JP2004082944A - 車両の追従走行装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】追従する物体の運動状態に加えて他の物体の運動状態に応じて適切な追従制御を行う。
【解決手段】ミリ波レーダの所定の検知エリア内にて認識される先行車両以外の検知対象物のうち、各移動物に対して、すり抜け速度ｖｔｈｒ（ｎ）を算出し（ステップＳ３８）、自車両の速度が、このすり抜け速度ｖｔｈｒ（ｎ）となるようなすり抜け減速用目標加速度ａｔｈｒ（ｎ）を設定する（ステップＳ３９）。複数の検知対象物に対して算出した各すり抜け減速用目標加速度ａｔｈｒ（ｎ）の最小値を、すり抜け減速用目標加速度ａｔｈｒに設定する（ステップＳ４０〜ステップＳ４１）。自車両を先行車両に追従走行させる際の加速度と、適宜の目標速度ｖｃｍｄで自車両を走行させる際の加速度と、すり抜け減速用目標加速度ａｔｈｒとのうち、最小となる加速度に基づき自車両の速度を制御する。
【選択図】 図７
【解決手段】ミリ波レーダの所定の検知エリア内にて認識される先行車両以外の検知対象物のうち、各移動物に対して、すり抜け速度ｖｔｈｒ（ｎ）を算出し（ステップＳ３８）、自車両の速度が、このすり抜け速度ｖｔｈｒ（ｎ）となるようなすり抜け減速用目標加速度ａｔｈｒ（ｎ）を設定する（ステップＳ３９）。複数の検知対象物に対して算出した各すり抜け減速用目標加速度ａｔｈｒ（ｎ）の最小値を、すり抜け減速用目標加速度ａｔｈｒに設定する（ステップＳ４０〜ステップＳ４１）。自車両を先行車両に追従走行させる際の加速度と、適宜の目標速度ｖｃｍｄで自車両を走行させる際の加速度と、すり抜け減速用目標加速度ａｔｈｒとのうち、最小となる加速度に基づき自車両の速度を制御する。
【選択図】 図７
Description
【０００１】
【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や特開２０００−１７７４２７号公報に開示されたオートクルーズ制御装置のように、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制御装置が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したような従来技術に係る車両の速度制御装置では、単に、追従する先行車両との間に所定の車間距離を保つようにして自車の速度が制御されるだけであって、追従する先行車両が設定されている状態では、例えば先行車両以外の他の車両の運動状態や、他の車両と自車との相対位置等は考慮されずに自車の速度が制御されるようになっている。このため、例えば、先行車両に追従する自車が、先行車両に比べて相対的に緩慢な移動を行う他の車両の近傍を相対的に高い速度ですり抜ける場合があり、例えば他の車両の近傍を適正に通過する際の速度として設定される所定の通過速度を過剰に超過してしまったり、自車や他の車両の乗員が不安を感じてしまう虞がある。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、追従する物体の運動状態に加えて他の物体の状態に応じ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、前記物体検知手段の検知結果に基づき、自車両と前記先行車両との車間距離を算出する車間距離算出手段（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、前記物体検知手段によって検知される前記物体のうち、前記先行車両以外の他の物体と前記自車両の進行軌跡との横方向距離を算出する横方向距離算出手段（例えば、実施の形態での制御ＥＣＵ１１）を備え、前記速度制御手段は、前記横方向距離算出手段により算出される前記横方向距離に基づき、自車両の速度を制御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、速度制御手段は、横方向距離算出手段によって算出された先行車両以外の他の物体と自車両の進行軌跡との横方向距離に基づき、自車両の速度を制御することから、例えば、先行車両に追従する自車両が、先行車両に比べて相対的に緩慢な移動を行う他の車両の近傍を通過する際に、過剰に速い速度ですり抜けてしまうことを防止して、他の車両に対する適正な相対速度で自車両を走行させることができ、この通過時に自車両や他の車両の乗員が不安を感じてしまうことを防止することができる。これにより、追従する先行車両の運動状態に加えて、先行車両以外の他の物体の状態に応じて適切な走行制御を行うことができる。
【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は、前記横方向距離算出手段により算出される前記横方向距離に応じて、自車両が前記他の物体の側方を通過する際の自車両と前記他の物体との速度差を設定する速度差設定手段（例えば、実施の形態でのステップＳ３７）を備え、前記速度制御手段は、前記速度差設定手段により設定される前記速度差に基づき、自車両の速度を制御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、速度制御手段は、速度差設定手段により設定される適正な速度差で、自車両が他の物体の側方を通過するように制御することができ、追従する先行車両の運動状態に加えて、先行車両以外の他の物体と自車両との相対的な状態に応じて適切な走行制御を行うことができ、自車両や他の車両の乗員が不安を感じてしまうことを防止することができる。
【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では、前記速度差設定手段は、前記横方向距離算出手段により算出される前記横方向距離が小さいほど、前記速度差が小さくなるように設定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、横方向距離が小さいほど、先行車両以外の他の物体と自車両との速度差が小さくなることから、自車両が先行車両以外の他の物体の側方を通過する際に、自車両や他の車両の乗員が不安を感じてしまうことを、より一層、防止することができる。
【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、自車両が前記他の物体の側方を通過する際の自車両と前記他の物体との速度差が、前記速度差設定手段により設定される前記速度差となるような自車両の加速度または減速度を算出する加減速度算出手段（例えば、実施の形態でのステップＳ０３）を備え、前記速度制御手段は、前記加減速度算出手段により算出される前記加速度または前記減速度に基づき、自車両の速度を制御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、速度制御手段は、自車両と前記他の物体との速度差が、速度差設定手段により設定される速度差となるような自車両の加速度または減速度に基づき、自車両の速度を制御する。これにより、追従する先行車両の運動状態に加えて、先行車両以外の他の物体の状態に応じて適切な走行制御を行うことができる。
【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、前記加減速度算出手段は、前記物体検知手段の検知結果に基づき算出される自車両と前記他の物体との距離（例えば、実施の形態での車間距離ｄｓｔ（ｎ））が大きいほど、前記加速度または前記減速度が小さくなるように算出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、加減速度算出手段により、自車両と他の物体との距離が大きいほど、加速度または減速度が小さく設定されることから、例えば相対的に遠方の他の物体に対して自車両の加速度が過剰に増大することが防止され、追従する先行車両の運動状態に加えて、先行車両以外の他の物体の状態に応じて適切な走行制御を行うことができる。
【００１４】
さらに、請求項６に記載の本発明の車両の追従走行装置は、複数の前記他の物体が前記物体検知手段によって検知される場合に、前記速度制御手段は、前記加減速度算出手段により算出される各複数の前記他の物体の前記加速度または前記減速度のうち、最も小さな前記加速度または最も大きな前記減速度に基づき、自車両の速度を制御することを特徴としている。
【００１５】
上記構成の車両の追従走行装置によれば、複数の他の物体に対しては、最も小さな加速度または最も大きな減速度に基づき、自車両の速度が制御されることから、自車両の加速度が過剰に増大することが防止され、追従する先行車両の運動状態に加えて、先行車両以外の他の物体の状態に応じた適切な加速度または減速度に基づいて走行制御を行うことができる。
【００１６】
さらに、請求項７に記載の本発明の車両の追従走行装置は、前記先行車両へ追従する際の前記車間距離に対する目標車間距離を設定する目標車間距離設定手段（例えば、実施の形態での制御ＥＣＵ１１）と、前記車間距離算出手段より算出される前記車間距離が、前記目標車間距離となるような自車両の加速度または減速度を算出する追従用加減速度算出手段（例えば、実施の形態でのステップＳ０２）とを備え、前記速度制御手段は、前記加減速度算出手段および前記追従用加減速度算出手段により算出される前記加速度または前記減速度のうち、最も小さな前記加速度または最も大きな前記減速度に基づき、自車両の速度を制御することを特徴としている。
【００１７】
上記構成の車両の追従走行装置によれば、加減速度算出手段および追従用加減速度算出手段により算出される加速度または減速度のうち、最も小さな加速度または最も大きな減速度に基づき、自車両の速度が制御されることから、自車両の加速度が過剰に増大することが防止され、追従する先行車両の運動状態に加えて、先行車両以外の他の物体の状態に応じて適切な走行制御を行うことができる。
【００１８】
さらに、請求項８に記載の本発明の車両の追従走行装置は、前記先行車両判定手段により前記先行車両であると判定される前記物体が存在しないとき、予め設定可能な速度となるような自車両の加速度または減速度を算出する定速走行用加減速度算出手段（例えば、実施の形態でのステップＳ０１）を備え、前記速度制御手段は、前記加減速度算出手段および前記定速走行用加減速度算出手段により算出される前記加速度または前記減速度のうち、最も小さな前記加速度または最も大きな前記減速度に基づき、自車両の速度を制御することを特徴としている。
【００１９】
上記構成の車両の追従走行装置によれば、加減速度算出手段および定速走行用加減速度算出手段により算出される加速度または減速度のうち、最も小さな加速度または最も大きな減速度に基づき、自車両の速度が制御されることから、自車両の加速度が過剰に増大することが防止され、他の物体の状態に応じて適切な走行制御を行うことができる。
【００２０】
さらに、請求項９に記載の本発明の車両の追従走行装置は、前記速度制御手段が自車両の速度を制御する際に利用される前記加速度または前記減速度に対して限界値を設定する限界値設定手段（例えば、実施の形態でのステップＳ０５〜ステップＳ０８）を備えることを特徴としている。
【００２１】
上記構成の車両の追従走行装置によれば、自車両の加速度や減速度が過剰に大きな値となることを防止して、滑らかな走行状態を維持することができる。
【００２２】
【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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
【数１】
【００２９】
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。
ここで、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。
【００３０】
また、制御ＥＣＵ１１は、後述するように、軌跡推定手段２２にて推定される自車両の推定走行軌跡と、先行車両以外の移動物と判定される検知対象物との横方向距離を算出し、この横方向距離の算出値に応じて、先行車両に追従する自車両が先行車両以外の移動物と判定される検知対象物の側方を通過する際、あるいは、単に、自車両の推定走行軌跡外の移動物と判定される検知対象物の側方を通過する際における、自車両と移動物と判定される検知対象物との速度差を設定する。そして、移動物と判定される検知対象物の側方を通過する際に、設定した速度差となるように自車両の速度を制御する。
また、制御ＥＣＵ１１は、後述するように、追従する先行車両が存在しないときには、例えば運転者等により予め設定された所定の速度となるように、自車両の速度を制御する。
なお、制御ＥＣＵ１１は、後述するように、各速度制御において設定される加速度または減速度のうち、最も小さな加速度または最も大きな減速度に基づき、自車両の速度を制御するように設定されている。
【００３１】
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。
【００３２】
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、特に自車両の速度を制御する際の目標加速度を算出する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、後述する定車速制御用目標加速度ａｃｍｄｖ算出処理を実行する。ここでは、例えば運転者等により設定される適宜の目標速度ｖｃｍｄで自車両を走行させる際の加速度、つまり定車速制御用目標加速度ａｃｍｄｖを算出する。
次に、ステップＳ０２において、後述する追従制御用目標加速度ａｃｍｄｄ算出処理を実行する。ここでは、例えば運転者等により設定される適宜の目標車間ｄｃｍｄで自車両を先行車両に追従走行させる際の加速度、つまり追従制御用目標加速度ａｃｍｄｄを算出する。
次に、ステップＳ０３において、後述するすり抜け減速用目標加速度ａｔｈｒ算出処理を実行する。ここでは、先行車両以外の検知対象物と自車両の推定走行軌跡との横方向距離に応じて設定される自車両と先行車両以外の検知対象物との速度差自車両を走行させる際の加速度、つまりすり抜け減速用目標加速度ａｔｈｒを算出する。
【００３３】
次に、ステップＳ０４において、定車速制御用目標加速度ａｃｍｄｖおよび追従制御用目標加速度ａｃｍｄｄおよびすり抜け減速用目標加速度ａｔｈｒのうち、最小値（つまり、最も小さな加速度または最も大きな減速度となる値）を最終決定目標加速度ａｃｍｄに設定する。
次に、ステップＳ０５において、最終決定目標加速度ａｃｍｄが所定上限値ＡＣＭＤＨ（例えば、２ｍ／ｓ２等）以上か否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、後述するステップＳ０７に進む。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ０６に進む。
ステップＳ０６においては、最終決定目標加速度ａｃｍｄに所定上限値ＡＣＭＤＨを設定する。
次に、ステップＳ０７において、最終決定目標加速度ａｃｍｄが所定下限値ＡＣＭＤＬ（例えば、−２ｍ／ｓ２等）以下か否かを判定する。
ステップＳ０７の判定結果が「ＮＯ」の場合には、一連の処理を終了する。
一方、ステップＳ０７の判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ０８に進む。
ステップＳ０８においては、最終決定目標加速度ａｃｍｄに所定下限値ＡＣＭＤＬを設定し、一連の処理を終了する。
【００３４】
以下に、上述したステップＳ０１における、定車速制御用目標加速度ａｃｍｄｖ算出処理について説明する。
この算出処理では、例えば図４に示すステップＳ１１において、例えば比例制御等の適宜の制御により、適宜の目標速度ｖｃｍｄと自車両の速度ｖｓｐとの偏差に基づき、定車速制御用目標加速度ａｃｍｄｖを算出し、一連の処理を終了する。
例えば所定の車速制御用比例項ＫＰＶ（例えば、０．５等）を目標速度ｖｃｍｄと自車両の速度ｖｓｐとの偏差（ｖｃｍｄ−ｖｓｐ）に乗じて得た値を、定車速制御用目標加速度ａｃｍｄｖに設定する。
【００３５】
以下に、上述したステップＳ０２における、追従制御用目標加速度ａｃｍｄｄ算出処理について説明する。
先ず、図５に示すステップＳ２１において、自車両と先行車両との車間距離ｄｓｔがゼロか否かを判定する。
この判定結果が「ＹＥＳ」の場合、つまり追従対象とされる先行車両が存在しない場合には、ステップＳ２２に進む。
一方、この判定結果が「ＮＯ」の場合、つまり追従対象とされる先行車両が存在する場合には、ステップＳ２３に進む。
【００３６】
ステップＳ２２においては、追従制御用目標加速度ａｃｍｄｄに所定上限値ＡＣＭＤＨを設定し、一連の処理を終了する。
また、ステップＳ２３においては、目標車間ｄｃｍｄと車間距離ｄｓｔとの差の絶対値とされる車間偏差｜ｄｃｍｄ−ｄｓｔ｜に基づき、車間制御用比例項ｋｐｄおよび車間制御用微分項ｋｄｄを設定する。ここで、車間制御用比例項ｋｐｄおよび車間制御用微分項ｋｄｄは、例えば図６に示すように、車間偏差の増大に伴い、各項の係数の絶対値が小さくなるように設定されており、車間偏差が大きい場合、つまり先行車両が相対的に自車両の遠方に存在する場合には、自車両の加速度が過剰に増大することがないように設定されている。
【００３７】
そして、ステップＳ２４においては、例えば比例・微分制御により、目標車間ｄｃｍｄと車間距離ｄｓｔとの差（ｄｓｔ−ｄｃｍｄ）に車間制御用比例項ｋｐｄを乗じて得た値と、先行車両と自車両との相対速度ｖｒｙに車間制御用微分項ｋｄｄを乗じて得た値とを加算して得た値を、追従制御用目標加速度ａｃｍｄｄに設定し、一連の処理を終了する。
【００３８】
以下に、上述したステップＳ０３における、すり抜け減速用目標加速度ａｔｈｒ算出処理について説明する。
先ず、図７に示すステップＳ３１において、検知対象物の番号ｎにゼロを設定して初期化する。
次に、ステップＳ３２においては、すり抜け減速用目標加速度ａｔｈｒに所定上限値ＡＣＭＤＨを設定する。
次に、ステップＳ３３においては、検知対象物の番号ｎに「１」を加算して得た値を、新たに検知対象物の番号ｎとして設定する。
次に、ステップＳ３４においては、番号ｎの検知対象物と自車両との車間距離ｄｓｔ（ｎ）がゼロか否かを判定する。
この判定結果が「ＹＥＳ」の場合、つまり番号ｎの検知対象物が存在しない場合には、後述するステップＳ４２に進む。
一方、この判定結果が「ＮＯ」の場合、つまり番号ｎの検知対象物が存在する場合には、ステップＳ３５に進む。
【００３９】
ステップＳ３５においては、番号ｎの検知対象物が移動物か否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合、つまり静止物である場合には、後述するステップＳ４２に進む。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ３６に進む。
ステップＳ３６においては、番号ｎの検知対象物と自車両との車間距離ｄｓｔ（ｎ）に基づき、車間制御用比例項ｋｐｄおよび車間制御用微分項ｋｄｄを設定する。ここで、車間制御用比例項ｋｐｄおよび車間制御用微分項ｋｄｄは、例えば図６に示すように、車間距離の増大に伴い、各項の係数の絶対値が小さくなるように設定されており、車間距離が大きい場合、つまり番号ｎの検知対象物が相対的に自車両の遠方に存在する場合には、自車両の加速度が過剰に増大することがないように設定されている。
【００４０】
そして、ステップＳ３７においては、自車両が番号ｎの検知対象物の側方をすり抜ける際における自車両の速度と番号ｎの検知対象物の速度との差、つまりすり抜け速度差Δｖｔｈｒ（ｎ）を、自車両の推定走行軌跡と番号ｎの検知対象物との横方向距離つまり横偏差Δｄｘ（ｎ）に基づいて設定する。
ここで、すり抜け速度差Δｖｔｈｒ（ｎ）は、例えば図８に示すように、横偏差Δｄｘ（ｎ）の絶対値が所定の下限値（例えば、１．７５ｍ等）から所定の上限値（例えば、８．７５ｍ等）まで増大するのに伴い、所定下限値（例えば、１０ｋｍ／ｈ等）から所定上限値（例えば、９０ｋｍ／ｈ等）まで増大傾向に変化するように設定されている。
【００４１】
そして、ステップＳ３８においては、自車両の速度ｖｓｐと、番号ｎの検知対象物と自車両との相対速度ｖｒｙ（ｎ）と、すり抜け速度差Δｖｔｈｒ（ｎ）とを加算して得た値を、番号ｎの検知対象物に対するすり抜け速度ｖｔｈｒ（ｎ）に設定する。
そして、ステップＳ３９においては、例えば比例・微分制御により、車間距離ｄｓｔ（ｎ）に車間制御用比例項ｋｐｄを乗じて得た値と、自車両の速度ｖｓｐと相対速度ｖｒｙ（ｎ）との差に車間制御用微分項ｋｄｄを乗じて得た値とを加算して得た値を、番号ｎの検知対象物に対するすり抜け減速用目標加速度ａｔｈｒ（ｎ）に設定する。
【００４２】
そして、ステップＳ４０においてはすり抜け減速用目標加速度ａｔｈｒが、番号ｎの検知対象物に対するすり抜け減速用目標加速度ａｔｈｒ（ｎ）以上か否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、後述するステップＳ４２に進む。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ４１に進む。
ステップＳ４１においては、すり抜け減速用目標加速度ａｔｈｒに、番号ｎの検知対象物に対するすり抜け減速用目標加速度ａｔｈｒ（ｎ）を設定する。
そして、ステップＳ４２においては、検知対象物の番号ｎが所定検知数ＮＴＧＴＭＡＸ（例えば、１０等）以下か否かを判定する。
この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、上述したステップＳ３３に戻る。
一方、この判定結果が「ＮＯ」の場合には、一連処理を終了する。
【００４３】
すなわち、ミリ波レーダの所定の検知エリア内にて認識される先行車両以外の検知対象物のうち、各移動物に対して、すり抜け速度ｖｔｈｒ（ｎ）を算出し、自車両の速度が、このすり抜け速度ｖｔｈｒ（ｎ）となるようなすり抜け減速用目標加速度ａｔｈｒ（ｎ）を設定する。そして、各すり抜け減速用目標加速度ａｔｈｒ（ｎ）、ｎ＝１，…，ＮＴＧＴＭＡＸの最小値（つまり、最も小さな加速度または最も大きな減速度となる値）を、すり抜け減速用目標加速度ａｔｈｒに設定する。
【００４４】
例えば、図９に示すように、先行車両Ａおよび自車両１に比べて相対的に速度が低い他の車両Ｂが、自車両１の推定走行軌跡ＴＲ外であって、先行車両Ａよりも自車両１に近接した位置を走行している際に、自車両１の推定走行軌跡ＴＲと他の車両Ｂとの横方向距離に応じて、自車両１が他の車両Ｂの側方を通過する際のすり抜け速度が設定され、自車両１の速度が、このすり抜け速度となるように減速される。
これにより、自車両１が過剰に速い速度で他の車両Ｂの側方を通過してしまうことが防止され、自車両１や他の車両Ｂの乗員が不安を感じてしまうことが抑制される。しかも、自車両１は、他の車両Ｂの側方を通過する以前のタイミングで適宜に減速されることから、例えば自車両１が他の車両Ｂに接近したときに、他の車両Ｂが車線変更を行い、先行車両Ａと自車両１との間に割り込んで来るような場合であっても、自車両１の走行状態が急変することを抑制し、滑らかな走行状態を維持することができる。
【００４５】
また、例えば、図１０に示すように、自車両１が追従する先行車両Ａが、例えばＳ字路等に侵入することで、自車両１の推定走行軌跡ＴＲ内から逸脱し、この先行車両Ａに対する追従走行の制御が一時的に停止された後に、再度、自車両１の推定走行軌跡ＴＲ内に先行車両Ａが戻ってくることで、追従走行の制御が再開されるような場合であっても、自車両１の走行状態が相対的に大きく変動することが抑制される。つまり、追従走行の制御が一時的に停止された後には、先行車両Ａに対してすり抜け減速用目標加速度ａｔｈｒが算出されることから、相対的に大きな値の定車速制御用目標加速度ａｃｍｄｖにて自車両１が加速されてしまうことを防止ことが可能であり、自車両１の滑らかな走行状態を維持することが可能となる。
【００４６】
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、自車両が過剰に速い速度で先行車両以外の他の車両の側方を通過してしまうことが防止され、自車両や他の車両の乗員が不安を感じてしまうことが抑制され、追従する先行車両の運動状態に加えて、先行車両以外の他の車両の運動状態に応じて適切な走行制御を行うことができる。
しかも、自車両は、他の車両の側方を通過する以前のタイミングで適宜に減速されることから、例えば他の車両が先行車両と自車両との間に割り込んで来るような場合であっても、自車両の走行状態が急変することを抑制し、滑らかな走行状態を維持することができる。
また、自車両が追従する先行車両が自車両の推定走行軌跡内から逸脱し、追従走行の制御が一時的に停止された後に、再度、自車両の推定走行軌跡内に先行車両が戻ってくることで、追従走行の制御が再開されるような場合であっても、自車両の走行状態が相対的に大きく変動することが抑制される。
【００４７】
【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、追従する先行車両の運動状態に加えて、先行車両以外の他の物体の状態に応じて適切な走行制御を行うことができる。
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、適正な速度差で、自車両が他の物体の側方を通過するように制御することができ、追従する先行車両の運動状態に加えて、先行車両以外の他の物体と自車両との相対的な状態に応じて適切な走行制御を行うことができ、自車両や他の車両の乗員が不安を感じてしまうことを防止することができる。
【００４８】
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、自車両が先行車両以外の他の物体の側方を通過する際に、自車両や他の車両の乗員が不安を感じてしまうことを、より一層、防止することができる。
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、自車両が先行車両以外の他の物体の側方を通過する際に、自車両と他の物体との速度差が、確実に、設定される速度差となるように、適切な走行制御を行うことができる。
【００４９】
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、相対的に遠方の他の物体に対して自車両の速度の変化が過剰に増大することが防止され、追従する先行車両の運動状態に加えて、先行車両以外の他の物体の状態に応じて適切な走行制御を行うことができる。
さらに、請求項６に記載の本発明の車両の追従走行装置によれば、複数の他の物体が存在する場合であっても、適切な加速度または減速度に基づいて適切な走行制御を行うことができる。
さらに、請求項７に記載の本発明の車両の追従走行装置によれば、複数の異なる制御により加速度または減速度が設定される場合であっても、自車両の速度の変化が過剰に増大することが防止され、追従する先行車両の運動状態に加えて、先行車両以外の他の物体の状態に応じて適切な走行制御を行うことができる。
【００５０】
さらに、請求項８に記載の本発明の車両の追従走行装置によれば、複数の異なる制御により加速度または減速度が設定される場合であっても、自車両の速度の変化が過剰に増大することが防止され、先行車両以外の他の物体の状態に応じて適切な走行制御を行うことができる。
さらに、請求項９に記載の本発明の車両の追従走行装置によれば、自車両の加速度や減速度が過剰に大きな値となることを防止して、滑らかな走行状態を維持することができる。
【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、特に自車両の速度を制御する際の目標加速度を算出する処理を示すフローチャートである。
【図４】図３に示す定車速目標加速度算出処理を示すフローチャートである。
【図５】図３に示す追従制御用目標加速度算出処理を示すフローチャートである。
【図６】車間距離または車間偏差に応じて変化するＰ（比例）項係数およびＤ（微分）項係数の変化の一例を示すグラフ図である。
【図７】図３に示すすり抜け減速用目標加速度算出処理を示すフローチャートである。
【図８】横偏差とすり抜け速度の変化の一例を示すグラフ図である。
【図９】自車両と先行車両Ａおよび他の車両Ｂとの相対位置の一例を示すグラフ図である。
【図１０】自車両と先行車両Ａ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、横方向距離算出手段）
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、車間距離算出手段）
２２ 軌跡推定手段
ステップＳ０１ 定速走行用加減速度算出手段
ステップＳ０２ 追従用加減速度算出手段
ステップＳ０３ 加減速度算出手段
ステップＳ０５〜ステップＳ０８ 限界値設定手段
ステップＳ３７ 速度差設定手段
【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や特開２０００−１７７４２７号公報に開示されたオートクルーズ制御装置のように、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制御装置が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したような従来技術に係る車両の速度制御装置では、単に、追従する先行車両との間に所定の車間距離を保つようにして自車の速度が制御されるだけであって、追従する先行車両が設定されている状態では、例えば先行車両以外の他の車両の運動状態や、他の車両と自車との相対位置等は考慮されずに自車の速度が制御されるようになっている。このため、例えば、先行車両に追従する自車が、先行車両に比べて相対的に緩慢な移動を行う他の車両の近傍を相対的に高い速度ですり抜ける場合があり、例えば他の車両の近傍を適正に通過する際の速度として設定される所定の通過速度を過剰に超過してしまったり、自車や他の車両の乗員が不安を感じてしまう虞がある。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、追従する物体の運動状態に加えて他の物体の状態に応じ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、前記物体検知手段の検知結果に基づき、自車両と前記先行車両との車間距離を算出する車間距離算出手段（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、前記物体検知手段によって検知される前記物体のうち、前記先行車両以外の他の物体と前記自車両の進行軌跡との横方向距離を算出する横方向距離算出手段（例えば、実施の形態での制御ＥＣＵ１１）を備え、前記速度制御手段は、前記横方向距離算出手段により算出される前記横方向距離に基づき、自車両の速度を制御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、速度制御手段は、横方向距離算出手段によって算出された先行車両以外の他の物体と自車両の進行軌跡との横方向距離に基づき、自車両の速度を制御することから、例えば、先行車両に追従する自車両が、先行車両に比べて相対的に緩慢な移動を行う他の車両の近傍を通過する際に、過剰に速い速度ですり抜けてしまうことを防止して、他の車両に対する適正な相対速度で自車両を走行させることができ、この通過時に自車両や他の車両の乗員が不安を感じてしまうことを防止することができる。これにより、追従する先行車両の運動状態に加えて、先行車両以外の他の物体の状態に応じて適切な走行制御を行うことができる。
【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は、前記横方向距離算出手段により算出される前記横方向距離に応じて、自車両が前記他の物体の側方を通過する際の自車両と前記他の物体との速度差を設定する速度差設定手段（例えば、実施の形態でのステップＳ３７）を備え、前記速度制御手段は、前記速度差設定手段により設定される前記速度差に基づき、自車両の速度を制御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、速度制御手段は、速度差設定手段により設定される適正な速度差で、自車両が他の物体の側方を通過するように制御することができ、追従する先行車両の運動状態に加えて、先行車両以外の他の物体と自車両との相対的な状態に応じて適切な走行制御を行うことができ、自車両や他の車両の乗員が不安を感じてしまうことを防止することができる。
【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では、前記速度差設定手段は、前記横方向距離算出手段により算出される前記横方向距離が小さいほど、前記速度差が小さくなるように設定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、横方向距離が小さいほど、先行車両以外の他の物体と自車両との速度差が小さくなることから、自車両が先行車両以外の他の物体の側方を通過する際に、自車両や他の車両の乗員が不安を感じてしまうことを、より一層、防止することができる。
【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、自車両が前記他の物体の側方を通過する際の自車両と前記他の物体との速度差が、前記速度差設定手段により設定される前記速度差となるような自車両の加速度または減速度を算出する加減速度算出手段（例えば、実施の形態でのステップＳ０３）を備え、前記速度制御手段は、前記加減速度算出手段により算出される前記加速度または前記減速度に基づき、自車両の速度を制御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、速度制御手段は、自車両と前記他の物体との速度差が、速度差設定手段により設定される速度差となるような自車両の加速度または減速度に基づき、自車両の速度を制御する。これにより、追従する先行車両の運動状態に加えて、先行車両以外の他の物体の状態に応じて適切な走行制御を行うことができる。
【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、前記加減速度算出手段は、前記物体検知手段の検知結果に基づき算出される自車両と前記他の物体との距離（例えば、実施の形態での車間距離ｄｓｔ（ｎ））が大きいほど、前記加速度または前記減速度が小さくなるように算出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、加減速度算出手段により、自車両と他の物体との距離が大きいほど、加速度または減速度が小さく設定されることから、例えば相対的に遠方の他の物体に対して自車両の加速度が過剰に増大することが防止され、追従する先行車両の運動状態に加えて、先行車両以外の他の物体の状態に応じて適切な走行制御を行うことができる。
【００１４】
さらに、請求項６に記載の本発明の車両の追従走行装置は、複数の前記他の物体が前記物体検知手段によって検知される場合に、前記速度制御手段は、前記加減速度算出手段により算出される各複数の前記他の物体の前記加速度または前記減速度のうち、最も小さな前記加速度または最も大きな前記減速度に基づき、自車両の速度を制御することを特徴としている。
【００１５】
上記構成の車両の追従走行装置によれば、複数の他の物体に対しては、最も小さな加速度または最も大きな減速度に基づき、自車両の速度が制御されることから、自車両の加速度が過剰に増大することが防止され、追従する先行車両の運動状態に加えて、先行車両以外の他の物体の状態に応じた適切な加速度または減速度に基づいて走行制御を行うことができる。
【００１６】
さらに、請求項７に記載の本発明の車両の追従走行装置は、前記先行車両へ追従する際の前記車間距離に対する目標車間距離を設定する目標車間距離設定手段（例えば、実施の形態での制御ＥＣＵ１１）と、前記車間距離算出手段より算出される前記車間距離が、前記目標車間距離となるような自車両の加速度または減速度を算出する追従用加減速度算出手段（例えば、実施の形態でのステップＳ０２）とを備え、前記速度制御手段は、前記加減速度算出手段および前記追従用加減速度算出手段により算出される前記加速度または前記減速度のうち、最も小さな前記加速度または最も大きな前記減速度に基づき、自車両の速度を制御することを特徴としている。
【００１７】
上記構成の車両の追従走行装置によれば、加減速度算出手段および追従用加減速度算出手段により算出される加速度または減速度のうち、最も小さな加速度または最も大きな減速度に基づき、自車両の速度が制御されることから、自車両の加速度が過剰に増大することが防止され、追従する先行車両の運動状態に加えて、先行車両以外の他の物体の状態に応じて適切な走行制御を行うことができる。
【００１８】
さらに、請求項８に記載の本発明の車両の追従走行装置は、前記先行車両判定手段により前記先行車両であると判定される前記物体が存在しないとき、予め設定可能な速度となるような自車両の加速度または減速度を算出する定速走行用加減速度算出手段（例えば、実施の形態でのステップＳ０１）を備え、前記速度制御手段は、前記加減速度算出手段および前記定速走行用加減速度算出手段により算出される前記加速度または前記減速度のうち、最も小さな前記加速度または最も大きな前記減速度に基づき、自車両の速度を制御することを特徴としている。
【００１９】
上記構成の車両の追従走行装置によれば、加減速度算出手段および定速走行用加減速度算出手段により算出される加速度または減速度のうち、最も小さな加速度または最も大きな減速度に基づき、自車両の速度が制御されることから、自車両の加速度が過剰に増大することが防止され、他の物体の状態に応じて適切な走行制御を行うことができる。
【００２０】
さらに、請求項９に記載の本発明の車両の追従走行装置は、前記速度制御手段が自車両の速度を制御する際に利用される前記加速度または前記減速度に対して限界値を設定する限界値設定手段（例えば、実施の形態でのステップＳ０５〜ステップＳ０８）を備えることを特徴としている。
【００２１】
上記構成の車両の追従走行装置によれば、自車両の加速度や減速度が過剰に大きな値となることを防止して、滑らかな走行状態を維持することができる。
【００２２】
【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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
【数１】
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。
ここで、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。
【００３０】
また、制御ＥＣＵ１１は、後述するように、軌跡推定手段２２にて推定される自車両の推定走行軌跡と、先行車両以外の移動物と判定される検知対象物との横方向距離を算出し、この横方向距離の算出値に応じて、先行車両に追従する自車両が先行車両以外の移動物と判定される検知対象物の側方を通過する際、あるいは、単に、自車両の推定走行軌跡外の移動物と判定される検知対象物の側方を通過する際における、自車両と移動物と判定される検知対象物との速度差を設定する。そして、移動物と判定される検知対象物の側方を通過する際に、設定した速度差となるように自車両の速度を制御する。
また、制御ＥＣＵ１１は、後述するように、追従する先行車両が存在しないときには、例えば運転者等により予め設定された所定の速度となるように、自車両の速度を制御する。
なお、制御ＥＣＵ１１は、後述するように、各速度制御において設定される加速度または減速度のうち、最も小さな加速度または最も大きな減速度に基づき、自車両の速度を制御するように設定されている。
【００３１】
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。
【００３２】
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、特に自車両の速度を制御する際の目標加速度を算出する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、後述する定車速制御用目標加速度ａｃｍｄｖ算出処理を実行する。ここでは、例えば運転者等により設定される適宜の目標速度ｖｃｍｄで自車両を走行させる際の加速度、つまり定車速制御用目標加速度ａｃｍｄｖを算出する。
次に、ステップＳ０２において、後述する追従制御用目標加速度ａｃｍｄｄ算出処理を実行する。ここでは、例えば運転者等により設定される適宜の目標車間ｄｃｍｄで自車両を先行車両に追従走行させる際の加速度、つまり追従制御用目標加速度ａｃｍｄｄを算出する。
次に、ステップＳ０３において、後述するすり抜け減速用目標加速度ａｔｈｒ算出処理を実行する。ここでは、先行車両以外の検知対象物と自車両の推定走行軌跡との横方向距離に応じて設定される自車両と先行車両以外の検知対象物との速度差自車両を走行させる際の加速度、つまりすり抜け減速用目標加速度ａｔｈｒを算出する。
【００３３】
次に、ステップＳ０４において、定車速制御用目標加速度ａｃｍｄｖおよび追従制御用目標加速度ａｃｍｄｄおよびすり抜け減速用目標加速度ａｔｈｒのうち、最小値（つまり、最も小さな加速度または最も大きな減速度となる値）を最終決定目標加速度ａｃｍｄに設定する。
次に、ステップＳ０５において、最終決定目標加速度ａｃｍｄが所定上限値ＡＣＭＤＨ（例えば、２ｍ／ｓ２等）以上か否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、後述するステップＳ０７に進む。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ０６に進む。
ステップＳ０６においては、最終決定目標加速度ａｃｍｄに所定上限値ＡＣＭＤＨを設定する。
次に、ステップＳ０７において、最終決定目標加速度ａｃｍｄが所定下限値ＡＣＭＤＬ（例えば、−２ｍ／ｓ２等）以下か否かを判定する。
ステップＳ０７の判定結果が「ＮＯ」の場合には、一連の処理を終了する。
一方、ステップＳ０７の判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ０８に進む。
ステップＳ０８においては、最終決定目標加速度ａｃｍｄに所定下限値ＡＣＭＤＬを設定し、一連の処理を終了する。
【００３４】
以下に、上述したステップＳ０１における、定車速制御用目標加速度ａｃｍｄｖ算出処理について説明する。
この算出処理では、例えば図４に示すステップＳ１１において、例えば比例制御等の適宜の制御により、適宜の目標速度ｖｃｍｄと自車両の速度ｖｓｐとの偏差に基づき、定車速制御用目標加速度ａｃｍｄｖを算出し、一連の処理を終了する。
例えば所定の車速制御用比例項ＫＰＶ（例えば、０．５等）を目標速度ｖｃｍｄと自車両の速度ｖｓｐとの偏差（ｖｃｍｄ−ｖｓｐ）に乗じて得た値を、定車速制御用目標加速度ａｃｍｄｖに設定する。
【００３５】
以下に、上述したステップＳ０２における、追従制御用目標加速度ａｃｍｄｄ算出処理について説明する。
先ず、図５に示すステップＳ２１において、自車両と先行車両との車間距離ｄｓｔがゼロか否かを判定する。
この判定結果が「ＹＥＳ」の場合、つまり追従対象とされる先行車両が存在しない場合には、ステップＳ２２に進む。
一方、この判定結果が「ＮＯ」の場合、つまり追従対象とされる先行車両が存在する場合には、ステップＳ２３に進む。
【００３６】
ステップＳ２２においては、追従制御用目標加速度ａｃｍｄｄに所定上限値ＡＣＭＤＨを設定し、一連の処理を終了する。
また、ステップＳ２３においては、目標車間ｄｃｍｄと車間距離ｄｓｔとの差の絶対値とされる車間偏差｜ｄｃｍｄ−ｄｓｔ｜に基づき、車間制御用比例項ｋｐｄおよび車間制御用微分項ｋｄｄを設定する。ここで、車間制御用比例項ｋｐｄおよび車間制御用微分項ｋｄｄは、例えば図６に示すように、車間偏差の増大に伴い、各項の係数の絶対値が小さくなるように設定されており、車間偏差が大きい場合、つまり先行車両が相対的に自車両の遠方に存在する場合には、自車両の加速度が過剰に増大することがないように設定されている。
【００３７】
そして、ステップＳ２４においては、例えば比例・微分制御により、目標車間ｄｃｍｄと車間距離ｄｓｔとの差（ｄｓｔ−ｄｃｍｄ）に車間制御用比例項ｋｐｄを乗じて得た値と、先行車両と自車両との相対速度ｖｒｙに車間制御用微分項ｋｄｄを乗じて得た値とを加算して得た値を、追従制御用目標加速度ａｃｍｄｄに設定し、一連の処理を終了する。
【００３８】
以下に、上述したステップＳ０３における、すり抜け減速用目標加速度ａｔｈｒ算出処理について説明する。
先ず、図７に示すステップＳ３１において、検知対象物の番号ｎにゼロを設定して初期化する。
次に、ステップＳ３２においては、すり抜け減速用目標加速度ａｔｈｒに所定上限値ＡＣＭＤＨを設定する。
次に、ステップＳ３３においては、検知対象物の番号ｎに「１」を加算して得た値を、新たに検知対象物の番号ｎとして設定する。
次に、ステップＳ３４においては、番号ｎの検知対象物と自車両との車間距離ｄｓｔ（ｎ）がゼロか否かを判定する。
この判定結果が「ＹＥＳ」の場合、つまり番号ｎの検知対象物が存在しない場合には、後述するステップＳ４２に進む。
一方、この判定結果が「ＮＯ」の場合、つまり番号ｎの検知対象物が存在する場合には、ステップＳ３５に進む。
【００３９】
ステップＳ３５においては、番号ｎの検知対象物が移動物か否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合、つまり静止物である場合には、後述するステップＳ４２に進む。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ３６に進む。
ステップＳ３６においては、番号ｎの検知対象物と自車両との車間距離ｄｓｔ（ｎ）に基づき、車間制御用比例項ｋｐｄおよび車間制御用微分項ｋｄｄを設定する。ここで、車間制御用比例項ｋｐｄおよび車間制御用微分項ｋｄｄは、例えば図６に示すように、車間距離の増大に伴い、各項の係数の絶対値が小さくなるように設定されており、車間距離が大きい場合、つまり番号ｎの検知対象物が相対的に自車両の遠方に存在する場合には、自車両の加速度が過剰に増大することがないように設定されている。
【００４０】
そして、ステップＳ３７においては、自車両が番号ｎの検知対象物の側方をすり抜ける際における自車両の速度と番号ｎの検知対象物の速度との差、つまりすり抜け速度差Δｖｔｈｒ（ｎ）を、自車両の推定走行軌跡と番号ｎの検知対象物との横方向距離つまり横偏差Δｄｘ（ｎ）に基づいて設定する。
ここで、すり抜け速度差Δｖｔｈｒ（ｎ）は、例えば図８に示すように、横偏差Δｄｘ（ｎ）の絶対値が所定の下限値（例えば、１．７５ｍ等）から所定の上限値（例えば、８．７５ｍ等）まで増大するのに伴い、所定下限値（例えば、１０ｋｍ／ｈ等）から所定上限値（例えば、９０ｋｍ／ｈ等）まで増大傾向に変化するように設定されている。
【００４１】
そして、ステップＳ３８においては、自車両の速度ｖｓｐと、番号ｎの検知対象物と自車両との相対速度ｖｒｙ（ｎ）と、すり抜け速度差Δｖｔｈｒ（ｎ）とを加算して得た値を、番号ｎの検知対象物に対するすり抜け速度ｖｔｈｒ（ｎ）に設定する。
そして、ステップＳ３９においては、例えば比例・微分制御により、車間距離ｄｓｔ（ｎ）に車間制御用比例項ｋｐｄを乗じて得た値と、自車両の速度ｖｓｐと相対速度ｖｒｙ（ｎ）との差に車間制御用微分項ｋｄｄを乗じて得た値とを加算して得た値を、番号ｎの検知対象物に対するすり抜け減速用目標加速度ａｔｈｒ（ｎ）に設定する。
【００４２】
そして、ステップＳ４０においてはすり抜け減速用目標加速度ａｔｈｒが、番号ｎの検知対象物に対するすり抜け減速用目標加速度ａｔｈｒ（ｎ）以上か否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、後述するステップＳ４２に進む。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ４１に進む。
ステップＳ４１においては、すり抜け減速用目標加速度ａｔｈｒに、番号ｎの検知対象物に対するすり抜け減速用目標加速度ａｔｈｒ（ｎ）を設定する。
そして、ステップＳ４２においては、検知対象物の番号ｎが所定検知数ＮＴＧＴＭＡＸ（例えば、１０等）以下か否かを判定する。
この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、上述したステップＳ３３に戻る。
一方、この判定結果が「ＮＯ」の場合には、一連処理を終了する。
【００４３】
すなわち、ミリ波レーダの所定の検知エリア内にて認識される先行車両以外の検知対象物のうち、各移動物に対して、すり抜け速度ｖｔｈｒ（ｎ）を算出し、自車両の速度が、このすり抜け速度ｖｔｈｒ（ｎ）となるようなすり抜け減速用目標加速度ａｔｈｒ（ｎ）を設定する。そして、各すり抜け減速用目標加速度ａｔｈｒ（ｎ）、ｎ＝１，…，ＮＴＧＴＭＡＸの最小値（つまり、最も小さな加速度または最も大きな減速度となる値）を、すり抜け減速用目標加速度ａｔｈｒに設定する。
【００４４】
例えば、図９に示すように、先行車両Ａおよび自車両１に比べて相対的に速度が低い他の車両Ｂが、自車両１の推定走行軌跡ＴＲ外であって、先行車両Ａよりも自車両１に近接した位置を走行している際に、自車両１の推定走行軌跡ＴＲと他の車両Ｂとの横方向距離に応じて、自車両１が他の車両Ｂの側方を通過する際のすり抜け速度が設定され、自車両１の速度が、このすり抜け速度となるように減速される。
これにより、自車両１が過剰に速い速度で他の車両Ｂの側方を通過してしまうことが防止され、自車両１や他の車両Ｂの乗員が不安を感じてしまうことが抑制される。しかも、自車両１は、他の車両Ｂの側方を通過する以前のタイミングで適宜に減速されることから、例えば自車両１が他の車両Ｂに接近したときに、他の車両Ｂが車線変更を行い、先行車両Ａと自車両１との間に割り込んで来るような場合であっても、自車両１の走行状態が急変することを抑制し、滑らかな走行状態を維持することができる。
【００４５】
また、例えば、図１０に示すように、自車両１が追従する先行車両Ａが、例えばＳ字路等に侵入することで、自車両１の推定走行軌跡ＴＲ内から逸脱し、この先行車両Ａに対する追従走行の制御が一時的に停止された後に、再度、自車両１の推定走行軌跡ＴＲ内に先行車両Ａが戻ってくることで、追従走行の制御が再開されるような場合であっても、自車両１の走行状態が相対的に大きく変動することが抑制される。つまり、追従走行の制御が一時的に停止された後には、先行車両Ａに対してすり抜け減速用目標加速度ａｔｈｒが算出されることから、相対的に大きな値の定車速制御用目標加速度ａｃｍｄｖにて自車両１が加速されてしまうことを防止ことが可能であり、自車両１の滑らかな走行状態を維持することが可能となる。
【００４６】
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、自車両が過剰に速い速度で先行車両以外の他の車両の側方を通過してしまうことが防止され、自車両や他の車両の乗員が不安を感じてしまうことが抑制され、追従する先行車両の運動状態に加えて、先行車両以外の他の車両の運動状態に応じて適切な走行制御を行うことができる。
しかも、自車両は、他の車両の側方を通過する以前のタイミングで適宜に減速されることから、例えば他の車両が先行車両と自車両との間に割り込んで来るような場合であっても、自車両の走行状態が急変することを抑制し、滑らかな走行状態を維持することができる。
また、自車両が追従する先行車両が自車両の推定走行軌跡内から逸脱し、追従走行の制御が一時的に停止された後に、再度、自車両の推定走行軌跡内に先行車両が戻ってくることで、追従走行の制御が再開されるような場合であっても、自車両の走行状態が相対的に大きく変動することが抑制される。
【００４７】
【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、追従する先行車両の運動状態に加えて、先行車両以外の他の物体の状態に応じて適切な走行制御を行うことができる。
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、適正な速度差で、自車両が他の物体の側方を通過するように制御することができ、追従する先行車両の運動状態に加えて、先行車両以外の他の物体と自車両との相対的な状態に応じて適切な走行制御を行うことができ、自車両や他の車両の乗員が不安を感じてしまうことを防止することができる。
【００４８】
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、自車両が先行車両以外の他の物体の側方を通過する際に、自車両や他の車両の乗員が不安を感じてしまうことを、より一層、防止することができる。
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、自車両が先行車両以外の他の物体の側方を通過する際に、自車両と他の物体との速度差が、確実に、設定される速度差となるように、適切な走行制御を行うことができる。
【００４９】
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、相対的に遠方の他の物体に対して自車両の速度の変化が過剰に増大することが防止され、追従する先行車両の運動状態に加えて、先行車両以外の他の物体の状態に応じて適切な走行制御を行うことができる。
さらに、請求項６に記載の本発明の車両の追従走行装置によれば、複数の他の物体が存在する場合であっても、適切な加速度または減速度に基づいて適切な走行制御を行うことができる。
さらに、請求項７に記載の本発明の車両の追従走行装置によれば、複数の異なる制御により加速度または減速度が設定される場合であっても、自車両の速度の変化が過剰に増大することが防止され、追従する先行車両の運動状態に加えて、先行車両以外の他の物体の状態に応じて適切な走行制御を行うことができる。
【００５０】
さらに、請求項８に記載の本発明の車両の追従走行装置によれば、複数の異なる制御により加速度または減速度が設定される場合であっても、自車両の速度の変化が過剰に増大することが防止され、先行車両以外の他の物体の状態に応じて適切な走行制御を行うことができる。
さらに、請求項９に記載の本発明の車両の追従走行装置によれば、自車両の加速度や減速度が過剰に大きな値となることを防止して、滑らかな走行状態を維持することができる。
【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、特に自車両の速度を制御する際の目標加速度を算出する処理を示すフローチャートである。
【図４】図３に示す定車速目標加速度算出処理を示すフローチャートである。
【図５】図３に示す追従制御用目標加速度算出処理を示すフローチャートである。
【図６】車間距離または車間偏差に応じて変化するＰ（比例）項係数およびＤ（微分）項係数の変化の一例を示すグラフ図である。
【図７】図３に示すすり抜け減速用目標加速度算出処理を示すフローチャートである。
【図８】横偏差とすり抜け速度の変化の一例を示すグラフ図である。
【図９】自車両と先行車両Ａおよび他の車両Ｂとの相対位置の一例を示すグラフ図である。
【図１０】自車両と先行車両Ａ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、横方向距離算出手段）
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、車間距離算出手段）
２２ 軌跡推定手段
ステップＳ０１ 定速走行用加減速度算出手段
ステップＳ０２ 追従用加減速度算出手段
ステップＳ０３ 加減速度算出手段
ステップＳ０５〜ステップＳ０８ 限界値設定手段
ステップＳ３７ 速度差設定手段
Claims (9)
- 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、
前記物体検知手段の検知結果に基づき、自車両と前記先行車両との車間距離を算出する車間距離算出手段と、
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、
前記物体検知手段によって検知される前記物体のうち、前記先行車両以外の他の物体と前記自車両の進行軌跡との横方向距離を算出する横方向距離算出手段を備え、
前記速度制御手段は、前記横方向距離算出手段により算出される前記横方向距離に基づき、自車両の速度を制御することを特徴とする車両の追従走行装置。 - 前記横方向距離算出手段により算出される前記横方向距離に応じて、自車両が前記他の物体の側方を通過する際の自車両と前記他の物体との速度差を設定する速度差設定手段を備え、
前記速度制御手段は、前記速度差設定手段により設定される前記速度差に基づき、自車両の速度を制御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。 - 前記速度差設定手段は、前記横方向距離算出手段により算出される前記横方向距離が小さいほど、前記速度差が小さくなるように設定することを特徴とする請求項２に記載の車両の追従走行装置。
- 自車両が前記他の物体の側方を通過する際の自車両と前記他の物体との速度差が、前記速度差設定手段により設定される前記速度差となるような自車両の加速度または減速度を算出する加減速度算出手段を備え、
前記速度制御手段は、前記加減速度算出手段により算出される前記加速度または前記減速度に基づき、自車両の速度を制御することを特徴とする請求項２または請求項３の何れかに記載の車両の追従走行装置。 - 前記加減速度算出手段は、前記物体検知手段の検知結果に基づき算出される自車両と前記他の物体との距離が大きいほど、前記加速度または前記減速度が小さくなるように算出することを特徴とする請求項４に記載の車両の追従走行装置。
- 複数の前記他の物体が前記物体検知手段によって検知される場合に、
前記速度制御手段は、前記加減速度算出手段により算出される各複数の前記他の物体の前記加速度または前記減速度のうち、最も小さな前記加速度または最も大きな前記減速度に基づき、自車両の速度を制御することを特徴とする請求項４または請求項５の何れかに記載の車両の追従走行装置。 - 前記先行車両へ追従する際の前記車間距離に対する目標車間距離を設定する目標車間距離設定手段と、
前記車間距離算出手段より算出される前記車間距離が、前記目標車間距離となるような自車両の加速度または減速度を算出する追従用加減速度算出手段とを備え、
前記速度制御手段は、前記加減速度算出手段および前記追従用加減速度算出手段により算出される前記加速度または前記減速度のうち、最も小さな前記加速度または最も大きな前記減速度に基づき、自車両の速度を制御することを特徴とする請求項４から請求項６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により前記先行車両であると判定される前記物体が存在しないとき、予め設定可能な速度となるような自車両の加速度または減速度を算出する定速走行用加減速度算出手段を備え、
前記速度制御手段は、前記加減速度算出手段および前記定速走行用加減速度算出手段により算出される前記加速度または前記減速度のうち、最も小さな前記加速度または最も大きな前記減速度に基づき、自車両の速度を制御することを特徴とする請求項４から請求項６の何れかに記載の車両の追従走行装置。 - 前記速度制御手段が自車両の速度を制御する際に利用される前記加速度または前記減速度に対して限界値を設定する限界値設定手段を備えることを特徴とする請求項４から請求項８の何れかに記載の車両の追従走行装置。
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|---|---|---|---|---|
| JP2007084056A (ja) * | 2005-08-23 | 2007-04-05 | Honda Motor Co Ltd | 車両制御装置 |
| KR101511858B1 (ko) * | 2013-11-04 | 2015-04-13 | 현대오트론 주식회사 | 보행자 또는 이륜차를 인지하는 운전보조시스템 및 그 제어방법 |
| JP2019061613A (ja) * | 2017-09-28 | 2019-04-18 | 株式会社デンソー | 制御対象車両設定装置、制御対象車両設定システムおよび制御対象車両設定方法 |
-
2002
- 2002-08-28 JP JP2002249143A patent/JP2004082944A/ja active Pending
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| US11975716B2 (en) | 2017-09-28 | 2024-05-07 | Denso Corporation | Device for setting target vehicle, system for setting target vehicle, and method for setting target vehicle |
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