JP3932851B2

JP3932851B2 - 車両制御装置

Info

Publication number: JP3932851B2
Application number: JP2001309462A
Authority: JP
Inventors: 恭一阿部
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 2001-10-05
Filing date: 2001-10-05
Publication date: 2007-06-20
Anticipated expiration: 2021-10-05
Also published as: JP2003112536A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両制御装置に関する。詳しくは、乗り心地が向上するように減速度に制限を設けたものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、クルーズコントロール（Cruise controll:ＣＣ）又は該ＣＣ制御に車間距離制御を付加したアダプティブクルーズコントロール（Adaptive Cruise controll: ＡＣＣ）制御を有する車両では、設定車速に基づいて定速走行を行っているときに乗員が上記設定車速を短時間で大幅に下げる場合、例えば、設定車速を１１０Ｋｍ／ｈから６０Ｋｍ／ｈへ一気に変更する場合がある。
例えば、乗員が設定車速を短時間で大幅に変更する場合とは、高速道路を走行中に突然豪雨となり、車速規制が６０Ｋｍ／ｈに変わった場合、或いは、高速道路走行中に間もなく高速道路を下りるため設定速度を予め一般道に対応した速度（例えば、６０Ｋｍ／ｈ）に下げておく場合があるが、設定速度の変更は乗員の気分による為、その他にも様々な場合がある。
【０００３】
このような場合は、差し当たった危険はないにも関わらず、変更後の設定車速に実車速を近づけるために、ＣＣ又はＡＣＣ制御によりブレーキで車両を急減速させるおそれがあり、このとき、乗員に違和感を与えたり、後続車両を驚かせたりする等の問題点があった。
また、上記問題を解決するため、ＡＣＣ制御時に車両の急減速を防止する構成とすると、自車両と先行車両とが衝突する危険性がある場合でも適切な減速を行えない可能性があり、乗員を保護することが困難となる虞がある。
【０００４】
斯かる問題点を解決する技術として、特開平８−３００９８０号公報に記載されるように、設定車速の変更量が所定範囲内となるように目標車速設定手段にガードをかけることにより、増速スイッチ及び減速スイッチによる設定車速の大幅な変更に伴う暴走感、急減速感等の発生を防止する技術が開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記公報に記載の技術では、例えば、乗員が減速スイッチ等を素早く操作した場合は目標車速設定手段にガードがかかって、設定車速を変更することができず、上記スイッチの操作性が低下するといった問題点があった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する本発明の請求項１に係る車両制御装置は、自車両の実車速を検出する車速検出手段と、自車両の目標車速を設定する目標車速設定手段と、前記車速検出手段による実車速を前記目標車速設定手段よる目標車速に一致させるための第１目標加速度を算出する第１目標加速度算出手段と、自車両と同自車両の前方を走行する先行車両との実車間関係値を検知する車間関係値検知手段と、自車両と先行車両との相対速度を検知する相対速度検知手段と、前記車間関係値検知手段による実車間関係値と前記相対速度検知手段による相対速度とに基づいて、自車両が先行車両に追従するための第２目標加速度を算出する第２目標加速度算出手段とを有し、前記第１目標加速度算出手段及び前記第２目標加速度算出手段に基づいて車両を制御する車両制御装置において、前記第１目標加速度の下限値を設定する第１下限値設定手段と、前記第２目標加速度の下限値を設定する第２下限値設定手段とを有し、前記第１下限値設定手段による下限値を前記第２下限値設定手段による下限値よりも高く設定したことを特徴とする。
尚、上記実車間関係値には、自車両と同自車両の前方を走行する先行車両との間の距離である実車間距離及び同実車間距離を自車両の車速で除算した実車間時間が含まれる。
【０００７】
上記課題を解決する本発明の請求項２に係る車両制御装置は、請求項１において、前記車両制御装置は、前記第１目標加速度と前記第２目標加速度とを比較し、低い値に基づいて車両を制御することを特徴とする。
【０００８】
上記課題を解決する本発明の請求項３に係る車両制御装置は、請求項１又は２において、エンジンのスロットルを最小開度にしたときの前記自車両の加速度を推定する加速度推定手段を有し、前記第１下限値設定手段は、前記加速度推定手段による推定値に基づいて前記第１下限値を設定することを特徴とする。
【０００９】
上記課題を解決する本発明の請求項４に係る車両制御装置は、自車両の実車速を検出する車速検出手段と、自車両の目標車速を設定する目標車速設定手段と、前記車速検出手段による実車速と前記目標車速設定手段による目標車速とに基づいて、前記実車速を前記目標車速に一致させるための目標加速度を算出する目標加速度算出手段と、前記目標加速度算出手段の算出結果に基づいて車両を制御する車両制御装置において、エンジンのスロットルを最小開度にした場合の前記車両の加速度を推定する加速度推定手段を有し、前記目標加速度算出手段による目標加速度と前記加速度推定手段による加速度推定値とを比較し、前記加速度推定手段による推定値に基づいて前記目標加速度の下限値を設定する下限値設定手段を備えたことを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について、図面に示す実施形態を参照して説明する。
〔第１の実施形態〕
本発明の第１の実施形態に係る車両制御装置のブロック図を図１に示す。
図１に示すように、この実施形態に係る車両制御装置は、ＡＣＣ制御を実現するよう、電子制御装置（ＥＣＵ）である第１目標加速度算出部１１、第１下限値設定部１２、車両制御部１３、第２目標加速度算出部１４、第２下限値設定部１５、相対速度演算部１６を備えると共に、目標車速設定手段２０、レーザレーダ３０等を備えるものである。
【００１１】
即ち、目標車速設定手段２０は、車両の目標車速を設定する手段であり、セットスイッチ２１、車速設定スイッチ２２及びレジュームスイッチ２３より構成される。セットスイッチ２１は、現在走行中における車速を目標車速として第１目標加速度演算部１１へ設定するスイッチである。
車速設定スイッチ２２は、セットスイッチ２１により設定された目標車速を、例えば、時速５ｋｍだけ減速又は増速させるスイッチである。レジュームスイッチ２３は、目標車速が解除された後に、解除時点における目標車速をレジュームスイッチ操作時の目標車速として再び設定するスイッチである。
【００１２】
ここで、ＡＣＣ制御とは、通常のＣＣ制御と同様に、運転者が目標車速を設定すれば、車両の実車速がその目標車速となるようにエンジンの駆動力、制動力等を調節する機能を発揮できる他に、レーザーレーダ３０或いはミリ波レーダにより先行車に追従して走行する機能を付加したものである。
尚、目標車速の解除は、通常のＣＣ制御と同様にブレーキペダルを踏むことにより行うことができ、或いは、キャンセルスイッチ（図示省略）を操作することにより行うことができる。
【００１３】
目標車速設定手段２０により設定される目標車速は、第１目標加速度算出部１１へ入力される。
第１目標加速度算出部１１には、車両の実車速を検出する車速検出手段としての車速センサ４０が接続され、車速センサ４０により検出される実車速を、目標車速設定手段２０から設定される目標車速に一致させるための第１目標加速度を算出する。
第１目標加速度算出部１１により算出された第１目標加速度は、第１下限値設定部１２へ入力される。第１下限値設定部１２には第１目標加速度の下限値として、例えば、−０．００５Ｇが設定され、車両制御部１３に入力される負の加速度である減速度が一定値（例えば、−０．００５Ｇ）以下とならないように、第１目標加速度算出部１１で算出された第１目標加速度に制限をかけている。
【００１４】
第１下限値設定部１２により制限がかけられた第１目標加速度は、車両制御部１３へ入力される。車両制御部１３は、自車両の加速度が第１目標加速度に一致するように、エンジンＥＣＵ５０、Ａ／ＴＥＣＵ６０及びブレーキ７０を制御する。
ここで、エンジンＥＣＵ５０は、エンジンを制御する電子制御装置であり、また、Ａ／ＴＥＣＵ６０は自動変速機を制御する電子制御装置である。
【００１５】
上述した第１下限値設定部１２に設定された下限値としての−０．０５Ｇは、一般に、ブレーキ（排気ブレーキを含む）又はギヤチェンジを使用しなくても、エンジンブレーキにより達成できる減速度である。
従って、定速走行時において、目標車速を短時間で大幅にさげた場合でも、Ａ／ＴＥＣＵ６０及びブレーキ７０は使用されず、エンジンＥＣＵ５０によりエンジンブレーキによる緩やかな減速が行われ、乗り心地が損なわれることがない。
【００１６】
尚、第１下限値設定部１２に下限値として予め一定値を設定しておくのではなく、後述するフローチャートに示すように、現在走行中におけるエンジンのスロットルを最小開度（全閉）にしたときに推定される自車両の加速度（加速度推定値）Ａ_{min egn}を第１下限値設定部１２に下限値として設定する構成としても良い。
ここで、加速度推定値Ａ_{min egn}は、エンジン出力と走行抵抗に基づいて演算することが可能である。具体的には、加速度推定値Ａ_{min egn}演算時のエンジン出力に基づいて、仮にスロットルを全閉にした場合に車体に作用すると推定される減速度を算出すると共に、車速センサによる車速及び勾配センサによる道路勾配に応じたマップから、現時点において車両に作用している空気抵抗、タイヤの転がり抵抗、勾配抵抗等の走行抵抗を読み出す。
【００１７】
そして、上記減速度と上記走行抵抗とに応じたマップから、スロットルを全閉にした場合に車両に作用する加速度推定値Ａ_{min egn}が算出される。
この加速度推定値Ａ_{min egn}を演算する加速度推定手段としては、例えば、エンジンＥＣＵ５０に設けることができ、その加速度推定手段による加速度推定値Ａ_{min egn}に基づいて第１下限値設定部１２は第１下限値を随時変更するようにすることが可能である。
【００１８】
一方、第２目標加速度算出部１４、相対速度演算部１６には、それぞれ前方を走行する先行車両と自車両との車間距離を検出するレーザーレーダ３０が接続されている。
相対速度演算部１６は、レーザーレーダ３０により検出された車間距離の時間変化から相対速度を演算する。なお、必ずしも、車間距離の時間変化から相対速度を演算する必要はなく、ミリ波レーダを使用することにより自車両の前方を走行する先行車両と自車両との相対速度を直接に検出しても良い。
【００１９】
第２目標加速度算出部１４は、レーザーレーダ３０により検出される車間距離（実車間関係値）及び相対速度演算部１６により演算された相対速度に基づいて、自車両が先行車両に追従するための第２目標加速度を演算する。具体的には、第２目標加速度算出部１４は、予め設定されているか、乗員により設定された目標車間関係値に、上記実車間関係値が一致するための第２目標加速度を演算する。
尚、第２目標加速度算出部１４は、先行車両と自車両との車間距離に代えて、その実車間距離を自車両の車速で除算した実車間時間を実車間関係値として制御することも可能である。
【００２０】
第２目標加速度算出部１４により算出された第２目標加速度は第２下限値設定部１５へ入力される。第２下限値設定部１５には、第２目標加速度の下限値として、例えば、−０．２Ｇが設定され、車両制御部１３に入力される負の加速度である減速度が一定値（例えば、−０．２Ｇ）以下とならないように、第２目標加速度算出部１４で算出された第２目標加速度に制限をかけている。
ここで、第２目標加速度の下限値は、第１目標加速度の下限値と比較して、常に低い値が設定される（−０．２Ｇ＜−０．０５Ｇ）。これは、追従制御時において、先行車両に自車両が急速に接近した場合には、エンジンブレーキのみならず、Ａ／ＴＥＣＵ６０及びブレーキ７０をも使用し、急減速して衝突を回避する必要があるためである。
【００２１】
第２下限値設定部１５により制限がかけられた第２目標加速度は、車両制御部１３へ入力される。車両制御部１３は、自車両の加速度が第２目標加速度に一致するように、エンジンＥＣＵ５０、Ａ／ＴＥＣＵ６０及びブレーキ７０を制御する。
従って、追従走行時において、先行車両と自車両との車間距離或いは先行車両と自車両との相対速度が変化しても、第２目標加速度は、−０．２Ｇ以下の減速度となることはない。
【００２２】
また、定速走行と追従走行とが並行して行われ、車両制御部１３に第１目標加速度算出部１１により算出された第１目標加速度と、第２目標加速度算出部１４により算出された第２目標加速度とが同時に入力された場合は、車両制御部１３により目標加速度の低い方が選択され、該目標加速度に基づいて車両が制御される。
従って、定速走行と追従走行とが並行して行われている場合に、先行車両に自車両が急速に接近した場合には、第１目標加速度よりも第２目標加速度が低い値となって車両制御部１３において上記第２目標加速度が選択されるため、車両を急減速させて先行草両との衝突が回避される。
【００２３】
上述した車両制御装置による第１目標加速度又は第２目標加速度の下限値を設定するフローチャートを図３に示す。
このフローチャートは、定速走行及び追従走行を同時に行う場合に関するものである。
先ず、定速走行時には、第１目標加速度算出部１１により第１目標加速度Ａ_{t cc}を演算する（ステップＳ１）。
【００２４】
次に、エンジンＥＣＵ５０に設けられた加速度推定手段により、スロットル全閉時の加速度推定値Ａ_{min egn}を演算する（ステップＳ２）。
引き続き、第１下限値設定部１２により、第１目標加速度Ａ_{t cc}と、スロットル全閉時の加速度推定値Ａ_{min egn}を比較する（ステップＳ３）。
そして、下式に示すように、第１目標加速度Ａ_{t cc}が、スロットル全閉時の加速度推定値Ａ_{min egn}よりも低いときには、スロットル全閉時の加速度推定値Ａ_{min egn}を第１目標加速度Ａ_{t cc}とする（ステップＳ４）。
Ａ_{t cc}＜Ａ_{min egn} …（１）
【００２５】
尚、第１目標加速度Ａ_{t cc}が、スロットル全閉時の加速度推定値Ａ_{min egn}以上であるときには、第１目標加速度Ａ_{t cc}をそのまま維持する（ステップＳ３において、ＮＯに進む）。
つまり、第１目標加速度Ａ_{t cc}は、スロットル全閉時の加速度推定値Ａ_{min egn}により、下限値が制限されるのである。
【００２６】
一方、追従走行時には、第２目標加速度算出部１４により第２目標加速度Ａ_{t acc}を演算する（ステップＳ５）。
更に、第２下限値設定部１５により、第２目標加速度Ａ_{t acc}を下限値として−０．２Ｇで制限する（ステップＳ６）。
そして、ステップＳ１〜Ｓ４において、スロットル全閉時の加速度推定値Ａ_{min egn}により下限値が制限された第１目標加速度Ａ_{t cc}と、ステップＳ５，６において、−０．２Ｇで下限値が制限された第２目標加速度Ａ_{t acc}とを比較し、これらのうちの低い値を選択する（ステップＳ７）。
【００２７】
その後、車両制御部１３は、ステップＳ７により選択された第１目標加速度Ａ_{t cc}又は第２目標加速度Ａ_{t acc}によりＣＣ又はＡＣＣ制御を行う（ステップＳ８）。
【００２８】
このように説明したように上述した車両制御装置によれば、定速走行時には、第１目標加速度Ａ_{t cc}が、スロットル全閉時の加速度推定値Ａ_{min egn}より低い値とならないため（ステップＳ１〜Ｓ４）、乗員が設定速度を短時間で大幅に下げた場合でも、エンジンブレーキによる緩やかな減速となり、乗り心地を損なうことがない。
【００２９】
また、定速走行と追従走行とが同時に行われているときに先行車両に自車両が急速に接近したような場合は、第２下限値に第１下限値よりも低い値（−０．２Ｇ）が設定されているため（ステップＳ５〜Ｓ６）、車両制御部１３により第２目標加速度が選択され（ステップＳ７）、自車両が急減速して先行車両との衝突を回避することが可能である。
【００３０】
〔第２の実施形態〕
本発明の第２の実施形態に係る車両制御装置のブロック図を図２に示す。
この実施形態に係る車両制御装置は、定速走行によるＣＣ制御を実現するべく、電子制御装置（ＥＣＵ）である目標加速度算出部１７、下限値設定部１８及び車両制御部１９等を備えるものである。
即ち、図１に示す第１の実施形態において、レーザレーダ３０、追従走行を行うための第２目標加速度算出部１４、第２下限値設定部１５、相対速度演算部１６を省略したものである。
【００３１】
また、上述した目標加速度算出部１７、下限値設定部１８、車両制御部１９は、それぞれ、図１に示す車両制御装置における第１目標加速度算出部１１、第１下限値設定部１２、車両制御部１３と同等の機能を発揮するものである。
従って、本実施形態においては、目標車速設定手段２０により目標車速が設定されると、車速センサ４０により検出される実車速をその目標車速に一致させるための目標加速度を目標加速度算出部１７が算出し、その目標加速度の下限値は下限値設定部１８により設定される。
例えば、目標加速度の下限値は、エンジンＥＣＵ５０に設けられた加速度推定手段により演算されたエンジンスロットルを全閉としたときの車両の推定減速度に基づいて設定される。
【００３２】
具体的には、図４に示すフローチャートにより、目標加速度は推定減速度により下限値が制限されることになる。
先ず、定速走行するための目標加速度Ａ_{t cc}を目標加速度算出部１７により演算する（ステップＴ１）。
次に、スロットル全閉時の加速度推定値Ａ_{min egn}をエンジンＥＣＵ５０に設けられた加速度推定手段により演算する（ステップＴ２）。
【００３３】
引き続き、下限値設定部１８により、目標加速度Ａ_{t cc}と、スロットル全閉時の加速度推定値Ａ_{min egn}を比較する（ステップＴ３）。
そして、下式に示すように、目標加速度Ａ_{t cc}が、スロットル全閉時の加速度推定値Ａ_{min egn}よりも低いときには、スロットル全閉時の加速度推定値Ａ_{min egn}を目標加速度Ａ_{t cc}とする（ステップＴ４）。
Ａ_{t cc}＜Ａ_{min egn} …（２）
尚、目標加速度Ａ_{t cc}が、スロットル全閉時の加速度推定値Ａ_{min egn}以上であるときには、目標加速度Ａ_{t cc}を維持する。
つまり、目標加速度Ａ_{t cc}は、スロットル全閉時の加速度推定値Ａ_{min egn}により、下限値が制限されるのである。
【００３４】
その後、車両制御部１３は、下限値が制限された目標加速度Ａ_{t cc}によりＣＣ又はＡＣＣ制御を行う（ステップＴ５，Ｔ６）。
このため、定速走行時においては、目標加速度Ａ_{t cc}として、スロットル全閉時の加速度推定値Ａ_{min egn}より低い値とならないため、乗員が設定速度を短時間で大幅に下げた場合でも、ブレーキによる減速は行われず、エンジンブレーキによる緩やかな減速となり、乗り心地を損なうことがない。
【００３５】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明は、第１目標加速度に設定される下限値は比較的高めに設定され、乗員が設定車速を短時間で大幅に変更した場合でも車両に急減速が発生することを防止できる一方、第２目標加速度に設定される下限値は低めに設定することにより、先行車両が急減速した場合でも自車両がそれに追従することができる。また、追従走行のための第２目標加速度を利用することにより、先行車両が急減速した場合でも自車両が追従することができる。更に、乗員が目標車速を短時間で大幅に下げたような場合でも車両にはエンジンスロットルを最小開度にしたときの比較的緩やかな減速が行われ、車両に急激な減速度が発生することは抑制される。尚、一つの目標加速度を用いても、乗員が目標車速を短時間で大幅に下げたときにエンジンスロットルを最小開度にしたときの比較的緩やかな減速が行われ、車両に急減速度が発生することは抑制される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る車両制御装置のブロック図である。
【図２】本発明の第２の実施形態に係る車両制御装置のブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る車両制御装置による第１目標加速度又は第２目標加速度の下限値を設定するフローチャートである。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る車両制御装置による目標加速度の下限値を制限するフローチャートである。
【符号の説明】
１１第１目標加速度算出部
１２第１下限値設定部
１３，１９車両制御部
１４第２目標加速度算出部
１５第２下限値設定部
１６相対速度演算部
１７目標加速度算出部
１８下限値設定部
２０目標車速設定手段
３０レーザレーダ
４０車速センサ
５０エンジンＥＣＵ
６０Ａ／ＴＥＣＵ
７０ブレーキ

Claims

自車両の実車速を検出する車速検出手段と、自車両の目標車速を設定する目標車速設定手段と、前記車速検出手段による実車速を前記目標車速設定手段よる目標車速に一致させるための第１目標加速度を算出する第１目標加速度算出手段と、自車両と同自車両の前方を走行する先行車両との実車間関係値を検知する車間関係値検知手段と、自車両と先行車両との相対速度を検知する相対速度検知手段と、前記車間関係値検知手段による実車間関係値と前記相対速度検知手段による相対速度とに基づいて、自車両が先行車両に追従するための第２目標加速度を算出する第２目標加速度算出手段とを有し、前記第１目標加速度算出手段及び前記第２目標加速度算出手段に基づいて車両を制御する車両制御装置において、前記第１目標加速度の下限値を設定する第１下限値設定手段と、前記第２目標加速度の下限値を設定する第２下限値設定手段とを有し、前記第１下限値設定手段による下限値を前記第２下限値設定手段による下限値よりも高く設定したことを特徴とする車両制御装置。
前記車両制御装置は、前記第１目標加速度と前記第２目標加速度とを比較し、低い値に基づいて車両を制御することを特徴とする請求項１に記載の車両制御装置。
エンジンのスロットルを最小開度にしたときの前記自車両の加速度を推定する加速度推定手段を有し、前記第１下限値設定手段は、前記加速度推定手段による推定値に基づいて前記第１下限値を設定することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車両制御装置。
自車両の実車速を検出する車速検出手段と、自車両の目標車速を設定する目標車速設定手段と、前記車速検出手段による実車速と前記目標車速設定手段による目標車速とに基づいて、前記実車速を前記目標車速に一致させるための目標加速度を算出する目標加速度算出手段と、前記目標加速度算出手段の算出結果に基づいて車両を制御する車両制御装置において、エンジンのスロットルを最小開度にした場合の前記車両の加速度を推定する加速度推定手段を有し、前記目標加速度算出手段による目標加速度と前記加速度推定手段による加速度推定値とを比較し、前記加速度推定手段による推定値に基づいて前記目標加速度の下限値を設定する下限値設定手段を備えたことを特徴とする車両制御装置。