JP2013107431A - 車間距離制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】より安全性の高いＡＣＣ走行時の車線変更を実現する。
【解決手段】隣接車線を走行する車両の間を目標スペースとして車線変更する際、隣接車線における先行車両２２との車間距離と後続車両２３との車間距離とが等しくなるよう車速を制御し、車線変更後は、先行車両２２との車間距離をＡＣＣ設定車間距離に戻す際、後続車両２３との車間距離が基準車間距離Ｌ_base以下のときは、減速度を限定した上で先行車両２２との車間距離がＡＣＣ設定車間距離Ｌ_accとなるような車速を決定することで、より安全性の高いＡＣＣ走行時の車線変更を実現する。
【選択図】図２

Description

本発明は車線変更時の車間距離制御装置に関する。

車両走行制御装置の従来技術として、自車両の車線に先行車両が無い場合には定速走行を行い、自車両の車線に先行車両がある場合には先行車両との車間距離を予め設定した値に保つＡＣＣ（Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｃｒｕｓｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｅｒ：定速走行及び車間距離制御装置）が知られている。

ＡＣＣ走行中において隣接する車線を走行中の２台の車両の間に車線変更する際、先行車両や後続車両への衝突または進路妨害を防ぐ手段として、２台の車両の内より速い車両の車速を基準として自車両の車速を加減速させてから車線変更する装置（特許文献２参照）や、予め設定した車線変更時の先行車両との設定車間距離を取る際、後続車両との車間距離と相対速度も考慮し、先行車両との設定車間距離を取るように減速すると追突する可能性があるときには、自車両の運転手に対して警告を与える装置（特許文献１参照）等がある。

特開２００７‐１８６１４１号公報 特開２００２‐２７９５９９号公報

しかしながら、上述のような装置では、車線変更後に再度通常のＡＣＣ走行に移行するまでの動作に何の制約も設けられていない。

そのため、車線変更直後、先行車両との車間距離がＡＣＣ走行時の設定車間距離に比べて短い場合、通常のＡＣＣ走行に移行し、ＡＣＣ走行時の設定車間距離にまで伸ばそうとすると、自車両が急激に減速してしまう可能性があり、後続車両の車速によっては衝突危険性が高まる場合も想定される。

そこで本発明は上述の問題点を解消し、より安全性の高いＡＣＣ走行時の車線変更時の動作を実現することが目的である。

上記課題を解決する第１の発明に係る車間距離制御装置は、
先行車両が無い場合には定速走行を行い、前記先行車両がある場合には前記先行車両との車間距離を予め設定した設定車間距離に保つように制御する車間距離制御装置において、
車線変更直後、前記先行車両との車間距離が前記設定車間距離よりも短い場合、
後続車両との車間距離が所定値以下のときは、減速度を限定する機能を設ける車線変更判断部と、
前記車線変更判断部で決定した前記減速度を実現するために、エンジン部、ブレーキ部及びトランスミッション部に動作指令を出す車両制御部を備えることを特徴とする。

上記課題を解決する第２の発明に係る車間距離制御装置は、
上記第１の発明に係る車間距離制御装置において、
前記車線変更判断部は、
車線変更前において、運転者に車線変更の意図がある旨の情報が入力されると、前記先行車両との車間距離及び前記後続車両との車間距離が、それぞれ車線変更の可否を判断する際に基準となる車線変更判断距離以上か否かを判断し、前記車線変更判断距離以上であれば、車線変更するための適切な加減速を決定する機能を設けることを特徴とする。

上記課題を解決する第３の発明に係る車間距離制御装置は、
上記第１または第２の発明に係る車間距離制御装置において、
車線変更前において、前記車線変更判断部が、前記先行車両との車間距離または前記後続車両との車間距離の内どちらか一方でも、車線変更の可否を判断する際に基準となる車線変更判断距離未満であると判断した場合に、警報により車線変更の先送りを前記運転者に促す情報提供部を備えることを特徴とする。

上記課題を解決する第４の発明に係る車間距離制御装置は、
上記第１乃至第３いずれか１つの発明に係る車間距離制御装置において、
前記車線変更判断部は、
車線変更中において、前記先行車両との車間距離と前記後続車両との車間距離が等しくなるように車速を決定する機能を設けることを特徴とする。

上記課題を解決する第５の発明に係る車間距離制御装置は、
上記第１乃至第４いずれか１つの発明に係る車間距離制御装置において、
前記自車両前方全体の状況を確認する車両前方監視部と、
前記自車両後側方及び後方の状況を監視する車両後側方監視部と、
前記運転者の車線変更の意図を、方向指示器操作部の操作及びハンドル部の角度から検出する運転操作検出部と、
前記車両前方監視部及び前記車両後側方監視部から入力した情報を基に、隣接車線の中で最も前記自車両から近い前方にある車両を前記先行車両として認識し、隣接車線の中で最も前記自車両から近い後側方にある車両を前記後続車両として認識し、前記先行車両及び前記後続車両の前記自車両に対する車間距離と相対速度をそれぞれ算出し、さらに、車線変更後まで前記先行車両及び前記後続車両の前記自車両に対する車間距離と相対速度をそれぞれ繰り返し算出し続ける他車両情報算出部と、
前記他車両情報算出部で算出した情報を記憶及び更新する他車両情報記憶部とを備え、
前記車線変更判断部は、前記他車両情報算出部、前記他車両情報記憶部及び前記運転操作検出部から入力した情報を基に作動することを特徴とする。

上記第１の発明に係る車間距離制御装置によれば、車線変更後、先行車両と自車両との車間距離を設定車間距離まで広げるために減速する際、後続車両と自車両との車間距離が基準車間距離以下である場合、減速度を制限することで、先行車両及び後続車両との衝突危険性を低減することが可能となる。

上記第２の発明に係る車間距離制御装置によれば、車線変更前に、予め車線変更が可能か否かを判断し、可能であれば車線変更するための適切な加減速を決定することで、スムーズな車線変更及び合流を実現することができる。

上記第３の発明に係る車間距離制御装置によれば、車線変更前に、予め車線変更が可能か否かを判断し、可能でなければ警報により車線変更の先送りを運転者に促すことで、車線変更時の先行車両及び後続車両との衝突危険性を低減することができる。

上記第４の発明に係る車間距離制御装置によれば、車線変更時に、先行車両との車間距離と後続車両との車間距離が等しくなるように加減速を制御することで、よりスムーズな車線変更や合流を実現できる。

上記第５の発明に係る車間距離制御装置によれば、他車両情報算出部、他車両情報記憶部及び運転操作設定部から入力した情報を基に、車線変更判断部において、車線変更時と車線変更後における適切な加減速をそれぞれ決定することができる。

本発明の実施例１に係る車間距離制御装置の構成図である。 本発明の実施例１に係る車間距離制御装置による車線変更を示した概略図である。（ａ）は前方をセンサで監視している状態、（ｂ）は後側方をセンサで監視している状態、（ｃ）は車線変更直後の先行車両との車間距離と後続車両との車間距離が等しい状態、（ｄ）は車線変更後、先行車両との車間距離をＡＣＣ設定車間距離に合わせた状態を示している。 本発明の実施例１に係る車間距離制御のフローチャートである。 本発明の実施例１に係る車間距離制御装置の車線変更判断距離と自車両に対する各車両の相対速度の関係を示すグラフである。（ａ）は先行車両について、（ｂ）は後続車両についてのグラフである。

以下、本発明に係る車間距離制御装置を実施例にて図面を用いて説明する。

本発明の実施例１に係る装置について図１及び図２を用いて説明する。本装置は、ＡＣＣ設定操作部１、車両前方監視部２、車両後側方監視部３、運転操作検出部４、他車両情報算出部５、他車両情報記憶部６、車線変更判断部７、情報提供部９及び車両制御部１０を備える。また、他車両情報算出部５、他車両情報記憶部６及び車線変更判断部７は、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｕｎｉｔ：電子制御装置）８内に設けられている。

上述のＡＣＣ設定操作部１は、運転者が、ＡＣＣ走行中における先行車両との設定車間距離（以下、ＡＣＣ設定車間距離と記載）を設定し、さらに、ＡＣＣ走行のＯＮとＯＦＦの切り替えを行う。

上述の車両前方監視部２は、ＡＣＣ設定操作部１にてＡＣＣ走行をＯＮとした場合、図２（ａ）の前方監視範囲２１ａのように、センサにより自車両２１前方の状況を監視し、当該情報を他車両情報算出部５へ出力する。

上述の車両後側方監視部３は、ＡＣＣ設定操作部１にてＡＣＣ走行をＯＮとした場合、通常のＡＣＣ走行から車線変更終了後までの期間は、図２（ｂ）の後側方監視範囲２１ｂのように自車両２１の後側方の状況をセンサにより監視し、車線変更終了直後から先行車両２２との車間距離がＡＣＣ設定車間距離となるまでの期間は、図２（ｄ）の後方監視範囲２１ｂのように自車両２１の後方の状況をセンサにより監視し、当該情報を他車両情報算出部５へ出力する。

上述の運転操作検出部４は、運転者の車線変更の意図を方向指示器操作部の操作及びハンドル部の角度から検出し、当該検出情報を他車両情報算出部５及び車線変更判断部７へ出力する。

上述の他車両情報算出部５は、運転者に車線変更の意図がある旨の情報が運転操作検出部４より入力されると、車両前方監視部２及び車両後側方監視部３から入力した情報を基に、隣接車線を走行する車両の台数を算出し、隣接車線の中で最も自車両２１から近い前方にある車両を先行車両２２として認識し、隣接車線の中で最も自車両２１から近い後側方にある車両を後続車両２３として認識し、先行車両２２及び後続車両２３の自車両２１に対する相対位置と相対速度をそれぞれ算出し、さらに、車線変更後まで先行車両２２及び後続車両２３の自車両２１に対する相対位置と相対速度をそれぞれ繰り返し算出し続ける。

上述の他車両情報記憶部６は、他車両情報算出部５で算出した各車両の情報を記憶及び更新する。

上述の車線変更判断部７は、車線変更前において、運転者に車線変更の意図がある旨の情報が運転操作検出部４より入力されると、先行車両２２との車間距離及び後続車両２３との車間距離が、車線変更の可否を判断する際に基準となる車線変更判断距離Ｌ以上か否かを判断し、車線変更判断距離Ｌ以上であれば車線変更するための適切な加減速を決定し、当該判断結果を車両制御部１０へ出力し、車線変更判断距離Ｌ未満であれば、当該判断結果は情報提供部９へ出力する。

尚、上述の車線変更するための適切な加減速の値とは、図２（ｃ）のように、先行車両２２と自車両２１との車間距離と、後続車両２３と自車両２１との車間距離が等しくなる値である。このように設定することで、先行車両２２または後続車両２３のどちらか一方と自車両２１との車間距離が短くなることがなくなり、よりスムーズに車線変更することが可能となる。

ここで車線変更判断距離Ｌについて図４を用いて説明する。図４は、車線変更の可否を判断する際に基準とする車線変更判断距離Ｌと、自車両２１に対する各車両の相対速度Ｖ_relの関係を示したグラフであり、（ａ）は先行車両２２について、（ｂ）は後続車両２３についてのグラフである（（ｂ）は縦軸の向きが上下逆となっているが、これは後続車両２３に関するグラフであることを示している）。グラフ内のＡＣＣ設定車間距離Ｌ_accは運転者により設定され、基準車間距離Ｌ_baseは車線変更判断部７に予め設定されている。

図４（ａ）における車線変更判断距離Ｌは、自車両２１に対する先行車両２２の相対速度Ｖ_relが規定値以下ではＡＣＣ設定車間距離Ｌ_accと同値で一定となり、相対速度Ｖ_relが規定値より大きくなると相対速度Ｖ_relの増加と共に減少していき、相対速度Ｖ_relが０以上の値、即ち先行車両２２が自車両２１と同じまたは自車両２１より速くなると、基準車間距離Ｌ_baseで一定の値となる。

図４（ｂ）における車線変更判断距離Ｌは、自車両２１に対する後続車両２３の相対速度Ｖ_relが０以下の値、即ち後続車両２３が自車両２１と同じまたは自車両２１よりも遅いときは、基準車間距離Ｌ_baseと同値で一定となり、相対速度Ｖ_relが０より大きな値、即ち後続車両２３が自車両２１よりも速くなると、相対速度Ｖ_relの増加と共に増大していき、相対速度Ｖ_relが規定値以上になるとＡＣＣ設定車間距離Ｌ_accと同値で一定となる。

さらに、車線変更直後においては、先行車両２２との車間距離がＡＣＣ設定車間距離Ｌ_accよりも短い場合、後続車両２３との車間距離が基準車間距離Ｌ_base以下のときは、減速度を限定しながら先行車両２２との車間距離がＡＣＣ設定車間距離Ｌ_accとなるよう制御し、後続車両２３との車間距離が基準車間距離Ｌ_base以上のときは、減速度の限定をせずにＡＣＣ設定車間距離Ｌ_accとなるよう制御する機能を設ける（図２（ｄ）参照）。

上述のＥＣＵ８は、車両の各制御を行う機能全般が設けられているが、本発明に関する機能としては、他車両情報算出部５、他車両情報記憶部６及び車線変更判断部７を設ける。

上述の情報提供部９は、車線変更前において、車線変更判断部７が、先行車両２２との車間距離または後続車両２３との車間距離の内どちらか一方でも車線変更判断距離Ｌ未満であると判断した場合に、警報により車線変更の先送りを運転者に促す。

上述の車両制御部１０は、エンジン部１１、ブレーキ部１２及びトランスミッション部１３に動作指令を出すことで、車線変更判断部７で決定した加減速を実現する。

以下、本装置の動作を図３のフローチャートを用いて説明する。

ステップＳ１では、ＡＣＣ設定操作部１にて運転者がＡＣＣ走行をＯＮとしたか否かを判断する。ＯＮである場合はステップＳ２へ移行し、ＯＦＦである場合には本装置は起動しない。

ステップＳ２では、車両前方監視部２と車両後側方監視部３によって、図２（ａ）（ｂ）のように自車両２１の前方と後側方を監視する。

ステップＳ３では、隣接車線を走行する車両が存在するか否かを判断する。存在する場合はステップＳ４へ移行し、存在しない場合はステップＳ１へ移行する。

ステップＳ４では、他車両情報算出部５により、隣接車線を走行する車両の台数、各車両と自車両２１との車間距離及び相対速度を算出する。

ステップＳ５では、他車両情報記憶部６により、他車両情報算出部５で算出された車間距離と相対速度を記憶及び更新する。

ステップＳ６では、他車両情報算出部５により、隣接車線において自車両２１から最も近い前方車両と後側方車両を、それぞれ先行車両２２と後続車両２３に設定する。

ステップＳ７では、運転操作検出部４により、運転者が車線変更を行おうとしているか否かを判断する。車線変更を行おうとしている場合はステップＳ８へ移行し、そうでない場合はステップＳ１へ移行する。

ステップＳ８では、車線変更判断部７により、先行車両２２と自車両２１、後続車両２３と自車両２１のそれぞれの車間距離が、図４における車線変更判断距離Ｌ以上か否かを判断する。車線変更判断距離Ｌ以上であればステップＳ１０へ、車線変更判断距離Ｌ以上でなければステップＳ９へ移行する。

ステップＳ９では、情報提供部９により、一定時間警報を発して車線変更の先送りを推奨し、ステップＳ１１へ移行する。

ステップＳ１０では、車線変更開始から車線変更終了まで、車両制御部１０からエンジン部１１、ブレーキ部１２及びトランスミッション部１３へ動作指令を出し、図２（ｃ）のように、先行車両２２と自車両２１の車間距離と、後続車両２３と自車両２１の車間距離とが等しくなるよう車線変更判断部７が決定した車速に制御する。

ステップＳ１１では、車線変更判断部７により、先行車両２２と自車両２１との車間距離がＡＣＣ設定車間距離Ｌ_acc以下か否かを判断する。ＡＣＣ設定車間距離Ｌ_acc以下ならステップＳ１２へ、ＡＣＣ設定車間距離Ｌ_acc以下でないならステップＳ１５へ移行する。

ステップＳ１２では、車線変更判断部７により、後続車両２３と自車両２１との車間距離が基準車間距離Ｌ_base以下か否かを判断する。基準車間距離Ｌ_base以下ならステップＳ１３へ、基準車間距離Ｌ_base以下でないならステップＳ１４へ移行する。

このとき車両後側方監視部３、図２（ｄ）の後方監視範囲２１ｂのように、自車両２１の後側方ではなく後方を監視することで、後続車両２３の監視を可能とする。

ステップＳ１３では、車線変更判断部７により、後続車両２３の相対速度Ｖ_relが所定値以下にならないように、自車両２１の減速度を予め設定してある値Ａ_base以下に限定する。

ステップＳ１４では、先行車両２２との車間距離がＡＣＣ設定車間距離Ｌ_accと等しくなるよう車速制御を行う。

ステップＳ１５では、通常のＡＣＣ走行制御へ移行する。

ステップＳ１６では、ＡＣＣ設定操作部１にて運転者がＡＣＣ走行をＯＦＦとしたか否かを判断する。ＯＦＦであれば本装置の動作は終了し、ＯＮのままであればステップＳ２へ移行する。

このように、本装置では、隣接車線を走行する車両の間を目標スペースとして車線変更する際、先行車両２２との車間距離が後続車両２３との車間距離と等しくなるよう車速を制御し、車線変更後は先行車両２２との車間距離がＡＣＣ設定車間距離Ｌ_accとなるように車速を制御することで、スムーズな車線変更を実現する。

本発明は車線変更時の車間距離制御装置として好適である。

１ ＡＣＣ設定操作部
２ 車両前方監視部
３ 車両後側方監視部
４ 運転操作検出部
５ 他車両情報算出部
６ 他車両情報記憶部
７ 車線変更判断部
８ ＥＣＵ
９ 情報提供部
１０ 車両制御部
１１ エンジン部
１２ ブレーキ部
１３ トランスミッション部
２１ 自車両
２１ａ 前方監視範囲
２１ｂ 後側方（または後方）監視範囲
２２ 先行車両（隣接車線の中で最も自車両に近い前方車両）
２３ 後続車両（隣接車線の中で最も自車両に近い後側方車両）

Claims (5)

1. 先行車両が無い場合には定速走行を行い、前記先行車両がある場合には前記先行車両との車間距離を予め設定した設定車間距離に保つように制御する車間距離制御装置において、
   車線変更直後、前記先行車両との車間距離が前記設定車間距離よりも短い場合、
   後続車両との車間距離が所定値以下のときは、減速度を限定する機能を設ける車線変更判断部と、
   前記車線変更判断部で決定した前記減速度を実現するために、エンジン部、ブレーキ部及びトランスミッション部に動作指令を出す車両制御部を備えることを特徴とする車間距離制御装置。
2. 前記車線変更判断部は、
   車線変更前において、運転者に車線変更の意図がある旨の情報が入力されると、前記先行車両との車間距離及び前記後続車両との車間距離が、それぞれ車線変更の可否を判断する際に基準となる車線変更判断距離以上か否かを判断し、前記車線変更判断距離以上であれば、車線変更するための適切な加減速を決定する機能を設けることを特徴とする請求項１に記載の車間距離制御装置。
3. 車線変更前において、前記車線変更判断部が、前記先行車両との車間距離または前記後続車両との車間距離の内どちらか一方でも、車線変更の可否を判断する際に基準となる車線変更判断距離未満であると判断した場合に、警報により車線変更の先送りを前記運転者に促す情報提供部を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の車間距離制御装置。
4. 前記車線変更判断部は、
   車線変更中において、前記先行車両との車間距離と前記後続車両との車間距離が等しくなるように車速を決定する機能を設けることを特徴とする請求項１乃至３いずれか１項に記載の車間距離制御装置。
5. 前記自車両前方全体の状況を確認する車両前方監視部と、
   前記自車両後側方及び後方の状況を監視する車両後側方監視部と、
   前記運転者の車線変更の意図を、方向指示器操作部の操作及びハンドル部の角度から検出する運転操作検出部と、
   前記車両前方監視部及び前記車両後側方監視部から入力した情報を基に、隣接車線の中で最も前記自車両から近い前方にある車両を前記先行車両として認識し、隣接車線の中で最も前記自車両から近い後側方にある車両を前記後続車両として認識し、前記先行車両及び前記後続車両の前記自車両に対する車間距離と相対速度をそれぞれ算出し、さらに、車線変更後まで前記先行車両及び前記後続車両の前記自車両に対する車間距離と相対速度をそれぞれ繰り返し算出し続ける他車両情報算出部と、
   前記他車両情報算出部で算出した情報を記憶及び更新する他車両情報記憶部とを備え、
   前記車線変更判断部は、前記他車両情報算出部、前記他車両情報記憶部及び前記運転操作検出部から入力した情報を基に作動することを特徴とする請求項１乃至４いずれか１項に記載の車間距離制御装置。

Images