JP6536519B2 - 車両制御装置 - Google Patents
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Description
本発明の車両制御装置に係る第1実施形態について、図1乃至図14を参照して説明する。以下の第1実施形態では、本発明の車両制御装置が搭載された車両1を用いて説明を進める。
車両1の構成について、図1を参照して説明する。図1は、第1実施形態に係る車両の構成を示すブロック図である。
次に、本実施形態に係る車線逸脱抑制動作について、図2のフローチャートを参照して説明する。
ECU17のLDA制御部172は、データ取得部171が取得した検出データ(即ち、車速センサ151、車輪速センサ152、ヨーレートセンサ153及び加速度センサ154各々の検出結果を示すデータ)と、カメラ155により撮像された画像データとに基づいて、車両1が、現在走行している走行車線から逸脱する可能性があるか否かを判定する。
図2において、先ず、データ取得部171は、車速センサ151、車輪速センサ152、ヨーレートセンサ153及び加速度センサ154各々の検出結果を示す検出データ、及びカメラ155が撮像した画像を示す画像データを取得する(ステップS101)。
ところで、エンジン制御部173は、エンジン18の動作状態を、車両1の走行状態に応じた適切な状態に制御する。具体的には、エンジン制御部173は、エンジン18に係る、例えば点火時期、燃料噴射タイミング及び供給量、スロットル開度、過給機の過給圧、バルブタイミング、バルブリフト量等を、車両1の走行状態に応じた適切な値に制御する。
次に、エンジン18の状態を高レスポンス状態にするためのエンジン18に係る制御について具体的に説明する。以下では、エンジン18の状態を高レスポンス状態にするために、変更すべき物理量又はパラメータを挙げつつ、LDA制御部172が実施する制御について説明する。
エンジン18の状態を高レスポンス状態にするために、LDA制御部172は、吸気量及び供給燃料量の少なくとも一方を変更して、空燃比を、ブレーキLDAの開始時点(図4のタイムチャートにおける“T_on”参照)に比べてリッチ側(即ち、小さくなる側)に変化するようにエンジン制御部173を制御する(即ち、エンジン制御部173に指令信号を送信する)。尚、図4のタイムチャートの詳細については後述する。
エンジン18の状態を高レスポンス状態にするために、LDA制御部172は、EGR率(即ち、エンジン18の一の気筒内に流入する空気量に対する該気筒内に流入する排気の量の割合)を、ブレーキLDAの開始時点に比べて低下するようにエンジン制御部173を制御する。尚、EGRは、所謂外部EGRであってもよいし、所謂内部EGRであってもよい。
エンジン18が複数の気筒を有し、その動作時に、該複数の気筒のうち一部の気筒を休止可能又は該一部の気筒に対する燃料供給を中止可能に構成されている場合、エンジン18の状態を高レスポンス状態にするために、LDA制御部172は、休止している気筒数又は燃料供給が中止されている気筒数を、ブレーキLDAの開始時点に比べて少なくするようにエンジン制御部173を制御する。
エンジン18の状態を高レスポンス状態にするために、LDA制御部172は、スロットル開度を、ブレーキLDAの開始時点に比べて大きくするようにエンジン制御部173を制御する。尚、エンジン18には電動スロットルが設けられているものとする。
以下の(E−1)〜(E−3)では、エンジン18が可変動弁機構を有しているものとする。
エンジン18の状態を高レスポンス状態にするために、LDA制御部172は、吸気弁のリフト量を、ブレーキLDAの開始時点に比べて大きくするようにエンジン制御部173を制御する。
エンジン18の状態を高レスポンス状態にするために、LDA制御部172は、吸気弁の閉弁時期を、ブレーキLDAの開始時点に比べて空気充填率が高くなる側へ変更するようにエンジン制御部173を制御する。ここで、「空気充填率が高くなる側」とは、(i)吸気弁の閉弁時期が下死点より後である場合(所謂遅閉じ)は、吸気弁の閉弁時期を進角させることをいい、(ii)吸気弁の閉弁時期が下死点より前である場合(所謂早閉じ)は、吸気弁の閉弁時期を遅角させることをいう。
(a)スカベンジ領域以外
エンジン18の状態を高レスポンス状態にするために、LDA制御部172は、吸気弁及び排気弁が同時に開弁している期間であるバルブオーバーラップ期間を、ブレーキLDAの開始時点に比べて短くする(言い換えれば、オーバーラップ量を、ブレーキLDAの開始時点に比べて小さくする)ようにエンジン制御部173を制御する。
車両1において、エンジン18は、その動作時に、エンジン回転数とエンジントルクとによって規定される座標系における所定の動作線上を、エンジン18の動作状態を示す動作点が移動するように、エンジン制御部173によって制御される。
エンジン18は、所謂可変圧縮比エンジンとして構成されているものとする。この場合、エンジン18の状態を高レスポンス状態にするために、LDA制御部172は、エンジン18の圧縮比を、ブレーキLDAの開始時点に比べて小さくするようにエンジン制御部173を制御する。
エンジン18は、過給機を有するものとする。この場合、エンジン18の状態を高レスポンス状態にするために、LDA制御部172は、過給機の状態を、ブレーキLDAの開始時点に比べて過給圧が高くなりやすい状態にする。過給圧は、ウェイストゲートバルブ(WasteGate Valve:WGV)が閉じ側に制御されることにより、高められてもよいし、過給機が所謂可変ノズルターボである場合には、ノズルベーンが閉じ側に制御されることにより、高められてもよい。この場合、LDA制御部172は、WGV開度及びノズルベーン開度の少なくとも一方を小さくするようにエンジン制御部173を制御する
車両1の巡航時には、車両1の加速時に比べてエンジン18に要求される出力が小さいので、例えば図12(a)、(b)に示すようにWGV開度及びノズルベーン開度は比較的大きくされることが多い。WGV開度及びノズルベーン開度の少なくとも一方を、予め、ブレーキLDAの開始時点比べて小さくしておけば、エンジン18の回転数が比較的低いときから過給の効果を得られ、その結果として、エンジン18の出力応答性を向上させることができる。
エンジン18は、その排気側に可変式マフラが配設されているものとする。この場合、エンジン18の状態を高レスポンス状態にするために、LDA制御部172は、可変式マフラにおける、マフラ入口とマフラ出口との間の圧力差である圧力損失を、ブレーキLDAの開始時点に比べて低くするようにエンジン制御部173を制御する。この結果、可変式マフラの排気流路の長さが短くなるように該可変式マフラの可変バルブが制御される。
エンジン18は、過給機を有するものとする。エンジン18は更に、エンジン18のクランクケースと吸気通路のうち過給機のコンプレッサの下流側とを結ぶPCV流路を介してブローバイガスを還流するPCV機構と、クランクケースと吸気通路のうちコンプレッサの上流側とを結ぶ流路を介してブローバイガスを還流するエゼクタと、を有するものとする。尚、PCV機構及びエゼクタについては、既存の技術を適用可能であるので、その詳細についての説明は割愛する。
本実施形態に係る車線逸脱抑制動作によれば、車両1が走行車線から逸脱する可能性がある場合には、抑制ヨーモーメントが車両1に付与される。このため、車両1の走行車線からの逸脱を抑制することができる。
第1変形例
上述した実施形態では、車線逸脱抑制動作(即ち、ブレーキLDA)により車両1が自動的に減速される場合を挙げた。本発明は、PCSやACCにより車両1が自動的に減速された場合にも適用可能である。
更に、上述した実施形態は、左右制動力差を利用して車両1にヨーモーメントを付与する横風制御にも適用可能である。この場合、本発明に係る車両制御装置としてのECU17は、図3におけるステップS201の処理において、横風制御による推定減速量又は実減速量を取得する。続いて、ECU17は、ステップS202の処理において、横風制御に起因する減速後、運転者の加速要求が推定されるか否かを判定する。この判定において、運転者の加速要求が推定されると判定された場合(ステップS202:Yes)、ECU17は、高レスポンス要求に係るフラグをオンにすると共に、エンジン18の状態が高レスポンス状態へ遷移するようにエンジン18を制御する(ステップS203)。
本発明の車両制御装置に係る第2実施形態について、図15を参照して説明する。上述の第1実施形態では、車両1が自動的に減速された直後に再加速が行われる可能性がある場合における再加速準備動作を挙げた。本発明は、減速直後に限らず、車両1の走行中に加速が行われる可能性がある場合にも適用可能である。以下の第2実施形態では、本発明の車両制御装置が搭載された車両1を用いて説明を進める。尚、車両1の構成は、上述した第1実施形態と同様である。よって、第2実施形態について、第1実施形態と重複する説明を適宜省略すると共に、図面上における共通箇所には同一符号を付して示し、基本的に異なる点についてのみ、図15を参照して説明する。
車両1の走行時には、車両1の運転者が加速操作を行う可能性の高い場面がある。しかしながら、運転者による加速操作(例えば、アクセルペダル181の踏み込み)が行われてからエンジン18の出力を増加する制御が行われることが多い。更には、運転者による加速操作が行われたとしても、アクセルペダル181の踏み込み量(即ち、アクセル開度)によっては、車両1の加速応答性よりも燃費を優先した制御が行われることがある。つまり、何らの対策も採らなければ、運転者が加速操作を行う可能性の高い場面であるにもかかわらず、車両1の加速時にエンジン18から十分な駆動力が出力されず、車両1が速やかに加速されない。
(i)車両1が走行している走行車線において、車両1の直前を走行している先行車が走行車線から逸脱する(又は逸脱した)。車両1と、逸脱した先行車の前を走行していた車両(即ち、新たな先行車)との間の距離を詰めるために、車両1の運転者が加速操作を行う可能性が高いからである。ここで、先行車が走行車線から逸脱するか否かは、例えばカメラ155により撮像された車両1の前方の画像や、ミリ波レーダ(図示せず)の検出結果に基づく先行車の横速度や横位置から判定されてよい、或いは、車両1と先行車との間で通信可能であれば、通信により取得された先行車の横速度や横位置、ウィンカー操作に係る情報から判定されてよい。
(ii)車両1がクルーズコントロール機能を有する場合、クルーズコントロールに係る設定車速が現在の車速よりも高車速側に変更された。設定車速に実際の車速を追従させるべく車両1の加速が行われるからである。
(iii)進行方向前方に設置された信号機に向かって車両1が走行しているときに、該信号機の灯色が赤から青に変化した。信号機が設置された交差点を通過可能であることを認識した運転者が加速操作を行う可能性が高いからである。ここで、信号機の灯色に係る情報は、例えば路車間通信により取得されてよい。或いは、カメラ155により撮像された画像に基づいて、信号機の灯色が赤から青に変化したことが検出されてよい。
(iv)車両1が現在平坦路又は降坂路を走行しており、車両1の進行方向前方に登坂路が存在する。車両1が登坂路に進入する際に運転者が加速操作を行う可能性が高いからである。ここで、車両1が走行する道路に係る情報は、例えば車両1の位置情報、地図データベース、車両1の予定進路等に基づいて取得されてよい。
(v)車両1が現在カーブ路を走行しており、車両1の進行方向前方に直線路が存在する。車両1がカーブ路を抜けた際に運転者が加速操作を行う可能性が高いからである。
本実施形態に係る加速準備動作によれば、運転者の加速要求が推定された場合に(即ち、運転者の加速操作の前に)、エンジン18の状態が高レスポンス状態に遷移されるので、運転者の加速操作があると、即座に、エンジン18から比較的大きな駆動力が出力され、車両1を速やかに加速させることができる。
Claims (15)
- 内燃機関からの駆動力の減少及び車両の制動装置による制動力の付与の少なくとも一方により前記車両を自動的に減速する、クルーズコントロールによる減速支援を実施可能な車両制御装置であって、
前記車両が前記内燃機関からの駆動力を用いて走行しているときに、前記減速支援の実施に起因して前記車両の運転者の加速要求が推定される場合、前記加速要求が推定された時点から所定期間、加速時における前記内燃機関の応答遅れが抑制されるように前記内燃機関を制御する加速準備手段を備え、
前記加速準備手段は、前記減速支援により前記車両が減速された後、前記運転者による車線変更のための操作の有無に基づいて、前記加速要求を推定する
ことを特徴とする車両制御装置。 - 前記加速準備手段は、前記減速支援の実施に起因して前記車両の運転者の加速要求が推定される場合、前記所定期間、前記内燃機関の状態が、前記内燃機関に係る出力応答性が前記減速支援の開始時点での出力応答性よりも向上可能な所定状態となるように前記内燃機関を制御することを特徴とする請求項1に記載の車両制御装置。
- 前記加速準備手段は、前記内燃機関の状態を前記所定状態とするために、前記内燃機関の空燃比が、前記開始時点に比べてリッチ側に変化するように、前記内燃機関の吸気量及び供給燃料量の少なくとも一方を制御することを特徴とする請求項2に記載の車両制御装置。
- 前記内燃機関は、その動作時に、排気の一部を吸気に混合可能に構成されており、
前記加速準備手段は、前記内燃機関の状態を前記所定状態とするために、前記内燃機関の気筒内に流入する空気量に対する前記気筒内に流入する排気の量の割合が、前記開始時点に比べて低くなるように前記内燃機関を制御する
ことを特徴とする請求項2又は3に記載の車両制御装置。 - 前記内燃機関は複数の気筒を有し、その動作時に、前記複数の気筒のうち一部の気筒を休止可能、又は前記一部の気筒に対する燃料供給を中止可能に構成されており、
前記加速準備手段は、前記内燃機関の状態を前記所定状態とするために、前記複数の気筒のうち休止している又は燃料供給が中止されている気筒の数が、前記開始時点に比べて少なくなるように前記内燃機関を制御する
ことを特徴とする請求項2乃至4のいずれか一項に記載の車両制御装置。 - 前記加速準備手段は、前記内燃機関の状態を前記所定状態とするために、スロットル開度が、前記開始時点に比べて大きくなるように、前記内燃機関を制御することを特徴とする請求項2乃至5のいずれか一項に記載の車両制御装置。
- 前記内燃機関は、可変動弁機構を有し、
前記加速準備手段は、前記内燃機関の状態を前記所定状態とするために、(i)前記内燃機関の吸気弁のリフト量、(ii)前記吸気弁の閉弁時期、並びに(iii)前記吸気弁及び前記内燃機関の排気弁が同時に開弁している期間であるバルブオーバーラップ期間、の少なくとも一つを変更するように前記可変動弁機構を制御する
ことを特徴とする請求項2乃至6のいずれか一項に記載の車両制御装置。 - 前記加速準備手段は、前記吸気弁のリフト量が、前記開始時点に比べて増加するように前記可変動弁機構を制御することを特徴とする請求項7に記載の車両制御装置。
- 前記加速準備手段は、前記吸気弁の閉弁時期が、空気充填率が高くなる側へ変化するように前記可変動弁機構を制御することを特徴とする請求項7又は8に記載の車両制御装置。
- 前記加速準備手段は、前記バルブオーバーラップ期間が、前記開始時点に比べて短くなるように前記可変動弁機構を制御することを特徴とする請求項7乃至9のいずれか一項に記載の車両制御装置。
- 前記内燃機関は、その動作時に、前記内燃機関の回転数と前記内燃機関のトルクとによって規定される座標系における所定の動作線上を、前記内燃機関の動作状態を示す動作点が移動するように制御され、
前記加速準備手段は、前記動作点が前記座標系内のスカベンジ領域にあるとき、前記バルブオーバーラップ期間が、前記開始時点に比べて長くなるように前記可変動弁機構を制御する
ことを特徴とする請求項7乃至9のいずれか一項に記載の車両制御装置。 - 前記内燃機関は、その動作時に、圧縮比を変更可能に構成されており、
前記加速準備手段は、前記内燃機関の状態を前記所定状態とするために、前記内燃機関の圧縮比が、前記開始時点に比べて小さくなるように前記内燃機関を制御する
ことを特徴とする請求項2乃至11のいずれか一項に記載の車両制御装置。 - 前記内燃機関は過給機を有し、
前記加速準備手段は、前記内燃機関の状態を前記所定状態とするために、前記過給機に係る過給圧が、前記開始時点に比べて高くなりやすいように前記過給機を制御する
ことを特徴とする請求項2乃至12のいずれか一項に記載の車両制御装置。 - 前記内燃機関は、その排気側に可変式マフラが配設されており、
前記加速準備手段は、前記内燃機関の状態を前記所定状態とするために、前記可変式マフラにおける圧力損失が、前記開始時点に比べて低くなるように前記可変式マフラを制御する
ことを特徴とする請求項2乃至13のいずれか一項に記載の車両制御装置。 - 前記内燃機関は、過給機と、前記内燃機関のクランクケースと前記内燃機関の吸気通路のうち前記過給機のコンプレッサの下流側とを結ぶ流路を介してブローバイガスを還流するPCV機構と、前記クランクケースと前記吸気通路のうち前記コンプレッサの上流側とを結ぶ流路を介してブローバイガスを還流するエゼクタと、を有し、
前記加速準備手段は、前記内燃機関の状態を前記所定状態とするために、前記PCV機構により還流されるブローバイガスの流量が、前記開始時点に比べて少なくなるように、前記PCV機構及び前記エゼクタの少なくとも一方を制御する
ことを特徴とする請求項2乃至14のいずれか一項に記載の車両制御装置。
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