JP2004082942A - 車両の追従走行装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】先行車両が自車両の推定走行軌跡内に存在する場合(ステップS08のYES側)に加え、自車両の速度vspが所定速度#v以下のとき(ステップS07のNO側)、トラッキング時間tlckに所定初期値#TLCKを設定し(ステップS09)、先行車両に対する追従走行を実行する(ステップS10)。自車両の速度vspが所定速度#vよりも大きく(ステップS07のYES側)かつ先行車両が推定走行軌跡内から逸脱した場合(ステップS08のNO側)、トラッキング時間tlckの期間に亘ってのみ、先行車両を追従対象とする設定を維持する(ステップS11〜ステップS13)。先行車両と自車両との間への他の車両の割り込みを検知したとき(ステップS06のYES側)、先行車両に対する追従走行の実行を停止する(ステップS14、ステップS12)。
【選択図】 図3
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、自車両が追従する先行車両を設定して追従制御を行う車両の追従走行装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、例えば特開平11−48826号公報に開示された車両の速度制御装置のように、自車の前方の先行車両との間の車間距離を検出する車間距離検出手段を備え、自車の前方の先行車両を自動的に追尾すべく自車の速度を制御して、先行車両との間に所定の車間距離を保つ車両の速度制御装置が知られている。
ところで、このような車両の速度制御装置においては、自車が追従する先行車両として設定された移動体が、自車の予測移動軌跡内から逸脱した場合には、この移動体を先行車両とする設定は解除されるようになっている。しかしながら、例えば渋滞時等のように、極低車速での走行時において、例えば運転者のハンドル操作にふらつきが生じて、不安定となったり、例えば適宜にハンドルが切られた状態で自車が停止した後に発進する場合等が生じると、自車の舵角やヨーレート等の車両状態に基づき推定される予測移動軌跡の推定精度が低下してしまい、追従する先行車両を適切に設定することが困難になるという問題が生じる。
このような問題に対して、例えば特願2001−123260号に開示された車両の軌跡推定装置においては、自車の速度が低車速を示す所定速度以下となるときに、この直前に推定した予測移動軌跡を自車の予測移動軌跡として継続して保持するように設定されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述したような従来技術に係る車両の軌跡推定装置において、例えば自車の速度が低車速を示す所定速度以下となって、この直前に推定された自車の予測移動軌跡が継続して保持される状態では、道路形状が変動する区間に先行車両が侵入すると、先行車両が予測移動軌跡内から逸脱することに伴って、この先行車両を追従対象とする設定が解除されてしまい、先行車両に対する追従走行を継続することが困難になるという問題が生じる虞がある。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、自車の速度が低車速を示す所定速度以下となる状態であっても、追従する先行車両に対して適切な追従制御を行うことが可能な車両の追従走行装置を提供することを目的としている。
【0004】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決して係る目的を達成するために、請求項1に記載の本発明の車両の追従走行装置は、自車両の進行方向の所定領域に存在する物体を検知する物体検知手段(例えば、実施の形態でのミリ波レーダ・ECU15)と、前記物体検知手段により検知される前記物体が移動体か否かを判定する移動体判定手段(例えば、実施の形態での先行車両決定手段21)と、少なくとも速度を含む自車両の車両状態を検出する車両状態検出手段(例えば、実施の形態でのヨーレートセンサ12、車輪速センサ13)と、前記車両状態検出手段により検出される前記車両状態に基づいて自車両の進行軌跡を推定する軌跡推定手段(例えば、実施の形態での軌跡推定手段22)と、前記移動体判定手段によって前記移動体であると判定される前記物体のうち、前記軌跡推定手段によって推定される前記進行軌跡内に存在する前記移動体を、自車両が追従する先行車両であると判定する先行車両判定手段(例えば、実施の形態での先行車両決定手段21が兼ねる)と、前記先行車両に追従するように自車両の速度を制御する速度制御手段(例えば、実施の形態での制御ECU11およびブレーキ油圧アクチュエータ16およびスロットルアクチュエータ17)とを備える車両の追従走行装置であって、前記先行車両判定手段は、前記車両状態検出手段により検出される自車両の速度が低車速を示す所定速度(例えば、実施の形態での所定速度#v)以下であるとき、前記先行車両として設定されていた前記移動体が前記進行軌跡内から逸脱した場合であっても、前記進行軌跡内から逸脱した前記移動体を前記先行車両であると継続して判定することを特徴としている。
【0005】
上記構成の車両の追従走行装置によれば、先行車両判定手段は、先行車両であると判定した移動体が自車両の進行軌跡内から逸脱した場合であっても、先行車両としての設定を継続して維持する。これにより、自車両の速度が低車速のときに、例えば軌跡推定手段により推定される自車両の進行軌跡の推定精度が低下することによって、先行車両として設定された移動体が自車両の進行軌跡内から逸脱し易くなった場合であっても、先行車両としての設定が解除されてしまうことを防止し、追従する先行車両に対する追従制御を継続することができる。
【0006】
さらに、請求項2に記載の本発明の車両の追従走行装置では、前記軌跡推定手段は、前記車両状態検出手段により検出される自車両の速度が前記所定速度以下であるとき、前記自車両の速度が前記所定速度以下となる直前に推定した進行軌跡を、自車両の進行軌跡として設定することを特徴としている。
【0007】
上記構成の車両の追従走行装置によれば、追従する先行車両に対する追従制御を継続することができると共に、自車両の速度が所定速度以下の低車速となることに伴って、軌跡推定手段により推定される自車両の進行軌跡の推定精度が低下する場合であっても、設定される自車両の進行軌跡の精度が過剰に低下してしまうことを抑制することができる。
【0008】
さらに、請求項3に記載の本発明の車両の追従走行装置は、前記軌跡推定手段は、前記車両状態検出手段により検出される自車両の速度が前記所定速度以下である状態で、自車両の移動距離が所定距離(例えば、実施の形態での所定距離#L)以上となったとき、自車両の進行軌跡を直線状とすることを特徴としている。
【0009】
上記構成の車両の追従走行装置によれば、追従する先行車両に対する追従制御を継続することができると共に、自車両の移動距離が増大することに伴って、継続して保持される自車両の進行軌跡の誤差が増大し、設定される自車両の進行軌跡の精度が過剰に低下してしまうことを抑制することができる。
【0010】
さらに、請求項4に記載の本発明の車両の追従走行装置は、前記先行車両と自車両との間への他の車両の割り込みの有無を検知する割込検知手段(例えば、実施の形態でのステップS06)を備え、前記割込検知手段により前記先行車両と自車両との間への他の車両の割り込みが検知されたときに、前記速度制御手段は、前記先行車両に追従するための速度制御の実行を禁止することを特徴としている。
【0011】
上記構成の車両の追従走行装置によれば、割込検知手段により先行車両と自車両との間への他の車両の割り込みが検知されたときに、先行車両を追従対象とした速度制御が禁止されることによって、追従対象の設定が過剰に継続して維持されてしまうことを防止することができる。
【0012】
さらに、請求項5に記載の本発明の車両の追従走行装置では、前記先行車両判定手段は、前記車両状態検出手段により検出される自車両の速度が低車速を示す第2の所定速度(例えば、実施の形態での所定速度#v)よりも大きいとき、前記先行車両として設定されていた前記移動体が前記進行軌跡内から逸脱してからの経過期間が所定期間以内においては、前記進行軌跡内から逸脱した前記移動体を前記先行車両であると継続して判定することを特徴としている。
【0013】
上記構成の車両の追従走行装置によれば、先行車両であると判定した移動体が一時的に自車両の進行軌跡内から逸脱した場合であっても、所定期間以内においては先行車としての設定を継続して維持することにより、先行車両としての設定が直ちに解除されてしまうことを防止し、追従する先行車両の運動状態に応じて適切な追従制御を実行することができる。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態に係る車両の追従走行装置について添付図面を参照しながら説明する。
本実施の形態による車両の追従走行装置10は、例えば図1に示すように、車両1に搭載されており、図1および図2に示すように、制御ECU11と、ヨーレートセンサ12と、車輪速センサ13と、操作スイッチ14と、ミリ波レーダ・ECU15と、ブレーキ油圧アクチュエータ16と、スロットルアクチュエータ17と、インジケータ18とを備えて構成されている。
【0015】
ヨーレートセンサ12は、例えば後車軸上近傍に設けられ、水平面内での自車両の向きや鉛直方向に対する傾斜角度の角度変化量等を検出する圧電素子やジャイロセンサー等からなり、車両重心の上下方向軸回りの回転角速度であるヨーレートを検出し、この検出結果の大きさに応じた信号を制御ECU11へ出力する。
車輪速センサ13は、自車両の車輪速を検知し、この検知結果の大きさに応じた信号を制御ECU11へ出力する。
操作スイッチ14は、例えば運転席前方の所定部位に設けられており、運転者の入力操作に応じた信号を制御ECU11へ出力する。
【0016】
ミリ波レーダ・ECU15は、ミリ波レーダとECU(電子制御装置)が一体的に設けられてなり、例えば自車両のボディのノーズ部に内蔵されており、自車両の前方に向けてミリ波を発信すると共に、この発信信号が前方の物体(検知対象物)によって反射されることで生じた反射信号を受信し、反射信号と発信信号とを混合してビート信号を発生させ、このビート信号の周波数f(「ビート周波数」)に基づいて、所定の検知エリア内の領域における検知対象物までの距離や相対速度等を算出する。
また、ミリ波レーダ用のECUは、反射信号を受信した際のミリ波の発信方向に基づいて検知対象の方位を算出する。そして、検知対象の幅や検知対象までの相対距離や相対速度や方位等の算出結果を制御ECU11へ出力する。
なお、相対速度は、例えば算出した距離の時間微分等の処理によって算出される。
【0017】
制御ECU11は、例えば、先行車両決定手段21と、軌跡推定手段22とを備えて構成されており、ミリ波レーダの所定の検知エリア内にて認識された複数の検知対象物の移動履歴を記憶すると共に、この移動履歴に基づいて、自車両が追従する先行車両を設定する。
先行車両決定手段21は、ミリ波レーダの所定の検知エリア内にて認識された検知対象物を、自車両が追従する先行車両を決定する際の候補であるターゲット候補に設定し、ターゲット候補が移動物あるいは静止物の何れであるかを判別する。
【0018】
そして、先行車両決定手段21は、後述する軌跡推定手段22にて推定された自車両の推定走行軌跡内に存在するターゲット候補に対して、自車両に対する追従対象として設定するためのロック条件の成立または不成立を決定する。
さらに、先行車両決定手段21は、各ターゲット候補に対して制御に必要な加速度および実車間距離を算出し、これらの算出結果から優先度合いを設定する。そして、この優先度合いに応じて、自車両が追従する先行車両とされる制御ターゲットを設定する。
【0019】
ここで、先行車両決定手段21は、例えば車輪速センサ13により検出される自車両の車輪速等に基づき算出される自車両の速度が低車速を示す所定速度(例えば、5km/h等)以下であるとき、先行車両として設定されているターゲット候補が推定走行軌跡内から逸脱しても、このターゲット候補を自車両が追従する先行車両であると継続して判定する。一方、自車両の速度が所定速度よりも大きいときには、先行車両として設定されているターゲット候補が推定走行軌跡内から逸脱した時点から所定期間(例えば、1.5s等)以内において、この推定走行軌跡内から逸脱したターゲット候補を先行車両であると継続して判定する。
なお、推定走行軌跡内から逸脱したターゲット候補を先行車両であると継続して判定する所定期間は、例えば自車両の運転者がこの追従制御に対して違和感を感じるであろうと判断される時間とされている。
【0020】
軌跡推定手段22は、例えば車輪速センサ13にて検知された車輪速から求めた自車両の速度と、ヨーレートセンサ12にて検出された自車両のヨーレートとに基づいて、自車両の進行軌跡(推定走行軌跡)を予測する。
例えば、軌跡推定手段22は、下記数式(1)に示すように、自車両の速度vとヨーレートyとによってr:コーナRを算出し、このコーナRによって規定される軌跡に対して所定の車線幅を設定して得た領域を、自車両の推定走行軌跡として設定する。
【0021】
【数1】
【0022】
さらに、軌跡推定手段22は、自車両の速度が所定速度以下になると、この直前つまり自車両の速度が所定速度以下となる直前に推定した推定走行軌跡を、自車両の推定走行軌跡として設定する。そして、自車両の速度が所定速度以下の状態で所定距離(例えば、20m等)だけ走行した時点以降においては、自車両の推定走行軌跡を直線状とするように設定変更を行う。
【0023】
さらに、制御ECU11は、先行車両決定手段21にて設定された先行車両に対して、この先行車両の停止状態を含む適宜の運動状態に応じて自車両を追従させるように、ブレーキ油圧アクチュエータ16およびスロットルアクチュエータ17を駆動制御すると共に、インジケータ18に各種の情報及び警報等を表示させる。
また、制御ECU11は、先行車両と自車両との間への他の車両の割り込みを検知したときには、先行車両に対する追従制御の実行を禁止する。ここで、制御ECU11は、例えば他の車両が自車両の推定走行軌跡に対する所定の近距離領域内に侵入したことが検知された場合や、例えば他の車両がミリ波レーダの所定の検知エリア内における自車両の前方方向の所定の近距離領域内に侵入したことが検知された場合等に、他の車両の割り込みが発生したと判断する。
【0024】
また、制御ECU11は、自車両を先行車両に追従させる際に、例えば運転者等により適宜に設定可能とされた車頭時間(例えば、1.7s、2.1s、2.5s等)、つまり自車両が先行車両に追い付くのに要する時間等に応じて目標車間距離を設定しており、追従時における自車両の加速度は、例えば(0.1〜0.2)G≒(0.1〜0.2)×9.8m/s2程度に設定されている。
【0025】
なお、ブレーキ油圧アクチュエータ16は、制御ECU11から出力される制御信号に基づいて自車両の制動力を制御する。
また、スロットルアクチュエータ17は、制御ECU11から出力される制御信号に基づいて自車両の加減速を制御する。
さらに、インジケータ18は、例えば自車両のインストルメントパネル内に設けられた液晶表示装置等をなしており、各種の情報及び警報等を表示する。
【0026】
本実施の形態による車両の追従走行装置10は上記構成を備えており、次に、この車両の追従走行装置10の動作、特に追従走行判断処理について添付図面を参照しながら説明する。
先ず、図3に示すステップS01において、自車両の速度vspが所定速度#v(例えば、5km/h等)よりも大きいか否かを判定する。
この判定結果が「NO」の場合には、後述するステップS03に進む。
一方、この判定結果が「YES」の場合には、ステップS02に進む。
次に、ステップS02において、自車両の速度vspとヨーレートyとによってr:コーナRを算出し、このコーナRによって規定される軌跡に対して所定の車線幅を設定して得た領域を、自車両の推定走行軌跡として設定する。
【0027】
一方、ステップS03において、自車両の速度vspが所定速度#v以下の状態での走行距離Lが所定距離#L(例えば、20m等)以上か否かを判定する。
この判定結果が「NO」の場合には、ステップS04に進み、前回の処理にて算出したコーナRに基づき推定した推定走行軌跡、つまり自車両の速度vspが所定速度#v以下となる直前に推定した推定走行軌跡を、自車両の推定走行軌跡として設定する。
一方、この判定結果が「YES」の場合には、ステップS05に進み、コーナRを直線として推定走行軌跡を設定する。
【0028】
ステップS06においては、先行車両と自車両との間へ割り込む他の車両が存在するか否かを判定する。
この判定結果が「YES」の場合には、後述するステップS14に進む。
一方、この判定結果が「NO」の場合には、ステップS07に進む。
ステップS07においては、自車両の速度vspが所定速度#v(例えば、5km/h等)よりも大きいか否かを判定する。
ステップS07での判定結果が「NO」の場合には、後述するステップS09に進む。
一方、ステップS07での判定結果が「YES」の場合には、ステップS08に進む。
【0029】
ステップS08においては、先行車両が自車両の推定走行軌跡内に存在するか否かを判定する。
この判定結果が「NO」の場合には、後述するステップS11に進む。
一方、この判定結果が「YES」の場合には、ステップS09に進む。
ステップS09においては、トラッキング時間tlck、つまり推定走行軌跡内から逸脱したターゲット候補を先行車両であると継続して判定する期間に所定初期値#TLCK(例えば、1.5s等)を設定する。
次に、ステップS10においては、先行車両に対する追従走行を実行し、一連の処理を終了する。
【0030】
一方、ステップS11においては、トラッキング時間tlckがゼロか否かを判定する。
この判定結果が「YES」の場合には、ステップS12に進み、先行車両に対する追従走行を停止して、一連の処理を終了する。
一方、この判定結果が「NO」の場合には、ステップS13に進み、トラッキング時間tlckの減算処理として、例えばトラッキング時間tlckから所定減算値(例えば、1等)を減算して得た値を、新たなトラッキング時間tlckとして設定し、上述したステップS10に進む。なお、ステップS13での減算処理における所定減算値は、一連の追従走行判断処理が繰り返し実行される際の周期等に応じて設定される。
また、ステップS14においては、トラッキング時間tlckにゼロを設定して、上述したステップS12に進む。
【0031】
例えば図4に示すように、先行車両Aが自車両1の推定走行軌跡TR内に存在する場合に加えて、自車両1の速度vspが所定速度#v以下の状態においては、推定走行軌跡の推定精度が低下すると判断して、先行車両Aが自車両1の推定走行軌跡TR内に存在するか否かに関わらず、トラッキング時間tlckに所定初期値#TLCKを設定し、先行車両Aに対する追従走行を実行する。
そして、自車両1の速度vspが所定速度#vよりも大きくなり、かつ、先行車両Aが自車両1の推定走行軌跡TR内から逸脱した場合であっても、先行車両Aがミリ波レーダの所定の検知エリアDA内にて検知可能であれば、トラッキング時間tlckの期間に亘ってのみ、先行車両Aを追従対象とする設定を継続して維持する。
ただし、先行車両Aと自車両1との間への他の車両Bの割り込みを検知したときには、先行車両Aに対する追従走行の実行を直ちに停止する。
【0032】
上述したように、本実施の形態による車両の追従走行装置10によれば、自車両の速度が所定速度以下の低車速のときに、例えば推定走行軌跡の推定精度が低下することによって、先行車両として設定されたターゲット候補が自車両の進行軌跡内から逸脱し易くなった場合であっても、先行車両としての設定が容易に解除されてしまうことを防止し、先行車両に対する追従走行を継続することができる。
しかも、先行車両と自車両との間への他の車両の割り込みが検知されたときには、先行車両を追従対象とする追従走行が直ちに停止されることによって、追従走行が過剰に継続して維持されてしまうことを防止し、割り込み車両に対して適切に対応することができる。
【0033】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1に記載の本発明の車両の追従走行装置によれば、自車両の速度が低車速のときに、例えば軌跡推定手段により推定される自車両の進行軌跡の推定精度が低下することによって、先行車両として設定された移動体が自車両の進行軌跡内から逸脱し易くなった場合であっても、先行車両としての設定が解除されてしまうことを防止し、追従する先行車両に対する追従制御を継続することができる。
さらに、請求項2に記載の本発明の車両の追従走行装置によれば、自車両の速度が所定速度以下の低車速となることに伴って、例えば軌跡推定手段により推定される自車両の進行軌跡の推定精度が低下する場合であっても、設定される自車両の進行軌跡の精度が過剰に低下してしまうことを抑制することができる。
【0034】
さらに、請求項3に記載の本発明の車両の追従走行装置によれば、追従する先行車両に対する追従制御を継続することができると共に、自車両の移動距離が増大することに伴って、継続して保持される自車両の進行軌跡の誤差が増大し、設定される自車両の進行軌跡の精度が過剰に低下してしまうことを抑制することができる。
さらに、請求項4に記載の本発明の車両の追従走行装置によれば、割込検知手段により先行車両と自車両との間への他の車両の割り込みが検知されたときに、先行車両を追従対象とした速度制御が禁止されることによって、追従対象の設定が過剰に継続して維持されてしまうことを防止することができる。
さらに、請求項5に記載の本発明の車両の追従走行装置によれば、先行車両であると判定した移動体が一時的に自車両の進行軌跡内から逸脱した場合であっても、所定期間以内においては先行車としての設定を継続して維持することにより、先行車両としての設定が直ちに解除されてしまうことを防止し、追従する先行車両の運動状態に応じて適切な追従制御を実行することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る車両の追従走行装置を備えた車両の斜視図である。
【図2】本発明の一実施形態に係る車両の追従走行装置の構成図である。
【図3】車両の追従走行装置の動作を示すフローチャートである。
【図4】自車両と先行車両および他の車両との相対位置の一例を示すグラフ図である。
【符号の説明】
10 車両の追従走行装置
11 制御ECU(速度制御手段)
12 ヨーレートセンサ(車両状態検出手段)
13 車輪速センサ(車両状態検出手段)
15 ミリ波レーダ・ECU(物体検知手段)
16 ブレーキ油圧アクチュエータ(速度制御手段)
17 スロットルアクチュエータ(速度制御手段)
21 先行車両決定手段(移動体判定手段、先行車両判定手段)
22 軌跡推定手段
ステップS06 割込検知手段
Claims (5)
- 自車両の進行方向の所定領域に存在する物体を検知する物体検知手段と、
前記物体検知手段により検知される前記物体が移動体か否かを判定する移動体判定手段と、
少なくとも速度を含む自車両の車両状態を検出する車両状態検出手段と、
前記車両状態検出手段により検出される前記車両状態に基づいて自車両の進行軌跡を推定する軌跡推定手段と、
前記移動体判定手段によって前記移動体であると判定される前記物体のうち、前記軌跡推定手段によって推定される前記進行軌跡内に存在する前記移動体を、自車両が追従する先行車両であると判定する先行車両判定手段と、
前記先行車両に追従するように自車両の速度を制御する速度制御手段とを備える車両の追従走行装置であって、
前記先行車両判定手段は、前記車両状態検出手段により検出される自車両の速度が低車速を示す所定速度以下であるとき、前記先行車両として設定されていた前記移動体が前記進行軌跡内から逸脱した場合であっても、前記進行軌跡内から逸脱した前記移動体を前記先行車両であると継続して判定することを特徴とする車両の追従走行装置。 - 前記軌跡推定手段は、前記車両状態検出手段により検出される自車両の速度が前記所定速度以下であるとき、前記自車両の速度が前記所定速度以下となる直前に推定した進行軌跡を、自車両の進行軌跡として設定することを特徴とする請求項1に記載の車両の追従走行装置。
- 前記軌跡推定手段は、前記車両状態検出手段により検出される自車両の速度が前記所定速度以下である状態で、自車両の移動距離が所定距離以上となったとき、自車両の進行軌跡を直線状とすることを特徴とする請求項1または請求項2の何れかに記載の車両の追従走行装置。
- 前記先行車両と自車両との間への他の車両の割り込みの有無を検知する割込検知手段を備え、
前記割込検知手段により前記先行車両と自車両との間への他の車両の割り込みが検知されたときに、前記速度制御手段は、前記先行車両に追従するための速度制御の実行を禁止することを特徴とする請求項1から請求項3の何れかに記載の車両の追従走行装置。 - 前記先行車両判定手段は、前記車両状態検出手段により検出される自車両の速度が低車速を示す第2の所定速度よりも大きいとき、前記先行車両として設定されていた前記移動体が前記進行軌跡内から逸脱してからの経過期間が所定期間以内においては、前記進行軌跡内から逸脱した前記移動体を前記先行車両であると継続して判定することを特徴とする請求項1から請求項4の何れかに記載の車両の追従走行装置。
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