JP3832380B2

JP3832380B2 - 車両の自動速度制御装置

Info

Publication number: JP3832380B2
Application number: JP2002123337A
Authority: JP
Inventors: 秀史安達
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2002-04-25
Filing date: 2002-04-25
Publication date: 2006-10-11
Anticipated expiration: 2022-04-25
Also published as: EP1359047A2; DE60326407D1; US20030204300A1; JP2003317199A; EP1359047A3; EP1359047B1; US6975931B2

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、先行車両との車間距離が設定値以上の場合定速走行制御、設定値より小さい場合車間距離制御を実行する車両の自動速度制御装置に関するもので、特に車間距離制御時の追従走行に関する。
【０００２】
【従来の技術】
運転者の快適性を目的にレーザレーダやミリ波レーダで先行車両の挙動を認識し、車間距離が設定値以上の場合は定速で走行し、追いつくと設定した車間距離になるよう自動追従する自動速度制御（ＡＣＣ＝Adaptive Cruise Control)を採用する車がオプション設定で市販されてきている。
【０００３】
さらに、この自動速度制御に操舵制御，車車間通信，路車間通信等の要素を加えて隊列走行を高速道路または専用道路で行い、交通の高効率化と運転者の負担軽減を狙った車両制御が提案されてきている。
【０００４】
この種の装置として関連するものには例えば特開平７−２００９９１号，特開平８−１９２６６２号等が挙げられる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
一方、高速道路の事故低減を目的に大型貨物自動車は９０km／ｈ速度規制装置の装着が２００３年９月新規登録車から義務づけられることになった。このことで高速道路での隊列走行実施の要望が高くなってくる。しかし車車間通信，路車間通信を用いた協調制御まで考えると規格統一がまず必要であり、一般車両での当面の実施は難しい。上記特開平７−２００９９１号は車車間通信で協調制御する事例である。ＡＣＣ制御でも隊列走行は可能であるが、同じ速度にクルーズ車速を設定していても車車間の速度認識に個体差があるため必ずしも追従走行ができず、特にＡＣＣで設定可能な最高速度での隊列走行は困難である。特開平８−１９２６６２号は従来ＡＣＣを先行車両がクルーズ設定車速以上に加速したときに追従できるように改良しているが、隊列走行が考慮されておらず設定車速は制御開始時の車速に限定されるもので、先行車両と追従車両を同じクルーズ車速設定時に必ず追従走行ができるようにもなっていない。
【０００６】
本発明はこの問題を解決するためになされたものであり、先行車が法定速度内で走行中、後続車は必ず隊列走行が維持できて効率のよい円滑な交通の流れと運転者の負担軽減が図れる車両の自動速度制御装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、車間距離制御時の制御車速の上限値を予め設定されるクルーズ車速よりも適度に大きな値にすることにより達成される。
より具体的には、車両の車速を検出する車速検出手段と、先行車両までの車間距離を検出する車間距離検出手段と、先行車両が存在するときは、前記車間距離検出手段により検出した車間距離が所定の車間距離になるように前記車両を制御し、先行車両が存在しないときは、前記車速検出手段により検出した車速が予め定めたクルーズ車速になるように前記車両を制御する車両制御手段とを備え、前記先行車両が存在するときの上限車速を前記クルーズ車速よりも大きく設定することを特徴とする車両の自動速度制御装置により達成される。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。図１に自動速度制御装置のシステムブロック図の一例を示す。本自動速度制御装置はレーダ装置１で先行車の挙動を認識して、車速センサ２の情報と合わせて車間距離が設定値以上の場合は定速で走行し、追いつくと設定した車間距離で自動追従するよう構成された装置である。
【０００９】
車両制御コントローラ３が自動速度制御を行うメインのコントローラであり、他制御に必要な入力は、自動速度制御の機能を入断するメインスイッチ４ａ，定速走行時のクルーズ車速を設定するセットスイッチ４ｂ，制御がキャンセルされたときの復帰に使うリジュームスイッチ４ｃ，一時中断に用いるキャンセルスイッチ４ｄ，先行車との車間時間を設定するタップスイッチ４ｅ，運転者のブレーキ操作時のみ作動し自動ブレーキ時は作動しないリリーススイッチ５，ブレーキ力を検出するブレーキ油圧６，カーブ走行を検出する操舵角センサ７，Ｇセンサ８，変速ギアの状態を検出するギア信号９などが用いられ、設定したクルーズ車速と制御状況は表示装置１０で運転者に伝えられる。
【００１０】
ここで表示装置１０は画面表示に限らず音声機能を含んでもよい。音声機能の場合にはアイズフリーが実現され、安全運転の観点から好ましいものとなる。車両制御コントローラ３の目標指令によりエンジンコントローラ１１はスロットル（図示せず）の開度を制御してエンジン１２の吸入空気量、延いては出力を調整し、ブレーキコントローラ１３はブースタ１４または油圧アクチュエータ（図示せず）を制御してブレーキ油圧６を調整し、最終的に車間距離フィードバック制御することで自動速度制御が行われる。追従走行優先スイッチ１５はＯＦＦでは通常のＡＣＣ制御だがＯＮで追従走行を優先するＡＣＣ制御に切り替えるスイッチである。
【００１１】
図２は原理説明図である。
【００１２】
任意の速度Ｖs で隊列走行すべく対象全車両をクルーズ車速Ｖs に設定した状態である。通常ＡＣＣ制御では設定したクルーズ車速を車間距離制御時に上限車速として制御を行うため、もし絶対速度でみてＶs が各車両間でばらつかなければ隊列走行は可能となるが現実にはそのようなことはありえない。追従していくためには先行車両以上の車速が出なければならないが、各車両でＶs にクルーズ車速を設定しても絶対車速で比較すると図に示す如くＶs_0，Ｖs_1，Ｖs_2，…，Ｖs_nとばらつきが発生する。隊列走行は先頭車両クルーズ車速Ｖs_0よりも追従車両群のクルーズ車速Ｖs_1，Ｖs_2，…，Ｖs_n 全てが大きいか等しい場合にのみ成立する。
【００１３】
この図では追従車両１のクルーズ車速Ｖs_1が先頭車両０のクルーズ車速Ｖs_0より大きいためこの間での追従は成立するが、追従車両２のクルーズ車速Ｖs_2 は追従車両Ｖs_1 より小さいためこの間では追従が不能となり隊列走行がくずれてしまう。
【００１４】
ここで絶対車速でみたときのバラツキ上下限を考え、その差分をαとすると、全ての追従車両の車間距離制御時上限車速をクルーズ車速Ｖs からＶs＋α 以上の値に変更すれば、隊列走行の車速は先頭車両０のクルーズ車速(＝Ｖsmax以下)となるため追従車両はその速度以上で走行可能であり、車両のばらつきによる速度差が吸収できるので隊列走行が可能となる。
【００１５】
むろん車間距離制御時の上限車速設定は車両間の速度バラツキ分がクルーズ車速より大きければよく、上記説明に使った一定値上乗せの方法に限定する必要はない。
【００１６】
図３〜図９は制御例を示すフローチャートである。
【００１７】
図３は車間距離制御時の上限車速をクルーズ車速より一定速度分上乗せした場合の例であり、図２の原理説明図とも対応している。
【００１８】
図４は車間距離制御時の上限車速をクルーズ車速設定上限に一定速度分を上乗せした固定値とした場合の例である。追従車の応答が良好になるが、先行車がクルーズ車速設定上限まで加速した時に自動的に追従してしまうので高速道路での使用が前提となる。フローチャート上はないが高速道路判定手段としてはカーナビゲーションの地図情報や高速道路自動料金収受システムの情報等を使うことが考えられる。
【００１９】
図５はクルーズ車速が上限値に設定されたときに車間距離制御時の上限車速をクルーズ車速設定上限に一定速度分を上乗せした値とした場合の例である。このように構成することで従来のＡＣＣシステムに慣れた運転者の違和感を減らすことができる。
【００２０】
図６は車間距離制御時の上限車速を先行車の速度に一定速度分を上乗せした場合の例である。この場合も追従車の応答が良好になるが、そのままでは隊列走行の速度に制約がなくなってしまうためこの例では制御車速上限にリミッタを設けている。
【００２１】
図７は車間距離制御時の上限車速をクルーズ車速に定数を掛けて大きくした場合の例である。
【００２２】
図８はＯＦＦの場合は従来ＡＣＣ制御を行い、ＯＮの場合は同一クルーズ車速セットで隊列走行のできる制御に切り替える追従走行優先スイッチ１５を設けた場合の例である。ここでこのスイッチは必ずしもＡＣＣメインスイッチの下流にある必要はなくＡＣＣメインスイッチと同列の例えば３択スイッチにしてもよいし、利便性を重視し高速道路上でこのスイッチをＯＮした時に自動的にクルーズ車速上限値セットも兼ねるといったことも考えられる。また表示装置１０の追従優先スイッチ切替表示は文字／図によるものでもよいが、表示色を変えて明示することも考えられる。
【００２３】
図９は先行車が大型貨物自動車の時に車間距離制御時の車速上限を予め設定したクルーズ車速より大きくすることで先行車と同一クルーズ車速設定での隊列走行を可能にした場合の例である。先行車を大型貨物自動車に限定することで、確実な大型貨物自動車の９０km／ｈ最高速度規制を守った隊列走行が実現できる。
大型貨物自動車の判別手段としては、車載カメラや車車間通信等を用いる方法が考えられる。
【００２４】
法令で速度計に定められた総合許容誤差を吸収できる数値の考え方は、保安基準第４６条に規定された速度計指度の許容誤差は「平坦な舗装路面で速度３５キロメートル毎時以上において、正１５パーセント，負１０パーセント以下であること。」とあり、これが計器自体の誤差，積荷によるタイヤのたわみ，タイヤの摩耗又は空気圧等の全ての条件が総合された許容誤差とされていることから、
ＡＣＣ設定最高車速が車種によらずＶkm／ｈであるならばフローチャートに示す記号はα＝０.２５ ×Ｖkm／ｈ以上，β＝２２／１７以上となる。むろんもし法令が改正されれば、α，βは同様の考え方でそれに見合った値となる。またこのα，βの値は大きくすればするほど先行車がクルーズ設定車速以上の速度で運転者が走行したときに追従してしまう可能性が生じるので下限値近傍で設定するのが望ましい。
【００２５】
いずれにせよ先頭車両がＡＣＣ制御で法定速度内のクルーズ走行をすれば、追従車両の定常走行時車速が法定速度を越えることはなく隊列走行が実現できる。
【００２６】
【発明の効果】
ＡＣＣ制御で先行車両補足時に行われる車間距離制御時の車速上限値をクルーズ設定車速より大きくして車両間の速度バラツキを吸収することで同一クルーズ車速設定時の隊列走行が可能になるので、高速道路での運転者の負担を軽減し効率のよい円滑な交通を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のシステムブロック図の一実施例。
【図２】原理説明図。
【図３】制御フローチャートの一実施例。
【図４】制御フローチャートの一実施例。
【図５】制御フローチャートの一実施例。
【図６】制御フローチャートの一実施例。
【図７】制御フローチャートの一実施例。
【図８】制御フローチャートの一実施例。
【図９】制御フローチャートの一実施例。
【符号の説明】
１…レーダ装置、２…車速センサ、３…車両制御コントローラ、４ａ…メインスイッチ、４ｂ…セットスイッチ、１０…表示装置、１１…エンジンコントローラ、１３…ブレーキコントローラ、１５…追従走行優先スイッチ。

Claims

車両の車速を検出する車速検出手段と、
先行車両までの車間距離を検出する車間距離検出手段と、
先行車両が存在するときは、前記車間距離検出手段により検出した車間距離が所定の車間距離になるように前記車両を制御し、先行車両が存在しないときは、前記車速検出手段により検出した車速が予め定めたクルーズ車速になるように前記車両を制御する車両制御手段とを備え、
前記先行車両が存在するときの上限車速を前記クルーズ車速よりも大きく設定することを特徴とする車両の自動速度制御装置。
請求項１において、
前記先行車両までの車間距離が所定値以上のときは、先行車両が存在しないと判断し、前記先行車両までの車間距離が前記所定値よりも小さいときは、先行車両が存在すると判断することを特徴とする車両の自動速度制御装置。
請求項１において、
前記クルーズ車速が設定可能範囲の上限値のときは、前記先行車両が存在するときの上限車速を前記クルーズ車速よりも大きく設定することを特徴とする車両の自動速度制御装置。
請求項１において、
前記先行車両が存在するときの上限車速を前記クルーズ車速より大きくするか前記クルーズ車速と同一にするかを選択する選択スイッチを設けたことを特徴とする車両の自動速度制御装置。
請求項１において、
前記先行車両が存在するときの上限車速を、前記クルーズ車速に所定の値を上乗せした値とすることを特徴とする車両の自動速度制御装置。
請求項１において、
前記先行車両が存在するときの上限車速を、前記クルーズ車速の設定可能範囲の上限値に所定の値を上乗せした値とすることを特徴とする車両の自動速度制御装置。
請求項１において、
前記先行車両が存在するときの上限車速を、前記先行車両の速度に所定の値を上乗せした値とすることを特徴とする車両の自動速度制御装置。
請求項１において、
前記先行車両が存在するときの上限車速を、前記クルーズ車速に１以上の定数を乗じた値とすることを特徴とする車両の自動速度制御装置。
請求項１において、
前記先行車両が存在するときの上限車速を、前記先行車両の速度に１以上の定数を乗じた値とすることを特徴とする車両の自動速度制御装置。
請求項１において、
前記先行車両が存在するときは、車速に上限を設けないことを特徴とする車両の自動速度制御装置。
請求項５から８のいずれか一項において、
前記所定の値は、法令で速度計に定められた総合許容誤差を吸収できる数値に設定することを特徴とする車両の自動速度制御装置。
車速を検出する手段と、先行車両までの車間距離を検出する手段と、車両を加減速する手段を備え、上記先行車両までの車間距離が設定値以上の場合は予め設定したクルーズ車速を保持し、上記先行車両までの車間距離が上記設定値より小さい場合は車間距離を所定に保つ自動速度制御装置であって、先行車両が法定速度で走行するときの隊列走行を可能にした自動速度制御装置において、
上記車間距離制御時の上限車速を予め設定したクルーズ車速より大きくするか同一にするかの選択スイッチを設けたことを特徴とする車両の自動速度制御装置。
車速を検出する手段と、先行車両までの車間距離を検出する手段と、車両を加減速する手段を備え、上記先行車両までの車間距離が設定値以上の場合は予め設定したクルーズ車速を保持し、上記先行車両までの車間距離が上記設定値より小さい場合は車間距離を所定に保つ車両の自動速度制御装置において、
上記車間距離制御時の上限車速を上記先行車両の速度に一定速度分上乗せした速度とすることで先行車両と同一クルーズ車速設定での隊列走行を可能にした車両の自動速度制御装置。
車速を検出する手段と、先行車両までの車間距離を検出する手段と、車両を加減速する手段を備え、上記先行車両までの車間距離が設定値以上の場合は予め設定したクルーズ車速を保持し、上記先行車両までの車間距離が上記設定値より小さい場合は車間距離を所定に保つ車両の自動速度制御装置において、
上記車間距離制御時の上限車速を先行車両の速度に定数を掛け大きくした速度とすることで先行車両と同一クルーズ車速設定での隊列走行を可能にした車両の自動速度制御装置。
車速を検出する手段と、先行車両までの車間距離を検出する手段と、車両を加減速する手段を備え、上記先行車両までの車間距離が設定値以上の場合は予め設定したクルーズ車速を保持し、上記先行車両までの車間距離が上記設定値より小さい場合は車間距離を所定に保つ車両の自動速度制御装置において、
車間距離制御時の車速に上限を設けないことで先行車両と同一のクルーズ車速設定での追従走行を可能にしたことを特徴とする車両の自動速度制御装置。