JP5257321B2 - 運転支援装置 - Google Patents
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Description
また、走行時にはバッテリに蓄えられている電気エネルギーにより電気モータを駆動する運転支援装置が採用されている。
この運転支援装置は、エンジンと電気モータを動力源として走行するハイブリッドシステムによる自動車、あるいは電気モータのみで走行する電気自動車に適用可能である。
この実施の形態では、前記電動モータで生成される回生エネルギーとしての電気エネルギーをバッテリに蓄積する電気自動車に搭載される運転支援装置として説明する。
この運転支援装置は車間距離制御機能(ACC)を有している。
車間距離制御機能は、車間距離をあらかじめ設定しておき、この設定された車間距離を先行車両との間で維持するように自車両に対し加速制御、減速制御を自動的に行い、先行車両との間の車間距離を安全な距離に保ち、あるいは先行車両との間の車間距離が危険な距離になると警報を発すると共にブレーキ制御を自動的に行う。
このため、運転支援装置はレーダ装置を備えている。
レーダ装置は、所定周波数帯の高周波を前方へ放射したときの先行車両からの反射波により先行車両との相対速度情報、距離情報を取得し、運転支援装置は、これら相対速度情報、距離情報をもとに運転者に対する警報音、アナウンスなどの報知処理を行う。
さらに運転支援装置は、車速の変更やブレーキ制御などの車両の走行制御を行う。
そして、運転支援装置は、バッテリに蓄えられている電気エネルギーの残容量と、前記車間距離制御機能により自車両が前記先行車両を追尾するための目標加速度が増速方向であるか減速方向であるかに応じた運転制御を行う。
すなわち設定された車間距離を確保し前記自車両が前記先行車両を追尾するための目標加速度を、前記バッテリの残容量と、前記目標加速度が増速方向であるか減速方向であるかに応じて前記目標加速度の絶対値を補正する。
これにより、前記バッテリの残容量が予め定められた閾値以下の場合は、前記バッテリの残容量の減少を抑制するかあるいは前記電気エネルギーの前記バッテリへの蓄積を促進する。
また、前記バッテリの残容量が予め定められた閾値を上回る場合は、前記バッテリの残容量の減少の抑制を無効とするかあるいは前記電気エネルギーの前記バッテリへの充電を抑制する。
そして、運転支援装置は、バッテリの残容量と目標加速度に応じてバッテリに蓄積されている電気エネルギーを効率よく利用し、あるいはバッテリ5へ電気エネルギーを効率よく回生させるなど、バッテリ5の劣化、負担を軽減するように車両の走行状態を制御する。
これにより、バッテリの残容量の過度な低下を回避でき、バッテリに蓄えた電気エネルギーを効率的に利用した走行を実現する。
基本目標演算部7は、設定車間演算部11、目標車速演算部12および目標加速度演算部13を備えている。
車両速度制御ユニット9は、速度制御部21、モータ制御ECU22およびモータ23を備えている。
各種操作スイッチ2は、電源スイッチ、リセットスイッチ、モード切り替えスイッチなどを含む。
本実施の形態では、バッテリECU6によって特許請求の範囲の残容量検出手段が構成されている。
基本目標演算部7はコンピュータにより構成されており、相対速度情報、車間距離情報、バッテリ5の残容量情報、設定車間距離情報、目標車速、目標加速度などを格納する記憶装置を備えている。
図4は、バッテリ5の残容量に対応した、先行車両と自車両との間の車間距離の補正係数μを規定したデータテーブルTBLを示す説明図である。
このデータテーブルTBLはあらかじめ設定されている。
データテーブルTBLは、この運転支援装置の車間距離制御機能において先行車両と自車両との間に設定される車間距離をバッテリ5の残容量に応じて補正するために使用される。
この補正係数μは、例えばバッテリ5の残容量の最小値Eminに対応する補正係数値“1”と、バッテリ5の残容量の最大値Emaxに対応する補正係数値“1.5”との間で、バッテリ5の残容量に応じた補正係数値となるようにデータテーブルTBLにより規定されている。ここで、最小値Eminは自動車を走行するに足る最小の残容量であるバッテリ5の最小残容量許容値であり、最大値Emaxはバッテリ5が満充電の状態における残容量である。
言い換えると、バッテリ5の残容量が低下するほど車間距離の補正係数μが低くなり“1”に近付くように設定されている。
前述したように、バッテリ5の残容量が低下するほど車間距離の補正係数μは低くなり“1”に近付くので、設定車間演算部11によって求められる設定車間距離は、バッテリ5の残容量が低下するほど、車間距離制御機能において設定されている車間距離に近づくことになる。
また、設定車間演算部11によって求められる設定車間距離は、バッテリ5の残容量が満充電状態に近付くほど、車間距離制御機能において設定されている車間距離よりも大きな値になる。
目標車速演算部12は、設定車間演算部11において演算された前記設定車間距離を自車両と先行車両との間に確保するとともに先行車両を追尾するための自車両の目標車速を演算する。
この自車両の目標車速の演算は、レーダ装置1により測定された現在の先行車両と自車両との間の相対速度情報、車間距離情報および自車両の現在の車速情報などをもとに算出される。
目標加速度演算部13は、前記設定車間距離を自車両と先行車両との間に確保するとともに先行車両を追尾するための目標加速度αを演算する。
すなわち、図3に示す補正マップから得られた補正係数θを目標加速度αに乗算することにより、目標加速度α・θとして補正する。
図3に示す補正マップは、縦軸が目標加速度であり、プラス側が加速、マイナス側が減速のときの目標加速度αを規定している。
また、横軸はバッテリ5の残容量Eであり、満充電状態の残容量をEmax、満充電残容量の半分の残容量をEmax/2、最小の残容量(バッテリ5の最小残容量許容値)をEminとする。
つまり、現在のバッテリ5の残容量がEmax/2以下であることから急激な加速を制限して少なくなったバッテリ5の残容量を効率よく使用するように補正係数θ1 が決められる。この補正係数θ1 はたとえば1より小さい値に設定される。
したがってこの節電域41では、加速度制限演算部8により目標加速度αは減少する方向に補正される。
言い換えると、バッテリ5の残容量が閾値であるEmax/2以下であり、かつ、目標加速度が増速方向である場合には、目標加速度αの絶対値を減少させるように目標加速度αの補正がなされる。
つまり、現在のバッテリ5の残容量がEmax/2以下であることからバッテリ5に対しては充電を行う必要があるため、急激な減速方向の加速度制限を緩め回生制動による急減速を許容し、残容量の少なくなったバッテリ5を効率よく充電するように補正係数θ2 が決められる。この補正係数θ2 はたとえば1より大きい値に設定される。
したがってこの回生重視域42では、加速度制限演算部8により減速方向の目標加速度αは増加する方向に補正される。
言い換えると、バッテリ5の残容量が閾値であるEmax/2以下であり、かつ、目標加速度が減速方向である場合には、目標加速度αの絶対値を増加させるように目標加速度αの補正がなされる。
つまり、現在のバッテリ5の残容量がEmax/2からEmaxまでの範囲内であって十分な残容量であることから増速方向の加速度制限を緩め、加速性能を上げ、先行車両の加速に対し追従性を良くするような補正係数θ3 が決められる。この補正係数θ3 はたとえば1より大きい値に設定される。
したがってこのフィーリング重視域43では、加速度制限演算部8により増速方向の目標加速度αは増加する方向に補正される。
言い換えると、バッテリ5の残容量が閾値であるEmax/2よりも大きく、かつ、目標加速度が増速方向である場合には、目標加速度αの絶対値を増加させるように目標加速度αの補正がなされる。
つまり、現在のバッテリ5の残容量がEmax/2からEmaxまでの範囲内であって十分な残容量であることから減速方向の加速度制限を強め、急減速による回生エネルギーがバッテリ5を過充電状態にするのを回避するような補正係数θ4 が決められる。この補正係数θ4 はたとえば1より小さい値に設定される。
したがってこの充電調整域44では、加速度制限演算部8により減速方向の目標加速度αは減少する方向に補正される。
言い換えると、バッテリ5の残容量が閾値であるEmax/2よりも大きく、かつ、目標加速度が減速方向である場合には、目標加速度αの絶対値を減少させるように目標加速度αの補正がなされる。
加速度制限演算部8で補正された目標加速度情報は、速度制御部21に設定される。
モータ制御ECU22は、速度制御部21に設定された目標加速度情報をもとにモータ23を制御する。
図2は、この運転支援装置の動作を示すフローチャートである。以下、このフローチャートと図1のブロック図とを参照して動作について説明する。
この運転支援装置は車間距離制御機能により、先行車両と自車両との車間距離があらかじめ設定された車間距離となるように、自車両の車速を自動調整しながら走行している。
このとき、運転支援装置の基本目標演算部7は、レーダ装置1により先行車両と自車両との相対速度を検出し(ステップS1)、さらにレーダ装置1により先行車両と自車両との現在の車間距離を検出する(ステップS2)。これら検出された相対速度情報、車間距離情報は記憶装置の所定の記憶エリアに格納される。
そして、前記読み出した補正係数μを車間距離制御機能においてあらかじめ設定されている車間距離に乗算することでバッテリ5の残容量に応じた設定車間距離Lvを演算する。この設定車間距離情報は記憶装置の所定の記憶エリアに格納される。
さらに設定車間演算部11において演算された前記設定車間距離Lvを自車両と先行車両との間に確保して先行車両を追尾するための自車両の目標車速Vtを目標車速演算部12が演算する(ステップS4)。
この自車両の目標車速Vtの演算は、例えば、レーダ装置1により測定された現在の先行車両と自車両との間の相対速度情報、車間距離情報、自車両の現在の車速情報、前記演算された設定車間距離情報などをもとに算出される。この目標車速Vtは記憶装置の所定の記憶エリアに格納される。
補正係数θは、加速度制限演算部8が、目標加速度演算部13で算出した目標加速度αの符号とバッテリ5の残容量Eとをもとに図3に示す補正マップから領域を判定し決定する。
目標加速度αの符号がマイナスであるときとは、例えば自車両と先行車両との車間距離が前記設定車間距離よりも短い場合である。このような状況では、前記設定車間距離を自車両と先行車両との間に確保するとともに先行車両を追尾するためには自車両の車速を減速しなければならない。
このときバッテリ5の残容量EがEminからEmax/2の間であると、図3に示す補正マップの領域は回生重視域42と判定される。
この回生重視域42は、減速方向の加速度制限を緩め減速による回生を重視する領域である。
加速度制限演算部8では、回生重視域42に設定されている補正係数θ2 を用いて目標加速度αに対し補正処理が行われる。
あるいはバッテリ5の残容量EがEmax/2からEmaxの間であると、図3に示す補正マップの領域は充電調整域44と判定される。
この充電調整域44は、減速方向の加速度制限を強め、急減速による回生エネルギーがバッテリ5を過充電状態にするのを回避する領域である。
この場合、加速度制限演算部8では、充電調整域44に設定されている補正係数θ2 を用いて目標加速度αに対し補正処理が行われる。
このときバッテリ5の残容量EがEminからEmax/2の間であると、図3に示す補正マップの領域は節電域41と判定される。
この節電域41は、急激な加速を制限して少なくなったバッテリ5の残容量を効率よく使用する領域である。
加速度制限演算部8では、節電域42に設定されている補正係数θ1 を用いて目標加速度αに対し補正処理が行われる。
あるいはバッテリ5の残容量EがEmax/2からEmaxの間であると、図3に示す補正マップの領域はフィーリング重視域43と判定される。
このフィーリング重視域43は、増速方向の加速度制限を緩め、加速性能を上げ、先行車両の加速に対し追従性を良くする領域である。
この場合、加速度制限演算部8では、フィーリング重視域43に設定されている補正係数θ3 を用いて目標加速度αに対し補正処理が行われる。
さらに、記憶装置の所定の記憶エリアに格納された補正係数θにより補正された目標加速度αを読み出して車両速度制御ユニット9の速度制御部21に設定する(ステップS8)。
車両速度制御ユニット9のモータ制御ECU22は、速度制御部21に設定された目標車速Vt、目標加速度αをもとにモータ23を制御して前記設定車間距離を自車両と先行車両との間に確保するとともに先行車両を追尾する(ステップS9)。
Claims (7)
- バッテリに蓄積した電気エネルギーにより駆動される電動機を動力源とし、前記電動機で生成される回生エネルギーとしての電気エネルギーを前記バッテリに蓄積する電気自動車に搭載され、自車両と先行車両との間に予め定められた設定車間距離を確保し、前記自車両を前記先行車両に追尾させる車間距離制御機能を有する運転支援装置であって、
前記バッテリの残容量を検出する残容量検出手段と、
前記設定車間距離を確保し自車両が前記先行車両を追尾するための目標加速度を演算する目標加速度演算部と、
前記目標加速度演算部により算出された前記目標加速度を、前記残容量検出手段により検出された前記バッテリの残容量と、前記目標加速度が増速方向であるか減速方向であるかに応じて前記目標加速度の絶対値を補正することで、前記バッテリの残容量が予め定められた閾値以下の場合は、前記バッテリの残容量の減少を抑制するかあるいは前記電気エネルギーの前記バッテリへの蓄積を促進し、前記バッテリの残容量が予め定められた閾値を上回る場合は、前記バッテリの残容量の減少の抑制を無効とするかあるいは前記電気エネルギーの前記バッテリへの充電を抑制する加速度制限演算部とを備え、
前記設定車間距離を、前記残容量検出手段により検出された前記バッテリの残容量に応じて演算する設定車間演算部と、
前記設定車間演算部において演算された前記設定車間距離を自車両と前記先行車両との間に確保するとともに前記先行車両を追尾するための自車両の目標車速を演算する目標車速演算部とをさらに備える、
ことを特徴とする運転支援装置。 - 前記加速度制限演算部は、前記バッテリの残容量が予め定められた閾値以下であり、かつ、前記目標加速度が増速方向である場合には、前記目標加速度の絶対値を減少させるように前記目標加速度の補正を行うことを特徴とする請求項1記載の運転支援装置。
- 前記加速度制限演算部は、前記バッテリの残容量が予め定められた閾値以下であり、かつ、前記目標加速度が減速方向である場合には、前記目標加速度の絶対値を増加させるように前記目標加速度の補正を行うことを特徴とする請求項1記載の運転支援装置。
- 前記加速度制限演算部は、前記バッテリの残容量が予め定められた閾値より大きく、かつ、前記目標加速度が増速方向である場合には、前記目標加速度の絶対値を増加させるように前記目標加速度の補正を行うことを特徴とする請求項1記載の運転支援装置。
- 前記加速度制限演算部は、前記バッテリの残容量が予め定められた閾値より大きく、かつ、前記目標加速度が減速方向である場合には、前記目標加速度の絶対値を減少させるように前記目標加速度の補正を行うことを特徴とする請求項1記載の運転支援装置。
- 前記加速度制限演算部は、前記バッテリの残容量と、前記目標加速度が増速方向であるか減速方向であるかを示す極性とに応じて規定される補正係数を、前記目標加速度演算部により算出された前記目標加速度に乗算することで前記目標加速度を補正することを特徴とする請求項1記載の運転支援装置。
- 前記設定車間演算部は、前記バッテリの残容量が満充電の状態に近付くほど前記設定車間距離が長くなるように前記設定車間距離を演算することを特徴とする請求項1記載の運転支援装置。
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