JP2013244838A

JP2013244838A - 車両の自動運転システム

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Publication number: JP2013244838A
Application number: JP2012119580A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Ozawa; 靖尾澤
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2012-05-25
Filing date: 2012-05-25
Publication date: 2013-12-09

Abstract

【課題】停車状態でのブレーキオンからアクセルオンへの切り替えの際にアクセル操作量が急増するのを抑制する。
【解決手段】目標車速Ｖｄ＊（ｔ）に基づいて停車状態でブレーキオンからアクセルオンへの踏み替え（切り替え）が要求された際、切り替えが要求されてからの経過時間Ｔ１が予め定められた踏み替え所要時間Ｔｒｅｆより大きくなったときに（Ｓ１２０）切り替えを行なうと判定する（Ｓ１４０）。そして、経過時間Ｔ１が踏み替え所要時間Ｔｒｅｆより大きくなっていないときでも、目標車速Ｖｄ＊（ｔ）が予め定められた車速閾値Ｖｒｅｆより大きくなったときに（Ｓ１３０）切り替えを行なうと判定する（Ｓ１４０）。これにより、停車状態でのブレーキオンからアクセルオンへの切り替えの際に目標アクセル開度Ａｃｃ＊（即ち、車両のアクセル開度）が急増するのを抑制することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両の自動運転システムに関し、詳しくは、車速が予め定められた時間変化する目標車速となるよう車両のアクセル操作量とブレーキ操作量とを制御する車両の自動運転システムに関する。

従来、この種の車両の自動運転システムとしては、車両の動的な走行性能試験等のために、指令車速とシャシダイナモメータにおける車両の実際の速度との偏差を車速制御系に入力し、スロットルサーボ系の開度をフィードバック制御するものにおいて、指令車速が一定でかつ指令車速と実車速との偏差が所定値以下となったときには、車速制御系におけるフィードバック制御の比例項および積分項の制御定数を小さくするものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このシステムでは、これにより、安定した車速追従性が得られるようにしている。

特開平１０−１９７４１２号公報

実車速が指令車速となるように車両のアクセル操作量やブレーキ操作量を制御する自動運転システムでは、停車状態でブレーキオンからアクセルオンへの切り替え（踏み替え）を行なう際に、予め定められた切り替え（踏み替え）に要する時間を待つことにより、アクセル操作量が急増する場合がある。こうして走行開始時（発進時）にアクセル操作量の急増が生じると、その後のフィードバック制御によってアクセル操作量の変動幅が大きくなったり変動時間が長くなったりするなどにより、走行性能試験等の試験結果を適正に得ることができるなくなる場合が生じる。

本発明の車両の自動運転システムは、停車状態でのブレーキオンからアクセルオンへの切り替えの際にアクセル操作量が急増するのを抑制することを主目的とする。

本発明の車両の自動運転システムは、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明の車両の自動運転システムは、
車速が予め定められた時間変化する目標車速となるよう車両のアクセル操作量とブレーキ操作量とを制御する車両の自動運転システムであって、
前記目標車速に基づいて停車状態でブレーキオンからアクセルオンへの切り替えが要求された際、前記切り替えが要求されてからの経過時間が予め定められた切り替え所要時間より大きくなったときに前記切り替えを行なうと判定する切り替え判定手段
を備え、
前記切り替え判定手段は、前記経過時間が前記切り替え所要時間より大きくなっていないときでも、前記目標車速が予め定められた車速閾値より大きくなったときに前記切り替えを行なうと判定する手段である、
ことを特徴とする。

この本発明の車両の自動運転システムでは、目標車速に基づいて停車状態でブレーキオンからアクセルオンへの切り替えが要求された際、切り替えが要求されてからの経過時間が予め定められた切り替え所要時間より大きくなったときに切り替えを行なうと判定する。そして、経過時間が切り替え所要時間より大きくなっていないときでも、目標車速が予め定められた車速閾値より大きくなったときに切り替えを行なうと判定する。したがって、停車状態でブレーキオンからアクセルオンへの切り替えが要求されてからの経過時間が切り替え所要時間より大きくなるまでの間に目標車速が過大になるために、ブレーキオンからアクセルオンへの切り替えが行なわれるとアクセル操作量が急増する場合でも、目標車速が車速閾値より大きくなったときにブレーキオンからアクセルオンへの切り替えを行なうから、停車状態でのブレーキオンからアクセルオンへの切り替えの際にアクセル操作量が急増するのを抑制することができる。ここで、「停車状態」は、車速が値０の状態ということもでき、「走行状態」は、車速が値０より大きい状態ということもできる。

こうした本発明の車両の自動運転システムにおいて、車速が前記目標車速となるようアクセル操作量またはブレーキ操作量の目標値を設定すると共に前記設定した目標値となるようアクセル操作量またはブレーキ操作量を制御する制御手段を備え、前記制御手段は、走行状態でブレーキオンとアクセルオンとの間のブレーキアクセル間切り替えが要求されたときには、前記ブレーキアクセル間切り替えが要求されてからの経過時間が前記切り替え所要時間より大きくなったときに前記ブレーキアクセル間切り替えが行なわれるようアクセル操作量とブレーキ操作量とを制御する手段である、ものとすることもできる。こうすれば、走行状態では要求から切り替え所要時間が経過するのを待ってブレーキオンとアクセルオンとの間の切り替えを行なうから、運転者によるブレーキとアクセルとの切り替え操作に要する時間を車速の変化により反映させやすくすることができる。

また、本発明の車両の自動運転システムにおいて、前記車速閾値は、車両毎に変更可能に予め定められた閾値である、ものとすることもできるし、前記車速閾値は、前記切り替えが要求されてからの経過時間の確保と前記切り替えを行なったとき以降のアクセル操作量の変動の抑制とが図られるように予め定められた閾値である、ものとすることもできる。

本発明の一実施例としての自動運転システム用電子制御ユニット（システムＥＣＵ）９０とシステムＥＣＵ９０により制御されるシャシダイナモメータ９４とハイブリッド自動車２０との構成の概略を示す構成図である。システムＥＣＵ９０により実行される自動運転制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。変形例のハイブリッド自動車１２０の構成の概略を示す構成図である。変形例の自動車２２０の構成の概略を示す構成図である。変形例の電気自動車３２０の構成の概略を示す構成図である。

次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。

図１は、本発明の一実施例としての自動運転システム用電子制御ユニット（以下、システムＥＣＵという）９０とシステムＥＣＵ９０により制御される周知のシャシダイナモメータ９４とハイブリッド自動車２０との構成の概略を示す構成図である。ハイブリッド自動車２０は、その駆動輪３８ａ，３８ｂがシャシダイナモメータ９４のローラ（ドラム）に載置されている。

システムＥＣＵ９０は、詳細は図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。システムＥＣＵ９０には、シャシダイナモメータ９４のローラの回転速度に相当する車速Ｖｄを検出する車速センサ９２からの信号などシャシダイナモメータ９４の状態に関するデータが入力ポートを介して入力されている。システムＥＣＵ９０からは、シャシダイナモメータ９４の駆動信号などが出力ポートを介して出力されている。また、システムＥＣＵ９０は、ハイブリッド自動車２０全体を制御するハイブリッド用電子制御ユニット（以下、ＨＶＥＣＵという）７０と通信しており、ハイブリッド自動車２０の状態に関するデータを入力すると共にシャシダイナモメータ９４の駆動を伴って車両の自動運転制御を行なうのに必要なデータをＨＶＥＣＵ７０に出力する。

ハイブリッド自動車２０は、図示するように、ガソリンや軽油などを燃料とするエンジン２２と、クランクシャフト２６の回転位置を検出するクランクポジションセンサからのクランクポジションなどエンジン２２の運転状態を検出する各種センサから信号を入力してエンジン２２を駆動制御するエンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２４と、エンジン２２のクランクシャフト２６にキャリアが接続されると共に駆動輪３８ａ，３８ｂにデファレンシャルギヤ３７を介して連結された駆動軸３６にリングギヤが接続されたプラネタリギヤ３０と、例えば同期発電電動機として構成されて回転子がプラネタリギヤ３０のサンギヤに接続されたモータＭＧ１と、例えば同期発電電動機として構成されて回転子が駆動軸３６に接続されたモータＭＧ２と、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動するためのインバータ４１，４２と、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ４３，４４からの回転位置などモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するために必要な信号を入力してインバータ４１，４２を制御することによってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するモータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）４０と、インバータ４１，４２を介してモータＭＧ１，ＭＧ２と電力をやりとりする例えば二次電池として構成されたバッテリ５０と、バッテリ５０を管理するバッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）５２と、ＨＶＥＣＵ７０と、を備える。エンジンＥＣＵ２４は、クランクシャフト２６に取り付けられた図示しないクランクポジションセンサからの信号に基づいてクランクシャフト２６の回転数、即ちエンジン２２の回転数Ｎｅも演算している。モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサ４３，４４からのモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２も演算している。

ＨＶＥＣＵ７０は、詳細は図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。ＨＶＥＣＵ７０には、イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号やシフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ，アクセルペダル８３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃ，ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ８８からの車速Ｖなどが入力ポートを介して入力されている。ＨＶＥＣＵ７０は、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２，システムＥＣＵ９０と通信ポートを介して接続されており、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。

実施例のハイブリッド自動車２０では、ＨＶＥＣＵ７０は、運転者によるアクセルペダルの踏み込み量に対応するアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸３６に出力すべき要求トルクＴｒ＊を計算し、この要求トルクＴｒ＊に対応する要求動力が駆動軸３６に出力されるように、エンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とをエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０とにより制御させる。エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２の運転制御としては、要求動力に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にエンジン２２から出力される動力のすべてがプラネタリギヤ３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによってトルク変換されて駆動軸３６に出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御するトルク変換運転モードや、要求動力とバッテリ５０の充放電に必要な電力との和に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にバッテリ５０の充放電を伴ってエンジン２２から出力される動力の全部またはその一部がプラネタリギヤ３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによるトルク変換を伴って要求動力が駆動軸３６に出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御する充放電運転モード，エンジン２２の運転を停止してモータＭＧ２からの要求動力に見合う動力を駆動軸３６に出力するよう運転制御するモータ運転モードなどがある。なお、トルク変換運転モードと充放電運転モードとは、いずれもエンジン２２の運転を伴って要求動力が駆動軸３６に出力されるようエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御するモードであり、実質的な制御における差異はないため、以下、両者を合わせてエンジン運転モードという。

実施例のシステムＥＣＵ９０では、車両の自動運転用（例えば燃費測定用などの走行試験用）の所定の走行パターンとして一定時間（例えば１０分や２０分）内の時間ｔに応じて変化する目標車速Ｖ＊（ｔ）を予め定めておき、車速センサ９２からの車速Ｖｄを目標車速Ｖ＊（ｔ）とするためのフィードバック制御によってアクセル開度ＡｃｃやブレーキペダルポジションＢＰの目標値としての目標アクセル開度Ａｃｃ＊や目標ブレーキペダルポジションＢＰ＊を設定してＨＶＥＣＵ７０に送信し、アクセル開度ＡｃｃやブレーキペダルポジションＢＰを目標アクセル開度Ａｃｃ＊や目標ブレーキペダルポジションＢＰ＊としてエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御することによってハイブリッド自動車２０を走行させる。また、システムＥＣＵ９０では、こうしてハイブリッド自動車２０を走行させたときの車速Ｖｄに基づいてこの車速Ｖｄに対応する走行抵抗分のトルクが駆動輪３８ａ，３８ｂに作用するようにシャシダイナモメータ９４を駆動する。

次に、システムＥＣＵ９０によりハイブリッド自動車２０を走行させる（自動運転する）際の動作について説明する。図２は、システムＥＣＵ９０により実行される自動運転制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、停車状態（車速Ｖｄが値０の状態）でブレーキオンされているときに所定の走行パターンによる車両の自動運転の開始が指示されたときや、所定の走行パターンによる車両の自動運転の開始後に走行状態（車速Ｖｄが値０より大きい状態）からブレーキオンにより停車状態になったときなど、停車状態でブレーキオンのときに実行される。

自動運転制御ルーチンが実行されると、システムＥＣＵ９０は、まず、アクセルオンの要求があるか否かを判定し（ステップＳ１００）、アクセルオンの要求がないと判定されたときには、アクセルオンが要求されるのを待つ。アクセルオンの要求は、所定の走行パターンによる自動運転の開始後の時間ｔに応じた目標車速Ｖ＊（ｔ）が値０より大きいか否かにより判定したり、この目標車速Ｖ＊（ｔ）と車速センサ９２からの車速Ｖｄとの偏差ΔＶ（＝Ｖ＊（ｔ）−Ｖｄ）が値０より大きいか否かにより判定したりすることができる。なお、アクセルオンが要求されるのを待つ間は、車両はブレーキオンの停車状態を保持する。

アクセルオンの要求があると判定されたときには、図示しないタイマにより計時されたアクセルオンが要求されてからの経過時間（即ち、ブレーキペダル８５からアクセルペダル８３への踏み替えが要求されてからの経過時間）Ｔ１や、所定の走行パターンによる自動運転の開始後の時間ｔに応じた目標車速Ｖ＊（ｔ）を入力し（ステップＳ１１０）、入力した経過時間Ｔ１と踏み替え所要時間Ｔｒｅｆとを比較する（ステップＳ１２０）。ここで、踏み替え所要時間Ｔｒｅｆは、実施例では、ブレーキペダル８５とアクセルペダル８３との間の踏み替え（即ち、ブレーキペダル８５からアクセルペダル８３への踏み替えやアクセルペダル８３からブレーキペダル８５への踏み替え）に要する時間として予め実験などにより求められた時間（例えば、０．２秒や０．３秒など）を用いるものとした。

ブレーキオンからアクセルオンへの踏み替え（切り替え）が要求されてからの経過時間Ｔ１が踏み替え所要時間Ｔｒｅｆより大きいと判定されたときには、車両の走行を開始させる（車両を発進させる）ためにブレーキオンからアクセルオンへの踏み替え（切り替え）を行なうと判定し（ステップＳ１４０）、目標車速Ｖ＊（ｔ）と車速センサ９２からの車速Ｖｄとの偏差ΔＶ（＝Ｖｄ＊（ｔ）−Ｖｄ）を値０とするためのフィードバック制御によって目標アクセル開度Ａｃｃ＊（値０より大きい値）を設定してＨＶＥＣＵ７０に送信する（ステップＳ１５０）。目標アクセル開度Ａｃｃ＊を受信したＨＶＥＣＵ７０は、目標アクセル開度Ａｃｃ＊に基づく要求トルクＴｒ＊により走行するようハイブリッド自動車２０のエンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２を制御する。このとき、システムＥＣＵ９０は、車速センサ９２からの車速Ｖｄに基づいてこの車速Ｖｄに対応する走行抵抗分のトルクが駆動輪３８ａ，３８ｂに作用するようにシャシダイナモメータ９４の駆動も開始する。こうした制御により、目標車速Ｖ＊（ｔ）に基づいてハイブリッド自動車２０の走行を開始させることができる。なお、ステップＳ１２０で経過時間Ｔ１が踏み替え所要時間Ｔｒｅｆ以下の場合については、後述する。

続いて、例えば車速センサ９２からの車速Ｖｄが値０より大きくなるを待ったり、所定時間が経過するのを待ったりするなど、車両が実際に走行開始（発進）するのを待ち（ステップＳ１６０）、車両が実際に走行開始したときには、目標車速Ｖ＊（ｔ）と車速センサ９２からの車速Ｖｄとの偏差ΔＶ（＝Ｖｄ＊（ｔ）−Ｖｄ）を値０とするためのフィードバック制御によって目標アクセル開度Ａｃｃ＊または目標ブレーキペダルポジションＢＰ＊を設定する（ステップＳ１７０）。この設定は、実施例では、偏差ΔＶが値０より大きいときには目標アクセル開度Ａｃｃ＊を設定し、偏差ΔＶが値０より所定値を超えて小さいときには目標ブレーキペダルポジションＢＰ＊を設定するものとした。

続いて、設定した目標アクセル開度Ａｃｃ＊または目標ブレーキペダルポジションＢＰ＊に基づいてアクセルオンからブレーキオンへの踏み替え（切り替え）またはブレーキオンからアクセルオンへの踏み替え（切り替え）であるアクセルブレーキ間踏み替えが要求されたか否かを判定する（ステップＳ１８０）。アクセルブレーキ間踏み替えは、例えば、目標アクセル開度Ａｃｃ＊が値０より大きい状態（目標ブレーキペダルポジションＢＰ＊は値０）から、Ａｃｃ＊＝０且つＢＰ＊＝０の状態を経由するか又は経由せずに、目標ブレーキペダルポジションＢＰ＊が値０より大きい状態（目標アクセル開度Ａｃｃ＊は値０）になったとき、及び、目標ブレーキペダルポジションＢＰ＊が値０より大きい状態（目標アクセル開度Ａｃｃ＊は値０）から、Ａｃｃ＊＝０且つＢＰ＊＝０の状態を経由するか又は経由せずに、目標アクセル開度Ａｃｃ＊が値０より大きい状態（目標ブレーキペダルポジションＢＰ＊は値０）になったときなどに、要求されたと判定することができる。

アクセルブレーキ間踏み替えが要求されていないときには、設定した目標アクセル開度Ａｃｃ＊または目標ブレーキペダルポジションＢＰ＊をＨＶＥＣＵ７０に送信し（ステップＳ１９０）、車速Ｖｄが値０の停車状態であるか否かを調べ（ステップＳ２３０）、停車状態でないときには、ステップＳ１７０に戻り、停車状態であるときには、本ルーチンを終了する。目標アクセル開度Ａｃｃ＊または目標ブレーキペダルポジションＢＰ＊を受信したＨＶＥＣＵ７０は、目標アクセル開度Ａｃｃ＊に基づく要求トルクＴｒ＊により走行するようハイブリッド自動車２０のエンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２を制御したり、目標ブレーキペダルポジションＢＰ＊に基づく要求制動トルクが車両に作用するよう図示しないブレーキ装置やモータＭＧ２からの制動トルクを制御する。このとき、システムＥＣＵ９０は、車速センサ９２からの車速Ｖｄに基づいてこの車速Ｖｄに対応する走行抵抗分のトルクが駆動輪３８ａ，３８ｂに作用するようにシャシダイナモメータ９４の駆動も継続する。こうした制御により、目標車速Ｖ＊（ｔ）に従ってハイブリッド自動車２０を走行させる（自動運転する）ことができる。

ステップＳ１８０でアクセルブレーキ間踏み替えが要求されたときには、図示しないタイマにより計時されたこのアクセルブレーキ間踏み替えが要求されてからの経過時間Ｔ２を入力し（ステップＳ２００）、経過時間Ｔ２と前述した踏み替え所要時間Ｔｒｅｆとを比較し（ステップＳ２１０）、経過時間Ｔ２が踏み替え所要時間Ｔｒｅｆ以下のときには、ステップＳ２００に戻って経過時間Ｔ２が踏み替え所要時間Ｔｒｅｆより大きくなるのを待ち、経過時間Ｔ２が踏み替え所要時間Ｔｒｅｆより大きくなったときに、目標車速Ｖｄ＊（ｔ）と車速Ｖｄとの偏差ΔＶに基づいて目標アクセル開度Ａｃｃ＊または目標ブレーキペダルポジションＢＰ＊を再設定してＨＶＥＣＵ７０に送信し（ステップＳ２２０）、停車状態が否かを判定し（ステップＳ２３０）、停車状態の判定結果に応じてステップＳ１７０に戻るか又は本ルーチンを終了する。ここで、アクセルブレーキ間踏み替えが要求されてからの経過時間Ｔ２が踏み替え所要時間Ｔｒｅｆより大きくなるまでの間は、車両はアクセルオフかつブレーキオフとされる。こうした制御により、目標車速Ｖ＊（ｔ）による走行中にアクセルオンとブレーキオンとの間の踏み替えが要求されたたときには、運転者により踏み替え操作に要する踏み替え所要時間Ｔｒｅｆを車速Ｖｄの変化により反映させることができる。

ステップＳ１２０でブレーキオンからアクセルオンへの踏み替え（切り替え）が要求されてからの経過時間Ｔ１が踏み替え所要時間Ｔｒｅｆ以下と判定されたときには、入力した目標車速Ｖ＊（ｔ）と車速閾値Ｖｒｅｆとを比較し（ステップＳ１３０）、目標車速Ｖ＊（ｔ）が車速閾値Ｖｒｅｆ以下のときには、ステップＳ１１０に戻り、目標車速Ｖ＊（ｔ）が車速閾値Ｖｒｅｆより大きいときには、車両の走行を開始させる（車両を発進させる）ためにブレーキオンからアクセルオンへの踏み替え（切り替え）を行なうと判定し（ステップＳ１４０）、車速Ｖｄが目標車速Ｖ＊（ｔ）となるよう目標アクセル開度Ａｃｃ＊を設定して送信するステップＳ１５０以降の処理を実行する。ここで、車速閾値Ｖｒｅｆは、自動運転対象の車両毎に変更可能に定められた閾値（車両毎（車種毎）に異なる閾値）である。また、車速閾値Ｖｒｅｆは、実施例では、走行開始時（発進時）にブレーキオンからアクセルオンへの踏み替えが要求されてからの時間の確保とこの踏み替えを行なったとき以降の目標アクセル開度Ａｃｃ＊の変動の抑制とが図られるように予め実験などにより定められた値を用いるものとした。即ち、実施例の車速閾値Ｖｒｅｆは、ブレーキオンからアクセルオンへの踏み替え（切り替え）の際に、その後の目標アクセル開度Ａｃｃ＊の変動が許容範囲内となる車速範囲の上限やこの上限より若干小さい車速として予め実験などにより定められたもの（例えば時速０．５ｋｍや時速０．６ｋｍなど）を用いるものとした。

ここで、車両の走行開始時（発進時）にも、走行中にアクセルブレーキ間切り替えが要求されたときと同様に要求から切り替え所要時間Ｔｒｅｆが経過するのを必ず待って、実際に目標アクセル開度Ａｃｃ＊や目標ブレーキペダルポジションＢＰ＊を値０より大きい値に切り替える場合を、比較例として考える。この比較例では、停車状態でブレーキオンからアクセルオンへの踏み替え（切り替え）が要求されてから踏み替え所要時間Ｔｒｅｆが経過するのを待つ間に、目標車速Ｖ＊（ｔ）と実際の車速Ｖｄとの偏差ΔＶが過大になるために、ブレーキオンからアクセルオンへの切り替え（即ち、目標アクセル開度Ａｃｃ＊を値０から値０より大きい値に設定すること）が行なわれたときに目標アクセル開度Ａｃｃ＊の急増が生じ、その後の偏差ΔＶを打ち消すためのフィードバック制御によって目標アクセル開度Ａｃｃ＊の変動幅が大きくなったり変動時間（安定するまでの時間）が長くなったりして、例えばエンジン運転モードとモータ運転モードとの切り替えの頻度が高くなるなどにより、燃費測定などの走行試験の試験結果が適正なものとならなくなる場合がある。これに対し、実施例のシステムＥＣＵ９０による自動運転制御では、走行開始時（発進時）に目標アクセル開度Ａｃｃ＊の急増が生じ得る場合でも、目標車速Ｖｄ＊（ｔ）が車速閾値Ｖｒｅｆより大きくなったタイミングでブレーキオンからアクセルオンへの切り替えを行なうから、停車状態でのブレーキオンからアクセルオンへの切り替えの際に目標アクセル開度Ａｃｃ＊（ハイブリッド自動車２０における実際のアクセル開度Ａｃｃ）が急増するのを抑制することができる。この結果、燃費測定などの走行試験の試験結果をより適正なものとして得ることができる。

また、実施例では、目標車速Ｖ＊（ｔ）による走行中にアクセルオンとブレーキオンとの間の踏み替えが要求されたたときには、必ず踏み替え所要時間Ｔｒｅｆが経過するのを待って目標アクセル開度Ａｃｃ＊を値０より大きい値に設定したり目標ブレーキペダルポジションＢＰ＊を値０より大きい値に設定したりするから、運転者により踏み替え操作に要する踏み替え所要時間Ｔｒｅｆを車速Ｖｄの変化ひいては燃費測定などの走行試験の試験結果により反映させることができる。

以上説明した実施例のシステムＥＣＵ９０による自動運転制御によれば、目標車速Ｖｄ＊（ｔ）に基づいて停車状態でブレーキオンからアクセルオンへの踏み替え（切り替え）が要求された際、切り替えが要求されてからの経過時間Ｔ１が予め定められた踏み替え所要時間Ｔｒｅｆより大きくなったときに切り替えを行なうと判定する。そして、経過時間Ｔ１が踏み替え所要時間Ｔｒｅｆより大きくなっていないときでも、目標車速Ｖｄ＊（ｔ）が予め定められた車速閾値Ｖｒｅｆより大きくなったときに切り替えを行なうと判定する。したがって、停車状態でブレーキオンからアクセルオンへの踏み替えが要求されてからの経過時間Ｔ１が踏み替え所要時間Ｔｒｅｆより大きくなるまでの間に目標車速Ｖｄ＊（ｔ）が過大になるために、ブレーキオンからアクセルオンへの切り替えが行なわれると目標アクセル開度Ａｃｃ＊が急増する場合でも、目標車速Ｖｄ＊（ｔ）が車速閾値Ｖｒｅｆより大きくなったときにブレーキオンからアクセルオンへの切り替えを行なうから、停車状態でのブレーキオンからアクセルオンへの切り替えの際に目標アクセル開度Ａｃｃ＊（即ち、車両のアクセル開度）が急増するのを抑制することができる。

実施例のシステムＥＣＵ９０によれば、目標車速Ｖ＊（ｔ）による走行中にアクセルオンとブレーキオンとの間の踏み替えが要求されたたときには、必ず要求から踏み替え所要時間Ｔｒｅｆが経過するのを待ってから目標アクセル開度Ａｃｃ＊を偏差ΔＶに基づく値０より大きい値に設定したり目標ブレーキペダルポジションＢＰ＊を偏差ΔＶに基づく値０より大きい値に設定したりするものとしたが、このときでも、要求から踏み替え所要時間Ｔｒｅｆが経過する前に目標車速Ｖ＊（ｔ）と車速Ｖｄとの偏差ΔＶの絶対値が閾値より大きくなったタイミングで目標アクセル開度Ａｃｃ＊を偏差ΔＶに基づく値０より大きい値に設定したり目標ブレーキペダルポジションＢＰ＊を偏差ΔＶに基づく値０より大きい値に設定したりするものとしてもよい。

実施例では、システムＥＣＵ９０による自動運転制御の対象としてハイブリッド自動車２０を用いて説明したが、ハイブリッド自動車２０とは異なる如何なる車両を対象としてもよい。例えば、ハイブリッド自動車２０は、エンジン２２からの動力をプラネタリギヤ３０を介して駆動輪３８ａ，３８ｂに接続された駆動軸３６に出力すると共にモータＭＧ２からの動力を駆動軸３６に出力する車両であるが、図３の変形例のハイブリッド自動車１２０に例示するように、駆動輪３８ａ，３８ｂに接続された駆動軸に変速機１３０を介してモータＭＧを取り付け、モータＭＧの回転軸にクラッチ１２９を介してエンジン２２を接続する構成とし、エンジン２２からの動力をモータＭＧの回転軸と変速機１３０とを介して駆動軸３６に出力すると共にモータＭＧからの動力を変速機１３０を介して駆動軸に出力する車両を自動運転の対象としてもよい。また、図４の変形例の自動車２２０に例示するように、駆動輪３８ａ，３８ｂに接続された駆動軸に変速機２３０を介して動力を出力するエンジン２２を備える通常のタイプの車両を自動運転の対象としてもよいし、図５の変形例の電気自動車３２０に例示するように、駆動輪３８ａ，３８ｂに接続された駆動軸に変速機２３０を介して動力を入出力するモータＭＧを備えるタイプの車両を自動運転の対象としてもよい。

実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、停車状態でブレーキオンのときに目標車速Ｖ＊（ｔ）に基づいてアクセルオンが要求されたと判定されたときにこの要求後の経過時間Ｔ１が踏み替え所要時間Ｔｒｅｆより大きくなるか又は経過時間Ｔ１が踏み替え所要時間Ｔｒｅｆ以下でも目標車速Ｖ＊（ｔ）が車速閾値Ｖｒｅｆより大きくなったときに車両の走行を開始させる（車両を発進させる）ためにブレーキオンからアクセルオンへの踏み替え（切り替え）を行なうと判定する図２の自動運転制御ルーチンのステップＳ１１０〜Ｓ１４０の処理を実行するシステムＥＣＵ９０が「切り替え判定手段」に相当する。また、目標車速Ｖ＊（ｔ）と車速Ｖｄとの偏差ΔＶが値０となるようにフィードバック制御によって目標アクセル開度Ａｃｃ＊または目標ブレーキペダルポジションＢＰ＊を設定してＨＶＥＣＵ７０に送信すると共に走行状態でアクセルブレーキ間踏み替えが要求されたときには要求後の経過時間Ｔ２が踏み替え所要時間Ｔｒｅｆより大きくなったときに目標アクセル開度Ａｃｃ＊または目標ブレーキペダルポジションＢＰ＊を設定してＨＶＥＣＵ７０に送信する図２の自動運転制御ルーチンのステップＳ１７０〜Ｓ２２０の処理を実行するシステムＥＣＵ９０が「制御手段」に相当する。

ここで、「切り替え判定手段」としては、停車状態でブレーキオンのときに目標車速Ｖ＊（ｔ）に基づいてアクセルオンが要求されたと判定されたときにこの要求後の経過時間Ｔ１が踏み替え所要時間Ｔｒｅｆより大きくなるか又は経過時間Ｔ１が踏み替え所要時間Ｔｒｅｆ以下でも目標車速Ｖ＊（ｔ）が車速閾値Ｖｒｅｆより大きくなったときに車両の走行を開始させる（車両を発進させる）ためにブレーキオンからアクセルオンへの踏み替え（切り替え）を行なうと判定するものに限定されるものではなく、目標車速に基づいて停車状態でブレーキオンからアクセルオンへの切り替えが要求された際、切り替えが要求されてからの経過時間が予め定められた切り替え所要時間より大きくなったときに切り替えを行なうと判定するものにおいて、経過時間が切り替え所要時間より大きくなっていないときでも、目標車速が予め定められた車速閾値より大きくなったときに切り替えを行なうと判定するものであれば、如何なるものとしても構わない。また、「制御手段」としては、目標車速Ｖ＊（ｔ）と車速Ｖｄとの偏差ΔＶが値０となるようにフィードバック制御によって目標アクセル開度Ａｃｃ＊または目標ブレーキペダルポジションＢＰ＊を設定してＨＶＥＣＵ７０に送信すると共に走行状態でアクセルブレーキ間踏み替えが要求されたときには要求後の経過時間Ｔ２が踏み替え所要時間Ｔｒｅｆより大きくなったときに目標アクセル開度Ａｃｃ＊または目標ブレーキペダルポジションＢＰ＊を設定してＨＶＥＣＵ７０に送信するものに限定されるものではなく、車速が目標車速となるようアクセル操作量またはブレーキ操作量の目標値を設定すると共に設定した目標値となるようアクセル操作量またはブレーキ操作量を制御するものにおいて、走行状態でブレーキオンとアクセルオンとの間のブレーキアクセル間切り替えが要求されたときには、ブレーキアクセル間切り替えが要求されてからの経過時間が切り替え所要時間より大きくなったときにブレーキアクセル切り替えが行なわれるようアクセル操作量とブレーキ操作量とを制御するものであれば、如何なるものとしても構わない。

なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。

以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等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、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明は、自動運転システムの製造産業などに利用可能である。

２０，１２０ハイブリッド自動車、２２エンジン、２４エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２６クランクシャフト、３０プラネタリギヤ、３６駆動軸、３７デファレンシャルギヤ、３８ａ，３８ｂ駆動輪、４０モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２インバータ、４３，４４回転位置検出センサ、５０バッテリ、５２バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、７０ハイブリッド用電子制御ユニット（ＨＶＥＣＵ）、８０イグニッションスイッチ、８１シフトレバー、８２シフトポジションセンサ、８３アクセルペダル、８４アクセルペダルポジションセンサ、８５ブレーキペダル、８６ブレーキペダルポジションセンサ、８８車速センサ、９０自動運転システム用電子制御ユニット（システムＥＣＵ）、９２車速センサ、９４シャシダイナモメータ、１２９クラッチ、１３０，２３０，３３０変速機、２２０自動車、３２０電気自動車、ＭＧ，ＭＧ１，ＭＧ２モータ。

Claims

車速が予め定められた時間変化する目標車速となるよう車両のアクセル操作量とブレーキ操作量とを制御する車両の自動運転システムであって、
前記目標車速に基づいて停車状態でブレーキオンからアクセルオンへの切り替えが要求された際、前記切り替えが要求されてからの経過時間が予め定められた切り替え所要時間より大きくなったときに前記切り替えを行なうと判定する切り替え判定手段
を備え、
前記切り替え判定手段は、前記経過時間が前記切り替え所要時間より大きくなっていないときでも、前記目標車速が予め定められた車速閾値より大きくなったときに前記切り替えを行なうと判定する手段である、
車両の自動運転システム。
請求項１記載の車両の自動運転システムであって、
車速が前記目標車速となるようアクセル操作量またはブレーキ操作量の目標値を設定すると共に前記設定した目標値となるようアクセル操作量またはブレーキ操作量を制御する制御手段
を備え、
前記制御手段は、走行状態でブレーキオンとアクセルオンとの間のブレーキアクセル間切り替えが要求されたときには、前記ブレーキアクセル間切り替えが要求されてからの経過時間が前記切り替え所要時間より大きくなったときに前記ブレーキアクセル間切り替えが行なわれるようアクセル操作量とブレーキ操作量とを制御する手段である、
車両の自動運転システム。
請求項１または２記載の車両の自動運転システムであって、
前記車速閾値は、車両毎に変更可能に予め定められた閾値である、
車両の自動運転システム。
請求項１ないし３のいずれか１つの請求項に記載の車両の自動運転システムであって、
前記車速閾値は、前記切り替えが要求されてからの経過時間の確保と前記切り替えを行なったとき以降のアクセル操作量の変動の抑制とが図られるように予め定められた閾値である、
車両の自動運転システム。