JP2007069729A - 走行制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 運転者の加速要求を自動発進制御による加速に反映させる。
【解決手段】 先行車との車間距離を検出して先行車との車間距離が目標車間距離となるように先行車追従制御を行うとともに、停車状態から先行車が発進したときに先行車に追従して発進させる自動発進制御を行う走行制御装置において、先行車が発進したときに自動発進制御を開始させるための自動発進操作部材の操作の仕方を検出し、操作の仕方に基づいて自動発進制御の加速の仕方を変更する。
【選択図】 図４

Description

本発明は車両の走行制御装置に関する。

目標車間距離と実際の車間距離との偏差と相対速度に基づいて自動発進時の駆動力を決定し、先行車に追従して自動発進し加速するようにした走行制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

この出願の発明に関連する先行技術文献としては次のものがある。
特開平０３−２１７３４０号公報

しかしながら、上述した従来の走行制御装置では、自動発進時の加速が車間距離偏差と相対速度に基づいて決定されるので、先行車に追従して自動発進する状況によっては制御装置による加速が乗員に違和感を与える場合がある。例えば、後続車が詰まっているようなときには、制御装置による加速よりも速く加速したい場合があり、そのような場合には運転者が手動で発進して加速操作を行わねばならず、運転負荷を軽減できないという問題がある。

先行車との車間距離を検出して先行車との車間距離が目標車間距離となるように先行車追従制御を行うとともに、停車状態から先行車が発進したときに先行車に追従して発進させる自動発進制御を行う走行制御装置において、先行車が発進したときに自動発進制御を開始させるための自動発進操作部材の操作の仕方を検出し、操作の仕方に基づいて自動発進制御の加速の仕方を変更する。

本発明によれば、運転者の加速要求を自動発進制御による加速に反映させることができ、発進時の加速操作にともなう運転負荷を軽減することができる。

本願発明を、低速追従機能付きの先行車追従制御装置を装備した車両に適用した一実施の形態を説明する。この一実施の形態では、自車速が例えば４０〜１００km/hの範囲において、自車線上に先行車を検出しているときは、予め設定した車速（以下、設定車速という）を上限として、先行車までの車間時間（＝車間距離／相対速度）が予め設定された車間時間となるように車間制御を行って先行車に追従走行し、自車線上に先行車が検出されないときは、車速制御を行って設定車速で定速走行する。

また、低速追従機能では、自車速が例えば０〜４０km/hの範囲において、自車線上に先行車を検出しているときは、自車速４０km/hを上限として先行車までの車間距離が自車速に応じた車間距離となるように車間距離制御を行い、先行車が検出されなくなると車間距離制御を解除する。先行車が停車したときは自車を停車させた後に電動パーキングブレーキを作動させて停止保持制御を行い、先行車が発進したときに所定の自動発進操作部材が操作されると自動発進制御を行う。

なお、先行車追従制御についてはこの一実施の形態の走行制御に限定されず、少なくとも車速０から先行車追従制御を行うとともに、先行車が停車したときは自車を停車させた後に停止保持制御を行い、先行車が発進したときに所定の自動発進操作部材が操作されると自動発進制御を行うものであればよい。

図１は一実施の形態の構成を示す図である。発進スイッチ１は、停止保持状態において先行車発進時に自動発進制御を開始させるための専用の自動発進操作部材であり、押し込み量すなわち操作量に応じた信号を出力する。この一実施の形態では発進スイッチ１の出力信号に基づいて押し込み量（操作量）、押し込み時間（操作時間）、押し込み速度（操作速度）、押し込み量（操作量）の時間積分値、および押し込み回数（操作回数）を求め、自動発進制御の加速の仕方を変える。この発進スイッチ１は、図２に示すように、ステアリングホイール１９のセンターパッド部１９ａに設けられる。

キャンセルスイッチ２は自動発進制御および先行車追従制御を解除するための操作部材であり、ステアリングホイール１９のセンターパッド部１９ａに設けられる（図２参照）。車間設定スイッチ３は先行車との目標車間（車間時間または車間距離）を設定するための操作部材であり、操作するたびに目標車間が長、中、短の順に切り換わる。この車間設定スイッチ３もステアリングホイール１９のセンターパッド部１９ａに設けられる（図２参照）。

車間距離・相対速度センサー４は先行車との車間距離を計測し、計測値を微分して相対速度を演算する。車間距離・相対速度センサー４にはレーザーレーダーやミリ波レーダーなどの種々のセンサーを用いることができる。自車速度センサー５は車輪速から自車の走行速度を計測する。

アクセルペダルセンサー６はアクセルペダル７の踏み込み量（操作量）に応じた信号を出力する。アクセルペダル７は、上述した発進スイッチ１と同様に、停止保持状態において先行車発進時に自動発進制御を開始させるための自動発進操作部材である。この一実施の形態ではアクセルペダルセンサー６の出力信号に基づいてアクセルペダル７の踏み込み量（操作量）、踏み込み時間（操作時間）、踏み込み速度（操作速度）、および踏み込み量（操作量）の時間積分値を求め、自動発進制御の加速の仕方を変える。

ブレーキペダルセンサー８はブレーキペダル９の踏み込みを検出する。ブレーキペダル９の踏み込みが検出された場合は自動発進制御および先行車追従制御を解除する。表示装置１１はインストルメントパネルに設置され、図３に示すように自動発進制御および先行車追従制御の状態、車間設定の状態などを表示する。

図３において、(ａ)は停止保持中の表示例である。２０は車間設定状態を示し、棒１本は“短”、棒２本は“中”、棒３本は“長”を示す。２１は自車マークである。２２は制御状態表示窓であり、停止保持状態や先行車追従制御状態を表示する。(ｂ)は発進制御中の表示例である。２３は自動発進制御中および先行車追従制御中に表示する先行車マークである。(ｃ)は先行車追従制御中の表示例であり、(ｄ)は先行車ロスト直後の表示例である。

スピーカー１２は、各種制御の状態を音声により放送するとともに、必要に応じて警報を鳴らす。例えば停止保持制御を開始するときに「停止保持中です」、発進制御を開始するときに「発進します」、先行車を見失ったときに「先行車をロストしました」とそれぞれ音声案内する。また、運転者が発進スイッチ１、キャンセルスイッチ２、車間設定スイッチ３のいずれかを操作すると、操作確認のビープ音を鳴らす。

エンジン制御コントローラー１３は追従制御コントローラー１０からの加速指令にしたがってエンジン（不図示）の出力を制御し、ブレーキ制御コントローラー１４は追従制御コントローラー１０からの減速指令にしたがってエンジンブレーキや油圧ブレーキ（不図示）の減速力を制御する。電動パーキングブレーキコントローラー１５は追従制御コントローラー１０から停止保持指令にしたがって電動パーキングブレーキ（不図示）を作動させる。

追従制御コントローラー１０はＣＰＵ１０ａやメモリ１０ｂなどを備え、スイッチ１〜３からの操作信号と各種センサー４〜５，８からの検出信号に基づいて停止保持制御、自動発進制御、先行車追従制御、表示制御などを行い、表示装置１１、スピーカー１２、エンジン制御コントローラー１３、ブレーキ制御コントローラー１４および電動パーキングブレーキコントローラー１５を制御する。メモリ１０ｂには、自動発進操作部材である発進スイッチ１とアクセルペダル７の操作量、操作時間、操作速度および操作量の時間積分値、発進スイッチ１の操作回数、各種制御演算結果の加速指令値や加速指令の継続期間などを記憶する。

図４は一実施の形態の走行制御プログラムを示すフローチャートである。このフローチャートにより、一実施の形態の停止保持制御状態からの動作を説明する。ステップ４０で自車が停止保持制御状態にあるときに、ステップ４１で発進トリガとなる発進スイッチ１またはアクセルペダル７の操作を確認し、どちらかの自動発進操作部材が操作されるとステップ４２へ進む。

ステップ４２では車間距離・相対速度センサー４を作動させて先行車の存在を確認する。レーザーレーダーを用いて車間距離と相対速度を検出する場合には、歩行者にレーザー光が照射されるのを避けるために停車中はレーザーレーダーの作動を停止しており、先行車の存在を確認するときに作動させる。

先行車を捕捉できない場合はステップ４３へ進み、発進トリガが発進スイッチ１によりなされたか否かを確認する。発進スイッチ１が操作された場合はステップ４４へ進み、表示装置１１とスピーカー１２により「先行車がいないため発進できません」という警告を行い、停止保持制御を継続してステップ４０へ戻る。一方、発進トリガがアクセルペダル７によりなされた場合にはステップ４５へ進み、運転者に先行車がいなくても発進する意志があると判断して停止保持制御を解除し、マニュアル運転に戻す。

先行車を捕捉できた場合はステップ４６へ進み、車間距離・相対速度センサー４から先行車との車間距離と相対速度を読み込む。続くステップ４７で発進スイッチ１またはアクセルペダル７の操作量と操作時間を読み込む。なお、アクセルペダル７の操作量と操作時間はアクセルペダルセンサー６の出力信号に基づいて検出する。

ステップ４８において自動発進操作部材である発進スイッチ１またはアクセルペダル７の操作に基づいて自動発進制御の加速ゲインＫを決定する。自動発進制御の加速ゲインＫは以下に説明する方法により最小値Ｋmin＝１から最大値Ｋmax＝３の間で決定する。

第１の方法では、自動発進操作部材の操作量Ａps［％］に基づいて自動発進制御の加速ゲインＫを決定する。
Ａps＜１０・・・Ｋ＝Ｋmin、
１０≦Ａps≦５０・・・Ｋ＝Ｋmin＋Ａps(Ｋmax−Ｋmin）／（５０−１０）、
Ａps＞５０・・・Ｋ＝Ｋmax ・・・・・（１）

第２の方法では、自動発進操作部材の操作時間Ａpt［sec］に基づいて自動発進制御の加速ゲインＫを決定する。
Ａpt＜０．５・・・Ｋ＝Ｋmin、
０．５≦Ａpt≦２・・・Ｋ＝Ｋmin＋Ａpt（Ｋmax−Ｋmin）／（２−０．５）、
Ａpt＞２・・・Ｋ＝Ｋmax ・・・・・（２）

第３の方法では、自動発進操作部材の操作速度dＡps/dt［％/sec］（操作量の時間微分値）に基づいて自動発進制御の加速ゲインＫを決定する。
dＡps/dt＜１０・・・Ｋ＝Ｋmin、
１０≦dＡps/dt≦２００・・・Ｋ＝Ｋmin＋dＡps/dt（Ｋmax−Ｋmin）／（２００−１０）、
dＡps/dt＞２００・・・Ｋ＝Ｋmax ・・・・・（３）

第４の方法では、自動発進操作部材の操作量の時間積分値∫(Ａps)dt［％・sec］に基づいて自動発進制御の加速ゲインＫを決定する。
∫(Ａps)dt＜５・・・Ｋ＝Ｋmin、
５≦∫(Ａps)dt≦１００・・・Ｋ＝Ｋmin＋∫(Ａps)dt（Ｋmax−Ｋmin）／（１００−５）、
∫(Ａps)dt＞１００・・・Ｋ＝Ｋmax ・・・・・（４）

なお、発進スイッチ１による自動発進制御では、上述した４つの方法に加え、操作回数Ｓwに基づいて自動発進制御の加速ゲインＫを決定する。
Ｓw＜１・・・Ｋ＝Ｋmin、
１≦Ｓw≦３・・・Ｋ＝Ｋmin＋Ｓw（Ｋmax−Ｋmin）／（３−１）、
Ｓw＞３・・・Ｋ＝Ｋmax ・・・・・（５）

以上の方法により発進加速ゲインＫを決定した後、ステップ４９において先行車追従制御における通常の加速指令値に自動発進制御の加速ゲインＫを乗じて自動発進制御における加速指令値を決定する。なお、先行車追従制御における通常の加速指令値は最適な乗り心地が得られる値を実験により求める。続くステップ５０において自動発進制御の加速指令値によって最適な乗り心地を保証できる最大の加速度、例えば０．０８Ｇを超える加速度が発生するか否かを確認する。この最大加速度は実験により求める。最大加速度０．０８Ｇを超える加速度になる場合は、ステップ５１で自動発進制御による加速指令値を加速度が最大加速度０．０８Ｇとなる値に制限する。

次に、ステップ５２で最大加速度０．０８Ｇの加速度で加速した場合の自動発進制御の発進加速継続時間を決定する。この一実施の形態では、先行車追従制御における最大の減速度、例えば０．２５Ｇで減速し、規定の安全余裕車間距離を残して相対速度０ｍ／secとなるまで加速を継続する。

ステップ５３において自動発進制御による加速の継続期間を決定する。この決定方法には以下のような方法がある。第１に、予め設定した時間を継続期間とする方法がある。第２に、予め設定した車間距離に到達するまでを継続期間とする方法もある。第３に、予め設定した相対速度になるまでを継続期間とする方法がある。第４に、予め設定した自車速に達するまでを継続期間とする方法でもよい。第５に、予め設定した衝突時間ＴＴＣ（Time To Collision；衝突するまでにかかる時間）を継続期間とすることもできる。

ステップ５４では自動発進制御による加速の継続期間を過ぎたか否かを確認する。継続期間を過ぎた場合は、ステップ５５で自動発進加速指令値を修正して先行車追従制御における通常の加速指令値となるように自動発進制御の加速ゲインＫを１とする。すなわち、自動発進制御から先行車追従制御に切り換える。ステップ５６では自動発進制御の発進加速指令値または先行車追従制御の通常の加減速指令値をエンジン制御コントローラー１３とブレーキ制御コントローラー１４へ出力する。

ステップ５７においてキャンセルスイッチ２の操作を確認する。キャンセルスイッチ２が操作された場合はステップ６４へ進み、自動発進制御および先行車追従制御を解除する。キャンセルスイッチ２が操作されていない場合はステップ５８へ進み、車間距離・相対速度センサー４で先行車を捕捉しているか否かを確認する。先行車を捕捉していない場合はステップ５９へ進み、表示装置１１とスピーカー１２により先行車ロストを報知するとともに、自動発進制御および先行車追従制御を解除する。

一方、先行車を捕捉しているときはステップ６０へ進み、先行車が停車しているか否かを確認する。先行車が停車している場合はステップ６１へ進み、停止保持制御を開始してステップ４０へ戻る。また、先行車が停車していない場合はステップ５４へ進む。

このように、一実施の形態によれば、先行車との車間距離を検出して先行車との車間距離が目標車間距離となるように先行車追従制御を行うとともに、停車状態から先行車が発進したときに先行車に追従して発進させる自動発進制御を行う走行制御装置において、先行車が発進したときに自動発進制御を開始させるための自動発進操作部材の操作の仕方を検出し、操作の仕方に基づいて自動発進制御の加速の仕方を変更するようにしたので、アクセルペダルで加速の仕方を変えるという手動運転に近い操作感覚で、運転者の加速要求を自動発進制御による加速に反映させることができ、発進時の加速操作にともなう運転負荷を軽減することができる。

一実施の形態によれば、自動発進操作部材の操作量を検出し、自動発進操作部材の操作量に基づいて自動発進制御の加速ゲインを決定するようにしたので、自動発進操作部材の操作量に応じて自動発進制御による加速の仕方が変わり、操作方法が直感的で分かりやすい。

一実施の形態によれば、自動発進操作部材の操作時間を検出し、自動発進操作部材の操作時間に基づいて自動発進制御の加速ゲインを決定するようにしたので、自動発進操作部材の操作時間に応じて自動発進制御による加速の仕方が変わり、操作方法が直感的で分かりやすい。

一実施の形態によれば、自動発進操作部材の操作速度を検出し、自動発進操作部材の操作速度に基づいて自動発進制御の加速ゲインを決定するようにしたので、自動発進操作部材の操作速度に応じて自動発進制御による加速の仕方が変わり、操作方法が直感的で分かりやすい。

一実施の形態によれば、自動発進操作部材の操作量の積分値を検出し、自動発進操作部材の操作量の時間積分値に基づいて自動発進制御の加速ゲインを決定するようにしたので、自動発進操作部材の操作量の時間積分値に応じて自動発進制御による加速の仕方が変わり、操作方法が直感的で分かりやすい。

一実施の形態によれば、自動発進操作部材として専用の発進スイッチを設置するとともに、発進スイッチの操作回数を検出し、発進スイッチの操作回数に基づいて自動発進制御の加速ゲインを決定するようにしたので、発進スイッチの操作回数に応じて自動発進制御による加速の仕方が変わり、操作方法が直感的で分かりやすい。

一実施の形態によれば、先行車追従制御における所定の加速指令値に加速ゲインを乗じて自動発進制御における加速指令値を決定し、自動発進制御の加速指令値で加速した場合の加速度が所定の最大加速度を超える場合には、最大加速度となる加速指令値に制限するようにしたので、過度の加速要求が自動的に拒絶され、乗員に安心感を与えることができる。

一実施の形態によれば、先行車追従制御における所定の最大減速度で減速して所定の車間距離を確保できるまで、自動発進制御による加速を継続するようにしたので、先行車に接近し過ぎることがなく、乗員に安心感を与えることができる。

一実施の形態によれば、予め設定した時間だけ自動発進制御による加速を行い、設定時間経過後は自動発進制御から先行車追従制御へ切り換えるようにしたので、先行車への接近を防止でき、乗員に安心感を与えることができる。

一実施の形態によれば、予め設定した車間距離に達するまで自動発進制御による加速を行い、設定車間距離に達した後は自動発進制御から先行車追従制御へ切り換えるようにしたので、先行車への接近を防止でき、乗員に安心感を与えることができる。

一実施の形態によれば、予め設定した相対速度になるまで自動発進制御による加速を行い、設定相対速度に達した後は自動発進制御から先行車追従制御へ切り換えるようにしたので、先行車への接近を防止でき、乗員に安心感を与えることができる。

一実施の形態によれば、予め設定した自車速に達するまで自動発進制御による加速を行い、設定自車速に達した後は自動発進制御から先行車追従制御へ切り換えるようにしたので、先行車への接近を防止でき、乗員に安心感を与えることができる。

特許請求の範囲の構成要素と一実施の形態の構成要素との対応関係は次の通りである。すなわち、車間距離・相対速度センサー４が車間距離検出手段を、追従制御コントローラー１０が追従制御手段を、発進スイッチ１およびアクセルペダル７が自動発進操作部材を、追従制御コントローラー１０およびアクセルペダルセンサー６が操作検出手段を、自車速センサー５が車速検出手段をそれぞれ構成する。なお、以上の説明はあくまで一例であり、発明を解釈する際、上記の実施の形態の記載事項と特許請求の範囲の記載事項との対応関係になんら限定も拘束もされない。

一実施の形態の構成を示す図である。 発進スイッチ、キャンセルスイッチおよび車間設定スイッチの設置場所を示す図である。 自動発進制御および先行車追従制御の状態の表示例を示す図である。 一実施の形態の走行制御プログラムを示すフローチャートである。

符号の説明

１ 発進スイッチ
４ 車間距離・相対速度センサー
５ 自車速センサー
６ アクセルペダルセンサー
７ アクセルペダル
１０ 追従制御コントローラー
１１ 表示装置
１２ スピーカー
１３ エンジン制御コントローラー
１４ ブレーキ制御コントローラー
１５ 電動パーキングブレーキコントローラー

Claims (15)

1. 先行車との車間距離を検出する車間距離検出手段と、
   先行車との車間距離が目標車間距離となるように先行車追従制御を行うとともに、停車状態から先行車が発進したときに先行車に追従して発進させる自動発進制御を行う追従制御手段とを備えた走行制御装置において、
   先行車が発進したときに前記追従制御手段による自動発進制御を開始させるための自動発進操作部材と、
   前記自動発進操作部材の操作の仕方を検出する操作検出手段とを備え、
   前記追従制御手段は、前記操作検出手段による検出結果に基づいて前記自動発進制御の加速の仕方を変更することを特徴とする走行制御装置。
2. 請求項１に記載の走行制御装置において、
   前記自動発進操作部材として専用の発進スイッチを設置することを特徴とする走行制御装置。
3. 請求項１に記載の走行制御装置において、
   前記自動発進操作部材としてアクセルペダルを用いることを特徴とする走行制御装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の走行制御装置において、
   前記操作検出手段は前記自動発進操作部材の操作量を検出し、
   前記追従制御手段は前記自動発進操作部材の操作量に基づいて前記自動発進制御の加速ゲインを決定することを特徴とする走行制御装置。
5. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の走行制御装置において、
   前記操作検出手段は前記自動発進操作部材の操作時間を検出し、
   前記追従制御手段は前記自動発進操作部材の操作時間に基づいて前記自動発進制御の加速ゲインを決定することを特徴とする走行制御装置。
6. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の走行制御装置において、
   前記操作検出手段は前記自動発進操作部材の操作速度を検出し、
   前記追従制御手段は前記自動発進操作部材の操作速度に基づいて前記自動発進制御の加速ゲインを決定することを特徴とする走行制御装置。
7. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の走行制御装置において、
   前記操作検出手段は前記自動発進操作部材の操作量の時間積分値を検出し、
   前記追従制御手段は前記自動発進操作部材の操作量の時間積分値に基づいて前記自動発進制御の加速ゲインを決定することを特徴とする走行制御装置。
8. 請求項１に記載の走行制御装置において、
   前記自動発進操作部材として専用の発進スイッチを設置するとともに、
   前記操作検出手段は前記発進スイッチの操作回数を検出し、
   前記追従制御手段は前記発進スイッチの操作回数に基づいて前記自動発進制御の加速ゲインを決定することを特徴とする走行制御装置。
9. 請求項４〜８のいずれか１項に記載の走行制御装置において、
   前記追従制御手段は、前記先行車追従制御における所定の加速指令値に前記加速ゲインを乗じて前記自動発進制御における加速指令値を決定し、前記自動発進制御の加速指令値で加速した場合の加速度が所定の最大加速度を超える場合には、最大加速度となる加速指令値に制限することを特徴とする走行制御装置。
10. 請求項９に記載の走行制御装置において、
    前記追従制御手段は、前記先行車追従制御における所定の最大減速度で減速して所定の車間距離を確保できるまで、前記自動発進制御による加速を継続することを特徴とする走行制御装置。
11. 請求項４〜８のいずれか１項に記載の走行制御装置において、
    前記追従制御手段は、予め設定した時間だけ前記自動発進制御による加速を行い、前記設定時間経過後は前記自動発進制御から前記先行車追従制御へ切り換えることを特徴とする走行制御装置。
12. 請求項４〜８のいずれか１項に記載の走行制御装置において、
    前記追従制御手段は、予め設定した車間距離に達するまで前記自動発進制御による加速を行い、前記設定車間距離に達した後は前記自動発進制御から前記先行車追従制御へ切り換えることを特徴とする走行制御装置。
13. 請求項４〜８のいずれか１項に記載の走行制御装置において、
    前記追従制御手段は、予め設定した相対速度になるまで前記自動発進制御による加速を行い、前記設定相対速度に達した後は前記自動発進制御から前記先行車追従制御へ切り換えることを特徴とする走行制御装置。
14. 請求項４〜８のいずれか１項に記載の走行制御装置において、
    自車速を検出する車速検出手段を備え、
    前記追従制御手段は、予め設定した自車速に達するまで前記自動発進制御による加速を行い、前記設定自車速に達した後は前記自動発進制御から前記先行車追従制御へ切り換えることを特徴とする走行制御装置。
15. 先行車との車間距離を検出して先行車との車間距離が目標車間距離となるように先行車追従制御を行うとともに、停車状態から先行車が発進したときに先行車に追従して発進させる自動発進制御を行う走行制御装置において、
    先行車が発進したときに前記自動発進制御を開始させるための自動発進操作部材の操作の仕方を検出し、操作の仕方に基づいて前記自動発進制御の加速の仕方を変更することを特徴とする走行制御装置。

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