JP7167549B2

JP7167549B2 - 車両制御装置

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Publication number: JP7167549B2
Application number: JP2018156389A
Authority: JP
Inventors: 茂神尾
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2018-08-23
Filing date: 2018-08-23
Publication date: 2022-11-09
Anticipated expiration: 2038-08-23
Also published as: JP2020031500A

Description

本開示は、車両制御装置に関する。

電動発電機を駆動源とする車両（以下、「電気自動車とも呼ぶ」）において、電動発電機を制御する電動発電機制御装置に対して車両制御装置が目標トルクの方向と大きさを指示することにより、前進または後退の適切な方向に適切な大きさのトルクを出力させる構成が採用される場合がある。内燃機関を駆動源とする車両と同様に、電気自動車においても、運転席の近傍にシフトレバーが備えられ、シフトレバーにより前進（Ｄ）や後退（Ｒ）等のいずれかのシフトレンジが指定される（特許文献１参照）。目標トルクの方向は、指定されたシフトレンジに基づき決定される。シフトレバーにより指定されたシフトレンジは、レンジセンサにより検出される。

特開２０１７－５２４２３号公報

目標トルクの方向の誤決定を避けるため、レンジセンサを二重化する構成においては、両方のレンジセンサの検出結果が互いに一致しない場合にレンジセンサの故障と判断され、電動発電機を停止させるなどのフェールセーフ動作が行われる場合がある。この場合であっても、両方のレンジセンサのうち、一方のレンジセンサのみが故障して他方が正常である場合がある。しかし、このように正常なレンジセンサが存在するにも関わらず、電動発電機が停止されてしまうため、退避走行すらできなくなるという問題があった。このため、二重化されたレンジセンサにおいて故障が発生しても電動発電機が停止される事態を抑制可能な技術が望まれている。

本開示は、以下の形態として実現することが可能である。
［形態１］電動発電機（４０）を駆動源とする車両（５００）を制御する車両制御装置（１００）であって、前記車両が備えるシフトレバー（５０）により複数のシフトレンジのうちから指定されたシフトレンジを検出する第１レンジセンサ（６１）および第２レンジセンサ（６２）による検出結果を利用して、前記電動発電機の目標トルクの方向を決定する目標トルク方向決定部（２１）を備え、前記目標トルク方向決定部は、前記第１レンジセンサの検出結果を示す第１検出信号の電圧が、前記複数のシフトレンジを指定した場合の電圧範囲として予め定められた正常電圧範囲内か否かを判定し、また、前記第２レンジセンサの検出結果を示す第２検出信号の電圧が、前記正常電圧範囲内であるか否かを判定し、前記第１検出信号の電圧と、前記第２検出信号の電圧と、のうちの一方のみが前記正常電圧範囲内でない場合に、前記第１検出信号と前記第２検出信号とのうちの前記正常電圧範囲内である検出信号の電圧に基づき、前記指定された指定シフトレンジを検出し、該検出されたシフトレンジを利用して前記目標トルクの方向を決定し、前記目標トルク方向決定部は、前記第１レンジセンサと前記第２レンジセンサとのうち、いずれか一方の検出結果が後進を示すＲレンジであり、他方の検出結果が前記Ｒレンジ以外のレンジであり、前記車両に搭載されている車速センサの検出結果が予め定められた第２閾値車速よりも大きい場合に、前記Ｒレンジ以外のレンジの検出結果を利用して、前記目標トルクの方向を決定する、車両制御装置。

本開示の一形態によれば、電動発電機（４０）を駆動源とする車両（５００）を制御する車両制御装置（１００）が提供される。この車両制御装置は、前記車両が備えるシフトレバー（５０）により複数のシフトレンジのうちから指定されたシフトレンジを検出する第１レンジセンサ（６１）および第２レンジセンサ（６２）による検出結果を利用して、前記電動発電機の目標トルクの方向を決定する目標トルク方向決定部（２１）を備える。前記目標トルク方向決定部は、前記第１レンジセンサの検出結果を示す第１検出信号の電圧が、前記複数のシフトレンジを指定した場合の電圧範囲として予め定められた正常電圧範囲内か否かを判定し、また、前記第２レンジセンサの検出結果を示す第２検出信号の電圧が、前記正常電圧範囲内であるか否かを判定し、前記第１検出信号の電圧と、前記第２検出信号の電圧と、のうちの一方のみが前記正常電圧範囲内でない場合に、前記第１検出信号と前記第２検出信号とのうちの前記正常電圧範囲内である検出信号の電圧に基づき、前記指定された指定シフトレンジを検出し、該検出されたシフトレンジを利用して前記目標トルクの方向を決定する。

この形態の車両制御装置によれば、第１検出信号の電圧と、第２検出信号の電圧と、のうちの一方のみが正常電圧範囲内でない場合に、第１検出信号と第２検出信号とのうちの正常電圧範囲内である検出信号の電圧に基づき、指定シフトレンジを検出し、該検出されたシフトレンジを利用して目標トルクの方向を決定するので、第１レンジセンサおよび第２レンジセンサから成る二重化されたレンジセンサにおいて故障が発生しても電動発電機が停止される事態を抑制できる。

本開示は、車両制御装置以外の種々の形態で実現することも可能である。例えば、車両制御装置と電動発電機制御装置とを有する制御装置、車両制御装置を備える車両、車両の制御方法、かかる方法を実現するためのコンピュータプログラム、かかるコンピュータプログラムを記憶した記憶媒体等の形態で実現することができる。

本開示の一実施形態としての車両制御装置を搭載した車両の概略構成を示す説明図である。車両制御装置の機能的構成を示す第１のブロック図である。車両制御装置の機能的構成を示す第２のブロック図である。レンジ角度とレンジセンサ出力との関係を示す説明図である。目標トルクマップの設定内容の一例を示す説明図である。目標トルクの方向決定処理の手順を示すフローチャートである。車速に応じた正常センサ判別処理の内容を示す説明図である。

Ａ．実施形態：
Ａ１．装置構成：
図１に示すように、本実施形態の車両制御装置１００は、車両５００に搭載されて用いられる。車両制御装置１００は、車両５００の制御を実行する。車両５００には、車両制御装置１００に加えて、電動発電機４０、電動発電機制御装置４１、シフトレバー５０、第１レンジセンサ６１、第２レンジセンサ６２、アクセル開度センサ６３、車速センサ６４を備える。

電動発電機４０は、交流三相モータであり、電動機または発電機として機能し得る。なお、本実施形態は、少なくとも駆動源の全部または一部として少なくとも電動機を備える車両に適用可能である。したがって、本実施形態は、電動発電機を備える電気自動車のみならず、駆動源として内燃機関と電動発電機とを備えるハイブリッド自動車やプラグインハイブリッド自動車、電動発電機４０に代えて電動機を備える電気自動車に適用され得る。

電動発電機制御装置４１は、電動発電機４０にＭ／Ｇ制御信号Ｓｍｇを入力することに、電動発電機４０の出力トルクを制御する。

シフトレバー５０は、車両５００における運転席の近傍に配置され、複数のシフトレンジのうちからいずれかのシフトレンジを指定するために、運転者より操作される。本実施形態において、上述の複数のシフトレンジは、駐車（Ｐ）、後退（Ｒ）、ニュートラル（Ｎ）、前進（Ｄ）の４つのシフトレンジからなる。なお、これら４つのシフトレンジのうちのいずれかに代えて、または、４つのシフトレンジに加えて、ブレーキ（Ｂ）や、マニュアル（Ｍ）などの他の任意の種類のシフトレンジが含まれてもよい。

第１レンジセンサ６１は、シフトレバー５０により指定されたシフトレンジ（以下、「指定シフトレンジ」とも呼ぶ）を検出し、かかる指定シフトレンジを特定可能な信号（以下、「第１検出信号」と呼ぶ）を出力する。本実施形態において、第１レンジセンサ６１は、接点式センサとして構成されている。具体的には、第１レンジセンサ６１は、シフトレバー５０の動きに連動して一端を軸として回転する棒状の可動部材と、可動部材の軸とは反対側の端部に設けられたブラシ等の接点部材と、可動部材の可動領域内において各シフトレンジに応じて設けられた４つの抵抗体（導電体）とを備えている。４つの抵抗体は、可能部材の可動範囲内において、Ｐ、Ｒ、Ｎ、Ｄの順序で円弧状に並んで配置されている。各抵抗体には、それぞれ異なる大きさの電圧を印加する電源に接続されている。シフトレバー５０の操作に併せて可動部材が回転動作を行い、指定されたレンジに応じた抵抗体と接触することにより、各レンジに応じた大きさの電圧の第１検出信号が出力される。

図４において、横軸は、可動部材の基準位置からの回転角度（以下、「レンジ角度」と呼ぶ）を示す。また、縦軸は、第１レンジセンサ６１の出力、すなわち、第１検出信号におけるオン電圧を示す。なお、図４では、正常状態における第１レンジセンサ６１の出力を示す。正常時とは、断線や短絡が生じていない状態を意味する。例えば、図４に示すように、レンジ角度が０度以上θ１度未満の範囲内に位置する場合、電圧値がＶ１である第１検出信号が出力される。また、レンジ角度がθ１以上θ２未満の範囲内に位置する場合には電圧値がＶ２である第１検出信号が、レンジ角度がθ２以上θ３未満の範囲内に位置する場合には電圧値がＶ３である第１検出信号が、レンジ角度がθ３以上θ４未満の範囲内に位置する場合には電圧値がＶ４である第１検出信号が、それぞれ出力される。電圧値Ｖ０は、例えば、０Ｖとしてもよい。また、電圧値Ｖ４は、例えば、＋５Ｖとしてもよい。

第２レンジセンサ６２は、第１レンジセンサ６１と同様に、指定シフトレンジを検出し、かかるシフトレンジを特定可能な信号（以下、「第２検出信号」と呼ぶ）を出力する。第２レンジセンサ６２は、シフトレンジの検出および検出信号の送信の冗長性を確保するために、第１レンジセンサ６１とは独立して設けられている。本実施形態において、第２レンジセンサ６２は、第１レンジセンサ６１と同じ構造を有する接点センサとして構成されている。したがって、レンジ角度と第２レンジセンサ６２の出力との関係は、図４に示す関係と同様である。

図１および図３に示すアクセル開度センサ６３は、車両５００が備える図示しないアクセルペダルの踏み込み量を、開度、すなわち回転角度として検出するセンサである。アクセル開度センサ６３により検出されたアクセル開度Ａｃｃは、アクセル開度信号として出力され、車両制御装置１００に入力される。アクセルオフは、アクセル開度＝０度を意味し、アクセルオンはアクセル開度＞０度を意味する。なお、本実施形態において、アクセル開度センサ６３は、冗長化されているが、図示の便宜上、単一のセンサとして表されている。アクセル開度信号は、冗長化信号である。冗長化信号とは、冗長化されているセンサから走行制御部１０に入力される信号、または、センサから冗長化された信号線により走行制御部１０に入力される信号を意味する。

図１および図３に示す車速センサ６４は、車輪５１の回転速度を検出するセンサであり、各車輪５１に備えられ得る。車速センサ６４から出力される車速Ｖを示す車速信号は、車輪速度に比例する電圧値または車輪速度に応じた間隔を示すパルス波であり、車両制御装置１００に入力される。車両制御装置１００は、車速センサ６４から出力される検出信号を用いることによって、車両速度、車両の走行距離等の情報を得ることができる。なお、本実施形態において、車速信号は、冗長化信号である。

図２および図３に示すように、車両制御装置１００は、走行制御部１０と、走行制御監視部２０とを備える。走行制御部１０は、電動発電機４０が出力するトルクの目標（以下、「目標トルク」と呼ぶ）Ｔｔの大きさを算出し、かかる目標トルクＴｔの大きさを、電動発電機制御装置４１と走行制御監視部２０とにそれぞれ送信する。図２に示すように、走行制御部１０は、アクセル開度Ａｃｃを示すアクセル開度信号と、車速Ｖを示す車速信号と、第１レンジセンサ６１から出力される第１検出信号Ｓｒ１と、を入力し、これらの信号の値を利用して、目標トルクＴｔの大きさを算出する。このとき、走行制御部１０は、図５に示す目標トルクマップを参照して目標トルクＴｔの大きさを算出する。目標トルクマップは、アクセル開度と目標トルクとを対応付けたマップであり、車速毎に設けられている。図５において、横軸はアクセル開度を示し、縦軸は目標トルクを示す。目標トルクにおいて、プラス「＋」とは、目標トルクの方向が前進方向であることを意味し、マイナス「－」とは、目標トルクの方向が後退方向であることを意味する。図５に示すように、目標トルクの大きさ（絶対値）は、アクセル開度が増加するにしたがって増加する値に設定されている。なお、図５では、車速Ｖがｖ１、ｖ２、ｖ３の場合のマップのみを表しているが、他の速度についても適宜マップが用意されている。走行制御部１０は、第１レンジセンサ６１から出力される第１検出信号Ｓｒ１の示すシフトレンジから目標トルクＴｔの方向を算出する。具体的には、第１レンジセンサ６１から出力される第１検出信号Ｓｒ１の示すシフトレンジがＲの場合、目標トルクＴｔの方向として、後退する方向（マイナス方向）を算出する。また、指定シフトレンジがＤの場合には、目標Ｔｔの方向として、前進する方向（プラス方向）を算出する。次に、走行制御部１０は、車速Ｖから参照すべきマップを特定し、かかるマップにおいて、アクセル開度Ａｃｃおよび目標トルクの方向（プラス方向またはマイナス方向）に対応する目標トルクの大きさを算出する。なお、走行制御部１０により算出される目標トルクの方向は、あくまでも目標トルクＴｔの大きさを算出するために用いられ、電動発電機制御装置４１に通知される目標トルクの方向は、後述するように走行制御監視部２０（目標トルク方向決定部２１）により算出される。

走行制御監視部２０は、目標トルクの方向決定処理と、走行制御部１０の監視とを実行する。目標トルクの方向決定処理とは、目標トルクの方向を決定するための処理であり、走行制御監視部２０が有する目標トルク方向決定部２１により実行される。決定された目標トルクの方向は、電動発電機制御装置４１に送信される。目標トルクの方向決定処理の詳細については、後述する。

走行制御部１０の監視とは、すなわち、走行制御部１０の故障の有無を監視することを意味する。具体的には、走行制御監視部２０は、走行制御部１０と同様に、アクセル開度Ａｃｃを示すアクセル開度信号と、車速Ｖを示す車速信号と、第１レンジセンサ６１から出力される第１検出信号Ｓｒ１とを入力し、これらの信号の値を利用して目標トルクの大きさを算出する。このとき、走行制御部１０と同様に、図５に示す目標トルクマップが参照される。本実施形態では、走行制御監視部２０が算出した目標トルクを「目標トルクＴｔｗ」と呼ぶ。上述のように、走行制御監視部２０には、走行制御部１０により算出された目標トルクＴｔの大きさが走行制御部１０から送信される。走行制御監視部２０は、自身により算出された目標トルクＴｔｗの大きさと、走行制御部１０から受信した目標トルクＴｔの大きさとを比較して、両者に予め定められた範囲を超える差異がある場合に、故障を示す信号（以下、「故障信号」と呼ぶ）Ｓｆｓを、電動発電機制御装置４１に送信する。本実施形態において、電動発電機制御装置４１は、故障信号Ｓｆｓを受信すると、フェールセーフ動作を実行する。本実施形態において、フェールセーフ動作には、電動発電機４０の停止が含まれる。

図３に示すように、車両制御装置１００は、ＣＰＵ１１と、メモリ１２と、入出力インターフェイス１３と、内部バス１４とを備えるコンピュータとして構成されている。ＣＰＵ１１と、メモリ１２と、入出力インターフェイス１３とは、内部バス１４を介して互いに通信可能に構成されている。メモリ１２は、制御プログラムを不揮発的且つ読み出し専用に格納する記憶装置、例えばＲＯＭと、ＣＰＵ１１による読み書きが可能な記憶装置、例えばＲＡＭとを含んでいる。ＣＰＵ１１は、メモリ１２に記憶されている上述の制御プログラムを読み書き可能な記憶装置に読み出して実行することにより、上述の走行制御部１０、走行制御監視部２０、および目標トルク方向決定部２１として機能する。入出力インターフェイス１３には、電動発電機制御装置４１、第１レンジセンサ６１、第２レンジセンサ６２、アクセル開度センサ６３、および車速センサ６４がそれぞれ信号線を介して電気的に接続されている。

上述の構成を有する本実施形態の車両５００では、目標トルクの方向決定処理が実行されることにより、電動発電機制御装置４１に対して適切な目標トルクの方向を通知できると共に、２つのレンジセンサ６１、６２のいずれかに故障が発生しても電動発電機４０が停止される事態を抑制できる。

Ａ２．目標トルクの方向決定処理：
車両５００の始動ボタンが押下されて車両５００が始動すると、車両制御装置１００において、図６に示す目標トルクの方向決定処理が実行される。

目標トルク方向決定部２１は、第１レンジセンサ６１の出力、すなわち、第１検出信号Ｓｒ１が正常電圧範囲内であるか否かを判定する（ステップＳ１０５）。正常電圧範囲とは、第１レンジセンサ６１が故障の無い正常状態において、４つのシフトレンジのうちのいずれかが指定された場合に出力される第１検出信号Ｓｒ１の電圧値の範囲を意味する。具体的には、図４に示す電圧Ｖ０以上Ｖ４以下を意味する。第１レンジセンサ６１において断線または短絡が生じている場合、第１レンジセンサ６１からの出力信号の電圧は、Ｖ０未満の値やＶ４よりも大きな値となる。

第１検出信号Ｓｒ１が正常電圧範囲内でないと判定された場合（ステップＳ１０５：ＮＯ）、目標トルク方向決定部２１は、第２レンジセンサ６２の出力、すなわち、第２検出信号Ｓｒ２が正常電圧範囲内であるか否かを判定する（ステップＳ１２５）。かかる判定は、ステップＳ１０５と同様である。第２検出信号Ｓｒ２が正常電圧範囲内でないと判定された場合（ステップＳ１２５：ＮＯ）、目標トルク方向決定部２１は、電動発電機制御装置４１に、故障信号Ｓｆｓを送信する（ステップＳ１３５）。ステップＳ１２５において、第２検出信号Ｓｒ２が正常電圧範囲内でないと判定された場合とは、すなわち、２つのレンジセンサ６１、６２の両方において断線または故障が発生している場合を意味する。したがって、この場合、故障信号Ｓｆｓを電動発電機制御装置４１に送信することにより、フェールセーフ動作を行わせるようにしている。

上述のステップＳ１２５において、第２検出信号Ｓｒ２が正常電圧範囲内であると判定された場合（ステップＳ１２５：ＹＥＳ）、目標トルク方向決定部２１は、第２レンジセンサ６２の検出結果に基づき目標トルクの方向を決定する（ステップＳ１３０）。ステップＳ１３０において第２検出信号Ｓｒ２が正常電圧範囲内であると判定された場合、少なくとも第２レンジセンサ６２には断線および短絡が生じていないと認められる。そこで、この場合、第２レンジセンサ６２の検出結果に基づき目標トルクの方向を決定するようにしている。例えば、第２レンジセンサ６２の示すシフトレンジがＤである場合、前進方向（プラス方向）が、目標トルクの方向として決定される。

上述のステップＳ１０５において、第１検出信号Ｓｒ１が正常電圧範囲内であると判定された場合（ステップＳ１０５：ＹＥＳ）、目標トルク方向決定部２１は、第２レンジセンサ６２の出力、すなわち、第２検出信号Ｓｒ２が正常電圧範囲内であるか否かを判定する（ステップＳ１１０）。かかる判定は、ステップＳ１２５と同じである。第２検出信号Ｓｒ２が正常電圧範囲内でないと判定された場合（ステップＳ１１０：ＮＯ）、目標トルク方向決定部２１は、第１レンジセンサ６１の検出結果に基づき目標トルクの方向を決定する（ステップＳ１２０）。ステップＳ１１０において第２検出信号Ｓｒ２が正常電圧範囲内でないと判定された場合、少なくとも第１レンジセンサ６１には断線および短絡が生じていないと認められる。そこで、この場合、第１レンジセンサ６１の検出結果に基づき目標トルクの方向を決定するようにしている。例えば、第１レンジセンサ６１の示すシフトレンジがＲである場合、後退方向（マイナス方向）が、目標トルクの方向として決定される。

上述のステップＳ１１０において、第２検出信号Ｓｒ２が正常電圧範囲内であると判定された場合（ステップＳ１１０：ＹＥＳ）、つまり、第１レンジセンサ６１および第２レンジセンサ６２のいずれにおいても、断線および短絡が生じていないと判定された場合、目標トルク方向決定部２１は、両方のレンジセンサ６１、６２の検出結果が一致するか否かを判定する（ステップＳ１１５）。両方のレンジセンサ６１、６２の検出結果が一致すると判定された場合（ステップＳ１１５：ＹＥＳ）、上述のステップＳ１２０が実行され、第１レンジセンサ６１の検出結果に基づき目標トルクの方向が決定される。なお、ステップＳ１２０に代えて、第２レンジセンサ６２の検出結果に基づき目標トルクの方向が決定されてもよい。

これに対して、両方のレンジセンサ６１、６２の検出結果は一致しないと判定された場合（ステップＳ１１５：ＮＯ）、目標トルク方向決定部２１は、車速Ｖに応じた正常センサ判別処理を実行する（ステップＳ１４０）。かかる処理は、第１レンジセンサ６１と第２レンジセンサ６２とのうち、正常である可能性がより高いレンジセンサを特定し、かかるセンサと、車両５００の車速Ｖとに応じて、目標トルクの方向を決定する、或いは、故障信号Ｓｆｓを出力する処理である。かかる処理について、図７を用いて具体的に説明する。

図７において、横列（行）は、第１検出信号Ｓｒ１の示すシフトレンジ、つまり、第１レンジセンサ６１が検出したシフトレンジを示す。また、縦列（列）は、第２検出信号Ｓｒ２の示すシフトレンジ、つまり、第２レンジセンサ６２が検出したシフトレンジを示す。図７では、２つのレンジセンサ６１、６２の検出結果（指定シフトレンジ）の組み合わせ毎に、目標トルクの方向がどのように決定されるかがマップ状に表されている。目標トルク方向決定部２１は、２つのレンジセンサ６１、６２の検出結果と、車速Ｖとに基づき、図７に示すように、目標トルクの方向を決定する。なお、ステップＳ１４０が実行される場合、第１レンジセンサ６１が検出したシフトレンジと、第２レンジセンサ６２が検出したシフトレンジとは互いに異なる。そこで、図７では、ステップＳ１４０が実行されない場合、すなわち、第１レンジセンサ６１が検出したシフトレンジと、第２レンジセンサ６２が検出したシフトレンジとが一致する場合について、便宜上、「正常」と表されている。「正常」とは、第１レンジセンサ６１の検出結果（第１検出信号Ｓｒ１）に基づき目標トルクの方向が決定されること（上述のステップＳ１２０）を意味する。

第１レンジセンサ６１の検出結果がＰであり、第２レンジセンサ６２の検出結果がＲ、Ｎ、およびＤのいずれかであり、車速Ｖが時速１０ｋｍ（キロメートル）よりも高い場合、第２レンジセンサ６２の検出結果に基づき、目標トルクの方向が決定される。実際のシフトレンジがＰである場合、パーキングロックが実行される、すなわち、駆動用ギアはメカ的に動かないように固定される。このため、車速Ｖが時速１０ｋｍよりも高くなることは生じ得ない。そこで、この場合、第１レンジセンサ６１の検出結果（Ｐ）が誤りである可能性が高く、かかる誤りのために、２つのレンジセンサの検出結果が互い一致せず、第２レンジセンサ６２の検出結果は正しい状況が想定される。したがって、この場合、第２レンジセンサ６２の検出結果に基づき、目標トルクの方向を決定するようにしている。なお、第１レンジセンサ６１の検出結果に誤りが生じる理由としては、例えば、第１レンジセンサ６１の可動部材と抵抗体との接触不良や、電源故障などが想定される。なお、上述の時速１０ｋｍは、適宜変更可能である。パーキングロックが実行された場合には、車両５００は、前進または後退を行うことができない。したがって、車両５００が移動していることを検出可能な任意の車速に変更してもよい。例えば、時速０ｋｍよりも高く時速２０ｋｍ未満の範囲の任意の車速としてもよい。また、例えば、時速０ｋｍよりも高く時速１０ｋｍ以下の範囲の任意の車速としてもよい。

同様な理由で、第２レンジセンサ６２の検出結果がＰであり、第１レンジセンサ６１の検出結果がＲ、Ｎ、およびＤのいずれかである場合、且つ、車速Ｖが時速１０ｋｍよりも高い場合、第１レンジセンサ６１の検出結果に基づき、目標トルクの方向が決定される。

第１レンジセンサ６１の検出結果がＲであり、第２レンジセンサ６２の検出結果がＤであり、車速Ｖが時速５０ｋｍよりも高い場合、第２レンジセンサ６２の検出結果に基づき、目標トルクの方向が決定される。実際のシフトレンジがＲである場合、車速Ｖが時速５０ｋｍよりも高い値となることは起こり得ない。そこで、この場合、第１レンジセンサ６１の検出結果が誤りである可能性が高く、かかる誤りのために、２つのレンジセンサの検出結果が互い一致せず、第２レンジセンサ６２の検出結果は正しい状況が想定される。したがって、この場合、第２レンジセンサ６２の検出結果に基づき、目標トルクの方向を決定するようにしている。なお、上述の時速５０ｋｍは、適宜変更可能である。具体的には、実際のシフトレンジがＲである場合に達成不可能な任意の車速に変更してもよい。例えば、時速３０ｋｍ以上時速８０ｋｍ以下の範囲の任意の車速としてもよい。また、例えば、時速４０ｋｍ以上時速６０ｋｍ以下の範囲の任意の車速としてもよい。

同様な理由で、第１レンジセンサ６１の検出結果がＤであり、第２レンジセンサ６２の検出結果がＲであり、車速Ｖが時速５０ｋｍよりも高い場合、第１レンジセンサ６１の検出結果に基づき、目標トルクの方向が決定される。

第１レンジセンサ６１の検出結果がＮであり、第２レンジセンサ６２の検出結果がＲである場合と、第１レンジセンサ６１の検出結果がＲであり、第２レンジセンサ６２の検出結果がＮである場合と、第１レンジセンサ６１の検出結果がＤであり、第２レンジセンサ６２の検出結果がＮである場合と、第１レンジセンサ６１の検出結果がＮであり、第２レンジセンサ６２の検出結果がＤである場合とには、第１レンジセンサ６１と第２レンジセンサ６２とのうちのいずれが正常であるかを判別することは不可能である。そこで、この場合、目標トルク方向決定部２１は、故障信号Ｓｆｓを電動発電機制御装置４１に送信する。故障信号Ｓｆｓを受信した電動発電機制御装置４１は、上述のように、フェールセーフ動作を実行する。上述のステップＳ１２０、Ｓ１３０、Ｓ１３５、Ｓ１４０の実行後、ステップＳ１０５に戻る。

なお、図７において図示は省略されているが、第１レンジセンサ６１と第２レンジセンサ６２とのうちの一方の検出結果がＰであり、他方の検出結果が、Ｒ、Ｎ、Ｄのうちのいずれかであり、かつ、車速Ｖが時速１０ｋｍ未満である場合には、判別不能であるものとして、目標トルク方向決定部２１は、故障信号Ｓｆｓを電動発電機制御装置４１に送信する。同様に、第１レンジセンサ６１と第２レンジセンサ６２とのうちの一方の検出結果がＲであり、他方の検出結果がＤであり、かつ、車速Ｖが時速５０ｋｍ未満である場合には、判別不能であるものとして、目標トルク方向決定部２１は、故障信号Ｓｆｓを電動発電機制御装置４１に送信する。

以上説明した本実施形態の車両制御装置１００によれば、第１検出信号Ｓｒ１の電圧と、第２検出信号Ｓｒ２の電圧とのうちの一方のみが正常電圧範囲内でない場合に、第１検出信号Ｓｒ１と第２検出信号Ｓｒ２とのうちの正常電圧範囲内である検出信号の電圧に基づき、指定シフトレンジを検出し、該検出された指定シフトレンジを利用して目標トルクの方向を決定するので、第１レンジセンサ６１および第２レンジセンサ６２から成る二重化されたレンジセンサにおいて故障が発生しても電動発電機４０が停止される事態を抑制できる。

また、第１検出信号Ｓｒ１の電圧と、第２検出信号Ｓｒ２の電圧と、のいずれも正常電圧範囲内であり、かつ、第１レンジセンサ６１の検出結果と第２レンジセンサ６２の検出結果とが一致しない場合に、車両５００に搭載されている車速センサ６４の検出結果と、第１レンジセンサ６１の検出結果と、第２レンジセンサ６２の検出結果とを利用して、目標トルクの方向を決定するので、第１レンジセンサ６１および第２レンジセンサ６２のいずれかにおいて、断線または短絡とは異なる理由で検出結果が異常になった場合でも、目標トルクの方向として、正しい方向を決定できる。

また、第１レンジセンサ６１と第２レンジセンサ６２とのうち、いずれか一方の検出結果が駐車を示すＰレンジであり、他方の検出結果がＰレンジ以外のレンジ（Ｒ、Ｎ、Ｄ）であり、車速センサ６４の検出結果が時速１０ｋｍよりも大きい場合に、Ｐレンジ以外のレンジの検出結果を利用して、目標トルクの方向を決定するので、第１レンジセンサ６１と第２レンジセンサ６２とのうち、検出結果が異常でない可能性が高いレンジセンサの検出結果を利用して目標トルクの方向を決定でき、目標トルクの方向として、正しい方向を決定できる。

また、第１レンジセンサ６１と第２レンジセンサ６２とのうち、いずれか一方の検出結果が後進を示すＲレンジであり、他方の検出結果が前記Ｒレンジ以外のレンジ（Ｐ、Ｎ、Ｄ）であり、車速センサ６４の検出結果が時速５０ｋｍよりも大きい場合に、Ｒレンジ以外のレンジの検出結果を利用して、目標トルクの方向を決定するので、第１レンジセンサ６１と第２レンジセンサ６２とのうち、検出結果が異常でない可能性が高いレンジセンサの検出結果を利用して目標トルクの方向を決定でき、目標トルクの方向として、正しい方向を決定できる。

また、第１検出信号Ｓｒ１の電圧と、第２検出信号Ｓｒ２の電圧と、のいずれも正常電圧範囲内でない場合、故障信号Ｓｆｓを、電動発電機制御装置４１に送信し、また、電動発電機制御装置４１は、故障信号を受信すると、電動発電機４０の停止を含むフェールセーフ動作を実行するので、誤った目標トルクの方向に基づき電動発電機４０が駆動されることを抑制できる。

Ｂ．その他の実施形態：
（１）上記実施形態における目標トルクの方向決定処理のステップＳ１１５において、両方のレンジセンサ６１、６２の検出結果が一致しないと判定された場合（ステップＳ１１５：ＮＯ）、車速に応じた正常センサ判別処理（ステップＳ１４０）に代えて、目標トルク方向決定部２１は、故障信号Ｓｆｓを電動発電機制御装置４１に送信してもよい。かかる構成においても、ステップＳ１２０およびＳ１３０が実行される状況においては、断線および短絡が生じていないレンジセンサの検出結果を利用して目標トルクの方向が決定されるので、本実施形態の車両制御装置１００と同様な効果を奏する。

（２）上記実施形態における車速に応じた正常センサ判別処理（ステップＳ１４０）において、第１レンジセンサ６１の検出結果がＰであり、第２レンジセンサ６２の検出結果がＲ、Ｎ、およびＤのいずれかであり、車速Ｖが時速１０ｋｍよりも高い場合、第２レンジセンサ６２の検出結果に基づき、目標トルクの方向が決定されていたが、本開示はこれに限定されない。かかる場合には、故障信号Ｓｆｓを電動発電機制御装置４１に送信するようにしてもよい。同様に、第２レンジセンサ６２の検出結果がＰであり、第１レンジセンサ６１の検出結果がＲ、Ｎ、およびＤのいずれかである場合、且つ、車速Ｖが時速１０ｋｍよりも高い場合には、故障信号Ｓｆｓを電動発電機制御装置４１に送信するようにしてもよい。

（３）上記実施形態における車速に応じた正常センサ判別処理（ステップＳ１４０）において、第１レンジセンサ６１の検出結果がＲであり、第２レンジセンサ６２の検出結果がＤであり、車速Ｖが時速５０ｋｍよりも高い場合、第２レンジセンサ６２の検出結果に基づき、目標トルクの方向が決定されていたが、本開示はこれに限定されない。かかる場合には、故障信号Ｓｆｓを電動発電機制御装置４１に送信するようにしてもよい。同様に、第１レンジセンサ６１の検出結果がＤであり、第２レンジセンサ６２の検出結果がＲであり、車速Ｖが時速５０ｋｍよりも高い場合には、故障信号Ｓｆｓを電動発電機制御装置４１に送信するようにしてもよい。

（４）上記実施形態において、第１検出信号Ｓｒ１が正常電圧範囲内でなく、且つ、第２検出信号Ｓｒ２が正常電圧範囲内でない場合（ステップＳ１２５：ＮＯ）、目標トルク方向決定部２１は、故障信号Ｓｆｓを電動発電機制御装置４１に送信していたが、本開示はこれに限定されない。例えば、現在のシフトレンジを維持するようにしてもよい。かかる構成においても、一時的な接触不良である場合、しばらく経った後に正常な接触状態に戻り、第１検出信号Ｓｒ１および第２検出信号Ｓｒ２のうちの少なくとも一方が正常電圧範囲内になる場合も起こり得る。

（５）上記実施形態では、フェールセーフ動作には、電動発電機４０の停止が含まれていたが、本開示はこれに限定されない。電動発電機４０の停止に代えて、他の任意の処理を実行してもよい。例えば、車両５００に搭載された図示しない記憶装置に故障発生をログとして記録してもよい。

（６）上記実施形態において、第１レンジセンサ６１および第２レンジセンサ６２は、いずれも接点式レンジセンサとして構成されていたが、これらのうちの少なくとも一方は、無接点式レンジセンサにより構成されてもよい。無接点式レンジセンサとしては、例えば、ホール素子を用いた磁気センサを利用したレンジセンサを用いてもよい。かかる構成においても、ホール素子の故障が生じた場合に、電動発電機４０が停止される事態を抑制できる。

（７）上記実施形態において、目標トルク方向決定部２１は、走行制御監視部２０とは独立した機能部として構成されてもよい。

（８）上記実施形態において、ハードウェアによって実現されていた構成の一部をソフトウェアに置き換えるようにしてもよく、逆に、ソフトウェアによって実現されていた構成の一部をハードウェアに置き換えるようにしてもよい。例えば、走行制御部１０、走行制御監視部２０、および目標トルク方向決定部２１のうちの少なくとも１つの機能部を、集積回路、ディスクリート回路、またはそれらの回路を組み合わせたモジュールにより実現してもよい。また、本開示の機能の一部または全部がソフトウェアで実現される場合には、そのソフトウェア（コンピュータプログラム）は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納された形で提供することができる。「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスクやＣＤ－ＲＯＭのような携帯型の記録媒体に限らず、各種のＲＡＭやＲＯＭ等のコンピュータ内の内部記憶装置や、ハードディスク等のコンピュータに固定されている外部記憶装置も含んでいる。すなわち、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、データパケットを一時的ではなく固定可能な任意の記録媒体を含む広い意味を有している。

本開示は、上述の実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した形態中の技術的特徴に対応する実施形態中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。

２１目標トルク方向決定部、４０電動発電機、５０シフトレバー、６１第１レンジセンサ、６２第２レンジセンサ、１００車両制御装置、５００車両

Claims

電動発電機（４０）を駆動源とする車両（５００）を制御する車両制御装置（１００）であって、
前記車両が備えるシフトレバー（５０）により複数のシフトレンジのうちから指定されたシフトレンジを検出する第１レンジセンサ（６１）および第２レンジセンサ（６２）による検出結果を利用して、前記電動発電機の目標トルクの方向を決定する目標トルク方向決定部（２１）を備え、
前記目標トルク方向決定部は、
前記第１レンジセンサの検出結果を示す第１検出信号の電圧が、前記複数のシフトレンジを指定した場合の電圧範囲として予め定められた正常電圧範囲内か否かを判定し、また、前記第２レンジセンサの検出結果を示す第２検出信号の電圧が、前記正常電圧範囲内であるか否かを判定し、
前記第１検出信号の電圧と、前記第２検出信号の電圧と、のうちの一方のみが前記正常電圧範囲内でない場合に、前記第１検出信号と前記第２検出信号とのうちの前記正常電圧範囲内である検出信号の電圧に基づき、前記指定された指定シフトレンジを検出し、該検出されたシフトレンジを利用して前記目標トルクの方向を決定し、
前記目標トルク方向決定部は、前記第１レンジセンサと前記第２レンジセンサとのうち、いずれか一方の検出結果が後進を示すＲレンジであり、他方の検出結果が前記Ｒレンジ以外のレンジであり、前記車両に搭載されている車速センサの検出結果が予め定められた第２閾値車速よりも大きい場合に、前記Ｒレンジ以外のレンジの検出結果を利用して、前記目標トルクの方向を決定する、
車両制御装置。
請求項１に記載の車両制御装置において、
前記目標トルク方向決定部は、前記第１検出信号の電圧と、前記第２検出信号の電圧と、のいずれも前記正常電圧範囲内であり、かつ、前記第１レンジセンサの検出結果と前記第２レンジセンサの検出結果とが一致しない場合に、前記車両に搭載されている車速センサ（６４）の検出結果と、前記第１レンジセンサの検出結果と、前記第２レンジセンサの検出結果と、を利用して、前記目標トルクの方向を決定する、車両制御装置。
請求項２に記載の車両制御装置において、
前記目標トルク方向決定部は、前記第１レンジセンサと前記第２レンジセンサとのうち、いずれか一方の検出結果が駐車を示すＰレンジであり、他方の検出結果が前記Ｐレンジ以外のレンジであり、前記車速センサの検出結果が予め定められた第１閾値車速よりも大きい場合に、前記Ｐレンジ以外のレンジの検出結果を利用して、前記目標トルクの方向を決定する、
車両制御装置。
請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の車両制御装置において、
前記目標トルク方向決定部は、前記第１検出信号の電圧と、前記第２検出信号の電圧と、のいずれも前記正常電圧範囲内でない場合、故障を示す故障信号（Ｓｆｓ）を、前記電動発電機を制御する電動発電機制御装置（４１）に送信する、車両制御装置。
請求項４に記載の車両制御装置において、
前記電動発電機制御装置は、前記故障信号を受信すると、前記電動発電機の停止を含むフェールセーフ動作を実行する、車両制御装置。