JP4123043B2 - 追従走行制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自車両前方の先行車両に追従して走行を行う追従走行制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献】
特開２００２−２９２８５号公報。
【０００３】
上記特許文献においては、自車両進行方向へ所定の広がり角度を持った電磁波を出射すると共に、反射波を受波し、電磁波の出射から受波までの時間に基づいて先行車両との車間距離を検出し、検出した車間距離が設定された車間距離となるように自車両の加減速を制御することにより、先行車両に自車両を追従走行させていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
この従来例において、先行車両が大型トラックのように車高が高い車両であった場合、車間距離が短くなると電磁波が先行車両の下を通過して、先行車両と自車両との車間距離が正確に検出できない可能性が有るという問題があった。
【０００５】
本発明は上述の課題を解決するためになされたもので、車間距離が短く、先行車両が車高の高い車両であっても、車間距離を正確に検出できる追従走行制御装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、本発明においては、所定時間毎に繰り返して演算を行い、前記検出車間距離が予め定められた第１の所定距離以下であって、かつ前回の検出車間距離と今回の検出車間距離との変化量が予め定められた第２の所定距離以上増加した場合に、前記電磁波が前記先行車両の後端から外れた潜り込みが発生したものと判断し、今回の検出車間距離から前回の検出車間距離を減算した値を補正値として、検出車間距離から前記補正値を減算した値を補正車間距離とする補正手段を備え、前記補正手段によって補正された補正車間距離に基づいて前記自車両の加減速を制御するように構成している。
【０００７】
【発明の効果】
本発明によれば、自車両が先行車両に接近中の特に近距離において、検出車間距離に急激な変化があった場合、先行車両の車体下への電磁波の潜り込みと判断し、検出車間距離に補正を加えることにより、追従走行制御を安定化することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明の実施の形態について説明する。なお、以下で説明する図面で、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
【０００９】
本発明の実施の形態について、図１〜７を用いて説明する。図１は本発明の実施の形態を示す構成図である。この図１およびレーダの水平方向のビームを示す図７を用いて実施の形態の構成を説明する。図１に示す自車両１は、エンジン２の駆動力を減速機３を介して後輪１ＲＲおよび１ＲＬに伝達し、後輪１ＲＲおよび１ＲＬを駆動すると共に前輪１ＦＲおよび１ＦＬを従動輪とした後輪駆動車両である。なお、本実施の形態においては後輪駆動車両として説明するが、これが前輪駆動車両や４輪駆動車両等の他の駆動形式の車両であっても良い。
【００１０】
レーダ１６は図７に示すように自車両１の前端に設けられ、車両前方（ＣＴビーム）、右前方（Ｒビーム）、左前方（Ｌビーム）にそれぞれ所定の幅でレーザービームを、例えば所定時間毎に出射すると共に反射波を受波し、電磁波の出射から反射波の受波までの時間から、先行車両３０と自車両１との検出された車間距離（以下、検出車間距離と称す）Ｌｘ_（ｎ）を検出（車間距離検出手段）する。なお、以下では自車両１の前方、右前方、左前方にそれぞれ出射されたレーザービームを図７に示すように、それぞれＣＴビーム、Ｒビーム、Ｌビームと記載する。このレーダ１６はＣＴビーム、Ｒビーム、Ｌビームをそれぞれ時間差を設けて出射する事により、ＣＴビーム、Ｒビーム、Ｌビームのうち、どのビームで先行車両３０を検出したかを判断して先行車両３０の車線幅方向の位置を検出（車線変更検出手段）し、検出車間距離Ｌｘ_（ｎ）と共に出力する。本実施の形態においてはレーザービームを用いたレーザレーダを用いて説明するが、例えばミリ波を用いたミリ波レーダ等の他のレーダ装置であっても良い。
【００１１】
前輪１ＦＲ、１ＦＬおよび後輪１ＲＲ、１ＲＬの各車輪には、ブレーキディスクと各車輪のブレーキディスクに対応するブレーキキャリパ４ＦＲ、４ＦＬ、４ＲＲ、４ＲＬとを備えたディスクブレーキが設けられている。このブレーキキャリパ４ＦＲ、４ＦＬ、４ＲＲ、４ＲＬはブレーキ液の圧力によって制動力を発生するホイールシリンダ（図示せず）を備えており、制動流体圧制御装置１３によってブレーキ液圧が制御される事によって制動力が制御される。
【００１２】
エンジン制御装置１１は、図示していないスロットルバルブや点火時期、燃料噴射量等を制御する事によってエンジン２の回転数、発生トルク等を制御する。
【００１３】
車速センサ１２は前輪１ＦＲ、１ＦＬおよび後輪１ＲＲ、１ＲＬの各車輪に設けられた車輪速センサ（図示せず）にて検出された車輪の回転速度から車両の走行速度（以下、車速と記す）Ｖを検出して出力する。
【００１４】
加減速制御装置（加減速制御手段）１０は車速センサ１２にて検出された車速Ｖ、レーダ１６にて得られた検出車間距離Ｌｘ_（ｎ）および先行車両３０の車線幅方向の位置に基づいて制動流体圧制御装置１３およびエンジン制御装置１１へ減速指令および加速指令を送信する事によって、制動流体圧制御装置１３およびエンジン制御装置１１を介して車両の加減速を制御する。
【００１５】
次に図２に示す加減速制御装置１０の動作を示すフローチャートに基づき、図１〜７を用いて、本実施の形態の動作を説明する。本フローチャートは例えば１０ｍｓｅｃ毎に起動させる。なお、本フローチャートでは、特に通信のためのステップを設けていないが、演算処理によって得られた結果は随時記憶装置に更新記録されると共に、必要な情報やプログラムは随時記憶装置から読み込まれる。
【００１６】
ステップＳ１では、レーダ１６にて得られた検出車間距離Ｌｘ_（ｎ）および前回得られた検出車間距離Ｌｘ_{（ｎ−１）}を読み込む。ステップＳ２では、後述するフラグＦｃの状態を判断し、フラグが立っていれば（フラグＦｃが１であれば）ステップＳ８へ進み、フラグが立っていなれば（フラグＦｃが０であれば）ステップＳ３へ進む。ステップＳ３では、検出車間距離Ｌｘ_（ｎ）が予め定められた第１の所定距離Ｌｘｓ（例えば５ｍ）未満であるかどうかを判断し、検出車間距離Ｌｘ_（ｎ）が所定距離Ｌｘｓ未満であればステップＳ４へ進み、検出車間距離Ｌｘ_（ｎ）が所定距離Ｌｘｓ以上であれば検出車間距離Ｌｘ_（ｎ）は車間距離Ｌｘを示すため、ステップＳ１０へ進む。ここで、所定距離Ｌｘｓをレーダ１６から発射されたビームが先行車両３０の下にもぐりこむ前の先行車両３０の後端部最下端を検出している車間距離から決定する場合を、図３を用いて説明する。図３は検出車間距離Ｌｘ_（ｎ）の急激な変化が発生する前の状況を示す図であり、図３においてレーダ１６の路面からの設定高さをｈｌ、先行車両３０である大型車両の後端部最下端の路面からの設定高さをｈ２、レーダ１６から出射されるビーム３１の車両上下方向広がり角をθとし、レーダ１６から出射されるビームは路面に対して平行に出射されているものとすると、所定の車間距離Ｌｘｓは
Ｌｘｓ＝（ｈ２−ｈｌ）／（ｔａｎθ／２）＋α
で表される。なお、αは余裕代として設定された予め定められた値である。具体的には、ｈｌ＝３５０ｍｍ、ｈ２＝７５０ｍｍ、θ＝１０゜、α＝０．５ｍとすると、
Ｌｘｓ＝（０．７５−０．３５）／（ｔａｎ５゜）＋０．５
≒４．５＋０．５＝５ｍ
となる。従って、大型車両の後端部最下端の路面からの設定高さｈ２がおおよそ定められた値であるとすると、所定距離Ｌｘｓはレーダ１６の路面からの設定高さｈｌ、ビーム３１の広がり角θ、ビームの出射方向等によって適宜設定可能な値である。
【００１７】
ステップＳ４では、レーダ１６に得られた検出車間距離Ｌｘ_（ｎ）から前回得られた検出車間距離Ｌｘ_{（ｎ−１）}を減算した値、つまり検出車間距離Ｌｘ_（ｎ）の変化量を算出し、算出した変化量が予め定められた第２の所定距離Ｌｘｄ（例えば１ｍ）以上であるかどうかを判断し、検出車間距離Ｌｘ_（ｎ）の変化量が所定距離Ｌｘｄ以上である場合にはビーム３１の潜り込みが考えられるのでステップＳ５へ進み、検出車間距離Ｌｘ_（ｎ）の変化量が所定距離Ｌｘｄ未満であればステップＳ１０へ進む。
【００１８】
ビーム３１の潜り込みおよび所定距離Ｌｘｄについて、検出車間距離Ｌｘ_（ｎ）の急激な変化が発生した後の状況を示す図４を用いて説明する。レーダ１６のビーム３１が先行車両３０である大型車両の後端部最下端を捉えている状態（図３）から、ビーム３１の潜り込みが発生した場合（図４）は、通常、ビーム３１は先行車両３０の後輪車軸間に設けられたディファレンシャルギア部３２や後輪３３を検出する事となり、検出車間距離Ｌｘ_（ｎ）が急に長くなる。したがって、大型車両の後端部最下端からディファレンシャルギア部３２または後輪３３までの距離Ｌｘｃより少し短い距離を所定距離Ｌｘｄとして設定する。例えば、後輪３３までの距離より少し短い距離を所定距離Ｌｘｄとしておけば、ビーム３１がディファレンシャルギア部３２または後輪３３を検出した場合には検出車間距離Ｌｘ_（ｎ）の変化量が所定距離Ｌｘｄより大きくなる。検出車間距離Ｌｘ_（ｎ）と検出車間距離Ｌｘ_{（ｎ−１）}との差（検出車間距離Ｌｘ_（ｎ）の変化量）が所定距離Ｌｘｄ以上となった場合にはビーム３１の潜り込みが発生したと判断する事ができる。このビーム３１の潜り込みによる検出車間距離Ｌｘ_（ｎ）の急激な変化の様子を図５に示す。
【００１９】
ステップＳ５では、ステップＳ４にて検出された検出車間距離Ｌｘ_（ｎ）の変化が先行車両３０の車線変更によるものであるかどうかを判断する。例えば、先行車両３０が車線変更を行った場合には、検出車間距離Ｌｘ_（ｎ）は車線変更を行った先行車両３０から、車線変更を行った先行車両３０の前を走行している車両との車間距離Ｌｘとなり、検出車間距離Ｌｘ_（ｎ）が急激に変化するが、この場合にはビーム１６の潜り込みによるものでは無いので、これを判別するために、図７に示すように、レーダ１６はＣＴビーム、Ｒビーム、Ｌビームをそれぞれ時間差を設けて出射する事により、ＣＴビーム、Ｒビーム、Ｌビームのうち、どのビームで先行車両３０を検出したかを判断して先行車両３０の車線幅方向の位置を検出するので、レーダ１６から送られた先行車両３０の車線幅方向の位置から先行車両３０が車線変更を行ったかどうかを判断し、検出車間距離Ｌｘ_（ｎ）の変化が先行車両３０の車線変更によるものであればステップＳ１０へ進み、検出車間距離Ｌｘ_（ｎ）の変化が先行車両３０の車線変更によるもので無ければステップＳ７へ進む。
【００２０】
ステップＳ７ではステップＳ４にて算出した検出車間距離Ｌｘ_（ｎ）の変化量を補正値Ｌｘｃ（図４ではビーム３１がディファレンシャルギア部３２を検出している状況を示している）として記憶し、ステップＳ１１へ進む。ステップＳ１１では、検出車間距離Ｌｘ_（ｎ）から補正値Ｌｘｃを減算して補正し（補正手段）、車間距離（補正車間距離）Ｌｘを算出する。この補正した車間距離Ｌｘの様子を図６における破線５０で示している。なお、補正値Ｌｘｃは大型車両の後端部最下端からディファレンシャルギア部３２、または後輪３３までの距離程度の予め定められた値としても良い。
【００２１】
次のステップＳ１２では、検出車間距離Ｌｘ_（ｎ）に補正を行ったため、フラグＦｃを立てて（Ｆｃ＝１として）フラグを記憶し、ステップＳ１３へ進む。つまり、検出車間距離Ｌｘ_（ｎ）を補正する場合はフラグＦｃが立っており（Ｆｃ＝１であり）、検出車間距離Ｌｘ_（ｎ）を補正しない場合はフラグＦｃが立たない（Ｆｃ＝０である）。ステップＳ１３では車速センサ１２にて検出された車速Ｖを読み込む。ステップＳ１５では、読み込んだ車速Ｖに基づいて目標車間距離Ｌｃを設定する。この目標車間距離Ｌｃは車速Ｖに所定のゲインを乗算し、更に所定の定数を加算して算出される。具体的には、例えば車速３．６ｋｍ／ｈ（秒速１ｍ）の場合、制動距離を約３ｍ、空走時間を約０．５秒と仮定すると、
Ｌｃ＝１×０．５＋３＝３．５ｍ
と設定される。ステップＳ１６では、ステップＳ１１にて算出した車間距離ＬｘがステップＳ１６にて設定した目標車間距離Ｌｃ未満であるかどうかを判定する。車間距離Ｌｘが目標車間距離Ｌｃ未満である場合には自車両１が先行車両３０へ接近しすぎているため、ステップ１７へ進んで制動流体圧制御装置１３およびエンジン制御装置１１へ減速指令を出力し、制動流体圧制御装置１３がブレーキ液圧を増加させると共にエンジン制御装置１１がエンジン２の出力を減少させる事によって自車両１を減速させる。一方、車間距離Ｌｘが目標車間距離Ｌｃ以上である場合はステップＳ１８へ進む。ステップＳ１８では、ステップＳ１１にて算出した車間距離ＬｘがステップＳ１５にて設定した目標車間距離Ｌｃより大きいかどうかを判定する。車間距離Ｌｘが目標車間距離Ｌｃより大きい場合は、自車両１が先行車両３０から離れ過ぎているため、ステップ１９へ進んで制動流体圧制御装置１３およびエンジン制御装置１１へ加速指令を出力し、制動流体圧制御装置１３がブレーキ液圧を減少させると共にエンジン制御装置１１がエンジン２の出力を増大させる事によって自車両１を加速させる。一方、車間距離Ｌｘが目標車間距離Ｌｃより大きくない場合は、車間距離Ｌｘと目標車間距離Ｌｃが等しいため、そのままステップＳ２０へ進む。ステップＳ２０では、検出車間距離Ｌｘ_（ｎ）をＬｘ_{（ｎ−１）}として記憶し、ステップＳｌへ戻る。
【００２２】
一方、ステップＳ２にてフラグＦｃが立っている（Ｆｃ＝１である）と判定された場合にはステップＳ８に進んで、前回検出された検出車間距離Ｌｘ_{（ｎ−１）}から検出車間距離Ｌｘ_（ｎ）を減算した値が所定距離Ｌｘｄ（例えば１ｍ）以上であるかどうかを判断し、変化量が所定距離Ｌｘｄ以上である場合にはステップＳ９へ進み、変化量が所定距離Ｌｘｄ未満であればステップＳ１４へ進む。例えばビーム３１の潜り込みが発生している状態からレーダ１６のビーム３１が先行車両３０である大型車両の後端部最下端を捉えた状態へ変化した場合は、ビーム３１は先行車両３０の後輪車軸間に設けられたディファレンシャルギア部３２や後輪３３を検出している状態から大型車両の後端部最下端を捉えた状態へ変化する。したがって、検出車間距離Ｌｘ_（ｎ）の前回値Ｌｘ_{（ｎ−１）}から検出車間距離Ｌｘ_（ｎ）を減算した値が所定距離Ｌｘｄ以上となった場合にはビーム３１の潜り込みが解消したと判断する事ができる。
【００２３】
ステップＳ９では、ビーム３１の潜り込みが解消して検出車間距離Ｌｘ_（ｎ）の補正が必要無くなったとして、フラグＦｃをクリアして（フラグＦｃ＝０として）ステップＳ１０へ進む。ステップＳ１０では、車間距離Ｌｘを検出した検出車間距離Ｌｘ_（ｎ）として、ステップＳ１３へ進む。
【００２４】
ステップＳ８にて前回検出された検出車間距離Ｌｘ_{（ｎ−１）}から検出車間距離Ｌｘ_（ｎ）を減算した値が所定距離Ｌｘｄ（例えば１ｍ）未満であればビーム３１の潜り込みが続いているため、ステップＳ１４へ進み、記憶されている前回の補正値Ｌｘｃを読み込み、ステップＳ１１へ進む。
【００２５】
以上説明したように、自車両１が先行車両３０に接近中の特に近距離において、検出車間距離Ｌｘ_（ｎ）に急激な変化があった場合、先行車両３０の車体下へのビーム３１の潜り込みと判断し、検出車間距離Ｌｘ_（ｎ）に補正を加えることにより、追従走行制御を安定化することができる。
【００２６】
なお、本実施の形態においてはエンジンを備えた車両に適用したが、これがモータによって駆動する電気自動車や、エンジンとモータの双方を備えたハイブリッド車両であっても適用可能である事は言うまでも無い。また、本実施の形態おいては制動装置をディスクブレーキとしたが、例えばドラムブレーキ等の他の制動装置を備えた車両であっても良い。更に、本実施の形態においては車速に基づいて目標車間距離を設定し、車間距離と目標車間距離とに基づいて加減速を制御するようにしたが、例えば車間距離に基づいて目標車速を設定し、車速と目標車速に基づいて加減速を制御しても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す概略構成図。
【図２】加減速制御装置の動作を示すフローチャート。
【図３】検出車間距離の急激な変化が発生する前の状況を示す図。
【図４】検出車間距離の急激な変化が発生した後の状況を示す図。
【図５】検出車間距離の急激な変化を示す図。
【図６】補正後の車間距離（補正車間距離）を示す図。
【図７】レーダの水平方向のビームを示す図。
【符号の説明】
１…自車両
１０…加減速制御装置
１１…エンジン制御装置
１３…制動流体圧制御装置
１６…レーダ
３０…先行車両

Claims (2)

1. 自車両の進行方向に電磁波を出射すると共に、出射した電磁波の反射波を受波する事によって、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、
   前記車間距離検出手段によって検出された検出車間距離に基づいて前記自車両の加減速を制御する加減速制御手段とを備え、
   前記先行車両に対する追従走行制御を行う追従走行制御装置において、
   所定時間毎に繰り返して演算を行い、前記検出車間距離が予め定められた第１の所定距離以下であって、かつ前回の検出車間距離と今回の検出車間距離との変化量が予め定められた第２の所定距離以上増加した場合に、前記電磁波が前記先行車両の後端から外れた潜り込みが発生したものと判断し、今回の検出車間距離から前回の検出車間距離を減算した値を補正値として、検出車間距離から前記補正値を減算した値を補正車間距離とする補正手段を備え、
   前記加減速制御手段は、前記補正手段によって補正された補正車間距離に基づいて前記自車両の加減速を制御すること、を特徴とする追従走行制御装置。
2. 前記先行車両の車線変更を検出する車線変更検出手段を備え、前記補正手段は、前記車線変更検出手段によって前記先行車両の車線変更が検出された場合には、前記検出車間距離の補正を行わないことを特徴とする請求項１に記載の追従走行制御装置。

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