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Ａ０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Ｖ０から減速度Ａ０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Ｖ０、現時点における車両１の減速度Ａ０、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Ａ０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Ａ０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Ｖ０から減速度Ａ０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Ａ１を適用し得る。減速度Ａ１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Ａ０の絶対値が減速度Ａ１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Ａ１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Ａ１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Ａ１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Ａ０である一方で、車両１の減速度の予測値は減速度Ａ０と比較して絶対値が小さい減速度Ａ１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Ｖ０、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Ａ１を算出し得る。減速度Ａ１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Ａ１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Ａ１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Ａ１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Ｖ１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Ａ１に基づいて、速度Ｖ１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Ｖ１となるような減速度Ａ２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Ｖ０、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Ｖ１に基づいて、減速度Ａ２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Ａ１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Ｖ１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Ａ２の絶対値は、現時点における車両１の減速度Ａ０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Ａ０と比較して絶対値が大きい減速度Ａ２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Ｖ０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Ａ０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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