JP2017171199A

JP2017171199A - 車速制御システム

Info

Publication number: JP2017171199A
Application number: JP2016061367A
Authority: JP
Inventors: 貴俊角田; Takatoshi Kakuta; 敏英佐竹; Toshihide Satake; 清水　雄司; Yuji Shimizu; 雄司清水
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2016-03-25
Filing date: 2016-03-25
Publication date: 2017-09-28
Anticipated expiration: 2036-03-25
Also published as: JP6249422B2

Abstract

【課題】カーブを通過するために十分な減速が与えられ、ドライバに安心感を与えられる車速制御システムを提供する。【解決手段】自車両の旋回運動に関する車両状態量と、自車両前方のカーブに関するカーブ情報を検出し、カーブ情報を基にカーブへ進入するときの第一の制御用車速を演算するとともに車両状態量を基にカーブを旋回するときの第二の制御用車速を演算する。そして、自車両がカーブに進入したことを示す設定条件が成立する前は第一の制御用車速をカーブ走行推奨車速とし、設定条件が成立した後は第二の制御用車速をカーブ走行推奨車速とする。そして、定速走行車速及びカーブ走行推奨車速から自車両の目標車速を決定する。【選択図】図１

Description

本発明は、車速制御システムに関し、特にカーブを走行する際の車速制御システムに関するものである。

ＡＣＣ（ＡｄａｐｔｉｖｅＣｒｕｉｓｅＣｏｎｔｒｏｌ）のような車速制御技術は、自車両前方に先行車両がいない場合は、自車両をドライバが設定した速度で定速走行させ、自車両前方に先行車両がいる場合は先行車両の速度と車間距離に基づいて自車両速度を制御するものとしてよく知られている。

この種の技術の中で、カーナビゲーションシステム等により、カーブへの進入前に、カーブ曲率、カーブ半径、自車両からカーブまでの距離等のカーブ情報を入手し、このカーブ情報に基づいて、カーブ手前から減速することで、安全な速度でカーブを通過させるものがある（例えば、特許文献１参照）。

特許第５１２４４１５号公報

上記の特許文献１のように、カーナビゲーションシステム等により、カーブ進入前にカーブ情報を入手し、カーブ手前から減速する場合、カーナビゲーションシステムの自車両の位置検出や道路形状情報から得られるカーブ情報だけでは精度が不十分であり、そのため、カーブを通過するための減速に過不足が生じ、ドライバに違和感を与えてしまうことがあるという課題がある。

本発明は、斯かる課題を解決するためになされたもので、カーブを通過するために十分な減速が与えられ、ドライバに安心感を与えられる車速制御システムを提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明に係る車速制御システムは、定速走行車速を設定する定速走行車速設定部と、自車両の旋回運動に関する車両状態量を検出する車両状態量検出部と、自車両前方のカーブに関するカーブ情報を検出するカーブ情報検出部と、前記カーブ情報を基に前記カーブへ進入するときの第一の制御用車速を演算するとともに前記車両状態量を基に前記カーブを旋回するときの第二の制御用車速を演算し、前記自車両が前記カーブに進入したことを示す設定条件が成立する前は前記第一の制御用車速をカーブ走行推奨車速とし、前記設定条件が成立した後は前記第二の制御用車速をカーブ走行推奨車速とするカーブ走行推奨車速演算部と、前記定速走行車速及び前記カーブ走行推奨車速から前記自車両の目標車速を決定する目標車速決定部とを備えている。

このように、本発明によれば、カーブ情報を基にカーブに進入するときの第一の制御用車速に基づいて減速を行った後、車両状態量を基にカーブを旋回するときの第二の制御用車速に基づいて車速を制御することによって、カーブを通過するための減速の過不足を無くし、常に最適な車速でカーブを旋回できる効果が得られる。

本発明の実施の形態１に係る車速制御システムの全体構成を示すブロック図である。図１に示す車速制御システムの全体動作を示すフローチャートである。図１に示すカーブ走行推奨車速演算部の機能構成例を示すブロック図である。図３に示すカーブ走行推奨車速演算部の動作を示すフローチャートである。図３に示すカーブ走行推奨車速演算部を構成する第二の制御用車速演算部の動作を示すフローチャートである。本発明の実施の形態１に係る車速制御システムにおける車両走行イメージを示す平面図である。図６に示す車両走行イメージに対応する特性グラフ図を示し、同図（a)は距離に対する走行車速の特性グラフを示し、同図（ｂ）は距離に対する横加速度の特性グラフを示す。

以下、図面を参照して、本発明に係る車速制御システムの実施の形態を詳細に説明する。

実施の形態１．
図１に示す本発明に係る車速制御システムは、大略、定速走行車速設定部１０、車両状態量検出部２０、カーブ情報検出部３０、カーブ走行推奨車速演算部４０、及び目標車速決定部５０で構成されている。

定速走行車速設定部１０は、ドライバにより設定される定速走行車速Ｖｃｒｕｉｓｅを入力するものであり、車両状態量検出部２０は、自車両の車速Ｖｓｐｅｅｄ及び横加速度Ｇｙを出力するものである。この場合、横加速度の代わりにヨーレートを用いてもよい。

カーブ情報検出部３０は、自車両前方のカーブ曲率又は半径Ｒ、及び自車両からカーブまでの距離Ｄｓ等のカーブ情報を出力するものであり、ＧＰＳ受信機能と道路形状情報を記憶する記憶機能を備えた、従来から用いられているカーナビゲーションシステムである。

カーブ走行推奨車速演算部４０は、定速走行車速設定部１０、車両状態量検出部２０、及びカーブ情報検出部３０の各出力を入力して、カーブ走行推奨車速Ｖｃｕｒｖｅを出力するものである。
目標車速決定部５０は、カーブ走行推奨車速Ｖｃｕｒｖｅ及び定速走行車速Ｖｃｒｕｉｓｅのうちの小さい方を目標車速Ｖｔａｒｇｅｔとして選択するものである。

次に、本実施の形態における車速制御システムの動作を、図２のフローチャートを用いて説明する。
まず、ステップＳ１０１で、定速走行車速設定部１０が定速走行車速Ｖｃｒｕｉｓｅを出力する。次のステップＳ１０２では、車両状態量検出部２０が車速Ｖｓｐｅｅｄと横加速度Ｇｙを出力する。ステップＳ１０３では、カーブ情報検出部３０がカーブ半径ｒと、自車両からカーブまでの距離Ｄｓを出力する。ステップＳ１０４では、カーブ走行推奨車速演算部４０がカーブ走行推奨車速Ｖｃｕｒｖｅを出力する。このステップＳ１０４は本発明の主要部分であるため、詳細を後述する。ステップＳ１０５では、目標車速決定部５０が定速走行車速Ｖｃｒｕｉｓｅとカーブ走行推奨車速Ｖｃｕｒｖｅのうちの小さい方を目標車速Ｖｔａｒｇｅｔとして出力する。

上述したカーブ走行推奨車速演算部４０は、図３に示すように、第一の制御用車速演算部４１、第二の制御用車速演算部４２、カーブ進入判定部４３、及びカーブ走行車速決定部４４で構成されている。

次に、カーブ走行推奨車速演算部４０の動作を、図４及び図５のフローチャート並びに自車両の走行イメージと特性をそれぞれ示した図６及び図７に基づいて説明する。
まず、図６に示すように、自車両１００は区間Ａで定速走行車速Ｖｃｒｕｉｓｅで走行しているものとする。この場合、図７（ａ）に示すように、車速は一定値Ｖｃｒｕｉｓｅであり、同図（ｂ）に示すように、横加速度Ｇｙはゼロである。

ステップＳ２０１では、第一の制御用車速演算部４１が、上述したカーブ情報に基づき、カーブ前の区間Ｂにおける自車両１００の第一の制御用車速Ｖ＿ＦＦを演算する。ここでは、下記の式１に基づき第一の制御用車速Ｖ＿ＦＦを演算する。なお、カーブ通過時の目標横加速度ａ_ｌａｔとカーブ進入前目標減速度は、予め定めるパラメータである。

次に、ステップＳ２０２で、第二の制御用車速演算部４２が、上述した車両状態量情報に基づき、区間Ｃにおける自車両１００のカーブ走行時の第二の制御用車速Ｖ＿ＦＢを演算する。
ここで、第二の制御用車速演算部４２による第二の制御用車速Ｖ＿ＦＢの演算過程を図５のフローチャートに基づいて説明する。

まず、ステップＳ３０１で、横加速度Ｇｙと横加速度設定値Ｇｙｔｈｒとの大小比較を行う。なお、この横加速度は、同じく車両状態量としてのヨーレートを用いてもよい。また、設定値Ｇｙｔｈｒは、カーブ半径等によって変化させてもよい。横加速度Ｇｙ＞横加速度設定値Ｇｙｔｈｒであれば（ＹＥＳ）、「１」を出力し、横加速度Ｇｙが横加速度設定値Ｇｙｔｈｒ以下であれば（ＮＯ），「０」を出力する。

次に、ステップＳ３０２で、ステップＳ３０１の出力が「１」であれば、実際の横加速度Ｇｙが予め設定している横加速度設定値Ｇｙｔｈｒを超過しているため、第二の制御用車速Ｖ＿ＦＢは、現在の車速Ｖｓｐｅｅｄから固定値Ｃｏｎｓｔ＿ｖａｌｕｅを減算した値とする。これによって、横加速度Ｇｙが横加速度設定値Ｇｙｔｈｒを超過しないようにする。

一方、ステップＳ３０３で、ステップＳ３０１の出力が「０」であれば、実際の横加速度Ｇｙが予め設定している横加速度設定値Ｇｙｔｈｒに不足しているため、第二の制御用車速Ｖ＿ＦＢは、車速Ｖｓｐｅｅｄに固定値Ｃｏｎｓｔ＿ｖａｌｕｅを加算した値とする。これによって、横加速度Ｇｙが横加速度設定値Ｇｙｔｈｒを下回らないようにする。
このようにして、第二の制御用車速演算部４２は、横加速度Ｇｙが横加速度設定値Ｇｙｔｈｒに近づくように第二の制御用車速Ｖ＿ＦＢの演算を行っている。

図４のフローチャートに戻り、ステップＳ２０２で、第二の制御用車速Ｖ＿ＦＢを演算した後、ステップＳ２０３では、カーブ進入判定部４３が判定結果Ｊｕｄｇｅ＿Ｒｅｓｕｌｔを出力する。

ここでは、第一の制御用車速Ｖ＿ＦＦ＜定速走行車速Ｖｃｒｕｉｓｅであり且つ横加速度Ｇｙが横加速度設定値Ｇｙｔｈｒ以上であれば、区間Ｂからカーブの区間Ｃに進入したものと判定し、判定結果Ｊｕｄｇｅ＿Ｒｅｓｕｌｔを「１」として出力する。それ以外であれば、カーブの区間Ｃに進入する前と判定し、判定結果Ｊｕｄｇｅ＿Ｒｅｓｕｌｔを「０」として出力する。

ステップＳ２０４では、カーブ走行車速決定部４４が、カーブ進入判定部４３による判定結果Ｊｕｄｇｅ＿Ｒｅｓｕｌｔを参照する。この場合、上記のように、「１」がカーブ進入後で、「０」がカーブ進入前を示している。

そして、判定結果Ｊｕｄｇｅ＿Ｒｅｓｕｌｔが「１」であれば、ステップＳ２０５で、カーブ走行車速決定部４４が、第二の制御用車速Ｖ＿ＦＢをカーブ走行推奨車速Ｖｃｕｒｖｅとして出力する。

一方、判定結果Ｊｕｄｇｅ＿Ｒｅｓｕｌｔが「０」であれば、ステップＳ２０６で、カーブ走行車速決定部４４は、第一の制御用車速Ｖ＿ＦＦをカーブ走行推奨車速Ｖｃｕｒｖｅとして出力する。

従って、図６及び図７に示すように、自車両１００が、直進区間Ａからカーブ直前区間Ｂを経てカーブ区間Ｃに進入、さらにカーブ通過後の区間Ｄまでを走行する際に、区間Ａでは、ドライバにより設定されている定速走行車速Ｖｃｒｕｉｓｅで走行する；区間Ｂでは、カーブ情報を入手し、このカーブ情報を基に演算した第一の制御用車速Ｖ＿ＦＦによる減速走行を行う；区間Ｃでは、車両状態量を基に車速Ｖｓｐｅｅｄを加減した第二の制御用車速Ｖ＿ＦＢで旋回走行する、すなわち区間Ｃでは、予め定めた横加速度設定値Ｇｙｔｈｒを実現するように車速Ｖｓｐｅｅｄを制御して走行する；区間Ｄでは、ドライバにより設定されている定速走行車速Ｖｃｒｕｉｓｅに再び戻り、区間Ａと同様に定速走行する。

このようにして、本実施の形態では、カーナビゲーションシステムにより、カーブ進入前にカーブ情報を入手し、このカーブ情報を基に演算した第一の制御用車速に基づいて減速を行い、横加速度Ｇｙとその設定値Ｇｙｔｈｒとの関係、及び第一の制御用車速Ｖ＿ＦＦと定速走行車速Ｖｃｒｕｉｓｅとの関係に基づいてカーブへの進入を判定したときには、第二の制御用車速Ｖ＿ＦＢで走行するように制御することによって、カーブを通過するときの減速の過不足を無くしている。

なお、本実施の形態では、カーブ情報検出部３０は、カーナビゲーションシステムに限定されるものではなく、自車両前方を撮影するカメラや自車両外から情報を入手する車外通信システムであっても良い。

また、本実施の形態では、カーブ走行中、目標横加速度ａ_ｌａｔとカーブ前目標減速度ａ_ｌｏｎｇの値を予め定めているが（例えば、ａ_ｌａｔ＝２［ｍ／ｓ＾２］、ａ_ｌｏｎｇ＝２［ｍ／ｓ＾２］）、種々の条件に応じて、変化させても良い。

また、本実施の形態では、第一の制御用車速Ｖ＿ＦＦを上記の式１で演算しているが、マップを使用しても良い。マップを使用することで、演算が高速になり、また安価なマイコンを使用することができる。

また、本実施の形態では、カーブ走行推奨車速演算部４０の動作を示すフローチャートのステップＳ２０３と、カーブ走行推奨車速演算部４０に構成されている第二の制御用車速演算部４２の動作を示すフローチャートのステップＳ３０１は、いずれも同じ横加速度設定値Ｇｙｔｈｒを使用しているが、これら２つの値は異なっていても良い。

また、本実施の形態では、第二の制御用車速演算部４２は、横加速度Ｇｙが横加速度設定値Ｇｙｔｈｒに一致するように、第二の制御用車速Ｖ＿ＦＢを固定値Ｃｏｎｓｔ＿ｖａｌｕｅの加減算により求めているが、これに限るものではなく、横加速度Ｇｙが許容範囲内に収まるように、車速Ｖｓｐｅｅｄを加減して第二の制御用車速Ｖ＿ＦＢを求めても良い。

また、本実施の形態では、第二の制御用車速演算部４２は、横加速度Ｇｙが横加速度設定値Ｇｙｔｈｒに一致するように、第二の制御用車速Ｖ＿ＦＢを固定値Ｃｏｎｓｔ＿ｖａｌｕｅの加減算により求めているが、これに限るものではなく、例えば、第二の制御用車速Ｖ＿ＦＢを、下記の式（２）のように車速Ｖｓｐｅｅｄとヨーレートγから演算しても良い。

また、本実施の形態では、第二の制御用車速演算部４２は、横加速度Ｇｙが横加速度設定値Ｇｙｔｈｒに一致するように、第二の制御用車速Ｖ＿ＦＢを固定値Ｃｏｎｓｔ＿ｖａｌｕｅの加減算により求めているが、これに限るものではなく、例えば、第二の制御用車速Ｖ＿ＦＢをカーブ情報から演算する式（１）と、車速Ｖｓｐｅｅｄとヨーレートγから演算する式（２）のうち、小さい方を選択しても良い。

また、本実施の形態では、カーブ進入判定部４３は、横加速度Ｇｙが横加速度設定値Ｇｙｔｈｒより大きくなったことを、カーブ進入の判定条件の一つとしたが、これに限るものではなく、例えば、ヨーレートγがその設定値より大きくなったこと、自車両からカーブまでの距離Ｄｓが設定値より小さくなったこと、又は前方カメラから得られる自車両直前（前方数ｍ程先）のカーブ半径が設定値より小さくなったこと等を用いても良い。

さらに、本実施の形態では、カーブ走行車速決定部４４は、カーブ進入前では、第一の制御用車速Ｖ＿ＦＦをカーブ走行推奨車速Ｖｃｕｒｖｅとして出力し、カーブ進入後では、第二の制御用車速Ｖ＿ＦＢをカーブ走行推奨車速Ｖｃｕｒｖｅとして出力する、すなわち、カーブへの進入前後によって、第一の制御用車速Ｖ＿ＦＦか第二の制御用車速Ｖ＿ＦＢのいずれかを選択しているが、これに限るものではなく、例えば、カーブ進入前は、第一の制御用車速Ｖ＿ＦＦをカーブ走行推奨車速Ｖｃｕｒｖｅとして出力し、カーブ進入後は、第一の制御用車速Ｖ＿ＦＦに第二の制御用車速Ｖ＿ＦＢを加算したものをカーブ走行推奨車速Ｖｃｕｒｖｅとして出力しても良い。

以上、本発明は実施の形態を詳述したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、種々の設計変更を行うことが可能である。

１０定速走行車速設定部、２０車両状態量検出部、３０カーブ情報検出部、４０カーブ走行推奨車速演算部、４１制御用車速演算部、４２制御用車速演算部、４３カーブ進入判定部、４４カーブ走行車速決定部、５０目標車速決定部、１００自車両。

上記の課題を解決するため、本発明に係る車速制御システムは、定速走行車速を設定する定速走行車速設定部と、自車両の旋回運動に関する車両状態量を検出する車両状態量検出部と、自車両前方のカーブに関するカーブ情報を検出するカーブ情報検出部と、前記カーブ情報を基に前記カーブへ近づくにつれて減少する第一の制御用車速を演算するとともに前記車両状態量を基に前記カーブを旋回するときの第二の制御用車速を演算し、前記自車両が前記カーブに進入したことを示す設定条件が成立する前は前記第一の制御用車速をカーブ走行推奨車速とし、前記設定条件が成立した時は、前記第一の制御用車速から前記第二の制御用車速に切り替えてカーブ走行推奨車速とするカーブ走行推奨車速演算部と、前記定速走行車速及び前記カーブ走行推奨車速から前記自車両の目標車速を決定する目標車速決定部とを備えている。

Claims

定速走行車速を設定する定速走行車速設定部と、
自車両の旋回運動に関する車両状態量を検出する車両状態量検出部と、
自車両前方のカーブに関するカーブ情報を検出するカーブ情報検出部と、
前記カーブ情報を基に前記カーブへ進入するときの第一の制御用車速を演算するとともに前記車両状態量を基に前記カーブを旋回するときの第二の制御用車速を演算し、前記自車両が前記カーブに進入したことを示す設定条件が成立する前は前記第一の制御用車速をカーブ走行推奨車速とし、前記設定条件が成立した後は前記第二の制御用車速をカーブ走行推奨車速とするカーブ走行推奨車速演算部と、
前記定速走行車速及び前記カーブ走行推奨車速から前記自車両の目標車速を決定する目標車速決定部とを備えた
車速制御システム。
前記設定条件は、前記第一の制御用車速で走行中に、前記車両状態量に含まれる横加速度がその設定値より大きくなったことである
請求項１記載の車速制御システム。
前記設定条件は、前記第一の制御用車速で走行中に、前記車両状態量に含まれるヨーレートがその設定値より大きくなったことである
請求項１記載の車速制御システム。
前記設定条件は、前記第一の制御用車速で走行中に、前記カーブ情報に含まれる自車両からカーブまでの距離がその設定値より小さくなったことである
請求項１記載の車速制御システム。
前記設定条件は、前記第一の制御用車速で走行中に、前記カーブ情報に含まれる前記カーブの半径がその設定値より小さくなったことである
請求項１記載の車速制御システム。
前記カーブ情報検出部は、ＧＰＳ受信機能と道路形状情報を記憶する記憶機能を備えたカーナビゲーションシステムである
請求項１に記載の車速制御システム。
前記カーブ情報検出部は、前記自車両の前方を撮影するカメラである
請求項１に記載の車速制御システム。
前記カーブ情報検出部は、前記自車両の外部から情報を入手する車外通信システムである
請求項１に記載の車速制御システム。
前記カーブ走行推奨車速演算部は、下記の式により、前記第一の制御用車速を演算する請求項１に記載の車速制御システム。
前記カーブ走行推奨車速演算部は、前記第二の制御用車速で走行中に、前記横加速度が設定値の許容範囲に収まるように、前記第二の制御用車速を演算する
請求項２に記載の車速制御システム。
前記カーブ走行推奨車速演算部は、前記ヨーレートが設定値の許容範囲に収まるように、前記第二の制御用車速を演算する
請求項３に記載の車速制御システム。
前記目標車速決定部は、前記定速走行車速と前記カーブ走行推奨車速のうち小さい方を前記目標車速として選択する
請求項１に記載の車速制御システム。