JP7284207B2 - 車両制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両制御装置に関する。

従来、ＡＣＣ（Adaptive Cruise Control）機能、ＬＫＡ（lane keeping assist）機能、運転者の介入操作によってＡＣＣ機能を停止させるオーバーライド機能、及びＬＫＡ機能の失陥時に、ＡＣＣ機能の停止と操作引継ぎを運転者に通知して、ＡＣＣ機能の縮退制御を行う機能を有する車両制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１９－１２７１３６号公報

近年、上述したＡＣＣ機能及びＬＫＡ機能の他にも、運転者の負担軽減、及び安全運転の支援を目的とした種々の車両制御機能が実用化されている。そして、これらの複数の車両制御機能による制動要求値が同時に作動している場合は、制動要求値の調停によって制動装置に対する目標制動値が決定される。
このように、複数の車両制御機能が作動している状態で何らかの故障が発生した場合、各車両制御機能があらかじめ定めた縮退の振る舞いに応じて、制動装置に対する目標制動値を設定する必要がある。そして、目標制動値の設定が不適切であると、縮退レートの合算値が減少されて想定よりも急激な減速度低下や、制動指令値が残ることによる過剰な減速、縮退中の制動指令値の減少レート変化による運転者が予測できない減速度変化が発生するなど、運転者に違和感を与えてしまうおそれがある。
本発明はかかる背景に鑑みてなされたものであり、複数の車両制御機能の縮退制御を、運転者に上述のような違和感を与えることを抑制して実行する車両制御装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための態様として、所定の目標制動値に応じた制動力を発生する制動装置を備えた車両の作動を制御する車両制御装置であって、前記車両に備えられた複数の車両制御機能により個別に設定される複数の制動要求値の入力に対して、所定の調停処理を行うことにより、前記目標制動値を決定し、決定した前記目標制動値を前記制動装置に出力する目標制動値決定部と、前記車両の故障が発生したときに、前記故障の発生時に実行されていた前記車両制御機能である稼働中車両制御機能の縮退制御を行い、前記縮退制御の縮退レートを、前記故障の発生時に前記稼働中車両制御機能により設定されていた前記制動要求値に応じて設定する縮退制御部と、を備え、前記縮退制御部は、前記故障の発生時に前記稼働中車両制御機能により設定されていた前記制動要求値が大きいほど、前記稼働中車両制御機能に対する前記縮退制御の縮退レートを大きいレートに設定する車両制御装置が挙げられる。

上記車両制御装置において、前記縮退制御部は、前記縮退制御により、前記故障の発生時に前記稼働中車両制御機能により設定されていた前記制動要求値を、前記縮退レートに従って減少させる処理を行う構成としてもよい。

上記車両制御装置において、前記縮退制御部は、複数の前記車両制御機能に対して、前記制動要求値を入力して前記縮退レートを出力する共通の計算式、又は前記制動要求値と前記縮退レートとを対応付けた共通の対応マップを用いて、前記縮退レートを設定する構成としてもよい。

上記車両制御装置によれば、複数の車両制御機能の縮退制御を、運転者に上述のような違和感を与えることを抑制して実行することができる。

図１は、車両制御装置、及び車両制御装置が搭載された車両の構成図である。 図２は、縮退制御のフローチャートである。 図３は、ＣＭＢＳ機能の作動中に車両の故障が生じた場合の縮退制御の説明図である。 図４は、ＡＣＣ機能の作動中に車両の故障が発生した場合の縮退制御の説明図である。

［１．車両制御装置と車両の構成］
図１を参照して、本実施形態の車両制御装置１０、及び車両制御装置１０が搭載された車両１の構成について説明する。車両制御装置１０は、ＣＡＮ（Controller Area Network）－ＢＵＳ５により接続された制動要求値管理ＥＣＵ（Electronic Control Unit）４０、及び制動ＥＣＵ５０により構成されている。

車両１には、ＣＡＮ－ＢＵＳ５により制動要求値管理ＥＣＵ４０及び制動ＥＣＵ５０と接続された動力源ＥＣＵ２０及び運転支援ＥＣＵ３０が備えられている。さらに、車両１には、左前輪２ＦＬ、右前輪２ＦＲ、左後輪２ＲＬ、及び右後輪２ＲＲにそれぞれ設けられた左前ブレーキ３ＦＬ、右前ブレーキ３ＦＲ、左後ブレーキ３ＲＬ、及び右後ブレーキ３ＲＲに、電動アクチュエータによるトルクを出力して、これらのブレーキを作動させる電動サーボブレーキシステム６０が備えられている。電動サーボブレーキシステム６０と、左前ブレーキＦＬ、右前ブレーキ３ＦＲ、左後ブレーキ３ＲＬ、及び右後ブレーキ３ＲＲとにより、本開示の制動装置が構成される。以下では、左前ブレーキＦＬ、右前ブレーキ３ＦＲ、左後ブレーキ３ＲＬ、及び右後ブレーキ３ＲＲをまとめて、ブレーキ３とも称する。

動力源ＥＣＵ２０、運転支援ＥＣＵ３０、制動要求値管理ＥＣＵ４０、及び制動ＥＣＵ５０は、図示しないプロセッサ、メモリ、インターフェース回路等により構成された制御ユニットである。動力源ＥＣＵ２０は、メモリに保存された制御用プログラムをプロセッサにより実行することによって、ストール協調制御部２１、及び満充電加圧制御部２２として機能する。

ストール協調制御部２１は、ストール協調制御を実行して、ブレーキ３に対する制動要求値（トルク値）である第１制動要求値Ｔｒ１Ｒ＿ａを、ＣＡＮ―ＢＵＳを介して制動要求値管理ＥＣＵ４０に送信する。ストール協調制御は、坂道で駆動トルクと勾配をつり合わせて車両１を停車させている間に、モータ（図示しない）の保護にために、アクセルペダル（図示しない）の操作で勾配と釣り合わせた場合に、ブレーキ３による制動に持ち替える制御である。

満充電加圧制御部２２は、満充電加圧制御を実行して、ブレーキ３に対する制動要求値（トルク値）である第１制動要求値Ｔｒ１Ｒ＿ｂを、ＣＡＮ－ＢＵＳを介して制動要求値管理ＥＣＵ４０に送信する。満充電加圧制御は、車両１に搭載されたバッテリ（図示しない）が満充電状態であって、アクセルペダルのオフに応じた回生制動ができない場合に、ブレーキ３の制動力を増加させる制御である。ストール協調機能、及び満充電加圧機能は、本開示の車両制御機能に相当する。

運転支援ＥＣＵ３０は、メモリに保存された制御用プログラムを実行することにより、ＡＣＣ（Adaptive Cruise Control）制御部３１、及びＣＭＢＳ（Collision Mitigation Brake System）制御部３２として機能する。ＡＣＣ制御部３１は、ＡＣＣ制御を実行して、必要な制動力を生じさせるためのブレーキ３に対する制動要求値（トルク値）である第２制動要求値Ｔｒ２Ｒ＿ａを、ＣＡＮ－ＢＵＳ５を介して制動要求値管理ＥＣＵ４０に出力する。ＡＣＣ制御は、車両１を、前走車との車間距離を一定に保ちながら追従走行させる制御である。

ＣＭＢＳ制御部３２は、ＣＭＢＳ制御を実行して、必要な制動力を生じさせるためのブレーキ３に対する制動要求値（トルク値）である第２制動要求値Ｔｒ２Ｒ＿ｂを、ＣＡＮ－ＢＵＳ５を介して制動要求値管理ＥＣＵ４０に出力する。ＣＭＢＳ制御は、車両１に備えられたレーダー（図示しない）により先行車を監視し、追突の危険が生じた場合に、運転者に対し警告音・シートベルト引きこみ・インパネ内表示等で知らせ、追突回避が不可能と判断した場合はブレーキを作動させる制御である。ＡＣＣ機能、及びＣＭＢＳ機能は、本開示の車両制御機能に相当する。

制動要求値管理ＥＣＵ４０は、メモリに保存された制御用プログラムを実行することにより、第１制動要求値決定部４１、第２制動要求値決定部４２、及び縮退制御部４３として機能する。第１制動要求値決定部４１は、基本的には、第１制動要求値決定部４１は、動力源ＥＣＵ２０から送信される第１制動要求値Ｔｒ１Ｒ＿ａ、Ｔｒ１Ｒ＿ｂのうちのトルク値が大きい方を、制動ＥＣＵ５０に送信する第１制動要求値Ｔｒ１Ｒとして決定する。

第２制動要求値決定部４２は、基本的には、運転支援ＥＣＵ３０から送信される第２制動要求値Ｔｒ２Ｒ＿ａ、Ｔｒ２Ｒ＿ｂのうちのトルク値が大きい方を、制動ＥＣＵ５０に送信する第２制動要求値Ｔｒ２Ｒとして決定する。

縮退制御部４３は、ストール協調制御部２１によりストール協調制御が実行されているときに、動力源ＥＣＵ２０との通信不良等により車両１の故障が生じたことを認識したときに、ストール協調機能の縮退制御を実行して、縮退用第１制動要求値Ｔｒ１Ｒ＿ａｄを第１制動要求値決定部４１に出力する縮退制御を実行する。縮退制御部４３は、詳細は後述するが、縮退用第１制動要求値Ｔｒ１Ｒ＿ａｄを所定の縮退レートに従ってゼロまで漸減させることにより、制動の操作を運転者に引き継ぐ。第１制動要求値決定部４１は、縮退用第１制動要求値Ｔｒ１Ｒ＿ａｄが入力されているときは、縮退用第１制動要求値Ｔｒ１Ｒ＿ａｄを第１制動要求値Ｔｒ１Ｒ＿ａと置き換えて、第１制動要求値Ｔｒ１Ｒを決定する処理を行う。

同様に、縮退制御部４３は、満充電加圧制御部２２により満充電加圧制御が実行されているときに、動力源ＥＣＵ２０との通信不良等により車両１の故障が生じたことを認識したときに、満充電加圧機能の縮退制御を実行して、縮退用第１制動要求値Ｔｒ１Ｒ＿ｂｄを第１制動要求値決定部４１に出力する縮退制御を実行する。縮退制御部４３は、詳細は後述するが、縮退用第１制動要求値Ｔｒ１Ｒ＿ｂｄを所定の縮退レートに従ってゼロまで漸減させることにより、制動の操作を運転者に引き継ぐ。第１制動要求値決定部４１は、縮退用第１制動要求値Ｔｒ１Ｒ＿ｂｄが入力されているときは、縮退用第１制動要求値Ｔｒ１Ｒ＿ｂｄを第１制動要求値Ｔｒ１Ｒ＿ｂと置き換えて、第１制動要求値Ｔｒ１Ｒを決定する処理を行う。

また、縮退制御部４３は、ＡＣＣ制御部３１によりＡＣＣ制御が実行されているときに、運転支援ＥＣＵ３０との通信不良等により車両１の故障を認識したときに、ＡＣＣ機能の縮退制御を実行して、縮退用第２制動要求値Ｔｒ２Ｒ＿ａｄを第２制動要求値決定部４２に出力する縮退制御を実行する。縮退制御部４３は、詳細は後述するが、縮退用第２制動要求値Ｔｒ２Ｒ＿ａｄを所定の縮退レートに従ってゼロまで漸減させることにより、制動の操作を運転者に引き継ぐ。第２制動要求値決定部４２は、縮退用第２制動要求値Ｔｒ２Ｒ＿ａｄが入力されているときは、縮退用第２制動要求値Ｔｒ２Ｒ＿ａｄを第２制動要求値Ｔｒ２Ｒ＿ａと置き換えて、第２制動要求値Ｔｒ２Ｒを決定する処理を行う。

同様に、縮退制御部４３は、ＣＭＢＳ制御部３２によりＣＭＢＳ制御が実行されているときに、運転支援ＥＣＵ３０との通信不調等により車両１の故障を認識したときに、ＣＭＢＳ機能の縮退制御を実行して、縮退用第２制動要求値Ｔｒ２Ｒ＿ｂｄを第２制動要求値決定部４２に出力する縮退制御を実行する。縮退制御部４３は、詳細は後述するが、縮退用第２制動要求値Ｔｒ２Ｒ＿ｂｄを所定の縮退レートに従ってゼロまで漸減させることにより、制動の操作を運転者に引き継ぐ。第２制動要求値決定部４２は、縮退用第２制動要求値Ｔｒ２Ｒ＿ｂｄが出力されているときは、縮退用第２制動要求値Ｔｒ２Ｒ＿ｂｄを第２制動要求値Ｔｒ２Ｒ＿ｂと置き換えて、第２制動要求値Ｔｒ２Ｒを決定する処理を行う。

制動ＥＣＵ５０は、メモリに保存された制御用プログラムをプロセッサにより実行することによって、要求値合算部５１、及び目標値決定部５２として機能する。制動ＥＣＵ５０には、ブレーキペダルセンサ７１により検出されるブレーキペダル７０の操作量に応じた操作制動要求値（トルク値）ＴｒＳが入力される。要求値合算部５１は、制動要求値管理ＥＣＵ４０から送信される第１制動要求値Ｔｒ１Ｒと操作制動要求値ＴｒＳとを加算して、合算制動要求値ＴｒＡを算出する。

目標値決定部５２は、制動要求値管理ＥＣＵ４０から送信される第２制動要求値Ｔｒ２Ｒと、合算制動要求値ＴｒＡとのうち、トルク値が大きい方を、目標制動値ＴｒＣとして決定する。そして、制動ＥＣＵ５０は、目標制動値ＴｒＣを電動サーボブレーキシステム６０に出力する。電動サーボブレーキシステム６０は、目標制動値ＴｒＣにより指示されるトルクで電動アクチュエータを作動させることにより、ブレーキ３を作動させて車両１を制動する。第１制動要求値決定部４１、第２制動要求値決定部４２、要求値合算部５１、及び目標値決定部５２により、本開示の目標制動値決定部が構成される。

［２．縮退制御の処理］
図２に示したフローチャートに従って、縮退制御部４３により実行される縮退制御の処理について説明する。図２のステップＳ１で、縮退制御部４３は、実行中の車両制御機能があるか否かを判断し、実行中の車両制御機能があるときはステップＳ２に処理を進める。本実施形態では、車両制御機能として、上述したストール協調、満充電加圧、ＡＣＣ、及びＣＭＢＳの各機能が実行される。

ステップＳ２で、縮退制御部４３は、車両１の故障が生じているか否かを判断し、車両１の故障が発生しているときにステップＳ３に処理を進める。車両１の故障には、ＣＡＮ－ＢＵＳの通信不良、カメラやレーダー等の電装補機の故障等が含まれる。ステップＳ３で、縮退制御部４３は、実行中の各車両制御機能について、ステップＳ３１～Ｓ３４の処理を実行する。

ステップＳ３１で、縮退制御部４３は、直前に認識した制動要求値に基づいて、車両制御機能を縮退させる際の縮退レートを設定する。縮退レートは、車両１の減速Ｇを低下させる速度で設定してもよく、制動要求値を減少させる速度で設定してもよい。縮退制御部４３は、いずれの車両制御機能についても、共通の対応マップ１００を用いて縮退レートを設定する。

対応マップ１００は、横軸を制動要求値ＴＲｒとし、縦軸を縮退レートＤＲとして、制動要求値ＴＲｒが大きいほど縮退レートＤＲが大きいレートに設定するマップとなっている。このように、共通の対応マップ１００を用いて各車両制御機能を縮退させるときの縮退レートを設定することにより、縮退レートの算出ルーチンの設計工数を削減することができる。なお、対応マップに代えて、制動要求値の入力に対して、制動要求値が大きいほど大きく設定した縮退レートを出力する共通の計算式を用いて、各車両制御機能の縮退レートを設定するようにしてもよい。

続くステップＳ３２とステップＳ３３の処理ループにより、縮退制御部４３は、ステップＳ３３で縮退用制御要求値がゼロになるまで、ステップＳ３２で、縮退用制御要求値を縮退レートに従って漸減させる。例えば、ＡＣＣ機能を縮退させる場合は、縮退制御部４３は、縮退用第２制動要求値ＴｒＲ＿ｂｄを縮退レートに従って漸減させる。これにより、制動要求値管理ＥＣＵ４０から制動ＥＣＵ５０に送信される第２制動要求値Ｔｒ２Ｒが漸減する。そして、制動ＥＣＵ５０から電動サーボブレーキシステム６０に出力される目標制動値ＴｒＣが減少して、制動の操作が運転者に引き継がれる。

［３．縮退制御による減速Ｇの減少］
図３、図４を参照して、縮退制御部４３により縮退制御を実行した場合の車両１の減速Ｇの変化について説明する。

図３は、ＣＭＢＳ機能による制動が実行されて車両１に０．９Ｇの減速Ｇが生じている状態で、ｔ１で故障が発生した場合を示している。縮退制御部４３は、ｔ１の直前まで認識していた０．９Ｇに応じた第２制動要求値Ｔｒ２Ｒ＿ｂに対応した縮退レートを設定し、縮退用第２制動要求値Ｔｒ２Ｒ＿ｂｄを、縮退レートに従って減少させながら、第２制動要求値決定部４２に出力する。これにより、車両１に生じる減速Ｇが急速にゼロまで減少し、制動が必要な状況で、制動の操作を速やかに運転者に引き継ぐことができる。

次に、図４は、ＡＣＣ機能による制動が実行されて車両１に０．２Ｇの減速Ｇが生じている状態で、ｔ２で故障が発生した場合を示している。この場合、縮退制御部４３は、ｔ２の直前まで認識していた０．２Ｇに対応した第２制動要求値Ｔｒ２Ｒ＿ａに基づいて縮退レートを設定し、縮退用第２制動要求値Ｔｒ２Ｒ＿ａｄを、縮退レートに従って減少させながら、第２制動要求値決定部４２に出力する。これにより、車両１に生じる減速Ｇが緩やかにゼロまで減少し、運転者に減速Ｇの急変による違和感を生じさせることを抑制することができる。

［３．他の実施形態］
上記実施形態では制動要求値はトルクであるが、減速度を決定づける物理量であればよく、例えば車両に働く制動力、ホイールトルク、車体減速度、などでもよい。

上記実施形態では、制動装置として、電動サーボブレーキシステム６０を示したが、油圧によりブレーキ３を作動させる制動装置であってもよい。油圧によりブレーキ３を作動させる制動装置を対象とする場合は、制動要求値はトルクではなく油圧による要求値となる。また、制動ＥＣＵ５０から制動装置に出力される目標制動値も油圧の指示値となる。

上記実施形態では、本開示の車両制御機能として、ストール協調機能、満充電加圧機能、ＡＣＣ機能、及びＣＭＢＳ機能を例示したが、他の車両制御機能についても、制動を伴う機能であれば、本開示の車両制御装置による効果を得ることができる。

なお、図１は、本願発明の理解を容易にするために、車両１と車両制御装置１０の構成を、主な処理内容により区分して示した概略図であり、車両制御装置１０の構成を他の区分によって構成してもよい。また、各構成要素の処理は、１つのハードウェアユニットにより実行されてもよいし、複数のハードウェアユニットにより実行されてもよい。また、図４に示した各構成要素による処理は、１つのプログラムにより実行されてもよいし、複数のプログラムにより実行されてもよい。

［４．上記実施形態によりサポートされる構成］
上記実施形態は、以下の構成の具体例である。

（構成１）所定の目標制動値に応じた制動力を発生する制動装置を備えた車両の作動を制御する車両制御装置であって、前記車両に備えられた複数の車両制御機能により個別に設定される複数の制動要求値の入力に対して、所定の調停処理を行うことにより、前記目標制動値を決定し、決定した前記目標制動値を前記制動装置に出力する目標制動値決定部と、前記車両の故障が発生したときに、前記故障の発生時に実行されていた前記車両制御機能である稼働中車両制御機能の縮退制御を行い、前記縮退制御の縮退レートを、前記故障の発生時に前記稼働中車両制御機能により設定されていた前記制動要求値に応じて設定する縮退制御部と、を備える車両制御装置。
構成１の車両制御装置によれば、複数の車両制御機能の縮退制御を、運転者に違和感を与えることを抑制して実行することができる。

（構成２）前記縮退制御部は、前記縮退制御により、前記故障の発生時に前記稼働中車両制御機能により設定されていた前記制動要求値を、前記縮退レートに従って減少させる処理を行う構成１に記載の車両制御装置。
構成２の車両制御装置によれば、稼働中車両制御機能により設定されていた制動要求値を、縮退レートに従って減少させることにより、制動装置に対する目標制動値を減少させて稼働中車両制御機能を縮退させることができる。

（構成３）前記縮退制御部は、前記故障の発生時に前記稼働中車両制御機能により設定されていた前記制動要求値が大きいほど、前記稼働中車両制御機能に対する前記縮退制御の縮退レートを大きいレートに設定する構成１又は構成２に記載の車両制御装置。
構成３の車両制御装置によれば、故障が発生した時に、稼働中車両制御機能により設定されていた制動要求値に合わせて、運転者に違和感を生じさせないように縮退レートを設定することができる。

（構成４）前記縮退制御部は、複数の前記車両制御機能に対して、前記制動要求値を入力して前記縮退レートを出力する共通の計算式、又は前記制動要求値と前記縮退レートとを対応付けた共通の対応マップを用いて、前記縮退レートを設定する構成１から構成３のうちいずれか一つの構成に記載の車両制御装置。
構成４の車両制御装置によれば、複数の車両制御機能に対して、共通の計算式又は対応マップを用いて縮退レートを設定するので、各車両制御機能に対して個別に縮退レートを決定するためのロジックを用意する必要がない。これにより、縮退レートを設定する処理の設計工数を削減することができる。

１…車両、５…ＣＡＮ－ＢＵＳ、１０…車両制御装置、２０…動力源ＥＣＵ、２１…ストール協調制御部、２２…満充電加圧制御部、３０…運転支援ＥＣＵ、３１…ＡＣＣ制御部、３２…ＣＭＢＳ制御部、４０…制動要求値管理ＥＣＵ、４１…第１制動要求値決定部、４２…第２制動要求値決定部、４３…縮退制御部、５０…制動ＥＣＵ（目標値決定装置）、５１…要求値合算部、５２…目標値決定部、６０…電動サーボブレーキシステム、７０…ブレーキペダル、７１…ブレーキペダルセンサ。

Claims (3)

1. 所定の目標制動値に応じた制動力を発生する制動装置を備えた車両の作動を制御する車両制御装置であって、
   前記車両に備えられた複数の車両制御機能により個別に設定される複数の制動要求値の入力に対して、所定の調停処理を行うことにより、前記目標制動値を決定し、決定した前記目標制動値を前記制動装置に出力する目標制動値決定部と、
   前記車両の故障が発生したときに、前記故障の発生時に実行されていた前記車両制御機能である稼働中車両制御機能の縮退制御を行い、前記縮退制御の縮退レートを、前記故障の発生時に前記稼働中車両制御機能により設定されていた前記制動要求値に応じて設定する縮退制御部と、を備え、
   前記縮退制御部は、前記故障の発生時に前記稼働中車両制御機能により設定されていた前記制動要求値が大きいほど、前記稼働中車両制御機能に対する前記縮退制御の縮退レートを大きいレートに設定する
   車両制御装置。
2. 前記縮退制御部は、前記縮退制御により、前記故障の発生時に前記稼働中車両制御機能により設定されていた前記制動要求値を、前記縮退レートに従って減少させる処理を行う
   請求項１に記載の車両制御装置。
3. 前記縮退制御部は、複数の前記車両制御機能に対して、前記制動要求値を入力して前記縮退レートを出力する共通の計算式、又は前記制動要求値と前記縮退レートとを対応付けた共通の対応マップを用いて、前記縮退レートを設定する
   請求項１又は請求項２に記載の車両制御装置。

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