(57)【要約】【課題】加速度を少ない計算量で得ることができる。【解決手段】加速度検出装置が、車両の前後方向加速度を検出する１軸加速度センサによる測定結果である前記車両の前後方向の加速度を示す出力と、前記車両が備える車速センサによる出力とを取得する取得部と、前記１軸加速度センサからの出力と前記車速センサからの出力とに基づいて、前記１軸加速度センサの出力の誤差であるオフセット量を算出し、前記オフセット量を用いて、前記１軸加速度センサからの出力を補正する算出部と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の前後方向の加速度を検出する１軸加速度センサによる測定結果である前記車両の前後方向の加速度を示す出力と、前記車両が備える車速センサによる出力とを取得する取得部と、
前記１軸加速度センサからの出力と前記車速センサからの出力とに基づいて、前記１軸加速度センサの出力の誤差であるオフセット量を算出し、前記オフセット量を用いて、前記１軸加速度センサからの出力を補正する算出部と、
を備える加速度検出装置。
【請求項２】
前記算出部は、前記１軸加速度センサからの出力と前記車速センサからの出力とに基づいて、前記取得部が、前記車速センサからの出力を取得したときの前記車両の速度である基準速度を算出し、前記基準速度、前記オフセット量、および前記１軸加速度センサからの出力を用いて、前記車両の速度を算出する請求項１に記載の加速度検出装置。
【請求項３】
前記算出部は、前記１軸加速度センサからの出力と前記車速センサからの出力とに基づいて、前記取得部が、前記車速センサからの出力を取得したときの前記車両の速度である基準速度を算出し、前記基準速度、前記オフセット量、および前記１軸加速度センサからの出力を用いて、前記車両の移動距離を算出する請求項１または２に記載の加速度検出装置。
【請求項４】
前記車両の速度が所定速度以下のときに、前記算出部は、前記１軸加速度センサからの出力と、前記車速センサからの出力とに基づいて、前記オフセット量を算出する請求項１から３のいずれか一項に記載の加速度検出装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の加速度検出装置と、
前記加速度検出装置が前記補正を行うことで得られた補正値が、ブレーキペダルの踏込量に応じた加速度の指令値に近づくように、前記車両の制動を制御する制動制御部を備える車両制御装置。
【請求項６】
請求項２に記載の加速度検出装置と、
前記加速度検出装置によって算出された前記車両の加速度もしくは速度もしくは位置が、自動運転時の加速度もしくは速度もしくは位置指令値に近づくように、前記車両の制動を制御する制動制御部を備える車両制御装置。
【請求項７】
前後方向の加速度を測定する１軸加速度センサと、
車速センサと、
請求項６に記載の車両制御装置と、
を備える車両。
【請求項８】
前記車速センサは、一定の距離進行する毎にパルス信号を車速検出部に対して出力する請求項７に記載の車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加速度検出装置、車両制御装置、および車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の運転者はブレーキペダルを踏むことで、制動力を車輪に付し、走行中の車両を停止させることができる。車輪に付与される制動力によって発生する車両の加速度に対し、車両の乗員は、現在の姿勢を維持するために車両の進行方向に向かう力に抗おうとするため、体に負荷がかかる。このため、加速度が大きい場合や、特に加速度の時間変化が大きい場合に、乗員は乗り心地が悪いと感じる。
【０００３】
ブレーキペダルの踏み込み量と車両の減速時の加速度とが対応していれば、実際の車両の加速度が運転者が意図する加速度と同じになるように、運転者がブレーキペダルの踏み込み量を調整しやすい。しかしながら、車両の減速時に、ブレーキペダルの踏み込み量とは関係ない加速度変化が生じることがある。例えば、ハイブリッド車において、エンジンのＯＮ／ＯＦＦの切り替えが行われることでクリープ現象による駆動力が変化した場合に、ブレーキペダルの踏み込み量とは関係ない加速度変化が生じる。
【０００４】
このような、ブレーキペダルの踏み込み量とは関係ない加速度変化があるときでもブレーキペダルの踏み込み量と車両の減速時の加速度とを対応させるために、加速度センサの出力値に基づいて、実際の加速度と、ブレーキペダルの踏み込み量に対応する減速加速度とが同じになるように制御する方法がある。この方法を実行するためには、車両が加速度センサを備える必要がある。例えば、特許文献１には３軸加速度センサを備えた車両が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２０１３／０４６９５９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した、車両の減速加速度とブレーキペダルの踏み込みとを同じくする制御を行うためには、車両の実際の加速度を正確に検出する必要がある。加速度センサの出力値にはオフセットが含まれているため、出力値に対してオフセット分を補正する必要がある。なお、オフセットには加速度センサ内部から発生する内部要因と、坂などで車両が傾いている場合の重力オフセットなどの外部要因がある。
【０００７】
しかしながら、上述したように３軸加速度センサからの出力値から特に重力オフセットを除去する処理を行う際には複雑な計算を要する。
【０００８】
本発明はこのような状況に鑑み、より正確な加速度を少ない計算量で得ることができる加速度検出装置、車両制御装置、および車両を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様に係る加速度検出装置は、車両の前後方向加速度を検出する１軸一つの加速度センサによる測定結果である前記車両の前後方向の加速度を示す出力と、前記車両が備える車速センサによる出力とを取得する取得部と、前記１軸加速度センサからの出力と前記車速センサからの出力とに基づいて、前記１軸加速度センサの出力の誤差であるオフセット量を算出し、前記オフセット量を用いて、前記１軸加速度センサからの出力を補正する算出部とを備える。
【００１０】
本発明の一態様に係る車両制御装置は、上述の加速度検出装置と、前記加速度検出装置が前記補正を行うことで得られた補正値が、ブレーキペダルの踏込量に応じた加速度の指令値に近づくように、前記車両の制動を制御する制動制御部を備える。
【００１１】
本発明の一態様に係る車両制御装置は、上述の加速度検出装置と、上述の加速度検出装置によって算出された前記車両の加速度もしくは速度もしくは位置が、自動運転時の加速度もしくは速度もしくは位置指令値に近づくように、前記車両の制動を制御する制動制御部を備える。
【００１２】
本発明の一態様に係る車両は、前後方向の加速度を測定する１軸加速度センサと、車速センサと、上述の車両制御装置と、を備える。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、より正確な加速度を少ない計算量で得ることができる加速度検出装置、車両制御装置、および車両を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係る車両制御装置を備える車両の構成の一例を示すブロック図である。
【図２】図２は、本発明の実施形態に係る加速度検出装置による加速度算出過程で用いられる値を説明する図である。
【図３】図３は、本発明の実施形態に係る加速度検出装置による加速度算出過程を説明する図である。
【図４】図４は、本発明の実施形態に係る車両制御装置の動作を示すフローチャートである。
【図５】図５は、本発明の実施形態に係る運転制御装置による制動制御を説明する図である。
【図６】図６は、本発明の変形例に係る運転制御装置による制動制御を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
まず、背景技術に関して説明する。
【００１６】
車両が走行している状態から停止した状態に移行するとき、車両に制動力がかけられて減速加速度が発生し車両の速度が低下する。そして、車両の速度が０になる瞬間に、制動力によらず加速度も０となる。よって、速度が０に至る瞬間に車両には加速度変化が発生する。
【００１７】
車両の乗員には、車両の進行方向に慣性力が働くため、乗員は乗車中の姿勢を維持するためには該慣性力に抗う必要がある。この抗う力は車両の加速度に比例する。したがって、車両加速度が非常に大きい場合のみならず、車両加速度が急激に変化した場合に、乗員は姿勢を維持することができなくなり、非常に乗り心地が悪いと乗員は感じる。
【００１８】
乗り心地の悪化を防ぐために、運転手は車両が停車する直前から制動力を連続的に弱め、停止する瞬間の車両の加速度が０になるように運転する。このような運転は、自動車の運転手のみならず電車の運転手も同様に行っている。加速度プロファイルで説明すると、速度が０になるまで、車両の加速度を連続的に変化させることである。
【００１９】
車両の前後方向（つまり、進行方向）の加速度の変化による乗り心地は、減速・停車時に限らず、発進・加速時にも変化する。しかしながら、車両の発進・加速時に乗員の体にかかる慣性力は後ろ方向であるため、乗員は自動車の座席のシートに向けて押されるだけである。つまり、車両の発進・加速時には、慣性力に抗うために自分の体に力を入れて姿勢を維持する必要がなく、加速度の変化による乗り心地はそれほど悪化しない。
【００２０】
一方、車両の減速・停車時に乗員の体に加わる慣性力は前方向（つまり、進行方向）であるため、乗員は姿勢を維持しようとすると、慣性力に抗うために体に力を入れる。そして加速度の変化に応じて乗員は力の入れ具合を変える。このときに、乗員が意図しない急激な加速度の変化が生じると、乗員は姿勢を維持するために慌てて力の入れ具合を変える必要がある。
【００２１】
このように、意図しない加速度の変化が生じることで、乗員の乗り心地が悪化してしまう。加速度の変化を予知できる場合はなおさらのこと、加速度の変化が緩やかである場合は、加速度の絶対値が多少大きくても乗り心地は悪化しない。
【００２２】
よって、車両の減速・停車時の乗り心地の悪化を防止するためには、減速・停車時の停車直前の数秒間において、車両の加速度の変化が、緩やかで、かつ、連続的に制御されればよい。また、加速度の変化パターンを単純にすることにより、乗員に加速度の変化を予知できるようにすることも大切である。
【００２３】
自動車にはクリープという現象がある。クリープ現象は、車両のギアが入れられた状態において、アクセルペダルが踏まれていなくても、車両が前進する現象のことである。クリープ現象は、車両の内燃機関の特性上、車両の進行に関わらず、最低値の回転数でエンジンを回転させることに起因して生じる。
【００２４】
車両が停止していても最低値の回転数でエンジンが回転している状態を一般にアイドリングと呼ぶ。前進ギアが入っている状態では、アクセルペダルが踏まれていなくても、アイドリングにより車両に駆動力が発生する。
【００２５】
クリープ現象には利点がある。例えば、低速時の速度制御をブレーキペダルのみで行うことができることや、登り緩斜面において車両を発進させる時の後戻りを防ぐことができること等がある。このため、クリープ現象は、結果的に有用な現象である。
【００２６】
これらの有用性を失わないこと、および、車両の所有者が内燃機関を備える車からハイブリッド車や電気自動車に円滑に乗り換えることができるようにすることを目的として、ハイブリッド車や電気自動車もクリープ現象が発生するように設計されていることが多い。
【００２７】
このクリープ現象による駆動力がある場合に、車両を停車させるときの乗り心地の悪化を防止するためには、クリープ現象による駆動力を上回る大きさの制動力を車両にかけ、車速が０に至る瞬間において、クリープ現象による駆動力と該制動力がほぼ同じになるように制動制御される必要がある。制動制御は、例えば、乗員がブレーキペダルの踏み込み量を制御することで行われる。
【００２８】
ブレーキペダルの踏み込み量と車両の減速加速度とに一対一の関係があれば、言い換えると、ブレーキペダルの踏み込み量のみによって車両の減速加速度を調節できる状況であれば、運転手は乗員の乗り心地の悪化を抑止した運転を行いやすい。しかし、ブレーキペダルの踏み込み量と車両の減速加速度との関係が一対一の関係ではなくなる状況下では、運転手の意思に反した加速度が発生していることになる。
【００２９】
クリープ現象による駆動力は変化することがある。制動力はブレーキペダルの踏み込み量と一対一の関係があるが、エンジンの回転数（ここでは、アイドリング回転数）が変化するとクリープ現象による駆動力が変化する。
【００３０】
アイドリング回転数の変化は、車両の暖機運転が終了したとき、車内のエアコンのＯＮ／ＯＦＦが切り替えられたときに生じる。停車直前の車両運転時に、暖機運転の終了や車内のエアコンのＯＮ／ＯＦＦの切り替えが行われる可能性は低いため、これらのアイドリング回転数の変化要因は、車両の乗り心地とは関係が小さい。
【００３１】
車両がハイブリッド車である場合、走行中にエンジンのＯＮ／ＯＦＦの切り替えがある。エンジンがＯＮ状態になるのは車両の加速時および車両の高速走行時など大きな駆動力が必要な状況になり、モーターによる駆動力だけでは出力が不足する場合である。しかし、エンジンがＯＦＦ状態からＯＮ状態への切り替えが、車両が停車する直前に発生する確率は低い。
【００３２】
また、エンジンのＯＮ／ＯＦＦの切り替えは、車両への電装品の電力消費量の変化や、駆動用バッテリーの充電容量の変化に起因して生じる。つまり、駆動用バッテリーの充電容量が少なくなるとエンジンがＯＮ状態になり、充電容量が十分な状態になるとエンジンがＯＦＦ状態になる。
【００３３】
車両の停車時やクルージング時にもエンジンのＯＮ／ＯＦＦの切り替えは発生するが、充電容量変化が大きくないのでエンジンのＯＮ／ＯＦＦの切り替え頻度は高くない。
【００３４】
しかし、車両が停車するために減速する場合、回生エネルギーを利用して駆動用バッテリーが充電されるので、減速時にエンジンをＯＦＦ状態にする可能性が高くなる。このとき、ブレーキペダルの踏み込み量が一定であっても減速加速度は不連続に大きくなる。
【００３５】
また、電気自動車では、クリープ現象をモーターで発生させる。しかしながら、完全停止状態でクリープ現象を発生させるのは電力の無駄遣いとなるため、ある時点でモーターへの駆動電流の供給が停止される。駆動電流の供給が停止されると、減速加速度が突然変化することがある。
【００３６】
このように、ブレーキペダルの踏み込み量と関係がない減速加速度が変化した場合に、乗員の乗り心地を悪化させないためには、運転手が減速加速度の変化に応じてブレーキペダルの踏み込み量を制御する必要がある。特にブレーキペダルの踏み込み量と車両にかけられる制動力との間にヒステリシスが存在する車両では、該車両を運転制御することは運転手にとって極めて難しい。
【００３７】
自動運転車の場合も同様なことが起きる。自動運転専用車でない限りは、人間が運転できるように構成された自動車における運転部分の制御が自動で行われるようにしたものなので、意図しない加速度変化が発生することによって乗員の乗り心地が悪化してしまう。
【００３８】
これら、減速加速度変化要因があってもブレーキペダルの踏み込み量と減速加速度との関係を一対一に近づけることは可能である。何も対策をしない場合における加速度の外乱要因は、エンジンのＯＮ／ＯＦＦの切り替えやモーターへの電流供給の停止などが考えられる。この外乱要因の情報をフィードフォワードすることにより制動力を変化させ、ブレーキペダルの踏み込み量と減速加速度との関係が一対一になるように補正するという方法がある。
【００３９】
しかしながら、系が複雑になればなるほど、場合分けや組み合わせパターン数が増えるため、チューニング工数は膨大なる。また、外乱要因は一定ではなく、車両が斜面に位置する場合における重力の影響などの外乱要因もあるためフィードフォワードを行うことで、減速加速度の変化要因があってもブレーキペダルの踏み込み量と減速加速度との関係を一対一に近づけることは困難である。
【００４０】
そこで実際の加速度をフィードバックする方法が考えられる。つまり、車両の加速度を検出して、車両の加速度を制御する方法であり、様々な外乱要因の影響をフィードバックにより吸収して、ブレーキペダルの踏み込み量と実際の車両加速度とが同じになるように制動力を制御する。自動運転の場合は、加速度・速度指令値と、実際の車両加速度・速度とが同じになるように制動力を制御する。
【００４１】
この方法を実行するためには、車両の前後方向の加速度を検出する必要がある。
【００４２】
車両に搭載されている前後方向の物理量を測定するためのセンサとして代表的なものに車速センサがある。なお、ＧＰＳでも速度は検出できるが、停車直前の車両の加速度を検出するという用途には検出精度という点で不向きである。
【００４３】
車速センサは車輪の回転に応じてパルス（パルス信号）を発生させるセンサであり、例えば、タイヤ１回転あたり２．５〜５パルス出力する。つまり、タイヤ外周を２ｍとすると、４０ｃｍ〜８０ｃｍで１パルス出力される。ここでは、この１パルスあたりの走行距離を車速係数（単位は、ｍ／ｐｕｌｓｅ）と呼ぶことにする。車速係数は基本的に車種に依存するが、実際にはタイヤ種別や空気圧によっても若干変化する。ちなみに、ナビゲーション装置などでは内部で補正を行い、より正確な車速係数を算出して用いている。
【００４４】
例えば時速３６ｋｍ（＝１０ｍ／ｓ）で走行した場合は、２５〜１２．５ｐｕｌｓｅ／ｓの出力が得られる。得られた車速を微分することにより加速度を得ることができる。ところが、停車直前の速度領域では、パルス信号の出力間隔が荒いため、時間的にも距離的にも加速度制御を行うための精度の高い加速度の検出を連続して行うことができない。これは、パルス信号が検出された時刻における加速度を検出できるものの、パルス信号が検出された時刻と次のパルス信号が検出される時刻の間における加速度は検出できないからである。なお、車速センサの種類によっては、低速時にパルス信号そのものが出力されないものもある。
【００４５】
パルス信号の検出間隔が荒いことによる不都合は、加速度の検出のみならず速度検出においても同じである。自動運転の場合、車速センサで検出しようにもパルス信号の検出間隔が荒すぎて速度制御できるような速度信号を得ることができない。
【００４６】
車速センサ以外にもＡＢＳ（Ａｎｔｉｌｏｃｋ  Ｂｒａｋｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）用の車輪回転センサを設けている車両もある。エンコーダ方式であれば車速センサと同様に車輪の回転に応じたパルス信号が得られる。車速センサよりも一般的にパルスは細かく出ると予想されるので、車輪回転センサを利用する方法もある。しかし、パルス信号の発生頻度は、車速センサを用いる場合に比較して高くなるが、連続するパルス間の時刻における車両の加速度は検出できないことに変わりはない。
【００４７】
そこで、加速度センサを新たに具備して使用する方法が考えられる。加速度センサを使用する場合、加速度センサの出力に含まれる重力によるオフセット、および、ＤＣドリフトによるオフセットを補正する必要がある。
【００４８】
３軸加速度センサ（３つの加速度センサを互いに直行する方向に組み合わせたもの）を利用し、かつその出力を座標変換処理によって斜面重力の影響などを除去することにより前後方向の正しい加速度を求める方法が一例として考えられている。
【００４９】
しかし、本発明によれば、ブレーキペダルの踏み込み量と車両の減速時の加速度とが対応させるために必要な加速度をより少ない計算量で得ることができる。以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
【００５０】
図１は、本発明の実施形態に係る車両制御装置２０を備える車両１の構成の一例を示すブロック図である。
【００５１】
車両１は、車速センサ１１、加速度センサ１２、ブレーキペダル１３、車両制御装置２０、および制動部６０を備える。
【００５２】
車速センサ１１は、例えば、車輪の回転に応じてパルス信号を出力する。つまり、車速センサ１１は、車両が一定の距離を進行する毎にパルス信号を出力する。
【００５３】
加速度センサ１２は、１軸加速度センサであり、車両１の前後方向の加速度を検出可能な向きで車両１に取り付けられている。
【００５４】
ブレーキペダル１３は、車両１の運転席の下側の前方に設けられている。車両制御装置２０は、車両の運転者によるブレーキペダル１３の踏み込み量に応じた強さの制動力を発揮させるように制動部６０を制御する。つまり、ブレーキペダル１３は、制動指示の入力部として機能する。
【００５５】
車両制御装置２０は、記憶装置３０、加速度検出装置４０および運転制御装置５０を備える。記憶装置３０は、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）及びＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）などのメモリまたはハードディスクなどの記憶デバイスで構成されている。記憶装置３０には、所定のプログラム、および所定のデータが記憶されている。
【００５６】
所定のデータには、加速度検出装置４０によって算出された値、ブレーキペダル１３の踏み込み量と加速度との対応関係を示したテーブルなどが含まれる。
【００５７】
加速度検出装置４０は、取得部４１、算出部４２、判定部４３、および車速検出部４４を備える。取得部４１、算出部４２、判定部４３および車速検出部４４の機能は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）により実現される。ＣＰＵは、ＲＯＭに記憶されている算出プログラムを実行する。
【００５８】
取得部４１は、車速センサ１１が出力するパルス信号、および加速度センサ１２から出力された電気信号を順次取得する。
【００５９】
算出部４２は、取得部４１で取得されたパルス信号および加速度センサからの電気信号に基づき、車両１が停車直前の加速度のオフセット量、車両１の実際の加速度、車両１の実際の速度、および車両１の走行距離を算出する。算出方法については、後に詳細に説明する。
【００６０】
車速検出部４４は、あらかじめ設定してある車速係数と、取得部４１で取得されたパルス信号から車速を求める。単位時間（例えば１秒間）あたりのパルス数をカウントし車速係数を乗じることにより計算される。ただし、この車速は高速域では十分な精度が得られるが、低速域では精度が悪くなる。
【００６１】
判定部４３は、車速が低速判定速度以下であるか否か、停止判定速度以下であるか否かを判定する。
【００６２】
低速判定速度（例えば１０ｋｍ／ｈ）とは、算出部４２による処理を実行させるか否かの判定に用いるものである。この判定目的は、高速時に本発明の処理を動作させることは理論上問題ないが、以下の理由で高速時には動作しないようにするためである。
【００６３】
まず、本発明の処理は低速時、特に微速時に使う処理であるので高速のときはそもそも不要であり、不要な条件下では処理を完全に切り離すことにより機器の信頼性を高められるからである。また算出部４２の処理はパルス信号が入るたびに計算処理が発生するため、高速時に動作させると単位時間当たりの処理量が増えてしまうからである。低速判定速度と比較する速度は車速検出部４４で得られる速度である。
【００６４】
停止判定速度（例えば０．０４ｋｍ／ｈ）とは、車両１が停止したか否かを判定する基準となる速度であり、算出部４２で得られた速度の絶対値がこの停止判定速度以下の場合に停車と判定する。
【００６５】
車速検出部４４は、取得部４１によって取得されたパルス信号に基づいて車速を検出するが、低速域で精度が低くなることを前述した。これについて説明する。通常は単位時間あたりに取得されたパルス信号の数、つまり、パルス周波数に基づいて車速を算出する。この方法は低速域・高速域に限らず処理量が一定で、かつ速度が算出されるタイミングも一定で簡便な方法である。しかしながら、低速域では単位時間当たりのパルス数が減るので検出誤差が、高速域での検出誤差に比べて大きくなる。仮に車速係数を０．５ｍ／ｐｕｌｓｅとすると、車速が１８ｋｍ／ｈ（＝５ｍ／ｓ）の場合、１０ｐｕｌｓｅ／ｓとなるので、±５％程度の誤差が発生することとなる。車速が９ｋｍ／ｈの場合、±１０％程度となる。精度を高めるために周波数計測ではなく周期計測をする方法がある。この場合はパルス信号検出のタイミングで速度が算出され上記の理由による精度劣化はないが、さらに低速になったときに算出頻度が少なくなる問題が発生する。例えば１．８ｋｍ／ｈでは約１秒間隔で速度が得られるが、それ以下になると間隔がもっと広がるのである。本発明で課題としている停車に至る減速領域での車両制御においては致命的な問題となる。つまり、検出タイミングが変動することと検出時間遅れが発生するために車両制御が困難になるからである。乗員に取って乗り心地が悪くならない制御をするためには、制御系のタイミングでその瞬間の速度等を時間遅れ無しに検出できることが望ましい。本発明では低速時の速度算出を算出部４２で行うので、車速検出部４４で計算する車速はパルス周波数計測のみとしている。
【００６６】
運転制御装置５０は、運転手による入力操作にしたがって、駆動制御、および制動制御などの車両１の運転制御を行う。つまり、運転制御装置５０は、駆動制御部、制動制御部として機能する。入力操作には、アクセルペダル、ブレーキペダル、およびハンドルの操作が含まれる。
【００６７】
運転制御装置５０は、制動制御時、ブレーキペダル１３の踏み込み量に応じた制動力で車両１を制動することを指示する制動指令を制動部６０に出力する。なお、運転制御装置５０は、制動制御時に、ブレーキ制御はもちろんのこと、スロットル（アクセル）制御も行う。制動制御は主としてブレーキの制御を指すが、急な登り坂ではブレーキのみならず推進力も制御しないと所望の加速度が得られない場合があるため、制動制御時に、スロットル（アクセル）制御も行う。
【００６８】
運転制御装置５０の機能は、図示されていないＣＰＵが、ＲＯＭに記憶されている制動制御プログラムを実行することで運転制御装置として実現される。
【００６９】
制動部６０は、例えばホイールシリンダ、マスタシリンダ、キャリバ、ブレーキパット、ディスクローラ（いずれも図示略）などを含み、摩擦による制動力を車輪に付与する油圧ブレーキ装置である。制動部６０は、運転制御装置５０からの制動指令によって制御される。
【００７０】
［算出部による算出方法］
次に、図２および図３を参照して、算出部４２による加速度のオフセット量、車両１の実際の加速度、車両１の実際の速度、および車両１の走行距離の算出方法について説明する。図２は、加速度検出装置４０による加速度算出過程で用いられる値を説明する図である。図３は、加速度検出装置４０による加速度算出過程を説明する図である。
【００７１】
まず、算出部４２により用いられる計算式について説明する。時刻ｔにおける、実際の加速度Ａ（ｔ）、実際の速度Ｖ（ｔ）、基準位置からの実際の車両１の移動距離Ｐ（ｔ）、加速度センサ１２からの出力値Ｇ（ｔ）、加速度センサ１２の測定値に含まれるオフセット量Ｆには以下の関係がある。
Ｐ（０）＝０
Ｐ’（ｔ）＝Ｖ（ｔ）
Ｖ（０）＝Ｖ０
Ｖ’（ｔ）＝Ａ（ｔ）
Ａ（ｔ）＝Ｇ（ｔ）−Ｆ
【００７２】
なお、基準位置とは、時刻ｔ＝０のときの車両１の位置である。Ｖ０は時刻ｔ＝０における車両１の速度である。つまり、最新のパルス信号が取得部４１により取得された時点における車両１の速度のことである。以下、Ｖ０を基準速度と称する。Ｐ’（ｔ）およびＶ’（ｔ）はそれぞれＰ（ｔ）およびＶ（ｔ）の時間微分である。
【００７３】
ここで、オフセット量Ｆについて詳しく説明する。加速度センサの出力値は、上述したように実際の車両１の加速度とオフセット量との和で表される。このオフセット量には、加速度センサ１２の周囲の温度変化や時間変化に起因するオフセット、および重力に起因するオフセットが含まれる。重力に起因するオフセットは、例えば、車両１が斜面を走行している場合に重力による影響を受けることで生じる。
【００７４】
本実施形態では、停車直前の数秒間、走行距離にして数ｍにおいて正確に加速度を検出する。つまり、比較的短い期間、短い距離範囲で加速度を検出できればよい。
【００７５】
本実施形態における制動制御は、例えば、車両１の低速運転時、つまり、車両１が停止する直前において行われる。そして、低速運転してから停止する直前までの間に経過する時間は比較的短く、その間に車両１が走行する距離も数ｍ程度であると考えられる。また、その間に車両１の姿勢も変化しないとみなせる。したがって、加速度センサ１２の周囲の温度変化や時間変化に起因するオフセット、重力に起因するオフセットは略一定と言える。
【００７６】
よって、時刻ｔ＝Ｔにおける実際の速度Ｖ（Ｔ）、時刻ｔ＝Ｔにおける基準位置からの実際の車両１の移動距離Ｐ（Ｔ）はそれぞれ以下の（１）、および（２）式で表せる。なお、Ｔは、車速センサ１１からのパルス信号が出力されてから次のパルス信号が出力されるまでの時間である。また、本明細書では、時間に関して二回積分を行うことを時間二重積分と呼ぶ。
【００７７】
【数１】
2020196299.tif 000003
【００７８】
【数２】
2020196299.tif 000004
【００７９】
時刻ｔ＝Ｔがパルス信号が検出されたタイミングであるとすると、移動距離Ｐ（Ｔ）は時間Ｔの間に車両１が移動した距離（言い換えると、パルス間隔に相当する距離）である。ここで、時間Ｔは既知であり、Ｇ（ｔ）は加速度センサ１２からの出力値であるため、式（１）および（２）において、未知数はＦとＶ０である。
【００８０】
よって、式（１）および式（２）を踏まえると、Ｔ、Ｐ（Ｔ）が分かれば、未知数であるＦ、Ｖ０を算出することができる。
【００８１】
次に、ＦおよびＶ０を算出する式について説明する。
【００８２】
図２は、加速度検出装置４０による加速度算出過程で用いられる値を説明する図である。
【００８３】
図２に示されているように車速センサ１１からパルス信号が出力されていたとき、最も新しいパルス信号が出力された時刻がｔ＝０であるものとする。
【００８４】
区間０は、時刻ｔ＝０から現在の時刻ｔまでの区間である。区間０では、まだ次のパルス信号が得られていないものとする。区間１は、１回前のパルス信号が出力されてから最も新しいパルス信号が出力されるまでの区間であり、区間２は、２回前のパルス信号が出力されてから１回前のパルス信号が出力されるまでの区間である。
【００８５】
Δｔ１およびΔｔ２は、それぞれ区間１における時間間隔、および区間２における時間間隔である。なお、区間０の時間間隔はｔである。
【００８６】
ΔＬ１およびΔＬ２は、それぞれ区間１における距離間隔、および区間２における距離間隔である。なお、実際には、ΔＬ１＝ΔＬ２＝車速係数＝Ｌ（固定値）である。
【００８７】
正確に言えば、タイヤ交換や空気圧などによりΔＬ１およびΔＬ２すなわち車速係数は、仕様値からは若干ずれることがある。しかし、ナビゲーション装置とは異なり本計算では誤差が累積しないため、固定値として扱ってよい。より厳密な計算をするためには、ナビゲーション装置で求められた補正後の車速係数を用いてもよい。
【００８８】
ＳＧ０、ＳＧ１、およびＳＧ２は、それぞれ、区間０、区間１、および区間０におけるＧ（ｔ）の各区間における時間積分値である。ＳＳＧ０、ＳＳＧ１、およびＳＳＧ２は、それぞれ、区間０、区間１、区間０における加速度センサ１２の出力であるＧ（ｔ）の各区間における時間の二重積分値である。
【００８９】
時刻ｔにおける、実際の加速度Ａ（ｔ）、実際の速度Ｖ（ｔ）、移動距離Ｐ（ｔ）は、以下の式でそれぞれ算出される。
【００９０】
【数３】
2020196299.tif 000005
【００９１】
【数４】
2020196299.tif 000006
【００９２】
【数５】
2020196299.tif 000007
【００９３】
時刻ｔにおける、実際の加速度Ａ（ｔ）、実際の速度Ｖ（ｔ）、移動距離Ｐ（ｔ）を算出するうえで必要な値であるＦ、およびＶ０を算出する式は、以下の式（６）および（７）である。
【００９４】
【数６】
2020196299.tif 000008
【００９５】
【数７】
2020196299.tif 000009
【００９６】
式（６）および（７）におけるＬＳＳ１、ＬＳＳ２は、それぞれ、ＬＳＳ１＝ΔＬ１−ＳＳＧ１、ＬＳＳ２＝ΔＬ２−ＳＳＧ２で表される。
【００９７】
なお、実際の車両１の加速度と、実際の車両１の速度（つまり、車速）を算出するために、ＳＧ０、ＳＧ１、ＳＧ２、ＳＳＧ０、ＳＳＧ１、およびＳＳＧ２を求める必要がある。ＳＧ０、ＳＧ１、ＳＧ２、ＳＳＧ０、ＳＳＧ１、およびＳＳＧ２を求めるために、積分計算が行われる。この時に行われる積分計算では、長くてもパルス信号が加速度検出装置４０によって取得される時間間隔において行われる。よって、積分区間が長いときの積分計算時に生じる桁落ちなどの問題が生じない。
【００９８】
積分計算は良く知られているようにサンプリング間隔を小さくすることにより加算処理で可能なため、処理量が非常に少ない。また、停車直前の車両においては各値の変化も少ないため十分な精度が得られる。さらに精度を高めたい場合はシンプソンの公式を使えば高精度に求めることができる。
【００９９】
ある時刻ｔ１１で取得部４１がパルス信号を取得したときに算出部４２が算出するＦ、Ｖ０と、取得部４１が次のパルス信号を取得したとき（このときの時刻をｔ１２とする。）に算出部４２が算出するＦ、Ｖ０とは必ずしも一致しない。時刻ｔ１１から時刻ｔ１２におけるＦの変化は、時刻ｔ１１から時刻ｔ１２までに車両１が走行した道路の傾斜が変化している場合に生じる。車両１の減速運転時に車速Ｖ０が時刻ｔ１１と時刻ｔ１２において異なるのは言うまでもない。
【０１００】
したがって、オフセット量Ｆ、パルス信号が加速度検出装置４０によって取得されたときの車速Ｖ０を算出した後、再度パルス信号が加速度検出装置４０によって取得された場合、オフセット量Ｆ、基準速度Ｖ０を再算出することで、再度パルス信号が加速度検出装置４０によって取得された後、加速度および車速をより正確に算出することができる。
【０１０１】
［算出過程］
次に、実際の加速度Ａ（ｔ）、実際の速度Ｖ（ｔ）、および移動距離Ｐ（ｔ）の算出過程について説明する。
【０１０２】
加速度センサ１２から出力Ｇ（ｔ）が出力され（図３参照）、車速センサ１１からはパルス信号が出力される。出力Ｇ（ｔ）には、車両１の実際の加速度と、加速度センサ１２のオフセットとが含まれている。そこで、算出部４２は、取得部４１がパルス信号を取得したタイミングにおいて、オフセット量Ｆおよび基準速度Ｖ０を算出する処理を行う。ここでは、式（６）および（７）を用いた算出処理が行われる。
【０１０３】
次に、算出部４２は、加速度センサ１２からの出力Ｇ（ｔ）からオフセット値Ｆを減算することで、補正された出力値（補正後加速度）、すなわち、実際の加速度を算出する。この算出処理は式（３）を用いた算出処理である。
【０１０４】
算出部４２は、加速度センサ１２からの出力Ｇ（ｔ）、オフセット値Ｆ、および車速Ｖ０に基づいて、速度算出処理および距離算出処理を行う。速度算出処理は、式（４）を用いた算出処理、距離算出処理は、式（５）を用いた算出処理である。速度算出処理および距離算出処理により、実際の速度Ｖ（ｔ）、および移動距離Ｐ（ｔ）が算出される。
【０１０５】
なお、オフセット量Ｆ、および基準速度Ｖ０は、車速センサ１１からの出力結果を用いて検出するため、車速センサ１１からのパルス信号が、取得部４１によって取得されなければ、オフセット量Ｆ、および基準速度Ｖ０は更新されない。しかしながら、加速度センサ１２の出力は、車速センサ１１からのパルス信号が取得されていない間にも出力されている。
【０１０６】
よって、算出部４２は、取得部４１がパルス信号を取得した時刻以降において、取得部４１が加速度センサ１２からの出力Ｇ（ｔ）を取得する度に、算出されたＦおよびＶ０等を用いて、実際の加速度Ａ（ｔ）、実際の速度Ｖ（ｔ）および移動距離Ｐ（ｔ）を算出する。
【０１０７】
最新のパルス信号が出力された後、停車に至らず、再びパルス信号が出力された場合、算出部４２は、オフセット量Ｆ、およびＶ０を再算出する。具体的には、上述した式（６）および（７）において、Δｔ２、Δｔ１、ＳＧ２、ＳＧ１、ＳＳＧ２、ＳＳＧ１に、それぞれΔｔ１、ｔ、ＳＧ１、ＳＧ０、ＳＳＧ１、ＳＳＧ０を代入して算出する。
【０１０８】
次に、図４および図５を参照して、車両制御装置２０の動作について説明する。図４は、本発明の第１実施形態に係る車両制御装置２０の動作を示すフローチャートである。図５は、運転制御装置５０による制動制御を説明する図である。
【０１０９】
車両１が走行している間、取得部４１は、車速センサ１１からの出力、および加速度センサ１２からの出力を常時取得する（ステップＳ１１）。
【０１１０】
このとき、パルス信号の取得間隔を示す時刻範囲、パルス信号の取得間隔時間、加速度センサ１２の出力の時間積分値、および時間に関する二重積分値が対応づけられて記憶されている。
【０１１１】
なお、パルス信号の取得間隔時間、加速度センサ１２の出力の時間積分値、および時間に関する二重積分値は、算出部４２によって算出される。加速度センサ１２の出力の時間積分値、および時間に関する二重積分値（以下、時間二重積分値と称す。）は、対応する区域の時間範囲で積分計算される。
【０１１２】
なお、パルス信号の取得間隔時間は、図２におけるΔｔ１、Δｔ２に相当する。時間積分値は、ＳＧ１、ＳＧ２に相当し、時間二重積分値は、図２におけるＳＳＧ１、ＳＳＧ２に相当する。
【０１１３】
算出部４２は、車速センサ１１からの出力であるパルス信号を取得した時間間隔に基づいて車速を算出する。
【０１１４】
次に、判定部４３は、算出部４２が算出した車速が低速判定速度以下であるか否かを判定する（ステップＳ１２）。判定部４３が算出した車速が、低速判定速度よりも大きい場合（ステップＳ１２のＮＯ）、ステップＳ１１の処理が行われる。つまり、判定部４３が算出した車速が、低速判定速度以下になるまで、ステップＳ１１の処理が継続される。
【０１１５】
判定部４３によって車速が低速判定速度以下と判定された場合（ステップＳ１２のＹＥＳ）、取得部４１は、車速センサ１１からの出力、および加速度センサ１２からの出力を取得する（ステップＳ１３）。このとき、算出部４２は、車速センサ１１からの出力に基づいて、ステップＳ１３の時点で取得されたパルス信号（以下、パルス信号Ｐ０と称す。）とパルス信号Ｐ０の１回前に取得されたパルス信号（以下、パルス信号Ｐ１と称す。）の取得間隔時間（図２のΔｔ１に相当）を算出する。
【０１１６】
また、算出部４２は、取得間隔時間の範囲を積分範囲とする時間積分値（図２のＳＧ１に相当）および時間二重積分値（図２のＳＳＧ１に相当）を算出する。そして、算出された値は、パルス信号Ｐ０とパルス信号Ｐ１の取得間隔を示す時刻範囲と対応付けられて記憶装置３０に記憶される。
【０１１７】
次に、算出部４２は、上述した式（６）および（７）を用いて、それぞれ、車両１の加速度のオフセット量Ｆ、および、パルス信号Ｐ０の取得時の車速Ｖ０を算出する（ステップＳ１４）。このとき、算出部４２は、記憶装置３０を参照する。図２における、算出部４２は、ＳＧ２、ＳＳＧ２、ＳＧ１、ＳＳＧ１、Δｔ１、Δｔ２に相当する値を読み出し、読みだされた値に基づいてオフセット量Ｆおよび車速Ｖ０を算出する。
【０１１８】
なお、Δｔ１に相当する値は、パルス信号Ｐ０とパルス信号Ｐ１の取得間隔時間、Δｔ２に相当する値は、パルス信号Ｐ１とパルス信号Ｐ１の１回前に取得されたパルス信号Ｐ２の取得間隔時間である。
【０１１９】
ＳＧ１およびＳＳＧ１は、それぞれパルス信号Ｐ１の取得時刻からパルス信号Ｐ０の取得時刻との間を積分範囲とする時間積分値および時間二重積分値である。ＳＧ２およびＳＳＧ２は、それぞれパルス信号Ｐ２の取得時刻からパルス信号Ｐ１の取得時刻との間を積分範囲とする時間積分値および時間二重積分値である。
【０１２０】
加速度検出装置４０は、算出されたオフセット量Ｆおよび車速Ｖ０を記憶装置３０に記憶させる。
【０１２１】
次に、算出部４２は、上述した式（３）、（４）、および（５）を用いて、それぞれ車両１の実際の加速度、車速、移動距離を算出する（ステップＳ１５）。
【０１２２】
次に、運転制御装置５０は、ブレーキペダル１３から加速度指令を取得する（ステップＳ１６）。加速度指令とは、ブレーキペダル１３の踏み込み量を示す信号である。運転制御装置５０は、加速度指令に含まれる信号を解析して、ブレーキペダル１３の踏み込み量に応じた加速度を算出する。このとき、運転制御装置５０は、例えば、記憶装置３０に記憶されている踏み込み量と加速度との対応関係を示したテーブルに基づいて加速度の算出を行ってもよいし、踏み込み量と加速度との対応関係を表す式に基づいて加速度の算出を行ってもよい。なお、踏み込み量に対応付けられた加速度は、制動力の大きさに対応する。
【０１２３】
次に、運転制御装置５０は、制動制御を行う（ステップＳ１７）。ここで、運転制御装置５０は、図５に示されているように、ブレーキペダル１３からの加速度指令に対応する加速度からステップＳ１５において算出された加速度を減算する。
【０１２４】
減算により得られた差分加速度が、０でなければ、加速度指令に対応する加速度が、実際の加速度とずれていることを意味する。
【０１２５】
そのため、運転制御装置５０は、車両１の実際の加速度が、加速度指令に対応する加速度になるように制動制御する。このとき、フィードバック系が安定かつ所定の制御偏差以下となるように位相補償を挿入している。
【０１２６】
次に、判定部４３は、車両１が停止したか否かを判定する（ステップＳ１８）。具体的には、判定部４３は、ステップＳ１５で算出された車速が、停止判定速度を下回ったか否かを判定する。
【０１２７】
車両１が停止していない場合（ステップＳ１８のＮＯ）、加速度検出装置４０は、車速センサ１１からの出力を取得したか否かを判定する（ステップＳ１９）。
【０１２８】
車速センサ１１からの出力が取得されていない場合（ステップＳ１９のＮＯ）とは、パルス信号の次のパルス信号が取得部４１によって取得されない場合に相当する。この場合、取得部４１は、加速度センサ１２からの出力を取得する（ステップＳ２２）。
【０１２９】
算出部４２は、上述した式（３）、（４）、および（５）を用いて、それぞれ車両１の実際の加速度、車速、および移動距離を算出する（ステップＳ１５）。このとき、算出部４２は、記憶装置３０に記憶されているオフセット量Ｆ及び、車速Ｖ０を用いて算出処理を行う。
【０１３０】
その後は、ステップＳ１６、およびＳ１７の処理が行われる。
【０１３１】
車速センサ１１からの出力が取得された場合（ステップＳ１９のＹＥＳ）とは、パルス信号の次のパルス信号が取得部４１によって取得された場合に相当する。なお、算出部４２は、取得部４１が次のパルス信号を取得した時点においてパルス信号と次のパルス信号との取得間隔時間を算出している。
【０１３２】
車速センサ１１からの出力が取得された場合（ステップＳ１９のＹＥＳ）、取得部４１は、加速度センサ１２からの出力を取得する（ステップＳ２０）。
【０１３３】
このとき、算出部４２は、パルス信号の取得時刻から次のパルス信号の取得時刻までの時間範囲を積分範囲とする時間積分値および時間二重積分値を算出している。そして、算出された値は、パルス信号と次のパルス信号の取得間隔を示す時刻範囲と対応付けられて記憶装置３０に記憶されている。
【０１３４】
そして、算出部４２は、オフセット量、車速センサの出力取得時の速度を再算出する（ステップＳ２１）。
【０１３５】
このとき、算出部４２は、記憶装置３０を参照する。算出部４２は、ＳＧ２、ＳＳＧ２、ＳＧ１、ＳＳＧ１、Δｔ２、Δｔ１を読み出し、読みだされた値に基づいてオフセット量Ｆおよび車速Ｖ０を算出する。再算出されたオフセット量Ｆおよび車速Ｖ０は記憶装置３０に記憶される。
【０１３６】
その後、算出部４２は、上述した式（３）、（４）、および（５）を用いて、それぞれ車両１の実際の加速度、車速、移動距離を算出する（ステップＳ１５）。このとき、算出部４２は、再算出されたオフセット量Ｆおよび車速Ｖ０を用いて車両１の実際の加速度、車速、および移動距離を算出する。
【０１３７】
少なくともステップＳ１５〜Ｓ１８の処理は、車両１が停止したと判定されるまで、繰り返される。
【０１３８】
車両１が停止した場合（ステップＳ１８のＹＥＳ）、運転制御装置５０は停止動作を行う（ステップＳ２３）。停止動作とは、制動部６０を制動させる制動力を大きくする動作のことである。このとき、運転制御装置５０は停止時用の制動力で制動部６０を制動させる制動指令が制動部６０に出力する。
【０１３９】
なお、車速が微速になった時に車速センサ１１の種類によっては車速センサ１１からの出力が行われないことがある。この場合はステップＳ１９でＮＯの判定がなされ続けるが、ステップＳ１５で必要な情報の算出はなされる。
【０１４０】
しかしながら、車速センサ１１からの出力が行われたり行われなかったりする場合、すなわちパルス出力が欠落する場合がある。この場合はパルス間走行距離が一定値（つまり、車速係数）とはならず、パルス間走行距離は車速係数の整数倍になってしまう。そのため、車速が微速である時に、パルス信号が出力されたりされなかったりする車速センサ１１を備える車両に適用する場合は、ステップＳ１９の判定条件に次のようなＡＮＤ条件を加えることで誤動作を防ぐこともできる。一例目は「車速が所定速度以上」、二例目は「直前のパルス間走行距離が車速係数とほぼ一致」である。
【０１４１】
ステップＳ１８において、所定の時間経過しても停車したと判定されない場合、運転制御装置５０は、オフセット量を用いて算出された実際の加速度に基づく差分加速度に応じた制動力の他に、車両１を停車させるための制動力で制動部６０を制動させてもよい。
【０１４２】
加速度センサ１２の出力に含まれるＤＣドリフトによるオフセットは、加速度センサ内部で温度補償などを行うセンサを利用することで、減らすことができる。しかし、温度補償を行うセンサを設けることはコストがかかるという欠点がある。また、温度補償などを行うセンサを用いても、重力によるオフセットは除去できない。このため、重力によるオフセットを除去するためには、従来は、上述したように、３軸加速度センサを利用して、所定の座標変換処理を行うことで重力の影響を除去しており、複雑な計算を必要としていた。
【０１４３】
しかしながら、上述したように、本実施形態によれば、車速センサ１１の出力を用いて１軸加速度センサである加速度センサ１２からの出力を補正することで、車両１の実際の加速度を少ない計算量で算出することができる。したがって、１軸加速度センサを一つのみ用いて車両１の加速度を検出する場合であっても、より正確な加速度をより少ない計算量で得ることができる。
【０１４４】
車両１の停車直前の速度領域では、車速センサ１１によって出力されるパルス信号の出力間隔（つまり、加速度検出装置４０によるパルス信号の取得間隔）が長い。このため、パルス信号が出力するタイミングでしか車速を検出できない。
【０１４５】
本実施形態によれば、車両１の停車直前の速度領域であっても、最新の車速センサ１１の出力と、加速度センサ１２の出力を用いて、車速を算出する。詳しくは、加速度センサ１２からの出力と車速センサ１１からの出力とに基づいて、車両１の加速度のオフセット量および車速センサ１１からの出力が加速度検出装置４０によって取得されたときの車両１の速度である基準速度を算出する。そして、算出されたオフセット量および基準速度、加速度センサ１２からの出力を用いて車速を算出できる。
【０１４６】
よって、車両１の停車直前の速度領域であっても、加速度センサ１２が出力したタイミングであれば、少ない計算量で車速を算出できる。同様に、車両１の停車直前の速度領域であっても、車両の走行距離を算出できる。
【０１４７】
算出部は、加速度のオフセット量を算出した後、加速度検出装置４０が車速センサ１１からの出力を取得した場合、取得した出力に基づいて、車両１の加速度のオフセット量を再算出する。また、車速センサ１１からの出力が取得された時刻における基準速度を算出する。そして、その車速センサ１１からの出力が取得された時刻以降、再算出されたオフセット量を用いて、加速度センサからの出力を補正することで、実際の加速度を算出する。同様に、その車速センサ１１からの出力が取得された時刻以降、再算出されたオフセット量、基準速度を用いて車速、および走行距離が算出される。
【０１４８】
よって、車両１の停車直前の速度領域において、より正確に、実際の加速度、車速、走行距離を算出することができる。
【０１４９】
上述したように、車両１の停車直前の速度領域において、実際の加速度を算出できるので、車両１を停車する直前において、実際の加速度を、ブレーキペダルの踏み込み量に対応する加速度指令値が示す加速度に近づくように、車両の制動部６０を制御することができる。
【０１５０】
したがって、本実施形態によれば、車両１の停車時の乗り心地の悪化を低減することができる。
【０１５１】
なお、上述した実施形態によれば、車両１の加速時および発進時において（車両１が進みはじめたばかりの低速領域において）も、車両１の実際の加速度、車速、走行距離を算出することができる。ただし、この場合、加速度検出装置４０が車速センサ１１からの３つ目のパルス信号を取得するまでは、基準速度Ｖ０＝０、オフセット量Ｆ＝Ｇ（０）を用いて算出する。
【０１５２】
（変形例）
上述した実施形態では、運転手によって運転される車両１について説明した。しかしながら、自動運転により制御される車両１についても同様に、停車直前の速度において、実際の車両の加速度、車速、走行距離が算出される。また、算出結果に応じて、制動制御が行われる。以下、上述した実施形態との相違点について説明する。
【０１５３】
本変形例における運転制御装置５０は、上述した実施形態における運転制御装置５０の機能に加えて、アクセルペダル、ブレーキペダル１３、およびハンドル等に対する入力操作を受けることなく、車両１を運転する。
【０１５４】
運転制御装置５０は、所定の速度プロファイルを作成し、作成した速度プロファイルにしたがって、車両１の運転制御を行う。このとき、運転制御装置５０、図示されていない駆動部を制御することで、速度プロファイルに従って運転制御を行っている。
【０１５５】
図６は、運転制御装置５０による制動制御を説明する図である。車両１の減速・停車時に、運転制御装置５０は、車両１が停車するまでの速度プロファイルを作成する。速度プロファイルは、速度指令値が目標停止位置までの距離の関数として表現されている。
【０１５６】
運転制御装置５０は、速度指令値から加速度検出装置によって算出された実際の車速を減算する。減算して得られた差分速度の値が０でなければ、速度指令で指定された速度が、実際の速度からずれていることを意味する。
【０１５７】
差分速度の値が０でない場合、運転制御装置５０は、車両１の実際の速度が、速度指令値に対応する速度になるように制動部６０を制御する。このとき、フィードバック系が安定かつ所定の制御偏差以下となるように位相補償を挿入している。
【０１５８】
変形例における車両制御装置２０の動作は、ステップＳ１６およびステップＳ１７を除いて図４のフローチャートに示されている処理と同様である。ステップＳ１６の処理に替えて、運転制御装置５０は、車両１を停止するための速度プロファイルを作成する処理を行う。また、ステップＳ１７の処理に替えて、運転制御装置５０は、車両１の実際の速度が速度指令値に対応する速度に近づくように制動部６０を制御する処理を行う。
【０１５９】
本変形例において運転制御装置５０は、車両１の実際の速度が、速度指令値に対応する速度になるように制動部６０を制御するとしたが、必ずしも速度指令値に基づいた制御をしなくてもよい。例えば、速度プロファイルを時間微分して加速度プロファイルを作成し、車両１の実際の加速度が、作成された加速度プロファイルに含まれる加速度指令値に対応する加速度に近づくように制動部６０を制御してもよい。
【０１６０】
また、車両制御装置２０は、加速度検出装置４０によって算出された車両１の位置が、自動運転時の位置指令値に近づくように、車両１の制動を制御してもよい。
【０１６１】
例えば、制御に用いる速度プロファイルや加速度プロファイルは目標停止位置までの距離の関数として定義してもよい。この場合、速度制御や加速度制御をする場合の制御偏差は累積せずに、最終的には目標位置にちょうど停止するような位置制御がおこなわれる。つまり、大きな位置制御ループに、小さな速度制御ループや小さな加速度制御ループが含まれるということである。
【０１６２】
なお、所定の場合、運転制御装置５０は、車両１を急停止させるための制動をかけてもよい。所定の場合とは、加速度検出装置４０によって算出された実際の速度が、速度プロファイルで指定された速度から大幅に逸脱した場合、再度算出したオフセット量Ｆが前回算出したオフセット量Ｆと大きく相違する場合である。他に、運転制御装置５０が減速しようとしているにもかかわらず、加速度検出装置４０によって算出された基準速度Ｖ０の算出値の絶対値が０から離れていく場合、運転制御装置５０が減速しようとしているにもかかわらず、取得時間間隔が、およびΔｔ２＞Δｔ１となる場合も上述した所定の場合に該当する。
【０１６３】
また、本発明の処理では、実際の加速度が加速度指令値と同じになるように、車両の制御する、すなわち種々の外乱外力が加わっても（エンジンのＯＮ／ＯＦＦ、車両１のエアコンのＯＮ／ＯＦＦ、および道路の傾斜などによって車両駆動力・制動力に変化が生じたり、車両そのものに外力が加わったりしても）、フィードバックによってそれらの影響をなくすように動作する。
【０１６４】
なお、上述した動作は、自動走行などの場合は理想であるが、人間が運転する場合は別の考え方もある。つまり、車両１の内部（内的要因）で発生するような外乱は不連続に突然で発生するものなので、それ内的要因による加速度の変化を吸収するのは良いが、道路傾斜などの車両１の外部からの外乱発生要因についてはフィードバックで吸収しないほうが良い場合がある。道路傾斜による外乱発生要因による加速度の変化も吸収してしまうと、坂道でも平地と同様に運転できるので坂道を意識する必要がなくなるため、運転手に奇異な感覚をもたらすことがある。
【０１６５】
上述した奇異な感覚を運転手に感じさせないためには、加速度フィードバックの位相補償において、低周波数領域のゲインを下げるだけでよい。そうすれば、例えば下り坂では平地よりもブレーキ踏み込み量を多くした状態で、車両１の内部で発生する外乱の影響を受けずに車両１を制御できることになる。
【０１６６】
本変形例によれば、上述した実施形態と同様の効果が得られる。
【０１６７】
＜注釈＞
その他、上記各実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１６８】
本発明は、低速時における加速度を少ない計算量で連続して算出する加速度検出装置に好適に利用される。
【符号の説明】
【０１６９】
１  車両
１１  車速センサ
１２  加速度センサ
１３  ブレーキペダル
２０  車両制御装置
３０  記憶装置
４０  加速度検出装置
４１  取得部
４２  算出部
４３  判定部
４４  車速検出部
５０  運転制御装置
６０  制動部
【図１】
2020196299.tif 000010
【図２】
2020196299.tif 000011
【図３】
2020196299.tif 000012
【図４】
2020196299.tif 000013
【図５】
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【図６】
2020196299.tif 000015