JP3832526B2 - 車両の走行制御装置 - Google Patents
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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、詳しくは走行制御中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。
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両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等の調整により車速を調節して先行車両を追尾するようなものである。
【０００３】
さらに、最近では、先行車両が減速した場合に、ブレーキ装置を自動的に作動させ、これにより自車両を減速させることの可能な装置が特開平７−６５２９７号公報等に開示されている。
【０００４】
【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、先行車両が大きく減速したような場合においても、ブレーキ装置により自車両が自動的に制動されるようにされている。
しかしながら、先行車両が減速したような場合に、その減速に応じて自車両を完全に自動制動させることは、ドライバの意思に応じた制動状態とならない場合もあり、ドライバや車両の乗員に違和感を与える虞があり好ましいことではない。
【０００５】
そこで、主として減速度合が大きいような場合には、追尾走行制御中であってもブレーキペダル操作、即ちドライバの意思による通常の制動を行うことが考えられている。
ところが、先行車両の減速に対するドライバの応答、つまりドライバがブレーキペダルを操作開始するまでに時間を要することを考慮すると、ドライバによるブレーキペダルの操作は遅れがちとなるため、ブレーキペダル操作にはある程度の余裕時間を確保することが必要となる。
【０００６】
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、走行制御中の減速時においてドライバの意思に応じた制動を実現でき且つ安全性の高い車両の走行制御装置を提供することにある。
【０００７】
【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の発明では、自車両と同一の走行車線を走行している先行車両の追尾走行制御を行う車両の走行制御装置において、減速制御が行われるときには、先ず、先行車減速度検出手段により先行車両の減速度が検出され、目標減速度演算手段により先行車両の減速度に応じて自車両の目標減速度が演算される。そして、先行車両が減速しているとき、制動制御手段により、目標減速度が所定減速度未満のときには目標減速度に応じた制動力を付加すべくアクチュエータが作動制御され、一方、目標減速度が所定減速度以上のときには該所定減速度に応じた制動力を付加すべくアクチュエータが作動制御される。
この際、所定減速度は、自車両と先行車両間の車間時間がブレーキペダルの操作開始までに最低限必要とされる所定の余裕時間より短いときには、該所定減速度に応じた制動力を発生するようアクチュエータを作動させて自車両を減速させたと仮定した場合にブレーキペダルの操作開始までの余裕時間（余裕空走時間）が少なくとも所定の余裕時間以上確保される減速度に設定される。
【０００８】
このように、目標減速度が所定減速度以上のときにおいて減速度が所定減速度にクリップされると、アクチュエータにより自動的に付加される制動力が制限され、当該自動制動はブレーキペダルを操作するまでの補助制動手段としてのみ機能することになり、先行車両が急な制動をしたような場合でも、自車両が自動的に急制動してしまうことがなくなり、ドライバが違和感を感じることが防止される。
【０００９】
また、アクチュエータによる自動制動を補助制動手段として機能させることは、ドライバがブレーキペダルを操作するまでの余裕時間（余裕空走時間）を拡大することになり、故にドライバのブレーキペダル操作の遅れが回避され、減速制御時の車両の走行安全性が向上する。
【００１０】
そして、先行車両の減速度が大きく、自車両の目標減速度が大きいような場合であって、自車両と先行車両間の車間時間がドライバによるブレーキペダルの操作開始までに最低限必要とされる所定の余裕時間より短いときでも、ブレーキペダルを操作するまでの余裕時間が最低限必要且つ十分な所定の余裕時間以上とされ、余裕時間の不足なくドライバのブレーキペダル操作の遅れが良好に回避される。
【００１１】
【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いる。以下、同図に基づき走行制御装置の構成を説明する。
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）等を認識可能とされている。
【００１２】
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。
【００１３】
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（制動装置）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。
【００１４】
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、車速Ｖを検出するための車速検出手段として機能する。
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追尾走行制御、即ち車間距離制御が開始され、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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。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。
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、自車、即ち車両１の車速Ｖaを上記車輪速センサ３２，３２からの情報に基づき算出する。詳しくは、車速Ｖaは、例えば次式(1)より算出される。
【００１７】
Ｖa＝（ＶSR＋ＶSL）／２ …(1)
そして、スキャン式レーザレーダ２とＣＣＤカメラ４からの情報に基づいて先行車両が認識され、ステップＳ１２において、スキャン式レーザレーダ２によって自車から先行車までの距離、即ち車間距離Ｌが精度よく検出される。
そして、ステップＳ１４において、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が演算される。詳しくは、相対速度は、当該ルーチンを前回実行したときの車間距離情報Ｌの前回値と今回値との変化量ΔＬに基づいて演算される。変化量ΔＬ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。
【００１８】
ステップＳ１６では、上記自車の車速Ｖaと相対速度とから先行車速Ｖfが演算される。そして、次のステップＳ１８では、上記先行車速Ｖfを微分処理して先行車減速度αfを演算する（先行車減速度検出手段）。詳しくは、先行車減速度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。
【００１９】
次のステップＳ２０では、自車を減速すべきか否かの判別を行う。つまり、ここでは、上記変化量ΔＬが負となって自車が先行車に接近しており、車両１を減速させる必要があるか否かを判別する。
ステップＳ２０の判別結果が偽（Ｎｏ）で、上記変化量ΔＬが正であり、自車を減速させる必要がないと判定される場合には、次にステップＳ２８に進み、車間距離Ｌが後述の目標車間距離Ｌsとなるようスロットルアクチュエータ１２、つまりスロットルバルブ８を開閉操作し、加速制御を行う。
【００２０】
一方、ステップＳ２０の判別結果が真（Ｙｅｓ）で、自車を減速すべき状況にあると判定される場合には、次にステップＳ２２に進む。
ステップＳ２２では、補助制動力の演算を行う。つまり、自車を減速すべき状況にあるときには、上記ブレーキアクチュエータ３０を自動的に作動させ、サービスブレーキ２４による制動補助を行うようにするのであるが、ここでは、この際付加される制動力を算出する。この補助制動力の演算は図３の補助制動力演算サブルーチンが実行される。以下、補助制動力演算の処理手順について説明する。
【００２１】
図３のステップＳ３０では、自車の目標減速度αaを演算する（目標減速度演算手段）。目標減速度αaは、状況に応じて次式(2)，(3)から算出される。
先行車が減速している場合：
αa＝Ｖa2／｛２・（Ｌ−Ｌs）＋（Ｖf2／αf）｝ …(2)
先行車が定速走行或いは停止している場合：
αa＝（Ｖa−Ｖf）2／｛２・（Ｌ−Ｌs）｝ …(3)
ここに、Ｖaは自車速、Ｖfは先行車速、Ｌは車間距離、αfは先行車減速度である。また、Ｌsは目標車間距離であり、車速Ｖに応じて予め設定された値である。詳しくは、車速Ｖに応じて先行車と自車との目標車間時間が予め交通流調査等により得られたデータに基づき所定値ｔ1（例えば、１．５sec）に設定されており、目標車間距離Ｌsはこの目標車間時間ｔ1に基づいて設定されている。
【００２２】
以上のように、目標減速度αaが演算されたら、次にステップＳ３２に進む。ステップＳ３２では、目標減速度αaが所定値Ｘ1（所定減速度であって、例えば、０．２４Ｇ）以上であるか否かを判別する。この所定値Ｘ1（例えば、０．２４Ｇ）は、上記目標車間時間ｔ1（例えば、１．５sec）等に応じて予め設定された値であるが、これについては後述する。
【００２３】
ステップＳ３２の判別結果が偽（Ｎｏ）で、目標減速度αaが所定値Ｘ1（例えば、０．２４Ｇ）より小さい場合には、次にステップＳ３６に進み、目標減速度αaに応じて制動力、即ち補助制動力を算出する。
そして、図２中のステップＳ２４において、スロットルアクチュエータ１２に上記補助制動力に応じた信号を供給してスロットルバルブ８を閉作動させ、ステップＳ２６において、ブレーキアクチュエータ３０に上記補助制動力に応じた信号を供給する（制動制御手段）。これにより、ブレーキアクチュエータ３０が補助制動力に応じた量だけ自動的に駆動することになり、サービスブレーキ２４による制動補助が良好且つ適正に実施されることになる。この場合には、ドライバがブレーキペダル２８を操作しなくても、車両１は良好に先行車に追尾して走行する。
【００２４】
一方、ステップＳ３２の判別結果が真（Ｙｅｓ）で、目標減速度αaが所定値Ｘ1以上である場合には、次にステップＳ３４に進み、目標減速度αaを所定値Ｘ1（例えば、０．２４Ｇ）に設定（クリップ）する。そして、ステップＳ３６において、該所定値Ｘ1（例えば、０．２４Ｇ）に基づき補助制動力を算出し、この所定値Ｘ1（例えば、０．２４Ｇ）に応じた補助制動力に基づいてブレーキアクチュエータ３０を自動的に駆動する（制動制御手段）。この場合、車両１を先行車に良好に追尾させるためには、さらにドライバがブレーキペダル２８を操作することになる。
【００２５】
以上のようにして追尾走行制御の制御が実施されることになるが、以下、目標減速度αaが所定値Ｘ1（例えば、０．２４Ｇ）以上である場合に目標減速度αaを所定値Ｘ1（例えば、０．２４Ｇ）でクリップする理由について詳細に説明する。
図４を参照すると、自車が目標車間時間ｔ1（例えば、１．５sec）で追尾走行制御されているときに、先行車が減速度Ｇ1（例えば、０．７Ｇ）で減速した場合の先行車の車速Ｖfと自車の車速Ｖaの時間変化がそれぞれ示されており、以下、当該図４に基づいて説明する。
【００２６】
本来、先行車が減速度Ｇ1（例えば、０．７Ｇ）のような大きな減速度で急制動したときには（一点鎖線で示す）、自車を先行車と接触させないよう減速させるためには、先行車が制動を開始した後目標車間時間ｔ1（例えば、１．５sec）以内に、先行車に合わせて目標減速度αaを同一の減速度Ｇ1として自車の制動を行うようにすればよい（破線で示す）。従って、この場合、減速度Ｇ1に応じた補助制動力でもって車両１を自動的に制動させるようにすればよい。
【００２７】
しかしながら、急激な制動を全て自動的に実施することは、必ずしもドライバの意思に沿ったものとはならず、ドライバ等の車両１の乗員に違和感を与えることになり好ましいことではない。故に、可能な限りドライバがブレーキペダル２８を操作して制動を行うようにするの望ましい。
ところが、目標車間時間ｔ1（例えば、１．５sec）のように短い車間時間内に、ドライバが先行車の急制動を判断し且つブレーキペダル２８を操作することは容易なことではなく、通常は、操作に要する余裕空走時間（余裕時間）として少なくとも所定時間ｔ2（所定の余裕時間であって、例えば、２．０sec）程度が必要とされている。
【００２８】
そこで、本発明では、目標車間時間が値ｔ1（例えば、１．５sec）と短い時間でありながら、余裕空走時間ｔ2（例えば、２．０sec）を確保するようにしており、この余裕空走時間ｔ2を確保するのに所定値Ｘ1（例えば、０．２４Ｇ）が重要となっている。以下、所定値Ｘ1（例えば、０．２４Ｇ）について説明する。ここで改めて図４を参照すると、余裕空走時間ｔ2（例えば、２．０sec）経過時において自車の車速Ｖaが少なくとも図中の破線上のＢ点にあれば、ドライバが余裕空走時間ｔ2経過した時点でブレーキペダル２８を操作したとしても、その後自車の車速Ｖaがブレーキペダル２８の操作で上記破線に沿い良好に減少可能であることがわかる。
【００２９】
従って、余裕空走時間ｔ2を確保するためには、自車の車速Ｖaが破線上のＢ点に達するまで、補助制動によって徐々に車両１を減速させておけばよいことになり、このとき補助制動に要求される減速度が、即ち所定値Ｘ1（例えば、０．２４Ｇ）である。より詳しくは、ブレーキアクチュエータ３０の制御遅れ時間ｔ3（例えば、０．５sec）を考慮すると、余裕空走時間ｔ2（例えば、２．０sec）を確保すべく補助制動に必要とされる減速度は、図中Ａ点とＢ点とを結ぶ線の傾きとして求められることになり、補助制動の減速度はこの傾きから所定値Ｘ1（例えば、０．２４Ｇ）として一義に決定される。
【００３０】
つまり、所定値Ｘ1（例えば、０．２４Ｇ）は、先行車が急制動したような場合であっても、余裕空走時間ｔ2（例えば、２．０sec）を確保するために補助制動に必要且つ十分な減速度を意味しており、これにより、少なくとも該所定値Ｘ1（例えば、０．２４Ｇ）の減速度で補助制動を行えば、目標車間時間が値ｔ1（例えば、１．５sec）と短い場合でも、先行車の制動状況如何に拘わらず、車両１のドライバは十分な時間的余裕をもって確実にブレーキペダル２８の操作により自車を減速させ先行車に追従させることが可能となるのである。
【００３１】
従って、図４中には、例えば、目標車間時間を余裕空走時間と同じ値ｔ2（例えば、２．０sec）に設定したときに自車の目標減速度αaをＧ1（例えば、０．７Ｇ）で減速した場合の自車速Ｖaの時間変化をも併せて示してあり（二点鎖線で示す）、この場合には、補助制動を行わなくてもブレーキペダル２８の操作に十分な時間的余裕があり、良好に自車を先行車との接触なく減速することができるのであるが、上記本発明に係る追尾走行制御を実施することで、目標車間時間が値ｔ1（例えば、１．５sec）と短いような場合であっても、上記目標車間時間を値ｔ2とした場合と同様に余裕空走時間ｔ2（例えば、２．０sec）を確保して時間的余裕を有しながら、ブレーキペダル２８の操作によって自車を先行車との接触なく良好且つ安全に減速させることが可能となる。
【００３２】
なお、ここに、所定値Ｘ1（例えば、０．２４Ｇ）は、減速度Ｇ1（例えば、０．７Ｇ）でもって極めて急な制動を行った場合であっても確実に余裕空走時間ｔ2（例えば、２．０sec）を確保可能な減速度であるため、先行車の減速度が値Ｇ1より小さい領域（例えば、０．２４Ｇ〜０．７Ｇ）にある場合には、当然のことながら、表１に例示するように、余裕空走時間は値ｔ2よりも長くなり、ドライバがブレーキペダル２８を操作するまでに十分な余裕時間が確保されることとなる。
【００３３】
【表１】
【００３４】
また、例えば、交通状況等によって目標車間時間が値ｔ1（例えば、１．５sec）よりもさらに短く或いは長く変更されることも考えられるが、このような場合であっても、上述の手法に基づき、図４上で自車の目標減速度αaが値Ｇ1（例えば、０．７Ｇ）とされたときの余裕空走時間ｔ2（例えば、２．０sec）経過時のＢ’点を求めるようにすれば、このＢ’点と上記Ａ点とに基づいて補助制動に必要な減速度（所定減速度）を容易に算出し設定変更することができる。従って、目標車間時間が変更された場合であっても、先行車の制動状況に拘わらず、常に余裕空走時間ｔ2（例えば、２．０sec）を保持し余裕をもってブレーキペダル２８を操作することができ、車両１を良好且つ安全に減速させることが可能である。
【００３５】
【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、目標減速度が所定減速度以上のときには減速度が所定減速度にクリップされてアクチュエータにより自動的に付加される制動力が制限されるので、先行車両が急な制動をしたような場合でも、それに応じて自車両が自動的に急制動してしまうことを防止でき、ドライバに違和感を与えないようにできる。
【００３６】
また、アクチュエータによる自動制動を補助制動手段として機能させることで、ブレーキペダル操作までの余裕時間（余裕空走時間）を拡大することができ、ドライバのブレーキペダル操作の遅れを回避して減速制御時の車両の走行安全性を向上させることができる。
そして、先行車両の減速度が大きく、自車両の目標減速度が大きいような場合であっても、ブレーキペダルを操作するまでの余裕時間を常に最低限必要且つ十分な所定の余裕時間以上にでき、余裕時間の不足なくドライバのブレーキペダル操作の遅れを良好に回避して車両の走行安全性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】車両に搭載された本発明に係る走行制御装置の概略構成図である。
【図２】本発明に係る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】図２中の補助制動力演算のサブルーチンを示すフローチャートである。
【図４】自車が目標車間時間ｔ1で追尾走行制御されているときに、先行車が減速度Ｇ1で減速した場合の先行車の車速Ｖfと、本発明に係る走行制御を実施した場合の自車の車速Ｖaの時間変化を示す図である。
【符号の説明】
１ 車両（自車両）
２ スキャン式レーザレーダ
４ ＣＣＤカメラ
２４ サービスブレーキ（制動装置）
２８ ブレーキペダル
３０ ブレーキアクチュエータ
３２ 車輪速センサ
５０ 電子制御ユニット（ＥＣＵ）
【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、詳しくは走行制御中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。
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両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等の調整により車速を調節して先行車両を追尾するようなものである。
【０００３】
さらに、最近では、先行車両が減速した場合に、ブレーキ装置を自動的に作動させ、これにより自車両を減速させることの可能な装置が特開平７−６５２９７号公報等に開示されている。
【０００４】
【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、先行車両が大きく減速したような場合においても、ブレーキ装置により自車両が自動的に制動されるようにされている。
しかしながら、先行車両が減速したような場合に、その減速に応じて自車両を完全に自動制動させることは、ドライバの意思に応じた制動状態とならない場合もあり、ドライバや車両の乗員に違和感を与える虞があり好ましいことではない。
【０００５】
そこで、主として減速度合が大きいような場合には、追尾走行制御中であってもブレーキペダル操作、即ちドライバの意思による通常の制動を行うことが考えられている。
ところが、先行車両の減速に対するドライバの応答、つまりドライバがブレーキペダルを操作開始するまでに時間を要することを考慮すると、ドライバによるブレーキペダルの操作は遅れがちとなるため、ブレーキペダル操作にはある程度の余裕時間を確保することが必要となる。
【０００６】
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、走行制御中の減速時においてドライバの意思に応じた制動を実現でき且つ安全性の高い車両の走行制御装置を提供することにある。
【０００７】
【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の発明では、自車両と同一の走行車線を走行している先行車両の追尾走行制御を行う車両の走行制御装置において、減速制御が行われるときには、先ず、先行車減速度検出手段により先行車両の減速度が検出され、目標減速度演算手段により先行車両の減速度に応じて自車両の目標減速度が演算される。そして、先行車両が減速しているとき、制動制御手段により、目標減速度が所定減速度未満のときには目標減速度に応じた制動力を付加すべくアクチュエータが作動制御され、一方、目標減速度が所定減速度以上のときには該所定減速度に応じた制動力を付加すべくアクチュエータが作動制御される。
この際、所定減速度は、自車両と先行車両間の車間時間がブレーキペダルの操作開始までに最低限必要とされる所定の余裕時間より短いときには、該所定減速度に応じた制動力を発生するようアクチュエータを作動させて自車両を減速させたと仮定した場合にブレーキペダルの操作開始までの余裕時間（余裕空走時間）が少なくとも所定の余裕時間以上確保される減速度に設定される。
【０００８】
このように、目標減速度が所定減速度以上のときにおいて減速度が所定減速度にクリップされると、アクチュエータにより自動的に付加される制動力が制限され、当該自動制動はブレーキペダルを操作するまでの補助制動手段としてのみ機能することになり、先行車両が急な制動をしたような場合でも、自車両が自動的に急制動してしまうことがなくなり、ドライバが違和感を感じることが防止される。
【０００９】
また、アクチュエータによる自動制動を補助制動手段として機能させることは、ドライバがブレーキペダルを操作するまでの余裕時間（余裕空走時間）を拡大することになり、故にドライバのブレーキペダル操作の遅れが回避され、減速制御時の車両の走行安全性が向上する。
【００１０】
そして、先行車両の減速度が大きく、自車両の目標減速度が大きいような場合であって、自車両と先行車両間の車間時間がドライバによるブレーキペダルの操作開始までに最低限必要とされる所定の余裕時間より短いときでも、ブレーキペダルを操作するまでの余裕時間が最低限必要且つ十分な所定の余裕時間以上とされ、余裕時間の不足なくドライバのブレーキペダル操作の遅れが良好に回避される。
【００１１】
【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いる。以下、同図に基づき走行制御装置の構成を説明する。
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）等を認識可能とされている。
【００１２】
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。
【００１３】
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（制動装置）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。
【００１４】
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、車速Ｖを検出するための車速検出手段として機能する。
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追尾走行制御、即ち車間距離制御が開始され、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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。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。
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、自車、即ち車両１の車速Ｖaを上記車輪速センサ３２，３２からの情報に基づき算出する。詳しくは、車速Ｖaは、例えば次式(1)より算出される。
【００１７】
Ｖa＝（ＶSR＋ＶSL）／２ …(1)
そして、スキャン式レーザレーダ２とＣＣＤカメラ４からの情報に基づいて先行車両が認識され、ステップＳ１２において、スキャン式レーザレーダ２によって自車から先行車までの距離、即ち車間距離Ｌが精度よく検出される。
そして、ステップＳ１４において、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が演算される。詳しくは、相対速度は、当該ルーチンを前回実行したときの車間距離情報Ｌの前回値と今回値との変化量ΔＬに基づいて演算される。変化量ΔＬ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。
【００１８】
ステップＳ１６では、上記自車の車速Ｖaと相対速度とから先行車速Ｖfが演算される。そして、次のステップＳ１８では、上記先行車速Ｖfを微分処理して先行車減速度αfを演算する（先行車減速度検出手段）。詳しくは、先行車減速度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。
【００１９】
次のステップＳ２０では、自車を減速すべきか否かの判別を行う。つまり、ここでは、上記変化量ΔＬが負となって自車が先行車に接近しており、車両１を減速させる必要があるか否かを判別する。
ステップＳ２０の判別結果が偽（Ｎｏ）で、上記変化量ΔＬが正であり、自車を減速させる必要がないと判定される場合には、次にステップＳ２８に進み、車間距離Ｌが後述の目標車間距離Ｌsとなるようスロットルアクチュエータ１２、つまりスロットルバルブ８を開閉操作し、加速制御を行う。
【００２０】
一方、ステップＳ２０の判別結果が真（Ｙｅｓ）で、自車を減速すべき状況にあると判定される場合には、次にステップＳ２２に進む。
ステップＳ２２では、補助制動力の演算を行う。つまり、自車を減速すべき状況にあるときには、上記ブレーキアクチュエータ３０を自動的に作動させ、サービスブレーキ２４による制動補助を行うようにするのであるが、ここでは、この際付加される制動力を算出する。この補助制動力の演算は図３の補助制動力演算サブルーチンが実行される。以下、補助制動力演算の処理手順について説明する。
【００２１】
図３のステップＳ３０では、自車の目標減速度αaを演算する（目標減速度演算手段）。目標減速度αaは、状況に応じて次式(2)，(3)から算出される。
先行車が減速している場合：
αa＝Ｖa2／｛２・（Ｌ−Ｌs）＋（Ｖf2／αf）｝ …(2)
先行車が定速走行或いは停止している場合：
αa＝（Ｖa−Ｖf）2／｛２・（Ｌ−Ｌs）｝ …(3)
ここに、Ｖaは自車速、Ｖfは先行車速、Ｌは車間距離、αfは先行車減速度である。また、Ｌsは目標車間距離であり、車速Ｖに応じて予め設定された値である。詳しくは、車速Ｖに応じて先行車と自車との目標車間時間が予め交通流調査等により得られたデータに基づき所定値ｔ1（例えば、１．５sec）に設定されており、目標車間距離Ｌsはこの目標車間時間ｔ1に基づいて設定されている。
【００２２】
以上のように、目標減速度αaが演算されたら、次にステップＳ３２に進む。ステップＳ３２では、目標減速度αaが所定値Ｘ1（所定減速度であって、例えば、０．２４Ｇ）以上であるか否かを判別する。この所定値Ｘ1（例えば、０．２４Ｇ）は、上記目標車間時間ｔ1（例えば、１．５sec）等に応じて予め設定された値であるが、これについては後述する。
【００２３】
ステップＳ３２の判別結果が偽（Ｎｏ）で、目標減速度αaが所定値Ｘ1（例えば、０．２４Ｇ）より小さい場合には、次にステップＳ３６に進み、目標減速度αaに応じて制動力、即ち補助制動力を算出する。
そして、図２中のステップＳ２４において、スロットルアクチュエータ１２に上記補助制動力に応じた信号を供給してスロットルバルブ８を閉作動させ、ステップＳ２６において、ブレーキアクチュエータ３０に上記補助制動力に応じた信号を供給する（制動制御手段）。これにより、ブレーキアクチュエータ３０が補助制動力に応じた量だけ自動的に駆動することになり、サービスブレーキ２４による制動補助が良好且つ適正に実施されることになる。この場合には、ドライバがブレーキペダル２８を操作しなくても、車両１は良好に先行車に追尾して走行する。
【００２４】
一方、ステップＳ３２の判別結果が真（Ｙｅｓ）で、目標減速度αaが所定値Ｘ1以上である場合には、次にステップＳ３４に進み、目標減速度αaを所定値Ｘ1（例えば、０．２４Ｇ）に設定（クリップ）する。そして、ステップＳ３６において、該所定値Ｘ1（例えば、０．２４Ｇ）に基づき補助制動力を算出し、この所定値Ｘ1（例えば、０．２４Ｇ）に応じた補助制動力に基づいてブレーキアクチュエータ３０を自動的に駆動する（制動制御手段）。この場合、車両１を先行車に良好に追尾させるためには、さらにドライバがブレーキペダル２８を操作することになる。
【００２５】
以上のようにして追尾走行制御の制御が実施されることになるが、以下、目標減速度αaが所定値Ｘ1（例えば、０．２４Ｇ）以上である場合に目標減速度αaを所定値Ｘ1（例えば、０．２４Ｇ）でクリップする理由について詳細に説明する。
図４を参照すると、自車が目標車間時間ｔ1（例えば、１．５sec）で追尾走行制御されているときに、先行車が減速度Ｇ1（例えば、０．７Ｇ）で減速した場合の先行車の車速Ｖfと自車の車速Ｖaの時間変化がそれぞれ示されており、以下、当該図４に基づいて説明する。
【００２６】
本来、先行車が減速度Ｇ1（例えば、０．７Ｇ）のような大きな減速度で急制動したときには（一点鎖線で示す）、自車を先行車と接触させないよう減速させるためには、先行車が制動を開始した後目標車間時間ｔ1（例えば、１．５sec）以内に、先行車に合わせて目標減速度αaを同一の減速度Ｇ1として自車の制動を行うようにすればよい（破線で示す）。従って、この場合、減速度Ｇ1に応じた補助制動力でもって車両１を自動的に制動させるようにすればよい。
【００２７】
しかしながら、急激な制動を全て自動的に実施することは、必ずしもドライバの意思に沿ったものとはならず、ドライバ等の車両１の乗員に違和感を与えることになり好ましいことではない。故に、可能な限りドライバがブレーキペダル２８を操作して制動を行うようにするの望ましい。
ところが、目標車間時間ｔ1（例えば、１．５sec）のように短い車間時間内に、ドライバが先行車の急制動を判断し且つブレーキペダル２８を操作することは容易なことではなく、通常は、操作に要する余裕空走時間（余裕時間）として少なくとも所定時間ｔ2（所定の余裕時間であって、例えば、２．０sec）程度が必要とされている。
【００２８】
そこで、本発明では、目標車間時間が値ｔ1（例えば、１．５sec）と短い時間でありながら、余裕空走時間ｔ2（例えば、２．０sec）を確保するようにしており、この余裕空走時間ｔ2を確保するのに所定値Ｘ1（例えば、０．２４Ｇ）が重要となっている。以下、所定値Ｘ1（例えば、０．２４Ｇ）について説明する。ここで改めて図４を参照すると、余裕空走時間ｔ2（例えば、２．０sec）経過時において自車の車速Ｖaが少なくとも図中の破線上のＢ点にあれば、ドライバが余裕空走時間ｔ2経過した時点でブレーキペダル２８を操作したとしても、その後自車の車速Ｖaがブレーキペダル２８の操作で上記破線に沿い良好に減少可能であることがわかる。
【００２９】
従って、余裕空走時間ｔ2を確保するためには、自車の車速Ｖaが破線上のＢ点に達するまで、補助制動によって徐々に車両１を減速させておけばよいことになり、このとき補助制動に要求される減速度が、即ち所定値Ｘ1（例えば、０．２４Ｇ）である。より詳しくは、ブレーキアクチュエータ３０の制御遅れ時間ｔ3（例えば、０．５sec）を考慮すると、余裕空走時間ｔ2（例えば、２．０sec）を確保すべく補助制動に必要とされる減速度は、図中Ａ点とＢ点とを結ぶ線の傾きとして求められることになり、補助制動の減速度はこの傾きから所定値Ｘ1（例えば、０．２４Ｇ）として一義に決定される。
【００３０】
つまり、所定値Ｘ1（例えば、０．２４Ｇ）は、先行車が急制動したような場合であっても、余裕空走時間ｔ2（例えば、２．０sec）を確保するために補助制動に必要且つ十分な減速度を意味しており、これにより、少なくとも該所定値Ｘ1（例えば、０．２４Ｇ）の減速度で補助制動を行えば、目標車間時間が値ｔ1（例えば、１．５sec）と短い場合でも、先行車の制動状況如何に拘わらず、車両１のドライバは十分な時間的余裕をもって確実にブレーキペダル２８の操作により自車を減速させ先行車に追従させることが可能となるのである。
【００３１】
従って、図４中には、例えば、目標車間時間を余裕空走時間と同じ値ｔ2（例えば、２．０sec）に設定したときに自車の目標減速度αaをＧ1（例えば、０．７Ｇ）で減速した場合の自車速Ｖaの時間変化をも併せて示してあり（二点鎖線で示す）、この場合には、補助制動を行わなくてもブレーキペダル２８の操作に十分な時間的余裕があり、良好に自車を先行車との接触なく減速することができるのであるが、上記本発明に係る追尾走行制御を実施することで、目標車間時間が値ｔ1（例えば、１．５sec）と短いような場合であっても、上記目標車間時間を値ｔ2とした場合と同様に余裕空走時間ｔ2（例えば、２．０sec）を確保して時間的余裕を有しながら、ブレーキペダル２８の操作によって自車を先行車との接触なく良好且つ安全に減速させることが可能となる。
【００３２】
なお、ここに、所定値Ｘ1（例えば、０．２４Ｇ）は、減速度Ｇ1（例えば、０．７Ｇ）でもって極めて急な制動を行った場合であっても確実に余裕空走時間ｔ2（例えば、２．０sec）を確保可能な減速度であるため、先行車の減速度が値Ｇ1より小さい領域（例えば、０．２４Ｇ〜０．７Ｇ）にある場合には、当然のことながら、表１に例示するように、余裕空走時間は値ｔ2よりも長くなり、ドライバがブレーキペダル２８を操作するまでに十分な余裕時間が確保されることとなる。
【００３３】
【表１】
また、例えば、交通状況等によって目標車間時間が値ｔ1（例えば、１．５sec）よりもさらに短く或いは長く変更されることも考えられるが、このような場合であっても、上述の手法に基づき、図４上で自車の目標減速度αaが値Ｇ1（例えば、０．７Ｇ）とされたときの余裕空走時間ｔ2（例えば、２．０sec）経過時のＢ’点を求めるようにすれば、このＢ’点と上記Ａ点とに基づいて補助制動に必要な減速度（所定減速度）を容易に算出し設定変更することができる。従って、目標車間時間が変更された場合であっても、先行車の制動状況に拘わらず、常に余裕空走時間ｔ2（例えば、２．０sec）を保持し余裕をもってブレーキペダル２８を操作することができ、車両１を良好且つ安全に減速させることが可能である。
【００３５】
【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、目標減速度が所定減速度以上のときには減速度が所定減速度にクリップされてアクチュエータにより自動的に付加される制動力が制限されるので、先行車両が急な制動をしたような場合でも、それに応じて自車両が自動的に急制動してしまうことを防止でき、ドライバに違和感を与えないようにできる。
【００３６】
また、アクチュエータによる自動制動を補助制動手段として機能させることで、ブレーキペダル操作までの余裕時間（余裕空走時間）を拡大することができ、ドライバのブレーキペダル操作の遅れを回避して減速制御時の車両の走行安全性を向上させることができる。
そして、先行車両の減速度が大きく、自車両の目標減速度が大きいような場合であっても、ブレーキペダルを操作するまでの余裕時間を常に最低限必要且つ十分な所定の余裕時間以上にでき、余裕時間の不足なくドライバのブレーキペダル操作の遅れを良好に回避して車両の走行安全性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】車両に搭載された本発明に係る走行制御装置の概略構成図である。
【図２】本発明に係る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】図２中の補助制動力演算のサブルーチンを示すフローチャートである。
【図４】自車が目標車間時間ｔ1で追尾走行制御されているときに、先行車が減速度Ｇ1で減速した場合の先行車の車速Ｖfと、本発明に係る走行制御を実施した場合の自車の車速Ｖaの時間変化を示す図である。
【符号の説明】
１ 車両（自車両）
２ スキャン式レーザレーダ
４ ＣＣＤカメラ
２４ サービスブレーキ（制動装置）
２８ ブレーキペダル
３０ ブレーキアクチュエータ
３２ 車輪速センサ
５０ 電子制御ユニット（ＥＣＵ）
Claims (1)
- 自車両と同一の走行車線を走行している先行車両の追尾走行制御を行う車両の走行制御装置において、
自車両に制動力を付加する制動装置と、
前記制動装置を自動的に作動させるアクチュエータと、
先行車両の減速度を検出する先行車減速度検出手段と、
前記先行車両の減速度に応じて自車両の目標減速度を演算する目標減速度演算手段と、
先行車両が減速しているとき、前記目標減速度が所定減速度未満のときには前記目標減速度に応じた制動力を付加すべく前記アクチュエータを作動制御する一方、前記目標減速度が前記所定減速度以上のときには該所定減速度に応じただけの制動力を付加すべく前記アクチュエータを作動制御する制動制御手段とを備え、
前記所定減速度は、自車両と先行車両間の車間時間がドライバによるブレーキペダルの操作開始までに最低限必要とされる所定の余裕時間より短いときには、該所定減速度に応じた制動力を発生するよう前記アクチュエータを作動させて自車両を減速させたと仮定した場合に前記ブレーキペダルの操作開始までの余裕時間が少なくとも前記所定の余裕時間以上確保される減速度に設定されてなることを特徴とする車両の走行制御装置。
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