WO2016132709A1 - 車両制御装置 - Google Patents

Abstract

　操作量取得部（３２）と、第１設定部（４０）と、第２設定部（４２）と、第３設定部（５０）と、を備える車両制御装置を提供する。操作量取得部（３２）はドライバの運転操作量を取得する。第１設定部（４０）は、操作量取得部（３２）が取得する運転操作量に基づいて、車両走行を制御するときの第１目標値を設定する。第２設定部（４２）は、自動制御により車両走行を制御するときの第２目標値を設定する。第３設定部（５０）は、運転操作量または第１目標値に基づいて第１目標値と第２目標値とを合成し、車両走行を実際に制御するときの第３目標値を設定する。

Description

車両制御装置 関連出願の相互参照

　本出願は、２０１５年２月２０日に出願された日本国特許出願２０１５－３１７４２号に基づくものであり、その開示をここに参照により援用する。

　本開示は、ドライバの運転操作と自動制御とに基づいて車両走行を制御する技術に関する。

　車を運転するドライバの操作負担を軽減する技術の一つとして、例えば、自車両の前方を走行する前方車両と自車両との車間距離を一定に保持するように自車車速等を自動制御して前方車両に追従させる車両制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

　従来の車両制御装置においては、アクセルペダル、ブレーキペダル等に対するドライバの運転操作に基づいて車両走行を制御するか、あるいは自動制御で車両走行を制御するかは、ドライバが自動制御による走行支援スイッチをオフにするかオンにするかで切り替えられる。また、自動制御中においてドライバがアクセルペダル等を操作して自分で車両走行を制御する意志を示すと、自動制御は中止される。

ＪＰ２０１０－２６４８２９Ａ

　前述したように、従来の技術では、ドライバの運転操作または車両制御装置による自動制御のいずれか一方で車両走行が制御される。したがって、ドライバが自分で運転操作をして車両走行を制御したい状況と、ドライバが自動制御に車両制御を任せたい状況とが頻繁に切り替わる場合、ドライバはその都度走行支援スイッチを操作しなければならない。このような操作は煩雑である。

　本開示の目的の一つは、上記を鑑みて、ドライバの運転操作と自動制御とに基づいて適切に車両走行を制御する技術を提供することにある。

　本開示の一側面の車両制御装置は、操作量取得部と、第１設定部と、第２設定部と、第３設定部と、を備えている。

　操作量取得部はドライバの運転操作量を取得する。第１設定部は、操作量取得部が取得する運転操作量に基づいて、車両走行を制御するときの第１目標値を設定する。第２設定部は、自動制御により車両走行を制御するときの第２目標値を設定する。第３設定部は、運転操作量または第１目標値に基づいて第１目標値と第２目標値とを合成し、車両走行を実際に制御するときの第３目標値を設定する。

　この構成によれば、ドライバの運転操作量に基づいて設定される第１目標値と自動制御により設定される第２目標値とを車両制御装置が合成して車両走行を実際に制御するときの第３目標値を設定する。したがって、ドライバがスイッチ等を操作して、ドライバの運転操作による車両制御と自動制御による車両制御とを切り替える必要がない。

　さらに、自動制御による走行支援を受けつつドライバによる運転操作量を反映して、車両走行を制御するときの適切な第３目標値を設定できる。

　また、運転操作量または運転操作量に基づいて設定される第１目標値に基づいて第１目標値と第２目標値とを合成するので、ドライバの運転操作量を適切に反映して、車両走行を実際に制御するときの第３目標値を設定できる。

　本開示についての上記および他の目的、特徴、利点は、添付図面を参照した下記詳細な説明から、より明確になる。図面において、
図１は、第１実施形態の車両制御システムを示すブロック図である。 図２は、エンジン回転数と許容トルク範囲における燃費との関係を示す特性図である。 図３は、第１目標値と第２目標値との合成を説明する特性図である。 図４は、第１目標値と第２目標値と第３目標値との関係を示す特性図である。 図５は、第２実施形態の車両制御システムを示すブロック図である。 図６は、第１目標値と第２目標値との合成を説明する特性図である。 図７は、第３実施形態の第２目標値設定部を示すブロック図である。 図８は、第４実施形態の第２目標値設定部を示すブロック図である。 図９は、第５実施形態の車両制御システムを示すブロック図である。 図１０は、第６実施形態の車両制御システムを示すブロック図である。

　以下、実施形態を図に基づいて説明する。

　［１．第１実施形態］
　［１－１．構成］
　図１に示す車両制御システム２は、車両に搭載され、車両走行を制御するものである。車両制御システム２は、ドライバの運転操作量、自車両の走行状態、自車両の前方を走行する前方車両の走行状態、自車両が走行している道路状態等を検出するための各種センサおよび各種装置と、車両制御装置３０とから主に構成されている。

　車両制御システム２は、各種センサおよび各種装置として、レーダセンサ１０、カメラ１２、車速センサ１４、アクセルセンサ１６、ブレーキセンサ１８、操舵角センサ２０、ナビゲーション装置２２などを備えている。

　レーダセンサ１０は、自車両の前方と側方と後方とへレーザ光を所定角度の範囲でスキャンして出力してその反射光を検出し、レーザ光を反射した物体との間をレーザ光が往復するのに要した時間から物体までの距離と、反射光を検出した時にレーザ光を照射した方向から物体が存在する方位とを求める。尚、レーダセンサ１０は、レーザ光を利用するものに限らず、ミリ波帯またはマイクロ波帯の電波を利用するものや、超音波を利用するものを使用してもよい。

　カメラ１２は自車両の前方と側方と後方とを撮像するものである。カメラ１２が撮像した画像データは図示しない画像解析装置で解析され、自車両の前方と側方と後方とに存在する物体が車両であるか障害物であるかなどが検出される。

　車速センサ１４は自車両の現在車速を検出し、アクセルセンサ１６はアクセルペダルの踏み込み量を検出する。ブレーキセンサ１８はブレーキペダルの踏み込み量を検出し、操舵角センサ２０はステアリングの操舵角を検出する。

　ナビゲーション装置２２はＧＰＳと地図データとを備えている。ナビゲーション装置２２は、ＧＰＳ衛星から受信するＧＰＳ信号に基づいて自車両の位置を測位し、地図データ上に自車両の位置をマッピングするとともに、自車両の走行経路を案内する。

　車両制御装置３０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリなどを備えるマイクロコンピュータ、Ａ／Ｄ変換回路、入出力インターフェース（Ｉ／Ｏ）、および車内ＬＡＮを介して他のＥＣＵとの通信を行う通信回路などを備えている。

　そして、マイクロコンピュータのハードウェアおよび制御プログラム等のソフトウェアにより、操作量取得部３２と、車両情報取得部３４と、前車情報取得部３６と、道路情報取得部３８と、第１目標値設定部４０と、第２目標値設定部４２と、目標値合成部５０と、が構成されている。

　操作量取得部３２は、ドライバの運転操作量として、アクセルセンサ１６からアクセルペダルの踏み込み量を取得し、ブレーキセンサ１８からブレーキルペダルの踏み込み量を取得し、操舵角センサ２０からステアリングの操舵角等を取得する。操作量取得部３２は、ステアリングの操舵角の変化量からドライバによるステアリングの操舵速度を算出する。

　車両情報取得部３４は、自車両の走行情報として、エンジン回転数、自車車速、発電機の回転数等を取得する。さらに、車両情報取得部３４は、図２に示すマップから、現在のエンジン回転数に対して許容できるエンジントルクの範囲内で燃費が最良になるように最適な目標トルクを取得する。

　前車情報取得部３６は、レーダセンサ１０、カメラ１２等から、自車両の前方を走行する前方車両が存在することを検出し、前方車両の走行情報として、前方車両と自車両との車間距離、前方車両の車速等を取得する。

　道路情報取得部３８は、道路情報として、ナビゲーション装置２２が備える地図ＤＢから、自車両が走行する前方の道路の勾配、カーブの度合等を取得する。

　第１目標値設定部４０は、操作量取得部３２が取得するドライバの運転操作量に基づいて、ドライバが運転操作をすることにより要求する目標トルクを、自車両の走行を制御するときの第１目標値としてマップ等から設定する。

　第１実施形態では、第１目標値設定部４０は、操作量取得部３２が取得するアクセルペダルの踏み込み量であるアクセル開度に基づいて、ドライバがアクセルペダルを操作することにより要求する目標トルクを、自車両の走行を制御するときの第１目標値として設定する。

　第２目標値設定部４２は、車両情報取得部３４が取得する自車両の走行情報と、前車情報取得部３６が取得する前方車両の走行情報と、道路情報取得部３８が取得する自車両の前方の道路情報とに基づいて、燃費ができるだけ向上するように、自動制御で車両走行を制御するときの最適な目標トルクを、第２目標値としてマップ等から設定する。

　目標値合成部５０は、第１目標値設定部４０が設定した第１目標値と、第２目標値設定部４２が設定した第２目標値とを合成して、自車両の走行を制御するときの実際の目標トルクを第３目標値として設定する。

　図３に示すように、目標値合成部５０は、アクセル開度が所定の閾値として所定開度未満であれば、第１目標値と第２目標値とを合成して第３目標値を設定する。

　一方、アクセル開度が所定開度以上であれば、目標値合成部５０は、ドライバが自車両を加速させることを強く望んでいると判断し、自動制御により設定される第２目標値を使用せずドライバのアクセル操作量に基づいて設定される第１目標値を第３目標値として設定する。

　図示しないエンジン制御装置は、目標値合成部５０が出力する第３目標値に基づいて、ガソリンエンジンであればスロットル開度、ディーゼルエンジンであれば燃料噴射弁の燃料噴射量等、駆動源として電気モータを備えるものであれば電気モータへの通電量を制御する。これにより、エンジンの出力トルクは第３目標値に制御される。

　目標値合成部５０は、アクセル開度の所定開度を境界として、第１目標値と第２目標値とを合成して第３目標値を設定するときと、第１目標値を第３目標値として設定するときとが切り替わる場合、所定開度において切り替わる前後で第３目標値が一致するように第３目標値を設定する。例えば、アクセル開度が上昇して所定開度に近づくにしたがい、第３目標値が第１目標値に近づくように、第１目標値と第２目標値とを合成する。

　尚、目標値合成部５０は、所定開度において第３目標値が切り替わる前後で、ドライバが自車両の走行状態が変化せず一致していると感じる範囲内で、第３目標値を変化させてもよい。

　また、目標値合成部５０は、図４に示すように、第１目標値２００と第２目標値２０２とを合成して第３目標値２１０を設定する場合、第１目標値２００と第２目標値２０２との間になるように第３目標値２１０を設定する。第１目標値２００と第２目標値２０２とが等しい場合には、第３目標値２１０に第１目標値または第２目標値を設定する。

　尚、図４においては、説明を簡単にするために、自動制御が車両走行を制御するときの第２目標値がアクセル開度によって変化しない例を示している。

　目標値合成部５０は、第１目標値２００と第２目標値２０２とを合成して第３目標値２１０を設定するアクセル開度の範囲内において、第１目標値２００と第２目標値２０２との間になるように、次式（１）、（２）から第３目標値２１０を設定する。

　第１目標値＜第２目標値の場合、次式（１）。

　第３目標値＝第２目標値－（第２目標値－第１目標値）＊ｆ１｛（第２目標値－第１目標値）／第２目標値｝　　　　　　　　　　　・・・（１）
　式（１）において、ｆ１（０）＝０、ｆ１（１）＝１、０≦ｘ≦１でｆ１（ｘ）は単調増加である。

　第１目標値≧第２目標値の場合、次式（２）。

　第３目標値＝第２目標値＋（第１目標値－第２目標値）＊ｆ２｛（第１目標値－第２目標値）／（第１目標値最大値－第２目標値）｝　・・・（２）
　式（２）において、ｆ２（０）＝０、ｆ２（１）＝１、０≦ｘ≦１でｆ２（ｘ）は単調増加である。

　式（２）において、第１目標値最大値は、第１目標値２００と第２目標値２０２とを合成して第３目標値２１０を設定するアクセル開度の範囲内において、第１目標値の最大値である。

　［１－２．効果］
　以上説明した第１実施形態によれば、以下の効果が得られる。

　（１）アクセル開度が所定開度未満であれば、目標値合成部５０は、第１目標値と第２目標値とを合成して第３目標値を設定する。一方、アクセル開度が所定開度以上であれば、目標値合成部５０は、第２目標値を使用せず第１目標値を第３目標値として設定する。

　これにより、ドライバのアクセル操作による車両制御と自動制御による車両制御とを、ドライバがスイッチ等を操作して切り替える必要がない。

　（２）アクセル開度が所定開度未満であれば、目標値合成部５０は、第１目標値と第２目標値とを合成して第３目標値を設定するので、自動制御による走行支援を受けつつドライバによるアクセルペダルの操作量を反映して、車両走行を制御するときの適切な第３目標値を設定できる。

　（３）アクセルペダルの操作量が所定開度以上であれば、目標値合成部５０は、第２目標値を使用せず第１目標値を第３目標値として設定する。これにより、ドライバの車両走行に対する制御要求が大きくなると、ドライバの意志にしたがって車両走行を制御できる。

　（４）式（１）、（２）から図４に示すように第３目標値を設定することにより、ドライバの運転操作量に基づいて設定される第１目標値の増減方向と、車両制御装置３０が車両走行を実際に制御するときの第３目標値の増減方向とが一致する。これにより、ドライバが運転操作量で示す運転操作に対する意志を、車両制御装置３０が実際に実行する車両走行制御に反映することができる。

　（５）式（１）、（２）から図４に示すように第３目標値を設定することにより、第２目標値と第１目標値との差分の増減方向と、第２目標値と第３目標値との差分の増減方向とが一致する。つまり、自動制御に基づいて設定される第２目標値とドライバの運転操作量に基づいて設定される第１目標値との大小関係を、自動制御に基づいて設定される第２目標値と実際に車両走行を制御するときの第３目標値との大小関係に反映できる。

　これにより、自動制御に基づいて設定される第２目標値とドライバの運転操作量に基づいて設定される第１目標値との大小関係を、第３目標値に適切に反映できる。

　（６）アクセル開度の所定開度を境界に、第１目標値と第２目標値とを合成して第３目標値を設定するときと、第１目標値を第３目標値として設定するときとが切り替わる場合、目標値合成部５０は、所定開度において切り替わりの前後で第３目標値が一致するように第３目標値を設定する。

　これにより、所定開度を境界にして第３目標値が連続して変化する。その結果、所定開度を境界にしてアクセル開度が変化しても、車両走行に対する制御を滑らかに変化させることができる。

　（７）第１目標値と第２目標値とが一致するときは、ドライバが運転操作により車両走行制御に要求する目標値と、自動制御が車両走行制御に要求する目標値とが一致するときである。

　したがって、第１目標値と第２目標値とが一致するときに第３目標値を第１目標値または第２目標値と一致させることにより、ドライバの車両走行制御に対する要求と、自動制御の車両走行制御に対する要求とを、車両制御装置３０が実際に実行する車両走行制御に適切に反映できる。

　（８）燃費ができるだけ向上するように第２目標値を設定し、この第２目標値と第１目標とを合成して車両走行を実際に制御するときの第３目標値を設定するので、ドライバの運転操作量を反映しつつ燃費を向上できる。

　［２．第２実施形態］
　［２－１．構成］
　図５に示す第２実施形態の車両制御システム４は、第２目標値に最大値を設定する点で第１実施形態の車両制御システム２と異なる。それ以外の車両制御システム４の構成は車両制御システム２と実質的に同一である。

　最大値設定部６２は、ドライバの運転操作によるアクセル開度に応じて、自動制御が車両走行を制御するときの第２目標値の最大値を設定する。例えば、アクセル開度が大きくなるにしたがい第２目標値の最大値を大きくする。

　図６に示すように、第２目標値設定部６４は、車両情報取得部３４が取得する自車両の走行情報と、前車情報取得部３６が取得する前方車両の走行情報と、道路情報取得部３８が取得する自車両の前方の道路情報とに基づいて設定する第２目標値がアクセル開度に基づいて設定した最大値を越える場合には、最大値を第２目標値として出力する。第２目標値設定部６４は、第２目標値が最大値以下の場合、第２目標値をそのまま目標値合成部５０に出力する。

　目標値合成部５０は、第１実施形態と同様に、アクセル開度が所定開度未満であれば、第１目標値と第２目標値とを合成して第３目標値を設定し、アクセル開度が所定開度以上であれば、第２目標値を使用せず第１目標値を第３目標値として設定する。

　［２－２．効果］
　以上説明した第２実施形態によると、第１実施形態の効果（１）～（８）に加え、以下の効果を得ることができる。

　第２目標値設定部６４は、第２目標値が最大値を越えると、最大値を第２目標値として出力する。これにより、車両走行の制御に対する自動制御の支援を受けるものの、自動制御の支援が大きくなりすぎることを防止し、ドライバの運転操作量に応じた車両走行に対する要求を適切に反映できる。

　［３．第３実施形態］
　［３－１．構成］
　図７に示す第３実施形態の第２目標値設定部８０は、自車両と前方車両との走行状態に基づいて設定される目標車間距離になるように、自動制御によるトルク値である第２目標値を設定する。これ以外の第３実施形態の車両制御装置の構成は、第１実施形態の車両制御装置３０と実質的に同一である。

　前車車間距離取得部７０は、レーダセンサ１０またはカメラ１２の出力に基づいて、自車両の前方を走行する前方車両が存在する場合に自車両と前方車両との車間距離を取得する。自車車速取得部７２は、車速センサ１４の出力に基づいて自車両の車速である自車車速を取得する。

　第２目標値設定部８０は、最小車間距離算出部８２と、トルク算出部８４と、目標値・車速ガード部８６とを備えている。

　最小車間距離算出部８２は、自車車速取得部７２から取得する自車車速に基づいて、前方車両との衝突を回避するために必要な最小車間距離を算出する。自車両と前方車両との衝突を回避するため、最小車間距離算出部８２は、自車車速が速くなるほど最小車間距離を長く設定する。

　最小車間距離算出部８２は、前方車両に対する自車両の相対速度に基づいて最小車間距離を設定してもよい。この場合、最小車間距離算出部８２は、前方車両に対する自車両の相対速度が速くなり、自車両が前方車両に近づく速度が速くなるほど最小車間距離を長く設定する。

　トルク算出部８４は、自車両と前方車両との実際の車間距離から最小車間距離算出部８２が算出する最小車間距離を減算して算出される差分車間距離を車間距離の余裕分とする。そして、例えば、トルク算出部８４は、差分車間距離に所定の係数Ｋを乗じて、トルク算出部８４の後段で前回算出した第２目標値から減算するトルクの値を算出する。係数Ｋは負の値に設定される。

　例えば、差分車間距離が正の値であれば差分車間距離が短くなるように前回の第２目標値を増加してよいので、差分車間距離に係数Ｋを乗じるとトルク算出部８４が算出するトルクは負の値になる。そして、差分車間距離が長くなるほど、トルク算出部８４が算出する負のトルクの絶対値は大きくなる。

　一方、差分車間距離が負の値であれば差分車間距離が長くなるように前回の第２目標値を低下させる必要があるので、差分車間距離に係数Ｋを乗じるとトルク算出部８４が算出するトルクは正の値になる。そして、差分車間距離の負の絶対値が大きくなるほど、トルク算出部８４が算出する正のトルクの絶対値は大きくなる。

　尚、トルク算出部８４は、差分車間距離に係数Ｋを乗じる代わりに、トルク算出部８４の後段で前回の第２目標値から減算するトルクの値を、差分車間距離に基づいてマップ等から算出してもよい。

　目標値・車速ガード部８６は、前回の第２目標値が表わすトルクからトルク算出部８４が算出するトルクを減算したトルクがトルクガード値以上になると、第２目標値をトルクガード値に設定する。

　また、現在の自車車速が制限速度等で設定される車速ガード値を越えると、自車車速が低下するように、第２目標値を負の値に設定する。この場合、自車車速から車速ガード値を減算した速度差が大きくなるほど、第２目標値の負の絶対値を大きくする。

　［３－２．効果］
　以上説明した第３実施形態によると、第１実施形態の効果（１）～（３）に加え、自車両と前方車両とが適切な車間距離になるように第２目標値を設定できる。

　［４．第４実施形態］
　［４－１．構成］
　図８に示す第４実施形態の第２目標値設定部１００は、自車両と前方車両および後方車両とが適切な車間距離になるように第２目標値を設定する。これ以外の第４実施形態の車両制御装置の構成は、第１実施形態の車両制御装置３０と実質的に同一である。

　図８に示す第３実施形態の周辺車両情報取得部９０は、レーダセンサ１０またはカメラ１２の出力に基づいて、自車両と前方車両との実際の車間距離である実前方車間距離、ならびに自車両と後方車両との実際の車間距離である実後方車間距離を取得する。

　第２目標値設定部１００は、前後車間距離算出部１０２と、第３実施形態と実質的に同一構成の目標値・車速ガード部８６とを備えている。

　前後車間距離算出部１０２は、周辺車両情報取得部９０が取得する実前方車間距離および実後方車間距離と、道路情報取得部３８が取得する自車両の前方の道路の勾配と、自車車速取得部７２が取得する自車車速とに基づいて、自車両と前方車両および後方車両との最適な車間距離を算出する。

　まず、前後車間距離算出部１０２は、自車車速取得部７２が取得する自車車速に基づいて、前方車両との前方最小車間距離と、後方車両との後方最小車間距離とを算出する。

　前後車間距離算出部１０２は、自車両と前方車両との衝突を回避するため、自車車速が速くなるほど前方最小車間距離を長く設定する。前後車間距離算出部１０２は、自車両と後方車両との衝突を回避するため、自車車速が遅くなるほど後方最小車間距離を長く設定する。

　また、前後車間距離算出部１０２は、例えば、道路情報取得部３８が取得する道路情報として自車両の前方の道路が上り坂であれば、前方最小車間距離および後方最小車間距離を短くし、自車両の前方の道路が下り坂であれば、前方最小車間距離および後方最小車間距離を長くする。

　前後車間距離算出部１０２は、実前方車間距離と前方最小車間距離との差分として前方差分車間距離を算出し、実後方車間距離と後方最小車間距離との差分として後方差分車間距離を算出する。

　そして、前後車間距離算出部１０２は、前方差分車間距離と後方差分車間距離との平均値を算出することにより、自車両と前方車両および後方車両との車間距離の余裕分を均等化する。前後車間距離算出部１０２は、算出した前方差分車間距離と後方差分車間距離との平均値を最小前方車間距離と最小後方車間距離とにそれぞれ加算し、最適前方車間距離と最適後方車間距離とを算出する。

　実前方車間距離が最適前方車間距離になることにより、あるいは実後方車間距離が最適後方車間距離になることにより、自車両と前方車両および後方車両との車間距離を最適な車間距離に設定することができる。

　そこで、トルク算出部８４は、実前方車間距離と最適前方車間距離との前方車間距離差分、あるいは実後方車間距離と最適後方車間距離との後方車間距離差分に基づいて、トルク算出部８４の後段で前回の第２目標値から減算するトルクの値をマップ等から算出する。

　例えば、前方車間距離差分が正の値の場合、で前方車間距離差分が今よりも短くなるように前回の第２目標値を増加してよいので、トルク算出部８４が算出するトルクは負の値になる。そして、前方車間距離差分が長くなるほど、トルク算出部８４が算出する負のトルクの絶対値は大きくなる。

　一方、前方車間距離差分が負の値の場合、前方車間距離差分が今よりも長くなるように前回の第２目標値を低下させる必要があるので、トルク算出部８４が算出するトルクは正の値になる。そして、前方車間距離差分の負の絶対値が大きくなるほど、トルク算出部８４が算出する正のトルクの絶対値は大きくなる。

　目標値・車速ガード部８６は、第３実施形態と同様に、前回の第２目標値が表わすトルクからトルク算出部８４が算出するトルクを減算したトルクがトルクガード値以上になると、第２目標値をトルクガード値に設定する。また、現在の自車両の車速が制限速度等で設定される車速ガード値を越えると、自車車速が低下するように、第２目標値を負の値に設定する。

　［４－２．効果］
　以上説明した第４実施形態によると、第１実施形態の効果（１）～（３）に加え、自車両と前方車両および後方車両とが適切な車間距離になるように、第２目標値を設定できる。

　［５．第５実施形態］
　［５－１．構成］
　図９に示す第５実施形態の車両制御システム６では、車両制御装置１１０は、ドライバの運転操作量としてブレーキペダルの踏み込み量に基づいて、ブレーキトルクを第１目標値として設定する。また、エンジンの回転によって駆動される発電機により発生する回生トルクを第２目標値として設定する。そして、車両制御装置１１０が、第１目標値と第２目標値とを合成し、エンジン出力トルクに対する制動力として作用する第３目標値を設定する点で第１実施形態と相違する。

　車両制御装置１１０は、前車情報取得部３６と、道路情報取得部３８と、ブレーキペダル操作量取得部１１２と、発電機回転数取得部１１４と、ブレーキトルク算出部１２０と、最大回生トルク算出部１２２と、第１目標値設定部１３０と、第２目標値設定部１３２と、目標値合成部１４０とを備えている。

　ブレーキペダル操作量取得部１１２は、ブレーキセンサ１８からブレーキペダルの踏み込み量を取得する。発電機回転数取得部１１４は、車載の発電機の回転数を、発電機に設置された回転数センサ、あるいはエンジン回転数から取得する。

　ブレーキトルク算出部１２０は、ブレーキペダル操作量取得部１１２が取得するブレーキペダルの踏み込み量に基づいて、ブレーキトルクを算出する。最大回生トルク算出部１２２は、発電機回転数取得部１１４が取得する発電機の回転数に基づいて、発電機が電力を発生することにより生じる回生トルクの最大値を算出する。

　第１目標値設定部１３０は、ブレーキトルク算出部１２０が算出するブレーキトルクを第１目標値として設定する。第２目標値設定部１３２は、最大回生トルク算出部１２２が算出する発電機の最大回生トルクと、前車情報取得部３６が取得する前方車両と自車両との車間距離と、道路情報取得部３８が取得する自車両が走行する前方の道路の勾配、カーブの度合等とに基づいて、自動制御の第２目標値としてとして回生トルクを設定する。

　目標値合成部１４０は、第１目標値設定部１３０が設定する第１目標値と、第２目標値設定部１３２が設定する第２目標値とを合成して、自車両のエンジン出力トルクに対する制動力の目標値として第３目標値を設定する。

　目標値合成部１４０は、ブレーキペダル操作量取得部１１２が取得するドライバのブレーキペダルの踏み込み量が所定の閾値未満の場合、第１目標値と第２目標とを合成して第３目標値を設定する。

　目標値合成部１４０は、ブレーキペダルの踏み込み量が所定の閾値以上の場合、例えばドライバが前方の物体との衝突を避けるためにブレーキペダルを大きく踏み込んだと判断し、第２目標値を使用せず、第１目標値を第３目標値として設定する。

　［５－２．効果］
　以上説明した第５実施形態によると、以下の効果を得ることができる。

　（１）ブレーキペダルの踏み込み量が所定の閾値未満であれば、目標値合成部１４０は、第１目標値と第２目標値とを合成して第３目標値を設定する。一方、ブレーキペダルの踏み込み量が所定の閾値以上であれば、目標値合成部１４０は、第２目標値を使用せず第１目標値を第３目標値として設定する。

　これにより、ドライバのブレーキ操作による車両制御と自動制御による車両制御とを、ドライバがスイッチ等を操作して切り替える必要がない。

　（２）ブレーキペダルの踏み込み量が所定の閾値未満であれば、目標値合成部１４０は、第１目標値と第２目標値とを合成して第３目標値を設定するので、自動制御による走行支援を受けつつドライバによるブレーキペダルの踏み込み量を反映して、車両走行を制御するときの適切な第３目標値を設定できる。

　例えば、回生トルクによる制動力を極力使用し、ブレーキペダル操作量に基づいて設定される機械式の油圧ブレーキによる制動力を極力低減して適切な制動力を設定できる。

　（３）ブレーキペダルの踏み込み量が所定の閾値以上であれば、目標値合成部１４０は、第２目標値を使用せず第１目標値を第３目標値として設定する。これにより、ドライバの車両走行に対する制御要求が大きくなると、ドライバの意志にしたがって車両走行を制御できる。

　［６．第６実施形態］
　［６－１．構成］
　図１０に示す第６実施形態の車両制御システム８では、車両制御装置１５０が、第１目標値と第２目標値と第３目標値として車輪の操舵量を設定する点で第１実施形態と相違する。

　車両制御装置１５０はステアリング操作量取得部１５２と、ウィンカー情報取得部１５４と、平行車両情報取得部１５６と、車線・カーブ情報取得部１５８と、第１目標値設定部１６０と、第２目標値設定部１６２と、目標値合成部１７０とを備えている。

　ステアリング操作量取得部１５２は、操舵角センサ２０からステアリングの操舵角および操舵速度を取得する。ウィンカー情報取得部１５４は、ウィンカーが右方向または左方向のいずれを指示しているかを取得する。

　平行車両情報取得部１５６は、自車両が走行している車線の隣車線を走行している平行車両情報として、平行車両の有無、自車両との車間距離、車速等を、レーダセンサ１０およびカメラ１２から取得する。車線・カーブ情報取得部１５８は、自車両が走行している道路の車線と、道路がどの程度カーブしているかの情報を、ナビゲーション装置２２から取得する。

　第１目標値設定部１６０は、ステアリング操作量取得部１５２が取得するステアリングの操舵角および操舵速度に基づいて、車輪に対する操舵量および操舵速度を第１目標値として設定する。

　第２目標値設定部１６２は、前述したウィンカーの指示方向と、隣車線を走行している平行車両の情報と、自車両が走行している道路情報とに基づいて、自動制御として車輪に対する操舵量および操舵速度を第２目標値として設定する。

　例えば、ウィンカーの指示方向が右側であり、自車両の右側車線の後方を他の車両が自車両との距離は十分離れているが走行している場合、第２目標値設定部１６２は、右側車線を車両が走行していない場合よりも車輪の操舵速度を速く設定する。

　これにより、ドライバが右側の車線に進路を変更しようとしてステアリングを操舵する操舵速度が、右側車線を車両が走行していない場合と同じであっても、目標値合成部１７０が第１目標値と第２目標値とを合成して出力する第３目標値は、ドライバがステアリングを操舵することにより設定される第１目標値が示す操舵速度よりも速くなる。

　その結果、自車両の右側車線を走行している他の車両が自車両に近づきすぎる前に自車両を右側の車線に移動できる。

　また、自車両が走行している道路が右側にカーブしている場合、第２目標値設定部１６２は、ウィンカーの指示方向が右側のときの方がウィンカーの指示方向が左側のときよりも、車輪に対する操舵量の目標値である第２目標値を大きく設定する。

　同様に、自車両が走行している道路が左側にカーブしている場合、第２目標値設定部１６２は、ウィンカーの指示方向が左側のときの方がウィンカーの指示方向が右側のときよりも、車輪に対する操舵量の目標値である第２目標値を大きく設定する。

　これにより、道路のカーブの度合いと車線の変更方向に応じて、第２目標値設定部１６２は第２目標値を設定できる。

　目標値合成部１７０は、ステアリング操作量取得部１５２が取得するドライバの操舵角度または操舵速度がそれぞれに応じて設定された所定の閾値未満の場合、第１目標値と第２目標値とを合成して、第３目標値として車輪に対する操舵量および操舵速度を設定する。

　目標値合成部１７０は、ステアリング操作量取得部１５２が取得するドライバの操舵角または操舵速度がそれぞれに応じて設定された所定の閾値以上の場合、例えばドライバが前方の物体を避けるために大きく、または素早くステアリングを操作したと判断し、第２目標値を使用せずに第１目標値を第３目標値として設定する。

　［６－２．効果］
　以上説明した第６実施形態によると、以下の効果を得ることができる。

　（１）ステアリングの操舵角度または操舵速度がそれぞれに応じて設定された所定の閾値未満の場合、目標値合成部１７０は、第１目標値と第２目標値とを合成して第３目標値を設定する。一方、ステアリングの操舵角または操舵速度がそれぞれに応じて設定された所定の閾値以上の場合、目標値合成部１７０は、第２目標値を使用せずに第１目標値を第３目標値として設定する。

　これにより、ドライバのステアリング操作による車両制御と自動制御による車両制御とを、ドライバがスイッチ等を操作して切り替える必要がない。

　（２）ステアリングの操舵角度または操舵速度がそれぞれに応じて設定された所定の閾値未満であれば、目標値合成部１７０は、第１目標値と第２目標値とを合成して第３目標値を設定するので、自動制御による走行支援を受けつつドライバによるステアリング操作量を反映して、車両走行を制御するときの適切な第３目標値を設定できる。

　（３）ステアリングの操舵角度または操舵速度がそれぞれに応じて設定された所定の閾値以上であれば、目標値合成部１７０は、第２目標値を使用せず第１目標値を第３目標値として設定する。これにより、ドライバの車両走行に対する制御要求が大きくなると、ドライバの意志にしたがって車両走行を制御できる。

　［７．他の実施形態］
　以上、実施形態を例示したが、実施形態は上記実施形態に限定されることなく、例えば以下のように種々の形態を取り得る。

　（１）上記実施形態では、ドライバの運転操作量として、例えばアクセル開度、ブレーキペダルの踏み込み量、ステアリングの操作量が、それぞれの運転操作量に対して設定された所定の閾値以上になると、第２目標値を使用せず、第１目標値を第３目標値として設定した。これに対し、運転操作量に基づいて設定される第１目標値が所定の閾値以上になると、第２目標値を使用せず、第１目標値を第３目標値として設定してもよい。

　（２）第２実施形態において、第２目標値がアクセル開度に基づいて設定した最大値を越える場合、第２目標値設定部６４は、第２目標値として０を出力してもよい。これにより、車両走行に対する自動制御の支援が大きくなりすぎる場合、自動制御による支援を排除して、ドライバによる運転操作量に基づいて車両走行を制御できる。

　（３）第２実施形態では、最大値設定部６２を設置せず、目標値合成部５０で第２目標値の最大値を設定してもよい。そして、第２目標値が最大値を越えているか否かを目標値合成部５０が判定してもよい。

　（４）上記実施形態における一つの構成要素が有する機能を複数の構成要素として分散させたり、複数の構成要素が有する機能を一つの構成要素に統合させたりしてもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、同様の機能を有する他の構成に置き換えてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加または置換してもよい。

　（５）上述した車両制御装置の他、当該車両制御装置を構成要素とする車両制御システム、当該車両制御装置としてコンピュータを機能させるためのプログラム、このプログラムを記録した記録媒体、車両制御方法など、種々の形態を実施形態とすることもできる。

　上記実施形態及び他の実施形態において、操作量取得部は、操作量取得手段に相当する。第１目標値設定部４０、１３０、１６０は、第１設定部および第１設定手段に相当する。第２目標値設定部４２、６４、８０、１００、１３２、１６２は、第２設定部及び第２設定手段に相当する。目標値合成部５０、１４０、１７０は、第３設定部及び第３設定手段に相当する。最大値設定部６２は、最大値設定手段に相当する。ブレーキペダル操作量取得部１１２は、操作量取得部及び操作量取得手段に相当する。ステアリング操作量取得部１５２は、操作量取得部及び操作量取得手段に相当する。

 

Claims (15)

1. 　ドライバの運転操作量を取得する操作量取得部（３２、１１２、１５２）と、
   　前記操作量取得部が取得する前記運転操作量に基づいて、車両走行を制御するときの第１目標値を設定する第１設定部（４０、１３０、１６０）と、
   　自動制御により前記車両走行を制御するときの第２目標値を設定する第２設定部（４２、６４、８０、１００、１３２、１６２）と、
   　前記運転操作量または前記第１目標値に基づいて前記第１目標値と前記第２目標値とを合成し、前記車両走行を実際に制御するときの第３目標値を設定する第３設定部（５０、１４０、１７０）と、
   　を備える車両制御装置（３０、６０、１１０、１５０）。
2. 　請求項１に記載の車両制御装置であって、
   　前記第３設定部は、前記運転操作量または前記第１目標値に基づいて、前記第１目標値と前記第２目標値とを合成して前記第３目標値を設定するか、あるいは前記第２目標値を使用せず前記第１目標値を前記第３目標値として設定するかを決定する、車両制御装置。
3. 　請求項２に記載の車両制御装置であって、
   　前記第３設定部は、前記運転操作量または前記第１目標値がそれぞれに応じて設定された所定の閾値未満の場合、前記第１目標値と前記第２目標値とを合成して前記第３目標値を設定し、前記運転操作量または前記第１目標値がそれぞれに応じて設定された前記所定の閾値以上の場合、前記第２目標値を使用せず前記第１目標値を前記第３目標値とする、車両制御装置。
4. 　請求項２または３に記載の車両制御装置であって、
   　前記運転操作量または前記第１目標値に基づいて、前記第２設定部が設定する前記第２目標値の最大値を設定する最大値設定部（６２）をさらに備える、車両制御装置。
5. 　請求項４に記載の車両制御装置であって、
   　前記第２目標値が前記最大値設定部が設定する前記最大値を越える場合、前記第３設定部は、前記第２目標値を使用せず前記第１目標値を前記第３目標値とする、車両制御装置。
6. 　請求項２から５のいずれか一項に記載の車両制御装置であって、
   　前記第１目標値と前記第２目標値とを合成して前記第３目標値を設定するときと、前記第２目標値を使用せず前記第１目標値を前記第３目標値として設定するときと、が切り替わる場合、前記第３設定部は前記第３目標値を一致させる、車両制御装置。
7. 　請求項１から６のいずれか一項に記載の車両制御装置であって、
   　前記第３設定部は、前記第３目標値の増減方向を前記第１目標値の増減方向と一致させる、車両制御装置。
8. 　請求項１から７のいずれか一項に記載の車両制御装置であって、
   　前記第３設定部は、前記第１目標値と前記第２目標値との間の値に前記第３目標値を設定する、車両制御装置。
9. 　請求項１から８のいずれか一項に記載の車両制御装置であって、
   　前記第３設定部は、前記第１目標値と前記第２目標値とが等しい場合、前記第１目標値および前記第２目標値と等しい値に前記第３目標値を設定する、車両制御装置。
10. 　請求項１から９のいずれか一項に記載の車両制御装置であって、
    　前記第３設定部は、前記第２目標値と前記第３目標値との差分の増減方向が、前記第２目標値と前記第１目標値との差分の増減方向と一致するように前記第３目標値を設定する、車両制御装置。
11. 　請求項１から１０のいずれか一項に記載の車両制御装置であって、
    　前記第２設定部は、前記車両の燃費が最良になるように前記第２目標値を設定する、車両制御装置。
12. 　請求項１から１１のいずれか一項に記載の車両制御装置であって、
    　前記第２設定部（８０、１００）は、自車両と自車両の前方を走行する前方車両との走行状態に基づいて設定される目標車間距離になるように前記第２目標値を設定する、車両制御装置。
13. 　請求項１から１２のいずれか一項に記載の車両制御装置であって、
    　前記操作量取得部は、ドライバによるアクセルペダルの操作量を前記運転操作量として取得する、車両制御装置。
14. 　請求項１から１３のいずれか一項に記載の車両制御装置であって、
    　前記操作量取得部（１１２）は、ドライバによるブレーキルペダルの操作量を前記運転操作量として取得する、車両制御装置。
15. 　請求項１から１４のいずれか一項に記載の車両制御装置であって、
    　前記操作量取得部（１５２）は、ドライバによるステアリングの操作量を前記運転操作量として取得する、車両制御装置。
    
     

Images