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JP2023095903A - 制動力制御装置、制御装置、方法、プログラム、および車両 - Google Patents

制動力制御装置、制御装置、方法、プログラム、および車両 Download PDF

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Abstract

【課題】アクセルペダル操作量に基づく車両の制動力制御を好適に行うことができる制動力制御装置を提供する。【解決手段】ドライバーのアクセルペダル操作に基づいて第1制動力を算出する算出部と、パワートレインアクチュエータが実現可能な第2制動力を取得する取得部と、第1制動力と第2制動力とに基づいて、第1制動力を発生させる要求を、パワートレインアクチュエータ、またはパワートレインアクチュエータおよびブレーキアクチュエータに出力し、第1制動力を発生させる要求をパワートレインアクチュエータおよびブレーキアクチュエータに出力しているときにブレーキペダル操作がされたときには、第1制動力と第2制動力との差に相当する第3制動力を発生させる要求に加えてブレーキペダル操作の量に対応する第4制動力を発生させる要求をブレーキアクチュエータに出力する出力部と、を備える、制御装置である。【選択図】図2

Description

本開示は、車両の制動力を制御する装置等に関する。
近年、車両の空力特性の改善、エンジンの低フリクション化、ポンピングロスの低減等により、アクセルペダルの操作量が小さいときの車両の減速度が従来に比べ小さくなっている。そこで、例えば、特許文献1は、ユーザーによるブレーキ操作がなくても、アクセルペダルの操作量が小さくなれば、所定速度まで減速するためブレーキを用いて制動力を得る車両を開示している。
特開2009-18681号公報
特許文献1のように、ユーザーによるアクセルペダルおよびブレーキペダルの操作量が0または比較的小さい場合に、制動力を補うことが提案されているが、そのための好適な制御方法は十分検討されていなかった。
本開示は、上記課題を鑑みてなされたものであり、アクセルペダルの操作量に対して好適な制動力制御を行うことができる装置等を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本開示の一局面は、ドライバーのアクセルペダル操作に基づいて第1制動力を算出する算出部と、パワートレインアクチュエータが実現可能な第2制動力を取得する取得部と、第1制動力と第2制動力とに基づいて、第1制動力を発生させる要求を、パワートレインアクチュエータ、またはパワートレインアクチュエータおよびブレーキアクチュエータに出力し、第1制動力を発生させる要求をパワートレインアクチュエータおよびブレーキアクチュエータに出力しているときにブレーキペダル操作がされたときには、第1制動力と第2制動力との差に相当する第3制動力を発生させる要求に加えてブレーキペダル操作の量に対応する第4制動力を発生させる要求をブレーキアクチュエータに出力する出力部と、を備える、制御装置である。
以上のように、本開示によれば、アクセルペダルの操作量に対して好適な制動力制御を行うことができる装置等を提供することができる。
本開示の第1実施形態および第2実施形態に係る制動力制御システムの構成例を示す図 本開示の第1実施形態に係る処理を示すシーケンス図 本開示の第2実施形態に係る処理を示すシーケンス図
(概要)
本開示に係る制動力の制御装置は、アクセルペダルの操作量に応じて制動力を発生させる。なお、ブレーキペダルが操作されている場合は、ブレーキペダルの操作量に応じた制動力に、アクセルペダルの操作量に応じた制動力が加算される。これにより、例えば従来の空力特性等の改善前の車両の制動力の特性を模倣でき、従来の車両の運転に慣れたユーザーが、運転中に覚える違和感を低減することができる。
(第1実施形態)
以下、本開示の第1実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
<構成>
図1に、本実施形態に係る制動力制御システム100の構成例を示す。制動力制御システム100は、制動力制御装置10、アクセルペダルセンサ21、ブレーキペダルセンサ22、パワートレイン制御部25、ブレーキ制御部24、ブレーキドライバモデル制御部23を備える。
アクセルペダルセンサ21は、ユーザーによるアクセルペダルの操作量を検知する。ブレーキペダルセンサ22は、ユーザーによるブレーキペダルの操作量を検知する。
パワートレイン制御部25は、パワートレインのエンジン、変速機等の状態を監視し、動作を制御する。また、パワートレイン制御部25は、エンジン、変速機等が、現在の動作状態のもとで発生させることができる制動力(上限値)を算出することができ、この制動力の範囲内で制動力を発生させることができる。なお、制動力は車両を減速させる力であり、制動力が大きいほど、車両の進行方向の反対方向を正の向きとしたときの車両の加速度が大きくなる。
ブレーキ制御部24は、ブレーキを制御して制動力を発生させることができる。ブレーキドライバモデル制御部23は、ブレーキに関連した車両全体の振る舞いを規定する所定の車両制御モデル(ブレーキドライバモデル)に従って、ブレーキ制御部24を含む各種車載機器が連携的に動作するよう制御する。例えば、ブレーキペダルセンサ22によって、ユーザーがブレーキ操作を行ったことを検知すると、ブレーキドライバモデル制御部23は、ブレーキ制御部24に制動力を発生させる指示を行うとともに、図示しないブレーキランプの制御部に点灯指示を行う。また、他にも各種運転支援等のための機器に、ブレーキペダル操作が行われていることやその操作量を通知する。これにより、例えば、ブレーキ操作を前提としたABS(Antilock Brake System)や制動力の各車輪への好適な分配制御等の各種運転支援機能を実現することができる。
制動力制御装置10は、目標加速度算出部11、パワートレイン能力取得部12、指示部13を含む。制動力制御装置10は、アクセルに関連した車両全体の振る舞いを規定する所定の車両制御モデル(アクセルドライバモデル)に従って、パワートレイン制御部25を含む各種車載機器を連携的に動作させ、車両に制動力を発生させるよう制御する。目標加速度算出部11は、アクセルペダルセンサ21からアクセルペダルの操作量を取得して、車両に対して発生させるべき制動方向の加速度を算出する。パワートレイン能力取得部12はパワートレイン制御部25から、上述したパワートレインが現在発生可能な制動力を取得する。指示部13は、ブレーキおよびパワートレインにおいてそれぞれ発生させる制動力を決定し、ブレーキ制御部24およびパワートレイン制御部25にそれぞれ制動力を発生させる指示を行う。
なお、制動力制御装置10は、一例として、図示しない加速制御装置と一体的に設けられアクセルドライバモデル制御部を構成することができる。加速制御装置とは、パワートレイン制御部25等を制御し車両を加速する制御を行う装置である。例えば、アクセルドライバモデル制御部は、アクセルペダルの操作量が所定値以上であれば、加速制御装置による車両を加速する制御を行うようにし、アクセルペダルの操作量が所定値未満であれば、制動力制御装置10による車両を減速する制御を行うようにすることができる。
<処理>
図2は、制動力制御システム100が行う処理を示すシーケンス図である。図2を参照して、処理内容を説明する。本処理は、例えば、ごく短い一定の周期で繰り返し実行することができる。
(ステップS101):制動力制御装置10の目標加速度算出部11は、アクセルペダルセンサ21からユーザーによるアクセルペダル操作量を取得する。
(ステップS102):制動力制御装置10の目標加速度算出部11は、取得したアクセルペダル操作量に対応する第1目標加速度を算出する。第1目標加速度は、取得したアクセルペダル操作量に対応する第1制動力を表す。第1目標加速度の算出は、たとえば予め、アクセルペダル操作量に対応する第1目標加速度を定めたテーブルを参照することで行うことができる。このようなテーブルは、例えば、空力特性の改善、エンジンの低フリクション化、ポンピングロス低減等が行われる前の従来の車両において、ブレーキペダル操作量が0の場合の、アクセルペダル操作量に対して発生する制動力の特性を反映したものである。すなわち、一例として、第1制動力は、従来の車両において発生したであろう制動力である。テーブルは、アクセルペダル操作量だけでなく、あるいはさらに車両速度等に応じて定められてもよい。例えば、第1目標加速度は、アクセルペダル操作量0(全閉)の状態かつ所定の車両速度の状態において、車両の進行方向を正の向きとして例えば-0.5m/s程度とすることができる。また、第1目標加速度の算出は、テーブルの参照によるのではなく、所定の計算式によって行ってもよい。
(ステップS103):パワートレイン制御部25は、パワートレインが現在発生可能な制動力を算出する。
(ステップS104):制動力制御装置10のパワートレイン能力取得部12は、パワートレイン制御部25から、パワートレインが現在発生可能な制動力を取得する。
(ステップS105):第1制動力が、パワートレインが現在発生可能な制動力以下である場合、ステップS105、S106が実行される。本ステップでは、制動力制御装置10の指示部13は、第1制動力を発生させる指示をパワートレイン制御部25に行う。
(ステップS106):パワートレイン制御部25は、パワートレインを制御して、ステップS105で指示された制動力を発生させる。以上で処理が終了する。
(ステップS107):第1制動力が、パワートレインが現在発生可能な制動力より大きい場合、ステップS107~S110が実行される。本ステップでは、制動力制御装置10の指示部13は、現在発生可能な制動力を発生させる指示をパワートレイン制御部25に行う。
(ステップS108):制動力制御装置10の指示部13は、第1制動力と、パワートレインが現在発生可能な制動力との差に相当する制動力を発生させる指示をブレーキ制御部24に行う。
(ステップS109):パワートレイン制御部25は、パワートレインを制御して、ステップS107で指示された制動力を発生させる。
(ステップS110):ブレーキ制御部24は、ステップS108で指示された制動力を発生させる。なお、ブレーキ制御部24が、ブレーキの状態を監視して現在ブレーキが発生させることが可能な制動力を算出できるようにし、ステップS108において、指示部13は、ブレーキ制御部24から、現在ブレーキが発生させることが可能な制動力を取得し、その制動力の範囲内で制動力の発生指示をしてもよい。以上で処理が終了する。
以上の処理では、ブレーキペダル操作量が0であるものとした。ブレーキペダル操作量が0でない場合は、以上の処理と並列的に、ブレーキドライバモデル制御部23は、ブレーキペダル操作量に基づいてブレーキランプの制御部に点灯指示を行う等の、ブレーキドライバモデルに従った処理を行う。また、ブレーキドライバモデル制御部23は、ブレーキペダル操作量に対応する制動力を発生する指示を、ブレーキ制御部24に対して行う。ブレーキ制御部24は、ブレーキドライバモデル制御部23から指示された制動力を発生させる。ブレーキ制御部24は、ステップS108で制動力制御装置10から直接制動力を発生させる指示を受けた場合は、ステップS110において、制動力制御装置10から指示された制動力と、ブレーキドライバモデル制御部23から指示された制動力との和に相当する制動力を発生させればよい。
以上の処理を繰り返し実行することにより、車両走行中に連続的に制動力を制御することができる。また、以上の各ステップの処理は、適宜変形変更して実行することができる。
<効果>
本実施形態においては、アクセルペダルの操作量に応じた所定の制動力が発生する。例えば空力特性等の改善前の従来の車両の制動力の特性を反映することで、アクセル操作量に応じた制動力を、従来の車両の制動力と同等とすることができる。これにより、従来の車両の運転に慣れたユーザーが、運転中に覚える違和感を低減することができる。また、発生させたい制動力が、パワートレインが発生可能な制動力を超える場合、超えた分の制動力をブレーキによって発生させるが、その指示は、ブレーキドライバモデル制御部を経由せずブレーキ制御部に対して直接的に行われる。そのため、ユーザーがブレーキペダルを踏んでいない場合は、ブレーキが実際には動作していても、ドライバモデル上は、ブレーキが動作したことにならないので、ブレーキランプを点灯する等のブレーキペダル操作に応じた処理が実行されず、また、ブレーキ操作と排他的な車両動作が抑制されない。これにより、ユーザーが運転中に覚える違和感をより好適に低減することができる。また、パワートレインを優先的に制御して駆動輪によって制動力を発生させることにより、ブレーキのみを制御して四輪によって制動力を発生させる場合に比べて、従来の車両におけるエンジンブレーキの発生時に近い、ピッチ角の変動特性が得られ、これによってもユーザーが運転中に覚える違和感を低減することができる。なお、上述のステップS110において、ブレーキによる制動力を駆動輪で発生させるようにすれば、従来の車両におけるエンジンブレーキの発生時により近い、ピッチ角の変動特性が得られ好ましい。
(第2実施形態)
以下、本開示の第2実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。本実施形態に係る制動力制御システム100の構成は、第1実施形態に係る制動力制御システムと同等であるが、処理が異なる。
<処理>
図3は、制動力制御システム100が行う処理を示すシーケンス図である。図3を参照して、処理内容を説明する。本処理は、例えば、ごく短い一定の周期で繰り返し実行することができる。
(ステップS201):制動力制御装置10の目標加速度算出部11は、ステップS101と同様に、アクセルペダルセンサ21からユーザーによるアクセルペダル操作量を取得する。
(ステップS202):制動力制御装置10の目標加速度算出部11は、ステップS102と同様に、第1制動力を算出する。また、目標加速度算出部11は、第1の実施形態のステップS102において、目標加速度算出部11が算出しうる第1制動力の最大値を算出する。以降、この最大値のことを、第1制動力の最大値とよび、N1maxとも記す。第1制動力の最大値は上述のステップS102において説明したテーブルや計算式を用いて第1目標加速度の最大値を求めることで算出できる。第1制動力の最大値は、空力特性の改善、エンジンの低フリクション化、ポンピングロス低減等が行われる前の従来の車両において、ブレーキペダル操作量が0の場合の、アクセルペダル操作量に応じて発生しうる制動力の最大値である。なお、第1制動力の最大値N1maxは、従来の車両の特性を表す所定のモデルに従って予め定められた所定値であってもよい。
(ステップS203):制動力制御装置10の目標加速度算出部11は、取得したアクセルペダル操作量に対応する第2目標加速度を算出する。第2目標加速度は、取得したアクセルペダル操作量に対応する第2制動力を表す。これは、第2目標加速度と同様に、たとえば予め、アクセルペダル操作量に対応する第2目標加速度を定めたテーブルを参照することで行うことができる。このようなテーブルは、例えば、ユーザーによるブレーキ操作がなくても、アクセルペダルの踏み量を小さくする操作によって従来に比べて大きな制動力を発生させる、車両の新たな操作方式(ワンペダル操作方式)における、ブレーキペダル操作量が0の場合の、アクセルペダル操作量に対して発生する制動力の特性を反映したものである。すなわち、一例として、第2制動力は、ワンペダル操作方式における制動力であり、同じアクセルペダル操作量に対して、第2制動力は、第1制動力より大きい。テーブルは、アクセルペダル操作量だけでなく、あるいはさらに車両の速度等に応じて定められてもよい。例えば、第2目標加速度は、アクセルペダル操作量0(全閉)の状態かつ所定の車両速度において、絶対値を同条件における第1目標加速度より大きくし、車両の進行方向を正の向きとして-3m/s程度とすることができる。また、第2目標加速度の算出は、テーブルの参照によるのではなく、所定の計算式によって行ってもよい。
(ステップS204):制動力制御装置10の指示部13は、第2制動力が、第1制動力の最大値(N1max)より大きい場合、第2制動力のうちN1maxを超える分に相当する制動力を発生させる指示をブレーキドライバモデル制御部23に行う。第2制動力が、N1max以下である場合は、ステップS206に進む。
(ステップS205):ブレーキドライバモデル制御部23は、ステップS204で受けた指示に応じて、第2制動力のうちN1maxを超える分、すなわち、第2制動力と第1制動力の最大値との差に相当する制動力を発生させる指示をブレーキ制御部24に対して行う。また、ブレーキランプの制御部に点灯指示を行う等のブレーキドライバモデルに従った処理を行う。
(ステップS206):パワートレイン制御部25は、ステップS103と同様に、パワートレインが現在発生可能な制動力を算出する。
(ステップS207):制動力制御装置10のパワートレイン能力取得部12は、ステップS104と同様に、パワートレイン制御部25から、パワートレインが現在発生可能な制動力を取得する。
(ステップS208):制動力制御装置10の指示部13は、第2制動力のうちN1maxを超えない分(第2制動力がN1max以下の場合は、第2制動力を意味し、第2制動力がN1maxより大きい場合は、N1maxを意味する)が、パワートレインが現在発生可能な制動力以下である場合、第2制動力のうちN1maxを超えない分を発生させる指示をパワートレイン制御部25に行う。本処理のあと、ステップS211に進む。
(ステップS209):制動力制御装置10の指示部13は、第2制動力のうちN1maxを超えない分が、パワートレインが現在発生可能な制動力より大きい場合、現在発生可能な制動力を発生させる指示をパワートレイン制御部25に行う。
(ステップS210):制動力制御装置10の指示部13は、第2制動力のうちN1maxを超えない分と、パワートレインが現在発生可能な制動力との差に相当する制動力を発生させる指示をブレーキ制御部24に行う。
(ステップS211):パワートレイン制御部25は、パワートレインを制御して、ステップS208またはステップS209で指示された制動力を発生させる。
(ステップS212):ブレーキ制御部24は、これまでに指示された制動力を発生させる。すなわち、ブレーキ制御部24は、ステップS205の指示またはステップS210の指示のうち1つを受けた場合は、指示された制動力を発生させる。また、ブレーキ制御部24は、ステップS205の指示およびS210の指示の両方を受けた場合は、S205で指示された制動力およびステップS210で指示された制動力の和に相当する制動力を発生させる。以上で処理が終了する。
以上の処理では、ブレーキペダル操作量が0であるものとした。ブレーキペダル操作量が0でない場合は、上述のステップS205において、制動力制御装置10から指示された制動力だけでなく、これに、取得したブレーキペダル操作量に対応する制動力を加算した制動力を発生する指示をブレーキ制御部24に対して行い、また、ブレーキドライバモデルに従った処理も、加算後の制動力に基づいて行うようにすればよい。
なお、以上の処理を繰り返し実行することにより、車両走行中に連続的に制動力を制御することができる。また、以上の各ステップの処理は、適宜変形して実行することができる。
<効果>
本実施形態においては、例えばユーザーによるブレーキ操作がなくても、アクセルペダルの踏み量を小さくする操作によって従来に比べて積極的に車両を減速させるワンペダル操作方式に対応することができる。この際、発生させたい制動力から空力特性等の改善前の従来の車両においてアクセルペダル操作量に応じて発生しえた最大の制動力を差し引いた分の制動力の発生指示が、ブレーキドライバモデル制御部に対して行われ、発生指示された制動力に対してドライバモデルに沿った処理が実行される。すなわち、仮に従来の車両においてワンペダル操作方式に変更したと想定した場合のアクセルペダル操作量に応じた制動力のうち、従来の車両において発生しえた最大の制動力からの増加分が、ブレーキドライバモデルに沿ったブレーキランプ点灯等の車両の振る舞いに反映される。そのため、従来の車両の運転に慣れたユーザーに、ワンペダル操作方式への変更による制動力増加と車両の振る舞いの変化とが好適に整合する感覚を提供できるため、ワンペダル操作方式に変更した場合の違和感を低減することができる。また、ワンペダル操作方式においては、アクセルペダルの踏み量を小さくするだけで比較的大きな制動力が発生するが、本実施形態では、ブレーキドライバモデルに沿った車両制御を行うので、ブレーキ操作を前提としたABS等の機能と連携させることができ、また、各車輪への制動力の分配を好適に行って横滑り等を抑制でき、好ましい。
(変形例1)
制動力制御装置10は、ワンペダル操作方式に切り替えるか否かを指定する切替指示をユーザー等から受け付け可能にしてもよい。これにより、制動力の発生量にユーザーの好みが反映され利便性が向上する。制動力制御装置10は、ユーザーがワンペダル操作方式を選択した場合は、第2処理として第2実施形態の処理を実行すればよく、ワンペダル操作方式を選択しない場合は第1処理として第1実施形態の処理を実行すればよい。
(変形例2)
制動力制御装置10は、上述した第1制動力あるいは第2制動力の計算方法をそれぞれ複数用意してもよい。例えば、目標加速度算出部11は、燃費を通常より抑制した節約モードや、車両の加減速度の許容範囲を通常より拡大したスポーツモード等の運転モードに応じて、計算方法を切り替えて、同じアクセルペダル操作量に対して、相異なる目標制動力を算出するようにすれば、各運転モードに好適に対応できる。
以上、本開示の実施形態を説明したが、本開示は、制動力の制御装置、制動力の制御システム、制動力の制御装置が実行する制動力の制御方法、制動力の制御プログラムおよびこれを記憶したコンピューター読み取り可能な非一時的な記録媒体、車両等として捉えることができる。
本開示は、車両等に搭載される制動力の制御装置に有用である。
10 制動力制御装置
11 目標加速度算出部
12 パワートレイン能力取得部
13 指示部
21 アクセルペダルセンサ
22 ブレーキペダルセンサ
23 ブレーキドライバモデル制御部
24 ブレーキ制御部
25 パワートレイン制御部
100 制動力制御システム

Claims (5)

  1. 制御装置であって、
    ドライバーのアクセルペダル操作に基づいて第1制動力を算出する算出部と、
    パワートレインアクチュエータが実現可能な第2制動力を取得する取得部と、
    前記第1制動力と前記第2制動力とに基づいて、前記第1制動力を発生させる要求を、前記パワートレインアクチュエータ、または前記パワートレインアクチュエータおよびブレーキアクチュエータに出力し、前記第1制動力を発生させる要求を前記パワートレインアクチュエータおよび前記ブレーキアクチュエータに出力しているときにブレーキペダル操作がされたときには、前記第1制動力と前記第2制動力との差に相当する第3制動力を発生させる要求に加えて当該ブレーキペダル操作の量に対応する第4制動力を発生させる要求を前記ブレーキアクチュエータに出力する出力部と、を備える、制御装置。
  2. 前記出力部は、
    前記第1制動力が、前記第2制動力以下の場合、前記第1制動力を発生させる要求を前記パワートレインアクチュエータに対して出力し、
    前記第1制動力が、前記第2制動力より大きい場合、前記第2制動力を発生させる要求を前記パワートレインアクチュエータに出力し、前記第1制動力と前記第2制動力との差に相当する第3制動力を発生させる要求を前記ブレーキアクチュエータに出力する、請求項1に記載の制御装置。
  3. 制御装置のコンピューターが実行する方法であって、
    ドライバーのアクセルペダル操作に基づいて第1制動力を算出するステップと、
    パワートレインアクチュエータが実現可能な第2制動力を取得するステップと、
    前記第1制動力と前記第2制動力とに基づいて、前記第1制動力を発生させる要求を、前記パワートレインアクチュエータ、または前記パワートレインアクチュエータおよびブレーキアクチュエータに出力し、前記第1制動力を発生させる要求を前記パワートレインアクチュエータおよび前記ブレーキアクチュエータに出力しているときにブレーキペダル操作がされたときには、前記第1制動力と前記第2制動力との差に相当する第3制動力を発生させる要求に加えて当該ブレーキペダル操作の量に対応する第4制動力を発生させる要求を前記ブレーキアクチュエータに出力するステップと、を含む、方法。
  4. 制御装置のコンピューターに実行させるプログラムであって、
    ドライバーのアクセルペダル操作に基づいて第1制動力を算出するステップと、
    パワートレインアクチュエータが実現可能な第2制動力を取得するステップと、
    前記第1制動力と前記第2制動力とに基づいて、前記第1制動力を発生させる要求を、前記パワートレインアクチュエータ、または前記パワートレインアクチュエータおよびブレーキアクチュエータに出力し、前記第1制動力を発生させる要求を前記パワートレインアクチュエータおよび前記ブレーキアクチュエータに出力しているときにブレーキペダル操作がされたときには、前記第1制動力と前記第2制動力との差に相当する第3制動力を発生させる要求に加えて当該ブレーキペダル操作の量に対応する第4制動力を発生させる要求を前記ブレーキアクチュエータに出力するステップと、を含む、プログラム。
  5. 請求項1または2に記載の制御装置を搭載した、車両。
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