(57)【要約】【課題】勾配路での自動発進においてずり下がりを抑えつつ滑らかな発進を実現することができる車両の発進制御システムを提供する。【解決手段】発進制御システムは、加速度センサと、制動力発生装置と、駆動力発生装置と、制動力発生装置及び駆動力発生装置を制御する制御装置とを備える。制御装置は、車両の発進が要求された場合、加速度センサにより検出された前後方向の加速度に基づいて車両の発進の可能性がある発進可能性領域を設定し、駆動力を第１レートで増大させつつ制動力を第２レートで低下させていく。そして、駆動力と制動力とで定まる車両の動作点が発進可能性領域に入った場合、駆動力を第１レートより低い第３レートで増大させつつ制動力を第２レートより低い第４レートで低下させていく。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両を自動発進させる発進制御システムにおいて、
前記車両の前後方向の加速度を検出する加速度センサと、
前記車両に作用する制動力を発生させる制動力発生装置と、
前記車両に作用する駆動力を発生させる駆動力発生装置と、
前記制動力発生装置及び前記駆動力発生装置を制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記車両の発進が要求された場合、
前記加速度センサにより検出された加速度に基づいて前記車両の発進の可能性がある発進可能性領域を設定するステップと、
駆動力を第１レートで増大させつつ制動力を第２レートで低下させていくステップと、
駆動力と制動力とで定まる前記車両の動作点が前記発進可能性領域に入った場合、駆動力を前記第１レートより低い第３レートで増大させつつ制動力を前記第２レートより低い第４レートで低下させていくステップと、
を実行するように構成されていることを特徴とする車両の発進制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両を自動発進させる発進制御システムに関し、特に、勾配路での自動発進に用いて好適な発進制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特開２００２−１０４１４７号公報には、車両が勾配路に停車したときに制動力を保持する制御に関する技術が開示されている。この文献に開示された技術によれば、車両が勾配路に停車した状態では、ドライバのブレーキ操作に係らず車輪に対して制動力を作用させる所謂ヒルホールド（ヒルホルダ）が実行される。そして、ヒルホールドの実行中に車両の駆動力が走行路面勾配に抗して車両を発進させるのに十分になったとき、制動力を低下させることが行われる。また、ヒルホールドの実行中に車両の後方転がり移動が検出されたときには、制動力を上昇させることが行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１０４１４７号公報
【特許文献２】特開２００８−１２６９５３号公報
【特許文献３】特開２００８−００１２８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ヒルホールドを解除して車両を発進させるに際しては、ずり下がりを抑えつつ滑らかな発進を実現することが求められている。このことは、自動運転システムやＡＣＣ或いは自動駐車システムによる勾配路での自動発進にも当てはまる課題である。
【０００５】
しかし、勾配路での自動発進において上記課題を達成することは容易ではない。その一つの理由が加速度センサの誤差や積載量などのばらつき等、発進に影響する要素の車両ごとのばらつきである。加速センサの出力値からは、車両が停止している場所の勾配を推定することができる。そして、勾配からは、車両に作用する力（以下、この力を勾配力と定義する）を推定することができる。ところが、加速度センサの誤差や積載量などのばらつきの影響により、勾配力を正確に推定することは難しい。推定勾配力から計算した駆動力が実際の勾配力に対して過剰であると飛び出しが発生し、不足するとずり下がりが発生してしまう。また、これらの問題の発生を抑えるために制動力や駆動力をゆっくり変化させた場合には、発進までに時間がかかってしまう。
【０００６】
本発明は、上述のような課題に鑑みてなされたものであり、勾配路での自動発進においてずり下がりを抑えつつ滑らかな発進を実現することができる車両の発進制御システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明に係る車両の発進制御システムは、車両を自動発進させる発進制御システムであって、車両の前後方向の加速度を検出する加速度センサと、車両に作用する制動力を発生させる制動力発生装置と、車両に作用する駆動力を発生させる駆動力発生装置と、制動力発生装置及び駆動力発生装置を制御する制御装置とを備える。制御装置は、車両の発進が要求された場合、加速度センサにより検出された加速度に基づいて車両の発進の可能性がある発進可能性領域を設定するステップと、駆動力を第１レートで増大させつつ制動力を第２レートで低下させていくステップと、駆動力と制動力とで定まる車両の動作点が発進可能性領域に入った場合、駆動力を第１レートより低い第３レートで増大させつつ制動力を第２レートより低い第４レートで低下させていくステップと、を実行するように構成されている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る車両の発進制御システムによれば、車両の発進可能性が低い状態では制動力と駆動力をそれぞれ比較的速く変化させることで、発進までの時間を短縮することができる。そして、車両の発進可能性が高まったら制動力と駆動力のそれぞれの変化速度を低くすることで、勾配路での発進においてずり下がりを抑えつつ、飛び出しのない滑らかな発進を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】駆動力と制動力とから発進領域とずり下がり領域とを規定する制駆動力マップを示す図である。
【図２】推定勾配力Ｓｌｏｐ（Ｅ）と実際勾配力Ｓｌｏｐ（Ｒ）とのずれにより、ずり下がりが起きるケースについて説明する図である。
【図３】推定勾配力Ｓｌｏｐ（Ｅ）と実際勾配力Ｓｌｏｐ（Ｒ）とのずれにより、飛び出しが起きるケースについて説明する図である。
【図４】本実施の形態で用いられる制駆動力マップの設定について説明する図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る発進制御システムの構成を示す図である。
【図６】発進制御の制御フローを示す図である。
【図７】制駆動力すりかえ制御の第１ステージについて説明する図である。
【図８】制駆動力すりかえ制御の第２ステージについて説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
まず、本発明の実施の形態について説明するに先立ち、勾配路での自動発進においてずり下がりや飛び出しが発生する理由について説明する。勾配路での発進時に、車両が停止状態に保たれるか、或いはずり下がりや飛び出しが発生するかは、制動力と駆動力と勾配力との関係で決まる。
【００１１】
図１は、駆動力と制動力とから発進領域とずり下がり領域とを規定する制駆動力マップを示す図である。ここでは、勾配力をＳｌｏｐと表記する。Ｓｌｏｐは、上り勾配であればＳｌｏｐ＞０となり、下り勾配であればＳｌｏｐ＜０となる。なお、図１に示すＳｌｏｐ（Ｒ）は実際の勾配力を意味し、車両に搭載された加速度センサの出力値から推定される推定勾配力とは区別される。
【００１２】
駆動力をＤｒｖと表記し、制動力をＢｒｋと表記すると、車両を意図する方向へ進行させる力は、Ｄｒｖ−Ｓｌｏｐで表される（ただし、Ｄｒｖ＞Ｓｌｏｐ）。車両を意図する方向へ進行させる力Ｄｒｖ−Ｓｌｏｐが制動力Ｂｒｋよりも大きいことが車両の発進条件である。ゆえに、図１において、Ｄｒｖ−Ｓｌｏｐ（Ｒ）＞Ｂｒｋを満たす領域が発進領域である。
【００１３】
一方、車両を意図に反する方向へ進行させる力は、Ｓｌｏｐ−Ｄｒｖで表される（ただし、Ｓｌｏｐ＞Ｄｒｖ）。車両を意図に反する方向へ進行させる力Ｓｌｏｐ−Ｄｒｖが制動力Ｂｒｋよりも大きいことが車両のずり下がり条件である。ゆえに、図１において、Ｓｌｏｐ（Ｒ）−Ｄｒｖ＞Ｂｒｋを満たす領域がずり下がり領域である。点線の矢印線で示すように、制駆動力の制御点がずり下がり領域に入ってしまった場合には、ずり下がりが発生する。
【００１４】
図１に実線の矢印線で示すように、ずり下がり領域を回避して発進領域に制駆動力の制御点を移動させることで、ずり下がりを発生させることなく発進することができる。しかしながら、システムが把握できるのは実際の勾配力ではなく、加速度センサの出力値から推定される推定勾配力である。加速度センサの誤差や積載量などのばらつきの影響により、実際の勾配力と推定勾配力とは必ずしも一致しない。実際の勾配力と推定勾配力とのずれは、自動発進時のずり下がりや飛び出しの原因となる。以下、これについて図２及び図３を用いて説明する。なお、各図では、実際勾配力をＳｌｏｐ（Ｒ）と表記し、推定勾配力をＳｌｏｐ（Ｅ）と表記する。
【００１５】
図２は、推定勾配力Ｓｌｏｐ（Ｅ）と実際勾配力Ｓｌｏｐ（Ｒ）とのずれにより、ずり下がりが起きるケースについて説明する図である。図２のケースでは、推定勾配力Ｓｌｏｐ（Ｅ）は実際勾配力Ｓｌｏｐ（Ｒ）よりも小さく見積もられている。その結果、推定勾配力Ｓｌｏｐ（Ｅ）を基準にした場合には発進領域となる領域でも、実際勾配力Ｓｌｏｐ（Ｒ）を基準にした場合にはずり下がり領域となる領域が生じる。このような領域に制駆動力の制御点を移動させた場合には、ずり下がりが生じてしまう。
【００１６】
図３は、推定勾配力Ｓｌｏｐ（Ｅ）と実際勾配力Ｓｌｏｐ（Ｒ）とのずれにより、飛び出しが起きるケースについて説明する図である。図３のケースでは、推定勾配力Ｓｌｏｐ（Ｅ）は実際勾配力Ｓｌｏｐ（Ｒ）よりも大きく見積もられている。その結果、推定勾配力Ｓｌｏｐ（Ｅ）を基準にした場合には適正な駆動力といえる領域でも、実際勾配力Ｓｌｏｐ（Ｒ）を基準にした場合には駆動力過剰となる領域が生じる。このような領域に制駆動力の制御点を移動させた場合には、飛び出しが生じてしまう。
【００１７】
このような意図しないずり下がりや飛び出しを抑えるために考案されたのが本発明である。以下、本発明の実施の形態に係る車両の発進制御システムについて説明する。まず、本実施の形態で用いられる制駆動力マップについて、図４を用いて説明する。図４は、本実施の形態で用いられる制駆動力マップの設定について説明する図である。
【００１８】
本実施の形態で用いられる制駆動力マップでは、想定される加速度センサの出力値や積載量のばらつきを考慮して発進可能性領域とずり下がり可能性領域とが規定されている。詳しくは、発進可能性領域は、推定勾配力を基準とする発進領域をばらつき分のマージンだけ低制動力側に拡大した領域である。ずり下がり可能性領域は、推定勾配力を基準とするずり下がり領域をばらつき分のマージンだけ高制動力側に拡大した領域である。発進可能性領域とずり下がり可能性領域とは一部の領域がオーバラップしている。発進可能性領域は、車両が発進するかもしれない領域であり、ずり下がり可能性領域は、車両がずり下がるかもしれない領域である。両者がオーバラップする領域は、車両が発進するかもしれないしずり下がるかもしれない領域である。
【００１９】
制駆動力マップにおいて、発進可能性領域でもずり下がり可能性領域でもない領域は、車両が停止状態に保たれる停車領域である。制駆動力の動作点が停車領域を移動している間は、駆動力を増加させても制動力を低下させても車両は停車状態に保たれる。ゆえに、制駆動力の動作点がずり下がり可能性領域を回避しながら発進可能性領域へ移動していくように駆動力と制動力とをそれぞれ制御すれば、勾配路での発進時、ずり下がらせることなく車両を発進させることができる。また、また駆動力の出力に伴い制動力を低下させることで、駆動対制動によるアクチユエータへの負荷を低減できる。本明細書では、制駆動力の動作点がずり下がり可能性領域に入ることを回避しながら駆動力の増加に合わせて制動力を徐々にゼロまで低下させていく制御のことを、制駆動力すりかえ制御と称す。
【００２０】
図５は、本発明の実施の形態に係る発進制御システムの構成を示す図である。発進制御システムは、自動運転システムやＡＣＣ或いは自動駐車システムの一つの機能として車両に搭載される。図５に示すように、発進制御システム２は、各種センサ４と、アクチュエータ８と、制御装置６とで構成される。
【００２１】
各種センサ４には、例えば、車両の前後方向の加速度を検出する加速度センサ（Ｇセンサ）４ａ、車両の走行距離を検出する距離検出センサ４ｂ、車輪の回転を検出する車輪センサ４ｃ、運転者の意思を確認するドライバスイッチ（ドライバＳＷ）４ｄ等が含まれる。また、カメラやソナー等、進行方向の障害物の有無や障害物との距離を検出できるセンサが各種センサ４に含まれてもよい。
【００２２】
アクチュエータ８には、車両に作用する駆動力を発生させる制御可能な駆動力発生装置８ａと、車両に作用する制動力を発生させる制御可能な制動力発生装置８ｂとが含まれる。制御可能な駆動力発生装置８ａとは、具体的には、エンジン（ＥＮＧ）である。ただし、駆動力発生装置８ａは、モータやハイブリッドシステムであってもよい。制御可能な制動力発生装置８ｂとは、具体的には、ブレーキ装置（ＢＲＫ）である。
【００２３】
制御装置６は、一又は複数のＥＣＵで構成される。制御装置６のメモリには、上述の制駆動力マップ（図４参照）と、この制駆動力マップを用いて行われる発進制御の制御プログラムとが記憶されている。制御装置６は、各種センサ４で取得された情報に基づき、メモリに記憶された制御プログラムに従ってアクチュエータ８を制御する。
【００２４】
図６は、制御装置６により実施される発進制御の制御フローを示す図である。発進制御では、前述の制駆動力すりかえ制御が２つのステージに分けて実施される。図７は、制駆動力すりかえ制御の第１ステージについて説明する図である。図８は、制駆動力すりかえ制御の第２ステージについて説明する図である。図７及び図８において、左側は制駆動力すりかえ制御で用いられる制駆動力マップであり、右側は制駆動力の変化を示すタイムチャートである。左側のマップと右側のタイムチャートとで縦軸のスケールは等しい。以下、発進制御の内容について、図７及び図８を参照しながら図６に示す制御フローに従って説明する。
【００２５】
発進制御は、図示しない主制御装置より制御装置６に対して車両の発進が要求された場合に実行される。制御装置６は、まず、加速度センサ４ａの出力値より推定勾配力を計算し、推定勾配力と予め定められたマージンとに基づいて、制駆動力マップ（図４参照）において発進可能性領域及びずり下がり可能性領域を設定する。
【００２６】
次に、制御装置６は、制駆動力マップの停車領域内に制駆動力の動作点が入るように、十分な制動力を予め確保する（ステップＳ４）。これにより、車両は停車状態に保持される。
【００２７】
制動力の確保後、制御装置６は、制動力すりかえ制御の第１ステージを実行する（ステップＳ６）。制動力すりかえ制御の第１ステージでは、図７に示すように、制駆動力の動作点がずり下がり可能性領域をぎりぎり回避しながら発進可能性領域へ移動していくように、駆動力発生装置８ａ及び制動力発生装置８ｂがそれぞれ制御される。制駆動力の動作点が停車領域内にある場合、車両は停車状態を保つ。そのため、車両を速やかに発進させるためには、より早く発進可能性領域に進入する必要がある。そこで停車領域中での駆動力の変化率と制動力の変化率はともに大きいレートに設定する。
【００２８】
制御装置６は、制駆動力の動作点が発進可能性領域に進入するまで、制動力すりかえ制御の第１ステージを継続する（ステップＳ８）。制駆動力の動作点が発進可能性領域に進入した場合、制御装置６は、制駆動力の変化率の設定を変更する（ステップＳ１０）。具体的には、駆動力の変化率を第１ステージにおけるレート（第１レート）よりも低いレート（第３レート）に変更するとともに、制動力の変化率を第１ステージにおけるレート（第２レート）よりも低いレート（第４レート）に変更する。
【００２９】
発進可能性領域への進入後、制御装置６は、制動力すりかえ制御の第２ステージを実行する（ステップＳ１２）。制動力すりかえ制御の第２ステージでは、図８に示すように、発進可能性領域内にて駆動力と制動力とをそれぞれ小さい変化率で変化させ、車両が発進する発進点を探ることが行われる。このような処理を行うことにより、唐突な飛び出しを防いで車両を滑らかに発進させることが可能となる。
【００３０】
制動力すりかえ制御の第２ステージで設定される駆動力と制動力の各変化率は可変としてもよい。例えば、カメラやソナーのような進行方向の障害物を検出できるセンサが車両に搭載されているのであれば、障害物の有無に応じて駆動力と制動力の各変化率を変更してもよい。具体的には、障害物が存在する場合には、発進加速度のさらなる抑制のために駆動力と制動力の各変化率をさらに低くしてもよい。また、自動駐車システムのように目標移動量が設定されるシステムにおいて目標移動量が基準値より小さい場合には、基準値以上の場合と比較して駆動力と制動力の各変化率を低くしてもよい。また、ドライバスイッチ４ｄによって、速やかに発進してほしい、ゆっくり発進してほしい等のドライバの意思を確認できる場合には、その意思に応じて変化率を可変としてもよい。
【００３１】
このように実施される発進制御によれば、車両の発進可能性が低い状態では制動力と駆動力をそれぞれ比較的速く変化させることで、発進までの時間を短縮することができる。そして、車両の発進可能性が高まったら制動力と駆動力のそれぞれの変化速度を低くすることで、勾配路での発進においてずり下がりを抑えつつ、飛び出しのない滑らかな発進を実現することができる。
【００３２】
以上説明したように、本実施の形態に係る発進制御システム２は、制動力と駆動力の両方を自動で制御するもので、ずり下がりが起きる可能性のある路面環境での自動発進のシーンに広く適用可能である。特に、本実施の形態に係る発進制御システム２は、進行方向に障害物があったり微小移動を要求されたりする自動駐車システムに用いて好適である。
【符号の説明】
【００３３】
２  発進制御システム
４ａ  加速度センサ
６  制御装置
８ａ  駆動力発生装置
８ｂ  制動力発生装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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