特開 2024-21613 車両の制御装置

(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】P2024021613

(43)【公開日】2024-02-16

(54)【発明の名称】車両の制御装置

(51)【国際特許分類】

   B60T 8/00 20060101AFI20240208BHJP

   B60T 7/12 20060101ALI20240208BHJP

   B60W 30/188 20120101ALI20240208BHJP

   B60W 40/06 20120101ALI20240208BHJP

【ＦＩ】

B60T8/00 Z

B60T7/12 F

B60W30/188

B60W40/06

【審査請求】未請求

【請求項の数】1

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022124574

(22)【出願日】2022-08-04

(71)【出願人】

【識別番号】000004695

【氏名又は名称】株式会社ＳＯＫＥＮ

(71)【出願人】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】下村 修

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 裕介

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 史人

【テーマコード（参考）】

3D241

3D246

【Ｆターム（参考）】

3D241BA10

3D241BA55

3D241BB01

3D241BB30

3D241CE05

3D241DC41Z

3D246AA08

3D246AA09

3D246EA05

3D246GA22

3D246GB32

3D246HA08A

3D246HA09A

3D246HA13A

3D246HA64A

3D246HA81A

3D246HA86A

3D246HA94A

3D246HB18A

3D246HB20A

3D246JA03

3D246JB05

3D246JB56

3D246LA02Z

(57)【要約】

【課題】簡易的で滑らかな減速制御することができる車両の制御装置を提供する。
【解決手段】ＥＣＵ１０は、プロセッサを備え、プロセッサは、車両１の前方の道路形状を撮像した画像データを取得し、画像データに基づいて、前方の道路形状を検出し、前方の道路形状の検出結果に基づいて、前方の道路境界線を認識する。そして、プロセッサは、前方の道路境界線を認識した認識結果に基づいて、車両の現在位置から前方の道路境界までの距離を算出し、この距離が所定距離より長い場合、減速時の加速度を小さく制御する一方、距離が所定距離より長くない場合、減速時の加速度を大きく制御する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両の減速時の加速度を演算し、この演算結果に基づいて制動力を制御するプロセッサを備える車両の制御装置であって、
前記プロセッサは、
前記車両の前方の道路形状を撮像した画像データを取得し、
前記画像データに基づいて、前記前方の道路形状を検出し、
前記前方の道路形状の検出結果に基づいて、前記前方の道路境界線を認識し、
前記前方の道路境界線を認識した認識結果に基づいて、前記車両の現在位置から前記前方の道路境界までの距離を算出し、
前記距離が所定距離より長い場合、前記減速時の加速度を小さく制御する一方、前記距離が前記所定距離より長くない場合、前記減速時の加速度を大きく制御する、
車両の制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、車両の制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、アクセル操作のみによって目標車速まで減速可能な車両の減速制御が開示されている。この技術によれば、車両の前方の情報に基づく車両の減速要因に応じて所定距離前方の目標位置を目標車速で走行するための目標減速度を求め、運転者のアクセル操作量をゼロとした場合における予め定められた基準減速度が目標減速度よりも小さい場合に、運転者のアクセル操作量をゼロとした場合における減速度が大きくなるように基準減速度を補正することによって減速制御する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２０－１２８１０６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、上述した特許文献１の減速制御には、さらなる改善の余地があり、簡易的で滑らかな減速制御が求められていた。

【0005】

本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、簡易的で滑らかな減速制御することができる車両の制御装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示に係る車両の制御装置は、車両の減速時の加速度を演算し、この演算結果に基づいて制動力を制御するプロセッサを備える車両の制御装置であって、前記プロセッサは、前記車両の前方の道路形状を撮像した画像データを取得し、前記画像データに基づいて、前記前方の道路形状を検出し、前記前方の道路形状の検出結果に基づいて、前記前方の道路境界線を認識し、前記前方の道路境界線を認識した認識結果に基づいて、前記車両の現在位置から前記前方の道路境界までの距離を算出し、前記距離が所定距離より長い場合、前記減速時の加速度を小さく制御する一方、前記距離が前記所定距離より長くない場合、前記減速時の加速度を大きく制御する。

【発明の効果】

【0007】

本開示によれば、簡易的で滑らかな減速制御することができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、一実施の形態に係る制御装置が搭載される車両の概略構成を示す模式図である。

【図2】図２は、一実施の形態に係るＥＣＵが実行する減速加速度処理の概要を示すフローチャートである。

【図3】図３は、一実施の形態と従来との減速時の切り替えタイミングを模式的に示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本開示の実施の形態に係る車両の制御装置について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施の形態により本開示が限定されるものでない。また、以下において、同一の部分には同一の符号を付して説明する。

【0010】

〔車両の概略構成〕
図１は、一実施の形態に係る制御装置が搭載される車両の概略構成を示す模式図である。図１に示す車両１は、モータ等を動力源とする電動車両（Electric Vehicle：ＥＶ）またはプラグインハイブリッド車両（Plug-in Hybrid Vehicle：ＰＨＶ）等であり、アクセルペダルだけで加速と減速が可能なワンペダル操作が可能なものが想定される。

【0011】

車両１は、主要な構成要素として、駆動力源（ＰＷＲ）２と、前輪３と、後輪４と、アクセルペダル５と、ブレーキペダル６と、制動装置（ＢＫ）７と、検出装置８と、カメラ９と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１０と、を備える。また、車両１は、駆動力源２が出力するトルクを、駆動輪に伝達して駆動力を発生する。図１に示す車両１は、前輪３が駆動輪となる前輪駆動車の構成を示しているが、これに限定されることなく、後輪４が駆動輪となる後輪駆動車であってもよいし、前輪３および後輪４の両方が駆動輪とする四輪駆動車であってもよい。

【0012】

駆動力源２は、車両１の駆動力を発生するためのトルクを出力する動力源である。駆動力源２は、永久磁石式の同期モータ等のモータを用いて構成される。駆動力源２は、図示しないバッテリから電力が供給されることにより駆動してモータトルクを出力する原動機としての機能と、外部からのトルクを受けて回転することにより電気を発生する発電機としての機能と、を兼ね備える。即ち、駆動力源２は、発電機能を有するモータ（所謂、モータ・ジェネレータ）であり、ＥＣＵ１０の制御のもと、原動機としての機能と、発電機としての機能と、を切り替える。

【0013】

アクセルペダル５は、所定の基準点からの運転者による踏み込み操作、または踏み戻し操作を行うことによって、運転者が車両１の駆動量を調整して車両１の加速操作を行うためのものである。所定の基準点とは、車両１の加速源の開度基準を示す。具体的には、アクセルペダル５は、所定の基準点からの運転者の踏み込み操作による操作量（例えば踏み込み量、若しくは、アクセル開度またはアクセルペダルポジション）に対応して駆動力源２が出力するトルクが増大し、車両１の駆動力を増大させて、車両１の加速時の加速度を増加させ、車両１を加速させる。これに対して、アクセルペダル５は、所定の基準点からの運転者による踏み込みが戻される踏み戻し操作により（アクセルオフに操作される、若しくはアクセル開度またはアクセルペダルポジションが低下）、運転者の操作量に対応して駆動力源２が出力するトルクが減少し、車両１の駆動力を減少させ、かつ、制動量を発生させ、減速時の加速度を発生させて車両１を減速させる。この場合、駆動力源２は、発電器として機能し、回生トルクを発生させることにより、車両１に制動力が発生する。即ち、一実施の形態では、アクセルペダル５がワンペダルで操作可能な加減速ペダルとして機能する。

【0014】

ブレーキペダル６は、運転者による踏み込み操作を行うことによって、運転者が車両１の駆動量を調整して車両１の制動操作を行うためのものである。ブレーキペダル６は、運転者によって踏み込まれることにより、車両１の制動装置７を作動させることによって、車両１の制動力を発生させる。

【0015】

制動装置７は、油圧式のディスクブレーキまたはドラムブレーキ等を用いて構成される。制動装置７は、ブレーキペダル６に対する運転者の操作量に対応して制動力を発生させ、車両１の駆動力を減少させる。

【0016】

検出装置８は、車両１の各部を制御するための各種データを取得するものである。検出装置８は、アクセルポジションセンサ、ブレーキストロークセンサ、油圧センサ、車輪速センサ、車速センサ、加速度センサ、ヨーレートセンサ、操舵角センサ、ＧＰＳ（Global Positioning System）センサ等を用いて構成される。例えば、アクセルポジションセンサは、アクセルペダル５の操作量を検出し、この検出結果をＥＣＵ１０へ出力する。具体的には、アクセルポジションセンサは、アクセルペダルポジションまたはアクセル開度を検出し、この検出結果をＥＣＵ１０へ出力する。

【0017】

カメラ９は、車両１の前方に設けられる。カメラ９は、車両１の前方を撮像することによって画像データを生成し、この画像データをＥＣＵ１０へ出力する。カメラ９は、例えば一または複数のレンズで構成される光学系と、この光学系が結像した被写体像を受光して画像データを生成するＣＣＤ（Charge Coupled Device）センサやＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）センサ等を用いて構成される。なお、カメラ９は、車両１の前方以外にも、後方左右に複数設けられてもよい。

【0018】

ＥＣＵ１０は、メモリと、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のハードウェアを有するプロセッサと、を用いて構成される。ＥＣＵ１０は、車両１を構成する各部を制御する。具体的には、ＥＣＵ１０は、運転者によるアクセルペダル５のアクセル操作量が所定値未満の場合に、このアクセル操作量に応じた減速時の加速度を演算し、この演算結果に基づいて車両１の制動力を制御する。なお、一実施の形態では、ＥＣＵ１０が車両１の制御装置として機能する。

【0019】

〔ＥＣＵ１０による減速加速度処理〕
次に、ＥＣＵ１０が実行する減速加速度処理について説明する。図２は、ＥＣＵ１０が実行する減速加速度処理の概要を示すフローチャートである。

【0020】

図２に示すように、まず、ＥＣＵ１０は、カメラ９から車両１の前方の道路形状を撮像した画像データを取得し（ステップＳ１）、カメラ９から取得した画像データに基づいて、車両１の前方の道路形状を検出する（ステップＳ２）。この場合、ＥＣＵ１０は、画像データに対して、周知のパターンマッチングまたはディープラーニング（Deep Learning）等の機械学習によって生成された学習済モデルを用いて、画像データに対応する撮像画像に含まれる白線または黄色である区画線等を検出することによって車両１の前方の道路形状を検出する。具体的には、ＥＣＵ１０は、車両１の前方から所定の距離、例えば１００ｍ先の道路形状を検出する。なお、ＥＣＵ１０は、道路形状以外に、車両１の前方の道路の曲率等を検出してもよい。

【0021】

続いて、ＥＣＵ１０は、前方の道路形状の検出結果に基づいて、前方の道路境界線を認識し（ステップＳ３）、前方の道路境界線の認識結果に基づいて、車両１の現在位置から前方の道路境界までの距離を算出する（ステップＳ４）。具体的には、ＥＣＵ１０は、前方の道路形状の検出結果に基づいて、前方の道路境界線、例えば、区画線の形状が直線から曲線となった箇所を道路境界線と認識する。そして、ＥＣＵ１０は、前方の道路境界線の認識結果と車両１の車速に基づいて、車両１の現在位置から前方の道路境界までの距離を算出する。

【0022】

その後、ＥＣＵ１０は、車両１の現在位置から前方の道路境界までの距離が所定距離より長いか否かを判定する（ステップＳ５）。具体的には、ＥＣＵ１０は、車両１の現在位置から前方の道路境界までの距離が所定距離、例えば５０ｍより長いか否かを判定する。ＥＣＵ１０は、車両１の現在位置から前方の道路境界までの距離が所定距離より長いと判定した場合（ステップＳ５：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ１０は、後述するステップＳ６へ移行する。これに対して、ＥＣＵ１０は、車両１の現在位置から前方の道路境界までの距離が所定距離より長くないと判定した場合（ステップＳ５：Ｎｏ）、ＥＣＵ１０は、後述するステップＳ７へ移行する。

【0023】

ステップＳ６において、ＥＣＵ１０は、減速時の加速度（減速Ｇ）を小さくする制御を行う。具体的には、ＥＣＵ１０は、現在の減速時の加速度（例えば減速Ｇが０．１５Ｇの場合）より小さい加速度（例えば減速Ｇが０．０３Ｇ）とする制御を行う。例えば、ＥＣＵ１０は、運転者がアクセルペダルに対する踏み戻し操作を行った場合において、車両１の現在位置から前方の道路境界までの距離が所定距離より長いとき、現在の減速時の加速度（例えば減速Ｇが０．１５Ｇの場合）より小さい加速度（例えば減速Ｇが０．０３Ｇ）とする制御を行う。図３は、一実施の形態と従来との減速時の切り替えタイミングを模式的に示す図である。図３に示すように、ＥＣＵ１０は、運転者の操作量に対応して駆動力源２が出力するトルクを減少することによって車両１の駆動力を減少させ、かつ、車両１の現在位置から前方の道路境界Ｐ１までの距離が所定距離Ｄ１（例えば５０ｍ）より短いときの制動量より小さい制動量を発生させて減速度の加速度を小さくする制御を行う。これに対して、従来の車両１ａでは、減速加速度切り替え位置の距離Ｄ２（例えば約２０ｍ）より早いタイミングで減速度を制御する。この結果、ＥＣＵ１０は、アクセルペダル５の踏み幅によって減速時の加速度（減速Ｇ）を調整することが難しいワンペダルシステムを有する車両１等において、簡易的で滑らかな減速制御することができる。ステップＳ６の後、ＥＣＵ１０は、本処理を終了する。

【0024】

ステップＳ７において、ＥＣＵ１０は、減速時の加速度を大きくする制御を行う。具体的には、ＥＣＵ１０は、現在の減速時の加速度（例えば減速Ｇが０．０３の場合）より大きい加速度（例えば減速Ｇが０．１５Ｇ）とする制御を行う。例えば、ＥＣＵ１０は、運転者がアクセルペダルに対する踏み戻し操作を行った場合において、車両１の現在位置から前方の道路境界までの距離が所定距離より短いとき、現在の減速時の加速度（例えば減速Ｇが０．０３の場合）より大きい加速度（例えば減速Ｇが０．１５Ｇ）とする制御を行う。即ち、ＥＣＵ１０は、運転者の操作量に対応して駆動力源２が出力するトルクを減少することによって車両１の駆動力を減少させ、かつ、車両１の現在位置から前方の道路境界までの距離が所定距離より長いときの制動量より大きい制動量を発生させて減速度の加速度を大きくする制御を行う。この結果、ＥＣＵ１０は、アクセルペダル５の踏み幅によって減速時の加速度（減速Ｇ）を調整することが難しいワンペダルシステムを有する車両１等において、より道路境界の前方から車両１を減速することができるため、簡易的で滑らかな減速制御することができる。ステップＳ７の後、ＥＣＵ１０は、本処理を終了する。

【0025】

以上説明した一実施の形態によれば、ＥＣＵ１０が車両１の現在位置から前方の道路境界までの距離が所定距離より長いと判定した場合、減速時の加速度（減速Ｇ）を小さくする制御を行う一方、車両１の現在位置から前方の道路境界までの距離が所定距離より長くないと判定した場合、減速時の加速度を大きくする制御を行う。この結果、ＥＣＵ１０は、アクセルペダル５の踏み幅によって減速時の加速度（減速Ｇ）を調整することが難しいワンペダルシステムを有する車両１等において、簡易的で滑らかな減速制御することができる。

【0026】

また、一実施の形態によれば、ＥＣＵ１０が車両１の現在位置から前方の道路境界までの距離が所定距離より長くないと判定した場合、減速時の加速度を大きくする制御を行うため、ＥＣＵ１０が認識できている距離が短くなったときに、減速時の加速度（減速Ｇ）を大きくすることで、道路境界の前方から滑らかに車両１を減速することができる。

【0027】

（変形例１）
次に、変形例１について説明する。変形例１では、車両１の現在位置から前方の道路境界までの距離に加えて、前方の道路曲率、前方の道路の曲率半径Ｒ、車速、アクセルペダル５の状態、ヨーレートセンサの検出結果および操舵角センサの検出結果の少なくとも一つをさらに用いて減速時の加速度を制御してもよい。具体的には、ＥＣＵ１０は、車両１の現在位置から前方の道路境界までの距離と、前方の道路曲率または曲率半径Ｒと、ヨーレートセンサが検出した推定Ｒと、車速と、アクセルペダル５の状態と、に基づいて、車両１の減速時の加速度を制御する。例えば、ＥＣＵ１０は、車両１の現在位置から前方の道路境界までの距離が７０ｍ以上、前方の道路曲率または曲率半径ＲがＲ１０００以上、ヨーレートセンサが検出した推定ＲがＲ５００以上、車速が３０ｋｍ／ｈ以上および運転者がアクセルペダル５を踏み込んでいる場合、現在の減速時の加速度（例えば減速Ｇが０．１５Ｇの場合）より小さい加速度（例えば減速Ｇが０．０３Ｇ）とする制御を行う。これに対して、ＥＣＵ１０は、車両１の現在位置から前方の道路境界までの距離が７０ｍ未満、前方の道路曲率または曲率半径ＲがＲ１０００未満、ヨーレートセンサが検出した推定ＲがＲ５００未満、車速が３０ｋｍ／ｈ未満のいずれか一つであり、かつ、運転者がアクセルペダル５を踏み込んでいる場合、現在の減速時の加速度（例えば減速Ｇが０．０３Ｇの場合）より大きい加速度（例えば減速Ｇが０．１５Ｇ）とする制御を行う。

【0028】

以上説明した変形例１によれば、車両１が曲がり始めてからカーブが終了し、車両１が曲がりきるまで、減速時の加速度（減速Ｇ）が変動することを防止することができる。

【0029】

また、変形例１によれば、車両１の速度が所定以上（例えば３０ｋｍ／ｈ以上）の場合
だけ、減速時の加速度（減速Ｇ）を変動させるため、ワンペダルシステムを有する車両１等において、低速時や減速の必要がないとき、減速制御を抑制することができるので、簡易的で滑らかな減速制御することができる。

【0030】

また、変形例１によれば、運転者がアクセルペダル５を踏み込んでいない場合において、車両１が減速を開始しているとき、減速時の加速度の変動を防止しているため、運転者に対して快適な操作感を提供することができる。

【0031】

（変形例２）
次に、変形例２について説明する。変形例２では、減速時の加速度（減速Ｇ）の制御を２段階から、少なくとも３段階以上の多段階で制御する。例えば、ＥＣＵ１０は、車両１の現在位置から前方の道路境界の距離を所定距離毎（例えば２０ｍ）に分割し、この分割した距離毎に応じた減速時の加速度で減速する制御を行う。もちろん、ＥＣＵ１０は、車両１の現在位置から前方の道路境界の距離に応じてリニアに連読的に減速時の加速度（減速Ｇ）を大きくする制御を行ってもよい。

【0032】

以上説明した変形例２によれば、ＥＣＵ１０が車両１の現在位置から前方の道路境界の距離を所定距離毎に分割し、この分割した距離毎に応じた減速時の加速度で減速する制御を行うため、簡易的で滑らかな減速制御することができる。

【0033】

（変形例３）
次に、変形例３について説明する。ＥＣＵ１０は、道路の路面が平面以外であっても適用することができる。具体的には、ＥＣＵ１０は、カメラ９から取得した画像データに対応する撮像画像に含まれる物標の座標を求めるために、道路境界線の最遠点を路面の平面であると仮定し、周知技術の鳥瞰変換を行って座標を算出する。この場合、道路の勾配によっては、前方が凹型曲線（車両１の自車位置が平坦の場合は前方が上り坂）のとき、上り坂と認識することができる。このため、ＥＣＵ１０は、道路の上り坂の勾配を加味して車両１から実際の道路境界までの距離を算出する。同様に、ＥＣＵ１０は、前方が凸型曲線（車両１の自車位置が平坦の場合は前方が下り坂）のとき、下り坂と認識することができる。このため、ＥＣＵ１０は、道路の下り坂の勾配を加味して車両１から実際の道路境界までの距離を算出する。この場合、ＥＣＵ１０は、減速時の加速度を大きくする制御を行うが、下り坂のため、安全性を高めた制御を行うことができる。

【0034】

以上説明した変形例３によれば、ＥＣＵ１０は、道路の上り坂または下り坂の勾配を加味して車両１から実際の道路境界までの距離を算出することができるため、ワンペダルシステムであっても、簡易的で滑らかな減速制御することができる。

【0035】

なお、本明細書におけるフローチャートの説明では、「まず」、「その後」、「続いて」等の表現を用いてステップ間の処理の前後関係を明示していたが、本実施の形態を実施するために必要な処理の順序は、それらの表現によって一意的に定められるわけではない。即ち、本明細書で記載したフローチャートにおける処理の順序は、矛盾のない範囲で変更することができる。

【0036】

さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施の形態に限定されるものではない。従って、添付のクレームおよびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。

【0037】

以上、本願の実施の形態のいくつかを図面に基づいて詳細に説明したが、これらは例示であり、本発明の開示の欄に記載の態様を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変形、改良を施した他の形態で本発明を実施することが可能である。

【符号の説明】

【0038】

１，１ａ 車両
５ アクセルペダル
８ 検出装置
９ カメラ
１０ ＥＣＵ

【図1】

【図2】

【図3】