JP2010260515A - 車間距離制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】先行車をロストした場合においても、ドライバにとって違和感の少ない適切な制御を行う。
【解決手段】制御継続判定部１３でロスト判定部１１のロスト判定結果とノーズダイブ判定部１２のノーズダイブ判定結果とからＡＣＣ制御を継続するか否かを判定する。低速時に先行車をロストしたと判定され、且つ自車の減速度が閾値以上でブレーキ作動が設定時間以上継続してノーズダイブしていると判定されたときには、ＡＣＣ制御の継続を指示し、先行車をロストしたと判定されても、自車がノーズダイブしていないと判定された場合には、ＡＣＣ制御を解除する。ＡＣＣ制御を継続する場合、制御継続部１４で先行車のロスト時の車間距離と車速とから現在の車間距離を推定し、推定した車間距離に基づいてＡＣＣ制御を継続する。これにより、先行車をロストした場合においても、ドライバにとって違和感の少ない適切な制御とすることができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、先行車に対する車間距離を維持して追従走行制御を行う車間距離制御装置に関する。

近年、自動車等の車両においては、レーザレーダ等を用いて自車の外界環境を認識し、安全確保や走行制御等を行う技術が開発されている。特に、走行制御に関して、レーザレーダ等によって認識した道路状況等から自車の車速や先行車との車間距離を自動制御する車間距離自動維持制御（ACC;Adaptive Cruise Control）システムが代表的な技術として実用化されている。

このようなＡＣＣ制御システムでは、何らかの要因により先行車を補足できなくなる（ロストする）場合がある。このような事態に対処するため、例えば、特許文献１には、追従走行中に先行車を検出しなくなった場合、直前の加減速目標値を所定時間内保持することで自車を制御する技術が開示されている。

また、特許文献２には、先行車を検出できなくなってからロストと判定するまでの時間を、先行車の見失い原因に応じて変更することで、ロスト判定を適切化する技術が開示されている。

特開平６−３２０９８３号公報 特開２００７−６９７２８号公報

しかしながら、特許文献１に開示の技術では、先行車をロストしたとき、直前の加減速目標値を保持して自車の走行制御を行うため、先行車が減速から加速に転じてもブレーキ制御が継続する可能性があり、ドライバに違和感を与える虞がある。

また、特許文献２に開示の技術では、先行車ロストと判定して追従走行制御を解除するまでは、先行車を捕捉できなくなったときの車間距離と相対速度に基づいて現在の車間距離を補完推定し、この推定データによって制御を継続するようにしている。このため、先行車が本当にいなくなった状況等でも、推定データによる制御がなされてしまい、同様に、ドライバに違和感を与える虞がある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、先行車をロストした場合においても、ドライバにとって違和感の少ない適切な制御を行うことのできる車間距離制御装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するため、本発明による車間距離制御装置は、自車前方の先行車を捕捉し、この先行車に対する車間距離を維持して追従走行制御を行う車間距離制御装置であって、先行車の車速と自車の車速とがそれぞれ所定値以下の低速走行域において、先行車をロストしたことを判定するロスト判定部と、自車の減速度が所定時間以上継続し、且つ自車の車速が所定値以下であるとき、自車がノーズダイブしたと判定するノーズダイブ判定部と、上記ロスト判定部によるロスト判定結果、及び上記ノーズダイブ判定部によるノーズダイブ判定結果から、先行車への追従走行制御を継続するか否かを判定し、先行車をロストしたと判定され、且つ自車がノーズダイブしたと判定された場合にのみ、自車の走行制御の継続を指示する制御継続判定部と、上記制御継続判定部からの制御継続指示により、先行車の距離及び車速をロスト寸前の値から推定し、該推定値に基づいて自車の走行制御を継続する制御継続部とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、先行車をロストした場合においても、違和感の少ない適切な制御を行うことができる。

クルーズコントロールシステムの全体構成図 減速時ロスト処理に係る機能ブロック図 減速時ロスト処理のフローチャート

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
本実施の形態における車間距離制御装置は、先行車等の自車外部に存在する物体の検出デバイスとしてレーザーレーダを用いたクルーズコントロールシステムとして構成され、レーザレーダによる先行車の捕捉結果に応じて追従走行と定速走行とを自動的に切り換えるＡＣＣ制御（Adaptive Cruise Control;車間距離自動維持制御）に係る各種機能を実現する。具体的には、図１に示すように、本実施の形態のクルーズコントロールシステム１は、ＣＡＮ（Controller Area Network）通信バス１００によるネットワークを介して接続された複数の制御ユニットで構成されている。

システムの中心となるユニットは、レーザレーダ１０ａを一体的に備えたＡＣＣ制御ユニット１０であり、例えば、自車のフロントバンパ構造材に取り付けられている。レーザレーダ１０ａから出射されるレーザ光は、水平方向及び垂直方向の所定範囲で２次元走査され、送信波と外部のターゲットで反射されて受信された受信波との時間差に基づいて、２次元領域中の各点に対する距離情報が取得される。この距離情報からは、先行車と自車との車間距離、先行車の車速（相対車速）等が算出される。

クルーズコントロールシステム１を形成する他の制御ユニットとしては、ブレーキ制御用のブレーキ制御ユニット２０，ＥＰＢ（ElectricalParkingBrake；電動パーキングブレーキ）の作動／解除を制御するＥＰＢ制御ユニット３０，各種ディスプレイの表示制御を行うメータ制御ユニット４０，パワーウインド、シートベルト、ドア等のボディ系制御用のボディ制御ユニット５０，トランスミッション制御用の変速機制御ユニット６０，エンジン制御用のエンジン制御ユニット７０があり、これらの制御ユニットがＡＣＣＣ制御ユニット１０とネットワーク接続されている。

また、ＡＣＣ制御ユニット１０には、ＡＣＣ制御中の自動ブレーキ作動時にブレーキランプ２を点灯させるため、ブレーキランプリレー３のリレーコイルが接続されている。ブレーキランプリレー３は、その共通端子にブレーキランプ２が接続され、常閉接点端子がブレーキランプスイッチ４を介してバッテリ電源（＋Ｂ）５に接続されると共に、常開接点端子がバッテリ電源５に接続されている。ブレーキランプスイッチ４は、図示しないブレーキペダルに連設され、ブレーキペダルの踏み込みによって接点が閉となるスイッチである。

すなわち、ＡＣＣ非作動状態では、ドライバがブレーキペダルを踏み込むと、ブレーキランプスイッチ４がＯＮし、ブレーキランプリレー３の常閉接点を介してバッテリ電源５からブレーキランプ２に電圧が印加され、ブレーキランプ２が点灯する。一方、ＡＣＣ作動中は、ブレーキランプスイッチ４がＯＦＦしたままでも、ブレーキランプ２の点灯／非点灯がＡＣＣ制御ユニット１０によって制御され、自動ブレーキ作動時には、ブレーキランプリレー３の常開接点が閉じられてバッテリ電源５からブレーキランプ２に電圧が印加されてブレーキランプ２が点灯する。

尚、ブレーキペダルには、ブレーキランプスイッチ４に加え、ブレーキペダルの踏み込みによって接点が開となるブレーキランプスイッチ６が連設されている。このブレーキランプスイッチ６は、一方の端子がイグニッション（ＩＧＮ）スイッチ７に接続され、他方の端子がエンジン制御ユニット７０の入力側に接続されている。

クルーズコントロールにおける車速や車間距離は、エンジン制御ユニット７０に接続されるコマンドスイッチ８０をユーザがマニュアル操作することで設定される。コマンドスイッチ８０は、ステアリングに配置されたプッシュスイッチ及びトグルスイッチからなる操作スイッチであり、ＡＣＣ制御システムの作動をＯＮ／ＯＦＦするメインスイッチであるクルーズスイッチ（図１中に「ＣＲＵＩＳＥ」と表示）８０ａ、ＡＣＣ制御を解除するためのキャンセルスイッチ（図１中に「ＣＡＮＣＥＬ」と表示）８０ｂ、ＡＣＣをセットしたり、定速走行時の車速を下降側へ変更するセット／コーストスイッチ（図１中に「ＳＥＴ／−」と表示）８０ｃ、先行車と自車との車間距離を設定するための車間距離設定スイッチ８０ｄ、前回記憶しているセット車速で再セットしたりセット車速Ｖｓｅｔを上昇側へ変更するリジューム／アクセラレートスイッチ（図１中に「ＲＥＳ／＋」と表示）８０ｅを有している。

クルーズスイッチ８０ａがＯＮされると、スイッチＯＮの情報がエンジン制御ユニット７０からＣＡＮ通信バス１００を介して他の制御ユニットに送信され、システムが作動状態となる。このとき、メータ制御ユニット４０により、インストルメントパネル内に設けられたディスプレイの「ＣＲＵＩＳＥ」表示が点灯し、ＡＣＣ制御システムの状態をドライバに提示する。

このＡＣＣ制御システムの状態を表示するディスプレイは、「ＣＲＵＩＳＥ」の他、ＡＣＣ制御への待機状態であることを示す「ＲＥＡＤＹ」、コマンドスイッチ８０を介して車速等がセットされたことを示す「ＳＥＴ」の文字表示、先行車の捕捉状態やセットされた車間距離を示すグラフィック表示、セット車速の数値表示等を含むマルチファンクションディスプレイとして構成されている。

ＡＣＣ制御ユニット１０と各制御ユニット２０，３０，４０，５０，７０とは、ＣＡＮ通信バス１００を介して情報を送受信し、主として、エンジン制御ユニット７０を介したスロットル制御、変速機制御ユニット６０を介したシフト制御、ブレーキ制御ユニット２０を介したブレーキ制御により、ドライバが設定した車速や車間距離を維持するよう制御する。

すなわち、ＡＣＣ制御ユニット１０は、レーザレーダ１０ａによって検出する先行車の有無に応じて、ドライバによりセットされたセット車速での一定速走行と、セット車速を上限とする先行車への追従走行とを自動的に切り換える。先行車への追従走行では、自車と先行車との車間距離、相対速度、及び先行車の加速度に基づいて、ＡＣＣ制御における目標車速を算出し、この目標車速をエンジン制御ユニット７０に送信する。エンジン制御ユニット７０は、目標車速と現在の車速との偏差に応じたスロットル制御を実行し、自車の車速が目標車速となるよう制御する。

また、勾配が下り坂で且つ現在のギヤ位置でのスロットルオフ制動力（エンジンブレーキ）では車間距離を維持できない（接近しすぎる）と判断した場合には、目標ギヤ位置をＡＣＣ制御ユニット１０から変速機制御ユニット６０に送信する。変速機制御ユニット６０は、目標ギヤ位置へのシフトダウン制御を実行し、車間距離を維持する。

また、ＡＣＣ制御ユニット１０は、自車と先行車との車間距離、相対速度、及び先行車の減速度に基づいて、自車の要求減速度を算出し、この要求減速度を発生させるために必要なブレーキ液圧を算出してブレーキ制御ユニット２０に要求液圧として送信する。ブレーキ制御ユニット２０は、要求液圧に従ってブレーキ系の液圧を制御し、必要な減速度を発生させて自車を減速させる。

このようなＡＣＣ制御中、先行車の減速に伴って自車が減速している状態でレーザレーダ１０ａが先行車を捕捉不能（ロスト）となった場合には、先行車の車速と距離を推測し、所定時間、推定したデータによって先行車の車速と距離を補間することでＡＣＣ制御を継続する。しかしながら、自車が停止間際になって先行車をロストした場合、一義的に推定データの補間処理で制御を継続すると、車間距離が近い状態でのＡＣＣ制御の継続であるため、先行車が加速し始める等の状況になっても予期せずブレーキ制御がかかってしまい、ドライバに違和感を与えてしまう。

このため、本システムでは、低速域での追従走行中に先行車をロストした場合、或る程度強いブレーキ作動が低速域で継続した状況を判断し、このような状況にのみ限定して補間処理によるＡＣＣ制御を継続することで、上述の問題に対処する。すなわち、或る程度強いブレーキ作動が継続していれば、先行車が減速して停止する状況であると判断することができ、このような状況であれば、車間距離が近い状態で先行車が加速する可能性が低く、予期しないブレーキ制御によるドライバの違和感を回避することができる。

このような減速時ロスト処理に係る機能として、本システムは、図２に示すように、ロスト判定部１１、ノーズダイブ判定部１２、制御継続判定部１３、制御継続部１４の各機能部を備えている。尚、本実施の形態では、これらの機能部は、ＡＣＣ制御ユニット１０に備えられるものとするが、ネットワークを介して接続される各制御ユニット、例えば、ＡＣＣ制御ユニット１０、ブレーキ制御ユニット２０、エンジン制御ユニット７０で機能を分散するようにしても良い。

ロスト判定部１１は、以下の（１−１），（１−２），（１−３）の条件が全て成立するとき、低速走行時に先行車をロストしたと判定する。
（１−１）先行車の車速Ｖ１が閾値Ｋ１以下の低速走行域
（１−２）自車の車速Ｖ２が閾値Ｋ２以下の低速走行域
（１−３）レーザレーダ１０ａで先行車を検出できなくなった時間が所定時間継続

本実施の形態においけるレーザレーダ１０ａは、主として、先行車のリフレクタによるレーザ光の反射光を受光して先行車の車速や距離を計測している。従って、先行車の後部形状や汚れ等による要因により、レーザの反射光を正常に受光できず、先行車を検出できない場合がある。特に、低速走行時には、自車の減速によってノーズダイブが発生し、レーザ光の照射方向が先行車の下方を向いてしまい、先行車を検出できない場合がある。従って、（１−１）〜（１−３）の条件により、低速走行時（例えば、先行車及び自車が１０ｋｍ／ｍ以下）のロストを判定する。

ノーズダイブ判定部１２は、以下の（２−１）〜（２−３）条件が共に成立するとき、自車が減速によってノーズダイブしたと判定する。このノーズダイブ判定の各パラメータに対する閾値は、車両重量やピッチ等の緒元を考慮し、或る程度強い減速状態が所定時間継続した状態（例えば、０．２Ｇで２ｓｅｃ以上）での計測値等に基づいて決定された値である。
（２−１）自車の車速が閾値Ｋ３以下（Ｋ３≦Ｋ１）
（２−２）自車の減速度が予め設定した閾値以上
（２−３）ブレーキが設定時間以上継続して作動している

制御継続判定部１３は、ロスト判定部１１によるロスト判定結果、及びノーズダイブ判定部１２によるノーズダイブ判定結果から、ＡＣＣ制御を継続するか否かを判定する。先行車をロストしたと判定されても、自車がノーズダイブしていないと判定された場合には、ＡＣＣ制御を解除し、先行車をロストしたと判定され、且つ自車がノーズダイブしたと判定された場合には、制御継続部１４にＡＣＣ制御の継続を指示する。

制御継続部１４は、制御継続判定部１３からＡＣＣ制御の継続指示を受けたとき、例えば、以下の（１）式に示すように、先行車のロスト時の車間距離と車速（相対速度）とによる線形補間で現在の車間距離Ｌnを推定する。そして、この推定した車間距離に基づいてＡＣＣ制御を継続する。
Ｌn＝Ｌ0＋ΔＶ・ｔ …（１）
但し、Ｌ0：ロスト時の車間距離
ΔＶ：ロスト時の先行車の車速（相対速度）
ｔ：ロスト時間

次に、以上の減速時ロストに係るプログラム処理について、図３のフローチャートを用いて説明する。

この減速時ロスト処理では、先ず、最初のステップＳ１，Ｓ２において、それぞれ、先行車の車速Ｖ１が閾値Ｋ１より低いか否か、自車の車速Ｖ２が閾値Ｋ２より低いか否かを調べる。その結果、Ｖ１＜Ｋ１且つＶ２＜Ｖ２の条件が成立する低速走行状態である場合には、ステップＳ３へ進み、条件不成立の場合、本処理を抜ける。

ステップＳ３では、レーザレーダにより先行車を検出できない状態が設定時間継続し、先行車ロストと判定されているか否かを調べる。そして、先行車を検出できない時間が設定時間以下である場合には、一時的なロストであると判断して本処理を抜け、設定時間以上継続して先行車をロストした判定されているいる場合、ステップＳ３からステップＳ４へ進んで自車のノーズダイブが発生しているか否かを判定する。

ステップＳ４において、自車がノーズダイブしていない場合には、ステップＳ５で先行車への追従走行を解除して本処理を抜ける。自車がノーズダイブしていると判定された場合、ステップＳ４からステップＳ６へ進み、ロスト直前の先行車と自車との車間距離及び先行車の車速に基づいて、現在の車間距離を推定する。

その後、ステップＳ７へ進み、目標車間距離と現在の車間距離の推定値との偏差に基づいて、エンジンのスロットル制御指令値、ブレーキ液圧制御指令値を算出する。そして、ステップＳ８で、各制御指令値を、エンジン制御ユニット７０、ブレーキ制御ユニット２０へ出力して加減速制御を実行する。

このように本実施の形態においては、低速域で先行車をロストした場合、或る程度強いブレーキ作動が所定時間継続した状況に限定して補間処理によるＡＣＣ制御を継続し、それ以外ではＡＣＣ制御を解除する。従って、自車が停止間際に、先行車が加速し始めたにも拘わらず先行車をロストしてしまったような状況では、ＡＣＣ制御は継続されず、ブレーキが予期せず強くかかってしまうといった事態を回避することができ、ドライバの違和感を回避することができる。

しかも、或る程度強いブレーキ作動が継続していれば、先行車が減速して停止する状況であると判断することができ、先行車のデータを補間してＡＣＣ制御（ブレーキ制御）を継続し、安全を確保することができる。また、先行車が本当にいなくなるような状況では、ＡＣＣ制御を解除して推定データによる制御継続を行わないようにすることができるため、ドライバに煩わしさを与えることもない。

１ クルーズコントロールシステム
１０ ＡＣＣ制御ユニット
１０ａ レーザレーダ
１１ ロスト判定部
１２ ノーズダイブ判定部
１３ 制御継続判定部
１４ 制御継続部

Claims (2)

1. 自車前方の先行車を捕捉し、この先行車に対する車間距離を維持して追従走行制御を行う車間距離制御装置であって、
   先行車の車速と自車の車速とがそれぞれ所定値以下の低速走行域において、先行車をロストしたことを判定するロスト判定部と、
   自車の減速度が所定時間以上継続し、且つ自車の車速が所定値以下であるとき、自車がノーズダイブしたと判定するノーズダイブ判定部と、
   上記ロスト判定部によるロスト判定結果、及び上記ノーズダイブ判定部によるノーズダイブ判定結果から、先行車への追従走行制御を継続するか否かを判定し、先行車をロストしたと判定され、且つ自車がノーズダイブしたと判定された場合にのみ、自車の走行制御の継続を指示する制御継続判定部と、
   上記制御継続判定部からの制御継続指示により、先行車の距離及び車速をロスト寸前の値から推定し、該推定値に基づいて自車の走行制御を継続する制御継続部と
   を備えることを特徴とする車間距離制御装置。
2. 上記制御継続判定部は、先行車をロストしたと判定されても、自車がノーズダイブしていないと判定された場合には、先行車への追従走行制御を解除することを特徴とする請求項１記載の車間距離制御装置。

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