特開2020-203568(P2020-203568A)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】特開2020-203568(P2020-203568A)
(43)【公開日】2020年12月24日
(54)【発明の名称】車両の走行制御装置
(51)【国際特許分類】
   B60W 30/10 20060101AFI20201127BHJP
   B62D 6/00 20060101ALI20201127BHJP
   B60W 30/188 20120101ALI20201127BHJP
   B62D 101/00 20060101ALN20201127BHJP
   B62D 113/00 20060101ALN20201127BHJP
【FI】
   B60W30/10
   B62D6/00
   B60W30/188
   B62D101:00
   B62D113:00
【審査請求】未請求
【請求項の数】1
【出願形態】OL
【全頁数】8
(21)【出願番号】特願2019-112033(P2019-112033)
(22)【出願日】2019年6月17日
(71)【出願人】
【識別番号】000005326
【氏名又は名称】本田技研工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100125265
【弁理士】
【氏名又は名称】貝塚 亮平
(74)【代理人】
【識別番号】100142158
【弁理士】
【氏名又は名称】岩田 啓
(72)【発明者】
【氏名】堀 昌克
【テーマコード(参考)】
3D232
3D241
【Fターム(参考)】
3D232CC05
3D232CC20
3D232DA03
3D232DA23
3D232DA29
3D232DA33
3D232DA82
3D232DB20
3D232DD03
3D232EB04
3D232EC23
3D232EC34
3D232FF06
3D232GG01
3D241BA11
3D241BA51
3D241BB24
3D241BB25
3D241BC02
3D241CC14
3D241CC17
3D241CD05
3D241DA52Z
3D241DB12Z
3D241DC49Z
(57)【要約】
【課題】車両が自動運転モードと手動運転モードの何れの運転モードで走行していても、制御の複雑化や運転者への不快感を招くことなく、凹凸のある路面を車両が走行する際のふらつきを防ぐことができる車両の走行制御装置を提供すること。
【解決手段】運転モードとして自動運転モードと手動運転モードが選択可能な車両1は、駆動力分配手段としての左クラッチ15Lと右クラッチ15Rと、舵角調整手段としての操舵モータ18と、前方の走行路面の凹凸を検知するLidar19と、走行路面の凹凸に車輪2,3が乗るときに車両1の走行軌跡を制御する走行軌跡制御手段を備え、自動運転モードが選択された場合には、操舵モータ18によって車両1の走行軌跡を制御し、手動運転モードが選択された場合には、左クラッチ15Lと右クラッチ15Rによって後輪3への駆動力の分配比率を調整して当該車両1の走行軌跡を制御する。
【選択図】図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
運転モードとして、運転者の操作を介することなく予め設定された走行軌跡に沿って走行する自動運転モードと、運転者の操作によって走行する手動運転モードを備える車両の走行制御装置であって、
左右の車輪に伝達される駆動力を分配する駆動力分配手段と、
ステアリングの舵角を調整する舵角調整手段と、
前方の走行路面の凹凸を検知する凹凸検知手段と、
前記走行路面の凹凸に前記車輪が乗るときに車両の走行軌跡を制御する走行軌跡制御手段と、
を備え、
走行モードとして前記自動運転モードが選択された場合には、前記走行軌跡制御手段は、前記走行路面の凹凸に前記車輪が乗るときに前記舵角調整手段によって車両の走行軌跡を制御し、
走行モードとして前記手動運転モードが選択された場合には、前記走行軌跡制御手段は、前記走行路面の凹凸に前記車輪が乗るときに前記駆動力分配手段によって車両の走行軌跡を制御する
ことを特徴とする車両の走行制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、運転モードとして、自動運転モードと手動運転モードを備える車両の走行制御装置に関する。
【背景技術】
【0002】
車両には、運転モードとして、運転者の操作を介することなく予め設定された走行軌跡に沿って走行する自動運転モードと、運転者の操作によって走行する手動運転モードを備えるものがある。
【0003】
斯かる車両が自動運転モードまたは手動運転モードで直進走行している道路に起伏や轍などの凹凸がある場合には、各車輪のタイヤが路面から受ける力が一様ではなくなり、左右方向の力が発生するために車両がふらつくという問題がある。
【0004】
ところで、特許文献1には、道路の曲率などの状態変化に適応する車両操舵装置が提案されている。この車両操舵装置は、走行方向前方に目標到達点を設定し、この目標到達点までの経路の曲率を前方距離、横偏差距離、進路角および車体横すべり角から求め、求められた経路の曲率から経路をたどるための実舵角を求め、求められた実舵角に対角線ギヤ比を乗じて必要操舵角を算出して操舵モータを制御するものである。
【0005】
起伏や轍などの凹凸がある道路を走行する車両がふらつくという前記問題を解決する手段として、Lidar(Laser imaging detection and ranging)などの凹凸検知手段によって前方の走行路面の凹凸を検知した場合には、走行路面の凹凸に車輪のタイヤが乗るときに走行軌跡を制御することが考えられる。そして、このように車両の走行軌跡を制御する方法としては、ステアリングの舵角を調整する方法と、左右の駆動輪への動力配分を調整する方法とが考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特許第6202700号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかしながら、車両が自動運転モードで走行しているときに左右の駆動輪への動力配分を調整する方法を採用すると、制御が複雑になるという問題がある。また、車両が手動運転モードで走行しているときにステアリングの舵角を調整する方法を採用すると、運転者の手動によるステアリング操作に干渉するために運転者に不快感を与えるという問題がある。
【0008】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、その目的は、車両が自動運転モードと手動運転モードの何れの運転モードで走行していても、制御の複雑化や運転者への不快感を招くことなく、凹凸のある路面を車両が走行する際のふらつきを防ぐことができる車両の走行制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上記目的を達成するため、本発明は、運転モードとして、運転者の操作を介することなく予め設定された走行軌跡に沿って走行する自動運転モードと、運転者の操作によって走行する手動運転モードを備えた車両(1)の走行制御装置(20)であって、左右の車輪(2,3)に伝達される駆動力を分配する駆動力分配手段(15L,15R)と、ステアリングの舵角を調整する舵角調整手段(18)と、前方の走行路面の凹凸を検知する凹凸検知手段(19)と、前記走行路面の凹凸に前記車輪(2,3)が乗るときに車両(1)の走行軌跡を制御する走行軌跡制御手段と、を備え、走行モードとして前記自動運転モードが選択された場合には、前記走行軌跡制御手段は、前記走行路面の凹凸に前記車輪(2,3)が乗るときに前記舵角調整手段(18)によって車両(1)の走行軌跡を制御し、走行モードとして前記手動運転モードが選択された場合には、前記走行軌跡制御手段は、前記走行路面の凹凸に前記車輪(2,3)が乗るときに前記駆動力分配手段(15L,15R)によって車両(1)の走行軌跡を制御する、ことを特徴とする。
【0010】
本発明によれば、車両が自動運転モードで走行している場合において、前方の走行路面に凹凸を検知すると、その凹凸に車輪のタイヤが乗るときに舵角調整手段によって車両の走行軌跡を制御して該車両のふらつきを防ぐようにしたため、制御の複雑化を招くことなく車両の直進安定性を確保することができる。
【0011】
また、車両が手動運転モードで走行している場合において、前方の走行路面に凹凸を検知すると、その凹凸に車輪のタイヤが乗るときに駆動力分配手段によって車両の走行軌跡を制御して該車両のふらつきを防ぐようにしたため、運転者による手動でのステアリング操作に干渉することがなく、運転者に不快感を与えることなく車両の直進安定性を確保することができる。
【発明の効果】
【0012】
本発明によれば、車両が自動運転モードと手動運転モードの何れの運転モードで走行していても、制御の複雑化や運転者への不快感を招くことなく、凹凸のある路面を車両が走行する際のふらつきを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
図1】本発明に係る走行制御装置を備える車両の基本構成を模式的に示す平面図である。
図2】本発明に係る走行制御装置による制御手順を示すフローチャートである。
図3】自動運転モードで走行している車両の走行軌跡を示す平面図である。
図4】手動運転モードで走行している車両の走行軌跡を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【0015】
図1は本発明に係る走行制御装置を備える車両の基本構成を模式的に示す平面図であり、図示の車両1は、フロントエンジン・フロントドライブ(エンジン前置き・前輪駆動)方式(FF方式)を採用する四輪駆動(4WD)車両である。そして、この車両1は、運転モードとして、運転者の操作を介することなく予め設定された走行軌跡に沿って走行する自動運転モードと、運転者の操作によって走行する手動運転モードを備えている。ここで、自動運転モードにおいては、目的地までの経路に沿って車両が走行するように、車両の加減速度やステアリングホイールの舵角が自動的に制御されるが、ここでは、そのシステムの詳細な説明は省略する。
【0016】
図1に示す車両1は、主駆動輪である左右一対の前輪2と、副駆動輪としての左右一対の後輪3を備えており、車体前端部(図1の上端部)に配置された駆動源であるエンジン4の駆動力の一部がトランスミッション5とフロントディファレンシャル装置6および左右の車軸7を経て左右の前輪2に伝達されるように構成されている。また、エンジン4から出力される駆動力の他の一部は、トランスファー8、プロペラシャフト9、リヤディファレンシャル装置10および左右の車軸11を経て左右の後輪3に伝達されるように構成されている。
【0017】
上記リヤディファレンシャル装置10は、プロペラシャフト9から駆動ベベルギヤ12と従動ベベルギヤ13を経てスリーブ14に伝達される駆動力を左クラッチ15Lと右クラッチ15Rによって分配して左右の車軸11から左右の後輪3へと伝達する機能を果たすものである。ここで、左クラッチ15Lと右クラッチ15Rは、駆動力分配手段を構成しており、可変容量型のベーンポンプ等の油圧ポンプ16から供給される油圧によってON(締結)/OFF(切断)される。なお、油圧ポンプ16は、本発明に係る走行制御装置を構成するECU(Electronic Control Unit)20によって駆動が制御され、該油圧ポンプ16から左クラッチ15Lと右クラッチ15Rにそれぞれ供給される油圧(作動油の流量)の比率が調整されることによって、左右の後輪3への駆動力の配分が調整される。
【0018】
また、車両1においては、不図示の運転席の前方にはステアリングホイール17が配置されており、このステアリングホイール17を運転者が運転中に手動で回転操作することによって左右の前輪2が転舵されて当該車両1の進行方向が変更される。そして、このステアリングホイール17には、該ステアリングホイール17の舵角を調整するための舵角調整手段としての操舵モータ18が設けられている。また、ステアリングホイール17の近傍には該ステアリングホイール17の舵角を検出するための舵角センサS1が設けられており、この舵角センサS1は、前記ECU20に電気的に接続されている。
【0019】
さらに、車両1の前端部には、前方の走行路面の凹凸を検知する凹凸検知手段を構成するLidar(Laser imaging detection and ranging)19が配置されており、このLidar19は、前記ECU20に電気的に接続されている。その他、車両1には、車体のヨーレートを検出するためのヨーレートセンサS2と、車体の横加速度を検出するための横加速度センサS3と、車体の速度を検出するための車速センサS4が設けられており、これらのヨーレートセンサS2と横加速度センサS3および車速センサS4は、ECU20に電気的に接続されている。
【0020】
ところで、ECU20には、車両1の走行中において、前方の走行路面の凹凸をLidar19が検知した場合には、前輪2または後輪3の少なくとも一方のタイヤが凹凸に乗るときに車両1の走行軌跡を制御する走行軌跡制御手段が設けられている。この走行軌跡制御手段は、車両1の走行モードとして自動運転モードが選択された場合には、走行路面の凹凸に前輪2または後輪3の少なくとも一方のタイヤが乗るときに舵角調整手段である操舵モータ18を駆動制御して走行軌跡を当該車両1の直進性が確保されるように制御する。また、走行軌跡制御手段は、車両1の走行モードとして手動運転モードが選択された場合には、走行路面の凹凸に前輪2または後輪3の少なくとも一方のタイヤが乗るときに駆動力分配手段である左クラッチ15Lと右クラッチ15Rによって走行軌跡を当該車両1の直進性が確保されるように制御する。
【0021】
以下、上記走行軌跡制御手段による制御を図2図4に基づいて具体的に説明する。
【0022】
図2は本発明に係る走行制御装置による制御手順を示すフローチャート、図3は自動運転モードで走行している車両の走行軌跡を示す平面図、図4は手動運転モードで走行している車両の走行軌跡を示す平面図である。
【0023】
車両1が走行している間、前方の走行路面の凹凸がLidar19によって検知され(ステップST1)、前方の走行路面に凹凸が検知されたか否かが判定される(ステップST2)。前方の走行路面に凹凸が検知された場合(ステップST2:YES)には、現在選択されている運転モードは、自動運転モードであるか否かが判定される(ステップST3)。なお、車両1が平坦で滑らかな路面を走行しているためにLidar19によって前方の走行路面に凹凸が検知されない場合(ステップST2:NO)には、Lidar19による路面の凹凸の検知が引き続き行われる。
【0024】
車両1が自動運転モードで走行している場合(ステップST3:YES)には、走行軌跡制御手段は、走行路面の凹凸に前輪2または後輪3の少なくとも一方のタイヤが乗るときに舵角調整手段である操舵モータ18を駆動制御して走行軌跡を当該車両1の直進性が確保されるように制御する(ステップST4)。
【0025】
具体的には、車両1の直進状態での目標ヨーレートと路面の凹凸にタイヤが乗ったときにヨーレートセンサS2(図1参照)によって検出された実ヨーレートとの偏差が0となるように、操舵モータ18の駆動がフィードバック制御されてステアリングホイール17の舵角が調整される。この結果、舵角制御が行われない場合には、図3に破線にて示すような軌跡に沿って左右にふらつきながら走行する車両1が、前述のような舵角制御を行うことによって、車両1が図3に実線にて示す軌跡に沿って左右にふらつくことなく真っ直ぐ進み、その直進性が確保される。この場合には、舵角制御によってステアリングホイール17が自動的に回転するが、車両1が自動運転モードで運転されているときには、そもそも運転者がステアリングホイール17を操作することがないため、ステアリングホイール17の回転が運転者に不快感を与えることがない。また、車両1が自動運転モードで走行しているときには、舵角制御によって車両1の直進性を確保することによって、制御を簡略化することができるという効果も得られる。
【0026】
他方、車両1が手動運転モードで走行している場合(ステップST3:NO)には、走行軌跡制御手段は、走行路面の凹凸に前輪2または後輪3の少なくとも一方のタイヤが乗るときに駆動力分配手段である左クラッチ15Lと右クラッチ15R(図1参照)によって走行軌跡を当該車両1の直進性が確保されるように制御する(ステップST5)。
【0027】
具体的には、ECU20は、図1に示す油圧ポンプ16を駆動して左クラッチ15Lと右クラッチ15Rへの供給油圧を制御し、左右の後輪3に分配される駆動力の比率を調整する。例えば、走行路面の凹凸のために車両1が図4に破線にて示すような軌跡に沿って左右にふらつきながら蛇行するような場合であっても、左右の後輪3への駆動力の大きさを図4に矢印(ベクトル)にて示すように調整することによって、車両1は図4に実線にて示す軌跡に沿って左右にふらつくことなく真っ直ぐ進み、その直進性が確保される。
【0028】
以上のような制御がなされた後、車両1が停止したか否かが判定され(ステップST6)、車両が停止すると(ステップST6:YES)、制御は終了し(ステップST7)、走行している場合(ステップST6:NO)には、以上の制御処理(ステップST1〜ステップST6の処理)が継続して行われる。
【0029】
以上の説明で明らかなように、本発明によれば、車両1が自動運転モードと手動運転モードの何れの運転モードで走行していても、制御の複雑化や運転者への不快感を招くことなく、凹凸のある路面を車両1が走行する際のふらつきを防ぐことができるという効果が得られる。
【0030】
なお、上記実施形態では、走行軌跡制御手段は走行路面の凹凸に前輪2または後輪3の少なくとも一方のタイヤが乗ったときに舵角調整手段である操舵モータ18を駆動制御するか、あるいは駆動力分配手段である左クラッチ15Lと右クラッチ15Rを制御することで車両1の直進性が確保されるように制御する場合を説明したが、これ以外にも、走行軌跡制御手段は、走行路面の凹凸に前輪2または後輪3の少なくとも一方のタイヤが乗る前(乗る直前)に舵角調整手段又は走行軌跡制御手段を制御して車両1の直進性が確保されるようにしてもよい。すなわち、前方の走行路面の凹凸がLidar19によって検知されているため、走行軌跡制御手段は、走行路面の凹凸に前輪2または後輪3の少なくとも一方のタイヤが乗る直前に舵角調整手段である操舵モータ18を事前に駆動制御して走行軌跡を当該車両1の直進性が確保されるように制御してもよいし、駆動力分配手段である左クラッチ15Lと右クラッチ15Rを事前に制御することによって走行軌跡を当該車両1の直進性が確保されるように制御してもよい。
【0031】
なお、本発明は、以上説明した実施の形態に適用が限定されるものではなく、特許請求の範囲および明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内で種々の変形が可能である。
【符号の説明】
【0032】
1 車両
2 前輪(車輪)
3 後輪(車輪)
4 エンジン
5 トランスミッション
8 トランスファー
9 プロペラシャフト
10 リヤディファレンシャル装置
11 車軸
12 駆動ベベルギヤ
13 従動ベベルギヤ
15L 左クラッチ(駆動力分配手段)
15R 右クラッチ(駆動力分配手段)
16 油圧ポンプ
17 ステアリングホイール
18 操舵モータ(舵角調整手段)
19 Lidar(凹凸検知手段)
20 ECU(走行制御装置)
S1 舵角センサ
S2 ヨーレートセンサ
S3 横加速度センサ
S4 車速センサ
図1
図2
図3
図4