JP2016188053A - 走行制御装置 - Google Patents

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裕之 渡邉
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Abstract

【課題】車両が不安定になる状態を的確に回避可能な走行制御装置の提供を目的とする。
【解決手段】走行制御装置１は、無線通信部２０と算出部２１とエンジン制御部１２とブレーキ制御部１３とを備える。無線通信部２０は、先行車両２Ｂが収集した路面状況に関連する路面関連情報を受信する。算出部２１は、無線通信部２０が受信した路面関連情報に基づいて、自車両２Ａが安定した走行状態から不安定な走行状態へ移行する可能性が高くなる限界速度を算出する。エンジン制御部１２及び／又はブレーキ制御部１３は、エンジン３の出力を制限し、及び／又はブレーキ４を作動させて、自車両２Ａの走行速度を、算出部２１が算出した限界速度未満に制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、走行制御装置に関する。
特許文献１には、他車両が収集したスリップ検知情報、天候情報、交通情報、催事情報等の走行関連情報を受信して、受信した走行関連情報を自車両のディスプレイに表示して運転者への報知を行うシステムが記載されている。
特開２０１３−１２７７３７号公報
特許文献１のシステムでは、運転者の判断に基づく操作によって車両の走行が制御されるので、運転者の判断や操作が誤っていると、車両の走行状態の不安定化を招く可能性がある。
そこで、本発明は、車両が不安定になる状態を的確に回避可能な走行制御装置の提供を目的とする。
上記目的を達成すべく、本発明の第１態様は、車両（自車両）に搭載される走行制御装置であって、受信手段と算出手段と制御手段とを備える。受信手段は、先行車両が収集した路面状況に関連する路面関連情報を受信する。算出手段は、自車両が安定した走行状態から不安定な走行状態へ移行する可能性が高くなる限界速度を、受信手段が受信した路面関連情報に基づいて算出する。制御手段は、算出手段が算出した限界速度未満で自車両が走行するように、エンジンの出力を制限し、及び／又はブレーキを作動させる。
上記構成では、先行車両が収集した路面関連情報に基づいて、自車両の走行状態が不安定となる可能性が生じる限界速度を算出する。そして、エンジンに出力を制限させ、及び／又はブレーキを作動させて、自車両の走行速度を限界速度未満に制御する。従って、運転者の判断や操作とは無関係に、車両を安定して走行させることができる。
本発明の第２態様は、第１態様の走行制御装置であって、受信手段が受信する路面関連情報には、制動を制御するアンチロックブレーキシステムが作動した時の減速度を示す路面値、又は車両安定性制御装置が作動した時の横加速度を示す路面値が含まれる。制御手段は、受信手段が受信した路面値未満の減速度となるようにブレーキを作動させる。
上記構成では、自車両の走行速度が限界速度を超過している場合であっても、車両を安定して、限界速度未満まで減速させることができる。
本発明の第３態様は、第２態様の走行制御装置であって、算出手段は、自車両がカーブに進入する前に、次式（１）により限界速度を算出する。
Figure 2016188053
但し、μは路面値［ｍ／ｓ２］、ＶＬは限界速度［ｍ／ｓ］、Ｒはカーブの曲率半径［ｍ］である。
上記構成では、カーブを走行する車両の状態を安定させることができる。
本発明の第４態様は、第２態様又は第３態様の走行制御装置であって、算出手段は、カーナビゲーションシステムに誘導されて自車両が右左折する前に、次式（２）により限界速度を算出する。
Figure 2016188053
但し、μは路面値［ｍ／ｓ２］、ＶＬは限界速度［ｍ／ｓ］、ｒは自車両の最小旋回半径［ｍ］である。
上記構成では、カーナビゲーションシステムに誘導されて右左折する車両の状態を安定させることができる。
本発明の第５態様は、第２態様〜第４態様のいずれかの走行制御装置であって、位置情報取得手段と車速センサとを備える。位置情報取得手段は、自車両の位置を示す自車両位置を取得する。
車速センサは、自車両の走行速度を検出する。受信手段が受信する路面関連情報には、アンチロックブレーキシステム又は車両安定性制御装置が作動した時の先行車両の位置を示す作動位置が含まれる。算出手段は、車速センサが検出する自車両の走行速度、算出手段が算出した限界速度、並びに受信手段が受信した路面値及び作動位置に基づいて、制御手段がブレーキを作動させる減速開始位置を算出する。
制御手段は、位置情報取得手段が取得する自車両位置が、算出手段が算出した減速開始位置に到達するまでにブレーキを作動させて減速を開始させることによって、位置情報取得手段が取得する自車両位置が、受信手段が受信した作動位置に到達するまでに、自車両の走行速度を、算出手段が算出した限界速度未満に制御する。
上記構成では、自車両の走行速度が限界速度を超過している場合であっても、車両の走行状態が不安定となる前に、自車両の車速を限界速度未満まで減速させることができる。
本発明によれば、車両が不安定になる状態を的確に回避することができる。
本発明の実施形態の走行制御装置が構成する制御処理システムを示すブロック図である。 図１に示す走行制御システムによる処理の流れを示すフローチャートである。
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１に示すように、本実施形態の走行制御装置は走行制御システム１を構成する。走行制御システム１は、複数の車両２（自車両２Ａ及び他の車両（先行車両）２Ｂ）の間で情報の送受信が可能なネットワークシステムによって実現される。なお、自車両２Ａには本実施形態の走行制御装置が搭載されているが、他の車両２Ｂについては、路面関連情報を収集して外部へ送信する機能を備えていればよく、本実施形態の走行制御装置が搭載されている必要はない。
各車両２は、エンジン３と、ブレーキ（サービスブレーキ）４と、走行制御ユニット５と、カーナビゲーションシステム６と、車速センサ７と、横加速度センサ８と、情報制御ユニット９とを備える。
エンジン３は、走行制御ユニット５によって出力が制御される。ブレーキ４は、走行制御ユニット５によって制動動作が制御される。
走行制御ユニット５は、記憶部１０とＣＰＵ（Central Processing Unit）１１とを有する。記憶部１０は、例えばＲＡＭ（Random Access Memory）などの記録媒体によって構成され、ＣＰＵ１１が各種処理を実行するための処理プログラムと各種処理を実行する際に用いる各種データ及び各種フラグが記憶されている。ＣＰＵ１１は、記憶部１０に記憶された処理プログラムを実行することによって、エンジン制御部１２及びブレーキ制御部１３として機能する。
エンジン制御部１２は、エンジン３の出力を制御する制御手段として機能し、自車両２Ａの走行速度（車速）を、後述する算出部２１が算出した限界速度ＶＬ［ｍ／ｓ］未満に制御する。限界速度ＶＬ［ｍ／ｓ］とは、当該車両２が安定した走行状態から不安定な走行状態へ移行する可能性が高くなる車速である。
このエンジン制御部１２は、ブレーキ制御部１３及び横加速度センサ８とともに、自車両２Ａの車両安定性制御装置（ＥＶＳＣ：Electronic Vehicle Stability Control）１４を構成する。車両安定性制御装置１４は、作動することによって、自車両２Ａの横滑り及び横転を防ぐ。
ブレーキ制御部１３は、エンジン３によるエンジンブレーキの動作、及びブレーキ４の制動動作を制御する制御手段として機能し、自車両２Ａの走行速度を、後述する算出部２１が算出した限界速度ＶＬ［ｍ／ｓ］未満に制御する。また、ブレーキ制御部１３は、先行車両２Ｂが収集した路面関連情報に含まれる路面値μ［ｍ／ｓ２］未満の減速度［ｍ／ｓ２］となるように、エンジン３によるエンジンブレーキ及び／又はブレーキ４を作動させる。
具体的に、ブレーキ制御部１３は、自車両２Ａの位置が、後述する算出部２１が算出した減速開始位置に到達するまでに、エンジン３によるエンジンブレーキ及び／又はブレーキ４を作動させて減速を開始させる。これにより、自車両２Ａの位置が、先行車両２Ｂの車両安定性制御装置１４又はアンチロックブレーキシステム１５が作動した位置に到達するまでに、自車両２Ａの走行速度［ｍ／ｓ］を、限界速度ＶＬ［ｍ／ｓ］未満まで減速することができる。
このブレーキ制御部１３は、車速センサ７とともに、自車両２Ａの制動を制御するアンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ：Antilock Brake System）１５を構成する。アンチロックブレーキシステム１５は、作動することによって、タイヤのロックを防ぎ、自車両２Ａの進行方向の安定性を保つ。
カーナビゲーションシステム６は、モニター表示や音声によって目的地への経路を報知するシステムであり、ＧＰＳ（Global Positioning System）受信機１６を備える。ＧＰＳ受信機１６は、自車両２Ａの位置を衛星から取得する位置情報取得手段として機能する。
車速センサ７は、自車両２Ａの走行速度を検出する。横加速度センサ８は、自車両２Ａの横加速度を検出する。
情報制御ユニット９は、記憶部１７とＣＰＵ（Central Processing Unit）１８とアンテナ１９とを有する。記憶部１７は、例えばＲＡＭ（Random Access Memory）などの記録媒体によって構成され、ＣＰＵ１８が各種処理を実行するための処理プログラムと各種処理を実行する際に用いる各種データ（自車両２Ａの最小旋回半径ｒ［ｍ］を含む。）及び各種フラグが記憶されている。ＣＰＵ１８は、記憶部１７に記憶された処理プログラムを実行することによって、無線通信部（受信手段）２０、算出部（算出手段）２１、判定部２２及び車内通信部２３として機能する。
無線通信部２０は、自車両２Ａから数十ｍ〜数百ｍの範囲内を走行する他の車両２Ｂの無線通信部２０との間で、アンテナ１９を介して情報を送受信する。
具体的に、自車両２Ａの無線通信部２０は、自車両２Ａが収集した路面状況に関連する路面関連情報として、自車両２Ａのアンチロックブレーキシステム１５が作動した時の自車両２Ａの減速度を示す路面値μ［ｍ／ｓ２］及び自車両２Ａの位置を示す作動位置、並びに自車両２Ａの車両安定性制御装置１４が作動した時の自車両２Ａの横加速度を示す路面値μ［ｍ／ｓ２］及び自車両２Ａの位置を示す作動位置を、他の車両２Ｂの無線通信部２０に送信する。
また、自車両２Ａの無線通信部２０は、他の車両２Ｂが収集した路面状況に関連する路面関連情報として、他の車両２Ｂのアンチロックブレーキシステム１５が作動した時の当該車両２（他の車両２Ｂ）の減速度を示す路面値μ［ｍ／ｓ２］及び当該車両２（他の車両２Ｂ）の位置を示す作動位置、並びに他の車両２Ｂの車両安定性制御装置１４が作動した時の当該車両２（他の車両２Ｂ）の横加速度を示す路面値μ［ｍ／ｓ２］及び当該車両２（他の車両２Ｂ）の位置を示す作動位置を、他の車両２Ｂの無線通信部２０から受信する。
算出部２１は、車速センサ７で検出された自車両２Ａの走行速度［ｍ／ｓ］から、自車両２Ａの加速度［ｍ／ｓ２］及び減速度［ｍ／ｓ２］を算出する。また、算出部２１は、先行車両２Ｂが収集した路面関連情報に基づいて、自車両２Ａが安定して走行可能な限界速度を算出する。
限界速度の算出は、自車両２Ａがカーブに進入する前に実行される。カーブ走行時の車速Ｖ［ｍ／ｓ］と横加速度Ｇ［ｍ／ｓ２］とカーブの曲率半径Ｒ［ｍ］との間には、次式（３）の関係が成立する。
Figure 2016188053
式（３）の横加速度Ｇ［ｍ／ｓ２］を、先行車両２Ｂが収集した路面関連情報に含まれる路面値μ［ｍ／ｓ２］に置き換えることによって、当該カーブにおける自車両２Ａの限界速度ＶＬ［ｍ／ｓ］を算出することができる。すなわち、カーブ走行時の自車両２Ａの限界速度ＶＬ［ｍ／ｓ］は、次式（１）によって算出される。
Figure 2016188053
但し、μは先行車両２Ｂが収集した路面値［ｍ／ｓ２］、Ｒはカーブの曲率半径［ｍ］である。なお、カーブの曲率半径Ｒ［ｍ］は、例えばカーナビゲーションシステム６の地図情報から取得又は演算される。
また、限界速度の算出は、自車両２Ａがカーナビゲーションシステム６に誘導されて（カーナビゲーションシステム６によって設定された経路に従って）走行している場合に、自車両２Ａが右左折する前に実行される。右左折時の車速Ｖ［ｍ／ｓ］と横加速度Ｇ［ｍ／ｓ２］と自車両２Ａの最小旋回半径ｒ［ｍ］との間には、次式（４）の関係が成立する。
Figure 2016188053
式（４）の横加速度Ｇ［ｍ／ｓ２］を、先行車両２Ｂが収集した路面関連情報に含まれる路面値μ［ｍ／ｓ２］に置き換えることによって、右左折時の自車両２Ａの限界速度ＶＬ［ｍ／ｓ］を算出することができる。すなわち、右左折時の自車両２Ａの限界速度ＶＬ［ｍ／ｓ］は、次式（２）によって算出される。
Figure 2016188053
但し、μは先行車両２Ｂが収集した路面値［ｍ／ｓ２］、ｒは自車両２Ａの最小旋回半径［ｍ］である。なお、自車両２Ａの最小旋回半径ｒ［ｍ］は、自車両２Ａに固有の情報として記憶部１７に予め記憶される。
さらに、算出部２１は、自車両２Ａの走行速度［ｍ／ｓ］及び限界速度ＶＬ［ｍ／ｓ］、並びに先行車両２Ｂが収集した路面関連情報に含まれる路面値μ［ｍ／ｓ２］及び作動位置に基づいて、ブレーキ制御部１３がブレーキ４を作動させる減速開始位置を算出する。
判定部２２は、ＧＰＳ受信機１６が取得した自車両２Ａの位置と、算出部２１が算出した減速開始位置とを比較して、自車両２Ａの位置が、減速開始位置に到達したか否かを判定する。
車内通信部２３は、自車両２Ａの通信ネットワーク（例えば、ＣＡＮ：Controller Area Network）を通じて、自車両２Ａに搭載された各種機器５〜８との間で情報通信を行う通信インターフェースである。
次に、走行制御システム１による処理の流れについて、図２を参照して説明する。
先行車両２Ｂのアンチロックブレーキシステム１５が作動した時（ステップＳ１）、先行車両２Ｂは、ＧＰＳ受信機１６が取得した位置を、先行車両２Ｂの位置を示す作動位置として記憶部１７に一時的に記録する（ステップＳ２）とともに、算出部２１が算出した先行車両２Ｂの減速度［ｍ／ｓ２］を路面値μ［ｍ／ｓ２］として記憶部１７に一時的に記録する（ステップＳ３）。
記憶部１７に一時的に記録された作動位置及び路面値μ［ｍ／ｓ２］は、路面関連情報として、無線通信部２０同士の通信（車車間通信）により、先行車両２Ｂに後続する自車両２Ａに送信される（ステップＳ４）。なお、路面関連情報は、路車間通信（車路車間通信）によって先行車両２Ｂから自車両２Ａに送信されてもよい。
また、先行車両２Ｂの車両安定性制御装置１４が作動した時（ステップＳ５）、先行車両２Ｂは、ＧＰＳ受信機１６が取得した位置を、先行車両２Ｂの位置を示す作動位置として記憶部１７に一時的に記録する（ステップＳ６）とともに、横加速度センサ８が検出した先行車両２Ｂの横加速度［ｍ／ｓ２］を路面値μ［ｍ／ｓ２］として記憶部１７に一時的に記録する（ステップＳ７）。
記憶部１７に一時的に記録された作動位置及び路面値μ［ｍ／ｓ２］は、路面関連情報として、無線通信部２０同士の通信により、先行車両２Ｂに後続する自車両２Ａに送信される（ステップＳ８）。
先行車両２Ｂから送信された作動位置及び路面値μ［ｍ／ｓ２］を含む路面関連情報は、自車両２Ａで受信され、自車両２Ａの記憶部１７に一時的に記憶される（ステップＳ９）。
その後、先行車両２Ｂのアンチロックブレーキシステム１５又は車両安定性制御装置１４が作動することにより先行車両２Ｂが路面値μ［ｍ／ｓ２］を取得した作動位置に、自車両２Ａが近接し、自車両２Ａの判定部２２が、自車両２Ａの位置が減速開始位置に到達したと判定した場合（ステップＳ１０）、ブレーキ制御部１３は、路面値μ［ｍ／ｓ２］未満の減速度［ｍ／ｓ２］となるように、エンジン３によるエンジンブレーキ及び／又はブレーキ４を作動させ、自車両２Ａの走行速度を、算出部２１が算出した限界速度ＶＬ［ｍ／ｓ］未満に制御する（ステップＳ１１）。
本実施形態によれば、先行車両２Ｂが収集した路面関連情報に基づいて、自車両２Ａが安定して走行可能な限界速度を算出する。そして、エンジン３に出力を制限させ、及び／又はブレーキ４を作動させて、自車両２Ａの走行速度を、限界速度未満に制御する。これにより、運転者の判断や操作とは無関係に、車両２を安定して走行させることができる。
また、自車両２Ａの走行速度が限界速度を超過している場合であっても、車両２を安定して、限界速度未満まで減速させることができる。
さらに、自車両２Ａがカーブに進入する場合であっても、車両２を安定して走行させることができる。
そして、カーナビゲーションシステム６に誘導されて自車両２Ａが右左折する場合であっても、車両２を安定して走行させることができる。
なお、上記実施形態において、先行車両２Ｂが収集した路面関連情報は、自車両２Ａが直接受信する必要はなく、路面関連情報を管理する情報収集システムを経由して受信するものであっても良い。
以上、本発明者によってなされた発明を適用した実施形態について説明したが、この実施形態による本発明の開示の一部をなす論述及び図面により本発明は限定されることはない。すなわち、この実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施形態、実施例及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれることは勿論であることを付け加えておく。
本発明に係る走行制御装置は、トラックその他の車両に利用することができる。
１ 走行制御システム
２ 車両
２Ａ 自車両
２Ｂ 他の車両（先行車両）
３ エンジン
４ ブレーキ
６ カーナビゲーションシステム
７ 車速センサ
１２ エンジン制御部（制御手段）
１３ ブレーキ制御部（制御手段）
１４ 車両安定性制御装置
１５ アンチロックブレーキシステム
１６ ＧＰＳ受信機（位置情報取得手段）
２０ 無線通信部（受信手段）
２１ 算出部（算出手段）

Claims (5)

  1. 車両に搭載される走行制御装置であって、
    先行車両が収集した路面状況に関連する路面関連情報を受信する受信手段と、
    前記車両が安定した走行状態から不安定な走行状態へ移行する可能性が高くなる限界速度を、前記受信手段が受信した前記路面関連情報に基づいて算出する算出手段と、
    前記算出手段が算出した前記限界速度未満で前記車両が走行するように、エンジンの出力を制限し、及び／又はブレーキを作動させる制御手段とを備える
    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であって、
    前記受信手段が受信する前記路面関連情報には、制動を制御するアンチロックブレーキシステムが作動した時の減速度を示す路面値、又は車両安定性制御装置が作動した時の横加速度を示す路面値が含まれ、
    前記制御手段は、前記受信手段が受信した前記路面値未満の減速度となるように前記ブレーキを作動させる
    ことを特徴とする走行制御装置。
  3. 請求項２に記載の走行制御装置であって、
    前記算出手段は、前記車両がカーブに進入する前に、次式（１）により前記限界速度を算出する
    ことを特徴とする走行制御装置。
    Figure 2016188053
     但し、
    μ：路面値［ｍ／ｓ２］
    ＶＬ：限界速度［ｍ／ｓ］
    Ｒ：カーブの曲率半径［ｍ］
  4. 請求項２又は３に記載の走行制御装置であって、
    前記算出手段は、カーナビゲーションシステムに誘導されて前記車両が右左折する前に、次式（２）により前記限界速度を算出する
    ことを特徴とする走行制御装置。
    Figure 2016188053
     但し、
    μ：路面値［ｍ／ｓ２］
    ＶＬ：限界速度［ｍ／ｓ］
    ｒ：車両の最小旋回半径［ｍ］
  5. 請求項２〜４のいずれかに記載の走行制御装置であって、
    前記車両の位置を示す自車両位置を取得する位置情報取得手段と、
    前記車両の走行速度を検出する車速センサとを備え、
    前記受信手段が受信する前記路面関連情報には、前記アンチロックブレーキシステム又は前記車両安定性制御装置が作動した時の前記先行車両の位置を示す作動位置が含まれ、
    前記算出手段は、前記車速センサが検出する前記車両の走行速度、前記算出手段が算出した前記限界速度、並びに前記受信手段が受信した前記路面値及び前記作動位置に基づいて、前記制御手段が前記ブレーキを作動させる減速開始位置を算出し、
    前記制御手段は、前記位置情報取得手段が取得する前記自車両位置が、前記算出手段が算出した前記減速開始位置に到達するまでに前記ブレーキを作動させて減速を開始させることによって、前記位置情報取得手段が取得する前記自車両位置が、前記受信手段が受信した前記作動位置に到達するまでに、前記車両の走行速度を、前記算出手段が算出した前記限界速度未満に制御する
    ことを特徴とする走行制御装置。
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