JPWO2010050344A1 - 車両の走行制御装置 - Google Patents

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Abstract

車両のカーブ進入後において、目標旋回状態量Tdと実旋回状態量Taとの偏差(Sch)が演算される。カーブ進入後において、Schが所定値に達しない段階では、車両がカーブを走行している可能性が低くてカーブ情報Rc,Pcの信頼性が低いとして、制御実行の禁止判定(So=0)が行われ、Schが所定値に達した段階では、車両がカーブを走行している可能性が高くてカーブ情報Rc,Pcの信頼性が高いとして、制御実行の許可判定(So=1)が行われる。減速制御は、制御開始条件が成立し且つ許可判定がなされている場合にのみ開始・実行される。従って、制御開始条件が成立していても、禁止判定がなされている場合には、減速制御は開始されない。これにより、車載の地図情報に基づくカーブ情報の信頼性が確実に評価され、信頼性が低いカーブ情報に基づいてカーブ内での減速制御が不必要に実行されることが抑制され得る。

Description

本発明は、車両がカーブを走行する際にカーブ情報に基づいて減速制御を行う車両の走行制御装置に関する。
従来より、車両に搭載されたナビゲーション装置の地図情報に基づいて得られるカーブ情報に基づいて車両がカーブ内を通過する際に速度制御を行う技術が広く知られている。この地図情報(データベース)が作成された後に道路が新たに改修された場合など、車両に搭載された地図情報に基づくカーブ情報(カーブ形状)と実際のカーブ形状とが異なる場合が発生し得る。即ち、車両に搭載された地図情報(カーブ情報)の信頼性が常に高いとは限らない。
特開平11−211492号公報には、ナビゲーション装置の地図情報に基づいて得られた第1の道路情報と、車両に搭載された撮像装置により検出された道路状況に基づいて得られた第2の道路情報との比較結果に基づいて最終的な道路情報を得ることが記載されている。これにより、信頼性の高い車両前方の道路情報(カーブ情報)を得ることができると記載されている。
更には、上記文献には、車載のステレオカメラにより撮影されたステレオ画像内における同じ対象物の位置の間のズレ量と、三角測量の原理とに基づいて、画像全体における距離分布を演算し、この距離分布についてヒストグラム処理を行うことで、第2の道路情報を得ることが記載されている。
しかしながら、このように画像処理に基づいてカーブ情報が得られる場合、車両前方の車両に近い個所のカーブ情報については満足できる精度が得られる一方で、車両前方の車両から遠い個所のカーブ情報については精度が低下する。
本発明の目的は、ナビゲーション装置の地図情報に基づくカーブ情報の信頼性を確実に評価して、信頼性が低いカーブ情報に基づいてカーブ内での速度制御が不必要に実行されることを抑制できる車両の走行制御装置を提供することにある。
本発明に係る車両の走行制御装置は、車両の位置(Pvh)を取得する車両位置取得手段と、前記車両が走行する道路のカーブ情報(Rc,Pc)を取得するカーブ情報取得手段と、前記車両の速度(Vx)を取得する車速取得手段と、前記車両の位置(Pvh)、前記カーブ情報(Rc,Pc)、及び前記車両の速度(Vx)に基づいて前記車両が前記カーブを通過する際に前記車両の速度を減少させる減速制御を実行する減速制御手段とを備える。
本発明に係る車両の走行制御装置の特徴は、前記車両の実際の旋回状態を表す実旋回状態量(Ta)を取得する実旋回状態量取得手段と、前記実旋回状態量(Ta)に基づいて前記減速制御の実行が有効となる有効状態か前記減速制御の実行が無効となる無効状態かを判定する第1実行可否判定手段とを備え、前記減速制御手段が、前記第1実行可否判定手段の判定結果が前記有効状態にある場合において前記減速制御を実行し、前記第1実行可否判定手段の判定結果が前記無効状態にある場合において前記減速制御を実行しないように構成されたことにある。
これによれば、実旋回状態量に基づいて、カーブ情報(具体的には、地図情報のデータベース)の信頼性が評価され得る。具体的には、実旋回状態量(例えば、実横加速度等)が大きければ(所定値以上であれば)、車両がカーブ内を実際に走行している可能性が高く、従って、カーブ情報の信頼性が高いと考えることができる。一方、実旋回状態量(例えば、実横加速度等)が小さければ(所定値未満であれば)、車両がカーブ内を実際に走行している可能性が低く、従って、カーブ情報の信頼性が低いと考えることができる。換言すれば、実旋回状態量に基づいて、車両がカーブ内を実際に走行しているか否かが判定され得る。或いは、実旋回状態量に基づいて、カーブ情報の信頼度が演算され得る。このようにして得られたカーブ情報の信頼度は、カーブ情報を用いた車両の減速制御に利用することができる。
上記構成では、この実旋回状態量に基づいて、減速制御の実行が有効とされる有効状態か減速制御の実行が無効とされる無効状態かが判定される。即ち、カーブ情報の信頼性が高い場合には判定結果が有効状態とされ、カーブ情報の信頼性が低い場合には判定結果が無効状態とされる。
そして、判定結果が有効状態にある場合(即ち、カーブ情報の信頼性が高い場合)において減速制御が実行され、判定結果が無効状態にある場合(即ち、カーブ情報の信頼性が低い場合)において減速制御が実行されない。これにより、信頼性が確実に高いカーブ情報に基づいてカーブ内での減速制御が実行され得る。換言すれば、信頼性が低いカーブ情報に基づいて減速制御が不必要に開始・実行されることを抑制することができる。例えば、カーブ入口付近でのカーブの改修(特に、カーブから直線路への改修)等に起因して、取得されたカーブ情報(カーブ形状)と実際のカーブ形状とが異なる場合等において、カーブ内にて減速制御が開始されることを禁止することができる。
上記走行制御装置では、前記減速制御手段が、前記車両の位置(Pvh)と前記カーブ情報(Rc,Pc)とに基づいて前記車両が前記カーブを走行する際の目標車速(Vt)を演算する目標車速演算手段を備え、前記第1実行可否判定手段の判定結果が前記有効状態にあり、且つ、前記車両の速度(Vx)が前記目標車速(Vt)を超えている場合に前記減速制御を開始するように構成することができる。この場合、判定結果が有効状態にあることが減速制御開始条件の一部を構成する。従って、カーブ進入時(進入前)において判定結果が無効状態に設定(初期化)される場合であって、カーブ進入後において判定結果が無効状態から有効状態に変更されても減速制御が開始されない場合もある。
なお、前記減速制御手段は、前記車両の速度(Vx)が前記目標車速(Vt)と一致するように前記車両の速度(Vx)を制御してもよいし、前記車両の速度(Vx)が前記目標車速(Vt)を超えないように前記車両の速度(Vx)を制御してもよい。
また、上記走行制御装置では、前記減速制御手段は、前記減速制御の実行中(即ち、有効状態)において、前記第1実行可否判定手段の判定結果が前記有効状態から前記無効状態に変更された場合に前記減速制御を中止するように構成されることもできる。これによれば、例えば、カーブ入口付近は改修されず、カーブの途中から改修が行われている場合において、カーブ入口付近の通過段階では判定結果が有効状態となって減速制御が開始された場合であっても、カーブの途中の通過段階にて判定結果が有効状態から無効状態に変更されることで、実行中の減速制御が中止され得る。
上記走行制御装置では、前記第1実行可否判定手段は、前記実旋回状態量(Ta)に基づいて前記車両の方位角(Ya)を演算する方位角演算手段を備え、前記方位角(Ya)に基づいて前記判定を行うように構成されてもよい。この場合、前記実旋回状態量(Ta)が所定値(Tsk)以下のとき(前記実旋回状態量が所定値以下となる毎に)、前記方位角(Ya)をゼロにリセットするように構成されることが好適である。ここにおいて、前記方位角とは、カーブ入口手前の直線部の方向に対する、車両位置における車両の進行方向(車両の向いている方向)のなす角度である。方位角は、例えば、実旋回状態量としての実ヨーレイトをカーブ入口から積分(積算)していくことで演算することができる。
上述のように、方位角は、カーブ入口からのヨーレイトの積算値である。従って、カーブ進入後において、道路の幅方向における車両の位置が変動する場合(車両がふらついた場合)であっても、上記構成のように方位角を用いることで、車両がカーブ内を実際に走行している可能性の高低、従って、カーブ情報の信頼性の高低を適切に判定することができる。具体的には、例えば、方位角が小さい(所定値未満の)段階では、車両がカーブ内を実際に走行している可能性が低い(従って、カーブ情報の信頼性が低い)として判定結果を無効状態とすることができる。一方、方位角が大きい(所定値以上の)段階では、車両がカーブ内を実際に走行している可能性が高い(従って、カーブ情報の信頼性が高い)として判定結果を有効状態とすることができる。
従って、例えば、運転者がカーブ内において所謂「アウト・イン・アウト」の走行ラインを採った場合においても、減速制御実行の可否が適切に判定され得、信頼性が低いカーブ情報に基づいて減速制御が不必要に開始・実行されることを確実に抑制することができる。
また、上記走行制御装置では、前記第1実行可否判定手段は、前記実旋回状態量(Ta)に基づいて前記車両の旋回方向(Dvh)を演算する旋回方向演算手段と、前記車両の位置(Pvh)と前記カーブ情報(Rc,Pc)とに基づいて、前記車両の進行方向に対する前記カーブの方向(Dcv)を演算するカーブ方向演算手段とを備え、前記旋回方向(Dvh)と前記カーブの方向(Dcv)とが一致するか否かに基づいて前記判定を行うように構成されてもよい。ここにおいて、前記旋回方向として、直進、左旋回、及び右旋回の何れかが演算される。同様に、前記カーブ方向としても、直進、左旋回、及び右旋回の何れかが演算される。
上記構成によれば、例えば、「旋回方向」と「カーブ方向」が一致すれば、カーブ情報の信頼性が高いと考えられるから、判定結果を有効状態とすることができる。一方、「旋回方向」と「カーブ方向」が一致しなければ、カーブ情報の信頼性が低いと考えられるから、判定結果を無効状態とすることができる。
また、上記走行制御装置では、前記第1実行可否判定手段は、前記実旋回状態量(Ta)に基づいて前記車両の実際の旋回の程度を表す指標となる実旋回指標(Sa)を演算する実旋回指標演算手段と、前記車両の位置(Pvh)と前記カーブ情報(Rc,Pc)とに基づいて前記実旋回指標(Sa)に対応する計算旋回指標(Se)を演算する計算旋回指標演算手段とを備え、前記実旋回指標(Sa)と前記計算旋回指標(Se)との比較結果に基づいて前記判定を行うように構成されてもよい。
上記構成によれば、地図情報に基づいて演算される計算旋回指標と、実際に検出される実旋回指標との比較結果に基づいて、カーブ情報の信頼性が評価され得る。具体的には、実旋回指標と計算旋回指標とがほぼ一致していれば(差が所定値以下であれば)、カーブ情報の信頼性が高いと考えられるから、判定結果を有効状態とすることができる。一方、実旋回指標と計算旋回指標との差が大きければ(差が所定値を超えていれば)、カーブ情報の信頼性が低いと考えられるから、判定結果を無効状態とすることができる。
また、上記走行制御装置では、前記第1実行可否判定手段は、前記実旋回状態量(Ta)に基づいて前記車両のステア特性の程度を表すステア特性値(Sch,ΔYr)を演算するステア特性演算手段を備え、前記ステア特性値(Sch,ΔYr)に基づいて前記判定を行うように構成されてもよい。ここにおいて、前記ステア特性値とは、例えば、車両の速度とステアリングホイール角とに基づいて演算される目標旋回状態量と、実旋回状態量との偏差等である。
一般に、カーブ進入後において、減速制御の開始が要求される地点は、カーブにおいて曲率半径が小さくなる一定曲率半径区間の開始地点の手前付近である。車両がこの地点を通過する段階では、車両のステア特性は、車両安定化制御の介入が要求される程度ではないが、アンダステア傾向となっている。アンダステア傾向では、ステア特性値が大きい値となる。
従って、上記構成によれば、例えば、カーブ進入後において、ステア特性値が小さい(所定値未満の)段階では、車両がカーブ内を実際に走行している可能性が低い(従って、カーブ情報の信頼性が低い)として判定結果を無効状態とすることができる。一方、ステア特性値が大きい(所定値以上の)段階では、車両がアンダステアとなっていて、カーブ内を実際に走行している可能性が高い(従って、カーブ情報の信頼性が高い)として判定結果を有効状態とすることができる。
上記のように、ステア特性値に基づいて減速制御実行の可否判定が行われる場合、前記ステア特性値(Sch,ΔYr)に基づいて前記車両の旋回状態を安定化する安定化制御を実行する安定化制御手段を備え、前記第1実行可否判定手段が、前記ステア特性値(Sch,ΔYr)が(予め設定された)第1所定値(Sc1)未満の場合に前記判定結果を前記無効状態とし、前記ステア特性値(Sch,ΔYr)が前記第1所定値(Sc1)未満から前記第1所定値(Sc1)以上に変化した場合に前記判定結果を前記無効状態から前記有効状態に変更するように構成され、前記安定化制御手段が、前記ステア特性値(Sch,ΔYr)が前記第1所定値(Sc1)よりも大きい(予め定められた)第2所定値(Sc2)を超えた場合に前記安定化制御を開始するように構成されることが好適である。
これによれば、カーブ進入後においてアンダステアの程度(従って、ステア特性値)が増大していく過程において、先ず、減速制御が開始される。この減速制御の実行によってアンダステアが解消された場合には、安定化制御は開始されない。一方、減速制御の実行によってもアンダステアが解消されない場合にのみ、安定化制御が開始・実行される。このように、減速制御が安定化制御よりも優先されて早期に開始・実行されることで、安定化制御が不必要に開始されることが抑制され得る。
上記走行制御装置では、前記第1実行可否判定手段は、前記実旋回指標(Sa)及び前記計算旋回指標(Se)(カーブ進入時(直進状態)では、ゼロ)のうちの少なくとも何れか一方が所定値(Ths)に達する時期までの前記比較結果(Sh)の推移に基づいて前記判定を行うように構成されてもよい。或いは、前記第1実行可否判定手段は、前記実旋回指標(Sa)と前記計算旋回指標(Se)との差(Sh)が所定値(Sh1)以下の状態が(カーブ進入時(地点、時点))から所定範囲(Ls1、Ts1)に亘って継続した場合に判定結果を前記有効状態とするように構成されてもよい。
一般に、カーブ進入直後では、カーブの曲率半径が大きいことで実旋回指標及び計算旋回指標の値が共に小さい。従って、カーブ進入直後に前記判定が実行されると、前記判定結果が小さい値同士の比較に基づくことになって前記判定結果の信頼性が低くなる。これに対し、上記構成によれば、カーブ進入直後では前記判定が実行されず、カーブ進入後において車両がしばらくカーブ内を走行した段階(即ち、曲率半径の減少により実旋回指標及び計算旋回指標の値が共に比較的大きくなる段階)で前記判定がなされる。従って、前記判定結果が比較的大きい値同士の比較に基づくことになって前記判定結果の信頼性を高めることができる。
この構成では、例えば、カーブにおいてカーブ入口から進入緩和曲線区間(車両の進行に伴い曲率半径が徐々に小さくなっていく曲線区間)が続く場合において、前記車両が前記カーブの進入緩和曲線区間(Zci)を走行中に前記判定が行われ、その判定結果が前記有効状態とされた場合、前記車両が前記進入緩和曲線区間(Zci)を走行中に前記減速制御が開始され得る。
即ち、進入緩和曲線区間の前半部分で前記判定が行われ、その判定結果が有効状態とされた場合(カーブ情報の信頼性が高い場合)、減速制御が直ちに開始され得る。この結果、進入緩和曲線区間の後半部分において車両が減速開始されて、車両が安定してカーブを通過できるように車速が制御され得る。一方、その判定結果が無効状態とされた場合(道路の改修等に起因してカーブ情報の信頼性が低い場合)、減速制御が開始されない。
上記走行制御装置では、前記計算旋回指標演算手段は、前記カーブ情報(Rc,Pc)に基づいて、前記カーブ内における位置と前記カーブの曲率半径との関係(Rch)を決定するとともに、前記決定された関係と前記車両の位置(Pvh)とに基づいて前記車両の位置(Pvh)における前記カーブの曲率半径(Rvh)を演算し、前記演算された曲率半径(Rvh)に基づいて前記計算旋回指標(Se)を演算するように構成されることが好適である。これによれば、時々刻々と変化する車両位置におけるカーブの曲率半径に基づいて時々刻々と変化し得る計算旋回指標が安定して精度良く演算され得る。
また、上記走行制御装置では、前記実旋回状態量取得手段は、前記実旋回状態量(Ta)として前記車両の実際の操舵角度(δfa,θswa)を取得し、前記実旋回指標演算手段は、前記実旋回指標(Sa)として前記実際の操舵角度(δfa,θswa)を使用するように構成される(従って、前記計算旋回指標として操舵角度の計算値を使用する)ことが好適である。
例えば、実旋回指標(及び、計算旋回指標)として横加速度、ヨーレイト等のようにその値の大きさが車速の影響を受ける物理量が使用される場合を考える。この場合において、上述のように、実旋回指標及び計算旋回指標のうちの少なくとも何れか一方が車両がカーブに進入したときから所定値に達する時期までの前記比較結果の推移に基づいて前記判定が行われる場合、前記所定値を車速に応じて変更する必要が生じ得る。これに対し、操舵角度は、その値の大きさが車速の影響を受ける物理量ではない。従って、上記構成によれば、前記所定値を一定値(固定値)に設定できる。
また、上記走行制御装置では、前記実旋回状態量取得手段は、2以上の(次元が異なる2以上の種類の)前記実旋回状態量(Ta)を取得し、前記実旋回指標演算手段は、前記2以上の実旋回状態量(Ta)に基づいて前記実旋回指標(Sa)を演算するように構成され、前記計算旋回指標演算手段は、前記車両の位置(Pvh)と前記カーブ情報(Rc,Pc)とに基づいて前記実旋回状態量に対応する2以上の(次元が異なる2以上の種類の)計算旋回状態量(Te)を演算するとともに、前記2以上の計算旋回状態量(Te)に基づいて前記実旋回指標(Sa)に対応する前記計算旋回指標(Se)を演算するように構成されることが好適である。
これによれば、2以上の(次元が異なる2以上の種類の)旋回状態量に基づいて得られる実旋回指標と計算旋回指標との比較結果に基づいて前記判定が実行される。従って、前記減速制御の冗長性が向上する。
また、上記走行制御装置では、前記車速制御手段は、前記車両の車輪に付与される制動トルクを制御する車輪ブレーキ制御手段を備え、前記車輪ブレーキ制御手段は、前記制動トルクの時間に対する変化勾配が所定値(Lwc,Lwd)を超えないように前記制動トルクを制御するよう構成されることが好適である。
上記走行制御装置では、減速制御の非実行中において前記判定結果が無効状態から有効状態に切り換わることで減速制御が突然開始され得る。同様に、減速制御の実行中において前記判定結果が有効状態から無効状態に切り換わることで減速制御が突然中止され得る。上記構成によれば、このような前記減速制御の開始・中止に起因して車両の減速度が急変することが抑制され得る。
また、上記走行制御装置では、前記第1実行可否判定手段は、前記第1実行可否判定手段の判定結果が前記無効状態となったカーブを記憶する記憶手段を備え、前記車両が前記記憶されているカーブを再度走行した場合、判定結果を前記無効状態とするように構成されることが好適である。
これによれば、カーブの改修等に起因して、取得されたカーブ情報(カーブ形状)と実際のカーブ形状とが異なるカーブが記憶され、そのカーブを再度走行した場合に前記減速制御の実行が確実に禁止され得る。
また、上記走行制御装置では、前記実旋回状態量(Ta)に基づいて前記減速制御の実行が有効となる有効状態か前記減速制御の実行が無効となる無効状態かを判定する、前記第1実行可否判定手段とは異なる第2実行可否判定手段を備え、前記車速制御手段は、前記第1実行可否判定手段の判定結果が前記有効状態にあり、且つ、前記第2実行可否判定手段の判定結果が前記有効状態にある場合に前記減速制御を実行するように構成されることが好適である。
これによれば、2種類の異なる判定結果に基づいて前記減速制御の実行の可否が決定される。従って、1種類の判定結果に基づいて前記減速制御の実行の可否が決定される場合に比して、より信頼性が高いカーブ情報のみに基づいてカーブ内での減速制御が実行され得る。
また、上述のように、地図情報に基づいて演算される実旋回指標と、実際に検出される計算旋回指標との比較結果に基づいて、カーブ情報(具体的には、地図情報のデータベース)の信頼性が評価され得る。このことに着目し、本発明に係るカーブ情報の信頼性評価装置は、車両の位置(Pvh)を取得する車両位置取得手段と、前記車両が走行する道路のカーブ情報(Rc,Pc)を取得するカーブ情報取得手段と、前記車両の実際の旋回状態を表す実旋回状態量(Ta)を取得する実旋回状態量取得手段と、前記実旋回状態量(Ta)に基づいて前記車両の実際の旋回の程度を表す指標となる実旋回指標(Sa)を演算する実旋回指標演算手段と、前記車両の位置(Pvh)と前記カーブ情報(Rc,Pc)とに基づいて前記実旋回指標(Sa)に対応する計算旋回指標(Se)を演算する計算旋回指標演算手段と、前記実旋回指標(Sa)と前記計算旋回指標(Se)との比較結果(Sh)に基づいて前記カーブ情報(Rc,Pc)の信頼度(Sq)を演算する信頼度演算手段とを備える。
上述のように、このようにして得られたカーブ情報の信頼度は、カーブ情報を用いた運転者への報知、カーブ情報を用いた車両の走行制御等に利用することができる。
また、本発明に係る車両の走行制御装置は、車両の位置を取得する車両位置取得手段と、前記車両が走行する道路のカーブに関するカーブ情報を取得するカーブ情報取得手段と、前記車両の速度を取得する車速取得手段と、前記車両の位置、前記カーブ情報、及び前記車両の速度に基づいて前記車両が前記カーブを通過する際に前記車両の速度を減少させる減速制御を実行する減速制御手段と、前記車両の実際の旋回状態を表す実旋回状態量を取得する実旋回状態量取得手段と、を備え、前記減速制御手段は、前記実旋回状態量に基づいて前記減速制御を実行するように構成された装置、と記載することもできる。
或いは、また、本発明に係る車両の走行制御装置は、車両の位置を取得する車両位置取得手段と、前記車両が走行する道路のカーブに関するカーブ情報を取得するカーブ情報取得手段と、前記車両の速度を取得する車速取得手段と、前記車両の前記カーブに対する旋回を検出する旋回検出手段と、前記車両の前記カーブに対する旋回が検出されたとき、前記車両の位置、前記カーブ情報、及び前記車両の速度に基づいて前記車両が前記カーブを通過する際に前記車両の速度を減少させる減速制御を実行する減速制御手段と、を備えた装置と記載することもできる。
図1は、本発明の第1実施形態に係る車両の走行制御装置を搭載した車両の概略構成図である。
図2は、カーブの形状の一例を示した図である。
図3は、図2に示したカーブについての曲率半径と旋回状態量の変化の一例を示した図である。
図4は、図1に示した走行制御装置が実行する減速制御、及び安定化制御の概要を説明するための機能ブロック図である。
図5は、図4に示した目標車速演算手段による目標車速の演算を説明するための機能ブロック図である。
図6は、図4に示した減速制御目標値演算手段による減速制御目標値の演算を説明するための機能ブロック図である。
図7は、図4に示した実行可否判定手段による判定結果の演算、及び、安定化制御目標値演算手段による安定化制御目標値の演算を説明するための機能ブロック図である。
図8は、図4に示した目標値調整手段による制動制御目標値の演算を説明するための機能ブロック図である。
図9は、図1に示した走行制御装置により減速制御が実行された場合の一例を示したタイムチャートである。
図10は、本発明の第1実施形態の変形例に係る車両の走行制御装置において、複数の判定演算結果に基づいて、図4に示した実行可否判定手段による最終的な判定結果が、無効状態から有効状態に変更される場合についての処理の一例を示したフローチャートである。
図11は、図10に示した方位角に基づく判定演算を説明するための機能ブロック図である。
図12は、図10に示した実旋回状態量に基づく判定演算を説明するための機能ブロック図である。
図13は、図10に示した旋回方向とカーブ方向との比較に基づく判定演算を説明するための機能ブロック図である。
図14は、図10に示した計算旋回指標と実旋回指標との比較に基づく判定演算を説明するための機能ブロック図である。
図15は、本発明の第1実施形態の変形例に係る車両の走行制御装置において、複数の判定演算結果に基づいて、図4に示した実行可否判定手段による最終的な判定結果が、有効状態から無効状態に変更される場合についての処理の一例を示したフローチャートである。
図16は、目標車速が運転者による加速操作部材の操作量に基づいて調整される場合の演算を説明するための機能ブロック図である。
図17は、図11に示した方位角の演算に関する処理の一例を示したフローチャートである。
図18は、単独カーブの場合における方位角の演算の一例を説明するための図である。
図19は、複合カーブの場合における方位角の演算の一例を説明するための図である。
図20は、本発明の第2実施形態に係る車両の走行制御装置(カーブ情報の信頼性評価装置)が実行するカーブ情報の信頼性評価の概要を説明するための機能ブロック図である。
図21は、計算旋回指標、及び実旋回指標の算出例を示した図である。
図22は、本発明の第2実施形態に係る車両の走行制御装置が実行する車速制御の概要を説明するための機能ブロック図である。
図23は、図22に示した第1実行可否判定手段による判定演算を説明するための機能ブロック図である。
図24は、図22に示した目標車速演算手段による目標車速の演算を説明するための機能ブロック図である。
図25は、図24に示した基準地点決定演算を説明するための機能ブロック図である。
図26は、図22に示した車速制御手段による車速制御について説明するための機能ブロック図である。
図27は、図26に示した車輪ブレーキ制御手段の制限手段により制動トルクの変化勾配が制限されることを説明するためのタイムチャートである。
図28は、本発明の第2実施形態に係る車両の走行制御装置により車速制御が実行された場合の一例を示したタイムチャートである。
図29は、目標車速が運転者による加速操作部材の操作量に基づいて調整される場合の演算を説明するための機能ブロック図である。
図30は、第1実行可否判定演算に加えて行われる、第2、第3実行可否判定演算を説明するための機能ブロック図である。
図31は、実旋回指標と計算旋回指標との比較に際して許容範囲が考慮される場合を説明するための機能ブロック図である。
図32は、図31に示した許容範囲の一例を説明するためのグラフである。
以下、本発明による車両の走行制御装置の各実施形態について図面を参照しつつ説明する。
(第1実施形態)
(構成)
図1は、本発明の第1実施形態に係る走行制御装置(以下、「本装置」と称呼するときもある。)を搭載した車両の概略構成を示している。本装置は、車両の動力源であるエンジンEGと、自動変速機TMと、ブレーキアクチュエータBRKと、電子制御ユニットECUと、ナビゲーション装置NAVとを備えている。
エンジンEGは、例えば、内燃機関である。即ち、運転者によるアクセルペダル(加速操作部材)APの操作に応じてスロットルアクチュエータTHによりスロットル弁TVの開度が調整される。スロットル弁TVの開度に応じて調整される吸入空気量に応じた量の燃料が燃料噴射アクチュエータFI(インジェクタ)により噴射される。これにより、運転者によるアクセルペダルAPの操作に応じた出力トルクが得られるようになっている。
自動変速機TMは、複数の変速段を有する多段自動変速機、或いは、変速段を有さない無段自動変速機である。自動変速機TMは、エンジンEGの運転状態、及びシフトレバー(変速操作部材)SFの位置に応じて、減速比(EG出力軸(=TM入力軸)の回転速度/TM出力軸の回転速度)を自動的に(運転者によるシフトレバーSFの操作によることなく)変更可能となっている。
ブレーキアクチュエータBRKは、複数の電磁弁、液圧ポンプ、モータ等を備えた周知の構成を有している。ブレーキアクチュエータBRKは、非制御時では、運転者によるブレーキペダル(制動操作部材)BPの操作に応じた制動圧力(ブレーキ液圧)を車輪WH**のホイールシリンダWC**にそれぞれ供給し、制御時では、ブレーキペダルBPの操作(及びアクセルペダルAPの操作)とは独立してホイールシリンダWC**内の制動圧力を車輪毎に調整できるようになっている。
なお、各種記号等の末尾に付された「**」は、各種記号等が何れの車輪に関するものであるかを示していて、「fl」は左前輪、「fr」は右前輪、「rl」は左後輪、「rr」は右後輪を示している。例えば、ホイールシリンダWC**は、左前輪ホイールシリンダWCfl,右前輪ホイールシリンダWCfr,左後輪ホイールシリンダWCrl,右後輪ホイールシリンダWCrrを包括的に示している。
本装置は、車輪WH**の車輪速度を検出する車輪速度センサWS**と、ホイールシリンダWC**内の制動圧力を検出する制動圧力センサPW**と、ステアリングホイールSWの(中立位置からの)回転角度を検出するステアリングホイール角度センサSAと、前輪の舵角を検出する前輪舵角センサFSと、車体のヨーレイトを検出するヨーレイトセンサYRと、車体前後方向の加速度(減速度)を検出する前後加速度センサGXと、車体横方向の加速度を検出する横加速度センサGYと、エンジンEGの出力軸の回転速度を検出するエンジン回転速度センサNEと、アクセルペダル(加速操作部材)APの操作量を検出する加速操作量センサASと、ブレーキペダルBPの操作量を検出する制動操作量センサBSと、シフトレバーSFの位置を検出するシフト位置センサHSと、スロットル弁TVの開度を検出するスロットル弁開度センサTSと、操舵輪(前輪)のセルフアライニングトルクを検出するセルフアライニングトルクセンサATf*と、ステアリングホイールSWの操舵トルクを検出する操舵トルクセンサSTと、を備えている。
セルフアライニングトルクセンサATf*は、例えば、操舵輪のホイールリムに固着されて、ホイールリムの歪を検出することで、この歪に関する情報と歪が検出されたホイールリムの位置とに基づいて、セルフアライニングトルクを検出する。
電子制御ユニットECUは、パワートレイン系及びシャシー系を電子制御するマイクロコンピュータである。電子制御ユニットECUは、上述の各種アクチュエータ、上述の各種センサ、及び自動変速機TMと、電気的に接続され、又はネットワークで通信可能となっている。電子制御ユニットECUは、互いに通信バスCBで接続された複数の制御ユニット(ECU1〜ECU4)から構成される。
電子制御ユニットECU内のECU1は、車輪ブレーキ制御ユニットであり、車輪速度センサWS**、前後加速度センサGX、横加速度センサGY、ヨーレイトセンサYR等からの信号に基づいてブレーキアクチュエータBRKを制御することで、周知の車両安定化制御(ESC制御)、アンチスキッド制御(ABS制御)、トラクション制御(TCS制御)等の制動圧力制御(車輪ブレーキ制御)を実行するようになっている。また、ECU1は、車輪速度センサWS**の検出結果(車輪速度Vw**)に基づいて車両速度(車速)Vxを演算するようになっている。
電子制御ユニットECU内のECU2は、エンジン制御ユニットであり、加速操作量センサAS等からの信号に基づいてスロットルアクチュエータTH及び燃料噴射アクチュエータFIを制御することでエンジンEGの出力トルク制御(エンジン制御)を実行するようになっている。
電子制御ユニットECU内のECU3は、自動変速機制御ユニットであり、シフト位置センサHS等からの信号に基づいて自動変速機TMを制御することで減速比制御(変速機制御)を実行するようになっている。
電子制御ユニットECU内のECU4は、電動パワーステアリング制御ユニットであり、操舵トルクセンサST等からの信号に基づいて電動パワーステアリング装置EPSを制御することでパワーステアリング制御を実行するようになっている。
ナビゲーション装置NAVは、ナビゲーション処理装置PRCを備えていて、ナビゲーション処理装置PRCは、車両位置検出手段(グローバル・ポジショニング・システム)GPS、ヨーレイトジャイロGYR、入力部INP、記憶部MAP、及び表示部(ディスプレー)MTRと電気的に接続されている。ナビゲーション装置NAVは、電子制御ユニットECUと、電気的に接続され、又は無線で通信可能となっている。
車両位置検出手段GPSは、人工衛星からの測位信号を利用した周知の手法の一つにより車両の位置(緯度、経度等)を検出可能となっている。ヨーレイトジャイロGYRは、車体の角速度(ヨーレイト)を検出可能となっている。入力部INPは、運転者によるナビゲーション機能に係わる操作を入力するようになっている。記憶部MAPは、地図情報、道路情報等の各種情報を記憶している。
ナビゲーション処理装置PRCは、車両位置検出手段GPS、ヨーレイトジャイロGYR、入力部INP、及び記憶部MAPからの信号を総合的に処理し、その処理結果(ナビゲーション機能に係わる情報)を表示部MTRに表示するようになっている。
以下、図2に示す形状を有するカーブを想定しながら、上記のように構成された本装置の説明を続ける。図2に示す(1つの)カーブは、カーブ開始地点Ci(カーブ入口)からカーブ終了地点Cd(カーブ出口)に向けて順に、進入緩和曲線区間Zci(車両の進行に伴い曲率半径が徐々に小さくなる)、一定曲率半径区間Zit、及び退出緩和曲線区間Zcd(車両の進行に伴い曲率半径が徐々に大きくなる)から構成されている。緩和曲線は、例えば、クロソイド曲線で構成される。緩和曲線区間が設けられているのは、運転者に急激なステアリングホイール操作を要求することなく、運転者がステアリングホイールを徐々に切り込み、その後徐々に切り戻すことで車両がカーブを円滑に通過できるようにするためである。
図3に示すように、このカーブでは、曲率半径は、カーブ開始地点Ci(即ち、直線路の終了地点)にて無限大であり、その後、徐々に小さくなり、一定曲率半径区間Zitの開始地点CsでRm(カーブ内の最小曲率半径)となる。その後、曲率半径は、一定曲率半径区間Zitの終了地点CeまでRmに維持された後、徐々に大きくなり、カーブ終了地点Cd(即ち、直線路の開始地点)にて無限大となる。このカーブを一定の車速で車両が走行すると、旋回状態量(例えば、横加速度)は、カーブ開始地点Ciにおいて「0(直線走行)」から増大を開始し、進入緩和曲線区間Zciでは概ね比例的に増加し、一定曲率半径区間Zitでは一定の値(最大値)となる。その後、旋回状態量は、退出緩和曲線区間Zcdにて概ね比例的に減少し、カーブ終了地点Cdにおいて「0(直線走行)」となる。
一般に、カーブにて車両を減速させる「減速制御」が必要となるのは、カーブにおいて曲率半径が小さくなる一定曲率半径区間Zitの開始地点Csの手前付近である。この地点を車両が通過する際、車両のステア特性は、車両の旋回状態を安定化する「安定化制御」の介入が要求される程度ではないが、アンダステア傾向となる場合が多い。
(減速制御と安定化制御との調整の概要)
以下、図4を参照しながら、本装置により実行される減速制御と安定化制御との調整の概要について説明する。
先ず、カーブ情報取得手段A1によって、車両の前方にあるカーブの情報Rc,Pc(位置Pcと、その位置におけるカーブ曲率半径Rc)が取得される。カーブ情報Rc,Pcは、記憶部MAPの地図情報のデータベースに記憶されている。カーブ情報としては、位置Pc(例えば、緯度・経度の情報)と、その位置Pcにおけるカーブの曲率半径Rcとが直接的に記憶され得る。また、位置Pc、曲率半径Rcが演算できる書式(例えば、演算式と係数)が、カーブ情報として記憶され得る。
車両位置取得手段A2では、車両の現在位置Pvhが取得される。車両位置Pvhは、グローバル・ポジショニング・システムGPSを用いて検出される。
目標車速演算手段A3では、カーブ情報Rc,Pc、及び、車両位置Pvhに基づいて対象とされるカーブを安定して通過するための目標車速Vtが演算される。
減速制御目標値演算手段A4では、目標車速Vtと、車速取得手段A5により取得された車速Vxとが比較され、減速制御の目標値Gst(車輪ブレーキの目標値であり、制動トルクの目標値)が演算される。このとき、後述する実行可否判定手段A9により演算される判定結果(制御フラグ)Soにも基づいて、減速制御目標値Gstが決定される。判定結果Soが減速制御の実行を許可するとき(許可状態である場合、So=1)には、演算された減速制御目標値Gstがそのまま、後述する目標値調整手段A11に出力される。一方、判定結果Soが減速制御の実行を禁止(否定)するとき(禁止状態、So=0)には、減速制御目標値Gstとして「0(制御の非実行)」が出力される。
なお、「禁止状態」は、「ディスエーブル(disable)」とも称呼され、電子制御ユニットECU内の車輪ブレーキ制御ユニットECU1にて実行される減速制御の機能の「無効状態」を意味する。例えば、「禁止状態」では、減速制御の制御量(目標量)として「0」が出力される。また、「許可状態」は、「イネーブル(enable)」とも称呼され、減速制御の機能の「有効状態」を意味する。「許可状態」では、減速制御の制御量(目標量)がそのまま出力される。
実旋回状態量取得手段A6では、実際の車両のヨー運動状態量(実旋回状態量Ta)が取得される。実旋回状態量Taは、車両に対して実際に発生しているヨーイング運動状態量であり、例えば、実ヨーレイトYr、実横加速度Gy、実車体スリップ角βa、実車体スリップ角速度dβaである。また、これらのうちから2つ以上の状態量を組み合わせて得られる値が、実運動状態量Taとして使用され得る。
目標旋回状態量取得手段A7では、目標とされる車両のヨー運動状態量(目標旋回状態量Td)が取得される。目標旋回状態量Tdとして、実旋回状態量Taに対応した同じ次元の値(目標ヨーレイトYrd、目標横加速度Gyd、目標車体スリップ角βd、目標車体スリップ角速度dβd)が演算される。目標旋回状態量Tdは、車速Vx及びステアリングホイール角度θsw(或いは、前輪舵角δf)に基づいて演算される。
ステア特性演算手段A8では、実旋回状態量Taと目標旋回状態量Tdとに基づいて車両のステア特性(アンダステア、ニュートラルステア、オーバステア)が演算され、その演算結果(ステア特性値)Schが演算される。ステア特性値Schは、車両のステア特性の程度を表す値であり、ステア特性値Schとして、目標旋回状態量Tdと実旋回状態量Taとの偏差(=Td−Ta)を使用することができる。この場合、アンダステア傾向では、ステア特性値Schが大きい正の値に演算される。目標旋回状態量Tdを使用することなく実旋回状態量Taのみに基づいてステア特性を演算することができる。例えば、実車体スリップ角速度dβa、実車体スリップ角βa等に基づいてステア特性値Schが演算され得る。
実行可否判定手段A9では、ステア特性値Schに基づいて減速制御の実行可否の判定結果(制御フラグ)Soが決定される。なお、実行可否判定手段A9による最終的な判定結果は、ステア特性値Schに基づく判定結果(制御フラグ)So以外の判定結果(制御フラグSy,Sd,Ss,Sm)にも基づいて決定され得る。これらについては後に詳述する。以下、先ず、実行可否判定手段A9による判定結果が、ステア特性値Schに基づく判定結果(制御フラグ)Soのみに基づいて決定される場合について説明を続ける。
この場合、Sch<Sc1(所定値)のとき(車両がアンダステア傾向にない場合)には、減速制御の実行を禁止するため、判定結果が禁止状態(So=0)とされる。この判定は、「ステア特性値が小さい段階では、車両がカーブ内を実際に走行している可能性が低い(従って、カーブ情報の信頼性が低い)であろう」と考えられることに基づく。この結果、上述したように、減速制御目標値Gstとして「0」が目標値調整手段A11に出力される。
一方、Sch≧Sc1(所定値)のとき(車両がアンダステア傾向にある場合)には、減速制御の実行を許可するため、判定結果が許可状態(So=1)とされる。この所定値Sc1は、車両のアンダステア傾向を判断するための閾値である。この判定は、「ステア特性値が大きい段階では、車両がアンダステア傾向となって車両がカーブ内を実際に走行している可能性が高い(従って、カーブ情報の信頼性が高い)であろう」と考えられることに基づく。この結果、減速制御目標値Gstとして、目標車速Vtと車速Vxとの比較に基づいて演算された値がそのまま目標値調整手段A11に出力される。
安定化制御目標値演算手段A10では、安定化制御の目標値Est(車輪ブレーキの目標値であり、制動トルクの目標値)が、ステア特性値Schに基づいて演算される。安定化制御は車両のアンダステアやオーバステアを抑制する公知の制御である。
目標値調整手段A11では、減速制御目標値Gstと安定化制御目標値Estとが調整されて制動制御目標値Btが演算される。後に詳述するが、安定化制御の開始条件は、Sch>Sc2(所定値)である。ここで、Sc2>Sc1である。従って、Sch<Sc1のとき、減速制御も安定化制御も実行されないから、制動制御目標値Btとして「0(制御の非実行)が車輪ブレーキ制御手段A12に出力される。Sc1≦Sch≦Sc2のとき、減速制御のみが実行され得るから、制動制御目標値Btとして減速制御目標値Gstが車輪ブレーキ制御手段A12に出力される。Sch>Sc2(所定値)のとき、減速制御、及び安定化制御が共に実行され得るから、制動制御目標値Btとして、減速制御目標値Gstと安定化制御目標値Estとが調整されて得られる値が車輪ブレーキ制御手段A12に出力される。
車輪ブレーキ制御手段A12では、制動制御目標値Btに基づいて実際の制動制御量(例えば、制動圧力)Baが制御される。車輪ブレーキ制御手段A12としては、例えば、ポンプ、電気モータ、ソレノイドバルブ等で構成される公知の手段を用いることができる。
この実際の制動制御量(例えば、制動圧力)Baが車輪ブレーキ手段A13に出力され、この結果、車輪に制動力が発生する。車輪ブレーキ手段A13としては、例えば、キャリパ、ロータ、パッド等で構成される公知の手段を用いることができる。
上述したように、実行可否判定手段A9による最終的な判定結果は、ステア特性値Schに基づく判定結果(制御フラグ)So以外の判定結果(制御フラグSy,Sd,Ss,Sm)にも基づいて最終的に決定され得る。このように複数の判定演算を設けることで、減速制御実行可否の判定精度を向上させることができる。この場合については後述する。
(目標車速Vtの演算)
次に、図5を参照しながら、目標車速演算手段A3(図4を参照)による目標車速Vtの演算の詳細について説明する。
先ず、適正車速演算ブロックB1では、車両がカーブを適正に通過するための適正車速Vqoが演算される。具体的には、カーブ情報Rc,Pcに基づいて、カーブ内の曲率半径が一定となる区間(一定曲率半径区間Zit)の曲率半径Rmが決定され、この曲率半径Rmに基づいて適正車速Vqoが演算される。曲率半径Rmとして、カーブ内の最小曲率半径を使用することもできる。曲率半径Rmが大きいほど適正車速Vqoがより大きい値に演算される。これにより、曲率半径Rmにかかわらず概ね同一の横加速度をもって車両がカーブを通過できるように適正車速Vqoが決定される。
更に、適正車速Vqoは、登降坂勾配Kud、道幅(幅員)Wrd、前方の見通しMsk、及び、車速Vxのうちの少なくとも1つ以上に基づいて調整することができる。登降坂勾配Kudが降り坂の場合、平坦路の場合に比して適正車速Vqoがより小さい値に調整され、登り坂の場合、平坦路の場合に比して適正車速Vqoがより大きい値に調整される。道幅Wrdが狭い場合、道幅Wrdが広い場合に比して適正車速Vqoがより小さい値に調整され、道幅Wrdが広い場合、道幅Wrdが狭い場合に比して適正車速Vqoがより大きい値に調整される。前方の見通しMskが悪い場合、見通しMskが良い場合に比して適正車速Vqoがより小さい値に調整され、前方の見通しMskが良い場合、見通しMskが悪い場合に比して適正車速Vqoがより大きい値に調整される。車速Vxが高い場合、車速Vxが低い場合に比して適正車速Vqoがより小さい値に調整され、車速Vxが低い場合、車速Vxが高い場合に比して適正車速Vqoがより大きい値に調整される。
路面摩擦係数μmaxに基づいて、適正車速Vqoを調整することもできる。この場合、路面摩擦係数μmaxが大きい場合、路面摩擦係数μmaxが小さい場合に比して、適正車速Vqoがより大きい値に調整され、路面摩擦係数μmaxが小さい場合、路面摩擦係数μmaxが大きい場合に比して、適正車速Vqoがより小さい値に調整される。
路面摩擦係数μmaxの演算は、セルフアライニングトルクセンサATf*により取得される車輪のセルフアライニングトルクSatに基づいて行われる。車輪の横力が増大していく過程において、セルフアライニングトルクSatも増大していく。この過程において、横力が飽和する状態(即ち、旋回限界状態)に達する前にセルフアライニングトルクSatが最大値となる。このため、車両の旋回が限界に達する前に路面摩擦係数μmaxを推定することができる。
セルフアライニングトルクSatの検出については、例えば、特開2008−24073号公報、特開2007−245901号公報、特開2004−233331号公報等に記載された公知の手法の1つを用いることができる。また、セルフアライニングトルクに基づく路面摩擦係数μmaxの演算についても、例えば、特開2007−245901号公報等に記載された公知の手法の1つを利用することができる。
基準地点設定演算ブロックB2では、基準地点Pcrが決定される。基準地点Pcrとは、減速制御により車速を適正車速Vqoまで減少させるための目標とされる地点である。基準地点Pcrは、カーブ内の曲率半径が一定となる入口地点Cs(一定曲率半径区間において車両に最も近い地点)に設定することができる。また、カーブ内の曲率半径が最小となる地点Csを、基準地点Pcrとして設定することができる。地点Csは、カーブ形状Rc、及び、カーブ位置Pcに基づいて決定される。
地点Pcrは、一定曲率半径区間の入口地点Cs、或いは、曲率半径最小地点よりも距離Lprだけ車両に近い地点(車両に近い側のカーブへの進入部に当たる緩和曲線の終了部付近)に設定することができる。距離Lprは一定値とすることができる。
また、距離Lprは車速Vxに応じて演算することができる。具体的には、車速Vxが所定値V1以下では距離Lprが「0」とされ(即ち、地点PcrがCsと一致し)、Vx>V1(所定値)では、車速VxのV1からの増加に従って距離Lprが「0」から増大するように距離Lprが決定され得る。ここで、車速Vxを適正車速Vqoに置き換えて、適正車速Vqoに基づいて距離Lprを決定することができる。
この場合、地点Pcrは、地点Csから距離Lprだけカーブ開始地点Ciに近いカーブ上の地点に設定される。即ち、地点Pcrは、距離Lpr、カーブ形状Rc、及び、地点Cs(カーブ位置Pc)に基づいて設定される。
上述のように、地点Pcrは車速を適正車速Vqoまで減少させるための目標とされる地点である。ここで、地図情報等には誤差が含まれる場合がある。上記のように地点Pcrを地点Csよりもカーブ入口Ciに距離Lprだけ近い地点に設定することで、その誤差が吸収され得る。即ち、カーブ内にて車速制御が早めに開始されて、地点Pcrよりカーブ入口Ciに近い側のカーブ上の地点にて車速を適正車速Vqoまで確実に減速させることができる。
目標車速演算ブロックB3では、目標車速Vtが演算される。基準地点Pcr、及び、適正車速Vqoに基づいて、車両位置Pvhにおける目標車速Vt(Vt[Pvh])を演算するための目標車速演算特性Vtchが決定される。この目標車速演算特性Vtchとしては、カーブ入口側から基準地点Pcrまで車速が減速度Gm(例えば、予め設定された定数)をもって減少していき、基準地点Pcrで車速が適正車速Vqoとなる特性が採用される。減速度Gmは、ウェット路面での一般的な路面摩擦係数を考慮した値に設定され得る。
減速度Gmは、路面摩擦係数μmaxに基づいて調整することができる。具体的には、路面摩擦係数μmaxが大きいほど減速度Gmがより大きい値に調整され得る。そして、基準地点Pcr、及び適正車速Vqoに基づいて決定された目標車速演算特性Vtchに、車両位置Pvhを入力することで、車両位置Pvhにおける目標車速Vtが演算される。このように演算される目標車速Vtが、減速制御目標値演算手段A4(図4を参照)に出力される。
(減速制御目標値Gstの演算)
次に、図6を参照しながら、減速制御目標値演算手段A4(図4を参照)による減速制御目標値Gstの演算の詳細について説明する。
先ず、比較演算ブロックB4では、現在の実際の車速Vxと目標車速Vtとの偏差ΔVx(=Vx−Vt)が演算される。
減速制御目標値演算ブロックB5では、車速偏差ΔVxに基づいて減速制御目標値Gstが演算される。具体的には、偏差ΔVx(>0)が大きいほど、減速制御目標値Gstがより大きな値に演算され、偏差ΔVxが負のときにはGstは「0」に演算される。即ち、車速Vxが目標車速Vtよりも大きいとき(Vx>Vt)には減速制御が実行され、車速Vxが目標車速Vtよりも小さいとき(Vx<Vt)には減速制御が実行されない。
減速制御目標値Gstは、路面摩擦係数μmaxに基づいて調整することができる。具体的には、路面摩擦係数μmaxが大きいほど減速制御目標値Gstがより大きい値に調整される。
このようにブロックB5にて演算された減速制御目標値Gstが切替演算ブロックB6に出力される。切替演算ブロックB6では、実行可否判定手段A9による判定結果(制御フラグ)Soに基づいて、ブロックB5から出力される減速制御目標値Gstと減速制御禁止を表す目標値「0」とのうちの何れかが選択され、選択された値が最終的な減速制御目標値Gstとして出力される。即ち、判定結果(制御フラグ)Soが禁止状態(So=0)にある場合、偏差ΔVxが正の値であっても、最終的な減速制御目標値Gstとして「0」が出力される。一方、判定結果(制御フラグ)Soが許可状態(So=1)にある場合、ブロックB5にて演算される減速制御目標値Gstがそのまま、最終的な減速制御目標値Gstとして出力される。このように演算・選択される最終的な減速制御目標値Gstが、目標値調整手段A11(図4を参照)に出力される。
なお、実行可否判定手段A9による最終的な判定結果が、ステア特性値Schに基づく判定結果(制御フラグ)So以外の判定結果(制御フラグSy,Sd,Ss,Sm、これは後述)にも基づいて決定される場合、切替演算ブロックB6では、実行可否判定手段A9による最終的な判定結果に基づいて最終的な減速制御目標値Gstが演算・選択される。
(実行可否判定演算と安定化制御目標値の演算)
次に、図7を参照しながら、実行可否判定手段A9(図4を参照)による判定結果(制御フラグ)Soの演算、及び、安定化制御目標値演算手段A10(図4を参照)による安定化制御目標値Estの演算の詳細について説明する。
先ず、目標旋回状態演算ブロックB7では、目標とされる車両のヨーイング運動状態量(目標旋回状態量)Tdが演算される。目標旋回状態量Tdとしては、実際に発生しているヨーイング運動状態量(実旋回状態量)Taに対応した同じ次元の物理量が演算される。例えば、旋回状態量がヨーレイトの場合、目標旋回状態量Tdとして、目標ヨーレイトYrdが演算される。目標ヨーレイトYrdは、以下の式で演算される。
Yrd=(Vx・θsw)/〔SG・L・(1+Kh・Vx)〕
ここで、Khはスタビリティファクタ、Lは車両のホイールベース、SGは車両のステアリングギア比である。
ステア特性演算ブロックB8では、目標旋回状態量Tdと、目標旋回状態量Tdに対応した同じ次元の実旋回状態量Taとを比較することで、車両のステア特性が演算される。ステア特性値Schとしては、目標旋回状態量Tdと実旋回状態量Taとの偏差(Sch=Td−Ta)が演算され得る。
ステア特性値Schが概ね「0」であるときは、車両はニュートラルステアである。Sch<0であるときは、車両はオーバステアであり、ステア特性値Schの絶対値が大きいほどオーバステアの程度が大きい。一方、Sch>0であるときは、車両はアンダステアであり、ステア特性値Schが大きいほどアンダステアの程度が大きい。
ステア特性値Schがヨーレイトを利用して演算される場合、目標ヨーレイトYrdとヨーレイトセンサYRで検出された実ヨーレイトYrとの偏差ΔYr(=Yrd−Yr)に基づいてステア特性が決定される。ステア特性は、ヨーレイト偏差ΔYrが概ね「0」であるときは、車両はニュートラルステアである。ΔYr<0であるときは、車両はオーバステアであり、偏差ΔYrの絶対値が大きいほどオーバステアの程度が大きい。一方、ΔYr>0であるときは、車両はアンダステアであり、偏差ΔYrが大きいほどアンダステアの程度が大きい。
実行可否判定演算ブロックB9では、減速制御の実行可否が判定される。ステア特性がニュートラルステアからアンダステアへと変化していく過程(従って、Schが増大していく過程)において、ステア特性値Sch(或いは、ヨーレイト偏差ΔYr)が(予め設定された)所定値Sc1よりも小さい段階では、減速制御の実行を禁止するため、判定結果(制御フラグ)Soが禁止状態(So=0)とされる。一方、ステア特性値Sch(或いは、ヨーレイト偏差ΔYr)が所定値Sc1以上になった段階では、減速制御の実行を許可するため、判定結果(制御フラグ)Soが禁止状態(So=0)から許可状態(So=1)へと変更される。これらの判定は、「ステア特性値が小さい段階では、車両がカーブ内を実際に走行している可能性が低く(従って、カーブ情報の信頼性が低く)、ステア特性値が大きい段階では、車両がアンダステアとなって車両がカーブ内を実際に走行している可能性が高い(従って、カーブ情報の信頼性が高い)であろう」と考えられることに基づく。
逆に、ステア特性がアンダステアからニュートラルステアへと変化していく過程(従って、Schが減少していく過程)において、ステア特性値Sch(或いは、ヨーレイト偏差ΔYr)が(予め設定された)所定値Sc0以上の段階では、判定結果(制御フラグ)Soが許可状態(So=1)に維持される。一方、ステア特性値Sch(或いは、ヨーレイト偏差ΔYr)が所定値Sc0よりも小さくなった段階では、判定結果(制御フラグ)Soが許可状態(So=1)から禁止状態(So=0)へと変更される。ここで、所定値Sc0とSc1との間には、Sc0<Sc1という関係がある。これにより、減速制御実行可否の判定結果(制御フラグ)Soにおいて、ハンチングが発生することを防止することができる。更に、所定値Sc1は、後述する所定値Sc2よりも小さい値に設定される。
安定化制御目標値演算ブロックB10では、ステア特性値Sch(或いは、ヨーレイト偏差ΔYr)に基づいて安定化制御目標値Estが演算される。具体的には、ステア特性値Sch(或いは、ヨーレイト偏差ΔYr)が(予め設定された)所定値Sc2以下のとき、安定化制御目標値Estが「0」に演算される。即ち、Sch>Sc2が安定化制御の開始条件となる。
安定化制御目標値Estは、車両の過度のアンダステアやオーバステアを抑制し且つステア特性を適切に維持するように各車輪に対して独立して決定される。ここで、「fo」は旋回外側の前輪、「ro」は旋回外側の後輪、「ri」は旋回内側の後輪についての安定化制御目標値Estをそれぞれ表す。これらの値は、車両が減速され且つ好適なヨーイングモーメントが車両に付与されるように決定される。
上述のように、所定値Sc2は、所定値Sc1よりも大きい値に設定される。従って、カーブ進入後において(進入緩和曲線区間Zciを走行中において)ステア特性がニュートラルステアからアンダステアへと変化していく過程(従って、Schが増大していく過程)において、先ず、減速制御が開始され得る。この減速制御の実行によってアンダステアが解消された場合には、安定化制御は開始されない。一方、減速制御の実行によってもアンダステアが解消されない場合にのみ、安定化制御が開始・実行される。このように、減速制御が安定化制御よりも優先されて早期に開始・実行されることで、安定化制御が不必要に開始されることが抑制され得る。
(制動制御目標値Btの演算)
次に、図8を参照しながら、目標値調整手段A11(図4を参照)による制動制御目標値Btの演算の詳細について説明する。
上述したように、Sch<Sc1の場合、減速制御及び安定化制御が共に実行されず、Gst,Est=0となる。Sc1≦Sch≦Sc2の場合、減速制御のみが実行され、Gstが減速制御目標値演算ブロックB5(図6を参照)にて演算された値となり、Est=0となる。Sch>Sc2の場合、減速制御及び安定化制御が共に実行されて、Gstが減速制御目標値演算ブロックB5にて演算された値となり、Estが安定化制御目標値演算ブロックB10(図7を参照)にて演算された値となる。
目標値調整手段B11では、減速制御目標値Gstと安定化制御目標値Estとが調整されて、制動制御目標値Btが決定される。原則的には、「増加演算」により減速制御目標値Gstに安定化制御目標値Estが加算されて制動制御目標値Btが演算される。しかしながら、以下に述べるように、車輪スリップSp**が過大となった場合や、車両に作用するモーメント(ヨーイングモーメント)が不足するような場合、「選択演算」によって減速制御目標値Gstと安定化制御目標値Estとが調整される。
具体的には、車輪速度センサWS**によって検出される車輪速度Vw**(添字「**」は記号が何れの車輪に関するものであるかを示し、「fl」は左前輪、「fr」は右前輪、「rl」は左後輪、「rr」は右後輪を示す)に基づいて車輪スリップ演算ブロックB12にて演算される車輪スリップSp**が或る車輪について過大となった場合、その車輪に付与される制動トルクを更に増大することができない。この場合、その車輪について、減速制御目標値Gstがそのまま制動制御目標値Btとして車輪ブレーキ制御手段A12に出力される。また、ヨーレイトYr(或いは、ヨーレイト偏差ΔYr)に基づいて車両モーメント演算ブロックB13にて演算されるヨーイングモーメントYm(或いは、ヨーイングモーメント偏差ΔYm)が不足している場合、車両モーメントが適正に発生するように、「減少演算」により減速制御目標値Gstから安定化制御目標値Estを減じた値が、制動制御目標値Btとして車輪ブレーキ制御手段A12に出力される。
車輪ブレーキ制御手段A12では、この制動制御目標値Btに基づいて、車輪ブレーキ手段A13に付与される実際の制動トルクBa(制動圧力)が制御される。車輪ブレーキ制御手段A12では、実際の制動トルクBaの制御に際し、運転者の制動操作部材の操作量Bpが考慮される。また、急激な車両の加速度変化を抑制するため、制動トルク時間勾配制限手段により、制動トルクの時間に対する変化勾配に制限が与えられる。具体的には、Baの時間に対する増加勾配が所定値Lwcに制限され、Baの時間に対する減少勾配が所定値Lwdに制限される。なお、車輪ブレーキに代えて、自動変速機TMのシフトダウンを利用して調整され得る減速度を利用して減速制御が実行され得る。
(作動例)
次に、図9を参照しながら、本装置により減速制御が開始・実行される場合の一例について説明する。
地点e1にて、Vx>Vtとなり、車速偏差ΔVx(=Vx−Vt>0)が発生する。しかしながら、地点e1では、ステア特性値Schが「0」であって所定値Sc1よりも小さいため、判定結果(制御フラグ)Soが禁止状態(So=0)に維持されている。従って、地点e1以降では、ΔVx>0であるにもかかわらず(即ち、減速制御開始条件が成立しているにもかかわらず)、減速制御目標値Gstが「0」に維持される。即ち、減速制御は開始されず、実際の制動トルク(制動圧力)Baも「0」に維持される。なお、一点鎖線は、判定結果(制御フラグ)Soが許可状態(So=1)に維持されていると仮定した場合におけるBaの変化を示す。
地点e2において、車両がカーブに進入し(カーブ開始地点Ciを通過し)、ステア特性値Schが「0」から増加を開始する。そして、地点e3にて、ステア特性値Schが所定値Sc1以上となる。これに伴い、地点e3にて、判定結果(制御フラグ)Soが禁止状態(So=0)から許可状態(So=1)に変更される。従って、地点e3にて、減速制御目標値Gstが、ΔVxに基づいて演算される値(>0)に切り替えられる。即ち、減速制御が開始され、実際の制動トルクBa(>0)が付与開始される。この結果、車両が減速を開始する。
ここで、上述のように、制動トルクの増加に対して時間勾配制限Lwcが設けられている。このため、減速制御が急に開始されても、実制動トルク(制動圧力)Baが急激に増大することはなく、従って、車両が急減速されることはない。
地点e4にて、ステア特性値Schが、所定値Sc0(<所定値Sc1)よりも小さくなる。これに伴い、地点e4にて、判定結果(制御フラグ)Soが許可状態(So=1)から禁止状態(So=0)に変更される。従って、地点e4にて、減速制御目標値Gstが「0」に再び切り替えられて、減速制御が終了する。
ここで、上述のように、制動トルクの減少に対して時間勾配制限Lwdが設けられている。このため、減速制御が急に終了されても、実制動トルク(制動圧力)Baが急激に減少することはなく、従って、車両減速度が急減することはない。
図9に示した例では、先ず、Vx>Vtの条件(減速制御開始条件)が満足され、その後に判定結果(制御フラグ)Soが禁止状態(So=0)から許可状態(So=1)に変更されることで減速制御が開始されているが、先ず、判定結果(制御フラグ)Soが禁止状態(So=0)から許可状態(So=1)に変更され、その後にVx>Vtの条件(減速制御開始条件)が満足されることで減速制御が開始される場合もある。
図9に示すように、本装置では、カーブ進入後カーブの曲率半径Rcが次第に小さくなることでステア特性値Schがアンダステア傾向を示す値に達したときに減速制御が開始される。従って、道路の改修等によりカーブ形状が変更されて(例えば、カーブから直線路への改修等により)ステア特性値Schがアンダステア傾向を示す値に達しない場合、減速制御が実行されない。即ち、信頼性の低いカーブ情報に基づいて減速制御が不必要に開始・実行されることが抑制される。
以上、本発明の第1実施形態に係る車両の走行制御装置によれば、車両のカーブ進入後において、目標旋回状態量Tdと実旋回状態量Taとの偏差(ステア特性値Sch)が演算される。カーブ進入後において、Schが所定値Sc1に達しない段階では、車両がカーブを走行している可能性が低くてカーブ情報Rc,Pcの信頼性が低いとして、減速制御の実行を禁止する判定(So=0)が行われる。一方、Schが所定値Sc1に達した段階では、車両がカーブを走行している可能性が高くてカーブ情報Rc,Pcの信頼性が高いとして、減速制御の実行を許可する判定(So=1)が行われる。減速制御は、制御開始条件(Vx>Vt)が成立していて且つ制御実行が許可されている場合(So=1)にのみ開始・実行される。従って、制御開始条件が成立していても、制御実行が禁止されている場合(So=0)には減速制御は開始されない。
これにより、信頼性が確実に高いカーブ情報のみに基づいて減速制御が実行され得る。換言すれば、信頼性が低いカーブ情報に基づいて減速制御が不必要に開始・実行されることを抑制することができる。例えば、カーブ入口付近でのカーブの改修(特に、カーブから直線路への改修)等に起因して、取得されたカーブ情報Rc,Pcと実際のカーブ形状とが異なる場合等において、開始されるべきでない減速制御が開始されることを禁止することができる。
また、一般に、カーブ進入後において、減速制御の開始が要求される地点は、カーブにおいて曲率半径が小さくなる一定曲率半径区間Zitの開始地点Csの手前付近である。従って、所定値Sc1を、車両がこの地点を通過する際のステア特性値Schと同程度の値に設定することで、減速制御が開始される地点を適切な地点とすることができる。
また、カーブ内にて減速制御が開始された後でも、ステア特性値Schが演算され続ける。この結果、ステア特性値Schが所定値Sc0(<Sc1)よりも小さくなった場合、判定結果が許可状態(So=1)から禁止状態(So=0)へと変更されて、実行中の減速制御が中止される。例えば、カーブ入口付近は改修されず、カーブの途中から改修が行われている場合において、カーブ入口付近の通過段階では判定結果が許可状態(So=1)となって減速制御が開始された場合であっても、カーブの途中の通過段階にて判定結果が許可状態(So=1)から禁止状態(So=0)に変更されることで、実行中の減速制御が中止され得る。
本発明は上記第1実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。例えば、上記第1実施形態では、実行可否判定手段A9による判定結果が、ステア特性値Schに基づく判定結果(制御フラグ)Soのみに基づいているが、実行可否判定手段A9による最終的な判定結果(制御フラグSfin)が、Schに基づく判定結果(制御フラグ)Soに代えて、或いは加えて、他の判定結果(制御フラグSy,Sd,Ss,Sm)に基づいて決定されてもよい。
ここで、制御フラグSfinは、「1」のとき実行可否判定手段A9による最終的な判定結果が許可状態(減速制御の実行が許可される状態)であることを示し、「0」のとき実行可否判定手段A9による最終的な判定結果が禁止状態(減速制御の実行が禁止される状態)であることを表す。この場合、図4、及び図6において、「So」を「Sfin」に置き換えることで説明することができる。
図10は、制御フラグSfinが禁止状態(Sfin=0)から許可状態(Sfin=1)に変更される場合についての処理の一例を示したフローチャートである。なお、「禁止状態」は「無効状態」に対応し、「許可状態」は「有効状態」に対応する。このフローチャートに対応するルーチンは、所定時間(例えば、6msec)の経過毎に繰り返し実行される。
ステップ101では、実行禁止中(Sfin=0)であるか否かが判定され、「No」の場合、本ルーチンが直ちに終了する。いま、実行禁止中(Sfin=0)であるものとすると、ステップ101にて「Yes」と判定されて、ステップ102にて、車両方位角Yaが演算され、続くステップ103にて、Yaに基づく判定結果(制御フラグ)Syが許可状態(Sy=1)にあるか否かが判定される。方位角Yaとは、カーブ入口手前の直線部の方向に対する、車両位置における車両の進行方向(車両の向いている方向)のなす角度である。
なお、「カーブ入口手前の直線部の方向」は、例えば、車両が走行した所定距離(例えば、20m)の区間内での実旋回状態量の推移に基づいて直線部が判定され、この判定された直線部上における車両の進行方向に基づいて決定され得る。ここで、前記所定距離は、記憶部MAPに記憶されている地図情報に基づいて決定されるカーブ入口Ciの位置の誤差、並びに、グローバル・ポジショニング・システムGPS等によって取得される車両位置Pvhの誤差等が吸収され得る値に決定される。
以下、図11を参照しながら、Yaに基づく判定結果(制御フラグ)Syの演算(ステップ102、103の処理)について詳細に説明する。図11に示すように、方位角演算ブロックB14では、実旋回状態量Ta(例えば、実ヨーレイトYr)に基づいて方位角Yaが演算される。例えば、実旋回状態量Taとして、実ヨーレイトYrが取得され、カーブ入口CiからYrを積分(積算)演算していくことで方位角(ヨー角)Yaが演算される。
カーブ出口方位角演算ブロックB15では、カーブ情報Rc,Pcに基づいて、カーブ出口Cd(或いは、一定曲率半径区間の終了地点Ce)での方位角Ya2が演算される。ここで、方位角Ya2は、カーブ入口手前の直線部の方向に対する、カーブ出口Cd(或いは、地点Ce)におけるカーブの接線方向のなす角度である。
可否判定しきい値演算ブロックB16では、車速Vxに基づいて所定値Ya1が演算される。具体的には、車速Vxが大きいほど所定値Ya1がより小さい値に演算される。
実行可否判定演算ブロックB17では、方位角Yaが所定値Ya1以上となったときに、判定結果(制御フラグ)Syが禁止状態(Sy=0)から許可状態(Sy=1)に変更される。更に、Yaが所定値Ya2以上となったときに判定結果(制御フラグ)Syが許可状態(Sy=1)から禁止状態(Sy=0)に変更される。この判定演算は、「方位角Yaが小さい(Ya1未満の)段階では、車両がカーブ内を実際に走行している可能性が低く(従って、カーブ情報の信頼性が低く)、Yaが大きい(Ya1以上の)段階では、車両がカーブ内を実際に走行している可能性が高い(従って、カーブ情報の信頼性が高い)」と考えられることに基づく。
上述のように、方位角Yaは、カーブ入口Ciからの実ヨーレイトYrの積算値である。従って、カーブ進入後において、道路の幅方向における車両の位置が変動する場合(車両がふらついた場合)であっても、方位角Yaは、巨視的にみた場合での車両の進行方向を表し得る。従って、例えば、運転者がアウト・イン・アウトに走行ラインを取った場合においても、判定結果(制御フラグ)Syにより、カーブ情報の信頼性の高低、即ち、減速制御実行の可否を的確に判定することができる。
以上、「方位角Yaが所定値Ya1以上となった」ことが、「カーブに対する旋回が検出される」ことに対応する。なお、「カーブに対する旋回」は、演算された方位角のみならず、実ヨーレイトやステアリングホイール角等の検出された値(実測値)に基づいて検出されてもよいし、車載カメラ等の撮像装置やミリ波レーザレーダ等のセンサを用いて検出されてもよい。
例えば、撮像装置を用いる場合、一般に立体物が画像認識されると、その立体物が車速に応じて画面内を一定速度で移動し、画面内におけるその立体物の位置が変化する。このとき、立体物は、画面内において消失点を中心に一定の動きをする。しかしながら、左右旋回が行われた場合、これとは異なり、立体物は、画面内において画面端から一様に左右に移動する。従って、画面内の立体物が画面端から一様に左右に移動することが検出されたことに基づいて「カーブに対する旋回」が検出されてもよい。
また、センサ、特にミリ波レーザレーダが用いられる場合も、撮像装置が用いられる場合と同様、「検知物(静止物)と自車との位置関係」と「自車の車速」とから旋回を判断することが可能となる。具体的には、旋回時において静止物が検出される場合、静止物が画面内において横方向に移動するとともに静止物と自車との距離が遠くなっていく。従って、静止物が検出され、且つ、その検出結果により、その後においてその静止物が画面内において横方向に移動するとともに静止物と自車との距離が遠くなっていくことが示されるとき、「カーブに対する旋回」が検出されてもよい。
再び、図10を参照し、ステップ103にて「No」と判定される場合(Ya<Ya1)、本ルーチンが直ちに終了する。一方、ステップ103にて「Yes」と判定される場合(Ya≧Ya1)、ステップ104では、ステア特性値Schが演算され、続くステップ105では、Schに基づく判定結果(制御フラグ)Soが許可状態(So=1)にあるか否かが判定される。Schに基づく判定結果(制御フラグ)Soの演算(ステップ104、105の処理)は、図7に示したブロックB7,B8,B9の演算と同じである。
ステップ105にて「No」と判定される場合(Sch<Sc1)、本ルーチンが直ちに終了する。一方、ステップ105にて「Yes」と判定される場合(Sch≧Sc1)、ステップ106では、実旋回状態量Taが演算され、続くステップ107では、Taに基づく判定結果(制御フラグ)Ssが許可状態(Ss=1)にあるか否かが判定される。
以下、図12を参照しながら、Taに基づく判定結果(制御フラグ)Ssの演算(ステップ106、107の処理)について詳細に説明する。図12に示すように、実旋回状態量取得手段A6(図4を参照)では、実旋回状態量Ta(例えば、実横加速度Gy等)が取得される。
実行可否判定演算ブロックB18では、実旋回状態量Ta(例えば、Gy)が増大していく過程においては、実旋回状態量Ta(例えば、Gy)が所定値Ta1未満の段階では、判定結果(制御フラグ)Ssが禁止状態(Ss=0)とされ、Ta(例えば、Gy)が所定値Ta1以上となった段階では、判定結果(制御フラグ)Ssが禁止状態(Ss=0)から許可状態(Ss=1)に変更される。この判定演算は、「実旋回状態量Ta(例えば、Gy)が小さい(Ta1未満の)段階では、車両がカーブ内を実際に走行している可能性が低く(従って、カーブ情報の信頼性が低く)、Ta(例えば、Gy)が大きい(Ta1以上の)段階では、車両がカーブ内を実際に走行している可能性が高い(従って、カーブ情報の信頼性が高い)」と考えられることに基づく。
一方、実旋回状態量Ta(例えば、Gy)が減少していく過程においては、実旋回状態量Ta(例えば、Gy)が所定値Ta0より大きい段階では、判定結果(制御フラグ)Ssが許可状態(Ss=1)とされ、Ta(例えば、Gy)が所定値Ta0以下となった段階では、判定結果(制御フラグ)Ssが許可状態(Ss=1)から禁止状態(Ss=0)に変更される。ここで、所定値Ta0とTa1との間には、Ta0<Ta1という関係がある。これにより、減速制御実行可否の判定結果(制御フラグ)Ssにおいて、ハンチングが発生することを防止することができる。
再び、図10を参照し、ステップ107にて「No」と判定される場合(Ta<Ta1)、本ルーチンが直ちに終了する。一方、ステップ107にて「Yes」と判定される場合(Ta≧Ta1)、ステップ108では、車両旋回方向Dvhが演算され、続くステップ109では、カーブ方向Dcvが演算される。そして、ステップ110では、Dvh,Dcvに基づく判定結果(制御フラグ)Sdが許可状態(Sd=1)にあるか否かが判定される。
以下、図13を参照しながら、Dvh,Dcvに基づく判定結果(制御フラグ)Sdの演算(ステップ108、109、110の処理)について詳細に説明する。図13に示すように、旋回方向識別演算ブロックB19では、実旋回状態量Taに基づいて車両の旋回方向Dvhが識別される。
具体的には、実旋回状態量Taの絶対値が所定値Ts未満の場合、車両は「直進」と識別される。実旋回状態量Taの絶対値が所定値Ts以上の場合、車両は旋回中と識別され、その時点での実旋回状態量Taの符号によって「左旋回」か「右旋回」かが識別される。即ち、旋回方向Dvhとして、「直進」、「左旋回」、及び「右旋回」のうちの何れか1つが演算される。
カーブ方向識別演算ブロックB20では、カーブ情報Rc,Pc、及び、車両位置Pvhに基づいて、車両の進行方向に対するカーブの方向Dcvが識別される。具体的には、車両位置Pvhにおけるカーブ曲率半径Rvhが所定値Rvsより大きい場合、カーブ方向Dcvは「直線」と識別される。カーブ曲率半径Rvhが所定値Rvs以下の場合、カーブ曲率半径Rvhの向きによって「左カーブ」か「右カーブ」かが識別される。即ち、カーブ方向Dcvとして、「直線」、「左カーブ」、及び「右カーブ」のうちの何れか1つが演算される。
実行可否判定演算ブロックB21では、旋回方向Dvhとカーブ方向Dcvとが一致している場合、判定結果(制御フラグ)Sdが許可状態(Sd=1)とされ、旋回方向Dvhとカーブ方向Dcvとが不一致の場合、判定結果(制御フラグ)Sdが禁止状態(Sd=0)とされる。この判定演算は、「旋回方向Dvhとカーブ方向Dcvとが一致すれば、カーブ情報の信頼性が高く、旋回方向Dvhとカーブ方向Dcvとが一致しなければ、カーブ情報の信頼性が低い」と考えられることに基づく。
再び、図10を参照し、ステップ110にて「No」と判定される場合(DvhとDcvとが不一致)、本ルーチンが直ちに終了する。一方、ステップ110にて「Yes」と判定される場合(DvhとDcvとが一致)、ステップ111では、計算旋回指標Seが演算され、続くステップ112では、実旋回指標Saが演算され、続くステップ113では、SeとSaとの比較結果Shが演算される。そして、ステップ114では、Shに基づく判定結果(制御フラグ)Smが許可状態(Sm=1)にあるか否かが判定される。
以下、図14を参照しながら、Shに基づく判定結果(制御フラグ)Smの演算(ステップ111、112、113、114の処理)について詳細に説明する。図14に示すように、カーブ曲率半径演算ブロックB22では、車両位置Pvhにおけるカーブの曲率半径Rvhが演算される。
具体的には、先ず、カーブ情報Rc,Pcに基づいてカーブ内における位置Pcと曲率半径Rcとの関係(曲率半径演算特性)Rchが演算される。曲率半径演算特性Rchは、予め記憶された道路上の複数の点(ノード点)の位置を幾何学的に滑らかに繋いで得られる曲線に基づいて推定することができる(例えば、特許3378490号公報を参照)。或いは、曲率半径演算特性Rchは、緩和曲線(例えば、クロソイド曲線)を表す関数、及び、パラメータ等を用いて地図情報のデータベース内に記憶することができる。
曲率半径演算特性Rchに基づいて、車両位置Pvhにおけるカーブ曲率半径Rvhが演算される。即ち、位置と曲率半径との関係で定義される曲率半径演算特性Rchに車両位置Pvhを入力することによって、車両位置Pvhにおけるカーブ曲率半径Rvhが演算される。
計算旋回状態量演算ブロックB23では、演算された曲率半径Rvhに基づいて計算旋回状態量Teが演算される。計算旋回状態量Teとして、以下の状態量を演算することができる。
計算横加速度Gye=Vx/Rvh
計算ヨーレイトYre=Vx/Rvh
計算操舵角度δfe=〔L・(1+Kh・Vx)〕/Rvh
計算ステアリングホイール角度θswe=〔SG・L・(1+Kh・Vx)〕/Rvh
計算車輪速度差ΔVwe=(Tr・Vx)/Rvh
計算方位角Yae(カーブ入口手前の直線部の方向に対する車両位置Pvhにおけるカーブの接線方向)
ここで、Khはスタビリティファクタ、Lは車両のホイールベース、Trは車両のトレッド、SGは車両のステアリングギア比である。
計算旋回指標演算ブロックB24では、計算旋回状態量Teに基づいて計算旋回指標Seが演算される。上述のように演算されたカーブ曲率半径Rvhそのものを計算旋回指標Seとすることができる。更には、上述のそれぞれの計算旋回指標Seのうちで、2つ以上を組み合わせて計算旋回指標Seを演算することができる。
実旋回指標演算ブロックB25では、実旋回状態量Taに基づいて実旋回指標Saが演算される。実旋回指標Sa及び計算旋回指標Seとして、同じ(次元の)物理量(状態量)が演算される。例えば、計算旋回指標Seがカーブ曲率半径Rvhである場合、計算旋回指標Seに対応する実旋回指標Saとして、実旋回状態量Taに基づいてカーブ曲率半径Rtaが演算される。Rtaは、以下の何れかの演算により取得され得る。
Rta=Vx/Gya
Rta=Vx/Yra
Rta=〔L・(1+Kh・Vx)〕/δfa
Rta=〔SG・L・(1+Kh・Vx)〕/θswa
ここで、Khはスタビリティファクタ、Lは車両のホイールベース、SGは車両のステアリングギア比である。
比較演算ブロックB26では、計算旋回指標Seと実旋回指標Saとが比較される。比較結果Shとして、実旋回指標Saと計算旋回指標Seとの偏差の絶対値(旋回指標偏差)を使用することができる。
実行可否判定演算ブロックB27では、旋回指標偏差Shに基づいて判定結果(制御フラグ)Smが演算される。旋回指標の偏差Shが所定値Sh1以下の場合、判定結果(制御フラグ)Smが許可状態(Sm=1)とされる。一方、偏差Shが所定値Sh1よりも大きい場合、判定結果(制御フラグ)が禁止状態(Sm=0)とされる。この判定演算は、「地図情報に基づいて演算される計算旋回指標Seと実際に検出される実旋回指標Saとがほぼ一致していれば(Sh≦Sh1)、カーブ情報の信頼性が高く、SeとSaとの差が大きければ(Sh>Sh1)、カーブ情報の信頼性が低い」と考えられることに基づく。
制御実行の可否判定は、車両がカーブに進入した時期から、カーブ情報Rc,Pc、及び、実旋回状態量Taの少なくとも一方に基づいて演算される車両旋回値Tvh(或いは、実旋回指標Sa、或いは、計算旋回指標Se)が所定値Thsに達する時期までの間の偏差Shの推移に基づいて行うことができる。また、旋回指標偏差Shが所定値Sh1以下の状態が所定範囲Hn1(所定距離Ls1、或いは、所定時間Ts1)に亘って継続されたときに、判定結果を許可状態(Sm=1)とすることができる。これにより、ノイズ等の影響を排除して、安定した実行可否判定を行うことができる。
このような制御実行の可否判定は、減速制御が開始された後も継続される。減速制御実行中において、旋回指標偏差Shが所定値Sh2よりも大きくなった場合、判定結果を許可状態(Sm=1)から禁止状態(Sm=0)へと変更することができる。また、車速制御実行中において、旋回指標偏差Shが所定値Sh2よりも大きい状態が所定範囲Hn2(所定距離Ls2、或いは、所定時間Ts2)に亘って継続された場合に判定結果を許可状態(Sm=1)から禁止状態(Sm=0)へと変更することもできる。これにより、実行中の減速制御を中止することができる。ここで、所定値Sh1と所定値Sh2との間には、Sh1<Sh2の関係がある。これにより、減速制御実行可否の判定結果(制御フラグ)Smにおいて、ハンチングが発生することを防止することができる。
再び、図10を参照し、ステップ114にて「No」と判定される場合(Sh>Sh1)、本ルーチンが直ちに終了する。一方、ステップ114にて「Yes」と判定される場合(Sh≦Sh1)、ステップ115にて、減速制御実行の開始を許可するため、実行可否判定手段A9(図4を参照)による最終的な判定結果(制御フラグSfin)が禁止状態(Sfin=0)から許可状態(Sfin=1)へと変更される。
なお、図10に示した処理における方位角Ya、ステア特性値Sch、実旋回状態量Ta、旋回方向Dvh、カーブ方向Dcv、及び、実旋回指標Saは、判定状態量(減速制御の実行可否判定に用いられる状態量)と称呼される。
所定値Ya1、Sc1、Ta1、Ts、Rvs、及び、Thsは、対象とされるカーブの進入緩和曲線区間(進入クロソイド曲線区間)の中央地点よりも入口側を走行した場合の車両の旋回状態、或いは、カーブの状態に相当する値とすることができる。そのため、対象とされるカーブの進入緩和曲線区間内の前半部分で制御実行の可否判定を完了することができる。そして、制御実行が許可されたとき(例えば、Sfin=1)には、同一のカーブの進入緩和曲線区間内の後半部分で車両を減速する車速制御を開始することができる。
以上のように、図10に示した処理の一例では、制御フラグSfinが禁止状態(Sfin=0)にある場合において、Yaに基づく判定結果(制御フラグSy)、Schに基づく判定結果(制御フラグSo)、Taに基づく判定結果(制御フラグSs)、Dvh,Dcvに基づく判定結果(制御フラグSd)、及び、Shに基づく判定結果(制御フラグSm)、の5つの判定結果の全てが許可状態(制御フラグ=1)となった場合にのみ、制御フラグSfinが許可状態(Sfin=1)に変更される。
これに代えて、制御フラグSfinが禁止状態(Sfin=0)にある場合において、5つの判定結果のうちで何れか1つの判定結果のみが許可状態(制御フラグ=1)となった場合、或いは、何れか2つ以上4つ以下の判定結果が許可状態(制御フラグ=1)となった場合に、制御フラグSfinを許可状態(Sfin=1)に変更することもできる。
図15は、制御フラグSfinが許可状態(Sfin=1)から禁止状態(Sfin=0)に変更される場合についての処理の一例を示したフローチャートである。なお、「禁止状態」は「無効状態」に対応し、「許可状態」は「有効状態」に対応する。このフローチャートに対応するルーチンも図10に示したルーチンと同様、所定時間(例えば、6msec)の経過毎に繰り返し実行される。
図15のルーチンは、図10のルーチンにおいて、ステップ101、103、105、107、110、114、115をそれぞれ、ステップ201、203、205、207、210、214、215に置き換えたものである。以下、図15のルーチンにおいて、図10と異なる点においてのみ説明する。
ステップ201では、実行許可中(Sfin=1)であるか否かが判定され、「No」の場合、本ルーチンが直ちに終了する。実行許可中(Sfin=1)の場合、ステップ201にて「Yes」と判定されて、ステップ102以降の処理が行われる。
ステップ203では、Yaに基づく判定結果(制御フラグ)Syが禁止状態(Sy=0)にあるか否か(Ya≧Ya2となっているか否か)が判定され、「Yes」の場合、ステップ215の処理が行われる。「No」の場合、ステップ104以降の処理が行われる。
ステップ205では、Schに基づく判定結果(制御フラグ)Soが禁止状態(So=0)にあるか否か(Sch≦Sc0となっているか否か)が判定され、「Yes」の場合、ステップ215の処理が行われる。「No」の場合、ステップ106以降の処理が行われる。
ステップ207では、Taに基づく判定結果(制御フラグ)Ssが禁止状態(Ss=0)にあるか否か(Ta≦Ta0となっているか否か)が判定され、「Yes」の場合、ステップ215の処理が行われる。「No」の場合、ステップ108以降の処理が行われる。
ステップ210では、Dvh,Dcvに基づく判定結果(制御フラグ)Sdが禁止状態(Sd=0)にあるか否か(DvhとDcvが不一致となっているか否か)が判定され、「Yes」の場合、ステップ215の処理が行われる。「No」の場合、ステップ111以降の処理が行われる。
ステップ214では、Shに基づく判定結果(制御フラグ)Smが禁止状態(Sm=0)にあるか否か(Sh≧Sh2となっているか否か)が判定され、「Yes」の場合、ステップ215の処理が行われる。「No」の場合、本ルーチンが終了する。
ステップ215では、実行中の減速制御を禁止するため、実行可否判定手段A9(図4を参照)による最終的な判定結果(制御フラグSfin)が許可状態(Sfin=1)から禁止状態(Sfin=0)へと変更される。
以上のように、図15に示した処理の一例では、制御フラグSfinが許可状態(Sfin=1)にある場合において、Yaに基づく判定結果(制御フラグSy)、Schに基づく判定結果(制御フラグSo)、Taに基づく判定結果(制御フラグSs)、Dvh,Dcvに基づく判定結果(制御フラグSd)、及び、Shに基づく判定結果(制御フラグSm)、の5つの判定結果のうちで何れか1つが禁止状態(制御フラグ=0)となった場合に、制御フラグSfinが禁止状態(Sfin=0)に変更される。
これに代えて、制御フラグSfinが許可状態(Sfin=1)にある場合において、5つの判定結果のうちで何れか2つ以上の判定結果が禁止状態(制御フラグ=0)となった場合に、制御フラグSfinを禁止状態(Sfin=0)に変更することもできる。
以上のように、実旋回状態量Taに基づいて演算される複数の判定状態量(Ya,Sch,Ta,Dvh,Dcv,及び,Sa)に応じた複数の判定演算結果(Sy,So,Ss,Sd,及び,Sm)に基づいて実行可否判定手段A9(図4を参照)による最終的な判定結果(制御フラグSfin)を演算することで、減速制御実行可否の判定精度を向上させることができる。
実行開始許可判定(図10を参照)、及び実行中の制御禁止判定(図15を参照)においては、Yaに基づく判定演算、Schに基づく判定演算、Taに基づく判定演算、Dvh,Dcvに基づく判定演算、及びShに基づく判定演算、の5つの判定演算、及び、それらの判定演算に必要な演算(例えば、Yaに基づく判定演算に必要なステップ102)を備えているが、それらのうちの少なくとも1つ以上を省略することができる。即ち、5つの判定演算のうちの、少なくとも1つ以上の判定演算が備えられ、実行開始許可判定、及び実行中の制御禁止判定が行われる。
実行開始許可判定において、Yaに基づく判定演算、Schに基づく判定演算、Taに基づく判定演算、Dvh,Dcvに基づく判定演算、及び、Shに基づく判定演算のうちの何れか1つが「第1実行可否判定手段」に相当する。これらの判定演算のうちで、第1実行可否判定手段とは相違する何れか1つが、「第1実行可否判定手段とは異なる第2実行可否判定手段」に相当する。
また、上記第1実施形態において、図4に示す目標車速演算手段A3(具体的には、図5に示すブロックB3)において演算された目標車速Vtを、運転者の加速操作部材APの加速操作量Apに基づいて増大方向に調整することができる。
具体的には、図16に示すように、修正車速演算ブロックB28にて、加速操作量Apに基づいて、修正車速Vzが演算される。修正車速Vzは、ApがAp1(所定値)以下のときには「0」に、ApのAp1からの増加に従って「0」から増加するように、演算される。更には、修正車速Vzには、ApがAp2(所定値)以上でVzがVz1(所定値)一定となるように、上限Vz1を設けることができる。
調整演算(増大演算)ブロックB29では、図5に示すブロックB3にて演算された目標車速Vtに修正車速Vzが加算されて、調整後の目標車速Vt(=Vt+Vz)が演算される。この調整後の目標車速Vtが減速制御目標値演算手段A4(図4を参照)に出力される。このように、加速操作量Apに基づいて修正車速Vzを演算し、修正車速Vzによって目標車速Vtを増大方向に調整することで、運転者の加速意志を減速制御に反映することができる。更には、修正車速Vzに上限Vz1を設けることで、不必要な車両の加速を抑制することができる。
以下、図17に示したフローチャートを参照しながら、図11に示した方位角演算ブロックB14での方位角の演算に関する処理の具体例について付言する。
ステップ301にて、方位角Yaの積分演算を開始する地点である積算開始地点Pskが設定される。地点Pskは、カーブ入口Ciから所定距離(所定値)Lskだけ車両に近い側(手前側)の地点として設定され得る。記憶部MAPに記憶された(或いは、記憶部MAPに記憶された情報に基づいて演算された)カーブ入口Ciの位置に基づいて、地点Pskが決定される。また、地点Pskの位置は、記憶部MAPに予め記憶され得る。地点Pskは、カーブ入口Ciと一致していてもよい(即ち、Lsk=0)。
ステップ302にて、積分演算を終了する地点である積算終了地点Pslが設定される。地点Pslは、Cdから所定距離(所定値)Lslだけ車両に近い側(手前側)の地点として設定され得る。記憶部MAPに記憶された(或いは、記憶部MAPに記憶された情報に基づいて演算された)カーブ出口Cdの位置に基づいて、地点Pslが決定される。また、地点Pslの位置は、記憶部MAPに予め記憶され得る。地点Pslは、カーブ出口Cdと一致していてもよい(即ち、Lsl=0)。2つのカーブが連続する場合、車両に最も近いカーブ(以下、「第1カーブ」と呼ぶ。)に対応する積算終了地点Psl1が、車両に次に近いカーブ(以下、「第2カーブ」と呼ぶ。)に対応する積算開始地点Psk2と一致、又は、地点Psk2よりも手前(車両に近い側)に存在する。
ステップ303にて、方位角Yaの積分演算が実行中か否かが判定される。方位角Yaの積算が開始されており、ステップ303にて肯定判定(YES)がなされると、演算処理はステップ305に進む。方位角Yaの積算が未だ開始されておらず、ステップ303にて否定判定(NO)がなされると、演算処理はステップ304に進む。
ステップ304では、車両が地点Pskを通過したか否かが判定される。車両が未だ地点Pskに到達していない場合、ステップ304にて否定判定が行われて、方位角の演算が行われない。一方、車両が地点Pskに到達又は通過している場合、ステップ304にて肯定判定が行われ、演算処理はステップ305に進む。
ステップ305では、車両が地点Pslを通過したか否かが判定される。車両が地点Pslに到達又は通過している場合、ステップ305にて肯定判定が行われて、演算処理はステップ309に進む。ステップ309では、方位角演算(積算)が終了されて、方位角Yaが「0」にリセットされる。一方、車両が未だ地点Pslに到達していない場合、ステップ305にて否定判定が行われ、演算処理はステップ306に進む。
ステップ306では、実旋回状態量Ta(例えば、ステアリングホイール角度θsw、前輪舵角δf)が所定の範囲内(Taの絶対値|Ta|が所定値Tsk以下)であるか否かが判定される。実旋回状態量Taが所定値Tskの範囲内(|Ta|≦Tsk)にある場合、ステップ306にて肯定判定が行われ、演算処理はステッ307に進む。実旋回状態量Taが所定値Tskの範囲外(|Ta|>Tsk)にある場合、ステップ306にて否定判定が行われ、演算処理はステップ308に進む。
ステップ307では、方位角Yaのリセット処理が行われる。リセット処理では、方位角Ya(積算値)が「0」とされる。ステップ308では、方位角Yaを演算するための積分演算(積算)処理が行われる。
なお、上述した方位角の演算では、車両が地点Pskを通過した後且つ地点Pslを通過する前である限りにおいて、実旋回状態量Taが所定の範囲内である場合に方位角Yaがリセットされているが、車両が地点Psk,Pslを通過したか否かによらず、実旋回状態量Taが所定の範囲内である場合に常に方位角Yaがリセットされてもよい。
記憶部MAPに記憶されている情報に基づいて決定されるカーブ入口Ciの位置には誤差が含まれている。同様に、グローバル・ポジショニング・システムGPS等によって取得される車両位置Pvhにも誤差が含まれる。上述した方位角の演算では、方位角Yaの積分演算は、カーブ入口Ciから所定値(所定距離)Lskだけ手前の地点から開始されるため、これらの誤差が補償され得る。所定値Lskとしては、これらの誤差が吸収され得る値が用いられ、具体的にはLskは、記憶部MAPの精度、及び、GPSの性能の少なくとも一方に基づいて設定され得る。
なお、カーブ入口Ciよりも手前側は直線区間であり、カーブ入口Ciよりも手前(車両に近い側)にて方位角Yaの積算が開始される。このため、カーブ入口Ciまでの区間では方位角Yaは概ねゼロに演算される。
また、上述した方位角の演算では、実旋回状態量Ta(例えば、操舵角Str(θsw及びδfの総称))が所定の範囲内(即ち、Taが直線走行に対応する範囲内)にある場合、方位角Yaの値がリセットされて「0」に戻される。直線走行中に車線変更等が行われた場合にも方位角Yaが発生する。しかしながら、車線変更が終了した後にはTaは「0」に戻るため、方位角Yaがリセットされる。これにより、車両のカーブ内への進入が確実に判定され得る。
以下、図18、図19を参照しながら、上述した方位角の演算により作用・効果について説明する。
先ず、図18を参照しながら、単独カーブの場合(カーブが1つだけ存在する場合)について説明する。車両位置(1)において、車両前方のカーブが認識される。方位角演算の開始地点Pskが、カーブ入口Ciよりも所定値Lskだけ手前(車両に近い側)に設定される。また、方位角演算の終了地点Pslが、カーブ出口Cdよりも所定値Lslだけ手前(或いは、一定曲率半径区間の終了地点Ceよりも所定距離Lsmだけ奥側(車両から離れる側))に設定される。
車両が積算開始地点Pskに到達(或いは、通過)したとき、方位角Yaの演算(積算演算)が開始される。方位角Yaは、直線区間Zstの方向と車両の向きとの角度である。地点Pskからカーブ入口Ciまでの区間は直線であるため、方位角Yaは概ね「0」に演算される。
車両がカーブ入口Ciを通過した後、Ya演算が開始されるが、実旋回状態量Taが所定範囲内にあるとき(Taの絶対値が所定値Tsk以内にあるとき)には、図17に示したルーチンの演算周期毎に、方位角Yaがリセットされ「0」に戻される。車両が進入緩和曲線区間Zciに進入すると、方位角Yaは「0(直線路の走行に対応)」から徐々に増加する。車両位置(2)にて方位角Yaが所定値Ya1以上となると、判定結果Syは禁止状態(減速制御の無効状態)から許可状態(減速制御の有効状態)に切り換えられる。更に、車両が進行し、積算終了地点Pslに到達したときに方位角演算は終了する。判定結果Syは、方位角Yaが所定値Ya2以上となったとき、或いは、方位角演算が終了したとき、許可状態(有効状態)から禁止状態(無効状態)に切り換えられる。
このように、カーブ入口Ciよりも手前(距離Lskだけ手前)で方位角の積算演算が開始される。このため、記憶部MAP及びGPSの誤差が補償され得る。加えて、方位角Yaが実旋回状態量Taに基づいてリセットされる。このため、車線変更や車線内でのふらつきが発生した場合であっても、確実にカーブに進入したことが識別され得る。
次に、図19を参照しながら、複数カーブが連続する場合(2つのカーブが直線区間を挟まないで接続される場合)について説明する。これは所謂S字カーブと呼ばれる。この例では、第1カーブ(車両に最も近いカーブ)の退出緩和曲線区間Zcjと、第2カーブ(車両前方にある第1カーブの次に近いカーブ)の進入緩和曲線区間Zciとが地点Ciにて接続されている。即ち、一定曲率半径Rnを含むカーブの出口と、一定曲率半径Rmを含むカーブの入口とが一致している。このように、S字カーブでは、ZcjとZciとが接続されるCiにおける車両の向きが直線区間の方向に相当する。以下、一定曲率半径Rmを含むカーブ(第2カーブ)が減速制御の対象であるものとし、車両が位置(3)を走行している場合を想定する。
車両が地点Psl1を通過した後、Yaの演算が一旦終了される。第2カーブに対応する地点Psk2を通過したとき、Ya演算が開始される。地点Psk2は、カーブ入口Ciよりも所定値Lskだけ車両に近い側に設定される。地点Psk2は、第1カーブの退出緩和曲線区間Zcj内に設定されている。このため、方位角Yaは積算されるが、実旋回状態量Taが所定範囲内(TaがTsk未満)となるため、Yaは演算周期毎にゼロにリセットされる。
車両が地点Psk2を通過し、実旋回状態量Taが所定範囲外(TaがTsk以上)となると、方位角Yaがゼロから徐々に増加される。車両位置(4)にて方位角Yaが所定値Ya1以上となると、判定結果Syが、禁止状態(無効状態)から許可状態(有効状態)に切り換えられる。そして、方位角Yaが所定値Ya2以上となったとき、或いは、車両が地点Psl2を通過して方位角演算が終了したとき、判定結果Syが許可状態から禁止状態に切り換えられる。
このように、方位角Yaが実旋回状態量Taに基づいてリセットされる。このため、地点Pskが緩和曲線区間(第1カーブに対応)内に設定された場合であっても、カーブ(第2カーブ)への進入が確実に識別され得る。
以上の例では、方位角Yaの演算は実ヨーレイトYrに基づいて行われている。実ヨーレイトYrに代えて他の状態量(例えば、操舵角Str)から演算される計算ヨーレイトYreが用いられ得る。なお、ステアリングホイール角度センサSAによって検出されるステアリングホイール角θsw、及び、前輪舵角センサFSによって検出される操向車輪(前輪)の操舵角度δfを総称して操舵角Strと称呼する。
計算ヨーレイトYre1(第1計算ヨーレイト)は左右車輪の速度差ΔVwに基づいて演算され得る。計算ヨーレイトYre2(第2計算ヨーレイト)は操舵角に基づいて演算され得る。計算ヨーレイトYre3(第3計算ヨーレイト)は実横加速度Gyに基づいて演算され得る。即ち、左右車輪の速度差ΔVw、操舵角Str、及び、実横加速度Gyのうちの何れか1つが積算されて、方位角Yaが演算され得る。また、実ヨーレイトYr、及び、計算ヨーレイトYre1,Yre2,Yre3のうちの2つ以上を組み合わせて、方位角Yaが演算され得る。
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態に係る走行制御装置、及びカーブ情報の信頼性評価装置(以下、「本装置」と称呼するときもある。)について説明する。第2実施形態の機械的な構成は、第1実施形態のものと全く同じであるので、ここではそれらの詳細な説明を省略する。
(本装置によるカーブ情報の信頼性評価の概要)
以下、図20を参照しながら、本装置によりカーブ情報の信頼度Sqを演算する手法について説明する。
先ず、カーブ情報取得手段C1にて、車両の前方にあるカーブの情報Rc,Pc(位置Pcと、その位置におけるカーブ曲率半径Rc)が取得される。カーブ情報Rc,Pcは、記憶部MAPの地図情報のデータベースに記憶されている。カーブ情報には、位置Pc(例えば、緯度・経度の情報)と、その位置Pcにおけるカーブの曲率半径Rcとが、位置Pcと曲率半径Rcとの組で記憶される。また、位置Pc、曲率半径Rcが演算できる書式(例えば、演算式と係数)によって、位置Pc、曲率半径Rcを上記データベースに記憶することもできる。
車両位置取得手段C2にて、車両の現在位置Pvhが取得される。車両位置Pvhは、グローバル・ポジショニング・システムGPSを用いて検出される。
計算旋回指標演算手段C3にて、カーブ情報Rc,Pc、及び車両位置Pvhに基づいて、走行中のカーブの車両位置Pvhにおける計算旋回指標Seを計算する。この計算旋回指標Seは、車両位置Pvhとカーブ情報Rc,Pcとに基づいて計算される車両の旋回の程度を表す指標である。
図21は、計算旋回指標Seの一例を示している。図21に示すように、現在の車両位置Pvhにおける曲率半径Rvhそのものを計算旋回指標Seとすることができる。曲率半径Rvhは、対象となるカーブ内における位置とカーブ曲率半径との関係Rch(後述)に車両位置Pvhを入力することで演算され得る。
また、図21に示すように、現在の車両位置Pvhにおける曲率半径Rvhに基づいて、計算横加速度Gye、計算ヨーレイトYre、計算前輪舵角δfe、計算ステアリングホイール角θswe、計算車輪速度左右差ΔVwe、及び計算方位角Yaeのうちの少なくとも何れか1つを演算し、計算旋回指標Seとすることができる。或いは、これらのうちの2以上(2種類以上)を組み合わせて演算される値を計算旋回指標Seとすることもできる。
実旋回状態量取得手段C4にて、車両の実際の旋回状態量Ta(実際の旋回状態を表す値)が取得される。実旋回状態量Taとして、実横加速度Gya、実ヨーレイトYra、実前輪舵角δfa、実ステアリングホイール角θswa、実車輪速度左右差ΔVwa、及び実方位角Yaaのうちの少なくとも何れか1つが取得(検出、或いは、演算)される。
実旋回指標演算手段C5にて、実旋回状態量Taに基づいて実際の旋回指標Saが演算される。実旋回指標Saは、車両の実際の旋回の程度を表す指標である。図21に示すように、実旋回指標Saとして、実旋回状態量Taである、実横加速度Gya、実ヨーレイトYra、実前輪舵角δfa、実ステアリングホイール角θswa、実車輪速度左右差ΔVwa、及び実方位角Yaaのうちの少なくとも何れか1つを用いることができる。更には、図21に示すように、これらの実旋回状態量Taを用いて演算されるカーブの曲率半径Rtaを実旋回指標Saとすることができる。或いは、これらのうちの2以上(2種類以上)を組み合わせて演算される値を実旋回指標Saとすることもできる。
なお、上記のように旋回指標Se,Saとして、2以上(2種類以上)を組み合わせて演算される値が用いられる場合、カーブ情報の信頼性評価の冗長性が確保される。
比較手段C6にて、計算旋回指標Seと実旋回指標Saとが比較される。具体的には、旋回指標の偏差Sh(実旋回指標Saと計算旋回指標Seとの偏差の絶対値|Sa−Se|)が演算される。
信頼度演算手段C7にて、取得されたカーブ情報Rc,Pcの信頼性を評価した結果である信頼度Sqが演算される。旋回指標偏差Sh(=|Sa−Se|)が所定値S1以下であって概ね「0」のときには、Sq=1とされて、カーブ情報Rc,Pcの信頼性が高い旨の評価結果が出力される。偏差Shが所定値S1から大きくなるにつれて、信頼度Sqが「1」から徐々に小さくされ、カーブ情報の信頼性が低下している旨の結果が出力される。そして、偏差Shが所定値S2以上のときには、Sq=0とされて、カーブ情報の信頼性が非常に低い旨の結果が出力される。
また、カーブ情報Rc,Pcの信頼度Sqは、「信頼性あり(Sq=1)」、及び「信頼性なし(Sq=0)」の2段階の値とすることができる。このとき、旋回指標偏差Sh(=|Sa−Se|)が所定値S3以下のときには、Sq=1とされて、カーブ情報Rc,Pcの信頼性が高い旨の評価結果が出力される。偏差Shが所定値S3より大きいときには、Sq=0とされて、カーブ情報の信頼性が低下している旨の評価結果が出力される。
更には、信頼度Sqは、「信頼性あり(Sq=1)」から「信頼性なし(Sq=0)」までの多段階の値(或いは、無段階の値)とすることができる。出力された信頼度Sqは、カーブ情報を利用した運転者への報知、車両制御に用いることができる。
上述の演算では、信頼度Sqは、時々刻々と変化する計算旋回指標Se、及び、実旋回指標Saに基づいて演算される。これに対し、所定範囲(所定時間、或いは、所定距離)での計算旋回指標Se、及び、実旋回指標Saの平均値に基づいて信頼度Sqを演算することもできる。或いは、車両がカーブ開始地点Ciを通過後、計算旋回指標Se、又は、実旋回指標Saが所定値Thsに達する時期までの旋回指標偏差Shの推移に基づいて信頼度Sqを演算することもできる。
(本装置によるカーブ内での車速制御の概要)
以下、図22を参照しながら、本装置により実行される、カーブ内で車両を減速する車速制御(カーブ車速制御)について説明する。以下、前出の図に示した手段等と同じ、或いは等価な手段等については、前出の図に示した符号と同じ符号を付することでそれらの説明に代える。例えば、図22に示す、カーブ情報取得手段C1、車両位置取得手段C2、計算旋回指標演算手段C3、実旋回状態量取得手段C4、実旋回指標演算手段C5、及び、比較手段C6はそれぞれ、図20に示したものと同じである。
第1実行可否判定手段C8では、上述した旋回指標偏差Shに基づいて、カーブ車速制御を実行するか否かの判定が行われる。第1実行可否判定手段C8には、カーブ情報Rc,Pc、及び、実旋回状態量Taの少なくとも一方に基づいて演算される車両の旋回状態を表す値(車両旋回値)Tvhが提供される。車両がカーブに進入した時期(カーブ開始地点Ciを通過した時期)から、この車両旋回値Tvhが予め設定された所定値Thsに達する時期までの、旋回指標偏差Shの推移に基づいて、制御実行の可否が判定される。
また、実旋回指標Sa及び計算旋回指標Seのうちの少なくとも一方が提供され、車両のカーブ進入時期から、実旋回指標Sa、或いは、計算旋回指標Seが予め設定された所定値Thsに達する時期までの、旋回指標偏差Shの推移に基づいて、制御実行の可否が判定されてもよい。
ここで、所定値Thsは、対象とされるカーブの進入緩和曲線区間(進入クロソイド曲線区間)の中央地点よりも入口側を走行した場合の車両の旋回状態に相当する値とすることができる。また、所定値Thsは、予め設定された車両旋回状態(例えば、横加速度が0.3〜0.4G)に相当する値とすることもできる。
後に詳述するが、車両がカーブに進入した時点から、カーブ情報Rc,Pc、及び、実旋回状態量Taの少なくとも一方に基づいて演算される上記車両旋回値Tvh(或いは、実旋回指標Sa、或いは、計算旋回指標Se)が所定値Thsに達するまでの期間において、旋回指標偏差Shが所定値Sh1以下で推移する場合、判定結果が禁止状態(初期状態、So=0)から許可状態(So=1)へと変更される。一方、上記期間内において、偏差Shが所定値Sh1よりも大きくなった場合、判定結果が禁止状態(So=0)に維持される。ここで、Soは制御の禁止・許可を表す制御フラグであり、「0」は制御実行の禁止、「1」は制御実行の許可を表す。
第1実行可否判定手段C8では、車両がカーブに進入した後において、旋回指標偏差Shが所定値Sh1以下の状態が所定範囲Hn1(所定距離Ls1、或いは、所定時間Ts1)に亘って継続されたときに、判定結果を禁止状態(So=0)から許可状態(So=1)へと変更することができる。これにより、ノイズ等の影響を排除して、安定した制御実行の可否判定を行うことができる。
以上のように、カーブ情報Rc,Pc、及び、実旋回状態量Taの少なくとも一方に基づいて演算される車両旋回値Tvh(或いは、実旋回指標Sa、或いは、計算旋回指標Se)が所定値Thsへ到達するまでに制御実行の可否判定が行われるため、対象とされるカーブの進入緩和曲線区間内の前半部分で制御実行の可否判定を完了することができる。そして、制御実行が許可されたとき(So=1)には、同一のカーブの進入緩和曲線区間内の後半部分で車両を減速する車速制御を開始することができる。
また、車速制御手段C11(後述)によって車速制御が開始された後でも、第1実行可否判定手段C8は、偏差Shを演算し続ける。この結果、偏差Shが所定値Sh2よりも大きくなった場合、実行中の車速制御を中止するため、判定結果が許可状態(So=1)から禁止状態(So=0)へと変更される。ここで、旋回指標偏差Shが所定値Sh2よりも大きい状態が所定範囲Hn2(所定距離Ls2、或いは、所定時間Ts2)に亘って継続されたときに、判定結果を許可状態(So=1)から禁止状態(So=0)へと変更することができる。なお、所定値Sh1とSh2との間には、Sh1<Sh2という関係がある。この大小関係によって、制御実行の可否判定のハンチングを防止することができる。
目標車速演算手段C9では、カーブ情報Rc,Pc、及び、車両位置Pvhに基づいて、対象とされるカーブを安定して通過するための目標車速Vtが演算される。この演算の詳細については、後に詳述する。車速取得手段C10では、車両の実際の車速Vxが取得される。
車速制御手段C11では、「制御開始・終了条件」と「制御許可・禁止条件」とが考慮される。「制御開始・終了条件」によって、カーブ車速制御を行うべきか否かが決定される。具体的には、取得された車速Vxと目標車速Vtとが比較され、実際の車速Vxが目標車速Vtを越えたときに制御開始条件が成立する。また、実際の車速Vxが目標車速Vtを下回ったときに制御終了条件が成立する。
一方、「制御許可・禁止条件」により、車速制御の実行を許可すべきか否かが決定される。具体的には、第1実行可否判定手段C8の判定結果(制御フラグSo)に基づいて、車速制御実行の許可又は禁止が決定される。更には、この制御フラグSoと、後述する制御フラグSr,Ssとの組み合わせによって、車速制御実行の許可又は禁止が決定される。
第1実行可否判定手段C8により制御実行が許可され(So=1)、且つ、制御開始条件が満足されているとき(Vx>Vt)、車速制御手段C11によりカーブ車速制御が実際に開始される。一方、第1実行可否判定手段C8により制御実行が禁止されているとき(So=0)、或いは、制御開始条件が満足されていないとき(Vx≦Vt)、カーブ車速制御は実際には開始されない。
対象とされるカーブの進入緩和曲線区間Zci内において、上記のように車速制御の実行可否の判定を行うとともに、路面摩擦係数μmaxの演算を併せて行うことができる。路面摩擦係数μmaxの演算は、セルフアライニングトルク取得手段C12により取得される車輪のセルフアライニングトルクSatに基づいて、路面摩擦係数演算手段C13により行われる。車輪の横力が増大していく過程において、セルフアライニングトルクSatも増大していく。この過程において、横力が飽和する状態(即ち、旋回限界状態)に達する前にセルフアライニングトルクSatが最大値となる。このため、車両の旋回が限界に達する前に路面摩擦係数μmaxを推定することができる。推定された路面摩擦係数μmaxは、目標車速Vtの演算や車速制御手段C11における演算に用いられる。
セルフアライニングトルクSatの検出については、例えば、特開2008−24073号公報、特開2007−245901号公報、特開2004−233331号公報等に記載された公知の手法の1つを用いることができる。また、セルフアライニングトルクに基づく路面摩擦係数μmaxの演算についても、例えば、特開2007−245901号公報等に記載された公知の手法の1つを利用することができる。
第1実行可否判定手段C8により、或るカーブにおいて制御実行が禁止された場合、制御実行が禁止されたことが、カーブ情報と対応付けて記憶され得る。この場合、車両がこのカーブを再度通過する際において、車速制御が行われないようにすることができる。これにより、カーブの後半部分が改修されたような場合等において、カーブの前半部分でも車速制御が禁止され、運転者への違和感が抑制される。
(実旋回指標と計算旋回指標との比較に基づく制御実行の可否判定の詳細)
以下、図23を参照しながら、本装置(図22に示した第1実行可否判定手段C8)により実行される、実旋回指標と計算旋回指標との比較に基づく制御実行の可否判定(制御フラグSoの設定)について詳細に説明する。
カーブ曲率半径演算ブロックD1では、車両位置Pvhにおけるカーブの曲率半径Rvhが演算される。車両位置Pvhはグローバル・ポジショニング・システムによって取得される。
具体的には、先ず、カーブ情報Rc,Pcに基づいてカーブ内における位置Pcと曲率半径Rcとの関係(曲率半径演算特性)Rchが演算される。曲率半径演算特性Rchは、予め記憶された道路上の複数の点(ノード点)の位置を幾何学的に滑らかに繋いで得られる曲線に基づいて推定することができる(例えば、特許3378490号公報を参照)。或いは、曲率半径演算特性Rchは、緩和曲線(例えば、クロソイド曲線)を表す関数、及び、パラメータ等を用いて地図情報のデータベース内に記憶することができる。
曲率半径演算特性Rchに基づいて、車両位置Pvhにおけるカーブ曲率半径Rvhが演算される。即ち、位置と曲率半径との関係で定義される曲率半径演算特性Rchに車両位置Pvhを入力することによって、車両位置Pvhにおけるカーブ曲率半径Rvhが演算される。
計算旋回状態量演算ブロックD2では、演算された曲率半径Rvhに基づいて計算旋回状態量Teが演算される。計算旋回状態量Teとして、以下の状態量を演算することができる。
計算横加速度Gye=Vx/Rvh
計算ヨーレイトYre=Vx/Rvh
計算操舵角度δfe=〔L・(1+Kh・Vx)〕/Rvh
計算ステアリングホイール角度θswe=〔SG・L・(1+Kh・Vx)〕/Rvh
計算車輪速度差ΔVwe=(Tr・Vx)/Rvh
計算方位角Yae(カーブ入口手前の直線部の方向に対する車両位置Pvhにおけるカーブの接線方向のなす角度)
ここで、Khはスタビリティファクタ、Lは車両のホイールベース、Trは車両のトレッド、SGは車両のステアリングギア比である。
計算旋回指標演算ブロックD3では、計算旋回状態量Teに基づいて計算旋回指標Seが演算される。上述のように演算されたカーブ曲率半径Rvhそのものを計算旋回指標Seとすることができる。更には、上述のそれぞれの計算旋回指標Seのうちで、2つ以上を組み合わせて計算旋回指標Seを演算することができる。以上、ブロックD1、D2、及びD3は、前記計算旋回指標演算手段C3に対応する。
実旋回指標演算ブロックD4では、実旋回状態量Taに基づいて実旋回指標Saが演算される。実旋回指標Sa及び計算旋回指標Seとして、同じ(次元の)物理量(状態量)が演算される。例えば、計算旋回指標Seがカーブ曲率半径Rvhである場合、計算旋回指標Seに対応する実旋回指標Saとして、実旋回状態量Taに基づいてカーブ曲率半径Rtaが演算される(Rtaの演算の詳細については、図21を参照)。以上、ブロックD4は、前記実旋回指標演算手段C5に対応する。
比較演算ブロックD5では、計算旋回指標Seと実旋回指標Saとが比較される。比較結果Shとして、実旋回指標Saと計算旋回指標Seとの偏差の絶対値(旋回指標偏差)を使用することができる。以上、ブロックD5は、前記比較手段C6に対応する。
第1実行可否判定演算ブロックD6では、旋回指標偏差Shに基づいて車速制御を実行するか否かの判定が行われる。旋回指標の偏差Shが所定値Sh1以下の場合、判定結果が許可状態とされて、制御フラグSo=1が出力される。一方、偏差Shが所定値Sh1よりも大きい場合、判定結果が禁止状態とされて、制御フラグSo=0が出力される。
制御実行の可否判定は、車両がカーブに進入した時期から、カーブ情報Rc,Pc、及び、実旋回状態量Taの少なくとも一方に基づいて演算される車両旋回値Tvh(或いは、実旋回指標Sa、或いは、計算旋回指標Se)が所定値Thsに達する時期までの間の偏差Shの推移に基づいて行うことができる。また、旋回指標偏差Shが所定値Sh1以下の状態が所定範囲Hn1(所定距離Ls1、或いは、所定時間Ts1)に亘って継続されたときに、判定結果を許可状態(So=1)とすることができる。これにより、ノイズ等の影響を排除して、安定した実行可否判定を行うことができる。
このような制御実行の可否判定は、車速制御手段C11により車速制御が開始された後も継続される。車速制御実行中において、旋回指標偏差Shが所定値Sh2よりも大きくなった場合、判定結果を許可状態(So=1)から禁止状態(So=0)へと変更することができる。また、車速制御実行中において、旋回指標偏差Shが所定値Sh2よりも大きい状態が所定範囲Hn2(所定距離Ls2、或いは、所定時間Ts2)に亘って継続された場合に判定結果を許可状態(So=1)から禁止状態(So=0)へと変更することもできる。これにより、実行中の車速制御を中止することができる。ここで、所定値Sh1と所定値Sh2との間には、Sh1<Sh2の関係がある。これにより、制御実行可否の判定結果においてハンチングが発生することを防止することができる。以上、ブロックD6は、前記第1実行可否判定手段C8に対応する。
(目標車速の演算の詳細)
以下、図24を参照しながら、本装置(図22に示した目標車速演算手段C9)により実行される、目標車速Vtの演算について詳細に説明する。
適正車速演算ブロックD7では、車両がカーブ(特に、一定曲率半径区間Zit)を適正に通過するための車速である適正車速Vqoが演算される。カーブ情報Rc,Pcに基づいて、カーブ内の曲率半径が一定となる区間(一定曲率半径区間Zit)の曲率半径Rmを決定する。曲率半径Rmに基づいて適正車速Vqoが演算される。適正車速Vqoは、カーブ内の最小曲率半径に基づいて演算することもできる。
これらの曲率半径が大きいほど、適正車速Vqoはより大きい値に演算される。曲率半径に応じて概ね同一の横加速度をもって車両がカーブを通過できるように適正車速Vqoが決定される。
更に、適正車速Vqoは、登降坂勾配Kud、道幅(幅員)Wrd、前方の見通しMsk、及び、車速Vxのうちの少なくとも1つ以上に基づいて調整することができる。登降坂勾配Kudが降り坂の場合、平坦路の場合に比して適正車速Vqoがより小さい値に調整され、登り坂の場合、平坦路の場合に比して適正車速Vqoがより大きい値に調整される。道幅Wrdが狭い場合、道幅Wrdが広い場合に比して適正車速Vqoがより小さい値に調整され、道幅Wrdが広い場合、道幅Wrdが狭い場合に比して適正車速Vqoがより大きい値に調整される。前方の見通しMskが悪い場合、見通しMskが良い場合に比して適正車速Vqoがより小さい値に調整され、前方の見通しMskが良い場合、見通しMskが悪い場合に比して適正車速Vqoがより大きい値に調整される。車速Vxが高い場合、車速Vxが低い場合に比して適正車速Vqoがより小さい値に調整され、車速Vxが低い場合、車速Vxが高い場合に比して適正車速Vqoがより大きい値に調整される。
路面摩擦係数μmaxに基づいて、適正車速Vqoを調整することもできる。路面摩擦係数μmaxが大きい場合、適正車速Vqoがより大きい値に調整され、路面摩擦係数μmaxが小さい場合、適正車速Vqoがより小さい値に調整される。
基準地点決定演算ブロックD8では、車速制御を行うための基準地点Pc#が決定される。ここで、添字「#」は各基準地点を意味し、「r」は減速制御の基準となる減速基準地点、「a」は車速維持制御の基準となる維持基準地点、「s」は加速抑制制御の基準となる加速基準地点を表す。各基準地点の決定方法については後述する。
目標車速演算ブロックD9では、目標車速Vtが演算される。基準地点Pc#、及び、適正車速Vqoに基づいて、車両位置Pvhにおける目標車速Vtを演算するための目標車速演算特性Vtchが決定される。具体的には、カーブ入口側から基準地点Pcr(点A)まで車速が減速度Gi(例えば、予め設定された定数)をもって減少していき、基準地点Pcr(点A)で車速が適正車速Vqoとなる特性、基準地点Pcr(点A)から基準地点Pca(点B)まで車速が適正車速Vqoに維持される特性、及び、基準地点Pca(点B)で車速が適正車速Vqoとなり、基準地点Pca(点B)からカーブ出口に向けて基準地点Pcs(点C)まで車速が加速度Go(例えば、予め設定された定数)をもって増大していく特性、を組み合わせて、目標車速演算特性Vtchが決定される。
減速度Gi、及び、加速度Goのうちの少なくとも一方は、路面摩擦係数μmaxに基づいて調整することができる。路面摩擦係数μmaxが大きい場合、減速度Gi、或いは、加速度Goをより大きい値に調整し、路面摩擦係数μmaxが小さい場合、減速度Gi、或いは、加速度Goをより小さい値に調整することができる。
このように基準地点Pc#、及び、適正車速Vqoに基づいて決定された目標車速演算特性Vtchに、車両位置Pvhを入力することで、車両位置Pvhにおける目標車速Vtが演算される。以上、ブロックD7、D8、及びD9は、前記目標車速演算手段C9に対応する。
(基準地点の設定の詳細)
以下、図25を参照しながら、本装置(図24に示した基準地点決定演算ブロックD8)により実行される、基準地点Pc#の設定について詳細に説明する。
<減速基準地点Pcrの設定>
減速基準地点Pcrは、カーブ内の曲率半径が一定となる入口地点Cs(一定曲率半径区間において車両に最も近い地点)に設定することができる。また、カーブ内の曲率半径が最小となる地点Csを、基準地点Pcrとして設定することができる。地点Csは、カーブ形状Rc、及び、カーブ位置Pcに基づいて決定される。
地点Pcrは、一定曲率半径区間の入口地点Cs、或いは、曲率半径最小地点よりも距離Lprだけ車両に近い地点(車両に近い側のカーブへの進入部に当たる緩和曲線の終了部付近)に設定することができる。距離Lprは一定値とすることができる。
また、ブロックD10にて、距離Lprは適正車速Vqoに応じて演算することができる。具体的には、適正車速Vqoが所定値Vq1以下では距離Lprが「0」とされ(即ち、地点PcrがCsと一致し)、Vqo>Vq1(所定値)では、適正車速VqoのVq1からの増加に従って距離Lprが「0」から増大するように距離Lprが決定され得る。
この場合、ブロックD11にて、地点Pcrは、地点Csから距離Lprだけカーブ開始地点Ciに近いカーブ上の地点に設定される。即ち、地点Pcrは、距離Lpr、カーブ形状Rc、及び、地点Cs(カーブ位置Pc)に基づいて設定される。
地点Pcrは車速を適正車速Vqoまで減速するための目標とする地点である。ここで、地図情報等には誤差が含まれる場合がある。上記のように地点Pcrを地点Csよりもカーブ入口Ciに距離Lprだけ近い地点に設定することで、その誤差が吸収され得る。即ち、カーブ内にて車速制御が早めに開始されて、地点Pcrよりカーブ入口Ciに近い側のカーブ上の地点にて車速を適正車速Vqoまで確実に減速させることができる。
<維持基準地点Pcaの設定>
車速維持基準地点Pcaは、カーブ内の曲率半径が一定となる出口地点Ce(一定曲率半径区間で、車両に最も遠い地点)に設定することができる。地点Ceは、カーブ形状Rc、及び、カーブ位置Pcに基づいて決定される。
地点Pcaは、一定曲率半径区間の出口地点Ceに基づいて、地点Ceよりも距離Lpaだけ車両に近い地点(一定曲率半径区間の終了部付近)に設定することができる。距離Lpaは一定値とすることができる。
また、ブロックD12にて、距離Lpaは、一定曲率半径区間の距離Lit及び適正車速Vqoのうちの少なくとも何れか一方に応じて演算することができる。具体的には、距離Litが所定値Li1以下では距離Lpaが「0」とされ(即ち、地点Pcaが地点Ceと一致し)、Lit>Li1(所定値)では、距離LitのLi1からの増加に従って距離Lpaが「0」から増大するように距離Lpaが決定される。また、適正車速Vqoが大きくなるほど距離Lpaがより小さい値に演算され得る。
この場合、ブロックD13にて、地点Pcaは、地点Ceよりも距離Lpaだけカーブ入口Ciに近い側のカーブ上の地点に設定される。即ち、地点Pcaは、距離Lpa、カーブ形状Rc、及び、地点Ce(カーブ位置Pc)に基づいて設定される。
カーブ車速制御では、地点Pcrと地点Pcaとの間で車速Vxが適正車速Vqo以下で推移するように車速Vxが制御(制限)される。上記のように、地点Pcaが点Ceよりも距離Lpaだけカーブ入口Ciに近い側のカーブ上の地点に設定されるのは、車速Vxが適正車速Vqo以下に制御されている状態において運転者のカーブ出口に向けて早目に加速したいという意志を反映するためである。また、車両の安定した走行を確保するため、車速が大きいほど距離Lpaをより小さい値に演算することができる。これにより、車速維持が早めに解除(加速が許可)されることを防止できる。
<加速基準地点Pcsの設定>
加速基準地点Pcsは、一定曲率半径区間の出口地点Ceに基づいて、地点Ceよりも距離Lpsだけ車両に遠い地点に設定することができる。距離Lpsは一定値とすることができる。
また、ブロックD14にて、距離Lpsは、適正車速Vqo及び退出緩和曲線区間の距離Ledのうちの少なくとも何れか一方に応じて演算することができる。具体的には、適正車速Vqoが大きいほど距離Lpsがより大きい値に演算され得る。また、距離Ledが大きいほど距離Lpsがより大きい値に演算され得る。
この場合、ブロックD15にて、地点Pcsは、地点Ceよりも距離Lpaだけカーブ出口Cdに近い側のカーブ上の地点に設定される。即ち、地点Pcsは、距離Lps、カーブ形状Rc、及び、地点Ce(カーブ位置Pc)に基づいて設定される。
カーブ車速制御では、地点Pcaと地点Pcsとの間で車両の加速が制限される。即ち、運転者の加速操作に対する車両の加速度が、カーブ車速制御が実行されていない通常の場合に比して、より低い値に制限される。上記のように、適正車速Vqoが大きいほど距離Lpsをより大きい値に演算するのは、車速が大きい場合において加速が制限される距離を長くして安定した走行を確保するためである。また、距離Ledが大きいほど距離Lpsをより大きい値に演算するのは、退出緩和曲線区間の長さにかかわらず退出緩和曲線区間における入口側の一定割合の区間にて加速制限を実行して安定した走行を確保するためである。ブロックD10、D11、D12、D13、D14、及びD15は、前記目標車速演算手段C9に対応する。
(車速制御手段による処理の詳細)
以下、図26を参照しながら、図22に示した車速制御手段C11により行われる処理について詳細に説明する。
先ず、比較手段C111では、車速取得手段C10(図22を参照)により得られる現在の実際の車速Vxと、目標車速演算手段C9により得られる車両位置Pvhでの目標車速Vtとの偏差ΔVx(=Vx−Vt)が演算される。
車速制御量演算ブロックC112では、車速偏差ΔVxに基づいて車速制御量Gstが演算される。車速制御量Gstは、偏差ΔVxが負のときは「0」に、偏差ΔVxが正のときは偏差ΔVxが大きいほどより大きい値に演算される。車速制御量Gstは、路面摩擦係数μmaxに基づいて調整することができる。この場合、路面摩擦係数μmaxが大きいほど車速制御量Gstがより大きい値に調整され得る。
第1実行可否判定手段C8による判定結果が許可状態にある場合(So=1)、この車速制御量Gstに基づいて、実際の車速Vxが目標車速Vtを超えないように、エンジン出力低減手段C113によるエンジン出力の低減(スロットル開度の低減、点火時期の遅角、及び燃料噴射量の低減のうちで少なくとも1つが実行される)、変速機制御手段C114による変速機制御(シフトダウンによって減速比が増大される)によるエンジンブレーキの増大、及び車輪ブレーキ制御手段C115による制動トルク(制動圧力)の付与のうちの少なくとも1つが実行される。
これにより、カーブ車速制御が実行されて、車速制御量Gstに応じて車両が減速される。一方、判定結果が禁止状態にある場合(So=0)、カーブ車速制御が実行されない。
運転者によって制動操作部材(ブレーキペダルBP)が操作される場合、車輪ブレーキ制御手段C115による制動トルク(制動圧力)と、ブレーキ入力手段C116により得られる制動操作部材の操作量に対応する制動トルク(制動圧力)とのうちで大きい方の制動トルク(制動圧力)が、最大値選択手段C117により選択される。この選択された制動トルク(制動圧力)が車輪ブレーキ手段C118(例えば、ブレーキディスク及びキャリパ)を用いて所定の車輪に与えられる。これにより、カーブ車速制御中において、運転者の制動操作に基づく制動トルクのオーバライドが可能となる。
車輪ブレーキ制御手段C115では、制動トルクの時間に対する増加勾配を所定値Lwcに制限する制限手段C115aが備えられる。これは、上述した制御開始の条件(Vx>Vt)が満足されていて且つ判定結果が禁止状態(So=0)にある場合において判定結果が許可状態(So=1)に変更されたときに、車速制御量Gstが「0」からステップ的に増大して車両が急減速することを抑制するためである。
また、この制限手段C115aは、制動トルクの時間に対する減少勾配も所定値Lwdに制限する。これは、カーブ車速制御実行中(Gst>0)において判定結果が許可状態(So=1)から禁止状態(So=0)に変更されたときに、車速制御量Gstがステップ的に「0」まで減少して車両の減速度が急に減少することを抑制するためである。
以下、図27を参照しながら、この制限手段C115aにより、上記のように制動トルクの時間に対する変化勾配が制限されることによる作用・効果について説明する。
Vx>Vtとなっていて(ΔVx>0)、車速制御量Gst(>0)が発生していても、第1実行可否判定手段C8による判定結果が禁止状態にある場合、カーブ車速制御は実行されない。しかしながら、この場合、車速制御量Gst(>0)に基づいて車輪ブレーキの目標制御量(例えば、目標制動液圧Pwct)は発生する。
時刻t0以前にて判定結果が禁止状態(So=0)にあり、時間t0において、判定結果が禁止状態に維持された状態にて実際の車速Vxが目標車速Vtよりも大きくなったものとする。この場合、時刻t0以降、車速制御量Gst(>0)が発生して、車輪ブレーキの目標制御液圧Pwct(図において一点鎖線を参照)が発生する。しかしながら、判定結果は未だ禁止状態であるから、車輪ブレーキの実際の制御量(例えば、実制動液圧Pwca)は発生しない(「0」に維持される)。
時刻t1にて、判定結果が禁止状態(So=0)から許可状態(So=1)に切り替わるものとする。この場合、仮に、既に発生している目標制動液圧Pwctと同じ大きさの実際の制御量(実制動液圧Pwca)を発生させるものとすると、時刻t1の直後にて、実制動液圧Pwcaが「0」から値Pw1までステップ的に増大することになる。この結果、車両は急減速し、運転者へ違和感を与えることになる。
これに対し、本装置では、車輪ブレーキ制御手段C115の制御量(制動圧力、制動トルク)の増加に対して、時間に対する増加勾配に制限(時間勾配制限値Lwc)が設けられる。このLwcを設定することで、実制動液圧Pwca(制動トルク)の時間に対する増加勾配がLwcを超えることはない。この結果、実制動液圧Pwcaは、時刻t1以降、「0」からLwcと等しい増加勾配をもって増大していく(図において実線を参照)。これにより、車両の急減速が抑制され得る。ここで、この車輪ブレーキ制御手段C115の実際の制御量(制動圧力、制動トルク)の増加勾配の制限は、目標制御量に制限を与えることで達成してもよいし、実際の制御量に対して機械的に制限(例えば、制動液圧の場合にはオリフィス等による制限)を与えることで達成してもよい。
同様に、カーブ車速制御中であって車輪ブレーキ制御手段C115の制御量(制動圧力、制動トルク)が発生しているときに、判定結果が許可状態(So=1)から禁止状態(So=0)に切り替わった場合も、車輪ブレーキ制御手段C115の制御量(制動圧力、制動トルク)の減少に対して、時間に対する減少勾配に制限(時間勾配制限値Lwd)が設けられる。
カーブ車速制御実行中において、時間t2にて、判定結果が許可状態(So=1)から禁止状態(So=0)へと切り替わったものとする。この場合、仮に、既に発生している実際の制御量(実制動液圧Pwca)の発生を中止するものとすると、時刻t2の直後にて、実制動液圧Pwcaが値Pw2から「0」までステップ的に減少することになる。この結果、車両の減速度が急激に減少し、運転者へ違和感を与えることになる。
これに対し、本装置では、車輪ブレーキ制御手段C115の制御量(制動圧力、制動トルク)の減少に対して、時間に対する減少勾配に制限(時間勾配制限値Lwd>0)が設けられる。このLwdを設定することで、実制動液圧Pwca(制動トルク)の時間に対する減少勾配がLwdを超えることはない。この結果、実制動液圧Pwcaは、時刻t2以降、値Pw2からLwdと等しい減少勾配をもって減少していく(図において実線を参照)。これにより、車両の減速度の急激な減少が抑制され得る。ここで、この車輪ブレーキ制御手段C115の実際の制御量(制動圧力、制動トルク)の減少勾配の制限は、目標制御量に制限を与えることで達成してもよいし、実際の制御量に対して機械的に制限(例えば、制動液圧の場合にはオリフィス等による制限)を与えることで達成してもよい。
(作用)
以下、図28を参照しながら、本装置により、車速制御実行の可否判定を行いながらカーブ車速制御が行われる場合における作用について説明する。
地点e1はカーブ入口Ciであり、地点e1から進入緩和曲線区間Zciが始まる。進入緩和曲線区間Zciのカーブに沿って運転者がステアリングホイール操作を行うことで、地点e1以降、車両の旋回状態を表す車両旋回値Tvh(或いは、実旋回指標Sa、計算旋回指標Se)が増加していく。
地点e1以降、実際の車両旋回状態量Taに基づいて、実際の旋回指標Saが演算される。また、カーブ情報Rc,Pcに基づいて、現在の車両位置Pvhにおける曲率半径Rvhが演算され、この曲率半径Rvhに基づいて計算旋回指標Seが演算される。地点e1にて、第1実行可否判定手段C8による判定結果は禁止状態(So=0)に初期化される。
図28に示す例では、車両の進行にともない地点e2を通過するとVx>Vtとなり、車速偏差ΔVx(=Vx−Vt)が発生する。これにより、車速偏差ΔVxに基づいて決定される車速制御量Gst(>0)が生じるが、判定結果が禁止状態(So=0)に維持されているため、カーブ車速制御は未だ開始されない。具体的には、ΔVxに基づくGstに基づいて、目標制動トルク(目標制動圧力)Pwct(図中の一点鎖線で示す)は演算される一方で、実際の制動トルク(実制動圧力)Pwcaは発生しない。
車両旋回値Tvh(或いは、実旋回指標Sa、計算旋回指標Se)が所定値Thsに達する時期までに、実旋回指標Saと計算旋回指標Seとが比較され、比較結果Sh(=|Sa−Se|)に基づいて、車速制御実行の可否判定が行われる。車両旋回値Tvh等が所定値Thsに達するまでに亘って、旋回指標偏差Shが所定値Sh1以下であるときに判定結果が禁止状態(So=0)から許可状態(So=1)へと変更される。一方、旋回指標偏差Shが所定値Sh1よりも大きくなると、判定結果が禁止状態(So=0)に維持される。
図28に示す例では、地点e3において、車両旋回値Tvh(或いは、実旋回指標Sa、計算旋回指標Se)が所定値Thsに達し、この地点e3までに亘って、旋回指標偏差Shが所定値Sh1以下である。従って、地点e3にて、判定結果が禁止状態(So=0)から許可状態(So=1)へと変更される。この結果、地点e3にてカーブ車速制御が開始され、車両は減速を開始する。
ここで、上述のように、制動トルク(制動圧力)の増加に対して時間勾配制限値Lwcが設けられている。このため、地点e3以降、実制動トルク(制動圧力)Pwcaが急激に増大せず、従って、車両が急減速されることはない。増加勾配が制限された実制動トルク(制動圧力)が増大しながら目標制動トルク(目標制動圧力)に達すると、それ以降、実制動トルク(制動圧力)が目標制動トルク(目標制動圧力)に一致するように調整されていく。
図28に示した例では、地点e4にて、偏差Shが所定値Sh1よりも大きくなる。この結果、地点e4にて、判定結果が許可状態(So=1)から禁止状態(So=0)へと変更される。これにより、カーブ車速制御による減速が中止される。ここで、上述のように、制動トルク(制動圧力)の減少に対して時間勾配制限値Lwdが設けられている。このため、地点e4以降、実制動トルク(制動圧力)Pwcaが急激に減少せず、従って、車両減速度が急激に減少することが抑制される。
図28に示した例では、先ず、Vx>Vtの制御開始条件が満足されて、その後に制御の実行が許可されているが、制御の実行が許可された後にVx>Vtの制御開始条件が満足されて、カーブ車速制御が開始される場合もある。
以上、本発明の第2実施形態に係る車両の走行制御装置によれば、車両のカーブ進入後において、実旋回状態量Taに基づく実旋回指標Saと、車両位置Pvh及びカーブ情報Rc,Pcに基づく計算旋回指標Seとの偏差Shが演算される。カーブ進入後から、Sa或いはSeが所定値Thsに達するまでに亘って偏差Shが所定値Sh1以下で推移した場合、カーブ情報Rc,Pcの信頼性が高いとしてカーブ車速制御の実行を許可する判定(So=1)が行われ、そうでない場合、カーブ情報Rc,Pcの信頼性が低いとしてカーブ車速制御の実行を禁止する判定(So=0)が行われる。カーブ車速制御は、制御開始条件(Vx>Vt)が成立していて且つ制御実行が許可されている場合(So=1)にのみ開始・実行される。従って、制御開始条件が成立していても、制御実行が禁止されている場合(So=0)にはカーブ車速制御は開始されない。
これにより、信頼性が確実に高いカーブ情報のみに基づいてカーブ車速制御が実行され得る。換言すれば、信頼性が低いカーブ情報に基づいてカーブ車速制御が不必要に開始・実行されることを抑制することができる。例えば、カーブ入口付近でのカーブの改修(特に、カーブから直線路への改修)等に起因して、取得されたカーブ情報Rc,Pcと実際のカーブ形状とが異なる場合等において、開始されるべきでないカーブ車速制御が開始されることを禁止することができる。
また、実旋回状態量Sa或いは計算旋回状態量Seが所定値Thsに達するまでに制御実行の可否判定が行われるため、対象とされるカーブの進入緩和曲線区間内の前半部分で制御実行の可否判定を完了することができる。そして、制御実行が許可されたとき(So=1)には、同一のカーブの進入緩和曲線区間内の後半部分で車両を減速する車速制御を開始することができる。
また、カーブ内にてカーブ車速制御が開始された後でも、偏差Shが演算され続ける。この結果、偏差Shが所定値Sh1(Sh2)よりも大きくなった場合、判定結果が許可状態(So=1)から禁止状態(So=0)へと変更されて、実行中のカーブ車速制御が中止される。例えば、カーブ入口付近は改修されず、カーブ出口付近のみ改修されている場合において、カーブ入口付近の通過段階では判定結果が許可状態(So=1)となってカーブ車速制御が開始された場合であっても、カーブ出口付近の通過段階にて判定結果が許可状態(So=1)から禁止状態(So=0)に変更されることで、実行中のカーブ車速制御が中止され得る。
本発明は上記第2実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。例えば、上記第2実施形態では、図24のブロックD9にて演算された目標車速Vtを用いてカーブ車速制御が実行されているが、この目標車速Vtを、運転者の加速操作部材APの操作量Apに基づいて調整してもよい。
具体的には、図29に示す修正車速演算ブロックD16にて、加速操作量Apに基づいて、修正車速Vzが演算される。修正車速Vzは、加速操作量ApがAp1(所定値)以下のときは「0」に、Ap>Ap1のときはApのAp1からの増加に従って「0」から増大するように演算される。更に、修正車速Vzには、加速操作量ApがAp2(所定値)以上でVzがVz1(所定値)で一定となるように上限車速Vz1を設けることができる。
調整演算ブロックD17にて、図24のブロックD9にて演算された目標車速Vtに修正車速Vzが加算されて、調整後の目標車速Vt(=Vt+Vz)が演算される。そして、車速Vxがこの調整後の目標車速Vtを超えないようにカーブ車速制御が実行される。
このように、加速操作量Apに基づいて修正車速Vzが演算され、修正車速Vzによって目標車速Vtが増大する方向に調整されることにより、運転者の加速意志をカーブ車速制御に反映することができる。更には、上限車速Vz1を設けることで、不必要な車両の加速を抑制することができる。
また、上記第2実施形態では、第1実行可否判定手段C8による旋回指標偏差Shに基づく判定演算(制御フラグSo)のみに基づいて、カーブ情報の信頼性の評価(従って、制御実行の可否)が判定されているが、この判定の精度(確実性)を更に向上させるために、図30に示すように、第1実行可否判定手段C8(偏差Shに基づく判定演算)とは異なる判定演算が更に設けられてもよい。
第1実行可否判定手段C8が、「第1実行可否判定手段」に相当する。また、第2実行可否判定演算ブロックD18、及び、第3実行可否判定演算ブロックD21の何れか1つが、「第1実行可否判定手段とは異なる第2実行可否判定手段」に相当する。
図30に示す第2実行可否判定演算ブロックD18では、実旋回状態量取得手段C4により得られる実旋回状態量Taに基づいて制御実行可否の判定演算が行われる。実旋回状態量Taは、車両に対して実際に発生しているヨーイング運動状態量であり、例えば、実ヨーレイトYra、実横加速度Gya、実車体スリップ角βa、実車体スリップ角速度dβaである。また、これらのうちから2つ以上の状態量を組み合わせて得られる値を実旋回状態量Taとして使用することができる。
実旋回状態量Ta(例えば、実横加速度Gya)が増加していく場合、実旋回状態量Ta(例えば、実横加速度Gya)が所定値Ta1よりも小さい段階では、判定結果が禁止状態(Ss=0)とされる。実旋回状態量Ta(例えば、実横加速度Gya)が所定値Ta1以上となった段階では、判定結果が禁止状態(Ss=0)から許可状態(Ss=1)へと変更される。この判定は、「実旋回状態量Taが大きい場合、車両がカーブを実際に走行している可能性が高くて、カーブ情報の信頼性が高いであろう」との考えに基づく。ここで、Ssは、実旋回状態量Taに基づく制御実行の禁止・許可を表す制御フラグであり、「0」は制御実行の禁止、「1」は制御実行の許可を表す。
実運動状態量Ta(例えば、実横加速度Gya)が減少していく場合、実旋回状態量Ta(例えば、実横加速度Gya)が所定値Ta0以上の段階では、判定結果が許可状態(Ss=1)とされる。実旋回状態量Ta(例えば、横加速度Gy)が所定値Ta0よりも小さくなった段階では、判定結果が許可状態(Ss=1)から禁止状態(Ss=0)とされる。ここで、所定値Ta0とTa1との間には、Ta0<Ta1という関係がある。これにより、車速制御の実行可否の判定結果においてハンチングが発生することを防止することができる。
また、図30に示す第3実行可否判定演算ブロックD21では、ステア特性値Schに基づいて制御実行可否の判定演算が行われる。ステア特性値Schとは、車両のステア特性(アンダステア、オーバステア)の程度を表す値である。
具体的には、目標旋回状態量演算ブロックD19では、目標とする車両の旋回状態量(目標旋回状態量)Tdが演算される。目標旋回状態量Tdとしては、実旋回状態量Taと同じ次元の物理量が演算される。例えば、旋回状態量がヨーレイトの場合、目標旋回状態量Tdとして目標ヨーレイトYrdが、旋回状態量が横加速度の場合、目標旋回状態量Tdとして目標横加速度Gydが演算される。目標ヨーレイトYrd、及び、目標横加速度Gydは、以下の式で演算される。
Yrd=(Vx・θsw)/〔SG・L・(1+Kh・Vx)〕
Gyd=(Vx・θsw)/〔SG・L・(1+Kh・Vx)〕
ここで、Khはスタビリティファクタ、Lは車両のホイールベース、SGは車両のステアリングギア比である。
ステア特性演算ブロックD20では、目標旋回状態量Tdと、目標旋回状態量Tdに対応した(同じ次元の)実旋回状態量Taとを比較することで、ステア特性値Schが演算される。ここで、ステア特性値Schとしては、目標旋回状態量Tdと実旋回状態量Taとの偏差(Td−Ta)が使用され得る。また、目標旋回状態量Tdの演算を省略して、実旋回状態量Taのみに基づいてステア特性値Schを演算することができる。
ステア特性値Schが概ね「0」であるときは、車両はニュートラルステアである。Sch<0であるときは、車両はオーバステアであり、ステア特性値Schの絶対値が大きいほどオーバステアの程度が大きい。一方、Sch>0であるときは、車両はアンダステアであり、ステア特性値Schが大きいほどアンダステアの程度が大きい。
ステア特性値Schがヨーレイトを使用して演算される場合、目標ヨーレイトYrdとヨーレイトセンサYRで検出された実ヨーレイトYraとの偏差ΔYr(=Yrd−Yra)に基づいてステア特性Schが決定される。ヨーレイト偏差ΔYrが概ね「0」であるときは、車両はニュートラルステアである。そして、ΔYr<0であるときは、車両はオーバステアであり、偏差ΔYrの絶対値が大きいほどオーバステアの程度が大きい。一方、ΔYr>0であるときは、車両はアンダステアであり、偏差ΔYrが大きいほどアンダステアの程度が大きい。
第3実行可否判定演算ブロックD21では、ステア特性値Schに基づいて車速制御の実行可否が判定される。ステア特性がニュートラルステアからアンダステアへと変化していく場合、ステア特性値Sch(例えば、ヨーレイト偏差ΔYr)が所定値Sc1よりも小さい段階では、判定結果が禁止状態(Sr=0)とされる。ステア特性値Sch(例えば、ヨーレイト偏差ΔYr)が所定値Sc1以上となった段階では、判定結果が禁止状態(Sr=0)から許可状態(Sr=1)へと変更される。この判定は、「ステア特性値Schが大きい場合(車両がアンダステアの場合)、車両がカーブを実際に走行している可能性が高くて、カーブ情報の信頼性が高いであろう」との考えに基づく。ここで、Srは、ステア特性値Schに基づく制御実行の禁止・許可を表す制御フラグであり、「0」は制御実行の禁止、「1」は制御実行の許可を表す。
一方、ステア特性がアンダステアからニュートラルステアへと変化していく場合、ステア特性値Sch(例えば、ヨーレイト偏差ΔYr)が所定値Sc0よりも大きい段階では、判定結果が許可状態(Sr=1)とされる。ステア特性値Sch(例えば、ヨーレイト偏差ΔYr)が所定値Sc0以下となった段階では、判定結果が許可状態(Sr=1)から禁止状態(Sr=0)へと変更される。ここで、所定値Sc0とSc1との間には、Sc0<Sc1という関係がある。これにより、これにより、車速制御の実行可否の判定結果においてハンチングが発生することを防止することができる。
このように、実旋回指標Saと計算旋回指標Seとの偏差Shに基づく実行可否判定演算(第1実行可否判定演算)に加えて、実旋回状態量に基づく第2実行可否判定演算、及び、車両のステア特性に基づく第3実行可否判定演算、のうちの少なくとも何れか一方を設けることができる。この場合、旋回指標偏差Shに基づく判定結果が許可状態にあり、且つ、実旋回状態量Taに基づく判定結果及びステア特性値Schに基づく判定結果のうちの少なくとも何れか一方が許可状態にあるとき、車速制御の実行が許可される。即ち、So=1、且つ、〔Ss=1、或いは、Sr=1〕のときにのみ車速制御の実行を許可することができる。このように、2つの許可状態が得られたときにのみ車速制御が開始されるから、信頼度の低いカーブ情報に基づいて車速制御が不必要に開始・実行されることがより一層確実に抑制され得る。
更には、旋回指標偏差Shに基づく判定結果、実旋回状態量Taに基づく判定結果、及び、ステア特性値Schに基づく判定結果の全てが許可状態にあるときにのみ、車速制御の実行を許可することもできる。即ち、So=1、且つ、Ss=1、且つ、Sr=1のときにのみ、車速制御の実行を許可することもできる。
また、上記第2実施形態では、第1実行可否判定演算ブロックD6(図23を参照)において、実旋回指標Saと計算旋回指標Seとの比較結果Shと所定値Sh1,Sh2との大小関係に基づいて判定結果(制御フラグSo)が出力されている。これに対し、図31に示すように、ブロックD22にて、実旋回指標Saに基づいて許容範囲Hnが考慮された実旋回指標の許容特性Sahが演算され、ブロックD23にて、この許容特性Sahと計算旋回指標Seとの比較に基づいて判定結果(制御フラグSoh)が出力されてもよい。
図32に示すように、実旋回指標の許容特性Sahとしては、実旋回指標Saを含む範囲Hnを有する特性(微細なドットで示した領域を参照)が使用され得る。ここで、許容範囲Hnは、所定値(一定値)とすることができる。また、許容範囲Hnは、車速Vxに基づいて設定することができる。
計算旋回指標Seが実旋回指標の許容特性Sahの範囲内にある場合、判定結果が許可状態(Soh=1)とされる。一方、計算旋回指標Seが許容特性Sahの範囲外にある場合、判定結果が禁止状態(Soh=0)とされる。ここで、Sohは、許容特性Sahと計算旋回指標Seとの比較に基づく制御実行の禁止・許可を表す制御フラグであり、「0」は制御実行の禁止、「1」は制御実行の許可を表す。
図31、図32に示す実旋回指標Saと計算旋回指標Seとを置換して判定結果(制御フラグSoh)が出力されてもよい。この場合は、図31、図32に示す[ ]内の記号をもって説明される。即ち、計算旋回指標の許容特性Sehとして、計算旋回指標Seを含む範囲Hnを有する特性(微細なドットで示した領域を参照)が使用され得る。この場合も、許容範囲Hnは、所定値(一定値)とすることができる。また、許容範囲Hnは、車速Vxに基づいて設定することができる。
そして、この許容特性Sehと実旋回指標Saとの比較に基づいて判定結果(制御フラグSoh)が出力される。具体的には、実旋回指標Saが計算旋回指標の許容特性Sehの範囲内にある場合、判定結果が許可状態(Soh=1)とされる。一方、実旋回指標Saが許容特性Sehの範囲外にある場合、判定結果が禁止状態(Soh=0)とされる。
加えて、上記第2実施形態においても、上記第1実施形態において図17〜図19を参照しながら説明した「図11に示した方位角演算ブロックB14での方位角の演算」に関する処理が適用され得る。

Claims (16)

  1. 車両の位置を取得する車両位置取得手段と、
    前記車両が走行する道路のカーブ情報を取得するカーブ情報取得手段と、
    前記車両の速度を取得する車速取得手段と、
    前記車両の位置、前記カーブ情報、及び前記車両の速度に基づいて前記車両が前記カーブを走行する際に前記車両の速度を減少させる減速制御を実行する減速制御手段と、
    を備えた車両の走行制御装置であって、
    前記車両の実際の旋回状態を表す実旋回状態量を取得する実旋回状態量取得手段と、
    前記実旋回状態量に基づいて前記減速制御の実行が有効となる有効状態か前記減速制御の実行が無効となる無効状態かを判定する第1実行可否判定手段と、
    を備え、
    前記減速制御手段は、
    前記第1実行可否判定手段の判定結果が前記有効状態にある場合において前記減速制御を実行し、前記第1実行可否判定手段の判定結果が前記無効状態にある場合において前記減速制御を実行しないように構成された車両の走行制御装置。
  2. 請求の範囲1に記載の車両の走行制御装置において、
    前記減速制御手段は、
    前記車両の位置と前記カーブ情報とに基づいて前記車両が前記カーブを走行する際の目標車速を演算する目標車速演算手段を備え、
    前記第1実行可否判定手段の判定結果が前記有効状態にあり、且つ、前記車両の速度が前記目標車速を超えている場合に前記減速制御を開始するように構成された車両の走行制御装置。
  3. 請求の範囲1又は請求の範囲2に記載の車両の走行制御装置において、
    前記減速制御手段は、
    前記減速制御の実行中において、前記第1実行可否判定手段の判定結果が前記有効状態から前記無効状態に変更された場合に前記減速制御を中止するように構成された車両の走行制御装置。
  4. 請求の範囲1乃至請求の範囲3の何れか一つに記載の車両の走行制御装置において、
    前記第1実行可否判定手段は、
    前記実旋回状態量に基づいて前記車両の方位角を演算する方位角演算手段を備え、
    前記方位角に基づいて前記判定を行うように構成された車両の走行制御装置。
  5. 請求の範囲4に記載の車両の走行制御装置において、
    前記方位角演算手段は、
    前記実旋回状態量が所定値以下のとき、前記方位角をゼロにリセットするように構成された車両の走行制御装置。
  6. 請求の範囲1乃至請求の範囲5の何れか一つに記載の車両の走行制御装置において、
    前記第1実行可否判定手段は、
    前記実旋回状態量に基づいて前記車両の旋回方向を演算する旋回方向演算手段と、
    前記車両の位置と前記カーブ情報とに基づいて、前記車両の進行方向に対する前記カーブの方向を演算するカーブ方向演算手段と、
    を備え、
    前記旋回方向と前記カーブの方向とが一致するか否かに基づいて前記判定を行うように構成された車両の走行制御装置。
  7. 請求の範囲1乃至請求の範囲6の何れか一つに記載の車両の走行制御装置において、
    前記第1実行可否判定手段は、
    前記実旋回状態量に基づいて前記車両の実際の旋回の程度を表す指標となる実旋回指標を演算する実旋回指標演算手段と、
    前記車両の位置と前記カーブ情報とに基づいて前記実旋回指標に対応する計算旋回指標を演算する計算旋回指標演算手段と、
    を備え、
    前記実旋回指標と前記計算旋回指標との比較結果に基づいて前記判定を行うように構成された車両の走行制御装置。
  8. 請求の範囲7に記載の車両の走行制御装置において、
    前記第1実行可否判定手段は、
    前記実旋回指標及び前記計算旋回指標のうちの少なくとも何れか一方が車両がカーブに進入したときから所定値に達する時期までの前記比較結果の推移に基づいて前記判定を行うように構成された車両の走行制御装置。
  9. 請求の範囲7又は請求の範囲8に記載の車両の走行制御装置において、
    前記第1実行可否判定手段は、
    前記実旋回指標と前記計算旋回指標との差が所定値以下の状態が所定範囲に亘って継続した場合に判定結果を前記有効状態とするように構成された車両の走行制御装置。
  10. 請求の範囲1乃至請求の範囲9の何れか一つに記載の車両の走行制御装置において、
    前記第1実行可否判断手段は、前記車両が前記カーブの進入緩和曲線区間を走行中に前記判定を行い、
    前記減速制御手段は、前記第1実行可否判定手段の判定結果が前記有効状態とされた場合、前記車両が前記進入緩和曲線区間を走行中に前記減速制御を開始するように構成された車両の走行制御装置。
  11. 請求の範囲7乃至請求の範囲10の何れか一つに記載の車両の走行制御装置において、
    前記計算旋回指標演算手段は、
    前記カーブ情報に基づいて、前記カーブ内における位置と前記カーブの曲率半径との関係を決定するとともに、前記決定された関係と前記車両の位置とに基づいて前記車両の位置における前記カーブの曲率半径を演算し、前記演算された曲率半径に基づいて前記計算旋回指標を演算するように構成された車両の走行制御装置。
  12. 請求の範囲7乃至請求の範囲11の何れか一つに記載の車両の走行制御装置において、
    前記実旋回状態量取得手段は、前記実旋回状態量として前記車両の実際の操舵角度を取得し、
    前記実旋回指標演算手段は、前記実旋回指標として前記実際の操舵角度を使用するように構成された車両の走行制御装置。
  13. 請求の範囲7乃至請求の範囲12の何れか一つに記載の車両の走行制御装置において、
    前記実旋回状態量取得手段は、2以上の前記実旋回状態量を取得し、
    前記実旋回指標演算手段は、前記2以上の実旋回状態量に基づいて前記実旋回指標を演算するように構成され、
    前記計算旋回指標演算手段は、前記車両の位置と前記カーブ情報とに基づいて前記実旋回状態量に対応する2以上の計算旋回状態量を演算するとともに、前記2以上の計算旋回状態量に基づいて前記実旋回指標に対応する前記計算旋回指標を演算するように構成された車両の走行制御装置。
  14. 請求の範囲1乃至請求の範囲13の何れか一つに記載の車両の走行制御装置において、
    前記減速制御手段は、前記車両の車輪に付与される制動トルクを制御する車輪ブレーキ制御手段を備え、
    前記車輪ブレーキ制御手段は、前記制動トルクの時間に対する変化勾配が所定値を超えないように前記制動トルクを制御するよう構成された車両の走行制御装置。
  15. 請求の範囲1乃至請求の範囲14の何れか一つに記載の車両の走行制御装置であって、
    前記実旋回状態量に基づいて前記減速制御の実行が有効となる有効状態か前記減速制御の実行が無効となる無効状態かを判定する、前記第1実行可否判定手段とは異なる第2実行可否判定手段を備え、
    前記減速制御手段は、
    前記第1実行可否判定手段の判定結果が前記有効状態にあり、且つ、前記第2実行可否判定手段の判定結果が前記有効状態にある場合に前記減速制御を実行するように構成された車両の走行制御装置。
  16. 車両の位置を取得する車両位置取得手段と、
    前記車両が走行する道路のカーブに関するカーブ情報を取得するカーブ情報取得手段と、
    前記車両の速度を取得する車速取得手段と、
    前記車両の前記カーブに対する旋回を検出する旋回検出手段と、
    前記車両の前記カーブに対する旋回が検出されたとき、前記車両の位置、前記カーブ情報、及び前記車両の速度に基づいて前記車両が前記カーブを走行する際に前記車両の速度を減少させる減速制御を実行する減速制御手段と、
    を備えた車両の走行制御装置。
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