JP2004034746A - 車両の走行制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】システム異常を確実に認識することが可能な車両の走行制御装置を提供する。
【解決手段】ＥＣＵ２中のブレーキＥＣＵ２２は、油圧センサ５１、Ｇセンサ５２等の出力値を参照して所望の減速度が得られるようブレーキアクチュエータ４で付与する油圧を制御する。このとき、付与する油圧が所定時間以上継続して制御最大油圧を超えていた場合は、Ｇセンサ５２、油圧センサ５１等の異常と判定して、制御を終了する。
【選択図】　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はブレーキ量を調整して自車両の走行を制御する走行制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ブレーキ量を自動的に調整して自車両の速度を調整する走行制御装置が知られている。このような走行制御装置は、例えば、カメラやレーダー等を用いて先行する車両を検出し、先行車両との距離を制御しながらこれに追従して走行する走行制御装置においてアクセル制御とともに用いられる。特開平１０−１６６８９８号公報に開示されている技術はこうした技術の一例である。この技術は、運転者のブレーキ操作量によっても制御を解除しない渋滞走行モードを備えており、この渋滞走行モードで運転者のブレーキ操作量がシステムのブレーキ要求量を超えているときにはブレーキ操作量に応じてブレーキの作動を制御する。これにより、停止、発進を繰り返す走行状態での追従走行が可能となると記載されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記文献には、このようなブレーキ制御を行う走行制御装置においてシステム等に異常が発生した場合の対策については特に記載がない。特に低速走行時においては、車間距離が短いため、システムの異常認識やその旨の運転者への告知を速やかに行うと同時に、運転者の操作への移行をスムーズに行う必要がある。
【０００４】
そこで本発明は、システム等の異常を確実に認識することが可能な車両の走行制御装置を提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本発明に係る車両の走行制御装置は、自動的にブレーキを制御することで走行を制御する車両の走行制御装置において、ブレーキの制御量が所定値を超える状態が所定時間以上継続した場合に異常状態と判定することを特徴とする。
【０００６】
ブレーキの制御量が所定値を超える状態が所定時間以上継続している場合とは、自動的に所定以上の減速度を発生させようとしている状態が継続していることを意味し、制御にもかかわらず減速度が発生していないため、制御要求が続いているか、減速度は発生しているがそのような減速度要求が継続しているかのいずれかの状態であることを意味する。このような場合には、自動制御を継続するのに不適当な状態であると判定し、異常状態として処理する。これにより、自動制御に不適当な状態で自動制御を継続することがなくなり、フェールセーフ性が向上する。
【０００７】
あるいは、本発明に係る車両の走行制御装置は、車両停止に至るはずの制動力付与を超えて制動力付与が継続しても車両が停止していな場合に異常状態と判定するものでもよい。この判定は、制動継続中における制動力の積分値が車両の停止状態に至るはずの所定値を超えている場合に異常状態と判定することが好ましい。
【０００８】
このように、本来停止に至るはずの制動力付与制御を継続しているにもかかわらず、車両が停止しない場合も自動制御を継続するのは不適当であるから、異常状態として処理する。これにより、自動制御に不適当な状態で自動制御を継続することがなくなり、フェールセーフ性が向上する。
【０００９】
異常状態と判定した場合には、制御指令のうち減速方向の制御指令のみを有効として自動ブレーキ制御による走行制御を継続することが好ましい。異常状態と判定した場合に減速指令を即解除すると車両が加速に転じて運転者が不安感を感ずるおそれがある。そこで、減速指令のみを有効とすることで、車両を減速状態へ移行させることで、安全を確保し、フェールセーフ性を向上させる。
【００１０】
運転者のブレーキ操作またはシステム終了操作を検出した場合には自動ブレーキ制御による走行制御を終了することが好ましい。これにより、運転者のマニュアル操作への移行をスムーズに行うことができる。
【００１１】
異常状態と判定した場合には、運転者に告知した後に制御量を徐々に減少させて自動ブレーキ制御による走行制御を終了させる。この場合も運転者のマニュアル操作への移行をスムーズに行うことができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の参照番号を附し、重複する説明は省略する。
【００１３】
以下、先行車を検出して、自車両がこれに追従して走行するようアクセル、ブレーキを自動的に操作する走行制御装置を例に説明する。図１はこの本発明に係る走行制御装置を搭載した車両の概略図であり、図２はそのブロック構成図である。この走行制御装置６０は、先行車を検知する手段として前方にレーザー光を照射して、その反射光を検知するレーザーレーダーセンサ１が車両前部に配置されている。そして、先行車の検知および車両の走行制御は制御ＥＣＵ２によって行われ、この制御ＥＣＵ２は、車間制御ＥＣＵ２０、エンジンＥＣＵ２１、ブレーキＥＣＵ２２、メータＥＣＵ２３からなる。
【００１４】
このうち、エンジンＥＣＵ２１は、エンジン３の作動を制御するものであって、制御の中には電子制御式スロットルのスロットルモータ３１の作動制御も含まれる。ブレーキＥＣＵ２２は、各車輪に配置されるブレーキの作動を制御するものであって、各ブレーキの制動力はブレーキアクチュエータ４により付与する油圧を制御することで制御される。メータＥＣＵ２３は、表示パネル３５、スピーカー３６の作動を制御する。
【００１５】
ＥＣＵ２には、各輪の車輪速を検出する車輪速センサ５０、各ブレーキへ付与される油圧を検出する油圧センサ５１、車両の前後方向の加速度を検出するＧセンサ５２の出力と前述したレーザーレーダーセンサ１の出力信号が入力されている。
【００１６】
次に、この走行制御装置の動作について説明する。図３は、先行車と自車両の状態を示す図である。以下、先行車をＰ、自車両をＭの符号で表す。レーザーレーダーセンサ１は、レーザー光を前方に照射し、先行車Ｐで反射されたレーザー光を検出して、照射から受光までの時間および受光位置または角度を検出することにより車間制御ＥＣＵ２０が先行車Ｐの有無を判別するとともに、先行車Ｐが存在する場合は自車両Ｍとの距離（車間距離）Ｄｒと相対速度Ｖｒを求める。
【００１７】
追従制御においては、自車両の車速Ｖに基づいて目標車間距離Ｄｔを設定し、測定した車間距離Ｄｒをこの目標車間距離Ｄｔに一致させるとともに、相対速度Ｖｒが０になるよう制御する。なお、先行車Ｐの車速が所定値を超えるような場合には、定速走行を行う。
【００１８】
具体的には、車間距離ＤｒがＤｔより長い場合には、エンジンＥＣＵ２１がスロットルモータ３１を駆動することでスロットルを開くか、シフトアップを行うことで加速し、相対速度Ｖｒを正にして車間距離を詰める。なお、現在ブレーキ制御中の場合は、ブレーキＥＣＵ２２がブレーキアクチュエータ４により付与する油圧を減圧することで制動力を減少させ、制動力を０としても十分な加速が得られない場合に、上記の制御を行う。
【００１９】
車間距離ＤｒがＤｔより短い場合には、エンジンＥＣＵ２１がスロットルモータ３１を駆動することで閉じるか、シフトダウンを行い減速して、相対速度Ｖｒを負として車間距離を開く。スロットル制御やシフトダウンでは目標とされる減速度が得られない場合には、ブレーキＥＣＵ２２がブレーキアクチュエータ４により付与する油圧を増圧することで制動力を増加させてさらに減速を行う。
【００２０】
この制御の際には、車間距離、相対車速に応じて目標加速度を設定し、実加速度が目標加速度に一致するようフィードバック制御を行う。
【００２１】
この制御においては、運転者によるブレーキ操作やシステム終了操作が行われた場合のほか、システム異常等の各種異常を検出した場合に制御を終了する。以下、この制御終了処理について具体的に説明する。
【００２２】
図４は、この異常状態検出および検出時の終了処理を示す処理フローである。ここでいう異常状態は、制動系や制御系、各種センサ等のシステム異常・制御異常に限るものではなく、積雪、凍結路等の低μ路、勾配のきつい下り坂等の自動制御では十分な減速度を達成することのできない状態を含む概念である。
【００２３】
まず、ステップＳ１では、車両状態量および各種ＥＣＵ内に格納されている変数等の読み込みを行う。ステップＳ２では、制御演算に必要な入力値である車体Ｇ、車輪速、ヨーレート、舵角等間に矛盾がないか否かを判定する。矛盾がある場合には、ステップＳ３へと移行して指令値無効フラグＸｉｇを１にセットするとともに、指令値無効カウンタｉｅｇを１加算する。ステップＳ４では、指令値無効カウンタｉｅｇの値を閾値ｉｔｈ１と比較し、閾値を超えているときはステップＳ１３へと移行して異常フラグＸｆａｉｌに１を設定し、ステップＳ２０の終了制御へと移行する。閾値以下の場合には、正常と判定される入力値のみを利用して制御を続行する。
【００２４】
ステップＳ２で矛盾がないと判定された場合およびステップＳ４でｉｅｇが閾値を超えていないと判定された場合にはステップＳ５へと移行して、運転者のレンジ設定情報を判定する。レンジ設定情報が不整合の場合、例えば、ＤレンジとＲレンジがともにＯＮの場合には、異常状態と判定してステップＳ１３へと移行して異常フラグＸｆａｉｌに１を設定し、ステップＳ２０の終了制御へと移行する。レンジ設定情報が整合している場合にはステップＳ６へと移行する。
【００２５】
ステップＳ６では、ミラーデータのチェックを行う。ＲＡＭ化けによるスロットル制御を避けるため、スロットル開度演算にかかわる情報をＲＡＭに書き込む際には、ミラーデータの書き込みを同時に行う。そして、ミラーデータとの整合が取れていない場合には、ＥＣＵ内のＣＰＵの動作不具合等が考えられるため、異常状態と判定してステップＳ１３へと移行して異常フラグＸｆａｉｌに１を設定し、ステップＳ２０の終了制御へと移行する。ミラーデータと整合している場合にはステップＳ７へと移行する。
【００２６】
ステップＳ７では、車間制御ＥＣＵ２０の電圧Ｖ_Ｄをチェックする。電圧値が閾値Ｖｔｈ（正常作動可能域の最低電圧よりわずかに高い電圧に設定される。）以下となった場合には、電圧低下異常と判定してステップＳ１３へと移行して異常フラグＸｆａｉｌに１を設定し、ステップＳ２０の終了制御へと移行する。電圧値が閾値を超えている場合にはステップＳ８へと移行する。
【００２７】
ステップＳ８では、ＥＣＵ２０〜２３間の所定時間以上の通信途絶が発生していないかを判定する。通信途絶時間Δｔｂｏが所定時間Δｔ_１（０．１秒以下に設定される。）以上継続している場合には、正常な制御が不能、または、運転者への状態告知が行えないと判定してステップＳ１４へと移行して異常フラグＸｆａｉｌに２を設定し、ステップＳ２０の終了制御へと移行する。所定時間以上の通信途絶が発生していない場合にはステップＳ９へと移行する。
【００２８】
ステップＳ９では、エンジンリセット判定を行う。具体的には、エンジンＥＣＵ２１は、自身のリセット後、所定時間（Δｔ１）継続してＯＮとなるエンジンリセットフラグ信号を発生してブレーキ制御ＥＣＵ２２に対して送信している。一方、ブレーキＥＣＵ２２は、自身のリセット後に所定時間（Δｔ２）経過かつ、エンジンリセットフラグ信号ＯＮの条件が満たされているかを判定する。ここで、Δｔ２＞Δｔ１に設定されている。図５はこの判定条件を説明するタイムチャートである。通常のエンジン始動時には、エンジンＥＣＵ２１とブレーキＥＣＵ２２がほぼ同時にリセットされるため、Δｔ２経過時には、エンジンリセットフラグ信号はＯＦＦになっている。そのため、判定結果はＮＯとなる。これに対して、何らかの原因でエンジンＥＣＵ２１のみがリセットされた場合には、このリセット自体が、ブレーキＥＣＵ２２のリセット（起動）からΔｔ２以上経過しているため、上述の条件を満たし、判定結果はＹＥＳになる。このように制御中にエンジンＥＣＵ２１のみがリセットされた場合には、制御用のＲＡＭがクリアされるため、制御を即座に終了してしまう。特にブレーキ制御中には、ブレーキが即座に解除されるため、急加速感が生じ、運転者に不安感を感じさせてしまう。そこで、このような場合には、ステップＳ１３へと移行して異常フラグＸｆａｉｌに１を設定し、ステップＳ２０の終了制御へと移行する。所定時間以上の通信途絶が発生していない場合にはステップＳ１０へと移行する。
【００２９】
ステップＳ１０では、ブレーキ油圧Ｐｂが制御最大値Ｐｂｍａｘ（所定値）を超えている状態が所定時間（Δｔ３）以上継続しているか否かを判定する。本実施形態において、Ｐｂｍａｘは、走行制御中に付与が許容される許容最大油圧に等しい値に設定されているが、付与が許容されるブレーキ油圧の範囲内でひカクテキ大きなブレーキ油圧であればよく、停止保持油圧を上回り、かつ、許容最大油圧以下の値に設定してもよい。Δｔ３は、このＰｂｍａｘを超えるブレーキ油圧付与を継続した場合に、通常は車両が停止しうるのに十分な時間を意味する。システム作動時の上限車速が決まっている場合には、この上限車速において停止に必要な時間を超える固定値をΔｔ３として設定してもよい。あるいは、制動制御開始時の車速に応じてΔｔ３を設定してもよい。
【００３０】
本走行制御装置では、車両が停止した場合には、ブレーキ油圧の指令値を停止保持油圧に下げるため、Ｐｂｍａｘを下回るはずである。したがって、Ｐｂｍａｘを超えるブレーキ油圧付与が停止に至るはずのΔｔ３を超えて継続している状態とは、意図する減速度が得られず、車両停止に至っていない（ブレーキ異常のほか、路面状態が自動制御に適していない状態を含む）か、車両が停止したにもかかわらず停止保持油圧への減圧がなされていない場合、あるいは、油圧センサ５１またはＧセンサ５２が異常な異常状態と判定してステップＳ１４へと移行して異常フラグＸｆａｉｌに２を設定し、ステップＳ２０の終了制御へと移行するなお、本実施形態ではΔｔ３として車両が停止しうるのに十分な時間を設定しているが、通常の車間距離制御中に生じる許容最大油圧の継続時間よりも十分長い時間でかつ、車両が停止しうる時間よりも短い所定の時間をΔｔ３に設定することで、早めに異常状態の判定を行うことも可能である。条件が満たされない場合にはステップＳ１１へと移行する。
【００３１】
ステップＳ１１では、運転者の操作入力、例えば、ブレーキ、アクセル、シフト操作が行われたかを判定する。所定の操作入力が行われた場合には、運転者の操作を優先するため、ステップＳ５０へと移行して運転者制御への移行処理を行う。操作入力がない場合には、ステップＳ１２へと移行する。
【００３２】
ステップＳ１２では、先行車のレーンチェンジ等の所定の追従制御終了条件が満たされているか否かを判定する。条件が満たされた場合には、ステップＳ１５へと移行して異常フラグＸｆａｉｌに３を設定し、ステップＳ２０の終了制御へと移行する。条件が満たされない場合には制御を継続すべきと判定して制御処理へ移行して処理を終了する。
【００３３】
なお、ステップＳ２〜Ｓ１２の処理についてはこの順序での処理に限られるものではなく、順番に相違があってもよく、一部あるいは全部の処理を並列的に行ってもよい。
【００３４】
次に、ステップＳ２０の終了制御処理について具体的に説明する。図６はこの終了制御処理の詳細を示すフローチャートである。まずステップＳ２１では、異常フラグＸｆａｉｌの値を判定する。Ｘｆａｉｌの値が３の場合には、システムは正常で、先行車の不存在等の追従制御条件が満たされなくなった場合であるから、運転者の入力があるまで、現在の制御を継続する。具体的には、ステップＳ２２でメータＥＣＵ２３が表示パネル３５、スピーカー３６等を用いて音声または表示により追従制御を終了する旨を運転者に告知する。続くステップＳ２３では運転者の操作入力の有無を判定する。操作入力があった場合には、ステップＳ２４へと移行して後述するステップＳ５０と同様の運転者制御への移行処理を行い、処理を終了する。一方、操作入力がない場合には、ステップＳ２３へ戻ることで、運転者の入力があるまで待機状態を継続する。ここでは、制御を継続する場合を示したが、定速走行制御への移行、あるいは、所定減速度での減速等を行ってもよい。
【００３５】
ステップＳ２１でＸｆａｉｌが２と判定された場合とは、ブレーキ制御に関する異常状態と判定した場合（路面状態の異常も含む）である。この場合には、ステップＳ２６へと移行してまず、メータＥＣＵ２３が表示パネル３５、スピーカー３６等を用いて音声または表示により異常発生とその概要を運転者に告知する。ステップＳ２７では、運転者の操作入力の有無を判定する。操作入力があった場合には、ステップＳ２４へと移行して後述するステップＳ５０と同様の運転者制御への移行処理を行い、処理を終了する。一方、操作入力がない場合には、ステップＳ２８へと移行してブレーキ油圧Ｐｂとブレーキ不作動時のＰ_０とを比較する。Ｐｂ＞Ｐ_０の場合には、ステップＳ２９へと移行し、ブレーキ油圧Ｐｂを前回よりΔＰｂだけ減少させた後、ステップＳ２７へと移行する。Ｐｂ≦Ｐ_０の場合には、そのままステップＳ２７へと戻る。これにより意図した減速度が得られない異常状態が継続するのを防止し、かつ、ブレーキ油圧が急に抜けることによる急加速も防止できるので、安全性を確保することができる。
【００３６】
ステップＳ２１でＸｆａｉｌが１と判定された場合には、センサ系統の異常やＣＰＵ異常等を判定した場合である。この場合には、ステップＳ３１でステップＳ２１と同様の告知処理を行う。続く、ステップＳ３２ではステップＳ２３と同様に運転者の操作入力の有無を判定する。操作入力がある場合には、ステップＳ２４へと移行する。操作入力がない場合には、ステップＳ３３へと移行して終了制御カウンタｉｅｎｄの値を１更新する。続く、ステップＳ３４ではｉｅｎｄカウンタの値が所定値ｉｔｈ２を超えているか否かを判定する。条件が満たされている場合には、ステップＳ３５へと移行してブレーキ油圧Ｐｂとブレーキ不作動時の油圧Ｐ_０とを比較する。Ｐｂ＞Ｐ_０の場合には、ステップＳ３６へと移行し、ブレーキ油圧Ｐｂを前回よりΔＰｂだけ減少させた後、ステップＳ３２へと移行する。Ｐｂ≦Ｐ_０の場合には、そのままステップＳ３２へと戻る。
【００３７】
ステップＳ３４でｉｅｎｄカウンタの値が所定値ｉｔｈ２以下の場合には、ステップＳ３７へと移行してブレーキ制御中か、スロットル制御中かを判定する。ブレーキ、スロットル制御のいずれも行われていない場合には、そのままステップＳ３３へと戻る。スロットル制御中の場合にはステップＳ３８へと移行して、スロットル開度θを前回よりΔθだけ閉じ、再びステップＳ３３へと戻る。なお、スロットルを速やかに全閉にして緩減速させてもよい。ブレーキ制御中の場合には、ステップＳ３６へと移行して、ブレーキ油圧Ｐｂを前回よりΔＰｂより小さくする。これにより、異常状態の判定時には、運転者に異常を告知した後、運転者の操作入力が行われるまで車両を減速させることで安全側の制御を行うことができる。なお、減速によっても運転者の操作入力が所定時間以上ない場合には、ブレーキ油圧を徐々に抜くことでブレーキアクチュエータの保護を図り、通常ブレーキ性能を確保する。
【００３８】
ステップＳ５０においては、現在の制御状態から運転者の操作入力に合わせた制御状態への移行処理を行う。具体的には、運転者のブレーキ操作量やアクセル操作量が現在の制御量より大きい場合には、即座に運転者の操作状態へと移行する。運転者の操作量が現在の制御量より小さい場合には、運転者の操作量が現在の制御量を超えるまで現在の制御量を維持する。あるいは、運転者の操作量と同等になるまで制御量を所定の速度で小さくしてもよい。
【００３９】
ここで説明した制御は一例であって、他の様々な変形が可能である。例えば、ステップＳ１０に代えて、制動開始からの制動力の積分値が車両停止に至るはずの所定の値を超えても車両が停止していない場合に異常状態と判定するようにしてもよい。具体的には、発生すべき制動力に対応する制御量の積分値を車両停止に至った場合の積分値に相当する閾値と比較することによって判定すればよい。車両が停止状態に至ったか否かは、車輪速センサ５０の出力から判定してもよいし、停止保持油圧を超えるブレーキ油圧の付与が継続していることから判定してもよい。
【００４０】
以上の説明では、走行制御装置を車間距離制御に用いる場合を例に説明してきたが、本発明に係る走行制御装置は、自動走行や駐車支援にも同様に適用可能である。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、ブレーキの制御量が所定値を超える状態が所定時間以上継続している場合には、制御異常状態と判定して制御を終了するので、異常な状態で自動制御を継続するのを防止し、フェールセーフ性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る走行制御装置を搭載した車両の概略図である。
【図２】図１の装置のブロック構成図である。
【図３】先行車と自車両の状態を示す図である。
【図４】図１の装置におけるシステム異常検出および異常検出時の終了処理を示す処理フローである。
【図５】エンジンリセット判定の判定条件を説明するタイムチャートである。
【図６】図４の処理における終了制御処理の詳細を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１…レーザーレーダーセンサ、２…制御ＥＣＵ、３…エンジン、４…ブレーキアクチュエータ、２０…車間制御ＥＣＵ、２１…エンジンＥＣＵ、２２…ブレーキＥＣＵ、２３…メータＥＣＵ、３１…スロットルモータ、３５…表示パネル、３６…スピーカー、５０…車輪速センサ、５１…油圧センサ、５２…Ｇセンサ。

Claims (6)

1. 自動的にブレーキを制御することで走行を制御する車両の走行制御装置において、
   ブレーキの制御量が所定値を超える状態が所定時間以上継続した場合に異常状態と判定することを特徴とする車両の走行制御装置。
2. 自動的にブレーキを制御することで走行を制御する車両の走行制御装置において、
   車両停止に至るはずの制動力付与を超えて制動力付与が継続しても車両が停止していな場合に異常状態と判定することを特徴とする車両の走行制御装置。
3. 制動継続中における制動力の積分値が車両の停止状態に至るはずの所定値を超えている場合に異常状態と判定する請求項５記載の車両の走行制御装置。
4. 異常状態と判定した場合には、制御指令のうち減速方向の制御指令のみを有効として自動ブレーキ制御による走行制御を継続する請求項１〜３のいずれかに記載の車両の走行制御装置。
5. 運転者のブレーキ操作またはシステム終了操作を検出した場合には自動ブレーキ制御による走行制御を終了する請求項１〜４のいずれかに記載の車両の走行制御装置。
6. 異常状態と判定した場合には、運転者に告知した後に制御量を徐々に減少させて自動ブレーキ制御による走行制御を終了させる請求項１〜４のいずれかに記載の車両の走行制御装置。

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