JP3783562B2

JP3783562B2 - 車両の走行制御装置

Info

Publication number: JP3783562B2
Application number: JP2000401668A
Authority: JP
Inventors: 富雄神藤; 洋志清水; 清美平砂
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2000-12-28
Filing date: 2000-12-28
Publication date: 2006-06-07
Anticipated expiration: 2020-12-28
Also published as: US6665603B2; US20020087255A1; JP2002200930A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両前方の先行車や障害物を検出して自車両の走行速度を制御する走行速度制御と、車線追従制御等の走行方向制御との双方を行うようにした車両の走行制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の車両の走行制御装置としては、例えば特開平８−２６３７９１号公報（以下、単に従来例と称す）に記載されているものがある。
この従来例では、走行速度制御として、自車両を前車に追従させる追従走行制御を行い、走行方向制御として、道路形状に基づき道路逸脱を防止する操舵制御を行い、追従開始スイッチがＯＮされて追従走行制御が開始されたとき、道路逸脱防止のための操舵制御が行われていると、その操舵制御が中止される。前走車を見失って追従走行制御が中止されたとき、操舵制御の中止中であれば操舵制御が再開され、また操舵制御の中止中でなければ、再び前走車を発見したときに追従走行制御を開始するようにした車両制御装置が開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例にあっては、追従走行制御が開始されたときに、道路逸脱防止のための操舵制御を中止するようにしているが、運転者の希望する運転態様はさまざまであり、例えば車線変更せずに走行レーンを走行し、先行車が現れたらそのまま車間距離制御状態で走行したい要求がある。この場合には、前記従来例では、先行車が現れて追従走行制御状態となると、自動的に道路逸脱防止のための操舵制御が中止されるので、車線維持機能を享受できなくなるという未解決の課題がある。しかし、追従走行制御と操舵制御を単に同時期に作動させただけでは、さらに次の課題が発生する。
【０００４】
すなわち、追従走行制御状態で、先行車が減速したり、低速車両が他車線から割込んできた場合、ステアリングホイールを操舵して走行方向を変更することにより、先行車との接近を回避することが考えられるが、この場合に操舵制御による車線維持機能が作用していると、車線を維持するための制御操舵トルクが運転者の操舵トルクに抗する方向に発生させているときには、運転者に違和感を与える。
【０００５】
さらに、追従走行制御と車線維持を行う操舵制御とを同時に行っている状態で、カーブや路面カント等の外乱のために操舵制御中でも車線に対する自車両の変位が大きくなる場合が発生する。この場合、運転者はステアリングホイールを操舵して、車線に対する自車両の変位を補正することができる。しかし、車線に対する自車両の変位補正時、追従走行制御により、自車両の走行速度が高かったり、自車両が加速状態にあると（車線に対する自車両の変位が大きい時は自車両が車線に対して平行でなく、交差する方向に向いていることが多く、先行車を見失い易く、加速制御に入り易い）、車線に対する自車両の変位変化率が大きく（速く）なり、運転者に違和感を与える。
【０００６】
そこで、本発明は、上記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、走行速度制御と走行方向制御とを協調させながら、その時の走行状況に応じた最適な制御態様をとることが可能な車両の走行制御装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に係る車両の走行制御装置は、車両前方の制御対象物との車間距離を検出して自車両の走行速度を制御することにより最適車間距離を維持する車間距離制御手段と、車線を検出して車線内を維持する方向に操舵制御を行うと共に、操舵制御の限界を報知する車線維持警報手段を有する車線維持制御手段とを備える車両において、前記車間距離制御手段及び前記車線維持制御手段を併用している状態で、前記車線維持制御手段で車線を検出していないときに、前記車線維持制御手段の制御を中止して前記車間距離制御手段による制御を行う第１の優先制御手段と、前記車線維持警報手段が警報発生状態であるときに前記車間距離制御手段の加速制御を禁止して、前記車線維持制御手段による制御を車間距離制御手段による制御よりも優先させる第２の優先制御手段とを有することを特徴としている。
【０００８】
また、請求項２に係る車両の走行制御装置は、請求項１に係る発明において、前記車間距離制御手段は、走行速度制御の限界を報知する速度警報手段を備え、当該速度警報手段が警報発生状態であるときに、前記車線維持制御手段の操舵制御を中止するように構成されていることを特徴としている。
【０００９】
さらに、請求項３に係る車両の走行制御装置は、請求項１に係る発明において、前記車間距離制御手段は、走行速度制御の限界を報知する速度警報手段を備え、当該速度警報手段が警報発生状態であり、且つ制御対象物と自車との相対速度差が所定値以上であるときに、前記車線維持制御手段の操舵制御を中止するように構成されていることを特徴としている。
【００１０】
なおさらに、請求項４に係る車両の走行制御装置は、請求項２又は３の発明において、前記速度警報手段が警報発生状態となる以前に前記車線維持制御手段が作動状態であったときには、前記速度警報手段の警報発生状態が終了した後に、当該車線維持制御手段を作動状態に復帰させるように構成されていることを特徴としている。
【００１１】
また、請求項５に係る車両の走行制御装置は、請求項１乃至４の何れかの発明において、前記車線維持制御手段の車線維持警報手段が警報発生状態であるときに、前記車間距離制御手段で減速制御を行うように構成されていることを特徴としている。
【００１２】
さらに、請求項６に係る車両の走行制御装置は、請求項１乃至４の何れかの発明において、前記車線維持制御手段の車線維持警報手段が警報発生状態であるときに、車線に対する自車両の変位変化率が所定値を下回るように前記車間距離制御手段で減速制御を行うように構成されていることを特徴としている。
【００１３】
【発明の効果】
請求項１に係る発明によれば、車間距離制御手段で、車両前方の先行車や障害物との車間距離に応じて走行速度制御し、車線維持制御手段で自車両を車線内に維持する方向に操舵制御する際に、走行条件に応じて両制御手段の優先度の高い優先制御手段を選択して実行し、前記車線維持制御手段の操舵制御を中止するか前記車間距離制御手段の加速制御を禁止するので、回避操舵が必要な場合に確実に回避操舵を行ったり、先行車を見失った場合に加速制御を禁止して運転者に与える違和感を確実に防止したりすることができ、車両の走行状況に応じた最適な制御を実行することができるという効果が得られる。
【００１４】
また、請求項２に係る発明によれば、車間距離制御手段は、走行速度制御の限界を報知する速度警報手段を備え、車間距離制御手段が警報発生状態であるときに、前記車線維持制御手段の操舵制御を中止するので、先行車が減速したり、障害物を検出したときに、運転者の操舵介入を容易に行うことができるという効果が得られる。
【００１５】
さらに、請求項３に係る発明によれば、車間距離制御手段は、走行速度制御の限界を報知する速度警報手段を備え、この速度警報手段が警報発生状態であり、且つ制御対象物と自車との相対速度差が所定値以上であるときに、前記車線維持制御手段の操舵制御を中止するので、本当に運転者が操舵介入を必要としている場合のみ操舵制御を中止することになり、例えば先行車との相対速度差が小さく、ブレーキによる介入も不要であるような場合で緩カーブ手前で速度警報手段で警報が発せられた場合に操舵制御が継続されることになるので、操舵制御が中止されたときの運転者の操舵介入を行う煩わしさを防止することができるという効果が得られる。
【００１６】
なおさらに、請求項４に係る発明によれば、車間距離制御手段は、走行速度制御の限界を報知する速度警報手段を備え、この速度警報手段が警報発生状態となる以前に前記車線維持制御手段が作動状態であったときには、当該車間距離制御手段の速度警報手段で警報発生状態が終了した後に、当該車線維持制御手段を作動状態に復帰させることができるので、運転者の復帰操作を必要とせず゛車線維持制御手段の制御中止状態からの制御状態への復帰を自動的に行うことができ、運転者が煩わしさを感じることを防止することができるという効果が得られる。
【００１７】
また、請求項５に係る発明によれば、車線維持制御手段の車線維持警報手段が警報発生状態であるときに、前記車間距離制御手段で減速制御を行うので、車線に対する自車両の変位変化率が低下し、運転者に余裕を与えることができるという効果が得られる。
【００１８】
さらに、請求項６に係る発明によれば、車線維持制御手段の車線維持警報手段が警報発生状態であるときに、車線に対する自車両の変位変化率が所定値を下回るように前記車間距離制御手段で減速制御を行うので、運転者の操舵介入を行うまでの最大時間を確実に得ることができ、車線維持警報時の運転のしやすさが格段に向上するという効果が得られる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を伴って説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態を示す外観図であって、車両１の前端中央部に車両前方の先行車や障害物等の制御対象物との車間距離を測定するミリ波レーダ、レーザーレーダ等で構成される測距センサ２が配設されていると共に、フロントガラスの左右方向の中央における上端部内側に車両前方の車線を撮像するＣＣＤカメラで構成される撮像装置３が配設されている。
【００２０】
そして、測距センサ２で測定された車間距離検出値Ｄが図２に示すように追従制御用コントローラ４に入力され、撮像装置３で撮像された画像情報が図２に示すように車線維持制御用コントローラ５に入力されている。
追従制御用コントローラ４及び車線維持制御用コントローラ５には、車間距離検出値Ｄの他に、自車両の車速を検出する車速センサ６の車速検出値Ｖが夫々入力されると共に、追従制御及び車線維持制御の作動開始・終了を選択するスイッチ類、速度を設定する速度設定器等の作動選択を行う作動選択部７からの各種作動選択信号が入力されている。
【００２１】
また、追従制御用コントローラ４及び車線維持制御用コントローラ５は相互に警報信号の交換が可能に構成されている。
さらに、追従制御用コントローラ４には、スロットルバルブアクチュエータ等の駆動力を制御する駆動制御用アクチュエータ８と、ブレーキブースター等の制動力を制御する制動制御用アクチュエータ９とが接続されていると共に、減速限界制御状態に達したことを報知する警報を発する速度警報手段としての速度警報用ブザー１０が接続されている。
【００２２】
同様に、車線維持制御用コントローラ５には、前輪の転舵角を検出する転舵角センサ１１から出力される転舵角検出値θが入力されると共に、補助操舵力を発生するステアリングアクチュエータ等の操舵制御用アクチュエータ１２が接続されていると共に、車線に対する変位の変化率が大きくなる傾向にあることを報知する速度警報用ブザー１０とは周波数、音色等が異なる警報を発する車線維持警報手段としての車線維持警報用ブザー１３が接続されている。
【００２３】
さらにまた、追従制御用コントローラ４及び車線維持制御用コントローラ５から出力される表示情報が例えば運転席から視認可能な位置に配設された液晶ディスプレイ等の共通の表示装置１４に入力されて表示される。
そして、追従制御用コントローラ４では、図３に示す追従走行制御処理を実行する。この追従走行制御処理は、所定のメインプログラムに対する所定時間（例えば１０ｍｓｅｃ）毎のタイマ割込処理として実行され、先ず、ステップＳ１で、作動選択部７に配設された追従制御のメインスイッチがオン状態であるか否かを判定し、これがオフ状態であるときにはそのままタイマ割込処理を終了してメインプログラムに復帰し、メインスイッチがオン状態であるときにはステップＳ２に移行する。
【００２４】
このステップＳ２では、条件を設定するセットスイッチがオン状態であるか否かを判定し、これがオフ状態であるときにはそのままタイマ割込処理を終了してメインプログラムに復帰し、セットスイッチがオン状態であるときにはステップＳ３に移行して、車速センサ６の車速検出値Ｖ等を読込み、予め設定した追従走行制御を開始する車両条件が満足されているか否かを判定し、車両条件が満足されていないときにはそのままタイマ割込処理を終了してメインプログラムに復帰し、車両条件が満足されているときには、ステップＳ４に移行して、目標車速、目標車間距離の設定及び変更処理を行ってからステップＳ５に移行する。
【００２５】
ここで、車両条件としては、車速検出値Ｖが所定車速以上になっているか否か、ブレーキが作動していないか否か、シフトレバーがＤレンジに入っているか否か等が設定されている。
このステップＳ５では、測距センサ２で検出した車間距離Ｄを読込み、この車間距離Ｄが予め設定した設定距離Ｄｓ以下であるか否かを判定することにより、先行車、路上障害物等の制御対象物が存在するか否かを判定し、Ｄ＞Ｄｓであるときには、制御対象物が存在しないものと判断してステップＳ６に移行して、駆動用アクチュエータ８を車速センサ６で検出した自車速検出値Ｖが目標車速Ｖ^*を維持するように制御する車速制御処理を行ってからタイマ割込処理を終了してメインプログラムに復帰し、Ｄ≦Ｄｓであるときには、制御対象物が存在するものと判断してステップＳ７に移行する。
【００２６】
このステップＳ７では、測距センサ２で測定した車間距離Ｄを微分して先行車との相対速度ΔＶを算出し、次いでステップＳ８に移行して、車間距離Ｄと相対速度ΔＶに基づいて車間距離Ｄを目標車間距離Ｄ^*に制御するための目標車速Ｖ^*を算出し、車速センサ６で検出した車速検出値Ｖが目標車速Ｖ^*を維持するように駆動用アクチュエータ８及び制動用アクチュエータ９を制御して車間距離Ｄが目標車間距離Ｄ^*に一致するように加減速制御を行う車間制御処理を実行してからステップＳ９に移行して、測距センサ２で測定した車間距離Ｄ、前記ステップＳ７で算出した相対速度ΔＶを読込み、これらに基づいて車間距離Ｄが予め設定した設定車間距離Ｄｓ以下であるか又は相対速度ΔＶが設定相対速度ΔＶｓ以上であるかを判断することにより、ときに追従制御対象物に対して接近しているか否かを判断する。
【００２７】
この判断結果が追従制御対象物に対して接近していない場合にはそのままタイマ割込処理を終了するが、追従制御対象物に対して接近している場合にはステップＳ１０に移行して、速度警報用ブザー１０に対して警報信号を送出して、この速度警報用ブザー１０で警報音を発生させ、次いでステップＳ１１に移行して、速度警報を発したことを表す速度警報発生情報を車線維持用コントローラ５に送出してからタイマ割込処理を終了してメインプログラムに復帰する。
【００２８】
一方、車線維持制御用コントローラ５では、図４に示す車線維持制御処理を実行する。この車線維持制御処理は、先ず、ステップＳ２１で、作動選択部７に配設された追従制御のメインスイッチがオン状態であるか否かを判定し、これがオフ状態であるときにはオン状態となるまで待機し、メインスイッチがオン状態であるときにはステップＳ２２に移行する。
【００２９】
このステップＳ２２では、条件を設定するセットスイッチがオン状態であるか否かを判定し、これがオフ状態であるときにはオン状態となるまで待機し、セットスイッチがオン状態であるときにはステップＳ２３に移行して、車速センサ６からの車速検出値Ｖ等を読込み、予め設定した追従走行制御を開始する車両条件が満足されているか否かを判定し、車両条件が満足されていないときには前記ステップＳ２１に戻り、車両条件が満足されているときには、ステップＳ２４に移行する。
【００３０】
ここで、車両条件としては、車速検出値Ｖが所定車速以上になっているか否か、ブレーキが作動していないか否か、シフトレバーがＤレンジに入っているか否か等が設定されている。
ステップＳ２４では、撮像装置３で撮像した道路画像情報を取込み、道路画像情報に基づいて走行レーンの境界部の白線等の境界線を認識したか否かを判定し、境界線を認識していないときには前記ステップＳ２１に戻り、境界線を認識しているときにはステップＳ２５に移行して、道路画像情報に基づいて境界線の曲率ρ、走行レーン上の自車の横方向における変位ｘ、自車のヨー角φを算出し、これらと転舵角センサ１１で検出した前輪の転舵角θとに基づいて自車が走行レーン内を走行するように操舵制御用アクチュエータ１２を制御する操舵制御指令値θ^*を算出する。
【００３１】
次いで、ステップＳ２６に移行して、追従制御用コントローラ４から速度警報発生情報を受信したか否かを判定し、速度警報発生情報を受信したときにはステップＳ２７に移行して、車線維持制御状態であるか否かを表す制御状態フラグＦ１を“１”にセットしてから前記ステップＳ２６に戻り、速度警報発生情報を受信していないときには、ステップＳ２８に移行して、制御状態フラグＦ１が“１”にセットされているか否かを判定し、これが“１”にセットされているときにはステップＳ２９に移行して制御状態フラグＦ１を“０”にリセットしてから前記ステップＳ２３に戻り、制御状態フラグＦ１が“０”にリセットされているときにはステップＳ３０に移行して、操舵制御指令値θ^*を操舵制御用アクチュエータ１２に出力して操舵制御を実行してからステップＳ３１に移行する。
【００３２】
このステップＳ３１では、横方向の変位Ｘ、車速検出値Ｖ及び目標注視点までの距離Ｌ１に基づいて下記（１）式の必要ヨーレートφ_NEEDを算出する。
φ_NEED＝（２×Ｘ×Ｖ）／（Ｌ１×Ｌ１） …………（１）
次いで、ステップＳ３２に移行して、ヨーレートセンサで検出した実際のヨーレートφ_REALと必要ヨーレートφ_NEEDとの偏差Δφの絶対値｜Δφ｜が車速検出値Ｖに応じて設定される閾値φ_THを越えているか否かを判定し、｜Δφ｜≦φ_THであるときには車線に対する自車両の変位は大きくならないものと判断してステップＳ３３に移行し、車線維持警報用ブザー１３に対する車線維持警報信号の出力を停止してから前記ステップＳ２１に戻り、｜Δφ｜＞φ_THであるときには操舵制御が限界に達して車線に対する自車両の変位が大きくなる可能性があるものと判断してステップＳ３４に移行し、車線維持警報用ブザー１３に対して車線維持警報信号を出力して、車線維持警報を発してからタイマ割込処理を終了する。
【００３３】
そして、図３の処理が走行速度制御手段及び車間距離制御手段に対応し、図４の処理が走行方向制御手段及び車線維持制御手段に対応し、図３のステップＳ９及びＳ１１の処理が第１の優先制御手段に対応し、図４のステップＳ２９の処理が第２の優先制御手段に対応し、図３のステップＳ１０の処理及び速度警報用ブザー１０が速度警報手段に対応している。
【００３４】
次に上記第１の実施形態の動作を説明する。
今、車両が所定の車両条件を満足している状態で、追従制御及び車線維持制御のメインスイッチ及びセットスイッチをオン状態とすることにより、追従制御用コントローラ４で先行車との車間距離Ｄを目標車間距離Ｄ^*に一致させるように駆動用アクチュエータ８及び制動用アクチュエータ９を制御して速度制御を開始すると共に、車線維持用コントローラ５で撮像装置３で撮像した道路画像情報に基づいて走行レーンを区画する境界線を検出して、走行レーン内を維持するように操舵制御用アクチュエータ１２を制御して操舵制御を開始する。
【００３５】
この追従制御及び車線維持制御を行っている状態で、追従制御において目標車間距離Ｄ^*を維持しながら先行車に追従走行している状態で、先行車がブレーキを作動させるか、先行車との間に隣接する他車線から自車より低速の割込車が割込むか、さらに先行車が存在しない状態で、コーナーにさしかかったときに、先行車や障害物を検出したときに、図３の車間制御処理において、車間距離Ｄが予め設定した設定車間距離Ｄｓ以下であるか又は相対速度ΔＶが設定相対速度ΔＶｓ以上であるかを判断した場合に、Ｄ≦Ｄｓ又はΔＶ≧ΔＶｓである状態となると、追従制御対象物に対して接近しており、制動用アクチュエータ９での走行速度制御の限界状態であると判断され、速度警報用ブザー１０で警報が発せられる。これと同時に、速度警報発生情報が車線維持制御用コントローラ５に送信される。
【００３６】
このとき、コーナーを走行していて、車線維持制御用コントローラ５で、走行レーンを区画する境界線の曲率ρに応じて操舵制御用アクチュエータ１２を制御して、車線を維持するように操舵制御を行っているものとすると、この車線維持制御用コントローラ５で、追従制御用コントローラ４から送信された速度警報発生情報を受信すると、ステップＳ２６からステップＳ２７に移行して制御状態フラグＦ１を制御中止状態を表す“１”にセットしてからステップＳ２６に戻ることにより、ステップＳ２５で算出した操舵制御指令値θ^*を操舵制御用アクチュエータ１２に出力することを中止され、操舵制御用アクチュエータ１２による操舵制御が中止される。
【００３７】
このため、操舵制御用アクチュエータ１２で操舵補助トルクの発生が中止されることにより、追従制御処理における速度警報用ブザー１０で発せられる警報音に応じて運転者がステアリングホイール（図示せず）を操舵して走行方向を変更して接近している追従制御対象物を回避する際に、操舵制御アクチュエータ１２で発生される操舵トルクが運転者の緊急回避操舵に影響を与えることを確実に防止することができ、円滑な緊急回避操舵を行うことができる。
【００３８】
その後、制動用アクチュエータによる減速制御と運転者の緊急回避操舵によって追従走行対象物に対する接近した状態を回避して通常の追従走行状態に復帰すると、追従制御用コントローラ４で、速度警報用ブザー１０での速度警報音の発生が停止されると共に、車線維持制御用コントローラ５に対する速度警報発生情報の送信が停止される。
【００３９】
このため、車線維持制御用コントローラ５では、追従制御用コントローラ４から送信される速度警報発生情報を受信しない状態となることにより、ステップＳ２６からステップＳ２８に移行し、制御状態フラグＦ１が制御中止状態を表す"１"にセットされているので、ステップＳ２９に移行して、制御状態フラグＦ１を制御状態を表す"０"にリセットしてから車両条件を満足するか否かを判定する前記ステップＳ２３に戻る。
【００４０】
このため、車両条件の判断及び走行レーンを認識しているか否かの判断を経てから道路画像情報に基づく操舵制御指令値θ^*を算出してからステップＳ２６及びＳ２８を経てステップＳ３０に移行して、ステップＳ２８で演算された操舵制御指令値θ^*を操舵制御用アクチュエータ１２に出力する状態に自動的に復帰し、車線内走行を維持する操舵制御を自動的に再開する。
【００４１】
一方、コーナーを走行しているときに曲率ρが大きく、車線に対する自車両の変位が大きくなる可能性が生じたときには、図４に示す車線維持制御処理で、車線維持警報用ブザー１３で車線維持警報音を発するが、この場合には、車線維持警報発生情報が追従制御用コントローラ４に送信されることがなく、追従制御用コントローラ４では先行車や障害物の車間距離Ｄを目標車間距離Ｄ^*を維持するように駆動用アクチュエータ８又は制動用アクチュエータ９を制御して走行速度制御を継続する。
【００４２】
このように、上記第１の実施形態においては、追従制御用コントローラ４で制動用アクチュエータ９による制動制御で速度制御の限界であると判断されたときに、速度警報用ブザー１０が作動されて速度警報音が発せられると同時に、車線維持制御用コントローラ５で操舵制御が中止されて、操舵制御用アクチュエータ１２で操舵トルクの発生が中止されて、追従制御が優先されるので、運転者がステアリングホイールを操作して緊急回避操舵を行う際に、これを容易に行うことができる。また、操舵制御用アクチュエータ１２の操舵制御が中止されている状態で、追従制御用コントローラ４で速度警報発生情報の送信が終了されると、車両条件を判断するステップＳ２３に戻って、車両条件を満足し、走行レーンを認識しているときに、操舵制御を自動的に再開するので、操舵制御の再開を運転者が指示する煩わしさを排除することができる。
【００４３】
次に、本発明の第２の実施形態を図５及び図６を伴って説明する。
この第２の実施形態では、追従制御において、真に緊急回避操舵が必要な場合にのみ車線維持制御における操舵制御を中止するようにしたものである。
すなわち、第２の実施形態においては、追従制御用コントローラ４で実行される追従制御処理が図５に示すように前述した第１の実施形態における図３の処理において、ステップＳ１０及びステップＳ１１間に相対速度ΔＶが予め設定した閾値αを超えているか否かを判断するステップＳ１３が介挿され、ΔＶ≦αであるときには制御対象物との相対速度が小さく緊急度が低いものと判断して速度警報発生情報を車線維持制御用コントローラ５に送信することなくそのままステップＳ１に戻り、ΔＶ＞αであるときには、制御対象物との相対速度ΔＶが大きく、緊急度が高いものと判断してステップＳ１１に移行して速度警報発生情報を車線維持制御用コントローラ５に送信することを除いては図３と同様の処理を行い、図３との対応処理には同一ステップ番号を付し、その詳細説明はこれを省略する。
【００４４】
この第２の実施形態では、追従制御用コントローラ４で、先行車との間に他車線から自車との相対速度ΔＶが小さい割込車が割り込んだ場合には、車間距離Ｄが設定車間距離Ｄｓ以下となるが、この場合には相対速度ΔＶが小さいことにより、速度警報用ブザー１０で速度警報音が発せられるが、割込車との相対速度ΔＶが小さく運転者が緊急回避操舵を行わずに制動制御による車間距離Ｄを開ける必要性はない可能性が高いので、車線維持制御用コントローラ５での操舵制御を継続させる。このため、前述した第１の実施形態では、例えば緩コーナー手前で速度警報音が発生された場合に車線維持制御が中止されることにより、運転者が操舵介入する必要性が生じるが、この第２の実施形態では、車線維持制御が継続されることにより、煩わしい操舵介入を回避することができる。
【００４５】
一方、先行車との間に他車線から自車に比較して遅い速度の割込車が割込んで自車との相対速度ΔＶが閾値αより大きくなったときには、運転者が回避操舵を行う可能性が高くなるため、追従制御用コントローラ４から速度警報発生情報が車線維持制御用コントローラ５に送信されることにより、車線維持制御用コントローラ５で操舵制御用アクチュエータ１２の操舵制御が中止され、運転者の緊急回避操舵を円滑に行うことができる。
【００４６】
図６は１９９９年の自動車技術会学術講演会前刷集（Ｎｏ．９３−９９，ｐ５−８）に掲載された運転者の障害物回避をブレーキ操作で行う場合とステアリングホイール操作で行う場合に、障害物との距離がどこまでなら回避可能かを実車実験で求めたグラフを簡略化したものである。このグラフから明らかなように、速度が低い時は、ブレーキ操作で回避する方が有効であるが、速度がαを超えるとステアリングホイール操作による回避の方が有効であることを示している。したがって、第２の実施形態では、先行車との相対速度を図６のグラフの速度と置き換え、図５の追従制御処理を行うことにより、ステアリングホイール操作による緊急回避の違和感の排除と、不必要な操舵制御の中止による操舵介入の煩わしさの双方を解決することができる。
【００４７】
次に、本発明の第３の実施形態を図７及び図８について説明する。
この第３の実施形態は、車線維持制御処理で車線に対する自車両の変位が大きくなる可能性があることを検出したときに追従制御における加速制御を制限するようにしたものである。
すなわち、第３の実施形態は、追従制御用コントローラ４で実行する追従制御処理が図７に示すように前述した第１の実施形態における図３の処理において、ステップＳ１１の処理が省略されていると共に、ステップＳ６の処理が設定車速Ｖｓを目標車速Ｖ^*として設定するステップＳ４１に変更され、且つステップＳ８の処理が車間距離Ｄと相対速度ΔＶとに基づいて車間距離Ｄを目標車間距離Ｄ^*に一致させる目標車速Ｖ^*を設定するステップＳ４２に変更され、さらにステップＳ４１及びＳ４２の次に車速センサ６で検出した車速検出値Ｖが目標車速Ｖ^*より小さいか否かを判定するステップＳ４３が設けられ、このステップＳ４３の判定結果がＶ≧Ｖ^*であるときにステップＳ４４に移行して、目標車速Ｖ^*から車速検出値Ｖを減算した車速偏差εに基づいて減速及びコースト走行する駆動力を演算する駆動力演算処理を行ってからステップＳ４５に移行し、演算された駆動力に基づいて制動用アクチュエータ９に対する目標ブレーキ圧を演算し、次いでステップＳ４６に移行して算出した目標ブレーキ圧を制動用アクチュエータ９に出力すると共に、“０”に設定した目標スロットル開度θ^*を駆動用アクチュエータ８に出力してからメインプログラムに復帰する。
【００４８】
一方、前記ステップＳ４３の判定結果がＶ＜Ｖ^*であるときには、加速を要する状態であると判断してステップＳ４７に移行し、目標車速Ｖ^*から車速検出値Ｖを減算した車速偏差εに基づいて加速走行する駆動力を演算し、次いでステップＳ４８に移行して、後述する車線維持制御用コントローラ５から車線維持警報発生情報を受信したか否かを判定し、車線維持警報発生情報を受信していないときにはステップＳ４９に移行して、算出した駆動力に基づいて目標スロットル開度θ^*を演算し、次いでステップＳ５０に移行して、演算した目標スロットル開度θ^*を駆動用アクチュエータ８に出力してからメインプログラムに移行し、ステップＳ４８の判定結果が車線維持警報発生情報を受信したときには、メインプログラムに復帰する。この他の処理は前述した図３と同様の処理を行い、図３との対応処理には同一ステップ番号を付し、その詳細説明はこれを省略する。
【００４９】
また、車線維持制御用コントローラ５では、図８に示すように、ステップＳ３４の処理の次に追従制御用コントローラ４に対して車線維持警報発生情報を送信するステップＳ３５が追加されていることを除いては前述した第１の実施形態における図４と同様の処理を行い、図４との対応処理には同一符号を付し、その詳細説明はこれを省略する。
【００５０】
この第３の実施形態によると、車線維持制御用コントローラ５で、車線維持制御を行っている状態で、急なコーナーにさしかかったときに、必要ヨーレートφ_NEEDと実ヨーレートφ_REALとの偏差の絶対値｜Δφ｜が閾値φＴＨより大きい状態となったときに、ステップＳ３２からステップＳ３４に移行して車線維持警報信号が車線維持警報用ブザー１３に出力されることにより、車線維持警報音が発生されるが、これと同時に追従制御用コントローラ４に対して車線維持警報発生情報が送信される。
【００５１】
この追従制御用コントローラ４では、車線維持制御用コントローラ５から車線維持警報発生情報を受信したときに、制御対象物が存在しない状態で車速検出値Ｖが設定車速Ｖｓを上回っているとき又は制御対象物が存在する状態で、車間距離Ｄが目標車間距離Ｄ^*より短くなって目標車速Ｖ^*が車速検出値Ｖより小さくなったときには、ステップＳ４３からステップＳ４４に移行して、車速偏差εに基づいて減速及びコースト走行するための駆動力を演算し、演算された駆動力に基づいて目標ブレーキ圧を算出し、これを制動用アクチュエータ９に出力することにより、制動力が発生される一方、目標スロットル開度θ^*が“０”に設定され、これが駆動用アクチュエータ８に出力されることにより、コースト走行制御される。
【００５２】
ところが、車線維持制御用コントローラ５から車線維持警報発生情報を受信したときに、測距センサ２で先行車を見失うことにより、目標車速Ｖ^*が車速検出値Ｖより大きな値に設定されたときには、ステップＳ４３からステップＳ４７に移行し、車速偏差εに基づいて加速走行する駆動力が演算されるが、ステップＳ４８に移行したときに車線維持警報発生情報を受信していることにより、ステップＳ４７で演算された駆動力に基づいて目標スロットル開度θ^*を算出するステップＳ４９に移行することがないので、追従制御処理において、加速操作が禁止される。
【００５３】
したがって、車線維持制御用コントローラ５で車線に対する自車両の変位が大きくなる傾向にあって車線維持警報音が発生されたときに、追従制御用コントローラ４では、加速制御が禁止されて減速制御又はコースト制御のみが行われることになり、先行車に追従して走行している状態で、比較的急なコーナーで先行車を見失う状態が発生した場合でも、減速側制御のみが行われるので、運転者に違和感を与えることがないと共に、減速制御によって車線に対する自車両の変位の変化率が低下し、運転者の操舵介入を容易に行うことができる。
【００５４】
次に、本発明の第４の実施形態を図９について説明する。
この第４の実施形態では、車線維持制御用コントローラ５で車線維持警報が発生されたときに、追従制御用コントローラ４で積極的に減速側制御を行うようにしたものである。
すなわち、第４の実施形態では、追従制御用コントローラ４で図９に示す追従制御処理を実行する。この追従制御処理では、前述した第３の実施形態における図７の処理において、ステップＳ４３の判定結果がＶ＜Ｖ^*であるときにステップＳ５１に移行して、車線維持制御用コントローラ５から車線維持警報発生情報を受信したか否かを判定し、この判定結果が車線維持警報発生情報を受信したときに前記ステップＳ４４に移行し、車線維持警報発生情報を受信していないときにはステップＳ５２に移行して、前記ステップＳ４７と同様に車速偏差εに基づいて加速走行する駆動力を演算してから直接ステップＳ４９に移行するように変更されていることを除いては図７と同様の処理を行い、図７との対応処理には同一ステップ番号を付し、その詳細説明はこれを省略する。
【００５５】
この第４の実施形態によると、追従制御用コントローラ４で車線維持制御用コントローラ５から車線維持警報発生情報を受信したとき、車速検出値Ｖが目標車速Ｖ^*以上であるときには前述した第３の実施形態と同様にステップＳ４３からステップＳ４４に移行して減速制御及びコースト走行制御を行うが、車速検出値Ｖが目標車速Ｖ^*未満であるときにはステップＳ５１に移行して、車線維持警報発生情報を受信しているので、このステップＳ５１からステップＳ４４に移行して、上記と同様に減速制御及びコースト走行制御を行うことになり、車線維持警報を受信したときには、車速検出値Ｖの値にかかわらず減速側制御を積極的に行って車線に対する自車両の変位の変化率が低下することにより、運転者の操舵介入を容易確実に行うことができる。
【００５６】
次に、本発明の第５の実施形態を図１０及び図１１について説明する。
この第５の実施形態では、車線維持制御用コントローラ５で、車線維持警報を発する状態となったときに、車線に対する自車両の変位の変化率を低下させるための目標車速Ｖ^*を演算し、この目標車速Ｖ^*を追従制御用コントローラ４に送信することにより、減速制御を行って車線に対する自車両の変位の変化率を確実に低下させるようにしたものである。
【００５７】
すなわち、第５の実施形態では、追従制御用コントローラ４で、図１０に示す追従制御処理を実行する。すなわち、前述した第４の実施形態における図９の処理において、ステップＳ５１の処理が省略されてステップＳ４３から直接ステップＳ５２に移行し、且つステップＳ４及びステップＳ５間に車線維持制御用コントローラ５から目標車速Ｖ^*を受信したか否かを判定するステップＳ６１が介挿され、この判定結果が目標車速Ｖ^*を受信したときには前記ステップＳ４４に移行し、目標車速Ｖ^*を受信していないときに前記ステップＳ５に移行するように変更されていることを除いては図９と同様の処理を実行し、図９との対応処理には同一ステップ番号を付し、その詳細説明はこれを省略する。
【００５８】
一方、車線維持制御用コントローラ５は、図１１に示す車線維持制御処理を実行する。この車線維持制御処理は、前述した第３の実施形態における図８の処理において、ステップＳ３５の処理が省略され、これに代えて、車線画像情報から検出した車線に対する変位の上限値Ｌと予め設定した必要な猶予時間ｔとから必要な猶予時間ｔを得るための目標車速Ｖ^*を算出するステップＳ３６と、算出した目標車速Ｖ^*を追従制御用コントローラ４に送信するステップＳ３７とが設けられていることを除いては図８と同様の処理を行い、図８との対応処理には同一ステップ番号を付し、その詳細説明はこれを省略する。
【００５９】
この第５の実施形態によると、車線維持制御用コントローラ５で、車線維持制御を行っている状態で急なコーナーを走行する状態となって、車線に対する自車両の変位が大きくなる傾向となったときに、車線維持警報信号が車線維持警報用ブザー１３に出力されることにより、車線維持警報音が発生されるが、これと同時に自車両が車線に対する変位が上限値Ｌに達するまでに運転者が操舵介入することが可能な猶予時間ｔを確保するように目標車速Ｖ^*を算出し、この目標車速Ｖ^*を追従制御用コントローラ４に送信する。
【００６０】
この車線維持制御用コントローラ５からの目標車速Ｖ^*を追従制御用コントローラ４で受信すると、ステップＳ６１から直接ステップＳ４４に移行するので、車線維持制御用コントローラ５から受信した目標車速Ｖ^*と車速検出値Ｖとの偏差εとに基づいて減速及びコースト走行する駆動力が演算され、この駆動力に基づいて目標ブレーキ圧が演算されて、これが制動用アクチュエータ９に出力されて制動状態となるので、車速検出値Ｖの値にかかわらず車線に対する自車両の変位の変化率低下に要する猶予時間ｔを確実に確保することができ、運転者の操舵介入による車線維持を容易確実に行うことができる。
【００６１】
なお、上記第１〜第５の実施形態においては、追従制御用コントローラ４で、追従制御を行う場合について説明したが、これに限定されるものではなく、測距センサ２で検出した車間距離Ｄに基づいて前方路上の障害物を検出し、この障害物を検出したときに減速制御を行う場合にも本発明を適用することができる。
また、上記第１〜第５の実施形態においては、エンジンで駆動される車両について説明したが、これに限定されるものではなく、電動モータで駆動される電気自動車やエンジン及び電動モータの双方を使用するハイブリッド車にも本発明を適用することができ、電動モータを使用する場合には、駆動電流を制御することにより加減速制御を行うと共に、回生制動による減速制御も行うようにすればよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す外観図である。
【図２】第１の実施形態における制御系を示すブロック図である。
【図３】追従制御用コントローラで実行する追従制御処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図４】車線維持制御用コントローラで実行する車線維持制御処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図５】本発明の第２の実施形態における追従制御用コントローラの追従制御処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図６】車速と回避距離との関係を示す特性線図である。
【図７】本発明の第３の実施形態における追従制御用コントローラの追従制御処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図８】本発明の第３の実施形態における車線維持制御用コントローラの車線維持制御処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図９】本発明の第４の実施形態における追従制御用コントローラの追従制御処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の第５の実施形態における追従制御用コントローラの追従制御処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図１１】第５の実施形態における車線維持制御用コントローラの車線維持制御処理手順の一例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
２測距センサ
３撮像装置
４追従制御用コントローラ
５車線維持制御用コントローラ
６車速センサ
７作動操作部
８駆動用アクチュエータ
９制動用アクチュエータ
１０速度警報用ブザー
１１操舵角センサ
１２操舵制御用アクチュエータ
１３車線維持警報用ブザー

Claims

車両前方の制御対象物との車間距離を検出して自車両の走行速度を制御することにより最適車間距離を維持する車間距離制御手段と、車線を検出して車線内を維持する方向に操舵制御を行うと共に、操舵制御の限界を報知する車線維持警報手段を有する車線維持制御手段とを備える車両において、前記車間距離制御手段及び前記車線維持制御手段を併用している状態で、前記車線維持制御手段で車線を検出していないときに、前記車線維持制御手段の制御を中止して前記車間距離制御手段による制御を行う第１の優先制御手段と、前記車線維持警報手段が警報発生状態であるときに前記車間距離制御手段の加速制御を禁止して、前記車線維持制御手段による制御を車間距離制御手段による制御よりも優先させる第２の優先制御手段とを有することを特徴とする車両の走行制御装置。
前記車間距離制御手段は、走行速度制御の限界を報知する速度警報手段を備え、当該速度警報手段が警報発生状態であるときに、前記車線維持制御手段の操舵制御を中止するように構成されていることを特徴とする請求項１記載の車両の走行制御装置。
前記車間距離制御手段は、走行速度制御の限界を報知する速度警報手段を備え、当該速度警報手段が警報発生状態であり、且つ制御対象物と自車との相対速度差が所定値以上であるときに、前記車線維持制御手段の操舵制御を中止するように構成されていることを特徴とする請求項１記載の車両の走行制御装置。
前記速度警報手段が警報発生状態となる以前に前記車線維持制御手段が作動状態であったときには、前記速度警報手段の警報発生状態が終了した後に、当該車線維持制御手段を作動状態に復帰させるように構成されていることを特徴とする請求項２又は３に記載の車両の走行制御装置。
前記車線維持制御手段の車線維持警報手段が警報発生状態であるときに、前記車間距離制御手段で減速制御を行うように構成されていることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の車両の走行制御装置。
前記車線維持制御手段の車線維持警報手段が警報発生状態であるときに、車線に対する自車両の変位変化率が所定値を下回るように前記車間距離制御手段で減速制御を行うように構成されていることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の車両の走行制御装置。