JP2019026150A

JP2019026150A - 車両の制御装置

Info

Publication number: JP2019026150A
Application number: JP2017149457A
Authority: JP
Inventors: 健太熊崎; Kenta Kumazaki
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2017-08-01
Filing date: 2017-08-01
Publication date: 2019-02-21
Also published as: US20190039598A1; CN109318719A

Abstract

【課題】車両の減速時に回生を行なう電動機を備え、有人走行および無人走行による自動運転が可能な車両の制御装置において、走行中の燃費が改善できる制御装置を提供する。
【解決手段】
有人走行よりも無人走行による自動運転中の電動機Ｍ１、Ｍ２、ＭＧの回生の実施範囲を、拡大することによって、燃費の改善を可能とする。また、走行地域、走行時間、騒音へのクレーム履歴等によって、回生の実施範囲を抑制することによって回生時の電動機Ｍ１、Ｍ２、ＭＧの車外への騒音を抑制することが可能となる。
【選択図】図８

Description

本発明は、有人走行および無人走行による自動運転が可能な車両において走行中に電動機の回生を実行する車両の制御装置に関するものである。

搭乗者のいる有人走行と搭乗者のいない無人走行とが可能な車両において、無人走行中の駆動力源の出力と有人走行中の駆動力源の出力とを変化させることが行われている。たとえば特許文献１においては、有人走行と無人走行とが可能なハイブリッド車両において、無人走行の場合、有人走行に比べて、駆動力源であるエンジンの出力を制限し、無人運転時の駆動力源であるエンジンの車外騒音を減少することが開示されている。

特開２０１６−１０２４４１号

ところで、回生、すなわち車両の制動時にエネルギーの回収を行なう従来の車両の制御装置においては、回生時に生じるショック、および車内騒音等に係わるドライバビリティを考慮して回生可能な範囲が制限されている。しかし、搭乗者のいない無人走行による自動運転中に回生をどのように制御すべきかについては検討されていない。このため、無人走行による自動運転中の回生については、燃費の改善が十分に実行されていない可能性がある。

本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、有人走行中の回生によって生じるドライバビリティの低下を抑制するとともに、無人走行による自動運転中における回生を検討することによって、燃費の一層の改善を計ることにある。

第１発明の要旨とするところは、（ａ）車両の減速走行時に回生を行なう電動機を備え、無人走行による自動運転および有人走行が可能な車両の制御装置であって、（ｂ）前記有人走行に比較して、前記無人走行による自動運転中の回生の実施範囲を拡大することを特徴とする。

第２発明の要旨とするところは、第１発明の車両の制御装置において、回生時の電動機の車外への騒音に基づいて予め定められた騒音条件を満たした場合、前記有人走行に比較して、前記無人走行による自動運転中の回生の実施範囲を、前記有人走行における回生の実施範囲に近づけるように縮小することを特徴とする。

第３発明の要旨とするところは、第２発明の車両の制御装置において、前記騒音条件は、走行地域、走行時間、騒音に対するクレーム履歴、およびこれらの組合せに基づいて決定されることを特徴とする。

第４発明の要旨とするところは、第１発明から第３発明のいずれか１の車両の制御装置において、前記回生の実施範囲は、回生時の車速と前記電動機に回生が許容される回生可能トルクとから設定されていることを特徴とする。

第１発明によれば、車両の減速走行時に回生を行なう電動機を備え、無人走行による自動運転および有人走行が可能な車両の制御装置であって、前記有人走行に比較して、前記無人走行による自動運転中の回生の実施範囲を拡大する。これによって、前記有人走行に比較して、前記無人走行による自動運転中における燃費の改善を計ることが可能となる。

第２発明によれば、回生時の電動機の車外への騒音に基づいて予め定められた騒音条件を満たした場合、前記有人走行に比較して、前記無人走行による自動運転中の回生の実施範囲を、前記有人走行における回生の実施範囲に近づけるように縮小する。これによって、無人走行における回生による燃費の改善を計ることができとともに、騒音を抑制する必要が大きい条件において無人走行における回生によって生じる車外への騒音を抑制することが可能となる。

第３発明によれば、前記騒音条件は、走行地域、走行時間、騒音に対するクレーム履歴、およびこれらの組合せに基づいて決定される。これによって、無人走行における回生による燃費の改善を計ることができるとともに、騒音を抑制する必要が大きい条件が適切に選択され、無人走行における回生によって生じる車外への騒音を一層効果的に抑制することが可能となる。

第４発明によれば、前記回生の実施範囲は、回生時の車速と前記電動機に回生が許容される回生可能トルクとから設定されている。これによって、無人走行における回生による燃費の改善を計ることができるとともに、回生に係わる部品の寿命の劣化を適切に抑制することが可能となる。

本発明が適用される車両の走行に関わる各部の概略構成を説明する図であると共に、その各部を制御する為の制御系統及び制御機能の要部を説明する図である。本発明の制御装置が適用されるハイブリッド車両の車両用動力伝達装置の構成を説明する骨子図である。変速機の変速作動とそれに用いられる係合装置の作動の組み合わせとの関係を説明する作動図表である。電気式無段変速機と自動変速機とを備える変速機における各回転要素の回転速度の相対的関係を表す共線図である。自動変速機の変速制御に用いる変速マップと、エンジン走行とモータ走行との切替制御に用いる動力源切替マップとの一例を示す図であって、それぞれの関係を示す図である。図１の車両用動力伝達装置に設けられた電子制御装置の入出力信号を説明する図である。回生が許容される実施範囲の一例を車速と回生トルクとで説明した図である。無人走行における自動運転中に回生実施範囲を拡大する制御を説明するフローチャートである。無人走行における自動運転中に回生実施範囲を拡大する制御とともに、車外騒音が懸念される状況において回生実施範囲を狭める制御を説明するフローチャートである。本発明の制御装置が適用される他のハイブリッド車両の車両用動力伝達装置の構成を説明する骨子図である。図１０の変速機の変速作動とそれに用いられる係合装置の作動の組み合わせとの関係を説明する作動図表である。

以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の実施例において図は適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比および形状等は必ずしも正確に描かれていない。

図１において、本発明が適用される車両１０の構成が模式的に示されている。車両１０は、駆動力源である、エンジン１５と第1電動機Ｍ１および第２電動機Ｍ２等からなる差動部１３とから出力される駆動力が、自動変速機として機能する自動変速部２２に入力され、さらに図示されていない出力歯車とかみ合わされた差動歯車装置１７によって、車軸２５を介して左右の駆動輪３３に伝達される。また、バッテリ４６からインバータ４８を介して供給される電力によって、第1電動機Ｍ１および第２電動機Ｍ２が駆動されるとともに、たとえば第１電動機Ｍ１および第２電動機Ｍ２が回生することによって発電された電力がインバータ４８を介して、バッテリ４６に充電される。なお、第１電動機Ｍ１と第２電動機Ｍ２とが特に区別されない場合、電動機Ｍ１、Ｍ２という。油圧ブレーキ６４は、油圧ブレーキ制御装置６２から供給される油圧によって駆動輪３３の制動を行っている。シフト装置８２は、図示されていないシフトレバーの操作によって選択されたシフトポジションを示すシフトセンサ５８からの電気信号ＰｓｈもしくはＰスイッチ５６の操作によって選択されたＰスイッチ信号Ｐｏｎに基づいて、シフトレンジを設定し、油圧制御回路８０は、後述するように自動変速部２２のクラッチＣおよびブレーキＢの油圧アクチュエータを制御することでギヤ段の制御を行っている。

図２は、車両１０に適用されるハイブリッド車両用の駆動装置の一部を構成する車両用動力伝達装置１２（以下、「動力伝達装置１２」と表す）を説明するための骨子図である。図２において、動力伝達装置１２は車体に取り付けられる非回転部材としてのトランスミッションケース１４（以下、「ケース１４」と表す）内において共通の軸心上に配設された入力回転部材としての入力軸１６と、この入力軸１６に直接に或いは図示しない脈動吸収ダンパーなどを介して間接に連結された無段変速部として機能する差動部１３と、その差動部１３と一対の駆動輪３３との間の動力伝達経路で伝達部材（伝動軸）２０を介して直列に連結されている自動変速部２２と、この自動変速部２２に連結されている出力回転部材としての出力軸２４とを直列に備えている。この動力伝達装置１２は、例えば車両１０において縦置きされるＦＲ（フロントエンジン・リヤドライブ）型車両に好適に用いられるものである。車両１０は、走行用の駆動力源として入力軸１６に直接に或いは図示しない脈動吸収ダンパーを介して直接的に連結された例えばガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関であるエンジン１５および差動部１３を備えており、差動部１３は、無段変速部として動力伝達装置１２の一部であるとともに、エンジン１５とともに駆動力源を形成している。これらのエンジン１５および差動部１３の駆動力は、動力伝達装置１２の自動変速部２２、差動歯車装置１７、および一対の車軸２５等を順次介して左右の駆動輪３３へ伝達される。

差動部１３は、入力軸１６に入力されたエンジン１５の出力を機械的に分配する機械的機構であってエンジン１５の出力を第１電動機Ｍ１および伝達部材２０に分配する差動機構としての動力分配機構１８と、その動力分配機構１８に動力伝達可能に連結された第１電動機Ｍ１と、伝達部材２０と一体的に回転するように作動的に連結されている第２電動機Ｍ２とを備えている。本実施例の第１電動機Ｍ１および第２電動機Ｍ２は発電機能をも有する所謂モータジェネレータである。そして、駆動輪３３に動力伝達可能に連結された第２電動機Ｍ２は、走行用の駆動力源として駆動力を出力する走行用電動機として機能するためモータ（電動機）機能を少なくとも備えている。

動力分配機構１８は、エンジン１５と駆動輪３３との間に連結された差動機構であって、シングルピニオン型の差動部遊星歯車装置２６を主体として構成されている。この差動部遊星歯車装置２６は、差動部サンギヤＳ０、差動部遊星歯車Ｐ０、その差動部遊星歯車Ｐ０を自転および公転可能に支持する差動部キャリヤＣＡ０、差動部遊星歯車Ｐ０を介して差動部サンギヤＳ０と噛み合う差動部リングギヤＲ０を回転要素（要素）として備えている。

この動力分配機構１８においては、差動部キャリヤＣＡ０は入力軸１６すなわちエンジン１５に連結され、差動部サンギヤＳ０は第１電動機Ｍ１に連結され、差動部リングギヤＲ０は伝達部材２０に連結されている。このように構成された動力分配機構１８は、差動部遊星歯車装置２６の３要素である差動部サンギヤＳ０、差動部キャリヤＣＡ０、差動部リングギヤＲ０がそれぞれ相互に相対回転可能とされて差動作用が作動可能なすなわち差動作用が働く差動状態とされることから、エンジン１５の出力が第１電動機Ｍ１と伝達部材２０とに分配されるとともに、分配されたエンジン１５の出力の一部で第１電動機Ｍ１から発生させられた電気エネルギーで蓄電されたり第２電動機Ｍ２が回転駆動されるので、差動部１３（動力分配機構１８）は電気的な差動装置として機能させられて例えば差動部１３は所謂無段変速状態（電気的ＣＶＴ状態）とされて、エンジン１５の所定回転に拘わらず伝達部材２０の回転が連続的に変化させられる。

自動変速部２２は、差動部１３から出力軸２４への動力伝達経路の一部を構成しており、シングルピニオン型の第１遊星歯車装置２８、シングルピニオン型の第２遊星歯車装置３０、およびシングルピニオン型の第３遊星歯車装置３２を備え、有段式の自動変速機として機能する遊星歯車式の多段変速機である。第１遊星歯車装置２８は、第１サンギヤＳ１、第１遊星歯車Ｐ１、その第１遊星歯車Ｐ１を自転および公転可能に支持する第１キャリヤＣＡ１、第１遊星歯車Ｐ１を介して第１サンギヤＳ１と噛み合う第１リングギヤＲ１を備えている。第２遊星歯車装置３０は、第２サンギヤＳ２、第２遊星歯車Ｐ２、その第２遊星歯車Ｐ２を自転および公転可能に支持する第２キャリヤＣＡ２、第２遊星歯車Ｐ２を介して第２サンギヤＳ２と噛み合う第２リングギヤＲ２を備えている。第３遊星歯車装置３２は、第３サンギヤＳ３、第３遊星歯車Ｐ３、その第３遊星歯車Ｐ３を自転および公転可能に支持する第３キャリヤＣＡ３、第３遊星歯車Ｐ３を介して第３サンギヤＳ３と噛み合う第３リングギヤＲ３を備えている。

自動変速部２２では、第１サンギヤＳ１と第２サンギヤＳ２とが一体的に連結されて第２クラッチＣ２を介して伝達部材２０に選択的に連結されるとともに第１ブレーキＢ１を介してケース１４に選択的に連結され、第１キャリヤＣＡ１は第２ブレーキＢ２を介してケース１４に選択的に連結され、第３リングギヤＲ３は第３ブレーキＢ３を介してケース１４に選択的に連結され、第１リングギヤＲ１と第２キャリヤＣＡ２と第３キャリヤＣＡ３とが一体的に連結されて出力軸２４に連結され、第２リングギヤＲ２と第３サンギヤＳ３とが一体的に連結されて第１クラッチＣ１を介して伝達部材２０に選択的に連結されている。

また、この自動変速部２２は、例えば、図３の係合作動表に示されるように、解放側係合装置の解放と係合側係合装置の係合とによりクラッチツウクラッチ変速が実行されて各ギヤ段（変速段）が選択的に成立させられることにより、略等比的に変化する変速比（＝伝達部材２０の回転速度／出力軸２４の回転速度）が各ギヤ段毎に得られる。

図４は、差動部１３と自動変速部２２とから構成される動力伝達装置１２において、その差動部１３または自動変速部２２に含まれる各遊星歯車の回転速度の相対関係を直線上で表すことができる共線図を示している。この図４の共線図は、各遊星歯車装置２６、２８、３０、３２のギヤ比の関係を示す横軸と、相対的回転速度を示す縦軸とから成る二次元座標であり、横線Ｘ１が回転速度零を示し、横線Ｘ２が入力軸１６に連結されたエンジン１５の回転速度Ｎeを示し、横線ＸＧが伝達部材２０の回転速度を示している。

図５において、車速Ｖ（ｋｍ／ｈ）とアクセル開度Ａｃｃ（％）とを変数として予め記憶されたアップシフト線（実線）およびダウンシフト線（一点鎖線）を有する関係（変速線図、変速マップ）から実際の車速Ｖおよびアクセル開度Ａｃｃとに基づいて、変速を実行すべきかが判断される。また、一般的にエンジン効率が低下する、太い実線で示される車速Ｖの比較的低い低車速域、或いはアクセル開度Ａｃｃの低い低負荷領域において、モータ走行が実行される。

また、車両１０は、エンジン１５の走行領域であっても第１電動機Ｍ１をエンジン１５によって駆動することによって発電を行う、もしくはバッテリ４６の電力を用いて第２電動機Ｍ２を駆動してエンジン１５の動力の補助を行うことが可能である。さらに、加速が解除された惰性走行であるコースト走行時に、第２電動機Ｍ２が車両１０の有する慣性エネルギーで回転駆動されると、その慣性エネルギーが電力としてバッテリ４６に充電される、すなわち回生が可能となっている。また、ブレーキ操作信号Ｓｂが入力した車両１０の減速時にも、第２電動機Ｍ２によって回生が行なわれる。

図１に戻り、車両１０は、走行に関わる各部を制御する電子制御装置７０を備えている。電子制御装置７０は、例えばＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェース等を備えた所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、ＣＰＵはＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ予めＲＯＭに記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより車両１０の各種制御を実行する。電子制御装置７０は、エンジン１５、第１回転機Ｍ１、第２回転機Ｍ２などに関するハイブリッド駆動制御等の車両制御、油圧制御を実行する複数のコントローラユニット、すなわち複数のコンピュータを含んで構成される。

電子制御装置７０には、エンジン回転速度センサ３４によって検出されるエンジン回転速度Ｎｅ（ｒｐｍ）、車速センサ３６によって検出される出力軸２４の回転速度Ｎｏｕｔに対応する車速Ｖ（ｋｍ／ｈ）、レゾルバ３８などの回転速度センサにより検出される第１電動機Ｍ１の回転速度（ｒｐｍ）及びその回転方向を表す信号Ｎｍ１、レゾルバ３９などの回転速度センサにより検出される第２電動機Ｍ２の回転速度及びその回転方向を表す信号Ｎｍ２、受信機４４によって受信されるビッグデータおよび自動運転指示等の受信信号Ｓｒ、送信機４５によって車両１０から送信される他の車両との通信データ等の送信信号Ｓｔ、フットブレーキスイッチ４０により検出されるフットブレーキ信号Ｂｒｋ、アクセル開度センサ４２により検出されるアクセル開度Ａｃｃ（％）、自動運転が選択されたことを示す自動運転モード選択スイッチ５２もしくは受信機４４を介して外部から送信される自動運転選択信号Ａｄ、オートクルーズ設定スイッチ５４の操作によって選択されるオートクルーズ設定信号Ａｃ、Ｐスイッチ５６の操作によって選択されるＰスイッチ信号Ｐｏｎ、シフトセンサ５８によって検出される図示されていないシフトレバーの位置信号であるシフトポジション信号Ｐｓｈ、前方の障害物を検知するミリ波レーダ、ＴＶカメラ等の障害物センサ６９信号Ｓｏ、バッテリセンサ５０によって検出されるバッテリ温度Ｔｂ、バッテリ電流Ｉｂ、バッテリ電圧Ｖｂを示す信号等が、電子制御装置７０にそれぞれ供給される。

また、電子制御装置７０からは、エンジン１５を制御する信号、たとえばエンジン出力を制御する制御信号Ｓｅ、具体的にはエンジン１５の電子スロットル弁の開度信号、過給圧を調整するための過給圧調整信号、エンジン１５の点火時期を指令する点火信号等が出力される。さらに、シフト装置８２のシフトレンジを指示するシフトレンジ信号Ｓｐ、差動部１３および自動変速部２２のクラッチＣおよびブレーキＢの図示されていない油圧アクチュエータを制御するために油圧制御回路８０に含まれる電磁弁を作動させるバルブ指令信号Ｓｖ、自動運転における加減速、操舵、および制動信号Ｓｃ、電動機Ｍ１およびＭ２の作動を指令するインバータ４８への指令信号Ｓｍ、油圧ブレーキ６４を制御する油圧ブレーキ制御装置６２への油圧ブレーキ制御信号Ｓｂ等が出力される。

図６に示すように、電子制御装置７０には、上記以外に種々の信号が入出力される。たとえば過給機、電動エアコン、各種インジケータ、電動オイルポンプ、電動ヒータの信号等が、それぞれ出力される。また、図６に示す各センサやスイッチなどから、吸気温度を示す信号、Ｍモード（手動変速走行モード）を指令する信号、エアコンの作動を示すエアコン信号、サイドブレーキ操作を示す信号、カム角信号、スノーモード設定を示すスノーモード設定信号、車両の前後加速度を示す加速度信号、車両の重量を示す車重信号等が、電子制御装置７０にそれぞれ供給される。

図１に戻り、電子制御装置７０には、有人走行および無人走行による自動運転中もしくは搭乗者の運転操作による運転中、すなわち手動運転中に、回生を制御するための機能の要部が示されている。車両１０の電子制御装置７０は、その制御機能の要部として、破線で囲われた運転切替手段１００を備え、運転切替手段１００は、自動運転制御手段１０２、オートクルーズ制御手段１０４、および手動運転制御手段１０６を有している。また、無人走行か有人走行かを判定する無人運転判定手段１０８、回生を制御する、回生条件判定手段１１０と回生トルク算出手段１１２とを有している。また、制動時における、回生トルクＴｒと油圧ブレーキによる制動トルクＴｏとを制御する、制動条件判定手段１１４、および制動制御手段１１６とを有している。

自動運転制御手段１０２は、車両１０への搭乗者の運転操作、すなわち加減速、操舵、および制動の操作無しで運転する自動運転を実行する。また、自動運転制御手段１０２は、車両１０への搭乗者のいない無人走行と搭乗者のいる有人走行とのいずれの自動運転にも対応が可能である。オートクルーズ制御手段１０４は、運転者による運転中、すなわち手動運転中に一定の車速Ｖを保った自動運転を実行すること、および予め設定した速度内で適切な車間距離を保ちながら追従走行を自動で行なう等の機能を持っている。オートクルーズ制御手段１０４は、オートクルーズ設定スイッチ５４の操作によって特定のオートクルーズ条件が選択された場合に、車両１０の加減速、操舵、および制動等の操作を実行する。手動運転制御手段１０６は、自動運転もしくはオートクルーズが設定されていない場合に運転者の操作、すなわち図示されていないアクセル、ブレーキ、シフトレバー等の操作に係わる、アクセル開度センサ４２のアクセル開度信号Ａｃｃ、フートブレーキスイッチ４０のブレーキ信号Ｂｒｋ、シフトセンサ５８のシフトポジション信号Ｐｓｈ等に基づいて、車両１０の制御を行う。

車両１０の電子制御装置７０は、自動運転モード選択スイッチ５２からの自動運転モード選択信号Ａｄを受けた場合、もしくは、受信機４４を介して自動運転モード選択信号Ａｄを受けた場合に、自動運転制御手段１０２の自動運転制御に基づく制御を選択し、車両１０の自動運転を開始する。無人運転判定手段１０８は、車両１０への搭乗者がいない無人走行であるか否かを判定する。有人走行もしくは無人走行のいずれであるかは、たとえば車両の座席に設置された図示されていないセンサによる判断、車両に設けられた図示されていないパネルによる選択、リモートモードによる遠隔操作か否か等によって判断される。回生条件判定手段１１０は、後述するように、有人走行もしくは無人走行か、車両１０から外部への騒音の制限があるか否か等に基づいて回生の実施範囲、すなわち回生が行なわれる車速Ｖにおける回生が許容されるトルクである回生可能トルクＴｐの範囲を設定する。回生トルク算出手段１１２は、車両１０の車速Ｖに基づいて車速Ｖにおける回生可能トルクＴｐを算出する。制動条件判定手段１１４は、自動運転制御手段１０２から、たとえば制動指示を受けると、回生トルク算出手段１１２によって算出されている回生可能トルクＴｐの範囲内である回生トルクＴｒと油圧ブレーキ６４の制動トルクＴｏとを設定する。制動制御手段１１６は、制動条件判定手段１１４の指令に基づいて、電動機Ｍ１，Ｍ２の回転を電気エネルギーに変換しインバータ４８を介してバッテリ４６に蓄電する回生による制動トルク、すなわち回生トルクＴｒを制御するとともに、油圧ブレーキ制御装置６２を介して油圧ブレーキ６４の制動トルクＴｏとを制御することによって、所望の減速を行う。なお、回生可能トルクＴｐにできるだけ近い回生トルクＴｒを用いたり、たとえば、回生トルクＴｒと油圧ブレーキの制動トルクＴｏとを、たとえば５０％と５０％といった一定の比率で制動に用いたり、種々の様態が可能である。

図７に示されるのは、車速Ｖと回生可能トルクＴｐとを示した概略図である。なお、車速Ｖは右に向かって増加し、回生可能トルクＴｐは下に向かって増加する。実線で囲まれた領域Ａは、車速Ｖに応じて変化する回生が許可される回生の実施範囲が示されている。実線で示された領域Ａを囲む回生可能トルクＴｐは、車速Ｖが略零であるＶ０からＶ２において略零となっている。また車速ＶがＶ３において、回生可能トルクＴｐの最大値であるＴｐ１を示し、車速Ｖ２から車速Ｖ３まで直線的に増加している。車速ＶがＶ３からＶ４までは、回生可能トルクＴｐは最大値であるＴｐ１を示し、車速ＶがＶ４以上となると車速が増加するに従って減少している。実線で示される回生可能トルクＴｐは、車速Ｖ３以上においては、主に第２電動機Ｍ２とインバータ４８、バッテリ４６等の蓄電関係の部品との寿命の低下を抑制するために設定されている。また、車速Ｖ２からＶ３までの実線は、主に減速時の電動機Ｍ１、Ｍ２による回生時の振動騒音、すなわち搭乗者に与える電動機Ｍ１、Ｍ２の振動騒音を抑える必要があるといったドライバビリティの観点に基づいて設定されている。破線と領域Ａの実線の一部とで囲われている領域Ｂ、すなわち車速Ｖ０から回生可能トルクＴｐが増加し、車速Ｖ１で回生可能トルクＴＰ１に達する領域Ｂは、ドライバビリティを考慮する必要の無い、無人走行において許容される回生の実施範囲を示している。無人走行においては、搭乗者に与える騒音振動の影響すなわちドライバビリティに配慮する必要がないため、車両１０に用いられている部材の信頼性に影響の無い範囲において、回生可能トルクＴｐの実施範囲を拡大することが可能である。

図８は、無人走行による自動運転である場合に回生の実施範囲を拡大、すなわち車速ＶがＶ２以下の低車速となった場合に、回生実施範囲を拡大することを示したフローチャートであり、繰り返し実施される。自動運転手段１０２の機能に対応するステップ（以下、ステップを省略する）Ｓ１０において、自動運転中か否かが判定される。この判定が否定された場合、回生条件判定手段１１０と回生トルク算出手段１１２との機能に対応するＳ４０において、通常通りの回生実施範囲、すなわち図７における領域Ａが設定され、車速Ｖに基づいて回生可能トルクＴｐが算出される。Ｓ１０の判定が肯定された場合、無人運転判定手段１０８の機能に対応するＳ２０において、車両１０の走行が、無人走行か否かが判定される。このＳ２０判定が否定された場合、回生条件判定手段１１０と回生トルク算出手段１１２との機能に対応するＳ４０において、通常通りの回生実施範囲、すなわち図７における領域Ａが選択され、車速Ｖに基づいて回生トルク可能トルクＴｐが算出される。Ｓ２０判定肯定された場合、すなわち無人走行中と判定された場合、回生条件判定手段１１０と回生トルク算出手段１１２との機能に対応するＳ３０において、回生実施範囲が拡大される、すなわち図７における領域Ａおよび領域Ｂが選択される。

本実施例の電子制御装置７０によれば、車両１０の減速走行時に回生を行なう電動機Ｍ１、Ｍ２を備え、無人走行による自動運転および有人走行による自動運転若しくは手動運転が可能な車両１０の電子制御装置７０であって、有人走行に比較して無人走行による自動運転中の回生の実施範囲を有人走行における回生の実施範囲、すなわち車速Ｖと回生可能トルクＴｐとによって設定される範囲を拡大する。これによって、無人走行による自動運転中における燃費の改善を計ることができる。また、回生の実施範囲は、回生時の車速Ｖと電動機Ｍ１、Ｍ２に回生が許容される回生可能トルクＴｐとから設定されている。これによって、無人走行における回生による燃費の改善を計ることができとともに、回生に係わる部品の寿命の劣化を適切に抑制することが可能となる。

なお、上記の実施例１において、自動運転中に通常通りの回生実施範囲が選択されるものとしたが、有人走行である手動走行およびオートクルーズ走行においても、通常通りの回生実施範囲が選択される。

つぎに、本発明の他の実施例を説明する。なお、以下の説明において実施例相互に共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。

回生時の電動機Ｍ１、Ｍ２の車外への騒音に基づいて予め定められた騒音条件を満たした場合、無人走行による自動運転における回生の実施条件を縮小し有人走行における実施範囲に近づけることにおいて、前述の実施例１と異なっている。そのほかは前述の実施例１と同様である。

図９において、前述の実施例に回生ノイズによる車外騒音として問題となる場合の対応を加えたフローチャートが示されている。車外騒音として問題になる場合として、予め定められた住宅街などの走行地域、夜間などの予め定められた時刻、たとえばビッグデータから収集される従来からのクレーム履歴に基づく所定の地域および時間帯、およびこれらの組合せによって判断される条件に基づいて決定される。自動運転手段１０２の機能に対応するＳ１１０において、自動運転か否かが判定される。このＳ１１０の判定が否定された場合、回生条件判定手段１１０と回生トルク算出手段１１２との機能に対応するＳ１５０において、通常通りの回生実施範囲、すなわち図７における領域Ａが選択され、車速Ｖに基づいて回生トルク可能トルクＴｐが算出される。Ｓ１１０の判定が肯定された場合、無人運転判定手段１０８の機能に対応するＳ１２０において、車両１０の走行が、無人走行か否かが判定される。このＳ１２０判定が否定された場合、回生条件判定手段１１０と回生トルク算出手段１１２との機能に対応するＳ１５０において、通常通りの回生実施範囲が選択され、車速Ｖに基づいて回生トルク可能トルクＴｐが算出される。Ｓ１２０の判定が肯定された場合、回生条件判定手段１１０の機能に対応するＳ１３０において、電動機Ｍ１、Ｍ２の車外への騒音が上記の条件、すなわち、予め定められた住宅街などの走行地域、夜間などの予め定められた時刻、たとえばビッグデータから収集される従来からのクレーム履歴に基づく所定の地域および時間帯、およびこれらの組合せに基づいて予め設定された条件を満たすか否かが判定される。Ｓ１３０の判定が肯定された場合、回生条件判定手段１１０と回生トルク算出手段１１２との機能に対応するＳ１５０において、通常通りの回生実施範囲が選択され、車速Ｖに基づいて回生トルク可能トルクＴｐが算出される。Ｓ１３０における判定が否定された場合、回生条件判定手段１１０と回生トルク算出手段１１２との機能に対応するＳ１４０において、回生実施範囲が拡大される、すなわち図７における領域Ａおよび領域Ｂが選択され、回生可能領域が低車速側に拡大される。なお、Ｓ１３０において、所定の騒音条件を満たした場合、通常通りの回生実施範囲、すなわち領域Ａが選択されるものとしたが、これに代わり、走行地域、夜間の時間等の騒音条件ごとに、異なった領域Ｂを設定することによって、回生の範囲をより拡大することも可能である。

実施例２の電子制御装置７０によれば、回生時の電動機Ｍ１、Ｍ２の車外への騒音に基づいて予め定められた騒音条件を満たした場合、有人走行に比較して、無人走行による自動運転中の回生の実施範囲を、有人走行における回生の実施範囲である領域Ａに近づけるように縮小する。これによって、無人走行における回生による燃費の改善を計ることができとともに、騒音を抑制する必要が大きい条件において無人走行における回生によって生じる車外への騒音を抑制することが可能となる。また、騒音条件は、走行地域、走行時間、騒音に対するクレーム履歴、およびこれらの組合せに基づいて決定される。これによって、無人走行における回生による燃費の改善を計ることができとともに、騒音を抑制する必要が大きい条件が適切に選択され、無人走行における回生によって生じる車外への騒音を一層効果的に抑制することが可能となる。

つぎに、本発明の他の実施例を説明する。なお、以下の説明において前述の実施例と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。

図１２は、ハイブリッド車両１０の動力伝達装置１２に替えて用いられる動力伝達装置１２０の構成を説明する骨子図である。このハイブリッド車両の動力伝達装置１２０においても、上記の実施例１、実施例２と同様に車両１０の減速走行時に回生を行なう電動機ＭＧを備え、無人走行による自動運転中および有人走行による自動運転若しくは手動運転が可能な車両１０の電子制御装置７０であって、有人走行に比較して、無人走行による自動運転中の回生の実施範囲を拡大する。また、回生時の電動機ＭＧの車外への騒音に基づいて予め定められた騒音条件を満たした場合、有人走行に比較して、無人走行による自動運転中の回生の実施範囲を、有人走行における回生の実施範囲に近づけるように縮小することによって、上記の実施例１、実施例２と同様の効果を得ることが可能である。なお、電子制御装置７０は、運転切替手段１００、無人運転判定手段１０８、回生条件判定手段１１０、回生トルク算出手段１１２、制動条件判定手段１１４、および制動制御手段１１６の機能において前述の実施例と同一であり、同一の符号を用い、別途図示しない。この動力伝達装置１２０は、中心線（軸心）に対して略対称的に構成されており、図１０の骨子図においてはその軸心の下半分が省略されている。図１０に示すように、本実施例の動力伝達装置１２０は、エンジン１２２と、電動機ＭＧと、それらエンジン１２２と電動機ＭＧとの間の動力伝達経路に設けられ係合状態に応じてその動力伝達経路における動力伝達を制御するクラッチＫ０と、入力部材がそのクラッチＫ０に連結されたトルクコンバータ１２４と、そのトルクコンバータ１２４と駆動輪３３および差動歯車装置１７との間の動力伝達経路に設けられた自動変速機１２６とを、備えて構成されている。従って本実施例においては、クラッチＫ０を含みトルクコンバータ１２４と自動変速機１２６が動力伝達装置に対応している。

クラッチＫ０は、例えば、多板式の油圧式摩擦係合装置であり、クラッチＫ０が係合されることにより、エンジン１２２のクランク軸１４８とトルクコンバータ１２４のフロントカバー１５０との間の動力伝達経路における動力伝達が行われる（接続される）。クラッチＫ０が開放されることにより、エンジン１２２のクランク軸１４８とトルクコンバータ１２４のフロントカバー１５０との間の動力伝達経路における動力伝達が遮断される。

トルクコンバータ１２４は、クラッチＫ０を介してエンジン１２２のクランク軸１４８に連結されたポンプ翼車１２４ｐ、出力側部材に相当するタービン軸を介して自動変速機１２６に連結されたタービン翼車１２４ｔ、及びそれらポンプ翼車１２４ｐ及びタービン翼車１２４ｔの間に設けられたステータ翼車１２４sを備えており、流体を介して動力伝達を行う流体式動力伝達装置である。それらポンプ翼車１２４ｐ及びタービン翼車１２４ｔの間には、その係合によりポンプ翼車１２４ｐ及びタービン翼車１２４ｔを一体回転させるように構成されたロックアップクラッチ１２４ｌが設けられている。ポンプ翼車１２４ｐは、例えばベーンポンプ等の機械式油圧ポンプ１５２に連結されており、そのポンプ翼車１２４ｐの回転に伴い斯かる油圧ポンプ１５２が駆動させられ、それにより図示されていない油圧制御回路等の元圧となる油圧が発生させられるように構成されている。

自動変速機１２６は、車体に取り付けられる非回転部材としてのトランスミッションケース（以下、ケースと表す）１３２内において、ダブルピニオン型の第１遊星歯車装置１３４を主体として構成されている第１変速部１３６と、シングルピニオン型の第２遊星歯車装置１３８及びダブルピニオン型の第３遊星歯車装置１４０を主体として構成されている第２変速部１４２とを、共通の軸心上に備え、入力軸１４４の回転を変速して出力軸１４６から出力する。この入力軸１４４は、本実施例ではトルクコンバータ１２４のタービン軸である。

第１遊星歯車装置１３４は、サンギヤＳ１、互いに噛み合う複数対のピニオンギヤＰ１、そのピニオンギヤＰ１を自転及び公転可能に支持するキャリヤＣＡ１、ピニオンギヤＰ１を介してサンギヤＳ１と噛み合うリングギヤＲ１を備え、サンギヤＳ１、キャリヤＣＡ１、及びリングギヤＲ１によって３つの回転要素が構成されている。キャリヤＣＡ１は入力軸１４４に連結されて回転駆動され、サンギヤＳ１は回転不能に上記ケース１３２に一体的に固定されている。リングギヤＲ１は中間出力部材として機能し、入力軸１４４に対して減速回転させられて、回転を第２変速部１４２へ伝達する。入力軸１４４の回転をそのままの速度で第２変速部１４２へ伝達する経路が、予め定められた一定の変速比（＝１．０）で回転を伝達する第１中間出力経路ＰＡ１であり、第１中間出力経路ＰＡ１には、入力軸１から第１遊星歯車装置１３４を経ることなく第２変速部１４２へ回転を伝達する直結経路ＰＡ１ａと、入力軸１から第１遊星歯車装置１２４のキャリヤＣＡ１を経て第２変速部１４２へ回転を伝達する間接経路ＰＡ１ｂとがある。入力軸１４４からキャリヤＣＡ１、そのキャリヤＣＡ１に配設されたピニオンギヤＰ１、及びリングギヤＲ１を経て第２変速部１４２へ伝達する経路が、第１中間出力経路ＰＡ１よりも大きい変速比（＞１．０）で入力軸１の回転を変速（減速）して伝達する第２中間出力経路ＰＡ２である。

第２遊星歯車装置１３８は、サンギヤＳ２、ピニオンギヤＰ２、そのピニオンギヤＰ２を自転及び公転可能に支持するキャリヤＣＡ２、ピニオンギヤＰ２を介してサンギヤＳ２と噛み合うリングギヤＲ２を備えている。第３遊星歯車装置１４０は、サンギヤＳ３、互いに噛み合う複数対のピニオンギヤＰ２及びＰ３、そのピニオンギヤＰ２及びＰ３を自転及び公転可能に支持するキャリヤＣＡ３、ピニオンギヤＰ２及びＰ３を介してサンギヤＳ３と噛み合うリングギヤＲ３を備えている。第２遊星歯車装置１３８及び第３遊星歯車装置１４０では、一部が互いに連結されることによって４つの回転要素ＲＭ１〜ＲＭ４が構成されている。具体的には、第２遊星歯車装置１３８のサンギヤＳ２によって第１回転要素ＲＭ１が構成され、第２遊星歯車装置１３８のキャリヤＣＡ２及び第３遊星歯車装置１４０のキャリヤＣＡ３が互いに一体的に連結されて第２回転要素ＲＭ２が構成され、第２遊星歯車装置１３８のリングギヤＲ２及び第３遊星歯車装置１４０のリングギヤＲ３が互いに一体的に連結されて第３回転要素ＲＭ３が構成され、第３遊星歯車装置１４０のサンギヤＳ３によって第４回転要素ＲＭ４が構成されている。この第２遊星歯車装置１３８及び第３遊星歯車装置１４０は、キャリヤＣＡ２及びＣＡ３が共通の部材にて構成されているとともに、リングギヤＲ２及びＲ３が共通の部材にて構成されており、且つ第２遊星歯車装置１３８のピニオンギヤＰ２が第３遊星歯車装置１４０の第２ピニオンギヤを兼ねているラビニヨ型の遊星歯車列とされている。

第１回転要素ＲＭ１（サンギヤＳ２）は、第１ブレーキＢ１を介して前記ケース１３２に選択的に連結されて回転停止され、第３クラッチＣ３を介して中間出力部材である前記第１遊星歯車装置１３４のリングギヤＲ１（すなわち第２中間出力経路ＰＡ２）に選択的に連結され、さらに第４クラッチＣ４を介して前記第１遊星歯車装置１３４のキャリヤＣＡ１（すなわち第１中間出力経路ＰＡ１の間接経路ＰＡ１ｂ）に選択的に連結されている。第２回転要素ＲＭ２（キャリヤＣＡ２及びＣＡ３）は、第２ブレーキＢ２を介してケース１３２に選択的に連結されて回転停止させられるとともに、第２クラッチＣ２を介して入力軸１４４（すなわち第１中間出力経路ＰＡ１の直結経路ＰＡ１ａ）に選択的に連結されている。第３回転要素ＲＭ３（リングギヤＲ２及びＲ３）は、出力軸１４６に一体的に連結されて回転を出力するようになっている。第４回転要素ＲＭ４（サンギヤＳ３）は、第１クラッチＣ１を介してリングギヤＲ１に連結されている。

図１１は、自動変速機１１６において複数のギヤ段（変速段）を成立させる際の油圧式係合装置の作動の組み合わせを説明する作動図表（係合作動表）である。この図１１において、「○」は係合状態を、空欄は解放状態をそれぞれ表している。このように、自動変速機１１６においては、第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２、第３クラッチＣ３、第４クラッチＣ４（以下、特に区別しない場合には単にクラッチＣと称する）、第１ブレーキＢ１、第２ブレーキＢ２（以下、特に区別しない場合には単にブレーキＢと称する）を選択的に係合させることにより、変速比γが異なる複数の変速段（ギヤ段）例えば前進８段の多段変速が達成される。各変速段毎に異なる変速比は、前記第１遊星歯車装置１３４、第２遊星歯車装置１３８、及び第３遊星歯車装置１４０の各ギヤ比によって適宜定められる。

本実施例においても、前記の実施例１および実施例２において示された、車両１０の減速時に回生を行なう電動機Ｎ１、Ｍ２を備え、無人走行による自動運転および有人走行による自動運転若しくは手動運転が可能な車両１０の電子制御装置７０であって、有人走行に比較して、無人走行による自動運転中の回生の実施範囲、すなわち車速Ｖと回生可能トルクＴｐとによって設定される範囲を拡大する。これによって、無人走行による自動運転中における燃費の改善を計ることができる。回生時の電動機ＭＧの車外への騒音に基づいて予め定められた騒音条件を満たした場合、有人走行に比較して、無人走行による自動運転中の回生の実施範囲すなわち図７における領域Ａおよび領域Ｂを、有人走行における回生の実施範囲である領域Ａに近づけるように縮小する。これによって、無人走行における回生による燃費の改善を計ることができとともに、騒音を抑制する必要が大きい条件において無人走行における回生によって生じる車外への騒音を抑制することが可能となる。また、騒音条件は、走行地域、走行時間、騒音に対するクレーム履歴、およびこれらの組合せに基づいて決定される。これによって、無人走行における回生による燃費の改善を計ることができとともに、騒音を抑制する必要が大きい条件が適切に選択され、無人走行における回生によって生じる車外への騒音を一層効果的に抑制することが可能となる。

なお、手動運転およびオートクルーズにおいても、回生とブレーキ制動との双方によって制動を行うことが可能であり、回生可能トルクＴｐの範囲内で回生を実施することによって、燃費の改善とともに、電動機Ｍ１、Ｍ２、ＭＧおよびインバータ４８、バッテリ４６等の蓄電関係の部品の寿命の低下を抑制することが可能となる。

前述の実施例１から実施例３は、駆動力源としてエンジン１５、１２２と電動機Ｍ１、Ｍ２、Ｍｇとを備える車両１０であったが、実施例１から実施例３において実施される、無人走行による自動運転中の回生可能トルクＴｐの範囲の変更は、特にこれに限らず、たとえば、電動機Ｍ１、Ｍ２、ＭＧのみを備える車両においても適用できる。

なお、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。

１０：車両
７０：電子制御装置（制御装置）
Ｍ１、Ｍ２、ＭＧ：電動機
Ｖ：車速
Ｔｐ：回生可能トルク

Claims

車両の減速走行時に回生を行なう電動機を備え、無人走行による自動運転および有人走行が可能な車両の制御装置であって、
前記有人走行に比較して、前記無人走行による自動運転中の回生の実施範囲を拡大する
ことを特徴とする車両の制御装置。
回生時の電動機の車外への騒音に基づいて予め定められた騒音条件を満たした場合、前記有人走行に比較して、前記無人走行による自動運転中の回生の実施範囲を、前記有人走行における回生の実施範囲に近づけるように縮小する
ことを特徴とする請求項１の車両の制御装置。
前記騒音条件は、走行地域、走行時間、騒音に対するクレーム履歴、およびこれらの組合せに基づいて決定される
ことを特徴とする請求項２の車両の制御装置。
前記回生の実施範囲は、回生時の車速と前記電動機に回生が許容される回生可能トルクとから設定されている
ことを特徴とする請求項１から請求項３項のいずれか１の車両の制御装置。