JP2015093560A - 移動体の駆動制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 運転者のブレーキペダル操作に応じて移動体の運動エネルギを熱エネルギとして放出する摩擦制動装置と,車両の運動エネルギを電気エネルギとして回生するモータと,車両が停止すべき位置または先行車との車間距離を検出する外界認識センサと,車両の目標停止位置または目標車間距離を演算する目標位置演算手段を備え,運転者がアクセルペダルおよびブレーキペダルの操作を行わないときのモータによる回生減速度を,前記目標停止位置で停止するために必要な減速度,または前記目標車間距離で先行車との相対速度をゼロにするために必要な減速度よりも小さく制御する。
【選択図】 図5
Description
その結果として,目標とする停止位置を定めた場合に,回生制動力のみで目標停止位置に停止できる場合や,回生制動力のみで目標停止位置よりも手前で停止してしまう場合や,摩擦制動力の併用が必要な場合など,様々なケースが考えられ,運転者に違和感を与えてしまう恐れがある。また,先行車との車間距離制御においても,回生制動力のみで目標車間距離を確保できる場合や,回生制動力のみで目標車間距離よりも手前で減速を終了してしまう場合や,摩擦制動力の併用が必要な場合など,様々なケースが考えられ,運転者に違和感を与えてしまう恐れがある。また,外界認識装置で目標停止位置が認識できる場合,認識できない場合とで回生制動力に変化が生じた場合も,運転者に違和感を与えてしまう虞がある。
図1は、本発明の実施形態の制動支援装置を搭載した車両の構成である。尚,本実施例は乗用車の車両で説明するが,商用車や建設機械など運転者が操作する移動体であれば本発明を適用できる。
また車両には、車両の運動状態を検出する手段として、車両の前後の左右に車輪速センサ7fL、7fR、7rL、7rR、車両挙動センサ8が備わり、車両の運動状態に応じた信号をコントローラ1へ伝送する。車両挙動センサ8は、前後加速度、横加速度、ヨーレートを検出できる。
また車両には、自車両周辺の外界環境を検出する手段として、前方カメラ10f、前方レーダ11f、後方カメラ10r、後方レーダ11rが備わり、自車両周辺のレーンマーカや障害物などの情報をコントローラ1へ伝送する。前方カメラ10fは自車周辺の画像を取得する画像取得手段と、取得画像中のレーンマーカまたは路面境界に基づいて車線を認識する車線認識手段としての機能を有している。前方カメラ10fは信号の位置や停止線の位置,信号の色や右左折可否の表示,白線などのレーンマーカ、路肩などの路面境界を認識し、自車両との位置関係や、自車線または隣接車線のレーンマーカ間の幅、左右の路面境界間の幅、レーンマーカと路面境界の種類を出力する。レーンマーカと路面境界に関する道路情報は、自車両前方の複数の位置での情報を有する。さらに、自車両の後方と側方に関しても、複数の位置での道路情報を有する。レーンマーカの種類とは、線、キャッツアイ、ボッツドッツなどの種類、線の色、線の種類(実線・破線・点線・ハッチング)などのである。路面境界の種別とは、路肩の端部、側溝、縁石、ガードレール、壁、土手などである。
また、車両には運転者への情報提供を行うための情報提供手段26が備わり、走行支援の種類に応じて、画像表示、音、警告灯などによって支援の情報を提供する。情報提供手段26は例えばスピーカを内蔵したモニタ装置であり、1ヶ所だけでなく、複数箇所へ設置しても良い。
図2は、本発明の実施形態の制動支援装置に関して、主な構成要素と信号の流れを説明する図である。道路状態取得部51は、前方カメラ10f、前方レーダ11f、ナビゲーション装置6の少なくとも一つから、信号の位置,停止線の位置,信号の色,右左折可否の表示,車線の位置、車線の曲率、車線の幅、車線の数などの情報を取得する演算部である。目標停止位置演算部52は、道路状態取得部51からの情報(特に、先行車の位置、停止線の位置)に基づき、車両が停止すべき位置(以下、目標停止位置と呼ぶ)と、そこまでの距離を演算する。運転者意思取得部53は、アクセルペダル操作量センサ4、ブレーキペダル操作量センサ5や、図示しない走行モード設定スイッチからの情報によって、運転者の操作に関わる情報を取得する演算部である。減速意思判断部54は、運転者意思取得部53からの情報に基づき、運転者に減速の意思があるか否かを判断する演算部である。例えば、アクセルペダルから足が離れているときには、減速意思があると判断する。目標速度,目標加速度演算部55は、目標停止位置までの距離、運転者の減速意思,車両の運動状態に基づいて、目標停止位置での目標速度,目標停止位置で停止するまでの減速度を演算する。車両運動制御部56は、目標加速度演算部55からの目標減速度に基づいて車両運動を制御する。具体的には、モータ22に回生トルクを与えて、車両に制動力を付与する。
ステップs2では、停止線33の位置などの道路情報に基づいて、図4に示すような、目標停止位置X,自車両31との停止線までの距離L(目標停止距離L)を求める。ステップs3では、運転者の操作量情報によって、運転者が自動減速の介入を許可している否かの判断を行う。運転者がアクセルペダルを離していれば、自動減速の許可意思があるとして、ステップs4へ進む。運転者の許可意思がないと判断すれば、制御を終了する。
ステップs4では,目標停止距離Lから、目標停止位置Xまでの目標減速度Gxを演算する。
Gxs= V2/(2L)
から求める。すなわち停止減速度Gxsで減速を続ければ,目標停止位置Xで停止できることになる。次に,ブレーキペダルが踏まれていないときの,回生制動のみによる目標減速度Gxが,
Gx<Gxs
となるように目標減速度Gxを設定する。このように,目標減速度Gxを停止減速度よりも小さく設定することで,回生制動のみの減速度では目標停止位置Xで停止できないことになるため,運転者のブレーキペダル操作を促すことができる。
Gx=(V2―Vs2)/(2L)
目標減速度Gxを,停止減速度Gxs(=V2/(2L))よりも小さく設定する場合に,アクセルペダルを話した時点の速度Vと停止距離Lを継続して使用することも可能であるが,アクセルペダル解放のタイミングに限定されるわけではない。つまり,時々刻々変化するVとLに応じて停止減速度Gxsを遂次算出し,その時点の目標減速度Gxを停止減速度Gxsよりも小さく設定することで,回生制動のみでは目標停止位置で停車できないことを運転者に認知させることができる。
次に図6を用いて、外界情報に応じて減速度の大きさをより緻密に調整する場合の制御例を示す。図4の説明では,停止線での停車を想定したが,信号が伴う停止線の場合は,停止線で停止すべきか否かは,信号の色によって異なる。また,ある時点での信号が赤色であっても,自車両が信号が通過するタイミングで青色に変わることが予測できれば,停止線で停止する必要はなくなる。したがって,停止線で停止すべき確率(確度)に応じて減速度を変化させることによって,より運転者の運転操作に近づけることができ,回生制動制御の違和感を低減できる。
次に図7を用いて、外界情報に応じて減速度の大きさを調整する別の制御例を示す。図7の左図のように,自車両31の前方に停止車両(先行車32)がある場合,その車両が自車線内の中央に停車していれば,自車両31もそれに衝突しないよう減速し,停車する必要がある。しかし,図7の右図のように,前方の停止車両が自車線から逸れた位置に停車していれば,自車両31は減速する必要がない。このように,自車両31が前方の車両に対して停車すべきか否かは,前方車両との距離だけではなく,自車線からのオフセット量Yによっても変化する。
図7の左図のように,高い確率で停車が必要と判断できる場合には,図6-(c)のように,比較的強い回生制動を作用させ,回生量の増加を図る。一方,図7の右図のように,停止する必要性が低い場合は,図6-(a)のように,比較的弱い回生制動に留め,運転者の違和感を低減する。
次に図8を用いて、外界情報に応じて減速度の大きさを調整する別の制御例を示す。図8では,前方カメラ10fまたは前方レーダ11fが,自車の前方に速度Vaで走行中の先行車32を検知できており,自車の速度Vの方が速いため(V>Va),先行車32へ接近している状態である。
Gxc=(V2―Va2)/(2L)
から算出する。すなわち車間確保減速度Gxcで減速を続ければ,所定時間内の経過時間後に目標車間距離Dで追従走行できることになる。次に,ブレーキペダルが踏まれていないときの,回生制動のみによる目標減速度Gxが,
Gx<Gxc
となるように目標減速度Gxを設定する。このように,目標減速度Gxを車間確保減速度Gxcよりも小さく設定することで,回生制動のみの減速度では目標車間距離Dを越えて先行車へ接近してしまうことになるため,運転者のブレーキペダル操作を促すことができる。
以上のような回生減速度Gxの大小を,情報提示手段26で運転者に提示することで,運転者の違和感をより低減できる。また,目標停止位置での目標速度Vsを表示することで,コントローラ1の意図を運転者に提示することもできる。また,コントローラ1がドライバのブレーキペダル操作を想定しているにもかかわらず,運転者のブレーキペダル操作が行われない場合,音や警告灯によって運転者に警告する。これによって,運転者のブレーキペダル操作をより確実に促すことができる。
以上のように、本発明を適用した実施形態によれば、停止位置や先行車などの外界環境に応じて回生制動による減速度を調整し,目標停止位置で停止する減速度や,目標車間距離を確保する減速度よりも小さく設定する。これにより、運転者にブレーキペダルの操作を促すことができ,運転者に停車動作や減速度の微調整を委ねることができ,運転者の違和感を低減可能な回生制動制御装置を提供できる。
2…操舵角センサ
3…方向指示器レバー
4…アクセルペダル操作量センサ
5…ブレーキペダル操作量センサ
6…ナビゲーション装置
7fL,7fR,7rL,7rR…車輪速度センサ
8…車両挙動センサ
10f…前方カメラ
10r…後方カメラ
11f…前方レーダ
11r…後方レーダ
21…エンジン
22…モータ
23…摩擦制動装置
2…アクセルペダル
25…ブレーキペダル
26…情報提示手段
31…自車両
32…先行車
33…停止線
51…道路状態取得部
52…目標停止位置演算部
53…運転者意思取得部
54…減速意思判断部
55…目標加速度演算部
56…車両運動制御部
Claims (5)
- 運転者のブレーキペダル操作に応じて移動体の運動エネルギを熱エネルギとして放出する摩擦制動装置と,車両の運動エネルギを電気エネルギとして回生するモータと,車両が停止すべき位置または先行車との車間距離を検出する外界認識センサと,車両の目標停止位置または目標車間距離を演算する目標位置演算手段を備え,運転者がアクセルペダルおよびブレーキペダルの操作を行わないときのモータによる回生減速度を,前記目標停止位置で停止するために必要な減速度,または前記目標車間距離で先行車との相対速度をゼロにするために必要な減速度よりも小さく制御することを特徴とする車両(移動体)の駆動制御装置。
- 運転者のブレーキペダル操作に応じて移動体の運動エネルギを熱エネルギとして放出する摩擦制動装置と,車両の運動エネルギを電気エネルギとして回生するモータと,車両が停止すべき位置または先行車との車間距離を検出する外界認識センサと,車両の目標停止位置または目標車間距離を演算する目標位置演算手段を備え,運転者がアクセルペダルとブレーキペダルの操作を行わない状態で,モータによって回生減速度を発生させる場合,前記目標停止位置における車両の速度,または目標車間距離における先行車との相対速度をゼロより大きい速度に制御することを特徴とする車両(移動体)の駆動制御装置。
- 請求項1と請求項2のいずれかに記載の駆動制御装置において、運転者が目標停止位置で停止すべき確率が高いほど,モータによる回生減速度を大きく,または停止位置での速度が小さくなるように,回生制動力を制御する車両(移動体)の駆動制御装置。
- 請求項3に記載の駆動制御装置において、信号機の色が識別できる場合は,信号機の色が識別できない場合よりも,モータによる回生減速度を大きく,または停止位置での速度が小さくなるように,回生制動力を制御する車両(移動体)の駆動制御装置。
- 請求項3に記載の駆動制御装置において、車両に対する前記先行車の左右方向の位置のオフセット量が小さいほど,目標停止位置での速度が高くなるように制御 モータによる回生減速度を大きく,または停止位置での速度が小さくなるように,回生制動力を制御する車両(移動体)の駆動制御装置。
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