JP3707521B2

JP3707521B2 - 車両の走行制御装置

Info

Publication number: JP3707521B2
Application number: JP17493498A
Authority: JP
Inventors: 一弥早舩; 祐一郎林
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1998-06-22
Filing date: 1998-06-22
Publication date: 2005-10-19
Anticipated expiration: 2018-06-22
Also published as: JP2000006783A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の走行制御装置に係り、詳しくは走行制御のうちの減速制御技術に関する。
【０００２】
【関連する背景技術】
近年、自動車の運転操作を軽減するために、先行車の追尾走行を行うべく車間距離制御装置を備えた走行制御装置が開発され実用化されている。
【０００３】
この車間距離制御装置を備えた走行制御装置は、例えば、カメラ、レーザレーダ等の前方認識装置からの情報に基づいて自車と先行車との間の車間距離を検出し、この車間距離が予め設定された目標車間距離となるようエンジン出力や制動力を調整し、これにより車両を加減速させ先行車を追尾（追尾走行制御）するよう構成されている。
【０００４】
ところで、当該走行制御装置では、一般に、先行車の停止に応じて自車をも減速させるようにしており、特に停止直前にあっては迅速な停止を実現すべく減速度を一定にして減速させるようにしている。これにより、自車が先行車に接触することなく所定の車間距離を残して良好に停止可能とされている。
【０００５】
ところが、このように停止直前において一定の減速度で減速を行うようにすると、車速が停止間際で急激に低下することになり、乗員が減速ショックを感じることがあり好ましいことではない。
【０００６】
そこで、例えば、車両が停止する直前で制動力を緩めるようにし、さらに、前後加速度が大きいような場合には上記制動力を緩め始める車速を大きくするようにし、つまり制動力を緩め始めるタイミングを早めるようにした構成の装置が特開平５−３９０１３号公報等に開示されており、これにより、停止直前において車両をゆっくり減速させ、減速ショックを低減可能とされている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記公報に開示された装置では、車両の停止直前において制動力を一定の割合で緩めるようにしているに過ぎず、減速ショックを完全に低減しているとは言い難い。
【０００８】
つまり、車両を停止させる際、実際には運転者はブレーキペダルの踏込み量を一定ではなく変化させながら制動力を緩めて減速ショックを低減しているのであるが、上記公報に開示された装置では、このような運転者の意図を十分に反映したものとはなっていないのである。
【０００９】
故に、当該装置によれば、車両が停止直前の状態となったときにおいて、やはり減速ショックが発生する可能性が残されており好ましいものではない。
【００１０】
本発明は、上述した事情に基づきなされたもので、その目的とするところは、車両を運転者の意図に沿って減速ショックなく停止可能な車両の走行制御装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成するために、請求項１の発明によれば、自車両が停止に至る際、自車両の車速が停止直前の第１の低車速以上であるときには、自車両の車速と車間距離とに基づく減速度で自車両が減速され、第１の低車速未満且つ該第１の低車速より小さい第２の低車速以上であるときには、自車両の車速に比例した減速度で自車両が減速され、第２の低車速未満であるときには、所定の減速度で自車両を減速されることになり、即ち、運転者の制動操作による場合に極めて近い状態で減速度を変化させながら車両を減速可能とされる。
【００１２】
従って、停止直前において、車両が運転者の意図に沿って滑らかに減速することとなり、乗員が減速ショックを感じることがより好適に防止される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１を参照すると、車両１に搭載された本発明に係る走行制御装置の概略構成図が示されており、以下、同図に基づき本発明に係る走行制御装置の構成を説明する。
【００１４】
車両１の前部には、前方に向けてレーザビームを発射し、このレーザビームをスキャニングすることで車両１の前方に位置する物体を認識し、さらに該物体までの距離を計測可能なスキャン式レーザレーダ２が設けられている。また、車室内のルーフ部には、車両１の前方を撮像するＣＣＤカメラ４が取り付けられている。このＣＣＤカメラ４は、前方に位置する物体及び車線（白線）等をも認識可能とされている。
【００１５】
エンジン６には、エンジン６への吸気量を制御しエンジン出力を調節するスロットルバルブ８が連結されている。詳しくは、このスロットルバルブ８には、アクセルペダル（図示せず）の開度等に応じ、後述の電子制御ユニット（ＥＣＵ）５０から出力される作動信号に基づき自動的にバルブ開度を調節可能なスロットルアクチュエータ１２が設けられている。
【００１６】
左右一対の前輪（駆動輪）２０，２０及び左右一対の後輪（従輪）２２，２２には油圧ディスクブレーキ等のサービスブレーキ２４がそれぞれ設けられており、このサービスブレーキ２４は、負圧ブースタを有したブレーキマスタシリンダ２６を介してブレーキペダル２８に接続されている。また、ブレーキマスタシリンダ２６には、ブレーキペダル２８からの入力に拘わらず、ＥＣＵ５０からの作動信号に応じて自動的にサービスブレーキ２４を作動可能な負圧式のブレーキアクチュエータ３０が設けられている。
【００１７】
また、従輪である上記後輪２２，２２近傍には、右車輪速ＶSR、左車輪速ＶSLを検出する車輪速センサ３２がそれぞれの車輪に対応して設けられている。これら車輪速センサ３２，３２は、自車速Ｖeを検出するための自車速検出手段として機能する。
【００１８】
車両１の車室内に設けられたステアリングホイール３４のステアリングコラム３６には、車両１の走行制御装置を通常の走行状態と追尾走行制御による走行状態とに切換える追尾走行切換操作スイッチ３８が設けられている。追尾走行切換操作スイッチ３８をセット側に操作すると車間距離制御、即ち追尾走行制御が開始され、一方リセット側に操作するとその車間距離制御が解除されることになる。
【００１９】
ＥＣＵ５０は、車両１の各種制御を司る主制御装置である。同図に示すように、ＥＣＵ５０の入力側には、上記スキャン式レーザレーダ２、ＣＣＤカメラ４、車輪速センサ３２，３２、追尾走行切換操作スイッチ３８等の各種センサ、スイッチ類が接続され、一方、出力側には、スロットルアクチュエータ１２、ブレーキアクチュエータ３０等の各種駆動装置類が接続されている。
【００２０】
以下、このように構成された走行制御装置の制御内容について説明する。即ち、本発明に係る作用及び効果について説明する。
【００２１】
図２を参照すると、追尾走行制御ルーチンのフローチャートが示されており、以下、図２を参照して本発明に係る追尾走行制御の制御手順を説明する。
【００２２】
追尾走行切換操作スイッチ３８がセット側に操作され、追尾走行制御が開始されると、先ず、ステップＳ１０において、先行車の判定処理が行われる。詳しくは、当該ステップＳ１０では、スキャン式レーザレーダ２やＣＣＤカメラ４からの情報に基づき車両１の前方に物体が認識されると、この物体が車両であるか否かを判別し、該物体が車両であると判別された場合には当該車両を先行車と判定する。先行車が複数存在するような場合には、例えばＣＣＤカメラ４により認識された自車レーン上或いは自車ハンドル角により推定された自車レーン上に位置する車両を先行車と判定する。これにより、先行車が確定され、例えば、当該先行車、即ち追尾走行切換操作スイッチ３８がセットされたときの先行車が車両１の先行車として固定される。
【００２３】
ステップＳ１２では、上記車輪速センサ３２，３２からの情報に基づき、車両１の車速、即ち自車速Ｖeを算出する（車速検出手段）。ここでは、自車速Ｖeは例えば次式(1)より算出される。
【００２４】
Ｖe＝（ＶSR＋ＶSL）／２ …(1)
つまり、自車速Ｖeは右車輪速ＶSRと左車輪速ＶSLの平均値とされる。
【００２５】
そして、ステップＳ１４において、スキャン式レーザレーダ２からの情報に基づき、自車から先行車までの距離、即ち車間距離Ｌが精度よく計測される。
【００２６】
次のステップＳ１６では、上記車間距離情報Ｌに基づき、自車と先行車との相対速度Ｖrが演算される。詳しくは、相対速度Ｖrは、当該ルーチンを前回実行したときの車間距離情報Ｌの値、即ち前回値と今回値との変化量ΔＬに基づいて演算される。このとき、変化量ΔＬが正で相対速度Ｖrが正であれば自車は先行車から離れつつあるとみなせ、変化量ΔＬが負で相対速度Ｖrが負であれば自車は先行車に接近しているとみなすことができる。
【００２７】
ステップＳ１８では、上記自車速Ｖeと相対速度Ｖrとに基づき、次式(2)から先行車速Ｖfが演算される。
【００２８】
Ｖf＝Ｖe＋Ｖr …(2)
ここでは、さらに、先行車速Ｖfを微分処理することで先行車加速度αfも演算される。詳しくは、先行車加速度αfは、当該ルーチンを前回実行したときの先行車速情報Ｖfの前回値と今回値との変化量ΔＶfから演算される。
【００２９】
次のステップＳ２０では、上記自車速Ｖeに基づき目標車間距離Ｌeを設定する。詳しくは、ＥＣＵ５０にはＶeとＬeとの関係を示すマップ（図示せず）が予め実験等により設定され記憶されており、目標車間距離Ｌeは当該マップから求められる。
【００３０】
ステップＳ２２では、自車の目標加減速度αeを演算する。図３を参照すると、目標加減速度αe演算ルーチンが示されており、詳しくは、目標加減速度αeは当該ルーチンの実行により設定される。
【００３１】
図３のステップＳ４０では、先ず、先行車速Ｖfが値０（Ｖf＝０）であるか否か、即ち先行車が停止状態にありるか否かを判別する（自車両停止移行状態判定手段）。
【００３２】
該ステップＳ４０の判別結果が偽（Ｎｏ）で先行車が停止せず走行していると判定された場合には、次にステップＳ４２に進む。
【００３３】
ステップＳ４２では、先行車が走行状態にあるときの目標加減速度αeを求める。詳しくは、ここでは、先行車が減速走行中である場合と先行車が定速走行中である場合に分けて目標加減速度αeを求める。
【００３４】
先行車が減速走行中である場合には、次式(3)から目標加減速度αeを算出する。
【００３５】
αe＝−Ｖr・Ｖe／（Ｌ−Ｌo） …(3)
ここに、Ｌoは先行車が減速し停止に至ったと仮定した場合に自車と先行車との間に最小限確保されるべき最小車間距離を示しており、その値は、例えば１０mとされる。
【００３６】
先行車が定速走行中である場合には、次式(4)から目標加減速度αeを算出する。
【００３７】
αe＝Ｖr²／２・（Ｌ−Ｌe） …(4)
ここに、Ｌeは上記ステップＳ２０において求めた目標車間距離である。
【００３８】
一方、ステップＳ４０の判別結果が真（Ｙｅｓ）で先行車が停止状態（Ｖf＝０）である、即ち自車両が停止すべき停止移行状態にあると判定された場合には、次にステップＳ４４に進み、以降自車両の停止制御を行う（減速制御手段）。
【００３９】
ステップＳ４４では、車間距離Ｌが所定距離Ｌ1（例えば、７．５m）より大であるか否かを判別する。判別結果が真（Ｙｅｓ）で車間距離Ｌが所定距離Ｌ1よりも大きいときには、次にステップＳ４６に進む。
【００４０】
ステップＳ４６では、次式(5)から先行車が停止中であり且つ車間距離Ｌが大きい場合の目標加減速度αeを算出する。
【００４１】
αe＝Ｖe²／２・（Ｌ−Ｌo） …(5)
なお、先行車が停止中である場合には、先行車速Ｖfを値０とすると相対速度Ｖrは自車速Ｖeであり、目標車間距離Ｌeについては先行車が停止に至ると最小車間距離Ｌoとなることから、即ち、この式(5)は先行車速Ｖfを値０として上式(4)を演算したものに他ならない。
【００４２】
一方、ステップＳ４４の判別結果が偽（Ｎｏ）で、車間距離Ｌが所定距離Ｌ1以下であると判定された場合には、次にステップＳ４８に進む。
【００４３】
ステップＳ４８では、自車速Ｖeが所定の低車速Ｖe1（第２の低車速、例えば、１km/h）よりも小となっているか否かを判別する。判別結果が偽（Ｎｏ）で、自車速Ｖeが所定の低車速Ｖe1にまで低下していないような場合には、次にステップＳ５０に進む。
【００４４】
ステップＳ５０では、自車速Ｖeが上記所定の低車速Ｖe1よりも大きな値である所定の車速Ｖe2（第１の低車速、例えば、５km/h）より小であるか否かを判別する。判別結果が偽（Ｎｏ）で、自車速Ｖeが所定の車速Ｖe2以上であるような場合には、ステップＳ４６に進み、上記式(5)から目標加減速度αeを算出するようにする。
【００４５】
一方、当該ルーチンが繰り返し実行され、ステップＳ５０の判別結果が真（Ｙｅｓ）で、自車速Ｖeが所定の車速Ｖe2よりも小さいと判定された場合には、次にステップＳ５２に進む。
【００４６】
ステップＳ５２では、次式(6)から目標加減速度αeを算出する。
【００４７】
αe＝Ｋ・Ｖe …(6)
ここに、Ｋは比例定数であり、当該式(6)は実際の運転者の制動操作に応じた式とされている。
【００４８】
つまり、図４を参照すると、低車速であるときの自車速Ｖeの時間変化が示されており、同図中破線が運転者の制動操作による変化を、実線が目標加減速度αeを上記式(6)により求めて車両１を減速させた場合の変化を示しているが、このように、自車速Ｖeが所定の車速Ｖe1以上であって且つ所定の車速Ｖe2よりも小さいときには、比例定数Ｋを適正な値とすると、上記式(6)に基づく曲線（実線）が運転者の制動操作に基づく曲線（破線）上に良好に乗っており、故に、当該所定の車速Ｖe1から所定の車速Ｖe2の範囲では、運転者の制動操作に合わせるべく、上記式(6)に基づいて目標加減速度αeを求めるようにしているのである。
【００４９】
これにより、車両１が停止に至る直前にあり、自車速Ｖeが所定の車速Ｖe1（例えば、１km/h）から所定の車速Ｖe2（例えば、５km/h）の範囲にあるときには、自車速Ｖeに比例した目標加減速度αeに基づいて自車速Ｖeが指数関数的に減少することなり、運転者の意図に応じた滑らかな減速が実現可能とされ、減速ショックが極めて良好に緩和されることとなる。
【００５０】
そして、当該ルーチンがさらに繰り返し実行され、ステップＳ４８の判別結果が真（Ｙｅｓ）で、自車速Ｖeが所定の低車速Ｖe1（例えば、１km/h）よりも小と判定された場合には、次にステップＳ５４に進む。
【００５１】
ステップＳ５４では、目標加減速度αeを所定値αe1（例えば、０．２Ｇ）に固定する。つまり、上記式(6)に基づいて十分に減速し、自車速Ｖeが所定の低車速Ｖe1未満である場合には、もはや運転者が違和感を感じるような減速ショックは発生しないと考えられ、運転者の制動操作と同様に自車速Ｖeを所定値αe1で一定とするのである。ここに、所定値αe1（例えば、０．２Ｇ）は運転者が極力違和感を感じることなく且つ速やかに減速可能な値とされている。これにより、車両１は、図４に示すように、滑らか且つ迅速に減速し停止に至ることとなる。
【００５２】
以上のようにして目標加減速度αeが設定されたら、図２に戻りステップＳ２４を実行する。
【００５３】
ステップＳ２４では、先行車速Ｖfが所定車速Ｖfxより大きいか否かを判別する。詳しくは、所定車速Ｖfxは予め設定された当該追尾走行制御を行う際の先行車の上限車速であり、つまり、ここでは先行車速Ｖfが大きくなり追尾走行制御をキャンセル（中止）する状況にあるか否かを判別する。
【００５４】
ステップＳ２４の判別結果が偽（Ｎｏ）で、先行車速Ｖfが所定車速Ｖfx以下と判定された場合には、ステップＳ２６に進む。
【００５５】
ステップＳ２６では、自車を減速すべきか否かの判別を行う。即ち、ここでは制動制御をすべきかスロットル制御をすべきかの判別を行う。詳しくは、下記１）〜３）の条件が成立した場合に制動制御を行うようにする。
【００５６】
１）追尾走行制御中
２）Ｖr＜０
３）Ｌ＜Ｌa 又は αe＞αe1
ここに、Ｌaは、自車が先行車に接近したときの制動開始距離であり、自車速Ｖeと相対速度Ｖrとに基づき予め設定されたマップに基づいて設定されるものである。
【００５７】
つまり、当該ステップＳ２６では、追尾走行制御中に相対速度Ｖrが負となり、車間距離Ｌが制動開始距離Ｌaを割り込んだか否か、或いは目標加減速度αeが予め設定した所定値αe1を超えたか否かを判別する。
【００５８】
ステップＳ２６の判別結果が偽（Ｎｏ）で、上記条件のいずれかが成立していない場合には、次にステップＳ２８に進み、スロットル制御を行う。スロットル制御は、走行状態に応じて上記スロットルアクチュエータ１２を作動制御するものである。なお、該スロットル制御は実際には別途設けられたサブルーチンにより実行されることになるが、その詳細についてはここでは説明を省略する。
【００５９】
一方、ステップＳ２６の判別結果が真（Ｙｅｓ）で、上記各条件が成立したと判定された場合には、次にステップＳ３０に進み制動制御を実行する。制動制御は、上記目標加減速度αeに基づいてサービスブレーキ２４により発生させるべき制動力の演算を行い、該制動力に応じてブレーキアクチュエータ３０を作動制御するものである。これにより、車両１が目標加減速度αeに応じて良好且つ適正に減速制御されることになる。なお、該制動制御についても実際には別途設けられたサブルーチンにより実行されることになるが、その詳細についてはここでは説明を省略する。
【００６０】
また、ステップＳ２４の判別結果が真（Ｙｅｓ）で、先行車速Ｖfが所定車速Ｖfxよりも大きいと判定された場合には、次にステップＳ３２に進む。
【００６１】
ステップＳ３２では、追尾走行制御をキャンセルする。つまり、先行車速Ｖfが所定車速Ｖfxよりも大きい場合には、自車がいつまでも加速して先行車を追尾しないよう追尾走行制御を中止するのである。なお、実際には追尾走行制御のキャンセルは、別途設けられたサブルーチンにより実行されることになるが、これについてもここでは説明を省略する。
【００６２】
以上説明した如く、本発明に係る走行制御装置では、先行車が停止するとこれに伴って車両１（自車）も停止に至ることになるのであるが、車両１が停止する直前では、自車速Ｖeに比例した減速度（αe＝Ｋ・Ｖe）で車両１を減速制御するようにしており、これにより運転者の制動操作に沿った減速制御が可能とされている。
【００６３】
従って、停止直前において、車両１が運転者の意図に沿い滑らかに減速することとなり、乗員が減速ショックを感じることが好適に防止されることとなる。
【００６４】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、請求項１の車両の走行制御装置によれば、自車両が停止に至る際、自車両の車速が停止直前の第１の低車速以上であるときには、自車両の車速と車間距離とに基づく減速度で自車両を減速させ、第１の低車速未満且つ該第１の低車速より小さい第２の低車速以上であるときには、自車両の車速に比例した減速度で自車両を減速させ、第２の低車速未満であるときには、所定の減速度で自車両を減速させるようにしたので、運転者の制動操作に極めて近い状態で減速度を変化させながら車両を減速させることができる。故に、停止直前において、車両を運転者の意図に沿って滑らかに減速させるようにでき、乗員が減速ショックを感じることを好適に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】車両に搭載された走行制御装置の概略構成図である。
【図２】追尾走行制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図３】本発明に係る目標減速度αe演算ルーチンを示すフローチャートである。
【図４】本発明に係り、自車が低車速から停止に至るときの自車速Ｖeの時間変化を示す図である。
【符号の説明】
１車両（自車）
２スキャン式レーザレーダ
３２車輪速センサ
３８追尾走行切換操作スイッチ
５０電子制御ユニット（ＥＣＵ）

Claims

自車両の車速を検出する自車速検出手段と、
先行車両を検出する先行車両検出手段と、
前記先行車両検出手段からの情報に基づき先行車両と自車両との車間距離を検出する車間距離検出手段と、
前記車速検出手段により検出される自車両の車速と前記車間距離検出手段により検出される車間距離とに基づき先行車両の車速を検出する先行車速検出手段と、
前記先行車速検出手段からの情報に基づき先行車両が停止状態にあるとき、自車両が停止すべき停止移行状態にあると判定する自車両停止移行状態判定手段と、
前記自車両停止移行状態判定手段により自車両が前記停止移行状態にあると判定されたとき、自車両を減速させる減速制御手段とを備え、
前記減速制御手段は、前記車速検出手段により検出される自車両の車速が停止直前の第１の低車速以上であるとき、自車両の車速と車間距離とに基づく減速度で自車両を減速させ、第１の低車速未満且つ該第１の低車速より小さい第２の低車速以上であるとき、自車両の車速に比例した減速度で自車両を減速させ、第２の低車速未満であるとき、所定の減速度で自車両を減速させることを特徴とする車両の走行制御装置。