JP4992265B2 - 車両走行制御装置および車両走行制御方法 - Google Patents

Description

この発明は、車両走行制御装置および車両走行制御方法に関し、更に詳しくは、車両の走行状態に応じて推定される推定制駆動力を車両に発生させた際に得られる実加速度を予測する車両走行制御装置および車両走行制御方法に関する。

従来の車両では、運転者による自車両の運転操作を軽減するものとして、運転者により設定された速度で自車両を定速走行するように制御する定速走行制御や、先行車両に対して自車両を追従走行するように追従走行制御などを行わせる車両走行制御、すなわちアダプティブクルーズコントロール（ＡＣＣ）を行う車両走行制御装置が搭載されている。ＡＣＣでは、定速走行を維持するための加速度（減速度も含む）や、先行車両に対して一定距離で追従するための加速度など、自車両の走行状況に応じて目標加速度が設定され、この目標加速度に基づいて要求制駆動力が算出され、この要求制駆動力を要求制駆動力発生手段、すなわち自車両に搭載されているエンジン（変速機も含む）やブレーキ装置を制御することで発生させる。

ここで、車両走行制御装置が要求制駆動力を発生させるために、エンジンやブレーキ装置を制御しても、実際に車両が発生する実駆動力は、要求制駆動力と異なるものとなる。これは、車両が走行する路面勾配、車両が走行する環境における風向き、車両の総質量、車両が走行する速度、制駆動力を路面に伝達するタイヤの転がり抵抗などの各外乱によって抵抗力が発生し、これらの各外乱によって発生する抵抗力を合わせた外乱抵抗力が走行している車両に作用しているためである。

この外乱抵抗力は、従来例えば特許文献１に示すように、各外乱の値を検出し、この検出された各外乱の値によって発生する抵抗力を算出することで求められていた。

特開平９−２８７５０２号公報

従って、各外乱の値を検出するためにセンサなどが必要となり、各外乱の値に基づいて抵抗力を算出することとなるため、コストの増加や車両質量の増加という問題があった。また、外乱抵抗力は、各外乱が相互に影響しているため、検出された各外乱の値に基づいて算出された抵抗力を合わせても、実際の車両に作用している外乱抵抗力と一致させることは困難であった。これにより、この要求制駆動力を車両に発生させた際において、要求制駆動力と外乱抵抗力とに基づいて車両の実加速度を予測することは困難であった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、外乱抵抗力を算出することなく、制駆動力を車両に発生させた際に得られる実加速度を予測することができる車両走行制御装置および車両走行制御方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、発明である車両走行制御装置では、要求制駆動力Ｆ（要求）を車両に発生させる要求制駆動力発生手段と、前記要求制駆動力Ｆ（要求）を前記車両に発生させた際に得られる実加速度ＲＧを取得する実加速度取得手段と、前記要求制駆動力Ｆ（要求）と、前記取得された実加速度ＲＧと、前記車両に搭載されるエンジンのスロットルバルブを全閉とした状態において当該車両が発生することができる駆動力として推定される推定制駆動力Ｆ（下限）と、当該車両の質量ｍと、下記の式（１）とに基づいて当該推定制駆動力Ｆ（下限）を当該車両に発生させた際の実加速度ＦＧを予測する実加速度予測手段と、を備えることを特徴とする。

ＦＧ＝ＲＧ＋（Ｆ（下限）−Ｆ（要求））／ｍ …（１）

また、発明である車両走行制御方法では、要求制駆動力Ｆ（要求）を車両に発生させる手順と、前記要求制駆動力Ｆ（要求）を前記車両に発生させた際に得られる実加速度ＲＧを取得する手順と、前記要求制駆動力Ｆ（要求）と、前記取得された実加速度ＲＧと、前記車両に搭載されるエンジンのスロットルバルブを全閉とした状態において当該車両が発生することができる駆動力として推定される推定制駆動力Ｆ（下限）と、当該車両の質量ｍと、下記の式（２）とに基づいて当該推定制駆動力Ｆ（下限）を当該車両に発生させた際の実加速度ＦＧを予測する手順と、を備えることを特徴とする。

ＦＧ＝ＲＧ＋（Ｆ（下限）−Ｆ（要求））／ｍ …（２）

ここで、要求制駆動力と外乱抵抗力とからは、要求制駆動力を車両に発生させた際の実加速度と車両の質量とに基づく要求実駆動力が算出することができる。また、車両の走行状態に応じて推定される推定制駆動力と外乱抵抗力とからは、推定制駆動力を車両に発生させた際の実加速度と車両の質量とに基づく推定実駆動力を算出することができる。これらの発明によれば、上記要求実駆動力を算出する式と推定実駆動力を算出する式とから外乱抵抗力を除いた要求制駆動力と、取得された実加速度と、推定制駆動力と、車両の質量とに基づいた式によって、推定制駆動力を車両に発生させた際の実加速度を予測する。従って、外乱抵抗力を算出することなく、車両の走行状態に応じて推定される推定制駆動力を車両に発生させた際の予測実加速度を算出することができる。これにより、コストの増加や車両質量の増加を抑制することができる。また、外乱抵抗力を算出することなく、制駆動力を車両に発生させた際に得られる実加速度を予測することができる。

また、この発明では、上記車両走行制御装置において、前記推定制駆動力は、前記車両に搭載されるエンジンのスロットルバルブを全閉とした状態において当該車両が発生することができる駆動力であること特徴とする。

また、この発明では、上記車両走行制御装置において、前記推定制駆動力は、前記車両に搭載される変速機の変速比と、前記車両が走行している速度において当該エンジンがスロットルバルブを全閉とした状態において発生するエンジン駆動力とに基づいて算出されるものであることを特徴とする。

これらの発明によれば、車両の走行状態に応じて推定することができる推定制駆動力として、車両に搭載される変速機の変速比と、車両が走行している速度においてエンジンがスロットルバルブ全閉状態で発生するエンジン駆動力とに基づいて算出することができるスロットルバルブ全閉状態において車両が発生することができる駆動力（全閉時推定制駆動力）を用いるので、実加速度予測手段は、この全閉時推定制駆動力を車両に発生させた際の予測実加速度、すなわちスロットルバルブ全閉状態における全閉時予測実加速を算出することができる。従って、外乱抵抗力を算出することなく、車両に搭載されるエンジンのスロットルバルブを全閉とした状態における実加速度を予測することができる。

また、この発明では、上記車両走行制御装置において、変速比および速度に基づいた推定制駆動力が予め記録されている記憶手段をさらに備えることを特徴とする。

この発明によれば、変速機の変速比、車両が走行している速度から推定制駆動力を算出する際の負荷を低減することができる。

また、この発明では、上記車両走行制御装置において、車両の走行制御状態に応じて目標加速度を設定する目標加速度設定手段と、前記設定された目標加速度に基づいて要求制駆動力を算出する要求制駆動力算出手段をさらに備えることを特徴とする。

この発明によれば、ＡＣＣなど車両の走行制御状態に応じて目標加速度を設定する車両走行制御装置において、車両の走行状態に応じて推定される推定制駆動力を車両に発生させた際の予測実加速度を用いた制御を行うことができる。

また、この発明では、上記車両走行制御装置において、前記目標加速度に基づいた要求制駆動力が予め記録されている記憶手段を備えることを特徴とする。

この発明によれば、目標加速度から要求制駆動力を算出する際の負荷を低減することができる。

この発明にかかる車両走行制御装置および車両走行制御方法は、外乱抵抗力を除いた要求制駆動力と、取得された実加速度と、推定制駆動力と、車両の質量とに基づいた式によって、推定制駆動力を車両に発生させた際に得られる実加速度を予測することができる。

以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、下記の実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、下記の実施例における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの或いは実質的に同一のものが含まれる。

図１および図２は、この発明にかかる車両走行制御装置の構成例を示す図である。図３は、目標加速度設定部の要部構成例を示す図である。同図に示すように、この発明にかかる車両走行制御装置１は、図示しない自車両に搭載されるものであり、運転者による自車両の運転操作を軽減することができる車両走行制御、すなわちＡＣＣを行うものである。この車両走行制御装置１は、制御装置２と、物体検出センサ３と、クルーズコントロールスイッチ４と、ヨーレートセンサ５と、Ｇセンサ６と、車速センサ７と、ブレーキセンサ８と、シフトポジションセンサ９と、ブレーキ装置１０と、スロットル装置１１と、変速装置１２とにより構成されている。なお、このＡＣＣには、設定速度で自車両を走行させる定速走行制御や、先行車両に対して自車両を追従させる追従走行制御が含まれる。

制御装置２は、車両走行制御装置１全体の制御を行うものである。また、制御装置２は、図示しないエンジンの運転制御を行うものでもある。この制御装置２は、少なくとも目標加速度設定部２１と、実加速度取得部２２と、実加速度予測部２３と、要求制駆動力算出部２４と、認識部２５とにより構成されている。

目標加速度設定部２１は、目標加速度設定手段である。この目標加速度設定部２１は、図示しない自車両の目標加速度を設定するものである。目標加速度設定部２１は、この車両走行制御装置１による自車両の走行制御状態に応じた目標加速度をそれぞれ設定するものである。例えば、図２に示すように、目標加速度設定部２１には、追従用目標加速度算出部２１１、定速用目標加速度算出部２１２、コーナー加速禁止用目標加速度算出部２１３、目標加速度調停部２１４、目標加速度制限部２１５などにより構成されている。なお、目標加速度は、正の目標加速度と負の目標加速度、すなわち目標減速度も含まれるものである。

追従用目標加速度算出部２１１は、車両走行制御装置１が図示しない自車両の進行方向において、この自車両が走行している車線と同一車線上を先行車両が走行していると判定し、この先行車両に対して追従走行制御を行う際に、追従用目標加速度を算出するものである。この追従用目標加速度算出部２１１は、先行車両の位置データに基づいて複数の追従用目標加速度を算出するものである。この実施例では、ブレーキ装置１０を作動させても良いこと（ブレーキ許可）を前提に算出される主目標加速度２１１ｄや、この主目標加速度２１１ｄを基準として複数の副目標加速度（例えばブレーキ装置１０を作動させても良いこと（ブレーキ許可）を前提に算出される第１副目標加速度２１１ｅ、ブレーキ装置１０を作動させないこと（ブレーキ不許可）を前提に算出される第ｎ−１副目標加速度２１１ｆ、ブレーキ装置１０を作動させないこと（ブレーキ不許可）を前提に算出される第ｎ副目標加速度２１１ｇなど）が、追従用目標加速度算出部２１１により算出される。

また、追従用目標加速度算出部２１１は、追従用目標加速度調停部２１１ａを備える。この追従用目標加速度調停部２１１ａは、第１調停部２１１ｂと、第２調停部２１１ｃとにより構成されている。第１調停部２１１ｂは、上記追従用目標加速度算出部２１１により算出された各目標加速度のうち、ブレーキ装置１０を作動させても良いこと（ブレーキ許可）を前提に算出された目標加速度から最も値が小さい目標加速度を選択し、ブレーキ許可を前提とする追従用目標加速度として決定するものである。この実施例では、第１調整部２１１ｂは、例えば主目標加速度２１１ｄや第１副目標加速度２１１ｅなどからブレーキ許可を前提とする追従用目標加速度を決定する。第２調停部２１１ｃは、上記追従用目標加速度算出部２１１により算出された各目標加速度のうち、ブレーキ装置１０を作動させないこと（ブレーキ不許可）を前提に算出された目標加速度から最も値が小さい目標加速度を選択し、ブレーキ不許可を前提とする追従用目標加速度として決定するものである。この実施例では、第２調整部２１１ｃは、例えば第ｎ−１副目標加速度２１１ｆや第ｎ副目標加速度２１１ｇなどからブレーキ不許可を前提とする追従用目標加速度を決定する。

ここで、追従用目標加速算出部２１１は、認識部２５と目標加速度調停部２１４とに接続されている。従って、この追従用目標加速度算出部２１１は、認識部２５により先行車両が認識された場合に、この認識された先行車両の位置データが入力される。そして、追従用目標加速度算出部２１１は、この位置データに基づいて複数の追従用目標加速度を算出し、追従用目標加速度調停部２１１ａの第１調停部２１１ｂにより決定されたブレーキ許可を前提とする追従用目標加速度を目標加速度調停部２１４の第１調停部２１４ａに出力し、第２調停部２１１ｃにより決定されたブレーキ不許可を前提とする追従用目標加速度を目標加速度調停部２１４の第２調停部２１４ｂに出力する。

定速用目標加速度算出部２１２は、クルーズコントロールスイッチ４などにより設定された設定速度に基づいて、定速用目標加速度を算出するものである。この定速用目標加速度算出部２１２は、車両走行制御装置１が設定された定速用目標加速度に基づいて自車両の定速走行制御を行っている場合のみならず、車両走行制御装置１が先行車両追従走行制御を行っている場合においても、定速用目標加速度を算出する。この実施例では、定速用目標加速度算出部２１２は、ブレーキ装置１０を作動させないこと（ブレーキ不許可）を前提に、定速用目標加速度を算出する。この定速用目標加速度算出部２１２は、目標加速度調停部２１４の第２調停部２１４ｂに接続されている。従って、定速用目標加速度算出部２１２は、算出された定速用目標加速度を第２調停部２１４ｂに出力する。

コーナー加速禁止用目標加速度算出部２１３は、車両走行制御装置１が図示しない自車両の進行方向における道路形状を推定する図示しない道路形状推定装置などにより推定された道路形状や、ヨーレートセンサ５により検出された自車両の自転速度などから算出された道路の推定Ｒからこの自車両がコーナーを走行していると判定した場合に、コーナーにおける加速禁止したコーナー加速禁止用目標加速度を算出するものである。この実施例では、コーナー加速禁止用目標加速度算出部２１３は、ブレーキ装置１０を作動させても良いこと（ブレーキ許可）を前提に、コーナー加速禁止用目標加速度を算出する。このコーナー加速禁止用目標加速度算出部２１３は、目標加速度調停部２１４の第１調停部２１４ａに接続されている。従って、コーナー加速禁止用目標加速度算出部２１３は、算出されたコーナー加速禁止用目標加速度を第１調停部２１４ａに出力する。

目標加速度調停部２１４は、上記各算出部により算出された各目標加速度から車両走行制御装置１により図示しない自車両の走行を制御する際に用いる目標加速度を設定するものである。この目標加速度調停部２１４は、第１調停部２１４ａと、第２調停部２１４ｂと、最終調停部２１４ｃと、下限処理部２１４ｄとにより構成されている。

第１調停部２１４ａは、入力された上記決定されたブレーキ許可を前提とする追従用目標加速度と、コーナー加速禁止用目標加速度とのうち最も値が小さい目標加速度を選択し、ブレーキ許可を前提とする許可目標加速度ＯＧとして決定するものである。なお、第１調停部２１４ａは、最終調停部２１４ｃに接続されており、決定された許可目標加速度ＯＧを最終調停部２１４ｃに出力する。

第２調停部２１４ｂは、入力された上記決定されたブレーキ不許可を前提とする追従用目標加速度と、定速用目標加速度とのうち最も値が小さい目標加速度を選択し、ブレーキ不許可を前提とする不許可目標加速度ＮＧとして決定するものである。なお、第２調停部２１４ｂは、下限処理部２１４ｄと接続されており、決定された不許可目標加速度ＮＧを下限処理部２１４ｄに出力する。

最終調停部２１４ｃは、ブレーキ許可を前提とする許可目標加速度ＯＧと、不許可目標加速度ＮＧあるいは後述する全閉時予測実加速度ＦＧとのうち最も値が小さい目標加速度を選択し、目標加速度ＴＧとして決定し、設定するものである。なお、最終調停部２１４ｃは、目標加速度制限部２１５に接続されており、設定された目標加速度ＴＧをこの目標加速度制限部２１５に出力する。なお、最終調停部２１４ｃは、設定された目標加速度ＴＧがブレーキ許可あるいはブレーキ不許可のいずれかを前提とするものであるかに応じて、ブレーキ許可フラグを要求制駆動力算出部２４に出力する。例えば、設定された目標加速度ＴＧがブレーキ許可を前提とする場合に１、すなわちブレーキ許可フラグを立て、設定された目標加速度ＴＧがブレーキ不許可を前提とする場合に０、すなわちブレーキ許可フラグを立てないようにする。

下限処理部２１４ｄは、入力された上記第２調停部２１４ｂにより決定された不許可目標加速度ＮＧと後述する実加速度予測部２３により算出された全閉時予測実加速度ＦＧとを比較して、いずれか一方を選択するものである。なお、下限処理部２１４ｄは、最終調停部２１４ｃに接続されており、選択された不許可目標加速度ＮＧあるいは全閉時予測実加速度ＦＧを最終調停部２１４ｃに出力する。

目標加速度制限部２１５は、図示しない制限値に基づいて制限し、この制限値により制限された目標加速度を算出するものである。この目標加速度制限部２１５は、目標加速度調停部２１４と、要求制駆動力算出部２４とに接続されている。従って、この目標加速度制限部２１５は、入力された目標加速度調停部２１４により設定された目標加速度ＴＧを、例えば予め図示しない記憶手段である記憶部に記憶されている制限値に基づいて制限し、この制限された設定された目標加速度ＴＧを要求制駆動力算出部２４に出力する。なお、ここで制限値は、目標加速度調停部２１４により設定された目標加速度ＴＧの変化を制限するものである。

実加速度取得部２２は、実加速度取得手段である。この実加速度取得部２２は、Ｇセンサ６と、実加速度予測部２３とに接続されており、Ｇセンサ６により検出された図示しない自車両の実加速度を取得し、実加速度予測部２３に出力するものである。

実加速度予測部２３は、実加速度予測手段である。この実加速度予測部２３は、図示しない自車両の走行状態に応じて推定される推定制駆動力、この実施例では、自車両に搭載されるエンジンのスロットルバルブを全閉とした状態においてこの自車両が発生することができる駆動力である全閉時推定制駆動力を自車両に発生させた際の予測実加速度、すなわち全閉時実加速度を算出し、予測するものである。この実加速度予測部２３は、上記実加速度取得部２２と、車速センサ７と、シフトポジションセンサ９と、要求制動力算出部２４とに接続されている。従って、実加速度予測部２３には、自車両に発生させる要求制駆動力と、この要求制駆動力を自車両に発生させた際の実加速度と、車速センサ７により検出された自車両の車速と、現在のシフトポジションとが入力される。実加速度予測部２３は、入力された自車両の車速においてスロットルバルブ全閉状態で発生することができるエンジン駆動力と、現在のシフトポジションにおける変速機１２２の変速比とから全閉時推定制駆動力を算出し、この算出した全閉時推定制駆動力と、要求制駆動力と、要求制駆動力を自車両に発生させた際の実加速度と、例えば予め図示しない記憶手段である記憶部に記憶されている自車両の質量とから全閉時予測実加速度ＦＧを算出し、予測する。

要求制駆動力算出部２４は、要求制駆動力算出手段である。この要求制駆動力算出部２４は、この実施例では上記目標加速度設定部２１により設定された目標加速度ＴＧに基づいて図示しない自車両に発生させる要求制駆動力を算出するものである。この要求制駆動力算出部２４は、設定された目標加速度ＴＧと例えば予め図示しない記憶手段である記憶部に記憶されている自車両の質量とから要求制駆動力を算出する。また、要求制駆動力算出部２４は、ブレーキ装置１０と、スロットル装置１１と、変速装置１２とに接続されている。従って、要求制駆動力算出部２４は、この実施例では、算出した要求制駆動力を要求制駆動力発生手段、すなわちブレーキ装置１０あるいは図示しないエンジンの少なくともいずれか一方が発生するように、このブレーキ装置１０、スロットル装置１１あるいは変速装置１２の少なくともいずれか１つを選択し、制御するものである。なお、要求制駆動力算出部２４は、Ｇセンサ６により検出された要求駆動力を自車両に発生させた際の実加速度を取得し、この実加速度を考慮して要求制駆動力を算出しても良い。

認識部２５は、物体検出センサ３により検出された物体の位置データから図示しない自車両の進行方向において、この自車両が走行している車線と同一車線上を走行している先行車両を認識するものである。この認識部２５は、物体検出センサ３と目標加速度設定部２１の追従用目標加速度算出部２１１とに接続されている。従って、認識部２５には、物体検出センサ３により検出された物体の位置データが入力され、この入力された位置データから先行車両を認識し、この認識した先行車両の位置データを追従用目標加速度算出部２１１に出力する。

ここで、制御装置２は、図示しない入出力ポート（Ｉ／Ｏ）と、処理部と、記憶手段である記憶部とにより構成されている。図示しない入出力ポートは、上記各種センサおよび上記各種装置と接続されており、各種センサから出力されたデータを制御装置２に入力し、この制御装置２から各種装置に制御信号をそれぞれ出力するものである。図示しない処理部は、ＲＡＭ（Random Access Memory）およびＣＰＵ（Central Processing Unit）などにより構成されている。この処理部は、車両走行制御方法に基づくプログラムを例えばＲＡＭにロードして実行することにより、実現させるものである。また、図示しない記憶部は、ＲＯＭ（Read Only Memory）あるいはＲＡＭ、あるいはこれらの組み合わせなどにより構成されている。

ここで、図示しない記憶部には、設定された目標加速度ＴＧを制限する制限値、図示しない自車両の質量が記憶されている。また、この記憶部には、全閉時推定制駆動力マップと、要求制駆動力マップが予め記憶されている。全閉時推定制駆動力マップは、自車両の車速と、シフトポジション、すなわち変速機１２２の変速比とに基づいて全閉時推定制動力が設定されている。また、要求制駆動力マップは、上記目標加速度設定部２１により設定される目標加速度ＴＧと、自車両の質量とに基づいて要求制駆動力が設定されている。

物体検出センサ３は、図示しない自車両の進行方向に存在する物体の位置を検出するものである。この物体検出センサ３は、この実施例では、例えばミリ波レーダを用いる。ミリ波レーダは、ミリ波を用いた検出方法により物体の位置を検出するものであり、検出された物体の位置データが制御装置２の認識部２５に出力される。ミリ波レーダ３は、自車両の前面部の中央部、例えばフロントグリル内に取り付けられている。ここで、このミリ波レーダ３は、ミリ波を出射、この実施例では自車両の前面から進行方向の所定の範囲で出射し、自車両の進行方向に存在する物体により反射したミリ波を受信するものである。そして、ミリ波レーダは、出射から受信までの時間を計測することによって、ミリ波レーダから自車両の進行方向に存在する物体までの距離を算出する。また、ミリ波レーダは、ドップラー効果を用いることで物体との相対速度を算出することができる。また、ミリ波レーダは、受信したミリ波のうち最も強く反射して受信されたミリ波の方向を検出し、その方向から自車両の進行方向と物体の方向とのなす角度を算出する。つまり、ミリ波レーダにより物体の位置が検出された場合、制御装置２の識別部２５には、その物体までの距離、相対速度、角度が検出された物体の位置データとして入力されることとなる。なお、物体検出センサ３は、ミリ波レーダに限られるものではなく、例えばレーザや赤外線などを用いたレーダ、ステレオカメラなどにより自車両の進行方向を撮像した画像データを用いた画像認識装置などであっても良い。

クルーズコントロールスイッチ４は、車両走行制御装置１に車両走行制御、すなわちＡＣＣを行わせるものである。このクルーズコントロールスイッチ４は、図示しない自車両のステアリング近傍に設けられるものである。クルーズコントロールスイッチ４は、車両走行制御装置１によるＡＣＣの開始を制御装置２に出力するものである。また、クルーズコントロールスイッチ４は、車両走行制御装置１による定速走行制御時における図示しない自車両の速度や先行車両追従走行制御時における自車両と先行車両との間隔車速などを設定するものでもある。

ヨーレートセンサ５は、図示しない自車両の自転速度を検出するものである。

Ｇセンサ６は、実加速度検出手段であり、図示しない自車両の実加速度を検出するものである。このＧセンサ６により検出された実加速度は、上記実加速度取得部２２に出力される。

車速センサ７は、図示しない自車両の車速を検出するものである。この車速センサ７により検出された車速は、上記実加速度予測部２３に出力され、全閉時予測実加速度ＦＧを算出する際に用いられる。また、この車速センサ７により検出された車速は、図示は省略するが上記目標加速度設定部２１に出力され、各算出部において各目標加速度を算出する際にも用いられる。

ブレーキセンサ８は、図示しない運転者により図示しないブレーキペダルが踏み込まれたか、すなわち運転者に制動意志があるか否かを検出するものである。このブレーキセンサ８により検出された運転者の制動意志は、制御装置２に出力される。例えば車両走行制御装置１が定速走行制御あるいは追従走行制御を行っている際に、この制御装置２が運転者の制動意志を取得すると、この制御装置２は、運転者の制動意志を優先し、定速走行制御あるいは追従走行制御を停止する。つまり、運転者の制動意志があった場合、定速走行制御あるいは追従走行制御を停止し、運転者の制動意志がなくなっても定速走行制御あるいは追従走行制御を再開しない。従って、車両走行制御装置による制御状態に拘わらずブレーキ装置１０により制動力が発生し、図示しない自車両が減速することとなる。

シフトポジションセンサ９は、シフトポジションを検出するものである。このシフトポジションから、図示しない自車両に搭載されている変速機１２２の変速比を取得することができる。シフトポジションセンサ９により検出されたシフトポジションは、上記実加速度予測部２３に出力され、全閉時推定制駆動力を算出するのに用いられる。

ブレーキ装置１０は、要求駆動力発生手段であり、制動力を発生し、図示しない自車両の減速を行うものである。このブレーキ装置１０は、ブレーキ制御装置１０１と、ブレーキアクチュエータ１０２と、ブレーキ１０３とにより構成されている。ブレーキ制御装置１０１は、制動系の作動を制御、例えばブレーキ制御装置１０１に接続されたブレーキアクチュエータ１０２の作動を制御するものである。また、このブレーキ制御装置１０１は、運転者による図示しないブレーキペダルの踏み込み量と自車両の走行状態に基づいてブレーキアクチュエータ１０２を作動させるものである。また、ブレーキ制御装置１０１は、制御装置２の要求制駆動力算出部２４からの制御信号（ブレーキ許可フラグを含む）によっても、ブレーキアクチュエータ１０２を作動させることができる。ブレーキアクチュエータ１０２は、油圧で作動するブレーキ１０３への油の供給を制御するものである。ブレーキ１０３は、ブレーキアクチュエータ１０２によって制御された油圧に基づいて、自車両に制動力を付与するものである。このブレーキ１０３は、自車両の各車輪と対になるように配置されている。このブレーキ１０３は、例えばディスクブレーキあるいはドラムブレーキなどの油圧によって作動する油圧ブレーキである。ここで、ブレーキ装置１０は、運転者がブレーキペダルを踏み込むと、ブレーキアクチュエータ１０２がブレーキ制御装置１０１により作動し、ブレーキ１０３に油圧を付与し、運転者による制動力の発生を補助し、運転者による自車両の減速の補助を行う。また、ブレーキ装置１０は、運転者がブレーキペダルを踏み込まなくても、要求制駆動力算出部２４からの制御信号によって、ブレーキアクチュエータ１０２がブレーキ制御装置１０１により作動し、ブレーキ１０３に油圧を付与し、要求制駆動力（制動力）を発生し、自車両を減速することができる。なお、ブレーキ制御装置１０１は、上記制御装置２と同様に、図示しない入出力ポート、処理部、記憶部などにより構成されている。

スロットル装置１１は、要求駆動力発生手段である図示しないエンジンに吸気される吸入空気量を制御するものである。このエンジンは、吸気される吸入空気量よって駆動力あるいは制動力を発生し、図示しない自車両の加速あるいは減速を行うものである。スロットル装置１１は、スロットルアクチュエータ１１１と、スロットルバルブ１１２とにより構成されている。スロットルアクチュエータ１１１は、運転者による図示しないアクセルペダルの踏み込み量、すなわちアクセル開度に基づいて制御装置２から出力される制御信号によって作動するものである。また、スロットルアクチュエータ１１１は、制御装置２の要求制駆動力算出部２４からの制御信号によっても、作動するものである。スロットルバルブ１１２は、スロットルアクチュエータ１１１の作動により開度が制御されるものであり、開度によって吸入空気量を調整するものである。ここで、スロットル装置１１は、運転者がアクセルペダルを踏み込むと、制御装置２によりスロットルアクチュエータ１１１が作動し、スロットルバルブ１１２の開度を制御し、エンジンに吸気される吸入空気量を調整し、このエンジンにより駆動力あるいは制動力を発生させる。また、ブレーキ装置１０は、運転者がアクセルペダルを踏み込まなくても、要求制駆動力算出部２４からの制御信号によって、スロットルアクチュエータ１１１が作動し、スロットルバルブ１１２の開度を制御し、エンジンに吸気される吸入空気量を調整し、このエンジンにより要求制駆動力（駆動力あるいは制動力）を発生させることができる。

変速装置１２は、要求駆動力発生手段である図示しないエンジンと連結され、エンジンの出力を図示しない各車輪に伝達する変速機１２２を制御するものである。変速装置１２は、バルブボディ１２１と、変速機１２２とにより構成されている。バルブボディ１２１は、運転者による図示しないシフトレバーの操作、あるいは運転者による図示しないアクセルペダルの踏み込み量、すなわちアクセル開度に基づいて制御装置２から出力される制御信号によって作動するものである。また、バルブボディ１２１は、制御装置２の要求制駆動力算出部２４からの制御信号によっても、作動するものである。変速機１２２は、バルブボディ１２１の作動により、エンジンと図示しない各車輪との変速比を変更し、エンジンが発生する駆動力あるいは制動力を変化、すなわち調整するものである。ここで、変速装置１２は、運転者がシフトレバーを操作、あるいは運転者がアクセルペダルを踏み込むと、制御装置２によりバルブボディ１２１が作動し、変速機１２２により変速比を変更し、エンジンが発生する駆動力あるいは制動力を調整する。また、変速装置１２は、運転者によるシフトレバーの操作やアクセルペダルの踏み込みが行われなくても、要求制駆動力算出部２４からの制御信号によって、バルブボディ１２１を作動し、変速機１２２により変速比を変更し、エンジンが発生する駆動力あるいは制動力を調整することで要求制駆動力を発生させることができる。

次に、この発明にかかる車両走行制御装置１を用いた車両走行制御方法について説明する。図４は、この発明にかかる車両走行制御装置の動作フロー図である。図５は、実加速度予測部の動作フロー図である。

まず、図３に示すように、制御装置２の目標加速度設定部２１の目標加速度算出部２１１は、各目標加速度を算出する（ステップＳＴ１）。ここでは、追従用目標加速度算出部２１１の第１調整部２１１ｂが、算出されたブレーキ許可を前提とする目標加速度からブレーキ許可を前提とする追従用目標加速度を決定する。また、追従用目標加速度算出部２１１の第２調整部２１１ｃが、算出されたブレーキ不許可を前提とする目標加速度からブレーキ不許可を前提とする追従用目標加速度を決定する。また、定速用目標加速度算出部２１２がブレーキ不許可を前提とする定速用目標加速度を算出する。また、コーナー加速禁止用目標加速度算出部２１３がブレーキ許可を前提とするコーナー加速禁止用目標加速度を算出する。

次に、制御装置２の目標加速度調停部２１４の第１調停部２１４ａは、許可目標加速度ＯＧを決定する（ステップＳＴ２）。ここでは、第１調停部２１４ａは、上述のように、上記目標加速度算出部２１１により算出されたブレーキ許可を前提とする目標加速度（例えば、決定されたブレーキ許可を前提とする追従用目標加速度、コーナー加速禁止用目標加速度）のうち最も値の小さいもの選択し、ブレーキ許可を前提とする許可目標加速度ＯＧとして決定する。

次に、制御装置２の目標加速度調停部２１４の第２調停部２１４ｂは、不許可目標加速度ＮＧを決定する（ステップＳＴ３）。ここでは、第２調停部２１４ｂは、上述のように、上記目標加速度算出部２１１により算出されたブレーキ不許可を前提とする目標加速度（例えば、決定されたブレーキ不許可を前提とする追従用目標加速度、定速用目標加速度）のうち最も値の小さいもの選択し、ブレーキ不許可を前提とする不許可目標加速度ＮＧとして決定する。

次に、制御装置２の実加速度予測部２３は、全閉時予測実加速度ＦＧを算出する（ステップＳＴ４）。まず、図５に示すように、実加速度予測部２３は、要求制駆動力算出部２４により算出された要求制駆動力Ｆ（要求）を取得する（ステップＳＴ４０１）。

次に、制御装置２の実加速度予測部２３は、実加速度ＲＧを取得する（ステップＳＴ４０２）。ここでは、実加速度予測部２３は、実加速度取得部２２を介して、Ｇセンサ６により検出された図示しない自車両の実加速度ＲＧを取得する。

次に、制御装置２の実加速度予測部２３は、車速とシフトポジションを取得する（ステップＳＴ４０３）。ここでは、実加速度予測部２３は、車速センサ７により検出された図示しない自車両の車速と、シフトポジションセンサ９により検出されたシフトポジションとを取得する。

次に、制御装置２の実加速予測部２３は、取得された車速とシフトポジションとに基づいて、図示しない自車両の走行状態に応じて推定される推定制駆動力である全閉時推定制駆動力Ｆ（下限）を算出する（ステップＳＴ４０４）。ここでは、実加速度予測部２３は、図示しない記憶部に記憶されている全閉時推定制駆動力マップを用いて全閉時推定制駆動力Ｆ（下限）を算出する。つまり、実加速度予測部２３は、全閉時推定制駆動力マップにおいて、取得された車速および取得されたシフトポジション、すなわち変速機１２２の変速比に対応して設定されている全閉時推定制駆動力Ｆ（下限）を選択する。従って、この発明にかかる車両走行制御装置１では、変速機１２２の変速比、自車両の車速から推定制駆動力である全閉時推定制駆動力Ｆ（下限）を算出する際の負荷を低減することができる。

次に、制御装置２の実加速予測部２３は、自車両の質量ｍを取得する（ステップＳＴ４０５）。ここでは、実加速予測部２３は、制御装置２の図示しない記憶部に記憶されている自車両の質量ｍを取得する。なお、この実施例では、自車両の質量ｍの取得は、記憶部に記憶されている自車両の質量を取得することで行うがこれに限定されるものではない。例えば、記憶部は、自車両の搭乗員に応じた自車両の質量ｍを複数記憶しており、実加速度予測部２３は、自車両の搭乗員の数に応じた自車両の質量ｍを記憶部から取得しても良い。なお、自車両の搭乗員の数は、例えばシートベルトがバックルに保持されている数を検出することで、取得しても良い。

次に、制御装置２の実加速予測部２３は、全閉時予測実加速度ＦＧを算出する（ステップＳＴ４０６）。ここでは、実加速予測部２３は、要求制駆動力Ｆ（要求）と、取得された実加速度ＲＧと、図示しない自車両の走行状態に応じて推定される推定制駆動力である全閉時推定制駆動力Ｆ（下限）と、取得された自車両の質量ｍとに基づいて全閉時推定制駆動力Ｆ（下限）を自車両に発生させた際の全閉時予測実加速度ＦＧを算出する。

ここで、要求制駆動力Ｆ（要求）と、要求制駆動力Ｆ（要求）を自車両に発生させる際の走行状態によって自車両に作用する外乱抵抗力Ｆ（外乱）とからは、要求制駆動力Ｆ（要求）を図示しない自車両に発生させた際の実加速度ＲＧと車両の質量ｍとに基づく要求実駆動力Ｆ（実）が下記式（３）により算出することができる。

Ｆ（要求）＋Ｆ（外乱）＝ｍ×ＲＧ＝Ｆ（実） …（３）

また、図示しない自車両の走行状態に応じて推定される推定制駆動力である全閉時推定制駆動力Ｆ（下限）と、上記式（３）における外乱抵抗力Ｆ（外乱）、すなわち要求制駆動力Ｆ（要求）を自車両に発生させる際の走行状態によって自車両に作用する外乱抵抗力Ｆ（外乱）とからは、全閉時推定制駆動力Ｆ（下限）を図示しない自車両に発生させた際の全閉時実加速度ＲＧ’と車両の質量ｍとに基づく全閉時推定実駆動力Ｆ（推）が下記式（４）により算出することができる。

Ｆ（下限）＋Ｆ（外乱）＝ｍ×ＲＧ’＝Ｆ（推） …（４）

上記要求実駆動力Ｆ（実）を算出する式と推定実駆動力である全閉時推定実駆動力Ｆ（推）を算出する式とから外乱抵抗力Ｆ（外乱）を除いた要求制駆動力Ｆ（要求）と、取得された実加速度ＲＧと、推定制駆動力である全閉時推定制駆動力Ｆ（下限）と、図示しない自車両の質量ｍとに基づいた下記の式（５）によって、推定制駆動力を自車両に発生させた際の実加速度、すなわち全閉時推定制駆動力Ｆ（下限）を自車両に発生させた際の全閉時予測実加速度ＦＧを算出することができる。ここで、全閉時予測実加速度ＦＧの値は、上記全閉時実加速度ＲＧ’の値と同一である。

ＦＧ＝ＲＧ＋（Ｆ（下限）−Ｆ（要求））／ｍ＝ＲＧ’ …（５）

上記式（５）から、外乱抵抗力Ｆ（外乱）を算出することなく、図示しない自車両の走行状態に応じて推定される推定制駆動力を車両に発生させた際の予測実加速度を算出することができる。これにより、外乱抵抗力Ｆ（外乱）を算出するために必要な値を検出するセンサなどが必要でなくなるので、車両遡行制御装置１のコストの増加を抑制できるとともに、自車両の質量ｍの増加を抑制することができる。また、この実施例では、自車両の走行状態に応じて推定することができる推定制駆動力として、自車両に搭載される変速機の変速比と、自車両が走行している速度において図示しないエンジンがスロットルバルブ全閉状態で発生するエンジン駆動力とに基づいて算出することができるスロットルバルブ全閉状態において自車両が発生することができる全閉時推定制駆動力を用いる。従って、実加速度予測部２３は、この全閉時推定制駆動力Ｆ（下限）を自車両に発生させた際の予測実加速度、すなわちスロットルバルブ全閉状態における全閉時予測実加速度ＦＧを算出することができるので、外乱抵抗力Ｆ（外乱）を算出することなく、自車両に搭載されるエンジンのスロットルバルブ１１２を全閉とした状態における全閉時予測実加速度ＦＧを算出し、予測することができる。

次に、制御装置２の目標加速度調停部２１４の下限処理部２１４ｄは、図４に示すように、決定された不許可目標加速度ＮＧが算出された全閉時予測実加速度ＦＧ未満であるか否かを判定する（ステップＳＴ５）。ここで、実際の図示しない車両において、ブレーキ装置１０を作動させないこと（ブレーキ不許可）を前提として発生する実加速度は、図示しないエンジンのスロットルバルブ１１２を全閉とした状態における実加速度より小さくなることはない。つまり、不許可目標加速度ＮＧが上記全閉時予測実加速度ＦＧ未満となると、目標加速度設定部２１によりこの不許可目標加速度ＮＧが設定されても、実際の自車両の実加速度ＲＧは、この不許可目標加速度ＮＧとなることはなく、車両走行制御装置１が要求しても、自車両は要求通り減速することができない。

従って、制御装置２の目標加速度調停部２１４の下限処理部２１４ｄは、決定された不許可目標加速度ＮＧが算出された全閉時予測実加速度ＦＧ未満であると判定すると、最終調停部２１４ｃに算出された全閉時予測実加速度ＦＧを出力する。そして、最終調停部２１４ｃは、決定された許可目標加速度ＯＧと算出された全閉時予測実加速度ＦＧとから最も値の小さいもの選択し、目標加速度ＴＧを決定する（ステップＳＴ６）。

一方、制御装置２の目標加速度調停部２１４の下限処理部２１４ｄは、決定された不許可目標加速度ＮＧが算出された全閉時予測実加速度ＦＧ以上であると判定すると、最終調停部２１４ｃに、決定された不許可目標加速度ＮＧを出力する。そして、最終調停部２１４ｃは、決定された許可目標加速度ＯＧと決定された不許可目標加速度ＮＧとから最も値の小さいもの選択し、目標加速度ＴＧを決定する（ステップＳＴ７）。

次に、制御装置２の目標加速度制限部２１５は、制限値によって上記設定された目標加速度ＴＧを制限する（ステップＳＴ８）。ここでは、目標加速度制限部２１５は、この実施例では、例えば１秒当たり許容できる変化量である制限値に基づいて、設定された目標加速度ＴＧを制限し、制限値により制限された設定された目標加速度ＴＧを算出する。

次に、制御装置２の要求制駆動力算出部２４は、上記制限された設定された目標加速度ＴＧに基づいて要求制駆動力Ｆ（要求）を算出する（ステップＳＴ９）。ここでは、要求制駆動力算出部２４は、図示しない記憶部に記憶されている要求制駆動力マップを用いて要求制駆動力Ｆ（要求）を算出する。つまり、要求制駆動力算出部２４は、要求制駆動力マップにおいて、設定された目標加速度ＴＧ、この実施例では制限された設定された目標加速度ＴＧおよび自車両の質量ｍに対応して設定されている要求性駆動力Ｆ（要求）を選択する。従って、この発明にかかる車両走行制御装置１では、目標加速度、この実施例では制限された設定された目標加速度ＴＧから要求制駆動力Ｆ（要求）を算出する際の負荷を低減することができる。

次に、制御装置２の要求制駆動力算出部２４は、上記算出された要求制駆動力Ｆ（要求）を発生させる要求制駆動力発生手段を選択し、算出された要求制駆動力を発生する（ステップＳＴ１０）。ここでは、要求制駆動力算出部２４は、制動力を発生するブレーキ装置１０、図示しないエンジンに制動力あるいは駆動力を発生させるスロットル装置１１、このエンジンが発生する制動力あるいは駆動力を調整する変速装置１２の少なくともいずれか１つから、この算出された要求制駆動力Ｆ（要求）を現在の自車両の走行状態において発生することができる装置を選択する。そして、この選択された要求制駆動力発生手段、すなわちブレーキ装置１０、エンジンは、上記算出された要求制駆動力を発生する。ここでは、制御装置２の要求制駆動力算出部２４は、選択した要求制駆動力発生手段が算出した要求制駆動力を発生できるように、この選択した要求制駆動力発生手段に制御信号を出力することで、この選択された制駆動力発生手段を制御する。

以上ように、上記車両走行制御装置１では、外乱抵抗力Ｆ（外乱）を除いた要求制駆動力Ｆ（要求）と、取得された実加速度Ｒｇと、推定制駆動力（全閉時推定制駆動力Ｆ（下限））と、車両の質量ｍとに基づいた式（上記式（５））によって、推定制駆動力（全閉時推定制駆動力Ｆ（下限））を図示しない自車両に発生させた際に得られる実加速度（全閉時予測実加速度ＦＧ）を予測することができる。

また、ＡＣＣなど車両の走行制御状態に応じて目標加速度を設定する車両走行制御装置１において、図示しない自車両の走行状態に応じて推定される推定制駆動力（全閉時推定制駆動力Ｆ（下限））を自車両に発生させた際の予測実加速度（全閉時予測実加速度ＦＧ）を用いた制御を行うことができる。これにより、車両走行制御装置１は、自車両に全閉時予測実加速度ＦＧよりも小さい加速度、すなわち大きい減速度を作用させる場合、不許可目標加速度ＮＧが許可目標加速度ＯＧよりも小さくても、この許可目標加速度ＯＧに基づいて要求駆動力Ｆ（要求）算出され、ブレーキ装置１０が制動力を発生することができる。

なお、上記実施例における車両走行制御装置１では、図示しない自車両の走行状態に応じて推定される推定制駆動力を自車両に発生させた際の実加速度を予測するがこの発明はこれに限定されるものではない。例えば、自車両に目標とする実加速度を作用させることができる予測制駆動力を算出し、予測しても良い。

この場合、車両走行制御装置は、要求制駆動力を車両に発生させる要求制駆動力発生手段と、前記要求制駆動力を前記車両に発生させた際に得られる実加速度を取得する実加速度取得手段と、前記要求制駆動力と、前記取得された実加速度と、前記車両に作用させる目標実加速度と、当該車両の質量とに基づいて、当該目標実加速度を当該車両に作用させることができる目標制駆動力を予測する目標制駆動力予測手段とを備える。

以上のように、この発明にかかる車両走行制御装置および車両走行制御方法は、車両の走行状態に応じて推定される推定制駆動力を車両に発生させた際に得られる実加速度を予測する車両走行制御装置および車両走行制御方法に有用であり、特に、外乱抵抗力を算出することなく、制駆動力を車両に発生させた際に得られる実加速度を予測するのに適している。

この発明にかかる車両走行制御装置の構成例を示す図である。 この発明にかかる車両走行制御装置の構成例を示す図である。 目標加速度設定部の要部構成例を示す図である。 この発明にかかる車両走行制御装置の動作フロー図である。 実加速度予測部の動作フロー図である。

符号の説明

１ 車両走行制御装置
２ 制御装置
２１ 目標加速度設定部（目標加速度設定手段）
２１１ 追従用目標加速度算出部
２１１ａ 追従用目標加速度調停部
２１１ｂ 第１調停部
２１１ｃ 第２調停部
２１２ 定速用目標加速度算出部
２１３ コーナー加速禁止用目標加速度算出部
２１４ 目標加速度調停部
２１４ａ 第１調停部
２１４ｂ 第２調停部
２１４ｃ 最終調停部
２１４ｄ 下限処理部
２１５ 目標加速度制限部
２２ 実加速度取得部（実加速取得手段）
２３ 実加速度予測部（実加速度予測手段）
２４ 要求制駆動力算出部（要求制駆動力算出手段）
２５ 認識部
３ 物体検出センサ
４ クルーズコントロールスイッチ
５ ヨーレートセンサ
６ Ｇセンサ
７ 車速センサ
８ ブレーキセンサ
９ シフトポジションセンサ
１０ ブレーキ装置
１０１ ブレーキ制御装置
１０２ ブレーキアクチュエータ
１０３ ブレーキ
１１ スロットル装置
１１１ スロットルアクチュエータ
１１２ スロットルバルブ
１２ 変速装置
１２１ バルブボディ
１２２ 変速機
ＦＧ 全閉時予測実加速度
ＮＧ 不許可目標加速度
ＯＧ 許可目標加速度
ＲＧ 実加速度
ＴＧ 目標加速度

Claims (6)

1. 要求制駆動力Ｆ（要求）を車両に発生させる要求制駆動力発生手段と、
   前記要求制駆動力Ｆ（要求）を前記車両に発生させた際に得られる実加速度ＲＧを取得する実加速度取得手段と、
   前記要求制駆動力Ｆ（要求）と、前記取得された実加速度ＲＧと、前記車両に搭載されるエンジンのスロットルバルブを全閉とした状態において当該車両が発生することができる駆動力として推定される推定制駆動力Ｆ（下限）と、当該車両の質量ｍと、下記の式（１）とに基づいて当該推定制駆動力Ｆ（下限）を当該車両に発生させた際の実加速度ＦＧを予測する実加速度予測手段と、
   を備えることを特徴とする車両走行制御装置。
   
   ＦＧ＝ＲＧ＋（Ｆ（下限）−Ｆ（要求））／ｍ …（１）
   
2. 前記推定制駆動力は、前記車両に搭載される変速機の変速比と、前記車両が走行している速度において当該エンジンがスロットルバルブを全閉とした状態において発生するエンジン駆動力とに基づいて算出されるものであることを特徴とする請求項１に記載の車両走行用制御装置。
3. 前記変速比および前記速度に基づいた推定制駆動力が予め記録されている記憶手段をさらに備えることを特徴とする請求項２に記載の車両走行用制御装置。
4. 車両の走行制御状態に応じて目標加速度を設定する目標加速度設定手段と、前記設定された目標加速度に基づいて要求制駆動力を算出する要求制駆動力算出手段をさらに備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の車両走行制御装置。
5. 前記目標加速度に基づいた要求制駆動力が予め記録されている記憶手段を備えることを特徴とする請求項４に記載の車両走行用制御装置。
6. 要求制駆動力Ｆ（要求）を車両に発生させる手順と、
   前記要求制駆動力Ｆ（要求）を前記車両に発生させた際に得られる実加速度ＲＧを取得する手順と、
   前記要求制駆動力Ｆ（要求）と、前記取得された実加速度ＲＧと、前記車両に搭載されるエンジンのスロットルバルブを全閉とした状態において当該車両が発生することができる駆動力として推定される推定制駆動力Ｆ（下限）と、当該車両の質量ｍと、下記の式（２）とに基づいて当該推定制駆動力Ｆ（下限）を当該車両に発生させた際の実加速度ＦＧを予測する手順と、
   を備えることを特徴とする車両走行制御方法。
   
   ＦＧ＝ＲＧ＋（Ｆ（下限）−Ｆ（要求））／ｍ …（２）

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