JP5194822B2 - 車両走行制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両走行制御装置に係り、特に、自車両を先行車両に追従させる追従走行制御を行う車両走行制御装置に関する。

車両の走行制御を行う車両走行制御装置として、従来、先行車両との間で所定の相対関係をもって自車両を先行車両に追従走行させる車両走行制御装置がある。また、この種の車両走行制御装置にとして、車両のブレーキ頻度を検出し、ブレーキ頻度に応じて目標車速度を補正する安全走行システムが知られている（たとえば、特許文献１参照）。
特開平９−３２３５６６号公報

ところで、従来の車両走行制御装置では、自車両と先行車両との相対関係が目標相対関係となるように追従走行制御を行っている。このため、たとえば相対関係が目標相対関係に近い状態で追従走行制御を行っている場合、相対関係が目標相対関係を頻繁に超えてしまい、自車両にブレーキをかけて自車両を減速する機会が多くなることがあった。このようなブレーキは、自車両のドライバの意図と関係なくかけられるものであるため、自車両を減速する機会が多くなると、ドライバの乗り心地感を低下させるという問題があった。

この点、上記特許文献１に開示された安全走行システムでは、ブレーキ頻度に応じて目標車速度を補正しているが、このブレーキはドライバの意思によってかけられるものである。このため、ドライバの意図する減速であることから、ドライバの乗り心地感を大きく低下させるものではなく、上記の問題を解決できるものではなかった。

そこで、本発明の課題は、ドライバの意図することのない減速が頻繁に行われないようにすることにより、ドライバの乗り心地感の低下を招くことなく、先行車両に対する追従走行制御を行うことができる車両走行制御装置を提供することにある。

上記課題を解決した本発明に係る車両走行制御装置は、自車両を先行車両に追従走行させる追従走行制御手段と、先行車両と自車両との相対関係が所定のしきい値よりも小さくなったときに、自車両に制御ブレーキをかけるブレーキ制御手段と、制御ブレーキの頻度を検出する制御ブレーキ頻度検出手段と、追従走行を行う際に、自車両と先行車両との間の相対関係を制御する車間相対関係制御手段と、制御ブレーキ頻度検出手段で検出された制御ブレーキ頻度が所定のしきい値を超えた場合に、相対関係を大きく調整する相対関係調整手段と、を備え、相対関係調整手段は、自車両と先行車両との間の車間時間を長く調整する車間時間調整手段であり、相対関係調整手段は、制御ブレーキに減速度信号を送信した回数をカウントするカウンタを備え、カウンタのカウント数が基準カウント値を超えるか否かを判断するための基準時間となる第１基準時間およびカウンタをクリアするか否かを判断するための基準時間となる第２基準時間を記憶しており、カウンタが０となっていると判断した場合には判定時間の計測を開始し、判定時間が第１基準時間を超えかつカウンタのカウント数が基準カウント値を超えているときに車間時間を長く調整し、先行車両がないと判断した場合および自車両の減速度が所定の減速度以上となっていないと判断した場合のいずれかの場合であって、判定時間が第２基準時間以下でない場合にカウントをクリアするのである。

本発明に係る車両走行制御装置においては、制御ブレーキ頻度を検出しており、制御ブレーキ頻度が所定のしきい値を超えた場合に、自車両と先行車両との相対関係を大きくしている。このため、制御ブレーキ頻度が高くなった場合には、自車両と先行車両との相対関係を大きくなるので、その分制御ブレーキをかけられる回数が少なくなる。したがって、ドライバの意図することのない減速が頻繁に行われないようにすることができる。よって、ドライバの乗り心地感の低下を招くことなく、先行車両に対する追従走行制御を行うことができる。

このように、相対関係調整手段は、自車両と先行車両との相対関係として、車間時間を調整することができる。

本発明に係る車両走行制御装置によれば、ドライバの意図することのない減速が頻繁に行われないようにすることにより、ドライバの乗り心地感の低下を招くことなく、先行車両に対する追従走行制御を行うことができる。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、図示の便宜上、図面の寸法比率は説明のものと必ずしも一致しない。

図１は本発明の実施形態に係る車両走行制御装置のブロック構成図である。図１に示すように、本実施形態に係る車両走行制御装置は、車間制御ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１を備えている。本実施形態に係る車間制御ＥＣＵ１では、追従走行制御（ＡＣＣ：AdaptiveCruise Control）を行っている。追従走行制御では、たとえば、先行車両が走行している場合には、先行車両に対して一定の距離または一定の速度関係を維持するよう自車両を所定の速度で走行させて先行車両に追従する追従制御を行う。

車間制御ＥＣＵ１には、ミリ波レーダ２、ストップランプスイッチ３、およびクルーズ設定スイッチ４が接続されている。また、車間制御ＥＣＵ１には、ヨーレートセンサ５、アクセル開度センサ６、および車速センサ７が接続されている。さらに、車間制御ＥＣＵ１には、エンジンＥＣＵ８およびブレーキＥＣＵ９が接続されている。エンジンＥＣＵ８およびブレーキＥＣＵ９は、ＣＡＮ（Control Area Network）を介して車間制御ＥＣＵ１と情報を送受信する。また、エンジンＥＣＵ８には、スロットルアクチュエータ１０およびＡＴ（オートマチックトランスミッション）１１が接続されており、ブレーキＥＣＵ９には、ブレーキアクチュエータ１２が接続されている。

ミリ波レーダ２は、車両の前側に取り付けられており、先行車両との間の車間距離を検出している。ミリ波レーダ２は、検出した車間距離を車間距離情報として車間制御ＥＣＵ１に送信する。

ストップランプスイッチ３は、車室内におけるブレーキペダルに設けられたスイッチであり、ブレーキペダルが踏み込まれたか否かを検出している。ストップランプスイッチ３は、ブレーキペダルのオン／オフ情報を車間制御ＥＣＵ１に送信する。

クルーズ設定スイッチ４は、車室内におけるドライバの手が届く範囲に設けられたスイッチであり、オンとされることにより、追従制御開始信号を車間制御ＥＣＵ１に送信する。また、クルーズ設定スイッチ４は、追従制御が開始された後は、設定車速を決定するためのスイッチとなる。クルーズ設定スイッチ４は、設定車速が決定された場合に、設定車速信号を車間制御ＥＣＵ１に送信する。

ヨーレートセンサ５は、たとえば車体の一部に取り付けられており、車両のヨーレートを検出している。ヨーレートセンサ５は、検出したヨーレートに関するヨーレート信号を車間制御ＥＣＵ１に送信する。

アクセル開度センサ６は、たとえば車室内におけるアクセルペダルに設けられており、アクセルペダルの踏み込み量を検出している。アクセル開度センサ６は、検出したアクセルペダルの踏み込み量からアクセル開度を求めて、アクセル開度信号として車間制御ＥＣＵ１に送信する。

車速センサ７は、たとえば車両の車輪に設けられており、車輪の回転速度から実車速を検出している。車速センサ７は、検出した実車速を車速信号として車間制御ＥＣＵ１に送信する。

車間制御ＥＣＵ１は、ミリ波レーダ２から送信された車間距離情報、ストップランプスイッチ３から送信されたオン／オフ情報、クルーズ設定スイッチ４から送信された設定車速信号に基づいて、自車両の目標車速を算出して設定する。車間制御ＥＣＵ１は、設定した自車両の目標車速と、車速センサ７から送信された車速信号より得られる実車速とを比較して自車両の先行車両との車間時間を算出する。この車間時間が所定の加速判定用しきい値よりも大きい場合に、自車両を加速するための加速度に関する加速度信号をエンジンＥＣＵ８およびブレーキＥＣＵ９に送信する。また、車間制御ＥＣＵ１は、算出した車間時間が、所定の減速判定用しきい値よりも小さい場合に、自車両を減速するための減速度に関する減速度信号をエンジンＥＣＵ８およびブレーキＥＣＵ９に送信する。車間制御ＥＣＵ１は、本発明の追従走行制御手段および車間相対関係制御手段を構成する。

エンジンＥＣＵ８は、エンジンにおけるスロットルアクチュエータ１０およびＡＴ１１を制御する制御装置であり、車間制御ＥＣＵ１から送信された加速度信号および減速信号に基づいて、必要なスロットルバルブの目標開度を設定する。エンジンＥＣＵ８は、その目標開度をスロットル開度信号としてスロットルアクチュエータ１０に送信する。

スロットルアクチュエータ１０は、スロットルバルブの開度を調整するアクチュエータである。スロットルアクチュエータ１０は、エンジンＥＣＵ８から送信されるスロットル開度信号に応じて作動し、スロットルバルブの開度を調整する。ＡＴ１１は、エンジンＥＣＵ８の指令に基づいて、駆動レンジを移行させる。

ブレーキＥＣＵ９は、ブレーキを制御する制御装置であり、車間制御ＥＣＵ１から送信された加速度信号および減速度信号に基づいて目標減速度を設定する。ブレーキＥＣＵ９は、目標減速度になるために必要な各輪のホイールシンンダのブレーキ油圧を設定し、ブレーキ油圧信号としてブレーキアクチュエータ１２に送信する。このブレーキＥＣＵ９における車間制御ＥＣＵ１から送信された目標減速度に基づくブレーキを制御ブレーキと称する。ブレーキＥＣＵ９は、本発明のブレーキ制御手段を構成する。

ブレーキアクチュエータ１２は、ホイールシリンダの油圧を制御するアクチュエータである。ブレーキアクチュエータ１２は、ブレーキＥＣＵ９から送信されるブレーキ油圧信号に応じてアクチュエータを作動させてホイールシリンダに所定の油圧を発生させる。

また、車間制御ＥＣＵ１は、時間を計測するタイマおよびブレーキＥＣＵ９に減速度信号を送信した回数をカウントする制御ブレーキ頻度カウンタ（以下「カウンタ」という）を備えている。ここで、車間制御ＥＣＵ１は、タイマによって制御ブレーキ頻度計測時間（以下「判定時間」という）を計測し、カウンタによってブレーキＥＣＵ９に所定の減速度よりも大きい減速度の減速度信号を送信した回数をカウントしている。このカウントした回数が、基準時間あたりに所定の基準カウント値を超えた場合に、自車両を減速すると判断するための車間時間の減速判定用しきい値を大きく（長く）調整する。車間時間ＥＣＵ１は、本発明の制御ブレーキ頻度検出手段および相対関係調整手段（車間時間調整手段）を構成する。

さらに、車間制御ＥＣＵ１は、カウンタのカウント数が基準カウント値を超えるか否かを判断するための基準時間となる第１基準時間およびカウンタをクリアするか否かを判断するための基準時間となる第２基準時間を記憶している。この基準カウント値と第１基準時間とによって本発明の頻度しきい値が構成される。

次に、本実施形態に係る車両走行制御装置の制御手順について説明する。図２は、本実施形態に係る車両走行制御装置の制御手順を示すフローチャートである。

図２に示すように、本実施形態に係る車両走行制御装置では、まず、先行車両があるか否かを判断する（Ｓ１）。その結果、先行車両があると判断した場合には、自車両における減速度が０．２５ｍ／ｓ^２以上となったか否かを判断する（Ｓ２）。自車両における減速度の判断は、ブレーキＥＣＵ９に送信される減速度信号に基づいて行われる。その結果、減速度が０．２５ｍ／ｓ^２以上となったと判断した場合には、減速度信号を送信した回数をカウントするカウンタが０となっているか否かを判断する（Ｓ３）。また、ここでは、減速度が０．２５ｍ／ｓ^２未満の状態から０．２５ｍ／ｓ^２以上となった場合に、自車両における減速度が０．２５ｍ／ｓ^２以上となったと判断する。

ステップＳ３における判断の結果、カウンタが０となっていると判断した場合には、判定時間の計測を開始し（Ｓ４）、カウンタのカウント数に「１」を加算する（Ｓ５）。一方、カウンタが０となっていないと判断した場合には、判定時間の計測は行われているので、そのままカウンタのカウント数に「１」を加算する（Ｓ５）。

続いて、計測した判定時間が第１基準時間ＫＴＩＭＥ１を超えているか否かを判断する（Ｓ６）。ここでの第１基準時間ＫＴＩＭＥ１は予め決定されており、たとえば１０秒とされている。もちろん、他の時間とすることもできる。

その結果、計測した判定時間が第１基準時間ＫＴＩＭＥ１を超えていないと判断した場合には、予め設定した設定車間時間に目標車間時間を設定して（Ｓ１２）、処理を終了する。一方、計測した判定時間が第１基準時間ＫＴＩＭＥ１を超えていると判断した場合には、カウンタのカウント数が所定の基準カウント値ＫＣＮＴを超えているか否かを判断する（Ｓ７）。ここでの基準カウント値は予め決定されており、たとえば３回とされている。したがって、カウンタのカウント数が４回以上となると、基準カウント値ＫＣＮＴを超えていると判断する。もちろん他の時間とすることもできる。

その結果、カウント数が基準カウント値ＫＣＮＴを超えていると判断した場合には、予め設定した設定車間時間に調整係数Ｋｊ（Ｋｊ＞１）を乗じた時間を目標車間時間として設定する（Ｓ８）。こうして、目標車間時間を設定車間時間よりも長くする。また、カウント数が基準カウント値ＫＣＮＴを超えていないと判断した場合には、予め設定した設定車間時間に目標車間時間を設定して（Ｓ１２）、処理を終了する。

また、ステップＳ１で先行車両がないと判断した場合、および自車両の減速度が０．２５ｍ／ｓ^２以上となっていないと判断した場合には、判定時間が第２基準時間ＫＴＩＭＥ２以下であるか否かを判断する（Ｓ９）。ここでの第２基準時間ＫＴＩＭＥ２は予め決定されており、たとえば６秒とされている。もちろん、他の時間とすることもできる。

ステップＳ１０における判断の結果、判定時間が第２基準時間ＫＴＩＭＥ２以下でないと判断した場合には、カウンタのカウント数をクリアし（Ｓ１０）、判定時間をクリアして（Ｓ１１）、ステップＳ１２に進む。その一方、ステップＳ９で判定時間が第２基準時間ＫＴＩＭＥ２以下であると判断した場合には、そのままステップＳ１２に進む。その後、予め設定した設定車間時間に目標車間時間を設定して（Ｓ１２）、処理を終了する。

このように、本実施形態に係る車両走行制御装置においては、カウンタを用いて単位時間あたりに所定の減速度、具体的には０．２５ｍ／ｓ^２以上の減速度による減速が所定回数（基準カウント値）以上行われた否かを判断している。この単位時間あたりの減速回数が所定回数を超えている場合には、減速が頻繁に行われていると考えられる。このように減速が頻繁に行われると、ドライバに対する乗り心地感の低下を招くことになる。

この点、本実施形態に係る車両走行制御装置では、減速が頻繁に行われていると判断した場合には、目標車間時間を予め設定した設定車間時間よりも長い時間に調整するように、調整係数Ｋｊ（Ｋｊ＞１）を乗じている。このため、減速が頻繁に行われていると判断された後は、減速を行う際の基準となる目標車間時間が長くなることから、減速が行われる回数を減じることができる。このため、ドライバに対する乗り心地感の低下を招くことなく、追従走行制御を行うことができる。

次に、本実施形態に係る車両制御装置における制御状態の経時変化の一例について、図３を参照して説明する。図３に示す例では、上段から順に、制御ブレーキ減速度、カウンタ（制御ブレーキ頻度カウンタ）のカウント数、判定時間（制御ブレーキ頻度計測時間）、制御ブレーキをかけるための先行車両と追従車両との車間時間しきい値のそれぞれの経時変化を示す。この車間時間しきい値が本発明の判定しきい値に相当する。

図３に示すように、最初の車間時間しきい値が「短」とされている。その後、時刻ｔ１の段階で車両の減速度が０．２５ｍ／ｓ^２以上となった（Ｓ２）とする。このとき、現在のカウンタのカウント数は０であるので、判定時間の計測が開始され（Ｓ４）、カウンタのカウント数に「１」が加算される（Ｓ５）。また、この段階では、車間時間しきい値は短いままとされている。

続いて、カウンタのカウント数が１となった後、第２基準時間ＫＴＩＭＥ２が経過する時刻である時刻ｔ２まで減速度が０．２５ｍ／ｓ^２以上とならなかったので、時刻ｔ２の時点でカウンタをクリアする（Ｓ１１）とともに判定時間をクリアする（Ｓ１２）。それから、時刻ｔ３の時点で減速度が０．２５ｍ／ｓ^２となったとすると、現在のカウンタのカウント数は０であるので、判定時間の計測が開始され（Ｓ４）、カウンタのカウント数に「１」が加算される（Ｓ５）。

その後、時刻ｔ４の段階で、再び減速度が０．２５ｍ／ｓ^２以上となったとする。この場合には、時刻ｔ３からの経過時間が第２基準時間ＫＴＩＭＥ２にとなっておらず、カウンタのカウント値が０ではないので、カウンタのカウント数に「１」が加算されて（Ｓ５）、カウンタのカウント数が「２」となる。それから、時刻ｔ５の段階で時刻ｔ３の段階で、再び減速度が０．２５ｍ／ｓ^２以上となったとする。この場合には、時刻ｔ４からの経過時間が第２基準時間ＫＴＩＭＥ２にとなっておらず、カウンタのカウント値が０ではないので、時刻ｔ４の場合と同様、カウンタのカウント数に「１」が加算されて（Ｓ５）、カウンタのカウント数が「３」となる。

それから、時刻ｔ６となる前の段階で、判定時間が第１基準時間ＫＴＩＭＥ１となる。この段階で、その後にカウンタのカウント数が「４」となり、基準カウント値ＫＣＮＴを超えることとなることにより、車間距離しきい値が変更させることになる。そして、時刻ｔ６で減速度が０．２５ｍ／ｓ^２以上となったとする。この場合、第１基準時間ＫＴＩＭＥ１内に、ドライバの意図とは無関係に車両の減速が頻繁に行われていることになる。このため、ドライバの乗り心地感が大きく低下させられることになる。

そこで、時刻ｔ６の時点で、このとき、カウンタのカウント数が「４」となり、基準カウント値ＫＣＮＴを超えることとなっているので、車間距離しきい値が「長」に調整される。車間距離しきい値が「長」に調整されると、先行車間距離がある程度短くなっても、制御ブレーキがかけられることが少なくなる。このため、制御ブレーキがかけられる回数が少なくなるので、ドライバの乗り心地感の低下を招くことなく、先行車両に対する追従走行制御を行うことができる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。たとえば、上記実施形態では、先行車両と自車両との相対関係として車間時間を用いているが、車間距離などの指標を用いることもできる。相対関係として車間距離を用いる場合には、判定しきい値を大きくする態様としては、車間距離しきい値を長くすることになる。

また、上記実施形態では、制御ブレーキ頻度を計測するために、０．２５ｍ／ｓ^２以上のブレーキがかけられてから、判定時間の計測を開始しているが、たとえば、フローチャートの手順を繰り返すたびに、判定時間の計測を開始する態様とすることもできる。また、第１基準時間を判定するにあたり、第２基準時間を経過することで、判定時間をクリアしているが、判定時間をクリアすることなく、常に第１基準時間を計測し、その第１基準時間の中で制御ブレーキ頻度を計測する態様とすることもできる。

さらに、上記実施形態では、目標車間時間を調整する際に、設定車間時間に対して調整係数Ｋｊを乗じているが、調整係数を加算する態様としたり、その他の演算方法で設定車間時間を長くしたりする態様とすることができる。また、上記実施形態では、調整係数Ｋｊは定数とされているが、たとえばカウンタのカウント数や計測された判定時間の長さに応じて、調整係数Ｋｊが変化する態様とすることもできる。

車両走行制御装置のブロック構成図である。 車両走行制御装置の制御手順を示すフローチャートである。 車両制御装置における制御状態の経時変化の一例を示すタイムチャートである。

符号の説明

１…車間制御ＥＣＵ、２…ミリ波レーダ、３…ストップランプスイッチ、４…クルーズ設定スイッチ、５…ヨーレートセンサ、６…アクセル開度センサ、７…車速センサ、８…エンジンＥＣＵ、９…ブレーキＥＣＵ、１０…スロットルアクチュエータ、１１…ＡＴ、１２…ブレーキアクチュエータ。

Claims (1)

1. 自車両を先行車両に追従走行させる追従走行制御手段と、
   前記先行車両と前記自車両との相対関係が判定しきい値よりも小さくなったときに、前記自車両に制御ブレーキをかけるブレーキ制御手段と、
   前記制御ブレーキの頻度を検出する制御ブレーキ頻度検出手段と、
   前記追従走行を行う際に、前記自車両と前記先行車両との間の相対関係を制御する車間相対関係制御手段と、
   前記制御ブレーキ頻度検出手段で検出された制御ブレーキ頻度が頻度しきい値を超えた場合に、前記判定しきい値を大きく調整する相対関係調整手段と、
   を備え、
   前記相対関係調整手段は、
   前記自車両と前記先行車両との間の車間時間を長く調整する車間時間調整手段であり、
   前記相対関係調整手段は、前記制御ブレーキに減速度信号を送信した回数をカウントするカウンタを備え、前記カウンタのカウント数が基準カウント値を超えるか否かを判断するための基準時間となる第１基準時間および前記カウンタをクリアするか否かを判断するための基準時間となる第２基準時間を記憶しており、前記カウンタが０となっていると判断した場合には判定時間の計測を開始し、前記判定時間が前記第１基準時間を超えかつ前記カウンタのカウント数が前記基準カウント値を超えているときに前記車間時間を長く調整し、前記先行車両がないと判断した場合および前記自車両の減速度が所定の減速度以上となっていないと判断した場合のいずれかの場合であって、前記判定時間が前記第２基準時間以下でない場合に前記カウントをクリアすることを特徴とする車両走行制御装置。

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