JP2005329820A

JP2005329820A - 車間距離制御装置

Info

Publication number: JP2005329820A
Application number: JP2004150370A
Authority: JP
Inventors: Kaiji Itabashi; 界児板橋
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2004-05-20
Filing date: 2004-05-20
Publication date: 2005-12-02
Anticipated expiration: 2024-05-20
Also published as: JP4285325B2

Abstract

【課題】本発明は、円滑な車間距離制御と安全性を両立させる車間距離制御装置の提供を目的とする。
【解決手段】先行車両を検出するとともに該先行車両との車間距離を測定する車間距離測定手段と、前記車間距離測定手段による測定結果に基づいて、前記先行車両との車間距離を保つべく自車両を減速制御する減速制御手段とを有する車間距離制御装置において、所定の低車速領域で前記減速制御手段により減速制御中に前記車間距離測定手段が前記先行車両との車間距離を測定不能となった場合、該測定不能となった時点の減速度を維持するとともに、ドライバーによる運転操作を促すよう報知することを特徴とする車間距離制御装置。
【選択図】図４

Description

本発明は、先行車両との車間距離を測定し、その測定結果に基づいて先行車両との車間距離を制御する車間距離制御装置に関する。

従来から、低車速域で追従走行中に、先行車両を検出不能になった場合、自車両を停止させる車間距離制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この車間距離制御装置は、先行車両を検出しない状態となったとき、少なくとも先行車両を検出しない状態となった時点の車間距離に応じた減速制御をして、その時点の先行車両の位置を越えないように自車両を停止させるまで介入制動を行っているものである。
特開２００１−１０３７０号

ところで、先行車両との車間距離が短くなってくると、自車両からレーザが照射されているにもかかわらず、先行車両を見失って（ロストして）しまうという問題がある。このロスト現象について、図２及び図３を参照しながら説明する。自車両２０との車間距離の近い位置（例えば１〜３ｍ）にいる先行車両２１（ａ）から遠い位置（例えば１００ｍ以上）にいる先行車両２１（ｂ）までを安定して検出できることが、車間距離制御において望ましいことである。

先行車両２１の検出対象物２２（例えば、車両後端に取り付けられたリフレクタ（反射板））が路面から高い位置（例えば７００ｍｍ）に搭載されている場合、近くから遠くまでを安定して検出するためには、図２（ａ）（ｂ）に示すように、自車両２０から照射されるレーザの発射位置を高く（同じく７００ｍｍ付近）する必要がある。しかし、意匠や見栄え、搭載場所等の問題から、特に乗用車においてはそのような高い位置にレーザレーダを搭載するスペースはない。

これに対し、図３（ａ）（ｂ）に示すようにレーザの発射位置を低い位置（例えば３００ｍｍ）にする場合、遠くの先行車両２１（ｂ）を検出するためには、レーザの照射方向をできるだけ路面に対し水平にする必要がある。しかしながら、自車両２０の近くの位置にいる先行車両２１（ａ）については、レーザの照射範囲から検出対象物２２が外れてしまい、レーザレーダは先行車両２１（ａ）を検出することができない（図３（ａ））。近くの先行車両２１（ａ）でも検出することができるように、照射方向を上に向けたとしても、逆に、遠くの先行車両２１（ｂ）を検出できなくなってしまう（図３（ｂ））。

このロスト現象に対処する場合、上述の従来技術の車間距離制御装置では、先行車両をロストすると、先行車両の位置を越えないように介入制動を実行してしまう。そのため、安全な追突回避動作ではあるが、ロストしたときの車間距離によっては急激な減速が行われてしまったり、ロストするたびに急激な減速が繰り返されてしまったりする。さらに、車間距離制御に運転操作を委ねているドライバーにとって、車間距離制御装置がロストに陥ってしまうことは予期できないことである。ロストしたときに突然急激な減速が行われてしまっては、円滑な車間距離制御とはならず、ドライバーにとって不安を与えてしまうおそれがある。レーザレーダが故障等の何らかの理由で先行車両の情報を正しく取得できなかった場合も、上記のロスト現象と同様に何らかの対処をしなければならない。

そこで、本発明は、円滑な車間距離制御と安全性を両立させる車間距離制御装置の提供を目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の一局面によれば、
先行車両を検出するとともに該先行車両との車間距離を測定する車間距離測定手段と、
前記車間距離測定手段による測定結果に基づいて、前記先行車両との車間距離を保つべく自車両を減速制御する減速制御手段とを有する車間距離制御装置において、
所定の低車速領域で前記減速制御手段により減速制御中に前記車間距離測定手段が前記先行車両との車間距離を測定不能となった場合、該測定不能となった時点の減速度を維持するとともに、ドライバーによる運転操作を促すよう報知することを特徴とする車間距離制御装置が提供される。これにより、車間距離制御装置が先行車両をロストしたとしても、ロストした時点の減速度をそのまま維持することによって、ドライバーにとって違和感のない円滑な減速制御を実行することができる。そして、その減速度維持を実行しつつ、ドライバーに対し運転操作（例えば、ブレーキ操作）をして追突回避動作をするよう促すことによって、安全に自車両を停止させることができる。

また、前記減速制御手段は、前記運転操作があるまで又は前記自車両が停止するまで、前記減速度を維持することが好ましい。これにより、あくまで車両を停止させるイニシアチブがあるのはドライバーであることとし、運転操作を促された後、ドライバー自らの運転感覚で自車両を安全に停止させることができる。

本発明によれば、円滑な車間距離制御と安全性を両立させることができる。

以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態の説明を行う。図１は、本発明の車間距離制御装置の一実施例である車間距離制御システムの構成図を示す。本実施例の車間距離制御装置は、例えば、車両前方に照射ビームを照射するレーザレーダ１２、自車両の車速を検出する車輪速センサ１４及び電子制御ユニット（以下、ＥＣＵと称す）等から構成される。電子制御ＥＣＵとしては、例えば、車間制御ＥＣＵ１、エンジンＥＣＵ２及びブレーキＥＣＵ３が挙げられる。

本発明は、先行車両との車間距離が近接している場合、特に渋滞走行時の、ドライバーのアクセルやブレーキ操作を支援しドライバーの利便性を向上させる「低速車間距離制御」に有効である。低速車間距離制御のハードウェア構成については、図１に示した通り、従来から知られている中高速域でのクルーズコントロールシステムと同様である。

まず、本発明の車間距離制御装置によって実現される低速車間距離制御について、その制御動作の一例について説明する。通常の中高速域（例えば４５ｋｍ／ｈ〜１００ｋｍ／ｈ）でのクルーズコントロール中に、前を走る車両に追いつき低速走行を強いられる状況であるとドライバーが判断した場合、低速モードスイッチを押し、低速モードに切り替える。低速モードに切り替え後、例えば自車両の車速が３０ｋｍ／ｈ以下になると、追従制御可能なことをコンビネーションメータランプや音声やマルチメディアディスプレイに表示されるメッセージ等によってドライバーに知らせる。その後、ドライバー自らが、低速車間距離制御の開始ボタンや開始レバーを操作することによって、低速追従を開始する。

低速追従中においては、レーザレーダ１２、車輪速センサ１４及び横Ｇセンサ１３等からの情報により、車間制御ＥＣＵ１は、自車速、相対速度及び車間距離を認識し、エンジンＥＣＵ２やブレーキＥＣＵ３に対し、車間距離を保つために必要な加減速度要求値を出力する。この車間距離は、所定の車間時間になるように調整される。例えば、所定の車間時間を２秒とした場合、車速が１０ｋｍ／ｈ（≒２．８ｍ／ｓ）ならば、保たれる車間距離は２．８×２＝５．６ｍとなり、車速が３０ｋｍ／ｈ（≒８．３ｍ／ｓ）ならば、保たれる車間距離は８．３×２＝１６．６ｍとなる。つまり、車速が変わると目標となる車間距離も変わってくる。

エンジンＥＣＵ２及びブレーキＥＣＵ３は、要求された加減速度に応じて、それぞれ電子スロットル１５とブレーキアクチュエータ１６を制御する。さらに、先行車両が停止する可能性を車間制御ＥＣＵ１が判断すると、例えば５ｋｍ／ｈ以下で、コンビネーションメータランプや警告音やマルチメディアディスプレイに表示されるメッセージ等によって、ドライバーにブレーキ操作を促す。万が一ドライバーのブレーキ操作が遅れたり、ブレーキ操作をしたりしない場合には、自車両が停止するまで減速を続ける。そして、一旦、自車両が停止の後、より一層のブレーキ操作を促す警告音等を出しながらクリープ走行に移行して、低速車間距離制御は終了する。なお、先行車両または自車両が車線変更等によって自車両前方に先行車両がいなくなるか、ドライバーがアクセルを上踏み等することによって車速が所定値以上（例えば３５ｋｍ／ｈ以上）になっても、低速車間距離制御は終了する。

このように低速車間距離制御によれば、最終的な自車両の停止をドライバー自身によるブレーキ操作に委ねつつ、渋滞時に必要となる頻繁なアクセルやブレーキ操作を大幅に低減し、ドライバーの運転負荷を軽減することができる。

それでは次に、本発明の車間距離制御装置の構成について詳細に説明する。車間制御ＥＣＵ１には、例えばバンパーやフロントグリルに配設されたレーザレーダ１２が接続されている。レーザレーダ１２は、車両前方にマイクロ波を搬送波とするレーザを照射する発光部と、車両前方に照射されたレーザに係る反射波を受光する受光部を備えている。レーザレーダ１２は、車両前方の所定範囲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１２は、発光部でレーザが発光してから、先行車両によって反射された反射波が受光部で受光するまでの時間に応じた信号等を車間制御ＥＣＵ１内の車間距離測定手段５に向けて出力する。

車間距離測定手段５は、レーザレーダ１２のその出力信号に基づいて所定範囲内に存在する先行車両までの車間距離Ｌを導出すると共に、その検出した車間距離Ｌを微分処理することにより自車両と先行車両との相対速度Ｖ_r（先行車両に対する自車両の速度）を導出する。

車間制御ＥＣＵ１には、また、車輪速センサ１４が接続されている。車輪速センサ１４は、自車両の速度に応じた周期でパルス信号を車間制御ＥＣＵ１内の車間距離測定手段５に対し出力する。車間距離測定手段５は、車輪速センサ１４の出力信号に基づいて自車両の速度（以下、車速Ｖ₁と称す）を導出する。また、車間距離測定手段５は、検出した車速Ｖ₁と、自車両と対象物との相対速度Ｖ_rとの関係に基づいて対象物の速度Ｖ₂を導出する。

車間制御ＥＣＵ１には、また、Ｇセンサ１３が接続されてもよい。Ｇセンサ１３は、自車両の加速度を検出し、その検出値を車間制御ＥＣＵ１に対し出力する。また、ＡＢＳ（Anti-lock Brake System）ＥＣＵやＶＳＣ（Vehicle Stability Control）ＥＣＵ等から、ＡＢＳ作動信号、ＶＳＣ作動信号、その他のセンサ信号等の情報を車間制御に活用してもよい。

また、車両には各車輪を制動させるブレーキ装置が備えられている。ブレーキ装置は、各車輪に制動力を発生させるブレーキアクチュエータ１６を有している。ブレーキアクチュエータ１６は、ブレーキＥＣＵ３に電気的に接続されており、ブレーキＥＣＵ３から指令される指令信号（目標油圧等）に応じた制動力を各車輪に発生させる。

また、内燃機関に接続される吸気管にはスロットルバルブが配設されている。スロットルバルブには、アクチュエータとしてのスロットルモータが連結されている。このスロットルモータは、エンジンＥＣＵ２の指令に従って駆動制御され、スロットルバルブの開度を調整する。スロットルバルブは、電子スロットル１５として、スロットルモータの駆動に応じた開度に調整され、内燃機関に供給される空気量を調整する。

これらのエンジンＥＣＵ２やブレーキＥＣＵ３は、車間制御ＥＣＵ１内の減速制御手段６からの制御信号を受けて、電子スロットル１５やブレーキアクチュエータ１６を制御する。

減速制御手段６は、車間距離測定手段５による測定結果に基づいて、車速に相応する所定の車間時間になるように先行車両との車間距離を制御する。また、減速制御手段６は、エンジンＥＣＵ２やブレーキＥＣＵ３に減速度を維持するための制御信号を出力する。減速度を維持するとは、例えば、文字通り減速度［単位：ｍ／ｓ^２］を一定になるよう制御したり、ブレーキの油圧が一定になるよう制御したりすることである。前者の減速度を一定に制御する場合、車速が落ちてくるとクリープトルクが落ちてくるため、減速度が弱くなる傾向がある。そのため、ドライバーが一定の踏力でブレーキペダルを踏んでも一定の減速度にはならず、減速制御手段６はブレーキＥＣＵ３に対し、それに応じたブレーキの油圧を増やす制御信号を出力する必要がある。後者のブレーキの油圧を一定に制御する場合、減速制御手段６はブレーキＥＣＵ３に対し、一定のブレーキ油圧になるよう制御信号を出力する。

なお、車間制御ＥＣＵ１をはじめとする、上記に例示したＥＣＵは、例えば、制御を実行するためのプログラムを実行するＣＰＵや、それらのプログラムを記憶したり、プログラムの演算結果を一時的に記憶したりするＲＯＭやＲＡＭ等からなる記憶手段を有している。例えば、車間距離測定手段５及び減速制御手段６は、このプログラムによって実現されるものであってよい。

また、車両にはドライバーに対しさまざまな情報を伝達する報知手段１７が設けられている。報知手段１７は、例えば、コンビネーションメーターや音声発生装置やマルチディスプレイ等である。例えば、車間距離制御装置が追従制御可能な状態であることや先行車両が停止する可能性があること、車間距離測定手段５が先行車両をロストしたことや車間距離を測定不能であること等を、ランプや警告音やメッセージによってドライバーに知らせるものである。特に、ロストした又は車間距離測定不能により追従制御ができなくなった場合には、車間距離制御装置が追従不能状態であるとして告知し、ドライバーに対し自ら運転操作を実施するよう促す。

次に、本発明における車間距離制御装置の実施例について図４を参照しながら説明する。図４は、ロスト時の減速制御を示すフローチャートである。上記で説明した低速車間制御中（ステップ１０）において、減速中ではなく（ステップ２０）、車間距離も測定できている（ステップ３０）ならば、通常の低速車間制御を継続する。一方、減速中に車間距離が測定不能となったならば（ステップ２０、３０）、車間距離測定不能となった時点の減速度をＲＡＭ等の記憶手段に記憶し、その減速度を維持するように減速制御する（ステップ４０）。また、車間距離測定不能となった時点と同時に、もしくは、車間距離測定不能となった時点後の所定時間または所定車間距離または所定車速等となったときに、ドライバーに対し車間距離測定不能となった旨を報知（例えば、「追従走行できません。ドライバーが運転操作をして下さい」と警告音とともに報知）し、ドライバーにブレーキ操作等の追突回避動作をするよう促す（ステップ５０）。

上記の報知の後、ドライバーによるブレーキ操作があったならば（ステップ６０）、減速度維持制御を停止し（ステップ７０）、ドライバー自らの運転操作に自車両の停止動作を委ねる。一方、何らかの理由でブレーキ操作が行われない場合、自車両停止まで減速度維持制御は継続される（ステップ８０）。自車両が停止後、クリープ走行に移行して（ステップ９０）、制御を終了する。ここで自車両を停止させているのは、ドライバーが余裕をもって運転操作を引き継げるようにしたためである。

この制御フローにより、車間距離測定不能な状態となる時点の前後で減速度の変化が抑えられるため、ドライバーにとって違和感のない滑らかな車間距離制御、滑らかな減速制御を実行することができる。そして、ドライバーに対し車間距離測定不能となった旨を報知することによって、ドライバーにブレーキ操作等の追突回避動作を促し、ドライバー自らの運転感覚で自車両を安全に停止させることができる。

以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。

本発明を活用するにあたって有用な低速車間距離制御に適用した場合について説明してきたが、低速車間距離制御に限定するものではなく、通常の中高速域のクルーズ走行時に先行車両をロストした場合でも、適用は可能である。

本発明の車間距離制御装置の一実施例である車間距離制御システムの構成図を示す。レーザの発射位置が高い場合のレーザの照射領域と先行車両との関係を示す図である。レーザの発射位置が低い場合のレーザの照射領域と先行車両との関係を示す図である。ロスト時の減速度制御を示すフローチャートである。

符号の説明

１車間制御ＥＣＵ
５車間距離測定手段
６減速制御手段
１７報知手段
２０自車両
２１先行車両

Claims

先行車両を検出するとともに該先行車両との車間距離を測定する車間距離測定手段と、
前記車間距離測定手段による測定結果に基づいて、前記先行車両との車間距離を保つべく自車両を減速制御する減速制御手段とを有する車間距離制御装置において、
所定の低車速領域で前記減速制御手段により減速制御中に前記車間距離測定手段が前記先行車両との車間距離を測定不能となった場合、該測定不能となった時点の減速度を維持するとともに、ドライバーによる運転操作を促すよう報知することを特徴とする車間距離制御装置。
前記減速制御手段は、前記運転操作があるまで又は前記自車両が停止するまで、前記減速度を維持する請求項１記載の車間距離制御装置。