JP2003317199A - 車両の自動速度制御装置 - Google Patents

車両の自動速度制御装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】隊列走行は協調制御で車車間通信，インフラ前
提であり一般車両への適用が困難であった。本発明は、
ＡＣＣ制御で車間距離制御時の車速上限値をクルーズ車
速より適度に大きくすることで、隊列走行を実現するこ
とを目的とする。 【解決手段】車両による速度バラツキを考慮したＡＣＣ
制御を行う。 【効果】一般車両が高速道路で容易に隊列走行ができる
ので、運転者の負担が軽減できるとともに効率のよい円
滑な交通の流れが実現できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、先行車両との車間
距離が設定値以上の場合定速走行制御、設定値より小さ
い場合車間距離制御を実行する車両の自動速度制御装置
に関するもので、特に車間距離制御時の追従走行に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】運転者の快適性を目的にレーザレーダや
ミリ波レーダで先行車両の挙動を認識し、車間距離が設
定値以上の場合は定速で走行し、追いつくと設定した車
間距離になるよう自動追従する自動速度制御（ＡＣＣ＝
Adaptive Cruise Control)を採用する車がオプション設
定で市販されてきている。
【０００３】さらに、この自動速度制御に操舵制御，車
車間通信，路車間通信等の要素を加えて隊列走行を高速
道路または専用道路で行い、交通の高効率化と運転者の
負担軽減を狙った車両制御が提案されてきている。
【０００４】この種の装置として関連するものには例え
ば特開平７−２００９９１号，特開平８−１９２６６２
号等が挙げられる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】一方、高速道路の事故
低減を目的に大型貨物自動車は９０km／ｈ速度規制装置
の装着が２００３年９月新規登録車から義務づけられる
ことになった。このことで高速道路での隊列走行実施の
要望が高くなってくる。しかし車車間通信，路車間通信
を用いた協調制御まで考えると規格統一がまず必要であ
り、一般車両での当面の実施は難しい。上記特開平７−
２００９９１号は車車間通信で協調制御する事例であ
る。ＡＣＣ制御でも隊列走行は可能であるが、同じ速度
にクルーズ車速を設定していても車車間の速度認識に個
体差があるため必ずしも追従走行ができず、特にＡＣＣ
で設定可能な最高速度での隊列走行は困難である。特開
平８−１９２６６２号は従来ＡＣＣを先行車両がクルー
ズ設定車速以上に加速したときに追従できるように改良
しているが、隊列走行が考慮されておらず設定車速は制
御開始時の車速に限定されるもので、先行車両と追従車
両を同じクルーズ車速設定時に必ず追従走行ができるよ
うにもなっていない。
【０００６】本発明はこの問題を解決するためになされ
たものであり、先行車が法定速度内で走行中、後続車は
必ず隊列走行が維持できて効率のよい円滑な交通の流れ
と運転者の負担軽減が図れる車両の自動速度制御装置を
提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的は、車間距離制
御時の制御車速の上限値を予め設定されるクルーズ車速
よりも適度に大きな値にすることにより達成される。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を用いて説明する。図１に自動速度制御装置のシ
ステムブロック図の一例を示す。本自動速度制御装置は
レーダ装置１で先行車の挙動を認識して、車速センサ２
の情報と合わせて車間距離が設定値以上の場合は定速で
走行し、追いつくと設定した車間距離で自動追従するよ
う構成された装置である。
【０００９】車両制御コントローラ３が自動速度制御を
行うメインのコントローラであり、他制御に必要な入力
は、自動速度制御の機能を入断するメインスイッチ４
ａ，定速走行時のクルーズ車速を設定するセットスイッ
チ４ｂ，制御がキャンセルされたときの復帰に使うリジ
ュームスイッチ４ｃ，一時中断に用いるキャンセルスイ
ッチ４ｄ，先行車との車間時間を設定するタップスイッ
チ４ｅ，運転者のブレーキ操作時のみ作動し自動ブレー
キ時は作動しないリリーススイッチ５，ブレーキ力を検
出するブレーキ油圧６，カーブ走行を検出する操舵角セ
ンサ７，Ｇセンサ８，変速ギアの状態を検出するギア信
号９などが用いられ、設定したクルーズ車速と制御状況
は表示装置１０で運転者に伝えられる。
【００１０】ここで表示装置１０は画面表示に限らず音
声機能を含んでもよい。音声機能の場合にはアイズフリ
ーが実現され、安全運転の観点から好ましいものとな
る。車両制御コントローラ３の目標指令によりエンジン
コントローラ１１はスロットル（図示せず）の開度を制
御してエンジン１２の吸入空気量、延いては出力を調整
し、ブレーキコントローラ１３はブースタ１４または油
圧アクチュエータ（図示せず）を制御してブレーキ油圧
６を調整し、最終的に車間距離フィードバック制御する
ことで自動速度制御が行われる。追従走行優先スイッチ
１５はＯＦＦでは通常のＡＣＣ制御だがＯＮで追従走行
を優先するＡＣＣ制御に切り替えるスイッチである。
【００１１】図２は原理説明図である。
【００１２】任意の速度Ｖs で隊列走行すべく対象全車
両をクルーズ車速Ｖs に設定した状態である。通常ＡＣ
Ｃ制御では設定したクルーズ車速を車間距離制御時に上
限車速として制御を行うため、もし絶対速度でみてＶs
が各車両間でばらつかなければ隊列走行は可能となるが
現実にはそのようなことはありえない。追従していくた
めには先行車両以上の車速が出なければならないが、各
車両でＶs にクルーズ車速を設定しても絶対車速で比較
すると図に示す如くＶs_0，Ｖs_1，Ｖs_2，…，Ｖs_nと
ばらつきが発生する。隊列走行は先頭車両クルーズ車速
Ｖs_0よりも追従車両群のクルーズ車速Ｖs_1，Ｖs_2，
…，Ｖs_n 全てが大きいか等しい場合にのみ成立する。
【００１３】この図では追従車両１のクルーズ車速Ｖs_
1が先頭車両０のクルーズ車速Ｖs_0より大きいためこの
間での追従は成立するが、追従車両２のクルーズ車速Ｖ
s_2は追従車両Ｖs_1 より小さいためこの間では追従が
不能となり隊列走行がくずれてしまう。
【００１４】ここで絶対車速でみたときのバラツキ上下
限を考え、その差分をαとすると、全ての追従車両の車
間距離制御時上限車速をクルーズ車速Ｖs からＶs＋α
以上の値に変更すれば、隊列走行の車速は先頭車両０の
クルーズ車速(＝Ｖsmax以下)となるため追従車両はその
速度以上で走行可能であり、車両のばらつきによる速度
差が吸収できるので隊列走行が可能となる。
【００１５】むろん車間距離制御時の上限車速設定は車
両間の速度バラツキ分がクルーズ車速より大きければよ
く、上記説明に使った一定値上乗せの方法に限定する必
要はない。
【００１６】図３〜図９は制御例を示すフローチャート
である。
【００１７】図３は車間距離制御時の上限車速をクルー
ズ車速より一定速度分上乗せした場合の例であり、図２
の原理説明図とも対応している。
【００１８】図４は車間距離制御時の上限車速をクルー
ズ車速設定上限に一定速度分を上乗せした固定値とした
場合の例である。追従車の応答が良好になるが、先行車
がクルーズ車速設定上限まで加速した時に自動的に追従
してしまうので高速道路での使用が前提となる。フロー
チャート上はないが高速道路判定手段としてはカーナビ
ゲーションの地図情報や高速道路自動料金収受システム
の情報等を使うことが考えられる。
【００１９】図５はクルーズ車速が上限値に設定された
ときに車間距離制御時の上限車速をクルーズ車速設定上
限に一定速度分を上乗せした値とした場合の例である。
このように構成することで従来のＡＣＣシステムに慣れ
た運転者の違和感を減らすことができる。
【００２０】図６は車間距離制御時の上限車速を先行車
の速度に一定速度分を上乗せした場合の例である。この
場合も追従車の応答が良好になるが、そのままでは隊列
走行の速度に制約がなくなってしまうためこの例では制
御車速上限にリミッタを設けている。
【００２１】図７は車間距離制御時の上限車速をクルー
ズ車速に定数を掛けて大きくした場合の例である。
【００２２】図８はＯＦＦの場合は従来ＡＣＣ制御を行
い、ＯＮの場合は同一クルーズ車速セットで隊列走行の
できる制御に切り替える追従走行優先スイッチ１５を設
けた場合の例である。ここでこのスイッチは必ずしもＡ
ＣＣメインスイッチの下流にある必要はなくＡＣＣメイ
ンスイッチと同列の例えば３択スイッチにしてもよい
し、利便性を重視し高速道路上でこのスイッチをＯＮし
た時に自動的にクルーズ車速上限値セットも兼ねるとい
ったことも考えられる。また表示装置１０の追従優先ス
イッチ切替表示は文字／図によるものでもよいが、表示
色を変えて明示することも考えられる。
【００２３】図９は先行車が大型貨物自動車の時に車間
距離制御時の車速上限を予め設定したクルーズ車速より
大きくすることで先行車と同一クルーズ車速設定での隊
列走行を可能にした場合の例である。先行車を大型貨物
自動車に限定することで、確実な大型貨物自動車の９０
km／ｈ最高速度規制を守った隊列走行が実現できる。大
型貨物自動車の判別手段としては、車載カメラや車車間
通信等を用いる方法が考えられる。
【００２４】法令で速度計に定められた総合許容誤差を
吸収できる数値の考え方は、保安基準第４６条に規定さ
れた速度計指度の許容誤差は「平坦な舗装路面で速度３
５キロメートル毎時以上において、正１５パーセント，
負１０パーセント以下であること。」とあり、これが計
器自体の誤差，積荷によるタイヤのたわみ，タイヤの摩
耗又は空気圧等の全ての条件が総合された許容誤差とさ
れていることから、ＡＣＣ設定最高車速が車種によらず
Ｖkm／ｈであるならばフローチャートに示す記号はα＝
０.２５ ×Ｖkm／ｈ以上，β＝２２／１７以上となる。
むろんもし法令が改正されれば、α，βは同様の考え方
でそれに見合った値となる。またこのα，βの値は大き
くすればするほど先行車がクルーズ設定車速以上の速度
で運転者が走行したときに追従してしまう可能性が生じ
るので下限値近傍で設定するのが望ましい。
【００２５】いずれにせよ先頭車両がＡＣＣ制御で法定
速度内のクルーズ走行をすれば、追従車両の定常走行時
車速が法定速度を越えることはなく隊列走行が実現でき
る。
【００２６】
【発明の効果】ＡＣＣ制御で先行車両補足時に行われる
車間距離制御時の車速上限値をクルーズ設定車速より大
きくして車両間の速度バラツキを吸収することで同一ク
ルーズ車速設定時の隊列走行が可能になるので、高速道
路での運転者の負担を軽減し効率のよい円滑な交通を図
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のシステムブロック図の一実施例。
【図２】原理説明図。
【図３】制御フローチャートの一実施例。
【図４】制御フローチャートの一実施例。
【図５】制御フローチャートの一実施例。
【図６】制御フローチャートの一実施例。
【図７】制御フローチャートの一実施例。
【図８】制御フローチャートの一実施例。
【図９】制御フローチャートの一実施例。
【符号の説明】
１…レーダ装置、２…車速センサ、３…車両制御コント
ローラ、４ａ…メインスイッチ、４ｂ…セットスイッ
チ、１０…表示装置、１１…エンジンコントローラ、１
３…ブレーキコントローラ、１５…追従走行優先スイッ
チ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ６０Ｒ 21/00 Ｂ６０Ｒ 21/00 ６２６Ｇ ６２７ ６２７ Ｆ０２Ｄ 29/02 ３０１ Ｆ０２Ｄ 29/02 ３０１Ｄ Ｇ０８Ｇ 1/00 Ｇ０８Ｇ 1/00 Ｘ Ｆターム(参考） 3D044 AA01 AA21 AA25 AA36 AB01 AC03 AC05 AC15 AC22 AC24 AC26 AC59 AD04 AD12 AD21 AE04 AE21 3G093 AA05 BA02 BA07 BA15 BA23 CB10 DA01 DA06 DB05 DB16 EA01 FA04 FB05 5H180 AA01 CC14 LL04 LL09

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】車速を検出する手段と先行車両までの車間
    距離を検出する手段と車両を加減速する手段を備え、上
    記先行車両までの車間距離が設定値以上の場合は予め設
    定したクルーズ車速を保持し、上記先行車両までの車間
    距離が上記設定値より小さい場合は車間距離を所定に保
    つ自動速度制御装置において、先行車両が法定速度で走
    行するときの隊列走行を可能にしたことを特徴とする車
    両の自動速度制御装置。
  2. 【請求項２】請求項１記載の車両の自動速度制御装置に
    おいて、車間距離制御時の車速上限を予め設定したクル
    ーズ車速より大きくすることで先行車両と同一クルーズ
    車速設定での隊列走行を可能にしたことを特徴とする車
    両の自動速度制御装置。
  3. 【請求項３】請求項１記載の車両の自動速度制御装置に
    おいて、予め設定したクルーズ車速が設定可能範囲の上
    限値のとき車間距離制御時の車速上限を前記クルーズ車
    速より大きくしたことを特徴とする車両の自動速度制御
    装置。
  4. 【請求項４】請求項１記載の車両の自動速度制御装置に
    おいて、車間距離制御時の車速上限を予め設定したクル
    ーズ車速より大きくするか同一にするかの選択スイッチ
    を設けたことを特徴とする車両の自動速度制御装置。
  5. 【請求項５】請求項２記載の車両の自動速度制御装置に
    おいて、車間距離制御時の車速上限を予め設定したクル
    ーズ車速より一定速度分上乗せしたことを特徴とする車
    両の自動速度制御装置。
  6. 【請求項６】請求項２記載の車両の自動速度制御装置に
    おいて、車間距離制御時の車速上限を常にクルーズ車速
    設定上限に一定速度分を上乗せした固定値とすることを
    特徴とする車両の自動速度制御装置。
  7. 【請求項７】請求項３記載の車両の自動速度制御装置に
    おいて、車間距離制御時の車速上限をクルーズ車速に一
    定速度分を上乗せした値とすることを特徴とする車両の
    自動速度制御装置。
  8. 【請求項８】請求項２記載の車両の自動速度制御装置に
    おいて、車間距離制御時の車速上限を先行車両の速度に
    一定速度分上乗せすることを特徴とする車両の自動速度
    制御装置。
  9. 【請求項９】請求項２記載の車両の自動速度制御装置に
    おいて、車間距離制御時の車速上限を予め設定したクル
    ーズ車速に定数を掛け大きくしたことを特徴とする車両
    の自動速度制御装置。
  10. 【請求項１０】請求項２記載の車両の自動速度制御装置
    において、車間距離制御時の車速上限を先行車両の速度
    に定数を掛け大きくしたことを特徴とする車両の自動速
    度制御装置。
  11. 【請求項１１】請求項２記載の車両の自動速度制御装置
    において、車間距離制御時の車速に上限を設けないこと
    で先行車両と同一のクルーズ車速設定での追従走行を可
    能にしたことを特徴とする車両の自動速度制御装置。
  12. 【請求項１２】請求項５記載の車両の自動速度制御装置
    において、クルーズ車速に上乗せする一定速度分を法令
    で速度計に定められた総合許容誤差を吸収できる数値に
    設定したことを特徴とする車両の自動速度制御装置。
  13. 【請求項１３】請求項６記載の車両の自動速度制御装置
    において、クルーズ車速設定上限に一定速度分を上乗せ
    した固定値を法令で速度計に定められた総合許容誤差を
    吸収できる数値に設定したことを特徴とする車両の自動
    速度制御装置。
  14. 【請求項１４】請求項７記載の車両の自動速度制御装置
    において、クルーズ車速に一定速度分を上乗せした値を
    法令で速度計に定められた総合許容誤差を吸収できる数
    値に設定したことを特徴とする車両の自動速度制御装
    置。
  15. 【請求項１５】請求項９記載の車両の自動速度制御装置
    において、クルーズ車速に掛ける定数を法令で速度計に
    定められた総合許容誤差を吸収できる数値に設定したこ
    とを特徴とする車両の自動速度制御装置。
  16. 【請求項１６】請求項２記載の車両の自動速度制御装置
    において、先行車両が大型貨物自動車であることを特徴
    とする車両の自動速度制御装置。
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