JP2022042420A - 車両制御装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】車両の走行安全性に関する挙動を容易に変化させることができる車両制御装置を提供する。【解決手段】車両制御装置13は、車両条件検知装置24と、演算制御装置14と、車両挙動制御装置15と、を具備する。車両条件検知装置24は、車両10が走行する路面の路面状況、または、走行時における車両10自体の状況である車両状況を検知する。演算制御装置14は、路面状況または車両状況が所定の閾値に対し変化しているかを判断する。車両挙動制御装置15は、演算制御装置14の演算結果に応じて車両10の安全に関する挙動を変化させる。【選択図】図4

Description

本発明は、車両制御装置に関し、特に、車両の走行安全性に関する挙動を変化させる車両制御装置に関する。
近年、車両を運転する乗員が視認範囲を広げるために、様々な視認補助装置が開発されている(例えば特許文献1)。
視認補助装置の一つとしては、フロントビューモニタを挙げることができる。フロントビューモニタでは、車両の前方端面に取りつけられたフロントカメラが撮影した撮像データを、車室内のセンターディスプレイに映し出す。このようにすることで、乗員は、車両の前方または前側方に形成される死角を、センターディスプレイを介して視認することができ、車両走行時に於ける安全性を向上することができる。
更に、近年においては、車両の走行安全性に関する挙動を、車両の走行状況に応じて変化させる様々な装置が登場している。
特開2019-038372号公報
しかしながら、前述したフロントビューモニタではフロントビューモニタを起動させるためには、乗員が車室内の釦を押下するなどの呼び出し動作が必要であったため、フロントビューモニタの起動が煩雑である課題があった。また、車両の前方または前側方に形成される死角を、咄嗟に視認する必要が生じた場合、フロントビューモニタを起動させるための動作が間に合わないことも考えられる課題があった。
上記した課題は、フロントビューモニタ以外の車両構成機器に関しても同様であり、車両が走行している際において安全性に関する状況が変化した際に、車両の走行安全性に関する挙動を即時に変化させることが難しい課題があった。
本発明は、このような問題点を鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、車両の走行安全性に関する挙動を容易に変化させることができる車両制御装置を提供することにある。
本発明の請求項1に記載された車両制御装置は、車両の走行状況の変化に応じて、車両挙動を変化させる車両制御装置であり、車両条件検知装置と、演算制御装置と、車両挙動制御装置と、を具備し、前記車両条件検知装置は、前記車両が走行する路面の路面状況、または、走行時における車両自体の状況である車両状況を検知し、前記演算制御装置は、前記路面状況または前記車両状況が所定の閾値に対し変化しているかを判断し、前記車両挙動制御装置は、前記演算制御装置の演算結果に応じて前記車両の安全に関する挙動を変化させることを特徴とする。
また、本発明の請求項2に記載された車両制御装置では、前記路面状況は、前記路面の傾斜であり、前記車両の前方側を撮影する撮影装置と、前記車両の車室内で映像を表示する表示装置と、を更に具備し、前記車両条件検知装置は、前記車両が走行する前記路面の傾斜角度を測定する斜度検出センサであり、前記演算制御装置は、前記斜度検出センサで計測した前記傾斜角度の変化が一定以上であると判断すれば、前記撮影装置で撮影した前記車両の進行方向を、前記表示装置に表示することを特徴とする。
また、本発明の請求項3に記載された車両制御装置では、前記車両状況は、車輪と路面の接地状態であり、前記車両の前記車輪または前記車輪の周囲を認識する認識装置と、前記車両の車室内で画像を表示する表示装置と、を更に具備し、前記車両条件検知装置は、前記車輪と路面の前記接地状態を測定する接地検出センサであり、前記演算制御装置は、前記車輪が所定の閾値に対して変化しているとしたら、前記認識装置で認識した前記車輪または前記車輪の周囲を、前記表示装置に表示することを特徴とする。
また、本発明の請求項4に記載された車両制御装置では、前記車両状況は、前記車両の走行性に関する挙動を制御する車両走行制御装置を、更に具備し、前記演算制御装置は、前記路面状況または前記車両状況が一定以上変化していたときに、前記車両走行制御装置に乗員保護の制御を実行させることを特徴とする。
本発明の請求項1に記載された車両制御装置によれば、前記路面状況または前記車両状況が所定の閾値に対し変化していると判断したら、前記車両の安全に関する挙動を変化させることで、路面状況または車両状況に応じて搭乗者が特段の操作を行わずとも、車両走行時の安全性を高めることができる。
本発明の請求項2に記載された車両制御装置によれば、車両条件検知装置が計測した傾斜角度の変化が一定以上であると判断すれば、撮影装置で撮影した前記車両の前方側を撮影した画像を、前記表示装置に表示することで、路面の傾斜角度が変化したとしても、搭乗者は前方の路面状況を的確に把握し、安全に走行することができる。
本発明の請求項3に記載された車両制御装置によれば、路面の接地状態が所定の閾値に対し変化していると判断すれば、撮影装置で撮影した車輪またはその周囲を撮影した画像を、表示装置に表示することで、搭乗者は、スリップが発生した原因や車輪の周囲の路面状況を的確に把握することができる。
本発明の請求項4に記載された車両制御装置によれば、路面状況または車両状況が一定以上変化していると判断したら、乗員保護の制御を実行させることで、路面状況または車両状況に応じて安全性を高めた走行を行うことができる。
本発明の実施形態に係る車両制御装置を備えた車両の接続構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係る車両制御装置を備えた車両における、表示装置の構成を示す図である。 本発明の実施形態に係る車両制御装置の動作を示すフローチャートである。 本発明の実施形態に係る車両制御装置を示す図であり、(A)、(B)および(C)は、車両制御装置を備えた車両が、坂道である道路を走行する状況を示す模式図である。 本発明の実施形態に係る車両制御装置を示す図であり、車両制御装置を備えた車両が、石が存在する道路を走行する状況を示す模式図である。
以下、本発明の実施形態に係る車両制御装置を図面に基づき詳細に説明する。以下の説明に於いては前後上下左右の各方向を用いるが、左右とは車両10を前方から見た場合の左右である。更に、以下の説明では、同一の部材には原則的に同一の符号を付し、繰り返しの説明は省略する。
図1は、車両制御装置13を備えた車両10の接続構成を示すブロック図である。
図1を参照して、車両10は、主に、演算制御装置14と、入力装置12と、車両駆動装置16と、車外環境認識装置22と、記憶装置18と、車両挙動制御装置15と、車両運転装置20と、撮影装置23と、車両条件検知装置24と、車両安全制御装置25と、表示装置17と、を有する。
演算制御装置14は、車両10の制御手段であり、例えば、各種の演算等を行う演算装置等を含む電子制御ユニット(ECU)等である。演算制御装置14は、入力装置12等から入力される入力情報等に基づき、車両10の走行に必要な所定の演算処理を実行する。また、演算制御装置14は、車両制御装置13を動作させるための所定の演算処理も実行する。具体的には、演算制御装置14は、例えば、車両10が走行している際に、路面状況または車両状況が一定以上変化しているか否かを判断し、これらの状況が一定以上変化していると判断したら、車両10の安全に関する挙動を変化させる。係る事項は、図3等を参照して後述する。
入力装置12は、運転者21が操作可能な押釦等のスイッチやタッチパネル等から成る。運転者21が入力装置12を操作することで、車両10の各種機能の開始指示や終了指示を行うことができる。
車両駆動装置16は、車両10を走行させるための動力源であるエンジンやモータ等や、制動装置や、舵取り装置等から成る。また、車両駆動装置16は、運転者21による車両運転装置20の操作量に応じて、車両10の加速、減速および操舵も行う。
車外環境認識装置22は、車両10の外部の環境を認識する装置であり、例えば、車両10の前方を撮影する画像センサ、レーダ装置、ライダ装置等である。
記憶装置18は、RAMやROMから成り、車両10の走行に必要とされる情報を記憶している。また、記憶装置18は、車両制御装置13の動作を実行するために必要なプログラムを記憶している。
車両挙動制御装置15は、演算制御装置14が、路面状況または車両状況が所定の閾値に対し変化していると判断したら、車両10の安全に関する挙動を変化させる。ここで、閾値とは、路面状況とは図4に示す道路26の、時間的または距離的な勾配の変化である。また、車両状況の閾値とは、例えば、図5を参照して後述する前輪27の道路26に対する接地状態、より詳しくは前輪27がスリップしているか否かである。
車両運転装置20は、車両10を運転する運転者21が、車両10の操舵および車速調整を行うべく行う操作を受け付けるように構成されている。具体的には、車両運転装置20は、ここでは図示しない、ステアリングハンドル、アクセルペダルおよびブレーキペダルを有する。
撮影装置23は、例えば、車両10の前方端部に配置されたフロントビューモニタであり、運転席であるシートに着座した運転者21が視認できない死角を撮影する。更に、撮影装置23は、車両10の車輪、例えば前輪およびその近傍を撮影するイメージセンサでも良い。
車両条件検知装置24は、車両10が走行する路面の路面状況、または、走行時における車両10自体の状況である車両状況を検知する。車両条件検知装置24は、一例として、斜度検出センサ241および接地検出センサ242の何れかまたは両方を備えている。
斜度検出センサ241は、車両10が走行する道路の斜度を検出するセンサである。具体的には、斜度検出センサ241としては、地図ロケータに内蔵される加速度センサ、ABS(Anti-lock braking system)またはVDC(Vehicle dynamics control)に用いられる加速度センサ、または、衝突形態検知用の加速度センサを採用することができる。
接地検出センサ242は、車両10のタイヤが後述する道路26に接地する状況、例えば、スリップしている状況を検出するセンサであり、タイヤの回転数やトルクから、スリップの有無を判断する。接地検出センサ242としては、車輪の回転速度を検出する車輪速センサを用いることができる。
車両安全制御装置25は、車両10の安全性に関する挙動を制御する装置であり、例えば、ACC(Adaptive Cruise Control)を実行する装置である。更に、車両安全制御装置25は、エンジンコントロール装置としても機能する。
表示装置17は、車室内の例えばダッシュボードまたはその近傍に配置された液晶パネル等から成る表示機器であり、車両10の走行に関連する情報を、運転者21に報知するために表示する。
ここで、上記した各構成機器の内、記憶装置18、車両挙動制御装置15、車両運転装置20、撮影装置23、車両条件検知装置24、車両安全制御装置25および表示装置17が、車両制御装置13を構成している。
図2は、車両10のダッシュボード19に設けられる各ディスプレイを示す図である。
ダッシュボード19には、図1に示した表示装置17として、マルチファンクションディスプレイ29、センターディスプレイ30およびマルチインフォメーションディスプレイ31が設けられている。マルチファンクションディスプレイ29は、ダッシュボード19の幅方向中央であって上端側に配置されている。センターディスプレイ30は、ダッシュボード19の幅方向中央であって、マルチファンクションディスプレイ29の下側に配置されている。マルチインフォメーションディスプレイ31はステアリングハンドル32の奥側に配置されている。
本実施形態では、路面状況または車両状況が一定以上変化していると判断したら、後述するように、車両10の安全に関する挙動を変化させるべく表示を行う。係る表示は、表示装置17としての、マルチファンクションディスプレイ29、センターディスプレイ30またはマルチインフォメーションディスプレイ31を用いて行われる。
図3は、車両制御装置13の動作を示すフローチャートである。図3を参照して、上記した車両制御装置13の動作を説明する。
ステップS10では、演算制御装置14は、例えばエンジンである車両駆動装置16を始動させる。
ステップS11では、運転者21は、車両10を走行させるべく、シフトレンジをP(パーキング)から変更し、例えばシフトレンジをD(ドライブ)とする。その後、運転者21または演算制御装置14の指示に基づいて、車両10は、完全自動運転、半自動運転状態または、手動運転で走行する。
ステップS12では、演算制御装置14は、車両10が走行する道路26の路面状況、例えば勾配変化が一定以上であるか否かを判断する。ここで、勾配変化とは、時間的な勾配変化または距離的な勾配変化である。
図4を参照して、ステップS12を詳述する。図4(A)、図4(B)および図4(C)は、車両制御装置13を備えた車両10が、坂道である道路26を走行する状況を示す模式図である。斜度検出センサ241は車両10が走行している道路26の傾斜角度を検出し、演算制御装置14は、斜度検出センサ241からの入力の変化に基づいて、道路26の勾配の変化が一定以上であるか否かを判断する。
図4(A)を参照して、車両10は道路26を走行している。道路26は、紙面上右方側から、平坦路261、傾斜路262および平坦路263を有している。ここでは、車両駆動装置16が傾斜路262と平坦路263との境界に差し掛かっている場合を説明する。
車両10が傾斜路262の終端に差し掛かった場合、道路26の傾斜角度は大きく変化する。例えば、傾斜路262の傾斜角度は10度であり、平坦路263の傾斜角度は0度である。よって、傾斜路262と平坦路263の接続部分では、道路26の傾斜角度は10度小さくなる。
傾斜路262の終点に車両10が差し掛かった場合、車両10を運転する運転者21は、平坦路263の状況を把握することが困難になる。よって、平坦路263に障害物等が存在する場合、当該障害物を回避することが簡単で無い場合が想定される。本実施形態では、後述するように、運転者21の操作が無くても、車両10の前方を撮影した映像を表示装置17に映し出すことで、傾斜路262と平坦路263の接続箇所に於ける安全性を向上している。ここで、映像は、動画および静止画を含む。
ステップS12でYESの場合、即ち、道路26の所定の閾値に対して変化している場合、演算制御装置14は、ステップS13に移行する。ここで、所定の閾値とは、車両10に搭乗した運転者21が前方の平坦路263を良好に見渡すことができない程度の勾配変化であり、車両10の車高や運転者21の視点の高さなどに依存する。
ステップS12でNOの場合、即ち、道路26の勾配の変化が所定の閾値に対して変化していない場合、演算制御装置14は、ステップS17に移行する。
ステップS13では、演算制御装置14の指示に基づいて、車両挙動制御装置15は、安全性を高めるための制御の一例として、モニタ表示を行う。具体的には、演算制御装置14の指示に基づいて、撮影装置23は車両10の前方で平坦路263を撮影し、表示装置17は撮影装置23が撮影した映像を映し出す。このようにすることで、運転者21は、何ら操作を行わずとも、車両10の前方の平坦路263の状況を、表示装置17を介して把握することができる。よって、運転者21は、平坦路263に障害物が存在する場合、ハンドルやブレーキを操作することで、当該障害物を回避することができる。更には、車両10の前方の平坦路263の状況が表示装置17に表示されることで、運転者21は集中して運転することができる。
ステップS14では、演算制御装置14は、道路26の勾配変化が終了したか否かを判断する。具体的には、斜度検出センサ241から入力される傾斜角度の変化が一定未満であれば、演算制御装置14は道路26の勾配変化が終了したと判断する。
ステップS14でYESの場合、即ち、道路26の勾配変化が終了したら、演算制御装置14は、即座に、または、ある一定時間経過後にステップS15に移行する。
ステップS15では、撮影装置23で撮影した映像を表示装置17に映し出さない。即ち、表示装置17の表示状況は、運転者21による表示を終了させるための指示動作が無くても、ステップS12以前のものとなる。
ステップS14でNOの場合、即ち、道路26の勾配変化が続いていたら、演算制御装置14は、ステップS13の表示を継続する。
ステップS16では、運転者21がシフトレンジをD(ドライブ)以外、例えばP(パーキング)にし、車両10を停止させる。これにより、車両10の走行は終了する。
ステップS17では、演算制御装置14は、車両10の車両状況が所定の閾値に対し変化しているか否か、例えば車両10にスリップが発生しているか否かを判断する。
図5は、車両制御装置13を備えた車両10が、石28が存在する道路26を走行する状況を示す模式図である。
道路26に多数の石28が存在している場合、車両10の前輪27が石28に乗り上げると、前輪27がスリップすることがある。本実施形態では、前輪27のスリップを接地検出センサ242で検出している。接地検出センサ242は、前輪27の回転量が、他の車輪の回転量よりも少ないことにより、前輪27がスリップしていることを検知することができる。または、接地検出センサ242は、前輪27のトルクが所定値よりも小さいことに基づいて、前輪27がスリップしていることを検出することができる。更には、接地検出センサ242は、前輪27の回転量およびトルクの両方に基づいて、前輪27がスリップしていることを検出することができる。
ステップS17でYESの場合、即ち、前輪27がスリップしている場合、演算制御装置14は、ステップS18に移行する。
ステップS17でNOの場合、即ち、前輪27がスリップしていない場合、演算制御装置14は、ステップS12に戻る。
ステップS18では、演算制御装置14の指示に基づいて、車両挙動制御装置15は、車両安全制御装置25に安全性を高めるための制御の一例として、モニタ表示を行う。具体的には、図5を参照して、演算制御装置14の指示に基づいて、車両10の前輪27の近傍に取りつけられた撮影装置23で、前輪27およびその近傍に存在する石28を撮影する。そして、演算制御装置14の指示に基づいて、運転者21による指示入力がない状態でも、撮影装置23で撮影した映像を表示装置17に映し出す。このようにすることで、運転者21は、石28により前輪27がスリップしていることを認識することができ、安心して運転動作に集中することができる。更に、運転者21は前輪27の軌道を予測できるので、前輪27のサイドウォールカットを回避できる。
ステップS19では、演算制御装置14は、前輪27のスリップが終了したか否かを判断する。接地検出センサ242は、前輪27の回転量が、他の車輪の回転量と同等となることで前輪27がスリップしていないことを検知することができる。または、接地検出センサ242は、前輪27のトルクが所定値よりも大きいことに基づいて、前輪27がスリップしていないことを検出することができる。更には、接地検出センサ242は、前輪27の回転量およびトルクの両方に基づいて、前輪27がスリップしていないことを検出することができる。
ステップS19でYESの場合、即ち、前輪27のスリップが終了した場合、演算制御装置14は、ステップS15に移行し、運転者21による表示を終了させるための指示動作が無くても、即座にまたは、ある一定時間経過後に、撮影装置23で撮影した映像の表示を終了する。
ステップS19でNOの場合、即ち、前輪27のスリップが終了した場合、演算制御装置14は、ステップS18に於けるモニタ表示を続行する。
前述した本実施形態により、以下のような主要な効果を奏することができる。
本発明の車両制御装置13によれば、路面状況または車両状況が一定以上変化していると判断したら、車両10の安全に関する挙動を変化させることで、路面状況または車両状況に応じて搭乗者が特段の操作を行わずとも、車両走行時の安全性を高めることができる。
更に、車両制御装置13では、車両条件検知装置24が計測した傾斜角度の変化が一定以上であると判断すれば、撮影装置23で撮影した車両10の前方側を撮影した映像を、表示装置17に表示している。このようにすることで、路面の傾斜角度が変化したとしても、搭乗者は前方の路面状況を的確に把握し、安全に走行することができる。
更に、車両制御装置13によれば、車輪がスリップしていると判断すれば、撮影装置23で撮影した車輪またはその周囲を撮影した映像を、表示装置17に表示している。このようにすることで、運転者21は、スリップが発生した原因や車輪の周囲の路面状況を的確に把握することができる。
更に、車両制御装置13によれば、路面状況または車両状況が一定以上変化していると判断したら、車両挙動制御装置15に対して安全性を高めるための制御を実行させている。よって、路面状況または車両状況に応じて、安全性を高めた走行を行うことができる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、これに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で変更が可能である。また、前述した各形態は相互に組み合わせることが可能である。
例えば、前述した実施形態では、車両挙動制御装置15は、安全性を高めるための制御の一例として、モニタ表示を行ったが、安全性を高めるための制御として他の制御を実行することができる。例えば、道路26の勾配変化または前輪27のスリップを検出したら、乗員保護の制御を実行させるための制御として、車両挙動制御装置15がACCの中断を行い、車両10の走行時の安全性を向上することもできる。更に、演算制御装置14は、安全性を高めるための制御として、車輪スリップが起こりやすい路面状況であることを判断し、エンジン回転数を制限し、空転が起こりにくい走行モードに移行する制御を実行することもできる。
更に、図4を参照して、前述した実施形態では、上り坂である傾斜路262から平坦路である平坦路263に車両10が走行する際に、表示装置17に車両前方を撮影した映像を映し出したが、平坦路から下り勾配に差し掛かる場合に表示装置17に車両前方を撮影した映像を映し出しこともできる。
更に、図3のステップS11等では、車両10が備える変速装置としてオートマチックトランスミッションを例示したが、変速装置としてマニュアルトランスミッションを採用することができる。変速装置としてマニュアルトランスミッションを採用した場合、図3に示したステップS11等において、シフトレンジやパーキングブレーキの状態に応じて、オートマチックトランスミッションと同様の制御を実行させることができる。
また、図3のステップS17等では、シフトレンジがD、即ちドライブの状態に於いて車両安全制御装置25による制御したが、シフトレンジがいずれかの場合においても、車両条件検知装置24により、タイヤが回転していない状態で車両位置が変化している場合は、車両がずり下がっていると判断し、車両安全制御装置25による制御を実行してもよい。
更にまた、図2では表示装置17として、マルチファンクションディスプレイ29、センターディスプレイ30およびマルチインフォメーションディスプレイ31を例示したが、他の表示装置を表示装置17として採用することもできる。例えば、表示装置17として、デジタルミラー等を採用することもできる。
10 車両
12 入力装置
13 車両制御装置
14 演算制御装置
15 車両挙動制御装置
16 車両駆動装置
17 表示装置
18 記憶装置
19 ダッシュボード
20 車両運転装置
21 運転者
22 車外環境認識装置
23 撮影装置
24 車両条件検知装置
241 斜度検出センサ
242 接地検出センサ
25 車両安全制御装置
26 道路
261 平坦路
262 傾斜路
263 平坦路
27 前輪
28 石
29 マルチファンクションディスプレイ
30 センターディスプレイ
31 マルチインフォメーションディスプレイ
32 ステアリングハンドル

Claims (4)

  1. 車両の走行状況の変化に応じて、車両挙動を変化させる車両制御装置であり、
    車両条件検知装置と、演算制御装置と、車両挙動制御装置と、を具備し、
    前記車両条件検知装置は、前記車両が走行する路面の路面状況、または、走行時における車両自体の状況である車両状況を検知し、
    前記演算制御装置は、前記路面状況または前記車両状況が所定の閾値に対し変化しているかを判断し、
    前記車両挙動制御装置は、前記演算制御装置の演算結果に応じて前記車両の安全に関する挙動を変化させることを特徴とする車両制御装置。
  2. 前記路面状況は、前記路面の傾斜であり、
    前記車両の前方側を撮影する撮影装置と、
    前記車両の車室内で映像を表示する表示装置と、を更に具備し、
    前記車両条件検知装置は、前記車両が走行する前記路面の傾斜角度を測定する斜度検出センサであり、
    前記演算制御装置は、前記斜度検出センサで計測した前記傾斜角度の変化が一定以上であると判断すれば、前記撮影装置で撮影した前記車両の進行方向を、前記表示装置に表示することを特徴とする請求項1に記載の車両制御装置。
  3. 前記車両状況は、車輪と路面の接地状態であり、
    前記車両の前記車輪または前記車輪の周囲を認識する認識装置と、
    前記車両の車室内で画像を表示する表示装置と、を更に具備し、
    前記車両条件検知装置は、前記車輪と路面の前記接地状態を測定する接地検出センサであり、
    前記演算制御装置は、前記車輪が所定の閾値に対して変化しているとしたら、前記認識装置で認識した前記車輪または前記車輪の周囲を、前記表示装置に表示することを特徴とする請求項1に記載の車両制御装置。
  4. 前記車両状況は、
    前記車両の走行性に関する挙動を制御する車両走行制御装置を、更に具備し、
    前記演算制御装置は、前記路面状況または前記車両状況が一定以上変化していたときに、前記車両走行制御装置に乗員保護の制御を実行させることを特徴とする請求項1に記載の車両制御装置。

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