JP2020158076A - 鞍乗り型車両の自動制御装置 - Google Patents
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Abstract
Description
本実施形態では、車両システムが自動運転車両に適用されたものとする。ここで、自動運転には、度合が存在する。自動運転の度合は、例えば、所定の基準未満であるか、所定の基準以上であるかといった尺度で判断することができる。自動運転の度合が所定の基準未満とは、例えば、手動運転が実行されている場合またはACC(Adaptive Cruise Control System)やLKAS(Lane Keeping Assistance System)等の運転支援装置のみが作動している場合である。自動運転の度合が所定の基準未満の運転モードは、「第1の運転モード」の一例である。また、自動運転の度合が所定の基準以上とは、例えば、ACCやLKASよりも制御度合の高い、ALC(Auto Lane Changing)、LSP(Low Speed Car Passing)等の運転支援装置が作動している場合、或いは、車線変更や合流、分岐までを自動的に行う自動運転が実行されている場合である。自動運転の度合が所定の基準以上の運転モードは、「第2の運転モード」の一例である。この所定の基準については任意に設定することができる。実施形態では、第1の運転モードは手動運転であり、第2の運転モードは自動運転であるものとする。
図1は、実施形態に係る車両システム50の構成図である。車両システム50が搭載される車両は、例えば、二輪や三輪、四輪等の車両であり、その駆動源は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの内燃機関、電動機、或いはこれらの組み合わせである。電動機は、内燃機関に連結された発電機による発電電力、或いは二次電池や燃料電池の放電電力を使用して動作する。
図2は、認識部130により走行車線L1に対する自車両Mの相対位置および姿勢が認識される様子の一例を示す図である。認識部130は、例えば、自車両Mの基準点(例えば重心)の走行車線中央CLからの乖離OS、および自車両Mの進行方向の走行車線中央CLを連ねた線に対してなす角度θを、走行車線L1に対する自車両Mの相対位置および姿勢として認識してもよい。また、これに代えて、認識部130は、走行車線L1の何れかの側端部(道路区画線または道路境界)に対する自車両Mの基準点の位置等を、走行車線に対する自車両Mの相対位置として認識してもよい。
次に、本実施形態における鞍乗り型車両の一例である自動二輪車について説明する。なお、以下の説明における前後左右等の向きは、特に記載が無ければ以下に説明する車両における向きと同一とする。また以下の説明に用いる図中適所には、車両前方を示す矢印FR、車両上方を示す矢印UPが示されている。
自動二輪車1は、各種センサ類21から取得した検知情報に基づき、各種装置類22を作動制御する制御装置23を備えている。制御装置23は、例えば一体または複数体の電子制御装置(ECU:Electronic Control Unit)として構成されている。制御装置23は、少なくとも一部がソフトウェアとハードウェアの協働によって実現されてもよい。制御装置23は、エンジン10の運転を制御する燃料噴射制御部、点火制御部およびスロットル制御部を含んでいる。自動二輪車1は、スロットル装置48等の補機と、運転者が操作するアクセルグリップ等のアクセル操作子とを電気的に連係させるバイワイヤ式のエンジン制御システムを構成している。図中符号ENはエンジン10および補機を含んで構成される駆動装置を示す。
各種センサ類21は、運転者の各種操作入力、ならびに自動二輪車1および乗員の各種状態を検出する。各種センサ類21は、制御装置23に各種の検出情報を出力する。
車輪速センサ32は、前後輪2,7にそれぞれ設けられている。車輪速センサ32の検知情報は、ABSおよびトラクションコントロール等の制御に用いられる。車輪速センサ32の検知情報は、メータ装置17に送信する車速情報として用いてもよい。
ブレーキ圧センサ33は、ブレーキレバーおよびペダル等のブレーキ操作子の操作力(減速要求)を検出する。
舵角センサ35は、例えば操舵軸4cに設けられたポテンショメータであり、車体に対する操舵軸4cの回動角度(操舵角度)を検出する。
ここで、実施形態の操舵機構4Sは、ハンドル20と前輪2(操舵輪)との間に設けられてハンドル20の回動を前輪2に伝達する構成の総称である。ハンドル回動軸と操舵軸(前輪回動軸)とは、互いに同一である構成の他、互いに別体に設けたり別軸に設けたりすることもある。ハンドル回動軸と操舵軸とが互いに別軸の場合、操舵機構4Sには、ハンドル回動軸と操舵軸とを連動させる構成が含まれる。
同乗者が把持するリアアシストグリップを備える場合、ハンドル20と同様に左右グリップセンサを設けて同乗者の片手乗車を検知し、各種制御に用いてもよい。
エンジン制御手段45は、燃料噴射装置46、点火装置47およびスロットル装置48等を含んでいる。すなわち、エンジン制御手段45は、エンジン10を駆動させる補機を含んでいる。
ステアリングアクチュエータ43は、操舵軸4cに操舵トルクを出力する。ステアリングアクチュエータ43は、操舵トルクセンサ36の検出情報に応じて電気モータを作動させ、操舵軸4cにアシストトルクを付与する。
自動二輪車1は、さらに、前後サスペンションの少なくとも一方のショックアブソーバのイニシャル荷重をECU23の制御により可変とするショックアブソーバアクチュエータ41A、および前後サスペンションの少なくとも一方のショックアブソーバの減衰力をECU23の制御により可変とするショックアブソーバ電子制御ダンパー41B、を備えている。
次に、本実施形態の自動二輪車1における自動制御の一例としての自動ブレーキ制御について説明する。
図7に示すように、自動二輪車1は、規定の出力により車体に挙動を発生させる車体挙動発生手段25と、乗員の身体の挙動を検知する乗員挙動検知手段26と、前記車体挙動発生手段25を駆動制御する制御手段27と、を備えている。
制御手段27は、例えば制御装置23である。制御手段27は、少なくとも一部がソフトウェアとハードウェアの協働によって実現されてもよい。
乗員挙動検知手段26は、例えば乗員検知カメラ39である。乗員挙動検知手段26は、例えば乗員の頭部の動き(移動量)を検知する。
図9を参照し、まず、自動二輪車1のメインスイッチのオン操作に伴い、制御手段27が処理を開始し、外部検知カメラ38によって車両前方に衝突可能性のある物体(障害物)を検知したか否かを判定する(ステップS1)。ステップS1でNO(障害物無し)の場合、自動ブレーキ制御に移行せず(ステップS2)、ステップS1でYES(障害物有り)の場合、自動ブレーキ制御に移行する(ステップS3)。
次いで、ブレーキアクチュエータ42を駆動制御して第一の油圧を発生させ、この第一の油圧により前後ブレーキ本体2B,7Bに第一の制動力を発生させる(ステップS32)。この第一の制御により生じる乗員の身体の動き(挙動)は、乗員検知カメラ39によって検知する(ステップS33)。
ステップS34で「△」判定の場合、乗員に中程度の体勢の変化があり、目標制動力に移行すると乗員に大きな挙動が生じる可能性があると判断し、目標制動力に移行せずに第一の制動力を維持する(ステップS36)。
ステップS34で「×」判定の場合、乗員に大きな体勢の変化があり、軽めの第一の制動力であっても体勢が乱れていると判断し、第一の制動力よりも低い第二の制動力に移行する(ステップS37)。
左右グリップ部20aの何れかがグリップ把持NG判定の場合、さらに舵角センサ35、IMU34、車輪速センサ32等の直前の所定時間(1秒間ほど)の出力データを参照する。これは、片手運転状態では車体挙動が発生しやすいので、直近時間の車体挙動の有無についても判定を行い、左右グリップ部20aの把持判定と合わせて、運転者が片手運転状態にあるいか否かを判定する。
この構成によれば、第一の値で乗員の身体の変位量が第一の閾値M1未満のときは、目標値に移行しても乗員が身体を支え得る状態にあると判断し、第二の制御で目標値に移行して十分な自動ブレーキ制御を行うことができる。
この構成によれば、第一の値で乗員の身体の変位量が第一の閾値M1以上のときは、目標値に移行すると乗員の姿勢がさらに乱れると判断し、第二の制御で第一の値を維持するか、あるいは第一の値よりも低い第二の値に移行することで、乗員の姿勢のさらなる乱れを抑えることができる。
この構成によれば、第一の値で乗員の身体の変位量が第一の閾値M1以上かつ第一の閾値M1よりも大きい第二の閾値M2未満であれば、第二の制御で第一の値を維持して自動ブレーキ制御を行うことができる。また、第一の値で乗員の身体の変位量が第二の閾値M2以上であれば、第二の制御で第一の制動力よりも低い第二の値に移行して乗員の姿勢のさらなる乱れを抑えることができる。
この構成によれば、通常走行時における乗員の身体の位置を基準位置として乗員の身体の変位量を求めるので、乗員の身体の基準位置を車体に対する固定値で設定する場合に比べて、乗員の体格差や乗車姿勢等の個人差の影響を抑えて身体の変位量を検知可能となり、乗員の姿勢の乱れをより一層抑えることができる。
この構成によれば、自動ブレーキ制御時にステアリングダンパー44の減衰力を高めるので、自動ブレーキ制御時に運転者がハンドル20を把持した腕で身体を支えやすくなり、運転者の姿勢の乱れをより一層抑えることができる。
この場合、制御手段27は、運転者の操作によらず駆動装置ENを制御して規定の加速力を発生させる自動加速制御を行う際、まず駆動装置ENにおける予め定めたエンジン制御パラメータ(例えばスロットル開度)が本来の目標値よりも低い第一の値となるよう第一の制御を行い、この第一の制御により生じる乗員の身体の動きに応じて、その後の第二の制御におけるエンジン制御パラメータの値を設定する。
この場合、制御手段27は、運転者の操作によらず操舵装置STを制御して規定の操舵力を発生させる自動操舵制御を行う際、まず操舵装置STにおける予め定めたステア制御パラメータ(例えば舵角)が本来の目標値よりも低い第一の値となるよう第一の制御を行い、この第一の制御により生じる乗員の身体の動きに応じて、その後の第二の制御における前記ステア制御パラメータの値を設定する。
これらの制御を含む本実施形態は、規定の出力により車体に挙動を発生させる車体挙動発生手段25と、乗員の身体の挙動を検知する乗員挙動検知手段26と、車体挙動発生手段25を駆動制御する制御手段27と、を備えている。制御手段27は、運転者の操作によらず車体挙動発生手段25を制御して規定の出力を発生させる自動制御を行う際、まず車体挙動発生手段25における予め定めた制御パラメータが本来の目標値よりも低い第一の値となるよう第一の制御を行い、この第一の制御により生じる乗員の身体の動きに応じて、その後の第二の制御における制御パラメータの値を設定するものである。
前記鞍乗り型車両には、乗員が車体を跨いで乗車する車両全般が含まれ、自動二輪車(原動機付自転車及びスクータ型車両を含む)のみならず、三輪(前一輪かつ後二輪の他に、前二輪かつ後一輪の車両も含む)又は四輪の車両も含まれる。
そして、上記実施形態における構成は本発明の一例であり、実施形態の構成要素を周知の構成要素に置き換える等、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
2B 前輪ブレーキ本体
4S 操舵機構
7B 後輪ブレーキ本体
10 エンジン(原動機)
20 ハンドル
25 車体挙動発生手段
26 乗員挙動検知手段
27 制御手段
42 ブレーキアクチュエータ
43 ステアリングアクチュエータ
44 ステアリングダンパー
45 エンジン制御手段(補機)
S32 ステップS32(第一の制御)
S35〜S37 ステップS35〜S37(第二の制御)
M1 第一の閾値
M2 第二の閾値
BR ブレーキ装置
EN 駆動装置
ST 操舵装置
Claims (10)
- 規定の出力により車体に挙動を発生させる車体挙動発生手段(25)と、
乗員の身体の挙動を検知する乗員挙動検知手段(26)と、
前記車体挙動発生手段(25)を駆動制御する制御手段(27)と、を備え、
前記制御手段(27)は、運転者の操作によらず前記車体挙動発生手段(25)を制御して規定の出力を発生させる自動制御を行う際、前記乗員の身体の動きに応じて制御出力を変える、鞍乗り型車両の自動制御装置。 - 規定の出力により車体に挙動を発生させる車体挙動発生手段(25)と、
乗員の身体の挙動を検知する乗員挙動検知手段(26)と、
前記車体挙動発生手段(25)を駆動制御する制御手段(27)と、を備え、
前記制御手段(27)は、運転者の操作によらず前記車体挙動発生手段(25)を制御して規定の出力を発生させる自動制御を行う際、まず前記車体挙動発生手段(25)における予め定めた制御パラメータが本来の目標値よりも低い第一の値となるよう第一の制御(S32)を行い、この第一の制御(S32)により生じる乗員の身体の動きに応じて、その後の第二の制御(S35〜S37)における前記制御パラメータの値を設定する、鞍乗り型車両の自動制御装置。 - 前記車体挙動発生手段(25)は、
自車を制動するブレーキ本体(2B,7B)と、
前記ブレーキ本体(2B,7B)を作動させるブレーキアクチュエータ(42)と、を備えるブレーキ装置(BR)を含み、
前記制御手段(27)は、運転者の操作によらず前記ブレーキ装置(BR)を制御して規定の制動力を発生させる自動ブレーキ制御を行う際、まず前記ブレーキ装置(BR)における予め定めたブレーキ制御パラメータが本来の目標値よりも低い第一の値となるよう第一の制御(S32)を行い、この第一の制御(S32)により生じる乗員の身体の動きに応じて、その後の第二の制御(S35〜S37)における前記ブレーキ制御パラメータの値を設定する、請求項2に記載の鞍乗り型車両の自動制御装置。 - 前記制御手段(27)は、前記第一の制御(S32)を行った際に、
乗員の身体の変位量が第一の閾値(M1)未満であれば、前記第二の制御(S35)において前記制御パラメータの値を前記第一の値よりも高い前記目標値に設定する、請求項2又は3に記載の鞍乗り型車両の自動制御装置。 - 前記制御手段(27)は、前記第一の制御(S32)を行った際に、
乗員の身体の変位量が前記第一の閾値(M1)以上であれば、前記第二の制御(S36,S37)において前記制御パラメータの値を前記第一の値に維持するか、あるいは前記第一の値よりも低い第二の値に設定する、請求項4に記載の鞍乗り型車両の自動制御装置。 - 前記制御手段(27)は、前記第一の制御(S32)を行った際に、
乗員の身体の変位量が前記第一の閾値(M1)以上でかつ前記第一の閾値(M1)よりも大きい第二の閾値(M2)未満であれば、前記第二の制御(S36)において前記制御パラメータの値を前記第一の値に維持し、
乗員の身体の変位量が前記第二の閾値(M2)以上であれば、前記第二の制御(S37)において前記制御パラメータの値を前記第一の値よりも小さい第二の値に設定する、請求項4又は5に記載の鞍乗り型車両の自動制御装置。 - 前記制御手段(27)は、前記自動制御を行わない通常走行時における乗員の身体の位置を基準位置として学習し、この基準位置に対する乗員の身体の変位量に応じて、前記第二の制御(S35〜S37)における前記制御パラメータの値を設定する、請求項2から6の何れか一項に記載の鞍乗り型車両の自動制御装置。
- 運転者が把持するハンドル(20)と、前記ハンドル(20)と連動する操舵機構(4S)と、前記ハンドル(20)および操舵機構(4S)の少なくとも一方に減衰力を付与するステアリングダンパー(44)と、を備え、
前記ステアリングダンパー(44)は、前記制御手段(27)の制御によって減衰力が可変であり、
前記制御手段(27)は、前記自動制御時に前記ステアリングダンパー(44)の減衰力を高める、請求項1から7の何れか一項に記載の鞍乗り型車両の自動制御装置。 - 前記車体挙動発生手段(25)は、
自車を走行させる原動機(10)と、
前記原動機(10)を駆動させる補機(45)と、を備える駆動装置(EN)を含み、
前記制御手段(27)は、運転者の操作によらず前記駆動装置(EN)を制御して規定の加速力を発生させる自動加速制御を行う際、まず前記駆動装置(EN)における予め定めたエンジン制御パラメータが本来の目標値よりも低い第一の値となるよう第一の制御を行い、この第一の制御により生じる乗員の身体の動きに応じて、その後の第二の制御における前記エンジン制御パラメータの値を設定する、請求項2に記載の鞍乗り型車両の自動制御装置。 - 前記車体挙動発生手段(25)は、
自車を操舵する操舵機構(4S)と、
前記操舵機構(4S)を作動させるステアリングアクチュエータ(43)と、を備える操舵装置(ST)を含み、
前記制御手段(27)は、乗員の操作によらず前記操舵装置(ST)を制御して規定の操舵力を発生させる自動操舵制御を行う際、まず前記操舵装置(ST)における予め定めたステア制御パラメータが本来の目標値よりも低い第一の値となるよう第一の制御を行い、この第一の制御により生じる乗員の身体の動きに応じて、その後の第二の制御における前記ステア制御パラメータの値を設定する、請求項2に記載の鞍乗り型車両の自動制御装置。
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