JP4306764B2 - 車間距離制御装置 - Google Patents

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Description

本発明は、先行車両と自車両の車間距離に基づき、自車両を制御する車間距離制御装置に関する。
従来、自車両と先行車両との車間距離に基づいて自車両を制御する車間距離制御装置として、特許文献1に記載されたようなものがある。この車間距離制御装置では、例えばレーザレーダ又はミリ波レーダ等の前方監視センサにより先行車両と自車両との車間距離を測定し、その車間距離を自車両の車速で除して得られる車間時間を目標時間以上となるように制御して、先行車両と自車両との車間距離を目標車間距離以上に保つ制御が行われている。このような車間距離制御装置において全車速において車間距離制御を行う場合には、渋滞等において、自車両が所定速度以下で走行中、さらに先行車両が停止した場合に、車間距離を保つために自車両を停止させる制御が行われている。
特開2001−225669号公報
しかしながら、このような車間距離制御装置においては、自車両の車速を求めるにあたって車輪速センサの測定した車輪速を用いており、この車輪速センサは例えば1km/h以下の極低速域において車輪速を検出することができず、その極低速域においては自車両が停止していなくても車輪速ひいては車速はゼロとなる。
このため自車両が停止状態であるかの判定は車輪速がゼロとなった後の経過時間により行っており、この経過時間においても先行車両と自車両との車間距離に基づいて自車両のベース要求加速度は演算され続けており、先行車両がここで加速すると車間距離が大きくなって先行車両と自車両との相対速度が大きくなりこれに伴いベース要求加速度も大きくなり自車両が加速される。
この後に自車両の停止の判定が行われて停止用要求加速度の最小値が演算されて自車両に停止保持用ブレーキが作用すると、自車両が加速した後停止保持用ブレーキが作用して、加速中において急激なブレーキが作用することになり、自車両に不快なショックが発生して円滑な停止ができないという問題が生じた。
本発明は、上記問題に鑑み、自車両をより円滑に停止させることができる車間距離制御装置を提供することを目的とする。
上記の問題を解決するため、本発明による車間距離制御装置は、
自車両の車速を検出する車速検出手段と、先行車両と自車両との車間距離を検出する車間距離検出手段と、少なくとも前記車間距離を含む車両情報からベース要求加速度を演算するベース要求加速度演算手段と、前記ベース要求加速度に基づいて先行車両との車間距離の制御を行い、先行車両の停止に伴い停止制御を行う制御手段とを備える車間距離制御装置において、前記検出された車速がゼロとなる時点の前記ベース要求加速度に基づいて自車両の停止を判定する停止判定手段を備えることを特徴とする。
ここで、前記車間距離制御装置において、
前記停止の判定に基づき停止用要求加速度を演算する停止用要求加速度演算手段を備えることが好ましい。
また、前記車間距離制御装置において、
前記制御手段が前記ベース要求加速度と前記停止用要求加速度に基づいて自車両を制御することが好ましい。
なお、前記車速検出手段は自車両の各車輪に設けられた車輪速センサのうち、例えば左右後輪に設けられた車輪速センサの車輪速の平均値を車速として検出するものである。一般的にこの車輪速センサは、自車両の実際の車速が例えば1km/h以下の極低速域においては車輪速をゼロと検出するので前記車速検出手段により検出される車速もゼロとなる。つまりこの場合においては、前記検出された車速がゼロとなる時点の、前記検出された車速がゼロとなった時点の実際の車速は1km/hとなる。
ここで、
前記停止判定手段が、前記検出された車速がゼロとなる時点から、前記検出された車速がゼロとなった時点の実際の車速を、前記検出された車速がゼロとなった時点の前記ベース要求加速度で除した停止判定時間を経過した時点で、自車両の停止を判定することが好ましい。
これによれば、前記車速検出手段が車速をゼロと検出する極低速域においても、前記検出された車速がゼロとなる時点から、前記検出された車速がゼロとなった時点の実際の車速を、前記検出された車速がゼロとなった時点の前記ベース要求加速度で除した停止判定時間を経過した時点で、自車両の停止を判定することにより、自車両の停止の判定を正確に行うことができる。
つまり、自車両の停止の判定を正確に行うことができるので、自車両が完全に停止する前に停止保持用ブレーキを作用させて自車両にショックを発生させることを防止することができる。
加えて、前記停止判定手段が自車両の停止を判定する前に前記先行車両が再加速してそれに追従して前記ベース要求加速度が大きくなってその時点で停止保持用ブレーキを作用させてしまい自車両にショックを発生させることを防止することができる。
これらのことにより、より円滑に自車両を停止させることができる。なお、停止保持用ブレーキとは自車両が停止した後、坂道等の勾配その他の要因により自車両が動き出すことを防止して自車両の停止を確実に保持するためのブレーキである。
さらに、
前記ベース要求加速度演算手段が、前記検出された車速がゼロとなる時点から前記停止まで、前記ベース要求加速度を前記検出された車速がゼロとなる時点の前記ベース要求加速度に保持することが好ましい。
これによれば、前記停止判定手段が、自車両が停止すると判定する時点において、自車両を確実に停止させることができる。
加えて、
前記停止判定手段が停止を判定した時点で、前記ベース要求加速度演算手段が、前記ベース要求加速度をゼロに固定することが好ましい。
これによれば、前記停止判定手段が自車両の停止を判定する前に前記先行車両が再加速してそれに追従して前記ベース要求加速度が大きくなることを防止することができる。
さらに、
前記停止判定手段が停止を判定した時点で、前記停止用要求加速度演算手段が、前記停止用要求加速度を最小値に固定することが好ましい。
これによれば、前記停止判定手段の自車両の停止の判定に基づいて、前記停止用要求加速度を最小値に固定して停止保持用ブレーキを作用させることができる。これにより、自車両が完全に停止する前に停止保持用ブレーキを作用させて自車両にショックを発生させることを防止することができる。
加えて、前記停止判定手段が自車両の停止を判定する前に前記先行車両が再加速してそれに追従して前記ベース要求加速度が大きくなってその時点で停止保持用ブレーキを作用させてしまい自車両にショックを発生させることをも防止することができる。
本発明によれば、自車両をより円滑に停止させることができる車間距離制御装置を提供することができる。
以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照しながら説明する。
図1は、本発明に係る車間距離制御装置の一実施形態を示すブロック図である。
車間距離制御装置1は、DSSECU2(Driver Support System Electronic Control Unit)と、ENGECU3(Engine Electronic Control Unit)と、BRKECU4(Brake Electronic Control Unit)と、前方監視センサ5と、を備えて構成される。DSSECU2と、ENGECU3と、BRKECU4はCAN(Controller Area Network)等の通信規格により相互に接続される。
前方監視センサ5は、例えばレーザレーダ又はミリ波レーダであり、自車両の前方に位置する先行車両と自車両との車間距離を測定して測定結果をDSSECU2に出力するものであり、自車両の図示しないフロントグリル又はフロントバンパーに設けられる。
DSSECU2は例えばCPU、ROM、RAMおよびそれらを接続するデータバスから構成され、ROMに格納されたプログラムに従い、CPUが所定の処理を行うものである。DSSECU2は、車速検出手段2aと、車間距離検出手段2bと、ベース要求加速度演算手段2cと、停止判定手段2dと、停止用要求加速度演算手段2eと、制御手段2fとを備える。
DSSECU2の車速検出手段2aは、図示しない自車両の左右後輪の車輪速センサから車輪速を取得して、これらの車輪速の平均値を演算して車速を検出するものである。DSSECU2の車間距離検出手段2bは、前方監視センサ5により車間距離を検出するとともにこの車間距離を微分して相対速度Vrを演算又は直接相対速度Vrを検出する。
DSSECU2のベース要求加速度演算手段2cは、車間距離検出手段2bの検出した車間距離と目標車間距離との比較、及び相対速度Vrからベース要求加速度GBASEを演算する。DSSECU2の停止判定手段2dは、車速検出手段2aにより検出された車速がゼロとなる時点のベース要求加速度Greq_pre_0kphに基づいて自車両の停止を判定するものである。
すなわち、停止判定手段2dは、車速検出手段2aにより検出された車速VSPDがゼロとなる時点から、検出された車速VSPDがゼロとなった時点の実際の車速Vpre_0kph(車輪速センサが1km/h以下で車輪速をゼロと検出する場合はVpre_0kph=1km/h)を、検出された車速VSPDがゼロとなった時点のベース要求加速度Greq_pre_0kphで除した停止判定時間TSTOPを経過した時点で、自車両の停止を判定する。
DSSECU2の停止用要求加速度演算手段2eは、停止判定手段2dが行った停止の判定に基づき停止用要求加速度GSTOPを演算する。すなわち停止用要求加速度演算手段2eは、検出された車速VSPDがゼロとなる時点の前においては停止用要求加速度GSTOPを最大値例えば1.67m/s^2とし、検出された車速VSPDがゼロとなった時点の後から停止判定の時点までは、停止用要求加速度GSTOPを車速VSPDがゼロとなる時点のベース要求加速度Greq_pre_0kphとし、停止判定の時点以降においては、停止用要求加速度GSTOPを最小値例えば−2.45m/s^2に固定する。
なお、停止用要求加速度GSTOPを車速VSPDがゼロとなる時点のベース要求加速度Greq_pre_0kphとするのは、DSSECU2の制御手段2fは、ベース要求加速度GBASEと停止用要求加速度GSTOPの小さい方を選択すなわちミニマムセレクトして要求加速度Gxを演算するため、検出された車速VSPDがゼロとなった時点でベース要求加速度GBASEを車速VSPDがゼロとなる時点のベース要求加速度Greq_pre_0kphとして減速制御するにあたり、停止用要求加速度GSTOPがベース要求加速度GBASEに干渉することを防止するためである。
また、検出された車速VSPDがゼロとなる時点において、停止用要求加速度GSTOPを検出された車速VSPDがゼロとなる時点のベース要求加速度Greq_pre_0kphとすることにより、停止判定手段2dが自車両の停止を判定した時点で、停止用要求加速度GSTOPを最小値とする前段階として、最大値よりも小さい値に一旦保持することができ、停止用要求加速度演算手段2eが変化率に制限を設けて停止用要求加速度GSTOPを最小値にするにあたっての時間を短縮することができる。
同様に、停止用要求加速度GSTOPを車速VSPDがゼロとなる時点の前において、最大値に固定するのは、DSSECU2の制御手段2fは、ベース要求加速度GBASEと停止用要求加速度GSTOPの小さい方を選択すなわちミニマムセレクトして要求加速度Gxを演算するため、ベース要求加速度GBASEに停止保持用のブレーキを作用させるための停止用要求加速度GSTOPが干渉することを防止するためである。
さらに、DSSECU2の制御手段2fは、ベース要求加速度演算手段2eの演算したベース要求加速度GBASEと、停止用要求加速度演算手段2eの演算した停止用要求加速度GSTOPに基づいて、自車両を制御する。具体的には前述したように、制御手段2fはベース要求加速度GBASEと停止用要求加速度GSTOPの小さい方を選択すなわちミニマムセレクトして要求加速度Gxを演算するとともに、その要求加速度Gxに基づいて要求駆動力Fxを演算し、ENGECU3及びBRKECU4にその要求駆動力Fxを指令値として出力する。
ENGECU3も例えばCPU、ROM、RAMおよびそれらを接続するデータバスから構成され、ROMに格納されたプログラムに従い、CPUが所定の処理を行うものである。ENGECU3は、駆動力調停手段3aと、駆動制御手段3bを備える。駆動力調整手段3aは、DSSECU2から取得した要求駆動力Fxと、運転者が図示しないアクセルペダルを踏み込んで入力されるドライバ要求を調停する。駆動制御手段3bは、駆動力調整手段3aにより調停された要求駆動力Fx又はドライバ要求から、図示しないエンジン及びトランスミッションからなる駆動装置で発生させる駆動力を演算し駆動装置に対して指令する。
BRKECU4も例えばCPU、ROM、RAMおよびそれらを接続するデータバスから構成され、ROMに格納されたプログラムに従い、CPUが所定の処理を行うものである。BRKECU4は、制動力調停手段4aと、制動制御手段4bとを備える。制動力調停手段4aは、DSSECU2から取得した要求駆動力Fxと運転者が図示しないブレーキペダルを踏み込んで入力されるドライバ要求を調停する。制動制御手段4bは、制動力調停手段4aにより調停された要求駆動力Fx又はドライバ要求から、図示しないキャリパブレーキからなる制動装置で発生させる制動力を演算して制動装置に対して指令する。
以上述べた本実施例の車間距離制御装置1はいわゆる駆動力デマンドの制御構造を有し、車両に作用する要求駆動力Fxを用いてENGECU3及びBRKECU4を一つのパラメータにより制御できるので、DSSECU2によりENGECU3及びBRKECU4のいずれかを選択して制御する必要を廃して、制御系統を簡略化することができる。また、車両の加速度等の物理量を決定する要因である要求駆動力Fxに基づいて制御を行うので、シミュレーション等の精度を高めるにあたりより有利な構成となる。
以下、本実施例の車間距離制御装置1の制御内容をフローチャート及びタイムチャートに基づいて説明する。図2は、本発明による車間距離制御装置1の制御内容を示すフローチャートであり、図3は本発明による車間距離制御装置1の制御結果を示すタイムチャートである。図4は従来の車間距離制御装置の制御結果を示すタイムチャートである。
図3に示すタイムチャートにおいては、DSSECU2の車速検出手段2aの検出した車速VSPDは先行車両の減速に従って減少し、相対速度Vrは先行車両の減速に従って一旦減少して、その後先行車両の再加速に従って再度上昇する。要求加速度GBASEは自車両を減速させるように一旦減少した後、停止直前において再度負値を保って増加する形態をなす。
そして、検出された車速VSPDは実際の車速VREALが=1km/hとなった時点T1で、0km/hとなり、それ以降自車両が完全に停止する時点T2まで検出された車速VSPDは0km/hのまま保持されて、実際の車速VREALは1km/hから0km/hに漸減する。
図2のフローチャートのS1において、図3に示すタイムチャートの時点T1以前においては、DSSECU2の停止用要求加速度演算手段2eは停止用要求加速度GSTOPを最大値1.67m/s^2に固定する。
つぎに、S2において、DSSECU2の車速検出手段2aの検出した車速VSPDが0km/hとなったかどうかを、DSSECU2の停止判定手段2dは判定し、条件が成立したと判定される場合はS3にすすみ、条件が成立したと判定されない場合はS2に戻ってこの判定を繰り返す。
S3において、DSSECU2のベース要求加速度演算手段2cは、ベース要求加速度GBASEを、車速検出手段2aにより検出された車速VSPDがゼロとなる時点T1のベース要求加速度Greq_pre_0kphに固定し、DSSECU2の停止用要求加速度演算手段2eは、停止用要求加速度GSTOPも、車速検出手段2aにより検出された車速VSPDがゼロとなる時点T1のベース要求加速度Greq_pre_0kphに固定する。
加えて、S3において、DSSECU2の停止判定手段2dは、検出された車速VSPDがゼロとなった時点T1の実際の車速Vpre_0kph(車輪速センサが1km/h以下で車輪速を検出できなくなる場合は1km/h)を、検出された車速VSPDがゼロとなった時点T1のベース要求加速度Greq_pre_0kphで除した停止判定時間TSTOPを演算して、S4にすすむ。
S4において、DSSECU2の停止判定手段2dは、車速検出手段2aにより検出された車速VSPDが0km/hとなった時点T1から、S3で演算した停止判定時間TSTOPが経過して、図3に示すタイムチャートの時点T2となったかどうかを判定し、条件が成立したと判定される場合にはS5にすすみ、条件が成立したと判定されない場合にはS3に戻る。
S5においては、S4において停止判定手段2dにより自車両が停止したと判定される場合であるので、DSSECU2のベース要求加速度演算手段2cは、図3に示す時点T2においてベース要求加速度GBASEを0m/s^2に固定し、DSSECU2の停止用要求加速度演算手段2eは停止用要求加速度GSTOPを最小値−2.45m/s^2に固定する。
図4に、本実施例によらない従来の車間距離制御装置の制御内容のタイムチャートを示す。従来の制御内容においては、検出された車速VSPDは先行車両の減速に従って減少し、相対速度Vrは先行車両の減速に従って一旦減少して、その後先行車両の再加速に従って再度上昇する。要求加速度GBASEは自車両を減速させるように一旦減少した後、停止直前において再度負値を保って増加する形態をなす。
そして、検出された車速VSPDは実際の車速VREALがVpre_0kph=1km/hとなった時点T1で、0km/hとなり、それ以降自車両が完全に停止する時点T2まで検出された車速VSPDは0km/hのまま保持されて、実際の車速VREALは1km/hから0km/hに漸減する。
ところが、従来技術においては、自車両の検出された車速VSPDが0km/hとなる時点T1から、所定の経過時間TCが経過する時点T3まで停止判定がなされず、この所定の経過時間TCは自車両が完全に停止する前に停止保持用ブレーキを作用させることを回避するために、余裕を持たせた値とせざるを得ず、時点T3は時点T2よりも遅れることになる。
このため、この時点T3の前に先行車両が再加速して相対速度Vrが増加すると、それに従って、要求加速度GBASEも上昇し、自車両はそれに基づいて再加速して実際の車速VREALは増加してしまう。なお、図3及び図4のいずれにおいても、停止保持用ブレーキを作用させるにあたって、停止用要求加速度GSTOPを最大値から最小値に切り換える場合には、ショック防止のために変化率制限を設けている。
このような状況の下に、時点T3において停止用要求加速度GSTOPを−2.45m/s^2の最小値に固定して、停止保持用のブレーキを作用させると、再加速した後にブレーキが作用して自車両に不快なショックが作用する。本実施例の車間距離制御装置1においては、以下のようにしてこのような問題を解消している。
すなわち、以上述べた制御内容により実現される本実施例の車間距離制御装置1によれば、上述した問題を解消して以下に述べるような作用効果を得ることができる。つまり、図3に示すような、車速検出手段2aの検出する車速VSPDをゼロとなる実際の車速VREALが1km/h以下の極低速域においても、検出された車速VSPDがゼロとなる時点T1から、検出された車速VSPDがゼロとなった時点T1の実際の車速Vpre_0kph(1km/h)を、検出された車速VSPDがゼロとなった時点T1のベース要求加速度Greq_pre_0kphで除した停止判定時間TSTOPを経過した時点T2で、自車両の停止を判定することにより、自車両の停止の判定を正確に行うことができる。
つまり、自車両の停止の判定を正確に行うことができるので、停止を判定した時点T2において停止用要求加速度GSTOPを最小値として停止保持用ブレーキを作用させればよいことになり、図4に示すように、停止判定手段2dが自車両の停止を判定する時点T3より前に先行車両が再加速してそれに追従してベース要求加速度GBASEが大きくなって自車両が再加速して、時点T3で停止用要求加速度GSTOPを最小値として停止保持用ブレーキを作用させてしまい自車両にショックを発生させることを防止することができる。これらのことにより、本実施例の車間距離制御装置1においては、より円滑に自車両の停止を行うことができる。
加えて、自車両の停止の判定を正確に行うことができるので、自車両が完全に停止する時点T2より前に停止用要求加速度演算手段2eが停止用要求加速度GSTOPを最小値として停止保持用ブレーキを作用させて自車両にショックを発生させることをも防止することができる。
さらに、ベース要求加速度演算手段2cが、検出された車速VSPDがゼロとなる時点T1から自車両が完全に停止する時点T2まで、ベース要求加速度GBASEを検出された車速VSPDがゼロとなる時点T1のベース要求加速度Greq_pre_0kphに保持することにより、停止判定手段2dが、自車両が停止すると判定する時点T2において、自車両を確実に停止させることができる。
加えて、停止判定手段2dが停止を判定した時点T2で、ベース要求加速度演算手段2cが、ベース要求加速度GBASEをゼロに固定することにより、停止判定手段2dが自車両の停止を判定する時点T2の前に先行車両が再加速してそれに追従してベース要求加速度GBASEが大きくなり自車両が再加速することを防止することができる。
さらに、停止判定手段2dが停止を判定した時点T2で、停止用要求加速度演算手段2eが、停止用要求加速度GSTOPを最小値に固定することにより、停止判定手段2dの自車両の停止の判定に基づいて、停止用要求加速度GSTOPを最小値に固定して停止保持用ブレーキを作用させることができる。これにより、自車両が完全に停止する前に停止保持用ブレーキを作用させて自車両にショックを発生させることを防止することができる。
加えて、停止判定手段2dが自車両の停止を判定する時点T2の前に先行車両が再加速してそれに追従してベース要求加速度GBASEが大きくなってその時点で停止保持用ブレーキを作用させてしまい自車両にショックを発生させることをも防止することができる。
以上本発明の好ましい実施例について詳細に説明したが、本発明は上述した実施例に制限されることなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形および置換を加えることができる。
例えば、上述した実施例においては、DSSECU2の車速検出手段2aが検出する車速VSPDがゼロとなる時点の実際の車速Vpre_0kphを1km/hとしているがこれはあくまで例示的なものであって車輪速センサのスペックによって異なり、0km/h近傍の速度であれば、例えば0.8km/h等の他の値であっても良い。
本発明は、先行車両と自車両の車間距離に基づき、自車両を制御する車間距離制御装置に関するものであり、自車両をより円滑に停止させることができるので、乗用車、トラック、バス等の様々な車両に適用して有益なものである。
本発明に係る車間距離制御装置の一実施形態を示すブロック図である。 本発明に係る車間距離制御装置の一実施形態の制御内容を示すフローチャートである。 本発明に係る車間距離制御装置の一実施形態の制御結果を示すタイムチャートである。 従来の車間距離制御装置の一実施形態の制御結果を示すタイムチャートである。
符号の説明
1 車間距離制御装置
2 DSSECU
2a 車速検出手段
2b 車間距離検出手段
2c ベース要求加速度演算手段
2d 停止判定手段
2e 停止用要求加速度演算手段
2f 制御手段
3 ENGECU
4 BRKECU
5 前方監視センサ
VSPD 検出された車速
Vr 相対速度
VREAL 実際の車速
GSTOP 停止用要求加速度
TSTOP 停止判定時間
GBASE ベース要求加速度
Gx 要求加速度
Fx 要求駆動力
Greq_pre_0kph 検出された車速がゼロとなる時点のベース要求加速度
Vpre_0kph 検出された車速がゼロとなる時点の実際の車速

Claims (7)

  1. 自車両の車速を検出する車速検出手段と、先行車両と自車両との車間距離を検出する車間距離検出手段と、少なくとも前記車間距離を含む車両情報からベース要求加速度を演算するベース要求加速度演算手段と、前記ベース要求加速度に基づいて先行車両との車間距離の制御を行い、先行車両の停止に伴い停止制御を行う制御手段とを備える車間距離制御装置において、前記検出された車速がゼロとなる時点の前記ベース要求加速度に基づいて自車両の停止を判定する停止判定手段を備えることを特徴とする車間距離制御装置。
  2. 前記停止の判定に基づき停止用要求加速度を演算する停止用要求加速度演算手段を備えることを特徴とする請求項1に記載の車間距離制御装置。
  3. 前記制御手段が前記ベース要求加速度と前記停止用要求加速度に基づいて自車両を制御することを特徴とする請求項2に記載の車間距離制御装置。
  4. 前記停止判定手段が、前記検出された車速がゼロとなる時点から、前記検出された車速がゼロとなった時点の実際の車速を、前記検出された車速がゼロとなった時点の前記ベース要求加速度で除した停止判定時間を経過した時点で、自車両の停止を判定することを特徴とする請求項2又は3に記載の車間距離制御装置。
  5. 前記ベース要求加速度演算手段が、前記検出された車速がゼロとなる時点から前記停止まで、前記ベース要求加速度を前記検出された車速がゼロとなる時点の前記ベース要求加速度に保持することを特徴とする請求項4に記載の車間距離制御装置。
  6. 前記停止判定手段が停止を判定した時点で、前記ベース要求加速度演算手段が、前記ベース要求加速度をゼロに固定することを特徴とする請求項4又は5に記載の車間距離制御装置。
  7. 前記停止判定手段が停止を判定した時点で、前記停止用要求加速度演算手段が、前記停止用要求加速度を最小値に固定することを特徴とする請求項4〜6のいずれか一項に記載の車間距離制御装置。
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