JP2017067042A - 車両の制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】車両の発進時におけるドライバの操作負担を軽減するとともに、良好な燃料消費率を達成することのできる車両の制御装置を提供すること。【解決手段】車両100に搭載されたエンジン110の出力を変化させ、走行する速度を自動的に増減し、車速の維持を行うECM10は、ドライバによって指示された目標車速に到達するように、予め定められたアクセル開度に従って車両を停止状態から加速し、当該車速を一定に制御する。【選択図】図7
Description
本発明は、アクセル操作によらずに車両の走行速度を調整する、車両の制御装置に関する。
車両を走行させる際、ドライバ(運転者)はアクセルペダルを踏み込む操作をして所望の走行速度になるように調整している。車両の走行速度は、ドライバによるアクセル操作だけでなく、路面勾配や天候などの走行環境によって左右される。このため、走行速度を一定に保つようにドライバがアクセル操作をすることは難しく、アクセル操作によっては車速が増減して燃料消費率が悪化してしまう場合がある。
このことから、車両を所定以上の一定速度で走行させる場合に、その走行速度を一定に維持するように定速制御する、所謂、クルーズコントロールが普及している(例えば、特許文献1を参照)。
従来の技術において、特許文献1に記載のようにクルーズコントロール機能を備える車両の制御装置にあっては、走行する道路の制限速度に合わせて一定速度で走行する定速走行制御であるクルーズコントロール機能を使用することにより定速走行における速度増減を抑えることで低燃費化を実現している。
このことから、クルーズコントロールは、ドライバがアクセル操作して車両を発進させて、道路の制限速度などに応じた走行速度まで加速した後、例えば、時速40km以上に到達した後に設定可能になっている。
しかしながら、車両の発進時から加速時においても、良好な燃料消費率を達成するには、ドライバが燃料消費率を抑えた加速を実現するアクセル操作をすることが必要であり、そのアクセル操作には習熟が要求される。したがって、発進時の燃料消費率を良好にすることは、車両がクルーズコントロール機能を備えていても、ドライバの操作負担が大きく、また、達成すること自体が難しい。
そこで、本発明は、車両の発進時および加速時における、ドライバの操作負担を軽減するとともに、良好な燃料消費率を達成することのできる車両の制御装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決する車両の制御装置の発明の一態様は、車両に搭載された動力源の出力を変化させ、走行する速度を自動的に増減し、車速の維持を行う車両の制御装置であって、運転者によって指示された前記車両の走行指示速度に基づいて、予め定められた前記動力源の出力推移を以て前記走行指示速度になるように、前記車両を停止状態から加速した後に、当該車速を一定に制御するようになっている。
このように本発明の一態様によれば、車両の発進時におけるドライバに対する操作負担を軽減するとともに、良好な燃料消費率を達成することのできる車両の制御装置を提供することができる。
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。
(第1の実施形態)
図1〜図8は本発明の第1の実施形態に係る車両の制御装置を示す図である。
(第1の実施形態)
図1〜図8は本発明の第1の実施形態に係る車両の制御装置を示す図である。
図1および図2において、車両100は、内燃機関型のエンジン110を動力源として搭載している。車両100は、ECM(Engine Control Module)10がエンジン110を統括制御して各種走行制御を実行することにより、例えば、そのエンジン110に出力要求として、混合気を調整等する制御信号を送出することにより、所望の速度で走行するようになっている。
ECM10は、アクセルペダルセンサ11と、ブレーキスイッチ13と、車速センサ15と、クルーズスイッチ17と、メータパネル19と、が接続されている。
アクセルペダルセンサ11は、ドライバ(運転者)が踏み込む図示しないアクセルペダルの踏み込み量を検出してアクセルペダルセンサ信号としてECM10に送信する。ブレーキスイッチ13は、ドライバが踏み込む図示しないブレーキペダルの踏み込みの有無を検出してブレーキスイッチ信号としてECM10に送信する。車速センサ15は、例えば、図示しないドライブシャフトの回転数を検出して車両100の走行速度の車速情報としてECM10に送信する。
クルーズスイッチ17は、図3(a)および図3(b)に示すように、ドライバが一定速度で走行することを希望する際に入力操作するように、ハンドル120内にユニット化されて設置されている。クルーズスイッチ17は、クルーズコントロールをセット(オン)するクルーズ選択スイッチ17aと、クルーズコントロールをキャンセル(オフ)するキャンセルスイッチ17bと、クルーズコントロール機能により定速走行する速度の入力操作をする車速設定スイッチ17cと、が配列されて構成されている。
メータパネル19は、図3(a)に示すように、ハンドル120の奥側に配置されている。メータパネル19は、車両100の車速などの作動状態を含む各種情報を表示出力してドライバに報知することにより、車両100の現況を認識させるようになっている。メータパネル19は、例えば、作動状態の走行速度(車速)を図3(c)に示す車速メータ19mに表示したり、クルーズコントロールする定速速度として設定されている目標車速(走行指示速度)Vtをその車速メータ19mに表示する。
ECM10は、各種情報を不揮発に、または一時的に記憶するメモリ10mを備えている。ECM10は、メモリ10m内に格納されている制御プログラムを設定情報や取得情報の各種パラメータに従って実行することにより、クルーズコントロールなどの各種制御処理を行うようになっている。
このECM10は、アクセルペダルセンサ11から受け取るアクセルペダルの踏み込み量に応じたアクセルペダルセンサ信号と、車速センサ15から受け取る車両100の車速情報とに基づいて、例えば、効率よく駆動させる出力要求を生成してエンジン110に送出することにより、スロットル開度などを調整して高燃費運転を実現する。このとき、メータパネル19には、作動状態として、車両100の走行速度が車速メータ19mに表示される。
また、ECM10は、図4に示すように、クルーズスイッチ17のクルーズ選択スイッチ17aがOFF状態から押下されてON信号が送られてくる度に、循環式にモードを切り換えるようになっている。すなわち、ECM10は、クルーズ選択スイッチ17aの1回目の押下では定速モードでのクルーズコントロールを選択実行し、クルーズ選択スイッチ17aの2回目の押下では後述する発進モードでのクルーズ前コントロールを選択実行し、クルーズ選択スイッチ17aの3回目の押下ではクルーズコントロールの選択前の状態に戻るようになっている。
このとき、ECM10は、クルーズコントロールまたはクルーズ前コントロールの実行に合わせて、定速モードまたは発進モードの選択実行を報知する図3(d)に示すセット情報(定速または発進)をメータパネル19に表示するとともに、設定された目標車速Vtをメモリ10m内から読み出して、そのメータパネル19の車速メータ19mに表示する。
このECM10は、クルーズスイッチ17の車速設定スイッチ17cにおける上側の「RES+」または下側の「SET−」がOFF状態から押下されて設定車速+/−調整スイッチ情報が送られてくると、メータパネル19に表示する目標車速Vtをその短時間あるいは長時間の押下操作に応じて増減するととともに、メモリ10m内の目標車速Vtを修正して保持する更新処理を実行する。
ここで、ECM10は、予め設定されている解除条件を満たしたときに、クルーズコントロールまたはクルーズ前コントロールの実行を一時解除した後に、クルーズスイッチ17の車速設定スイッチ17cの上側の「RES+」がOFF状態から押下されると、実行していたコントロールを再設定(リセット)して再開する。また、ECM10は、クルーズコントロールまたはクルーズ前コントロールの実行中に、アクセルペダルまたはブレーキペダルを踏み込む加減速中または定速走行中に、クルーズスイッチ17の車速設定スイッチ17cの下側の「SET−」がOFF状態から押下されると、そのときの車速をメータパネル19に目標車速Vtとして表示するとともに、メモリ10m内の目標車速Vtを修正して保持する更新処理を実行する。
そして、ECM10は、例えば、車両100の車速が時速40km以上のときに、クルーズスイッチ17のクルーズ選択スイッチ17aの1回の押下による定速モードのクルーズコントロールの選択実行を許可するようになっている。この定速モードのクルーズコントロールにおいて、ECM10は、車両100の走行速度をその目標車速Vt程度の一定速度に維持するように自動的に増減する(加減速する)定速制御のクルーズコントロールを実行するようになっている。
また、ECM10は、車両100の発進時(停止状態時)に、クルーズスイッチ17のクルーズ選択スイッチ17aの2回の押下による発進モードのクルーズ前コントロールが選択されたとき、予め設定されているアクセル開度(エンジン110の出力推移)で加速させて、メモリ10m内に設定されている目標車速Vtに到達させる制御処理を実行した後に、その目標車速Vtを維持する定速モードのクルーズコントロールに移行するようになっている。
ここで、クルーズ前コントロールの発進モードにおいて制御するアクセル開度は、図5(a)に示すように、燃料消費を抑えつつ効率よく加速するように徐々に開度比率(%)を大きく変化させるモデルケースが標準加速マップデータとしてメモリ10m内に予め格納されている。なお、標準加速マップデータは、エンジン110などの特性に応じた線形になり、図5(a)は簡易に直線表示する一例である。
ECM10は、クルーズ前コントロールの発進モードの実行時に、図5(a)に示す標準加速マップデータを用いるアクセル開度(%)の増加率に従ってエンジン110の駆動制御を実行する。このとき、ECM10は、車速センサ15の検出する車速の増加率(加速程度)に応じて路面勾配などの走行環境負荷や燃費消費率を考慮して、標準加速マップデータにおけるアクセル開度を増減する修正を行うことにより、ドライバが不満を感じることのない車両100の加速を実現するようになっている。なお、このアクセル開度の標準加速マップデータやその修正は、予め理論計算したり、テスト走行するなどして設定すればよい。
これにより、クルーズ前コントロールの発進モードにおいて、図5(b)に示すように、ドライバがアクセルペダルを踏み込むアクセル操作で入力するアクセル開度AOmは、発進時に急激に大きくなって目標車速Vtに達する手前で小さくなるカーブを描いている。これに対して、ECM10が発進モードで制御するアクセル開度AOaは、図5(a)に示す標準加速マップに従って徐々に開度比率(%)を大きくして目標車速Vtに達したときに一定にする履歴となる。このとき、車両100は、発進時から目標車速Vtに到達するまで一定の加速度で加速し、その目標車速Vtに到達した後には定速走行する。
具体的に、ECM10は、メモリ10m内の制御プログラムに従って、図6および図7のフローチャートに示す制御処理を実行し、クルーズ前コントロールの発進モードにより車両100を発進させる動力をエンジン110に出力させるようになっている。
まず、図6のフローチャートに示すように、ECM10は、クルーズスイッチ17のクルーズ選択スイッチ17aの押下によるクルーズコントロール(定速モード)の選択実行が入力されたことを確認すると(ステップS11)、予め設定されている一定の操作時間が経過するまで待機した後に(ステップS12)、さらなるクルーズ選択スイッチ17aの押下によるクルーズ前コントロール(発進モード)の選択実行が入力されたか否か確認する(ステップS13)。
ステップS13において、ECM10は、クルーズ前コントロールの選択実行の入力が確認されない場合には、そのままクルーズコントロールを実行する目標車速Vtに車両100の車速が達した後に定速モードを実行する(ステップS14)。
または、ステップS13において、クルーズ前コントロールの選択実行の入力が確認された場合には、車両100の発進時から発進モードを実行して(ステップS15)、クルーズコントロールを実行する目標車速Vtに車両100の車速が達した後に定速モードを実行し(ステップS16)、クルーズコントロールの終了操作に従ってこの制御処理を終了する。
そして、ステップS15におけるクルーズ前コントロールの発進モードでは、図7のフローチャートに示すように、まず、ECM10は、クルーズスイッチ17の車速設定スイッチ17cがドライバにより操作されて目標車速Vtがメモリ10m内に設定されていることを確認し(ステップS21)、次いで、車速センサ15の車速情報から車両100が停止状態にあるものとみなしてよい程度の車速x(km/h)以下であることを確認し(ステップS22)、次いで、アクセルペダルセンサ11からのアクセルペダルセンサ信号によりドライバによるアクセルペダルの踏み込み(アクセルオン)を確認した後に(ステップS23)、この発進モードにおけるアクセル開度を調整する駆動制御の実行を開始する(ステップS24)。
次いで、ECM10は、アクセルペダルセンサ11から受け取るアクセルペダルセンサ信号に基づいてドライバによる発進時のアクセルペダルの踏み込み量を検知してメモリ10m内に記憶し(ステップS25)、次いで、発進モード開始時からの経過時間tに応じたアクセル開度に変更する(ステップS26)。
次いで、ECM10は、アクセルペダルセンサ11から受け取るアクセルペダルセンサ信号に基づいて検知するドライバによるアクセルペダルの踏み込み量が、ステップS25において記憶するメモリ10m内のドライバによる発進時のアクセルペダルの踏み込み量から、予め設定されている中断閾値以上変化しているか否か確認し(ステップS27)、変化している場合には、定速モードを含む発進モードの中断処理を実行した後に(ステップS39)、図6のフローチャートに戻って、この制御処理を終了する。
これにより、発進モードでの加速より早く加速したい事情が発生するなどした場合に、ドライバがアクセルペダルを急に踏み込んだことを検知して、発進モードから抜けることができ、この後には、通常の制御処理により車両100を安全に加減速するなどの操作を許容することができる。
また、ステップS27において、アクセルペダルの踏み込み量が設定中断閾値以上変化していることを確認できない場合には、ECM10は、ドライバがブレーキペダルを踏み込むことによるブレーキスイッチ信号(ブレーキスイッチオン)をブレーキスイッチ13から受け取ったか否か確認し(ステップS28)、受け取っている場合には、定速モードを含む発進モードの中断処理を実行した後に(ステップS39)、図6のフローチャートに戻って、この制御処理を終了する。
また、ステップS28において、ブレーキペダルの踏み込みによるブレーキスイッチ信号を受け取っていることを確認できない場合には、ECM10は、車速センサ15の車速情報から検知する現在の車両100の車速がメモリ10m内の目標車速Vtに達したか否か確認し(ステップS29)、達していない場合にはステップS25に戻って、同様の処理を繰り返す。
また、ステップS29において、現在の車両100の車速が目標車速Vtに達したことを確認した場合には、ECM10は、この発進モードを終了する処理を実行した後に(ステップS30)、図6のフローチャートにおけるステップS16に進んで、定速モードを実行した後に、この制御処理を終了する。
したがって、車両100は、図8(a)に示すように、ドライバによりアクセルペダルが発進直後に大きく踏み込まれたとしても、ECM10の制御するアクセル開度は図5(a)に示す標準加速マップに従って上昇させて、目標車速Vtまでスムーズに加速させることができる。このため、図8(b)に示す発進モードを備えていない場合のように、ドライバによるアクセルペダルの発進時の大きな踏み込み量に連動して、制御用のアクセル開度も大きく変動してしまうことを回避することができ、車両100の車速が目標車速Vtを超えた後にドライバがアクセルオフすることによって、その目標車速Vtに収束することになる燃料消費率の悪いエンジン110の駆動制御を回避することができる。
このように、本実施形態のECM10にあっては、クルーズ前コントロールの発進モードを選択するだけで、ドライバがアクセルペダルを踏み込むアクセル操作を無効にして、予め設定されている標準加速マップに従って車両100を発進させて加速することができ、目標車速Vtに到達した後にはクルーズコントロールの定速モードで定速走行させることができる。
したがって、ECM10は、ドライバに操作負担を課すことなく(ドライバの運転技量の差による影響を受けることなく)、良好な燃料消費率でエンジン110を駆動することができ、不満を感じさせることのない加速度で目標車速Vtまで車両100を加速して定速走行させることができる。また、ECM10は、既存のクルーズコントロール機能を利用して、クルーズ前コントロール機能を安価に備えることができる。
(第2の実施形態)
図9〜図11は本発明の第2の実施形態に係る車両の制御装置を示す図である。ここで、本実施形態は、上述の実施形態と同様の構成を備えることから、同一の構成には同一の符号を付して特徴部分を説明する。
図9〜図11は本発明の第2の実施形態に係る車両の制御装置を示す図である。ここで、本実施形態は、上述の実施形態と同様の構成を備えることから、同一の構成には同一の符号を付して特徴部分を説明する。
図9において、車両100に搭載されてエンジン110を統括制御するECM10は、アクセルペダルセンサ11と、ブレーキスイッチ13と、車速センサ15と、クルーズスイッチ17と、メータパネル19と、に加えて、リアセンサ(速度認識部)21が接続されている。
リアセンサ21は、車両100の後部側に配置されて、後続車両(移動体)との間隔を検知するための情報を収集するために、例えば、レーダから送信され、後方の物体または後続車両等に反射された電波を受信して、図10に示すように、その時点での後続車両との離隔情報をECM10に送信する。
ECM10は、クルーズコントロール(定速モード)やクルーズ前コントロール(発進モード)の実行時に、リアセンサ21を稼動させて車両100の後方に電波を送信させ受信することにより、後続車両との離隔情報を受け取るようになっている。
このECM10は、リアセンサ21から受け取る離隔情報の変化から後続車両の接近速度を算出して取得し、その接近速度が予めメモリ10m内に格納させている接近閾値z以上の場合には、図5(a)に示す標準加速マップに基づいて利用するアクセル開度に予め設定されている開度率α(%)だけ増加させる回避処理を繰り返し実行するようになっている。
具体的に、ECM10は、メモリ10m内の制御プログラムに従って、図11のフローチャートに示す制御処理を繰り返し実行し、クルーズコントロール(定速モード)やクルーズ前コントロール(発進モード)の実行時における、車両100のアクセル開度を変更して走行速度を調整することにより、後続車両の過度の接近を未然に回避するようになっている。
まず、図11のフローチャートに示すように、ECM10は、クルーズコントロール(定速モード)またはクルーズ前コントロール(発進モード)の実行中であるか否か確認し(ステップS41)、実行中でない場合にはこの制御処理を一旦終了する。
次いで、ステップS41において、クルーズコントロールまたはクルーズ前コントロールの実行中であることを確認したECM10は、リアセンサ21から受け取る離隔情報をメモリ10m内に一時記憶して車両100の後続車両の有無を確認し(ステップS42)、後続車両がない場合にはこの制御処理を一旦終了する。このとき、ECM10は、この制御処理の実行が必要な程度の離隔距離にある後続車両の離隔情報を受け取ったときに、後続車両があると判断する。
次いで、ステップS42において、リアセンサ21の離隔情報から後続車両があることを確認したECM10は、リアセンサ21から受け取る離隔情報とメモリ10m内に記憶する離隔情報との間の差分を、先回の離隔情報の受け取りからの経過時間で除算して、後続車両の相対的に接近する相対速度(接近速度)Vrを算出する(ステップS43)。
次いで、ECM10は、算出した相対速度Vrがメモリ10m内の接近閾値z以上であるか否か確認し(ステップS44)、接近閾値z未満である場合にはこの制御処理を一旦終了する。
次いで、ステップS44において、算出した相対速度Vrが接近閾値z以上であることを確認したECM10は、クルーズコントロール(定速モード)またはクルーズ前コントロール(発進モード)の実行で使用する制御用のアクセル開度に設定開度率α(%)を加算して、車両100の加速を実行した後に(ステップS45)、ステップS41に戻って同様の処理を繰り返す。
これにより、所定の加速度で加速し、また、設定目標車速Vtで定速走行する車両100に後続車両が接近する際には、その車両100を自動的に加速させることができ、後続車両との間の離隔間隔を一定以上に維持することができる。
このように、本実施形態のECM10にあっては、上述実施形態による作用効果に加えて、クルーズコントロール(定速モード)またはクルーズ前コントロール(発進モード)を実行しつつ、後続車両が接近し過ぎてしまうことを未然に回避することができる。
この第2の実施形態の他の態様としては、ステップS44において、後続車両との相対速度Vrが接近閾値z以上であることを確認した場合に、制御用のアクセル開度に設定開度率α(%)を加算するのに加えて、後続車両の接近をドライバに報知する処理を並行して実行するようにしても良い。この場合、ドライバは後続車両の挙動を確認して適宜回避行動を取ることができる。
また、第2の実施形態の他の態様としては、リアセンサ21による離隔情報に基づく後続車両の接近速度(相対速度Vr)に代えて、そのリアセンサ21を距離認識部として機能させることにより、後続車両との離隔間隔(接近距離)が予め設定されている所定距離以下の場合に、車両100を自動的に加速させるようにしても良い。
さらに、第2の実施形態の他の態様としては、リアセンサ21として、レーダ方式(電波式距離測定)に限るものではなく、他の方式を採用しても良い。例えば、レーザ光や赤外線などの光を利用する距離測定方式や、超音波を利用する距離測定方式のリアセンサ21を設置しても良い。また、リアセンサ21に代えて、カメラを設置して画像処理により後続車両の離隔情報や接近を認識するようにしても良い。また、接近する車両(移動体)の認識は後方に限らず、例えば、前方車両も認識可能にして、アクセル開度を減少させることにより過度の接近を回避するようにしても良い。
また、上述の第1、第2の実施形態の他の態様としては、クルーズスイッチ17のクルーズ選択スイッチ17aの2回の押下により発進モードのクルーズ前コントロールを選択実行する構成に代えて、クルーズスイッチ17内に専用のクルーズ前発進コントロールスイッチ17dを設置して、図12に示すように、ECM10がクルーズ前発進コントロールスイッチ信号を受け取ったときに、クルーズ前コントロールの発進モードを選択実行するように構成しても良い。この場合には、クルーズ前発進コントロールの存在をドライバは容易に把握して簡単に利用することができる。
さらに、上述の第1、第2の実施形態の他の態様としては、アクセル開度の制御情報を変更して車両100を加速などする制御処理に限らずに、例えば、燃料噴射量調整や過給制御や吸入空気量調整など他の車速制御用情報を用いてもよい。
本発明の実施形態を開示したが、当業者によっては本発明の範囲を逸脱することなく変更が加えられうることは明白である。すべてのこのような修正及び等価物が次の請求項に含まれることが意図されている。
10 ECM(制御装置)
10m メモリ
11 アクセルペダルセンサ
13 ブレーキスイッチ
15 車速センサ
17 クルーズスイッチ
19 メータパネル
21 リアセンサ(速度認識部、距離認識部)
100 車両
110 エンジン
10m メモリ
11 アクセルペダルセンサ
13 ブレーキスイッチ
15 車速センサ
17 クルーズスイッチ
19 メータパネル
21 リアセンサ(速度認識部、距離認識部)
100 車両
110 エンジン
Claims (5)
- 車両に搭載された動力源の出力を変化させ、走行する速度を自動的に増減し、車速の維持を行う車両の制御装置であって、
運転者によって指示された前記車両の走行指示速度に基づいて、予め定められた前記動力源の出力推移を以て前記走行指示速度に達するまで、前記車両を停止状態から加速する制御を実行する、車両の制御装置。 - 前記走行指示速度に達した後に、前記車両の車速を一定に制御する、請求項1に記載の車両の制御装置。
- 前記動力源の出力推移は、良好な燃料消費率にて加速を実現できるように、予め設定されているアクセル開度の変化である、請求項1に記載の車両の制御装置。
- 前記車両に接近する移動体の接近速度を認識する速度認識部を備え、
前記移動体の接近速度が所定以上の場合、前記アクセル開度を所定量増加させる、請求項3に記載の車両の制御装置。 - 前記車両に接近する移動体との接近距離を認識する距離認識部を備え、
前記移動体の接近距離が所定以下の場合、前記アクセル開度を所定量増加させる、請求項3に記載の車両の制御装置。
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---|---|---|---|---|
CN109050532A (zh) * | 2018-08-27 | 2018-12-21 | 上海精虹新能源科技有限公司 | 一种应用于纯电动汽车的定速巡航控制***及控制方法 |
JP2019209934A (ja) * | 2018-06-08 | 2019-12-12 | いすゞ自動車株式会社 | 走行制御装置および走行制御方法 |
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JP7107002B2 (ja) | 2018-06-08 | 2022-07-27 | いすゞ自動車株式会社 | 走行制御装置 |
CN109050532A (zh) * | 2018-08-27 | 2018-12-21 | 上海精虹新能源科技有限公司 | 一种应用于纯电动汽车的定速巡航控制***及控制方法 |
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