JP2012008933A

JP2012008933A - 車両の制御システム

Info

Publication number: JP2012008933A
Application number: JP2010146344A
Authority: JP
Inventors: Daiji Maruyama; 大司丸山
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2010-06-28
Filing date: 2010-06-28
Publication date: 2012-01-12
Anticipated expiration: 2030-06-28
Also published as: JP5492677B2

Abstract

【課題】タイムラグが生じたり車両挙動が不安定になったり、違和感を与えることなく注意喚起を行うことで、乗員に障害物に対する衝突回避行動を行わせることができる車両の制御システムを提供する。
【解決手段】車両の駆動および回生を行う第２モータジェネレータ４と、第２モータＥＣＵ１２と、前方の障害物を検出し、車両と障害物との距離を算出するナイトビジョンシステム１９と、算出された車両と障害物との距離に基づき衝突危険度を判定する統合ＥＣＵ１８とを備え、第２モータＥＣＵ１２は、統合ＥＣＵ１８によって衝突危険度が乗員への注意喚起が必要な所定の衝突危険度となったと判定された場合に、第２モータジェネレータ４による回生制御を開始し、第２モータジェネレータの回生により生じる振動を用いて乗員へ報知することを特徴とする。
【選択図】図２

Description

この発明は、車両の制御システムに関するものであり、特に障害物等への衝突を回避させるための注意喚起に係る。

従来、車両前部に設けられたミリ波レーダやレーザーレーダにより車両前方の障害物などを検知して、この検知結果に基づきブレーキを作動させる等の衝突回避制御を行う車両の制御システムが知られている。
また、車両前方に存在する対象物までの距離と自車の車速とに基づき衝突回避制御を行う制御システムとして、対象物までの距離がダウンシフト許可領域内となり乗員による減速意思が検出された場合にダウンシフト制御を実行して自車速度を推奨速度まで低下させるものがある。

上述した乗員による減速意思の入力タイミングは、車両周囲の見通しに応じて変化する傾向があり、ダウンシフト許可領域が一定であると乗員に違和感を与える虞があることから、近年、車両周囲の見通しの良し悪しに応じてダウンシフト許可領域を縮小・拡大させるようにしたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

一方、カーブ路走行などのイベントが発生した際に運転支援を行う装置として、運転者の癖を学習して、イベント発生時に運転者の癖に合致した支援制御、例えば、運転者がアクセルペダルを戻してブレーキペダルを操作する場合に、これらの操作に先立ちアクセルペダルを戻してブレーキペダルを印加する支援制御を行うことで、ドラバビリティの向上を図るものがある（例えば、特許文献２参照）。

特開２００６−０６９５０８号公報特開２００２−１９５０６３号公報

ところで、上述した従来の制御システムのうち、前者の制御システムのように見通しに応じてダウンシフト許可領域を縮小・拡大する場合、シフトダウンを行うことで乗員へ注意喚起をすることができるもののタイムラグが生じることが多く応答性に問題がある。また、ダウンシフト許可領域でアクセルペダルを戻すとシフトダウンが強制的に行われるため、乗員に違和感を与えてしまい、さらに変速段の間で駆動力の変化が生じて車両挙動が不安定になる虞がある。
一方、上述した従来の制御システムのうち、後者の制御システムのように運転者の癖に応じた運転支援を行う場合、運転者が意図しない制御が生じる虞があり、また、車両の挙動が変化してからステアリング補正等を行うため時間がかかりすぎて十分な回避動作にならない虞があるという課題がある。

この発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、タイムラグが生じたり車両挙動が不安定になったり、違和感を与えることなく注意喚起を行うことで、乗員に障害物に対する衝突回避行動を行わせることができる車両の制御システムを提供するものである。

上記の課題を解決するために、請求項１に記載した発明は、車両（例えば、実施形態における車両１）の駆動および回生を行うモータジェネレータ（例えば、実施形態における第２モータジェネレータ４）と、該モータジェネレータを制御するモータ制御手段（例えば、実施形態における第２モータＥＣＵ１２）と、前方の障害物を検出する検出手段（例えば、実施形態におけるナイトビジョンシステム１９）と、該検出手段の検出結果に基づき前記車両と前記障害物との距離を算出する距離算出手段（例えば、実施形態におけるナイトビジョンシステム１９）と、該距離算出手段により算出された前記車両と前記障害物との距離に基づき衝突危険度（例えば、実施形態における危険レベル）を判定する危険度判定手段（例えば、実施形態における統合ＥＣＵ１８）とを備え、前記モータ制御手段は、前記危険度判定手段によって衝突危険度が乗員への注意喚起が必要な所定の衝突危険度となったと判定された場合に、前記モータジェネレータによる回生制御を開始し、該モータジェネレータの回生により生じる振動を用いて乗員へ報知することを特徴とする。

請求項２に記載した発明は、請求項１に記載の発明において、前記モータ制御手段は、前記距離算出手段により算出される前記車両と前記障害物との距離に応じて、警報レベルを変化させることを特徴とする。

請求項３に記載した発明は、請求項１又は２に記載の発明において、前記車両と障害物との距離が所定距離よりも短くなった場合に、前記車両の制動手段を作動させることを特徴とする。

請求項１に記載した発明によれば、電動車両等の構成要素であるモータジェネレータの回生時の振動を有効利用することができるため、部品点数が増加することなしに、迅速かつ安定的に乗員へ警報することができる。また、従来のように、シフトチェンジによるタイムラグが生じたり、強制的なシフトダウンにより車両挙動が不安定になったり、乗員が違和感を覚えたりすることなしに、乗員への注意喚起を行い、障害物への衝突回避行動を行わせることができる効果がある。

請求項２に記載した発明によれば、請求項１の効果に加え、車両と障害物との距離に応じて警報レベルを変化させることで、例えば、車両と障害物との距離が近づくほど警報レベルを上昇させるなど、現在の衝突危険度を乗員に報知することができるため、適正なタイミングで乗員に操舵等の回避操作を行わせることができる効果がある。

請求項３に記載した発明によれば、請求項１又は２の効果に加え、例えば、車両の停止動作を開始しないと衝突する可能性が非常に高い、車両と障害物との距離が所定距離よりも短くなった場合に、制動手段を作動させることができるため、衝突可能性が非常に高いことを、より確実に乗員に認識させることができる効果がある。

本発明の実施形態における車両の斜視図である。本発明の実施形態における車両の制御システムの概略構成を示すブロック図である。警報レベルを乗員へ報知する制御処理を示すフローチャートである。車速と対象物までの距離との変化を示すグラフである。車速に応じた第２モータジェネレータが発生可能なトルクを示すグラフである。

次に、この発明の実施形態における車両の制御システムについて図面を参照しながら説明する。
図１は、この実施形態の制御システムが搭載される車両１を示したものである。この車両１は、駆動源としてエンジン２と、このエンジン２に駆動軸（不図示）が接続された第１モータジェネレータ３とを備え、これらエンジン２および第１モータジェネレータ３の駆動力がトランスミッション（不図示）およびディファレンシャル（不図示）を介して車両１の前輪Ｗｆに伝達可能に構成される。一方、車両１の後輪Ｗｒには、第２モータジェネレータ４の駆動軸５が接続され、その駆動力がディファレンシャル（図示略）を介して車両１の後輪Ｗｒに伝達可能に構成される。車両１の減速時には、前輪Ｗｆから第１モータジェネレータ３に駆動力が伝達されると、第１モータジェネレータ３が発電機として機能し、後輪Ｗｒから第２モータジェネレータ４に駆動力が伝達されると、第２モータジェネレータ４が発電機として機能し、これら第１モータジェネレータ３および第２モータジェネレータ４が、いわゆる回生制動力を発生する。

第１モータジェネレータ３および第２モータジェネレータ４は、ＤＣブラシレスモータなどとされ、図１，２に示すように、第１モータジェネレータ３には第１ＰＤＵ（パワードライブユニット）６ａを介して高圧バッテリ７が接続される一方、第２モータジェネレータ４には第２ＰＤＵ（パワードライブユニット）６ｂを介して高圧バッテリ７が接続される。

第１ＰＤＵ６ａには第１モータＥＣＵ（電子制御ユニット）１１が接続され、第２ＰＤＵ６ｂには第２モータＥＣＵ（電子制御ユニット）１２が接続される。
第１ＰＤＵ６ａと第２ＰＤＵ６ｂとは、それぞれスイッチング素子をブリッジ接続してなるブリッジ回路を具備してパルス幅変調（ＰＷＭ）により駆動されるＰＷＭインバータを備えて構成される。第１ＰＤＵ６ａは、パルス幅変調によるゲート制御信号を受けて、第１モータジェネレータ３の駆動および発電（回生）を制御する。同様に、第２ＰＤＵ６ｂは、パルス幅変調によるゲート制御信号を受けて、第２モータジェネレータ４の駆動および発電（回生）を制御する。

第１ＰＤＵ６ａは、第１モータジェネレータ３の駆動時に高圧バッテリ７から出力される直流電力を３相交流電力に変換するして第１モータジェネレータ３へ供給し、第２ＰＤＵ６ｂは、第２モータジェネレータ４の駆動時に高圧バッテリ７から出力される直流電力を３相交流電力に変換して第２モータジェネレータ４へ供給する。また、第１ＰＤＵ６ａは、第１モータジェネレータ３の発電（回生）時に第１モータジェネレータ３から出力される３相交流電力を直流電力に変換して高圧バッテリ７を充電し、第２ＰＤＵ６ｂは、第２モータジェネレータ４の発電（回生）時に第２モータジェネレータ４から出力される３相交流電力を直流電力に変換して高圧バッテリ７を充電する。

高圧バッテリ７には、充電状態（ＳＯＣ；ステートオブチャージ）等を監視してマネジメントを行うバッテリＥＣＵ１３が接続されるとともに、主に補機類への駆動電力を供給する１２Ｖバッテリ１４がコンバータ（ＣＯＮＶ）１５を介して接続される。コンバータ１５、１２Ｖバッテリ１４およびバッテリＥＣＵ１３はそれぞれ電源ＥＣＵ１６に接続され、電源ＥＣＵ１６が、高圧バッテリ７の充電状態および１２Ｖバッテリ１４の充電状態に応じて高圧バッテリ７の電力をコンバータ１５により降圧して１２Ｖバッテリ１４を充電する制御を行う。

一方、エンジン２には、アクセルペダルセンサやエアフロメータ（不図示）などの検出結果に基づき燃料噴射量等を変化させてエンジンを制御するエンジン（ＥＮＧ）ＥＣＵ１０が接続される。

エンジンＥＣＵ１０、第１モータＥＣＵ１１および第２モータＥＣＵ１２は、それぞれＨＥＶＥＣＵ１７に接続される。ＨＥＶＥＣＵ１７は、エンジン２、第１モータジェネレータ３および第２モータジェネレータ４による駆動力配分や第１モータジェネレータ３および第２モータジェネレータ４による回生量を決定して、エンジンＥＣＵ１０、第１モータＥＣＵ１１および第２モータＥＣＵ１２に対して個別に制御指令を出力する。
ＨＥＶＥＣＵ１７と電源ＥＣＵ１６とは、各種車載ユニットを統合制御する統合ＥＣＵ１８に接続される。統合ＥＣＵ１８は、車載された各種センサや各種車載ユニットを監視しており、例えば、車両１に何らかの異常が生じた場合には、その異常の種類に応じた車両制御を行うべく、各車載ユニットに対する制御指令を出力する。

統合ＥＣＵ１８には、車両１の異常を検知する車載装置として、特に夜間に、車両前方の歩行者を検知して、運転席前方に設置されたＨＵＤ（ヘッドアップディスプレイ；図１参照）２０の表示やスピーカの音声出力により運転者に報知するナイトビジョンシステム１９が接続される。
このナイトビジョンシステム１９は、車両１の前方、より具体的にはフロントバンパーやフロントグリル近傍等に設置された左右２つの遠赤外線カメラ２１，２１（図１参照）により捉えられた映像をＨＵＤ２０に映し出すと共に、遠赤外線カメラ２１，２１により捉えられた熱源対象物が歩行者か否かを判定する処理を実施して、熱源対象物が歩行者であると判定された場合には、スピーカから音声出力をすると共に、ＨＵＤ２０の映像の熱源対象物を歩行者として強調表示することで運転者に注意喚起をする制御を実施する。

さらにナイトビジョンシステム１９は、左右２つの遠赤外線カメラ２１，２１の視差を利用して、熱源対象物（歩行者）までの距離を算出する処理を実施する。この算出された距離と自車速度とから熱源対象物の相対的な動きや位置を求めることができる。
上述した統合ＥＣＵ１８は、車両１から熱源対象物までの距離が短くなるほど高くなる複数段の、より具体的には４段階の警報レベル（衝突危険度）を判定するように設定されており、これら警報レベルを判定するための距離の閾値が予めメモリ等に記憶される。統合ＥＣＵ１８は、車両１から熱源対象物までの現在距離と予め記憶された各閾値とを比較して、現在の警報レベルを決定し、この決定された警報レベルの情報を、第２モータジェネレータ４を制御する第２モータＥＣＵ１２へ出力する。

警報レベルの情報が入力された第２モータＥＣＵ１２では、それぞれ警報レベル毎に予め大きさが設定された振動を第２モータジェネレータ４から発生させるための回生制御を行う。第２モータジェネレータ４は、回生トルクの変動幅が所定以上となった場合に振動を発し、この第２モータジェネレータ４の振動が車体を介して乗員に伝達される。つまり、この実施形態では、第２モータジェネレータ４の振動をもって乗員への警報レベルの報知がなされる。

この実施形態における車両の制御システムは、上述した構成を備えており、次に、この実施形態の車両の制御システムの動作、より具体的には警報レベルを乗員へ報知する制御処理について図３のフローチャートを参照しながら説明する。

まず、ナイトビジョンシステム１９によって、熱源対象物（以下、単に対象物と称す）を検知するとともに（ステップＳ０１）、対象物が歩行者であると判定された場合には、遠赤外線カメラ２１，２１の視差に基づき車両１から対象物までの距離を算出して（ステップＳ０２）、この距離の情報を統合ＥＣＵ１８へ出力する（ステップＳ０３）。

次いで、統合ＥＣＵ１８により対象物までの距離が、警報レベルを判定するための第１閾値よりも小さいか否かを判定する（ステップＳ０４）。この判定の結果、対象物までの距離が第１閾値よりも小さいと判定された場合には、４段階に設定された警報レベルのうち最も緊急度の低い警報レベル「１」を現在の警報レベルとして設定し、この警報レベルの情報を第２モータＥＣＵ１２へ出力する（ステップＳ０５）。すると第２モータＥＣＵ１２は、警報レベル「１」に応じた振動が発生されるように第２モータの回生制御を行い（ステップＳ０６）、上述した一連の処理を一旦終了する。

一方、統合ＥＣＵ１８により対象物までの距離が第１閾値以上であると判定された場合は（ステップＳ０４でＮＯ）、統合ＥＣＵ１８によって対象物までの距離が第２閾値よりも小さいか否かを判定する（ステップＳ０７）。この判定の結果、対象物までの距離が第２閾値よりも小さいと判定された場合には（ステップＳ０７でＹＥＳ）、２番目に緊急度の低い警報レベル「２」を現在の警報レベルとして設定し、この警報レベルの情報を第２モータＥＣＵ１２へ出力する（ステップＳ０８）。すると第２モータＥＣＵ１２は、警報レベル「２」に応じた振動が発生されるように第２モータの回生制御を行い（ステップＳ０９）、上述した一連の処理を一旦終了する。ここで、警報レベル「２」のときには、第２モータから発生される振動によって上述した警報レベル「１」のときよりも緊急度が高いことを乗員に報知すべく、少なくとも警報レベル「１」のときよりも大きな振動となるように回生制御される。

一方、統合ＥＣＵ１８により対象物までの距離が、第２閾値以上であると判定された場合は（ステップＳ０７でＮＯ）、統合ＥＣＵ１８により対象物までの距離が第３閾値よりも小さいか否かを判定する（ステップＳ１０）。この判定の結果、対象物までの距離が第３閾値よりも小さいと判定された場合には（ステップＳ１０でＹＥＳ）、２番目に緊急度の高い警報レベル「３」を現在の警報レベルとして設定し、この警報レベルの情報を第２モータＥＣＵ１２へ出力する（ステップＳ１１）。すると第２モータＥＣＵ１２によって、警報レベル「３」に応じた振動が発生されるように第２モータの回生制御が行われ（ステップＳ１２）、上述した一連の処理を一旦終了する。ここで、警報レベル「３」のときには、第２モータから発生される振動によって上述した警報レベル「２」のときよりも緊急度が高いことを乗員に報知すべく、少なくとも警報レベル「２」のときよりも大きな振動となるように回生制御される。

一方、統合ＥＣＵ１８により対象物までの距離が、第３閾値以上であると判定された場合は（ステップＳ１０でＮＯ）、最も緊急度の高い警報レベル「４」を現在の警報レベルとして設定する。そして、この警報レベルの情報をブレーキ制御装置（不図示）へ出力し、車両１の制動装置を強制的に作動させて（ステップＳ１３）、車両１が対象物と衝突する前に停止させる（ステップＳ１４）。そして、上述した一連の処理を一旦終了する。この制動装置の作動に伴う車両１の減速により警報レベル「４」であることが乗員へ報知される。

図４は、縦軸を車速、横軸を対象物までの距離としたグラフであり、横軸の「１」,「２」，「３」，「４」の数字は各閾値（第１〜第４閾値）を示す番号であり、第１閾値よりも小さくて第２閾値以上の距離範囲が警報レベル「１」、第２閾値よりも小さくて第３閾値以上の距離範囲が警報レベル「２」、第３閾値よりも小さくて第４閾値以上の距離範囲が警報レベル「３」、第４閾値よりも小さい距離範囲が警報レベル「４」に設定される。なお、図４のグラフは、乗員によるブレーキ操作が行われていない場合の一例である。

この図４のグラフに示すように、対象物までの距離が、第１閾値以上の状態から、徐々に減少して第１閾値よりも短い距離になると、第２モータジェネレータ４に振動を発生させるための減速回生制御が行われる。ここで、図４のグラフ中に二点鎖線の丸で囲んだ部分は、第２モータジェネレータ４が振動を発生している最中に、回生により減速される部分を示している。この回生により減速される部分に示されるように、第２モータジェネレータ４から振動を発生させるための減速回生制御は、予め設定された所定時間が経過した後に停止される。同様に、対象物までの距離が第２閾値より小さくなった場合、および、第３閾値より小さくなった場合も、上記第１閾値よりも小さくなった場合と同様に、第２モータジェネレータ４に振動を発生させる減速回生制御が所定時間なされる。一方、対象物までの距離が第３閾値よりも小さくなった場合には、車両１の制動装置が作動されて、所定時間後に車両１が停止される。

図５は、第２モータジェネレータ４のトルク（縦軸）と車速（横軸）との関係を示すグラフであり、トルクが正となる側が駆動側、負となる側が回生側である。この図５のグラフに矢印で示しているのが第２モータジェネレータ４の回生トルクを変化可能な範囲である。なお、横軸に付した番号「１」〜「４」は、それぞれ上述した図４の第１〜第４閾値を示しており、対象物までの距離がこれら第１〜第４閾値となる時の車速である。この図５のグラフに示すように、第２モータジェネレータ４のトルクの可変範囲は、車速が高いほど狭く、車速が低いほど広くなる。そして、第２モータジェネレータ４は、回生トルクの変動が大きいほど、大きな振動を発生する。また、第２モータジェネレータ４の位相が、最大トルクとなる回転磁界の位相からずれるほど、トルクリプルにより発生する振動が大きくなる。つまり、低回転時ほど大きな振動を発生することが可能となり、例えば、警報レベル「１」では０．１Ｇ、警報レベル「２」では０．２Ｇ、警報レベル「３」では０．３Ｇなど、警報レベルに応じた大きさの振動が発生可能となっている。

したがって、上述した実施形態の車両の制御システムによれば、部品点数が増加することなしに車両１の構成要素である第２モータジェネレータ４の回生時の振動を有効利用して、迅速かつ安定的に乗員へ警報することができるため、従来のように、シフトチェンジのタイムラグが生じたり、強制的なシフトダウンにより車両挙動が不安定になったり、乗員が違和感を覚えたりすることなしに、乗員への注意喚起を行うことができる。

また、車両１と対象物との距離が近づくほど警報レベルを上昇させて、現在の衝突危険度を乗員に報知することができるため、適正なタイミングで乗員に操舵等の回避操作を行わせることができる。

また、車両１と対象物との距離が第１閾値よりも小さくなったタイミングおよび第２閾値よりも小さくなったタイミングでそれぞれ第２モータジェネレータ４の振動により、警報レベルを乗員に報知した後、車両１と対象物との距離が第３閾値よりも小さくなった場合に、車両１の制動装置を作動させるため、この制動装置の作動によって衝突可能性が非常に高いことを確実に乗員に認識させることができ、最終的には車両１を停車させて対象物との衝突を回避させることができる。

なお、この発明は上述した実施形態の構成に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で設計変更可能である。
例えば、上述した実施形態では、車両１の後部に設けられて、後輪Ｗｒの駆動回生を行う第２モータジェネレータ４が、後輪Ｗｒの車軸に接続される場合を一例に説明したが、車両後部に２つ以上のモータを設けて後輪Ｗｆを駆動してもよく、また、後輪Ｗｆのホイール内部に設けた、いわゆるインホイールタイプのモータを用いてもよい。

さらに、上述した実施形態では、ナイトビジョンシステム１９によって検知された車両１から対象物までの距離に基づき警報レベル（衝突危険度）を判定する場合について説明したが、ナイトビジョンシステム１９によって、対象物までの距離、車速、対象物の相対的な位置等に基づき車両１に対する対象物毎の衝突可能性を求めて、これら衝突可能性の値に応じて警報レベルを判定するようにしてもよい。
また、上述した実施形態では、警報レベルに応じて振動の大きさを変化させる場合について説明したが、警報レベルに応じて振動の継続時間を変化させて乗員に警報レベルを報知するようにしてもよい。

さらに、上述した実施形態では警報レベル「１」〜「４」を設定する場合について説明したが、複数段の警報レベルであればよく４段階に限られるものではない。
また、上述した実施形態の車両１は、車両前部にエンジン２と第１モータジェネレータ３とを備えるハイブリッド車両を一例に説明したが、ハイブリッド車両に限られず、モータジェネレータのみで駆動する電動車両であってもよい。さらに、第２モータジェネレータ４により振動を発生させる場合について説明したが、第１モータジェネレータ３により振動を発生させても良い。上述した実施形態では、とりわけ、エンジン２から離れた後輪Ｗｒ側に配置される第２モータジェネレータ４により振動を発生させることで、エンジン２の制御に何ら影響を与えることなしに、乗員に警報レベルを報知することが可能になるなど、車両１の他の制御への影響を最小限にできる点で有利となる。

１車両
４第２モータジェネレータ
１２第２モータＥＣＵ（モータ制御手段）
１８統合ＥＣＵ（危険度判定手段）
１９ナイトビジョンシステム（距離算出手段、検出手段）

Claims

車両の駆動および回生を行うモータジェネレータと、
該モータジェネレータを制御するモータ制御手段と、
前方の障害物を検出する検出手段と、
該検出手段の検出結果に基づき前記車両と前記障害物との距離を算出する距離算出手段と、
該距離算出手段により算出された前記車両と前記障害物との距離に基づき衝突危険度を判定する危険度判定手段とを備え、
前記モータ制御手段は、前記危険度判定手段によって衝突危険度が乗員への注意喚起が必要な所定の衝突危険度となったと判定された場合に、前記モータジェネレータによる回生制御を開始し、該モータジェネレータの回生により生じる振動を用いて乗員へ報知することを特徴とする車両の制御システム。
前記モータ制御手段は、前記距離算出手段により算出される前記車両と前記障害物との距離に応じて、警報レベルを変化させることを特徴とする請求項１に記載の車両の制御システム。
前記車両と障害物との距離が所定距離よりも短くなった場合に、前記車両の制動手段を作動させることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両の制御システム。