JP2017024472A - 車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 悪路走行を行う際の衝突回避支援制御の誤作動を抑制する。
【解決手段】 衝突回避支援ＥＣＵは、トランスファー選択信号Ｓｔを読み込み、トランスファーの状態が低速４ＷＤモードに設定されている場合には、許可フラグをオフにし、トランスファーの状態が低速４ＷＤモードに設定されていない場合には、許可フラグをオンにする。衝突回避支援ＥＣＵ４０は、衝突回避支援制御を実行するに際して、常に、許可フラグを読み込み、許可フラグがオンに設定されている場合にのみ、衝突回避支援制御を開始する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、自車両が障害物と衝突する可能性が高い場合に、自動ブレーキを作動させて、自車両と障害物との衝突が回避されるようにドライバーを支援する衝突回避支援制御を実施する車両の制御装置に関する。

従来から、衝突回避支援装置を備えた車両が知られている。衝突回避支援装置は、レーダー等のセンサによって自車両の前方に存在する障害物を検出し、自車両が障害物と衝突する可能性が高い場合に、自動ブレーキによって車両を減速させ、自車両と障害物との衝突が回避されるようにドライバーを支援する。

道路勾配に変化があると、障害物を検出するセンサが、路面を障害物として誤検出しやすい。そこで、特許文献１に提案された車両制御装置では、車体のピッチ角の変化量が大きい場合に、道路勾配に変化があると推定し、ピッチ角の変化量が閾値よりも大きい場合には、衝突回避支援制御を停止する。

特開２０１２−１９２８６２号公報

しかしながら、上記の車両制御装置では、衝突回避支援制御の動作停止について、ドライバーの意志が反映されない。つまり、車両を悪路で走行させようとしているドライバーの意志情報が得られる状況であっても、そうした意志情報を有効利用せず、単に、車体のピッチ角の変化量に基づいて、衝突回避支援制御の動作の停止／許可を決定する。このため、悪路走行時に衝突回避支援制御の誤作動が生じる可能性がある。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、ドライバーの意志を反映させて、悪路走行を行う際の衝突回避支援制御の誤作動を抑制することにある。

上記目的を達成するために、本発明の特徴は、
ドライバーの選択操作によって、走行モードを、通常走行用モードと、前記通常走行用モードよりも低速で高トルクが得られるオフロード走行用モードとに切り替え可能なトランスファー（１３）を備えた車両に適用され、
自車両の前方に存在する障害物を検出する障害物検出手段（４１）と、
前記自車両が前記検出された障害物と衝突する可能性が高い場合に、自動ブレーキを作動させて、前記自車両と前記障害物との衝突が回避されるようにドライバーを支援する衝突回避支援制御を実施する衝突回避支援制御手段（４０）と
を備えた車両の制御装置において、
前記ドライバーによって選択されている走行モードを取得する走行モード取得手段（Ｓ１１）と、
前記取得した走行モードが前記オフロード用走行モードである場合には、前記衝突回避支援制御手段による衝突回避支援制御の実施を禁止する支援禁止手段（Ｓ１２）とを備えたことにある。

本発明の車両の制御装置は、トランスファーを備えた車両に適用される。トランスファーは、ドライバーの選択操作によって、走行モードを、通常走行用モードと、通常走行用モードよりも低速で高トルクが得られるオフロード走行用モードとに切り替え可能となっている。つまり、トランスファーは、少なくとも、高速・低トルクで車輪が駆動される通常走行用モードと、低速・高トルクで車輪が駆動されるオフロード走行用モードとに副変速機のギヤ段が切り替え可能に構成されている。

ドライバーは、オフロード（悪路）を走行する場合には、例えば、選択操作器を使って、トランスファーをオフロード走行用モードに設定する。これにより車輪が低速かつ高トルクにて駆動され、オフロード走行が容易となる。

車両の制御装置は、障害物検出手段と衝突回避支援制御手段と走行モード取得手段と支援禁止手段とを備えている。障害物検出手段は、自車両の前方に存在する障害物を検出する。衝突回避支援制御手段は、自車両が障害物と衝突する可能性が高い場合に、自動ブレーキを作動させて、自車両と障害物との衝突が回避されるようにドライバーを支援する衝突回避支援制御を実施する。

オフロードを走行する場合には、障害物検出手段が、自車両の前方の路面を障害物であると判定してしまうおそれがある。一方、自車両の前方の路面を障害物であると判定してしまうようなオフロードを走行する場合には、ドライバーは、トランスファーをオフロード走行用モードに設定する。従って、このトランスファーの設定から、ドライバーがオフロードを走行しようとしている意志を読み取ることができる。

そこで、本発明においては、走行モード取得手段が、ドライバーによって選択されている走行モードを取得する。そして、支援禁止手段が、取得した走行モードがオフロード用走行モードである場合には、衝突回避支援制御手段による衝突回避支援制御の実施を禁止する。従って、悪路走行を行う際の衝突回避支援制御の誤作動を抑制することができる。

上記説明においては、発明の理解を助けるために、実施形態に対応する発明の構成要件に対して、実施形態で用いた符号を括弧書きで添えているが、発明の各構成要件は、前記符号によって規定される実施形態に限定されるものではない。

本実施形態に係る車両の制御装置の概略構成図である。 衝突回避支援制御制限ルーチンを表すフローチャートである。 オフロードでの走行状態を表す説明図である。

以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。図１は、本実施形態の車両の制御装置を備えた車両の概略システム構成図である。

車両は、エンジン１１、自動変速機１２、トランスファー１３、および、エンジンＥＣＵ１０を備えている。エンジン１１の駆動トルクは、自動変速機１２を介して出力軸１４に伝達される。出力軸１４の駆動トルクは、駆動状態を切り替えるトランスファー１３によって前輪用駆動軸１５および後輪用駆動軸１６に伝達される。エンジン１１、自動変速機１２、および、トランスファー１３は、エンジンＥＣＵ１０により制御される。尚、ＥＣＵは、Electric Control Unitの略である。

エンジンＥＣＵ１０は、マイクロコンピュータを主要部として備え、各種のエンジン制御用センサ５１から出力される検出信号Ｅを入力して、燃料噴射制御、点火制御、および、吸入空気量制御などを実施する。本明細書において、マイクロコンピュータは、ＣＰＵとＲＯＭ及びＲＡＭ等の記憶装置と等を含み、ＣＰＵはＲＯＭに格納されたインストラクション（プログラム）を実行することにより各種機能を実現するようになっている。エンジンＥＣＵ１０は、アクセル操作量Ａ（アクセルペダルストロークなど）を検出するアクセルセンサ５２と接続され、アクセル操作量Ａに応じた大きさのドライバー要求トルクを演算し、このドライバー要求トルクをエンジン１１にて発生させる。

エンジンＥＣＵ１０は、トランスファー選択スイッチ５３およびセンターデフロックスイッチ５４と接続されている。エンジンＥＣＵ１０は、ドライバーによって操作されたトランスファー選択スイッチ５３の出力するトランスファー選択信号Ｓｔに基づいてトランスファー１３の駆動状態（駆動トルクの伝達状態）を切り替える。トランスファー１３は、副変速機（図示略）を備えている。トランスファー１３は、トランスファー選択スイッチ５３がＨ４位置にセットされている時には、Ｈ４モード（高速４ＷＤモード）に設定される。このＨ４モードにおいては、副変速機が高速側ギヤ段に設定され、この副変速機を介して、出力軸１４の駆動トルクが前輪用駆動軸１５および後輪用駆動軸１６に伝達される。Ｈ４モードは、高速・低トルクで左右前後輪２０ＦＬ，２０ＦＲ，２０ＲＬ，２０ＲＲが駆動される通常走行時に適した走行モードである。

また、トランスファー１３はトランスファー選択スイッチ５３がＬ４位置にセットされている時には、Ｌ４モード（低速４ＷＤモード）に設定される。このＬ４モードにおいては、副変速機が低側速ギヤ段に設定され、この副変速機を介して、出力軸１４の駆動トルクが前輪用駆動軸１５および後輪用駆動軸１６に伝達される。Ｌ４モードは、低速・高トルクで左右前後輪２０ＦＬ、２０ＦＲ，２０ＲＬ，２０ＲＲが駆動されるオフロード走行に適した走行モードである。

また、トランスファー１３は、前輪用駆動軸１５と後輪用駆動軸１６とに対して、それぞれの回転差を許容し動力を分配するセンターデフ（図示略）と、センターデフにおける回転差を許容する作動を制限する（前輪用駆動軸１５と後輪用駆動軸１６との回転差動を制限してセンターデフロック状態とする）ためのデフロック装置（図示略）を備えている。エンジンＥＣＵ１０は、ドライバーによって操作されたセンターデフロックスイッチ５４の出力するデフロック信号Ｓｄに基づいて、センターデフのロック状態／ロック解除状態を切り替える。

前輪用駆動軸１５の駆動トルクは、前輪ディファレンシャルギヤ１７を介して左前輪車軸１７Ｌおよび右前輪車軸１７Ｒに伝達される。これにより、左前輪２０ＦＬおよび右前輪２０ＦＲが回転駆動される。同様に、後輪用駆動軸１６の駆動トルクは、後輪ディファレンシャルギヤ１８を介して左後輪車軸１８Ｌおよび右後輪車軸１８Ｒに伝達される。これにより、左後輪２０ＲＬおよび右後輪２０ＲＲが回転駆動される。

以下、左前輪２０ＦＬ、右前輪２０ＦＲ、左後輪２０ＲＬ、および、右後輪２０ＲＲについて、それらの位置を特定する必要ない場合には、それらを単に車輪２０と呼ぶ。また、以下に説明する各車輪２０位置毎に設けられる部材については、図中において、符号の末尾に、左前輪２０ＦＬに対応して設けられる部材についてはＦＬを付し、右前輪２０ＦＲに対応して設けられる部材についてはＦＲを付し、左後輪２０ＲＬに対応して設けられる部材についてはＲＬを付し、右後輪２０ＲＲに対応して設けられる部材についてはＲＲを付し、明細書中においては、車輪位置を特定する必要が無い場合には、上記末尾の符号を省略する。

エンジンＥＣＵ１０は、ＣＡＮ（Controller Area Network）７０により、後述するブレーキＥＣＵ３０、衝突回避支援ＥＣＵ４０など他の車両内ＥＣＵと相互に通信可能に接続されており、ＣＡＮ７０を介して、エンジン１１，トランスファー１３等の制御情報や要求信号を他の車両内ＥＣＵに送信するとともに、他の車両内ＥＣＵから、それらの制御情報や要求信号を受信する。

エンジンＥＣＵ１０は、トランスファー選択スイッチ５３の選択信号をＣＡＮ７０を介して衝突回避支援ＥＣＵ４０に供給する。この選択信号（以下、トランスファー選択信号と呼ぶ）は、トランスファー選択スイッチ５３がＬ４位置に設定されているか否かを表す信号である。例えば、エンジンＥＣＵは、トランスファー選択スイッチ５３がＬ４位置に設定されている場合には、トランスファー選択信号として「１」を出力し、トランスファー選択スイッチ５３がＬ４位置に設定されていない場合には、トランスファー選択信号として「０」を出力する。

車両は、左右前後輪に設けられる摩擦ブレーキ機構３１、ブレーキアクチュエータ３２、および、ブレーキＥＣＵ３０を備えている。摩擦ブレーキ機構３１は、車輪２０に固定されるブレーキディスク３１ａと、車体に固定されるブレーキキャリパ３１ｂとを備え、ブレーキアクチュエータ３２から供給される作動油の油圧によってブレーキキャリパ３１ｂに内蔵されたホイールシリンダを作動させることによりブレーキパッドをブレーキディスク３１ａに押し付けて油圧制動力を発生させる。

ブレーキアクチュエータ３２は、ブレーキキャリパ３１ｂに内蔵されたホイールシリンダに供給する油圧を、各輪独立して調整する公知のアクチュエータである。このブレーキアクチュエータ３２は、例えば、ブレーキペダルの踏力によって作動油を加圧するマスタシリンダからホイールシリンダに油圧を供給する踏力油圧回路に加え、ブレーキペダル踏力とは無関係に制御可能な制御油圧を各ホイールシリンダに独立して供給する制御油圧回路を備えている。制御油圧回路には、昇圧ポンプおよびアキュムレータを有し高圧の油圧を発生する動力油圧発生装置と、動力油圧発生装置の出力する油圧を調整してホイールシリンダ毎に目標油圧に制御された油圧を供給する制御弁と、各ホイールシリンダの油圧を検出する油圧センサ等を備える（以上、ブレーキアクチュエータ３２を構成する要素についは、図示を省略している）。

ブレーキアクチュエータ３２は、こうした構成を備えることにより、左右前後輪２０の制動力を独立して制御することができる。

ブレーキＥＣＵ３０は、マイクロコンピュータを主要部として備え、ブレーキアクチュエータ３２に接続され、ブレーキアクチュエータ３２の作動を制御する。また、ブレーキＥＣＵ３０は、ＣＡＮ７０により、エンジンＥＣＵ１０および衝突回避支援ＥＣＵ４０（後述する）など他の車両内ＥＣＵと相互に通信可能に接続されている。ブレーキＥＣＵ３０は、ブレーキ操作量Ｂを検出するブレーキセンサ５６から出力される検出信号を入力し、ブレーキ操作量Ｂに応じたドライバー要求制動力を演算し、更に、このドライバー要求制動力を各輪２０に配分した各輪要求制動力を演算する。そして、ブレーキアクチュエータ３２に設けられた制御弁の通電を制御することにより、各摩擦ブレーキ機構３１で各輪要求制動力を発生するように各ホイールシリンダの油圧を制御する。これにより、左右前後輪２０の油圧制動力が独立して制御される。

また、ブレーキＥＣＵ３０には、各車輪２０の車輪速を検出する車輪速センサ５５が接続されている。車輪速センサ５５は、自身の設けられた車輪２０の回転速度ω（車輪速ωと呼ぶ）を表す検出信号を出力する。ブレーキＥＣＵ３０は、各車輪速センサ５５により検出される車輪速ωに基づいて車速（車体速度）を演算して、車速情報をＣＡＮ７０を介して車両内ＥＣＵに提供する。

また、車両は、衝突回避支援ＥＣＵ４０を備えている。衝突回避支援ＥＣＵ４０は、マイクロコンピュータを主要部として備え、ＣＡＮ７０を介してエンジンＥＣＵ１０、ブレーキＥＣＵ３０など他の車両内ＥＣＵと相互に通信可能に接続されている。

衝突回避支援ＥＣＵ４０は、レーダセンサ４１、カメラセンサ４２、および、報知器４３に接続されている。

レーダセンサ４１は、例えば、ミリ波帯の電波を自車両の前方に照射し、その障害物からの反射波を受信して、自車両前方の障害物の有無、障害物との距離、および、障害物との相対速度などを演算し、演算結果を衝突回避支援ＥＣＵ４０に出力する。カメラセンサ４２は、自車両の前方を撮影し、撮影して得られた画像を解析して、障害物の種類（車両、および、歩行者等の種類）を識別し、識別情報を衝突回避支援ＥＣＵ４０に出力する。報知器４３は、ブザーと表示器とを備えており、ブザーの鳴動によりドライバーへの注意喚起を行うとともに、表示器により衝突回避支援制御の作動状況を表示する。

衝突回避支援ＥＣＵ４０は、レーダセンサ４１によって検出された障害物と自車両との距離Ｌと、自車両と障害物との相対速度Ｖｒとに基づいて、自車両が障害物に衝突するまでの予測時間（衝突するまでの残り時間）である衝突予測時間ＴＴＣを次式（１）によって演算する。
ＴＴＣ＝Ｌ／Ｖｒ ・・・（１）

この衝突予測時間ＴＴＣは、自車両が障害物に衝突する可能性の高さを表す指標となる。衝突予測時間ＴＴＣが短いほど、自車両が障害物に衝突する可能性が高い（緊急度が高い）と判断することができる。

衝突回避支援ＥＣＵ４０は、衝突予測時間ＴＴＣに基づいて、衝突予測時間ＴＴＣが警報閾値ｔｗよりも短くなった場合、報知器４３を作動させて、ドライバーのブレーキ操作を促す。更に、衝突予測時間ＴＴＣが自動ブレーキ閾値ｔｂ（＜ｔｗ）よりも短くなった場合、衝突回避支援ＥＣＵ４０は、ブレーキＥＣＵ３０に対してブレーキ指令を送信して、左右前後輪に制動力を発生させ、自車両が障害物に衝突することを回避できるようにドライバーを支援する。このように、自車両が障害物と衝突する可能性が高くなったときに、衝突回避支援ＥＣＵ４０がブレーキＥＣＵ３０を介して左右前後輪に制動力を発生させる制御を衝突回避支援制御と呼ぶ。以下、ドライバーのブレーキペダル操作の有無に関係なく、左右前後輪に所望の制動力を発生させることを自動ブレーキと呼ぶこともある。

衝突回避支援ＥＣＵ４０は、自動ブレーキを作動させる場合、自車両を減速させる目標減速度を演算し、自車両がこの目標減速度で減速するようにブレーキアクチュエータ３２の作動を制御する。目標減速度は、以下のように演算することができる。例えば、障害物が停止している場合を例に挙げれば、現時点における、自車両の速度（＝相対速度）をＶ、自車両の減速度をａ、車両停止までの時間をｔとすれば、
自車両が停止するまでの走行距離Ｘは、次式（２）にて表すことができる。
Ｘ＝Ｖ・ｔ＋（１／２）・ａ・ｔ² ・・・（２）
また、車両停止までの時間ｔは、次式（３）にて表すことができる。
ｔ＝−Ｖ／ａ ・・・（３）
従って、（２）式に（３）式を代入することにより、自車両が停止するまでの走行距離Ｘは、次式（４）にて表すことができる。
Ｘ＝−Ｖ²／２ａ ・・・（４）

障害物に対して距離βだけ手前で車両を停止させるためには、この走行距離Ｘを、レーダセンサ７１によって検出されている距離Ｌから距離βだけ引いた距離（Ｌ−β）に設定して、減速度ａを計算すればよい。尚、障害物が走行している場合には、障害物との相対速度、相対減速度を用いて計算すればよい。目標減速度は、このように演算した減速度ａを適用すればよい。

衝突回避支援ＥＣＵ４０は、衝突予測時間ＴＴＣが自動ブレーキ閾値ｔｂよりも短い場合、逐次、目標減速度を演算し、自車両がこの目標減速度で減速するように車輪の制動力を制御する（自動ブレーキを作動させる）。この目標減速度に基づいて車両の減速度を制御することにより、自車両の障害物への衝突回避性能だけでなく、後続車両の自車両への追突回避性能を向上させることができる。

尚、衝突回避支援制御は、種々の手法が周知であるため、衝突回避支援ＥＣＵ４０で実施する衝突回避支援制御は、それらの周知の手法を適用することができる。

ところで、図３に示すように、路面が大きく波打ったようなオフロード（悪路）を走行する場合には、衝突回避支援ＥＣＵ４０が、自車両の前方の路面を障害物として捉えてしまうおそれがある。この場合、衝突回避支援ＥＣＵ４０は、必要でない衝突回避支援制御を開始してしまう。このため、例えば、自車両が勾配の急な坂路を走行時に衝突回避用の自動ブレーキが作動して、自車両の挙動が乱れるおそれがある。

そこで、衝突回避支援ＥＣＵ４０には、こうしたオフロード走行中に衝突回避支援制御を実施しないような制限が設けられている。図２は、衝突回避支援制御制限ルーチンを表す。衝突回避支援ＥＣＵ４０は、イグニッションスイッチがオンされている期間、この衝突回避支援制御制限ルーチンを所定の演算周期で繰り返し実施する。

衝突回避支援制御制限ルーチンが起動すると、衝突回避支援ＥＣＵ４０は、ステップＳ１１において、エンジンＥＣＵ１０からＣＡＮ７０を介して送信されてくるトランスファー選択信号Ｓｔを読み込み、トランスファー１３の状態が「Ｌ４」であるか、つまり、Ｌ４モード（低速４ＷＤモード）に設定されているか否かを判断する。ドライバーは、自車両をオフロードで走行させる場合、特に、図３に示すように、路面が大きく波打ったようなオフロードを走行する場合には、予め、トランスファー選択スイッチ５３をＬ４位置にしてＬ４モードに設定する。従って、ドライバーが意図的にトランスファー選択スイッチ５３でＬ４位置にしている場合には、衝突回避支援ＥＣＵ４０が、自車両の前方の路面を障害物であると誤判断する可能性がある。

衝突回避支援ＥＣＵ４０は、トランスファー１３の状態が「Ｌ４」である場合（Ｓ１１：Ｙｅｓ）には、ステップＳ１２において、衝突回避支援制御を実行しても良いか否かを表す許可フラグをオフに設定する。

一方、トランスファー１３の状態が「Ｌ４」でない場合（Ｓ１１：Ｎｏ）は、衝突回避支援ＥＣＵ４０は、ステップＳ１３において、許可フラグをオンに設定する。衝突回避支援ＥＣＵ４０は、ステップＳ１２あるいはステップＳ１３において許可フラグを設定すると、衝突回避支援制御制限ルーチンを一旦終了した後、所定の演算周期で衝突回避支援制御制限ルーチンを繰り返す。

衝突回避支援ＥＣＵ４０は、衝突回避支援制御を実行するに際して、常に、許可フラグを読み込み、許可フラグがオンに設定されている場合にのみ、衝突回避支援制御を開始する。従って、衝突回避支援ＥＣＵ４０は、許可フラグがオフの場合には、衝突回避支援制御の実施が禁止される。

以上説明した本実施形態の車両の制御装置によれば、ドライバーがトランスファー１３を「Ｌ４」に設定している場合には、ドライバーがオフロードを走行している、あるいはオフロードを走行しようとしている状況であると推定できるため、衝突回避支援制御の実施が禁止される。従って、オフロード走行時における衝突回避支援制御の誤作動を抑制することができる。また、トランスファー１３が「Ｌ４」に設定され、かつ、センターデフロック状態である場合には、ハード的な面で自動ブレーキの実施が難しいが、衝突回避支援制御の実施が禁止されることにより、そうした問題も生じない。

以上、本実施形態の車両の制御装置について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。

１０…エンジンＥＣＵ、１１…エンジン、１３…トランスファー、２０…車輪、３０…ブレーキＥＣＵ、３１…摩擦ブレーキ機構、３２…ブレーキアクチュエータ、４０…衝突回避支援ＥＣＵ、４１…レーダセンサ、４２…カメラセンサ、５３…トランスファー選択スイッチ、５４…センターデフロックスイッチ。

Claims (1)

1. ドライバーの選択操作によって、走行モードを、通常走行用モードと、前記通常走行用モードよりも低速で高トルクが得られるオフロード走行用モードとに切り替え可能なトランスファーを備えた車両に適用され、
   自車両の前方に存在する障害物を検出する障害物検出手段と、
   前記自車両が前記検出された障害物と衝突する可能性が高い場合に、自動ブレーキを作動させて、前記自車両と前記障害物との衝突が回避されるようにドライバーを支援する衝突回避支援制御を実施する衝突回避支援制御手段と
   を備えた車両の制御装置において、
   前記ドライバーによって選択されている走行モードを取得する走行モード取得手段と、
   前記取得した走行モードが前記オフロード用走行モードである場合には、前記衝突回避支援制御手段による衝突回避支援制御の実施を禁止する支援禁止手段と
   を備えた車両の制御装置。

Images