(57)【要約】【課題】車両の走行状態に応じた制動制御を実施することにより、適切な停車が可能な車両制御装置を提供する。【解決手段】本願は、自動停止条件が成立した場合に車両を自動的に停止させる車両制御装置に関する。本装置は、自動停止条件が成立した場合、車両の速度が目標減速プロファイルに追従するように制動制御を実施する制御部を備える。制御部の伝達関数は、抵抗パラメータ及び慣性パラメータに基づいて補正される。抵抗パラメータは、自動停止条件の成立時から所定期間における速度の変化に基づいて求められる。慣性パラメータは、速度と目標減速プロファイルとの偏差が最小になるように求められる。【選択図】図１
2019085017.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動停止条件が成立した場合に、制動制御を実施することにより車両を自動的に停止させる車両制御装置であって、
前記車両の速度を検出する車両速度検出部と、
前記自動停止条件が成立した場合、前記速度が目標減速プロファイルに追従するように前記制動制御を実施する制御部と、
前記制御部の伝達関数を前記車両の走行抵抗に関する抵抗パラメータに基づいて補正する第１補正部と、
前記第１補正部で補正された前記伝達関数を、前記車両の慣性に関する慣性パラメータに基づいて更に補正する第２補正部と、
を備え、
前記第１補正部は、前記自動停止条件の成立時から所定期間における前記速度の変化に基づいて前記抵抗パラメータを求め、
前記第２補正部は、前記速度と前記目標減速プロファイルとの偏差が最小になるように前記慣性パラメータを求める、車両制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動停止条件が成立した場合に、制動制御を実施することにより車両を自動的に停止させる車両制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
走行中の車両において所定の自動停止条件が成立した場合に、制動制御を実施することにより車両を自動的に停止させる車両制御を行う車両が知られている。この種の車両制御を行うシステムとしては、例えば、走行中の運転者をモニタリングし、運転者に異常が確認された場合に、車両を自動停車させるデッドマンシステムが知られている。
【０００３】
例えば特許文献１には、上述のようなデッドマンシステムにおいて、車両の乗員状態に異常が発生した場合に、車両の横加速度及び横ジャークが所定の閾値以下となるように車両のステアリングを制御することで、自動停止における車両挙動を支援することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１７−１５２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来、このような自動的な制動制御を実施するシステムでは、自動停止条件が成立した場合に、予め設定された所定の目標減速プロファイルに従った制動が実施される。ここで目標減速プロファイルは、典型的な走行状態を想定して一律に設定されることが一般的である。しかしながら、車両の制動特性は、走行路の勾配や摩擦などの路面状況、又は、車両重量の増減によって変化する。そのため、一律に設定された目標減速プロファイルに基づく制動制御では、実際の車両の速度プロファイルが目標減速プロファイルから乖離してしまうおそれがある。
【０００６】
本発明の少なくとも一実施形態は上述の事情に鑑みなされたものであり、車両の走行状態に応じた制動制御を実施することにより、適切な停車が可能な車両制御装置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】
本発明の少なくとも一実施形態に係る車両制御装置は上記課題を解決するために、
自動停止条件が成立した場合に、制動制御を実施することにより車両を自動的に停止させる車両制御装置であって、
前記車両の速度を検出する車両速度検出部と、
前記自動停止条件が成立した場合、前記速度が目標減速プロファイルに追従するように前記制動制御を実施する制御部と、
前記制御部の伝達関数を前記車両の走行抵抗に関する抵抗パラメータに基づいて補正する第１補正部と、
前記第１補正部で補正された前記伝達関数を、前記車両の慣性に関する慣性パラメータに基づいて更に補正する第２補正部と、
を備え、
前記第１補正部は、前記自動停止条件の成立時から所定期間における前記速度の変化に基づいて前記抵抗パラメータを求め、
前記第２補正部は、前記速度と前記目標減速プロファイルとの偏差が最小になるように前記慣性パラメータを求める。
【０００８】
上記構成によれば、自動停止条件が成立した場合に、車両の速度が目標減速プロファイルに追従するように制動制御を実施する際に、第１補正部で求められる抵抗パラメータ、及び、第２補正部で求められる慣性パラメータに基づいて、制御部の伝達関数が補正される。ここで抵抗パラメータは、走行路の勾配や摩擦などの路面状況を含む車両の走行抵抗に関するパラメータであり、自動停止条件の成立時から所定期間における速度の変化に基づいて求められる。また慣性パラメータは、車両重量を含む車両の慣性に関するパラメータであり、第１補正部によって補正された伝達関数に基づいて、速度と目標減速プロファイルとの偏差が最小になるように求められる。このように補正された伝達関数に基づく制動制御を実施することで、走行路の勾配や摩擦などの路面状況、又は、車両重量の増減による制動特性の変化を考慮した車両制御が可能となる。その結果、車両の走行状態に応じた制動制御を実施することにより、適切な停車が可能な車両制御装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態に係る車両制御装置１の構成を示すブロック図である。
【図２】図１の車両制御装置１で実施される車両制御方法を工程毎に示すフローチャートである。
【図３】図２の車両制御方法が実施された車両の速度プロファイルの一例である。
【図４】図２の車両制御方法が実施された車両の速度プロファイルの他の例である。
【図５】図２の車両制御方法が実施された車両の速度プロファイルの他の例である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
【００１１】
図１は本発明の一実施形態に係る車両制御装置１の構成を示すブロック図である。車両制御装置１は、車両に搭載されるコントロールユニットであり、例えば電子演算装置に所定のプログラムがインストールされることにより構成される。車両制御装置１が搭載される車両は、内燃機関や電動機（モータ）などの動力源から出力される動力によって走行可能な任意の車両を含むが、本実施形態では特に、乗員や積載物によって車重が変動しやすいトラックやバスなどの商用車を例示説明する。
【００１２】
車両には、自動停止条件が成立した場合に、車両を自動的に停止させるための自動停止制御装置２が搭載される。自動停止制御装置２は、例えばデッドマンシステムであり、不図示のモニタリング装置（カメラ等）によって車両の運転者をモニタリングし、運転者に異常が発生した場合に自動停止条件が成立した判断し、車両を停止させるための命令を車両制御装置１に対して送信する。車両制御装置１は、自動停止制御装置２から受信した命令に従って制動制御を実施することで、車両は停止状態に至るまで減速制御がなされる。
【００１３】
尚、上述の実施形態では自動停止制御装置２としてデッドマンシステムを搭載した車両について説明したが、デッドマンシステムに代えて又は加えて、他の自動停止制御装置を搭載してもよい。自動停止制御装置として、例えば定速走行路に自車が他車や障害物に接近した際に自動的に制動制御を行うオートクルーズコントロールなどを採用してもよい。
【００１４】
車両制御装置１は、車両の速度を検出する車両速度検出部４を備える。車両速度検出部４は、車両に搭載された車速センサ６からの信号を取得することにより、車両の速度を検出する。
【００１５】
車両制御装置１は、メモリ等の記憶部８を備える。記憶部８には、車両制御装置１の制御実施に必要な各種情報が記憶されており、特に目標減速プロファイル１０が記憶されている。目標減速プロファイル１０は、自動停止制御装置２で異常が検知されることで制動制御を実施する際に、制動開始時点の速度から制動終了時点の速度（ゼロ）に至るまでの典型的な速度変化が、車両の典型的な走行状態（走行路の摩擦や勾配、車両重量など）を前提として規定される。本実施形態では特に、目標減速プロファイル１０は、制動開始時点の近傍と制動終了時点の近傍において、それらの中間時点に比べて速度変化が緩やかになるプロファイル（例えばTrapezoidalプロファイル）が設定される。これにより、制動制御が実施された際に、車両を安定した挙動で停止させられるようになっている。
【００１６】
車両制御装置１は、自動停止条件が成立した場合、車両の速度が目標減速プロファイル１０に追従するように制動制御を実施する制御部１２を備える。制御部１２は、目標減速プロファイル１０に基づいて求められる目標速度と、車両速度検出部４で取得した車速センサ６の測定値との偏差に基づいて、制動装置の駆動制御を実施するブレーキＥＣＵ１４に対してフィードバック制御を行う。
【００１７】
ブレーキＥＣＵ１４は、車両に搭載されたブレーキシステムを制御対象とするコントロールユニットであり、車両（制御部１２）からの制御信号に応じて、所定の制動力が発揮可能に構成されている。尚、ブレーキＥＣＵ１４の制御対象となるブレーキシステムは、ディスクブレーキやドラムブレーキなど、各種方式が採用可能である。
【００１８】
制御部１２は、ゲインＫを含む伝達関数ｆ（ｘ）を有するＰＩＤ制御器であり、入力値（車両速度検出部４で取得した車速センサ６の測定値との偏差ｘ）に対して、所定の制御信号Ｆを出力する。ここで車両制御装置１は、車両の走行状態に応じて、制御部１２の伝達関数ｆ（ｘ）に対して補正を行うための第１補正部１６及び第２補正部１８を備える。
【００１９】
第１補正部１６は、制御部１２の伝達関数ｆ（ｘ）を車両の走行抵抗に関する抵抗パラメータＧに基づいて補正する。ここで抵抗パラメータＧは、走行路の勾配や摩擦などの路面状況を含む車両の走行抵抗に関するパラメータであり、自動停止条件の成立時から所定期間における速度の変化に基づいて求められる。尚、抵抗パラメータＧの算出方法については後述する。
【００２０】
第２補正部１８は、車両の速度と目標減速プロファイル１０との偏差が最小になるように慣性パラメータＭを求める。ここで慣性パラメータＭは、車両重量を含む車両の慣性に関するパラメータであり、第１補正部１６によって補正された伝達関数に基づいて、車両の速度と目標減速プロファイル１０との偏差が最小になるように求められる。尚、慣性パラメータＭの算出方法については後述する。
【００２１】
制御部１２の伝達関数ｆ（ｘ）は、第１補正部１６で求められる抵抗パラメータＧ、及び、第２補正部１８で求められる慣性パラメータＭによって補正される。その結果、ブレーキＥＣＵ１４への制御信号Ｆは、次式
Ｆ＝Ｍ・ｆ（ｘ）−Ｇ      （１）
により得られる。ブレーキＥＣＵ１４は、このように補正された伝達関数ｆ（ｘ）に基づく制御信号Ｆに基づいて制御されることで、走行路の勾配や摩擦などの路面状況、又は、車両重量の増減による制動特性の変化を考慮した車両制御が可能となる。
【００２２】
続いて上記構成を有する車両制御装置１で実施される車両制御方法について説明する。図２は図１の車両制御装置１で実施される車両制御方法を工程毎に示すフローチャートである。
【００２３】
まず車両制御装置１は、自動停止制御装置２において自動停止条件が成立したか否かが判断される（ステップＳ１）。つまり、デッドマンシステムである自動停止制御装置２で、運転者に異常が発生し、車両を停止させる状況にあるか否かが判断される。このような判断は、自動停止制御装置２から車両制御装置１において制動制御を開始するためのトリガーとなる異常信号を取得したか否かに基づいて行われる。
【００２４】
自動停止条件が成立した場合（ステップＳ１：ＹＥＳ）、車両制御装置１は制動制御を開始する（ステップＳ２）。車両制御装置１による制動制御は、制御部１２におけるフィードバック制御に従って行われる。つまり、車速センサ６の測定値が、記憶部８に記憶された目標減速プロファイルから求められる目標速度に追従するように、フィードバック制御が行われる。
【００２５】
制動制御が開始されると、車両制御装置１は、制御開始時点からの経過時間ｔが所定期間ｔ１未満か否かを判定する（ステップＳ３）。経過時間ｔが所定期間ｔ１未満だと（ステップＳ３：ＹＥＳ）、第１補正部１６は制動開始時点から所定期間ｔ１までの期間における車両の速度変化に基づいて、抵抗パラメータＧを算出する（ステップＳ４）。ここで所定期間ｔ１は、ブレーキＥＣＵ１４によって駆動制御されるブレーキシステムで制動力が発揮されることで車両の速度が減少し始めるまでに要する期間（すなわち制動制御が開始された時点から実際に制動力が発揮されるまでに要する期間）に比べて、短く設定される。そのため、制動開始時点から所定期間ｔ１の間、車両は慣性走行していることとなる。
尚、所定値ｔ１は例えば１秒未満である。
【００２６】
第１補正部１６は、自動停止条件の成立時（制動開始時点）から所定期間ｔ１における車両の速度変化に基づいて抵抗パラメータＧを求める。つまり、車両が慣性走行状態にある所定期間ｔ１における速度変化に基づいて抵抗パラメータＧが求められる。具体的には、抵抗パラメータＧは次式
Ｇ＝（２Ｍ０（ｄ−ｙ））／t1２                          （２−１）
ｙ’(t)＝（ｙ’(t−１))＋ｋｈｒ(t)／（１＋ｋｈ）        （２−２）
により求められる。ここでＭ０は慣性パラメータＭの初期値であり、ｋは反応を調整するゲイン、ｈは車両制御装置のサンプリングタイム、ｄは０秒からt1までの車両移動距離、ｙは０秒からt1までの望ましい反応の移動距離、ｙ’(t)は予め定義された望ましい反応をするモデルによる速度、ｙ(t)はｙ’(t)を積分した望ましい反応をするモデルによる移動距離であり、r(t)は目標減速プロファイルである。
【００２７】
続いて第２補正部１８は、第１補正部１６で求められた抵抗パラメータＧを用いて制御部１２の伝達関数ｆ（ｘ）を補正し（ステップＳ５）、当該補正後の伝達関数に基づいて、車両の速度と目標減速プロファイル１０との偏差が最小になるように慣性パラメータＭを算出する（ステップＳ６）。そして慣性パラメータＭを用いて、伝達関数を更に補正する（ステップＳ７）。
【００２８】
ここでステップＳ６における慣性パラメータＭの演算は、抵抗パラメータＧによって補正された伝達関数を用いて、車両の速度と目標減速プロファイル１０との偏差が最小になるように行われる。このような演算は、例えば最小二乗法のような逐次演算により行われる。本実施形態では抵抗パラメータＧ及び慣性パラメータＭの２種類の補正パラメータが用いられるが、ステップＳ４において予め抵抗パラメータＧを特定することで、ステップＳ６では逐次演算の変数を一つ（慣性パラメータＭ）のみとすることができる。これにより、逐次演算に要する期間や精度が向上できるため、緊急停車時のような状況下においても、正確且つレスポンスのよい制動制御が実現できる。
【００２９】
続いて制御部１２は、第１補正部１６及び第２補正部１８で補正された伝達関数に基づいて制動制御を実施する（ステップＳ８）。第１補正部１６及び第２補正部１８で補正された伝達関数から出力される制御信号Ｆは、ステップＳ４で求められた抵抗パラメータＧ及びステップＳ６で求められた慣性パラメータＭを用いて、上記（１）式から得られる。
【００３０】
続いて車両制御装置１は、車両の速度がゼロになったか否かを判定する（ステップＳ９）。すなわち、上述の制動制御が実施されることで車両が停車状態に至ったか否かが判定される。
【００３１】
車両の速度がゼロになった場合（ステップＳ９：ＹＥＳ）、車両制御装置１はブレーキＥＣＵ１４に対して停車維持命令を送信することにより、停車状態を維持する（ステップＳ１０）。これにより、上述の制動制御によって停止した車両の停車状態が確実に維持される。
【００３２】
図３は図２の車両制御方法が実施された車両の速度プロファイルの一例である。図３の例では、降雨等によって走行路の摩擦力が低下することにより車両の制動特性が変化した場合が示されており、車両の速度プロファイルが実線で示されており、記憶部８に記憶された目標減速プロファイル１０（破線）が破線で示されている。また比較例として、車両制御方法が実施されない車両（つまり、第１補正部１６及び第２補正部１８による補正がなされない伝達関数ｆ（ｘ）に基づいて制御される車両）における速度プロファイルが一点鎖線で示されている。
【００３３】
比較例の速度プロファイル（一点鎖線）と目標減速プロファイル（破線）とを比べると、降雨等によって走行路の摩擦力が低下することによって、速度プロファイルが目標減速プロファイル１０から乖離してしまっていることが示されている。その一方で、本実施形態の車両の速度プロファイル（実線）では、比較例に比べて目標減速プロファイル１０に追従した形状が得られ、乾燥した平面路での速度プロファイルと同様の形状になる。これは、第１補正部１６及び第２補正部１８による補正によって、車両の制動特性の変化を考慮した車両制御がなされていることを示している。
【００３４】
図４は図２の車両制御方法が実施された車両の速度プロファイルの他の例である。図４の例では、車両の走行路の勾配が変化したり、車両重量が変化することにより、車両の制動特性が変化した場合が示されており、車両の速度プロファイルが実線で示されており、記憶部８に記憶された目標減速プロファイル１０（破線）が破線で示されている。また比較例として、車両制御方法が実施されない車両（つまり、第１補正部１６及び第２補正部１８による補正がなされない伝達関数ｆ（ｘ）に基づいて制御される車両）における速度プロファイルが一点鎖線で示されている。
【００３５】
比較例の速度プロファイル（一点鎖線）と目標減速プロファイル（破線）とを比べると、走行中の車両の慣性力が変化することによって、速度プロファイルが目標減速プロファイル１０から乖離してしまっていることが示されている。その一方で、本実施形態の車両の速度プロファイル（実線）では、比較例に比べて目標減速プロファイル１０に追従した形状が得られ、乾燥した平面路での速度プロファイル同様の形状になる。これは、第１補正部１６及び第２補正部１８による補正によって、車両の制動特性の変化を考慮した車両制御がなされていることを示している。
【００３６】
図５は図２の車両制御方法が実施された車両の速度プロファイルの他の例である。図５の例では、降雨等によって走行路の摩擦力が低下するとともに、車両の走行路の勾配が変化したり、車両重量が変化したりすることにより、車両の制動特性が変化した場合が示されており、車両の速度プロファイルが実線で示されており、記憶部８に記憶された目標減速プロファイル１０（破線）が破線で示されている。また比較例として、車両制御方法が実施されない車両（つまり、第１補正部１６及び第２補正部１８による補正がなされない伝達関数ｆ（ｘ）に基づいて制御される車両）における速度プロファイルが一点鎖線で示されている。
【００３７】
比較例の速度プロファイル（一点鎖線）と目標減速プロファイル（破線）とを比べると、走行中の車両の慣性力が変化することによって、速度プロファイルが目標減速プロファイル１０から乖離してしまっていることが示されている。その一方で、本実施形態の車両の速度プロファイル（実線）では、比較例に比べて目標減速プロファイル１０に追従した形状が得られ、乾燥した平面路での 速度プロファイルと同様の形状になる。これは、第１補正部１６及び第２補正部１８による補正によって、車両の制動特性の変化を考慮した車両制御がなされていることを示している。
【００３８】
以上説明したように上述の実施形態によれば、第１補正部１６及び第２補正部１８で補正された伝達関数に基づいて制動制御を実施することにより、走行路の勾配や摩擦などの路面状況、又は、車両重量の増減による制動特性の変化を考慮した車両制御が可能となる。その結果、車両の走行状態に応じた制動制御を実施することにより、環境や状態が変化しても乾燥した平面路と同様の車両速度変化で停車が可能な車両制御装置を提供できる。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明は、自動停止条件が成立した場合に、制動制御を実施することにより車両を自動的に停止させる車両制御装置に利用可能である。
【符号の説明】
【００４０】
１  車両制御装置
２  自動停止制御装置
４  車両速度検出部
６  車速センサ
８  記憶部
１０  目標減速プロファイル
１２  制御部
１６  第１補正部
１８  第２補正部
１４  ブレーキＥＣＵ
【図１】
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【図２】
2019085017.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2019085017.tif 000007