JP6383036B1 - 車両の制御装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】ドライバへ与える違和感を抑制しつつ、安全性を確保する。
【解決手段】ドライバによるブレーキ操作が行われたときに、車両の前方における路面の摩擦係数の変化に関する情報である変化情報に基づいて、前記車両が前方の障害物と衝突するか否かを予測する予測部と、前記車両が前記障害物と衝突すると予測された場合に、前記変化情報に基づいて前記車両の制動力を制御する制御部と、を備える、車両の制御装置が提供される。
【選択図】図3

Description

本発明は、車両の制御装置に関する。
従来、安全性を向上させる目的で、車両の制動力を制御する技術である制動力制御が利用されている。このような制動力制御について、具体的には、車両が前方の障害物と衝突することを防止するために、当該車両を当該障害物より手前で停止させる制御に関する種々の技術が提案されている。
例えば、特許文献1には、自車両が極低速状態であっても、前方障害物に対して停止しなければならない状態では確実に停止して安全性、信頼性を向上するために、自車両が前方障害物に判定距離より近づいたと判定した場合は、第1の減速度を目標減速度として設定する一方、自車両が前方障害物と判定距離以上離れていると判定した場合は、自車両が前方障害物に安全距離より近づいたときに少なくとも自車速に応じて演算した第2の減速度を目標減速度として設定する自動ブレーキ制御に関する技術が開示されている。
特開平11−255089号公報
ところで、ドライバによるブレーキ操作が行われた場合には、ドライバへ与える違和感を抑制するために、車両の挙動をドライバの意図した挙動に近づけることが望ましいと考えられる。ゆえに、ドライバによるブレーキ操作が行われた場合において、制動力制御の実行を制限することが考えられる。しかしながら、車両の前方において路面の摩擦係数が低下する地点(以下、低下地点とも称する。)が存在するときには、低下地点より前方の低μ路においてドライバの意図した減速度が得られない場合がある。そのような場合には、実際の制動距離がドライバの意図した制動距離より長くなることによって、車両が前方の障害物と衝突するおそれがある。
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、ドライバへ与える違和感を抑制しつつ、安全性を確保することが可能な、新規かつ改良された車両の制御装置を提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、ドライバによるブレーキ操作が行われたときに、車両の前方における路面の摩擦係数の変化に関する情報である変化情報に基づいて、前記車両が前方の障害物と衝突するか否かを予測する予測部と、前記車両が前記障害物と衝突すると予測された場合に、前記変化情報に基づいて前記車両の制動力を制御する制御部と、を備える、車両の制御装置が提供される。
制御部は、前記車両が前記障害物と衝突すると予測された場合に、前記車両の制動距離が前記ドライバの意図する制動距離に基づいて決定された値となるように、前記車両の制動力を制御してもよい。
前記変化情報は、前記車両から前記車両の前方において路面の摩擦係数が低下する地点である低下地点までの距離を示す情報及び前記低下地点より前方における路面の摩擦係数を示す情報を含んでもよい。
前記予測部は、前記変化情報に基づいて、前記車両の制動距離の予測値である予測制動距離を算出する距離算出部と、前記車両から前記障害物までの距離と前記予測制動距離との比較結果に基づいて、前記車両が前記障害物と衝突するか否かを予測する衝突予測部と、を含んでもよい。
前記距離算出部は、前記低下地点より前方における前記車両の減速度の予測値として、前記低下地点より前方における路面の摩擦係数に応じた減速度を適用してもよい。
前記制御部は、前記変化情報に基づいて、前記低下地点より前方及び後方の各々における減速度の目標値である目標減速度を算出する減速度算出部と、前記車両の減速度が前記目標減速度となるように、前記車両の制動力を制御する制動力制御部と、を含んでもよい。
前記減速度算出部は、前記低下地点より前方における前記目標減速度として、前記低下地点より前方における路面の摩擦係数に応じた減速度を算出してもよい。
前記減速度算出部は、前記低下地点より後方における前記目標減速度として、現時点における前記車両の減速度と比較して絶対値が大きい減速度を算出してもよい。
以上説明したように本発明によれば、ドライバへ与える違和感を抑制しつつ、安全性を確保することが可能となる。
本発明の実施形態に係る車両の概略構成の一例を示す模式図である。 車両の前方における路面の摩擦係数の低下地点及び停止車両について説明するための説明図である。 同実施形態に係る制御装置の機能構成の一例を示すブロック図である。 ブレーキ操作が行われた後におけるドライバの意図する各種状態量の推移の一例を示す模式図である。 同実施形態に係る予測制動距離の算出処理における各種状態量の予測値の推移の一例を示す模式図である。 図4に示したドライバの意図する各種状態量の推移と図5に示した各種状態量の予測値の推移とを重ね合わせた図である。 同実施形態に係る制動力制御における各種状態量の目標値の推移の一例を示す模式図である。 同実施形態に係る制御装置が行う処理の流れの一例を示すフローチャートである。
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
<1.車両の概略>
まず、図1及び図2を参照して、本発明の実施形態に係る車両1の概略について説明する。図1は、本実施形態に係る車両1の概略構成の一例を示す模式図である。
車両1は、本実施形態に係る制御装置が設けられる車両の一例である。車両1は、例えば、図1に示したように、ブレーキペダル21と、マスタシリンダ23と、油圧供給ユニット25と、各車輪11a,11b,11c,11dに各々設けられるブレーキ装置13a,13b,13c,13dと、制御装置100と、を備える。車輪11a,11b,11c,11dは、左前輪、右前輪、左後輪、及び右後輪にそれぞれ相当する。なお、以下では、車両1の進行方向を前方向とし、進行方向に対して逆方向を後方向とし、進行方向を向いた状態における左側及び右側をそれぞれ左方向及び右方向とし、鉛直上側及び鉛直下側をそれぞれ上方向及び下方向として、説明する。
ブレーキペダル21は、ドライバによるブレーキ操作を受け付ける。ブレーキ操作は、具体的には、ブレーキペダル21を踏み込む操作である。ブレーキペダル21は、図示しない倍力装置を介してマスタシリンダ23と接続される。マスタシリンダ23は、ブレーキペダル21の操作力(踏力)に応じて、油圧を発生させる。マスタシリンダ23は、各車輪11a,11b,11c,11dに各々設けられるブレーキ装置13a,13b,13c,13dと油圧供給ユニット25を介して接続されている。また、マスタシリンダ23によって発生した油圧は、各ブレーキ装置13a,13b,13c,13dへ油圧供給ユニット25を介して供給される。それにより、各ブレーキ装置13a,13b,13c,13dが動作することによって、各車輪11a,11b,11c,11dが制動される。
各ブレーキ装置13a,13b,13c,13dは、例えば、ブレーキパッド及びホイールシリンダを備えるブレーキキャリパを含んで構成される。ブレーキパッドは、各車輪11a,11b,11c,11dと一体として回転するブレーキディスクの両側面にそれぞれ対向して一対設けられる。ホイールシリンダは、ブレーキキャリパ内に形成され、ホイールシリンダ内にはピストンが摺動可能に設けられる。ピストンの先端部はブレーキパッドと対向して設けられ、ピストンの摺動に伴ってブレーキパッドがブレーキディスクの各側面へ向けて移動するように構成される。マスタシリンダ23によって発生した油圧は、各ブレーキ装置13a,13b,13c,13dのホイールシリンダへ供給される。それにより、ブレーキキャリパ内のピストン及びブレーキパッドが移動することによって、ブレーキディスクの両側面が一対のブレーキパッドにより挟まれ、各車輪11a,11b,11c,11dが制動される。
油圧供給ユニット25は、ポンプや制御弁等を含んで構成され、各ブレーキ装置13a,13b,13c,13dへ供給される油圧を調整可能である。例えば、油圧供給ユニット25は、各ブレーキ装置13a,13b,13c,13dへ供給される油圧を個別に調整可能であってもよい。油圧供給ユニット25の動作は、制御装置100によって制御される。それにより、各車輪11a,11b,11c,11dに付与される制動力が制御される。
車両1には、各種センサが設けられ得る。例えば、車両1には、図1に示したように、速度センサ202、減速度センサ203、路面μセンサ205、及びペダルセンサ207が設けられる。
速度センサ202は、車両1の速度を検出し、検出結果を出力する。
減速度センサ203は、車両1の減速度を検出し、検出結果を出力する。
路面μセンサ205は、車両1の前方における路面の摩擦係数の分布を検出し、検出結果を出力する。具体的には、路面μセンサ205は、車両1の前方における路面の摩擦係数の進行方向に沿った空間的な分布を検出する。路面μセンサ205は、例えば、ミリ波を前方の路面に照射し、その反射波を捕捉することによって路面の水分量を測定し、水分量の測定結果に基づいて、車両1の前方における路面の摩擦係数の分布を検出する装置であってもよい。また、路面μセンサ205は、前方の路面を撮像し、得られる画像に画像処理を施すことによって、車両1の前方における路面の摩擦係数の分布を検出する装置であってもよい。
ペダルセンサ207は、ドライバによるブレーキペダル21の操作力を検出し、検出結果を出力する。
また、車両1には、前方認識装置211が設けられ得る。前方認識装置211は、車両1の前方の障害物を認識可能である。さらに、前方認識装置211は、車両1の前方の障害物を認識した場合、車両1から当該障害物までの距離を測定し、測定結果を出力する。具体的には、前方認識装置211は、CCDセンサ、CMOSセンサ等の撮像素子を有する左右1対のカメラを有して構成され、車両1の前方の外部環境を撮像し、得られる画像に画像処理を施すことによって当該車両1の前方の障害物を認識することができる。また、前方認識装置211は、撮像した左右1組のステレオ画像対に対し、対応する位置のずれ量から三角測量の原理によって車両1から当該車両1の前方の障害物までの距離を測定することができる。
制御装置100は、演算処理装置であるCPU(Central Processing Unit)、CPUが使用するプログラムや演算パラメータ等を記憶する記憶素子であるROM(Read Only Memory)、CPUの実行において適宜変化するパラメータ等を一時記憶する記憶素子であるRAM(Random Access Memory)等で構成される。
制御装置100は、車両1を構成する各装置の動作を制御する。例えば、制御装置100は、制御対象である各装置に対して電気信号を用いて動作指示を出力することによって、各装置の動作を制御する。具体的には、制御装置100は、油圧供給ユニット25のポンプや制御弁等の各装置の動作を制御することによって、各ブレーキ装置13a,13b,13c,13dへ供給される油圧を制御する。ゆえに、制御装置100は、各車輪11a,11b,11c,11dに付与される制動力を制御することができる。よって、制御装置100は、各車輪11a,11b,11c,11dに付与される制動力の合計に相当する車両1の制動力を制御することができる。このように、制御装置100は、制動力制御を実行することができる。
また、制御装置100は、各装置から出力された情報を受信する。制御装置100と各装置との通信は、例えば、CAN(Controller Area Network)通信を用いて実現される。例えば、制御装置100は、速度センサ202、減速度センサ203、路面μセンサ205、及びペダルセンサ207から出力される各種検出結果を受信する。また、制御装置100は、前方認識装置211から出力される車両1から当該車両1の前方の障害物までの距離についての測定結果を受信する。なお、本実施形態に係る制御装置100が有する機能は複数の制御装置により分割されてもよく、その場合、当該複数の制御装置は、CAN等の通信バスを介して、互いに接続されてもよい。
ここで、制御装置100は、車両1の前方における路面の摩擦係数の変化に関する情報である変化情報を取得し得る。例えば、当該変化情報は、路面μセンサ205から出力される車両1の前方における路面の摩擦係数の分布についての検出結果から抽出することによって得られる。当該変化情報は、具体的には、車両1の前方において路面の摩擦係数が低下する地点である低下地点に関する情報である。
図2は、車両1の前方における路面の摩擦係数の低下地点5及び停止車両9について説明するための説明図である。具体的には、図2では、前方に低μ路R20が連接されている高μ路R10上を車両1が走行している様子が示されている。低μ路R20は、摩擦係数が比較的低い路面であり、具体的には、摩擦係数が所定の閾値より小さい路面である。一方、高μ路R10は、摩擦係数が比較的高い路面であり、具体的には、摩擦係数が当該所定の閾値以上の路面である。当該所定の閾値は、対象の路面が凍結している路面等の低μ路であるか否かを区別し得る値であればよく、種々の値をとり得る。
低下地点5は、上述したように、車両1の前方において路面の摩擦係数が低下する地点である。図2に示した例では、高μ路R10の前端部と低μ路R20の後端部との接続部分が低下地点5に相当する。制御装置100は、例えば、路面μセンサ205から出力される車両1の前方における路面の摩擦係数の分布についての検出結果から、車両1から低下地点5までの距離Lcを示す情報を取得し得る。また、制御装置100は、当該検出結果から、低下地点5より前方における低μ路R20の摩擦係数を示す情報を取得し得る。
また、図2では、車両1の前方において停止している車両である停止車両9が示されている。停止車両9は、車両1の前方の障害物の一例である。停止車両9は、具体的には、低下地点5より前方における低μ路R20上に位置する。この場合、制御装置100は、車両1から停止車両9までの距離Lvについての測定結果を取得し得る。
上述したように、ドライバによるブレーキ操作が行われた場合には、車両の挙動をドライバの意図した挙動に近づける目的で、制動力制御の実行を制限することが考えられる。しかしながら、図2に例示したように、車両1の前方に摩擦係数の低下地点5が存在するときには、低下地点5より前方の低μ路R20においてドライバの意図した減速度が得られない場合がある。そのような場合には、実際の制動距離がドライバの意図した制動距離より長くなることによって、車両1が前方の停止車両9と衝突するおそれがある。ここで、本実施形態に係る制御装置100は、ドライバによるブレーキ操作が行われたときに、車両1の前方における路面の摩擦係数の変化に関する情報である変化情報に基づいて制動力制御を実行し得る。それにより、ドライバへ与える違和感を抑制しつつ、安全性を確保することが可能となる。このような制御装置100の詳細については、後述する。
なお、制御装置100は、外部の装置から車両1の前方における路面の摩擦係数の分布についての検出結果を取得してもよい。例えば、制御装置100は、路側機と路車間通信を行うことによって当該検出結果を取得し得る。その場合、車両1の構成から路面μセンサ205は省略されてもよい。
また、制御装置100は、外部の装置から車両1から当該車両1の前方の障害物までの距離についての測定結果を取得してもよい。例えば、制御装置100は、路側機と路車間通信を行うことによって当該測定結果を取得し得る。その場合、車両1の構成から前方認識装置211は省略されてもよい。
<2.制御装置>
続いて、図3〜図8を参照して、本実施形態に係る制御装置100の詳細について説明する。
[2−1.機能構成]
まず、図3〜図7を参照して、本実施形態に係る制御装置100の機能構成について説明する。図3は、本実施形態に係る制御装置100の機能構成の一例を示すブロック図である。
制御装置100は、例えば、図3に示したように、取得部120と、予測部140と、制御部160と、を含む。
(取得部)
取得部120は、外部の装置から出力される各種情報を取得する。また、取得部120は、取得した当該各種情報を予測部140及び制御部160へ出力する。取得部120は、具体的には、速度センサ202、減速度センサ203、路面μセンサ205、及びペダルセンサ207から出力される各検出結果を取得する。また、取得部120は、前方認識装置211から出力される測定結果を取得する。具体的には、取得部120は、図2に示した車両1から停止車両9までの距離Lvの値を取得する。
取得部120は、各センサから出力される各検出結果から各種情報を抽出することによって、当該各種情報を取得してもよい。具体的には、取得部120は、路面μセンサ205から出力される検出結果から車両1の前方における路面の摩擦係数の変化に関する情報である変化情報を抽出することによって、当該変化情報を取得してもよい。当該変化情報は、例えば、上述したように、車両1から低下地点5までの距離Lcを示す情報を含む。また、当該変化情報は、低下地点5より前方における低μ路R20の摩擦係数を示す情報を含む。
なお、取得部120による各種情報の取得処理は、ドライバによるブレーキ操作が行われたことをトリガとして実行されてもよい。制御装置100は、例えば、ペダルセンサ207から出力される検出結果に基づいて、ドライバによるブレーキ操作が行われたか否かを判定し得る。
(予測部)
予測部140は、ドライバによるブレーキ操作が行われたときに、車両1が前方の障害物と衝突するか否かを予測する。また、予測部140は、予測結果を制御部160へ出力する。具体的には、予測部140は、ドライバによるブレーキ操作が行われたときに、車両1の前方における路面の摩擦係数の変化に関する情報である変化情報に基づいて、車両1が前方の障害物と衝突するか否かを予測する。
予測部140は、例えば、図3に示したように、距離算出部142と、衝突予測部144と、を含む。
距離算出部142は、変化情報に基づいて、車両1の制動距離の予測値である予測制動距離Lpを算出する。予測制動距離Lpは、具体的には、制動力制御が実行されない場合における制動距離の予測値である。また、距離算出部142は、算出した予測制動距離Lpを示す情報を衝突予測部144へ出力する。例えば、距離算出部142は、ドライバによるブレーキ操作が行われたことをトリガとして、予測制動距離Lpの算出処理を実行する。
まず、図4を参照して、ブレーキ操作を行ったドライバの意図する制動距離Liについて説明する。図4は、ブレーキ操作が行われた後におけるドライバの意図する各種状態量の推移の一例を示す模式図である。具体的には、図4では、各種状態量として、車両1の減速度、車両1の速度、及び車両1の走行距離が示されている。車両1の走行距離は、具体的には、車両1が現在位置から進行方向に沿って進んだ距離に相当する。
ドライバの意図する車両1の減速度は、例えば、図4に示すように、ブレーキ操作が行われた後において、現時点における車両1の減速度Aに維持される。ゆえに、ドライバの意図する車両1の速度は、図4に示すように、現時点における車両1の速度Vから減速度Aに対応する時間変化率で低下していく。ドライバの意図する制動距離Liは、このように車両1の速度が推移した場合において車両1の速度が0になった時刻における車両1の走行距離に相当する。ゆえに、ドライバの意図する制動距離Liは、車両1の減速度がドライバの意図したように推移した場合において車両1が停車するまでに現在位置から進んだ距離である。
次に、図5を参照して、制御装置100によって算出される予測制動距離Lpについて説明する。図5は、本実施形態に係る予測制動距離Lpの算出処理における各種状態量の予測値の推移の一例を示す模式図である。具体的には、図5では、図4と同様に、各種状態量として、車両1の減速度、車両1の速度、及び車両1の走行距離が示されている。また、図5では、ブレーキ操作が行われた後における各種状態量の予測値の推移の一例が示されている。
距離算出部142は、具体的には、現時点における車両1の速度V、現時点における車両1の減速度A、車両1から低下地点5までの距離Lc、及び低下地点5より前方における低μ路R20の摩擦係数に基づいて、予測制動距離Lpを算出する。
例えば、距離算出部142は、まず、車両1が低下地点5へ到達する時刻を予測する。距離算出部142は、低下地点5より後方における車両1の減速度の予測値として、現時点における車両1の減速度Aを適用し得る。換言すると、距離算出部142は、高μ路R10についての車両1の減速度の予測値として、現時点における車両1の減速度Aを適用し得る。例えば、距離算出部142は、ブレーキ操作が行われた後において、図5に示したように、車両1の速度が現時点における車両1の速度Vから減速度Aに対応する時間変化率で低下していくと予測する。ゆえに、距離算出部142は、このように車両1の速度が推移した場合において車両1の走行距離が車両1から低下地点5までの距離Lcと一致する時刻T10を、車両1が低下地点5へ到達する時刻として予測する。よって、距離算出部142は、車両1が低下地点5より前方の低μ路R20を時刻T10以後において走行していると予測する。
次に、距離算出部142は、低下地点5より前方における車両1の減速度を予測する。換言すると、距離算出部142は、低μ路R20についての車両1の減速度を予測する。距離算出部142は、低下地点5より前方における車両1の減速度の予測値として、低下地点5より前方における路面である低μ路R20の摩擦係数に応じた減速度Aを適用し得る。減速度Aは、具体的には、低μ路R20の摩擦係数に重力加速度を乗じて得た値に相当する。ここで、車両1の減速度は、走行している路面の摩擦係数に応じた値以下に制限され得る。ゆえに、低μ路R20の走行時には、車両1の減速度は絶対値が比較的低い値に制限され得る。なお、このような減速度の制限は、車輪と路面の間に発生し得る摩擦力の最大値が路面の摩擦係数及び車体重量の積に応じた値となることに起因する。例えば、距離算出部142は、図5に示したように、現時点における車両1の減速度Aの絶対値が減速度Aの絶対値より大きい場合、時刻T10以後において、車両1の減速度が減速度Aに制限されると予測する。このように、低下地点5より前方における車両1の減速度の予測値として、低下地点5より前方における路面の摩擦係数に応じた減速度Aを適用することによって、車両1の減速度の推移を適切に予測することができる。
そして、距離算出部142は、予測制動距離Lpを予測する。例えば、距離算出部142は、図5に示したように、時刻T10以後において車両1の速度が減速度Aに対応する時間変化率で低下していくと予測する。ゆえに、距離算出部142は、このように車両1の速度が推移した場合において車両1の速度が0になった時刻における車両1の走行距離を、予測制動距離Lpとして予測する。
衝突予測部144は、車両1から前方の障害物までの距離と予測制動距離Lpとの比較結果に基づいて、車両1が当該障害物と衝突するか否かを予測する。また、衝突予測部144は、予測結果を制御部160へ出力する。具体的には、衝突予測部144は、予測制動距離Lpが車両1から前方の障害物までの距離以上である場合、車両1が当該障害物と衝突すると予測する。一方、衝突予測部144は、予測制動距離Lpが車両1から前方の障害物までの距離より短い場合、車両1が当該障害物と衝突しないと予測する。
図6は、図4に示したドライバの意図する各種状態量の推移と図5に示した各種状態量の予測値の推移とを重ね合わせた図である。具体的には、図6では、図4に示したドライバの意図する各種状態量の推移が一点鎖線により示されており、図5に示した各種状態量の予測値の推移が二点鎖線により示されている。
例えば、衝突予測部144は、車両1から停止車両9までの距離Lvと予測制動距離Lpとの比較結果に基づいて、車両1が停止車両9と衝突するか否かを予測する。衝突予測部144は、図5に示したように、予測制動距離Lpが車両1から停止車両9までの距離Lv以上である場合、車両1が停止車両9と衝突すると予測する。
図6に示したように、時刻T10以後において、ドライバの意図する車両1の減速度が減速度Aである一方で、車両1の減速度の予測値は減速度Aと比較して絶対値が小さい減速度Aとなる。ゆえに、図6に示したように、時刻T10以後において、車両1の速度の予測値の時間変化率は、ドライバの意図する車両1の速度の時間変化率と比較して小さくなる。よって、図6に示したように、予測制動距離Lpは、ドライバの意図する制動距離Liと比較して長くなる。それにより、図6に示したように、ドライバの意図する制動距離Liが車両1から停止車両9までの距離Lvより短い場合であっても、予測制動距離Lpは当該距離Lv以上となり得る。このようなときに、仮に制動力制御が実行されない場合、実際の制動距離がドライバの意図した制動距離Liより長くなることによって、車両1が前方の停止車両9と衝突するおそれがある。
上記のように、距離算出部142は、変化情報に基づいて予測制動距離Lpを算出する。それにより、車両1の前方に摩擦係数の低下地点5が存在する場合において、制動力制御が実行されない場合における制動距離を適切に予測することができる。また、衝突予測部144は、車両1から前方の障害物までの距離と予測制動距離Lpとの比較結果に基づいて、車両1が当該障害物と衝突するか否かを予測する。それにより、車両1の前方に摩擦係数の低下地点5が存在する場合において、車両1が前方の障害物と衝突するか否かを精度良く予測することができる。
(制御部)
制御部160は、車両1の制動力を制御する。具体的には、制御部160は、車両1が障害物と衝突すると予測された場合に、変化情報に基づいて車両1の制動力を制御する。例えば、制御部160は、車両1が障害物と衝突すると予測された場合に、油圧供給ユニット25へ変化情報に基づいて動作指示を出力することによって、変化情報に基づく制動力制御を実行する。一方、制御部160は、車両1が障害物と衝突すると予測されなかった場合には、変化情報に基づく制動力制御を実行しなくてもよい。その場合には、油圧供給ユニット25はドライバによるブレーキペダル21の操作力に応じて動作する。それにより、当該操作力に応じた油圧が各ブレーキ装置13a,13b,13c,13dへ供給され、当該操作力に応じた制動力が各車輪11a,11b,11c,11dに付与される。
制御部160は、例えば、図3に示したように、減速度算出部162と、制動力制御部164と、を含む。
減速度算出部162は、変化情報に基づいて、低下地点5より前方及び後方の各々における減速度の目標値である目標減速度を算出する。また、減速度算出部162は、算出した低下地点5より前方及び後方の各々における目標減速度を示す情報を制動力制御部164へ出力する。例えば、減速度算出部162は、車両1が障害物と衝突すると予測されたことをトリガとして、目標減速度の算出処理を実行し得る。具体的には、減速度算出部162は、車両1の制動距離の目標値である目標制動距離がドライバの意図する制動距離Liに基づいて決定された値(例えば、制動距離Liに比較的近い値)となるように、低下地点5より前方及び後方の各々における目標減速度を算出する。
図7は、本実施形態に係る制動力制御における各種状態量の目標値の推移の一例を示す模式図である。具体的には、図7では、各種状態量の目標値の推移が実線により示されており、図4と同様に、各種状態量として、車両1の減速度、車両1の速度、及び車両1の走行距離が示されている。なお、図7では、図4に示したドライバの意図する各種状態量の推移が一点鎖線により示されており、図5に示した各種状態量の予測値の推移が二点鎖線により示されている。また、図7では、ブレーキ操作が行われた後における各種状態量の目標値の推移の一例が示されている。
減速度算出部162は、具体的には、現時点における車両1の速度V、車両1から低下地点5までの距離Lc、車両1から停止車両9までの距離Lv、及び低下地点5より前方における低μ路R20の摩擦係数に基づいて、低下地点5より前方及び後方の各々における目標減速度を算出する。
例えば、減速度算出部162は、まず、低下地点5より前方における目標減速度を算出する。換言すると、減速度算出部162は、まず、低μ路R20についての目標減速度を算出する。減速度算出部162は、低下地点5より前方における目標減速度として、低下地点5より前方における路面である低μ路R20の摩擦係数に応じた減速度Aを算出し得る。減速度Aは、上述したように、具体的には、低μ路R20の摩擦係数に重力加速度を乗じて得た値に相当する。また、減速度Aは、低μ路R20において発生し得る車両1の減速度の最大値に相当する。このような減速度Aを低下地点5より前方における目標減速度として算出することによって、低下地点5より後方における目標減速度とドライバが意図する減速度との乖離を抑制することができる。それにより、ドライバへ与える違和感を効果的に抑制することができる。
次に、減速度算出部162は、車両1が低下地点5へ到達する時刻T20における車両1の速度の目標値を算出する。具体的には、減速度算出部162は、制動距離の目標値である目標制動距離を、ドライバの意図する制動距離Liに基づいて決定する。より具体的には、減速度算出部162は、目標制動距離を、ドライバの意図する制動距離Liに決定し得る。また、減速度算出部162は、時刻T20における車両1の速度の目標値として、時刻T20以後において目標速度が減速度Aに対応する時間変化率で低下していく場合に、車両1が現在位置から目標制動距離進んだ時刻において速度の目標値が0となるような速度Vを算出する。例えば、減速度算出部162は、目標制動距離から車両1から低下地点5までの距離Lcを減算して得られる値及び低下地点5より前方における目標減速度である減速度Aに基づいて、速度Vを算出し得る。
そして、減速度算出部162は、低下地点5より後方における目標減速度を算出する。換言すると、減速度算出部162は、高μ路R10についての目標減速度を算出する。具体的には、減速度算出部162は、低下地点5より後方における目標減速度として、車両1が低下地点5へ到達する時刻T20において速度の目標値が速度Vとなるような減速度Aを算出する。例えば、減速度算出部162は、現時点における車両1の速度V、車両1から低下地点5までの距離Lc及び時刻T20における車両1の速度の目標値である速度Vに基づいて、減速度Aを算出し得る。
ここで、目標制動距離は、具体的には、上述したように、ドライバの意図する制動距離Liに決定される。ゆえに、車両1が停止車両9と衝突すると予測される場合において、目標制動距離は予測制動距離Lpより短い。また、低μ路R20の走行時には、車両1の減速度は絶対値が比較的低い値に制限され得る。具体的には、低下地点5より前方における目標減速度は、減速度の予測値と同様に、減速度A以下の値をとる。よって、車両1が低下地点5へ到達する時刻T20における車両1の速度の目標値である速度Vは、制動力制御が実行されない場合において車両1が低下地点5へ到達する時刻T10における車両1の速度と比較して低い。従って、低下地点5より後方における目標減速度として算出される減速度Aの絶対値は、現時点における車両1の減速度Aの絶対値と比較して大きい。
このように、減速度算出部162は、具体的には、低下地点5より後方における目標減速度として、現時点における車両1の減速度Aと比較して絶対値が大きい減速度Aを算出する。それにより、車両1が停止車両9と衝突すると予測される場合に、目標制動距離がドライバの意図する制動距離Liに基づいて決定された値となるように、低下地点5より前方及び後方の各々における目標減速度を適切に算出することが具体的に実現される。
制動力制御部164は、車両1の減速度が目標減速度となるように、車両1の制動力を制御する。具体的には、制動力制御部164は、油圧供給ユニット25へ低下地点5より前方及び後方の各々における目標減速度に基づいて動作指示を出力することによって、車両1の制動力を制御する。例えば、制動力制御部164は、減速度センサ203により検出される車両1の減速度の値と目標減速度との差に応じた動作指令値を油圧供給ユニット25へ出力する。それにより、車両1の減速度が目標減速度となるように、車両1の制動力が制御され得る。
上記のように、減速度算出部162は、変化情報に基づいて、低下地点5より前方及び後方の各々における減速度の目標値である目標減速度を算出する。それにより、車両1の前方に摩擦係数の低下地点5が存在する場合において、目標制動距離がドライバの意図する制動距離Liに基づいて決定された値となるように、低下地点5より前方及び後方の各々における目標減速度を適切に算出することができる。また、制動力制御部164は、車両1の減速度が目標減速度となるように、車両1の制動力を制御する。それにより、車両1の前方に摩擦係数の低下地点5が存在する場合であっても、実際の制動距離をドライバの意図する制動距離Liに基づいて決定された値と一致させることが精度良く実現される。このように、制御部160は、具体的には、車両1が前方の障害物と衝突すると予測された場合に、車両1の制動距離がドライバの意図する制動距離Liに基づいて決定された値となるように、車両1の制動力を制御する。
以上説明したように、本実施形態によれば、予測部140は、ドライバによるブレーキ操作が行われたときに、車両1の前方における路面の摩擦係数の変化に関する情報である変化情報に基づいて、車両1が前方の障害物と衝突するか否かを予測する。それにより、車両1の前方に摩擦係数の低下地点5が存在する場合において、車両1が前方の障害物と衝突するか否かを適切に予測することができる。また、制御部160は、車両1が障害物と衝突すると予測された場合に、変化情報に基づいて車両1の制動力を制御する。それにより、車両1の前方に摩擦係数の低下地点5が存在する場合であっても、実際の制動距離をドライバの意図する制動距離Liに基づいて決定された値と一致させることができる。ゆえに、ドライバによるブレーキ操作が行われた場合に、車両1の挙動をドライバの意図した挙動に近づけつつ、車両1が前方の障害物と衝突することを防止することができる。よって、ドライバへ与える違和感を抑制しつつ、安全性を確保することが可能となる。
[2−2.動作]
続いて、図8を参照して、本実施形態に係る制御装置100が行う処理の流れについて説明する。図8は、本実施形態に係る制御装置100が行う処理の流れの一例を示すフローチャートである。
図8に示したように、まず、制御装置100は、ブレーキ操作が行われたか否かを判定する(ステップS501)。ブレーキ操作が行われたと判定されなかった場合(ステップS501/NO)、ステップS501の判定処理が繰り返される。一方、ブレーキ操作が行われたと判定された場合(ステップS501/YES)、取得部120は、現時点における車両1の速度Vの値を取得し(ステップS503)、予測部140及び制御部160へ出力する。そして、取得部120は、現時点における車両1の減速度Aの値を取得し(ステップS505)、予測部140及び制御部160へ出力する。そして、取得部120は、車両1の前方における路面の摩擦係数の変化に関する情報である変化情報を取得し(ステップS507)、予測部140及び制御部160へ出力する。そして、取得部120は、車両1から停止車両9までの距離Lvの値を取得し(ステップS509)、予測部140及び制御部160へ出力する。
次に、距離算出部142は、変化情報に基づいて、車両1の制動距離の予測値である予測制動距離Lpを算出し(ステップS511)、算出した予測制動距離Lpを示す情報を衝突予測部144へ出力する。そして、衝突予測部144は、予測制動距離Lpが車両1から停止車両9までの距離Lv以上であるか否かをもって、車両1が停止車両9と衝突するか否かを予測する(ステップS513)。予測制動距離Lpが車両1から停止車両9までの距離Lvより短い場合(ステップS513/NO)、衝突予測部144は、車両1が停止車両9と衝突しないと予測し、図8に示した処理は終了する。
一方、予測制動距離Lpが車両1から停止車両9までの距離Lv以上である場合(ステップS513/YES)、衝突予測部144は、車両1が停止車両9と衝突すると予測する。その場合、減速度算出部162は、変化情報に基づいて、低μ路R20及び高μ路R10の各々について目標減速度を算出し(ステップS515)、算出した低μ路R20及び高μ路R10の各々についての目標減速度を示す情報を制動力制御部164へ出力する。そして、制動力制御部164は、車両1の減速度が目標減速度となるように、制動力制御を実行し(ステップS517)、図8に示した処理は終了する。
<3.むすび>
以上説明したように、本実施形態によれば、ドライバによるブレーキ操作が行われたときに、車両1の前方における路面の摩擦係数の変化に関する情報である変化情報に基づいて、車両1が前方の障害物と衝突するか否かが予測される。それにより、車両1の前方に摩擦係数の低下地点5が存在する場合において、車両1が前方の障害物と衝突するか否かを適切に予測することができる。また、本実施形態によれば、車両1が障害物と衝突すると予測された場合に、変化情報に基づいて車両1の制動力が制御される。それにより、車両1の前方に摩擦係数の低下地点5が存在する場合であっても、実際の制動距離をドライバの意図する制動距離Liに基づいて決定された値と一致させることができる。ゆえに、ドライバによるブレーキ操作が行われた場合に、車両1の挙動をドライバの意図した挙動に近づけつつ、車両1が前方の障害物と衝突することを防止することができる。よって、ドライバへ与える違和感を抑制しつつ、安全性を確保することが可能となる。
また、上記では、車両1に設けられるブレーキ装置が所謂ディスクブレーキである例について説明したが、ブレーキ装置は車両1の制動力を発生可能であればよく、ブレーキ装置の種類は係る例に限定されない。例えば、車両1に設けられるブレーキ装置は所謂ドラムブレーキであってもよい。また、車両1が駆動モータを備える電気自動車(EV)やハイブリッド自動車(HEV)である場合には、回生発電によって車両1の制動力を発生可能な当該駆動モータが上記ブレーキ装置に相当し得る。なお、車輪11a,11b,11c,11dを駆動するための駆動源は、特に限定されない。
また、上記では、各ブレーキ装置13a,13b,13c,13dへ供給される油圧を個別に調整可能である例について説明したが、各ブレーキ装置13a,13b,13c,13dへ供給される油圧は必ずしも個別に調整され得なくともよい。例えば、ブレーキ系統は2系統であってもよい。その場合、例えば、ブレーキ装置13a及びブレーキ装置13dへ供給される油圧とブレーキ装置13b及びブレーキ装置13cへ供給される油圧とが個別に調整され得る。あるいは、ブレーキ装置13a及びブレーキ装置13bへ供給される油圧とブレーキ装置13c及びブレーキ装置13dへ供給される油圧とが個別に調整され得る。
また、上記では、車両1の前方の障害物が停止車両9である例について主に説明したが、障害物は係る例に特に限定されない。具体的には、障害物は、車両1の前方に位置し、車両1の進行を妨げる物体であれば、停止車両9以外の物体であってもよい。
また、本明細書においてフローチャートを用いて説明した処理は、必ずしもフローチャートに示された順序で実行されなくてもよい。いくつかの処理ステップは、並列的に実行されてもよい。例えば、図8に示したフローチャートについて、ステップS503,S505,S507,S509の処理は当該フローチャートに示された順序で実行されなくてもよく、並列的に実行されてもよい。また、図8に示したフローチャートについて、ステップS501の判定処理は、ステップS503,S505,S507,S509の各処理の後に実行されてもよい。また、追加的な処理ステップが採用されてもよく、一部の処理ステップが省略されてもよい。
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明は係る例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例又は応用例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
1 車両
5 低下地点
9 停止車両
11a,11b,11c,11d 車輪
13a,13b,13c,13d ブレーキ装置
21 ブレーキペダル
23 マスタシリンダ
25 油圧供給ユニット
100 制御装置
120 取得部
140 予測部
142 距離算出部
144 衝突予測部
160 制御部
162 減速度算出部
164 制動力制御部
202 速度センサ
203 減速度センサ
205 路面μセンサ
207 ペダルセンサ
211 前方認識装置

Claims (8)

  1. ドライバによるブレーキ操作が行われたときに、車両の前方における路面の摩擦係数の変化に関する情報である変化情報に基づいて、前記車両が前方の障害物と衝突するか否かを予測する予測部と、
    前記車両が前記障害物と衝突すると予測された場合に、前記変化情報に基づいて前記車両の制動力を制御する制御部と、
    を備える、車両の制御装置。
  2. 前記制御部は、前記車両が前記障害物と衝突すると予測された場合に、前記車両の制動距離が前記ドライバの意図する制動距離に基づいて決定された値となるように、前記車両の制動力を制御する、請求項1に記載の車両の制御装置。
  3. 前記変化情報は、前記車両から前記車両の前方において路面の摩擦係数が低下する地点である低下地点までの距離を示す情報及び前記低下地点より前方における路面の摩擦係数を示す情報を含む、請求項1又は2に記載の車両の制御装置。
  4. 前記予測部は、
    前記変化情報に基づいて、前記車両の制動距離の予測値である予測制動距離を算出する距離算出部と、
    前記車両から前記障害物までの距離と前記予測制動距離との比較結果に基づいて、前記車両が前記障害物と衝突するか否かを予測する衝突予測部と、
    を含む、請求項3に記載の車両の制御装置。
  5. 前記距離算出部は、前記低下地点より前方における前記車両の減速度の予測値として、前記低下地点より前方における路面の摩擦係数に応じた減速度を適用する、請求項4に記載の車両の制御装置。
  6. 前記制御部は、
    前記変化情報に基づいて、前記低下地点より前方及び後方の各々における減速度の目標値である目標減速度を算出する減速度算出部と、
    前記車両の減速度が前記目標減速度となるように、前記車両の制動力を制御する制動力制御部と、
    を含む、請求項3〜5のいずれか一項に記載の車両の制御装置。
  7. 前記減速度算出部は、前記低下地点より前方における前記目標減速度として、前記低下地点より前方における路面の摩擦係数に応じた減速度を算出する、請求項6に記載の車両の制御装置。
  8. 前記減速度算出部は、前記低下地点より後方における前記目標減速度として、現時点における前記車両の減速度と比較して絶対値が大きい減速度を算出する、請求項6又は7に記載の車両の制御装置。
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