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JP7181101B2 - 車両用制御装置 - Google Patents

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Description

本発明は、自車両と対象物との衝突を予測して運転支援デバイスを作動させる車両用制御装置に関する。
近年、ミリ波レーダ、赤外線レーザ、ステレオカメラ、単眼カメラ等を用いて自車両の周囲を監視し、車両衝突の虞がある場合に自動制動や自動操舵等を行う運転支援システムが開発されている（特許文献１～３参照）。
特開２０１７－２１９０２３号公報 特開２０１３－５３５５９号公報 特開２００８－１２１５８３号公報
運転支援システムを構成する電動アクチュエータとして、ブレーキキャリパの液圧を制御するブレーキアクチュエータや、操舵機構を操作するステアリングアクチュエータ等がある。このような電動アクチュエータを作動させることにより、緊急時に自動制動や自動操舵等を行うためには、電動アクチュエータに対して十分な電力を供給することが必要である。すなわち、自動制動や自動操舵等によって車両衝突を回避する際には、電動アクチュエータが急速に駆動されるため、電動アクチュエータの消費電力が急増することになる。ここで電動アクチュエータに対する供給電力が不足した場合には、運転支援デバイスの適切な動作が困難になるため、電動アクチュエータに対して十分な電力を供給することにより、運転支援デバイスを適切に動作させることが求められている。
本発明の目的は、電動アクチュエータに十分な電力を供給し、運転支援デバイスを適切に動作させることにある。
本発明の車両用制御装置は、自車両と対象物との衝突を予測して運転支援デバイスを作動させる車両用制御装置であって、自車両と対象物との衝突リスクが閾値を上回る場合に、衝突警告信号を出力する衝突予測部と、前記衝突予測部から前記衝突警告信号が出力された場合に、前記運転支援デバイスの電動アクチュエータを作動させる運転支援制御部と、停止条件が成立した場合にエンジンを停止させ、始動条件が成立した場合にスタータモータを駆動して前記エンジンを始動させるエンジン制御部と、第１蓄電体が設けられる第１電源部と、前記第１電源部に接続される前記電動アクチュエータと、を備える第１電源系と、第２蓄電体が設けられる第２電源部と、前記第２電源部に接続される前記スタータモータと、を備える第２電源系と、前記第１電源系と前記第２電源系との間に設けられ、オン状態とオフ状態とに制御されるスイッチと、前記スタータモータを駆動して前記エンジンを始動させる場合に、前記スイッチをオフ状態に制御するスイッチ制御部と、を有し、前記スタータモータの駆動中に前記衝突警告信号が出力された場合に、前記エンジン制御部は、前記スタータモータを停止させて前記第２電源系の電位を上昇させ、前記スイッチ制御部は、前記第２電源系の電位が前記第１電源系の電位を超えた後に前記スイッチをオン状態に制御する。
本発明によれば、スタータモータの駆動中に衝突警告信号が出力された場合に、エンジン制御部は、スタータモータを停止させて第２電源系の電位を上昇させ、スイッチ制御部は、第１電源系と第２電源系との電位差に基づいてスイッチをオン状態に制御する。これにより、電動アクチュエータに十分な電力を供給し、運転支援デバイスを適切に動作させることができる。
本発明の一実施の形態である車両用制御装置を備えた車両の構成例を示す概略図である。 車両用制御装置が備える電源回路および制御系の一例を示す図である。 モータモードおよびパラレルモードの設定領域の一例を示すモードマップである。 通常モードにおける電力供給状況の一例を示す図である。 エンジン始動モードにおける電力供給状況の一例を示す図である。 自動ブレーキ制御の実行手順の一例を示すフローチャートである。 先行車両に対して自車両が接近する状況を示す説明図である。 協調制御の実行状況の一例を示すタイミングチャートである。 協調制御の実行状況の一例を示すタイミングチャートである。 協調制御の実行状況の一例を示すタイミングチャートである。 図１０の時刻ｔ３における電力供給状況の一例を示す図である。 協調制御の実行手順の一例を示すフローチャートである。 協調制御の実行手順の一例を示すフローチャートである。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
［車両構成］
図１は本発明の一実施の形態である車両用制御装置１０を備えた車両１１の構成例を示す概略図である。図１に示すように、車両１１には、エンジン１２、モータジェネレータ１３およびトランスミッション１４を備えたパワートレイン１５が搭載されている。エンジン１２が備えるクランク軸１６の一端側には、ベルト機構１７を介してスタータジェネレータ１８が連結されており、クランク軸１６の他端側には、クラッチ機構１９を介してモータジェネレータ１３が連結されている。また、モータジェネレータ１３にはトランスミッション１４内の変速機構２０が連結されており、変速機構２０にはデファレンシャル機構２１等を介して車輪２２が連結されている。なお、内燃機関であるエンジン１２には、インジェクタや点火装置等のエンジン補機２３が設けられている。
パワートレイン１５に設けられるモータジェネレータ１３には、インバータ３０を介して高電圧バッテリ３１が接続されている。この高電圧バッテリ３１として、例えば、端子電圧が約１００Ｖのリチウムイオンバッテリや鉛バッテリを用いることが可能である。また、高電圧バッテリ３１からモータジェネレータ１３に電力を供給し、モータジェネレータ１３を力行状態に制御することにより、モータ動力によって車輪２２を駆動することができる。さらに、車両１１減速時には、モータジェネレータ１３を発電状態に制御することにより、モータジェネレータ１３から高電圧バッテリ３１に電力を供給し、高電圧バッテリ３１を充電することができる。
エンジン１２に連結されるスタータジェネレータ１８には、低電圧バッテリ３２が接続されている。この低電圧バッテリ３２として、例えば、端子電圧が約１２Ｖのリチウムイオンバッテリや鉛バッテリを用いることが可能である。また、スタータジェネレータ１８は、発電機および電動機として機能する所謂ＩＳＧ（Integrated Starter Generator）である。例えば、低電圧バッテリ３２の蓄電残量であるＳＯＣが低下した場合には、スタータジェネレータ１８が発電状態に制御される。また、エンジン１２を始動回転させる場合や、発進時や加速時においてエンジン１２を補助する場合には、スタータジェネレータ１８が力行状態に制御される。なお、スタータジェネレータ１８には、ステータコイルやフィールドコイルの通電状態を制御するため、インバータ、レギュレータ、マイコンおよび各種センサ等からなるＩＳＧコントローラ３３が設けられている。
前述したように、エンジン１２とモータジェネレータ１３との間には、クラッチ機構１９が設けられている。このクラッチ機構１９を解放することにより、モータジェネレータ１３からエンジン１２を切り離すことができる。これにより、モータジェネレータ１３のみを用いて車両１１を走行させることができ、走行モードとしてモータモードを実行することができる。一方、クラッチ機構１９を締結することにより、モータジェネレータ１３にエンジン１２を接続することができる。これにより、エンジン１２およびモータジェネレータ１３の双方を用いて車両１１を走行させることができ、走行モードとしてパラレルモードを実行することができる。このように、車両用制御装置１０には、走行モードとして、モータモードおよびパラレルモードが設定されている。なお、パラレルモードにおいて、モータジェネレータ１３を空転させることにより、エンジン動力のみを用いて車両１１を走行させても良い。
また、車両１１には、車輪２２を制動するブレーキ装置４０が設けられている。ブレーキ装置４０は、乗員に操作されるブレーキペダル４１と、ブレーキペダル４１の操作量に応じてブレーキ液圧を発生させるマスターシリンダ４２と、を有している。また、ブレーキ装置４０は、車輪２２に固定されるディスクロータ４３と、ディスクロータ４３にブレーキパッドを押し付けて制動するキャリパ４４と、を有している。さらに、マスターシリンダ４２とキャリパ４４とは、ブレーキ液圧を調整するブレーキアクチュエータ４５を介して接続されている。また、ブレーキ装置４０は、車両衝突の虞がある場合に実行される自動ブレーキ機能を有している。つまり、車両衝突の虞がある場合には、後述するメインコントローラ７０によってブレーキアクチュエータ４５が制御され、ブレーキペダル４１が踏み込まれていない状況であっても、キャリパ４４に供給するブレーキ液圧を高めることによって車両１１が自動的に急制動される。なお、ブレーキアクチュエータ４５は、図示しない電動ポンプ、アキュムレータおよび電磁バルブ等によって構成される。
［電源回路］
図１に示すように、モータジェネレータ１３には、インバータ３０を介して高電圧バッテリ３１が接続されている。また、高電圧バッテリ３１には、電圧を変換するコンバータ３４が接続されている。コンバータ３４の正極端子３４ａには正極ライン３５が接続されており、この正極ライン３５には正極ライン３６が接続されている。さらに、正極ライン３６には、各種アクチュエータや各種コントローラ等の電気機器３７からなる電気機器群３８が接続されている。なお、電気機器群３８を構成する電気機器３７の１つとして、ブレーキ装置４０のブレーキアクチュエータ４５が設けられている。
このように、車両用制御装置１０が備える電源回路５０には、モータジェネレータ１３、インバータ３０、高電圧バッテリ３１、コンバータ３４、ブレーキアクチュエータ４５および電気機器３７等からなる第１電源系６１が設けられている。つまり、電源回路５０には、高電圧バッテリ（第１蓄電体）３１を備える第１電源部５１と、この第１電源部５１に接続されるブレーキアクチュエータ（電動アクチュエータ）４５と、を備える第１電源系６１が設けられている。なお、図示する例では、第１電源部５１にコンバータ３４が含まれている。
また、スタータジェネレータ１８の正極端子１８ａには正極ライン５３が接続されており、低電圧バッテリ３２の正極端子３２ａには正極ライン５４が接続されている。さらに、正極ライン５３と正極ライン５４とは互いに接続されている。このように、車両用制御装置１０が備える電源回路５０には、低電圧バッテリ（第２蓄電体）３２を備える第２電源部５２と、第２電源部５２に接続されるスタータジェネレータ（スタータモータ）１８と、を備える第２電源系６２が設けられている。
前述した第１電源系６１と第２電源系６２との間には、第１電源系６１と第２電源系６２とを互いに並列接続する通電ライン５５が設けられている。また、通電ライン５５には、オン状態とオフ状態とに切り替えられるスイッチＳＷが設けられている。このスイッチＳＷをオン状態に制御することにより、第１電源系６１と第２電源系６２とを互いに接続することができ、スイッチＳＷをオフ状態に制御することにより、第１電源系６１と第２電源系６２とを互いに切り離すことができる。
なお、スイッチＳＷは、ＭＯＳＦＥＴ等の半導体素子によって構成されるスイッチであっても良く、電磁力等を用いて接点を機械的に開閉させるスイッチであっても良い。また、スイッチＳＷのオン状態とは、電気的に接続される通電状態や導通状態を意味しており、スイッチＳＷのオフ状態とは、電気的に切断される非通電状態や遮断状態を意味している。また、スイッチＳＷは、リレーやコンタクタ等とも呼ばれている。
［制御系］
図２は車両用制御装置１０が備える電源回路５０および制御系の一例を示す図である。図２に示すように、車両用制御装置１０は、パワートレイン１５や電源回路５０等を互いに協調させて制御するため、マイコン等からなるメインコントローラ７０を有している。このメインコントローラ７０は、走行状況に基づき走行モードを設定するモード設定部７１、エンジン１２を制御するエンジン制御部７２、モータジェネレータ１３を制御するモータ制御部７３、スタータジェネレータ１８を制御するＩＳＧ制御部７４、コンバータ３４を制御するコンバータ制御部７５、スイッチＳＷを制御するスイッチ制御部７６、およびクラッチ機構１９を制御するクラッチ制御部７７を有している。
また、車両用制御装置１０は、運転支援デバイスとして、自動ブレーキ機能を備えたブレーキ装置４０を有している。前述したように、ブレーキ装置４０を制御するメインコントローラ７０は、先行車両１００等に対する車両衝突が予測される場合に、ブレーキアクチュエータ４５を作動させて車両１１を自動的に制動する。このため、メインコントローラ７０は、先行車両１００等に対する自車両１１の衝突を予測する衝突予測部７８、衝突予測に基づいて乗員に警告を行う警告制御部（運転支援制御部）７９、および衝突予測に基づいてブレーキアクチュエータ４５を制御するブレーキ制御部（運転支援制御部）８０を有している。
メインコントローラ７０、ＩＳＧコントローラ３３、インバータ３０、コンバータ３４、エンジン補機２３およびブレーキアクチュエータ４５等は、ＣＡＮやＬＩＮ等の車載ネットワークを介して互いに通信自在に接続されている。また、メインコントローラ７０に接続されるセンサとして、車速を検出する車速センサ８１、アクセルペダルの操作量を検出するアクセルセンサ８２、ブレーキペダル４１の操作量を検出するブレーキセンサ８３、車両前方を撮像するカメラユニット８４、および車両前方の先行車両１００等を検出するレーダユニット８５がある。さらに、メインコントローラ７０に接続されるセンサとして、スイッチＳＷの両端に印加される電圧を検出するスイッチセンサ８６、高電圧バッテリ３１の充放電電流、端子電圧、ＳＯＣ等を検出するバッテリセンサ８７、および低電圧バッテリ３２の充放電電流、端子電圧、ＳＯＣ等を検出するバッテリセンサ８８がある。なお、バッテリの充電状態であるＳＯＣ（State of Charge）とは、バッテリの蓄電残量を示す比率であり、バッテリの満充電容量に対する蓄電量の比率である。
［モータモードおよびパラレルモード］
前述したように、車両１１の走行モードとして、モータジェネレータ１３を用いて車両１１を走行させるモータモードと、エンジン１２およびモータジェネレータ１３を用いて車両１１を走行させるパラレルモードと、が設定されている。ここで、図３はモータモードおよびパラレルモードの設定領域の一例を示すモードマップである。このモードマップには、車速に応じて切替閾値αが設定されている。
図３に矢印Ａで示すように、切替閾値αを上回るように要求駆動力や車速が上昇すると、エンジン１２が始動されてクラッチ機構１９が締結され、走行モードがモータモードからパラレルモードに切り替えられる。つまり、要求駆動力や車速が切替閾値αを上回る場合には、エンジン１２の始動条件が成立してエンジン１２が運転状態に制御される。一方、矢印Ｂで示すように、切替閾値αを下回るように要求駆動力や車速が低下すると、クラッチ機構１９が解放されてエンジン１２が停止され、走行モードがパラレルモードからモータモードに切り替えられる。つまり、要求駆動力や車速が切替閾値αを下回る場合には、エンジン１２の停止条件が成立してエンジン１２が停止状態に制御される。
なお、車両１１に対する要求駆動力つまり車両１１の目標駆動力は、アクセルペダルの操作量や操作速度に基づき設定される。例えば、アクセルペダルの操作量が増加すると要求駆動力は大きく設定され、アクセルペダルの操作量が減少すると要求駆動力は小さく設定される。また、例えば、アクセルペダルが素早く踏み込まれた場合には、操作速度が高いことから要求駆動力は大きく設定され、アクセルペダルが緩やかに踏み込まれた場合には、操作速度が低いことから要求駆動力は小さく設定される。
また、メインコントローラ７０のモード設定部７１が、図３に示すモードマップ等を参照して走行モードを決定すると、モード設定部７１から、エンジン制御部７２、モータ制御部７３、ＩＳＧ制御部７４、およびクラッチ制御部７７に対し、モータモードまたはパラレルモードに応じた制御信号が出力される。そして、メインコントローラ７０の各制御部７１～８４，７７によって、エンジン１２、モータジェネレータ１３、スタータジェネレータ１８およびクラッチ機構１９が制御され、モータモードやパラレルモードが実行される。
［電気機器に対する電力供給状況］
続いて、電気機器３７に対する電力供給状況について説明する。電気機器３７に対する電力供給モードとして、スイッチＳＷをオン状態に制御することにより、第１電源系６１と第２電源系６２とを接続する通常モードがある。また、電気機器３７に対する電力供給モードとして、スイッチＳＷをオフ状態に制御することにより、第１電源系６１と第２電源系６２とを分離するエンジン始動モードがある。ここで、図４は通常モードにおける電力供給状況の一例を示す図であり、図５はエンジン始動モードにおける電力供給状況の一例を示す図である。図４および図５には黒塗り矢印を用いて電力の供給状況が示されている。
図４に示すように、通常モードにおいては、メインコントローラ７０からコンバータ３４に放電指令が出力される。そして、放電指令を受けたコンバータ３４は、所定の目標電圧に向けて放電電圧を制御しながら、高電圧バッテリ３１から電気機器３７に向けて電力を供給する。また、通常モードにおいては、メインコントローラ７０からスタータジェネレータ１８に発電停止指令が出力される。このように、通常モードは、第１電源部５１から電気機器３７に電力を供給する電力供給モードとなっている。また、通常モードにおいてはメインコントローラ７０からスイッチＳＷにオン指令が出力されており、スイッチＳＷを介して第１電源系６１と第２電源系６２とは互いに接続されている。これにより、電気機器３７の消費電力が一時的に急増した場合であっても、低電圧バッテリ３２から電気機器３７に電力を供給することができ、電気機器３７の電源電圧を安定させることができる。
なお、図４に示した例では、通常モードにおいて、第１電源部５１から電気機器３７に電力を供給しているが、これに限られることはなく、第２電源部５２から電気機器３７に電力を供給しても良い。例えば、図４に点線の矢印Ｐ１で示すように、低電圧バッテリ３２から電気機器３７に電力を供給しても良い。この場合には、コンバータ３４は放電停止状態に制御され、スタータジェネレータ１８は発電停止状態に制御される。また、図４に点線の矢印Ｐ２で示すように、スタータジェネレータ１８から電気機器３７に電力を供給しても良い。この場合には、スタータジェネレータ１８は発電状態に制御され、コンバータ３４は放電停止状態に制御される。
次いで、エンジン始動モードについて説明する。このエンジン始動モードは、スタータジェネレータ１８が力行状態に制御されるエンジン始動時に実行される電力供給モード、つまりモータモードからパラレルモードに切り替える際に実行される電力供給モードである。図５に示すように、エンジン始動モードにおいては、メインコントローラ７０からコンバータ３４に放電指令が出力され、メインコントローラ７０からスイッチＳＷにオフ指令が出力され、メインコントローラ７０からスタータジェネレータ１８に力行指令が出力される。このように、スタータジェネレータ１８が駆動されるエンジン始動時には、スイッチＳＷがオフ状態に切り替えられ、第１電源系６１と第２電源系６２とが互いに切り離される。これにより、クランキングに伴ってスタータジェネレータ１８の消費電力が急増する場合であっても、第１電源系６１からスタータジェネレータ１８に電力が流れることはなく、第１電源系６１の電気機器３７に対する瞬間的な電圧低下を防止することができ、電気機器３７を正常に機能させることができる。
［自動ブレーキ制御］
続いて、メインコントローラ７０によって実行される自動ブレーキ制御について説明する。図６は自動ブレーキ制御の実行手順の一例を示すフローチャートである。また、図７は先行車両１００に対して自車両１１が接近する状況を示す説明図である。
図６に示すように、ステップＳ１０では、カメラユニット８４やレーダユニット８５からの送信情報に基づき、衝突リスクの指標である衝突余裕時間（Time to Collision）ＴＴＣが算出される。この衝突余裕時間ＴＴＣとは、自車両１１と先行車両（対象物）１００等との車間距離を相対速度で除した時間であり、現在の相対速度が維持された場合に車両１１が衝突する迄の時間である。つまり、衝突余裕時間ＴＴＣが短いほど、衝突リスクが上昇することを意味しており、衝突余裕時間ＴＴＣが長いほど、衝突リスクが低下することを意味している。なお、自車両１１の衝突対象である対象物とは、車両に限られることはなく、自転車、歩行者、構造物であっても良い。
続くステップＳ１１では、衝突余裕時間ＴＴＣが所定の第１時間Ｔ１を下回るか否かが判定される。ステップＳ１１において、衝突余裕時間ＴＴＣが第１時間Ｔ１を下回ると判定された場合には、ステップＳ１２に進み、衝突余裕時間ＴＴＣが第１時間Ｔ１よりも小さな所定の第２時間Ｔ２を下回るか否かが判定される。ステップＳ１２において、衝突余裕時間ＴＴＣが第２時間Ｔ２を上回ると判定された場合、つまり衝突余裕時間ＴＴＣが第１時間Ｔ１を下回るものの第２時間Ｔ２を上回る場合には、ステップＳ１３に進み、警告フラグが設定され、ステップＳ１４に進み、乗員に向けて警告音が発せられる。このように、警告音が発せられる状況とは、図７に符号Ｃ１で示すように、自車両１１と先行車両１００との車間距離Ｄ１が確保されているが、車間距離が縮小傾向であり衝突リスクが高まっている状況であるため、乗員に向けて警告音が発せられる。すなわち、衝突余裕時間ＴＴＣが第１時間Ｔ１を下回る場合、つまり自車両１１と先行車両１００との衝突リスクが第１閾値を上回る場合には、警告フラグ（第１警告信号）に基づいて警告音が発せられ、自車両１１と先行車両１００との接近が乗員に通知される。なお、車両接近を乗員に通知する手段としては、警告音の出力に限られることはなく、例えば、警告ランプの点灯や点滅であっても良い。
図６に示すように、ステップＳ１２において、衝突余裕時間ＴＴＣが第２時間Ｔ２を下回ると判定された場合には、ステップＳ１５に進み、ブレーキフラグが設定され、ステップＳ１６に進み、ブレーキアクチュエータ４５を急速に作動させて車両１１を制動する自動ブレーキが実行される。このように、自動ブレーキが実行される状況とは、図７に符号Ｃ２で示すように、自車両１１と先行車両１００との車間距離Ｄ２が短いため、自車両１１と先行車両１００との衝突を回避する観点から自動ブレーキが実行される。すなわち、衝突余裕時間ＴＴＣが第２時間Ｔ２を下回る場合、つまり自車両１１と先行車両１００との衝突リスクが第１閾値よりも高い第２閾値を上回る場合には、ブレーキフラグ（衝突警告信号，第２警告信号）に基づいて自動ブレーキが実行される。
なお、前述の説明では、衝突リスクの指標として衝突余裕時間ＴＴＣを用いているが、これに限られることはない。例えば、衝突リスクの指標として、自車両１１と対象物との距離を用いても良い。この場合には、自車両１１と対象物との距離が短いほど、衝突リスクが上昇することを意味し、自車両１１と対象物との距離が長いほど、衝突リスクが低下することを意味する。
［協調制御：タイミングチャート］
前述した自動ブレーキ制御で説明したように、自車両１１が先行車両１００等に接近することにより、ブレーキフラグが設定された場合には、車両衝突を回避する観点からブレーキアクチュエータ４５が急速に駆動される。このとき、自動ブレーキを適切に実行するためには、消費電力が急増するブレーキアクチュエータ４５に対して、電源部から十分な電力を供給することが必要である。
しかしながら、走行モードがモータモードからパラレルモードに切り替えられる状況、つまりスタータジェネレータ１８によってエンジン１２が始動される状況においては、スイッチＳＷがオフ状態に制御されることから、第１電源系６１と第２電源系６２とが互いに切り離される。このため、自動ブレーキとエンジン始動との実行タイミングが重なった場合には、ブレーキアクチュエータ４５から第２電源部５２が切り離された状態のもとで、ブレーキアクチュエータ４５が急速に駆動されるため、ブレーキアクチュエータ４５に対する供給電力が不足してしまう虞がある。そこで、車両用制御装置１０は、後述する協調制御を実行することにより、ブレーキアクチュエータ４５に対して十分な電力を供給するように制御している。
以下、メインコントローラ７０による協調制御の実行状況をタイミングチャートに沿って説明する。図８～図１０は協調制御の実行状況の一例を示すタイミングチャートである。図８には、パターン１として、エンジン停止中に警告フラグが設定される状況が示されている。また、図９には、パターン２として、エンジン停止中にブレーキフラグが設定される状況が示されている。さらに、図１０には、パターン３として、エンジン始動中にブレーキフラグが設定される状況が示されている。なお、図８～図１０において、再始動フラグが設定される状況とは、スタータジェネレータ１８によるエンジン始動が決定される状況である。また、再始動フラグが解除される状況とは、スタータジェネレータ１８によるエンジン始動が完了した状況や、スタータジェネレータ１８によるエンジン始動が中止される状況である。
（パターン１）
パターン１の協調制御について説明する。このパターン１とは、エンジン停止中に警告フラグが設定される状況であり、エンジン１２が停止するモータモードにおいて自車両１１が先行車両１００等に徐々に接近する状況である。
図８に時刻ｔ１で示すように、自車両１１が先行車両１００等に接近して警告フラグが設定されると（符号ａ１）、エンジン１２の始動条件が不成立であっても（符号ｂ１）、エンジン始動を決定する再始動フラグが設定される（符号ｃ１）。このように、再始動フラグが設定されると、スイッチＳＷがオフ状態に制御され（符号ｄ１）、スタータジェネレータ１８が力行状態に制御されてエンジン始動中になり（符号ｅ１）、スタータジェネレータ１８の消費電力が急増する（符号ｆ１）。
続いて、エンジン始動が完了してエンジン１２が運転状態に移行すると（符号ｅ２）、再始動フラグが解除され（符号ｃ２）、スイッチＳＷがオン状態に制御される（符号ｄ２）。また、エンジン始動が完了してエンジン１２が運転状態に移行すると（符号ｅ２）、スタータジェネレータ１８の力行トルクが引き下げられ、スタータジェネレータ１８の消費電力はゼロまで低下する（符号ｆ２）。なお、自車両１１が先行車両１００等に接近して警告フラグが設定されると（符号ａ１）、後の自動ブレーキに備えてブレーキアクチュエータ４５の準備動作が行われるため、ブレーキアクチュエータ４５の消費電力が若干増加する（符号ｇ１）。
その後、時刻ｔ２で示すように、自車両１１が先行車両１００等に接近することでブレーキフラグが設定されると（符号ｈ１）、自動ブレーキを実行するためにブレーキアクチュエータ４５が駆動され、ブレーキアクチュエータ４５の消費電力が急増する（符号ｇ２）。このように、自動ブレーキ制御によってブレーキアクチュエータ４５が駆動される際には、既にエンジン始動が完了してスイッチＳＷがオン状態に制御されるため（符号ｄ３）、ブレーキアクチュエータ４５に対して双方の電源部５１，５２が接続される。これにより、ブレーキアクチュエータ４５に十分な電力を供給することができ、自動ブレーキ制御を適切に実行することができる。
このように、エンジン停止中に警告フラグが設定された場合には、エンジン１２の始動条件の成立を待たずにスタータジェネレータ１８が駆動される。すなわち、エンジン停止中に警告フラグが設定された場合には、モータモードを維持する走行状況であったとしても、スタータジェネレータ１８が駆動されてエンジン１２が始動される。これにより、ブレーキフラグが設定される前にエンジン始動を完了させることができるため、自動ブレーキとエンジン始動との実行タイミングを互いにずらすことができ、自動ブレーキの実行時にはブレーキアクチュエータ４５に十分な電力を供給することができる。
（パターン２）
パターン２の協調制御について説明する。このパターン２とは、エンジン停止中にブレーキフラグが設定される状況であり、エンジン１２が停止するモータモードにおいて自車両１１の直前に歩行者等が飛び出してくる状況である。
図９に時刻ｔ１で示すように、警告フラグが解除された状態のもとでブレーキフラグが設定されると（符号ａ１）、自動ブレーキを実行するためにブレーキアクチュエータ４５が駆動され、ブレーキアクチュエータ４５の消費電力が急増する（符号ｂ１）。このように、自動ブレーキ制御によってブレーキアクチュエータ４５が駆動される際には、スイッチＳＷがオン状態に制御されており（符号ｃ１）、ブレーキアクチュエータ４５には双方の電源部５１，５２が接続される。これにより、ブレーキアクチュエータ４５に対して十分な電力を供給することができ、ブレーキアクチュエータ４５を適切に作動させることができる。
また、エンジン停止中にブレーキフラグが設定された場合には、メインコントローラ７０によってスタータジェネレータ１８の駆動が禁止される。このため、時刻ｔ２で示すように、エンジン１２の始動条件が成立したとしても（符号ｄ１）、再始動フラグは解除され続け（符号ｅ１）、エンジン１２は停止状態に維持される（符号ｆ１）。このように、エンジン停止中にブレーキフラグが設定された場合には、始動条件が成立してもスタータジェネレータ１８の駆動が禁止されるため、スタータジェネレータ１８の消費電力をゼロに制御することができる（符号ｇ１）。これにより、ブレーキアクチュエータ４５に十分な電力を供給することができ、自動ブレーキ制御を適切に実行することができる。
（パターン３）
パターン３の協調制御について説明する。このパターン３とは、エンジン始動中にブレーキフラグが設定される状況であり、モータモードからパラレルモードに移行するエンジン始動中において自車両１１の直前に歩行者等が飛び出してくる状況である。
図１０に時刻ｔ１で示すように、エンジン１２の始動条件が成立すると（符号ａ１）、エンジン始動を決定する再始動フラグが設定される（符号ｂ１）。このように、再始動フラグが設定されると、スイッチＳＷがオフ状態に制御され（符号ｃ１）、スタータジェネレータ１８が力行状態に制御されてエンジン始動中になり（符号ｄ１）、スタータジェネレータ１８の消費電力が急増する（符号ｅ１）。続いて、時刻ｔ２で示すように、エンジン始動中にブレーキフラグが設定されると（符号ｆ１）、自動ブレーキを実行するためにブレーキアクチュエータ４５が駆動され、ブレーキアクチュエータ４５の消費電力が急増する（符号ｇ１）。
このように、自動ブレーキとエンジン始動との実行タイミングが重なった場合には、スタータジェネレータ１８によって多くの電力が消費されるため、ブレーキアクチュエータ４５に対する電力供給不足が発生する虞がある。そこで、メインコントローラ７０は、エンジン始動中にブレーキフラグが設定された場合には（符号ｆ１）、スタータジェネレータ１８を停止させる観点から再始動フラグを解除する（符号ｂ２）。これにより、スタータジェネレータ１８の力行トルクが引き下げられ、スタータジェネレータ１８の消費電力はゼロまで低下する（符号ｅ２）。
ここで、スタータジェネレータ１８を備える第２電源系６２の電位Ｖ２は、スタータジェネレータ１８の駆動によって低下し（符号ｈ１）、スタータジェネレータ１８の停止によって上昇することになる（符号ｈ２）。そして、時刻ｔ３で示すように、上昇に転じた第２電源系６２の電位Ｖ２が第１電源系６１の電位Ｖ１に到達すると（符号ｈ３）、スイッチＳＷがオフ状態からオン状態に切り替えられる（符号ｃ２）。このように、第２電源系６２の電位Ｖ２が第１電源系６１の電位Ｖ１を超えた後に、スイッチＳＷをオン状態に切り替えることにより、第１電源系６１から第２電源系６２に電力が放出されることがなく、ブレーキアクチュエータ４５に十分な電力を供給することができる。
ここで、図１１は図１０の時刻ｔ３における電力供給状況の一例を示す図である。図１１に示すように、エンジン始動中つまりスタータジェネレータ１８の駆動中にブレーキフラグが設定されると、メインコントローラ７０からブレーキアクチュエータ４５には緊急制動指令が出力され、メインコントローラ７０からスタータジェネレータ１８には力行停止指令が出力される。そして、メインコントローラ７０は、第２電源系６２の電位Ｖ２が第１電源系６１の電位Ｖ１を超えると、スイッチＳＷをオフ状態からオン状態に切り替える。このように、第１電源系６１と第２電源系６２との電位差に基づきスイッチＳＷをオン状態に切り替えることにより、破線の矢印Ｘで示すように、スイッチＳＷをオン状態に切り替えたタイミングで第１電源系６１から第２電源系６２に電力が放出されることがなく、ブレーキアクチュエータ４５に十分な電力を供給することができる。なお、ブレーキアクチュエータ４５の作動状況によっては、低電圧バッテリ３２からスイッチＳＷを介してブレーキアクチュエータ４５に電力が供給されることはいうまでもない。
また、前述の説明では、第２電源系６２の電位Ｖ２が第１電源系６１の電位Ｖ１を超えた後にスイッチＳＷをオン状態に切り替えているが、これに限られることはなく、第１電源系６１から大きな電力が放電されない状況であれば、他の状況下でスイッチＳＷをオン状態に切り替えても良い。例えば、電位Ｖ１と電位Ｖ２とが互いに一致した場合にスイッチＳＷをオン状態に切り替えても良く、電位Ｖ１と電位Ｖ２との電位差が所定範囲内に収束した場合にスイッチＳＷをオン状態に切り替えても良い。すなわち、第１電源系６１と第２電源系６２との電位差に基づいて、第１電源系６１から大きな電力が放電されない状況であると判定されていれば、如何なる状況下でスイッチＳＷをオン状態に切り替えても良い。
なお、第１電源系６１の電位Ｖ１および第２電源系６２の電位Ｖ２については、スイッチセンサ８６を用いて検出することが可能であるが、他のセンサやコントローラ等を用いて電位Ｖ１，Ｖ２を検出しても良い。例えば、コンバータ３４からメインコントローラ７０に送信されるコンバータ３４の放電電圧を、第１電源系６１の電位Ｖ１として用いても良い。また、バッテリセンサ８８からメインコントローラ７０に送信される低電圧バッテリ３２の端子電圧を、第２電源系６２の電位Ｖ２として用いても良い。
［協調制御：フローチャート］
図８～図１０に示した協調制御をフローチャートに沿って説明する。図１２および図１３は協調制御の実行手順の一例を示すフローチャートである。図１２および図１３に示すフローチャートは符号Ａの箇所で互いに接続されている。
図１２および図１３に示すように、ステップＳ２０では、自動ブレーキ制御の警告フラグが設定されているか否かが判定される。ステップＳ２０において、警告フラグが設定されていると判定された場合には、ステップＳ２１に進み、エンジン停止中であるか否かが判定される。ステップＳ２１において、エンジン停止中であると判定された場合には、ステップＳ２２に進み、スタータジェネレータ１８によるエンジン始動が実行される。このように、エンジン停止中に警告フラグが設定された場合には、始動条件の成立を待たずにスタータジェネレータ１８が駆動される。これにより、エンジン始動と自動ブレーキとの実行タイミングを互いにずらすことができるため、ブレーキアクチュエータ４５に十分な電力を供給することができ、ブレーキ装置４０を適切に動作させることができる。
また、ステップＳ２０において、警告フラグが解除されていると判定された場合には、ステップＳ２３に進み、ブレーキフラグが設定されているか否かが判定される。ステップＳ２３において、ブレーキフラグが設定されていると判定された場合には、ステップＳ２４に進み、エンジン停止中であるか否かが判定される。ステップＳ２４において、エンジン停止中であると判定された場合には、ステップＳ２５に進み、スタータジェネレータ１８によるエンジン始動が禁止される。このように、エンジン停止中にブレーキフラグが設定された場合には、始動条件が成立してもスタータジェネレータ１８の駆動が禁止される。これにより、スタータジェネレータ１８の消費電力を抑えることができるため、ブレーキアクチュエータ４５に十分な電力を供給することができ、ブレーキ装置４０を適切に動作させることができる。
また、ステップＳ２５において、エンジン停止中ではないと判定された場合には、図１３に示すステップＳ２６に進み、エンジン始動中であるか否かが判定される。このステップＳ２６において、エンジン始動中であると判定された場合、つまりエンジン始動中にブレーキフラグが設定された場合には、ステップＳ２７に進み、スイッチＳＷをオフ状態に保持したまま、スタータジェネレータ１８の駆動を停止することにより、エンジン始動が停止される。続くステップＳ２８では、第２電源系６２の電位Ｖ２が第１電源系６１の電位Ｖ１を上回るか否かが判定される。ステップＳ２８において、電位Ｖ２が電位Ｖ１を上回ると判定された場合には、ステップＳ２９に進み、スイッチＳＷがオフ状態からオン状態に切り替えられる。このように、第２電源系６２の電位Ｖ２が第１電源系６１の電位Ｖ１を超えた後に、スイッチＳＷをオフ状態からオン状態に切り替えることにより、スイッチＳＷが接続されたタイミングで第１電源系６１から第２電源系６２に電流が流れることを防止することができる。これにより、ブレーキアクチュエータ４５に十分な電力を供給することができ、ブレーキ装置４０を適切に動作させることができる。
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。図１に示した車両１１は、動力源としてエンジン１２およびモータジェネレータ１３を備えたハイブリッド車両であるが、これに限られることはない。例えば、動力源としてエンジン１２のみを備えた車両であっても、エンジン１２を自動的に停止させて始動するアイドリングストップ機能を備えた車両であれば、本発明を有効に適用することが可能である。
前述の説明では、運転支援デバイスの電動アクチュエータとして、自動ブレーキを実行するブレーキアクチュエータ４５を用いているが、これに限られることはない。例えば、運転支援デバイスの電動アクチュエータとして、車両衝突を回避する観点からステアリングラック等を自動的に操舵するステアリングアクチュエータを用いても良い。また、前述の説明では、エンジン１２を始動回転させるスタータモータとして、発電機としても機能するスタータジェネレータ１８を用いているが、これに限られることはなく、スタータモータとして、電動機としてのみ機能するスタータモータを用いても良い。
図示する例では、第１蓄電体の電圧が第２蓄電体の電圧よりも高いことから、第１電源部５１に直流電力を降圧するコンバータ３４を設けているが、これに限られることはなく、第１電源部５１にコンバータ３４が含まれていない場合であっても、本発明を有効に適用することができる。この場合には、第１蓄電体と第２蓄電体とが直接的に並列接続されるため、第１蓄電体と第２蓄電体との電圧差が所定範囲に収まるように設計される。
前述の説明では、第１蓄電体として、端子電圧が約１００Ｖのリチウムイオンバッテリや鉛バッテリを用いているが、これに限られることはない。例えば、第１蓄電体として、端子電圧が１００Ｖ以外の蓄電体を用いても良く、第１蓄電体として、キャパシタや他形式のバッテリを用いても良い。同様に、第２蓄電体として、端子電圧が約１２Ｖのリチウムイオンバッテリや鉛バッテリを用いているが、これに限られることはない。例えば、第２蓄電体として、端子電圧が１２Ｖ以外の蓄電体を用いても良く、第２蓄電体として、キャパシタや他形式のバッテリを用いても良い。
前述の説明では、メインコントローラ７０に、モード設定部７１、エンジン制御部７２、モータ制御部７３、ＩＳＧ制御部７４、コンバータ制御部７５、スイッチ制御部７６、クラッチ制御部７７、衝突予測部７８、警告制御部７９およびブレーキ制御部８０を設けているが、これに限られることはない。例えば、制御部等の各部７０～８０を他のコントローラに設けても良く、各部７０～８０を複数のコントローラに分けて設けても良い。
１０ 車両用制御装置
１１ 車両（自車両）
１２ エンジン
１８ スタータジェネレータ（スタータモータ）
３１ 高電圧バッテリ（第１蓄電体）
３２ 低電圧バッテリ（第２蓄電体）
４０ ブレーキ装置（運転支援デバイス）
４５ ブレーキアクチュエータ（電動アクチュエータ）
５１ 第１電源部
５２ 第２電源部
６１ 第１電源系
６２ 第２電源系
７２ エンジン制御部
７６ スイッチ制御部
７８ 衝突予測部
７９ 警告制御部（運転支援制御部）
８０ ブレーキ制御部（運転支援制御部）
１００ 先行車両（対象物）
ＳＷ スイッチ

Claims (4)

  1. 自車両と対象物との衝突を予測して運転支援デバイスを作動させる車両用制御装置であって、
    自車両と対象物との衝突リスクが閾値を上回る場合に、衝突警告信号を出力する衝突予測部と、
    前記衝突予測部から前記衝突警告信号が出力された場合に、前記運転支援デバイスの電動アクチュエータを作動させる運転支援制御部と、
    停止条件が成立した場合にエンジンを停止させ、始動条件が成立した場合にスタータモータを駆動して前記エンジンを始動させるエンジン制御部と、
    第１蓄電体が設けられる第１電源部と、前記第１電源部に接続される前記電動アクチュエータと、を備える第１電源系と、
    第２蓄電体が設けられる第２電源部と、前記第２電源部に接続される前記スタータモータと、を備える第２電源系と、
    前記第１電源系と前記第２電源系との間に設けられ、オン状態とオフ状態とに制御されるスイッチと、
    前記スタータモータを駆動して前記エンジンを始動させる場合に、前記スイッチをオフ状態に制御するスイッチ制御部と、
    を有し、
    前記スタータモータの駆動中に前記衝突警告信号が出力された場合に、前記エンジン制御部は、前記スタータモータを停止させて前記第２電源系の電位を上昇させ、前記スイッチ制御部は、前記第２電源系の電位が前記第１電源系の電位を超えた後に前記スイッチをオン状態に制御する、
    車両用制御装置。
  2. 請求項１に記載の車両用制御装置において、
    前記衝突予測部は、
    自車両と対象物との衝突リスクが第１閾値を上回る場合に、第１警告信号を出力し、
    自車両と対象物との衝突リスクが第１閾値よりも高い第２閾値を上回る場合に、前記衝突警告信号としての第２警告信号を出力し、
    前記エンジン制御部は、
    前記エンジンの停止中に前記第１警告信号が出力された場合に、前記始動条件の成立を待たずに前記スタータモータを駆動し、
    前記エンジンの停止中に前記第２警告信号が出力された場合に、前記始動条件が成立しても前記スタータモータの駆動を禁止する、
    車両用制御装置。
  3. 請求項２に記載の車両用制御装置において、
    前記運転支援制御部は、前記衝突予測部から前記第１警告信号が出力された場合に、自車両と対象物との接近を乗員に通知する、
    車両用制御装置。
  4. 請求項１～３の何れか１項に記載の車両用制御装置において、
    前記第１蓄電体の電圧は、前記第２蓄電体の電圧よりも高く、
    前記第１電源部には、電圧を変換するコンバータが設けられる、
    車両用制御装置。
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