WO2010089848A1 - 車両走行制御装置 - Google Patents

Abstract

　運転者が違和感を感じることのない加減速制御が行えるようにした車両走行制御装置を提供する。　車両走行制御装置は、目標減速度に基づきスロットル制御部（１１）、シフトダウン制御部（１２）、ブレーキ制御部（１３）のいずれか少なくとも２つを作動させる車両減速制御部（７）と、目標減速度を設定する目標減速度設定部（６）と、目標減速度設定部（６）により設定された目標減速度に応じて、スロットル制御部（１１）、シフトダウン制御部（１２）、ブレーキ制御部（１３）の作動順序を変更する変更手段とを有している。

Description

車両走行制御装置

　本発明は、車両の走行を制御する車両走行制御装置に関する。

　従来、車両の走行が適切となるように制御する技術が知られている。例えば特許文献１には、先行車両との車間距離に応じて、減速度の異なる複数種類の減速手段をそれぞれの減速度の昇順に順次移行しながら作動させるようにして加減速制御を行う車間制御装置が開示されている。
特開２０００－１４２１６７号公報

　前述した車間制御装置では、加速度偏差に応じて、減速度の小さいものから大きいものに順次移行しながら加減速制御を行っている。

　しかし、前述した車間制御装置では、加減速制御を行う際、スロットル制御からアクセルオフ制御、シフトダウン制御、ブレーキ制御までの固定的な順序で各減速手段を作動させているため、目標減速度が大きいと、加減速制御を行ったときに運転者が車両の走行に違和感を感じる場合があった。

　そこで、本発明は上記課題を解決するためになされたもので、運転者が違和感を感じることのない加減速制御が行えるようにした車両走行制御装置を提供することを目的とする。

　上記課題を解決するため、本発明は、目標減速度に基づきスロットル制御部、シフトダウン制御部、ブレーキ制御部のいずれか少なくとも２つを作動させる車両減速制御手段と、目標減速度を設定する目標減速度設定手段と、その目標減速度設定手段により設定された目標減速度に応じて、スロットル制御部、シフトダウン制御部、ブレーキ制御部の作動順序を変更する変更手段とを有する車両走行制御装置を特徴とする。

　この車両走行制御装置では、設定された目標減速度に応じて、スロットル制御部、シフトダウン制御部、ブレーキ制御部の作動順序を変更して車両の減速を行うことができる。

　また、上記車両走行制御装置は、道路線形情報を取得する取得手段を更に有し、目標減速度設定手段は、取得手段により取得された道路線形情報に応じて目標減速度を設定することが好ましい。

　さらに、車速を検出する車速検出手段を更に有し、取得手段により取得された道路線形情報および車速検出手段により検出された車速に基づき車両減速制御部を作動させる必要があると判定されたときに、目標減速度設定手段が目標減速度を設定するようにすることができる。

　以上詳述したように、本発明によれば、運転者が違和感を感じることのない加減速制御が行えるようにした車両走行制御装置が得られる。

本発明の実施の形態に係る車両走行制御装置の構成を示すブロック図である。 減速制御ルーチンの動作手順を示すフローチャートである。 車両走行制御装置を搭載した車両が走行する道路の一例を示した図である。 シフトダウン制御、自動ブレーキ制御、ブレーキ操作のそれぞれによる減速効果の大きさの一例を示した図である。 目標減速度Ｇ＜１．５ｍ／Ｓ^２の場合に減速制御を行ったときの車速等を示す図である。 １．５ｍ／Ｓ^２≦目標減速度Ｇ＜２．５ｍ／Ｓ^２の場合に減速制御を行ったときの車速等を示す図である。 Ｇ≧２．５ｍ／Ｓ^２の場合に減速制御を行ったときの車速等を示す図である。

発明を実施するための形態

　以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、同一要素には同一符号を用い、重複する説明は省略する。

　図１は本発明の実施の形態に係る車両走行制御装置１の構成を示すブロック図である。

　車両走行制御装置１はＧＰＳ受信機２と、車速センサ３と、ＥＣＵ４と、スロットルアクチュエータ８と、トランスミッション９と、ブレーキアクチュエータ１０とを有し、図３に示す車両５０に搭載されている。

　ＧＰＳ受信機２は車両５０の現在地を示す２次元位置情報を受信して現在地データｄ２をＥＣＵ４に出力する。車速センサ３は、車両５０の走行している速度（車速）を検出する車速検出手段であって、検出した車速を示す車速データｄ３をＥＣＵ４に出力する。

　ＥＣＵ４はＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，入出力ポート等を備え、ＣＰＵがＲＯＭに記憶されている制御プログラムにしたがいＲＡＭに対するデータの読み書きを行いながら作動して、道路線形情報取得部５、目標減速度設定部６および車両減速制御部７としての機能を実現している。

　道路線形情報取得部５は、現在地データｄ２および車両５０の現在位置付近の道路地図データに基づき、直線、カーブ、Ｔ字路といった車両５０の走行する道路の形状や車線数の増減を示す道路線形情報を取得し、取得した道路線形情報ｄ５を目標減速度設定部５とＥＣＵ４に出力する。

　目標減速度設定部６は、車速データｄ３および道路線形情報ｄ５に基づき減速を必要とすると車両減速制御部７が判定したときに、車速データｄ３および道路線形情報ｄ５に応じた大きさの単位時間あたりに減速すべき速度を目標減速度ｄ６として設定し、その設定した目標減速度ｄ６を車両減速制御部７に出力する。

　車両減速制御部７は、車両５０の減速が必要なときにスロットルアクチュエータ８、トランスミッション９およびブレーキアクチュエータ１０のいずれかの減速手段を作動させる車両減速制御を行う。車両減速制御部７は、スロットルアクチュエータ８、トランスミッション９およびブレーキアクチュエータ１０をそれぞれ制御するスロットル制御部１１、シフトダウン制御部１２、ブレーキ制御部１３を有している。

　スロットルアクチュエータ８は、図示しないガソリンエンジンのスロットルの開度を調整し、スロットルの開度を狭めることによって車両５０の減速を行う。

トランスミッション９は、オートマチックトランスミッションであって、シフトダウンを行うことによってエンジンブレーキを発生させて車両の減速を行う。ブレーキアクチュエータ１０は運転者のブレーキペダルの操作に応じてブレーキ装置を作動させ車輪の制動力を発生させて車両の減速を行う。

　そして、スロットル制御部１１は、スロットルの開度を狭めるようにスロットルアクチュエータ８に制御信号ｄ１１を出力する。シフトダウン制御部１２はシフトダウンを行うようにトランスミッション８に制御信号ｄ１２を出力する。また、ブレーキ制御部１３は、運転者のブレーキペダルの操作状態に応じたブレーキ力を増大するようブレーキアクチュエータ９に制御信号ｄ１３を出力する。

　次に、以上の構成を有する車両走行制御装置１の動作内容について説明する。ここで、図３に示すように、車両５０がほぼ直角の左カーブ５１を有する道路５２を走行している場合を考える。

　車両５０が左カーブ５１に進入するときの速度はいつも同じとは限らず、走行状況や運転者の気分により変化するものである。進入速度が速ければそれに応じた減速度を出す必要があり、逆に進入速度が遅ければ緩めの減速度にする必要がある。

　また、車両５０を運転する運転者は左カーブ５１を通過する際、その多くが自らブレーキペダルを操作してブレーキ装置を作動させることによる減速を行うが、中にはブレーキ装置の作動と相前後して手動操作のシフトダウンを行いエンジンブレーキを作動させて減速する運転者もいる。

　このように、通常、車両５０の減速は運転者の操作を主体としているため、車両５０がカーブ５１の手前の道路５２を走行する際のドライバビリティや燃費を向上させ、車両５０の減速について運転者が違和感を感じないようにするには、運転者の操作と自動的な減速との協調を図る必要があり、そのためには、各減速手段の作動順序を可変にし、様々な状況に応じた減速が行われるように制御することが適切である。本実施の形態では、この点を考慮し、次のようにして減速制御ルーチンを実行している。

　図２は車両走行制御装置１による減速制御ルーチンの動作手順を示すフローチャートである。

　車両走行制御装置１は動作を開始するとＳ１で車速センサ３から出力される車速データｄ３を取得し、続くＳ２では道路線形情報取得部５によって道路線形情報ｄ５を取得する。続いてＳ３に動作を進め、Ｓ１で取得した車速データｄ３およびＳ２で取得した道路線形情報ｄ５に基づき減速制御が必要な否かを車両減速制御部７が判定し、減速制御が必要なときはＳ４に動作が進み、そうでなければ減速制御ルーチンが終了する。車両減速制御部７は、Ｓ３では例えば道路５２が前方に左カーブ５１のようなカーブを有する場合において車速が基準速度を超過している、といったときに減速制御が必要であると判定する。

　そして、Ｓ４に動作を進めると、車両走行制御装置１は目標減速度設定部６を作動させて目標減速度を設定する。続くＳ５では、Ｓ４で設定した目標減速度にしたがい減速制御パターンの設定を行い、Ｓ６では、スロットル制御部１１、シフトダウン制御部１２、ブレーキ制御部１３それぞれの作動する順序をＳ５で設定した減速制御パターンにしたがい変更して減速制御パターンにしたがった順序での減速を行い、その後、減速制御ルーチンを終了する。Ｓ６では、車両減速制御部７が変更手段としての動作を行っている。

　ところで、車両５０を減速するには、ブレーキ装置を作動させること（ブレーキ操作）、シフトダウンによってエンジンブレーキを作動させること、ブレーキ装置のブレーキ力を増大させること（自動ブレーキ制御）の３つの手段が考えられる。各手段を作動させた場合の減速効果は図４に示すように、ブレーキ操作が最も高く、次いで自動ブレーキ制御、シフトダウンの順に減速効果は小さくなっている。

　ブレーキ操作による減速は運転者の操作に起因しているが、シフトダウンによる減速と自動ブレーキ制御による減速は車両５０側で自動的に行われる。通常、運転者は後者の減速が行われることを意識していないため、後者の減速が行われると、実行するタイミングや減速の大きさによっては減速されたことに対して運転者が違和感を感じることがある。したがって、シフトダウンによる減速と自動ブレーキ制御による減速は必要以上に作動させないことが望ましい。

　とはいえ、例えばカーブ５１手前の、コーナーリングの進入ポイントｐ１を走行しているのに車速がとても高く、したがって安全に走行し得るまでの十分な減速が行われていない場合には、安全に走行し得るようにブレーキ操作による減速だけでなく、運転者が意識しているかどうかを問わず自動ブレーキ制御による減速やシフトダウンによる減速を自動的に行うことが適切である。

　車両走行制御装置１では、以上の点を考慮して、目標減速度の大きさＧに応じて３つの減速制御パターンを設定している。すなわち、Ｇ＜１．５ｍ／Ｓ^２の場合（第１のパターン）、１．５ｍ／Ｓ^２≦Ｇ＜２．５ｍ／Ｓ^２の場合（第２のパターン）、Ｇ≧２．５ｍ／Ｓ^２の場合（第３のパターン）の３パターンである。ここで、目標減速度の大きさＧはアクセルペダルをオフにした地点からポイントＰ１に達するまでに必要とされる減速度を示している。

　図５，６，７は各減速制御パターンによる減速制御を行ったときの、車速、アクセル開度、シフトダウン制御、自動ブレーキ制御、ドライバーブレーキのそれぞれのレベルの変化を示した図である。

　図５に示すように、第１のパターンでは、目標減速度が小さくブレーキ操作による減速だけでよいと考えられるため、自動ブレーキ制御による減速は行わず、シフトダウン制御による減速だけにしている。そして、アクセルペダルをオフにしたタイミングｔ２でシフトダウン制御を開始し、アクセルペダルをオンにしたタイミングｔ３でシフトダウン制御を終了している。

　次に、図６に示すように、第２のパターンでは、目標減速度が中程度であるため、ブレーキ操作による減速に加えて自動ブレーキ制御による減速を行うこととしているが、タイミングｔ２よりも後、シフトダウン制御が終了したタイミングｔ４で自動ブレーキ制御による減速を開始する。また、タイミングｔ５までブレーキ装置の油圧を増加させるもその後は一定とし、ブレーキ操作をオフ（ブレーキペダルをオフ）にしたタイミングｔ６でブレーキ装置の油圧を減少させている。このように、第２のパターンでは、シフトダウン制御による減速を実行した後、自動ブレーキ制御による減速を実行しており、こうして燃料カットモードに早く入れるようにしている。

　さらに、図７に示すように、第３のパターンでは、目標減速度がかなり大きいため、自動ブレーキ制御による減速を即座に行い、できるだけ早い時間からブレーキ操作による減速に加えて自動ブレーキ制御による減速を行うこととしている。この場合、シフトダウン制御による減速と自動ブレーキ制御による減速とをタイミングｔ２で同時に開始するようにして、シフトダウン制御による減速が行われている最中に自動ブレーキ制御による減速を行い、双方による減速で減速効果を高めるようにしている。

　以上のように、車両走行制御装置１は複数の減速制御パターンを設け、目標減速度の大きさに応じて実行する減速制御パターンを変更することにより、シフトダウン制御による減速と、自動ブレーキ制御による減速とが作動する順序を変更している。そのため、減速が行われたときに運転者に違和感を感じさせないようにすることができる。また、例えばカーブ進入時にシフトダウン制御による減速か自動ブレーキ制御による減速を行うことで運転のしやすさを向上させることもできる。カーブ進入時にシフトダウン制御による減速を行うことでエンジン回転数を上昇させ、燃料カットモードに入りやすくし、燃費向上を図ることもできる。

　以上の説明は、本発明の実施の形態についての説明であって、この発明の装置及び方法を限定するものではなく、様々な変形例を容易に実施することができる。又、各実施形態における構成要素、機能、特徴あるいは方法ステップを適宜組み合わせて構成される装置又は方法も本発明に含まれるものである。

　本発明は、自動車製造業や自動車部品の製造業に利用可能である。

符号の説明

　１…車両走行制御装置、２…ＧＰＳ受信機、３…車速センサ、４…ＥＣＵ、５…道路線形情報取得部、６…目標減速度設定部、７…車両減速制御部、１１…スロットル制御部、１２…シフトダウン制御部、１３…ブレーキ制御部。

Claims (3)

1. 　目標減速度に基づきスロットル制御部、シフトダウン制御部、ブレーキ制御部のいずれか少なくとも２つを作動させる車両減速制御手段と、
   　目標減速度を設定する目標減速度設定手段と、
   　該目標減速度設定手段により設定された前記目標減速度に応じて、前記スロットル制御部、シフトダウン制御部、ブレーキ制御部の作動順序を変更する変更手段とを有することを特徴とする車両走行制御装置。
2. 　道路線形情報を取得する取得手段を更に有し、
   　前記目標減速度設定手段は、前記取得手段により取得された前記道路線形情報に応じて前記目標減速度を設定する請求項１記載の車両走行制御装置。
3. 　車速を検出する車速検出手段を更に有し、
   　前記取得手段により取得された前記道路線形情報および前記車速検出手段により検出された前記車速に基づき前記車両減速制御部を作動させる必要があると判定されたときに、前記目標減速度設定手段が前記目標減速度を設定する請求項２記載の車両走行制御装置。

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