JP6281712B2 - 車両の制御装置 - Google Patents

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Description

本発明は、車両の進行方向前方に物体がある場合にその物体に車両が衝突すること又はその物体に車両が強く衝突することを回避する制御を行う車両の制御装置に関する。
車両の進行方向前方に物体(例えば、駐車場の壁、車両の前方を走行している別の車両(先行車)など)があり且つ車速がゼロ又は極低速(例えば、車速が5km/h以下)であるときに車両の運転者がアクセルペダルをブレーキペダルと間違えて踏み込んでしまった場合に内燃機関から出力されるトルクを一定のトルク以下のトルクに制限することによって車両が物体に強く衝突することを回避するシステム(衝突軽減システム)が知られている(例えば、特許文献1及び特許文献2を参照。)。
更に、車両の運転者が車両の進行方向前方にある物体に気付かずに車両を所定の車速以上の車速で走行させている場合に車両を制動装置によって強制的に制動して車両が物体に衝突する前に車両を停止させることによって車両が物体に衝突することを回避するシステム(衝突回避システム)も知られている(例えば、特許文献2を参照。)。
特開平9−287488号公報 特開2013−129288号公報
ところで、上記衝突回避システムは、ミリ波レーダー等のセンサを用いて車両の進行方向前方にある物体と車両との間の距離(物体距離)及びその物体と車両との相対速度等を検出し、これら物体距離及び相対速度に基づいて制動装置による車両の強制的な制動(以下、「強制制動」と称呼する。)を行うか否かを決定する。
ところが、センサの種類又はセンサの出力に基づく物体の検知アルゴリズムによっては、車速が極低速である場合、上記物体距離及び上記相対速度等の検出精度が強制制動するのに必要な精度に達しないことがある。その結果、車速が極低速であるときに強制制動を許容すると、例えば、運転者がアクセルペダル(アクセル操作子)を操作して物体に極めて近接した位置で車両を停止させようとしている場合にも強制制動がなされる事態が発生してしまい、運転者に違和感を与える虞がある。
そこで、車速が所定の車速よりも低い場合に物体距離及び相対速度等の検出精度が強制制動に必要な精度に達しない衝突回避システムにおいては、強制制動を行う条件として、車速が所定の車速(以下、便宜上、「強制制動許可車速」と称呼する場合がある。)以上であるという条件が設定されている。
一方、上記衝突軽減システムは、検出した物体距離に基づいて内燃機関或いは電動機等のトルク出力装置(車両駆動源)から出力されるトルク(以下、単に「出力トルク」と称呼する。)を制限するか否かを決定する。更に、この衝突軽減システムにおいては、車庫入れ或いは駐車場等において車両を停車させる場合等のように物体距離が短いシーンに対処しようとしていることから、出力トルクを一定のトルク以下のトルクに制限する条件として、車速がゼロ又は極低速であるという条件が設定されている。このため、衝突軽減システムが作動して出力トルクが制限される場合、車速が強制制動許可車速未満であるので、衝突回避システムによる強制制動は行われない。
しかしながら、上記物体距離が比較的長い場合においては、出力トルクが制限されなければ、比較的大きな出力トルクによって車速が強制制動許可車速に達し、且つ、その時点において強制制動を行えば車両が物体に衝突することを回避できる場合があることが判明した。換言すると、従来の技術によると、車両が物体に達する前に強制制動によって車両を停車させることができる状況であるにも関わらず、衝突軽減システムにより出力トルクが制限されてしまう結果、車両が物体に達してしまう場面が生じる。
本発明は、上述した課題に対処するためになされたものである。即ち、本発明の目的の1つは、車速がゼロ又は極低速であり且つ車両の進行方向前方に物体があるときに車両の運転者がアクセルペダルを誤って踏み込んでしまった場合において、車両が物体に衝突する可能性を低減することができる車両の制御装置を提供することにある。
本発明に係る車両の制御装置(以下、「本発明装置」と称呼する。)は、
車両(100)を加速するための出力トルクを発生するトルク出力装置(10)、
前記車両の運転者により操作されるアクセル操作子(11)、及び、
前記車両を制動する制動装置(50)、
を備える車両に適用される。
本発明装置は、
前記車両の速度を車速(Vs)として検出する車速検出手段(61)と、
前記車両の進行方向前方にある物体と前記車両との間の距離を物体距離(Df、Dr)として検出するとともに、前記物体と前記車両との相対速度(dVf、dVr)を検出する物体距離・相対速度検出手段(65、66)と、
前記アクセル操作子の操作量(AP)が大きいほど前記出力トルクが大きくなるように前記トルク出力装置を制御し(図8のルーチン)、且つ、前記車両を制動する要求がある場合に前記車両が制動されるように前記制動装置を制御する(ステップ650)、制御手段(70)と、
を備える。
更に、前記制御手段は、
前記物体距離(Df、Dr)及び前記相対速度(dVf、dVr)に基づいて前記車両が前記物体に到達するまでに要する時間を物体到達時間(TTCf、TTCr)として算出し(ステップ640)、
前記車速(Vs)が第1閾値車速(Vth1)よりも小さく且つ前記車両の運転者が誤って前記アクセル操作子を閾値操作量(APth)よりも大きい操作量に操作したと推定されるというトルク制限条件が成立した場合、前記出力トルクが所定の「第1トルク(TQ1に相当するトルク)以下のトルク」となるように同出力トルクを制限するトルク制限制御を実行し(ステップ730及びステップ740)、
前記車速(Vs)が「前記第1閾値車速以上の第2閾値車速(Vth2)」以上であり且つ前記物体到達時間(TTCf、TTCr)が閾値時間(TTCth)以下であるという強制制動条件が成立した場合、前記車両を前記制動装置によって強制的に制動する強制制動制御を実行する(ステップ640、ステップ650)。
上記トルク制限制御によれば、トルク制限条件が成立した場合、出力トルクは第1トルク以下のトルクに制限されるので、車速が大きく上昇することはない。このため、車両は軽く物体に接触する場合があるが、物体に強く衝突することはない。
ところで、トルク制限条件が成立した場合であっても物体距離が比較的長いときには、出力トルクが第1トルクによって制限されなければ、トルク出力装置から比較的大きなトルクが出力され、その結果、物体到達時間が閾値時間以下になる前に車速が第2閾値車速に達することがある。この場合には、上記強制制動制御によって車両が物体に達する前に車両を停車できる。
そこで、前記制御手段は、前記トルク制限条件が成立したとき(ステップ710における「Yes」との判定)、前記出力トルクが「前記第1トルクよりも大きい所定トルク」であると仮定した場合に前記物体到達時間が前記閾値時間以下になる前に前記車速が前記第2閾値車速に達し、次いで、前記強制制動条件が成立して前記強制制動制御が実行されるという停車条件が成立すると予測される場合(ステップ720における「Yes」との判定)、前記トルク制限制御において、前記出力トルクが「前記所定トルク以上である第2トルク(TQ2に相当するトルク)」以下のトルクとなるように同出力トルクを制限する。
即ち、本発明装置によれば、トルク制限条件が成立したとき(即ち、車速がゼロ又は極低速であり且つ車両の進行方向前方に物体があるとき)に、上記停車条件が成立する場合、出力トルクが第2トルク以下のトルクに制限される。第2トルクは、第1トルクよりも大きく、且つ、停車条件において想定される所定トルク以上のトルクである。
従って、アクセル操作子の操作量に応じて決まる出力トルクが所定トルク以上であれば、トルク出力装置から所定トルク以上のトルクが出力される。即ち、運転者がブレーキペダルと誤ってアクセル操作子を大きく踏み込んでしまった場合、トルク出力装置から所定トルク以上のトルクが出力される。
その結果、車両が物体に到達する前に車速が第2閾値車速に達し、次いで、強制制動条件が成立するので、車両が制動装置によって強制的に制動されて車両が物体に到達する前に車両が停止する。よって、車速がゼロ又は極低速であり且つ車両の進行方向前方に物体があるときに運転者が誤ってアクセル操作子を踏み込んでしまった場合において、車両が物体に衝突する可能性を低減することができる。
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、発明の各構成要素は、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。本発明の他の目的、他の特徴及び付随する利点は、以下の図面を参照しつつ記述される本発明の実施形態についての説明から容易に理解されるであろう。
図1は、本発明の実施形態に係る制御装置及び同制御装置が適用される車両の概略構成を示した図である。 図2は、アクセルペダルの操作量と車両の速度(車速)と要求駆動トルクとの関係を示した図である。 図3は、図1に示した電子制御装置(ECU)のCPUが実行する衝突回避制御を説明するための図である。 図4は、図1に示したCPUが実行する衝突軽減制御を説明するための図である。 図5は、アクセルペダルの操作量と車両の速度(車速)と要求駆動トルクとの関係を示した図である。 図6は、図1に示したCPUが実行するルーチンを示したフローチャートである。 図7は、図1に示したCPUが実行するルーチンを示したフローチャートである。 図8は、図1に示したCPUが実行するルーチンを示したフローチャートである。
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態に係る車両の制御装置(以下、「本制御装置」と称呼する。)について説明する。
図1に示したように、本制御装置が適用される車両100は、トルク出力装置(車両の駆動トルクを発生する車両駆動源)としての内燃機関10、アクセル操作子としてのアクセルペダル20、ブレーキ操作子としてのブレーキペダル30、シフトレバー40、及び、制動装置としての油圧ブレーキ装置50を備える。
内燃機関10(以下、単に「機関10」と称呼する。)は、多気筒(本例では、4気筒)・4サイクル・火花点火式のガソリン機関である。機関10は、スロットル弁11、燃料噴射弁12、及び、点火装置13を備える。
スロットル弁11は、機関10の図示しない吸気管に配設されている。スロットル弁11は、後述する電子制御装置(以下、「ECU」と称呼する。)70に接続されている。ECU70は、スロットル弁11の開度TAがその目標値TAtgtになるようにスロットル弁11を駆動する。スロットル弁11の開度(以下、「スロットル弁開度」と称呼する。)TAが変更されると、機関10の図示しない燃焼室に吸入される空気の量(吸入空気量)Gaが変わる。吸入空気量Gaは、スロットル弁開度TAが大きいほど多くなる。
燃料噴射弁12は、機関10の図示しない吸気ポートに燃料を噴射するように配設されている。燃料噴射弁12は、ECU70に接続されている。ECU70は、燃料噴射弁12から噴射される燃料の量Qがその目標値Qtgtになるように燃料噴射弁12を駆動する。
点火装置13は、機関10の図示しない燃焼室内に形成される燃料と空気との混合気を点火することができるように配設されている。点火装置13は、ECU70に接続されている。ECU70は、点火装置13が所定のタイミングで混合気を点火するように点火装置13を駆動する。
アクセルペダル20は、車両100の運転者によって操作される。運転者によるアクセルペダル20の操作量(以下、「アクセル操作量」と称呼する。)APが大きくなると、機関10から出力されるトルク(機関の出力トルク)が大きくなる。
ブレーキペダル30も、運転者によって操作される。ブレーキペダル30は、油圧ブレーキ装置50に接続されている。運転者によってブレーキペダル30が操作されると、油圧ブレーキ装置50から車両100に制動力が与えられる。車両100に与えられる制動力は、運転者によるブレーキペダル30の操作量が大きいほど大きくなる。
シフトレバー40は、図示しない自動変速機に接続されている。自動変速機の入力軸は機関10の出力軸に接続され、自動変速機の出力軸は車両100の駆動軸(従って、駆動輪)に接続されている。シフトレバー40も、運転者によって操作される。シフトレバー40は、運転者によって「前進レンジ、後進レンジ、ニュートラルレンジ及びパーキングレンジ」の何れかに設定される。シフトレバー40が前進レンジに設定されている場合にアクセル操作量APがゼロよりも大きくなると、車両100は前進する。一方、シフトレバー40が後進レンジに設定されている場合にアクセル操作量APがゼロよりも大きくなると、車両100は後進する。
ECU70は、周知のマイクロコンピュータを含む電子回路であり、CPU、ROM、RAM、バックアップRAM及びインターフェース等を含む。ECU70には、車速センサ61、アクセルペダル操作量センサ62、シフトレバーポジションセンサ63、エアフローメータ64、ミリ波レーダー(前方ミリ波レーダー)65、ミリ波レーダー(後方ミリ波レーダー)66、ギヤ位置センサ67及び機関回転速度センサ68が接続されている。
車速センサ61は、車両100の速度(車速)Vsを検出し、その車速Vsを表す信号を出力する。ECU70は、車速センサ61から受信した信号に基づいて車速Vsを算出する。
アクセルペダル操作量センサ62は、アクセルペダル20の操作量(アクセル操作量)APを検出し、そのアクセル操作量APを表す信号を出力する。ECU70は、アクセルペダル操作量センサ62から受信した信号に基づいてアクセル操作量APを算出する。
シフトレバーポジションセンサ63は、シフトレバー40が設定されているレンジを検出し、検出したレンジに対応する信号を出力する。ECU70は、シフトレバーポジションセンサ63から受信した信号に基づいてシフトレバー40が設定されているレンジを認識する。
エアフローメータ64は、図示しない吸気管に配設される。エアフローメータ64は、図示しない燃焼室に向かって吸気管内を流れる空気の量(吸入空気量)Gaを検出し、その吸入空気量Gaを表す信号を出力する。ECU70は、エアフローメータ64から受信した信号に基づいて吸入空気量Gaを算出する。ECU70は、この吸入空気量Gaに基づいて、燃焼室内に形成される混合気の空燃比が所定空燃比(例えば、理論空燃比)となるように燃料噴射弁12から噴射する燃料の量の目標値(目標燃料噴射量)Qtgtを算出する。
ミリ波レーダー65は、車両100の前端部に取り付けられている。ミリ波レーダー65は、車両100の前方にミリ波(出力波)を送信する。そのミリ波は、車両100の前方にある物体によって反射される。ミリ波レーダー65は、この反射波を受信する。
車両100の前方にある物体は、例えば、図3(A)に示したように、車両100の前方を走行している車両(先行車)101fvであり、又は、図4(A)に示したように、車両100の前方にある壁のような静止物101fwである。以下、車両100の前方にある物体を「前方の物体101f」と称呼する。
ECU70は、ミリ波レーダー65が受信した反射波に基づいて前方の物体101fを検知する。
更に、ECU70は、「ミリ波レーダー65から車両100の前方に送信されたミリ波と受信した反射波との位相差」、「反射波の減衰レベル」及び「反射波の検出時間」等に基づいて、「車両100の車速Vsと前方の物体101fの速度Vfとの差(前方相対速度)dVf(=Vf−Vs)」、「車両100と前方の物体101fと間の距離(前方物体距離)Df」及び「車両100の位置を基準にした前方の物体101fの相対方位(前方相対方位)」等を所定の時間の経過毎に時系列的に算出する。
加えて、ECU70は、前方物体距離Dfを前方相対速度dVfによって除することにより、車両100の前端部が前方の物体101fに到達するまでに要する時間を「前方物体到達時間TTCf(=Df/dVf)」として算出する。
ECU70は、「算出した前方相対速度dVf、前方物体距離Df、前方相対方位、及び、前方物体到達時間TTCf等」をそのRAMに格納するようになっている。
ミリ波レーダー66は、車両100の後端部に取り付けられている。ミリ波レーダー66は、車両100の後方にミリ波(出力波)を送信する。そのミリ波は、車両100の後方にある物体によって反射される。ミリ波レーダー66は、この反射波を受信する。
車両100の後方にある物体は、例えば、図3(B)に示したように、車両100の後方を走行している車両(後続車)101rvであり、又は、図4(B)に示したように、車両100の後方にある壁のような静止物101rwである。以下、車両100の後方にある物体を「後方の物体101r」と称呼する。
ECU70は、ミリ波レーダー66が受信した反射波に基づいて後方の物体101rを検知する。
更に、ECU70は、「ミリ波レーダー66から車両100の後方に送信されたミリ波と受信した反射波との位相差」、「反射波の減衰レベル」及び「反射波の検出時間」等に基づいて、「車両100の車速Vsと後方の物体101rの速度Vrとの差(後方相対速度)dVr(=Vr−Vs)」、「車両100と後方の物体101rと間の距離(後方物体距離)Dr」及び「車両100の位置を基準にした後方の物体101rの後方相対方位」等を所定の時間の経過毎に時系列的に算出する。
加えて、ECU70は、「後方物体距離Drを後方相対速度dVrによって除することにより、車両100の後端が後方の物体101rに到達するまでに要する時間を「後方物体到達時間TTCr(=Dr/dVr)」として算出する。
ECU70は、「算出した後方相対速度dVr、後方物体距離Dr、後方相対方位、及び、後方物体到達時間TTCr等」をそのRAMに格納するようになっている。
ギヤ位置センサ67は、自動変速機のギヤ位置(1速〜4速、及び、リバース)を検出するようになっている。ECU70は、ギヤ位置センサ67から受信した信号に基づいて、実際に達成されている自動変速機のギヤ位置Shiftを取得する。
機関回転速度センサ68は、内燃機関10の回転速度に応じたパルス信号を発生するようになっている。ECU70は、機関回転速度センサ68から受信したパルス信号に基づいて機関回転速度NEを取得する。
ECU70は、図2に示したルックアップテーブルMapTQtgt(AP,Vs)をそのROMに予め格納している。ECU70は、アクセル操作量AP及び車速Vsを上記テーブルMapTQtgt(AP,Vs)に適用することによって、車両100に要求されている駆動トルク(以下、「要求駆動トルク」と称呼する。)TQtgtを取得する。
上記テーブルMapTQtgt(AP,Vs)によれば、要求駆動トルクTQtgtは、アクセル操作量APが大きくなるほど大きい値として取得される。更に、要求駆動トルクTQtgtは、アクセル操作量APが同じである場合、車速Vsがゼロから一定の車速までの間は、一定の値として取得され、車速Vsが上記一定の車速よりも大きい場合、車速Vsが大きくなるほど小さい値として取得される。
ECU70は、要求駆動トルクTQtgtのトルクを車両10の駆動輪に発生させるために必要な機関10の出力トルクの目標値(以下、「目標機関出力トルクTQEtgt」と称呼する。)を要求駆動トルクTQtgt及びギヤ位置Shiftに基づいて算出する。更に、ECU70は、その目標機関出力トルクTQEtgtのトルクを機関10から出力させるために必要なスロットル弁開度の目標値(以下、「目標スロットル弁開度」と称呼する。)TAtgtを、目標機関出力トルクTQEtgt及び機関回転速度NEに基いて算出する。更に、ECU70は、算出した目標スロットル弁開度TAtgtが達成されるようにスロットル弁11を駆動する。
上述したように、アクセル操作量APが大きくなるほど、要求駆動トルクTQtgtが大きくなる。従って、アクセル操作量APが大きくなるほど、目標機関出力トルクTQEtgtが大きくなるので、目標スロットル弁開度TAtgtも大きくなる。その結果、吸入空気量Gaが多くなるので、目標燃料噴射量Qtgtも多くなる。
<衝突回避制御の概要>
次に、本制御装置が実行する衝突回避制御について説明する。
本制御装置は、シフトレバー40が前進レンジに設定されている場合、現時点の車速Vsが閾値車速(第2閾値車速)Vth2以上であり且つ前方物体到達時間TTCfが閾値時間TTCth以下であるという条件(強制制動条件)が成立したか否かを判定する。一方、本制御装置は、シフトレバー40が後進レンジに設定されている場合、現時点の車速Vsが閾値車速(第2閾値車速)Vth2以上であり且つ後方物体到達時間TTCrが上記閾値時間TTCth以下であるという条件(強制制動条件)が成立したか否かを判定する。
閾値時間TTCthは、物体到達時間TTCf又はTTCrがその閾値時間TTCthになったときに油圧ブレーキ装置50によって所定の制動力(一般には、車両100が安全に停止できる制動力のうちの最大値)を車両100に与えて車両100を強制的に制動した場合に車両100が物体101f又は101rに到達する前に停止するのに十分な時間に設定される。
上記強制制動条件が成立した場合、本制御装置は、油圧ブレーキ装置50によって車両100を強制的に制動する。即ち、本制御装置は、車両100の強制制動を行う。これにより、車両100が物体101f又は101rに衝突することが回避される。
<衝突軽減制御の概要>
次に、本制御装置が実行する衝突軽減制御について説明する。
本制御装置は、シフトレバー40が前進レンジに設定されている場合、現時点の車速Vsが「上記閾値車速(第2閾値車速)Vth2以下の閾値車速(第1閾値車速)Vth1」よりも小さく且つアクセル操作量APが閾値操作量APth(本例において、閾値操作量APthは、ゼロである。)よりも大きく且つ前方物体距離Dfが閾値距離Dth以下であるという条件(トルク制限条件)が成立しているか否かを判定する。
一方、本制御装置は、シフトレバー40が後進レンジに設定されている場合、現時点の車速Vsが閾値車速(第1閾値車速)Vth1よりも小さく且つアクセル操作量APがゼロよりも大きく且つ後方物体距離Drが上記閾値距離Dth以下であるという条件(トルク制限条件)が成立しているか否かを判定する。
上記閾値距離Dthは、車速Vsが第1閾値車速Vth1であるときに油圧ブレーキ装置50によって所定の制動力を車両100に与えて車両100を強制的に制動した場合に車両100の前端部又は後端部が物体101f又は101rに到達する前に車両100が停止するのに十分な距離に設定される。
シフトレバー40が前進レンジに設定されているときに上記トルク制限条件が成立している場合、本制御装置は、現在のギヤ位置において機関出力トルクTQEが所定トルクTQEpであると仮定したとき(即ち、車両100の駆動トルクが所定トルクTQEpに対応する駆動トルクTQpであると仮定したとき)、前方物体到達時間TTCfが閾値時間TTCth以下になる前に車速Vsが閾値車速(第2閾値車速)Vth2に達し、次いで、前記強制制動条件が成立して前記強制制動制御が実行されるという停車条件が成立するか否かを予測する。
一方、シフトレバー40が後進レンジに設定されているときに上記トルク制限条件が成立している場合、本制御装置は、機関出力トルクTQEが所定トルクTQEpであると仮定したとき(即ち、車両100の駆動トルクが所定トルクTQEpに対応する駆動トルクTQpであると仮定したとき)、後方物体到達時間TTCrが上記閾値時間TTCth以下になる前に車速Vsが閾値車速(第2閾値車速)Vth2に達し、次いで、前記強制制動条件が成立して前記強制制動制御が実行されるという停車条件が成立するか否かを予測する。
本制御装置は、上記停車条件が成立しないと予測される場合、要求駆動トルクTQtgtを「所定駆動トルクTQpよりも小さい第1駆動トルクTQ1」以下のトルクに制限するように、機関出力トルクTQEを「所定トルクTQEpよりも小さい第1トルク」以下のトルクに制限する(図5を参照。)。即ち、本制御装置は、第1の機関出力トルク制限を行う。
この場合、アクセル操作量APに応じて決定される目標機関出力トルクTQEtgtが第1トルクよりも大きい場合、機関10からは、第1トルクのトルクが出力される。一方、アクセル操作量APに応じて決定される目標機関出力トルクTQEtgtが第1トルク以下である場合、機関10からは、目標機関出力トルクTQEtgtのトルクが出力される。このため、何れの場合においても、車速Vsの上昇が小さいので、車両100が物体101f又は101rに強く衝突することが回避される。
一方、本制御装置は、上記停車条件が成立すると予測される場合、要求駆動トルクTQtgtを「所定駆動トルクTQp以上の第2駆動トルクTQ2」以下のトルクに制限するように、機関出力トルクTQEを「所定トルクTQEp以上である第2トルク」以下のトルクに制限する(図5を参照。)。即ち、本制御装置は、第2の機関出力トルク制限を行う。
この場合、アクセル操作量APに応じて決定される目標機関出力トルクTQEtgtが所定トルクTQEp以上である場合、機関10からは、所定トルクTQEp以上のトルクが出力される。つまり、車両100の駆動トルクは「第1駆動トルクTQ1よりも大きい所定駆動トルクTQp」以上のトルクになる。これにより、車速Vsが速やかに上昇して閾値車速Vthに達する。
そして、本制御装置は、車速Vsが上記閾値車速Vth2以上であり且つ物体到達時間TTCf又はTTCrが閾値時間TTCth以下であるという上記強制制動条件が成立した場合、油圧ブレーキ装置50によって車両100を強制的に制動する。即ち、本制御装置は、車両100の強制制動を行う。これによれば、車両100が物体101f又は101rに衝突することが回避される。
一方、アクセル操作量APに応じて決定される目標機関出力トルクTQEtgtが所定トルクTQEpよりも小さい場合、機関10からは、所定トルクTQEpよりも小さいトルクTQが出力される。この場合、車速Vsの上昇が小さいので、車両100が物体101f又は101rに強く衝突することが回避される。
<本制御装置の具体的な作動>
次に、本制御装置の具体的な作動を説明する。本制御装置のECU70のCPU(以下、単に「CPU」と称呼する。)は、所定時間が経過する毎に図6にフローチャートにより示したルーチンを実行するようになっている。
従って、所定のタイミングになると、CPUは、ステップ600から処理を開始してステップ610に進み、強制制動フラグXpcの値が「0」であるか否かを判定する。強制制動フラグXpcの値は、後述するステップ650の処理によって油圧ブレーキ装置50による車両100の強制的な制動(強制制動)が開始されたときに「1」に設定される。一方、強制制動フラグXpcの値は、後述するステップ670の処理によって強制制動が停止されたときに「0」に設定される。
現時点において強制制動が開始されていないと仮定すると、CPUがステップ610の処理を実行する時点において強制制動フラグXpcの値は「0」である。この場合、CPUはステップ610にて「Yes」と判定してステップ620に進み、制限トルク増大フラグXtqの値が「0」であるか否かを判定する。
制限トルク増大フラグXtqの値は、後述する図7のステップ730の処理によって制限駆動トルクTQlimitが第2駆動トルクTQ2に設定されたときに「1」に設定される。一方、制限トルク増大フラグXtqの値は、後述する図7のステップ740の処理によって制限駆動トルクTQlimitが第1駆動トルクTQ1に設定されたとき、又は、ステップ750の処理によって制限駆動トルクTQlimitが無限大∞に設定されたとき(即ち、制限駆動トルクTQlimitの設定が解除されたとき)に「0」に設定される。
現時点において制限駆動トルクTQlimitが第1駆動トルクTQ1に設定されているか、或いは、制限駆動トルクTQlimitの設定が解除されていると仮定すると、CPUがステップ620の処理を実行する時点において制限トルク増大フラグXtqの値は「0」である。この場合、CPUはステップ620にて「Yes」と判定してステップ630に進み、アクセル操作量APが所定操作量APlimitよりも小さいか否かを判定する。
アクセル操作量APが大きい場合、機関10から大きな機関出力トルクを出力させたいという意図が運転者にあるものと推察される。この場合に強制制動が行われることは好ましくない。この運転者の意図を考慮して上記所定操作量APlimitが設定されている。従って、この所定操作量APlimitは、比較的大きい値(例えば、アクセル操作量APの最大値APmaxの90%以上の値)に設定される。
アクセル操作量APが所定操作量APlimitよりも小さい場合、CPUはステップ630にて「Yes」と判定してステップ640に進み、シフトレバー40が前進レンジに設定されている場合、前方物体到達時間TTCfを上述したように算出する。更に、CPUは、車速Vsが第2閾値車速Vth2以上であり且つ前方物体到達時間TTCfが閾値時間TTCth以下であるという強制制動条件が成立しているか否かを判定する。加えて、CPUは、シフトレバー40が後進レンジに設定されている場合、後方物体到達時間TTCrを上述したように算出する。更に、CPUは、車速Vsが第2閾値車速Vth2以上であり且つ後方物体到達時間TTCrが閾値時間TTCth以下であるという強制制動条件が成立しているか否かを判定する。強制制動条件が成立している場合、CPUはステップ640にて「Yes」と判定してステップ650に進む。
CPUは、ステップ650に進むと、所定の制動力を車両100に与えるための指令を油圧ブレーキ装置50に送出するとともに、強制制動フラグXpcの値を「1」に設定する。その後、CPUは、ステップ695に進んで本ルーチンを一旦終了する。
この場合、油圧ブレーキ装置50によって所定の制動力が車両100に与えられる。即ち、強制制動が行われる。これにより、車両100は、前方の物体101f又は後方の物体101rに到達する前に停車する。このため、車両100が前方の物体101f又は後方の物体101rに衝突することが回避される。
なお、ステップ650にて強制制動フラグXpcの値が「1」に設定されると、CPUは、後述する図8のステップ805にて「No」と判定してステップ845に進み、目標スロットル弁開度TAtgtを所定のアイドリング開度TAidleに設定する。従って、強制制動が行われる場合、スロットル弁開度TAはアイドリング開度TAidleに制御される。
一方、CPUがステップ640の処理を実行する時点において強制制動条件が成立していない場合、CPUはステップ640にて「No」と判定してステップ695に直接進み、本ルーチンを一旦終了する。
この場合、強制制動は行われず、且つ、機関10の通常の運転が行われる。即ち、アクセル操作量AP及び車速Vsに応じて決定される要求駆動トルクTQtgtが達成されるように(即ち、機関10が要求駆動トルクTQtgtを達成するための目標出力トルクTQEtgtを出力するように)、スロットル弁開度TAが制御される。そして、混合気の空燃比が所定の空燃比となるように決定された目標燃料噴射量Qtgtの燃料が所定のタイミングで燃料噴射弁12から噴射されるとともに、燃焼室内の燃料が所定のタイミングで点火装置13によって点火される。
一方、CPUがステップ620の処理を実行する時点において制限駆動トルクTQlimitが第2駆動トルクTQ2に設定されている場合、制限トルク増大フラグXtqの値は「1」である(後述する図7のステップ730を参照。)。この場合、CPUはステップ620にて「No」と判定してステップ640に直接進む。
上述したように、CPUは、ステップ640に進むと、強制制動条件が成立しているか否かを判定し、強制制動条件が成立している場合、ステップ640にて「Yes」と判定してステップ650に進み、所定の制動力を車両100に与えるための指令を油圧ブレーキ装置50に送出するとともに、強制制動フラグXpcの値を「1」に設定する。これにより、強制制動が行われる。
なお、CPUがステップ630の処理を実行する時点においてアクセル操作量APが所定操作量APlimit以上である場合、CPUはステップ630にて「No」と判定してステップ695に進み、本ルーチンを一旦終了する。この場合、強制制動は行われない。
上述したように、ステップ650の処理によって強制制動が開始されると、強制制動フラグXpcの値が「1」に設定される。従って、CPUは、その後、ステップ610に進むと、そのステップ610にて「No」と判定してステップ660に進み、強制制動によって車速Vsがゼロになってから経過した時間(経過時間)TKKが所定時間TKKth以上であるか否かを判定する。
経過時間TKKが所定時間TKKthよりも小さい場合、CPUは、ステップ660にて「No」と判定してステップ695に進み、本ルーチンを一旦終了する。この場合、強制制動が継続される。
これに対し、経過時間TKKが所定時間TKKth以上である場合、CPUは、ステップ660にて「Yes」と判定してステップ670に進み、強制制動を停止させる指令を油圧ブレーキ装置50に送出するとともに、強制制動フラグXpcの値を「0」に設定する。その後、CPUは、ステップ695に進んで本ルーチンを一旦終了する。この結果、強制制動が停止され、且つ、機関10の通常の運転が再開する。
更に、CPUは、所定時間が経過する毎に図7にフローチャートにより示したルーチンを実行するようになっている。
従って、所定のタイミングになると、CPUは、ステップ700から処理を開始してステップ710に進み、シフトレバー40が前進レンジに設定されている場合、車速Vsが閾値車速(第1閾値車速)Vth1よりも小さく且つ前方物体距離Dfが閾値距離Dth以下であり且つアクセル操作量APがゼロ(閾値操作量APth)よりも大きいというトルク制限条件が成立しているか否かを判定する。一方、シフトレバー40が後進レンジに設定されている場合、CPUは、車速Vsが閾値車速(第1閾値車速)Vth1よりも小さく且つ後方物体距離Drが閾値距離Dth以下であり且つアクセル操作量APがゼロよりも大きいというトルク制限条件が成立しているか否かを判定する。
トルク制限条件が成立している場合、CPUは、ステップ710にて「Yes」と判定してステップ720に進み、前述した停車条件が成立するか否かを判定する。
停車条件が成立する場合、CPUは、ステップ720にて「Yes」と判定してステップ730に進み、制限駆動トルクTQlimitを所定駆動トルクTQp以上の第2駆動トルクTQ2に設定するとともに、制限トルク増大フラグXtqの値を「1」に設定する。その後、CPUは、ステップ795に進んで本ルーチンを一旦終了する。
この場合、前述した第2の機関出力トルク制限が行われる。従って、アクセル操作量APが十分に大きい場合には、所定トルクTQEp以上のトルクが機関10から出力されるので、車速Vsが速やかに上昇して閾値車速Vth2に達する。このとき、制限トルク増大フラグXtqの値が「1」であるので、CPUは、図6のステップ620にて「No」と判定してステップ640に進むようになる。従って、車速Vsが閾値車速Vth2に達すると、前方物体到達時間TTCf又は後方物体到達時間TTCrが閾値時間TTCth以下となった時点で、CPUは、ステップ640にて「Yes」と判定してステップ650に進む。その結果、強制制動が行われる。
一方、CPUがステップ720の処理を実行する時点において停車条件が成立していない場合、CPUは、ステップ720にて「No」と判定してステップ740に進み、制限駆動トルクTQlimitを所定駆動トルクTQpよりも小さい第1駆動トルクTQ1に設定するとともに、制限トルク増大フラグXtqの値を「0」に設定する。その後、CPUは、ステップ795に進んで本ルーチンを一旦終了する。この場合、上述した第1の機関出力トルク制限が行われる。
一方、CPUがステップ710の処理を実行する時点において上記トルク制限条件が成立していない場合、CPUはステップ710にて「No」と判定してステップ750に進み、制限駆動トルクTQlimitを無限大∞に設定する(即ち、制限駆動トルクTQlimitの設定を解除する)とともに、制限トルク増大フラグXtqの値を「0」に設定する。その後、CPUは、ステップ795に進んで本ルーチンを一旦終了する。この場合、第1の機関出力トルク制限も第2の機関出力トルク制限も行われず、機関10の通常の制御が行われる。
更に、CPUは、所定時間の経過毎に図8にフローチャートにより示したルーチンを実行するようになっている。従って、所定のタイミングになると、CPUは、ステップ800から処理を開始してステップ805に進み、強制制動フラグXpcの値が「0」であるか否か、即ち、強制制動が行われているか否かを判定する。
強制制動フラグXpcの値が「0」である場合、CPUは、ステップ805にて「Yes」と判定してステップ810に進み、制限駆動トルクTQlimitが無限大∞に設定されているか否か、即ち、制限駆動トルクTQlimitの設定が解除されているか否かを判定する。
制限駆動トルクTQlimitが無限大∞に設定されている場合、CPUは、ステップ810にて「Yes」と判定し、以下に述べるステップ815乃至ステップ825の処理を順に行い、その後、ステップ895に進んで本ルーチンを一旦終了する。
ステップ815:CPUは、アクセル操作量AP及び車速VsをルックアップテーブルMapTQtgt(AP,Vs)に適用することによって要求駆動トルクTQtgtを取得する。
ステップ817:CPUは、要求駆動トルクTQtgt及びギヤ位置ShiftをルックアップテーブルMapTQEtgt(TQtgt,Shift)に適用することによって目標機関出力トルクTQEtgtを取得する。
ステップ820:CPUは、機関回転速度NE及びステップ817にて取得した目標機関出力トルクTQEtgtをルックアップテーブルMapTAtgt(TQEtgt,NE)に適用することによって目標スロットル弁開度TAtgtを取得する。
ステップ825:CPUは、ステップ820にて取得した目標スロットル弁開度TAtgtが達成されるようにスロットル弁11を駆動するための指令を送出する。
一方、CPUがステップ810の処理を実行する時点において制限駆動トルクTQlimitが無限大∞に設定されていない場合、CPUは、ステップ810にて「No」と判定してステップ830に進み、アクセル操作量AP及び車速VsをルックアップテーブルMapTQtgt(AP,Vs)に適用することによって要求駆動トルクTQtgtを取得する。
その後、CPUは、ステップ835に進み、ステップ830にて取得した要求駆動トルクTQtgtが制限駆動トルクTQlimitよりも大きいか否かを判定する。要求駆動トルクTQtgtが制限駆動トルクTQlimitよりも大きい場合、CPUは、ステップ835にて「Yes」と判定してステップ840に進み、制限駆動トルクTQlimitを要求駆動トルクTQtgtに設定する。即ち、CPUは、要求駆動トルクTQtgtを制限駆動トルクTQlimitに制限する。
その後、CPUは、ステップ817及びステップ820に進み、ステップ840にて設定された要求駆動トルクTQtgtに基づいて目標スロットル弁開度TAtgtを取得する。その後、CPUは、ステップ825に進み、ステップ820にて取得した目標スロットル弁開度TAtgtが達成されるようにスロットル弁11を駆動するための指令を送出する。この場合、機関10から出力される機関出力トルクTQEが「制限駆動トルクTQlimitに応じたトルク」に制限される。
一方、ステップ830にて取得した要求駆動トルクTQtgtが制限駆動トルクTQlimit以下である場合、CPUは、ステップ835にて「No」と判定してステップ817及びステップ820に進む。この結果、要求駆動トルクTQtgtに応じた目標スロットル弁開度TAtgtが取得される。その後、CPUは、ステップ825に進み、ステップ820にて取得した目標スロットル弁開度TAtgtが達成されるようにスロットル弁11を駆動するための指令を送出する。
更に、CPUがステップ805の処理を実行する時点において強制制動フラグXpcの値が「1」である場合、即ち、強制制動が行われている場合、CPUは、ステップ805にて「No」と判定してステップ845に進み、アイドリング開度TAidleを目標スロットル弁開度TAtgtに設定する。その後、CPUは、ステップ825に進み、ステップ845にて設定された目標スロットル弁開度TAtgtが達成されるようにスロットル弁11を駆動するための指令を送出する。なお、アイドリング開度TAidleは、スロットル弁11が全閉される開度(「0」)又は微小な開度である。
以上が本制御装置の具体的な作動である。これにより、強制制動又は機関出力トルク制限が行われる。
なお、本発明は、上記実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。
例えば、本発明は、トルク出力装置としての電動モータから出力されるトルクによって走行する車両(所謂、電気自動車)、及び、トルク出力装置としての「上記内燃機関及び電動モータ」から出力されるトルクによって走行する車両(所謂、ハイブリッド自動車)にも適用可能である。
更に、本発明は、例えば、車両100の運転者が誤ってアクセルペダル20を比較的大きく操作したまま、シフトレバー40の設定を前進レンジ以外のレンジ(例えば、パーキングレンジ、後進レンジ及びニュートラルレンジ等)から前進レンジに変更してしまった場合に、要求駆動トルクTQtgtを所定のトルク(例えば、第1トルクTQ1)以下のトルクになるように制限するトルク制限制御を実行する車両にも適用可能である。
別の言い方をすれば、本発明は、アクセル操作量APが閾値操作量よりも大きく且つシフトレバー40の設定が前進レンジ以外のレンジから前進レンジに変更されたというトルク制限条件が成立した場合、要求駆動トルクTQtgtを所定のトルク以下のトルクになるように制限するトルク制限制御を実行する車両にも適用可能である。
この場合のトルク制限制御によれば、車速Vsが極低速に維持される。従って、本発明は、広く、車速が閾値車速よりも小さく且つ車両の運転者が誤ってアクセルペダルを閾値操作量よりも大きいアクセル操作量に操作したと推定されるトルク制限条件が成立した場合、出力トルクが所定のトルク以下のトルクとなるように出力トルクを制限するトルク制限制御を実行する車両にも適用可能である。
更に、上記前方ミリ波レーダー65は、車両のフロントガラス内側のルームミラー周辺に配設されるレーザーレーダーであってもよい。
更に、上記実施形態においては、ステップ710にて用いられる閾値操作量APthは、ゼロであるが、ゼロよりも大きい所定値であってもよい。
更に、上記実施形態においては、機関出力トルクTQEは、直接的には、スロットル弁開度TAを制御することによって制御される。しかしながら、燃料を十分に燃焼させることができる量の空気が燃焼室内に吸入される状況においては、燃料噴射量Qを制御することによって機関出力トルクTQEが制御されてもよい。
更に、本発明は、多気筒・4サイクル・圧縮着火式のディーゼル機関にも適用可能である。機関10がこのディーゼル機関である場合、一般に、機関出力トルクTQEは、直接的には、燃料噴射量Qを制御することによって制御される。
更に、上記実施形態においては、シフトレバー40が何れのレンジに設定されているかとは無関係に、前方物体距離Df及び後方物体距離Dr、前方相対速度dVf及び後方相対速度dVr、前方相対方位及び後方相対方位、並びに、前方物体到達時間TTCf及び後方物体到達時間TTCrが算出される。
しかしながら、シフトレバー40が前進レンジに設定されている場合に、前方物体距離Df、前方相対速度dVf、前方相対方位、及び、前方物体到達時間TTCfが算出され、シフトレバー40が後進レンジに設定されている場合に、後方物体距離Dr、後方相対速度dVr、後方相対方位、及び、後方物体到達時間TTCrが算出されるようになっていてもよい。
更に、図6のルーチンにおいて、ステップ620及びステップ630を省略してもよい。この場合、図7のルーチンのステップ730、ステップ740及びステップ750における制限トルク増大フラグXtqの設定が省略される。
更に、前方物体到達時間TTCfと比較される閾値時間TTCthと後方物体到達時間TTCrと比較される閾値時間TTCthとは互いに異なる値に設定されてもよい。加えて、前方物体距離Dfと比較される閾値距離Dthと後方物体距離Drと比較される閾値距離Dthとは互いに異なる値に設定されてもよい。
10…内燃機関、11…アクセルペダル、50…油圧ブレーキ装置、61…車速センサ、65…ミリ波レーダー、66…ミリ波レーダー、70…電子制御装置(ECU)、100…車両、101fv…先行車(前方の物体)、101rv…後続車(後方の物体)、101fw…壁(前方の物体)、101rw…壁(後方の物体)、AP…アクセル操作量、Df…前方物体距離、Dr…後方物体距離、TQ…要求駆動トルク、TQE…機関出力トルク、TTCf…前方物体到達時間、TTCr…後方物体到達時間、Vs…車速

Claims (1)

  1. 車両を加速するための出力トルクを発生するトルク出力装置、
    前記車両の運転者により操作されるアクセル操作子、及び、
    前記車両を制動する制動装置、
    を備える車両に適用され、
    前記車両の速度を車速として検出する車速検出手段と、
    前記車両の進行方向前方にある物体と前記車両との間の距離を物体距離として検出するとともに、前記物体と前記車両との相対速度を検出する物体距離・相対速度検出手段と、
    前記アクセル操作子の操作量が大きいほど前記出力トルクが大きくなるように前記トルク出力装置を制御し、且つ、前記車両を制動する要求がある場合に前記車両が制動されるように前記制動装置を制御する制御手段と、
    を備え、
    前記制御手段は、
    前記物体距離及び前記相対速度に基づいて前記車両が前記物体に到達するまでに要する時間を物体到達時間として算出し、
    前記車速が第1閾値車速よりも小さく且つ前記車両の運転者が誤って前記アクセル操作子を閾値操作量よりも大きい操作量に操作したと推定されるというトルク制限条件が成立した場合、前記出力トルクが所定の第1トルク以下のトルクとなるように同出力トルクを制限するトルク制限制御を実行し、
    前記車速が前記第1閾値車速以上の第2閾値車速以上であり且つ前記物体到達時間が閾値時間以下であるという強制制動条件が成立した場合、前記車両を前記制動装置によって強制的に制動する強制制動制御を実行する、
    ように構成された、
    車両の制御装置において、
    前記制御手段は、
    前記トルク制限条件が成立したとき、前記出力トルクが前記第1トルクよりも大きい所定トルクであると仮定した場合に前記物体到達時間が前記閾値時間以下になる前に前記車速が前記第2閾値車速に達し、次いで、前記強制制動条件が成立して前記強制制動制御が実行されるという停車条件が成立すると予測される場合、前記トルク制限制御において、前記出力トルクが前記所定トルク以上である第2トルク以下のトルクとなるように同出力トルクを制限する、ように構成されている、
    車両の制御装置。

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