JP2007230327A - 走行制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】自車両を目標位置に対して安全側に確実に停止させることが可能な走行制御装置を提供することを課題とする。
【解決手段】自車両を目標位置に停止させる走行制御装置１であって、自車両を目標位置で停止させるための制動制御量を設定する設定手段５ｄと、設定手段５ｄで設定した制動制御量と所定の制動制御量との最大値に基づいて、自車両の制動制御を行う制御手段５ｅとを備えている。この走行制御装置１によれば、設定された制動制御量が所定の制動制御量より大きい場合には、設定された制動制御量にて自車両の制動制御が行われ、設定された制動制御量が所定の制動制御量より小さい場合には、所定の制動制御量にて自車両の制動制御が行われので、自車両を目標位置に対して安全側に確実に停止させることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両を制動制御する走行制御装置に関するものである。

車両を運転するドライバの操作負担を軽減するための走行制御装置が知られている。走行制御装置には、カメラやレーダなどのセンサによって自車両の前方または後方の障害物（例えば、他車両、人、物体）を検出し、自車両を制動制御することによって障害物との衝突を防止する衝突防止装置がある。特許文献１には、検出された他車両との距離および相対速度から衝突回避のために必要な衝突回避要求減速度を算出し、この衝突回避要求減速度を制動制御開始の判断および制動制御開始後の制動制御目標値に用いる衝突防止装置が記載されている。
特開２００４−２５９１５１号公報

しかしながら、特許文献１に記載の衝突防止装置は、算出した衝突回避要求減速度を制動制御目標値としてそのまま用いているので、自車両を他車両に接近させてしまう可能性がある。例えば、自車両が上り勾配を登っているとき、自車両には重力加速度が走行方向とは反対方向に作用することによって制動力に余裕ができ、算出される衝突回避要求減速度が小さくなり、制御制動力が小さくなる。一方、下り勾配では、自車両には重力加速度が走行方向に作用する。そのために、自車両が下り勾配を下り始めたときには、小さい制御制動力と走行方向に作用する重力加速度とによって、自車両が他車両に急激に接近してしまう可能性がある。

そこで、本発明は、自車両を目標位置に対して安全側に確実に停止させることが可能な走行制御装置を提供することを目的としている。

本発明の走行制御装置は、自車両を目標位置で停止させるための制動制御量を設定する設定手段と、設定手段で設定した制動制御量と所定の制動制御量との最大値に基づいて、自車両の制動制御を行う制御手段とを備えている。

この走行制御装置では、制御手段により、設定手段によって設定された制動制御量が所定の制動制御量より大きい場合には、設定された制動制御量にて自車両の制動制御が行われ、設定された制動制御量が所定の制動制御量より小さい場合には、所定の制動制御量にて自車両の制動制御が行われる。所定の制動制御量とは、自車両を目標位置に停止させるために最低限必要な制動制御量である。したがって、この走行制御装置では、大きな制動力が必要になった場合（例えば、自車両の走行方向に加速度が作用した場合）でも、設定した制動制御量を用いて目標位置より手前に自車両を停止させることができる。また、この走行制御装置では、設定した制動制御量が小さくなった場合（例えば、自車両の走行方向と反対方向に重力加速度が作用した場合）でも、所定の制動制御量を用いて少なくとも目標位置に自車両を停止させることができる。故に、この走行制御装置では、自車両を目標位置に対して安全側に確実に停止させることができる。

本発明の上記走行制御装置では、設定手段は、自車両を一定減速度で減速させるための制動制御量を設定することが好ましい。この走行制御装置では、制動制御量として一定減速度を求めればよいので、演算処理が簡易となる。

本発明の上記走行制御装置は、障害物を検出する障害物検出手段を備え、目標位置は、障害物検出手段で検出した障害物より自車両側の位置としてもよい。この走行制御装置では、自車両を停止させる目標位置を障害物より自車両側としているので、自車両を障害物に対して安全側に確実に停止させることができる。

本発明によれば、自車両を目標位置に対して安全側に確実に停止させることができる。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。本実施形態では、後退走行時に、自車両後方における障害物との衝突を防止するための衝突防止装置（走行制御装置に相当）について説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る衝突防止装置の構成を示す図である。図１に示す衝突防止装置１は、レーダセンサ２、舵角センサ３、車速センサ４、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）５、およびブレーキアクチュエータ６を備えている。

レーダセンサ２は、自車両後方における障害物の有無、自車両に対する障害物の方向、および自車両と障害物との距離を検出するセンサである。例えば、レーダセンサ２は、ミリ波信号を送受信するミリ波レーダセンサである。レーダセンサ２は、自車両後方における所定の範囲にミリ波信号を送信し、このミリ波信号が障害物によって反射された反射波信号を受信して、自車両後方における障害物の有無、および自車両に対する障害物の方向を検出する。また、レーダセンサ２は、ミリ波信号送信時間と反射波信号受信時間とから、障害物までの距離を算出する。レーダセンサ２は、障害物の有無情報、障害物の方向情報および障害物までの距離情報を含むレーダ信号をＥＣＵ５へ送信する。なお、本実施形態では、レーダセンサ２が、特許請求の範囲に記載の障害物検出手段に相当する。

舵角センサ３は、自車両の舵角を検出するセンサである。例えば、舵角センサ３は、ステアリングシャフトの回転角（操舵角）を検出することによって自車両の舵角を検出する。舵角センサ３は、検出した舵角を舵角信号としてＥＣＵ５へ送信する。

車速センサ４は、自車両の速度を検出するセンサである。例えば、車速センサ４は、車輪の回転速度を検出することによって自車両の速度を検出する。車速センサ４は、検出した自車両の速度を車速信号としてＥＣＵ５へ送信する。

ＥＣＵ５は、演算を行うＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＣＰＵに各処理を実行させるためのプログラム等を記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）、演算結果などの各種データを記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）などから構成されている。このような構成により、ＥＣＵ５には、障害物有無判定部５ａ、制動開始距離算出部５ｂ、制動制御開始判定部５ｃ、目標減速度算出部５ｄおよび制動制御部５ｅが構築されている。なお、本実施形態では、目標減速度算出部５ｄが特許請求の範囲に記載の設定手段に相当し、制動制御部５ｅが特許請求の範囲に記載の制御手段に相当する。

障害物有無判定部５ａでは、自車両後方に障害物があるか否かを判定する。具体的には、障害物有無判定部５ａでは、レーダセンサ２からの障害物の有無情報および方向情報、並びに舵角センサ３からの自車両の舵角（自車両の進行方向）に基づいて、自車両の後退方向に障害物が存在するか否かを判定する。

制動開始距離算出部５ｂでは、車速センサ４からの現在車速Ｖ０、予め記憶されている制動開始距離用減速度Ａ０および余裕距離Ｌ０に基づく下式（１）によって、制動開始距離ＬＴを算出する。

制動開始距離用減速度Ａ０とは、制動制御において最低限必要な減速度であり、実験やシミュレーションによって予め設定される。この制動開始距離用減速度Ａ０の値は、例えば−０．６Ｇ程度であればよい。ここで、Ｇは重力加速度を表しており、１Ｇは約９．８ｍ／ｓ^２である。

また、余裕距離Ｌ０とは、自車両を停止させる目標位置と障害物との距離である。すなわち、余裕距離Ｌ０が大きいほど、自車両を障害物から離れた手前の位置で停止させることができる。余裕距離Ｌ０は、例えば数十ｃｍ以下であればよく、障害物が壁などの物体の場合には０ｃｍでもよい。

制動制御開始判定部５ｃでは、制動開始距離算出部５ｂで算出された制動開始距離ＬＴおよびレーダセンサ２からの障害物までの距離情報に基づいて、制動開始距離ＬＴと障害物までの現在距離Ｌとを比較して、Ｌ≦ＬＴであるか否かを判定する。制動制御開始判定部５ｃでは、Ｌ≦ＬＴと判定した場合に制動制御を開始する。

目標減速度算出部５ｄでは、レーダセンサ２からの障害物までの現在距離Ｌ、車速センサ４からの自車両の現在車速Ｖ、および予め記憶されている余裕距離Ｌ０に基づく下式（２）によって、目標減速度ＧＴを算出する。

上記（２）式から明らかなように、目標減速度ＧＴは、自車両を一定減速度で減速させることによって、自車両を目標位置で停止させるための制動制御量である。

制動制御部５ｅでは、目標減速度ＧＴと予め記憶されている初期減速度Ｇ０とを比較して、ＧＴ＜Ｇ０であるか否かを判定する。ＧＴ≧Ｇ０と判定した場合には、制動制御部５ｅは、目標減速度ＧＴを制動減速度として、制動減速度に応じてブレーキ油圧を算出し、このブレーキ油圧を示す制御信号をブレーキアクチュエータ６へ送信する。また、ＧＴ＜Ｇ０と判定した場合には、制動制御部５ｅは、初期減速度Ｇ０を制動減速度として、上記同様、制御信号をブレーキアクチュエータ６へ送信する。

初期減速度Ｇ０とは、平坦かつ一般的な路面摩擦係数を有する道路において、自車両を目標位置で停止させるために必要な減速度であり、例えば−０．６Ｇ程度であればよい。

ブレーキアクチュエータ６は、ＥＣＵ５から制御信号を受信し、この制御信号に示されるブレーキ油圧を発生させる。この発生したブレーキ油圧によって、自車両に制動力が発生する。

次に、図１を参照し、走行制御装置１の動作を説明する。特に、ＥＣＵ５における動作については、図２のフローチャートに沿って説明する。図２は、図１に示すＥＣＵの処理の流れを示すフローチャートである。

レーダセンサ２では、自車両後方における障害物の有無、自車両に対する障害物の方向および障害物までの距離を検出し、レーダ信号をＥＣＵ５へ送信する。舵角センサ３では、舵角を検出して舵角信号をＥＣＵ５へ送信する。車速センサ４では、車速を検出して車速信号をＥＣＵ５へ送信する。

ＥＣＵ５では、障害物の有無情報および方向情報、並びに舵角に基づいて、自車両の後退方向に障害物が存在するか否かを判定する（ステップＳ１）。

次いで、ステップＳ１において自車両の後退方向に障害物が存在すると判定した場合、ＥＣＵ５では、現在車速Ｖ０、制動開始距離用減速度Ａ０および余裕距離Ｌ０を用いて上記（１）式から、制動開始距離ＬＴを算出する（ステップＳ２）。

次いで、ＥＣＵ５では、制動開始距離ＬＴと障害物までの現在距離Ｌとを比較して、Ｌ≦ＬＴであるか否かを判定する（ステップＳ３）。

次いで、ステップＳ３においてＬ≦ＬＴであると判定した場合、ＥＣＵ５では、障害物までの現在距離Ｌ、現在車速Ｖおよび余裕距離Ｌ０を用いて上記（２）式から、目標減速度ＧＴを算出する（ステップＳ４）。

次いで、ＥＣＵ５では、目標減速度ＧＴと初期減速度Ｇ０とを比較し、ＧＴ＜Ｇ０であるか否かを判定する（ステップＳ５）。

次いで、ステップＳ５においてＧＴ＜Ｇ０であると判定した場合、ＥＣＵ５では、初期減速度Ｇ０を制動減速度として設定する（ステップＳ６）。一方、ステップＳ５においてＧＴ≧Ｇ０であると判定した場合、ＥＣＵ５では、目標減速度ＧＴを制動減速度として設定する（ステップＳ７）。

次いで、ＥＣＵ５では、制動減速度に応じたブレーキ油圧を制御信号としてブレーキアクチュエータ６へ送信する。（ステップＳ８）。ブレーキアクチュエータ６では、制御信号に示されるブレーキ油圧を発生させる。すると、そのブレーキ油圧に応じた制動力が自車両に発生し、自車両が制動減速度にて減速する。この制動制御によって、自車両は障害物に対して余裕距離Ｌ０より手前に停止する。

なお、ステップＳ１において自車両の後退方向に障害物がないと判定した場合には、ＥＣＵ５は処理を終了する。また、ステップＳ３においてＬ≦ＬＴでないと判定した場合には、ＥＣＵ５は処理を終了する。

このように、衝突防止装置１では、算出した目標減速度ＧＴが初期減速度Ｇ０より大きい場合には目標減速度ＧＴにて自車両の制動制御を行い、目標減速度ＧＴが初期減速度Ｇ０より小さい場合には初期減速度Ｇ０にて自車両の制動制御を行う。これによって、衝突防止装置１では、自車両の後退方向に重力加速度が作用するなどして大きな制動力が必要になった場合でも、算出した目標減速度ＧＴを用いて目標位置より手前に自車両を停止させることができる。また、衝突防止装置１では、自車両の後退方向と反対方向に重力加速度が作用するなどして算出した目標減速度ＧＴが小さくなった場合でも、初期減速度Ｇ０を用いて少なくとも目標位置に自車両を停止させることができる。故に、この衝突防止装置１によれば、自車両を目標位置に対して安全側に確実に停止させることができる。

また、衝突防止装置１によれば、障害物を検出し、障害物に対して余裕距離Ｌ０を考慮した目標位置を設定しているので、障害物に対して安全側に確実に停止させることができる。

また、衝突防止装置１によれば、簡易な算出式により一定減速度の目標減速度ＧＴを算出しているので、演算負荷を低減することができる。

例えば、この衝突防止装置１は、上り勾配や下り勾配を有する道路、あるいは水溜り、凍結および積雪などに起因する低路面摩擦係数の道路などの制動に対して悪条件である道路において、大きな効果を有する。上り勾配を有する道路において、自車両の後退方向と反対方向に重力加速度が作用して目標減速度ＧＴが小さくなった場合でも、衝突防止装置１では、自車両に発生する制動力を初期減速度Ｇ０以下に低下することがない。また、下り勾配を有する道路や低路面摩擦係数の道路において、大きな制動力が必要になった場合でも、衝突防止装置１では、大きな制動力を付与するように設定した目標減速度ＧＴを用いて、自車両に大きな制動力を付与することができる。したがって、衝突防止装置１によれば、上り勾配の道路走行後に下り勾配の道路や低路面摩擦係数の道路に差し掛かっても、上り勾配の道路において充分に減速することができ、下り勾配の道路や低路面摩擦係数の道路であっても自車両を目標位置に対して安全側に確実に停止させることができる。

なお、本発明は上記した本実施形態に限定されることなく種々の変形が可能である。

例えば、障害物（物体、人、車両など）を識別する手段を有していてもよい。障害物を識別する手段としては、例えばカメラなどの画像に基づく画像認識が適用可能である。上述したように、障害物が物である場合、余裕距離は０ｃｍであってもよいが、障害物が人である場合には、余裕距離は例えば２０ｃｍ程度であることが好ましい。これによって、自車両を人より手前の余裕のある位置で停止することができ、より安全性を確保することができる。

また、駐車スペースを領域分けするライン、交差点や踏み切りなどの停止線を目標位置とすることができる。この場合、目標位置の有無、目標位置の方向、自車両と目標位置との距離を検出する手段として、カメラによる画像認識を用いればよい。

また、本実施形態では、後退時の衝突防止制御について例示したが、前進時の衝突防止制御や車間距離制御にも適用可能である。車間距離制御の場合には、現在速度の代わりに障害物との相対速度を用いればよい。障害物との相対速度は、例えば、レーダセンサにおいて障害物までの距離の時間変化を検出することによって求めることができる。また、衝突防止装置の場合にも、障害物が移動しているときには障害物との相対速度を用いればよい。

また、本実施形態では、設定手段として、簡易な演算処理によって一定の目標減速度を算出したが、非線形に変化するような目標減速度を求める演算処理を行ってもよい。また、設定手段としては、予め設定されたマップを用いて目標減速度を設定してもよい。

本発明の実施形態に係る衝突防止装置の構成を示す図である。 図１に示すＥＣＵの処理の流れを示すフローチャートである。

符号の説明

１…衝突防止装置、２…レーダセンサ、３…舵角センサ、４…車速センサ、５…ＥＣＵ、５ａ…障害物有無判定部、５ｂ…制動開始距離算出部、５ｃ…制動制御開始判定部、５ｄ…目標減速度算出部、５ｅ…制動制御部、６…ブレーキアクチュエータ。

Claims (3)

1. 自車両を目標位置で停止させるための制動制御量を設定する設定手段と、
   前記設定手段で設定した制動制御量と所定の制動制御量との最大値に基づいて、前記自車両の制動制御を行う制御手段と
   を備える走行制御装置。
2. 前記設定手段は、前記自車両を一定減速度で減速させるための制動制御量を設定することを特徴とする請求項１に記載の走行制御装置。
3. 障害物を検出する障害物検出手段を備え、
   目標位置は、前記障害物検出手段で検出した障害物より自車両側の位置であることを特徴とする請求項１または２に記載の走行制御装置。
   
   

Images