JP2005263058A - 車両走行制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両のカーブ走行時における不要な加減速を抑制し、以ってドライバビリティの改善を図る。
【解決手段】クルーズ制御部１０は、レーザレーダセンサ１１の出力信号により自車両と先行車両との車間距離を計測し、該計測した車間距離と別途設定した目標車間距離との偏差に基づいて目標車速を設定する。また、クルーズ制御部１０は、操舵角センサ１２の検出信号を入力し、車両の操舵角に基づいて目標車間距離を短縮側に変更する。このとき、操舵角が大きいほど目標車間距離の変更量を大きくし、操舵角が小さいほど目標車間距離の変更量を小さくする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、車両走行制御装置に関するものである。

車両走行時において、自車両と先行車両との車間距離を計測し、その車間距離を一定に保持するようにして車間距離制御を行う技術が従来より数多く提案されている。例えば特許文献１の制御装置では、自車両と先行車両との車間距離と相対速度とが演算され、車両の加速又は減速により車間距離が目標車間距離に制御される。また、相対速度の減速度合が制限されたとき、目標車間距離が、該目標車間距離よりも小さい最小車間距離（最小間隔）に移行される。これにより、不自然な減速や加速の車両挙動が回避できるものとしていた。

しかしながら、既存の技術では、カーブ走行時において不要な減速や加速が行われ、その結果ドライバビリティが悪化することが本願発明者により確認された。つまり、前後車両間の車間距離はレーザレーダセンサ等の計測手段により計測されるが、この計測距離は直線距離であるため、仮に車間距離を一定に保持したまま前後２台の車両が走行していても、カーブ走行時には直線走行時よりも車間距離の計測値が小さくなると考えられる。従って、不要に減速が行われると共にその後再加速が行われ、この減速及び加速によりドライバビリティの悪化が生じる。
特表２００３−５３０６３２号公報

本発明は、車両のカーブ走行時における不要な加減速を抑制し、以ってドライバビリティの改善を図ることができる車両走行制御装置を提供することを主たる目的とするものである。

請求項１に記載の発明では、前提として自車両と先行車両との車間距離が計測され、該計測した車間距離が目標車間距離となるように車両走行状態が制御される。例えば、車間距離（計測値）と目標車間距離との偏差に基づいて目標車両速度が決定され、該目標車両速度となるよう自車両の速度が制御される。また特に、自車両の進行方向における車両走行経路の曲率が検出され、該検出された車両走行経路の曲率に基づいて目標車間距離が短縮側に変更されるようになっている。なお、請求項７に記載したように、自車両の操舵角に基づいて車両走行経路の曲率が検出されると良い。

車両のカーブ走行時には、車両走行経路が曲線（弧）となるのに対し、先行車両との車間距離は直線的に計測される。この場合、車両走行経路上の車間距離よりも車間距離の計測値が短くなるが、本発明では車両走行経路の曲率に基づいて目標車間距離が短縮側に変更され、その変更後の目標車間距離を用いて車両走行制御が実施される。そのため、従来とは異なり車両が不要に減速及び加速されるといった不都合が回避できる。その結果、カーブ走行の前後を通じて車両の不要な加減速を抑制し、以ってドライバビリティの改善を図ることができる。

カーブ走行時には、車両走行経路の曲率が大きくなるほど（すなわちカーブが急であるほど）車間距離の計測値が小さくなる。そこで、請求項２に記載したように、車両走行経路の曲率が大きいほど、目標車間距離の変更量を大きくし、車両走行経路の曲率が小さいほど、目標車間距離の変更量を小さくすると良い。これにより、如何なる曲率の車両走行経路を走行する場合にも、良好なる車両走行制御が実現できる。

目標車間距離を短縮側に変更した後、ドライバによりブレーキ操作等の制動操作が行われることもあると考えられる。この場合、請求項３に記載したように、ドライバによる制動要求を確認した場合に前記目標車間距離の変更量を小さくすると良い。これにより、個々のドライバの意向を反映しつつ車両走行制御を実施することができる。

また、請求項４に記載したように、ドライバの制動要求に伴い前記目標車間距離の変更量を小さくする場合、該小さくした後の特性を学習値として記憶すると良い。これにより、ドライバのフィーリング個人差を常時考慮しながら毎回の車両走行制御が実施できる。

請求項５に記載の発明では、先行車両との最接近を許容するための最小車間距離が設定される。また、車両走行経路の曲率に基づいて最小車間距離が短縮側に変更されると共に、該短縮側に変更された最小車間距離が前記目標車間距離とされる。本構成であっても、前記同様、車両のカーブ走行時における不要な加減速を抑制し、以ってドライバビリティの改善を図ることができる。

また、請求項６に記載の発明では、自車両の進行方向における車両走行経路の曲率が検出され、該検出された車両走行経路の曲率に基づいて、その際計測された車間距離が延長側に変更される。上述したように、車両のカーブ走行時には、車両走行経路上の車間距離よりも車間距離の計測値が短くなるが、本発明では車両走行経路の曲率に基づいて車間距離（計測値）が延長側に変更され、その変更後の車間距離を用いて車両走行制御が実施される。そのため、従来とは異なり車両が不要に減速及び加速されるといった不都合が回避できる。その結果、カーブ走行の前後を通じて車両の不要な加減速を抑制し、以ってドライバビリティの改善を図ることができる。

なお、請求項６の発明では、前記請求項２〜４に準ずる発明を適宜組み合わせることができ、その組み合わせによって既述したとおり優れた効果が得られる。すなわち、
・車両走行経路の曲率が大きいほど、前記計測した車間距離の変更量を大きくし、車両走行経路の曲率が小さいほど、前記計測した車間距離の変更量を小さくする。
・前記計測した車間距離を延長側に変更した後、ドライバによる制動要求を確認した場合に車間距離の変更量を小さくする。また、ドライバの制動要求に伴い車間距離の変更量を小さくする場合、該小さくした後の特性を学習値として記憶する。

上述したように、車両がカーブを走行するときは、車両走行経路が曲線（弧）となる。一方、レーザレーダセンサ等によって検出される自車両と先行車両との車間距離は直線的に計測される。ところで、ドライバは、カーブを走行するときは、自車両と先行車両との車間距離を、自車両の走行経路、つまり、曲線として認識する。従って、設定される目標車間距離に制御される車間距離制御装置では、カーブに差し掛かったときに、レーザレーダセンサ等によって検出される車間距離（直線）が、ドライバが認識する車間距離（弧）よりも見かけ上短くなることによりドライバが違和感を感じてしまうという不都合が発生する。

そこで、請求項８に係る発明のように、目標の車間距離となるように先行車両と自車両との車間距離を制御する車両走行制御装置において、カーブにおいては、目標車間距離設定手段により設定される目標車間距離を補正する。

これにより、カーブに差し掛かったときに、レーザレーダセンサ等によって検出される車間距離（直線）が、ドライバが認識する車間距離（弧）よりも見かけ上短くなることによりドライバが違和感を感じてしまうという不都合を抑制できる。

また、請求項９に係る発明は、自車両が走行する際のカーブの曲がり度合いを推定、若しくは検出するカーブ検出手段を備えて、カーブ検出手段により推定、若しくは検出されたカーブの曲がり度合いに基づいて目標車間距離を補正する。

このように、カーブの曲がり度合いに基づいて目標車間距離を補正するので、カーブに差し掛かったときに、レーザレーダセンサ等によって検出される車間距離（直線）が、ドライバが認識する車間距離（弧）よりも見かけ上短くなることによりドライバが違和感を感じてしまうという不都合を防止することができる。

以下、本発明を具体化した車両のオートクルーズ制御装置を図面に従って説明する。本実施の形態のオートクルーズ制御装置は、先行車両がいない場合には車両速度を目標値に保持する定速走行制御を行い、先行車両がいる場合には車間距離を目標値に保持する車間距離制御を行うように構成されるものであって、以下には特に車間距離制御について詳細に説明する。

図１は、オートクルーズ制御装置の概略構成を示すブロック図である。図１において、クルーズ制御部１０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、バックアップＲＡＭ等よりなる周知のマイクロコンピュータを中心に構成され、レーザレーダセンサ１１、操舵角センサ１２、車速センサ１３、ブレーキスイッチ１４、クルーズ操作スイッチ１５等より各種検出信号等が入力される。なお、これら各センサ等の検出信号がクルーズ制御部１０に直接入力される構成に代えて、後述するエンジン制御部２０等を介して入力される構成とすることも可能である。

ここで、レーザレーダセンサ１１は、例えば車両のフロントグリルに配設され、車両前方の所定領域に向けてレーザ光を照射する発光部と、車両前方に照射されたレーザ光の反射波を受光する受光部とを備えており、車両前方の所定領域を所定周期でスキャニングするように構成されている。レーザレーダセンサ１１は、発光部からレーザ光が照射された後にその反射波が受光部で受光されるまでの時間に応じた信号、及び反射波の入射角度に応じた信号をクルーズ制御部１０に出力する。クルーズ制御部１０は、レーザレーダセンサ１１の出力信号に基づいて自車両前方の所定領域内に存在する先行車両等までの距離を検出する。なお、車間距離計測手段として、このレーザレーダセンサ１１の他に、マイクロ波等の電波や超音波等を用いる測距器を用いることも可能である。

また、操舵角センサ１２は、ドライバにより操作されるハンドルの操舵角を検出する。この操舵角を基に自車両の旋回方向や旋回半径が認識される。車速センサ１３は、車輪の回転速度等により車両の走行速度（車速）を検出する。ブレーキスイッチ１４は、ドライバによるブレーキペダルの操作の有無を検出する。クルーズ操作スイッチ１５は、車間距離制御を実施すべくドライバにより操作されるスイッチであり、このクルーズ制御スイッチ１５がＯＮされた状態下で車間距離制御が実行される。

また、エンジン制御部２０は、クルーズ制御部１０からの指示によりエンジン出力を制御する。例えばガソリンエンジンの場合にはスロットルバルブの開度を調整することによりエンジン出力を制御し、車両を加速又は減速する。

次に、クルーズ制御部１０による車間距離制御の詳細について説明する。本車間距離制御では、基本的に自車両と先行車両との車間距離が計測され、該計測値と目標車間距離との偏差に応じて目標車速が決定される。そして、自車両の速度が目標車速となるようエンジン出力が制御される。図２は、車間距離制御の概要を説明するための図であり、（ａ）は直線走行時、（ｂ）はカーブ走行時を示している。図中、Ｃ１が自車両、Ｃ２が先行車両であり、自車両Ｃ１が実際に通る走行経路を点線で示している。

図２の（ａ）において、自車両Ｃ１は先行車両Ｃ２に追従するようにして走行し、自車両Ｃ１では、レーザレーダセンサ１１の出力信号に基づいて先行車両Ｃ２までの車間距離Ｌ１が計測される。そして、車速等により設定される目標車間距離に車間距離Ｌ１を一致させるべく、エンジン出力等の調整により自車両Ｃ１の速度が制御される。この場合、車間距離Ｌ１は先行車両Ｃ２との最短距離が直線的に計測されたものであって、且つ点線で示す車両走行経路が直線であるため、該車両走行経路上での車間距離と前記車間距離Ｌ１（センサ計測距離）とは概ね一致する。従って、良好なる車間距離制御が実現できる。

これに対して（ｂ）では、レーザレーダセンサ１１により計測される車間距離はＬ２である。この場合、車間距離Ｌ２は先行車両Ｃ２との最短距離が直線的に計測されたものであるのに対し、点線で示す車両走行経路が曲線（弧）となるため、該車両走行経路上の車間距離よりも車間距離Ｌ２（センサ計測距離）が短くなる。従って、仮に自車両Ｃ１と先行車両Ｃ２とが同じ速度で走行しており、車両走行経路上での車間距離が不変であるような場合であってもカーブ走行時に自車両Ｃ１が減速される。更に、カーブ走行から直線走行に復帰した際には再加速が行われる。そのため、カーブ走行となる都度、減速と加速とが不要に繰り返されるという不都合が生じる。

そこで本実施の形態では、車両がカーブ走行していることを操舵角により判定し、当該カーブ走行時には目標車間距離を短縮側に変更することで、減速と加速とが不要に繰り返されるという不都合を解消する。

図３は、車間距離制御の処理手順を示すフローチャートであり、本処理はクルーズ制御部１０により所定の時間周期で実行される。

図３において、先ずステップＳ１０１では、レーザレーダセンサ１１の出力信号に基づいて算出した先行車両との車間距離を読み込み、次にステップＳ１０２では、操舵角センサ１２の検出信号に基づいて算出した自車両の操舵角を読み込む。ステップＳ１０３では、クルーズ操作スイッチ１５からの操作信号等により車間距離制御の実行条件が成立しているか否かを判別する。そして、実行条件が成立している場合に後続のステップＳ１０４に進む。

ステップＳ１０４では、車速に基づいて先行車両との目標車間距離を算出し、続くステップＳ１０５では、同じく車速に基づいて最小車間距離を算出する。目標車間距離及び最小車間距離は、例えば図４の関係に基づいて算出され、車速が大きいほど目標車間距離、最小車間距離がそれぞれ大きな値として算出される（但し、目標車間距離＞最小車間距離である）。

ステップＳ１０６では、例えば図５の関係を用い、その都度の操舵角に基づいて車間距離補正量を算出する。図５では、操舵角が大きいほど（すなわち走行路のカーブが急であるほど）車間距離補正量が大きく、逆に操舵角が小さいほど（すなわち走行路のカーブが緩やかであるほど）車間距離補正量が小さくなるような関係が定められている。その後、ステップＳ１０７では、最小車間距離と車間距離補正量とから最終最小車間距離を算出する（最終最小車間距離＝最小車間距離−車間距離補正量）。

ステップＳ１０８では、車間距離（センサ計測距離）が目標車間距離よりも大きいか否かを判別する。車間距離＞目標車間距離であれば、ステップＳ１０９に進み、目標車間距離（ステップＳ１０４の算出値）を最終目標値とし、車間距離≦目標車間距離であれば、ステップＳ１１０に進み、最終最小車間距離（ステップＳ１０７の算出値）を最終目標値とする。最後にステップＳ１１１では、最終目標値と車間距離の計測値との偏差に基づいて目標車速を算出する。これにより、車速が目標車速となるようスロットル開度等が制御され、必要に応じて車両が加速又は減速される。

前述したとおり車両のカーブ走行時には車間距離（センサ計測距離）が短くなるためにステップＳ１０８がＮＯとなり、最終最小車間距離を最終目標値として車間距離制御が実施される。このとき、最終目標値（最終最小車間距離）が操舵角に応じて短縮側に変更されているため、不要な減速及び加速が行われることはない。

以上詳述した本実施の形態によれば、以下の優れた効果が得られる。

自車両の操舵角に基づいて最終目標値（最終最小車間距離）を短縮側に変更する構成としたため、従来とは異なりカーブ走行の前後を通じて車両の不要な加減速が抑制できる。故に、ドライバビリティの改善を図ることができる。

操舵角が大きいほど車間距離補正量を大きくし、逆に操舵角が小さいほど車間距離補正量を小さくしたため、如何なる曲率のカーブ路を走行する場合にも、良好なる車両走行制御が実現できる。

また、カーブ走行時には、レーザレーダセンサ等によって検出される車間距離（直線）が、ドライバが認識する車間距離（弧）よりも見かけ上短くなり、車間距離が縮まったとドライバが認識していないのに減速が行われ、ドライバが違和感を感じるおそれがあるが、上記構成により、こうした不都合を抑制できる。

なお、本発明は上記実施の形態の記載内容に限定されず、例えば次のように実施しても良い。

上記実施の形態では、車両のカーブ走行時において操舵角に応じて車間距離補正量を算出し、該車間距離補正量により最終目標値（最終最小車間距離）を短縮側に変更したが、場合によっては先行車両との距離が短縮されたことでドライバによりブレーキ操作等が行われると考えられる。この場合、ドライバによる制動要求を確認した時に車間距離補正量を小さくすると良い。車間距離補正量を小さくすることで最終目標値が適宜大きくされて車両が減速される。これにより、個々のドライバの意向を反映しつつ車両走行制御を実施することができる。ドライバの制動要求は、ブレーキペダルの操作、変速機のシフトダウン操作、又は車速の変化度合等に基づいて確認される。

また、ドライバの制動要求に伴い車間距離補正量を小さくする場合、該小さくした後の特性を学習値として記憶するようにしても良い。具体的には、図６に示すように、操舵角と車間距離補正量との関係を表す特性Ｐ１を特性Ｐ２に更新し、更新後の特性Ｐ２をバックアップＲＡＭやＥＥＰＲＯＭ等のバックアップ用メモリに記憶する。これにより、ドライバのフィーリング個人差や好み等を常時反映しながら毎回の車両走行制御を実施することができるようになる。なお、例えば車両のカーブ走行途中にアクセルペダルが踏み込まれる場合には、特性Ｐ２をＰ１側に戻すようにしても良い。

上記実施の形態では、車両の操舵角に基づいて最終目標値（最終最小車間距離）を短縮側に変更する構成としたが、この構成に代えて、車両の操舵角に基づいて車間距離の計測値（センサ計測値）を延長側に変更する構成としても良い。本構成によっても、前記同様、車両が不要に減速及び加速されるといった不都合が回避できる。その結果、カーブ走行の前後を通じて車両の不要な加減速を抑制し、以ってドライバビリティの改善を図ることができる。かかる構成において、
（イ）車両の操舵角が大きいほど、車間距離計測値の延長側の変更量を大きくし、逆に車両の操舵角が小さいほど、車間距離計測値の延長側の変更量を小さくすると良い。
（ロ）車間距離計測値を延長側に変更した後、ドライバによる制動要求を確認した時に車間距離計測値の延長側の変更量を小さくすると良い。またこのとき、ドライバの制動要求に伴い車間距離計測値の延長側の変更量を小さくする場合に、該小さくした後の特性を学習値としてバックアップＲＡＭ等に記憶すると良い。

上記実施の形態では、最小車間距離を算出すると共に該最小車間距離を操舵角に応じて短縮側に補正することで目標車間距離を短縮側に変更したが、最小車間距離の算出を行わず、目標車間距離を操舵角に応じて短縮側に補正する構成としても良い。本構成においても、既述のとおり優れた効果が得られる。

上記実施の形態では、車両の操舵角により車両走行経路の曲率（カーブの曲がり度合い）を検出する構成としたが、これを他の構成に変更できる。例えば、レーザレーダセンサ１１の出力信号等により先行車両が旋回走行していることを検出し、その結果から車両走行経路の曲率を検出する構成としても良い。また、ナビゲーションシステムを搭載した車両において、当該システムの道路情報から車両走行経路の曲率を検出又は推定する構成としても良い。

発明の実施の形態におけるオートクルーズ制御装置の概略を示す構成図である。 車間距離制御の概要を説明するための図である。 車間距離制御処理を示すフローチャートである。 目標車間距離、最小車間距離を算出するための図である。 操舵角と車間距離補正量との関係を示す図である。 操舵角と車間距離補正量との関係を示す図である。

符号の説明

１０…クルーズ制御部、１１…レーザレーダセンサ、１２…操舵角センサ、２０…エンジン制御部。

Claims (9)

1. 自車両と先行車両との車間距離を計測する手段を備え、該計測した車間距離が別途設定した目標車間距離となるように車両走行状態を制御する車両走行制御装置において、
   自車両の進行方向における車両走行経路の曲率を検出する曲率検出手段と、
   前記検出した車両走行経路の曲率に基づいて前記目標車間距離を短縮側に変更する目標距離変更手段と、
   を備えたことを特徴とする車両走行制御装置。
2. 前記目標距離変更手段は、前記車両走行経路の曲率が大きいほど、前記目標車間距離の変更量を大きくし、前記車両走行経路の曲率が小さいほど、前記目標車間距離の変更量を小さくする請求項１に記載の車両走行制御装置。
3. 前記目標車間距離を短縮側に変更した後、ドライバによる制動要求を確認した場合に前記目標車間距離の変更量を小さくする請求項１又は２に記載の車両走行制御装置。
4. ドライバの制動要求に伴い前記目標車間距離の変更量を小さくする場合、該小さくした後の特性を学習値として記憶する請求項３に記載の車両走行制御装置。
5. 先行車両との最接近を許容するための最小車間距離を設定する手段を備え、前記目標距離変更手段は、前記車両走行経路の曲率に基づいて最小車間距離を短縮側に変更すると共に、該短縮側に変更した最小車間距離を前記目標車間距離とする請求項１乃至４の何れかに記載の車両走行制御装置。
6. 自車両と先行車両との車間距離を計測する手段を備え、該計測した車間距離が別途設定した目標車間距離となるように車両走行状態を制御する車両走行制御装置において、
   自車両の進行方向における車両走行経路の曲率を検出する曲率検出手段と、
   前記検出した車両走行経路の曲率に基づいて、前記計測した車間距離を延長側に変更する計測距離変更手段と、
   を備えたことを特徴とする車両走行制御装置。
7. 前記曲率検出手段は、自車両の操舵角に基づいて前記車両走行経路の曲率を検出する請求項１乃至６の何れかに記載の車両走行制御装置。
8. 自車両と先行車両との目標の車間距離を設定する目標車間距離設定手段と、前記自車両と前記先行車両との車間距離を検出する車間距離検出手段と、前記車間距離検出手段により検出される車間距離が前記目標車間距離設定手段により設定される目標車間距離となるように前記自車両を制御する車両走行制御装置において、
   カーブにおいては、前記目標車間距離設定手段により設定される目標車間距離を補正することを特徴とする車両走行制御装置。
9. 前記自車両が走行する際のカーブの曲がり度合いを推定、若しくは検出するカーブ検出手段を備え、
   前記カーブ検出手段により推定、若しくは検出されたカーブの曲がり度合いに基づいて、目標車間距離を補正することを特徴とする請求項８に記載の車両走行制御装置。