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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】P2024033873
(43)【公開日】2024-03-13
(54)【発明の名称】運転支援装置
(51)【国際特許分類】
   B60W 30/14 20060101AFI20240306BHJP
   B60W 30/188 20120101ALI20240306BHJP
   B60L 15/20 20060101ALI20240306BHJP
【FI】
B60W30/14
B60W30/188
B60L15/20 J
【審査請求】未請求
【請求項の数】4
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2022137763
(22)【出願日】2022-08-31
(71)【出願人】
【識別番号】301065892
【氏名又は名称】株式会社アドヴィックス
(74)【代理人】
【識別番号】100105957
【弁理士】
【氏名又は名称】恩田 誠
(74)【代理人】
【識別番号】100068755
【弁理士】
【氏名又は名称】恩田 博宣
(72)【発明者】
【氏名】山本 真由
(72)【発明者】
【氏名】野口 真子
【テーマコード(参考)】
3D241
5H125
【Fターム(参考)】
3D241BA01
3D241BB22
3D241BC01
3D241CC01
3D241CC08
3D241CE05
3D241DA39Z
3D241DB02Z
3D241DB05Z
3D241DB32Z
3D241DB46Z
3D241DC45Z
5H125AA01
5H125BA00
5H125CA01
5H125CA11
5H125DD01
5H125DD06
5H125EE44
5H125EE52
5H125EE55
5H125EE57
5H125EE62
(57)【要約】
【課題】外乱の影響によって車両が停止した場合であっても車両を早期に発進させることができるようにすること。
【解決手段】運転支援装置60の実行装置62は、車両10の車体速度を目標車体速度以上にするために必要な大きさの駆動力である基準駆動力を、車両10の位置する路面の勾配及び車両10の重量の何れか一方又は両方に基づいて導出する。実行装置62は、駆動力指示値を基準駆動力で保持する保持制御を車両10が停止しているときから開始し、保持制御を実施しても車両10が発進しない場合には、保持制御を終了して駆動力指示値を基準駆動力よりも大きくする。実行装置62は、車両10が走行している場合に、車体速度と目標車体速度との偏差に基づいたフィードバック制御によって制動力指示値を調整する。
【選択図】図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
車両の車体速度を目標車体速度に基づいて調整する運転支援装置であって、
前記車体速度を前記目標車体速度以上にするために必要な大きさの駆動力である基準駆動力を、当該車両の位置する路面の勾配及び当該車両の重量の何れか一方又は両方に基づいて導出する基準駆動力導出部と、
前記車両の駆動力を前記基準駆動力で保持する保持制御を前記車両が停止しているときから開始し、前記保持制御を実施しても前記車両が発進しない場合には、前記保持制御を終了して前記車両の駆動力を前記基準駆動力よりも大きくする駆動力指令部と、
前記車両が走行している場合に、前記車体速度と前記目標車体速度との偏差に基づいたフィードバック制御によって前記車両の制動力を調整する制動力指令部と、を備える
運転支援装置。
【請求項2】
前記駆動力指令部は、前記車両が発進した場合には前記保持制御を実施することによって前記車両の駆動力を前記基準駆動力で保持する
請求項1に記載の運転支援装置。
【請求項3】
前記駆動力指令部は、前記保持制御を終了して前記車両の駆動力を前記基準駆動力よりも大きくする場合、前記車両の車体速度と前記目標車体速度との偏差に基づいたフィードバック制御によって前記車両の駆動力を増大させる
請求項1に記載の運転支援装置。
【請求項4】
前記制動力指令部は、前記保持制御の実施中に前記車両を発進させる要求があった場合に、当該車両の制動力を徐々に減少させる制動力減少制御を実施する
請求項1~請求項3のうち何れか一項に記載の運転支援装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、車両の運転者の車両操作を支援する運転支援装置に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献1は、車両の駐車を支援する駐車支援装置を開示している。当該装置は、運転者の運転操作によって車両を目標駐車位置に駐車させる場合に、当該目標駐車位置までの車両の移動経路上の所定位置における車両の駆動力を記憶する記憶部を備えている。そして、当該装置は、記憶部が駆動力を記憶している状態で車両を目標駐車位置に自動で駐車させる場合、記憶部に記憶された駆動力を利用して車両を制御する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2015-77862号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
車両の車体速度を自動で調整する支援機能によって車両を走行させる場合、車体速度の目標値が低いと、車両の駆動力はあまり大きくない。そのため、車輪が段差に接触したり、車両の走行する路面の勾配が急勾配になったりすると、車両が停止してしまうことがある。
【課題を解決するための手段】
【0005】
上記課題を解決するための運転支援装置は、車両の車体速度を目標車体速度に基づいて調整する装置である。この運転支援装置は、前記車体速度を前記目標車体速度以上にするために必要な大きさの駆動力である基準駆動力を、当該車両の位置する路面の勾配及び当該車両の重量の何れか一方又は両方に基づいて導出する基準駆動力導出部と、前記車両の駆動力を前記基準駆動力で保持する保持制御を前記車両が停止しているときから開始し、前記保持制御を実施しても前記車両が発進しない場合には、前記保持制御を終了して前記車両の駆動力を前記基準駆動力よりも大きくする駆動力指令部と、前記車両が走行している場合に、前記車体速度と前記目標車体速度との偏差に基づいたフィードバック制御によって前記車両の制動力を調整する制動力指令部と、を備える。
【0006】
上記運転支援装置は、基準駆動力を、路面の勾配及び車両の重量の何れか一方又は両方に基づいて導出する。そして、上記運転支援装置は、車両が停止しているときから保持制御を実施することによって、車両の駆動力を基準駆動力で保持する。これにより、車両の停止時における当該車両の駆動力を、路面の勾配及び車両の重量を考慮しないで駆動力を設定する場合と比較して大きくできる。その結果、上記のような外乱の存在する走行区間において車両を早期に発進させることができる。
【0007】
また、上記運転支援装置は、保持制御を実施しても車両が発進しない場合には、車両の駆動力を基準駆動力よりも大きくする。そのため、車両を発進させることができる。
そして、上記運転支援装置は、上記のような駆動力の調整によって車両が発進すると、上記偏差に基づいたフィードバック制御によって車両の制動力を調整する。これにより、車両の駆動力が比較的大きくても、車体速度を目標車体速度に基づいて調整できる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
図1図1は、実施形態の運転支援装置を備える車両の概略を示す構成図である。
図2図2は、駐車位置に向けて車両が低速で走行する様子を示す模式図である。
図3図3は、同運転支援装置で実行される処理ルーチンを示すフローチャートである。
図4図4は、駐車位置に向けて車両が低速で自動走行する際における各種のパラメータの推移を示すタイミングチャートである。
図5図5は、変更例を説明するためのタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、運転支援装置の一実施形態を図1図4に従って説明する。
図1は、運転支援装置60を備える車両10の一部を図示している。
<車両の構成>
車両10は、車輪として前輪11及び後輪12を備えている。車両10は、車輪と同数の摩擦ブレーキ20と、制動装置30と、駆動装置40とを備えている。1つの車輪に対して1つの摩擦ブレーキ20が設けられている。
【0010】
複数の摩擦ブレーキ20は、回転体21と摩擦部22とホイールシリンダ23とをそれぞれ有している。回転体21は車輪と一体に回転するため、摩擦ブレーキ20は、摩擦部22を回転体21に押し付けることによって車輪に制動力を付与できる。ホイールシリンダ23内の液圧が高いほど、摩擦部22を回転体21に押し付ける力が大きくなる。すなわち、ホイールシリンダ23内の液圧が高いほど、車輪に付与される制動力が大きくなる。
【0011】
制動装置30は、制動アクチュエータ31と、制動アクチュエータ31を制御する制動制御部32とを有している。制動アクチュエータ31は、複数のホイールシリンダ23内の液圧を個別に調整できるように構成されている。
【0012】
制動制御部32は、制動アクチュエータ31を作動させることによって車両10の制動力を制御する。制動制御部32は、車内ネットワークを介して運転支援装置60と通信できる。例えば、制動制御部32は、車両10の制動力の指示値である制動力指示値FbRを運転支援装置60から受信した場合、制動力指示値FbRに基づいて制動アクチュエータ31を作動させる。
【0013】
駆動装置40は、パワーユニット41と、パワーユニット41を制御する駆動制御部42とを有している。パワーユニット41は、エンジン及び電気モータのうちの少なくとも一方を車両10の動力源として有している。車両10では、パワーユニット41の出力トルクが前輪11に伝達される。なお、パワーユニット41の出力トルクは、前輪11及び後輪12のうちの少なくとも一方に伝達されればよい。
【0014】
駆動制御部42は、パワーユニット41を作動させることによって車両10の駆動力を制御する。駆動制御部42は、車内ネットワークを介して運転支援装置60と通信できる。例えば、駆動制御部42は、車両10の駆動力の指示値である駆動力指示値FdRを運転支援装置60から受信した場合、駆動力指示値FdRに基づいてパワーユニット41を作動させる。
【0015】
<車両の検出系>
車両10の検出系は、複数のセンサを備えている。複数のセンサは、車輪と同数の車輪速度センサ51と、前後加速度センサ52と、ブレーキスイッチ53とを含んでいる。複数の車輪速度センサ51は、対応する車輪の回転速度をそれぞれ検出する。前後加速度センサ52は、車両10の前後加速度を検出する。ブレーキスイッチ53は、運転者が制動操作部材15を操作しているか否かを示す信号を出力する。制動操作部材15は、例えば、ブレーキペダルである。車輪速度センサ51の検出値に基づいた車輪の回転速度を「車輪速度VW」という。前後加速度センサ52の検出値に基づいた前後加速度を「前後加速度GX」という。運転者の制動操作部材15の操作を「制動操作」ともいう。
【0016】
<運転支援装置>
運転支援装置60は、運転者の車両操作を支援する機能を有している。ここでいう「車両操作」は、アクセル操作、制動操作及びステアリング操作を含んでいる。例えば、運転支援装置60は、車両10の低速での自動走行を行わせる支援機能を有している。こうした支援機能は、車両10を駐車位置に駐車させる際などに用いられる。ここでいう「車両10の低速走行」とは、例えば10km/h未満での車両10の走行である。また、「自動走行」とは、車両10の車体速度を車両10側で調整する状態での車両10の走行である。
【0017】
運転支援装置60は処理回路61を備えている。処理回路61は、実行装置62と記憶装置63とを有している。例えば、実行装置62はCPUである。記憶装置63は、実行装置62によって実行される各種の制御プログラムを記憶している。実行装置62は、上記の支援機能を実現する際に、駆動力指示値FdRを駆動制御部42に送信したり、制動力指示値FbRを制動制御部32に送信したりする。
【0018】
実行装置62は、制御プログラムを実行することにより、基準駆動力導出部M11、駆動力指令部M12及び制動力指令部M13として機能する。基準駆動力導出部M11、駆動力指令部M12及び制動力指令部M13は、上記の支援機能によって車両10を低速で走行させるための機能部である。
【0019】
<基準駆動力導出部>
基準駆動力導出部M11は、車体速度VSを目標車体速度VSTr以上にするために必要な大きさの駆動力である基準駆動力FdBを、車両10が位置する路面の勾配及び車両10の重量に基づいて導出する。車体速度VSは、複数の車輪の車輪速度VWのうちの少なくとも1つに基づいて導出される。目標車体速度VSTrとして、上記した10km/h未満の速度が設定されている。例えば、車両10の駆動力は、パワーユニット41の発生するトルクである。
【0020】
基準駆動力導出部M11は、車両10の重量が大きいほど大きい駆動力を基準駆動力FdBとして導出する。基準駆動力導出部M11は、路面が登坂路である場合には、路面が登坂路ではない場合よりも大きい駆動力を基準駆動力FdBとして導出する。さらに、基準駆動力導出部M11は、路面が登坂路である場合、路面の勾配が急勾配であるほど大きい駆動力を基準駆動力FdBとして導出するとよい。
【0021】
なお、基準駆動力導出部M11は、前後加速度GXと、車体速度VSを時間微分した値とを基に、路面の勾配θを導出できる。また例えば、基準駆動力導出部M11は、車両10の車体重量と、車両10に搭乗している乗員の人数とを基に、車両10の重量WGを導出できる。車体重量とは、車両10そのものの重量である。ここでいう車両10の重量WGは、乗員の体重なども加味した重量である。
【0022】
例えば、基準駆動力導出部M11は、以下の関係式(A1)を用いることによって基準駆動力FdBを導出できる。
FdB=FdA+FdX(θ)+FdY(WG) ・・・(A1)
関係式(A1)において、「FdA」は、路面が水平路であり、且つ車両10の搭乗者数が1名である場合において、車体速度VSを0(零)から目標車体速度VSTrまで増大させることのできる駆動力である規定駆動力である。規定駆動力FdAは、車両10の諸元に基づいて設定できる。
【0023】
関係式(A1)において、「FdX(θ)」は、路面の勾配θに応じた駆動力の補正量である。勾配θが登坂路を示す値である場合の補正量FdX(θ)は、勾配θが水平路を示す値であったり、勾配θが降坂路を示す値であったりする場合よりも大きい。勾配θが登坂路を示す値である場合であっても、勾配θが示す登坂路の傾斜度合いが大きいほど、補正量FdX(θ)は大きくなる。例えば、補正量FdX(θ)は、「Sin(θ)×KA1」として表すことができる。この場合、「KA1」は所定の係数である。
【0024】
関係式(式1)において、「FdY(WG)」は、車両10の重量WGに応じた駆動力の補正量である。補正量FdY(WG)は、重量WGが大きいほど大きくなる。例えば、補正量FdY(WG)は、「WG×KB1」として表すことができる。この場合、「KB1」は所定の係数である。
【0025】
<駆動力指令部>
駆動力指令部M12は、駆動力指示値FdRを基準駆動力FdBで保持する保持制御を車両10が停止しているときから開始する。
【0026】
ここで、図2に示すように車両10の走行経路100に段差101が存在することがある。上記保持制御が実施されている場合に、前輪11及び後輪12のうち、車両10の進行方向に位置する車輪である先行輪が段差101に接触すると、先行輪が段差101を乗り越えられず、車両10が発進できなかったり、低速で走行していた車両10が停止したりすることがある。図2に示す例のように車両10が後退している場合、車両10の後方が車両10の進行方向となるため、後輪12が先行輪に対応し、前輪11が後続輪に対応する。一方、車両10が前進している場合、車両10の前方が車両10の進行方向となるため、前輪11が先行輪に対応し、後輪12が後続輪に対応する。
【0027】
そこで、駆動力指令部M12は、保持制御を実施しても車両10が発進しないと判定した場合には、保持制御を終了して駆動力指示値FdRを基準駆動力FdBよりも大きくする。例えば、駆動力指令部M12は、車体速度VSと目標車体速度VSTrとの偏差を入力とするフィードバック制御に基づいて駆動力指示値FdRを設定する。この場合、駆動力指令部M12は、上記フィードバック制御によって駆動力の増大量を導出し、基準駆動力FdBと当該増大量との和を駆動力指示値FdRとして設定するとよい。車両10が停止している場合、車体速度VSは目標車体速度VSTrよりも低い。そのため、駆動力指令部M12は、こうしたフィードバック制御に基づいて駆動力指示値FdRを導出することにより、駆動力指示値FdRを基準駆動力FdBから増大させることができる。
【0028】
一方、駆動力指令部M12は、車両10が発進した場合、すなわち車両10が走行している場合、保持制御の実施を継続することによって駆動力指示値FdRを基準駆動力FdBで保持する。
【0029】
<制動力指令部>
制動力指令部M13は、保持制御の実施中において車両10が走行している場合に、車体速度VSと目標車体速度VSTrとの偏差に基づいたフィードバック制御によって制動力指示値FbRを調整する。すなわち、車両10が走行している場合は、制動力指令部M13が制動力指示値FbRを調整することによって、車体速度VSを目標車体速度VSTrで保持できる。
【0030】
一方、制動力指令部M13は、保持制御が実施されている最中であっても車両10が停止している場合、次のように制動力指示値FbRを調整する。すなわち、制動力指令部M13は、保持制御の実施中に、車両10を発進させる意志を運転者が有していると判定した場合に、制動力指示値FbRを徐々に減少させる制動力減少制御を実施する。例えば運転者の制動操作に起因する制動力によって車両10が停止していた場合、制動操作が解除されたときに、制動力指令部M13は、車両10を発進させる意志を運転者が有していると判定するとよい。制動操作が解除されたか否かについては、ブレーキスイッチ53の出力信号を基に判断できる。この場合、制動力減少制御において、制動力指令部M13は、制動操作が解除された時点で車両10に付与されていた制動力である解除時制動力FbLを制動力指示値FbRとして設定する。そして、制動力指令部M13は、制動力指示値FbRを0(零)に向けて徐々に減少させる。
【0031】
なお、上記のように制動操作が解除された場合、運転者が車両10の発進を要求したとも云える。したがって、制動力指令部M13は、運転者が車両10の発進を要求した場合に制動力減少制御を開始するとも云える。
【0032】
<走行支援処理>
図3を参照し、上記支援機能によって車両10を低速で自動走行させる際に実行装置62が実行する走行支援処理を示す処理ルーチンについて説明する。
【0033】
実行装置62は、上記の支援機能の実行条件が成立していると判定している場合、所定の制御サイクル毎に本処理ルーチンを繰り返し実行する。例えば、実行装置62は、上記の支援機能をオンとする操作を運転者が行った場合、及び、所定の駐車位置に車両10を駐車させようと運転者が車両操作を開始したことを検知した場合などに、実行条件が成立していると判定する。
【0034】
ステップS11において、実行装置62は、基準駆動力導出部M11として機能することにより、基準駆動力FdBを導出する。このように基準駆動力FdBを導出するために実行装置62が実行する処理を「基準駆動力導出処理」ともいう。実行装置62は、基準駆動力FdBを導出すると、実行装置62は、処理をステップS13に移行する。
【0035】
ステップS13において、実行装置62は、外乱の影響によって車両10が停止しているか否かを判定する。具体的には、実行装置62は、車体速度VSを基に、車両10が停止しているか否かを判定する。実行装置62は、車両10が停止していると判定した場合、車両10を発進させる意志を運転者が有しているか否かを判定する。例えば、実行装置62は、運転者が制動操作を行っていないと判定した場合、車両10を発進させる意志を運転者が有していると判定する。一方、実行装置62は、運転者が制動操作を行っていると判定した場合、車両10を発進させる意志を運転者が有していないと判定する。車両10が停止していると判定しており、且つ車両10を発進させる意志を運転者が有していると判定した場合は、外乱の影響によって車両10が停止していると見なす。一方、車両10が停止していると判定しており、且つ車両10を発進させる意志を運転者が有していないと判定した場合は、運転者の意思によって車両10が停止している状態であって、外乱の影響によって車両10が停止していないと見なす。そして、実行装置62は、外乱の影響によって車両10が停止していると判定した場合(S13:YES)、処理をステップS17に移行する。一方、実行装置62は、外乱の影響によって車両10が停止していないと判定した場合(S13:NO)、処理をステップS15に移行する。その一方で、実行装置62は、車両10が停止していないと判定した場合も、外乱の影響によって車両10が停止していないと判定できるため(S13:NO)、処理をステップS15に移行する。
【0036】
ステップS15において、実行装置62は、駆動力指令部M12として機能することにより、保持制御を実施する。具体的には、実行装置62は、ステップS11で導出した基準駆動力FdBを駆動力指示値FdRとして設定する。ただし、制御を駆動力増大制御から保持制御に切り替える場合、駆動力指示値FdRは基準駆動力FdBよりも大きい。そのため、実行装置62は、制御を駆動力増大制御から保持制御に切り替えた直後では、駆動力指示値FdRを、駆動力増大制御の終了時の値から基準駆動力FdBに向けて徐々に減少させる。実行装置62は、駆動力指示値FdRを導出すると、当該駆動力指示値FdRを駆動制御部42に送信する。ステップS15で実行装置62が実行する処理を、「駆動力保持処理」ともいう。実行装置62は、駆動力指示値FdRを送信すると、処理をステップS19に移行する。
【0037】
ステップS17において、実行装置62は、駆動力指令部M12として機能することにより、駆動力増大制御を実施する。具体的には、実行装置62は、基準駆動力FdBよりも大きい駆動力を駆動力指示値FdRとして設定する。例えば、実行装置62は、車体速度VSと目標車体速度VSTrとの偏差を入力とするフィードバック制御によって制御量を導出する。フィードバック制御は、例えば、PID制御又はPI制御である。フィードバック制御によって導出される制御量をFB制御量ともいう。実行装置62は、FB制御量が大きいほど大きい値を駆動力の増大量として導出する。実行装置62は、当該増大量と基準駆動力FdBとの和を駆動力指示値FdRとして設定する。そして、実行装置62は、駆動力指示値FdRを駆動制御部42に送信する。ステップS17で実行装置62が実行する処理を、「駆動力増大処理」ともいう。実行装置62は、駆動力指示値FdRを送信すると、処理をステップS19に移行する。
【0038】
ステップS19において、実行装置62は、車両10が走行しているか否かを判定する。具体的には、車体速度VSが0(零)よりも大きい場合は、車両10が走行していると見なす。一方、車体速度VSが0(零)と等しい場合は、車両10が走行していないと見なす。実行装置62は、車両10が走行していると判定した場合(S19:YES)、処理をステップS27に移行する。一方、実行装置62は、車両10が走行していないと判定した場合(S19:NO)、処理をステップS21に移行する。
【0039】
ステップS21において、実行装置62は、車両10を発進させる意志を運転者が有しているか否かを判定する。車両10を発進させる意志を運転者が有しているか否かを判定する手法は、例えば、上記ステップS13で説明した手法と同様である。実行装置62は、車両10を発進させる意志を運転者が有していると判定した場合(S21:YES)、処理をステップS23に移行する。一方、実行装置62は、車両10を発進させる意志を運転者が有していないと判定した場合(S21:NO)、本処理ルーチンを一旦終了する。
【0040】
ステップS23において、実行装置62は、制動力指令部M13として機能することにより、制動力仮値FbR1を導出する。例えば本処理ルーチンの前回の実行時には車両10を発進させる意志を運転者が有していないと判定したものの、本処理ルーチンの今回の実行時には車両10を発進させる意志を運転者が有していると判定した場合、実行装置62は、上記の解除時制動力FbLを制動力仮値FbR1として設定する。一方、本処理ルーチンの前回の実行時でも車両10を発進させる意志を運転者が有していると判定していた場合、実行装置62は、本処理ルーチンの前回の実行時に導出した制動力指示値FbRから所定の減少制動力dFbを引いた値を、制動力仮値FbR1として導出する。
【0041】
ステップS25において、実行装置62は、制動力指令部M13として機能することにより、制動力仮値FbR1と0(零)とのうち大きい方を制動力指示値FbRとして選択する。そして、実行装置62は、制動力指示値FbRを制動制御部32に送信する。本実施形態では、ステップS23及びステップS25により、「制動力減少制御」に対応する。また、ステップS23及びステップS25で実行装置62が実行する一連の処理を「制動力減少処理」ともいう。実行装置62は、制動力指示値FbRを制動制御部32に送信すると、本処理ルーチンを一旦終了する。
【0042】
ステップS27において、実行装置62は、制動力指令部M13として機能することにより、制動力指示値FbRを導出する。具体的には、実行装置62は、車体速度VSと目標車体速度VSTrとの偏差を入力とするフィードバック制御によってFB制御量を導出する。フィードバック制御は、例えば、PID制御又はPI制御である。実行装置62は、FB制御量に応じた制動力を制動力指示値FbRとして設定する。そして、実行装置62は、制動力指示値FbRを制動制御部32に送信する。ステップS27で実行装置62が実行する処理を、「制動力調整処理」ともいう。実行装置62は、制動力指示値FbRを送信すると、本処理ルーチンを一旦終了する。
【0043】
<作用及び効果>
図2及び図4を参照し、運転支援装置60の作用及び効果について説明する。
本例では、車両10が後退している状況下で後輪12(先行輪)が段差101に接触した際に運転者が制動操作を行ったため、車両10に制動力が付与される。これにより、後輪12が段差101に接触した状態で車両10が停止する。なお、図4の(C)において、実線は、運転者の制動操作によって車両10に付与される制動力FbSの推移を示す一方、破線は、制動力指示値FbRの推移、若しくは制動力指示値FbRに応じて制御される車両10の制動力Fbの推移を示している。
【0044】
図4に示すように、タイミングt11以前では、運転者が制動操作を行っているため、車両10が停止している。この場合では、段差101などの外乱によって車両10が停止しているわけではないと判断できるため、保持制御が実施されている。そのため、駆動力指示値FdRとして基準駆動力FdBが設定されている。すなわち、駆動力指示値FdRは、アイドル時の駆動力よりも大きい。例えば車両10が、動力源としてエンジンのみを備えるコンベンショナルな車両である場合、エンジンのアイドル運転時のトルクに応じた駆動力が、アイドル時の駆動力に対応する。
【0045】
本例では、タイミングt11で運転者の制動操作が解除される。しかし、後輪12が段差101に接触しているため、車両10の停止が維持される。すると、タイミングt12で、段差101などの外乱によって車両10が停止していると判定されると、制御が保持制御から駆動力増大制御に切り替わる。その結果、図4の(D)に破線で示すように、タイミングt12からは、駆動力指示値FdRが、基準駆動力FdBから増大される。
【0046】
駆動力指示値FdRの増大に従って車両10の駆動力Fdが増大されていると、タイミングt14で後輪12が段差101を乗り越える。すなわち、車両10が発進する。車両10が発進すると、制御が駆動力増大制御から保持制御に切り替わる。すると、駆動力指示値FdRは、タイミングt14から減少されて基準駆動力FdBとなる。
【0047】
後輪12が段差101を乗り越えると、車体速度VSが上昇する。そして、車体速度VSが目標車体速度VSTrを越えるようになる。そのため、車体速度VSが目標車体速度VSTrを越えることを抑制するべく制動力指示値FbRが導出される。その結果、保持制御の実施中では、車体速度VSを目標車体速度VSTrで保持できる。
【0048】
ここで、タイミングt11から従来の定速制御を実施する比較例について説明する。ここでいう「従来の定速制御」とは、車両10の停車時における駆動力指示値FdRとして、上記アイドル時の駆動力が設定される制御である。図4の(A)の二点鎖線は、比較例の場合の車体速度VS0の推移を示している。また、図4の(D)の二点鎖線は、比較例の場合の車両10の駆動力Fd0の推移を示している。目標車体速度VSTrが比較的低い車体速度に設定されているため、フィードバック制御のゲインとして比較的小さい値が設定される。そのため、タイミングt11から駆動力指示値FdRが、上記アイドル時の駆動力からゆっくりと増大される。その結果、タイミングt13よりも後のタイミングt15で、後輪12に段差101を乗り越えさせることのできる駆動力に、車両10の駆動力Fd0が達するため、車両10が発進する。
【0049】
これに対し、運転支援装置60では、車両10を発進させる意志を運転者が有していると判定されるようになるタイミングt11以前から、アイドル時の駆動力よりも大きい基準駆動力FdBが駆動力指示値FdRとして設定されている。この基準駆動力FdBは、路面の勾配θ及び車両10の重量WGに基づいて導出された駆動力である。そのため、タイミングt11以降において、後輪12に段差101を乗り越えさせることのできる駆動力まで車両10の駆動力Fdを早期に増大させることができる。これにより、外乱の一例である段差101の影響によって車両10が停止していた場合であっても車両10を早期に発進させることができる。
【0050】
その後のタイミングt16で後続輪である前輪11が段差101に接触する。すると、車体速度VSが低下するため、フィードバック制御によって制動力指示値FbRが減少される。その結果、駆動力指示値FdRが基準駆動力FdBで保持されている状態で車両10の制動力Fbが減少されるため、前輪11の段差101の乗り越えが完了する。その後のタイミングt17で目標の駐車位置に車両10が到達するため、運転者が制動操作を開始する。すると、制動操作に起因する制動力FbSが車両10に付与されるため、車両10が停止する。
【0051】
なお、基準駆動力FdBの導出は、所定の制御サイクル毎に行われる。そのため、車両10の走行中に路面の勾配θが変わると、基準駆動力FdBも変わりうる。
運転支援装置60では、以下の効果をさらに得ることができる。
【0052】
(1)駆動力増大制御の実施に起因して車両10の駆動力Fdを増大させることにより、車両10が発進すると、駆動力増大制御が終了されて保持制御が開始される。これにより、車両10の発進後でも駆動力増大制御が継続される場合と比較し、車体速度VSを目標車体速度VSTrで保持するために車両10に付与する制動力Fbが大きくなることを抑制できる。したがって、車両10のエネルギーの利用効率を向上できる。
【0053】
(2)運転支援装置60では、車両10の発進前から、車両10の駆動力Fdを、アイドル時の駆動力よりも大きくしている。そのため、運転者の制動操作が解除された際には車両10を早期に発進させることができる。しかし、車両10の駆動力Fdが大きい分、車両10の先行輪が段差101に接触していない場合、車両10が急発進するおそれがある。
【0054】
この点、運転支援装置60では、車両10を発進させる意志を運転者が有していると判定されると、すなわち運転者が車両10の発進を要求していると判定できると、制動力減少制御が実施される。これにより、車両10を発進させる意志を運転者が有していると判定された時点では、車両10に制動力Fbが付与されていることになる。そして、制動力Fbが徐々に減少される。これにより、車両10の発進時に車両10の加速度が大きくなりすぎることを抑制できる。
【0055】
ただし、制動力減少制御の実施によって制動力指示値FbRが減少している最中に、車両10が発進することがある。この場合、運転支援装置60では、制動力減少制御が終了され、上記フィードバック制御による制動力指示値FbRの導出が開始される。これにより、車両10の発進後においては車体速度VSが目標車体速度VSTrから乖離することを抑制できる。
【0056】
(3)車輪に段差101を乗り越えさせる際に運転者がアクセル操作を行わなくても、運転者は車両10を速やかに発進させることができる。そのため、車両10の発進待ちによるストレスを運転者に与えることを抑制できる。また、運転者の余分なアクセル操作や制動操作を抑制できる。
【0057】
<変更例>
上記実施形態は、以下のように変更して実施することができる。上記実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
【0058】
・制動力減少制御を実施することは必須ではない。例えば、実行装置62は、基準駆動力FdBが比較的小さい場合には、車両10を発進させる意志を運転者が有していると判定した際に制動力減少制御を実施しなくてもよい。この場合、実行装置62は、基準駆動力FdBが比較的大きい場合には、車両10を発進させる意志を運転者が有していると判定した際に制動力減少制御を実施するとよい。
【0059】
・実行装置62は、運転者の制動操作によって車両10が停止している状態で、保持制御を実行中に制動力FbSが低下した場合には、駆動力指示値FdRを基準駆動力FdBから減少させる解除時低下処理を実行してもよい。例えば、実行装置62は、解除時低下処理において、運転者の制動操作が解除される際に駆動力指示値FdRを基準駆動力FdBから低下させる。特に制動力FbSの減少速度が所定の減少速度以上となるような急激に制動が解除された場合に、解除時低下処理によって駆動力指示値FdRを低下させるとよい。解除時低下処理の実行中では、駆動力指示値FdRは、基準駆動力FdB以下の所定の範囲であって、アイドル時の駆動力よりも大きい所定の下限値FdL以上に設定される。この場合、解除時低下処理の実行に伴って低下された駆動力Fdはアイドル時の駆動力より高いため、保持制御による段差などでの発進遅れを抑制できる効果を引き続き有する一方、駆動力Fdを所定量低下させることによって、水平路や降坂路などにおいて、制動が急に解除された際の車両10の急発進を抑制できる。
【0060】
ここで、図5を参照して解除時低下処理を説明する。タイミングt20から制動力FbSが急激に低下し始めると、解除時低下処理の実行によって駆動力指示値FdRの減少が開始される。すると、タイミングt21で駆動力指示値FdRが下限値FdLに到達するため、タイミングt21からタイミングt22までの期間では駆動力指示値FdRが下限値FdLに維持される。なお、解除時低下処理が実行された場合、図5に示すように、制動力減少制御を実施しなくてもよい。あるいは、解除時低下処理を行う場合、制動力減少制御の制動力の減少速度を通常より小さくしてもよい。
【0061】
さらに、解除時低下制御を実行することによって駆動力指示値FdRを基準駆動力FdBよりも小さくした状態で、車両10を発進させる意志を運転者が有していると判定されたにも拘わらず段差などによって車両10が発進しない場合には、駆動力増大制御において、駆動力Fdを増大させる際の通常の増大速度よりも高い復帰用増大速度で、駆動力指示値FdRを基準駆動力FdBまで増大させる解除時復帰処理を実行装置62が実行するようにしてもよい。この場合、解除時復帰処理によって駆動力指示値FdRを基準駆動力FdBまで増大させた以降では、実行装置62は、駆動力増大制御を実行することによって通常の増大速度で駆動力を増大させる。
【0062】
ここで、図5を参照して解除時低下処理を説明する。タイミングt22で、車両10を発進させる意志を運転者が有していると判定されているにも拘わらず車両10が発進しないと判断されると、解除時復帰処理により駆動力指示値FdRは基準駆動力FdBまで復帰用増加速度で増大される。そして、タイミングt23で駆動力指示値FdRが基準駆動力FdBに達すると、タイミングt23以降では、基準駆動力FdBが通常の増大速度で増大される。
【0063】
・実行装置62は、駆動力増大制御において駆動力指示値FdRを増大させることができるのであれば、フィードバック制御に基づいて駆動力指示値FdRを導出しなくてもよい。例えば、実行装置62は、駆動力増大制御において、所定の増大速度で駆動力指示値FdRを増大させてもよい。
【0064】
・実行装置62は、駆動力増大制御の実施に伴って駆動力Fdを増大させることによって車両10が発進した場合、車両10が発進した時点の駆動力指示値FdRで、駆動力指示値FdRを保持するようにしてもよい。
【0065】
・上記実施形態では、保持制御を実施しても車両10を発進させることができない場合、制動力減少制御の実施中であっても、保持制御を終了して駆動力増大制御を開始するようにしているが、これに限らない。例えば、保持制御が実施中であっても、制動力減少制御によって制動力指示値FbRを減少させている期間では、保持制御の実施を継続してもよい。この場合、制動力減少制御による制動力指示値FbRの減少が終了しても車両10が未だ停止している場合に、実行装置62は、保持制御を終了して駆動力増大制御を開始するようにしてもよい。
【0066】
・実行装置62は、路面の勾配θ及び車両10の重量WG以外の情報も考慮して基準駆動力FdBを導出してもよい。例えば、実行装置62は、ステアリング操作量にも基づいて基準駆動力FdBを導出してもよいし、外気温にも基づいて基準駆動力FdBを導出してもよい。また、実行装置62は、ナビゲーション装置からの情報にも基づいて基準駆動力FdBを導出してもよいし、カメラなどの撮像装置が撮像した画像の解析結果にも基づいて基準駆動力FdBを導出してもよい。
【0067】
・実行装置62は、路面の勾配θ及び車両10の重量WGの何れか一方に基づいて基準駆動力FdBを導出してもよい。例えば、実行装置62は、勾配θに応じた駆動力の補正量FdX(θ)を用いずに基準駆動力FdBを導出してもよい。また例えば、実行装置62は、重量WGに応じた駆動力の補正量FdX(WG)を用いずに基準駆動力FdBを導出してもよい。
【0068】
・実行装置62は、路面の勾配θに応じた駆動力の補正量FdX(θ)を、勾配θ及び車両10の重量WGの両方から導出してもよい。例えば、補正量FdX(θ)を、「Sin(θ)×WG×KA2」で表してもよい。この場合、「KA2」は所定の係数である。
【0069】
・保持制御を実施している場合に目標車体速度VSTrを変更してもよい。例えば、車両10の後続輪が段差101を乗り越えたと判定できた場合には、後続輪が段差101を乗り越えたと判定できる以前よりも高い車体速度を目標車体速度VSTrとして設定するようにしてもよい。
【0070】
・上述した車両10を低速で自動走行させる支援機能を、車両10に駐車させる場合以外でも実現できるようにしてもよい。この場合、すべての停車時に駆動力増大制御を実行装置62が実施すると、駆動力Fdの増大によって車両10のエネルギー効率が悪化するおそれがある。そのため、所定の運転支援制御が実施・又は実施が許可された状態や所定の運転条件が成立した状態において、低速で自動走行させる支援機能を実現するようにしてもよい。
【0071】
・車両10の走行する路面を撮像できる撮像装置を車両10が搭載している場合、運転支援装置60は、撮像装置によって撮像された画像を解析することにより、車両10の走行経路に、段差101などの外乱が存在するか否かを把握できる。外乱は、走行路面の窪みであってもよいし、路面勾配が急変している部分であってもよい。運転支援装置60の実行装置62は、画像を解析することによって外乱の存在を検知できたことを契機に上記の支援機能を作動させるようにしてもよい。
【0072】
・運転支援装置60の処理回路61は、CPUとROMとを備えて、ソフトウェア処理を実行するものに限らない。すなわち、処理回路61は、以下(a)~(c)の何れかの構成であればよい。
【0073】
(a)処理回路61は、コンピュータプログラムに従って各種処理を実行する一つ以上のプロセッサを備えている。プロセッサは、CPU並びに、RAM及びROMなどのメモリを含んでいる。メモリは、処理をCPUに実行させるように構成されたプログラムコード又は指令を格納している。メモリ、すなわちコンピュータ可読媒体は、汎用又は専用のコンピュータでアクセスできるあらゆる利用可能な媒体を含んでいる。
【0074】
(b)処理回路61は、各種処理を実行する一つ以上の専用のハードウェア回路を備えている。専用のハードウェア回路としては、例えば、特定用途向け集積回路、すなわちASIC又はFPGAを挙げることができる。なお、ASICは、「Application Specific Integrated Circuit」の略記であり、FPGAは、「Field Programmable Gate Array」の略記である。
【0075】
(c)処理回路61は、各種処理の一部をコンピュータプログラムに従って実行するプロセッサと、各種処理のうちの残りの処理を実行する専用のハードウェア回路とを備えている。
【0076】
なお、本明細書において使用される「少なくとも1つ」という表現は、所望の選択肢の「1つ以上」を意味する。一例として、本明細書において使用される「少なくとも1つ」という表現は、選択肢の数が2つであれば「1つの選択肢のみ」又は「2つの選択肢の双方」を意味する。他の例として、本明細書において使用される「少なくとも1つ」という表現は、選択肢の数が3つ以上であれば「1つの選択肢のみ」又は「2つ以上の任意の選択肢の組み合わせ」を意味する。
【符号の説明】
【0077】
10…車両
11…前輪
12…後輪
60…運転支援装置
62…実行装置
M11…基準駆動力導出部
M12…駆動力指令部
M13…制動力指令部
図1
図2
図3
図4
図5