JP2016025683A

JP2016025683A - 車両走行制御装置

Info

Publication number: JP2016025683A
Application number: JP2014146225A
Authority: JP
Inventors: 浩史山田; Hiroshi Yamada
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2014-07-16
Filing date: 2014-07-16
Publication date: 2016-02-08
Anticipated expiration: 2034-07-16
Also published as: US20160016469A1; DE102015111212A1; JP6048457B2

Abstract

【課題】先行車追従制御中における停止間際の減速フィーリングを高める車両走行制御装置を提供する。
【解決手段】車両走行制御装置１０は、クリープトルクを発生させる電気モータ４２と、少なくとも自車が停止状態に至るまで、先行車の走行状態に基づいて先行車と自車との車間を調整する先行車追従制御を継続する先行車追従制御手段２０と、先行車追従制御中且つ自車走行中は、電気モータで発生させるクリープトルクの目標値を所定値に保持するクリープトルク制御手段とを含む。
【選択図】図１

Description

本開示は、車両走行制御装置に関する。

停止直前時に、自車速に応じた目標車間距離と相対車速とにより自車が安全に停止する減速度に基づく減速制御から、検出した車間距離と自車速とにより当該車間距離から目標停止距離を減じた距離で停止するのに必要な減速度の割合を多くする重み付け加算に基づく減速制御へと移行する追従走行制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開2010-228644号公報

ところで、ハイブリッド車や電気自動車の場合、電気モータによりクリープトルクを発生させることができる。この際、運転者の要求減速度（例えばブレーキ踏力やマスタシリンダ圧）に応じてクリープトルクを可変することが考えられる。例えば、低速域でブレーキが踏まれているときには（要求減速度が大）、燃費向上のためにクリープトルクを発生させない一方、上り坂でのずり下がり防止や、ブレーキペダルからアクセルペダルへの踏み変えの際の発進遅れ防止のために、ブレーキ踏力が弱くなったとき（要求減速度が小）、比較的大きいクリープトルクを発生させる仕様が考えられる。

また、近年では、少なくとも自車が停止状態に至るまでＡＣＣ（Active Cruise Control）のような先行車追従制御を継続する全車速タイプの先行車追従制御が知られている。全車速タイプの先行車追従制御中は、停止間際の減速フィーリングを良好にするために、停止間際の要求減速度を小さくする仕様が考えられる。

ハイブリッド車や電気自動車の場合、このような全車速タイプの先行車追従制御中において、電気モータによりクリープトルクを発生させることができるが、クリープトルクを要求減速度に応じて可変する場合は、停止間際の減速フィーリングが悪くなる虞がある。具体的には、全車速タイプの先行車追従制御中において、停止間際に要求減速度が例えば小さくなると、それに応じてクリープトルクが増加して（減速度が弱まり）、停止間際の減速フィーリングが悪くなる虞がある。

そこで、本開示は、先行車追従制御中における停止間際の減速フィーリングを高めることができる車両走行制御装置の提供を目的とする。

本開示の一局面によれば、クリープトルクを発生させる電気モータと、
少なくとも自車が停止状態に至るまで、先行車の走行状態に基づいて先行車と自車との車間を調整する先行車追従制御を継続する先行車追従制御手段と、
前記先行車追従制御中且つ自車走行中は、前記電気モータで発生させるクリープトルクの目標値を所定値に保持するクリープトルク制御手段とを含む、車両走行制御装置が提供される。

本開示によれば、先行車追従制御中における停止間際の減速フィーリングを高めることができる車両走行制御装置が得られる。

一実施例による車両走行制御装置を含むシステム構成図である。駆動系ＥＣＵ３１により実行される処理の一例を示すフローチャートである。駆動系ＥＣＵ３１により実行される処理の他の一例を示すフローチャートである。図３の処理の説明図である。

以下、添付図面を参照しながら各実施例について詳細に説明する。

図１は、一実施例による車両走行制御装置１０を含むシステム１の構成図である。尚、図１における各要素の接続態様は、任意である。例えば、接続態様は、CAN（controller area network）などのバスを介した接続であってもよいし、他のＥＣＵ等を介した間接的な接続であってもよいし、直接的な接続であってもよいし、無線通信可能な接続態様であってもよい。

システム１は、車両に搭載される。以下では、車両は、電気モータ４２を含むハイブリッド車であるとする。但し、車両は、エンジンを備えずに電気モータ４２を含む電気自動車であってもよい。以下、「車両」とは、特に言及しない限り、システム１が搭載される車両（自車）を指す。

システム１は、レーダ１１と、車輪速センサ１２と、加速度センサ（Ｇセンサ）１３と、先行車追従制御ＥＣＵ（Electronic Control Unit）２０と、駆動系ＥＣＵ３１と、ブレーキＥＣＵ３２と、電子スロットル４１と、電気モータ４２と、トランスミッション４３と、ブレーキアクチュエータ４４とを含む。尚、図１に示す例では、車両走行制御装置１０は、先行車追従制御ＥＣＵ（先行車追従制御手段の一例）２０と、駆動系ＥＣＵ（クリープトルク制御手段の一例）３１と、電気モータ４２とを含む。

先行車追従制御ＥＣＵ２０は、例えばマイコンなどの処理装置を含んでよい。先行車追従制御ＥＣＵ２０の各種機能（以下で説明する機能を含む）は、任意のハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア又はそれらの組み合わせにより実現されてもよい。

先行車追従制御ＥＣＵ２０は、レーダ１１が接続される。レーダ１１は、音波（例えば超音波）や電波（例えばミリ波）、光波（例えばレーザー）等を用いて先行車の状態を表す先行車情報（相対距離、相対速度等）を検出する。レーダ１１は、例えばレーザーレーダ、ミリ波レーダ、超音波レーダ等であってよい。

先行車追従制御ＥＣＵ２０は、少なくとも車両が停止状態に至るまで先行車追従制御を継続する。即ち、先行車追従制御ＥＣＵ２０は、車速が０になるまで又は車速が０になっても、先行車追従制御を継続する。以下では、一例として、先行車追従制御ＥＣＵ２０は、先行車認識中は、車速が０以上の全車速領域において先行車追従制御（全車速タイプの先行車追従制御）を行うものとする。先行車追従制御は、先行車の走行状態（レーダ１１からの先行車情報）に基づいて先行車と車両との車間（車間距離や車間時間）を調整する制御である。尚、先行車追従制御ＥＣＵ２０は、先行車未認識の場合は、定速制御を行ってよい。

尚、レーダ１１に代えて又はそれに加えて、画像センサが使用されてもよい。画像センサは、ＣＣＤ（charge-coupled device）やＣＭＯＳ（complementary metal oxide semiconductor）等の撮像素子を含むカメラ及び画像処理装置を含み、先行車の状態を画像認識する。画像センサのカメラは、ステレオカメラであってもよい。画像センサは、画像認識結果に基づいて、先行車の状態を表す先行車情報、例えば車両を基準とした先行車の速度や位置情報を所定の周期で検出する。先行車の位置情報は、車両前後方向における先行車の位置（距離）に関する情報、及び、横方向（幅方向）における先行車の横位置に関する情報を含んでよい。なお、画像処理装置の画像処理機能（例えば、先行車の位置算出機能）は先行車追従制御ＥＣＵ２０により実現されてもよい。

先行車追従制御ＥＣＵ２０は、車輪速センサ１２及び加速度センサ１３が接続される。車輪速センサ１２は、車速を検出する。加速度センサ１３は、道路斜度（勾配）に応じた加速度を検出する。

先行車追従制御ＥＣＵ２０は、駆動系ＥＣＵ３１及びブレーキＥＣＵ３２が接続される。

駆動系ＥＣＵ３１は、例えばマイコンなどの処理装置を含んでよい。駆動系ＥＣＵ３１の各種機能（以下で説明する機能を含む）は、任意のハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア又はそれらの組み合わせにより実現されてもよい。また、駆動系ＥＣＵ３１は、複数の処理装置（他のＥＣＵやセンサ内の処理装置を含む）により実現されてもよい。また、以下で説明する駆動系ＥＣＵ３１の機能の一部又は全部は、他のＥＣＵ（例えば先行車追従制御ＥＣＵ２０）により実現されてもよい。また、逆に、先行車追従制御ＥＣＵ２０の機能の一部又は全部は、駆動系ＥＣＵ３１により実現されてもよい。

駆動系ＥＣＵ３１は、電子スロットル４１、電気モータ４２及びトランスミッション４３を制御する。

電子スロットル４１は、駆動系ＥＣＵ３１からの指令に応じて、エンジン（図示せず）のスロットル開度を変化させる。

電気モータ４２は、車輪に動力伝達可能に設けられる。電気モータ４２は、駆動系ＥＣＵ３１からの指令（クリープトルクの目標値）に応じて、クリープトルクを発生させる。例えば、駆動系ＥＣＵ３１は、駆動系ＥＣＵ３１から指示されるクリープトルクの目標値が実現されるように、電気モータ４２を制御する。電気モータ４２の制御は、例えばインバータ（図示せず）を制御することで実現される。

トランスミッション４３は、駆動系ＥＣＵ３１からの指令に応じて、変速比を変化させる。尚、トランスミッション４３は、駆動系ＥＣＵ３１からの指令に応じて、電気モータ４２と車輪との接続状態を変化させるクラッチを含んでもよい。

ブレーキＥＣＵ３２には、ブレーキアクチュエータ４４が接続される。尚、本例では、一例として、ブレーキＥＣＵ３２は、先行車追従制御中、ブレーキホールド制御を行う。ブレーキホールド制御は、例えば、車両停止時（例えば車両停止検出時から所定秒経過後）に、所定のブレーキ力を発生させる制御である。所定のブレーキ力は、そのときの要求減速度Ｇ（後述）に応じて可変されてもよい。

先行車追従制御ＥＣＵ２０は、目標加速度演算部２１と、走行状態判定部２２とを含む。

目標加速度演算部２１は、ユーザにより操作される自動運転スイッチ（図示せず）がオンされている間、先行車追従制御中、レーダ１１からの先行車情報に基づいて、自動運転のための目標加減速度（要求加減速度）Ｇを決定する。この際、目標加速度演算部２１は、レーダ１１からの先行車情報に基づいて、要求加減速度Ｇを算出してよい。尚、要求加減速度Ｇの算出方法は、任意であり、例えばＡＣＣ（アダプティブクルーズコントロール）又はその類で採用される算出方法が使用されてよい。例えば、要求加減速度Ｇは、先行車と車両との間の車間距離が所定の目標距離となるように決定されてもよいし、先行車と車両との間の車間時間（＝車間距離／車速）が所定の目標車間時間となるように決定されてもよい。後者の場合、目標車間時間は、車速（車両の車速）毎に設定されてよい。また、目標車間時間は、ユーザの設定により所定の範囲内で可変されてもよい。また、先行車における要求加減速度を先行車との車車間通信を介して取得可能な場合は、要求加減速度Ｇは、先行車の要求加減速度を考慮して算出されてもよい。尚、以下では、便宜上、負の要求加減速度Ｇについては、"要求減速度Ｇ"とも称する。また、要求減速度Ｇが小さい（減速度が小さい）とは、要求減速度Ｇの絶対値（大きさ）が小さいことを意味する。

先行車追従制御ＥＣＵ２０は、上述の如く、車速が０以上の全ての車速領域において先行車追従制御を行う。目標加速度演算部２１は、低速域において小さい要求減速度Ｇを算出する。即ち、目標加速度演算部２１は、停止間際の要求減速度Ｇを、停止間際よりも前の目標減速度よりも小さく設定する。尚、停止間際は、例えば車速が０より大きく且つ所定の低速値以下である車速範囲（低速域）に対応する。これにより、車両停止時のショックを軽減し、停止状態への滑らかな移行を実現できる。

走行状態判定部２２は、車輪速センサ１２からの車速情報に基づいて、車両が走行中であるか否かを判定する。走行状態判定部２２は、車輪速センサ１２からの車速情報に代えて又は加えて、他の情報を利用して、車両が走行中であるか否かを判定してもよい。例えば、他の情報は、トランスミッションの出力シャフトの回転数や、ＧＰＳ受信機からの車両位置の測位結果の履歴等を含んでよい。また、走行状態判定部２２は、ブレーキホールド制御の作動中か否かの情報（ブレーキＥＣＵ３２から取得）に基づいて、車両が走行中であるか否かを判定してもよい。

図２は、駆動系ＥＣＵ３１により実行される処理の一例を示すフローチャートである。図２に示す処理は、自動運転スイッチ（図示せず）がオンされている間、所定周期毎に繰り返し実行されてよい。

ステップＳ２００では、駆動系ＥＣＵ３１は、先行車追従制御ＥＣＵ２０が先行車追従制御中であるか否かを判定する。駆動系ＥＣＵ３１は、先行車追従制御ＥＣＵ２０が先行車追従制御中であるか否かは、先行車追従制御ＥＣＵ２０からの情報に基づいて判定してもよい。先行車追従制御中である場合は、ステップＳ２０２に進み、それ以外の場合は、今回周期の処理はそのまま終了する。

ステップＳ２０２では、駆動系ＥＣＵ３１は、走行状態判定部２２からの判定結果に基づいて車両走行中であるか否かを判定する。尚、駆動系ＥＣＵ３１は、ブレーキＥＣＵ３２からの情報や車輪速センサ１２からの車速情報に基づいて、車両走行中であるか否かを直接的に判定してもよい。車両走行中である場合は、ステップＳ２０４に進み、それ以外の場合は、ステップＳ２０６に進む。

ステップＳ２０４では、駆動系ＥＣＵ３１は、クリープトルクの目標値を０（所定値の一例）に保持する。

ステップＳ２０６では、駆動系ＥＣＵ３１は、加速度センサ１３からの道路斜度情報に基づいて、道路斜度に応じてクリープトルクの目標値を設定する。例えば、駆動系ＥＣＵ３１は、上り坂でのずり下がり防止や、ブレーキペダルからアクセルペダルへの踏み変えの際の発進遅れ防止の観点から、道路斜度に応じたクリープトルクの目標値を設定してよい。この際、駆動系ＥＣＵ３１は、道路斜度が大きくなるほどクリープトルクの目標値が大きくなる態様でクリープトルクの目標値を設定してよい。この場合、車両停止中は、クリープトルクの目標値を停止位置における道路斜度に基づいて設定することができ、停止位置におけるずり下がり等を効果的に抑制することができる。

尚、駆動系ＥＣＵ３１は、ステップＳ２０４又はステップＳ２０６でクリープトルクの目標値を決定すると、クリープトルクの目標値が実現されるように電気モータ４２を制御すると共に、目標加速度演算部２１からの要求加減速度Ｇが実現されるように電子スロットル４１、電気モータ４２及びトランスミッション４３を制御する。この際、電気モータ４２の制御目標値は、クリープトルクの目標値に基づく制御目標値と、要求加減速度Ｇに基づく制御目標値とを足し合わせて生成されてよい。

図２に示す処理によれば、駆動系ＥＣＵ３１は、先行車追従制御中且つ車両走行中は、電気モータ４２で発生させるクリープトルクの目標値を０（所定値の一例）に保持する。これにより、先行車追従制御中の停止間際に要求減速度Ｇが小さくなっても、それに応じてクリープトルクが増加して減速度が弱まることを防止することができる。従って、停止間際の減速フィーリングを良好にすることができる。

尚、図２に示す処理では、先行車追従制御中且つ車両走行中は、車速の如何に拘らず、また、要求加減速度Ｇの如何に拘らず（即ち車両が加速状態であるか減速状態であるか定常走行状態である否かに拘らず）、クリープトルクの目標値を０に保持している。これは、先行車追従制御中且つ車両走行中にクリープトルクの目標値を０に保持しておけば、停止間際以外の状況下でも特段の不都合が生じないためである。但し、先行車追従制御中且つ車両走行中において、所定の場合に、ステップＳ２０４に進み、それ以外の場合は、ステップＳ２０６に進むことしてもよい。所定の場合は、例えば車速が所定値以下である場合や、車両が減速状態である場合等であってもよい。

図３は、駆動系ＥＣＵ３１により実行される処理の他の一例を示すフローチャートである。図３に示す処理は、自動運転スイッチ（図示せず）がオンされている間、所定周期毎に繰り返し実行されてよい。

ステップＳ３００及びステップＳ３０２の各処理は、図２に示したステップＳ２００及びステップＳ２０２の各処理とそれぞれ同一であってよい。

ステップＳ３０４では、駆動系ＥＣＵ３１は、クリープトルクの目標値を前回値（所定値の一例）に保持する。具体的には、駆動系ＥＣＵ３１は、所定周期毎にクリープトルクの目標値を演算し、クリープトルクの目標値の今回周期の演算値（以下、「今回値」という）が前回周期の演算値（以下、「前回値」という）以下である場合に、クリープトルクの目標値を前回値に保持し、それ以外の場合は、クリープトルクの目標値を今回値で更新する。即ち、駆動系ＥＣＵ３１は、クリープトルクの目標値の今回値が前回値以下である場合に、クリープトルクの目標値を更新せずに前回値に保持し、クリープトルクの目標値の今回値が前回値よりも大きい場合は、クリープトルクの目標値を今回値で更新する。クリープトルクの目標値（今回値）の算出方法は任意である。例えば、駆動系ＥＣＵ３１は、加速度センサ１３からの道路斜度情報、車輪速センサ１２からの車速情報、及び、先行車追従制御ＥＣＵ２０からの要求加減速度Ｇに基づいて、道路斜度、車速及び要求加減速度Ｇに応じてクリープトルクの目標値を設定してもよい。この場合、クリープトルクの目標値は、道路斜度が大きくなるほど大きい値が設定されてもよい。また、クリープトルクの目標値は、車速が高くなるほど小さい値が設定されてもよい。例えば、クリープトルクの目標値は、車速が高い場合（例えば低速域以外である場合）、０に設定され、車速が低い場合に０より大きい値が設定されてもよい。また、クリープトルクの目標値は、要求加減速度Ｇが減速方向に大きいほど小さい値が設定されてもよい。例えば、クリープトルクの目標値は、要求加減速度Ｇが所定値以上の大きさの要求減速度Ｇである場合に、０に設定され、それ以外の場合に０より大きい値が設定されてもよい。尚、クリープトルクの目標値は、所定の上限値（最大値）でガードされてよい。この場合、車両走行中にクリープトルクの目標値が一旦上限値まで増加すると、車両が停止するまでクリープトルクの目標値が上限値で保持されることになる。

ステップＳ３０６では、駆動系ＥＣＵ３１は、加速度センサ１３からの道路斜度情報に基づいて、道路斜度に応じてクリープトルクの目標値を設定する。道路斜度に応じたクリープトルクの目標値の算出方法は、ステップＳ２０６を参照して上述した通りであってよい。この場合、車両停止中は、クリープトルクの目標値を停止位置における道路斜度に基づいて設定することができ、停止位置におけるずり下がり等を効果的に抑制することができる。

図３に示す処理によれば、駆動系ＥＣＵ３１は、先行車追従制御中且つ車両走行中は、電気モータ４２で発生させるクリープトルクの目標値を前回値（所定値の一例）に保持する。これにより、先行車追従制御中且つ車両走行中は、クリープトルクの目標値が減少するのが防止される。従って、先行車追従制御中の停止間際に要求減速度Ｇが小さくなっても、それに応じてクリープトルクが増加して減速度が弱まることを防止することができる。よって、停止間際の減速フィーリングを良好にすることができる。

尚、図３に示す処理では、先行車追従制御中且つ車両走行中は、車速の如何に拘らず、また、要求加減速度Ｇの如何に拘らず（即ち車両が加速状態であるか減速状態であるか定常走行状態である否かに拘らず）、クリープトルクの目標値を前回値に保持している。これは、クリープトルクの目標値の算出方法に依存するが、一般的に、停止間際では、算出されるクリープトルクの目標値の今回値が前回値よりも大きくならず、従って、クリープトルクの目標値が一定値に保持されるためである。また、先行車追従制御中且つ車両走行中にクリープトルクの目標値を前回値に保持しておけば、停止間際以外の状況下でも特段の不都合が生じないためである。但し、先行車追従制御中且つ車両走行中において、所定の場合に、ステップＳ３０４に進み、それ以外の場合は、ステップＳ３０６に進むことしてもよい。所定の場合は、例えば車速が所定値以下である場合や、車両が減速状態である場合等であってもよい。

また、図３に示す処理では、ステップＳ３０４において、駆動系ＥＣＵ３１は、クリープトルクの目標値の今回値が前回値以下である場合に、クリープトルクの目標値を前回値に保持し、クリープトルクの目標値の今回値が前回値よりも大きい場合は、クリープトルクの目標値を今回値で更新する。しかしながら、ステップＳ３０４において、駆動系ＥＣＵ３１は、常時（前回値と今回値との間の関係の如何に拘らず）、クリープトルクの目標値を前回値に保持してもよい。

図４は、図３の処理の説明図であり、車両が停止に至るまでの各パラメータの時系列の一例を示す。具体的には、図４においては、（Ａ）は、車速の時系列を示し、（Ｂ）は、要求減速度Ｇの時系列を示し、（Ｃ）は、クリープトルクの目標値の時系列を示す。

目標加速度演算部２１により算出される要求減速度Ｇは、上述の如く、停車ショックを軽減するために、低速域において大きさが小さくなる。従って、図４（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、車両の停止間際（図４のＸの区間参照）では要求減速度Ｇが小さくなる。また、図４（Ｃ）に示す例では、車両の停止間際（図４のＸの区間参照）ではクリープトルクの目標値の今回値が前回値以下であり続け、クリープトルクの目標値は一定値に保持される。これにより、停止間際に要求減速度Ｇが小さくなってもクリープトルクが変動せず、図４（Ａ）に示すように、車速が滑らかに０へと低減される。よって、停止間際に良好な減速フィーリングを実現することができる。

以上、各実施例について詳述したが、特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。また、前述した実施例の構成要素を全部又は複数を組み合わせることも可能である。

例えば、上述した実施例では、先行車追従制御ＥＣＵ２０は、先行車追従制御中、目標加速度を設定して車間を調整しているが、目標速度を設定して車間を調整してもよい。

また、上述した実施例では、先行車追従制御ＥＣＵ２０は、車速が０以上の全車速領域において先行車追従制御を行っているが、車速が所定速度を超えた場合に先行車追従制御を行わない構成であってもよい。

１システム
１０車両走行制御装置
１１レーダ
２０先行車追従制御ＥＣＵ
２１目標加速度演算部
２２走行状態判定部
３１駆動系ＥＣＵ

Claims

クリープトルクを発生させる電気モータと、
少なくとも自車が停止状態に至るまで、先行車の走行状態に基づいて先行車と自車との車間を調整する先行車追従制御を継続する先行車追従制御手段と、
前記先行車追従制御中且つ自車走行中は、前記電気モータで発生させるクリープトルクの目標値を所定値に保持するクリープトルク制御手段とを含む、車両走行制御装置。
前記所定値は、０である、請求項１に記載の車両走行制御装置。
前記クリープトルク制御手段は、前記先行車追従制御中且つ自車走行中、前記クリープトルクの目標値を所定周期毎に演算し、前記クリープトルクの目標値の今回周期の演算値が前回周期の演算値以下である場合に、前記クリープトルクの目標値を前記前回周期の演算値に保持し、それ以外の場合は、前記クリープトルクの目標値を今回周期の演算値で更新する、請求項１に記載の車両走行制御装置。
前記クリープトルク制御手段は、自車停止中は、前記クリープトルクの目標値を停止位置における道路斜度に基づいて設定する、請求項１〜３のうちのいずれか１項に記載の車両走行制御装置。
前記先行車追従制御手段は、前記先行車追従制御中、停止間際の目標減速度を、前記停止間際よりも前の目標減速度よりも小さく設定する、請求項１〜４のうちのいずれか１項に記載の車両走行制御装置。