JP7396429B2 - 制御装置、制駆動力制御システム、方法、およびプログラム - Google Patents

Description

本発明は、車両等に搭載され、パワートレインおよびブレーキを制御する制御装置等に関する。

近年、車両においては、各種の運転支援システムが提案されている。例えば、引用文献１は、前方車両との距離等に基づいて車間距離を維持しやすい制駆動力の制御を行うことで、運転者に好適な運転感覚を提供することを開示している。

運転支援機能が高度化し、車両が複数のアプリケーション実行部を備え、各アプリケーション実行部がそれぞれ自動運転や自動駐車等の処理を行うアプリケーションを実行するようになっている。各アプリケーション実行部は、それぞれが担当する運転支援機能を実現するため、車両が備えるパワートレインが出力すべき制駆動力（制動力および駆動力）やブレーキが出力すべき制動力を算出する。また、各アプリケーション実行部は、パワートレインに対して、変速機のギア比の変更や、Ｌ／Ｕ（ロックアップクラッチ）を作動させるか否か、エンジンのＦ／Ｃ（フューエルカット）をするか否か、等の制御内容もそれぞれアプリケーションが有する制御仕様に基づいて決定する。

パワートレインを駆動するパワートレイン駆動部は、各アプリケーション実行部が算出した制駆動力や決定したギア比、Ｌ／Ｕ、Ｆ／Ｃ等の制御内容に基づいて、変速機やエンジンの制御を行う。また、パワートレイン駆動部は、ユーザーがアクセルペダル操作を行うと、操作量に応じて、パワートレイン駆動部自体が有する制御仕様に基づいて、制駆動力やギア比、Ｌ／Ｕ、Ｆ／Ｃ等の制御内容を決定しパワートレインの制御を行う。また、ブレーキを駆動するブレーキ駆動部は、各アプリケーション実行部が算出した制動力に基づいてブレーキの制御を行う。

特開２００８－３０８０９９号公報

ギア比、Ｌ／Ｕ、Ｆ／Ｃ等の制御は、車両の挙動に対して非線形的な影響を与えるため、ユーザーが感じる運転のしやすさ、あるいは、乗り心地といったドライバビリティに対しても影響が大きい。そのためギア比、Ｌ／Ｕ、Ｆ／Ｃ等の制御仕様の改良は、ドライバビリティ向上に重要である。

しかし、ギア比、Ｌ／Ｕ、Ｆ／Ｃ等の制御仕様は、各アプリケーションおよびパワートレイン駆動部がそれぞれ有しているので、それぞれに向けて個別に開発、実装する必要があり開発が重複し、費用、時間等のコストが大きかった。また、それぞれの制御仕様が異なると車両の挙動の統一感が得られずユーザーに違和感を与え、ドライバビリティを損なうおそれがあった。

本発明は、上記課題に鑑み、低コストでドライバビリティを向上できる制御装置等を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の一局面は、車両に搭載された御装置であって、運転支援システムから複数の第１の要求を受け付ける受付部と、複数の第１の要求を調停する調停部と、調停部による調停結果に基づいて第２の要求を算出する算出部と、第２の要求を、パワートレインアクチュエータを含むアクチュエータシステムの少なくとも１つに分配する分配部と、を備え、第１の要求には、パワートレインアクチュエータの制御内容が含まれず、第２の要求には、パワートレインアクチュエータの制御内容が含まれ、算出部は、さらにパワートレインアクチュエータの動作状態に基づいて第２の要求を算出する、制御装置である。

本発明によれば、低コストでドライバビリティを向上できる制御装置等を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る制駆動力制御システムの機能ブロック図 本発明の一実施形態に係る制駆動力制御システムの処理を示すシーケンス図

（実施形態）
本発明の一実施形態に係る制駆動力制御装置は、制駆動力の発生要求を受け付け、これに基づいて、ギア比、Ｌ／Ｕ、Ｆ／Ｃ等の制御を一括的に行う。これにより、同一制御仕様による統一感のあるドライバビリティが得られる、また、制駆動力の発生要求元である運転支援機能側でのギア比、Ｌ／Ｕ、Ｆ／Ｃ等の制御が不要となり、開発コストを低減できる。

以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

＜構成＞
図１に、本実施形態に係る制駆動力制御システム１の機能ブロック図を示す。制駆動力制御システム１は、運転支援のための処理を行うアプリケーション実行部１１、１２、１３とアクセル開度センサ１４と、ブレーキペダルセンサ１５と、制駆動力制御装置１００とパワートレイン２０とブレーキ３１とを含む。

アプリケーション実行部１１、１２、１３は、図示しないカメラ等から取得する情報を利用して、それぞれ異なる機能を実行し、例えば自動運転、自動駐車、衝突回避等の処理を行うそれぞれのアプリケーションを実行する。また、アクセル開度センサ１４は、ユーザーの操作による、アクセルペダルの操作量を検出する。ブレーキペダルセンサ１５は、ユーザーの操作による、ブレーキペダルの操作量を検出する。制駆動力制御装置１００は、制駆動力決定部１０１、パワートレイン駆動部１０２、ブレーキ駆動部１０３を含む。パワートレイン２０は、エンジン２１および変速機２２を含む。

＜処理＞
図２に、制駆動力制御システム１の処理を示すシーケンス図を示す。図２を参照して制駆動力制御システム１の処理を説明する。本処理は、例えば車両の走行中繰り返し実行される。

（ステップＳ１０１）
アプリケーション実行部１１、１２、１３は、それぞれのアプリケーションを実行し、各運転支援機能の実現に必要な制駆動力を表す情報を生成して出力する。ここで制駆動力とは、車両を減速させる制動力と加速させる駆動力とを意味する。アプリケーション実行部１１、１２、１３は、ギア比、Ｌ／Ｕ（ロックアップクラッチ）、エンジンのＦ／Ｃ（フューエルカット）に関する制御内容の決定は行わない。そのため、アプリケーション実行部１１、１２、１３が出力する制駆動力を表す情報には、これらの制御項目についての制御内容は含まれない。なお、アプリケーション実行部の数や運転支援の内容は限定されない。また、アクセル開度センサ１４はユーザーのアクセルペダル操作に応じて、アクセル開度を出力する。ブレーキペダルセンサ１５はユーザーのブレーキペダル操作に応じて、ペダル操作量を出力する。

（ステップＳ１０２）
制駆動力決定部１０１は、アプリケーション実行部１１、１２、１３、アクセル開度センサ１４、ブレーキペダルセンサ１５からの情報を受け付け、受け付けた情報に基づいて、発生させる制駆動力を決定する。パワートレイン２０に発生させる制駆動力やブレーキ３０に発生させる制動力を決定する。制駆動力決定部１０１は、駆動力を発生させると決定した場合は、決定した駆動力を発生させる要求を生成してパワートレイン駆動部１０２に通知する。また、制駆動力決定部１０１は、制動力を発生させると決定した場合は、決定した制動力をパワートレイン２０に発生させる制動力およびブレーキ３０に発生させる制動力に分配し、それぞれに発生させる要求を生成してパワートレイン駆動部１０２およびブレーキ駆動部１０３に通知する。アプリケーション実行部１１、１２、１３が同時に動作していたり、ユーザーがアクセルペダル操作をしたりすることによって、アプリケーション実行部１１、１２、１３、アクセル開度センサ１４、ブレーキペダルセンサ１５のうち２つ以上から同時に情報を受け付けた場合は、予め定めた優先度や車両が備える他の機器から受け取る車両の状態や車両の周囲の状態に基づいて、いずれか１つを選択して、要求する制駆動力を決定することができる。また、優先度は、アプリケーション実行部１１、１２、１３が各時点における自装置の処理の緊急性等に応じて指定したものを受け付けてもよい。なお、アプリケーション実行部１１、１２、１３と制駆動力決定部１０１との間に、例えばアプリケーション実行部１１、１２、１３からの出力を調停して１つの出力を選択し、制駆動力決定部１０１に通知する管理部を設けてもよい。

（ステップＳ１０３）
パワートレイン駆動部１０２は、制駆動力決定部１０１が生成した要求を受け付け、これに基づいて、パワートレイン２０に発生させる制駆動力、変速機のギア比、Ｌ／Ｕ（ロックアップクラッチ）、エンジンのＦ／Ｃ（フューエルカット）の制御内容を、自身に実装されている制御仕様に従って決定する。パワートレイン駆動部１０２は、制駆動力決定部１０１が決定した制駆動力のみでなく、パワートレイン２０の動作状態、動作履歴等に基づいて制御内容を決定してもよいし、車両が備える他の機器から受け取る車両や車両の周囲の状態に基づいて制御内容を決定してもよい。

（ステップＳ１０４）
パワートレイン２０は、パワートレイン駆動部１０２が決定した制御内容に従って動作し、変速機２２のギア比、Ｌ／Ｕ、エンジン２１のＦ／Ｃの制御および制駆動力の発生を行う。ステップＳ１０１で制駆動力決定部１０１が決定した制駆動動力が、駆動力である場合、本シーケンスが終了し、ステップＳ１０１から処理が繰り返される。ステップＳ１０１で制駆動力決定部が決定した制駆動動力が、制動力である場合、次のステップＳ１０５に進む。

（ステップＳ１０５）
ブレーキ駆動部１０３は、制駆動力決定部１０１が生成した要求を受け付け、要求が表わす制動力を、ブレーキ３１に発生させるための制御内容を決定する。

（ステップＳ１０６）
ブレーキ３１は、ブレーキ駆動部１０３が決定した制御内容に従って動作し、制動力の発生を行う。以上で本シーケンスが終了し、ステップＳ１０１から処理が繰り返される。

以上の例においては、制駆動力決定部１０１から駆動力が要求されている場合、駆動力をパワートレイン２０が発生させる（Ｓ１０４）。また、制駆動力決定部１０１から制動力が要求されている場合、パワートレイン２０およびブレーキ３０が連携して制動力を発生させる（Ｓ１０４、Ｓ１０６）。なお、ステップＳ１０２において、制駆動力決定部１０１は、制動力を発生させると決定した場合は、パワートレイン駆動部１０２およびブレーキ駆動部１０３から、それぞれパワートレイン２０とブレーキ３０とが現在の動作状態や動作履歴のもとで、発生可能な制動力の範囲を取得し、取得した範囲内でパワートレイン２０に発生させる制動力およびブレーキ３０に発生させる制動力を決定してもよい。また、制駆動力決定部１０１は、例えば、まず、パワートレイン２０が可能な範囲で制動力を発生させ、不足分があればさらにブレーキ３０が制動力を発生させるよう制御してもよい。

また、ステップＳ１０３からＳ１０６の制御を所定時間以下の短い周期で繰り返し、パワートレイン２０が発生させる制動力とブレーキ３１が発生させる制動力との割合を、細やかに変動させれば、例えば、パワートレイン２０が、変速機のギア比、Ｌ／Ｕ、エンジンのＦ／Ｃを制御した結果、パワートレイン２０が発生させる制動力が非線形的に減少した場合に、ブレーキ３１が非線形的な変化を相殺するよう制動力を増加させ、車両の挙動への影響を低減してドライバビリティを向上することができる。制駆動力決定部１０１とパワートレイン駆動部１０２、ブレーキ駆動部１０３との間の通信内容および通信タイミングは、好適に制駆動力が実現できれば限定されない。

＜効果＞
本発明によれば、変速機のギア比、Ｌ／Ｕ、エンジンのＦ／Ｃのようなドライバビリティに影響の大きい制御を、制駆動力制御装置が一括して行う。これにより、運転支援のための複数のアプリケーション実行部による制駆動力要求やユーザーのアクセル操作やブレーキ操作による制駆動力要求が発生した場合に、同一の制御仕様によって、ギア比、Ｌ／Ｕ、Ｆ／Ｃの制御を行うことができる。これにより、ユーザーに違和感を与えない統一感のある制御ができる。また、制御仕様の開発、実装をアプリケーションごとに行う必要がないため開発コストを低減でき、効率的にドライバビリティ向上を図ることができる。また、アプリケーション実行部が制動力を要求した場合、制駆動力制御装置は、パワートレインとブレーキとを連携制御するので、これによっても、例えば制駆動動力をなめらかに発生させ、ドライバビリティを向上することができる。

なお、アプリケーション実行部による各種の運転支援機能の実行時におけるドライバビリティには、ユーザーのアクセルペダル操作によるドライバビリティにはない固有の課題がある。この固有の課題に対応するため、制駆動力制御装置は、運転支援機能の実行時におけるギア比、Ｌ／Ｕ、Ｆ／Ｃの制御仕様を、ユーザーのアクセルペダル操作時における制御仕様と部分的に異ならせてもよい。

また、上述の実施形態では、制駆動力制御装置が一括制御する制御項目の例としてギア比、Ｌ／Ｕ、Ｆ／Ｃを挙げたが、制御項目は、これらの一部でもよく、これら以外の制御項目を含んでもよい。また、上述の制駆動力を表す情報は、加速度等によって表現されてもよい。

なお、本発明は、制駆動力制御装置（制御装置）や制駆動力制御システムとして捉えるだけでなく、これらが備えるコンピュータが実行する方法、プログラム、プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な非一時的な記録媒体または、制動力制御システムを搭載した車両として捉えることも可能である。

本発明の制御装置等は、車両等の制駆動力の制御に有用である。

１ 制駆動力制御システム
１１、１２、１３ アプリケーション実行部
１４ アクセル開度センサ
１５ ブレーキペダルセンサ
２０ パワートレイン
２１ エンジン
２２ 変速機
３１ ブレーキ
１００ 制駆動力制御装置（制御装置）
１０１ 制駆動力決定部
１０２ パワートレイン駆動部
１０３ ブレーキ駆動部

Claims (5)

1. 車両に搭載された制御装置であって、
   運転支援システムから、複数の第１の要求を受け付ける受付部と、
   前記複数の第１の要求を調停する調停部と、
   前記調停部による調停結果に基づいて、第２の要求を算出する算出部と、
   前記第２の要求を、パワートレインアクチュエータを含むアクチュエータシステムの少なくとも１つに分配する分配部と、を備え、
   前記調停部が調停する前記複数の第１の要求には、前記パワートレインアクチュエータの制御内容が含まれず、前記第２の要求には、前記パワートレインアクチュエータの制御内容が含まれ、
   前記算出部は、さらに前記パワートレインアクチュエータの動作状態に基づいて、前記第２の要求を算出する、制御装置。
2. 前記算出部は、さらに前記パワートレインアクチュエータの動作履歴に基づいて、前記第２の要求を算出する、請求項１に記載の制御装置。
3. 車両に搭載された制駆動力制御システムであって、
   複数の運転支援アプリケーションから複数の第１の要求を受け付ける受付部と、
   前記複数の第１の要求を調停する調停部と、
   前記調停部による調停結果に基づいて、第２の要求を算出する算出部と、
   前記第２の要求を、パワートレインアクチュエータを含むアクチュエータシステムの少なくとも１つに分配する分配部と、を備え、
   前記調停部が調停する前記複数の第１の要求には、前記パワートレインアクチュエータの制御内容が含まれず、前記第２の要求には、前記パワートレインアクチュエータの制御内容が含まれ、
   前記算出部は、さらに前記パワートレインアクチュエータの動作状態に基づいて前記第２の要求を算出する、制駆動力制御システム。
4. 車両に搭載された制御装置が実行する方法であって、
   運転支援システムから複数の第１の要求を受け付けるステップと、
   前記複数の第１の要求を調停するステップと、
   調停結果に基づいて第２の要求を算出するステップと、
   前記第２の要求を、パワートレインアクチュエータを含むアクチュエータシステムの少なくとも１つに分配するステップと、を含み、
   前記調停するステップで調停する前記複数の第１の要求には、前記パワートレインアクチュエータの制御内容が含まれず、前記第２の要求には、前記パワートレインアクチュエータの制御内容が含まれ、
   前記算出するステップは、さらに前記パワートレインアクチュエータの動作状態に基づいて前記第２の要求を算出する、方法。
5. 車両に搭載された制御装置のコンピュータに実行させるプログラムであって、
   運転支援システムから複数の第１の要求を受け付けるステップと、
   前記複数の第１の要求を調停するステップと、
   調停結果に基づいて第２の要求を算出するステップと、
   前記第２の要求を、パワートレインアクチュエータを含むアクチュエータシステムの少なくとも１つに分配するステップと、を含み、
   前記調停するステップで調停する前記複数の第１の要求には、前記パワートレインアクチュエータの制御内容が含まれず、前記第２の要求には、前記パワートレインアクチュエータの制御内容が含まれ、
   前記算出するステップは、さらに前記パワートレインアクチュエータの動作状態に基づいて前記第２の要求を算出する、プログラム。

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