JP6315143B1 - 車両の制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】自動運転走行の一時停車時に、ブレーキ力が十分ではなくなることを抑制できる車両の制御装置を提供する。【解決手段】駆動力源と、駆動輪と、駆動輪を含む車輪に制動トルクを作用させる制動機構と、駆動力源から駆動輪に到るトルクの伝達経路を係合状態と解放状態とに切り替え可能な遮断機構と、乗員が運転操作することなく自動走行できるように、少なくとも駆動輪と制動機構と遮断機構とを自動走行中に制御するコントローラとを備え、コントローラは、車両が一時停止する位置を検出し(ステップS2)、一時停止する位置が検出された場合に、一時停止するべき位置で車両を一時停止させる制動制御を実行するとともに、遮断機構を解放状態に切り替え(ステップS4)、車両が発進する際の安全確認を実行した後に(ステップS6)、遮断機構を係合状態に切り替える(ステップS7)ように構成されている。【選択図】図4
Description
この発明は、運転者がアクセル操作、ブレーキ操作、ステアリング操作などの運転操作をすることなく自動で走行可能な車両の制御装置に関するものである。
特許文献1には、交差点の入り口に設けられた一時停止位置で車両を確実に停止させるとともに、運転者が安全確認をしたことを条件として走行可能にする車両の制御装置が記載されている。具体的には、その制御装置は、一時停止位置を検出し、その位置で車両が停止するように自動的にブレーキ力を制御し、車両が停止したことを条件としてアクセル操作を無効化させる。つまり、車両が停止した場合には、運転者がアクセル操作したとしても、そのアクセル操作量に依存せずにエンジンのスロットルバルブを閉じるように制御される。そして、一時停止から所定時間が経過した後に、ブレーキ力を低下させて緩やかに車両を発進させ、その後に、運転者が安全確認したことを車載カメラなどで検出した場合に、アクセル操作の無効化を解除する。
特許文献1に記載された車両の制御装置は、スロットルバルブを閉じ、かつブレーキ力をある程度大きくすることにより、一時停止位置などで車両の停止状態を維持するようになっている。これに対して、エンジンを搭載した車両では、補機類を駆動していたり、走行路面に勾配がついていたりなどの種々の条件で、停車時においてもスロットルバルブを開く場合がある。このような場合に、上記の特許文献1に記載されている制御装置では、停止状態を維持するための「スロットルバルブを閉じる」要件が成立しないので、例えばブレーキ機構の経年劣化や路面状態などを要因としてブレーキ力が相対的に不足する事態では、ブレーキ力が十分ではなくなる可能性がある。
この発明は上記のような技術的課題に着目して考え出されたものであり、自動運転走行の一時停車時に、ブレーキ力が不足することを抑制できる車両の制御装置を提供することを目的とするものである。
上記の目的を達成するために、この発明は、駆動力源と、前記駆動力源からトルクが伝達されることにより走行するための駆動力を発生させる駆動輪と、前記駆動輪を含む少なくともいずれかの車輪に制動トルクを作用させる制動機構と、前記駆動力源から前記駆動輪に到るトルクの伝達経路に介在され、前記伝達経路でのトルクの伝達を可能にする係合状態と前記伝達経路でのトルクの伝達を遮断する解放状態とを切り替え可能な遮断機構と、乗員が運転操作することなく発進、停止、および転舵を含む自動走行できるように、少なくとも前記駆動力源と前記制動機構と前記遮断機構とを前記自動走行中に制御するコントローラとを備えた車両の制御装置において、前記コントローラは、前記車両が一時停止するべき位置を検出し、前記一時停止するべき位置が検出された場合に、前記一時停止するべき位置で前記車両を一時停止させる制動制御を実行し、前記一時停止した状態で前記遮断機構を前記係合状態から前記解放状態に切り替え、前記車両が前記一時停止するべき位置から発進する際における前記車両の周辺情報および外部状況に基づいた安全確認を、前記一時停止した状態でかつ前記遮断機構を前記解放状態に維持したまま実行し、前記安全確認が完了したことを条件に、前記遮断機構を前記解放状態から前記係合状態に切り替えるように構成されていることを特徴とするものである。
また、この発明は、駆動力源と、前記駆動力源からトルクが伝達されることにより走行するための駆動力を発生させる駆動輪と、前記駆動輪を含む少なくともいずれかの車輪に制動トルクを作用させる制動機構と、前記駆動力源から前記駆動輪に到るトルクの伝達経路に介在され、前記伝達経路でのトルクの伝達を可能にする係合状態と前記伝達経路でのトルクの伝達を遮断する解放状態とを切り替え可能な遮断機構と、乗員が運転操作することなく発進、停止、および転舵を含む自動走行できるように、少なくとも前記駆動力源と前記制動機構と前記遮断機構とを前記自動走行中に制御するコントローラとを備えた車両の制御装置において、前記コントローラは、前記車両が一時停止するべき位置を検出し、前記遮断機構を前記解放状態にして前記車両が走行した場合に、前記車両が前記一時停止するべき位置まで到達することができるか否かを判断し、前記車両が前記一時停止するべき位置まで到達することができると判断した場合に、前記一時停止するべき位置に到達する以前に、前記遮断機構を前記係合状態から前記解放状態に切り替えるとともに、前記一時停止するべき位置で前記車両を一時停止させる制動制御を実行し、前記車両が前記一時停止するべき位置から発進する際における前記車両の周辺情報および外部状況に基づいた安全確認を、前記一時停止した状態でかつ前記遮断機構を前記解放状態に維持したまま実行し、前記安全確認が完了したことを条件に、前記遮断機構を前記解放状態から前記係合状態に切り替えるように構成されていることを特徴とするものである。
この発明では、前記駆動力源は、エンジンを含み、前記エンジンの排気を浄化する触媒コンバータを備え、前記コントローラは、前記車両が前記一時停止するべき位置で停止している間における前記触媒コンバータの温度を検出し、前記触媒コンバータの温度が予め定められた第1規定温度以上の場合に、前記エンジンを停止させるように構成されていてよい。
この発明では、前記コントローラは、前記触媒コンバータの温度が、前記第1規定温度よりも低温の予め定められた第2規定温度以上の場合に、前記車両が前記一時停止するべき位置で停止している間に、前記停止された前記エンジンを再始動させるように構成されていてよい。
この発明では、前記駆動力源は、エンジンおよびモータを含み、前記エンジンの排気を浄化する触媒コンバータを備え、前記触媒コンバータは、前記モータで生じた熱により暖機されるように構成され、前記コントローラは、前記車両が前記一時停止するべき位置で停止している間における前記触媒コンバータの温度を検出し、前記触媒コンバータの温度が予め定められた第1規定温度以上の場合に、前記エンジンおよび前記モータを停止させるように構成されていてよい。
この発明では、前記コントローラは、前記触媒コンバータの温度が、前記第1規定温度よりも低温の予め定められた第2規定温度以上の場合に、前記車両が前記一時停止するべき位置で停止している間に、前記停止された前記エンジンと前記モータとのいずれか一方を再始動させるように構成されていてよい。
この発明では、前記コントローラは、前記車両が一方通行路における前記一時停止するべき位置で停止する場合には、前記一方通行路の車線での中央部に前記車両を停止させるように構成されていてよい。
この発明では、前記コントローラは、前記車両が進入する交差点と同一の交差点に繋がっている進入路に一時停車している他車両があるか否かを判断し、前記交差点に進入する順序を定めるための情報を前記車両と前記他車両とで交換し、前記交換された情報に基づいて前記交差点に進入する順序を定めるように構成されていてよい。
この発明では、前記情報は、前記一時停止した時刻を含んでよい。
この発明では、前記コントローラは、前記車両が進入する交差点と同一の交差点に繋がっている進入路に一時停車している他車両があるか否かを判断し、前記他車両との間で走行方向についての情報を交換し、前記車両の走行経路と前記他車両の走行経路とが交差しない場合に、前記他車両の前記交差点への進入の有無に関わらず、前記車両が前記交差点に進入することを可能にするように構成されていてよい。
この発明によれば、自動走行中に一時停止するべき位置が検出された場合には、一時停止するべき位置にて車両を一時停止させる制動制御を実行するとともに、駆動力源から駆動輪に到るトルクの伝達経路でのトルクの伝達を遮断する解放状態に遮断機構を切り替え、安全確認を実行した後に、上記伝達経路でのトルクの伝達を可能にする係合状態に遮断機構を切り替えるように構成されている。したがって、一時停止時に駆動力源を適宜駆動させ、または停止させることができるとともに、駆動力源を駆動させている状態であっても、駆動輪にトルクが伝達されることを抑制できる。したがって、制動機構の経年劣化や路面状態などを要因として制動トルクが相対的に不足する事態が生じることなく、ブレーキ力が十分ではなくなることを抑制できる。言い換えると、制動機構などの性能低下を補うバックアップとして遮断機構が機能するため、安全性を向上させることができる。また、一時停車している間に駆動力源を駆動している場合であっても、遮断機構を解放状態にすることにより、駆動力源に作用する抵抗力を低下させることができるため、駆動力源を過度に駆動する必要がなく、燃費の悪化や電力消費量の増加を抑制することができる。
この発明で対象とすることのできる車両Veの一例を説明するための模式図を図1に示している。この車両Veは、駆動力源としてのエンジン(ENG)1とモータ(MG)2とを備えたハイブリッド車両である。それらのエンジン1とモータ2とは、車両Veの前方に配置され、エンジン1やモータ2から出力されたトルクが、前輪3R,3Lに伝達されるように構成されている。
このエンジン1は、従来知られているものと同様に構成することができ、供給される燃料と空気との混合気を燃焼することにより動力を発生させるものであって、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンを採用することができる。このようにエンジン1で混合気を燃焼することにより排気が生じる。その排気を浄化するための触媒コンバータ4が、エンジン1に連結されている。具体的には、エンジン1には、車両Veの後方に向けて配置された排気管5が連結されており、その排気管5の中間部に触媒コンバータ4が設けられている。なお、この触媒コンバータ4は従来知られているものと同様に構成することができ、所定の温度で浄化性能が良好になるものであり、エンジン1の排気により暖機される。具体的には、エンジン1に供給する混合気の空燃比(A/F)を小さくするなどにより触媒コンバータ4を暖気する。またはモータ2あるいは後述するトランスミッション6などで生じた熱を、触媒コンバータ4に伝達し、またはモータ2などを冷却したオイルを触媒コンバータ4の周囲に流動させて、触媒コンバータ4を暖機するように構成されている。
エンジン1は、車幅方向の左側に向けて配置された出力軸7を有している。また、車幅方向におけるエンジン1の右側には、モータ2が配置されており、そのモータ2のトルクをエンジン1の出力軸7に伝達することができるように構成されている。すなわち、出力軸7は、エンジン1の車幅方向における右側まで貫通して設けられており、その部分にモータ2がトルク伝達可能に連結されている。したがって、エンジン1のみから出力軸7にトルクを伝達することや、モータ2のみから出力軸7にトルクを伝達すること、あるいはエンジン1とモータ2との双方から出力軸7にトルクを伝達することができるように構成されている。なお、モータ2を配置する位置は、特に限定されず、例えば、図2に示すようにエンジン1の出力側(車幅方向における左側)に配置されていてもよい。
このモータ2は、従来知られているハイブリッド車両や電気自動車に駆動力源として搭載されたモータ・ジェネレータと同様に構成することができ、走行のための駆動トルクを出力することができるとともに、制動のための制動トルクを出力することができ、そのように制動トルクを出力した場合には、運動エネルギーを電気エネルギーに変換することができるように構成されている。その一例としては、永久磁石形の同期モータや誘導モータなどである。したがって、上記のエンジン1やモータ2が、車両Veの駆動力を発生させる駆動力源として機能する。なお、モータ2には、図示しないインバータやコンバータを介してバッテリが電気的に接続されている。
エンジン1の出力軸7には、クラッチ機構8が連結されている。このクラッチ機構8は、この発明の実施例における「遮断機構」に相当するものであり、従来知られている摩擦式のクラッチ機構で構成されている。したがって、クラッチ機構8は、駆動側プレート9と、従動側プレート10と、図示しないアクチュエータとを備えている。その駆動側プレート9に出力軸7が連結され、従動側プレート10にトランスミッション(T/M)6の入力軸11が連結されている。すなわち、エンジン1やモータ2から駆動輪3R,3Lに到るトルクの伝達経路にクラッチ機構8が介在している。このクラッチ機構8は、アクチュエータの制御量に応じて駆動側プレート9と従動側プレート10とを摩擦接触させて、その摩擦力に応じたトルクを伝達し、あるいは駆動側プレート9と従動側プレート10とを離隔させて、トルクの伝達を遮断することができるように構成されている。すなわち、クラッチ機構8は、エンジン1やモータ2から駆動輪3R,3Lに到るトルクの伝達経路でのトルクの伝達を可能にする係合状態と、その伝達経路でのトルクの伝達を遮断する解放状態とを切り替えることができるように構成されている。なお、クラッチ機構8は、摩擦式のものに限らず、相対回転可能な二つの回転部材にそれぞれ形成されたドグ歯を噛み合わせることにより、トルク伝達可能になる、いわゆるドグクラッチでもよい。
上記のトランスミッション6は、従来知られている有段式の変速機構や無段式の変速機構を採用することができ、要求駆動力や車速などに応じてトランスミッション6の変速比を適宜変更することができるように構成されている。
そして、トランスミッション6は、従来知られているものと同様に構成されたデファレンシャルギヤ12と各ドライブシャフト13R,13Lとを介して、左右の前輪3R,3Lが連結されている。各前輪3R,3Lは、この発明の実施例における「駆動輪」に相当し、エンジン1やモータ2からトルクが伝達されることにより走行するための駆動力を発生させる。これらの前輪3R,3Lには、それぞれブレーキ機構14R,14Lが設けられている。なお、ブレーキ機構14R,14Lは、図示しない後輪に設けられていてもよい。
上記の車両Veは、従来の一般的な車両と同様に乗員の運転操作に従って走行する手動運転走行と、乗員が運転操作することなく、駆動力や制動力、あるいは操舵輪(ここでは、前輪3R,3Lとする)の転舵角を制御して自動で走行する自動運転走行とを切り替えることが可能なように構成されている。
上記のような手動運転走行時や自動運転走行時におけるエンジン1、モータ2、クラッチ機構8、トランスミッション6、ブレーキ機構14R,14Lなどの動作を制御するためのコントローラ(ECU)15が設けられている。コントローラ15は、例えばマイクロコンピュータを主体にして構成された電子制御装置であり、その制御系統の概要を説明するための図を図3に示してある。コントローラ15には、車両Ve各部のセンサ・車載装置類16からの検出信号や情報信号などが入力されるように構成されている。なお、図3では1つのコントローラ15が設けられた例を示しているが、コントローラ15は、例えば制御する装置や機器毎に、複数設けられていてもよい。
センサ・車載装置類16のうち、車両Veの走行状態および各部の作動状態や挙動等を検出する主な内部センサ17として、例えば、アクセル開度を検出するアクセルセンサ、ブレーキペダルの踏み込み量を検出するブレーキセンサ(もしくはブレーキスイッチ)、ステアリング機構の操舵角を検出する操舵角センサ、エンジン1の回転数を検出するエンジン回転数センサ、トランスミッション6の出力回転数を検出するアウトプット回転数センサ、車速を求める車速センサ、車両Veの前後加速度を検出する前後加速度センサ、車両Veの横加速度を検出する横加速度センサ、車両Veのヨーレートを検出するヨーレートセンサ、触媒コンバータ4の温度を検出する温度センサなどが備えられている。
センサ・車載装置類16のうち、車両Veの周辺情報や外部状況を検出する主な外部センサ18として、例えば、車載カメラ、レーダー[RADAR:Radio Detection and Ranging]、および、ライダー[LIDAR:Laser Imaging Detection and Ranging]などの少なくとも一つが備えられている。
車載カメラは、例えば車両Veのフロントガラスの内側に設置され、車両Veの外部状況に関する撮像情報をコントローラ15に送信するように構成されている。車載カメラは、単眼カメラであってもよく、あるいはステレオカメラであってもよい。ステレオカメラは、両眼視差を再現するように配置された複数の撮像部を有している。ステレオカメラの撮像情報によれば、車両前方の奥行き方向の情報も取得することができる。
レーダーは、ミリ波やマイクロ波などの電波を利用して車両Veの外部の他車両や障害物等を検出し、その検出データをコントローラ15に送信するように構成されている。例えば、電波を車両Veの周囲に放射し、他車両や障害物等に当たって反射された電波を受信して測定・分析することにより、他車両や障害物等を検出する。
ライダーは、レーザー光を利用して車両Veの外部の他車両や障害物等を検出し、その検出データをコントローラ15に送信するように構成されている。例えば、レーザー光を車両Veの周囲に放射し、他車両や障害物等に当たって反射されたレーザー光を受光して測定・分析することにより、他車両や障害物等を検出する。
上記のような内部センサ17や外部センサ18の他に、GPS[Global Positioning System]受信部19、地図データベース20、ナビゲーションシステム21、および他車両の運転状況などのデータを互いに送受信可能な車車間通信部22等が備えられている。GPS受信部19は、複数のGPS衛星からの電波を受信することにより、車両Veの位置(例えば、車両Veの緯度および経度)を測定し、その位置情報をコントローラ15に送信するように構成されている。地図データベース20は、地図情報を蓄積したデータベースである。この地図データベース20は、コントローラ15内に形成されていてもよい。地図データベース20に代えて、例えば車両Veと通信可能な情報処理センタなどの外部施設のコンピュータに記憶されたデータを利用してもよい。ナビゲーションシステム21は、GPS受信部19が測定した車両Veの位置情報と、地図データベース20の地図情報とに基づいて、車両Veの走行ルートを算出するように構成されている。車車間通信部22は、周辺の他車両における車速や停車時間あるいはウインカーの点灯の有無などの運転情報を受信し、また自車両における進路(後述する)などのデータを送信可能に構成されている。なお、車車間通信部22は、自車両と他車両とで直接信号を送受信するように構成されていてもよく、情報処理センタなどの外部施設のコンピュータを介して自車両と他車両とでデータを送受信するように構成されていてもよい。
上記のような各種のセンサ・車載装置類16からの検出データや情報データが、コントローラ15に入力されるように構成されている。そして、それら入力されたデータおよび予め記憶させられているデータ等を使用して演算を行い、その演算結果を基に、エンジン1、モータ2、クラッチ機構8、トランスミッション6、ブレーキ機構14R,14Lなどの車両Ve各部のアクチュエータ23に対して、制御指令信号を出力するように構成されている。なお、図3では便宜上一つのアクチュエータ23で示している。
車両Veを自動運転走行させるための主なアクチュエータとして、スロットルアクチュエータ、ブレーキアクチュエータ、ステアリングアクチュエータ、およびクラッチアクチュエータ等が備えられている。スロットルアクチュエータは、コントローラ15から出力される制御信号に応じてエンジン1のスロットル開度やモータ2に対する供給電力を制御するように構成されている。ブレーキアクチュエータは、コントローラ15から出力される制御信号に応じてブレーキ機構14R,14Lを作動させ、各車輪3R,3Lへ付与する制動トルクを制御するように構成されている。ステアリングアクチュエータは、コントローラ15から出力される制御信号に応じて電動パワーステアリング機構のアシストモータを駆動し、操舵トルクを制御するように構成されている。クラッチアクチュエータは、コントローラ15から出力される制御信号に応じてクラッチ機構8の伝達トルク容量を定め、駆動側プレート9と従動側プレート10と接触圧を制御するように構成されている。
コントローラ15は、車両Veを自動運転走行させるための主な制御部として、例えば、車両位置認識部24、外部状況認識部25、走行状態認識部26、走行計画生成部27、および走行制御部28等を有している。
車両位置認識部24は、GPS受信部19で受信した車両Veの位置情報および地図データベース20の地図情報に基づいて、地図上における車両Veの車両位置を認識するように構成されている。なお、ナビゲーションシステム21で用いられる車両位置を、そのナビゲーションシステム21から取得することもできる。あるいは、道路上や道路脇の外部に設置されたセンサで車両Veの車両位置を測定可能な場合は、そのセンサとの通信によって車両位置を取得することもできる。
外部状況認識部25は、例えば車載カメラの撮像情報やレーダーもしくはライダーの検出データに基づいて、車両Veの外部状況を認識するように構成されている。外部状況としては、例えば、走行車線の位置、道路幅、道路の形状、路面勾配、および、車両周辺の障害物に関する情報等や、車車間通信部22による他車両の運転情報などが取得される。また、走行環境として車両周辺の気象情報や路面の摩擦係数などを取得してもよい。
走行状態認識部26は、内部センサ17の各種の検出データに基づいて、車両Veの走行状態を認識するように構成されている。車両Veの走行状態としては、例えば、車速、前後加速度、横加速度、および、ヨーレートなどが取得される。
走行計画生成部27は、例えば、ナビゲーションシステム21で演算された目標ルート、車両位置認識部24で認識された車両位置、および外部状況認識部25で認識された外部状況等に基づいて、車両Veの進路を生成するように構成されている。進路は、目標ルートに沿って車両Veが進行する軌跡である。また、走行計画生成部27は、目標ルート上で、安全に走行すること、一時停止などの法令を順守して走行すること、および効率よく走行すること等の基準に沿って、車両Veが適切に走行することができるように進路を生成する。
そして、走行計画生成部27は、生成した進路に応じた走行計画を生成するように構成されている。具体的には、少なくとも、外部状況認識部25で認識された外部状況および地図データベース20の地図情報に基づいて、予め設定された目標ルートに沿った走行計画が生成される。
走行計画は、車両Veの将来の駆動力要求を含む車両Veの走行状態を予め設定するものであり、例えば現在時刻から数秒先の将来のデータを基に生成される。車両Veの外部状況や走行状況によっては、現在時刻から数十秒先の将来のデータを用いることもできる。走行計画は、例えば、目標ルートに沿った進路を車両Veが走行する際に、車速、加速度、および操舵トルク等の推移を示すデータとして走行計画生成部27から出力される。
また、走行計画は、車両Veの速度パターン、加速度パターン、および操舵パターンとして走行計画生成部27から出力することもできる。速度パターンとは、例えば、進路上に所定間隔で設定された目標制御位置に対して、各目標制御位置毎に時間に関連付けられて設定された目標車速からなるデータである。加速度パターンとは、例えば、進路上に所定間隔で設定された目標制御位置に対して、各目標制御位置毎に時間に関連付けられて設定された目標加速度からなるデータである。操舵パターンとは、例えば、進路上に所定間隔で設定された目標制御位置に対して、各目標制御位置毎に時間に関連付けられて設定された目標操舵トルクからなるデータである。
走行制御部28は、走行計画生成部27で生成された走行計画に基づいて、車両Veの走行を自動で制御するように構成されている。具体的には、走行計画に応じた制御信号が、スロットルアクチュエータ、ブレーキアクチュエータ、ステアリングアクチュエータ、およびシフトアクチュエータ等の各アクチュエータに対して出力される。それによって、車両Veが自動運転走行される。
この車両Veの制御装置は、自動運転走行する自動運転モードが設定されている状態で車両Veが一時停止した場合に、エンジン1やモータ2が駆動した状態であっても、ブレーキ力が十分ではなくなることを抑制できるように構成されている。
図4は、その制御の一例を説明するため、より具体的には、クラッチ機構8およびブレーキ機構14R,14Lの制御の一例を説明するためのフローチャートである。図4に示す例では、先ず、自動運転モードが設定されているか否かを判断する(ステップS1)。このステップS1は、例えば、自動運転モードが設定されることによりオンに切り替えられるフラグに基づいて判断することができる。手動運転モードが設定されており自動運転走行中でないことにより、このステップS1で否定的に判断された場合は、以降の制御を実行することなく、このルーチンを一旦終了する。
一方、自動運転モードが設定されていることにより、ステップS1で肯定的に判断された場合には、ナビゲーションシステム21で演算された目標ルート、または走行計画生成部27で生成された進路に沿って走行した場合に、所定距離前方までに法令に基づいて一時停止するべき位置(以下、一時停止位置と記す)があるか否かを判断する(ステップS2)。一時停止位置は、道路標識や停止線などを車載カメラの画像処理により検出してもよく、あるいはナビゲーションシステム21に予め記憶されているデータに基づいて検出してもよい。なお、所定距離は、車載カメラの性能(撮像可能距離)などに基づいて定めることができる。
所定距離前方に一時停止位置がないことによりステップS2で否定的に判断された場合は、以降の制御を実行することなく、このルーチンを一旦終了する。それとは反対に、所定距離前方に一時停止位置がありステップS2で肯定的に判断された場合は、クラッチ機構8を解放した惰性走行(以下、ニュートラル惰性走行と記す)で一時停止位置まで到達することができるか否かを判断する(ステップS3)。このステップS3は、現在の車速や、現在位置から一時停止位置までの進路上の距離(道のり)、道路勾配、あるいは走行抵抗などに基づいて判断することができる。
ニュートラル惰性走行で一時停止位置まで到達することができず、ステップS3で否定的に判断された場合は、以降の制御を実行することなく、このルーチンを一旦終了する。つまり、この場合には、一時停止位置に向けてエンジン1やモータ2を制御して走行し続ける。一方、一時停止位置がある程度近い場合などであって、ニュートラル惰性走行で一時停止位置まで到達することができることにより、ステップS3で肯定的に判断された場合は、クラッチ機構8を解放するとともに、ブレーキ機構14R,14Lの制動トルクを制御する(ステップS4)。つまり、エンジン1やモータ2から駆動輪(前輪)3R,3Lに到るトルクの伝達経路を係合状態から解放状態に切り替えるとともに、一時停止位置で停車するように制動トルクを制御する。なお、ステップS3で肯定的に判断された後に、直ちにブレーキ機構14R,14Lにより駆動輪3R,3Lに制動トルクを作用させる必要はなく、走行路の状態などに応じて制動トルクを適宜制御する。
ついで、車両Veが停止したか否かを判断する(ステップS5)。このステップS5は、車速センサの検出値などに基づいて判断することができる。車両Veが停止しておらず、すなわち一時停止位置まで車両Veが到達しておらず、ステップS5で否定的に判断された場合は、以降の制御を実行することなく、このルーチンを一旦終了する。すなわち、一時停止位置で停車するようにブレーキ機構14R,14Lによる制動トルクなどを継続して制御する。上記のステップS4から、後述するステップS6で肯定的に判断されるまでの間におけるブレーキ機構14R,14Lの制御が、この発明の実施例における「制動制御」に相当する。
一方、車両Veが停止していることによりステップS5で肯定的に判断された場合は、安全確認が完了したか否かを判断する(ステップS6)。このステップS6における安全確認は、車両Veの周辺に他の車両や人などがいないこと、交差点に進入した時点で他の車両や人などと接触しないことなどの種々の確認事項を、車載カメラ、レーダー、およびライダーなどの検出値に基づいて行うことができる。なお、安全確認の完了とは、上記の種々の確認事項の結果が、全て良好な判断結果であることを意味している。したがって、例えば、交差点に進入した時点で他の車両や人などと接触することが演算結果などにより確認された場合には、安全確認が完了しない。
安全確認が完了しておらずステップS6で否定的に判断された場合は、安全確認が完了するまでステップS6を繰り返し実行する。それとは反対に、安全確認が完了していることによりステップS6で肯定的に判断された場合は、クラッチ機構8を係合し(ステップS7)、このルーチンを一旦終了する。すなわち、エンジン1やモータ2から駆動輪3R,3Lへのトルクの伝達が可能な係合状態に、解放状態から切り替える。
上述したように一時停車しているときに、クラッチ機構8が解放されていること、すなわち駆動力源としてのエンジン1やモータ2と駆動輪3R,3Lとのトルクの伝達が遮断されていることにより、駆動力源を適宜駆動させ、または停止させることができるとともに、駆動力源を駆動させている状態であっても、駆動輪3R,3Lにトルクが伝達されることを抑制できる。したがって、ブレーキ機構14R,14Lの経年劣化や路面状態などを要因として制動トルクが相対的に不足する事態が生じることなく、ブレーキ力が十分ではなくなることを抑制できる。言い換えると、ブレーキ機構14,14Lなどの性能低下を補うバックアップとしてクラッチ機構8が機能するため、安全性を向上させることができる。
また、一時停車している間にエンジン1やモータ2を駆動している場合であっても、上記のようにクラッチ機構8を解放することにより、エンジン1やモータ2に作用する抵抗力を低下させることができるため、エンジン1やモータ2を過度に駆動する必要がなく、燃費の悪化や電力消費量の増加を抑制することができる。
さらに、一時停止する以前にクラッチ機構8を解放して惰性走行することにより、一時停止する位置まで走行する間におけるエンジン1およびモータ2の抵抗力を低下させることができる。そのため、エンジン1やモータ2を過度に駆動する必要がなく、燃費の悪化や電力消費量の増加を抑制することができる。
なお、この発明の実施例における車両Veの制御装置は、図4におけるステップS3およびステップS4を実行せずに、例えば、一時停止が検出された後に、クラッチ機構8を係合したまま、一時停止位置で車両Veを停車させ、その後に、クラッチ機構8を解放するように構成してもよい。または、ニュートラル惰性走行の可否に関わらず、他の条件に応じて停車までの間、クラッチ機構8を係合させることを優先するべき時は、車両Veを停車させた後に、クラッチ機構8を解放するように構成してもよい。
つぎに、自動運転モードが設定されている際のエンジン1やモータ2の制御の一例について説明する。図5は、その説明をするためのフローチャートであり、まず、車両Veが一時停止中であるか否かを判断する(ステップS11)。このステップS11は、車両Veが一時停止位置に到達したことにより停車しているか否かを判断すればよく、例えば、車両Veのメインスイッチが入っていること(レディー状態になっていること)、車両Veの位置が一時停止位置にあることなどの種々の条件と、車両Veが停止していることの条件とが成立した場合に、車両Veが一時停止していると判断することができる。
車両Veが一時停止中でなく、ステップS11で否定的に判断された場合は、以降の制御を実行することなく、このルーチンを一旦終了する。それとは反対に、一時停止中でありステップS11で肯定的に判断された場合は、触媒温度が、第1規定温度αよりも高いか否かを判断する(ステップS12)。この触媒温度は、触媒コンバータ4の温度を検出するセンサに基づいて求めることができる。第1規定温度αは、現時点でエンジン1やモータ2を停止し、所定時間後にエンジン1を再始動する場合に、再始動時における触媒コンバータ4の温度が、触媒コンバータ4の性能が許容できる性能以上となるように定められた温度であり、予めECU15に記憶されている。なお、外気温やエンジン1の温度、あるいは潤滑油の温度などに応じて、触媒コンバータ4の温度の低下度合いが異なるため、第1規定温度αは、上記の種々の温度などに応じた可変の値であってもよい。
触媒温度が第1規定温度α以下であってステップS12で否定的に判断された場合は、以降の制御を実行することなく、このルーチンを一旦終了する。すなわち、エンジン1やモータ2を駆動した状態を維持して、触媒コンバータ4を暖機する。それとは反対に、触媒温度が第1規定温度αよりも高くステップS12で肯定的に判断された場合は、エンジン1やモータ2を停止して(ステップS13)、ついで発進準備が開始されたか否か、または触媒温度が第2規定温度β未満であるか否かを判断する(ステップS14)。
ステップS14における発進準備の開始の有無は、例えば、図4におけるステップS6と同様に判断することができる。すなわち、周囲の状況などから安全確認が完了したか否かに基づいて判断することができる。また、ステップS14における第2規定温度βは、第1規定温度αよりも低い温度であって、例えば、触媒コンバータ4の性能が許容限界の性能となる温度に定めることができる。
発進準備が開始されておらず、また触媒温度が第2規定温度β以上であることにより、ステップS14で否定的に判断された場合には、ステップS13にリターンする。すなわち、エンジン1やモータ2を停止した状態を維持する。これは、エンジン1やモータ2に対する駆動要求がないためである。それとは反対に発進準備が開始され、または触媒温度が第2規定温度β未満であることにより、ステップS14で肯定的に判断された場合には、発進するため、あるいは触媒コンバータ4が過度に低温になることを抑制するために、エンジン1またはモータ2を始動する(ステップS15)。このステップS15では、例えば、バッテリの充電残量や周辺環境などに基づいてエンジン1とモータ2とのうちから駆動する装置(エンジン1、モータ2)を定めてもよい。
上記のように触媒コンバータ4の温度がある程度高温の場合に、エンジン1やモータ2を停止させることにより、燃費の悪化や電力消費量の増加を抑制することができる。また、エンジン1を再始動する際に触媒コンバータ4が過度に低温になることを抑制できるため、エンジン1を再始動させた際の触媒コンバータ4の性能低下を抑制することができる。その結果、エンジン1を再始動させた時点であっても、排気を充分に浄化させることができる。
また、この発明の実施例における車両Veの制御装置は、車両Veを一時停止させる位置を、走行路に応じて変更するように構成されている。その制御の一例を図6に示している。なお、図4と同様の制御ステップには、同一の参照符号を付してその説明を省略する。図6に示す例では、所定距離前方に一時停止位置があってステップS2で肯定的に判断された場合には、ついで、一方通行路を走行中か否かを判断する(ステップS21)。このステップS21は、車両Veの現在位置が、ナビゲーションシステム21における一方通行の走行路上であるか否かなどにより判断することができる。
一方通行を走行中でなくステップS21で否定的に判断された場合は、そのままステップS3に移行する。それとは反対に、一方通行を走行中であってステップS21で肯定的に判断された場合は、ついで、一時停止位置における車両Veの位置を、車線または道路幅の中央部に設定し(ステップS22)、その後、ステップS3に移行する。具体的には、走行計画生成部27で生成される進路を、車線または道路幅の中央部、すなわち一方通行路の中央部に設定する。車線および道路幅は、車載カメラの検出値やナビゲーションシステム21のデータなどに基づいて検出することができる。なお、一方通行を走行していない場合には、対向車線側から離れた方に寄った位置で一時停止させる。ここで、上記車線の中央部とは、路肩が設けられている道路であり、その路肩部分を除く道路幅の中央部を意味し、道路幅の中央部とは、路肩が設けられていない道路であり、その道路幅の中央部を意味する。
上述したように一方通行路で車線または道路幅の中央部で一時停止することにより、歩行者や軽車両が通行するスペースを安全に確保するとともに、進入する交差点の右方向および左方向から進行してくる歩行者や軽車両あるいは車両との接触などを回避する余裕を確保することができる。
この発明の実施例における車両Veの制御装置は、更に同一の交差点に進入する他車両と情報を交換して、交差点への進入順序を定めることができるように構成されている。その制御の一例を図7に示している。なお、図4と同様の制御ステップには、同一の参照符号を付してその説明を省略する。図7に示す例では、車両Veが停止したことによりステップS5で肯定的に判断された場合には、ついで、一時停止が3or4 way-stopの法令に基づくものであるか否かを判断する(ステップS31)。このステップS31は、車両Veの現在位置が、ナビゲーションシステム21に記憶されている3or4 way-stopの法令が定められた交差点に進入する位置であるか否かなどにより判断することができる。
一時停止が3or4 way-stopの法令に基づくものでないことによりステップS31で否定的に判断された場合は、そのままステップS6に移行する。それとは反対に一時停止が3or4 way-stopの法令に基づくものであり、ステップS31で肯定的に判断された場合は、同一の交差点に繋がっている進入路(以下、単に進入路と記す)に停車している他車両があるか否かを判断する(ステップS32)。このステップS32は、例えば、車載カメラ、レーダー、およびライダーなどに基づいて判断することができる。
進入路に停車している他車両がなくステップS32で否定的に判断された場合は、そのままステップS6に移行する。それとは反対に進入路に停車している他車両があり、ステップS32で肯定的に判断された場合は、進入路に停車している他車両との間で、交差点に進入する順序を定めるための情報、より具体的には停車した時刻情報を交換する(ステップS33)。このステップS33は、上述した車車間通信部22により情報交換を行うことができ、または情報処理センタなどの外部施設のコンピュータなどを介して情報交換を行うことができる。なお、ステップS33は、交差点に進入する優先順位を定めるためであり、したがって、停車した具体的な時刻を情報交換せずに、先に停車した車両を特定することができればよい。
ついで、ステップS33で交換された時刻情報に基づいて移動を開始する順序、言い換えると、交差点に進入する順序を決定し(ステップS34)、ステップS6に移行する。具体的には、停車した時刻が早い順(停車時間が長い順)に交差点に進入するように順序を定める。この場合、進入路に停車している他車両に対しても同一の情報を送信する。すなわち、交差点に進入する順序の情報を自車両と他車両とが互いに認識し合う。なお、3or4 way-stopの法令が定められた交差点に進入する場合には、自車両が交差点に進入する順序となることも、ステップS6における安全確認に含まれる。
上述したように同一の交差点に進入する情報を自車両と他車両とが互いに認識し合うことにより、道路交通規制(ルール)を順守するとともに、安全に走行することができる。
なお、交差点に進入する順序を定める制御例は、3or4 way-stopの法令が定められた交差点に限らず、例えば、対向車線に一時停車している他車両が直進走行であり、自車両が対向車線を跨いで走行する旋回走行する(左側通行の場合には、右折であり、右側通行の場合には、左折である)場合にあっては、他車両と走行方向についての情報を送受信して、他車両が先に交差点に進入するように移動開始順序を定めてもよい。すなわち、図7における制御例は、他車両と情報を交換することによって、交差点に進入する順序を定めることができればよい。
一方、図7に示すように停車した時刻に基づいて交差点に進入する順序を定めたとしても、例えば、交差点に進入するために一時停止している車両の全てが左折する場合などには、互いの車両が接触することがないため、停車した時刻の先後に関わらず、交差点に進入することが好ましい。したがって、この発明の実施例における車両の制御装置は、図7に示す制御とは別に、他車両の進行方向に基づいて交差点に進入できるように構成されている。その制御例を図8に示している。なお、図4および図7と同様の制御ステップには、同一の参照符号を付してその説明を省略する。
図8に示す制御例では、ステップS5で肯定的に判断された場合に、進入路に停車車両があるか否かを判断する(ステップS32)。このステップS32は、図7に示す制御例と同様のものであり、ここでは、その一時停止が3or4 way-stopの法令に基づくものであるか否かを判断していない。
進入路に停車している車両がないことによりステップS32で否定的に判断された場合は、そのままステップS6に移行し、それとは反対に進入路に停車している車両があり、ステップS32で肯定的に判断された場合は、進入路に停車している車両と、進行方向についての情報を交換する(ステップS41)。このステップS41は、上述した車車間通信部22により情報交換を行うことができ、または情報処理センタなどの外部施設のコンピュータなどを介して情報交換を行うことができる。なお、進行方向についての情報には、直進走行、旋回走行などが含まれ、これらの情報は、自動運転車両における通信データの送受信により交換するものに限らず、例えば、ウインカーの点灯状況などの情報を認識しあってもよい。
ついで、ステップS41で交換された進行方向についての情報に基づいて、他車両の進行経路のうち、自車両の進路(進行経路)に交差する進行経路があるか否かを判断し(ステップS42)、自車両の進路に交差する進行経路がありステップS42で肯定的に判断された場合には、以降の制御を実行することなく、このルーチンを一旦終了する。それとは反対に、自車両の進路に交差する進行経路がなくステップS42で否定的に判断された場合には、他車両の交差点への進入の有無に関わらず、ステップS6に移行する。すなわち、他車両の移動の開始を待たずに自車両が交差点に進入する。
上述したように同一の交差点に進入する車両同士で、進行方向についての情報を送受信(認識)し合うことにより、自車両の進路と他車両の進行経路とが交差しなければ、自車両を迅速に走行開始できる。その結果、乗員が違和感を感じることを抑制することができるとともに、渋滞などが生じることを抑制することができる。
なお、この発明で対象とすることができる車両は、ハイブリッド車両に限らず、エンジンのみを駆動力源とした車両や、モータのみを駆動力源とした電気自動車であってもよい。また、クラッチ機構8は、トランスミッション6と独立して設けられたものに限らず、例えば、有段式の変速機構を備えた車両であれば、個別のクラッチ機構8を設けることなく、有段式の変速機構に搭載されたクラッチ機構を解放して、駆動力源と駆動輪とのトルクの伝達を遮断するように構成してもよい。さらに、駆動力源から駆動輪にトルクを伝達する経路内に差動機構を備えている場合には、その差動機構の反力を低下させることにより、駆動力源と駆動輪とのトルクの伝達を遮断するように構成されていてもよい。
なおまた、上述した各制御例は、それぞれの制御を並行して実行するように構成されていてもよく、それぞれの制御を組み合わせたフローチャートを実行するように構成されていてもよい。
1…エンジン、 2…モータ、 3R,3L…前輪(駆動輪)、 4…触媒コンバータ、 5…排気管、 6…トランスミッション、 8…クラッチ機構、 9…駆動側プレート、 10…従動側プレート、 15…コントローラ(ECU)、 Ve…車両。
Claims (10)
- 駆動力源と、前記駆動力源からトルクが伝達されることにより走行するための駆動力を発生させる駆動輪と、前記駆動輪を含む少なくともいずれかの車輪に制動トルクを作用させる制動機構と、前記駆動力源から前記駆動輪に到るトルクの伝達経路に介在され、前記伝達経路でのトルクの伝達を可能にする係合状態と前記伝達経路でのトルクの伝達を遮断する解放状態とを切り替え可能な遮断機構と、乗員が運転操作することなく発進、停止、および転舵を含む自動走行できるように、少なくとも前記駆動力源と前記制動機構と前記遮断機構とを前記自動走行中に制御するコントローラとを備えた車両の制御装置において、
前記コントローラは、
前記車両が一時停止するべき位置を検出し、
前記一時停止するべき位置が検出された場合に、前記一時停止するべき位置で前記車両を一時停止させる制動制御を実行し、
前記一時停止した状態で前記遮断機構を前記係合状態から前記解放状態に切り替え、
前記車両が前記一時停止するべき位置から発進する際における前記車両の周辺情報および外部状況に基づいた安全確認を、前記一時停止した状態でかつ前記遮断機構を前記解放状態に維持したまま実行し、
前記安全確認が完了したことを条件に、前記遮断機構を前記解放状態から前記係合状態に切り替えるように構成されている
ことを特徴とする車両の制御装置。
- 駆動力源と、前記駆動力源からトルクが伝達されることにより走行するための駆動力を発生させる駆動輪と、前記駆動輪を含む少なくともいずれかの車輪に制動トルクを作用させる制動機構と、前記駆動力源から前記駆動輪に到るトルクの伝達経路に介在され、前記伝達経路でのトルクの伝達を可能にする係合状態と前記伝達経路でのトルクの伝達を遮断する解放状態とを切り替え可能な遮断機構と、乗員が運転操作することなく発進、停止、および転舵を含む自動走行できるように、少なくとも前記駆動力源と前記制動機構と前記遮断機構とを前記自動走行中に制御するコントローラとを備えた車両の制御装置において、
前記コントローラは、
前記車両が一時停止するべき位置を検出し、
前記遮断機構を前記解放状態にして前記車両が走行した場合に、前記車両が前記一時停止するべき位置まで到達することができるか否かを判断し、
前記車両が前記一時停止するべき位置まで到達することができると判断した場合に、前記一時停止するべき位置に到達する以前に、前記遮断機構を前記係合状態から前記解放状態に切り替えるとともに、前記一時停止するべき位置で前記車両を一時停止させる制動制御を実行し、
前記車両が前記一時停止するべき位置から発進する際における前記車両の周辺情報および外部状況に基づいた安全確認を、前記一時停止した状態でかつ前記遮断機構を前記解放状態に維持したまま実行し、
前記安全確認が完了したことを条件に、前記遮断機構を前記解放状態から前記係合状態に切り替えるように構成されている
ことを特徴とする車両の制御装置。
- 請求項1または2に記載の車両の制御装置において、
前記駆動力源は、エンジンを含み、
前記エンジンの排気を浄化する触媒コンバータを備え、
前記コントローラは、
前記車両が前記一時停止するべき位置で停止している間における前記触媒コンバータの温度を検出し、
前記触媒コンバータの温度が予め定められた第1規定温度以上の場合に、前記エンジンを停止させるように構成されている
ことを特徴とする車両の制御装置。 - 請求項3に記載の車両の制御装置において、
前記コントローラは、
前記触媒コンバータの温度が、前記第1規定温度よりも低温の予め定められた第2規定温度以上の場合に、前記車両が前記一時停止するべき位置で停止している間に、前記停止された前記エンジンを再始動させるように構成されている
ことを特徴とする車両の制御装置。 - 請求項1または2に記載の車両の制御装置において、
前記駆動力源は、エンジンおよびモータを含み、
前記エンジンの排気を浄化する触媒コンバータを備え、
前記触媒コンバータは、前記モータで生じた熱により暖機されるように構成され、
前記コントローラは、
前記車両が前記一時停止するべき位置で停止している間における前記触媒コンバータの温度を検出し、
前記触媒コンバータの温度が予め定められた第1規定温度以上の場合に、前記エンジンおよび前記モータを停止させるように構成されている
ことを特徴とする車両の制御装置。 - 請求項5に記載の車両の制御装置において、
前記コントローラは、
前記触媒コンバータの温度が、前記第1規定温度よりも低温の予め定められた第2規定温度以上の場合に、前記車両が前記一時停止するべき位置で停止している間に、前記停止された前記エンジンと前記モータとのいずれか一方を再始動させるように構成されている
ことを特徴とする車両の制御装置。 - 請求項1ないし6のいずれか一項に記載の車両の制御装置において、
前記コントローラは、
前記車両が一方通行路における前記一時停止するべき位置で停止する場合には、前記一方通行路の車線での中央部に前記車両を停止させるように構成されている
ことを特徴とする車両の制御装置。
- 請求項1ないし7のいずれか一項に記載の車両の制御装置において、
前記コントローラは、
前記車両が進入する交差点と同一の交差点に繋がっている進入路に一時停車している他車両があるか否かを判断し、
前記交差点に進入する順序を定めるための情報を前記車両と前記他車両とで交換し、
前記交換された情報に基づいて前記交差点に進入する順序を定めるように構成されている
ことを特徴とする車両の制御装置。 - 請求項8に記載の車両の制御装置において、
前記情報は、前記一時停止した時刻を含む
ことを特徴とする車両の制御装置。 - 請求項1ないし7のいずれか一項に記載の車両の制御装置において、
前記コントローラは、
前記車両が進入する交差点と同一の交差点に繋がっている進入路に一時停車している他車両があるか否かを判断し、
前記他車両との間で走行方向についての情報を交換し、
前記車両の走行経路と前記他車両の走行経路とが交差しない場合に、前記他車両の前記交差点への進入の有無に関わらず、前記車両が前記交差点に進入することを可能にするように構成されている
ことを特徴とする車両の制御装置。
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