JP3978170B2 - 車両の車間距離制御装置 - Google Patents

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Description

本発明は車両の車間距離制御装置に関する。
車間距離制御装置の技術力は、遠距離で高速で車速を制御するＡＣＣ（Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｃｒｕｉｓｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ）システムを量産する段階まで発展している。
低速において、近距離車両間の距離は、非線形的な動特性（ｄｙｎａｍｉｃ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ）を有する（つまり、制動／加速が頻発するようになる）という点を考慮するとき、車両の安定的な速度制御の実現は、低速走行時が高速走行時より困難である。近距離車両間の距離の制御時に、最も重要な加減速が必要であるか否かの判断の基礎となる距離測定センサーが、近距離から遠距離まで所望する領域全てを測定することができないので、システム開発が困難である。
一般的な遠距離用レーダーセンサーの場合、通常１０ｍ〜１５０ｍ程度の領域を測定することができ、近距離用レーダーセンサーの場合には、いくつかのレーダーメーカーで凡そ０．２ｍ〜２０ｍ程度の領域をカバーするように開発中である。
しかし、まだ安定した近距離用レーダーセンサーはなく、値段や重量の側面からも遠距離レーダーセンサーと共に車両に装着するほど実用化の段階には至っていない。
参考として、近距離用レーダーセンサーは、車両の相対的な位置を知るために、距離の計測及び角度の計測（軌道追跡）、近接感知のための相対速度の計測能力が必要であり、要求される計測範囲としては、距離に関しては０．２〜２０ｍ、角度に関しては近距離の左右側の車線の感知（＋−２０ｄｅｇ）程度でなければならない。
特開２００３−１５９９５８号公報
本発明の目的は、遠距離用レーダーセンサー及び近距離用超音波センサーを共に使用することによって、車間距離制御領域を拡張することができ、遠距離及び近距離用センサーを通じて入力される各々の条件によって車間距離を制御することができる車間距離制御装置を提供することにある。
本発明による車両の車間距離制御装置は、車両の車間距離制御装置において、前記車両の走行状態を検出する車両走行情報検出部と、前記車両の前方の中央部に装着され、前方の先行車両までの第１距離を検出する第１車間距離検出部と、前記第１車間距離検出部の装着位置を基準にして、左右側の対称な位置に装着され、前方の先行車両までの第２距離を検出する第２車間距離検出部と、前記車両の前方左右側の両端に各々装着され、前記車両の走行方向から横側に傾いた方向の側方の先行車両までの第３、４距離を各々検出する第３、第４車間距離検出部と、前記第１距離及び前記第２距離に基づいて前方の先行車両の有無を判別し、前記第３距離及び第４距離に基づいて側方の先行車両の有無を判別し、前記前方及び側方の先行車両の有無によって、前記車両の走行状態を制御する車間距離制御部と、前記車間距離制御部から入力される車両の走行状態制御信号によって駆動されて、前記車両の走行状態を制御することにより、前記前方及び側方の先行車両までの車間距離を調節する車間距離調節アクチュエータと、を含み、
前記車間距離制御部は前記第３、４距離が前記第１、２距離のうちの短い距離より短い場合に、前記側方の先行車両までの車間距離を調節することを特徴とする。
前記第１車間距離検出部は、遠距離用レーダーセンサーを含むことが好ましく、前記第２車間距離検出部は、近距離用超音波センサーを含むことが好ましく、前記第３、第４車間距離検出部は、近距離用超音波センサーを含むのが好ましい。
本発明による車間距離制御装置は、遠距離用レーダーセンサー及び近距離用超音波センサーを共に使用することによって、遠距離用レーダーセンサーだけでは測定できなかった車間距離制御領域全体を測定することができる。
また、レーダーセンサーと超音波センサーとの周波数は互いに大きく異なるので（レーダーセンサーの周波数＝７６Ｇｈｚ、超音波センサーの周波数＝４０Ｋｈｚ）、干渉がない。
また、先行車両がどのくらい遠く離れているのかに関係なく、車間距離を自動で制御することができるので、運転者の便宜性が向上する。
さらに、近距離用レーダーセンサーの重量より軽い超音波センサーを装着することによって、車両の軽量化を図ることができる。
以下、添付した図面を参照して本発明の好ましい実施例について詳細に説明する。
図１乃至図３を参照して本発明の実施例による車間距離制御装置の構成を説明する。
図１は、本発明の実施例による車間距離制御装置の構成を示した図面であり、図２及び図３は、各々本発明の実施例による車間距離検出部の装着位置及び検出領域を示した図面である。
本発明の実施例は、車間距離制御装置において、車両走行情報検出部１００、第１車間距離検出部１０２、第２車間距離検出部１０４、車間距離制御部１１０、及び車間距離調節アクチュエータ１２０を含んで構成される。
車両走行情報検出部１００は、車速検出センサー、エンジン回転数検出センサーのように車両の走行状態を検出する各々のセンサーで構成し、検出された車両走行情報を車間距離制御部１１０に入力する機能を有する。
第１車間距離検出部１０２は、図２に示すように、車両の前方の中央部（フロントバンパーまたはラジエータグリルの中央部）に装着され、前方の先行車両までの第１距離（Ｄ１；遠距離隔で、一例として８〜１５０ｍの範囲の値である）を検出する。
第１車間距離検出部１０２は、遠距離用レーダーセンサーで構成する。
第２車間距離検出部１０４は、第１車間距離検出部１０２の装着位置を基準にして、左右側に対称な位置に装着され、前方の先行車両までの第２距離（Ｄ２；近距離で、一例として０．２〜１０ｍの範囲の値である）を検出する。
第２車間距離検出部１０４は、近距離用超音波センサーで構成する。
車間距離制御部１１０は、第１車間距離検出部１０２から入力される第１距離（Ｄ１）と、第２車間距離検出部１０４から入力される第２距離（Ｄ２）とを各々受信して、これに基づいて前方の先行車両の有無を判別し、前記前方の先行車両の有無によって、車両の走行状態を制御する。
このような前記車間距離制御部１１０は、設定されたプログラムによって動作する一つ以上のマイクロプロセッサーで具現でき、このような設定されたプログラムは、後述する表１によって車間距離を調節するための一連の命令とすることができる。
車間距離調節アクチュエータ１２０は、車間距離制御部１１０から入力される車両の走行状態制御信号によって駆動されて、車両の走行状態を制御することにより、先行車両までの車間距離を調節する。
車間距離調節アクチュエータ１２０は、スロットルの開度状態を調節するアクチュエータ及び車両の制動状態を調節するアクチュエータを含むことができる。したがって、車間距離制御部１１０は、前記車間距離調節アクチュエータ１２０を制御することによって、車両を増速または減速制御することができるようになる。
一方、本発明の実施例による車間距離制御装置は、車両の前方の左右側の両端に各々装着され、前記車両の走行方向から横側に傾いた方向の側方の先行車両までの距離を検出する第３、第４車間距離検出部１０６、１０８をさらに含んで構成する。
第３、第４車間距離検出部１０６、１０８は、近距離用超音波センサーで構成する。
前記のような構成で、車間距離制御部１１０は、第３、第４車間距離検出部１０６、１０８から各々入力される第３、４距離（Ｄ３、Ｄ４）に基づいて側方の先行車両の有無を判別し、前記側方の先行車両の有無によって、前記車両の走行状態をさらに制御する。
図１乃至図３を参照して本発明の実施例による車間距離制御装置の動作について説明する。
本発明の実施例は、車両が走行する速度領域全体での車間距離の制御のために、遠距離用の第１車間距離検出部１０２（レーダーセンサー）及び近距離用の第２〜第４車間距離検出部１０４〜１０８（超音波センサー）を用いて検出された車間距離によって、該当する車間距離制御動作を行なうことを特徴とする。
まず、車間距離制御装置を構成するために、車両のフロントバンパー（またはラジエータグリル）の中央部に、遠距離（８〜１５０ｍ）用のレーダーセンサーである第１車間距離検出部１０２を装着する。
第１車間距離検出部１０２は、図３の１の領域に該当する前方の先行車両を検出する。
第１車間距離検出部１０２が装着された状態で、その位置を基準にしてフロントバンパーの左、右側の対称位置に、近距離（０．２〜１０ｍ）用の超音波センサーである第２車間距離検出部１０４を装着する。
第２車間距離検出部１０４は、図３の２の領域に該当する前方の先行車両を検出する。
次に、フロントバンパーの左、右側の両端に、近距離用の超音波センサーである第３、第４車間距離検出部１０６、１０８を装着する。
第３、第４車間距離検出部１０６、１０８は、各々図３の３、４の領域に該当する前方の先行車両を検出する。
前記のように、各車間距離検出部が装着された状態で、車間距離制御部１１０は、第１車間距離検出部１０２から入力される第１距離（Ｄ１）と、前方を向いた第２車間距離検出部１０４から入力される第２距離（Ｄ２）と、フロントバンパーの左側コーナーに装着された第３車間距離検出部１０６から入力される第３距離（Ｄ３）と、フロントバンパーの右側コーナーに装着された第４車間距離検出部１０８から入力される第４距離（Ｄ４）との値を利用して、現在の車両の走行状態制御量（スロットル開度量、ブレーキペダル圧力）を決定する。
ここで、車間距離制御部１１０は、第１乃至第４車間距離検出部１０２〜１０８から各々入力される距離値を分析し、距離値の有無（つまり、前方の先行車両または側方の先行車両の有無）によって、次の表１−１及び表１−２に示すように、予め設定された制御形態で該当する制御動作を行う。
Figure 0003978170
 但し、表において、Ｏは距離値が検出されることを、Ｘは距離値が検出されないことを意味する。
Figure 0003978170
表１−１及び表１−２は、本発明の実施例によって検出された距離値による制御形態を分類した図面である。
表１−１及び表１−２を参照すれば、遠距離値（Ｄ１）と近距離値（Ｄ２）との有無及び差によって、遠距離車両の追従または近距離車両を追従するように制御することが分かる。
前記表で、ＡＣＣ（Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｃｒｕｉｓｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ）は、遠距離の車両の追従制御をいい、これは第１距離に基づいて車速制御が行なわれることを意味する。
また、ＳＧは、近距離の車両との距離制御のために車速が制御されることをいい、これは現在の車速が第２距離に基づいて制御されることを意味する。
そして、近距離値の差（Ｄ２とＤ３との差及び／またはＤ２とＤ４との差）に基づいて車両の走行状態を制動し、車両間の衝突を防止するように制御することが分かる。
例えば、現在、車両が前方の先行車両を追従しなければならない場合でれば、車間距離制御部１１０は、現在の車両及び前方の先行車両の車速を分析し、現在車両に要求される加速度／減速度を算出して、この値に基づいて前記車間距離調節アクチュエータ１２０を駆動して、車両の加速／減速制御動作を行う。
この時、車間距離調節アクチュエータ１２０は、車間距離制御部１１０から入力される車両の走行状態制御信号によって駆動され、車両を加減速して先行車両までの車間距離を調節する。
参考として、車間距離制御部１１０に入力される各々の距離値に対する優先権は、走行車線の近距離領域、走行車線の遠距離領域、左右側車線の近距離領域の順に設定される。
左右側車線の近距離領域は、車両の先行車両の追従制御において、直接用いられる領域ではないが、近距離で突然割り込まれる場合に備えるために、左右側車線を走行する車両の軌跡を追跡する。
このような場合、車間距離制御部１１０は、車両のブレーキペダル圧力を補助して、衝突を防止するように車両の制動制御動作を行う。
この時、車間距離調節アクチュエータ１２０は、車間距離制御部１１０から入力される車両の走行状態制御信号によって駆動されて、車両の走行状態を制御して、先行車両までの車間距離を調節する。
以下では、表１−１及び表１−２による各制御過程について、より具体的に説明する。
表２は、第１車間距離検出部１０２及び第２車間距離検出部１０４から前方の先行車両までの車間距離が各々検出され、第３、４車間距離検出部１０６、１０８のうちの少なくとも一つから側方の先行車両までの距離が検出される状態での車間距離制御を説明した表である。
Figure 0003978170
この時、車間距離制御部１１０は、検出された第１距離（Ｄ１）と第２距離（Ｄ２）とを比較して、第１、２距離（Ｄ１、Ｄ２）が互いに同一であれば、前記第２距離（Ｄ２）に基づいて車両の車間距離を制御する。
反面、第１、２距離（Ｄ１、Ｄ２）が互いに異なれば、第１、２距離（Ｄ１、Ｄ２）のうちの短いほうの距離に基づいて車両の車間距離を制御する。
このような過程で、第３、４車間距離検出部１０６、１０８のうちの少なくとも一つから前記第２距離（Ｄ２）より短い距離が検出されれば、車間距離制御部１１０は、車間距離調節アクチュエータ１２０を用いて前記車両を減速制御する。
次の表３は、第１車間距離検出部１０２及び第２車間距離検出部１０４から前方の先行車両までの車間距離が各々検出され、第３、４車間距離検出部１０６、１０８のうちのいずれからも側方の先行車両までの距離が検出されない状態での車間距離制御に関して説明した表である。
Figure 0003978170
この時、車間距離制御部１１０は、検出された第１距離（Ｄ１）と第２距離（Ｄ２）とを比較して、第１、２距離（Ｄ１、Ｄ２）が互いに同一であれば、前記第２距離（Ｄ２）に基づいて車両の車間距離を制御する。
反面、第１、２距離（Ｄ１、Ｄ２）が互いに異なれば、第１、２距離（Ｄ１、Ｄ２）のうちの短いほうの距離に基づいて車両の車間距離を制御する。
次の表４は、第１車間距離検出部１０２から前方の先行車両までの車間距離が検出され、第２、３、４車間距離検出部１０４、１０６、１０８からは、前方または側方の先行車両までの車間距離が検出されない状態での車間距離制御に関して説明した表である。
Figure 0003978170
この時、車間距離制御部１１０は、検出された第１距離（Ｄ１）に基づいて車両の車間距離を制御する。
次の表５は、第１車間距離検出部１０２から前方の先行車両までの車間距離が検出され、第２車間距離検出部１０４からは前方の先行車両までの車間距離が検出されず、第３、４車間距離検出部１０６、１０８のうちの少なくとも一つから側方の先行車両までの距離が検出される状態での車間距離制御に関して説明した表である。
Figure 0003978170
この時、車間距離制御部１１０は、検出された第１距離（Ｄ１）に基づいて車両の車間距離を制御する。
一方、第３距離（Ｄ３）及び第４距離（Ｄ４）が設定された距離より小さくならないように、左側及び右側の側方の先行車両の軌跡を追跡する。この時、車間距離制御部１１０は、車両を減速制御することができる。
次の表６は、第１車間距離検出部１０２から前方の先行車両までの車間距離が検出されず、第２車間距離検出部１０４からは前方の先行車両までの車間距離が検出され、第３、４車間距離検出部１０６、１０８のうちの少なくとも一つから側方の先行車両までの距離が検出される状態での車間距離制御に関して説明した表である。
Figure 0003978170
この時、車間距離制御部１１０は、検出された第２距離（Ｄ２）に基づいて車両の車間距離を制御する。
一方、このような過程で、第３、４車間距離検出部１０６、１０８のうちの少なくとも一つから前記第２距離（Ｄ２）より短い距離が検出されれば、車間距離制御部１１０は、車間距離調節アクチュエータ１２０を用いて前記車両を減速制御する。
次の表７は、第１車間距離検出部１０２から前方の先行車両までの車間距離が検出されず、第２車間距離検出部１０４からは前方の先行車両までの車間距離が検出され、第３、４車間距離検出部１０６、１０８のいずれからも側方の先行車両までの距離が検出されない状態での車間距離制御に関して説明した表である。
Figure 0003978170
この時、車間距離制御部１１０は、検出された第２距離（Ｄ２）に基づいて車両の車間距離を制御する。
次の表８は、第１、２車間距離検出部１０２、１０４からは前方の先行車両までの車間距離が検出されず、第３、４車間距離検出部１０６、１０８のうちの少なくとも一つから側方の先行車両までの距離が検出される状態での車間距離制御に関して説明した表である。
Figure 0003978170
この時、前方に関しては従来の技術による定速走行制御を行なう。
そして、側方の先行車両に関しては、第３距離（Ｄ３）及び第４距離（Ｄ４）が設定された距離より小さくならないように、左側及び右側の側方の先行車両の軌跡を追跡する。この時、車間距離制御部１１０は、車両を減速制御することができる。
次の表９は、第１、２、３、４車間距離検出部１０２、１０４、１０６、１０８のいずれからも車間距離が検出されない状態での車間距離制御に関して説明した表である。
Figure 0003978170
この時は、従来の技術による定速走行制御（ｃｒｕｉｓｅ ｃｏｎｔｒｏｌ）を行なう。
以上で、本発明に関する好ましい実施例について説明したが、本発明は前記実施例に限定されるわけではなく、本発明の実施例から当該発明が属する技術分野における通常の知識を有する者により容易に変更され得るであろう。
本発明の実施例による車間距離制御装置の構成を示した図面である。 本発明の実施例による各々の車間距離検出部の装着位置及び検出領域を示した図面である。 本発明の実施例による各々の車間距離検出部の装着位置及び検出領域を示した図面である。
符号の説明
１００ 車両走行情報検出部
１０２、１０４、１０６、１０８ 第１、２、３、４車間距離検出部
１１０ 車間距離制御部
１２０ 車間距離調節アクチュエータ

Claims (4)

  1. 車両の車間距離制御装置において、
    前記車両の走行状態を検出する車両走行情報検出部と、
    前記車両の前方の中央部に装着され、前方の先行車両までの第１距離を検出する第１車間距離検出部と、
    前記第１車間距離検出部の装着位置を基準にして、左右側の対称な位置に装着され、前方の先行車両までの第２距離を検出する第２車間距離検出部と、
    前記車両の前方左右側の両端に各々装着され、前記車両の走行方向から横側に傾いた方向の側方の先行車両までの第３、４距離を各々検出する第３、第４車間距離検出部と、
    前記第１距離及び前記第２距離に基づいて前方の先行車両の有無を判別し、前記第３距離及び第４距離に基づいて側方の先行車両の有無を判別し、前記前方及び側方の先行車両の有無によって、前記車両の走行状態を制御する車間距離制御部と、
    前記車間距離制御部から入力される車両の走行状態制御信号によって駆動されて、前記車両の走行状態を制御することにより、前記前方及び側方の先行車両までの車間距離を調節する車間距離調節アクチュエータと、
    を含み、
    前記車間距離制御部は前記第３、４距離が前記第１、２距離のうちの短い距離より短い場合に、前記側方の先行車両までの車間距離を調節することを特徴とする車両の車間距離制御装置。
  2. 前記第１車間距離検出部は、遠距離用レーダーセンサーを含むことを特徴とする請求項１に記載の車両の車間距離制御装置。
  3. 前記第２車間距離検出部は、近距離用超音波センサーを含むことを特徴とする請求項１に記載の車両の車間距離制御装置。
  4. 前記第３、第４車間距離検出部は、近距離用超音波センサーを含むことを特徴とする請求項１に記載の車両の車間距離制御装置。
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