JP6930124B2 - 走行制御装置、及び車輌 - Google Patents

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Description

本開示は、走行制御装置、及び車輌に関する。
従来、車輌の走行に関し、燃費の向上を図りつつ運転者への負担を軽減することを可能にする技術が存在している(例えば、特許文献1参照)。
特許文献1に記載の技術は、駆動走行と惰性走行とを含む走行スケジュールに従って、車輌を走行させる。ここで、「駆動走行」とは、エンジン等の動力発生源により車輪を駆動することによって進む通常の走行であり、「惰性走行」とは、クラッチを切断することによりエンジンと駆動輪との間の動力伝達を遮断して、車輪を駆動せずに慣性力を利用して進む走行である(以下同じ)。
惰性走行を取り入れることにより、車輌の燃費は向上する。したがって、従来技術は、運転者に対し、燃費の良い走行をより少ない操作で実現することを可能にする。
特開2012−131273号公報
しかしながら、従来技術では、前走車との車間距離を考慮せずに惰性走行を行うため、前走車に衝突するおそれがあった。特に、惰性走行は、下り坂において実行することが多く、そのため、車速が運転者の予想以上に加速してしまう場合がある。かかる場合に、前走車が減速をすると、前走車に追突してしまうおそれがあった。
本開示は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、惰性走行を行う際に、前走車との衝突を確実に防止し得る走行制御装置、及び車輌を提供することを目的とする。
前述した課題を解決する主たる本開示は、動力発生源と駆動輪との間の動力伝達を遮断して車輌を惰性走行させることが可能な車輌に搭載される走行制御装置であって、駆動走行と前記惰性走行との間で切り替え制御を行う自動走行制御部と、自車輌と前走車との実車間距離を検知する車間距離検知部と、走行中の自車輌の車速に基づいて安全車間距離を設定し、前記実車間距離が当該安全車間距離未満の場合、前記惰性走行を禁止する惰行禁止処理部と、を備える、走行制御装置である。
又、前述した課題を解決する主たる本開示は、上記走行制御装置を備える車輌である。
本開示に係る走行制御装置によれば、惰性走行時に前走車との衝突を確実に防止することができる。
実施形態に係る走行制御装置を含む車輌の構成の一例を示すブロック図 実施形態に係る走行制御装置の構成の一例を示すブロック図 走行スケジュールの一例を示す図 安全車間距離の一例を示す図 実施形態に係る走行制御装置の動作の一例を示すフローチャート 実施形態に係る走行制御装置の動作の一例を示すフローチャート 実施形態に係る走行制御装置の動作の一例を示すフローチャート
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
[車輌の構成]
まず、本実施形態に係る走行制御装置100を含む車輌1の構成について説明する。
図1は、本実施形態に係る走行制御装置100を含む車輌1の構成の一例を示すブロック図である。
図1に示す車輌1は、例えば、直列6気筒のディーゼルエンジンを搭載した、トラック等の大型車輌である。尚、以下では、前走車と区別するため、車輌1を「自車輌1」とも称する。
図1に示すように、車輌1は、自車輌1を走行させる駆動系統の構成として、エンジン3、クラッチ4、変速機(トランスミッション)5、推進軸(プロペラシャフト)6、差動装置(デファレンシャルギヤ)7、駆動軸(ドライブシャフト)8、及び車輪9を有する。
エンジン3の動力は、クラッチ4を経由して変速機5に伝達され、変速機5に伝達された動力は、更に、推進軸6、差動装置7、及び駆動軸8を介して車輪9に伝達される。これにより、エンジン3の動力が車輪9に伝達されて車輌1が走行する。尚、動力発生源として、エンジン3に代えて、モータが用いられてもよい。
又、車輌1は、自車輌1を停止させる制動系統の構成として、制動装置40を有する。制動装置40は、車輪9に対して抵抗力を与えるフットブレーキ41、推進軸6に対して抵抗力を与えるリターダ42、及びエンジンに対して負荷を与える排気ブレーキなどの補助ブレーキ43を含む。
更に、車輌1は、自車輌1の自動走行を制御する制御系統の構成として、自動走行装置2を有する。自動走行装置2は、エンジン3の出力、クラッチ4の断接、及び変速機5の変速を制御して、車輌1を自動走行させる装置であり、複数の制御装置を備える。
具体的には、自動走行装置2は、エンジン用ECU(Electronic Control Unit)10、動力伝達用ECU11、道路情報取得装置20、周囲センサ21、車輌情報取得装置30、及び走行制御装置100を備えている。
尚、エンジン用ECU10、動力伝達用ECU11、道路情報取得装置20、周囲センサ21、車輌情報取得装置30、及び、走行制御装置100は、車載ネットワークにより相互に接続され、必要なデータや制御信号を相互に送受信可能となっている。
エンジン用ECU10は、エンジン3の出力を制御する。動力伝達用ECU11は、クラッチ4の断接及び変速機5の変速を制御する。
道路情報取得装置20は、自車輌1の現在位置の道路情報を取得し、走行制御装置100へ出力する。道路情報取得装置20は、例えば、GPS受信機、道路地図データを記憶する記憶部、及び、演算処理部を含んで構成される。そして、道路情報取得装置20は、演算処理部が、GPS受信機が取得した自車輌1の現在位置と道路地図データとをマッチングして、車輌1の現在位置の道路情報を取得する。
尚、道路情報は、道路各所の水平位置(緯度経度情報等)に対応付けて、該当する位置の標高(道路標高)を記述したデータであって、後述の走行スケジュールの生成のために用いられる。
周囲センサ21は、例えば、車載レーダ(例えば、ミリ波レーダ)や車載カメラであって、自車輌1と前走車との車間距離や車速差を検知する。
尚、周囲センサ21としては、より好適には、車載レーダと車載カメラの両方を用いる。車載カメラは、前走車と他の物体とを画像識別して、前走車の二次元的な位置を把握する際に好適に用いることができる。又、車載レーダは、前走車との車間距離を正確に検知する際に好適に用いることができる。
車輌情報取得装置30は、運転者による操作内容や車輌1の状態を示す車輌情報を取得し、走行制御装置100へ出力する。例えば、車輌情報取得装置30は、アクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセルセンサ31、ブレーキペダルの踏み込みの有無を検出するブレーキスイッチ32、シフトレバー33、ターンシグナルスイッチ34、及び、車輌1の車速を検出する車速センサ35を含む。
走行制御装置100は、上述の設定情報、道路情報、及び、車輌情報に基づいて、駆動走行と惰性走行とを含む走行スケジュールを生成する。そして、走行制御装置100は、生成した走行スケジュールに従って駆動走行と惰性走行とが切り替わるように、車輌1の各部を制御する。
エンジン用ECU10、動力伝達用ECU11、走行制御装置100は、図示しないが、例えば、CPU(Central Processing Unit)、制御プログラムを格納したROM(Read Only Memory)等の記憶媒体、RAM(Random Access Memory)等の作業用メモリ、及び通信回路をそれぞれ有する。又、走行制御装置100を構成する下記の各部の機能は、CPUが制御プログラムを実行することにより実現される。尚、エンジン用ECU10、動力伝達用ECU11、走行制御装置100の全部又は一部は、一体的に構成されていてもよい。
図2は、走行制御装置100の構成の一例を示すブロック図である。
走行制御装置100は、自動走行制御部110、車間距離検知部120、及び惰行禁止処理部130を備えている。
自動走行制御部110は、駆動走行と惰性走行とを自動的に切り替え制御する。具体的には、自動走行制御部110は、駆動走行と惰性走行とを含む走行スケジュールを生成し、車輌1の現在位置に基づき、生成された走行スケジュールに従って車輌1を走行させる。
例えば、自動走行制御部110は、駆動走行時には、動力伝達用ECU11を介して、エンジン3の燃料噴射量の制御等を行うことにより、走行スケジュールに沿った速度での走行を実現させる。又、自動走行制御部110は、惰性走行時には、動力伝達用ECU11を介してクラッチ4を切断する。又、自動走行制御部110は、適宜、制動装置40の各部を制御して車輌1を停止させる。
但し、自動走行制御部110は、惰行禁止処理部130が惰行禁止指令を出力している場合、駆動走行から惰性走行への切り替えを禁止する。又、自動走行制御部110は、惰性走行中であれば、惰性走行を終了して駆動走行に切り替える。
図3は、走行スケジュールの一例を示す図である。
自動走行制御部110は、例えば、道路情報及び現在(対応する処理を行う時点を表す。以下同じ。)の車速Vに基づいて、車輌1の現在位置から所定の走行距離分の走行スケジュールを、一定間隔で逐次生成する。かかる走行スケジュールは、例えば、惰性走行に切り替えた場合の移動平均車速が目標車速V’から所定範囲内(V’−vb〜V’+vb)となるように、生成される。
例えば、自動走行制御部110は、車輌1の現在位置がL地点であるとすると、L地点から所定距離内のL地点までの道路標高の時間的変化(実線211)及び車速の予測値の時間的変化(実線212)を算出する。尚、かかるデータは、上記したように、例えば、L地点からL地点までの道路情報及び現在の車速Vに基づいて、算出することができる。
次に、自動走行制御部110は、現在位置L地点の直後のL地点からL地点までの車速が、所定範囲V’−vb〜V’+vb内であると推定される場合、L地点からL地点までを惰性走行へと切り替える内容を含む走行スケジュールを生成する。そして、自動走行制御部110は、当該走行スケジュールに従って、駆動走行と惰性走行とを切り替え制御する。
尚、自動走行制御部110は、必ずしも走行スケジュールを生成しなくてもよい。自動走行制御部110は、比較的長い道のりについて、ユーザあるいはインターネット上のサーバ等の外部装置により生成された走行スケジュールを、操作インタフェースや無線通信回路を介して取得してもよい。
車間距離検知部120は、周囲センサ21の検知信号に基づいて、自車輌1と前走車との車間距離(以下、「実車間距離」と称する)を検知し、実車間距離を、惰行禁止処理部130へ出力する。
尚、車間距離検知部120は、より好適には、車載レーダと車載カメラの両方を用いる。車間距離検知部120は、例えば、車載カメラの画像データを用いて、画像認識処理によって、前走車が存在するか否か及び前走車の二次元的な位置を検知する。そして、車間距離検知部120は、車載レーダを用いて前走車との実車間距離を検知する構成とする。これによって、低負荷な演算処理で、正確に前走車との実車間距離を検知することが可能となる。
惰行禁止処理部130は、現在の自車輌1の車速に基づいて、前走車への追突を回避できる安全車間距離(以下、「安全車間距離」と略称する)を設定し、実車間距離が安全車間距離未満である場合、自動走行制御部110に対して、惰性走行を禁止する惰行禁止指令を出力する。そして、惰行禁止処理部130は、実車間距離が安全車間距離以上となった場合、惰行禁止指令を解除する。
換言すると、惰行禁止処理部130は、走行中に逐次変化する実車間距離と安全車間距離の関係を監視し、実車間距離が安全車間距離未満となった場合、惰性走行の禁止を開始し、実車間距離が安全車間距離以上となった場合、惰性走行の禁止を解除する。但し、惰行禁止処理部130は、駆動走行から惰性走行に切り替える際にのみ、当該判定処理を行う構成としてもよい。
図4は、安全車間距離の一例を示す図である。
惰行禁止処理部130は、前走車が減速したり、急停車した場合を考慮して、逐次、安全車間距離を設定する。かかる安全車間距離は、車速に応じて異なるため、現在の自車輌1の車速に基づいて、例えば、以下の式(1)を用いて算出される。ここで、安全基準時間は、前走車への追突を回避ために要する時間、例えば、所定の減速度を得るまでに要する時間(例えば、2秒程度)が設定されている。
安全車間距離[m]=現在の車速[km/h]×安全基準時間[s] … 式(1)
図4中では、安全車間距離の安全基準レベルを5段階(1〜5)に設定変更可能に構成されている。5段階の安全基準レベルは、例えば、運転技能や積載貨物を考慮して、操作インタフェースを介してユーザが選択することで設定される。より詳細には、5段階の基準レベルは、5段階の安全基準時間(図4中では、レベル1:a1秒、レベル2:a2秒、レベル3:a3秒、レベル4:a4秒、レベル5:a5秒、但し、a1<a2<a3<a4<a5)として設定され、設定された安全基準時間と車速に基づいて、式(1)を用いて安全車間距離が算出される。
尚、安全車間距離は、禁止判定の度に、式(1)を用いて算出する構成に代えて、予め、車速及びレベルに応じた値を制御マップとして格納しておく構成としてもよい。
惰行禁止処理部130は、このようにして算出した安全車間距離と、車間距離検知部120が検知する前走車との実車間距離とを比較することによって、惰行走行を禁止するか否かを決定する。
尚、上記では、禁止開始する際の安全車間距離と禁止解除する際の安全車間距離とで同じ値に設定されるものとして説明したが、禁止解除する際の安全車間距離は、禁止開始する際の安全車間距離よりも長く設定される(例えば、図4の1.2倍の値に設定する)のが望ましい。これによって、惰性走行と駆動走行の切り替えの際にハンチングが発生することを防止することができる。
又、上記では、安全車間距離は、前走車との車速によらず、設定される構成を示したが、前走車との相対速度に応じて、変更されてもよい。例えば、安全車間距離は、前走車との相対速度が離間する方向である場合には短く設定され、前走車との相対速度が接近する方向である場合には長く設定されてもよい。
このように、車輌1は、走行制御装置100の制御によって、前走車との安全車間距離を確保しながら、走行スケジュールに従って走行することができる。
[走行制御装置の動作]
次に、走行制御装置100の動作について説明する。
図5、図6A、図6Bは、走行制御装置100の動作の一例を示すフローチャートである。
図5に示す制御フローは、走行中に、惰行禁止処理部130が実行する判定処理であり、例えば、所定時間毎(例えば、0.5秒毎)に実行される。
ステップS1において、惰行禁止処理部130は、現在、惰行禁止指令を出力しているか否かを判定する。そして、惰行禁止指令を出力していない場合(ステップS1:NO)、惰行禁止処理部130は、惰行禁止指令を出力すべきか否かの判定処理S2〜S6を行う。
ステップS2において、惰行禁止処理部130は、車間距離検知部120から前走車との実車間距離を取得する。
ステップS3において、惰行禁止処理部130は、車間距離検知部120から取得した情報に基づいて、まず、前走車が存在するか否かを判定する。そして、惰行禁止処理部130は、前走車が存在しないと判定する場合(ステップS3:NO)、一連のフローを終了し、前走車が存在する場合(ステップS3:YES)、ステップS4へ処理を進める。
ステップS4において、惰行禁止処理部130は、現在の車速と安全基準レベルに基づいて、安全車間距離を設定する。
ステップS5において、惰行禁止処理部130は、設定した安全車間距離と実車間距離とを比較する。そして、惰行禁止処理部130は、実車間距離が安全車間距離未満である場合(ステップS5:YES)、ステップS6へ処理を進め、実車間距離が安全車間距離以上である場合(ステップS5:NO)、一連のフローを終了する。
ステップS6において、惰行禁止処理部130は、自動走行制御部110に対して惰性走行の禁止指令を出力する。
一方、既に惰行禁止指令を出力している場合(ステップS1:YES)、惰行禁止処理部130は、惰行禁止指令を解除すべきか否かの判定処理S7〜S11を行う。
ステップS7において、惰行禁止処理部130は、車間距離検知部120から前走車との実車間距離を取得する。
ステップS8において、惰行禁止処理部130は、車間距離検知部120から取得した情報に基づいて、まず、前走車が存在するか否かを判定する。そして、惰行禁止処理部130は、前走車が存在しないと判定する場合(ステップS8:NO)、ステップS11へ処理を進め、前走車が存在する場合(ステップS8:YES)、ステップS9へ処理を進める。
ステップS9において、惰行禁止処理部130は、現在の車速と安全基準レベルに基づいて、安全車間距離を設定する。尚、このときの安全車間距離は、上記したように、ハンチング防止の観点から、惰行禁止指令を出力するべきか否かを判定する際の安全車間距離よりも長く設定されているものとする。
ステップS10において、惰行禁止処理部130は、設定した安全車間距離と実車間距離とを比較する。そして、惰行禁止処理部130は、実車間距離が安全車間距離以上である場合(ステップS10:YES)、ステップS11へ処理を進め、実車間距離が安全車間距離未満である場合(ステップS10:NO)、一連のフローを終了する。
ステップS11において、惰行禁止処理部130は、自動走行制御部110に対して出力する惰行禁止指令を解除する。
図6A、図6Bは、自動走行制御部110が実行する切り替え判定処理であり、それぞれ、図6Aは駆動走行中、図6Bは惰性走行中に実行される。かかる処理は、例えば、所定時間毎(例えば、0.5秒毎)に実行される。
まず、図6Aに示す制御フローについて説明する。
ステップS21において、自動走行制御部110は、駆動走行から惰性走行に切り替えるか否かを判定する。ここでは、自動走行制御部110は、車輌1の現在位置に基づいて、上記した走行スケジュールにおいて、駆動走行から惰性走行に切り替えるタイミングであるか否かを判定する。尚、自動走行制御部110は、例えば、設定情報、道路情報、及び車輌情報に基づいて、逐次、走行スケジュールを生成している。
自動走行制御部110は、走行スケジュールにおいて、駆動走行から惰性走行に切り替えるタイミングであると判定した場合(ステップS21:YES)、ステップS22へ処理を進める。一方、自動走行制御部110は、駆動走行から惰性走行に切り替えるタイミングではないと判定した場合(ステップS21:NO)、特に処理を行うことなく、一連のフローを終了する。
ステップS22において、自動走行制御部110は、惰行禁止処理部130が惰行禁止指令を出力しているか否かを判定する。そして、自動走行制御部110は、惰行禁止処理部130が惰行禁止指令を出力していないと判定した場合(ステップS22:YES)、ステップS23へ処理を進める。一方、自動走行制御部110は、惰行禁止処理部130が惰行禁止指令を出力していると判定した場合(ステップS22:NO)、惰性走行を禁止するべく、駆動走行から惰性走行に切り替えることなく、一連のフローを終了する。
ステップS23において、自動走行制御部110は、駆動走行から惰性走行に切り替えるべく、動力伝達用ECU11に対してクラッチ4を切断する指令を出力する。
次に、図6Bに示す制御フローについて説明する。
ステップS31において、自動走行制御部110は、ステップS21と同様に、車輌1の現在位置に基づいて、上記した走行スケジュールにおいて、惰性走行から駆動走行に切り替えるタイミングであるか否かを判定する。
自動走行制御部110は、走行スケジュールにおいて、惰性走行から駆動走行に切り替えるタイミングではないと判定した場合(ステップS31:NO)、ステップS32へ処理を進める。一方、自動走行制御部110は、駆動走行から惰性走行に切り替えるタイミングであると判定した場合(ステップS31:YES)、ステップS33へ処理を進める。
ステップS32において、自動走行制御部110は、惰行禁止処理部130が惰行禁止指令を出力しているか否かを判定する。そして、自動走行制御部110は、惰行禁止処理部130が惰行禁止指令を出力していると判定した場合(ステップS32:YES)、ステップS33へ処理を進める。一方、自動走行制御部110は、惰行禁止処理部130が惰行禁止指令を出力していないと判定した場合(ステップS32:NO)、駆動走行から惰性走行に切り替えることなく、一連のフローを終了する。
ステップS33において、自動走行制御部110は、惰性走行から駆動走行に切り替えるべく、動力伝達用ECU11に対してクラッチ4を接続する指令を出力する。
このような動作を繰り返し実行して、本実施形態に係る車輌1は、前走車との車間距離として安全車間距離を確保しながら、駆動走行と惰性走行とを含む走行スケジュールに従って走行することができる。
以上、本実施形態に係る走行制御装置100によれば、現在の自車輌の車速に応じて、安全車間距離に係る惰行禁止条件を適切に設定することが可能となる。従って、本実施形態に係る走行制御装置100によれば、前走車との衝突を確実に防止しつつ、積極的に惰性走行を行うことができる。その結果、安全性を確保しつつ、燃費の向上に資することができる。
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、請求の範囲を限定するものではない。請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
本開示に係る走行制御装置によれば、惰性走行時に前走車との衝突を確実に防止することができる。
1 車輌
2 自動走行装置
3 エンジン
4 クラッチ
5 変速機
6 推進軸
7 差動装置
8 駆動軸
9 車輪
10 エンジン用ECU
11 動力伝達用ECU
20 道路情報取得装置
21 周囲センサ
30 車輌情報取得装置
31 アクセルセンサ
32 ブレーキスイッチ
33 シフトレバー
34 ターンシグナルスイッチ
35 車速センサ
40 制動装置
41 フットブレーキ
42 リターダ
43 補助ブレーキ
100 走行制御装置
110 自動走行制御部
120 車間距離検知部
130 惰行禁止処理部

Claims (8)

  1. 動力発生源と駆動輪との間の動力伝達を遮断して車輌を惰性走行させることが可能な車輌に搭載される走行制御装置であって、
    前記動力発生源から前記駆動輪へ動力を伝達することで前記車輌を駆動させる駆動走行と前記惰性走行との間で切り替え制御を行う自動走行制御部と、
    前記車輌と前走車との実車間距離を検知する車間距離検知部と、
    走行中の前記車輌の車速に基づいて安全車間距離を設定し、前記実車間距離が当該安全車間距離未満の場合、前記惰性走行を禁止する惰行禁止処理部と、
    を備える、走行制御装置であって、
    前記自動走行制御部は、走行位置における前記車輌の車速が目標車速から所定範囲内となるように前記駆動走行と前記惰性走行とを含む走行スケジュールを予め生成し、当該走行スケジュールに従って前記駆動走行と前記惰性走行とを相互に切り替えながら前記車輌を走行させ、
    前記自動走行制御部は、前記惰性走行中に、前記惰走禁止処理部により前記惰性走行の禁止指令が発せられた場合、前記惰性走行から前記駆動走行に切り替え、前記所定範囲の車速で前記車輌を走行させる、
    走行制御装置
  2. 前記惰走禁止処理部は、走行中に逐次変化する前記実車間距離と前記安全車間距離の関係を監視し、前記実車間距離が第1の前記安全車間距離未満となった場合、前記惰性走行の禁止を開始し、前記実車間距離が第2の前記安全車間距離以上となった場合、前記惰性走行の禁止を解除する、
    請求項1に記載の走行制御装置。
  3. 前記惰性走行の禁止を解除する際に判定基準として設定される第2の前記安全車間距離は、前記惰性走行の禁止を開始する際に判定基準として設定される第1の前記安全車間距離よりも長い距離である、
    請求項2に記載の走行制御装置。
  4. 前記惰走禁止処理部は、予め設定された安全基準レベルと走行中の前記車輌の車速に基づいて、前記安全車間距離を設定する、
    請求項1乃至3のいずれか一項に記載の走行制御装置。
  5. 前記安全車間距離は、前走車への追突を回避ために要する安全基準時間と走行中の前記車輌の車速とを積算することで算出された値である、
    請求項1乃至4のいずれか一項に記載の走行制御装置。
  6. 前記車間距離検知部は、少なくとも車載レーダ及び車載カメラを用いて、前記実車間距離を検知する、
    請求項1乃至5のいずれか一項に記載の走行制御装置。
  7. 前記自動走行制御部は、前記惰走禁止処理部による前記惰性走行の禁止指令が解除された場合、前記走行スケジュールに従った走行制御に戻って、前記所定範囲の車速で前記車輌を走行させる、
    請求項1乃至6のいずれか一項に記載の走行制御装置。
  8. 請求項1乃至7のいずれか一項に記載の走行制御装置を備える車輌。



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