JP4558623B2 - 走行制御装置 - Google Patents

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Description

本発明は、自車両が追従する先行車両を設定して追従走行制御を行う走行制御装置に係り、特に、先行車両に追従して自車両の停止および発進が可能な相対的に低車速領域での追従制御(LSF:Low Speed Following)を行う走行制御装置に関するものである。
近年、運転者の操作労力の低減を目的として、様々な走行制御装置が開発されている。
この種の走行制御装置として、自車両が低速走行状態(停止状態も含む)のときに、先行車両との車間距離が一定に維持されるように自車両の走行状態を制御する低速追従制御を行う走行制御装置がある。
例えば、特許文献1には、赤信号において交差点の先頭で自車が停止した場合や踏切の先頭で停止した場合等に、ブレーキペダル操作があり、かつ車速がゼロである場合にブレーキ作動手段により保持し、先行車との車間距離が増大してもブレーキ保持状態を解除せず、先行車との車間距離が所定値以下でかつ先行車との相対速度が正である場合にのみブレーキ保持状態を解除する技術が提案されている。
特許第3194305号公報
ところで、先行車両を検知する手段として、ミリ波レーダ装置が多用されている。しかしながら、これらのレーダ装置においては、電磁波を送信してから物体により反射し受信するまでの時間が極めて短くなるため、検出可能距離よりも近くに接近した物体を検出することは困難となる。このため、自車両の前方に先行車両が存在している場合であっても先行車両が至近距離にある場合や、先行車両と自車両との間を例えば人が通行した場合には、先行車両が検出されずにLSF制御を行うことができなくなってしまう。その結果、自車両の停止状態を維持するためには運転者は常にブレーキを操作しなければならず、利便性が損なわれてしまうとともに、先行車両が存在しているにも関わらず追従制御が解除されてしまうことにより運転者に違和感を与えてしまうという問題がある。
従って、本発明は、自車両の前方に先行車両が検出されていない場合であっても、LSF制御を継続して行うことができ、利便性を向上することができるとともに、運転者に違和感を与えることを防止できる走行制御装置を提供することを目的とする。
請求項1に係る発明は、自車両(例えば、実施の形態における車両1)の走行速度を検出する車速センサ(例えば、実施の形態における車速センサ3)と、自車両に搭載されると共に、該自車両の進行方向に存在する物体を検知可能な物体検知手段(例えば、実施の形態におけるレーダ装置11)と、検知された物体の中から自車両が追従する先行車両を判定する先行車両判定手段(例えば、実施の形態におけるターゲット決定手段16に含まれる先行車両判定処理手段)と、自車両から先行車両までの目標車間距離を決定する目標車間距離決定手段(例えば、実施の形態における目標車間距離決定手段18)と、物体検知手段からの信号及び目標車間距離に基づいて自車両の目標車速を決定する目標車速決定手段(例えば、実施の形態における目標車速決定手段19)と、決定された目標車速に基づいて自車両の走行制御を行う走行制御手段(例えば、実施の形態におけるスロットル制御手段13、ブレーキ制御手段14、ブレーキ液圧決定手段15)と、を備えた走行制御装置において、自車両の制御状態を少なくとも前記先行車両に対して自車両を追従させる追従制御状態または自車両を停止状態に保持する停止保持状態とする制御ステート決定手段(例えば、実施の形態における制御ステート決定手段17)と、運転者による追従制御開始意思または停止保持制御開始意思を検出する制御開始意思検出手段(例えば、実施の形態における制御開始スイッチ26)と、前記制御開始意思が検出されてからの経過時間を計時する計時手段とを備え、前記制御ステート決定手段は、前記先行車両判定手段により自車両が追従する先行車両が判定されておりかつ制御開始意思検出手段により運転者の追従制御開始意思または停止保持制御開始意思が検出された場合には自車両の制御状態を前記追従制御状態とするとともに、自車両がほぼ停止状態でありかつ物体検知手段により物体が検知されておらずかつ制御開始意思検出手段により運転者の追従制御開始意思または停止保持制御開始意思が検出された場合には自車両の制御状態を前記停止保持制御状態とし、前記停止保持制御状態において運転者の追従制御開始意思または停止保持制御開始意思が検出されてから前記計時手段により計時した所定時間内に先行車が検知された場合には自車両の制御状態を停止保持状態から追従制御状態へと変更することを特徴とする。
請求項2に係る発明は、請求項1に記載のものであって、前記制御開始意思検出手段が、ステアリングホイール(例えば、実施の形態におけるステアリングホイール31)近傍に設けられたスイッチ(例えば、実施の形態におけるスイッチ類10)からの信号に基づいて前記運転者の追従制御開始意思または停止保持制御開始意思を検出することを特徴とする。
請求項1に係る発明によれば、物体検知手段により物体が検知されていないときであっても、自車両がほぼ停止状態でありかつ前記制御開始意思検出手段により運転者の追従制御開始意思または停止保持制御開始意思が検出された場合には、前記制御ステート決定手段により前記停止保持制御状態とする。その結果、物体検知手段の精度上の問題で先行車両が検知できない場合であっても、前記停止保持制御状態となる。従って、運転者がブレーキペダルの操作を停止しても、自車両を停止状態に保持することができる。さらに、先行車両が存在しているにも関わらず追従制御が解除されてしまうことがなく、運転者に違和感を与えることを防止することができる。また、先行車両の走行が開始されて、物体検知手段による検知が可能になったときには、前記制御開始意思検出手段により運転者の追従制御開始意思または停止保持制御開始意思が検出された場合には、前記制御ステート決定手段により自車両を追従制御状態とする。これにより、自車両を先行車両に対して追従させる制御に、滑らかに移行させることができ、運転者の操作労力の低減を図ることができる。また、物体検知手段により先行車が検知されずに停止保持制御状態となった場合でも、追従制御開始意思または停止保持制御開始意思が検出されてから前記計時手段により計時した所定時間内に先行車を検知した場合には追従制御状態へと変更することが可能となるため、上記状況においても確実に追従制御を開始することが可能となり、利便性を向上することができる。ここで、ほぼ停止状態としては、完全に停止している状態や、ほぼ停止している状態とみなせる程度の速度(例えば、時速数km以内)で徐行している状態を含むものとする。
請求項2に係る発明によれば、前記制御開始意思検出手段が、ステアリングホイール近傍に設けられたスイッチからの信号に基づいて追従制御開始意思または停止保持制御開始意思を検出することで、ステアリングホイール近傍に設けられたスイッチにより容易に運転者が操作でき、使い勝手が向上するので、運転者にストレスなく運転操作を入力させることができる。
以下、この発明の実施の形態における走行制御装置を図面と共に説明する。
(装置構成)
図1は、本発明の実施の形態における追従走行制御装置を備えた車両1の斜視図であり、図2は、図1に示す追従走行制御装置の構成を示すブロック図である。
図1において、本実施の形態における追従走行制御装置は、主にミリ波レーダ一体型ECU(Electronic Control Unit )2として構成されている。また、車両1には、車両1の走行速度を検出する車速センサ3や、車両1のヨーレートを検出するヨーレートセンサ4が備えられており、検出された走行速度やヨーレートは、ミリ波レーダ一体型ECU2(追従走行制御装置)に入力されている。
また、車両1には、油圧や電気によって車両1のエンジンのスロットルを操作するスロットルアクチュエータ5や、同様に油圧や電気によって車両1のブレーキを動作させるブレーキアクチュエータ6が設けられている。
また、車両1の後部には、車両1のブレーキの作動状態を示すブレーキランプ7が設けられている。
また、車両1の運転席近傍には、追従走行制御装置の制御状態を運転者に報知するための表示手段8やブザー9が設けられ、ステアリングホイール31近傍には運転者に追従走行制御装置に対する運転操作を入力させるためのスイッチ類10が設けられている。
一方、図2を参照してミリ波レーダ一体型ECU2(追従走行制御装置)の詳細を説明すると、符号11は、車両1の周囲にレーダ波を送信すると共に、物体に反射したレーダ波の反射波を受信するために車両1の前方に搭載されたミリ波レーダ一体型ECU2のレーダ装置であって、レーダ装置11は、受信した反射波を用いて、車両1の前方に存在する物体を検知する。
一方、本実施例の追従走行制御装置は、CPU(中央演算装置)を備えたミリ波レーダ一体型ECU2のECUの部分において実現される処理手段として、報知処理手段12と、スロットル制御手段13と、ブレーキ制御手段14と、ブレーキ液圧決定手段15と、ターゲット決定手段16と、制御ステート決定手段17と、目標車間距離決定手段18と、目標車速決定手段19とを備えている。
ここで、報知処理手段12は、追従走行制御装置の制御状態を運転席近傍に設けられた表示手段8やブザー9を用いて運転者に報知する処理手段である。
また、スロットル制御手段13は、スロットル開度を設定して、車両1のエンジンのスロットルを操作するスロットルアクチュエータ5を制御する処理手段である。
また、ブレーキ制御手段14は、車両1のブレーキを動作させるブレーキアクチュエータ6を制御する処理手段であって、ブレーキ制御手段14によるブレーキアクチュエータ6の制御は、ブレーキ液圧決定手段15が決定したブレーキフルードの目標液圧(目標油圧)に基づいて実行される。また、ブレーキ液圧決定手段15が決定したブレーキフルードの目標液圧もしくは実液圧に基づいて、車両1の後部に設けられたブレーキランプ7が点灯制御される。
一方、ターゲット決定手段16は、レーダ装置11により捉えられた車両1の前方の物体の情報を処理する処理手段であって、車速センサ3やヨーレートセンサ4による車両1の走行速度やヨーレートを用いて、車両1の走行軌跡(自車軌跡)を算出する走行軌跡算出処理手段を備え、算出した自車軌跡とレーダ装置11が出力する車両1の前方に存在する物体の情報とから、車両1が追従する先行車両を決定すると共に、決定された先行車両と車両1との距離及び両者の相対速度を含む物体情報を算出する先行車両判定処理手段を備えている。
また、算出された物体情報から、先行車両が停止状態から移動したか否かを判定し、先行車両の発進を検知する先行車両発進検知手段を備えている。
なお、先行車両判定処理手段は、例えば車両1の走行速度を車両1のヨーレートで割ることで、車両1が走行する道路のコーナRを算出して自車軌跡を求め、自車軌跡の延長上の車両を先行車両として認識する。また、車線の側部に沿って設けられたキャッツアイや白線のような停止物を判定して車両1が走行する車線を判断し、車両1が走行する車線の先行車両と隣車線の車両とを区別する。更に、停止した場合は、停止するまでの自車軌跡を利用することで先行車両と他車両とを区別する。
一方、制御ステート決定手段17は、運転者に運転操作を入力させるために設けられたスイッチ類10の中の運転者に発進・停止の意思を入力させるための発進・停止スイッチ25、あるいは追従制御の開始を入力させるための制御開始スイッチ26、あるいは追従制御のキャンセルを入力させるためのキャンセルスイッチ27からの信号と、ターゲット決定手段16から入力された物体情報とに基づいて車両1の走行制御を行うと共に、報知処理手段12を介して制御状態を運転者に報知する処理手段であって、車両1の走行制御を、「オフ」、「追従」、「停止保持」の3つの状態の遷移により制御する。なお、制御ステート決定手段17による車両1の走行制御の状態遷移については、詳細を後述する。
また、目標車間距離決定手段18は、同様に運転者に運転操作を入力させるために設けられたスイッチ類10の中の車間設定スイッチ28から入力された運転者の操作に基づいて、本実施例の追従走行制御装置が制御する車両1と先行車両との間の目標の車間距離(目標車間距離)を決定する処理手段であって、目標車速決定手段19は、制御ステート決定手段17による制御状態と、目標車間距離決定手段18が決定した目標車間距離とに基づいて、車両1の最適な走行速度を目標車速として算出し、車両1が目標車速で走行するように、スロットル制御手段13とブレーキ液圧決定手段15とを制御する。
具体的には、目標車速が現在の車両1の走行速度よりも速ければ、スロットル制御手段13が出力するスロットル開度を大きくして、エンジンの回転数を上げて車両1が加速するようにスロットルアクチュエータ5に指示する。一方、目標車速が現在の車両1の走行速度よりも遅ければ、ブレーキ液圧決定手段15が出力するブレーキフルードの目標液圧を高くして、ブレーキ制御手段14がブレーキを動作させるようにブレーキアクチュエータ6に指示する。
また、本実施の形態の車両1は、低速追従機能、停止保持機能、先行車発進通知機能、停止保持解除機能、先行車切り替え機能、停止保持継続機能、自動キャンセル機能、警報機能をそれぞれ備えている。それぞれの機能の解説については、表1に示す通りである。
Figure 0004558623
なお、図3は、上述の発進・停止スイッチ25と、制御開始スイッチ26と、キャンセルスイッチ27と、車間設定スイッチ28のレイアウト例であって、各スイッチは運転者が操作し易いように、ステアリングホイール31の近傍に配置される。また、発進・停止スイッチ25と、制御開始スイッチ26と、キャンセルスイッチ27と、車間設定スイッチ28は、車両1に備えられたクルーズコントロール装置の操作スイッチと兼用にしても良い。
(制御状態遷移)
次に、図面を参照して制御ステート決定手段17における走行制御の状態遷移について説明する。
図4は、制御ステート決定手段17における走行制御の状態遷移を示す図である。
図4において、走行制御の状態には、前述のようにA:「オフ」、B:「追従」、C:「停止保持」の3つの状態がある。ここで、A:「オフ」状態は、追従走行制御装置による走行制御が行われていない状態である。また、B:「追従」状態は、追従走行制御装置による走行制御が行われている状態である。また、C:「停止保持」状態は、車両1が追従する先行車両が停止した後、その後ろに停止した車両1が停止状態を保持している状態である。
そして、制御ステート決定手段17は、以下に説明する入力をトリガにして、走行制御の状態を図4に示すように遷移させる。
まず、走行制御の状態がA:「オフ」状態において、車両1が追従する先行車両が検知されている時に運転者が制御開始スイッチ26を押下すると、制御ステート決定手段17は、走行制御の状態をA:「オフ」状態からB:「追従」状態へ遷移させる(状態遷移SE1)。
一方、走行制御の状態がB:「追従」状態において、車両1が追従する先行車両を見失うか、あるいは運転者がキャンセルスイッチ27を押下するか、あるいはブレーキペダルを踏み込むと、制御ステート決定手段17は、走行制御の状態をB:「追従」状態からA:「オフ」状態へ遷移させる(状態遷移SE2)。
また、走行制御の状態がB:「追従」状態において、先行車両が停止中で、かつ車両1が先行車両の後方の所定の位置に停止すると、制御ステート決定手段17は、走行制御の状態をB:「追従」状態からC:「停止保持」状態へ遷移させる(状態遷移SE3)。
また、走行制御の状態がC:「停止保持」状態において、運転者が発進・停止スイッチ25を押下するか、あるいはアクセルペダルを踏み込むと、制御ステート決定手段17は、走行制御の状態をC:「停止保持」状態からB:「追従」状態へ遷移させる(状態遷移SE4)。すなわち、走行制御の状態がC:「停止保持」状態における発進・停止スイッチ25の押下は、運転者の発進の意思を表す。
一方、走行制御の状態がC:「停止保持」状態からB:「追従」状態に遷移した後所定時間内に、運転者が発進・停止スイッチ25を押下すると、制御ステート決定手段17は、走行制御の状態をB:「追従」状態からC:「停止保持」状態へ遷移させる(状態遷移SE5)。すなわち、この時の発進・停止スイッチ25の押下は、運転者の停止の意思を表す。
また、走行制御の状態がC:「停止保持」状態からB:「追従」状態に遷移した後所定時間内に、先行車両が発進しない場合、制御ステート決定手段17は、走行制御の状態をB:「追従」状態からC:「停止保持」状態へ遷移させる(状態遷移SE6)。
更に、走行制御の状態がA:「オフ」状態において、車両1が追従する先行車両が停止中で、その後方に車両1が停止している時に運転者が制御開始スイッチ26を押下すると、制御ステート決定手段17は、走行制御の状態をA:「オフ」状態から直接C:「停止保持」状態へ遷移させる(状態遷移SE7)。
また、走行制御の状態がC:「停止保持」状態において、運転者がキャンセルスイッチ27を押下するか、あるいはブレーキペダルを踏み込むと、制御ステート決定手段17は、走行制御の状態をC:「停止保持」状態から直接A:「オフ」状態へ遷移させる(状態遷移SE8)。
なお、走行制御の状態がC:「停止保持」状態において、先行車両の発進が検知されると、制御ステート決定手段17は、報知処理手段12を介して先行車両の発進を運転者に報知する(状態遷移SE9)。
また、走行制御の状態がA:「オフ」状態において、車両1が停止中であると判定され、かつ、レーダ装置11により先行車両が検出されなかった時に運転者が制御開始スイッチ26を押下すると、制御ステート決定手段17は、走行制御の状態をA:「オフ」状態から直接C:「停止保持」状態へ遷移させる(状態遷移SE10)。
また、走行制御の状態がC:「停止保持」状態において、運転者が制御開始スイッチ26を押下してからタイマで計時した所定時間(例えば1sec)内にレーダ装置11により先行車両が検出されたときには、制御ステート決定手段17は、走行制御の状態をC:「停止保持」状態からB:「追従」状態へ遷移させる(状態遷移SE11)。
図5は追従走行制御装置のLSF開始判定動作を示すフローチャートである。同図に示すように、ステップS1で、LSF開始判定処理が開始されると、ステップS2で、LSF開始要求が出されたか否かを判定する。この判定は、運転者が制御開始スイッチ26を押下したか否かにより行うことができる。ステップS2の判定結果がYESの場合にはステップS3の処理に進む。また、ステップS2の判定結果がNOの場合には、本フローチャートの処理を一旦終了して、再度ステップS1の処理を繰り返す。
ステップS3では、車速センサ3により検出された自車両1の車速が所定速度(例えば40km/h)以下か否かを判定する。この判定結果がYESの場合にはステップS4の処理に進む。また、ステップS3の判定結果がNOの場合には、本フローチャートの処理を一旦終了して、再度ステップS1の処理を繰り返す。このような判定を行うのは、LSF制御が車両1の低速状態において行われる制御だからである。なお、上述の判定速度は低速を判断しうる任意の速度に変更してもよい。
ステップS4では、レーダ装置11により先行車両が検出されたか否かを判定する。この判定結果がYESであればステップS5に進み、この判定結果がNOであればステップS6に進む。ステップS5では、LSF制御を開始する。この場合には、自車両の走行状態は、検出された先行車両に対して追従する、B:「追従」状態に、または検出された先行車両41が停止中であれC:「停止保持」状態となる。そして、本フローチャートの処理を一旦終了して、再度ステップS1の処理を繰り返す。
ステップS6では、車速センサ3により検出された自車両1の車速に基づいて、自車両1が停止中であるか否かを判定する。この判定結果がYESであれば、ステップS7に進む。また、ステップS5の判定結果がNOの場合には、本フローチャートの処理を一旦終了して、再度ステップS1の処理を繰り返す。ステップS7では、LSF制御を開始する。この場合には、自車両の走行状態は、C:「停止保持」状態となる。そして、本フローチャートの処理を一旦終了して、再度ステップS1の処理を繰り返す。
また、上述のフローチャートは、一定時間(例えば100msec)毎に繰り返し行われる。従って、一旦ステップS7で、先行車両が検知されずに走行状態をC:「停止保持」状態に設定された後、再度の同図のフローチャートの処理において、ステップS2で運転者が制御開始スイッチ26を押下した後に、タイマーで計時した所定時間(例えば1秒)内に先行車両が検知されたときには(ステップS4)、ステップS5で自車両の走行状態をB:「追従」状態に移行させることができる。
以上説明したように、本実施の形態における追従走行制御装置は、レーダ装置11により先行車両が検知されていないときであっても、自車両1がほぼ停止中でありかつ制御開始スイッチ26により運転者の制御開始意思が検出された場合には、ブレーキ制御手段14等により前記停止保持制御を行う。その結果、レーダ装置11により至近距離にある先行車両が検知できない場合であっても、自車両1の停止保持制御が行われる。従って、運転者がブレーキペダルの操作を停止しても、自車両1を停止状態に保持することができる。さらに、先行車両が存在しているにも関わらず追従制御が解除されてしまうことがなく、運転者に違和感を与えることを防止することができる。
また、先行車両の走行が開始されて、レーダ装置11による検知が可能になったときに、制御開始スイッチ26により運転者の制御開始意思が検出された場合には、スロットル制御手段13等により先行車両に対し追従制御を行う。これにより、自車両1を先行車両に対して追従させる制御に、滑らかに移行させることができ、運転者の操作労力の低減を図ることができる。ここで、ほぼ停止状態としては、完全に停止している状態や、ほぼ停止している状態とみなせる程度の速度(例えば、時速数km以内)で徐行している状態を含むものとする。
以上説明したように、本発明によれば、自車両の前方に先行車両が検出されていない場合であっても、LSF制御を開始することができ、利便性を向上することができる。
なお、本発明の内容は上述の実施の形態のみに限られるものでないことはもちろんである。例えば、実施の形態では、ミリ波を用いるレーダ装置11を搭載した場合について説明したが、他の波長を用いる装置であってもよい。
本発明の実施の形態における追従走行制御装置を備えた車両の斜視図である。 図1に示す追従走行制御装置の構成を示すブロック図である。 図1に示す追従走行制御装置の発進・停止スイッチと、制御開始スイッチと、キャンセルスイッチと、車間設定スイッチのレイアウト例である。 図1に示す追従走行制御装置の制御ステート決定手段における走行制御の状態遷移を示す図である。 図1に示す追従走行制御装置のLSF開始判定動作を示すフローチャートである。
符号の説明
1…車両3…車速センサ10…スイッチ類(スイッチ)11…レーダ装置13…スロットル制御手段(走行制御手段)14…ブレーキ制御手段(走行制御手段)15…ブレーキ液圧決定手段(走行制御手段)16…ターゲット決定手段(先行車両判定処理手段)17…制御ステート決定手段18…目標車間距離決定手段19…目標車速決定手段26…制御開始スイッチ(制御開始意思検出手段)31…ステアリングホイール

Claims (2)

  1. 自車両の走行速度を検出する車速センサと、
    自車両に搭載されると共に、該自車両の進行方向に存在する物体を検知可能な物体検知手段と、
    検知された物体の中から自車両が追従する先行車両を判定する先行車両判定手段と、
    自車両から先行車両までの目標車間距離を決定する目標車間距離決定手段と、
    物体検知手段からの信号及び目標車間距離に基づいて自車両の目標車速を決定する目標車速決定手段と、
    決定された目標車速に基づいて自車両の走行制御を行う走行制御手段と、
    を備えた走行制御装置において、
    自車両の制御状態を少なくとも前記先行車両に対して自車両を追従させる追従制御状態または自車両を停止状態に保持する停止保持状態とする制御ステート決定手段と、
    運転者による追従制御開始意思または停止保持制御開始意思を検出する制御開始意思検出手段と
    前記制御開始意思が検出されてからの経過時間を計時する計時手段とを備え、
    前記制御ステート決定手段は、
    前記先行車両判定手段により自車両が追従する先行車両が判定されておりかつ制御開始意思検出手段により運転者の追従制御開始意思または停止保持制御開始意思が検出された場合には自車両の制御状態を前記追従制御状態とするとともに、自車両がほぼ停止状態でありかつ物体検知手段により物体が検知されておらずかつ制御開始意思検出手段により運転者の追従制御開始意思または停止保持制御開始意思が検出された場合には自車両の制御状態を前記停止保持制御状態とし、前記停止保持制御状態において運転者の追従制御開始意思または停止保持制御開始意思が検出されてから前記計時手段により計時した所定時間内に先行車が検知された場合には自車両の制御状態を停止保持状態から追従制御状態へと変更することを特徴とする走行制御装置。
  2. 前記制御開始意思検出手段が、ステアリングホイール近傍に設けられたスイッチからの信号に基づいて前記運転者の追従制御開始意思または停止保持制御開始意思を検出することを特徴とする請求項1に記載の走行制御装置。
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