JP2013043514A - 車両走行制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】自車両の前方を走行する先行車両に自車両を追従させる追従走行制御の実行時に、先行車両を見失うロスト状態が発生した場合に、自車両の走行状態を適正に制御できるようにする。
【解決手段】自車両の前方を走行する先行車両を検出する先行車両検出手段１と、該先行車両に追従させるように自車両の走行状態を制御する車両用走行制御装置であって、上記先行車両検出手段１の検出信号に応じて先行車両のロストが発生したか否かを判定するロスト判定手段９と、該ロスト判定手段９により先行車両のロストが発生したと判定された場合に自車両の走行速度を設定車速に一致させるように制御する走行制御手段８と、上記先行車両のロスト発生時における先行車両と自車両との車間時間に応じて自車両を加速するための加速度を設定し、上記車間時間が長い場合には小さい場合に比べて小さな値の加速度を設定する加速度設定手段１０とを備えたものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、自車両の前方を走行する先行車両に追従させるように自車両の走行状態を制御する車両走行制御装置に関するものである。

従来、下記特許文献１に示されるように、目標車間距離を設定するための目標車間距離設定手段を備え、該目標車間距離設定手段により設定された目標車間距離を維持するように自車両を先行車両に追従走行させる車両の走行制御装置において、先行車両との車間距離に応じて異なる追従走行特性に対する乗員の要求を満足させることを目的として、目標車間距離設定手段により設定される目標車間距離に応じ、自車両が先行車両に追従走行する際の追従ゲインを変化させることが行われている。

また、下記特許文献２に示されるように、先行車を検出する先行車検出手段を備え、当該先行車検出手段による先行車両の検出状態に応じて、先行車に対する追従走行制御と、ドライバにより設定されたセット車速を保持する定速走行制御とを選択的に切り換えて実行する車両の運転支援装置において、上記先行車検出手段による先行車の検出状態が、先行車検出状態より先行車未検出状態となった時の自車速に基づいて保持時間を設定する保持時間設定手段と、先行車検出状態より先行車未検出状態となってから上記保持時間が経過するまでの間において、先行車が再検出されるまでは先行車未検出状態となった時の車速を保持するとともに、先行車検出状態より先行車未検出状態となってから上記保持時間が経過しても先行車が再検出されない場合に追従走行制御から定速走行制御へと切り換える制御切換手段とを設け、上記保持時間設定手段は、先行車検出状態より先行車未検出状態となった時の自車速が低速側にある場合は、高速側にある場合よりも上記保持時間を相対的に長く設定することにより、追従走行制御が不自然に解除されるのを防止するとともに、ドライバに違和感や危険感が与えられるのを効果的に抑制することが行われている。

特開２００８−１４９８９２号公報 特開２００９−１８７２７号公報

上記特許文献１に開示された車両の走行制御装置では、自車両とその前方を走行する先行車両との車間距離等を一定に維持する追従走行時に、先行車両の加減速に対応して自車両の走行速度を変化させる際の加減速度を設定するための追従ゲインを上記目標車間距離に応じて変化させ、該車間距離が短いときには追従ゲインを大きな値に設定することにより自車両を迅速に加減速させて先行車両に自車両を機敏に追従させることができ、かつ車間距離が長いときには追従ゲインを小さな値に設定することにより自車両の加減速反応を意図的に鈍らせて乗り心地の悪化を防止することができる。しかし、上記特許文献１には、先行車両を見失うロスト状態が発生した場合における制御動作について何ら開示されておらず、この点で改良の余地があった。

一方、上記特許文献２に開示された車両の運転支援装置では、先行車検出状態より先行車未検出状態（ロスト状態）となった場合に、直ちに追従制御状態から定速走行制御状態に移行させることなく、上記先行車未検出状態となった時点の車速に応じて設定された保持時間が経過するまで、上記時点の車速を保持するように構成したため、先行車両が未検出状態となった後に、自車両を設定車速まで加速させる制御が早期に実行されることに起因した違和感や危険感がドライバに与えられるのを防止できるという利点がある。

しかし、自車車両と先行車両との車間距離が大きく、かつ高速で走行している状態で、先行車両のロストが発生した場合には、上記車間距離が小さく、かつ低速で走行している状態におけるロスト発生時に比べて、上記保持時間が短く設定されるため、先行車両を一時的に見失った場合においても、自車両を設定車速まで加速させる制御が早期に実行されることになる。したがって、高速走行状態で先行車両を一時的に見失うロストが発生した後に、先行車両に接近した状態で該先行車両が再発見された場合には、先行車両に急接近した状態となるのを防止するために自車両を急減速させる必要があり、自車両の走行状態が却って不安定になる可能性があった。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、自車両の前方を走行する先行車両に自車両を追従させる追従走行制御の実行時に、先行車両を見失うロスト状態が発生した場合に、自車両の走行状態を適正に制御することができる車両走行制御装置を提供することを目的としている。

請求項１に係る発明は、自車両の前方を走行する先行車両を検出する先行車両検出手段と、該先行車両検出手段により検出された先行車両に追従させるように自車両の走行状態を制御する車両用走行制御装置であって、上記先行車両検出手段の検出信号に応じて先行車両が検出外に移動する先行車両のロストが発生したか否かを判定するロスト判定手段と、該ロスト判定手段により先行車両のロストが発生したと判定された場合に自車両の走行速度を設定車速に一致させるように制御する走行制御手段と、上記先行車両のロスト発生時における先行車両と自車両との車間時間に応じて自車両を加速するための加速度を設定し、上記車間時間が長い場合には小さい場合に比べて小さな値の加速度を設定する加速度設定手段とを備えたものである。

請求項２に係る発明は、上記請求項１に記載の車両走行制御装置において、先行車両と自車両との車間時間に応じて求められた加速度をフィルタリング処理することにより、加速度の変化度合を緩やかに変化させるように調節する躍度コントロール用フィルターが上記加速度設定手段に設けられたものである。

請求項３に係る発明は、上記請求項１または２に記載の車両走行制御装置において、上記加速度設定手段により、先行車両を見失い易い環境の走行状態にあることが確認された場合に、通常路の走行時に比べて小さな値の加速度を設定するように構成されたものである。

請求項１に係る発明では、先行車両と自車両との車間時間が長く、両者が大きくした走行状態で、先行車両のロストが発生した場合に、自車両を加速するための加速度が小さな値に設定されることにより、上記車間時間が長い走行状態における旋回路の走行時等に先行車両を一時的に見失ったとしても自車両が急加速されることがなく、自車両が先行車両に急接近した状態で該先行車両が再発見されて自車両が急減速されるという事態の発生を効果的に防止し、先行車両に自車両が接近する前に該先行車両を効果的に再発見して、これに自車両を追従させる追従走行制御を継続して適正に実行することができる。また、先行車両と自車両との車間時間が短く、両者が互いに接近した走行状態で、先行車両のロストが発生した場合には、上記車間時間が長い場合における加速度よりも大きな値の加速度が設定されることにより、先行車両を見失うロストが発生したと判定された時点から自車両の走行速度を速やか、かつ適正に上昇させることができる。

請求項２に係る発明では、先行車両と自車両との車間時間に応じて求められた加速度をフィルタリング処理することにより、加速度の変化度合を緩やかに変化させるように調節する躍度コントロール用フィルターを上記加速度設定手段に設けたため、上記先行車両のロストが発生して自車両の走行速度を設定車速に一致させるために加速する際に、該加速度が急変することに起因して乗員に不快感が与えられることを効果的に防止しつつ、上記定速走行の制御状態に速やかに移行させることができる。

請求項３に係る発明では、上記加速度設定手段により、先行車両を見失い易い環境の走行状態にあることが確認された場合に、通常路の走行時に比べて小さな値の加速度を設定するように構成したため、先行車両を見失い易い環境の走行時に、先行車両を一時的に見失った時点で自車両が急加速されて先行車両に急接近した状態となるという事態の発生を効果的に防止することができる。

本発明に係る車両用走行制御装置の実施形態を示すブロック図である。 躍度コントロール用フィルターの具体的構成を示すブロック図である。 躍度コントロール用フィルターの機能を示すグラフである。 車両走行制御装置の制御動作を示すフローチャートである。 先行車両との車間距離が大きい状態を示す説明図である。 先行車両との車間距離が小さい状態を示す説明図である。 加速度に応じて車速の変化状態を示すグラフである。

図１は、本発明に係る車両走行制御装置の実施形態を示している。該車両走行制御装置には、自車両の前方を走行する先行車両を検出する先行車両検出手段１と、ステアリングホイール等に設けられたアダプティブクルーズコントロール（ＡＣＣ）スイッチ２と、自車両に作用するヨーレートを検出するヨーレートセンサ３と、エンジン制御ユニット４またはブレーキ制御ユニット５に制御信号を出力することにより自車両の走行状態を制御する走行制御ユニット６と、周りが暗くなると自動的に点灯するオートヘッドライトの作動状態を検出するオートライトセンサ７とが設けられている。

上記先行車両検出手段１は、ミリ波またはレーザー光等を車両前方に照射し、その反射波または反射光を受信するまでの時間差に応じて先行車両等の存否や、その位置情報等を検出するレーザー装置、または車両の前方画像を取得するカメラ装置等からなり、自車両の前方に位置する先行車両等のデータを上記走行制御ユニット６に出力するように構成されている。

該走行制御ユニット６には、上記先行車両検出手段１により検出された先行車両に追従させるように自車両の走行状態を制御する走行制御手段８と、上記先行車両検出手段１の出力信号に応じて先行車両が検出外に移動する先行車両のロストが発生したか否かを判定するロスト判定手段９と、該ロスト判定手段９により先行車両のロストが発生したと判定された時点における先行車両と自車両との車間時間に応じて車速の変化度合を設定する加速度設定手段１０とが設けられている。

上記走行制御手段８は、ステアリングホイール等に設けられたＡＣＣスイッチ２が操作されて追従走行制御を実行することが指示された場合に、運転者が車間距離の設定スイッチを操作することにより設定された目標車間距離、または車両の走行速度に応じて自動的に設定された目標車間距離と、上記先行車両検出手段１の出力に応じて自車両およびその前方を走行する先行車両間の実車間距離との偏差を測定し、該実車間距離と上記目標車間距離との偏差に対応した制御信号をエンジン制御ユニット４またはブレーキ制御ユニット５に制御信号を出力することにより、必要に応じて自車両を加速または減速して先行車両との車間距離を一定に維持する機能を有している。

また、上記ロスト判定手段９は、先行車両に自車両を追従させる追従走行制御の実行時に、先行車両が車線変更する等により上記先行車両検出手段１の検出範囲内から検出範囲外に移動した場合に、先行車両のロストが発生したと判定し、先行車両のロスト発生信号を上記加速度設定手段１０に出力するように構成されている。

上記加速度設定手段１０は、先行車両のロスト発生時点における先行車両と自車両との車間時間、つまり先行車両が停止した場合に該停止時点から自車両が現在の走行速度で先行車両に到達するまでの時間に応じ、上記先行車両のロスト発生時における車速の変化度合を調整するための加速度を設定する機能を有し、上記車間時間が長い場合には、該車間時間が短い場合に比べて上記加速度を小さな値に設定するように構成されている。

具体的には、上記ロスト判定手段９により先行車両のロストが発生したと判定された時点における車間時間が、例えば極短時間、短時間、中程度の時間または長時間の何れであるかが加速度設定手段１０において判別されるとともに、この判別結果に応じて予め設定された４種類の加速度α，β，γ，δから上記車間時間に対応した加速度が選択され、該加速度の選択信号が上記走行制御手段８に出力される。上記加速度α，β，γ，δは、その値がα＞β＞γ＞δとなるように設定され、上記車間時間が長いほど、小さな値の加速度が選択されるようになっている。

そして、上記加速度設定手段１０により設定された加速度に対応した加速指令信号が上記走行制御手段８から上記エンジン制御ユニット４に出力されることにより、上記車間時間が長い場合には、該車間時間が小さい場合に比べて自車両の走行速度を緩やかに変化させるとともに、自車両の走行速度をゆっくりと上昇させて設定車速に一致させる加速制御が実行されることになる。

また、上記加速度設定手段１０には、先行車両と自車両との車間時間に応じて求められた加速度をフィルタリング処理することにより、加速度の変化度合を緩やかに変化させるように調節する躍度コントロール用フィルター１１が設けられている。該躍度コントロール用フィルター１１は、例えば図２に示すような二次遅れフィルター等からなり、加速度の入力値になまし処理を施すことにより、図３の実線で示す入力値を、図３の破線で示すように緩やかに変化させて出力する機能を有している。なお、図２において、ωｎ^２は、カットオフ周波数（ｒａｄ／ｓｅｃ）であり、ζは、減衰特性である。

さらに、上記加速度設定手段１０は、自車両がトンネル内に侵入してオートヘッドライドが点灯状態になったことがオートライトセンサ７の出力信号に応じて判別された場合に、上記先行車両のロスト発生時点における車間時間の大小に拘わらず、例えば最も小さな値の加速度δを選択する等により、通常路の走行時に比べて小さな値の加速度を設定するように構成されている。

上記走行制御ユニット６により実行される追従走行の制御時における制御動作を、図４に示すフローチャートに基づいて説明する。上記制御動作がスタートすると、まず上記アダプティブクルーズコントロールスイッチ（ＡＣＣ ＳＷ）２がＯＮ操作された追従走行制御の実行状態にあるか否かを判定し（ステップＳ１）、ＹＥＳと判定された場合には、上記先行車両検出手段１の出力信号に応じて自車両の前方に走行する先行車両のロストが発生したか否かを判定する（ステップＳ２）。

上記ステップＳ２でＹＥＳと判定されて先行車両のロストが発生したことが確認された場合には、上記オートライトセンサ７の出力信号に応じて自車両がトンネル内に侵入したか否かを判定し（ステップＳ３）、ＹＥＳと判定された場合には、予め設定された４種類の加速度α，β，γ，δから、その値がもっとも小さい加速度δを選択した後（ステップＳ４）、ステップＳ６に移行して上記加速度に対応した加速指令信号を走行制御手段８からエンジン制御ユニット４に出力することにより、自車両の走行速度を設定車速に一致させる加速制御を実行する。

上記ステップＳ３でＮＯと判定され、自車両がトンネル内に侵入した状態にないことが確認された場合には、予め設定された４種類の加速度α，β，γ，δから上記ロスト判定手段９により先行車両のロストが発生したと判定された時点における車間時間に応じた加速度を選択した後（ステップＳ５）、該ステップＳ５で選択された加速度に対応した加速指令信号を上記走行制御手段８から上記エンジン制御ユニット４に出力することにより、自車両の走行速度を設定車速に一致させる加速制御を実行する（ステップＳ６）。

上記のように自車両の前方を走行する先行車両を検出する先行車両検出手段１と、該先行車両検出手段１により検出された先行車両に追従させるように自車両の走行状態を制御する車両用走行制御装置であって、上記先行車両検出手段１の検出信号に応じて先行車両が検出外に移動する先行車両のロストが発生したか否かを判定するロスト判定手段９と、該ロスト判定手段９により先行車両のロストが発生したと判定された場合に自車両の走行速度を設定車速に一致させるように制御する走行制御手段８と、上記先行車両のロスト発生時における先行車両と自車両との車間時間に応じて自車両を加速するための加速度を設定し、該車間時間が長い場合には小さい場合に比べて小さな値の加速度を設定する加速度設定手段１０とを設けたため、自車両の前方を走行する先行車両に自車両を追従させる追従走行制御の実行時に、先行車両を見失うロスト状態が発生した場合に、自車両の走行状態を適正に制御することができる。

例えば、図５に示すように、先行車両Ｂと自車両Ａとの車間時間が長く、両者が大きく離間した走行状態では、旋回路の走行時に先行車両Ｂが車線変更等をしていないにも拘わらず、先行車両検出手段１の検出範囲Ｃ外に先行車両Ｂが移行してロスト状態となったと誤判定される可能性が高い。このため、上記実施形態では、予め設定された４種類の加速度α，β，γ，δから、例えば最も小さな値の加速度δを選択することにより、図７の線Ｈで示すように、先行車両Ｂを見失うロストが発生したと判定された時点ｔ１から所定時点ｔ３までの間に、自車両Ａの走行速度を目標車速まで緩やかに上昇させるように構成している。

したがって、上記車間時間が長い走行状態で旋回路等の走行時に先行車両Ｂを一時的に見失った時点ｔ１で、自車両が急加速されて自車両Ａが先行車両Ｂに急接近した状態で該先行車両Ｂが再発見されるという事態の発生を効果的に抑制することができるとともに、該先行車両Ｂの再発見時に自車両Ａが急減速されて乗員が不快感を受けるのを防ぐことができる。そして、上記先行車両Ｂに自車両Ａが接近する前に該先行車両Ｂを効果的に再発見することができるため、これに自車両Ａを追従させる追従走行制御を継続して適正に実行できるという利点がある。

一方、図６に示すように、先行車両Ｂと自車両Ａとの車間時間が短く、両者が互いに接近した走行状態では、先行車両Ｂが右折または左折したり、車線変更したりしない限り、先行車両Ｂのロストが発生する可能性は低く、旋回路の走行時に先行車両Ｂを一時的に見失うこと起因して先行車両Ｂのロストが発生したと誤判定される可能性は低い。このため、上記実施形態では、上記加速度δよりも大きな値の加速度、例えば加速度αを選択することにより、図７の線Ｅで示すように、先行車両Ｂを見失うロストが発生したと判定された時点ｔ１から自車両Ａの走行速度を速やかに上昇させ、上記時点ｔ３よりも前の時点ｔ２で目標車速に上昇させることができるように構成している。

したがって、先行車両Ｂと自車両Ａとの車間時間が短く、両者が互いに接近した走行状態では、先行車両Ｂが車線変更する等により先行車両Ｂのロストが発生した時点ｔ１から、自車両Ａを速やかに加速することにより、その走行速度を設定車速まで早期に上昇させ、自車両Ａを上記追従走行の制御状態から定速走行の制御状態へと迅速かつ適正に移行できるという利点がある。なお、図７において、破線Ｆは、加速度設定手段１０により加速度βを選択した場合の加速特性を示し、かつ破線Ｇは、加速度設定手段１０により加速度γを選択した場合の加速特性を示している。

また、上記実施形態では、先行車両Ｂと自車両Ａとの車間時間に応じて求められた加速度をフィルタリング処理することにより、加速度の変化度合を緩やかに変化させる躍度コントロール用フィルター１１を加速度設定手段１０に設けたため、上記先行車両Ｂのロストが発生して自車両Ａの走行速度を設定車速に一致させるために加速する際に、その加速度が急変することに起因して乗員に不快感が与えられるのを効果的に防止しつつ、上記定速走行の制御状態に速やかに移行させることが可能となるという利点がある。

さらに、上記実施形態に示すように、先行車両Ｂのロスト発生時に上記オートライトセンサ７の出力信号に応じて自車両がトンネル内に侵入したか否かを判定し、ＹＥＳと判定された場合には、加速度設定手段１０により予め設定された４種類の加速度α，β，γ，δから、例えばその値がもっとも小さい加速度δを選択するとともに、上記加速度に対応した加速指令信号を走行制御手段８からエンジン制御ユニット４に出力することにより、自車両Ａの走行速度を設定車速に一致させる加速制御を実行するように構成したため、先行車両Ｂを見失い易い環境の走行時に、先行車両Ｂを一時的に見失った時点で、自車両Ａが急加速されて先行車両Ｂに急接近した状態となるという事態の発生を効果的に防止することができる。

すなわち、トンネル内の走行時には、先行車両検出手段１を構成するレーザー装置から照射されたミリ波またはレーザー光等が先行車両Ｂ以外からの反射波等を受信することによる誤検出が発生し易いこと、またトンネル内が暗いために先行車両検出手段１を構成するカメラ装置により先行車両Ｂの画像を正確に捉えることができないこと等に起因した誤検出が生じ易い傾向がある。このため、上記実施形態では、予め設定された４種類の加速度α，β，γ，δから、例えば最も小さな値の加速度δを選択することにより、自車両Ａの走行速度を目標車速まで緩やかに上昇させるように構成している。

したがって、上記トンネル内の走行時に先行車両Ｂを一時的に見失った時点で自車両が急加速された後に、自車両Ａが先行車両Ｂに急接近した状態で該先行車両Ｂが再発見されることにより、自車両Ａが急減速されるという事態の発生を効果的に防止することができる。そして、上記トンネル内、またはトンネルを抜けた時点において、先行車両Ｂに自車両Ａが接近する前に該先行車両Ｂを効果的に再発見することができ、これに自車両Ａを追従させる追従走行制御を継続して適正に実行できるという利点がある。

なお、上記実施形態では、先行車両のロスト発生時に上記オートライトセンサ７の出力信号に応じて自車両Ａがトンネル内に侵入したか否かを判定することにより、先行車両Ｂを見失い易い環境の走行状態にあるか否かを判別するように構成した例について説明したが、これに限られず、種々の変更が可能である。例えば、自車両Ａが橋梁の走行状態にあるかを検出する画像検出装置の出力信号、あるいは雨天、降雪あるいは濃霧状態の走行状態にあるか否かをセンサ等の出力信号に応じ、先行車両Ｂを一時的に見失い易い環境の走行状態にあることが上記加速度設定手段１０において検出された場合に、通常路の走行時に比べて小さな値の加速度を設定するように構成してもよい。

また、上記ヨーレートセンサ３の出力信号等に応じて自車両が旋回状態にあるとともに、その旋回半径が予め設定された基準値以下であると判定された場合に、例えば上記加速度設定手段１０により４種類の加速度α，β，γ，δから、その値がもっとも小さい加速度δを選択するとともに、上記加速度に対応した加速指令信号を走行制御手段８からエンジン制御ユニット４に出力することにより、自車両Ａの走行速度を設定車速に一致させる加速制御を実行するように構成してもよい。この構成によれば、自車両Ａが旋回半径の小さい旋回状態にあるために先行車両Ｂを見失い易い環境の走行時に、先行車両Ｂを一時的に見失った状態となった時点で、自車両Ａが急加速されることによる上記弊害の発生を効果的に防止できるという利点がある。

１ 先行車両検出手段
７ オートライトセンサ
８ 走行制御手段
９ ロスト判定手段
１０ 加速度設定手段
１１ 躍度コントロール用フィルター

Claims (3)

1. 自車両の前方を走行する先行車両を検出する先行車両検出手段と、該先行車両検出手段により検出された先行車両に追従させるように自車両の走行状態を制御する車両用走行制御装置であって、上記先行車両検出手段の検出信号に応じて先行車両が検出外に移動する先行車両のロストが発生したか否かを判定するロスト判定手段と、該ロスト判定手段により先行車両のロストが発生したと判定された場合に自車両の走行速度を設定車速に一致させるように制御する走行制御手段と、上記先行車両のロスト発生時における先行車両と自車両との車間時間に応じて自車両を加速するための加速度を設定し、上記車間時間が長い場合には小さい場合に比べて小さな値の加速度を設定する加速度設定手段とを備えたことを特徴とする車両走行制御装置。
2. 上記加速度設定手段には、先行車両と自車両との車間時間に応じて求められた加速度をフィルタリング処理することにより、加速度の変化度合を緩やかに変化させるように調節する躍度コントロール用フィルターが設けられたことを特徴とする請求項１に記載の車両走行制御装置。
3. 上記加速度設定手段は、先行車両を見失い易い環境の走行状態にあることが確認された場合に、通常路の走行時に比べて小さな値の加速度を設定するように構成されたことを特徴とする請求項１または２に記載の車両走行制御装置。

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