JP2005329941A - 車間距離制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車間距離不足による追突事故を確率高く防止することができるとともに、通常走行から減速走行に替わっても運転者に違和感を持たすことがない車間距離制御装置を得る。
【解決手段】先行車との間の車間距離を検出する車間距離検出手段１と、自車速を検出する車速検出手段２と、車間距離に基づいて相対速度を演算する相対速度演算手段４Ａ１と、相対速度、自車速および車間距離に基づき目標減速度を設定する目標減速度設定手段４Ａ２と、設定された目標減速度にしたがって車両の一定減速度制御を行う一定減速度制御手段４Ａ３と、一定減速度制御中を運転者に報知する報知手段６とを備えている。
【選択図】図１

Description

この発明は先行車までの距離、自車速、先行車に対する相対距離に基づき一定減速度制御を行い、先行車との間に適切な車間距離を設けるようにした車間距離制御装置に関するものである。

従来の車間距離制御装置としては、自動車用衝突警報装置があげられる（たとえば、特許文献１参照）。
図５は従来装置の概略構成を示すブロック図である。
図５において、車間距離センサ１は、たとえば公知の走査型レーザレーダ装置を使用している。
車速センサ２は、自車両の速度を検出する。その他のセンサである運転状態検出センサ３は、設定する安全車間距離を可変とするための運転状態信号を運転状態に応じて出力する。

運転状態検出センサ３として、ギヤ位置検出センサ、ワイパー可動検出センサ、車線変更ライト検出センサなどがある。
制御手段４は、各センサ１〜３からの入力信号に基づいてブレーキ操作信号を生成してブレーキ手段５に出力するとともに、警報手段６に警報信号を出力する。

制御手段４は、車間距離センサ１から入力された車間距情報から先行車との相対速度を演算する相対速度演算部４ａと、相対速度演算部４ａで演算された相対速度、車速センサ２で検出された自車速、運転状態検出センサ３で検出された運転状態信号に基づいて安全車間距離を演算する安全車間距離演算部４ｂと、車間距離センサ１から入力された車間距離情報と安全車間距離演算部４ｂで演算された安全車間距離とを比較し、比較結果に基づいてブレーキ操作のためのブレーキ操作信号をブレーキング手段５に出力するとともに、警報手段６に警報信号を出力する比較部４ｃとを備えている。

次に従来装置の動作について説明する。
相対速度演算部４ａは車間距離センサ１からの車間距離情報に基づいて先行車との相対速度を演算する。また、安全車間距離演算部４ｂは相対速度演算部４ａにて演算された相対速度、車速センサ２にて検出された自車速、自車両の速度変更を示すギヤ位置センサ（運転状態検出センサ）からのギヤ位置信号に基づいてそのときの安全車間距離を演算する。

次いで、車間距離センサ１から入力した車間距離情報と安全車間距離演算部４ｂで演算された安全車間距離とを比較部４ｃにて比較し、前者が後者よりも小さいと判断されたならば警報手段６を可動して運転者に車間距離が安全車間距離よりも縮まっていることをブザーの鳴動により警報する。また、ブレーキング手段にブレーキ操作信号を出力して自動的にブレーキ操作を行い車間距離を開けるようにする。

特開平９−１４２２３７号公報

従来装置は以上のように、車間距離が安全車間距離よりも縮まった場合にブレーキング手段の自動操作により車間距離を広げるようにしたが、たとえば先行車を追い越すために車間距離が縮まった場合などはブレーキ操作は不要であり、このときのブレーキング動作は運転者に不快感を与えることがあった、また単にブレーキ操作のみで車間距離を広げようとすると、それまでの走行状態によっては運転者に急な走行変化により違和感を与えるという課題があった。

この発明は、上記のような課題を解消するためになされたもので、運転フィーリングを悪化させずに一定減速度のもとに車間距離をスムーズに広げることができるとともに、通常走行から減速走行に替わっても運転者に違和感を持たすことがない車間距離制御装置を得ることを目的とする。

この発明による車間距離制御装置は、先行車との間の車間距離を検出する車間距離検出手段と、自車速を検出する車速検出手段と、車間距離に基づいて相対速度を演算する相対速度演算手段と、相対速度、自車速および車間距離に基づき目標減速度を設定する目標減速度設定手段と、設定された目標減速度にしたがって車両の一定減速度制御を行う一定減速度制御手段と、一定減速度制御中を運転者に報知する報知手段とを備えたものである。

この発明によれば、車間距離不足による追突事故を確率高く防止することができるとともに、通常走行から減速走行に替わっても運転者に違和感を持たすことがない。

実施の形態１．
次に、この発明の実施の形態１を図について説明する。図１はこの発明の実施の形態１に係る車間距離制御装置を示すブロック図である。なお、図中、図５と同一符号は同一または相当部分を示す。
図１において、この発明の実施の形態１に係る制御手段４Ａは、車間距離検出手段（車間距離センサ）１からの車間距離情報から相対速度を演算する相対速度演算手段４Ａ１と、演算された相対速度、車間距離情報および車速検出手段２で検出された自車速から予め設定したマップから目標減速度を読みとり設定する目標減速度設定部４Ａ２と、設定された目標減速度および車速検出手段２で検出された自車速から決まる一定減速度信号をブレーキング手段５に出力する一定減速度制御部４Ａ３とを含んでいる。

報知手段６Ａは、一定減速度制御中を運転者に報知する。
運転者操作検出部４Ｂは、運転者による手動ブレーキ操作を検出すると、一定減速度制御部４Ａ３による一定減速度制御を解除し運転者によるブレーキ操作を実行する。なお、一定減速度制御部４Ａ３および運転者操作検出部４Ｂは、一定減速度制御解除手段を構成する。

運転者操作検出部４Ｂは、運転者による手動ブレーキ操作以外に、先行車追い越し時に行うウインカ操作、先行車追い越しに伴う車線変更時のハンドル操作または加速時のアクセル操作を検出して一定減速度制御の解除とする。
なお、一定減速度制御部４Ａ３は、一定減速度制御を解除する際に目標減速度が０．２Ｇ以上の時は徐々に減速して制御を解除し、０．２Ｇ以下の場合は即座に解除する。

図２はこの発明の実施の形態１に係る車間距離制御装置を示すシステム構成図であり、ＡＢＳ（アンチスキッド・ブレーキング・システム）におけるブースタバルブを使用したマスタシリンダに適用した場合を示している。なお、ＡＢＳ Ｈ／Ｕの動作は、この発明に直接関係ないため必要最低限の説明に留める。
図２において、ＥＣＵは、図１内の制御手段４Ａを構成しており、車速検出手段２（各車輪の車輪速を検出する車輪速センサ）から自車速を入力する。ブレーキ制御手段５としては、マスタバッグＭ／Ｂを構成するダイヤフラムに大気圧と負圧とを交互に導入制御するブースタバルブＢＶを一例とする。

次にブースタバルブＢＶにより動作するマスタバッグＭ／Ｂの動作について説明する。
通常、マスタバッグＭ／ＢはブレーキペダルＢＰを踏み込みダイヤフラムを通してマスタバッグＭ／Ｂ内の図示しないピストンをバネ圧に抗して押し返し、ブレーキ油だめＴのブレーキ油をマスタシリンダＭ／Ｃに送り出しブレーキ圧は発生させる。

図２によると、通常はブースタバルブＢＶのソレノイドが非励磁の時には大気導入側が開放され、負圧導入側は閉成しているため、ダイヤフラム内の一方には第１導入口（１）を通して大気圧がかけられ、ダイヤフラム内の他方には第３導入口（３）を通して通常、負圧がかけられているためダイヤフラムには大きな圧力差が生じている。そのため運転者がブレーキペダルＢＰを踏んだ力の数倍の圧力がダイヤフラムに発生する。この結果、マスタバッグＭ／Ｂの図示しないピストンはバネ圧に抗して押し返し、ブレーキ油だめＴのブレーキ油をマスタシリンダＭ／Ｃに送り出しブレーキ圧は発生させる。

しかし、ブースタバルブＢＶをマスタバッグＭ／Ｂに付加することにより、ブレーキペダルＢＰを踏まなくてもブレーキ力を発生させることができる。
即ち、ＥＣＵからブースタバルブ制御信号をブースタバルブＢＶに出力してソレノイドを制御し、第１導入口（１）に大気、第２導入口（２）を遮断、第３導入口（３）に負圧を導入させることで、マスタバッグＭ／Ｂ内のピストンを図中左に移動させピストンをバネ圧に抗して押し返し、ブレーキ油だめＴのブレーキ油をマスタシリンダＭ／Ｃに送り出してブレーキ圧を発生させ減速動作を開始する。

また、ブレーキ開放時には、ブーストバルブ制御信号によるブーストバルブＢＶの制御により第１導入口（１）を遮断、第２導入口（２）、第３導入口（３）に負圧を導入するとマスタバッグＭ／Ｂ内のスプリングにより、ピストンは押し戻され、ブレーキ油ためＴからマスタシリンダＭ／Ｃへの送油は遮断されてブレーキ開放となる。

以下、図４に示す減速度特性図をも参照して減速度動作について説明する。
先ず動作説明を行う前に相対速度の演算方法について説明する。相対速度は定期的に車間距離検出手段１で検出される車間距離の変化と車速検出手段２で検出される自車速の変化から求める。

たとえば、車速１００ｋｍ／ｈで走行中に１００ｍｓ毎に入力される車間距離が１００ｍ、９８ｍと変化すると、相対速度は（１００ｍ−９８ｍ）／０．１〔ｓ〕＝２０ｍｓ＝７２〔ｋｍ／ｈ〕となる。

また目標減速度設定部４Ａ２における目標減速度の設定は、図４（ａ）、（ｂ）に示すように目標減速度０．１Ｇ、０．２Ｇ，０．３Ｇとなる閾値を有する相対速度０および６０ｋｍ／ｈ毎のマップを用意しておく。そして、車間距離が短くなると、図示しない記憶手段に格納したマップより相対速度、自車速、車間距離を読み出して目標減速度を設定する。

また、割り込み、カーブ等により目標減速度を急に０．３Ｇから制御を開始することも可能である。更に、一定減速度制御を開始していても、次第に車間距離が短くなった場合は、目標減速度を０．１Ｇから０．２Ｇに変更することができる。また、その逆も可能である。
相対速度が高くなるほど０．１Ｇ閾値と０．３Ｇ閾値が交差する車間距離と自車速の関係が多く発生するが、この場合はより安全側を採用、つまり０．３Ｇを目標減速度とする。０．３Ｇ以上の目標減速度を設定することも可能であるが、０．３Ｇ以上の減速度は急ブレーキモードとなり、乗員の安全性が問題となる。

次に、図３の機能ブロック図を参照しながら、目標減速度への制御を行う一定減速度制御部４Ａに基づいて説明する。車体減速度演算部４５において車速検出手段２より入力した車速の単位時間当たりの変化より演算した車体減速度と図４の特性図にしたがったマップにより目標減速度設定部４Ａ２で設定した目標減速度との偏差を求める。この偏差量を微分要素と積分要素により微分処理および積分処理し各処理結果を加算し、この加算値に比例した液圧（ブレーキ油圧）指令値を制御量変換部４３に入力する。

制御量変換部４Ｂは、液圧指令値をブースタバルブの開時間を定めるパルス列信号のデューティ比を決めた後に、このデューティ比を出力部４４へ伝える。出力部４４は伝えられたデューティ比を有するパルス列信号をブースタバルブＢＶの励磁ソレノイドに入力する。この結果、ブースタバルブＢＶはダイヤフラムＤに送る大気圧を調整してマスタバックＭＢ内のピストンを徐々に左側に移動させてブレーキ油ためＴのブレーキ油を徐々にマスタシリンダＭ／Ｃに送り減速させる。

なお、出力部４４は、車輪速センサの出力を車体減速度演算部４５に出力する機能をも有する。また、車体減速度演算部４５を備える替わりに加速度センサ（Ｇセンサ）を備え、そのセンサ出力と設定した目標減速度とを比較してもよい。

ＡＢＳ Ｈ／Ｕの動作は、この発明では無関係であるが、あるシステムではＨ／Ｕの変形によるアクチュエータにより運転者がブレーキペダルを踏まなくてもブレーキをかけることが可能なものがある。このようなアクチュエータはこの発明の実施の形態１に係る車間距離制御装置に適用できることはいうまでもない。
一定減速度制御は安全車間距離に対して距離ヒステリシスを設けてもよい。
たとえば、自車両と先行車との間に安全車間距離を設けて追尾走行中、一定減速度制御を行っていない時は、車間距離がＤ１になるまで一定減速度制御を行わない。逆に、一定減速度制御を行っている時はＤ０（＜Ｄ１）になるまで一定減速度制御を行う。

この発明によれば、先行車との間の車間距離を検出する車間距離検出手段と、自車速を検出する車速検出手段と、車間距離に基づいて相対速度を演算する相対速度演算手段と、相対速度、自車速および車間距離に基づき目標減速度を設定する目標減速度設定手段と、この設定された目標減速度にしたがって車両の一定減速度制御を行う一定減速度制御手段と、一定減速度制御中を運転者に報知する報知手段とを備えたので、車間距離不足による追突事故を確率高く防止することができるとともに、通常走行から減速走行に替わっても運転者に違和感を持たすことがないという効果がある。

この発明の実施の形態１に係る車間距離制御装置を示すブロック図である。 この発明の実施の形態１に係る車間距離制御装置をアンチスキッド・ブレーキング・システムに適用した例を示す構成図である。 この発明の実施の形態１の形態に係る一定減速度制御部の内部構成を示す機能ブロック図である。 この発明の実施の形態１の形態に係る減速度特性の特性図である。 従来装置の構成を示すブロック図である。

符号の説明

１ 車間距離検出手段、２ 車速検出手段、４Ａ 制御手段、４Ａ１ 相対速度演算部、４Ａ２ 目標減速度設定部、４Ａ３ 一定減速度制御部、４Ｂ 運転者操作検出部、５ ブレーキング手段、６Ａ 報知手段。

Claims (1)

1. 先行車との間の車間距離を検出する車間距離検出手段と、
   自車速を検出する車速検出手段と、
   前記車間距離に基づいて相対速度を演算する相対速度演算手段と、
   前記相対速度、自車速および車間距離に基づき目標減速度を設定する目標減速度設定手段と、
   設定された前記目標減速度にしたがって車両の一定減速度制御を行う一定減速度制御手段と、
   一定減速度制御中を運転者に報知する報知手段と
   を備えたことを特徴とする車間距離制御装置。

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