JP2006340559A - 車両制御装置、その制御方法及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】 低速走行エリアでの安全な走行を実現することができる車両制御装置を提供する。
【解決手段】 駆動源としてモータ３を少なくとも備え、車両の走行を画面の表示によって案内するナビゲーションシステムを搭載した車両１のコントローラ１０であって、ナビゲーションシステム２１からの通知により、低速走行が必要な低速走行エリアに接近したことを検出すると、モータ３への駆動電流を制限し、車速が所定値以上にならないように制御する。従って、ドライバの誤操作によってアクセル踏み込み量が大きくなっても車両速度を制限することができ、低速走行エリアでの安全な走行を実現することができる。このため、ドライバや周囲の安全も確保することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、駆動源として少なくともモータを備える車両の制御技術に関する。特に、交差点、カーブ、スクールゾーンなど低速走行を要求される場所での安全な走行技術に関する。

車両が走行する道路、特に市街地では、交差点、カーブ、スクールゾーンなど低速走行を要求される場所が多数存在する。このような場所において、速度を落とさずに走行した場合、事故の原因ともなり、非常に危険である。

特許文献１では、駐車場に条件信号発信機を設けて、この発信機から制限速度データを車両に向けて送信する。また車両側では、制限速度データを受信部で受信し、現車速データと制限速度データとの比較結果に応じて速度超過警告メッセージを出力するようにしている。

特開２００１−１４８０９６号公報

しかしながら特許文献１の開示技術は、駐車場という限られた場所を対象に提案された技術であり、交差点やカーブ等での速度制限については考慮されていない。また、制限速度をオーバーして走行している場合に、ドライバーに速度超過を通知しているだけなので、強制的に速度を落とすことはできない。

また、低速走行を要求される場所を抜けた後は、ドライバの意志に合致した滑らかで応答性の良い加速が要求されるが、例えば、電気自動車の場合、エネルギー効率を可能な限り良くするという環境保護の観点を主眼として設計されるため、ドライバの運転操作に対する応答性はあまり高くないのが一般的である。従って、ドライバが本来望んでいる加速動作と、実際の加速動作との間にかなりの差異が生じるため、ドライバにストレスを与えることになる。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、低速走行エリアでの安全な走行を実現することができる車両制御装置、その方法及びプログラムを提供することを目的とする。

かかる目的を達成するために本発明の車両制御装置は、駆動源としてモータを少なくとも備え、車両の走行を画面の表示によって案内するナビゲーション装置を搭載した車両の制御装置であって、前記ナビゲーション装置からの通知により、低速走行が必要な低速走行エリアに前記車両が存在していることを検知した場合には、前記モータへの駆動電流を制限し、車速が所定値以上にならないように制御する制御手段を有する構成としている。このように本発明は、低速走行が必要な低速走行エリアに接近すると、モータへの駆動電流を制限して車速を制限する。従って、ドライバの誤操作によってアクセル踏み込み量が大きくなっても車両速度を制限することができ、低速走行エリアでの安全な走行を実現することができる。このため、ドライバや周囲の安全も確保することができる。

上記構成の車両制御装置において、前記車両は、該車両の傾きを検出する傾斜センサを備え、前記制御手段は、前記低速走行エリアに進入する前、又は前記低速走行エリアを走行中に前記車両の所定角度以上の傾斜を検出し、上り坂と判定すると、前記制限している前記モータへの前記駆動電流の上限を引き上げる、または前記制限を解除する。上り坂を検出すると、モータ駆動電流の制限を禁止する、又は制限を緩和するので、上り坂での必要な駆動力を得ることができる。

上記構成の車両制御装置において、前記車両は、該車両の傾きを検出する傾斜センサを備え、前記制御手段は、前記低速走行エリアに進入する前、又は前記低速走行エリアを走行中に前記車両の所定角度以上の傾斜を検出し、下り坂と判定すると、前記制限している前記モータへの駆動電流の制限値をさらに下げる。下り坂を検出すると、モータへの駆動電流の制限値をさらに下げるので、下り坂であっても車両速度を制限することができ、低速走行エリアでの安全な走行を実現することができる。

上記構成の車両制御装置において、前記制御手段は、前記低速走行エリアから車両が出るときに、前記駆動電流の制限を解除し、前記モータへの駆動電流を一時的に高く設定する。従って、モータ駆動であっても、ドライバの運転操作に従って応答性の良い加速を提供することができる。

上記構成の車両制御装置において、前記制御手段は、前記駆動電流の制限を解除後に、アクセルの踏み込み量が所定値を超えた場合に、前記モータへの駆動電流を一時的に高く設定する。ドライバからの要求に応じて、応答性のよい加速を提供することができる。

上記構成の車両制御装置において、前記制御手段は、前記車両の備える計器盤に、車速の制限中であることを表示させる。従って、ドライバに車速の制限中であることを認識させることができる。

上記構成の車両制御装置において、前記制御手段は、前記ナビゲーション装置の表示画面に、車速の制限中であることを表示させる、又は前記ナビゲーション装置の具備するスピーカから車速の制限中であることを音声出力する。従って、ドライバに車速の制限中であることを認識させることができる。

本発明の車両制御方法は、駆動源としてモータを少なくとも備え、車両の走行を画面の表示によって案内するナビゲーション装置を搭載した車両の制御方法であって、前記ナビゲーション装置からの通知により、低速走行を必要とする低速走行エリアに前記車両が存在していることを検知した場合には、前記モータへの駆動電流を制限し、車速が所定値以上にならないように制御する。このように本発明は、低速走行が必要な低速走行エリアに接近すると、モータへの駆動電流を制限して車速を制限する。従って、ドライバの誤操作によってアクセル踏み込み量が大きくなっても車両速度を制限することができ、低速走行エリアでの安全な走行を実現することができる。このため、ドライバや周囲の安全も確保することができる。

本発明の車両制御プログラムは、駆動源としてモータを少なくとも備え、車両の走行を画面の表示によって案内するナビゲーション装置を搭載した車両の制御プログラムであって、コンピュータに、前記ナビゲーション装置からの所定信号の入力を監視する処理と、前記所定信号の入力により低速走行が必要な低速走行エリアに前記車両が存在することを検出すると、前記モータへの駆動電流を制限し、車速が所定値以上にならないように制御する処理とを実行させる。このように本発明は、低速走行が必要な低速走行エリアに接近すると、モータへの駆動電流を制限して車速を制限する。従って、ドライバの誤操作によってアクセル踏み込み量が大きくなっても車両速度を制限することができ、低速走行エリアでの安全な走行を実現することができる。このため、ドライバや周囲の安全も確保することができる。

本発明は、低速走行エリアでの安全な走行を実現することができる。

添付図面を参照しながら本実施例の最良の実施例を説明する。

まず、図１を参照しながら車両のパワートレーンについて説明する。図１に示すように、本実施例のパワートレーンは、動力源としてエンジン２とモータ３とを備え、エンジン２又はモータ３からの動力を変速する変速機４と、これらを制御する車両コントローラ１０とを含む。

変速機４の入力軸１２は、動力切替機構５を介してエンジン２と、モータ３とに接続されている。また変速機４の出力軸１３は、駆動輪１１に接続されている。この車両のパワートレーンは、さらに、直流電力を供給するバッテリ８と、バッテリ８に接続された発電機６と、車両コントローラ１０の制御に従って、モータを駆動する駆動電流を調整するインバータ３と、車両コントローラ１０の制御に従って、エンジン２を制御するエンジン制御装置９と、エンジン２からの動力を、発電機６への駆動力と、変速機４を介して駆動輪１１への駆動力とに分割する動力分割機構５とを含む。

駆動輪１１は、動力分割機構５を介して変速機４に伝達されるエンジン２の駆動力と、モータ３からの駆動力とによって駆動される。バッテリ８から供給される電力は、インバータ７で駆動電流に変換され、この駆動電流によってモータ３が駆動される。また、エンジン２による走行時には、動力分割機構５で分割された動力を発電機６側に供給し、発電機６で電力の回生を行う。発電機６で回生された電力は、インバータ７を介してバッテリ８に供給され、バッテリ８が充電される。

車両コントローラ１０は、その内部にＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）およびメモリを有し、メモリはＣＰＵで実行されるプログラム、各種マップが記憶される。車両コントローラ１０は、目標トルクを発生させるための指示トルクに基づいて、動力源であるエンジン２およびモータ３を制御する。このとき、車両コントローラ１０は、変速機４の入力軸１２にエンジン２から所定の駆動力が入力されるように、動力分割機構５を制御する。例えば、変速機４としてベルト式無段変速機を、動力分割機構５としてプラネタリギヤ機構を用いることができる。

このパワートレインでは、通常の発進時には、モータ３を用いて発進するが、バッテリ８の電荷蓄積量が低下している場合の発進時には、エンジン２とモータ３を用いて発進する。また、低速走行時には、モータ３の駆動力によって走行する。

次に、図２を参照しながら車両コントローラ１０の電気的な接続構成と、この制御について説明する。図２に示すナビゲーションシステム２１は、ＧＰＳ受信機により現在地および走行経路を検出する衛星航法装置、ジャイロコンパスなどにより現在地および走行経路を検出する自立航法装置、ＶＩＣＳなどの交通情報や道路情報を受信する路車間通信装置、道路地図データベースなどを備え、目的地までの最適経路を探索し、最適経路に沿って乗員を誘導する。ナビゲーションシステム２１から車両コントローラ１０には、現在の車両の位置情報および地図情報に基づいて、交差点情報、コーナ情報、路面傾斜情報が入力される。

方向指示器スイッチ２２からは方向指示器動作信号が車両コントローラ１０に入力される。このとき、右折および左折を区別した方向指示器動作信号が入力される。ハンドル操舵角センサ２３から車両コントローラ１０には、ハンドル操舵角信号が入力される。傾斜センサ２４から車両コントローラ１０には、車両の傾斜状態を表す傾斜センサ値が入力される。

ブレーキペダルスイッチ２５から車両コントローラ１０には、ブレーキスイッチ信号が入力される。このブレーキペダルスイッチ２５は、ブレーキペダルに接続され、ブレーキペダルがドライバにより踏まれたか否かを検知するスイッチである。

車速センサ２６は、車両の速度を検出し、車速信号を車両コントローラ１０に出力する。スロットル開度センサ２７は、スロットル弁の開度を検出して開度信号を車両コントローラ１０に出力する。アクセル開度センサ２８は、ドライバにより踏み込まれたアクセルペダルの踏み込み量（アクセル開度）を検出し、アクセル開度信号を車両コントローラ１０に出力する。

車両コントローラ１０にはさらに、エンジン２の燃料噴射装置、点火装置、スロットルバルブ制御装置などのエンジン制御装置９が接続される。車両コントローラ１０は燃料噴射装置を制御してエンジン２への燃料の供給と停止および燃料噴射量を調節するとともに、点火装置を制御してエンジン２の点火を行い、スロットルバルブ調整装置を制御してエンジン２のトルクを調節する。

また車両コントローラ１０には、インバータ７が接続される。車両コントローラ１０は、アクセルの操作量に応じて、モータ３を回転させるモータ駆動電流を制御していた。すなわち、アクセルの操作量に基づいて、モータ駆動電流を出力するインバータ７の制御を行う指令電流（制御信号）をインバータ７へ出力し、これにより車両を走行させる。

本実施例の車両制御装置は、ナビゲーションシステム２１からの通知により、交差点、カーブ、スクールゾーンなどの低速走行エリアに近づいたことを検出すると、モータ駆動に切り換え、モータ３への駆動電流を制限する。これにより低速走行エリア内では強制的に車両１の速度を制限する。なお、交差点では、ルート設定により予め右折又は左折を行うことが分かっている場合に本制御を行う。また、ナビゲーションシステム２１からの通知により、低速走行エリアを出たと判定すると、モータ駆動電流の制限を解除する。そして、ドライバのアクセル踏み込み量が大きい場合には、モータ駆動電流をハイ側にオフセットしてドライバの意志に合致した応答性の良い加速が得られるようにする。

車両コントローラ１０の動作手順を図３に示すフローチャートを参照しながら説明する。まず、車両コントローラ１０は、ナビゲーションシステム２１からの通知により交差点、カーブ、スクールゾーンなどの低速走行エリアに接近したと判定すると（ステップＳ１）、モータ３からの駆動力によって走行中であるか否かを判定する（ステップＳ２）。モータ駆動ではなく、エンジン２からの駆動力によって走行中であった場合には（ステップＳ２／ＮＯ）、低速走行に入るためエンジン駆動からモータによる駆動に切り換える（ステップＳ３）。モータ駆動に切り換えると、車両コントローラ１０は、モータ駆動電流を制限し、予め決められた速度以上がでないように制御する（ステップＳ４）。図４はアクセルの踏み込み量とモータ３へのトルク指令値の関係を示す図である。モータ３への駆動電流に制限を加え、ドライバによるアクセル操作とは無関係にモータによるトルク指令値が一定値以上にならないように制御する。なお、低速走行エリアへの接近の判定は、ＧＰＳシステムにより特定される車両の現在位置と、ナビゲーションシステム２１の具備する地図情報によって求められる低速走行エリアの位置との距離の差が、所定値以内になることによって判定される。

モータ駆動電流の制限を行った車両コントローラ１０は、ドライバへの通知を行う。例えば、図５に示すように車両の計器盤に低速走行エリアであり、速度制限を行っていることを表示させてもよいし、図６に示すようにナビゲーション画面に同様の表示を行ってもよい。

次に、ナビゲーションシステム２１からの通知により、低速走行エリアから出たと判定した場合には（ステップＳ６）、モータ駆動電流の制限を解除する（ステップＳ７）。このとき、車両の計器盤やナビゲーションシステムの画面に点灯させていた速度制限の表示は消灯する。車両コントローラ１０は、モータ駆動電流の制限を解除すると、ドライバのアクセル踏み込み量を判定する（ステップＳ８）。アクセル踏み込み量が所定値以下であった場合には（ステップＳ８／ＮＯ）、アクセル踏み込み量に応じたトルクを発生させる通常の制御を行う（ステップＳ１１）。またアクセル踏み込み量が所定値以上であった場合には（ステップＳ８／ＹＥＳ）、モータ駆動電流をハイ側にオフセットし（ステップＳ９）、ドライバの意志に合致した応答性の良い加速が得られるようにする。なお、ステップＳ６の判定は、ステップＳ１で車両が低速走行エリア内に入り、その後、その低速走行エリアから脱したか否かを判定して次のステップＳ７に移る。従って、車両が低速走行エリア内に存在し続けている場合には、ステップＳ４の速度制限が維持される。

モータ駆動電流のハイ側へのオフセットを行ってから、所定時間を経過すると（ステップＳ１０／ＹＥＳ）、モータ駆動電流のオフセットを解除し、アクセル踏み込み量に応じたトルクを発生させる通常制御に移行する（ステップＳ１１）。このようにしてモータ駆動の場合に生じる、ドライバが本来望んでいる加速動作と、実際の加速動作との差を埋めることができ、ドライバにストレスなく運転操作を行わせることができる。

また、上述した制御手順では、低速走行エリアであれば無条件にモータ駆動電流の制限を行っていたが、低速走行エリアが坂道にある場合は、上り坂、か下り坂かに応じて制御を切り換えることもできる。すなわち、上り坂の場合にはモータ駆動電流の制限を行わないように設定し、下り坂の場合にはモータ駆動電流の制限をさらに強めるように設定する。この制御手順について図７に示すフローチャートを参照しながら説明する。

車両コントローラ１０は、低速走行エリアに近づいたことをナビゲーションシステム２１からの通知により検出すると（ステップＳ２１）、モータ駆動中であるか否かを判定する（ステップＳ２２）。モータ駆動中ではなかった場合には（ステップＳ２２／ＮＯ）、モータ駆動への切り換えを行う（ステップＳ２３）。次に、車両コントローラ１０は、接近した低速走行エリアは上り坂に位置しているか否かを判定する（ステップＳ２４）。低速走行エリアは上り坂に位置しているか否かの判定は、傾斜センサ２４によって車両の傾きを検出するものであってもよいし、ナビゲーションシステム２１からの路面傾斜情報を利用するものであってもよい。低速走行エリアが上り坂に位置する場合には（ステップＳ２４／ＹＥＳ）、モータ駆動電流の制限を行わない。また上り坂に位置していない場合には（ステップＳ２４／ＮＯ）、モータ駆動電流を制限する（ステップＳ２５）。次に、車両コントローラ１０は、低速走行エリアは下り坂に位置しているか否かを判定する（ステップＳ２６）。上り坂の場合と同様に、傾斜センサ２４やナビゲーションシステム２１からの路面傾斜情報を利用することができる。低速走行エリアが下り坂には位置していない場合には（ステップＳ２６／ＮＯ）、ドライバに車両速度の制限を行っていることを通知する（ステップＳ２８）。また、低速走行エリアが下り坂に位置している場合には（ステップＳ２６／ＹＥＳ）、モータ駆動電流をさらに制限し、下り坂でもスピードがでないようにする（ステップＳ２７）。その後、ドライバに車両速度の制限を行っていることを通知する（ステップＳ２８）。

また、車両コントローラ１０は、ナビゲーションシステム２１からの通知により低速走行エリアから出たことを検出すると（ステップＳ２９／ＹＥＳ）、モータ駆動電流の制限を行っている場合にはこの制限を解除し（ステップＳ３０）、ドライバのアクセル踏み込み量を判定する（ステップＳ３１）。ドライバのアクセル踏み込み量が大きい場合には（ステップＳ３１／ＹＥＳ）、モータ駆動電流をハイ側にオフセットし（ステップＳ３２）、ドライバの意志に合致した応答性の良い加速が得られるようにする。その後、所定時間を経過すると（ステップＳ３３／ＹＥＳ）、アクセル踏み込み量に応じたトルクを発生させる通常制御に移行させる（ステップＳ３４）。また、ドライバのアクセル踏み込み量が大きくない場合には（ステップＳ３１／ＮＯ）、通常制御を行う（ステップＳ３４）。

このようにして本実施例では、低速走行エリアが坂道に位置している場合に、モータ駆動電流の制限を通常時と切り換えて、安定した走行状態を作ることができる。なお、図７に示すフローチャートでは、低速走行エリアに入る前に車両の傾斜を検出した場合に、駆動電流の制限を変更しているが、低速走行エリア内に入ってから車両の傾斜を検出した場合にも、図７に示すフローのように駆動電流の制御を変更することができる。

上述した実施例は本発明の好適な実施の例である。但しこれに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施可能である。例えば、上述した実施例では、低速走行エリアへの接近を検出すると、速度制限を行うようにしている。これに限らず、例えば低速走行エリア内に入っているときだけ速度制限を行うようにしてもよい。

車両のパワートレインの構成を示す図である。 車両コントローラの接続構成を示す図である。 車両コントローラの制御手順を示すフローチャートである。 アクセル開度とトルク指令値との関係を示す図である。 計器盤を示す図である。 ナビゲーションシステムの表示画面に表示される表示例である。 車両コントローラの第２の制御手順を示す図である。

符号の説明

１ 車両 ２ エンジン
３ モータ ４ 変速機
５ 動力分割機構 ６ 発電機
７ インバータ ８ バッテリ
９ エンジン制御装置 １０ 車両コントローラ
１１ 駆動輪 ２１ ナビゲーションシステム
２２ 方向指示器スイッチ ２３ ハンドル操舵角センサ
２４ 傾斜センサ ２５ ブレーキペダルスイッチ
２６ 車速センサ ２７ スロットル開度センサ
２８ アクセル開度センサ

Claims (9)

1. 駆動源としてモータを少なくとも備え、車両の走行を画面の表示によって案内するナビゲーション装置を搭載した車両の制御装置であって、
   前記ナビゲーション装置からの通知により、低速走行が必要な低速走行エリアに前記車両が存在していることを検知した場合には、前記モータへの駆動電流を制限し、車速が所定値以上にならないように制御する制御手段を有することを特徴とする車両制御装置。
2. 前記車両は、該車両の傾きを検出する傾斜センサを備え、
   前記制御手段は、前記低速走行エリアに進入する前、又は前記低速走行エリアを走行中に前記車両の所定角度以上の傾斜を検出し、上り坂と判定すると、前記制限している前記モータへの前記駆動電流の上限を引き上げる、または前記制限を解除することを特徴とする請求項１記載の車両制御装置。
3. 前記車両は、該車両の傾きを検出する傾斜センサを備え、
   前記制御手段は、前記低速走行エリアに進入する前、又は前記低速走行エリアを走行中に前記車両の所定角度以上の傾斜を検出し、下り坂と判定すると、前記制限している前記モータへの前記駆動電流の制限値をさらに下げることを特徴とする請求項１または２記載の車両制御装置。
4. 前記制御手段は、前記低速走行エリアから車両が出るときに、前記駆動電流の制限を解除し、前記モータへの前記駆動電流を一時的に高く設定することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の車両制御装置。
5. 前記制御手段は、前記駆動電流の制限を解除後に、アクセルの踏み込み量が所定値を超えた場合に、前記モータへの前記駆動電流を一時的に高く設定することを特徴とする請求項４記載の車両制御装置。
6. 前記制御手段は、前記車両の備える計器盤に、車速の制限中であることを表示させることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項記載の車両制御装置。
7. 前記制御手段は、前記ナビゲーション装置の表示画面に、車速の制限中であることを表示させる、又は前記ナビゲーション装置の具備するスピーカから車速の制限中であることを音声出力することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項記載の車両制御装置。
8. 駆動源としてモータを少なくとも備え、車両の走行を画面の表示によって案内するナビゲーション装置を搭載した車両の制御方法であって、
   前記ナビゲーション装置からの通知により、低速走行を必要とする低速走行エリアに前記車両が存在していることを検知した場合には、前記モータへの駆動電流を制限し、車速が所定値以上にならないように制御することを特徴とする車両制御方法。
9. 駆動源としてモータを少なくとも備え、車両の走行を画面の表示によって案内するナビゲーション装置を搭載した車両の制御プログラムであって、
   コンピュータに、前記ナビゲーション装置からの所定信号の入力を監視する処理と、
   前記所定信号の入力により低速走行が必要な低速走行エリアに前記車両が存在することを検出すると、前記モータへの駆動電流を制限し、車速が所定値以上にならないように制御する処理とを実行させることを特徴とする車両制御プログラム。
   

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