JP6930466B2 - 車両制御装置 - Google Patents

Description

本発明は車両制御装置に関し、特に、車両減速度を自動で制御する制動支援制御を行う車両制御装置に関する。

ドライバの運転を車載システムによって支援する運転支援制御として、例えば、自動運転レベルが低いものではＡＣＣ（Adaptive Cruise Control）が知られ、自動運転レベルが高いものではＡＤＳ（Autonomous driving system）が知られている。運転支援制御には、車両を加速させるために駆動装置を自動で操作する駆動支援制御と、車両を減速させるために制動装置を自動で操作する制動支援制御と、車両を操舵するために操舵装置を自動で操作する操作支援制御とが含まれる。特許文献１には、制動支援制御に関する従来技術が開示されている。

特許文献１に開示された従来技術によれば、車速制御ユニットはブレーキ制御に自動的に介入することによって設定された車速を調整し、車速制御ユニットのブレーキング要求の際にドライバのブレーキング要求があった場合、車速制御ユニットの機能は停止する。ドライバのブレーキング要求時、車速制御ユニットのブレーキング要求に基づいて車輪ブレーキに加えられる圧力は、設定された関数に従って低下される。

しかし、上記従来技術には、次のような問題点がある。車速制御ユニットのブレーキング要求の際にドライバがブレーキング要求を出すのは、ドライバが車速制御ユニットによるブレーキング要求では車両減速度が足りないと感じたことによる。ところが、上記従来技術では、ドライバのブレーキング要求に基づいて車輪ブレーキに加えられる圧力は、車速制御ユニットのブレーキング要求に基づいて加えられていた当初の圧力ではなく、設定された関数に従って低下された圧力に合計される。さらに、その合計圧力よりも低い圧力になるように車輪ブレーキに対する合成ブレーキ圧が調整される。このようにブレーキ圧を調整したのではドライバが要求する車両減速度を得ることはできず、ドライバは期待する減速感と実際の減速感とのずれに違和感を覚えてしまう。

特許第４８８４６２６号公報

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、制動支援制御の実行中にドライバが減速要求を出した場合においてドライバが期待するような減速感を得ることができる車両制御装置を提供することを目的とする。

本発明に係る車両制御装置は、制動装置の自動操作によって車両を減速させる制動支援制御の実行中にドライバからの減速要求を取得した場合、ドライバが制動装置に対して要求する減速度であるドライバ要求減速度が一定又は増加傾向にある間は、制動支援制御が制動装置に対して要求する減速度であるシステム要求減速度が制動支援制御により減少されることを抑制するための第１の演算処理を行うように構成される。このように構成された車両制御装置によれば、ドライバ要求減速度が一定又は増加傾向にある間は、システム要求減速度の変化がドライバ要求減速度に対立することは回避され、ドライバが期待するような減速感が得られるようにドライバ要求減速度を車両減速度に反映させることができる。なお、本明細書においては、減速度とは負の加速度を意味し、減速度が減少するとは減速度の大きさ（すなわち絶対値）が減少することを意味し、減速度が増大するとは減速度の大きさが増大することを意味する。

本発明に係る車両制御装置は、制動支援制御では、目標加速度に基づいてシステム要求減速度を演算してもよい。この場合、車両制御装置は、第１の演算処理では、目標加速度の更新において車両減速度を増大させる側への更新のみを許容してもよい。車両減速度を増大させる側へのみ目標加速度を更新することで、目標加速度に基づいて演算されるシステム要求減速度は、その減少側への変化を抑制される。

制動支援制御における目標加速度に基づいたシステム要求減速度の演算では、計画加速度である加速度フィードフォワード項と、計画速度と実速度との差分に基づき演算した速度フィードバック項とから目標加速度を決定してもよい。この場合、第１の演算処理では、加速度フィードフォワード項の更新において車両減速度を増大させる側への更新のみを許容してもよい。車両減速度を増大させる側へのみ加速度フィードフォワード項を更新することで、加速度フィードフォワード項と速度フィードバック項とから決定される目標加速度に基づいて演算されるシステム要求減速度は、その減少側への変化を抑制される。

また、上記の場合、第１の演算処理では、速度フィードバック項の値を保持してもよい。速度フィードバック項の値を保持することで、加速度フィードフォワード項と速度フィードバック項とから決定される目標加速度に基づいて演算されるシステム要求減速度は、その減少側への変化を抑制される。このとき、第１の演算処理において、計画速度を実速度に合わせるように計画速度の更新を行ってもよい。これにより、ドライバからの減速要求の終了の前後において速度フィードバック項に連続性を持たせることができるので、ドライバからの減速要求の終了に伴う車両減速度の唐突な変化を抑えることができる。

本発明に係る車両制御装置は、制動支援制御では、目標加速度と実加速度との差分から積分制御によって加速度フィードバック項を演算し、目標加速度に加速度フィードバック項を加算して得られた加速度に基づいてシステム要求減速度を演算してもよい。この場合、第１の演算処理では、加速度フィードバック項が車両減速度を増大させる側に更新されるのであれば加速度フィードバック項の更新を行い、加速度フィードバック項が車両減速度を増大させる側に更新されないのであれば加速度フィードバック項の更新を行わずに前回値を保持してもよい。これによれば、目標加速度に対して実加速度が過剰な場合のみ、目標加速度と実加速度との差分がシステム要求減速度へフィードバックされるので、システム要求減速度の減少側への変化は抑制される。

本発明に係る車両制御装置は、さらに、制動支援制御の実行中にドライバ要求減速度が減少する場合、ドライバ要求減速度の減少度合いに応じてシステム要求減速度を減少させるための第２の演算処理を行うように構成されてもよい。ドライバ要求減速度が減少する場合、その減少度合いに応じてシステム要求減速度も減少させることで、ドライバが車速減速度を減少させようとしている場合でも、ドライバが期待するような減速感を得ることができる。

制動支援制御では、目標加速度に基づいてシステム要求減速度を演算してもよい。この場合、車両制御装置は、第２の演算処理では、ドライバ要求減速度の減少度合いに応じてシステム要求減速度を減少させる側へ目標加速度を変化させてもよい。これによれば、ドライバ要求減速度の減少度合いに応じたシステム要求減速度の減少を、目標加速度の設定を介して実現することができる。

システム要求減速度が目標加速度に基づいて演算され、目標加速度が加速度フィードフォワード項と速度フィードバック項とから決定される場合、第２の演算処理では、速度フィードバック項の値を保持しつつ、ドライバ要求減速度の減少度合いに応じてシステム要求減速度を減少させる側へ加速度フィードフォワード項を変化させてもよい。計画速度と実速度との差分に応じて変化する速度フィードバック項は固定し、その上で加速度フィードフォワード項を変化させることで、ドライバ要求減速度の減少度合いに応じてシステム要求減速度を減少させることができる。

以上述べたように、本発明に係る車両制御装置によれば、ドライバ要求減速度が一定又は増加傾向にある間は、システム要求減速度の変化がドライバ要求減速度に対立することは回避され、ドライバが期待するような減速感が得られるようにドライバ要求減速度を車両減速度に反映させることができる。

本発明の実施の形態１に係る車両制御装置の制御ブロック図である。 本発明の実施の形態１に係る車両制御装置のＡＤＳの作動時の制御フローを示すフローチャートである。 ＡＤＳ要求減速度の基礎となる加速度Ｆ／Ｆ項に対する処理について説明する図である。 ＡＤＳ要求減速度の基礎となる速度Ｆ／Ｂ項に対する処理について説明する図である。 ＡＤＳ要求減速度の基礎となる加速度Ｆ／Ｂ項に対する処理について説明する図である。 比較例の車両制御装置による制動支援制御の時系列データを示す図である。 本発明の実施の形態１に係る車両制御装置による制動支援制御の時系列データを示す図である。 本発明の実施の形態２に係る車両制御装置のＡＤＳの作動時の制御フローを示すフローチャートである。 本発明の実施の形態２に係る車両制御装置による制動支援制御の時系列データを示す図である。 本発明の実施の形態３に係る車両制御装置の制御ブロック図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。ただし、以下に示す実施の形態において各要素の個数、数量、量、範囲等の数に言及した場合、特に明示した場合や原理的に明らかにその数に特定される場合を除いて、その言及した数にこの発明が限定されるものではない。また、以下に示す実施の形態において説明する構造やステップ等は、特に明示した場合や明らかに原理的にそれに特定される場合を除いて、この発明に必ずしも必須のものではない。

１．実施の形態１
１−１．実施の形態１に係る車両制御装置の構成
本発明は、例えばＳＡＥ（Society of Automotive Engineers）のレベル定義において、レベル１以上の自動運転レベルの制動支援制御を行う車両制御装置に適用可能である。レベル１以上の自動運転レベルの制動支援制御には、例えば、ＡＤＳやＡＣＣが該当する。本実施の形態に係る車両制御装置は、ＡＤＳを備えた車両制御装置として構成される。

図１は、本実施の形態に係る車両制御装置の制御ブロック図である。本実施の形態に係る車両制御装置は、少なくとも２つのＥＣＵ（Electronic Control Unit）１０，２０で構成される。１つはＡＤＳとして機能するＡＤＳ−ＥＣＵ１０であり、もう１つは制動装置であるブレーキ装置を操作するＢＲＫ−ＥＣＵ２０である。車両２には、これら２つのＥＣＵ１０，２０以外にも複数のＥＣＵが搭載されているが、他のＥＣＵについての説明は省略する。

ＡＤＳ−ＥＣＵ１０は、プランナ１２を備える。プランナ１２は、設定された走行ルートに沿って車両２を走行させる場合の計画加速度及び計画速度を現在から将来の所定期間にわたって演算し、それらを一定の周期で更新する。計画加速度及び計画速度の演算は、少なくとも先行車両との車間を保つことと、設定車速を超えないように車速調整をすることと、横加速度が規定値を超えないように車速調整をすることとを目的として行われる。なお、車両２には、車間距離制御のための図示しないレーダが備えられている。

ＡＤＳ−ＥＣＵ１０は、加速度フィードフォワード項と速度フィードバック項とからなる目標加速度を演算する。プランナ１２で演算された計画加速度は、目標加速度の加速度フィードフォワード項（以下、加速度Ｆ／Ｆ項と表記する）として用いられる。速度フィードバック項（以下、速度Ｆ／Ｂ項と表記する）は、計画速度に車両２の実速度を一致させるためのフィードバック項である。速度Ｆ／Ｂ項の演算は、ＡＤＳ−ＥＣＵ１０の速度Ｆ／Ｂ項演算部１４で行われる。速度Ｆ／Ｂ項演算部１４は、計画速度と車両２から取得した実速度との偏差を算出し、偏差に対する比例積分制御によって速度Ｆ／Ｂ項を演算する。

ＡＤＳ−ＥＣＵ１０は、目標加速度に車両２の実加速度を一致させるための加速度フィードバック項を加算する。加速度フィードバック項（以下、加速度Ｆ／Ｂ項と表記する）は、ＡＤＳ−ＥＣＵ１０の加速度Ｆ／Ｂ項演算部１６で演算される。加速度Ｆ／Ｂ項演算部１６は、制動操作或いは駆動操作に対する車両２の応答遅れの分だけ目標加速度を応答補正し、応答補正した目標加速度と車両２から取得した実加速度との偏差を算出し、偏差に対する積分制御によって加速度Ｆ／Ｂ項を演算する。

ＡＤＳ−ＥＣＵ１０は、目標加速度に加速度フィードバック項を加えて得られる補正目標加速度に基づいて要求駆動力を演算する。詳しくは、まず、補正目標加速度に車両２の車重を乗算することによって、補正目標加速度を駆動力に変換する。次に、地図勾配補正、空気抵抗補正、転がり抵抗補正、クリープ補正などの各種補正のための駆動力補正項を演算し、補正目標加速度から変換された駆動力に駆動力補正項を加算することによって要求駆動力を演算する。

ＡＤＳ−ＥＣＵ１０により演算された要求駆動力は、ＡＤＳ−ＥＣＵ１０からパワートレイン４に与えられる。パワートレイン４は与えられた要求駆動力に従って駆動力を発生させ、駆動力によって車両２を加速させる。ただし、要求駆動力がエンジンブレーキ駆動力より小さい場合、要求駆動力はＡＤＳ−ＥＣＵ１０から出力されないか、或いは、パワートレイン４で無効値として扱われる。なお、パワートレイン４の種類には限定はない。パワートレイン４は、内燃機関と変速機とから構成されるエンジンシステムでもよいし、燃料電池システムでもよいし、ＥＶシステムでもよい。また、パワートレイン４は、内燃機関とモータジェネレータとを駆動装置として有するハイブリッドシステムでもよい。

要求駆動力は、ＡＤＳ−ＥＣＵ１０内においてＡＤＳ要求減速度の演算にも用いられる。ＡＤＳ−ＥＣＵ１０は、まず、要求駆動力からエンジンブレーキで得られる駆動力を減算することによって補正要求駆動力を得る。そして、補正要求駆動力に車重の逆数を乗算することによってＡＤＳ要求減速度を演算する。ＡＤＳ要求減速度は、ＡＤＳ−ＥＣＵ１０がブレーキ装置に対して要求する減速度、すなわち、システム要求減速度である。ＡＤＳ−ＥＣＵ１０からＢＲＫ−ＥＣＵ２０にＡＤＳ要求減速度が与えられることで、ブレーキ装置の自動操作によって車両２を減速させる制動支援制御が行われる。ただし、減速度とは符号が負の場合の加速度の別称であるので、その値はゼロ以下である。ゆえに、ＡＤＳ要求減速度の値が正の場合、ＡＤＳ要求減速度はＡＤＳ−ＥＣＵ１０から出力されないか、或いは、ＢＲＫ−ＥＣＵ２０で無効値として扱われる。

ＢＲＫ−ＥＣＵ２０は、ドライバ要求減速度演算部２２を備える。ドライバ要求減速度演算部２２は、ドライバによるブレーキペダル６の操作をドライバからの減速要求として取得する。ブレーキペダル６の操作量とは、具体的には、ブレーキマスター圧、或いは、ブレーキストローク量である。また、ドライバ要求減速度演算部２２は、ドライバによるブレーキペダル６の操作量からドライバがブレーキ装置に対して要求する減速度、すなわち、ドライバ要求減速度を演算する。ブレーキペダル６の操作量とドライバ要求減速度との関係は、任意に設定することができる。

ＢＲＫ−ＥＣＵ２０は、ＡＤＳ要求減速度にドライバ要求減速度を加算することによって合成要求減速度を演算する。ＢＲＫ−ＥＣＵ２０により演算された合成要求減速度は、ＢＲＫ−ＥＣＵ２０から車両２のブレーキ装置に与えられる。ブレーキ装置は与えられた合成要求減速度に従って制動力を発生させ、制動力によって車両２を減速させる。なお、ブレーキ装置は、例えば、油圧ブレーキ装置及び／又は電力回生ブレーキ装置である。

また、ドライバ要求減速度演算部２２で演算されたドライバ要求減速度は、ＢＲＫ−ＥＣＵ２０からＡＤＳ−ＥＣＵ１０に与えられる。ＡＤＳ−ＥＣＵ１０に与えられたドライバ要求減速度は、プランナ１２、速度Ｆ／Ｂ項演算部１４、及び加速度Ｆ／Ｂ項演算部１６のそれぞれにおいて、演算方法を切り替えるための判断条件として用いられる。これに関しては後述する。

１−２．実施の形態１に係る車両制御装置の特徴的機能
図２は、本実施の形態に係る車両制御装置のＡＤＳの作動時の制御フローを示すフローチャートである。ＡＤＳの作動時には、ＡＤＳ−ＥＣＵ１０によって制動支援制御が行われる。本実施の形態に係る車両制御装置は、ＡＤＳ−ＥＣＵ１０による制動支援制御の実行中にドライバからの減速要求を取得した場合、ドライバ要求減速度が一定又は増加傾向にある間は、システム要求減速度がＡＤＳ−ＥＣＵ１０による制動支援制御によって減少されることを抑制するための第１の演算処理を行う。以下、このフローチャートを参照しながら、本実施の形態に係る車両制御装置の特徴的機能、特に、第１の演算処理について説明する。

ステップＳ１００では、ＡＤＳ−ＥＣＵ１０は、ドライバによる制動が行われている最中かどうか判定する。この判定は、ＢＲＫ−ＥＣＵ２０からＡＤＳ−ＥＣＵ１０に与えられるドライバ要求減速度の値を用いて行われる。或いは、ドライバからの減速要求の有無によって判定してもよい。なお、本実施の形態では、ドライバ要求減速度演算部２２からは、矩形波の高さがドライバ要求減速度の値を表す矩形波信号が出力される。

ドライバによる制動が行われていない場合、ＡＤＳ−ＥＣＵ１０は、ステップＳ２００、Ｓ３００、及びＳ４００の処理を行う。ステップＳ２００では、プランナ１２による計画加速度及び計画速度の演算が行われる。ステップＳ３００では、ステップＳ２００で演算された計画加速度から得た加速度Ｆ／Ｆ項と、速度Ｆ／Ｂ項演算部１４により計画速度と実速度との差分から演算された速度Ｆ／Ｂ項とを加算することによって目標加速度が演算される。ステップＳ４００では、ステップＳ３００で演算された目標加速度に実加速度を一致させるための加速度Ｆ／Ｂ項が加速度Ｆ／Ｂ項演算部１６によって演算される。これらの処理は、ＡＤＳの作動時に行われる通常の処理である。

ドライバによる制動が行われている場合、ＡＤＳ−ＥＣＵ１０は、ステップＳ５００、Ｓ６００、及びＳ７００の処理を行う。これらの処理は、ＡＤＳの作動時に行われる通常の処理とは異なる処理、すなわち、前述の「第１の演算処理」である。以下、ステップＳ５００、Ｓ６００、及びＳ７００のそれぞれの処理の内容について図を用いて説明する。

ステップＳ５００では、現在のＡＤＳの制御が車両２を加速させるための駆動支援制御である場合、ＡＤＳ−ＥＣＵ１０は駆動支援制御を終了する。現在のＡＤＳの制御が制動支援制御である場合、ＡＤＳ−ＥＣＵ１０は制動支援制御を続行する。ただし、プランナ１２は、制動支援制御に係る計画加速度の演算において、車両減速度を増大させる側へのみ計画加速度を更新する。なお、繰り返し説明するが、減速度を増大させるとは、減速度の大きさ（すなわち絶対値）を増大させる意味である。

プランナ１２で演算された計画加速度は、目標加速度を構成する加速度Ｆ／Ｆ項として出力される。図３には、制動支援制御の実行中の加速度Ｆ／Ｆ項の時系列データの一例が示されている。ドライバによる制動開始の以前は、加速度Ｆ／Ｆ項はプラス側にもマイナス側にも変化している。しかし、ドライバによる制動中は、加速度Ｆ／Ｆ項はマイナス側、つまり、車両減速度を増大させる側への変化のみが許容される。車両減速度を増大させる側へのみ加速度Ｆ／Ｆ項を更新することで、目標加速度に基づいて演算されるＡＤＳ要求減速度は、その減少側への変化を抑制される。

また、プランナ１２は、制動支援制御に係る計画速度の演算において、車両２の実速度を基点にして計画加速度に基づいて計画速度を演算する。つまり、計画速度の現在値を実速度に合わせるように計画速度の更新を行う。この処理は次のステップＳ６００の処理に関係して行われる。

ステップＳ６００では、ドライバによる制動が開始された時点での速度Ｆ／Ｂ項の値が速度Ｆ／Ｂ項演算部１４により保持される。そして、ステップＳ５００で演算された加速度Ｆ／Ｆ項と、速度Ｆ／Ｂ項演算部１４において保持されている速度Ｆ／Ｂ項とを加算することによって目標加速度が演算される。

図４には、制動支援制御の実行中の速度Ｆ／Ｂ項の時系列データの一例が示されている。ドライバによる制動開始の以前は、速度Ｆ／Ｂ項の値は時間で変化している。ドライバによる制動開始後も通常の速度Ｆ／Ｂ項の演算を行った場合、図中に破線で示すように速度Ｆ／Ｂ項の値は時間で変化しうる。しかし、ステップＳ６００の処理によれば、ドライバによる制動中は、速度Ｆ／Ｂ項は一定値に保持される。目標加速度を構成する速度Ｆ／Ｂ項の値を一定値に保持することで、目標加速度に基づいて演算されるＡＤＳ要求減速度は、その減少側への変化を抑制される。

なお、単純に速度Ｆ／Ｂ項の値を固定してしまうと、計画速度に対する実速度の偏差の拡大に伴い通常処理への復帰時に速度Ｆ／Ｂ項が不連続に変化し、車両減速度に唐突な変化が生じるおそれがある。この点に関し、ＡＤＳ−ＥＣＵ１０は、ステップＳ５００において計画速度を実速度に合わせる処理を行っている。これにより、ドライバによる制動の終了の前後において速度Ｆ／Ｂ項に連続性を持たせることが可能であり、ドライバによる制動の終了に伴う車両減速度の唐突な変化を抑えることができる。

ステップＳ７００では、ＡＤＳ−ＥＣＵ１０は、ステップＳ６００で演算した目標加速度に実加速度を一致させるための加速度Ｆ／Ｂ項を、加速度Ｆ／Ｂ項演算部１６によって演算する。加速度Ｆ／Ｂ項演算部１６は、目標加速度と実加速度との差分に基づく積分制御によって加速度Ｆ／Ｂ項の今回値を演算する。ただし、ステップＳ７００では、加速度Ｆ／Ｂ項の更新が行われるのは、加速度Ｆ／Ｂ項が車両減速度を増大させる側に更新される場合、つまり、加速度Ｆ／Ｂ項の今回値が前回値よりもマイナス側の値である場合のみである。加速度Ｆ／Ｂ項が車両減速度を増大させる側に更新されないのであれば、加速度Ｆ／Ｂ項の更新は行われずに前回値が保持される。

図５には、制動支援制御の実行中の加速度Ｆ／Ｂ項の時系列データの一例が示されている。ドライバによる制動開始の以前は、加速度Ｆ／Ｂ項は車両減速度を増大させる側にも減少させる側にも時間で変化している。しかし、ドライバによる制動中は、加速度Ｆ／Ｂ項は車両減速度を増大させる側のみ変化することを許容される。このため、通常の加速度Ｆ／Ｂ項の演算では図中に破線で示すように加速度Ｆ／Ｂ項が変化するとしても、その変化は許容されず、加速度Ｆ／Ｂ項は前回値に保持される。このような処理によれば、目標加速度に対して実加速度がプラス側にずれている場合のみ、つまり、目標とする減速度に対して実際の減速度が不足する場合のみ、目標加速度と実加速度との差分のＡＤＳ要求減速度へのフィードバックが行われるので、ＡＤＳ要求減速度の減少側への変化は抑制される。

ステップＳ２００、Ｓ３００、及びＳ４００の処理の後は、ステップＳ８００の処理が行われる。また、ステップＳ５００、Ｓ６００、及びＳ７００の処理の後も、ステップＳ８００の処理が行われる。ステップＳ８００では、ＡＤＳ−ＥＣＵ１０は、ステップＳ３００で演算された目標加速度にステップＳ４００で演算された加速度Ｆ／Ｂ項を加えて得られる補正目標加速度、或いは、ステップＳ６００で演算された目標加速度にステップＳ７００で演算された加速度Ｆ／Ｂ項を加えて得られる補正目標加速度に基づいて要求駆動力を演算し、要求駆動力からＡＤＳ要求減速度を演算する。

１−３．実施の形態１に係る車両制御装置の効果
図６は、本実施の形態に対する比較例の車両制御装置による制動支援制御の時系列データを示す図である。一方、図７は、本実施の形態に係る車両制御装置による制動支援制御の時系列データを示す図である。図６、図７ともに上段のチャートは加速度に関する時系列データを示し、下段のチャートは速度に関する時系列データを示している。上段のチャートにおいて、二点鎖線は加速度Ｆ／Ｆ項（計画加速度）を、点線は速度Ｆ／Ｂ項を、一点鎖線は加速度Ｆ／Ｂ項を、破線は実加速度を、実線はドライバ要求減速度をそれぞれ表している。下段のチャートにおいて、実線は計画速度を、破線は実速度をそれぞれ表している。

本実施の形態に係る車両制御装置では、図２に示す制御フローに従って処理が行われる。一方、比較例の車両制御装置では、図２に示す制御フローにおいて、ドライバによる制動中か否かに関わらずステップＳ２００、Ｓ３００、及びＳ４００の処理が行われる。つまり、比較例の車両制御装置では、制動支援制御の実行中に前述の「第１の演算処理」は行われない。以下、図６と図７とを比較することによって、本実施の形態に係る車両制御装置の効果について明らかにする。

図６及び図７において、比較例、本実施の形態ともに時刻３秒から時刻７秒まで制動支援制御が実行されている。制動支援制御では矩形波信号で加速度Ｆ／Ｆ項が出力されている。そして、制動支援制御の開始後の時刻４秒から時刻６秒までドライバによる制動が行われ、矩形波信号でドライバ要求減速度が出力されている。つまり、ドライバによる制動の開始から終了までドライバ要求減速度は一定とされている。

比較例の車両制御装置では、図６に示すように、ドライバ要求減速度の信号がマイナス側に立ち上がった後直ぐに、速度Ｆ／Ｂ項と加速度Ｆ／Ｂ項とがそれぞれプラス側に変化していく。速度Ｆ／Ｂ項のプラス側への変化は、ドライバ要求減速度の出力により低下した実速度と計画速度とのずれを補償するための動きである。加速度Ｆ／Ｂ項のプラス側への変化は、ドライバ要求減速度の出力により低下した実加速度と目標加速度とのずれを補償するための動きである。このような速度Ｆ／Ｂ項と加速度Ｆ／Ｂ項の変化により、一旦マイナス側に変化した実加速度は次第にプラス側に戻っていき加速度Ｆ／Ｆ項に収束していく。つまり、ドライバ要求減速度の出力に伴い車両減速度は一旦増大するものの、その大きさは維持されずに次第に減少していく。このように、ドライバ要求減速度が出力されているにも関わらず車両減速度の減少が生じることで、ドライバは制動力の抜けが生じたような違和感を覚えてしまう。

さらに、ドライバ要求減速度の信号がゼロレベルに戻ったときには、速度Ｆ／Ｂ項と加速度Ｆ／Ｂ項がともにドライバによる制動の開始時よりもプラス側に変化しているために、実加速度は加速度Ｆ／Ｆ項をオーバシュートするように増大する。言い換えれば、実加速度のマイナス側への振れ幅は加速度Ｆ／Ｆ項よりも減少する。その結果、車速減速度はドライバが意図しているよりも大きく減少することになり、ドライバはさらに違和感を覚えてしまう。

一方、本実施の形態に係る車両制御装置では、図７に示すように、ドライバ要求減速度の信号がマイナス側に立ち上がった時点から再びゼロレベルに戻るまで、速度Ｆ／Ｂ項の値はドライバ要求減速度の信号が立ち上がった時点での値に保持される。これは、図２に示す制御フローのステップＳ６００の処理が実行されることによる。また、ドライバ要求減速度の信号がマイナス側に立ち上がった時点から再びゼロレベルに戻るまで、加速度Ｆ／Ｂ項にはプラス側の変化は生じない。これは、図２に示す制御フローのステップＳ７００の処理が実行されることによる。このように、速度Ｆ／Ｂ項と加速度Ｆ／Ｂ項のプラス側への変化が抑えられることにより、実加速度は加速度Ｆ／Ｆ項を基準にしてドライバ要求減速度の分だけマイナス側に変化する。つまり、本実施の形態に係る車両制御装置によれば、ドライバの減速要求が反映された車両減速度が得られるので、ドライバは期待した減速感を得ることができる。

さらに、本実施の形態に係る車両制御装置では、速度Ｆ／Ｂ項を固定していたにも関わらず、ドライバ要求減速度の信号がゼロレベルに戻ったとき、その前後において速度Ｆ／Ｂ項は連続する。これは、図２に示す制御フローのステップＳ５００の処理が行われ、速度Ｆ／Ｂ項を固定している間の計画速度が実速度に合わせられたことによる。ドライバによる制動の終了の前後において速度Ｆ／Ｂ項が連続することで、ドライバによる制動の終了に伴う車両減速度の唐突な変化を抑えることができる。

２．実施の形態２
２−１．実施の形態２に係る車両制御装置の構成
本実施の形態に係る車両制御装置の構成は、図１の制御ブロック図に示す実施の形態１に係るそれと同一である。よって、車両制御装置の構成の説明については省略する。

２−２．実施の形態２に係る車両制御装置の特徴的機能
図８は、本実施の形態に係る車両制御装置のＡＤＳの作動時の制御フローを示すフローチャートである。本実施の形態に係る車両制御装置は、ＡＤＳ−ＥＣＵ１０による制動支援制御の実行中にドライバからの減速要求を取得した場合、ドライバ要求減速度が一定又は増加傾向にある間は、前述の「第１の演算処理」を行う。さらに、本実施の形態に係る車両制御装置は、制動支援制御の実行中にドライバ要求減速度が減少する場合、ドライバ要求減速度の減少度合いに応じてＡＤＳ要求減速度を減少させるための第２の演算処理を行う。

図８に示す制御フローにおいて、図２の制御フローに示す処理と同一内容の処理については同一のステップ番号を付している。本実施の形態では、ドライバによる制動が行われている場合に実行されるステップＳ５２０、Ｓ６００、及びＳ７００の処理が、ＡＤＳの作動時に行われる前述の「第１の演算処理」である。そして、ステップＳ５１０の処理が、ＡＤＳの作動時に行われる前述の「第２の演算処理」である。以下、図２の制御フローとの相違点であるステップＳ１５０、Ｓ５１０、及びＳ５２０の処理を中心に、本実施の形態に係る車両制御装置の特徴的機能について説明する。

実施の形態１に係るドライバ要求減速度演算部２２からは、矩形波の高さがドライバ要求減速度の値を表す矩形波信号が出力されていた。これに対して、本実施の形態に係るドライバ要求減速度演算部２２からは、ドライバによるブレーキペダル６の操作量に応じて連続的に値が変化する信号が出力される。ゆえに、実施の形態１では、ドライバによる制動の開始から終了までドライバ要求減速度は一定となっていたが、本実施の形態では、ドライバによるブレーキペダル６の踏み込み操作によってドライバ要求減速度は増大し、ブレーキペダル６の戻し操作によってドライバ要求減速度は減少する。

本実施の形態では、ステップＳ１００においてドライバによる制動が行われていると判定された場合、ステップＳ１５０の判定が行われる。ステップＳ１５０では、ＡＤＳ−ＥＣＵ１０は、ドライバ要求減速度が減少しているかどうか判定する。ドライバ要求減速度が減少しているか否かは、例えば、フィルタによる微分処理によってドライバ要求減速度の傾きを求めることで、ドライバ要求減速度の傾きから判断することができる。また、ある一定期間の始点におけるドライバ要求減速度の大きさよりも、終点におけるドライバ要求減速度の大きさのほうが小さい場合、ドライバ要求減速度が減少していると判断してもよい。この場合、例えばノイズの影響によって一定期間内において微視的には増減があったとしても、期間全体として減少しているのであれば、ドライバ要求減速度は減少していると判断することができる。

ステップＳ１５０の判断結果が肯定の場合、つまり、ドライバ要求減速度が減少している場合、ＡＤＳ−ＥＣＵ１０はステップＳ５１０の処理を行う。ステップＳ５１０では、現在のＡＤＳの制御が制動支援制御である場合、プランナ１２は、制動支援制御に係る計画加速度の演算において、ドライバ要求減速度の減少度合いに応じてＡＤＳ要求減速度を減少させる側へ計画加速度を変化させる。つまり、ドライバ要求減速度が速い速度で減少しているのであれば、計画加速度を速い速度でプラス側に変化させ、ドライバ要求減速度がゆっくりした速度で減少しているのであれば、計画加速度もゆっくりした速度でプラス側に変化させる。また、プランナ１２は、制動支援制御に係る計画速度の演算において、車両２の実速度を基点にして計画加速度に基づいて計画速度を演算する。

プランナ１２で演算された計画加速度は、目標加速度を構成する加速度Ｆ／Ｆ項として出力される。ドライバ要求減速度の減少度合いに応じて加速度Ｆ／Ｆ項をプラス側に変化させることで、目標加速度に基づいて演算されるＡＤＳ要求減速度は、ドライバ要求減速度の減少度合いに応じて減少する。これにより、ドライバは、ブレーキペダル６を戻し方向に操作している場合においても、その戻し操作から期待されるような減速感を得ることができる。

ただし、プランナ１２がＡＤＳ要求減速度を減少させることができないと判断した場合、ＡＤＳ要求減速度を減少させる側へ計画加速度を変化させる処理は行われない。例えば、衝突回避支援システム（ＰＣＳ）が作動している場合には、衝突回避支援システムにより要求される減速度の実現が優先される。

ステップＳ１５０の判断結果が否定の場合、つまり、ドライバ要求減速度が減少していない場合、ＡＤＳ−ＥＣＵ１０はステップＳ５２０の処理を行う。ドライバ要求減速度が減少していない場合とは、ドライバ要求減速度が一定又は増加傾向にある場合を意味する。ステップＳ５２０の処理は図２に示す制御フローにおけるステップＳ５００の処理と同一である。すなわち、現在のＡＤＳの制御が制動支援制御である場合、ＡＤＳ−ＥＣＵ１０のプランナ１２は、制動支援制御に係る計画加速度の演算において、車両減速度を増大させる側へのみ計画加速度を更新し、制動支援制御に係る計画速度の演算において、車両２の実速度を基点にして計画加速度に基づいて計画速度を演算する。

ステップＳ５１０或いはステップＳ５２０の処理の後は、ＡＤＳ−ＥＣＵ１０はステップＳ６００及びステップＳ７００の処理を行う。ステップＳ６００では、ドライバによる制動が開始された時点での速度Ｆ／Ｂ項の値が速度Ｆ／Ｂ項演算部１４により保持される。そして、ステップＳ５１０で演算された加速度Ｆ／Ｆ項と、速度Ｆ／Ｂ項演算部１４において保持されている速度Ｆ／Ｂ項とを加算することによって目標加速度が演算される。ステップＳ７００では、目標加速度に実加速度を一致させるための加速度Ｆ／Ｂ項が加速度Ｆ／Ｂ項演算部１６によって演算される。ただし、前述のとおり、加速度Ｆ／Ｂ項の更新が行われるのは、加速度Ｆ／Ｂ項が車両減速度を増大させる側に更新される場合のみである。

２−３．実施の形態２に係る車両制御装置の効果
図９は、本実施の形態に係る車両制御装置による制動支援制御の時系列データを示す図である。この時系列データは、図８に示す制御フローに従って処理が行われた場合に得られる時系列データである。図９の上段のチャートは加速度に関する時系列データを示し、下段のチャートは速度に関する時系列データを示している。上段のチャートにおいて、二点鎖線は加速度Ｆ／Ｆ項（計画加速度）を、点線は速度Ｆ／Ｂ項を、一点鎖線は加速度Ｆ／Ｂ項を、破線は実加速度を、実線はドライバ要求減速度をそれぞれ表している。下段のチャートにおいて、実線は計画速度を、破線は実速度をそれぞれ表している。

図９において、制動支援制御は時刻３秒から開始され、制動支援制御の開始時にはステップ信号で加速度Ｆ／Ｆ項が出力されている。そして、制動支援制御の開始後の時刻４秒からドライバによる制動が開始されている。ドライバによる制動開始に伴い出力されるドライバ要求減速度は、時刻４秒から時刻５秒にかけてゼロレベルからマイナス側に変化し、時刻５秒から時刻６秒にかけてプラス側に変化してゼロレベルに戻っている。つまり、時刻４秒から時刻５秒にかけてドライバ要求減速度は増加傾向にあり、時刻５秒から時刻６秒にかけてドライバ要求減速度は減少している。

このようにドライバ要求減速度が変化する場合、本実施の形態に係る車両制御装置では、ドライバ要求減速度が増加傾向にある間は、加速度Ｆ／Ｆ項のプラス側への変化は抑えられている。しかし、ドライバ要求減速度が減少に転じてからは、ドライバ要求減速度の減少度合いに応じて加速度Ｆ／Ｆ項はプラス側に変化していく。これは、図８に示す制御フローのステップＳ５１０の処理が実行されることによる。

また、本実施の形態に係る車両制御装置では、ドライバ要求減速度が出力されている間は、ドライバ要求減速度が減少している場合でも、速度Ｆ／Ｂ項の値はドライバ要求減速度の信号が立ち上がった時点での値に保持される。これは、図８に示す制御フローのステップＳ６００の処理が実行されることによる。さらに、ドライバ要求減速度が出力されている間は、ドライバ要求減速度が減少している場合でも、加速度Ｆ／Ｂ項にはプラス側の変化は生じない。これは、図８に示す制御フローのステップＳ７００の処理が実行されることによる。

速度Ｆ／Ｂ項と加速度Ｆ／Ｂ項とを保持し、その上で加速度Ｆ／Ｆ項を変化させることで、速度Ｆ／Ｂ項や加速度Ｆ／Ｂ項によって干渉されることなく、ドライバ要求減速度の減少度合いに応じてＡＤＳ要求減速度を減少させることができる。ＡＤＳ要求減速度を減少させることで、図９の上段に破線で示すように、実加速度はドライバ要求減速度の減少に追従してプラス側に変化する。このように、本実施の形態に係る車両制御装置によれば、ドライバが車両減速度を減少させようとした場合に、その意図をＡＤＳ−ＥＣＵ１０で演算されるＡＤＳ要求減速度を介して車両減速度に的確に反映させることができる。

３．実施の形態３
３−１．実施の形態３に係る車両制御装置の構成
図１０は、本実施の形態に係る車両制御装置の制御ブロック図である。本実施の形態に係る車両制御装置は、図１に示す実施の形態１に係る車両制御装置とは、ＡＤＳ−ＥＣＵ１０内の構成に違いがある。実施の形態１に係る車両制御装置においてＡＤＳ−ＥＣＵ１０が備えるプランナ１２及び速度Ｆ／Ｂ項演算部は、本実施の形態に係る車両制御装置では１つのプランナ１８に集約されている。

プランナ１８は、少なくとも先行車両との車間を保つことと、設定車速を超えないように車速調整をすることと、横加速度が規定値を超えないように車速調整をすることとを目的として目標加速度を演算する。ただし、ＡＤＳ−ＥＣＵ１０による制動支援制御の実行中にドライバによる減速要求が取得された場合、プランナ１８は、ドライバ要求減速度が一定又は増加傾向にある間は、目標加速度の更新において車両減速度を増大させる側への更新のみを許容する。この処理は請求項に規定される「第１の演算処理」に該当する。車両減速度を増大させる側へのみ目標加速度を更新することで、目標加速度に基づいて演算されるＡＤＳ要求減速度は、その減少側への変化を抑制される。これにより、ドライバの減速要求が反映された車両減速度が得られるようになるので、ドライバは期待した減速感を得ることができる。

また、制動支援制御の実行中にドライバ要求減速度が減少する場合、プランナ１８は、ドライバ要求減速度の減少度合いに応じてＡＤＳ要求減速度を減少させる側へ目標加速度を変化させる。この処理は請求項に規定される「第２の演算処理」に該当する。ドライバ要求減速度が減少する場合、その減少度合いに応じてＡＤＳ要求減速度も減少させることで、ドライバが車両減速度を減少させようとした場合でも、ドライバが期待するような減速感を得ることができる。

２ 車両
４ パワートレイン
６ ブレーキペダル
１０ ＡＤＳ−ＥＣＵ
１２ プランナ
１４ 速度Ｆ／Ｂ項演算部
１６ 加速度Ｆ／Ｂ項演算部
１８ プランナ
２０ ＢＲＫ−ＥＣＵ
２２ ドライバ要求減速度演算部

Claims (9)

1. 制動装置の自動操作によって車両を減速させる制動支援制御を行う車両制御装置において、
   前記制動支援制御では、前記車両制御装置が前記制動装置に対して要求する減速度であるシステム要求減速度を演算し、
   ドライバから減速要求が出されている間は、前記制動支援制御における前記システム要求減速度の演算と併せて、前記ドライバが前記制動装置に対して要求する減速度であるドライバ要求減速度の演算を行うことと、前記ドライバ要求減速度を前記システム要求減速度に加算することと、を行い、
   前記ドライバ要求減速度が一定又は増加傾向にある間は、前記制動支援制御において前記システム要求減速度が減少されることを抑制するための第１の演算処理を行う
   ように構成されていることを特徴とする車両制御装置。
   
2. 前記制動支援制御では、目標加速度に基づいて前記システム要求減速度を演算し、
   前記第１の演算処理では、前記目標加速度の更新において車両減速度を増大させる側への更新のみを許容する
   ように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の車両制御装置。
3. 前記制動支援制御では、計画加速度である加速度フィードフォワード項と、計画速度と実速度との差分に基づき演算した速度フィードバック項とから前記目標加速度を決定し、前記目標加速度に基づいて前記システム要求減速度を演算し、
   前記第１の演算処理では、前記加速度フィードフォワード項の更新において前記車両減速度を増大させる側への更新のみを許容する
   ように構成されていることを特徴とする請求項２項に記載の車両制御装置。
4. 前記制動支援制御では、計画加速度である加速度フィードフォワード項と、計画速度と実速度との差分に基づき演算した速度フィードバック項とから前記目標加速度を決定し、前記目標加速度に基づいて前記システム要求減速度を演算し、
   前記第１の演算処理では、前記速度フィードバック項の値を保持する
   ように構成されてい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。
5. 前記第１の演算処理では、前記計画速度を前記実速度に合わせるように前記計画速度の更新を行う
   ように構成されていることを特徴とする請求項４に記載の車両制御装置。
6. 前記制動支援制御では、目標加速度と実加速度との差分から積分制御によって加速度フィードバック項を演算し、前記目標加速度に前記加速度フィードバック項を加算して得られた加速度に基づいて前記システム要求減速度を演算し、
   前記第１の演算処理では、前記加速度フィードバック項が車両減速度を増大させる側に更新されるのであれば前記加速度フィードバック項の更新を行い、前記加速度フィードバック項が前記車両減速度を増大させる側に更新されないのであれば前記加速度フィードバック項の更新を行わずに前回値を保持する
   ように構成されていることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の車両制御装置。
7. 前記制動支援制御の実行中に前記ドライバ要求減速度が減少する場合、前記ドライバ要求減速度の減少度合いに応じて前記システム要求減速度を減少させるための第２の演算処理を行う
   ように構成されていることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の車両制御装置。
8. 前記制動支援制御では、目標加速度に基づいて前記システム要求減速度を演算し、
   前記第２の演算処理では、前記ドライバ要求減速度の減少度合いに応じて前記システム要求減速度を減少させる側へ前記目標加速度を変化させる
   ように構成されていることを特徴とする請求項７に記載の車両制御装置。
9. 前記制動支援制御では、計画加速度である加速度フィードフォワード項と、計画速度と実速度との差分に基づき演算した速度フィードバック項とから前記目標加速度を決定し、前記目標加速度に基づいて前記システム要求減速度を演算し、
   前記第２の演算処理では、前記速度フィードバック項の値を保持しつつ、前記ドライバ要求減速度の減少度合いに応じて前記システム要求減速度を減少させる側へ前記加速度フィードフォワード項を変化させる
   ように構成されていることを特徴とする請求項８に記載の車両制御装置。

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