JP2011088574A - Vehicle controller - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両制御装置に関するものである。 The present invention relates to a vehicle control device.
従来、自車位置より前方の走行予定経路の道路状況(カーブ道路の曲率半径、路面摩擦係数、勾配など)に基づいて、目標車速を設定し、目標車速となるように車速あるいは加速度を制御する技術がある(例えば、特許文献1参照)。この特許文献1に記載の車両制御装置では、カーブ道路を通過可能な車速となるように目標車速が設定されている。
Conventionally, the target vehicle speed is set based on the road condition (curvature radius of curvature, road surface friction coefficient, gradient, etc.) of the planned travel route ahead of the vehicle position, and the vehicle speed or acceleration is controlled so as to be the target vehicle speed. There is a technology (for example, see Patent Document 1). In the vehicle control device described in
特許文献1に記載の車両制御装置では、ドライバによって、目標速度を超えるような加速要求がされた場合に、目標速度を超えるような加速ができないように制限されていた。例えば、ドライバが、車両前方の状況を判断して、積極的にアクセル操作した場合であっても、制御システムによって目標速度を超える加速が制限されているため、要求どおりの加速が得られず、ドライバが違和感を覚えることがあった。
In the vehicle control device described in
本発明は、このような課題を解決するために成されたものであり、制御目標速度付近において、要求どおりの加速が得られないというドライバの違和感を低減することが可能な車両制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve such a problem, and provides a vehicle control device capable of reducing a driver's uncomfortable feeling that acceleration as requested cannot be obtained near a control target speed. The purpose is to do.
本発明による車両制御装置は、走行予定軌跡を安定走行可能な限界速度を設定する限界速度設定手段と、限界速度よりも低速側の速度である規範速度を設定する規範速度設定手段と、規範速度に収束するように車両速度を制御する制御手段と、ドライバによる操作に基づいて、規範速度を超える速度への加速要求があるか否かを判定する判定手段とを備え、規範速度を超える速度への加速要求があったと判定された場合に、限界速度を上限とする上限速度までの加速を可能とすることを特徴としている。 The vehicle control device according to the present invention includes a limit speed setting means for setting a limit speed at which a stable travel can be performed on a planned travel path, a reference speed setting means for setting a reference speed that is a speed lower than the limit speed, and a reference speed. Control means for controlling the vehicle speed so as to converge on the vehicle, and determination means for determining whether there is an acceleration request for a speed exceeding the reference speed based on an operation by the driver. When it is determined that there is an acceleration request, acceleration up to an upper limit speed with the limit speed as an upper limit is possible.
このような車両制御装置は、走行予定軌跡を安定走行可能な速度である限界速度よりも低速側の速度である規範速度を設定する規範速度設定手段を備える構成であるので、「限界速度−規範速度」に相当する余裕代を設定することが可能となる。そして、車両制御装置は、ドライバによる操作に基づいて、規範速度を超える速度への加速要求があった場合に、限界速度を上限とする上限速度までの加速を可能とする構成であるため、上記の余裕代に相当する加速が可能となる。その結果、制御目標速度付近において、ドライバの要求に応じて加速することができる。 Such a vehicle control device is configured to include a reference speed setting means for setting a reference speed that is a speed lower than a limit speed that is a speed at which the scheduled travel path can be stably driven. It is possible to set a margin corresponding to “speed”. And, since the vehicle control device is configured to enable acceleration up to the upper limit speed with the upper limit of the limit speed when there is an acceleration request to a speed exceeding the reference speed based on the operation by the driver, Acceleration equivalent to the allowance of is possible. As a result, it is possible to accelerate according to the driver's request in the vicinity of the control target speed.
本発明の車両制御装置によれば、制御目標速度付近において、要求どおりの加速が得られないというドライバの違和感を低減することができる。 According to the vehicle control device of the present invention, it is possible to reduce the driver's uncomfortable feeling that the requested acceleration cannot be obtained in the vicinity of the control target speed.
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the description of the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
図1に本実施形態に係る車両制御装置のブロック構成図を示す。本実施形態の車両制御装置は、車両挙動の制御を行うものである。車両制御装置1は、ドライバが急減なハンドル操作をした場合など、前後輪がグリップの限界を超えて、横滑りしそうな状態が感知されると、ブレーキ油圧、エンジン・モータ出力を制御して、車両安定性を確保するVSC(Vehicle Stability Control、登録商標)の制御機能を有するものである。
FIG. 1 shows a block diagram of a vehicle control apparatus according to the present embodiment. The vehicle control apparatus of this embodiment controls vehicle behavior. The
車両制御装置1は、前方撮像カメラ10、レーザレーダ20、各種センサ40、ナビゲーション装置50、プレビュー情報ECU60、運転制御ECU70、操舵ECU80、ブレーキECU90、エンジンECU100、アクティブスタビライザECU110を備えている。これらのECU60,70,80,90,100,110、及びナビゲーション装置50は、例えばCAN(Controler Area Network)等の通信回路で接続されることにより、相互にデータ交換が可能な構成とされている。これらのECUは、演算処理を行うCPU、記憶部となるROM及びRAM、入力信号回路、出力信号回路、電源回路などにより構成されている。
The
前方撮像カメラ10は、自車前方の画像を撮影する撮像手段として機能するものである。前方撮像カメラ10によって撮影された画像情報は、プレビュー情報ECU60に出力される。プレビュー情報ECU60は、前方撮像カメラ10によって取得された画像情報に基づいて、例えば、道路形状、路面状況に関する情報を取得することができる。
The
レーザレーダ20は、自車前方にレーザ光を照射し、その反射光を受信する。レーザレーダ20によって、取得された情報は、プレビュー情報ECU60に出力される。プレビュー情報ECU60は、レーザレーダ20によって取得された情報に基づいて、例えば、カーブ道路の道路境界やその付近に設置された反射板、視線誘導標などの道路付帯物との距離、自車幅中心軸との道路付帯物の中心軸との横ズレ量などに関する情報を取得することができる。
The
各種センサ40は、例えば、舵角センサ、Gセンサ、ヨーレートセンサなどである。舵角センサは、自車のステアリングの操舵角に関する情報を検出するセンサである。Gセンサは、自車の前後方向に発生する加速度(前後加速度)を検出する加速度センサである。ヨーレートセンサは、自車の鉛直軸まわりの角速度(ヨーレート)を検出するセンサである。各種センサ40としては、駆動輪の空転を感知するセンサ、車速を検出するための車輪速センサなどがある。
The
ナビゲーション装置50は、自車の位置を検出するGPS受信機、操作者によって操作される操作部、目的地までの経路を案内する案内部、各種情報を表示する画像表示部、道路地図データを記憶する地図DB51などを備えている。
The
プレビュー情報ECU60は、前方撮像カメラ10、レーザレーダ20、各種センサ40、ナビゲーション装置50から取得した情報に基づいて、自車の運転計画を作成する。プレビュー情報ECU60は、取得した情報に基づいて、所望の規範ラインを設定する。所望の規範ラインとは、例えば、カーブ走行路における走行予定軌跡であり、燃費、走行安定性、最高速、乗り心地重視などを考慮して、任意に設定されるトレースラインである。プレビュー情報ECU60は、設定された規範ラインで(安定)走行可能な限界速度パターンを作成することで、自車の運転計画をする。プレビュー情報ECU60は、カーブ走行路の曲率半径、路面摩擦係数μに基づいて、限界速度パターンを設定する。
The preview information ECU 60 creates a driving plan for the host vehicle based on information acquired from the
運転制御ECU70は、道路情報を用いたVSCトルク応答可変制御を実行するものである。運転制御ECU70は、走行予定軌跡を安定走行可能な限界速度よりも低速側の規範速度を設定し、この規範速度に収束するように車両速度を制御する。運転制御ECU70は、各種センサ40(例えばアクセル操作を検出するセンサ)からの信号に基づいて、ドライバからの加速要求を判定する。運転制御ECU70は、ドライバからの加速要求が、規範速度を超える速度への加速要求であるか否かを判定する。ドライバからの加速要求が、規範速度を超える速度への加速要求であった場合には、限界速度を上限とする加速を実行することができる。
The
運転制御ECU70は、限界速度パターン(プレビュー情報)に基づいて、自車の加速・減速(エンジン出力・制動力)を制御する。運転制御ECU70は、限界速度パターンよりも下回ったところ(低速側)に規範走行速度パターンを設定する。例えば、規範走行速度パターンは、限界速度パターンの95%とする。
The
運転制御ECU70では、自車前方の道路状況(カーブ道路の曲率半径、路面摩擦係数μ)を認識し、限界速度付近であってもドライバ操作に対し適切にトルクを反応させる。運転制御ECU70は、ドライバの要求速度が規範速度を超えた場合に、ドライバによる操作に対して、プレビュー情報に基づくフィードフォワード制御を行い、トルク操作を実施する(エンジン出力制御、制動制御を実施する)。運転制御ECU70は、フィードフォワード制御による制御時間(トルク反応時間)、制御目標量(トルクゲイン)を可変とする。運転制御ECU70は、フィードフォワード制御を実施後、フィードバック制御を行う。
The driving control ECU 70 recognizes the road condition ahead of the host vehicle (the radius of curvature of the curved road, the friction coefficient μ of the road surface), and appropriately reacts the torque to the driver operation even near the limit speed. When the driver's requested speed exceeds the reference speed, the
運転制御ECU70は、各ECU80,90,100,110に制御信号を出力する。操舵ECU80は、運転制御ECU70からの信号に従って、操舵装置(電動パワーステアリング装置)81を制御する。操舵装置81のアクチュエータは、操舵ECU80から出力された駆動信号に応じて作動し、補助操舵トルクを発生させる。
Operation control ECU70 outputs a control signal to each ECU80,90,100,110. The
ブレーキECU90は、運転制御ECU70からの信号に従って、ブレーキ(電子制御ブレーキシステム)91を制御する。ブレーキ91のアクチュエータは、ブレーキECU90から出力された駆動信号に応じて作動し、制動力を発生させる。油圧源の圧力調整を行うことで、各車輪に制動力を発生させる。
The
エンジンECU100は、運転制御ECU70からの信号に従って、エンジン101を制御し、エンジン出力を最適に制御する。車両を推進させる駆動源としてモータを搭載している場合には、モータ出力を制御する。
アクティブスタビライザECU110は、運転制御ECU70からの信号に従って、アクティブスタビライザ(電動アクティブスタビライザ)111を制御する。アクティブスタビライザのアクチュエータは、ブラシレスモータと減速機構を備えている。アクティブスタビライザのアクチュエータは、車両のロールに応じてモータを回転させ、減速機構を通してスタビライザーバーをねじることで車両のロールを抑える。
The
次に、図2のフローチャートに沿って、車両制御装置1の動作について説明する。図2は、本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。この図における制御処理は、ECUにより所定時間ごとに繰り返し実行される。なお、図2では、ステップをSと略記している。
Next, the operation of the
まず、ステップ1では、プレビュー情報ECU60は、先読み情報として、自車両前方の道路形状、路面摩擦係数μを認知する。続くステップ2では、プレビュー情報ECU60は、所望の規範ラインを設定する。例えば、燃費重視、安全性重視、スピード重視、乗り心地重視などを考慮して、カーブ走行路におけるトレースライン(走行予定軌跡)を設定することで、所望の規範ラインを設定する。
First, in
次に、ステップ3では、プレビュー情報ECU60は、ステップ2で設定された規範ラインで走行可能な限界速度パターンを生成する。具体的には、路面摩擦係数μ、カーブ走行路の曲率半径に基づいて、限界速度パターンを算出する。
Next, in step 3, the
次いで、ステップ4では、プレビュー情報ECU60は、限界速度パターンより下回ったところに規範走行速度パターンを設定する。規範走行速度パターンは、例えば、「限界速度パターン×0.95」を満足するように設定される。
Next, in step 4, the
次に、ステップ5では、運転制御ECU70は、ドライバの要求速度が規範速度を超えているか否かを判定する。ドライバの要求速度が規範速度を超えていると判定した場合には、ステップ6に進み、ドライバの要求速度が規範速度を超えていると判定されなかった場合には、ステップ7に進む。
Next, in step 5, the
次にステップ6では、運転制御ECU70は、現在の車両状態(エンジン出力トルク、横Gなど)に基づいて、タイヤマージンを算出し、タイヤのグリップ力に余裕があるか否かを判定する。タイヤマージンに余裕がある場合には、ステップ8に進み、タイヤマージンに余裕がない場合には、ステップ7に進む。運転制御ECU70は、自車前方の道路状況を認識し、タイヤマージンに余裕があるか否かを判定する。
Next, in step 6, the driving
運転制御ECU70は、ドライバの要求速度が規範速度を超えていない場合、タイヤマージンに余裕がない場合には、ステップ7の処理を実行する。ステップ7では、運転制御ECU70は、規範速度パターンに従って走行するように、車両制御を行う。運転制御ECU70は、各種ECU80,90,100,110に制御信号を出力して、操舵装置81、ブレーキ91、エンジン101、アクティブスタビライザ111を制御する。
The driving
運転制御ECU70は、現在速度が規範速度を超えている場合、かつ、タイヤマージンに余裕がある場合には、ステップ8の処理を実行する。運転制御ECU70は、規範速度を超える速度への加速要求があり、タイヤマージンに余裕がある場合には、ステップ8の処理を実行する。
The driving
ステップ8では、アクセル操作量に対して、エンジン出力トルクとトルク反応時間を設定する。運転制御ECU70は、タイヤマージン量、路面摩擦係数μ、道路の曲率半径を考慮して任意に設定する。運転制御ECU70は、自車前方の道路の曲率半径、車両特性(FF駆動、FR駆動)、舵角に基づいて、エンジン出力トルク、トルク反応時間を設定する。トルク反応時間とは、ドライバによるアクセル操作に応じて、出力トルクを可変とする時間の長さを指す。
In step 8, engine output torque and torque response time are set for the accelerator operation amount. The
図3〜図5では、例えばスポーティなFR車の場合の設定例を示している。図3は、路面摩擦係数μとトルクゲインとの関係の一例を示すグラフである。図3では、横軸に路面摩擦係数μを示し、縦軸にトルクゲインを示している。例えば、路面摩擦係数μが大きくなるにつれて、トルクゲインを大きくするように設定することができる。 3 to 5 show setting examples in the case of a sporty FR vehicle, for example. FIG. 3 is a graph showing an example of the relationship between the road surface friction coefficient μ and the torque gain. In FIG. 3, the horizontal axis represents the road surface friction coefficient μ, and the vertical axis represents the torque gain. For example, the torque gain can be set to increase as the road surface friction coefficient μ increases.
図4は、カーブ走行路の曲率半径とトルク反応時間との関係の一例を示すグラフである。図4では、横軸に曲率半径の大きさを示し、縦軸にトルク反応時間の長さを示している。例えば、曲率半径が大きくなるにつれて(カーブの湾曲が緩やかになり、直線に近づくにつれて)、ドライバ操作に対するトルク反応時間を長く設定することができる。 FIG. 4 is a graph showing an example of the relationship between the radius of curvature of the curve travel path and the torque response time. In FIG. 4, the horizontal axis indicates the radius of curvature, and the vertical axis indicates the length of the torque reaction time. For example, the torque response time for the driver operation can be set longer as the radius of curvature increases (the curve curve becomes gentler and approaches a straight line).
図5は、ドライバ要求トルク及びエンジン出力トルクの一例を示すグラフである。図5では、横軸に時間経過を示し、縦軸にトルクの大きさを示している。図5中、グラフB1は、ドライバ要求トルクを示し、グラフB2は、エンジン出力トルクを示している。図5に示すように、エンジン出力トルク(B2)は、ドライバ要求トルク(B1)の増加に応じて増加する。ドライバ要求トルクが一定となった後、エンジントルクは、徐々に減少するように設定されている。 FIG. 5 is a graph showing an example of the driver request torque and the engine output torque. In FIG. 5, the horizontal axis indicates the passage of time, and the vertical axis indicates the magnitude of torque. In FIG. 5, a graph B1 indicates the driver request torque, and a graph B2 indicates the engine output torque. As shown in FIG. 5, the engine output torque (B2) increases as the driver request torque (B1) increases. After the driver request torque becomes constant, the engine torque is set to gradually decrease.
以上説明したように、本実施形態の車両制御装置1によれば、走行予定軌跡を安定走行可能な速度である限界速度よりも低速側の速度である規範速度を設定する規範速度設定手段を備える構成であるので、「限界速度−規範速度」に相当する余裕代を設定することが可能となる。そして、車両制御装置1は、ドライバによる操作に基づいて、規範速度を超える速度への加速要求があった場合に限界速度を上限とする上限速度までの加速を可能とする構成である。そのため、ドライバが規範速度よりも高速走行が可能だと判断して加速要求をした場合であっても、上記の余裕代に相当する加速が可能となる。その結果、制御目標速度(規範速度)付近において、ドライバの要求に応じて加速することができるので、ドライバの違和感を低減することができる。
As described above, according to the
一般にドライバは先の道路状況を認識して各種操作を行う。ドライバと同じ情報をシステム(車両制御装置)に認識させ、先の道路状況に応じて、制御内容(ドライバ操作に対するトルク応答)を可変とすることで、ドライバの違和感を低減することができる。そのため、ドライバビリィティと車両の安定性との両立を図ることができる。車両制御装置1では、プレビュー情報を用いて、車両挙動を限界域に近づけないように制御することで、挙動を大きく乱すことなく、再び通常域へ戻すことができる。
In general, the driver recognizes the road condition and performs various operations. By making the system (vehicle control device) recognize the same information as the driver and changing the control content (torque response to the driver operation) according to the road conditions, the driver's uncomfortable feeling can be reduced. Therefore, it is possible to achieve both drivability and vehicle stability. In the
以上、本発明をその実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。車両制御装置1をエンジン車に適用しているが、車両を推進させる駆動源としてモータを搭載した車両に、車両制御装置1を適用してもよい。また、上記実施形態では、アクティブスタビライザ111を搭載する車両としているが、アクティブスタビライザを搭載していない車両に、本発明の車両制御装置1を適用してもよい。
As mentioned above, although this invention was concretely demonstrated based on the embodiment, this invention is not limited to the said embodiment. Although the
また、ナビゲーション装置(ナビゲーションECU)、プレビュー情報ECU、運転制御ECUなどで実行されている処理を、他のECUで実行してもよく、同一のECUで実行してもよい。 Further, the processes executed by the navigation device (navigation ECU), preview information ECU, operation control ECU, etc. may be executed by another ECU or the same ECU.
1…車両制御装置、10…前方撮像カメラ、20…レーザレーダ、40…各種センサ、50…ナビゲーション装置、51…地図DB、60…プレビュー情報ECU、70…運転制御ECU、80…操舵ECU、81…操舵装置、90…ブレーキECU、91…ブレーキ、100…エンジンECU、101…エンジン、110…アクティブスタビライザECU、111…アクティブスタビライザ。
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記限界速度よりも低速側の速度である規範速度を設定する規範速度設定手段と、
前記規範速度に収束するように車両速度を制御する制御手段と、
ドライバによる操作に基づいて、前記規範速度を超える速度への加速要求があるか否かを判定する判定手段とを備え、
前記規範速度を超える速度への加速要求があったと判定された場合に、前記限界速度を上限とする上限速度までの加速を可能とすることを特徴とする車両制御装置。 Limit speed setting means for setting a limit speed at which the travel path can be stably traveled, and
A reference speed setting means for setting a reference speed which is a speed lower than the limit speed;
Control means for controlling the vehicle speed to converge to the reference speed;
Determination means for determining whether or not there is an acceleration request to a speed exceeding the reference speed based on an operation by a driver;
When it is determined that there is a request for acceleration to a speed exceeding the reference speed, acceleration to an upper limit speed with the upper limit being the upper limit is possible.
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