JP2004224093A

JP2004224093A - 車両の自動速度制御装置

Info

Publication number: JP2004224093A
Application number: JP2003011740A
Authority: JP
Inventors: Hideshi Adachi; 秀史安達
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2003-01-21
Filing date: 2003-01-21
Publication date: 2004-08-12

Abstract

【課題】渋滞走行時にはＡＣＣ走行ができない。
【解決手段】遠距離レーダと遠距離レーダよりも水平方向において、広い範囲に物体を検出できる近距離センサを組み合わせることで渋滞走行時のＡＣＣ走行を可能にする。近距離センサを追加して遠距離レーダの検出による障害物検出の死角を減らすと共に検出精度を向上させ、衝突を避ける動作をより正確に制御によって実現する。
【効果】渋滞走行時にもＡＣＣ制御が可能になり使い勝手がよくなるので、結果として車の商品性が向上する。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、速度制御装置に係り、先行車との車間距離に応じて、定速走行制御と車間距離制御を実行する速度制御装置に関する。
【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の挙動を認識して、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になるよう自動追従する自動速度制御を採用する車がオプション設定で市販されてきている。この自動速度制御（ＡＣＣ＝ＡｄａｐｔｉｖｅＣｒｕｉｓｅＣｏｎｔｒｏｌ）は高速道路使用を前提におおむね５０ｋｍ／ｈ以上の速度で制御可能に設定されているため、渋滞走行といった低速域では使用ができないものであった。一方渋滞時の追従走行は特開平２−１２８９３０号等で提案されてきている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平２−１２８９３０号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
現在市販車についているＡＣＣは一般道での信号認知による停止／発進，人／自転車／車両の飛び出しといった不測の事態での対応（急停止／急ハンドル等）を考えたときに、センサの検出性能さらには対応の判断がまだまだ運転者には遠く及ばないことから、信号がなく不測の事態を通常考える必要のない高速道路での使用を前提に例えば５０〜１００ｋｍ／ｈといった速度範囲限定で作動できるように設定されており、利便性から要望の高い渋滞時のＡＣＣ走行ができないという課題があった。
【０００５】
現在市販車で使われているミリ波レーダもしくはレーザレーダ（以下遠距離レーダとする）は極低速での停止車両への接近といったことまで考えると最小検知距離，分解能共に十分とはいえず、また近距離の障害物認識を考えると運転者が見える範囲内にも死角が生じてしまうといった問題がある。
【０００６】
本発明はこの問題を解決するためになされたもので、目的は遠距離レーダと近距離にある障害物を広範囲で認識できる近距離センサを合せもつことで、高速走行から停止に至るまでＡＣＣがキャンセルされることなく運転者が期待する自動走行ができるようにすること、特に渋滞走行時に運転者が違和感なくＡＣＣ走行できるようにすることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の車両の自動速度制御装置では、遠距離レーダとは別に、フロントにより広範囲の水平方向領域を認識できる近距離センサを設けたことを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の車両の自動速度制御装置では、遠距離レーダとは別に、フロントにより広範囲の水平方向領域を認識できる近距離センサを設けたことを特徴とするので、近距離の障害物が確実に認識できることで、ＡＣＣが高速走行から低速走行に移行したときにＡＣＣをキャンセルする必要がなく、人／自転車／車両の飛び出しといった不測の事態への自動的な対応（急停止／急ハンドル等）が可能になる。従って、運転者は渋滞走行時の煩わしい操作から解放されて快適な走行を得ることができる。
【０００９】
また、本発明では、上記の効果に加えて、駐車運転での障害物近接時に自動ブレーキが作動することでポカミスによる接触事故防止が可能となる。
【００１０】
また自車に対する周囲の走行車両／障害物の水平方向の位置関係をモニター表示できることで運転者は周囲状況を容易に把握でき、より安全な走行が可能となる。
【００１１】
さらに、本発明は、近距離センサにミリ波レーダを用いるもので、この場合は近距離にある障害物までの距離と方向の変化が分かるので、車両制御用コントローラが自車と各々の障害物の衝突を予測し、ブレーキやハンドル操作等の要否を判断して自動衝突回避動作をすることが可能となる。
【００１２】
ここで、ミリ波レーダの水平検出角度範囲を従来市販のＡＣＣで用いられている１０°弱〜２０°弱から大幅に増やすことで（４０°〜１８０°）、センサ単独でも車の進行方向で運転者の見える範囲よりもさらに広い範囲の障害物を検出することが可能となる。
【００１３】
また、本発明では、近距離センサに超音波センサを用いることも可能で、この場合は１０ｍレベルの範囲にある障害物までの距離は分かるが、障害物の明確な方向までは分からないため、近接時以外の場合での自車と障害物との衝突予測といったことができない。衝突回避手段は障害物と近接時に自動ブレーキをかけることになる。従ってＡＣＣとは別に、衝突回避目的でこの超音波センサを用いた自動ブレーキ制御を行うことが望ましい。これは現在駐車支援でオプション設定されるバック／コーナソナーシステム（音の間隔で運転者に障害物までの距離を知らせる）の延長上の技術であり、これと組み合わせることも可能である。
【００１４】
また、本発明では、近距離ミリ波レーダで得られた障害物情報と自車情報から衝突の可能性を判断し、衝突の可能性を下げる動作を自動的に行うことを特徴とする。例えば進行方向の障害物に衝突する場合は減速・停止、追従車が衝突してくる可能性が大きい場合は、ハザードランプ点滅（及びブレーキランプ点灯）で追従車に危険を知らせ、さらに前方に障害物がない時は加速、後側方に車が走行しているにも関わらずその前方に進路変更しようとする場合は、ハンドル操作力を極端に重くすると共に警報で運転者に危険を知らせるといった動作が考えられる。この場合、近距離センサの検出距離は、渋滞追従時に遠距離レーダの信号に代えて用いることや衝突判断を考えると、最低２０ｍレベルは欲しいところであるが、左右方向を考えると障害物との相対速度は前後方向より低いので５〜１０ｍもあれば十分である。従って車両の取付場所に応じて近距離ミリ波レーダのタイプを変えることも考えられる。
【００１５】
以下、本発明の詳細について、実施の形態を図面を用いて説明する。
【００１６】
図１に本発明を適用した自動速度制御装置の一例を示す。本自動速度制御装置は車両制御コントローラ１で先行車の挙動を認識して、車速センサ２の情報と合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。
【００１７】
車両制御コントローラ１が自動速度制御を行うメインのコントローラで、本例の場合は遠距離レーダと一体のユニットとなっている。
【００１８】
制御に必要な入力は、定速走行時のクルーズ車速を設定するセットスイッチ
３ｂ，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３ｃ，自動速度制御の機能を入断するメインスイッチ３ａ，一時中断に用いるキャンセルスイッチ３ｄ，先行車との車間時間を設定するタップスイッチ３ｅ，停止時の先行車との車間距離設定を設定するスイッチ３ｆ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４で運転者に伝えられる。
【００１９】
車両制御コントローラ１の目標指令によりエンジンコントローラ５はスロットル開度を制御してエンジン（図示せず）の吸入空気量すなわち出力を調整し、ブレーキコントローラ６はブースタ７もしくはＶＤＣ（またはＡＢＳ）アクチュエータ８を制御してブレーキ油圧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（本例はブースタ７をブレーキコントローラ６が制御している。）。
【００２０】
スピーカ９は運転者に警報（ブザー，音声）を出すため設けられている。
【００２１】
以上の構成に車両制御コントローラ１のレーダ装置と同様車両のフロントに近距離センサ１０が設けられていて、センサ信号は車両制御コントローラ１に取り込まれる。
【００２２】
図２は近距離センサがミリ波レーダタイプでフロント，リヤ，両サイドの合計４ケ所１０ａ〜１０ｄに設定したものである。
【００２３】
これらは図１のＡＣＣ情報表示装置４を、周囲障害物水平位置がリアルタイム表示できる機能を追加したモニター４に変更しており、運転者は周囲の障害物情報を容易に把握できる。
【００２４】
カーナビ１１は道路情報他を取り込むため設けられる。
【００２５】
さらに後方・側方走行車両や駐車時の衝突を避けるための警報，表示，ブレーキや加速，パワステ１２を切り換えて操舵力を重くして車線変更をしずらくする、ハザードランプ（図示せず）点滅やブレーキランプ（図示せず）点灯で後続車両の運転手の注意を促すといった事故をさける動作の自動化を可能とするためにアクセルスイッチ１３，舵角センサ１４からの自車情報が取り込まれるよう構成されている。
【００２６】
図３は近距離センサに超音波センサを用いた例を示している。従来の駐車支援のバック／コーナソナーシステム（センサ１０ｂ〜１０ｆ）をベースにフロントセンサ１０ａを追加，超音波センサ信号を車両制御コントローラ１に取り込み障害物との近接時自動ブレーキを働かせるようにしたもので、コストアップを押さえたシステムが構成できる。
【００２７】
図４〜図６は遠距離レーダと近距離センサの検出領域を示しており、図１〜図３と対応している。記号Ｌが遠距離レーダ、Ｆがフロントの近距離センサ、Ｂがリヤ・サイドの近距離センサに対応し、添字の１は制御に使う領域、２は障害物検出可能な領域を示している。
【００２８】
遠距離レーダの場合、水平方向検出角度が１０°弱〜２０°弱であることから自車近傍では運転者の目には見えるが検出できない範囲が存在するのに対し、近距離センサの検出角度を大きくとることで運転者の目以上に検出範囲を広げることが可能である。
【００２９】
また近距離センサの場合は自車速度が早いほど進行方向の制御領域を広げて横方向は狭め、速度が遅くなるほど逆に進行方向の制御領域を狭めて横方向は広げるといったようにすると制御上検出する必要のない障害物を予め除外できるので無駄がない。
【００３０】
衝突を避けることを最重視するならばＦ１の領域内に障害物検出無条件ブレーキといった領域Ｆ０を設けることも有効である。
【００３１】
図５は、後側方の死角をなくすため１０ａと１０ｃ，１０ｄおよび１０ｂと１０ｃ，１０ｄの近距離ミリ波レーダの検出領域が重なっているが、お互い干渉は発生しないので問題はない。むろんコストや技術上の制約がなければセンサの検知角度やセンサ数は増やせれば増やすほど死角は減らせるし、また２重３重にセンシングできることで信頼性を高めることが可能となる。
【００３２】
図７はフロントの近距離センサを用いた制御フローチャートの一例である。
【００３３】
ＡＣＣメインスイッチがＯＮされると、各信号を車両制御コントローラに取り込んで近距離センサの制御領域を確定，障害物をモニター画面にリアルタイムで表示し、障害物と自車の位置関係／相対速度から予め設定された時間内に衝突すると予想した場合、運転者に危険を表示／警報で知らせて自動ブレーキを動作させるモードに入る。
【００３４】
さらにクルーズ車速を設定するとＡＣＣ制御に入り先行車がいないときはクルーズ車速で低速走行、先行車を捕捉すると車間距離制御を行い追従走行する。このとき先行車との距離が離れているときは従来ＡＣＣで用いる遠距離レーダ信号で制御するが、遠距離レーダでは自車線内に死角が発生する近距離は近距離センサ信号で制御を行う。車間距離設定は一般に車間時間を選定するので車速で変化するが、渋滞走行時低速になると車間が詰まりすぎて運転者が違和感を覚えるので、ある距離Ｌ１（例えば６ｍ）以下には車間距離が詰まらないようにする。またこの車間のまま停止すると運転者は空きすぎて違和感を覚えるので、先行車が停止したときは設定車間距離をある距離Ｌ０（例えば１．５ｍ）まで接近するように制御する。
【００３５】
図８はリヤ／サイドのミリ波タイプ近距離センサを用いた制御フローチャートの一例である。図１と同様ＡＣＣメインスイッチＯＮで制御が開始されるが、モニター画面にはフロントセンサの情報も合せて全方向表示される。
【００３６】
図９はモニター表示の一例を示している。従来のＡＣＣ表示装置に対して自車周囲の障害物を前後２０ｍ、左右各１車線分表示するようにしている。障害物は記号でリアルタイムに表示されるが、先行車とその他では記号の種類や色を変えて区別する。また衝突を予想する障害物記号は点滅させるとか、後側方車両で仮に自車が車線変更を行うと衝突する可能性のある障害物記号は色を変え、曲がる方向の矢印に×をつけるといったことを行い運転者に視覚的注意を促す。またモニターは、存在しない車線上の情報は表示しない（カーナビ情報取り込みとか運転者選択および車線変更反映による），カーブ走行時の補正（操舵角，横Ｇ，車速，ジャイロによる推定とかカーナビ情報取り込みによる），駐車支援時の詳細表示（倍率アップ）といった機能を持つ。
【００３７】
【発明の効果】
現在のＡＣＣで用いられるレーダ装置よりも水平方向で広い範囲が検出できる近距離センサを追加することで、近距離障害物の検出精度が向上し又死角がなくなるので、ＡＣＣ制御の速度領域を低速域・停止まで広げられる。従って運転者の要求度合いの高い渋滞走行時のＡＣＣ制御が可能となることでＡＣＣの利便性が大幅に向上し、結果として車の商品性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】近距離センサをフロントに設けたシステムブロック図の一実施例。
【図２】近距離センサがミリ波レーダでフロント，リヤ，サイドに設けたシステムブロック図の一実施例。
【図３】駐車支援ソナーシステムをベースにフロントに超音波タイプの近距離センサを設けたシステムブロック図の一実施例。
【図４】図１の遠距離レーダと近距離センサの検出／制御範囲を示す説明図。
【図５】図２の遠距離レーダと近距離センサの検出／制御範囲を示す説明図。
【図６】図３の遠距離レーダと近距離センサの検出／制御範囲を示す説明図。
【図７】図１の制御フローチャートの一実施例。
【図８】リヤ，サイドにミリ波レーダ近距離センサを設けたときの制御フローチャートの一実施例。
【図９】モニター表示の一実施例。
【符号の説明】
１…遠距離レーダ＆車両制御コントローラ、２…車速センサ、３ａ…メインスイッチ、４…表示装置（モニター）、５…エンジンコントローラ、６…ブレーキコントローラ、１０…近距離センサ。

Claims

自車両の車速を検出する車速検出手段と、自車両の前方に存在する先行車までの車間距離を検出する車間距離検出手段と、前記先行車までの車間距離が設定された設定車間距離より大きいと検出されれば、予め設定されたクルーズ車速を保持し、前記先行車までの車間距離が前記設定車間距離より小さいと検出されれば、前記車間距離を所定に保つように前記自車両の車速を加減速制御する手段を有する速度制御装置であって、前記車間距離検出手段は所定距離以上の範囲を検出する遠距離センサと所定距離以下の範囲で前記遠距離センサに対して広角の水平方向領域を検出する近距離センサとを有することを特徴とする車両の自動速度制御装置。
前記近距離センサを前記自車両の前記先行車を検出するフロント部に加えてリヤ部又はサイド部、あるいはそれら両方に設け、それぞれの方向で障害物までの距離を検出し、前記障害物と前記自車両との位置関係を表示することを特徴とする請求項１記載の車両の自動速度制御装置。
前記近距離センサにミリ波レーダを用いたことを特徴とする請求項１もしくは２記載の車両の自動速度制御装置。
前記近距離センサに超音波センサを用いたことを特徴とする請求項１もしくは２記載の車両の自動速度制御装置。
前記遠距離センサにレーダセンサを用いたことを特徴とする請求項１もしくは２記載の車両の自動速度制御装置。
前記近距離センサで認識した障害物の前記自車両に対する相対位置関係及びその相対速度と前記自車両の進行方向及び前記自車両の速度に応じて、前記障害物との衝突の可能性を判断し、前記自車両が前記衝突を回避するように、加減速制御，音声やブザー等による警報，ハザードランプの点灯，ブレーキランプの点灯，ハンドル操作力の増減から選択して実行することを特徴とする請求項３の車両の自動速度制御装置。