JP7544581B2 - 車両制御システム - Google Patents
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Description
特許文献1には、坂路上において電動機の駆動トルクが発生している状態で電動車両が停止している場合における電動機の電力消費量を低減することができる電動車両の坂路停止制御装置が開示されている。
特許文献2には、車両を停止状態に維持するための制動力の制御において、余剰の制動力を相殺するための駆動力を演算することが開示されている。
特許文献3には、ブレーキ制御システムにおいて、ブレーキ作動液の液圧保持動作を行うときに作動液供給ユニットに生じる作動音や消費電力の抑制を図るための技術が開示されている。
上記のような予増圧処理を行うことで、停止保持機能による停車後の液圧増圧量の低減を図ることができ、NV性能(Noise Vibe性能:騒振性能)の向上を図ることが可能となる。このとき、予増圧処理では、予増圧のためのブレーキ力を停止保持ブレーキ力まで上昇させるものとはぜず、停止保持ブレーキ力よりも小さいブレーキ力までの上昇に止めている。このため、相殺のための駆動力が過度に上昇してしまうことの防止が図られ、燃費又は電費の悪化抑制を図ることが可能となる。
これにより、相殺分駆動力が、燃費又は電費の面から許容される駆動力上限を超えないようにすることが可能となる。
これにより、燃費や電費を重視する第二モードの場合は相殺分駆動力上限を小さくして相殺分駆動力の上昇を抑えるものとし、逆に乗員快適性を重視する第一モードの場合は相殺分駆動力上限を大きくする、すなわち予増圧量を大きくして停止保持時の液圧増圧量を抑えるようにすることが可能となる。
停止後上昇許容ブレーキ力とは、車両の停止保持時におけるブレーキ力上昇量についての許容量を意味する。
走行路の勾配が大きい場合には、停止保持ブレーキ力として大きな値が設定される。このように停止保持ブレーキ力が大きくなるのに対し、停止後上昇許容ブレーキ力を大きくしないでいると、「停止保持ブレーキ力-停止後上昇許容ブレーキ力」により算出されるブレーキ力閾値が大きくなって、相殺分駆動力が大きくなり、予増圧分の相殺のための燃料又は電力の消費量の増大化を招いてしまう虞がある。そこで、上記のように勾配が大きい場合には停止後上昇許容ブレーキ力を大きくして、ブレーキ力閾値が過大となることの防止を図る。
エンジン走行モード中はエンジン音の影響により停止保持時の液圧増圧に伴うモータ作動音が乗員に知覚され難い。このため、上記のようにエンジン走行モード中であった場合はブレーキ力閾値を小さくして、予増圧時の相殺分駆動力を小さくする。
図1は、本発明に係る実施形態としての車両制御システム1の構成概要を示したブロック図である。なお、図1では、車両制御システム1の構成のうち主に本発明に係る要部の構成のみを抽出して示している。
実施形態の車両制御システム1は、車輪の駆動源としてエンジンとモータ・ジェネレータ(以下で説明するMG10)とを有するハイブリッド車両(Hybrid Electric Vehicle:HEV)に設けられている。
撮像部21は、自車両の進行方向(本例では前方)を撮像した撮像画像データを得る。本例における撮像部21には、二つのカメラ部が設けられており、各カメラ部は、それぞれカメラ光学系とCCD(Charge Coupled Device)やCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)などの撮像素子とを備えている。各カメラ部では、カメラ光学系により撮像素子の撮像面に被写体像が結像されて受光光量に応じた電気信号が画素単位で得られる。各カメラ部は、いわゆるステレオ撮像法による測距が可能となるように設置されている。各カメラ部で得られた電気信号は、A/D(Analog/Digital)変換や所定の補正処理が施され、画素単位で所定階調による輝度値を表すデジタル画像信号(撮像画像データ)として画像処理部22に供給される。
具体的に、画像処理部22は、ステレオ撮像により得られた各撮像画像データに基づく各種の画像処理を実行し、自車両の前方の立体物データや白線データ等の前方情報を認識し、これら認識情報等に基づいて自車走行路を推定する。さらに、画像処理部22は、認識した立体物データ等に基づいて自車走行路上の先行車両の検出を行う。
画像処理部22は、上記の先行車情報を例えば撮像画像データのフレームごとに算出し、算出した先行車情報を逐次、記憶する。
ACCでは、センサ・操作子類11に設けられた所定の操作子による操作入力に基づいて、目標車速Stと目標車間距離Dtがセットされる。なお、本例において、運転者は操作により例えば「長」、「中」、「短」の三つの車間距離モードから任意の車間距離モードを選択可能とされ、制御部23は、例えば、自車速jsに応じて、選択されたモード毎に異なる目標車間距離Dtを設定する。
なお、以下「目標車速St」については「セット車速St」と表記する。
また、制御部23は、定速走行制御中に先行車両を認識した場合には、当該先行車両との車間距離cdを目標車間距離Dtに収束させる追従走行制御を行う。本例における制御部23は、このような追従走行制御として、先行車両に対する追従停止、及び追従発進を実現する制御を行う。すなわち、先行車両の停車に応じて自車両を停車させ、その後に先行車両が発進した場合に該先行車両に引き続き追従する制御である。
また、制御部23は、ACC中以外の状態(車両の加減速を運転者のアクセル操作やブレーキ操作に基づき制御する状態)では、運転者によるアクセル操作やブレーキ操作に基づいて目標駆動力の算出を行う。
ここで、目標駆動力は、例えば加速側であれば正の値、減速側であれば負の値として算出される等、加速側と減速側とで極性の異なる値として算出される。
要求ブレーキ力は、目標駆動力を実現するために要求されるブレーキ力である。
また、図示は省略したが、センサ・操作子類11は、他のセンサとして、エンジン回転数を検出するエンジン回転数センサや、エンジンへの吸入空気量を検出する吸入空気量センサ、吸気通路に介装されてエンジンの各気筒に供給する吸入空気量を調整するスロットル弁の開度を検出するスロットル開度センサ、エンジン温度を示す冷却水温を検出する水温センサ、車外の気温を検出する外気温センサ、自車走行路の勾配を検出する勾配センサ等も有する。
また、操作子としては、車両制御システム1の起動/停止を指示するためのスタートスイッチや、前述したACC関連の操作を行うための操作子などがある。さらに、操作子としては、上述したCOMFORTモード、ECOモードの設定のための操作子もある。
HEV制御ユニット3は、制御部23から入力した要求駆動力に基づいて、エンジンに要求される駆動力であるエンジン要求駆動力と、MG10に要求される駆動力であるモータ要求駆動力とを算出し、エンジン要求駆動力をエンジン制御ユニット4に、モータ要求駆動力をモータ制御ユニット5にそれぞれ指示する。
エンジン制御ユニット4は、エンジン要求駆動力に基づき、燃料噴射タイミング、燃料噴射パルス幅、スロットル開度等の制御を行って、エンジン出力を制御する。また、エンジン制御ユニット4は、エンジンの始動/停止の制御を行うことが可能とされる。
モータ制御ユニット5は、モータ要求駆動力に基づき、MG10を力行回転させるべき場合はモータ駆動部8に対する指示を行ってMG10を力行回転させ、MG10を回生回転させるべき場合にはモータ駆動部8に対する指示を行ってMG10を回生回転させる。
ここでは、車両が減速して停止状態で保持されるまでの車速(自車速js)の遷移と、停車後のブレーキ力の遷移とを例示している。
停止保持機能は、停車タイミングでの要求ブレーキ力である停車時ブレーキ力が、停止保持ブレーキ力Tpとしての所定のブレーキ力以上でなかった場合に、ブレーキ力が停止保持ブレーキ力Tp以上となるようにブレーキ液圧を増圧して車両を停止状態に保持する機能である。
停止保持ブレーキ力Tpとしては、車両を停止保持するために必要とされるブレーキ力であると定義できる。この停止保持ブレーキ力Tpについては、車両を停止保持するためのブレーキ力の限界値(下限値)として定めることも可能であるし、この限界値に対し、マージンを考慮した値(限界値+マージン)として定めることも可能である。
図中では、この停車タイミングを時点t1として示している。
なお、停止保持機能を実現するための処理の実行主体は走安制御ユニット6に限定されるものではなく、例えば制御部23等の他のコンピュータ装置が実行主体とされてもよい。
続いて、実施形態としての予増圧処理について説明する。
図3は、実施形態としての予増圧処理について説明するための機能ブロック図であり、運転支援制御ユニット2の制御部23が有する予増圧処理に係る機能をブロック化して示している。
図示のように制御部23は、目標駆動力算出部F1、走行モード選択部F2、及び演算部F3を有する。
目標駆動力算出部F1は、前述した目標駆動力の算出を行う。
なお、ハイブリッド車両において、エンジン走行モードとEV走行モードの選択手法については公知の種々の手法が存在し、何れか特定の手法に限定されるものではない。
ここで、演算部F3は、予増圧処理として、停車タイミングよりも前に、ブレーキ液圧を予増圧させる処理を行う。具体的に、予増圧処理とは、停車タイミングよりも前にブレーキ液圧を予増圧させると共に、予増圧のためのブレーキ力を相殺する相殺分駆動力を要求駆動力として設定する処理を意味する。
先ず、本例において予増圧処理は、停車タイミングの直前タイミングである停車直前タイミングから開始する。停車直前タイミングであるか否かの判定は、アクセルオフ且つ車速が第二車速閾値以下であるか否かの判定として行う。ここで、第二車速閾値は、前述した第一車速閾値よりも大きな値として設定される。例えば、第二車速閾値は、2km/hから10km/hの範囲内の値として設定することが考えられる。
図中では、このような第二車速閾値と車速とに基づき特定される停車直前タイミングを時点t2として示している。
本例において、NVブレーキ力閾値Nthは、停止保持ブレーキ力Tpと、停止後上昇許容ブレーキ力Umとに基づき算出する。ここで、停止後上昇許容ブレーキ力Umとは、車両の停止保持時におけるブレーキ力上昇量についての許容量を意味するものである。この停止後上昇を適切に設定することで、停止保持の際のNV性能が許容できる性能を下回ることの防止を図ることができる。
本例では、NVブレーキ力閾値Nthは、停止保持ブレーキ力から停止後上昇許容ブレーキ力を減じた値として算出する。すなわち、「NVブレーキ力閾値Nth=停止保持ブレーキ力Tp-停止後上昇許容ブレーキ力Um」である。
これにより、NVブレーキ力閾値Nthは停止保持ブレーキ力Tpよりも小さい値として算出されることになり、予増圧処理でのブレーキ力の上昇は、停止保持ブレーキ力Tpよりも小さいブレーキ力までの上昇に止められる。このため、相殺分駆動力が過度に上昇してしまうことの防止が図られ、燃費や電費の悪化抑制を図ることができる。
また、上記のようにNVブレーキ力閾値Nthを算出することで、停止後のブレーキ力の上昇量(つまり停止保持機能によるブレーキ力の上昇量)が停止後上昇許容ブレーキ力Umを超えないようにできるため、NV性能が許容できる性能を下回ることがないように図ることができる。
相殺分駆動力上限Dthは、相殺分駆動力の上限を定めたものである。相殺分駆動力上限Dthを定め、相殺分駆動力が相殺分駆動力上限Dthを超えないように制御することで、相殺分駆動力が、燃費や電費の面から許容される上限値を超えないように図ることができる。
なお、ここでの勾配の情報としては、前述した勾配センサが検出するリアルタイムな情報を用いることもできるし、停車タイミングでの勾配を予測した予測情報を用いることも可能である。勾配の予測は、例えば前述した画像処理部22による画像認識処理として行うことができる。
図示のように勾配が大きい場合の停止後上昇許容ブレーキ力Um2は、勾配が小さい場合の停止後上昇許容ブレーキ力Um1よりも大きくする。以下、勾配が小さい場合に対応した停止後上昇許容ブレーキ力Um1に基づき算出されるNVブレーキ力閾値Nthを「Nth1」と表記し、勾配が大きい場合に対応した停止後上昇許容ブレーキ力Um2に基づき算出されるNVブレーキ力閾値Nthを「Nth2」と表記する。
これにより、坂路での停止保持についてのNV性能向上を図る際における燃費、電費の悪化抑制を図ることができる。
図中のブレーキ力、相殺分駆動力について、点線は勾配が小さい場合を、実線は勾配が大きい場合をそれぞれ示している。図示のように勾配が大きい場合は、予増圧処理によるブレーキ力の上昇量が抑えられ、これに伴い、相殺分駆動力についても上昇量が抑えられる。
図9に、ECOモード時に設定する相殺分駆動力上限Dth_Eと、COMFORTモード時に設定する相殺分駆動力上限Dth_Cとの関係を示しておく。
図中の相殺分駆動力、ブレーキ力について、点線はECOモードの場合を、実線はCOMFORTモードの場合をそれぞれ示している。
前述のように、本例では、相殺分駆動力が相殺分駆動力上限Dthを超えないように予増圧時のブレーキ力が制御される。このため、相殺分駆動力上限Dth_Eが小さく設定されるECOモード時には、予増圧処理における相殺分駆動力の上昇が抑えられ、燃費や電費の悪化抑制効果が高められる。
本例では、これらNVブレーキ力閾値Nth_eg、Nth_mtは、エンジン走行モード用、EV走行モード用それぞれの停止後上昇許容ブレーキ力Umを用いて算出する。具体的には、図中の「Um_eg」と示すようなエンジン走行モード用の停止後上昇許容ブレーキ力Umと、「Um_mt」と示すようなEV走行モード用の停止後上昇許容ブレーキ力Umとを定めておく。このとき、「Um_eg>Um_mt」である。
そして、エンジン走行モード用のNVブレーキ力閾値Nth_egについては、停止保持ブレーキ力Tpと停止後上昇許容ブレーキ力Um_egとを用いて算出(「Nth_eg=Tp-Um_eg」)し、EV走行モード用のNVブレーキ力閾値Nth_mtについては停止保持ブレーキ力Tpと停止後上昇許容ブレーキ力Um_mtとを用いて算出(「Nth_mt=Tp-Um_mt」)する。
図12及び図13を参照して、上記により説明した実施形態としての予増圧処理を実現するための具体的な処理手順例を説明する。
なお、これら図12及び図13に示す一連の処理は、本例では、制御部23が自身のROM等の所定の記憶装置に記憶されたプログラムに基づき実行する。制御部23は、これら図12及び図13に示す一連の処理を、例えば所定周期で実行する等、時間方向において間隔を空けて繰り返し実行する。
すなわち、停車直前タイミング(時点t2)の到来前の状態では、予増圧のためのブレーキ力や相殺分駆動力の制御は行われない。
一方、勾配ありではないと判定した場合、制御部23はステップS105からステップS107に進んで停止後上昇許容ブレーキ力Umとして第二の値(例えば、75Nに相当する値)を設定し、ステップS111に進む。
ステップS108において、勾配ありと判定した場合、制御部23はステップS109に進んで停止後上昇許容ブレーキ力Umとして第三の値(例えば、50Nに相当する値)を設定し、ステップS111に進む。
一方、ステップS108で勾配ありではないと判定した場合、制御部23はステップS110に進んで停止後上昇許容ブレーキ力Umとして第四の値(例えば、25Nに相当する値)を設定し、ステップS111に進む。
具体的に、ステップS111で制御部23は、停止保持ブレーキ力Tpを算出する。停止保持ブレーキ力Tpは、例えば勾配等の情報に基づいて算出する。
制御部23は、ステップS112でNVブレーキ力閾値Nthを算出したことに応じ、図13に示すステップS113に処理を進める。
ここで、本例において予増圧処理は、停車直前タイミングからブレーキ力を徐々に上昇させることで行うが、上記の「α」は、この際のブレーキ力の上昇幅(単位時間あたりの上昇幅)を定める値となる。上述のように図12及び図13に示す一連の処理は繰り返し実行されるが、その下でステップS114の処理が逐次実行されることで、ブレーキ力がαずつ上昇していき、NVブレーキ力閾値Nthに徐々に近づいていくことになる。
なお、αについては固定値であっても可変値であってもよい。αを固定値とした場合には、予増圧処理におけるブレーキ力の上昇率を何らかの条件に応じて可変とすることができる。
なお、「暫定」としているのは、後述するステップS118の分岐処理により、ステップS114で算出した値が要求ブレーキ力として設定されないケースがあり得るためである。
これにより、現在のブレーキ力がNVブレーキ力閾値Nthに達した場合は、上記したαによるブレーキ力の上昇が停止され、予増圧処理による液圧の増圧が完了する。
一方、ステップS115において、ECOモードであると判定した場合、制御部23はステップS117で相殺分駆動力上限Dthとして前述した「Dth_E」(例えば200N)を設定し、ステップS118に進む。
すなわち、ステップS114で設定した「暫定の要求ブレーキ力」が相殺分駆動力上限Dthに未だ達していなければ、要求ブレーキ力として「暫定の要求ブレーキ力」が設定され、現在のブレーキ力に対して「α」分のブレーキ力の上昇が行われるものである。
すなわち、「暫定の要求ブレーキ力」が相殺分駆動力上限Dthに達した場合には、αによるブレーキ力の上昇が停止され、予増圧処理による液圧の増圧が完了する。
なお、実施形態としては上記で例示した具体例に限定されるものではなく、多様な変形例を採り得るものである。
例えば上記では、ACC中の停車に関して実施形態としての予増圧処理を適用する例を挙げたが、該予増圧処理は、自動運転技術による停車や、ワンペダル機能利用時における停車に関して適用することも可能である。なお、ワンペダル機能とは、一つのペダルの操作に基づいて車両の加減速を行う機能を意味する。
上記のように実施形態としての車両制御システム(同1)は、車両における車輪の駆動源としてエンジン又はモータを有し、車両の目標駆動力を算出する目標駆動力算出部(同F1)と、目標駆動力に基づき、エンジン又はモータの駆動制御に用いられる要求駆動力と、液圧ブレーキ制御に用いられる要求ブレーキ力とを算出する演算部(同F3)と、停車タイミングでの要求ブレーキ力である停車時ブレーキ力が、車両を停止状態に保持可能な停止保持ブレーキ力以上でない場合に、ブレーキ力が停止保持ブレーキ力以上となるようにブレーキ液圧を増圧して車両を停止状態に保持する処理を行う停止保持処理部(例えば、走安制御ユニット6)と、を備えた車両における車両制御システムであって、演算部は、停車タイミングよりも前に、ブレーキ液圧を予増圧させ且つ予増圧のためのブレーキ力を相殺する相殺分駆動力を要求駆動力として設定する予増圧処理を行うと共に、予増圧処理において、予増圧のためのブレーキ力の上昇が、停止保持ブレーキ力よりも小さい値によるブレーキ力閾値を超えない範囲で行われるように要求ブレーキ力を制御するものである。
上記のような予増圧処理を行うことで、停止保持機能による停車後の液圧増圧量の低減を図ることができ、NV性能の向上を図ることが可能となる。このとき、予増圧処理では、予増圧のためのブレーキ力を停止保持ブレーキ力まで上昇させるものとはぜず、停止保持ブレーキ力よりも小さいブレーキ力までの上昇に止めている。このため、相殺のための駆動力が過度に上昇してしまうことの防止が図られ、燃費又は電費の悪化抑制を図ることが可能となる。
従って、車両の停止保持機能に関して、NV性能の向上を燃費又は電費の悪化抑制を図りつつ実現することができる。
これにより、相殺分駆動力が、燃費又は電費の面から許容される駆動力上限を超えないようにすることが可能となる。
従って、燃費又は電費の悪化抑制効果の向上を図ることができる。
これにより、燃費や電費を重視する第二モードの場合は相殺分駆動力上限を小さくして相殺分駆動力の上昇を抑えるものとし、逆に乗員快適性を重視する第一モードの場合は相殺分駆動力上限を大きくする、すなわち予増圧量を大きくして停止保持時の液圧増圧量を抑えるようにすることが可能となる。
従って、第一、第二モードそれぞれの特性に応じた適切な予増圧処理を実現することができる。
停止後上昇許容ブレーキ力とは、車両の停止保持時におけるブレーキ力上昇量についての許容量を意味する。
上記のようにブレーキ力閾値を停止保持ブレーキ力から停止後上昇許容ブレーキ力を減じた値として算出することで、NV性能が許容できる性能を下回ってしてしまうことの防止を図ることができる。
走行路の勾配が大きい場合には、停止保持ブレーキ力として大きな値が設定される。このように停止保持ブレーキ力が大きくなるのに対し、停止後上昇許容ブレーキ力を大きくしないでいると、「停止保持ブレーキ力-停止後上昇許容ブレーキ力」により算出されるブレーキ力閾値が大きくなって、相殺分駆動力が大きくなり、予増圧分の相殺のための燃料又は電力の消費量の増大化を招いてしまう虞がある。そこで、上記のように勾配が大きい場合には停止後上昇許容ブレーキ力を大きくして、ブレーキ力閾値が過大となることの防止を図る。
これにより、坂路での停止保持についてのNV性能向上を図る際における燃費又は電費の悪化抑制を図ることができる。
エンジン走行モード中はエンジン音の影響により停止保持時の液圧増圧に伴うモータ作動音が乗員に知覚され難い。このため、上記のようにエンジン走行モード中であった場合はブレーキ力閾値を小さくして、予増圧時の相殺分駆動力を小さくする。
これにより、燃費の悪化抑制効果の向上を図ることができる。
2 運転支援制御ユニット
21 撮像部
22 画像処理部
23 制御部
3 HEV制御ユニット
4 エンジン制御ユニット
5 モータ制御ユニット
6 走安制御ユニット
7 エンジン関連アクチュエータ
8 モータ駆動部
9 ブレーキ関連アクチュエータ
10 MG(モータ・ジェネレータ)
11 センサ・操作子類
11a 車速センサ
11b アクセル開度センサ
11c ブレーキスイッチ
11d 動きセンサ
12 バス
F1 目標駆動力算出部
F2 走行モード選択部
F3 演算部
Tp 停止保持ブレーキ力
Nth,Nth1,Nth2,Nth_eg,Nth_mt
Um,Um1,Um2,Um_eg,Um_mt 停止後上昇許容ブレーキ力
Dth,Dth_E,Dth_C 相殺分駆動力上限
Uc,Ue ブレーキ力上昇量
Claims (5)
- 車両における車輪の駆動源としてエンジン又はモータを有し、
前記車両の目標駆動力を算出する目標駆動力算出部と、
前記目標駆動力に基づき、前記エンジン又はモータの駆動制御に用いられる要求駆動力と、液圧ブレーキ制御に用いられる要求ブレーキ力とを算出する演算部と、
停車タイミングでの前記要求ブレーキ力である停車時ブレーキ力が、前記車両を停止状態に保持可能な停止保持ブレーキ力以上でない場合に、ブレーキ力が前記停止保持ブレーキ力以上となるようにブレーキ液圧を増圧して車両を停止状態に保持する処理を行う停止保持処理部と、を備えた車両における車両制御システムであって、
前記演算部は、
前記停車タイミングよりも前に、前記ブレーキ液圧を予増圧させ且つ予増圧のためのブレーキ力を相殺する相殺分駆動力を前記要求駆動力として設定する予増圧処理を行うと共に、
前記予増圧処理において、前記予増圧のためのブレーキ力の上昇が、前記停止保持ブレーキ力よりも小さい値によるブレーキ力閾値を超えない範囲で行われるように前記要求ブレーキ力を制御する
車両制御システム。 - 前記演算部は、
前記予増圧のためのブレーキ力の上昇が、前記相殺分駆動力が所定の相殺分駆動力上限を超えない範囲で行われるように前記要求ブレーキ力を制御する
請求項1に記載の車両制御システム。 - 前記車両の制御に関するモードとして乗員快適性を重視した第一モードと燃費又は電費性能を重視した第二モードとを設定可能とされ、
前記演算部は、
前記第二モードが設定されている場合は前記第一モードが設定されている場合よりも前記相殺分駆動力上限を小さくする
請求項2に記載の車両制御システム。 - 前記演算部は、
前記ブレーキ力閾値を、前記停止保持ブレーキ力から停止後上昇許容ブレーキ力を減じた値として算出する
請求項1から請求項3の何れかに記載の車両制御システム。 - 前記演算部は、
前記車両の走行路の勾配が大きい場合は小さい場合よりも前記停止後上昇許容ブレーキ力を大きくする
請求項4に記載の車両制御システム。
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