JP2011235778A - 走行制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】自車両と直前車両との車間距離を正確に制御することができる走行制御装置を提供する。
【解決手段】走行制御装置は、車間距離を短くする要求があった場合に、隊列の先頭車両が一定の加速度以上で加速中または加速予定であるときは、自車両と直前車両との車間距離を短くする制御を開始せずに待機し、先頭車両が一定の加速度以上で加速中または加速予定でないときは、自車両と直前車両との車間距離を短くする制御を開始する。また、走行制御装置は、車間距離を長くする要求があった場合に、隊列の先頭車両が一定の減速度以下で減速中または減速予定であるときは、自車両と直前車両との車間距離を長くする制御を開始せずに待機し、先頭車両が一定の減速度以下で減速中または減速予定でないときは、自車両と直前車両との車間距離を長くする制御を開始する。
【選択図】図２

Description

本発明は、車間距離制御を行う走行制御装置に関するものである。

従来の走行制御装置としては、例えば特許文献１に記載されているように、自車両の直前を走行する直前車両の加速度が所定値よりも小さくなったときに、加速度制御から車間距離制御に移行し、車間距離に基づいた追従走行を行うようにしたものが知られている。

特開２００１−２６２２６号公報

しかしながら、上記従来技術においては、以下の問題点が存在する。即ち、追従走行時に、自車両と直前車両との車間距離を所定時間内にスムーズに変更しようとすると、自車両に要求される加速度や減速度が過剰に大きくなることがなる。この場合には、自車両の速度オーバーや急ブレーキを引き起こし、結果的に車間距離を正確に制御できなくなる可能性がある。

本発明の目的は、自車両と直前車両との車間距離を正確に制御することができる走行制御装置を提供することである。

本発明の走行制御装置は、自車両と当該自車両の直前を走行する直前車両との車間距離を所定時間内に変更するように制御する車間距離制御手段と、自車両の前方を走行する前方車両の加減速状況情報を取得する加減速状況取得手段と、加減速状況取得手段により取得された前方車両の加減速状況情報に基づいて、車間距離制御手段により実行される車間距離の変更制御の開始タイミングを決定する制御開始タイミング決定手段とを備え、制御開始タイミング決定手段は、前方車両の加速度または減速度の絶対値が所定値よりも小さくなるまで、車間距離制御手段により実行される車間距離の変更制御を開始しないようにすることを特徴とするものである。

このように本発明の走行制御装置においては、自車両の前方を走行する前方車両の加減速状況情報を取得し、前方車両の加減速状況情報に基づいて、自車両と直前車両との車間距離の変更制御の開始タイミングを決定する。このとき、前方車両の加速度や減速度（負の加速度）が大きい場合には、自車両と直前車両との車間距離を所定時間内にスムーズに変更しようとすると、過大な加速度や減速度が自車両に要求される。そこで、前方車両の加速度または減速度の絶対値が所定値よりも小さくなるまで、自車両と直前車両との車間距離の変更制御を開始せずに待機する。このように車間距離の変更制御の開始タイミングを遅らせることにより、自車両と直前車両との車間距離をスムーズに変更するために自車両に要求される加速度や減速度が過大にならずに済むので、自車両の速度オーバーや急ブレーキを引き起こすことが防止される。これにより、自車両と直前車両との車間距離を正確に制御することができる。

好ましくは、前方車両は、自車両及び直前車両を含む隊列の先頭車両である。例えば複数の車両が隊列走行を行う場合には、隊列の先頭車両が加速すると、各車両の車間距離が目標車間距離となるように、先頭車両に続く車両が順次加速するようになる。そこで、自車両及び直前車両を含む隊列の先頭車両の加減速状況情報を取得し、その加減速状況情報に基づいて車間距離の変更制御の開始タイミングを決定することにより、隊列走行時に自車両と直前車両との正確な車間距離制御を確実に行うことができる。

本発明によれば、自車両と直前車両との車間距離を正確に制御することができる。これにより、自動的な車間距離の変更制御を適切に実行することが可能となる。

本発明に係わる走行制御装置の一実施形態の概略構成を示すブロック図である。 図１に示した車両制御ＥＣＵにより実行される車間制御処理手順の詳細を示すフローチャートである。 自車両と直前車両との車間距離を制御するときの時間と自車両速度との関係の一例を示すグラフである。 従来において、自車両と直前車両との車間距離を制御するときの時間と自車両速度との関係の一例を示すグラフである。

以下、本発明に係わる走行制御装置の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明に係わる走行制御装置の一実施形態の概略構成を示すブロック図である。同図において、本実施形態の走行制御装置１は、複数の車両による隊列走行時に、車間距離をフィードバック制御しながら車両を走行させる装置である。走行制御装置１は、隊列走行を行う全ての車両に搭載されている。

走行制御装置１は、車間距離センサ２と、センサＥＣＵ（Electronic Control Unit）３と、無線制御ＥＣＵ４と、エンジン制御ＥＣＵ５と、ブレーキ制御ＥＣＵ６と、車両制御ＥＣＵ７とを備えている。車両制御ＥＣＵ７は、センサＥＣＵ３、無線制御ＥＣＵ４、エンジン制御ＥＣＵ５及びブレーキ制御ＥＣＵ６と接続されている。

車間距離センサ２は、自車両と当該自車両の直前を走行する直前車両との車間距離を計測するためのセンサであり、ミリ波レーダやレーザレーダ等が用いられる。センサＥＣＵ３は、車間距離センサ２の計測値から自車両と直前車両との車間距離を求める。無線制御ＥＣＵ４は、隊列内の他車両と無線アンテナ４ａを介して車車間通信を行う。

エンジン制御ＥＣＵ５は、自車両のエンジン８を制御することで駆動力を制御する。ブレーキ制御ＥＣＵ６は、自車両のブレーキ９を制御することで制動力を制御する。

車両制御ＥＣＵ７は、無線制御ＥＣＵ４で受信された隊列の先頭車両からの情報を入力すると共に、自車両と直前車両との目標車間距離を求め、自車両と直前車両との車間距離が目標車間距離となるようにエンジン制御ＥＣＵ５及びブレーキ制御ＥＣＵ６を制御する。

図２は、車両制御ＥＣＵ７により実行される車間制御処理手順の詳細を示すフローチャートである。同図において、まずドライバのスイッチ操作入力または上位システムにより車間距離の変更要求があったかどうかを判断する（手順Ｓ５１）。

車間距離の変更要求があったと判断されたときは、その変更要求が車間距離を短くする要求であるかどうかを判断する（手順Ｓ５２）。変更要求が車間距離を短くする要求であると判断されたときは、隊列の先頭車両が一定の加速度以上で加速中または加速予定であるかどうかを判断する（手順Ｓ５３）。

具体的には、隊列の先頭車両が通常走行している場合には、先頭車両の加速度データを無線制御ＥＣＵ４を介して受信することで、先頭車両が一定の加速度以上で加速中であるかどうかを判断する。また、隊列の先頭車両がクルーズ・コントロール（ＣＣ）機能を使って走行している場合には、先頭車両の車速データを無線制御ＥＣＵ４を介して受信し、先頭車両の現在車速が目標車速よりも低いときに、先頭車両が一定の加速度以上で加速する予定であると判断する。また、隊列の先頭車両がアダプティブ・クルーズ・コントロール（ＡＣＣ）機能を使って走行している場合には、先頭車両とその前方の車両との車間距離データを無線制御ＥＣＵ４を介して受信し、両者の現在車間距離が目標車間距離よりも長いときに、先頭車両が一定の加速度以上で加速する予定であると判断する。さらに、隊列の先頭車両が自動走行している場合には、先頭車両の走行計画から先頭車両が一定の加速度以上で加速する予定であるかどうかを判断する。

隊列の先頭車両が一定の加速度以上で加速中または加速予定であると判断されたときは、自車両と直前車両との車間距離を短くする制御を開始せずに待機し（手順Ｓ５４）、手順Ｓ５２に戻る。

隊列の先頭車両が一定の加速度以上で加速中または加速予定でないと判断されたときは、センサＥＣＵ３の計算値に基づいて、自車両と直前車両との車間距離を所定時間ｔ_ｓ内に短くするようなフィードバック制御を開始する（手順Ｓ５５）。

具体的には、自車両と直前車両との目標車間距離を設定し、その目標車間距離から自車両の要求加速度を求める。このとき、例えば図３（ａ）に示すように、時間ｔ_０内では自車両の加速状態を継続し、その後の時間（ｔ_ｓ−ｔ_０）内では自車両を減速させるようにする。自車両の要求加速度は、例えば下記式から求められる。

ａ_ｎｒ；先頭車両に対するｎ台目車両の相対加速度
ａ_ｔｈ：加速度の上限値
ａ_１：先頭車両の加速度及び要求加速度のうち大きい方
ａ_ｎ：ｎ台目車両の要求加速度
Ｌ_ｓ：車間短縮距離（＝現在車間距離−目標車間距離）

そして、自車両の要求加速度に応じた制御信号をエンジン制御ＥＣＵ５及びブレーキ制御ＥＣＵ６に送出し、自車両の駆動力及び制動力を制御する。これにより、自車両と直前車両との車間距離が所定時間ｔ_ｓ内に目標車間距離まで短くなる。

一方、手順Ｓ５２において変更要求が車間距離を短くする要求でなく車間距離を長くする要求であると判断されたときは、隊列の先頭車両が一定の減速度以下で減速中または減速予定であるかどうか、つまり先頭車両の減速度の絶対値が一定値以上であるかどうかを判断する（手順Ｓ５６）。

具体的には、隊列の先頭車両が通常走行している場合には、隊列の先頭車両の加速度データを無線制御ＥＣＵ４を介して受信することで、先頭車両が一定の減速度以下で減速中であるかどうかを判断する。また、隊列の先頭車両がＣＣ機能を使って走行している場合には、先頭車両の車速データを無線制御ＥＣＵ４を介して受信し、先頭車両の現在車速が目標車速よりも高いときに、先頭車両が一定の減速度以下で減速する予定であると判断する。また、隊列の先頭車両がＡＣＣ機能を使って走行している場合には、先頭車両とその前方の車両との車間距離データを無線制御ＥＣＵ４を介して受信し、両者の現在車間距離が目標車間距離よりも短いときに、先頭車両が一定の減速度以下で減速する予定であると判断する。さらに、隊列の先頭車両が自動走行している場合には、先頭車両の走行計画から先頭車両が一定の減速度以下で減速する予定であるかどうかを判断する。

隊列の先頭車両が一定の減速度以下で減速中または減速予定であると判断されたときは、自車両と直前車両との車間距離を長くする制御を開始せずに待機し（手順Ｓ５７）、手順Ｓ５２に戻る。

隊列の先頭車両が一定の減速度以下で減速中または減速予定でないと判断されたときは、自車両と直前車両との車間距離を所定時間ｔ_ｓ内に長くするようなフィードバック制御を開始する（手順Ｓ５８）。

具体的には、自車両と直前車両との目標車間距離を設定し、その目標車間距離から自車両の要求減速度を求める。このとき、例えば図３（ｂ）に示すように、時間ｔ_０内では自車両の減速を継続し、その後の時間（ｔ_ｓ−ｔ_０）内では自車両を加速させるようにする。

そして、自車両の要求減速度に応じた制御信号をエンジン制御ＥＣＵ５及びブレーキ制御ＥＣＵ６に送出し、自車両の駆動力及び制動力を制御する。これにより、自車両と直前車両との車間距離が所定時間ｔ_ｓ内に目標車間距離まで長くなる。

以上において、車間距離センサ２、センサＥＣＵ３、エンジン制御ＥＣＵ５、ブレーキ制御ＥＣＵ６及び車両制御ＥＣＵ７の上記手順Ｓ５５，Ｓ５８は、自車両と当該自車両の直前を走行する直前車両との車間距離を所定時間内に変更するように制御する車間距離制御手段を構成する。無線制御ＥＣＵ４は、自車両の前方を走行する前方車両の加減速状況情報を取得する加減速状況取得手段を構成する。車両制御ＥＣＵ７の上記手順Ｓ５３，Ｓ５４，Ｓ５６，Ｓ５７は、加減速状況取得手段により取得された前方車両の加減速状況情報に基づいて、車間距離制御手段により実行される車間距離の変更制御の開始タイミングを決定する制御開始タイミング決定手段を構成する。

ところで、先頭車両が大きな加速度で加速しているときに、自車両と直前車両との車間距離を所定時間ｔ_ｓ内に短くするような制御を行おうとしても、図４（ａ）に示すように、エンジンの能力を超える実現不可能な要求加速度が自車両に与えられ、車間距離を正確に制御できなくなることがある。また、先頭車両が大きな減速度で減速しているときに、自車両と直前車両との車間距離を所定時間ｔ_ｓ内に長くするような制御を行おうとしても、図４（ｂ）に示すように、実現可能な減速度を超える要求減速度が自車両に与えられ、車間距離を正確に制御できなくなることがある。

これに対し本実施形態では、先頭車両が所定の加速度以上で加速中または加速予定であるときに、自車両と直前車両との車間距離を所定時間ｔ_ｓ内に短くする要求が与えられると、その車間距離を短くするような制御の開始タイミングを遅らせるようにするので、その後に車間制御を実施するときに、自車両に対する要求加速度が過大にならずに済む。また、先頭車両が所定減速度以下で減速中または減速予定であるときに、自車両と直前車両との車間距離を所定時間ｔ_ｓ内に長くする要求が与えられると、その車間距離を長くするような制御の開始タイミングを遅らせるようにするので、その後に車間制御を実施するときに、自車両に対する要求減速度が過大にならずに済む。

以上により、自車両の速度オーバー及び急ブレーキを引き起こすこと無く、自車両と直前車両との車間距離を正確に制御することができる。その結果、隊列への自車両の合流及び離脱を円滑に行うことが可能となる。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば上記実施形態は、隊列走行時に、隊列の先頭車両の加減速状況に基づいて、自車両と直前車両との車間距離の変更制御の開始タイミングを決定するものであるが、特にそのような隊列走行には限られず、自車両の前方を走行する何れかの前方車両の加減速状況に基づいて、自車両と直前車両との車間距離の変更制御の開始タイミングを決定しても良い。

１…走行制御装置、２…車間距離センサ（車間距離制御手段）、３…センサＥＣＵ（車間距離制御手段）、４…無線制御ＥＣＵ（加減速状況取得手段）、５…エンジン制御ＥＣＵ（車間距離制御手段）、６…ブレーキ制御ＥＣＵ（車間距離制御手段）、７…車両制御ＥＣＵ（車間距離制御手段、制御開始タイミング決定手段）。

Claims (2)

1. 自車両と当該自車両の直前を走行する直前車両との車間距離を所定時間内に変更するように制御する車間距離制御手段と、
   前記自車両の前方を走行する前方車両の加減速状況情報を取得する加減速状況取得手段と、
   前記加減速状況取得手段により取得された前記前方車両の加減速状況情報に基づいて、前記車間距離制御手段により実行される前記車間距離の変更制御の開始タイミングを決定する制御開始タイミング決定手段とを備え、
   前記制御開始タイミング決定手段は、前記前方車両の加速度または減速度の絶対値が所定値よりも小さくなるまで、前記車間距離制御手段により実行される前記車間距離の変更制御を開始しないようにすることを特徴とする走行制御装置。
2. 前記前方車両は、前記自車両及び前記直前車両を含む隊列の先頭車両であることを特徴とする請求項１記載の走行制御装置。
   

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