JP5007554B2

JP5007554B2 - 車両の速度制限装置

Info

Publication number: JP5007554B2
Application number: JP2006295483A
Authority: JP
Inventors: 国仁佐藤
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2006-10-31
Filing date: 2006-10-31
Publication date: 2012-08-22
Anticipated expiration: 2026-10-31
Also published as: JP2008110695A

Description

本発明は、車両の速度制限装置に関し、特に後続車両の追い越し行為に起因する事故が発生する虞を低減し、車両の走行安全性を高めることができる車両の速度制限装置に関する。

車両運転中には、自車両が後続車両に追い越される状況にしばしば遭遇する。この際、追い越しを掛けられる自車両にとっては事故の発生に至る虞が大幅に増大する。例えば追い越しを掛けようとする後続車両の存在に気付かずに突如としてブレーキングすると、後続車両に追突される虞がある。また、併走中には車両同士が互いに接近することから接触の危険性が高まる。さらに車両同士の併走距離や併走時間が長くなれば、その分、側方に危険回避する進路が絶たれることや、併走中の車両に意識が奪われ前方不注意になることなどによっても事故の発生に至る虞が増大する。これに対して、例えば特許文献１では自車両の後方をテレビカメラで撮像し、撮像した画像をもとに後続車両の追い越しを検知する後方監視装置が提案されている。この後方監視装置は後続車両の追い越しを検知して、運転者に警報を発することを目的としている。また追い越しという状況に関連して、例えば特許文献２では、追い越しの実行可否及び追い越しの適切性について情報を提供する運転支援装置が提案されている。

特開平５−２７８５４１号公報特開２００５−１４９４０２号公報

特許文献１が提案する後方監視装置では、警報が車室内の音楽や車両周囲の騒音などによってかき消され、運転者の耳にまで届かないことが起こり得る。また警報に気付いた場合でも、車両の走行安全性の確保はあくまで運転者の運転技量や判断に委ねられることになる。すなわち、この後方監視装置では警報を発する以外に車両の走行安全性を技術的に高めようとする配慮は特段なされていなかった。

一方、特許文献２が提案する運転支援装置は、追い越しを掛ける後続車両の運転者を支援するための装置である。このことから特許文献２が提案する運転支援装置によれば、追い越しを掛けられる自車両にとってもスムースな追い越しが行われることを期待できる。しかしながら、追い越しという状況で発生する事故に関していえば、起因そのものは追い越し行為であるものの、このとき実際に事故の発生にまで至るか否かには自車両の挙動も大きく影響する。このため特許文献２が提案する運転支援装置によっても、運転者が後続車両の存在に気付かない場合や、車両同士が併走している状態などでは、依然として事故の発生に至る虞が高いといえる。

そこで本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、後続車両の追い越し行為に起因する事故が発生する虞を低減し、車両の走行安全性を高めることができる車両の速度制限装置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、本発明は、車両の速度を制限する車両の速度制限装置であって、後続車両の追い越し意図を判断する追い越し意図判断手段と、該追い越し意図判断手段が、前記後続車両に追い越しの意図がある、と判断した場合に、前記車両の速度を制限する特定速度制限手段とを備え、前記特定速度制限手段は、前記後続車両との相対速度が所定値以上である場合には、前記追い越し意図判断手段が前記後続車両に追い越しの意図があると判断したときの前記車両の速度である第１の速度に前記車両の速度を制限し、前記後続車両との相対速度が前記所定値より小さい場合には、前記第１の速度より小さい速度である第２の速度に前記車両の速度を制限することを特徴とする。本発明によれば、後続車両が追い越しを掛けてきた際に自車両の速度が制限されることから、追い越しという状況で発生する車両同士の併走時間や併走距離を短くすることができる。このため本発明によれば、後続車両の追い越し行為に起因する事故が発生する虞を低減し、車両の走行安全性を高めることができる。また、例えば後続車両が相当高い速度で追い越しを行おうとしている場合には、自車両で減速が行われると却って後続車両に追突される虞が増大するが、本発明によれば、追い越しという状況で係る虞を回避することができる。

また本発明は、前記第２の速度は、前記第１の速度よりも小さく、且つ前記第１の速度の９割以上の大きさであってもよい。

また本発明は、前記車両の運転者によるアクセル操作に基づいて前記特定速度制限手段による前記車両の速度の制限を解除する手段を備えていてもよい。

また本発明は、車両間通信手段を備えるとともに、該車両間通信手段が取得した前記後続車両の情報に基づき、前記追い越し意図判断手段が、前記後続車両の追い越し意図を判断してもよい。後続車両の追い越しを判断するにあたっては、具体的には例えば本発明のように車両間通信で得た情報に基づき判断することが、判定精度といった観点から好ましい。

また本発明は、前記後続車両の情報が、前記後続車両の加速状態情報と、ステアリング操作情報またはウィンカーの操作状態情報とを含むとともに、前記追い越し意図判断手段が、前記加速状態情報と、少なくとも前記ステアリング操作情報またはウィンカー操作状態情報とに基づき、前記後続車両の追い越し意図を判断してもよい。ここで追い越しを行う場合、後続車両は加速する。また追い越しを行う場合には、後続車両は通常ウィンカーを操作する。また万が一ウィンカーを操作しない場合でも、追い越しの際には必ずステアリング操作が必要となる。係る点に着目した本発明によれば、後続車両の追い越し意図を適切に判断することができる。なお、追い越し意図判断手段は、このほかさらに走行車線情報などに基づいて後続車両の追い越し意図を判断してもよい。

本発明によれば、後続車両の追い越し行為に起因する事故が発生する虞を低減し、車両の走行安全性を高めることができる車両の速度制限装置を提供できる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面と共に詳細に説明する。

図１は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit：電子制御装置）１で実現されている本実施例に係る車両の速度制限装置を関連するその他の構成とともに模式的に示す図である。ＥＣＵ１は自車両（図示省略）に搭載されている。ＥＣＵ１は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit：中央演算処理装置）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）と、ＲＡＭ（Random Access Memory）と、入出力回路などを有して構成されている。ＥＣＵ１は電動スロットル５やブレーキ装置６を制御する。ＥＣＵ１には、例えば図示しないエンジンを主として制御するためのものを適用できる。電動スロットル５は、エンジンに供給される吸気の量を調節するための構成である。また、ブレーキ装置６は車輪を制動して自車両の速度を減速させるための構成である。ＥＣＵ１には、電動スロットル５やブレーキ装置６のほか、各種の制御対象が駆動回路（図示省略）を介して接続されている。またＥＣＵ１には、アクセルペダルの踏み込み量（アクセル開度）を検出するためのアクセル開度センサ２や、車両の速度を検出するための車速センサ３などの各種のセンサが接続されている。

自車両には情報取得装置４が搭載されている。情報取得装置４もＥＣＵ１に接続されている。情報取得装置４は、自車両の走行に活用できる種々の情報を取得するための構成であり、本実施例では通信装置４ａとＧＰＳ（Global Positioning System）を利用したナビゲーション装置４ｂを有して構成されている。通信装置４ａはインフラ情報を取得するための構成であり、インフラ情報として道路沿線に設置された通信機器から現在走行中の道路状況の情報（例えば渋滞情報や事故情報や速度規制情報）を取得したり、歩行者が所持する通信機器との間で互いの位置情報を送受信したりする。また、通信装置４ａは後続車両と車両間通信を行い、インフラ情報として後続車両の情報も取得する。本実施例では通信装置４ａで車両間通信手段を実現している。ナビゲーション装置４ｂはＧＰＳと自律センサとを利用して自車両の現在位置情報を算出するとともに、現在位置情報に基づき、ナビゲーション情報（以下、ナビ情報とする）など自車両周辺の情報を取得する。具体的には例えば、自車両の現在位置情報に基づき、現在走行中の道路が直線であるかカーブであるかや、現在走行中の車線などを取得したりする。ＥＣＵ１はさらに情報取得装置４からこれらの情報を取得する。

ＲＯＭはＣＰＵが実行する種々の処理が記述されたプログラムを格納するための構成であり、本実施例では後続車両の追い越し意図を判断するための追い越し意図判断用プログラムや、変換マップＭを参照してアクセル開度からスロットル開度を算出するためのスロットル開度算出用プログラムや、スロットル開度算出処理に介入し、現在の速度Ｖｎがリミッタ速度ＶＬを超えないようにリミッタ制御用目標スロットル開度ＴＡｍＬを算出し、電動スロットル５を制御するためのリミッタ制御用プログラムや、現在の速度Ｖｎがリミッタ速度ＶＬを超えている場合にブレーキ装置６を制御して減速を行うための減速用プログラムなどを格納している。なお、これらのプログラムは一体として組み合わされていてもよい。リミッタ制御が実行されない場合には、アクセル開度は破線で示すように変換マップＭに基づきスロットル開度に変換され、このスロットル開度に基づき電動スロットル５が制御される。

追い越し意図判断用プログラムは、具体的には情報取得装置４が取得した後続車両の情報に基づき、後続車両の追い越し意図を判断するように作成されている。本実施例では情報取得装置４は、後続車両の情報として後続車両の加速状態情報（例えばアクセル開度）と、ステアリング操作情報と、ウィンカーの操作状態情報とを取得する。そして追い越し意図判断用プログラムは、加速状態情報と、ステアリング操作情報と、ウィンカー操作状態情報とに基づき、後続車両の追い越し意図を判断するように作成されている。具体的には追い越し意図判断用プログラムは、加速状態情報に基づき後続車両が加速している、と判断した場合に、さらにステアリング操作情報に基づき所定の操舵角以上にステアリングが操作されているか、或いはウィンカー操作情報に基づきウィンカーが操作されていれば、後続車両に追い越しの意図がある、と判断するように作成されている。但しこれに限られず、追い越し意図判断用プログラムは、種々の方法によって後続車両の追い越し意図を判断するように作成されていてもよい。

リミッタ制御用プログラムは、後続車両に追い越しの意図がある、と判断した場合に、車両の速度を制限するための特定速度制限用プログラムを有して構成されている。この特定速度制限用プログラムは、具体的には後続車両に追い越しの意図がある、と判断したときの速度以下の速度に車両の速度を制限するように作成されている。このため特定速度制限用プログラムは、「判断したときの速度以下の速度」をリミッタ速度ＶＬに設定するように作成されている。その一方で、特定速度制限用プログラムは、後続車両との相対速度Ｖｒ（式：Ｖｒ＝後続車両の速度Ｖｏ−現在の速度Ｖｎ）が設定相対速度値（所定値）以上である場合には、後続車両に追い越しの意図がある、と判断したときの速度に車両の速度を制限するように作成されている。このため特定速度制限用プログラムは、相対速度Ｖｒが設定相対速度値以上である場合には、「判断したときの速度」をリミッタ速度ＶＬに設定するように作成されている。

なお、リミッタ制御用プログラムは、後続車両に追い越し意図がある、と判断した場合以外のときには、情報取得装置４から取得した種々の情報に基づき、リミッタ速度ＶＬを適宜設定するよう作成されている。本実施例ではＣＰＵとＲＯＭとＲＡＭ（以下、ＣＰＵ等とも称す）と上述の各種のプログラムとで各種の制御手段や検出手段や判定手段などが実現されており、特にＣＰＵ等と追い越し意図判断用プログラムとで追い越し意図判断手段が、ＣＰＵ等と特定速度制限用プログラムとで特定速度制限手段が夫々実現されている。

次にリミッタ制御について詳述する。本実施例では電動スロットル５で車速を制限すべく、次の数１に示す算出式によりリミッタ制御用目標スロットル開度ＴＡｍＬを算出する。

（数１）
ＴＡｍＬ＝ＴＡｍ×Ｋｔａ
ここでＴＡｍは目標スロットル開度であり、変換マップＭに基づき算出される。Ｋｔａはリミッタ制御係数であり、本実施例では次の数２から数４に基づき設定される。

（数２）
Ｋｔａ＝１（ＶｎＬ≦ＶｎＬ１＜０の場合）

（数３）
Ｋｔａ＝（ＶｎＬ／ＶｎＬ１）^２（ＶｎＬ１＜ＶｎＬ＜０の場合）

（数４）
Ｋｔａ＝０（０≦ＶｎＬの場合）
ここでＶｎＬは現在の速度Ｖｎとリミッタ速度ＶＬとの差（式：ＶｎＬ＝Ｖｎ−ＶＬ）である。また、所定値ＶｎＬ１はリミッタ機能を作動させるときのポイントとして予め設定したものであり、ＶｎＬが所定値ＶｎＬ１よりも大きくなるとリミッタ機能が作動するようになっている。図２は上記数２から数４までに示す式に基づき設定されたＫｔａを模式的に示す図である。ＶｎＬ１から左側の領域Ｉは、ＶｎＬ≦ＶｎＬ１＜０を満たす領域となっている。このため、Ｋｔａは領域Ｉで数２に示す式に基づき１に設定される。この領域Ｉは、現在の速度Ｖｎがリミッタ速度ＶＬよりも小さい場合に対応しており、且つＶｎＬが所定値ＶｎＬ１よりも小さい状態であるため、領域Ｉではリミッタ機能が作動しない。このためアクセル開度は、変換マップＭに基づき算出された目標スロットル開度ＴＡｍに変換されることになる。

領域ＩＩは、現在の速度Ｖｎがリミッタ速度ＶＬに到達しようとしている状態に対応する領域である。この領域ＩＩではＶｎＬが所定値ＶｎＬ１よりも大きくなるため、リミッタ機能が作動する。また領域ＩＩは、ＶｎＬ１＜ＶｎＬ＜０を満たす領域であるため、Ｋｔａは数３に示す式に基づき曲線Ａに示す２次曲線で設定される。現在の速度Ｖｎがリミッタ速度ＶＬに到達する手前で、換言すればＶｎＬがＶｎＬ１からゼロになるまでの間でこのようにＫｔａを設定することで、例えば直線Ｂに示すようにＫｔａを設定した場合と比較して、Ｋｔａが０（ゼロ）に近くなる領域を多くすることができる。これにより、リミッタ機能が作動したときに車速がリミッタ速度ＶＬに容易に収束するようになるとともに、このときの適合に要する時間を短くできる。また同時に、急激な速度制限によってエンジン回転数が上下に変動する状態（ハンチング）の発生も抑制できる。これにより、運転者に違和感を与えることなく速度制限を行えるようになる。

領域ＩＩＩは０≦ＶｎＬを満たす領域であるため、Ｋｔａは数４に示す式に基づき０（ゼロ）に設定される。この領域ＩＩＩは現在の速度Ｖｎがリミッタ速度ＶＬよりも大きくなっている場合に対応する領域であり、例えば自車両の前方で発生した事故情報を情報取得装置４が取得した際に、この情報に基づき、ＥＣＵ１がリミッタ速度ＶＬを小さく設定変更したような場合に対応するものである。なお、本実施例では現在の速度Ｖｎがリミッタ速度ＶＬよりも大きくなっている場合には、ＥＣＵ１はブレーキ装置６を制御することで、現在の速度Ｖｎが速やかにリミッタ速度ＶＬ未満になるようにする。

次に、後続車両に追い越しを掛けられたときにＥＣＵ１で行われる処理を図３に示すフローチャートを用いて詳述する。ＣＰＵはリミッタ制御スイッチがＯＮになっているか否かを判定する処理を実行する（ステップ１１）。このリミッタ制御スイッチは、後続車両に追い越しを掛けられた際に、車速の制限や減速が行われることを運転者が十分認識していないと、リミッタ機能が作動した際に車両故障が発生したと誤解する虞も考えられることから設けたものである。これにより、運転者が十分機能を理解した上でリミッタ機能を効果的に利用できるようになる。但し、これに限られず、例えばイグニッションＳＷがＯＮになったときにリミッタ制御が起動するようにしてもよい。ステップ１１で否定判定であれば、ステップ１１以降に示す処理を実行する必要がないため、ＣＰＵはステップ１１で肯定判定になるまで引き続きステップ１１に示す処理を実行する。

一方ステップ１１で肯定判定であれば、ＣＰＵは各種のデータを読み込む処理を実行する（ステップ１２）。具体的には本実施例では、リミッタ速度ＶＬ、現在の速度Ｖｎ、インフラ情報が読み込まれる。続いてＣＰＵは後続車両の情報があるか否かを判定する処理を実行する（ステップ１３）。後続車両の情報はインフラ情報の一部としてステップ１２で読み込まれる。ステップ１３で肯定判定であれば、ＣＰＵは後続車両の追い越し意図を判断する処理を実行する（ステップ１４）。本ステップで追い越し意図がある、と判断された場合には、ＣＰＵは相対速度Ｖｒを算出する処理を実行する（ステップ１５）。続いてＣＰＵは相対速度Ｖｒが設定相対速度値以上であるか否かを判定する処理を実行する（ステップ１６）。

ステップ１６で肯定判定であれば、ＣＰＵはリミッタ速度ＶＬを現在の速度Ｖｎに置き換える処理を実行する（ステップ１７）。すなわち本ステップでは、相対速度Ｖｒが相当大きいことから、車両の速度を後続車両に追い越しの意図がある、と判断したときの速度に制限するための設定が行われる。これにより、後続車両に追突される虞が回避されるようになる。一方ステップ１６で否定判定であれば、ＣＰＵはリミッタ速度ＶＬを現在の速度Ｖｎに係数ｋｂを乗じた値に置き換える処理を実行する（ステップ１８）。すなわち、本ステップでは相対速度Ｖｒがそれほど大きくないことから、車両の速度を後続車両に追い越しの意図がある、と判断したときの速度以下の速度に制限するための設定が行われる。これにより、減速が行われるようになることから、後続車両が追い越しを行おうとしていることを運転者に体感的に知らせることができる。

なお、この係数ｋｂはリミッタ速度ＶＬが現在の速度Ｖｎの１割減程度の大きさになるような値（例えば０．９≦ｋｂ＜１）であることが好ましい。これは減速によって後続車両の追い越し行為を運転者に体感的に知らせることができるようになる一方で、相対速度Ｖｒがそれほど大きくない場合でも後続車両に追突される虞が全くないとはいえないことによる。

続いてＣＰＵは現在の速度Ｖｎがリミッタ速度ＶＬ以上になっていないか否かを判定する処理を実行する（ステップ１９）。ステップ１８に続いてステップ１９に示す処理が行われた場合には、本ステップで否定判定され、ＣＰＵはブレーキ装置６で減速を行うための処理を実行し（ステップ２０）、ステップ１９で肯定判定されるまでの間、ステップ２０に示す処理を繰り返し実行する。これにより現在の速度Ｖｎがリミッタ速度ＶＬ未満に速やかに抑制される。なお、この際ブレーキランプを点灯するようにしてもよい。一方ステップ１９で肯定判定であれば、ＣＰＵはＫｔａを算出する処理を実行するとともに、数１に示す式に基づき、リミッタ制御用目標スロットル開度ＴＡｍＬを算出する処理を実行し（ステップ２１）、算出したリミッタ制御用目標スロットル開度ＴＡｍＬに基づき、スロットル制御を行うための処理を実行する（ステップ２２）。

これにより、車両の速度が後続車両に追い越しの意図がある、と判断したときの速度、或いは判断したときの速度以下の速度に制限される。すなわち、このときに運転者が加速を行おうとした場合にも車両の速度がリミッタ速度ＶＬ以上にならなくなるため、後続車両との併走時間や併走距離を短くすることができる。なお、ステップ１３または１４で否定判定であった場合には、ステップ１７またはステップ１８でリミッタ速度ＶＬの置き換えが行われないことから、後続車両に追い越し意図があった場合以外の条件で設定されたリミッタ速度ＶＬに基づき、つまり通常通りリミッタ制御が行われることになる。またＥＣＵ１には、特定速度制限用プログラムに基づくリミッタ制御を解除する機能（例えば所定のアクセル操作に基づきリミッタ制御を解除するアクセルオーバーライド機能）を組み込んでもよい。これにより、運転者が後続車両の追い越し行為以外の危険を察知した場合に、自ら車両を操縦して危険を回避することも可能になる。以上により、後続車両の追い越し行為に起因する事故が発生する虞を低減し、車両の走行安全性を高めることができるＥＣＵ１を実現できる。

上述した実施例は本発明の好適な実施の例である。但し、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施可能である。

ＥＣＵ１を関連するその他の構成とともに模式的に示す図である。Ｋｔａの設定の一例を模式的に示す図である。ＥＣＵ１で行われる処理をフローチャートで示す図である。

符号の説明

１ＥＣＵ
２アクセル開度センサ
３車速センサ
４情報取得装置
４ａ通信装置
４ｂナビゲーション装置
５電動スロットル
６ブレーキ装置

Claims

車両の速度を制限する車両の速度制限装置であって、
後続車両の追い越し意図を判断する追い越し意図判断手段と、該追い越し意図判断手段が、前記後続車両に追い越しの意図がある、と判断した場合に、前記車両の速度を制限する特定速度制限手段とを備え、
前記特定速度制限手段は、前記後続車両との相対速度が所定値以上である場合には、前記追い越し意図判断手段が前記後続車両に追い越しの意図があると判断したときの前記車両の速度である第１の速度に前記車両の速度を制限し、前記後続車両との相対速度が前記所定値より小さい場合には、前記第１の速度より小さい速度である第２の速度に前記車両の速度を制限することを特徴とする車両の速度制限装置。
前記第２の速度は、前記第１の速度よりも小さく、且つ前記第１の速度の９割以上の大きさであることを特徴とする請求項１記載の車両の速度制限装置。
前記車両の運転者によるアクセル操作に基づいて前記特定速度制限手段による前記車両の速度の制限を解除する手段を備えることを特徴とする請求項１または２記載の車両の速度制限装置。
車両間通信手段を備えるとともに、該車両間通信手段が取得した前記後続車両の情報に基づき、前記追い越し意図判断手段が、前記後続車両の追い越し意図を判断することを特徴とする請求項１から３いずれか１項記載の車両の速度制限装置。
前記後続車両の情報が、前記後続車両の加速状態情報と、ステアリング操作情報またはウィンカーの操作状態情報とを含むとともに、前記追い越し意図判断手段が、前記加速状態情報と、少なくとも前記ステアリング操作情報またはウィンカー操作状態情報とに基づき、前記後続車両の追い越し意図を判断することを特徴とする請求項４項記載の車両の速度制限装置。