４０に格納されていてもよいし、車載インターネット設備等を介して外部装置からダウンロードされてもよい。また、プログラムは、そのプログラムを格納した可搬型記憶媒体が図示しないドライブ装置に装着されることで記憶部１４０にインストールされてもよい。また、制御装置１００は、複数のコンピュータ装置によって分散化されたものであってもよい。これにより、車両１の車載コンピュータに対して、上述したハードウェア機能部と、プログラム等からなるソフトウェアとを協働させて、本実施形態における各種処理を実現することができる。
【００４１】
自動運転制御部１１０は、切替スイッチ８０からの信号の入力に従い、運転モードを切り替えて制御を行う。運転モードとしては、車両１の加減速および操舵を自動的に制御する運転モード（自動運転制御）や、車両１の加減速をアクセルペダル７０やブレーキペダル７２等の操作デバイスに対する操作に基づいて制御し、操舵をステアリングホイール７４等の操作デバイスに対する操作に基づいて制御する運転モード（手動運転制御）があるが、これに限定されるものではない。他の運転モードとして、例えば、車両１の加減速および操舵のうち一方を自動的に制御し、他方を操作デバイスに対する操作に基づいて制御する運転モード（半自動運転制御）を含んでいてもよい。なお、以下の説明で「自動運転」というときは、上記の自動運転制御に加えて半自動運転制御も含むものとする。
【００４２】
なお、手動運転制御の実施時においては、自動運転制御部１１０は動作を停止し、操作検出センサからの入力信号が走行制御部１２０に出力されるようにしてもよいし、直接的に走行用駆動力出力装置９０、ステアリング装置９２、またはブレーキ装置９４に供給されるようにしてもよい。
【００４３】
自動運転制御部１１０の自車位置認識部１１２は、記憶部１４０に格納された地図情報１４２と、外部状況取得部１２、経路情報取得部１３、または走行状態取得部１４から入力される情報とに基づいて、車両１が走行している車線（走行車線）、および、走行車線に対する車両１の相対位置を認識する。地図情報１４２は、例えば、経路情報取得部１３が有するナビ地図よりも高精度な地図情報であり、車線の中央の情報あるいは車線の境界の情報等を含んでいる。より具体的には、地図情報１４２には、道路情報や、交通規制情報、住所情報（住所・郵便番号）、施設情報、電話番号情報等が含まれる。道路情報には、高速道路、有料道路、国道、都道府県道といった道路の種別を表す情報や、道路の車線数、各車線の幅員、道路の勾配、道路の位置（経度、緯度、高さを含む３次元座標）、車線のカーブの曲率、車線の合流および分岐ポイントの位置、道路に設けられた標識等の情報が含まれる。交通規制情報には、工事や交通事故、渋滞等によって車線が封鎖されているといった情報が含まれる。
【００４４】
自車位置認識部１１２は、例えば、車両１の基準点（例えば重心）の走行車線中央からの乖離、および車両１の進行方向の走行車線中央を連ねた線に対してなす角度を、走行車線に対する車両１の相対位置として認識する。なお、これに代えて、自車位置認識部１１２は、自車線の何れかの側端部に対する車両１の基準点の位置等を、走行車線に対する車両１の相対位置として認識してもよい。
【００４５】
外界認識部１１４は、外部状況取得部１２等から入力される情報に基づいて、周辺車両の位置、および速度、加速度等の状態を認識する。本実施形態における周辺車両とは、車両１の周辺を走行する他の車両であって、車両１と同じ方向に走行する車両である。周辺車両の位置は、車両１の重心やコーナー等の代表点で表されてもよいし、車両１の輪郭で表現された領域で表されてもよい。周辺車両の「状態」とは、上記各種機器の情報に基づいて周辺車両の加速度、車線変更をしているか否か（あるいは車線変更をしようとしているか否か）を含んでもよい。また、外界認識部１１４は、周辺車両に加えて、ガードレールや電柱、駐車車両、歩行者その他の物体の位置を認識してもよい。
【００４６】
行動計画生成部１１６は、自動運転の開始地点、自動運転の終了予定地点、および／または自動運転の目的地を設定する。自動運転の開始地点は、車両１の現在位置であってもよいし、車両１の乗員により自動運転を指示する操作がなされた地点でもよい。行動計画生成部１１６は、その開始地点と終了予定地点の間の区間や、開始地点と自動運転の目的地との間の区間において、行動計画を生成する。なお、これに限定されるものではなく、行動計画生成部１１６は、任意の区間について行動計画を生成してもよい。
【００４７】
行動計画は、例えば、順次実行される複数のイベントで構成される。イベントには、例えば、車両１を減速させる減速イベントや、車両１を加速させる加速イベント、走行車線を逸脱しないように車両１を走行させるレーンキープイベント、走行車線を変更させる車線変更イベント、車両１に前走車両を追い越させる追い越しイベント、分岐ポイントにおいて所望の車線に変更させたり、現在の走行車線を逸脱しないように車両１を走行させたりする分岐イベント、本線に合流するための合流車線において車両１を加減速させ、走行車線を変更させる合流イベント等が含まれる。例えば、有料道路（例えば高速道路等）においてジャンクション（分岐点）が存在する場合、制御装置１００は、車両１を目的地の方向に進行するように車線を変更したり、車線を維持したりする。従って、行動計画生成部１１６は、地図情報１４２を参照して経路上にジャンクションが存在していると判明した場合、現在の車両１の位置（座標）から当該ジャンクションの位置（座標）までの間に、目的地の方向に進行することができる所望の車線に車線変更するための車線変更イベントを設定する。なお、行動計画生成部１１６によって生成された行動計画を示す情報は、行動計画情報１４６として記憶部１４０に格納される。
【００４８】
目標走行状態設定部１１８は、行動計画生成部１１６により決定された行動計画と、外部状況取得部１２、経路情報取得部１３、及び走行状態取得部１４により取得される各種情報に基づいて、車両１の目標とする走行状態である目標走行状態を設定するように構成される。目標走行状態設定部１１８は、目標値設定部５２と目標軌道設定部５４とを含む。また、目標走行状態設定部１１８は、偏差取得部４２、補正部４４も含む。
【００４９】
目標値設定部５２は、車両１が目標とする走行位置（緯度、経度、高度、座標等）の情報（単に目標位置ともいう。）、車速の目標値情報（単に目標車速ともいう。）、ヨーレートの目標値情報（単に目標ヨーレートともいう。）を設定するように構成される。目標軌道設定部５４は、外部状況取得部１２により取得される外部状況、及び、経路情報取得部１３により取得される走行経路情報に基づいて、車両１の目標軌道の情報（単に目標軌道ともいう。）を設定するように構成される。目標軌道は、単位時間毎の目標位置の情報を含む。各目標位置には、車両１の姿勢情報（進行方向）が対応づけられる。また、各目標位置に車速、加速度、ヨーレート、横Ｇ、操舵角、操舵角速度、操舵角加速度等の目標値情報が対応づけられてもよい。上述した目標位置、目標車速、目標ヨーレート、目標軌道は目標走行状態を示す情報である。
【００５０】
偏差取得部４２は、目標走行状態設定部１１８で設定される目標走行状態と、走行状態取得部１４で取得される実走行状態とに基づいて、目標走行状態に対する実走行状態の偏差を取得するように構成される。
【００５１】
補正部４４は、偏差取得部４２により取得される偏差に応じて、目標走行状態を補正するように構成される。具体的には、偏差が大きくなるほど、目標走行状態設定部１１８により設定された目標走行状態を、走行状態取得部１４により取得された実走行状態に近づけて、新たな目標走行状態を設定する。
【００５２】
走行制御部１２０は、車両１の走行を制御するように構成される。具体的には、車両１の走行状態を、目標走行状態設定部１１８により設定された目標走行状態、又は、補正部４４により設定された新たな目標走行状態に一致あるいは近づけるように走行制御の指令値を出力する。走行制御部１２０は、加減速指令部５６と、操舵指令部５８とを含む。
【００５３】
加減速指令部５６は、車両１の走行制御のうち、加減速制御を行うように構成される。具体的には、加減速指令部５６は、目標走行状態設定部１１８又は補正部４４により設定された目標走行状態（目標加減速度）と実走行状態（実加減度）とに基づいて、車両１の走行状態を目標走行状態に一致させるための加減速度指令値を演算する。
【００５４】
操舵指令部５８は、車両１の走行制御のうち、操舵制御を行うように構成される。具体的には、操舵指令部５８は、目標走行状態設定部１１８又は補正部４４により設定された目標走行状態と、実走行状態とに基づいて、車両１の走行状態を目標走行状態に一致させるための操舵角速度指令値を演算する。
【００５５】
図２は、第一実施形態の車両１が備える走行用駆動力出力装置（駆動装置）９０の構成を示す概略図である。一般に、ＨＥＶ（Hybrid Electrical Vehicle：ハイブリッド電気自動車）は、モータジェネレータ及びエンジンを備え、車両の走行状態に応じてモータジェネレータ及び／又はエンジンの動力によって走行する。ＨＥＶには、大きく分けてシリーズ方式とパラレル方式の２種類がある。シリーズ方式のＨＥＶは、モータジェネレータの動力によって走行する。エンジンは主に発電のために用いられ、エンジンの動力によって別のモータジェネレータで発電された電力はバッテリに充電されるか、モータジェネレータに供給される。一方、パラレル方式のＨＥＶは、モータジェネレータ及びエンジンのいずれか一方又は双方の動力によって走行する。
【００５６】
そして、本実施形態の車両１は、上記のシリーズ方式とパラレル方式とを切り換え可能なＨＥＶである。すなわち、車両１の走行用駆動力出力装置（駆動装置）９０は、走行状態に応じてクラッチを開放又は締結する（断接する）ことによって、動力の伝達系統をシリーズ方式及びパラレル方式のいずれかの構成に切り替えることが可能である。
【００５７】
図２に示す走行用駆動力出力装置９０は、回転する動力を出力する原動機（駆動源）であるエンジンＥＮＧと、第一モータジェネレータＭＧ１と、第二モータジェネレータＭＧ２と、ロックアップクラッチ（以下、単に「クラッチ」という）ＣＬと、ギアボックス（以下、単に「ギア」という。）ＧＢと、車速センサー７と、バッテリセンサー８と、回転数センサー９と、バッテリ(蓄電装置)ＢＡＴと、電圧制御ユニット（Voltage Control Unit）ＶＣＵと、第一インバータＩＮＶ１と、第二インバータＩＮＶ２とを備える。なお、図２中の太い実線は機械連結を示し、二重点線は電力配線を示し、細い実線の矢印は制御信号又は検出信号を示す。
【００５８】
エンジンＥＮＧは、クラッチＣＬが切断された状態で、第一モータジェネレータＭＧ１を発電機として駆動する。但し、クラッチＣＬが締結されると、エンジンＥＮＧが出力した動力は、車両１が走行するための機械エネルギーとして、第一モータジェネレータＭＧ１、クラッチＣＬ、ギアＧＢ、第二モータジェネレータＭＧ２、ディファレンシャル機構５及びドライブシャフト６Ｒ，６Ｌを介して、駆動輪ＷＬ，ＷＲに伝達される。
【００５９】
第一モータジェネレータＭＧ１は、エンジンＥＮＧの動力によって駆動され、電力を発生する。また、第一モータジェネレータＭＧ１は、車両１の制動時には電動機として動作し得る。
【００６０】
第二モータジェネレータＭＧ２は、回転子がバッテリＢＡＴ及び第一モータジェネレータＭＧ１の少なくとも一方からの電力供給によって電動機として動作し、車両１が走行するための動力を発生する。第二モータジェネレータＭＧ２で発生したトルクは、ディファレンシャル機構５及びドライブシャフト６Ｒ，６Ｌを介して、駆動輪ＷＬ，ＷＲに伝達される。また、第二モータジェネレータＭＧ２は、車両１の制動時には発電機として動作し得る。
【００６１】
クラッチＣＬは、車両制御装置１００からの指示に応じて、エンジンＥＮＧから駆動輪ＷＬ，ＷＲまでの動力の伝達経路を切断又は締結する（断接する）。クラッチＣＬが切断状態であれば、エンジンＥＮＧが出力した動力は駆動輪ＷＲ，ＷＬに伝達されず、クラッチＣＬが接続状態であれば、エンジンＥＮＧが出力した動力は駆動輪ＷＬ，ＷＲに伝達される。ギアＧＢは、変速段又は固定段を含み、エンジンＥＮＧからの動力を所定の変速比で変速して駆動輪ＷＬ，ＷＲに伝達する。ギアＧＢにおける変速比は車両制御装置１００からの指示に応じて変更される。
【００６２】
バッテリＢＡＴは、直列に接続された複数の蓄電セルを有し、例えば１００〜２００Ｖの高電圧を供給する。蓄電セルは、例えば、リチウムイオン電池やニッケル水素電池である。
【００６３】
車速センサー７は、車両１の走行速度（車速Ｖ）を検出する。なお、車速Ｖは、駆動輪ＷＬ，ＷＲの回転数と線形に対応する。車速センサー７によって検出された車速Ｖを示す信号は、車両制御装置１００に送られる。
【００６４】
バッテリセンサー８は、バッテリＢＡＴの出力（端子電圧，充放電電流）を検出する。バッテリセンサー８が検知した端子電圧や充放電電流等を示す信号は、バッテリ情報として車両制御装置１００に送られる。
【００６５】
回転数センサー９は、エンジンＥＮＧの回転数ＮＥを検出する。回転数センサー９によって検出された回転数ＮＥを示す信号は、車両制御装置１００に送られる。
【００６６】
バッテリ制御ユニットＶＣＵは、第二モータジェネレータＭＧ２が電動機として動作する際のバッテリＢＡＴの出力電圧を昇圧する。また、バッテリ制御ユニットＶＣＵは、車両１の制動時に第二モータジェネレータＭＧ２が発電して直流に変換された回生電力をバッテリＢＡＴに充電する場合に、第二モータジェネレータＭＧ２の出力電圧を降圧する。さらに、バッテリ制御ユニットＶＣＵは、エンジンＥＮＧの駆動によって第一モータジェネレータＭＧ１が発電して直流に変換された電力を降圧する。バッテリ制御ユニットＶＣＵによって降圧された電力は、バッテリＢＡＴに充電される。
【００６７】
車両制御装置１００は、エンジンＥＮＧの駆動制御、第一インバータＩＮＶ１の制御による第一モータジェネレータＭＧ１の出力制御、クラッチＣＬの断接制御、並びに、第二インバータＩＮＶ２の制御による第二モータジェネレータＭＧ２の出力制御を行う。また、車両制御装置１００には、車両１の運転者によるアクセルペダル７０（図１参照）の操作に応じたアクセルペダル開度（ＡＰ開度）を示す信号、及び車速センサー７からの車速Ｖを示す信号等が入力される。車両制御装置１００は、ＡＰ開度及び車速Ｖ等に基づいて、後述する車両１の走行モードを選択し、クラッチＣＬの状態、並びに、エンジンＥＮＧ、第一モータジェネレータＭＧ１及び第二モータジェネレータＭＧ２の各出力を制御する。なお、ＡＰ開度の情報は、手動運転制御時にのみ参照される。
【００６８】
本実施形態の車両１の走行用駆動力出力装置９０は、エンジンＥＮＧ、第一モータジェネレータＭＧ１及び第二モータジェネレータＭＧ２を含む駆動源の使用形態がそれぞれ異なる「ＥＶ走行モード（電動機走行モード）」、「シリーズ走行モード」及び「エンジン走行モード（パラレル走行モード）」のいずれか運転モードで車両１を走行させる。
【００６９】
車両１がＥＶ走行モードで走行する際、図３に示すように、第一モータジェネレータＭＧ１及び／又は第二モータジェネレータＭＧ２からの動力によって走行する。車両１がシリーズ走行モードで走行する際、図４に示すように、クラッチＣＬは開放され、第一モータジェネレータＭＧ１からの動力によって走行する。シリーズ走行モード時には、車速ＶとＡＰ開度に応じた車両要求出力に対応する動力を第二モータジェネレータＭＧ２が出力するべく、エンジンＥＮＧの運転によって第一モータジェネレータＭＧ１が発電した電力が第二モータジェネレータＭＧ２に供給される。なお、シリーズ走行モードは、車両１の要求出力が所定値以上又は車速Ｖが所定値以上であるときに選択される。車両１がエンジン走行モードで走行する際、図５に示すように、クラッチＣＬは締結され、エンジンＥＮＧからの動力によって走行する。
【００７０】
［手動運転制御の概要］
車両１では、手動運転制御が選択された場合、自動運転制御部１１０を介さずに従来の運転者による操作に基づく車両１の制御（加減速及び操舵の制御）が行われる。この手動運転制御では、操作検出センサであるアクセル開度センサ７１の検出情報に基づいてエンジンＥＮＧ及び第一、第二モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２、クラッチＣＬ等を制御する。また、ブレーキ踏量センサ７３の検出情報に基づいてブレーキ装置９４が制御される。これらによって、車両１の加減速が制御される。また、ステアリング操舵角センサ７５の検出情報に基づいてステアリング装置９２が制御される。これにより、車両１の操舵が行われる。
【００７１】
［自動運転制御の概要］
車両１では、自動運転制御が選択された場合、自動運転制御部１１０は車両１の自動運転制御を行う。この自動運転制御では、自動運転制御部１１０は、外部状況取得部１２、経路情報取得部１３、走行状態取得部１４などから取得した情報、あるいは自車位置認識部１１２及び外界認識部１１４で認識した情報に基づいて、車両１の現在の走行状態（実走行軌道や走行位置等）を把握する。目標走行状態設定部１１８は、行動計画生成部１１６で生成した行動計画に基づいて、車両１の目標とする走行状態である目標走行状態（目標軌道や目標位置）を設定する。偏差取得部４２は、目標走行状態に対する実走行状態の偏差を取得する。走行制御部１２０は、偏差取得部４２により偏差が取得される場合に、車両１の走行状態を目標走行状態に一致あるいは近づけるように走行制御を行う。
【００７２】
補正部４４は、走行位置取得部２６により取得される走行位置に基づいて目標軌道又は目標位置を補正する。走行制御部１２０は、新たな目標軌道又は目標位置に車両１が追従するように、車速取得部により取得される車速等に基づいて、走行用駆動力出力装置９０及びブレーキ装置９４による車両１の加減速制御を行う。
【００７３】
また、補正部４４は、走行位置取得部２６により取得される走行位置に基づいて目標軌道を補正する。走行制御部１２０は、新たな目標軌道に車両１が追従するように、操舵角取得部３２により取得される操舵角速度に基づいて、ステアリング装置９２による操舵制御を行う。
【００７４】
［運転モード切替制御］
そして、本実施形態の車両１の制御装置１００では、自動運転制御の実施中に手動運転制御への切り替え要求があった場合は、走行用駆動力出力装置９０の運転モード（車両１の走行モード）を複数の運転モードのうち車両１の運転者の操作に基づく要求駆動力に対応可能な駆動力の幅が大きい運転モードに切り替える運転モード切替制御を行う。以下、この運転モード切替制御について詳細に説明する。
【００７５】
図６は、運転モード切替制御の手順を示すフローチャートである。運転モード切替制御は、自動運転制御の実施中に自動運転解除要求があった場合（ＳＴ１−１）に行われる。ここでの自動運転解除要求は、車両１の運転者又はシステムからの要求であって、該車両１の自動運転制御を解除して手動運転制御に切り替える要求である。この自動運転解除要求は、具体的には、自動運転制御における制御中に車両１の走行状況などに応じて該車両１のシステムから自動運転制御への切替要求が発生したこと、運転者による切替スイッチ８０の操作により自動運転制御から手動運転制御への切替要求が発生したこと、運転者によるアクセルペダル７０、ステアリングホイール７４、ブレーキペダル７２の操作自体あるいは所定量以上の操作がされたことなどによって自動運転解除要求があったと判断することができる。
【００７６】
そして、自動運転解除要求があった場合は、続けて、車両１の走行モードがシリーズ走行モードであるか否かを判断する（ＳＴ１−２）。その結果、シリーズ走行モードであれば（ＹＥＳ）、そのまま手動運転制御への切り替えを実施する（ＳＴ１−３）。一方、シリーズ走行モードでなければ（ＮＯ）、シリーズ走行モードへの切り替えを実行し（ＳＴ１−４）、その後、手動運転制御への切り替えを実施する（ＳＴ１−３）。
【００７７】
このように、本実施形態の車両１では、複数の運転モード（走行モード）であるＥＶ走行モード、シリーズ走行モード、エンジン走行モードのうち、車両１の運転者の操作に基づく要求駆動力に対応可能な駆動力の幅が大きい運転モードはシリーズ走行モードである。そのため、上記のように自動運転制御の解除要求があったときには、シリーズ走行モードであるか否かを判断し、他の走行モードの場合はシリーズ走行モードへの切り替えを行ってから手動運転制御へ移行するようにしている。
【００７８】
また、ここでは、運転モード切替制御において、シリーズ走行モードへの切り替えを行ってから、自動運転制御から手動運転制御への切り替えを行う場合を示したが、これ以外にも、シリーズ走行モードへの切り替えと、自動運転制御から手動運転制御への切り替えとを同時に行うようにしてもよい。
【００７９】
図７は、本実施形態の車両１における各運転モードの駆動力線図（車速Ｖと駆動力Ｍの関係）を示す図（グラフ）である。同図に示すように、車両１の各走行モード（ＥＶ走行モード、シリーズ走行モード、エンジン走行モード、シリーズ走行モード＋バッテリアシスト、エンジン走行モード＋バッテリアシスト）のうち要求駆動力に対応可能な駆動力の幅が大きい走行モードは、ＥＶ走行モード又はシリーズ走行モードである。そして、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の駆動力のみで車両１を走行させるＥＶ走行モードは、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２に電力を供給するバッテリＢＡＴの残容量（ＳＯＣ）によって取り得る駆動力の幅が異なるため、バッテリＢＡＴの残容量などのシステム状況によっては要求駆動力に対応できる駆動力の幅が必ずしも大きくならない。そのため、手動運転制御において車両１の運転者の操作により要求される要求駆動力に対応する適切な駆動力を出力することができない可能性がある。したがって、ＥＶ走行モード以外の走行モードに切り替えるようにすることが望ましい。
【００８０】
このような理由から、本実施形態の運転モード切替制御では、駆動力線図上の作動範囲が最も広く、かつ出力可能な駆動力が蓄電装置の残容量（ＳＯＣ）に依存しない走行モードであるシリーズ走行モードへの切り替えを行うようにしている。
【００８１】
以上説明したように、本実施形態の車両の制御装置１００では、自動運転制御の実施中に手動運転制御への切り替え要求があった場合は、走行用駆動力出力装置９０の運転モードを複数の運転モードのうち車両１の運転者の操作に基づく要求駆動力に対応可能な駆動力の幅が大きい運転モードに切り替える運転モード切替制御を行うことで、手動運転制御への切替時又は切替後に車両１の運転者の操作により要求される要求駆動力に対応する適切な駆動力を出力することが可能となる。これにより、自動運転制御から手動運転制御に切り替わるときに車両１の運転者がよりスムーズかつ自然に車両の操作を引き継ぐことが可能となる。
【００８２】
また、上記のシリーズ走行モードは、エンジンＥＮＧを運転して（動作させて）車両１を走行させる走行モードである。なお、ここでいうエンジンＥＮＧの運転とは、エンジンＥＮＧを走行用の駆動力を出力させる状態で運転することのみならず、発電用など他の用途で運転することも含む。
【００８３】
上記のエンジンＥＮＧを運転して車両１を走行させる走行モードでは、エンジンＥＮＧを運転して車両１を走行させることで、出力可能な駆動力の幅を大きくすることが可能である。したがって、運転モード切替制御で当該エンジンＥＮＧを運転して車両１を走行させる走行モードであるシリーズ走行モードへの切り替えを行うことで、手動運転制御において車両１の運転者の操作により要求される要求駆動力に対応する適切な駆動力を出力することが可能となる。
【００８４】
また、この車両の制御装置１００では、走行用駆動力出力装置９０は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の駆動力により車両１を走行させ、エンジンＥＭＧは主に発電のために用いられるシリーズ走行モードと、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２とエンジンＥＮＧのいずれか一方又は双方の駆動力によって車両１を走行させるパラレル走行モードとの切り替えが可能なシステムであり、要求駆動力に対応可能な駆動力の幅が大きい走行モードは、シリーズ走行モードである。
【００８５】
本実施形態の車両１が備える走行用駆動力出力装置９０は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の駆動力により車両１を走行させ、エンジンＥＮＧは主に発電のために用いられるシリーズ走行モードと、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２とエンジンＥＮＧのいずれか一方又は双方の駆動力によって車両１を走行させるパラレル走行モードとの切り替えが可能なシステムであるが、駆動力線図上の作動範囲が広いためと、出力可能な駆動力が蓄電装置の残容量（ＳＯＣ）に依存しないため、パラレル走行モードよりもシリーズ走行モードの方が要求駆動力に対応できる駆動力の幅が最も大きい（駆動力の自由度が高い）。したがって、運転モード切替制御で当該シリーズ走行モードへの切り替えを行うことで、手動運転制御において車両１の運転者の操作により要求される要求駆動力に対応する適切な駆動力を出力することが可能となる。
【００８６】
なお、本実施形態の走行用駆動力出力装置９０では、エンジンＥＮＧと駆動輪ＷＲ，ＷＬとの間に遊星歯車機構や変速機構など駆動力の回転を可変させるための機構を介していない構成である。そのため、要求駆動力に対応可能な駆動力の幅が大きな走行モードはエンジンＥＮＧの駆動力で車両を走行させるパラレル走行モードではなく、エンジンＥＮＧの駆動力で主に発電を行うシリーズ走行モードとなっている。しかしながら、エンジンと駆動輪との間に遊星歯車機構や変速機構など駆動力の回転を可変させるための機構が介在している他の構成の走行用駆動力出力装置では、エンジンＥＮＧの駆動力で車両を走行させる場合に取り得る駆動力の幅をより大きくできることで、要求駆動力に対応可能な駆動力の幅が大きな走行モードがシリーズ走行モードではなくパラレル走行モードとなる場合がある。
【００８７】
〔第二実施形態〕
次に、本発明の第二実施形態について説明する。なお、第二実施形態の説明及び対応する図面においては、第一実施形態と同一又は相当する構成部分には同一の符号を付し、以下ではその部分の詳細な説明は省略する。また、以下で説明する事項以外の事項、及び図示する以外の事項については、第一実施形態と同じである。
【００８８】
第２実施形態の車両１−２は、図８に示すように、駆動源としてのエンジンＥＮＧ及びモータジェネレータＭＧを備えたハイブリッド自動車の車両である。そして、本実施形態の車両１−２の走行用駆動力出力装置９０−２が備える変速機４は、前進７速、後進１速の平行軸式トランスミッションであり、乾式のツインクラッチ式変速機（ＤＣＴ：Dual Clutch Transmission）である（図９参照）。
【００８９】
車両１−２は、さらに、モータジェネレータＭＧを制御するためのパワードライブユニット（Power Drive Unit）ＰＤＵと、バッテリ（蓄電装置）ＢＡＴと、ディファレンシャル機構５と、左右のドライブシャフト６Ｒ，６Ｌと、左右の駆動輪ＷＬ，ＷＲとを備える。エンジンＥＮＧとモータジェネレータＭＧの回転駆動力は、変速機４、ディファレンシャル機構５およびドライブシャフト６Ｒ，６Ｌを介して左右の駆動輪ＷＬ，ＷＲに伝達される。
【００９０】
エンジンＥＮＧは、車両１−２を走行させるための駆動力を発生する内燃機関である。モータジェネレータＭＧは、エンジンＥＮＧとモータジェネレータＭＧとの協働走行やモータジェネレータＭＧのみの単独走行の際には、バッテリＢＡＴの電気エネルギーを利用して車両１−２を走行させるための駆動力を発生する。また、モータジェネレータＭＧは、車両１−２の減速時には、モータジェネレータＭＧの回生により電力を発電する発電機として機能する。モータジェネレータＭＧの回生時には、バッテリＢＡＴは、モータジェネレータＭＧにより発電された電力（回生エネルギー）により充電され、モータジェネレータＭＧとの間で電力の授受を行う。
【００９１】
次に、本実施形態の車両１−２の走行用駆動力出力装置９０が備える変速機４の構成を説明する。図９は、図８に示す変速機４のスケルトン図である。
【００９２】
変速機４は、第一クラッチＣ１を介して選択的にエンジンＥＮＧの機関出力軸２０２ａに接続される第一入力軸ＩＭＳと、第二クラッチＣ２を介して選択的にエンジンＥＮＧの機関出力軸２０２ａに接続される第二入力軸ＳＳと、第一入力軸ＩＭＳ及び第二入力軸ＳＳに対して変速ギヤ機構を介して接続される出力軸ＣＳとを有する。
【００９３】
第一入力軸ＩＭＳには奇数段（１、３、５、７速）用のギヤが配置され、第二入力軸ＳＳには偶数段（２、４、６速）用のギヤが配置される。出力軸ＣＳは、ディファレンシャル機構５に接続され、駆動輪ＷＬ，ＷＲに対して選択された変速段に対応する回転出力たる駆動力を生じさせる。
【００９４】
また、第一入力軸ＩＭＳには、その一端側にプラネタリギヤ機構２５０が配置される。第一入力軸ＩＭＳにはモータジェネレータＭＧの回転子２０３ａが接続されており、モータジェネレータＭＧの回転子２０３ａがプラネタリギヤ機構２５０の周囲を回るように構成されている。このような構成により、変速機４は、エンジンＥＮＧ及びモータジェネレータＭＧを車両１−２の駆動源として、ハイブリッド車両の変速機として機能する。
【００９５】
第二クラッチＣ２の出力側には、外側メイン軸ＯＭＳが接続されており、この外側メイン軸ＯＭＳは、第一入力軸ＩＭＳの外筒をなすように、第一入力軸ＩＭＳと同心状に配置されている。外側メイン軸ＯＭＳは、アイドル軸ＩＤＳを介してリバース軸ＲＶＳおよび第二入力軸ＳＳに常時係合し、第二クラッチＣ２の回転出力がリバース軸ＲＶＳおよび第二入力軸ＳＳに伝達される。各軸は互いに平行である。
【００９６】
奇数段の変速段を実現するための第一変速機構Ｇ１について説明する。第一入力軸ＩＭＳ上には、３速駆動ギヤ２７３、７速駆動ギヤ２７７、５速駆動ギヤ２７５がそれぞれ相対回転可能に同心状に配置されている。３速駆動ギヤ２７３と７速駆動ギヤ２７７との間に３−７速シンクロメッシュ機構２８３が軸方向にスライド可能に設けられ、かつ、５速駆動ギヤ２７５に対応して５速シンクロメッシュ機構２８５が軸方向にスライド可能に設けられる。
【００９７】
このような構成により、所望の奇数変速段用ギヤ（１速駆動ギヤであるプラネタリギヤ機構２５０、３速駆動ギヤ２７３、５速駆動ギヤ２７５、７速駆動ギヤ２７７）のいずれかを選択する際に、第一入力軸ＩＭＳに配置された一又は複数の第一同期係合部（１速シンクロメッシュ機構２８１、３−７速シンクロメッシュ機構２８３、５速シンクロメッシュ機構２８５）を移動させる。これにより、選択された所望の変速段が第一入力軸ＩＭＳに連結される。
【００９８】
第一変速機構Ｇ１の各駆動ギヤは、出力軸ＣＳ上に設けられる出力ギヤのうち、対応するギヤと噛み合う。具体的には、３速駆動ギヤ２７３は第一出力ギヤ２９１に、７速駆動ギヤ２７７は第二出力ギヤ２９２に、５速駆動ギヤ２７５は第三出力ギヤ２９３に噛み合う。このように噛み合うことにより、出力軸ＣＳを回転駆動する。
【００９９】
偶数段の変速段を実現するための第二変速機構Ｇ２について説明する。第二入力軸ＳＳ上には、２速駆動ギヤ２７２、６速駆動ギヤ２７６、４速駆動ギヤ２７４がそれぞれ相対回転可能に同心状に配置されている。２速駆動ギヤ２７２と６速駆動ギヤ２７６との間に２−６速シンクロメッシュ機構２８２が軸方向にスライド可能に設けられ、かつ、４速駆動ギヤ２７４に対応して４速シンクロメッシュ機構２８４が軸方向にスライド可能に設けられる。
【０１００】
このような構成により、所望の偶数変速段用ギヤ（２速駆動ギヤ２７２、４速駆動ギヤ２７４、６速駆動ギヤ２７６）のいずれかを選択する際に、第二入力軸ＳＳに配置された一又は複数の第二同期係合部（２−６速シンクロメッシュ機構２８２、４速シンクロメッシュ機構２８４）を移動させる。これにより、選択された変速段が第二入力軸ＳＳに連結される。
【０１０１】
第二変速機構Ｇ２の各駆動ギヤは、出力軸ＣＳ上に設けられる出力ギヤのうち、対応するギヤと噛み合う。具体的には、２速駆動ギヤ２７２は第一出力ギヤ２９１に、６速駆動ギヤ２７６は第二出力ギヤ２９２に、４速駆動ギヤ２７４は第三出力ギヤ２９３に噛み合う。このように噛み合うことにより、出力軸ＣＳを回転駆動する。
【０１０２】
第一入力軸ＩＭＳのモータジェネレータＭＧ寄りの一端にはプラネタリギヤ機構２５０が配置されている。プラネタリギヤ機構２５０は、サンギヤ２５１、ピニオンギヤ２５２、キャリア２５３、リングギヤ２５５を備え、サンギヤ２５１は第一入力軸ＩＭＳに固定され、第一入力軸ＩＭＳ及びモータジェネレータＭＧと一体回転する。リングギヤ２５５は、変速機４のケースに固定され、ピニオンギヤ２５２のキャリア２５３から変速出力を生じるように構成されている。
【０１０３】
プラネタリギヤ機構２５０のキャリア２５３と第一入力軸ＩＭＳ上の３速駆動ギヤ２７３との間には、１速シンクロメッシュ機構２８１が設けられる。１速ギヤ段の選択に応じて、この１速シンクロメッシュ機構２８１がＯＮすることで、キャリア２５３と第一入力軸ＩＭＳ上の３速駆動ギヤ２７３とが接続される。すると、キャリア２５３の回転駆動力が、３速駆動ギヤ２７３及び第一出力ギヤ２９１を介して、出力軸ＣＳを回転駆動する。
【０１０４】
リバース段を実現するためのリバース変速機構ＧＲについて説明する。リバース軸ＲＶＳには、アイドル軸ＩＤＳのアイドルギヤ２９５に係合するギヤ２９７が固定されている。更に、リバース軸ＲＶＳの外周には、リバース軸ＲＶＳを第一入力軸ＩＭＳに選択的に結合するためのリバースギヤ段が設けられている。リバースギヤ段は、リバース軸ＲＶＳに相対的に回転可能に同心的に設けられたリバース駆動ギヤ２９８と、リバース駆動ギヤ２９８をリバース軸ＲＶＳに選択的に結合するためのリバースシンクロメッシュ機構２８９とで構成される。リバース駆動ギヤ２９８は、第一入力軸ＩＭＳに固定されたギヤ２７８に噛み合う。
【０１０５】
リバースシンクロメッシュ機構２８９は、リバース軸ＲＶＳの軸方向にスライド可能である。前進走行時には、リバースシンクロメッシュ機構２８９は、リバース軸ＲＶＳとリバース駆動ギヤ２９８とを係合しない。一方、後進走行時には、リバースシンクロメッシュ機構２８９は、リバース軸ＲＶＳとリバース駆動ギヤ２９８とを係合する。
【０１０６】
上記構成の変速機４では、２−６速シンクロメッシュ機構２８２のシンクロスリーブを左方向にスライドすると、２速駆動ギヤ２７２がセカンダリシャフトＳＳに結合され、右方向にスライドすると、６速駆動ギヤ２７６がセカンダリシャフトＳＳに結合される。また、４速シンクロメッシュ機構２８４のシンクロスリーブを右方向にスライドすると、４速駆動ギヤ２７４がセカンダリシャフトＳＳに結合される。このように偶数の駆動ギヤ段を選択した状態で、偶数段クラッチＣ２を係合することにより、変速機４は偶数の変速段（２速、４速、又は６速）に設定される。
【０１０７】
また、１速シンクロメッシュ機構２８１のシンクロスリーブを右方向にスライドすると、キャリア２５３が３速駆動ギヤ２７３に結合されてプラネタリギヤ機構２５０の回転が３速駆動ギヤ２７３を介してカウンタシャフトＣＳに伝達され、１速の変速段が選択される。３−７速シンクロメッシュ機構２８３のシンクロスリーブを左方向にスライドすると、３速駆動ギヤ２７３が内側メインシャフトＩＭＳに結合されて３速の変速段が選択され、右方向にスライドすると、７速駆動ギヤ２７７が内側メインシャフトＩＭＳに結合されて７速の変速段が選択される。また、５速シンクロメッシュ機構２８５のシンクロスリーブを右方向にスライドすると、５速駆動ギヤ２７５が内側メインシャフトＩＭＳに結合されて５速の変速段が選択される。このように奇数の駆動ギヤ段を選択した状態で、奇数段クラッチＣ１を係合することにより、変速機４は奇数の変速段（１速、３速、５速、又は７速）に設定される。
【０１０８】
このように構成された変速機４では、エンジンＥＮＧの駆動力のみを駆動輪ＷＬ，ＷＲに伝達して車両１−２を走行させるエンジン走行モード、モータジェネレータＭＧの駆動力のみを駆動輪ＷＬ，ＷＲに伝達して車両１−２を走行させるＥＶ走行モード、エンジンＥＮＧの駆動力とモータジェネレータＭＧの駆動力の両方を駆動輪ＷＬ，ＷＲに伝達して車両１−２を走行させるアシスト走行モード（ハイブリッド走行モード）、エンジンＥＮＧの駆動力による車両１−２の走行中にモータジェネレータＭＧで回生発電を行う回生モード等の各走行モードが可能である。また、例えば上記のＥＶ走行モードなどでエンジンＥＮＧが停止している状態では、モータジェネレータＭＧが回転している状態で第一クラッチＣ１を接続することで該モータジェネレータＭＧの回転をエンジンＥＮＧに伝達してエンジンＥＮＧを始動することが可能である。
【０１０９】
そして、本実施形態の車両１−２でも、自動運転制御の実施中に手動運転制御への切り替え要求があった場合は、走行用駆動力出力装置９０−２の運転モードを上記の複数の運転モードのうち車両１−２の運転者の操作に基づく要求駆動力に対応可能な駆動力の幅が大きい運転モードに切り替える運転モード切替制御を行う。以下、この運転モード切替制御について詳細に説明する。
【０１１０】
図１０は、運転モード切替制御の手順を示すフローチャートである。運転モード切替制御は、自動運転制御の実施中に自動運転解除要求があった場合（ＳＴ２−１）に行われる。そして、自動運転解除要求があった場合は、続けて、車両１−２の走行モードにおいてエンジンＥＮＧが始動しているか否かを判断する（ＳＴ２−２）。その結果、エンジンＥＮＧが始動していれば（ＹＥＳ）、先のＳＴ２−４へ進む。一方、エンジンＥＮＧが始動しておらず停止していれば（ＮＯ）、エンジンＥＮＧを始動させてから（ＳＴ２−３）、ＳＴ２−４へ進む。続くＳＴ２−４では、第一クラッチＣ１と第二クラッチＣ２のいずれかが係合（締結）しているか否かを判断する。その結果、第一クラッチＣ１と第二クラッチＣ２のいずれかが係合していれば（ＹＥＳ）、そのまま手動運転制御への切り替えを実施する（ＳＴ２−６）。一方、第一クラッチＣ１と第二クラッチＣ２のいずれも係合していなければ（ＮＯ）、第一クラッチＣ１と第二クラッチＣ２のいずれかを係合する（ＳＴ２−５）ことで、エンジンＥＮＧの動力を第一入力軸ＩＭＳ又は第二入力軸ＳＳに伝達する状態とし、その後、手動運転制御への切り替えを実施する（ＳＴ２−６）。
【０１１１】
このように、本実施形態の車両１では、車両１の運転者の操作に基づく要求駆動力に対応可能な駆動力の幅が大きい運転モード（状態）は、エンジンＥＮＧを運転している状態で、第一クラッチＣ１又は第二クラッチＣ２をエンジンＥＮＧ（機関出力軸２０２ａ）に接続した状態として車両１を走行させるエンジン走行モードである。そのため、上記のように自動運転制御の解除要求があったときには、エンジンＥＮＧが始動しているか否かを判断すると共に、第一クラッチＣ１又は第二クラッチＣ２が係合しているか否かを判断し、エンジンＥＮＧが始動していなければ始動し、第一クラッチＣ１と第二クラッチＣ２のいずれも係合していなければ、第一クラッチＣ１又は第二クラッチＣ２を係合してから手動運転制御へ移行するようにしている。
【０１１２】
本実施形態の変速機４を備えた走行用駆動力出力装置９０では、エンジンＥＮＧを始動させた状態とする運転モードが要求駆動力に対応できる駆動力の幅が大きい（駆動力の自由度が高い）。エンジンＥＮＧが始動している運転モードでは、エンジンＥＮＧの駆動力を利用できることで駆動力の自由度が高くなるためである。したがって、運転モード切替制御で上記の運転モードへの切り替えを行うことで、手動運転制御において車両１−２の運転者の操作により要求される要求駆動力に対応する適切な駆動力を出力することが可能となる。
【０１１３】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。
【符号の説明】
【０１１４】
１，１−２ 車両
４ 変速機
５ ディファレンシャル機構
６Ｒ，６Ｌ ドライブシャフト
７ 車速センサー
８ バッテリセンサー
９ 回転数センサー
１２ 外部状況取得部
１３ 経路情報取得部
１４ 走行状態取得部
２６ 走行位置取得部
２８ 車速取得部
３０ ヨーレート取得部
３２ 操舵角取得部
３４ 走行軌道取得部
４２ 偏差取得部
４４ 補正部
５２ 目標値設定部
５４ 目標軌道設定部
５６ 加減速指令部
５８ 操舵指令部
６０ シフト装置
７０ アクセルペダル
７１ アクセル開度センサ
７２ ブレーキペダル
７３ ブレーキ踏量センサ
７４ ステアリングホイール
７５ ステアリング操舵角センサ
８０ 切替スイッチ
８２ 報知装置
９０，９０−２ 走行用駆動力出力装置
９２ ステアリング装置
９４ ブレーキ装置
１００ 制御装置（車両制御装置）
１１０ 自動運転制御部
１１２ 自車位置認識部
１１４ 外界認識部
１１６ 行動計画生成部
１１８ 目標走行状態設定部
１２０ 走行制御部
１４０ 記憶部
１４２ 地図情報
１４４ 経路情報
１４６ 行動計画情報
２０２ａ 機関出力軸
２０３ａ 回転子
２０５ シフトポジションセンサ
２５０ プラネタリギヤ機構
２７２〜２７７ 駆動ギヤ
２８１〜２８５，２８９ シンクロメッシュ機構
２９１〜２９３ 出力ギヤ
２９５ アイドルギヤ
２９８ リバース駆動ギヤ
ＢＡＴ バッテリ（蓄電装置）
ＶＣＵ バッテリ制御ユニット
ＷＬ，ＷＲ 駆動輪
ＣＬ クラッチ
ＧＢ ギア
ＩＮＶ１ 第一インバータ
ＩＮＶ２ 第二インバータ
ＭＧ１ 第一モータジェネレータ
ＭＧ２ 第二モータジェネレータ
Ｃ１ 第一クラッチ（奇数段クラッチ）
Ｃ２ 第二クラッチ（偶数段クラッチ）
ＣＳ カウンタシャフト（出力軸）
Ｇ１ 第一変速機構
Ｇ２ 第二変速機構
ＧＲ リバース変速機構
ＩＤＳ アイドル軸
ＩＭＳ 第一入力軸（内側メインシャフト）
ＳＳ 第二入力軸
ＭＧ モータジェネレータ
【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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【図９】
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【図１０】
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