JP6733469B2

JP6733469B2 - 車両制御装置

Info

Publication number: JP6733469B2
Application number: JP2016193892A
Authority: JP
Inventors: 愛森本
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2016-09-30
Filing date: 2016-09-30
Publication date: 2020-07-29
Anticipated expiration: 2036-09-30
Also published as: JP2018052427A

Description

本発明は、自動運転可能な車両を制御する車両制御装置の技術分野に関する。

この種の装置として、段差を通過する際の車両の挙動を制御する装置が知られている。例えば特許文献１では、段差を通過した直後に車両を停止させる場合に、急激な速度変化の発生を抑制するための技術が提案されている。

特開２０１３−０４９３８９号公報

上述した特許文献１では、段差を乗り越えた後の制駆動力の制御について提案されている。しかしながら、このような制御だけでは、段差に突入する際の車速や段差の高さ等により、段差を乗り越える際に生じる衝撃が非常に大きくなってしまうおそれがある。この衝撃は、車両の乗員の乗り心地を悪化させてしまう原因となる。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、車両が段差を乗り越える際の駆動力を好適に制御可能な車両制御装置を提供することを課題とする。

本発明の車両制御装置は上述した課題を解決するために、車両の制駆動力を制御可能な車両制御装置であって、前記車両の駐車経路上に存在する段差を検出する検出手段と、前記車両が前記段差を乗り越えることが可能な基準車速に基づいて、前記段差を乗り越える時に前記車両に発生する衝撃の大きさを算出する算出手段と、（ｉ）前記衝撃が所定値未満である場合には、前記基準速度を維持して前記段差を乗り越えるように前記車両の制駆動力を制御し、（ｉｉ）前記衝撃が所定値以上である場合には、前記基準車速以下に減速した後、前記段差を乗り越えるように前記車両の制駆動力を制御する制御手段とを備える。

本発明の車両制御装置によれば、車両が段差を乗り越える時に発生する衝撃が所定値以上である場合には、車両が一旦基準速度以下に減速された後で、段差を乗り越えるための駆動力制御が行われる。これにより、車両が段差を乗り越える時の大きな衝撃によって、車両の乗員が乗り心地の悪さを感じてしまうことを防止できる。

本発明のこのような作用及び他の利得は、次に説明する実施形態から明らかにされる。

第１実施形態に係る車両の構成を示すブロック図である。第１実施形態に係る車両制御装置による制御動作の流れを示すフローチャートである。第２実施形態に係る車両制御装置による制御動作の流れを示すフローチャートである。

以下、図面を参照して車両制御装置の実施形態について説明する。

＜第１実施形態＞
第１実施形態に係る車両制御装置について、図１及び図２を参照して説明する。

＜車両の構成＞
はじめに、図１を参照しながら、本実施形態に係る車両の構成について説明する。図１は、第１実施形態に係る車両の構成を示すブロック図である。

図１において、本実施形態に係る車両１０は、搭乗者の操作によらない自動的な駐車制御を行うことが可能に構成されている。車両１０は、外部センサ１１と、内部センサ１２と、アクセルアクチュエータ２１と、ブレーキアクチュエータ２２と、操舵アクチュエータ２３と、ＥＣＵ（ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ）１００とを備えて構成されている。

外部センサ１１は、車両１０の周辺情報である外部状況を検出する検出機器である。外部センサ１１は、例えばカメラ、レーダー、及びライダー（ＬＩＤＥＲ：ＬａｓｅｒＩｍａｇｉｎｇＤｅｔｅｃｔｉｏｎａｎｄＲａｎｇｉｎｇ）等を含んで構成されている。外部センサ１１で検出された情報は、ＥＣＵ１００に出力される構成となっている。

内部センサ１２は、車両１０の走行状態を検出する検出機器である。内部センサ１２は、例えば車速センサ、加速度センサ、及びヨーレートセンサ等を含んで構成されている。内部センサ１２で検出された情報は、ＥＣＵ１００に出力される構成となっている。

アクセルアクチュエータ２１は、ＥＣＵ１００からの指令に応じて、車両１０のアクセル（言い換えれば、駆動力）を制御可能に構成されている。ブレーキアクチュエータ２２は、ＥＣＵ１００からの指令に応じて、車両１０のブレーキ（言い換えれば、制動力）を制御可能に構成されている。操舵アクチュエータは、ＥＣＵ１００からの指令に応じて、車両１０のステアリングを制御可能に構成されている。

ＥＣＵ１００は、「車両制御装置」の一具体例であり、車両１０の動作全体を制御することが可能に構成された電子制御ユニットである。本実施形態に係るＥＣＵ１００は特に、その内部に実現される論理的な又は物理的な処理ブロックとして、段差検出部１１０、衝撃算出部１２０、及び走行制御部１３０を備えて構成されている。

段差検出部１１０は、外部センサ１１で取得された情報（例えば、カメラで撮像された画像の解析結果等）に基づいて、車両１０の走行経路に存在している段差を検出する。なお、ここでの「段差」とは、車両が乗り越える際に比較的大きな衝撃が発生し得るような障害物を指しており、単なる段差だけでなく、スロープや勾配等も含む広い概念である。また、段差検出部１１０は、検出した段差の高さｈを算出することが可能に構成されている。段差検出部１１０で検出された段差の有無に関する情報、及び段差の高さｈに関する情報は、衝撃算出部１２０に夫々出力される構成となっている。段差検出部１１０は、「検出手段」の一具体例である。

衝撃算出部１２０は、段差検出部１１０で検出された段差に関する情報に基づいて、車両１０が段差を乗り越える際に発生する衝撃を算出する。また、衝撃算出部１２０は、車両１０が段差を乗り越える際に要求される車速（以下、適宜「乗り越え要求車速Ｖ０」と称する）を算出可能に構成されており、現在の車速Ｖや乗り越え要求車速Ｖ０を利用した各種算出処理や判定処理を実行可能とされている。衝撃算出部１２０が実行する処理については、後の動作説明において詳述する。衝撃算出部１２０は、「算出手段」の一具体例である。また、乗り越え要求車速Ｖ０は、「基準速度」の一具体例である。

走行制御部１３０は、衝撃算出部１２０で算出された衝撃の大きさに基づいて、車両１０が段差を乗り越える際の走行を制御する。具体的には、走行制御部１３０は、アクセルアクチュエータ２１及びブレーキアクチュエータ２２を制御することで車両１０の制駆動力（即ち、車両１０における駆動力及び制動力）を制御し、車両１０が段差を乗り越えるための制御を実行する。走行制御部１３０が実行する処理については、後の動作説明において詳述する。走行制御部１３０は、「制御手段」の一具体例である。

＜動作説明＞
次に、図２を参照しながら、第１実施形態に係る車両制御装置（即ち、ＥＣＵ１００）によって実行される制御について説明する。図２は、第１実施形態に係る車両制御装置による制御動作の流れを示すフローチャートである。なお、以下の処理は、車両１０が自動的な駐車処理を実行していることを前提とした処理である。

図２に示すように、第１実施形態に係る車両制御装置の動作時には、まず段差検出部１１０により、車両１０の駐車経路（即ち、現在位置から駐車位置までの走行経路）上に段差が存在しているか否かが判定される（ステップＳ１０１）。なお、段差が検出されない場合には（ステップＳ１０１：ＮＯ）、以降の処理は省略され、一連の処理が終了することになる。この場合、所定期間後に再度ステップＳ１０１から処理が再開されてもよい。

段差が検出された場合には（ステップＳ１０１：ＹＥＳ）、段差検出部１１０によって、検出された段差の高さｈが計測される（ステップＳ１０２）。衝撃算出部１２０では、この段差の高さｈを用いて、段差の乗り越え要求車速Ｖ０が算出される（ステップＳ１０３）。具体的には、乗り越え要求車速Ｖ０は、段差の高さｈが高いほど大きな値として算出される。衝撃算出部１２０は、段差の高さｈと、乗り越え要求車速Ｖ０との関係を示すマップ等を予め記憶していてもよい。また、衝撃算出部１２０は、段差の高さｈだけでなく、その他の段差に関する情報（例えば、段差の形状等）を考慮して乗り越え要求車速Ｖ０を算出してもよい。

衝撃算出部１２０では更に、現在車速Ｖが、算出した乗り越え要求車速Ｖ０以上であるか否かが判定される（ステップＳ１０４）。言い換えれば、現在車速Ｖで段差を乗り越えることが可能であるか否かが判定される。現在車速Ｖが乗り越え要求車速Ｖ０以上である場合（ステップＳ１０４：ＹＥＳ）、衝撃算出部１２０では、現在車速Ｖで段差を乗り越える際に発生する衝撃（即ち、車両１０と段差との衝突によって発生する衝撃）の大きさを示す衝突時衝撃Ｅが算出される（ステップＳ１０５）。衝突時衝撃Ｅは、現在車速Ｖが高いほど大きな値として算出される。衝撃算出部１２０は、現在車速Ｖと、衝突時衝撃Ｅとの関係を示すマップ等を予め記憶していてもよい。また、衝撃算出部１２０は、現在車速Ｖだけでなく、段差の高さｈ等を考慮して衝突時衝撃Ｅを算出してもよい。

続いて、走行制御部１３０において、算出された衝突時衝撃Ｅが、所定の衝撃閾値Ｅ０未満であるか否かが判定される（ステップＳ１０６）。なお、衝撃閾値Ｅ０は、「所定値」の一具体例であり、衝撃が車両１０の搭乗者に不快感を与えてしまう程に大きいか否かを判定するための閾値として予め設定されている。衝撃閾値Ｅ０は理論的又は実験的に求められた固定値であってもよいし、例えば搭乗者の操作等によって変化する値であってもよい。

衝突時衝撃Ｅが衝撃閾値Ｅ０未満である場合（ステップＳ１０６：ＹＥＳ）、走行制御部１３０により、車両１０が現在車速Ｖを維持したまま段差を乗り越えるように制御される（ステップＳ１０７）。一方で、衝突時衝撃Ｅが衝撃閾値Ｅ０以上である場合（ステップＳ１０６：ＮＯ）、及び現在車速Ｖが乗り越え要求車速Ｖ０未満である場合には（ステップＳ１０４：ＮＯ）、走行制御部１３０により、車両１０は段差の前で停止するように制御される（ステップＳ１０８）。そして、走行制御部１３０では、車両１０が一旦停止した後に、段差を乗り越えるための制御が実行される（ステップＳ１０９）。

以上のように、第１実施形態に係る車両制御装置では、自動的な駐車処理を行っている車両１０の駐車経路に段差が存在している場合、その際の現在車速Ｖ及び衝突時衝撃Ｅに基づいて相異なる制御が実行される。

＜実施形態の効果＞
次に、上述した第１実施形態に係る車両制御装置の動作によって得られる技術的効果について説明する。

衝突時衝撃Ｅが衝撃閾値Ｅ０未満である場合には、衝突時衝撃Ｅが比較的小さいため、仮に段差との衝突によって衝撃が発生したとしても、車両１０の搭乗者に不快感を与えてしまうことはない。よって、この場合には、車両１０が現在車速Ｖを維持したまま段差を乗り越えるように制御される。このように、衝突時衝撃Ｅが衝撃閾値Ｅ０未満である場合には、車両１０に対して特別な制駆動力制御を実施せずとも不都合は生じない。

一方で、衝突時衝撃Ｅが衝撃閾値Ｅ０以上である場合には、仮に現在速度Ｖを維持したまま段差を乗り越えるよう制御すると、比較的大きな衝撃が発生し、車両１０の搭乗者に不快感を与えてしまうおそれがある。よって、この場合には、車両１０が段差の前で一旦停止するよう制御され、その後に段差を乗り越えるための制御が実行される。このような制御によれば、段差前で車両１０が十分に減速されるため、衝突時に発生する衝撃を効果的に抑制することができる。なお、車両の停止後には、衝撃をできるだけ発生させないようにして、段差を乗り越えるための制御（例えば、ゆっくりと段差を乗り越えるような制御）が実行される。

また、現在車速Ｖが乗り越え要求車速Ｖ０未満である場合には、仮に現在速度Ｖを維持したまま段差を乗り越えようとしても、現在車速Ｖが乗り越え要求速度Ｖ０に満たないため、段差を乗り越えることができず、段差との衝突によって余計な衝撃が発生してしまう。また、現在車速Ｖを高めて（即ち、加速制御を行って）段差を乗り越える方法も考えられるが、その場合に発生する衝撃は、衝撃閾値Ｅ０以上となってしまう可能性がある。よって、この場合には、衝突時衝撃Ｅが衝撃閾値Ｅ０以上である場合と同様に、車両１０を段差前で停止させて、その後に段差を乗り越えるための制御が実行される。従って、段差との衝突時に発生する衝撃を抑制しつつ、確実に段差を乗り越えることが可能である。

＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態に係る車両制御装置について、図３を参照して説明する。なお、第２実施形態は、上述した第１実施形態と一部の動作が異なるのみで、その他の動作や装置構成は概ね同様である。このため、以下では、すでに説明した第１実施形態と異なる部分についてのみ詳細に説明し、他の重複する部分については適宜説明を省略するものとする。

＜動作説明＞
図３を参照しながら、第２実施形態に係る車両制御装置によって実行される制御について説明する。図３は、第２実施形態に係る車両制御装置による制御動作の流れを示すフローチャートである。なお、図３では、図２で示した第１実施形態と同様の処理に同一の符号を付している。

図３に示すように、第２実施形態に係る車両制御装置の動作時には、走行制御部１３０において、算出された衝突時衝撃Ｅが、所定の衝撃閾値Ｅ０未満であるか否かが判定されるまで（即ち、ステップＳ１０６の処理まで）、第１実施形態と同様の処理が実行される。また、衝突時衝撃Ｅが衝撃閾値Ｅ０未満である場合（ステップＳ１０６：ＹＥＳ）についても同様で、走行制御部１３０により、車両１０が現在車速Ｖを維持したまま段差を乗り越えるように制御される（ステップＳ１０７）。

第２実施形態では特に、衝突時衝撃Ｅが衝撃閾値Ｅ０以上である場合に（ステップＳ１０６：ＮＯ）、現在車速Ｖを乗り越え要求車速Ｖ０に減速した状態で、段差を乗り越えようとする際に発生する衝撃（以下、適宜「減速時衝撃Ｅ１」と称する）が算出され、その値が衝撃閾値Ｅ０未満となるか否かが判定される（ステップＳ２０１）。なお、この時点では、車両１０は実際には減速されておらず、あくまで乗り越え要求車速Ｖ０に減速した状態を想定して、減速時衝撃Ｅ１の算出のみが行われる。

減速時衝撃Ｅ１が衝撃閾値Ｅ０未満である場合（ステップＳ２０１：ＹＥＳ）、走行制御部１３０により、車両１０が現在車速Ｖを乗り越え要求車速Ｖ０にまで減速され、その状態で段差を乗り越えるように制御される（ステップＳ２０２）。

なお、減速時衝撃Ｅ１が衝撃閾値Ｅ０以上である場合（ステップＳ２０１：ＮＯ）及び現在車速Ｖが乗り越え要求車速Ｖ０未満である場合には（ステップＳ１０４：ＮＯ）、第１実施形態と同様に、車両１０は段差の前で停止するように制御され（ステップＳ１０８）、その後に、段差を乗り越えるための制御が実行される（ステップＳ１０９）。

＜実施形態の効果＞
次に、上述した第２実施形態に係る車両制御装置の動作によって得られる技術的効果について説明する。

衝突時衝撃Ｅが衝撃閾値Ｅ０以上である場合には、仮に現在速度Ｖを維持したまま段差を乗り越えるよう制御すると、比較的大きな衝撃が発生し、車両１０の搭乗者に不快感を与えてしまうおそれがある。しかし、減速時衝撃Ｅ１が衝撃閾値Ｅ０未満である場合には、車両１０を減速させることで、大きな衝撃の発生を抑制しつつ、段差を乗り越えることが可能となる。従って、第２実施形態では、車両１０の減速によって衝撃を十分に抑制できる場合には、車両１０を減速させた状態で段差を乗り越えさせる。これにより、車両１０の不必要な一旦停止を回避することができ、より好適に段差の乗り越えを実行することができる。

なお、減速制御される車両１０は、必ずしも乗り越え要求速度Ｖ０にまで減速されなくともよく、減速後の衝撃の大きさが衝撃閾値Ｅ０未満となるのであれば、乗り越え要求速度Ｖ０よりも高い速度で段差を乗り越えるように制御されてもよい。即ち、減速後の車速は乗り越え要求速度Ｖ０以上であればよい。

以上説明したように、第１及び第２実施形態に係る車両制御装置によれば、車両１０の現在車速Ｖ、及び段差との衝突時に発生する衝撃Ｅが考慮されるため、車両１０が段差を乗り越える際の制駆動力を極めて好適に制御することができる。

なお、上述した各実施形態では、自動的な駐車処理を行う場合の制御について説明したが、同様の処理が自動的な出庫処理（即ち、駐車場などから所定のスペースに車両１０を出庫する処理）を行う場合に実行されてもよい。このような場合でも、車両が段差を乗り越える際の駆動力を好適に制御することができる。

本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う車両制御装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。

１０車両
１１外部センサ
１２内部センサ
２１アクセルアクチュエータ
２２ブレーキアクチュエータ
２３操舵アクチュエータ
１００ＥＣＵ
１１０段差検出部
１２０衝撃算出部
１３０走行制御部
Ｖ現在車速
Ｖ０乗り越え要求車速
Ｅ衝突時衝撃
Ｅ０衝撃閾値
Ｅ１減速時衝撃

Claims

車両の制駆動力を制御可能な車両制御装置であって、
前記車両の駐車経路上に存在する段差を検出する検出手段と、
前記車両の現在の車速に基づいて、前記車両が前記現在の車速で前記段差を乗り越える時に前記車両に発生する衝撃の大きさを算出する算出手段と、
（ｉ）前記衝撃が所定値未満である場合には、前記現在の車速を維持して前記段差を乗り越えるように前記車両の制駆動力を制御し、（ｉｉ）前記衝撃が所定値以上である場合には、前記現在の車速以下に減速した後、前記段差を乗り越えるように前記車両の制駆動力を制御する制御手段と
を備えることを特徴とする車両制御装置。