JP7186820B2

JP7186820B2 - 車両制御装置

Info

Publication number: JP7186820B2
Application number: JP2021057057A
Authority: JP
Inventors: 淳喜大平; 眞之植野; 正樹小池; 勇太朗藤井
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2021-03-30
Filing date: 2021-03-30
Publication date: 2022-12-09
Anticipated expiration: 2041-03-30
Also published as: JP2022154157A

Description

本発明は、車両制御装置に関する。

従来、複数の運転支援アクチュエータが格納された運転支援ＥＣＵと加減速ＥＣＵとブレーキＥＣＵとをＣＡＮバスで接続し、ブレーキＥＣＵからブレーキ油圧回路にホイールシリンダ圧の指令値を出力して、ブレーキの状態を制御するようにした車両制御装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。上記車両制御装置において、加減速ＥＣＵは、運転支援ＥＣＵから送信される目標加速度、ブレーキＥＣＵから送信されるブレーキのドライバ操作加速度、及び車両諸元等を考慮してブレーキ要求の指令値を決定し、ブレーキ要求の指令値をブレーキＥＣＵに出力する。そして、ブレーキＥＣＵは、ブレーキ要求の指令値に応じて、ブレーキアクチュエータを作動させる。

特開２００８－２７９９８３号公報

上記従来の車両制御装置においては、複数の運転支援アクチュエータ及び運転者の操作によるブレーキ要求の調停が加減速ＥＣＵにより行われ、調停により決定された最終的なブレーキ要求の指令値がＣＡＮバスを介してブレーキＥＣＵに送信される。そのため、調停によりブレーキ要求の指定値が決定されてから、ブレーキアクチュエータが指定値に応じた制動力を発揮するまでの間に、ＣＡＮバスの通信による遅れが生じて、車両における制動制御の応答性が低下するという不都合がある。
本発明はかかる背景に鑑みてなれたものであり、車両における制動制御の応答性が低下することを抑制した車両制御装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための態様として、所定の目標制動値に応じた制動力を発生する制動装置を備えた車両の作動を制御する車両制御装置であって、複数の制動要求値の入力に対して所定の調停処理を行うことにより、前記目標制動値を決定し、決定した前記目標制動値を前記制動装置に出力する目標制動値決定装置と、前記制動要求値として、前記車両の運転者による制動操作に応じた操作制動要求値を、前記目標制動値決定装置に出力する制動操作要求値入力部と、前記制動要求値として、前記制動操作要求値との合算対象である第１制動要求値と、前記制動操作要求値との合算対象ではない第２制動要求値とを、前記目標制動値決定装置に出力する制動要求値管理装置と、を備え、前記目標制動値決定装置は、前記調停処理として、前記操作制動要求値と前記第１制動要求値とを合算した合算制動要求値と、前記第２制動要求値とを比較して、前記目標制動値を決定する処理を行う車両制御装置が挙げられる。
上記車両制御装置において、前記目標制動値決定装置は、前記調停処理において、前記合算制動要求値と前記第２制動要求値とのうちの大きい方を、前記目標制動値として決定する構成としてもよい。

上記車両制御装置において、前記第１制動要求値は、前記車両に備えられた動力源の制御のために設定され、前記第２制動要求値は、前記車両に備えられた運転支援機能の制御のために設定される構成としてもよい。

上記車両制御装置によれば、車両における制動制御の応答性が低下することを抑制することができる。

図１は、車両制御装置、及び車両制御装置が搭載された車両の構成図である。図２は、制動要求値の調停処理の第１のフローチャートである。図３は、制動要求値の調停処理の第２のフローチャートである。図４は、制動制御の応答性の低下を抑制する効果を説明するためのタイミングチャートである。

［１．車両制御装置と車両の構成］
図１を参照して、本実施形態の車両制御装置１０、及び車両制御装置１０が搭載された車両１の構成について説明する。車両制御装置１０は、ＣＡＮ（Controller Area Network）－ＢＵＳ５により接続された制動要求値管理ＥＣＵ（Electronic Control Unit）４０、及び制動ＥＣＵ５０と、ブレーキペダル７０の踏込み量を検出するブレーキペダルセンサ７１とにより構成されている。制動要求値管理ＥＣＵ４０は本開示の制動要求値管理装置に相当し、制動ＥＣＵ５０は本開示の目標制動値決定装置に相当する。ブレーキペダルセンサ７１は、本開示の制動操作要求値入力部に相当する。

車両１には、ＣＡＮ－ＢＵＳ５により制動要求値管理ＥＣＵ４０及び制動ＥＣＵ５０と接続された動力源ＥＣＵ２０及び運転支援ＥＣＵ３０が備えられている。さらに、車両１には、左前輪２ＦＬ、右前輪２ＦＲ、左後輪２ＲＬ、及び右後輪２ＲＲにそれぞれ設けられた左前ブレーキ３ＦＬ、右前ブレーキ３ＦＲ、左後ブレーキ３ＲＬ、及び右後ブレーキ３ＲＲに、電動アクチュエータによるトルクを出力して、これらのブレーキを作動させる電動サーボブレーキシステム６０が備えられている。電動サーボブレーキシステム６０と、左前ブレーキＦＬ、右前ブレーキ３ＦＲ、左後ブレーキ３ＲＬ、及び右後ブレーキ３ＲＲとにより、本開示の制動装置が構成される。以下では、左前ブレーキＦＬ、右前ブレーキ３ＦＲ、左後ブレーキ３ＲＬ、及び右後ブレーキ３ＲＲをまとめて、ブレーキ３とも称する。

動力源ＥＣＵ２０、運転支援ＥＣＵ３０、制動要求値管理ＥＣＵ４０、及び制動ＥＣＵ５０は、図示しないプロセッサ、メモリ、インターフェース回路等により構成された制御ユニットである。動力源ＥＣＵ２０は、メモリに保存された制御用プログラムをプロセッサにより実行することによって、ストール協調制御部２１、及び満充電加圧制御部２２として機能する。

ストール協調制御部２１は、ストール協調制御を実行して、ブレーキ３に対する制動要求値（トルク値）である第１制動要求値Ｔｒ１Ｒ＿ａを、ＣＡＮ―ＢＵＳを介して制動要求値管理ＥＣＵ４０に送信する。ストール協調制御は、坂道で駆動トルクと勾配をつり合わせて車両１を停車させている間に、モータ（図示しない）の保護にために、アクセルペダル（図示しない）の操作で勾配と釣り合わせた場合に、ブレーキ３による制動に持ち替える制御である。

満充電加圧制御部２２は、満充電加圧制御を実行して、ブレーキ３に対する制動要求値（トルク値）である第１制動要求値Ｔｒ１Ｒ＿ｂを、ＣＡＮ－ＢＵＳを介して制動要求値管理ＥＣＵ４０に送信する。満充電加圧制御は、車両１に搭載されたバッテリ（図示しない）が満充電状態であって、アクセルペダルのオフに応じた回生制動ができない場合に、ブレーキ３の制動力を増加させる制御である。

運転支援ＥＣＵ３０は、メモリに保存された制御用プログラムを実行することにより、ＡＣＣ（Adaptive Cruise Control）制御部３１、及びＣＭＢＳ（Collision Mitigation Brake System）制御部３２として機能する。ＡＣＣ制御部３１は、ＡＣＣ制御を実行して、必要な制動力を生じさせるためのブレーキ３に対する制動要求値（トルク値）である第２制動要求値Ｔｒ２Ｒ＿ａを、ＣＡＮ－ＢＵＳ５を介して制動要求値管理ＥＣＵ４０に出力する。ＡＣＣ制御は、車両１を、前走車との車間距離を一定に保ちながら追従走行させる制御である。

ＣＭＢＳ制御部３２は、ＣＭＢＳ制御を実行して、必要な制動力を生じさせるためのブレーキ３に対する制動要求値（トルク値）である第２制動要求値Ｔｒ２Ｒ＿ｂを、ＣＡＮ－ＢＵＳ５を介して制動要求値管理ＥＣＵ４０に出力する。ＣＭＢＳ制御は、車両１に備えられたレーダー（図示しない）により先行車を監視し、追突の危険が生じた場合に、運転者に対し警告音・シートベルト引きこみ・インパネ内表示等で知らせ、追突回避が不可能と判断した場合はブレーキを作動させる制御である。

制動要求値管理ＥＣＵ４０は、メモリに保存された制御用プログラムを実行することにより、第１制動要求値決定部４１、及び第２制動要求値決定部４２として機能する。第１制動要求値決定部４１は、動力源ＥＣＵ２０から送信される第１制動要求値Ｔｒ１Ｒ＿ａ、Ｔｒ１Ｒ＿ｂのうちのトルク値が大きい方を、制動ＥＣＵ５０に送信する第１制動要求値Ｔｒ１Ｒとして決定する。

第２制動要求値決定部４２は、運転支援ＥＣＵ３０から送信される第２制動要求値Ｔｒ２Ｒ＿ａ、Ｔｒ２Ｒ＿ｂのうちのトルク値が大きい方を、制動ＥＣＵ５０に送信する第２制動要求値Ｔｒ２Ｒとして決定する。

制動ＥＣＵ５０は、メモリに保存された制御用プログラムをプロセッサにより実行することによって、要求値合算部５１、及び目標値決定部５２として機能する。制動ＥＣＵ５０には、ブレーキペダルセンサ７１により検出されるブレーキペダル７０の操作量に応じた操作制動要求値（トルク値）ＴｒＳが入力される。要求値合算部５１は、制動要求値管理ＥＣＵ４０から送信される第１制動要求値Ｔｒ１Ｒと操作制動要求値ＴｒＳとを加算して、合算制動要求値ＴｒＡを算出する。

目標値決定部５２は、制動要求値管理ＥＣＵ４０から送信される第２制動要求値Ｔｒ２Ｒと、合算制動要求値ＴｒＡとのうち、トルク値が大きい方を、目標制動値ＴｒＣとして決定する。そして、制動ＥＣＵ５０は、目標制動値ＴｒＣを電動サーボブレーキシステム６０に出力する。電動サーボブレーキシステム６０は、目標制動値ＴｒＣにより指示されるトルクで電動アクチュエータを作動させることにより、ブレーキ３を作動させて車両１を制動する。

［２．制動要求値の調停処理］
図２～図３に示したフローチャートに従って、制動ＥＣＵ５０により実行される制動要求値の調停処理について説明する。制動ＥＣＵ５０は、車両１の使用中に、制動要求値の調停処理を繰り返し実行する。図２のステップＳ１で、要求値合算部５１は、操作制動要求値ＴｒＳが入力されているか否かを判断する。そして、要求値合算部５１は、操作制動要求値ＴｒＳが入力されているときは図３のステップＳ３０に処理を進め、操作制動要求値ＴｒＳが入力されていないときはステップＳ２に処理を進める。

ステップＳ２で、要求値合算部５１は、第１制動要求値Ｔｒ１Ｒを受信しているか否かを判断する。そして、要求値合算部５１は、第１制動要求値Ｔｒ１Ｒを受信しているときはステップＳ１０に処理を進め、第１制動要求値Ｔｒ１Ｒを受信していないときにはステップＳ３に処理を進める。ステップＳ３で、目標値決定部５２は、第２制動要求値Ｔｒ２Ｒを受信しているか否かを判断する。そして、目標値決定部５２は、第２制動要求値Ｔｒ２Ｒを受信しているときはステップＳ１３処理を進め、第２制動要求値Ｔｒ２Ｒを受信していないときはステップＳ４に処理を進める。

ステップＳ４で、目標値決定部５２は、目標制動値ＴｒＣをゼロに設定する。次のステップＳ５で、目標制動値ＴｒＣを電動サーボブレーキシステム６０に出力する。これにより、電動サーボブレーキシステム６０によって、目標制動値ＴｒＣに応じたトルクが、電動アクチュエータによりブレーキ３に出力される。また、ステップＳ１３で、目標値決定部５２は、第２制動要求値Ｔｒ２Ｒを目標制動値ＴｒＣとしてステップＳ５に処理を進める。

ステップＳ１０で、要求値合算部５１は、第１制動要求値Ｔｒ１Ｒを目標制動値ＴｒＣとする。続くステップＳ１１で、目標値決定部５２は、第２制動要求値Ｔｒ２Ｒを受信しているか否かを判断する。そして、目標値決定部５２は、第２制動要求値Ｔｒ２Ｒを受信しているときはステップＳ１２に処理を進め、第２制動要求値Ｔｒ２Ｒを受信していないときにはステップＳ１５に処理を進める。

ステップＳ１２で、目標値決定部５２は、合算制動要求値ＴｒＡが第２制動要求値Ｔｒ２Ｒ以上であるか否かを判断する。そして、目標値決定部５２は、合算制動要求値ＴｒＡが第２制動要求値Ｔｒ２Ｒ以上であるときはステップＳ１５に処理を進め、合算制動要求値ＴｒＡが第２制動要求値Ｔｒ２Ｒ未満であるときはステップＳ１３に処理を進める。ステップＳ１３で、目標値決定部５２は、第２制動要求値Ｔｒ２Ｒを目標制動値ＴｒＣとしてステップＳ５に処理を進める。また、ステップＳ１５で、目標値決定部５２は、合算制動要求値ＴｒＡを目標制動値ＴｒＣとしてステップＳ５に処理を進める。

図３のステップＳ３０で、要求値合算部５１は、第１制動要求値Ｔｒ１Ｒを受信しているか否かを判断する。そして、要求値合算部５１は、第１制動要求値Ｔｒ１Ｒを受信しているときはステップＳ５０に処理を進め、第１制動要求値Ｔｒ１Ｒを受信していないときはステップＳ３１に処理を進める。ステップＳ３１で、目標値決定部５２は、操作制動要求値ＴｒＳを合算制動要求値ＴｒＡとして、ステップＳ３２に処理を進める。

ステップＳ３２で、目標値決定部５２は、第２制動要求値Ｔｒ２Ｒを受信しているか否かを判断する。そして、目標値決定部５２は、第２制動要求値Ｔｒ２Ｒを受信しているときはステップＳ３３に処理を進め、第２制動要求値Ｔｒ２Ｒを受信していないときにはステップＳ４０に処理を進める。

ステップＳ３３で、目標値決定部５２は、第２制動要求値Ｔｒ２Ｒが合算制動要求値ＴｒＡ以上であるか否かを判断する。そして、目標値決定部５２は、第２制動要求値Ｔｒ２Ｒが合算制動要求値ＴｒＡ以上であるときはステップＳ３４に処理を進め、第２制動要求値Ｔｒ２Ｒが合算制動要求値ＴｒＡ未満であるときにはステップＳ４０に処理を進める。ステップＳ３４で、目標値決定部５２は、第２制動要求値Ｔｒ２Ｒを目標制動値ＴｒＣとして、図１のステップＳ５に処理を進める。また、ステップＳ４０で、合算制動要求値ＴｒＡを目標制動値ＴｒＣとして、図２のステップＳ５に処理を進める。

ステップＳ５０で、要求値合算部５１は、操作制動要求値ＴｒＳと第１制動要求値Ｔｒ１Ｒとを加算して、合算制動要求値ＴｒＡを求める。続くステップＳ５１で、目標値決定部５２は、第２制動要求値Ｔｒ２Ｒを受信しているか否かを判断する。そして、目標値決定部５２は、第２制動要求値Ｔｒ２Ｒを受信しているときはステップＳ５２に処理を進め、第２制動要求値Ｔｒ２Ｒを受信していないときにはステップＳ６０に処理を進める。

ステップＳ５２で、目標値決定部５２は、第２制動要求値Ｔｒ２Ｒが合算制動要求値ＴｒＡ以上であるか否かを判断する。そして、目標値決定部５２は、第２制動要求値Ｔｒ２Ｒが合算制動要求値ＴｒＡ以上であるときはステップＳ５３に処理を進め、第２制動要求値Ｔｒ２Ｒが合算制動要求値ＴｒＡ未満であるときにはステップＳ６０に処理を進める。

ステップＳ５３で、目標値決定部５２は、第２制動要求値Ｔｒ２Ｒを目標制動値ＴｒＣに設定して図２のステップＳ５に処理を進める。また、ステップＳ６０で、目標値決定部５２は、合算制動要求値ＴｒＡを目標制動値ＴｒＣとして図２のステップＳ５に処理を進める。

ここで、図４は、図１に示した構成の車両制御装置１０により、上述した制動要求値の調停処理を行った場合の効果を説明したタイミングチャートである。図４は時間軸ｔにより、ｔ１で、制動要求値管理ＥＣＵ４０から制動ＥＣＵ５０への第２制動要求値Ｔｒ２Ｒの送信が開始された場合を説明している。

図４において、ａは制動要求値管理ＥＣＵ４０からの第２制動要求値Ｔｒ２Ｒの送信の有無を示しており、ｂは制動ＥＣＵ５０による第２制動要求値Ｔｒ２Ｒの認識の有無を示している。制動要求値管理ＥＣＵ４０は、ｔ１で第２制動要求値Ｔｒ２Ｒの送信を開始し、制動ＥＣＵ５０は、ＣＡＮ－ＢＵＳ５による遅れ時間Ｄｔが経過したｔ２で第２制動要求値Ｔｒ２Ｒを受信している。ｔ２から、制動ＥＣＵ５０は、第２制動要求値Ｔｒ２Ｒを認識する。

ｔ２では、合算制動要求値ＴｒＡが第２制動要求値Ｔｒ２Ｒを上回っているため、目標値決定部５２は、合算制動要求値ＴｒＡを電動サーボブレーキシステム６０に出力する。そして、ｔ３で、操作制動要求値ＴｒＳの減少により、合算制動要求値ＴｒＡが第２制動要求値Ｔｒ２Ｒよりも小さくなり、これに応じて、目標値決定部５２は、目標制動値ＴｒＣを合算制動要求値ＴｒＡから第２制動要求値Ｔｒ２Ｒに変更して、目標制動値ＴｒＣを電動サーボブレーキシステム６０に出力する。

この場合、合算制動要求値ＴｒＡの算出と、調停処理による目標制動値ＴｒＣの変更が、ＣＡＮ－ＢＵＳによる通信を伴うことなく、制動ＥＣＵ５０内で行われるため、運転支援ＥＣＵ３０によるＡＣＣ制御又はＣＭＢＳ制御により必要となった制動力を、速やかに確保することができる。

［３．他の実施形態］
上記実施形態では、制動装置として、電動サーボブレーキシステム６０を示したが、油圧によりブレーキ３を作動させる制動装置であってもよい。油圧によりブレーキ３を作動させる制動装置を対象とする場合は、制動要求値はトルクではなく油圧による要求値となる。また、制動ＥＣＵ５０から制動装置に出力される目標制動値も油圧の指示値となる。

上記実施形態では、本開示の動力源の制御として、ストール協調制御と満充電加圧制御を例示したが、操作制動要求値と合算される制動要求を出力する他の制御であってもよい。また、本開示の運転支援制御として、ＡＣＣ制御とＣＭＢＳ制御を例示したが、車両１の制動制御を伴う運転支援制御であってもよい。

なお、図１は、本願発明の理解を容易にするために、車両１と車両制御装置１０の構成を、主な処理内容により区分して示した概略図であり、車両制御装置１０の構成を他の区分によって構成してもよい。また、各構成要素の処理は、１つのハードウェアユニットにより実行されてもよいし、複数のハードウェアユニットにより実行されてもよい。また、図４に示した各構成要素による処理は、１つのプログラムにより実行されてもよいし、複数のプログラムにより実行されてもよい。

［４．上記実施形態によりサポートされる構成］
上記実施形態は、以下の構成の具体例である。

（構成１）所定の目標制動値に応じた制動力を発生する制動装置を備えた車両の作動を制御する車両制御装置であって、複数の制動要求値の入力に対して所定の調停処理を行うことにより、前記目標制動値を決定し、決定した前記目標制動値を前記制動装置に出力する目標制動値決定装置と、前記制動要求値として、前記車両の運転者による制動操作に応じた操作制動要求値を、前記目標制動値決定装置に出力する制動操作要求値入力部と、前記制動要求値として、前記制動操作要求値との合算対象である第１制動要求値と、前記制動操作要求値との合算対象ではない第２制動要求値とを、前記目標制動値決定装置に出力する制動要求値管理装置と、を備え、前記目標制動値決定装置は、前記調停処理として、前記操作制動要求値と前記第１制動要求値とを合算した合算制動要求値と、前記第２制動要求値とを比較して、前記目標制動値を決定する処理を行う車両制御装置。
構成１の車両制御装置によれば、制動要求値の調停処理を、制動要求値管理装置ではなく目標制動値決定装置で行うことにより、制動要求値管理装置と目標制動値決定装置間での目標制動値の入出力に要する時間によって、車両の制動制御の応答性が低下することを抑制することができる。

（構成２）前記制動調停装置は、前記調停処理において、前記合算制動要求値と前記第２制動要求値とのうちの大きい方を、前記目標制動値として決定する構成１に記載の車両制御装置。
構成２の車両制御装置によれば、合算制動要求値及び第２制動要求値の増大を速やかに目標制動値に反映させて、車両の制動制御を実行することができる。

（構成３）前記第１制動要求値は、前記車両に備えられた動力源の制御のために設定され、前記第２制動要求値は、前記車両に備えられた運転支援機能の制御のために設定される構成１又は構成２に記載の車両制御装置。
構成３の車両制御装置によれば、動力源の制御により必要となった制動力、或いは運転支援機能の制御により必要になった制動力を、速やかに目標制動値に反映させて、車両の制動制御を実行することができる。

１…車両、５…ＣＡＮ－ＢＵＳ、１０…車両制御装置、２０…動力源ＥＣＵ、２１…ストール協調制御部、２２…満充電加圧制御部、３０…運転支援ＥＣＵ、３１…ＡＣＣ制御部、３２…ＣＭＢＳ制御部、４０…制動要求値管理ＥＣＵ（制動要求値管理装置）、４１…第１制動要求値決定部、４２…第２制動要求値決定部、５０…制動ＥＣＵ（目標値決定装置）、５１…要求値合算部、５２…目標値決定部、６０…電動サーボブレーキシステム、７０…ブレーキペダルセンサ、７１…ブレーキペダルセンサ（制動操作要求値入力部）。

Claims

所定の目標制動値に応じた制動力を発生する制動装置を備えた車両の作動を制御する車両制御装置であって、
複数の制動要求値の入力に対して所定の調停処理を行うことにより、前記目標制動値を決定し、決定した前記目標制動値を前記制動装置に出力する目標制動値決定装置と、
前記制動要求値として、前記車両の運転者による制動操作に応じた操作制動要求値を、前記目標制動値決定装置に出力する制動操作要求値入力部と、
前記制動要求値として、前記制動操作要求値との合算対象である第１制動要求値と、前記制動操作要求値との合算対象ではない第２制動要求値とを、前記目標制動値決定装置に出力する制動要求値管理装置と、
を備え、
前記目標制動値決定装置は、前記調停処理として、前記操作制動要求値と前記第１制動要求値とを合算した合算制動要求値と、前記第２制動要求値とを比較して、前記目標制動値を決定する処理を行う
車両制御装置。
前記目標制動値決定装置は、前記調停処理において、前記合算制動要求値と前記第２制動要求値とのうちの大きい方を、前記目標制動値として決定する
請求項１に記載の車両制御装置。
前記第１制動要求値は、前記車両に備えられた動力源の制御のために設定され、
前記第２制動要求値は、前記車両に備えられた運転支援機能の制御のために設定される
請求項１又は請求項２に記載の車両制御装置。