JP4321430B2 - 先行車追従走行制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、予め設定した車間距離を保って先行車に追従走行する先行車追従走行制御装置に関する。

先行車追従走行制御を行う０〜１００km/hの全車速領域を複数の車速領域に区分し、各車速領域において異なる追従走行モードで先行車に追従走行する先行車追従走行制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

この出願の発明に関連する先行技術文献としては次のものがある。
特開２００２−２３４３５８号公報

しかしながら、上述した従来の先行車追従走行制御装置では、車速に応じて追従走行モードを切り換えているので、車速領域の境界付近（追従走行モードの切り換え車速付近）において車速の変動があると、走行状況によっては切り換えの必要がなくても頻繁に追従走行モードの切り換えが発生し、煩わしいという問題がある。

走行道路の渋滞情報が検出された場合は、複数の追従走行モードの内のいずれかの車速領域を拡大する。あるいは、追従走行モードの平均切り換え時間が予め設定したしきい値よりも短い場合は、複数の車速領域の内のいずれかの車速領域を拡大する。

本発明によれば、追従走行モードの頻繁な切り換わりが防止され、煩わしさを解消することができる。

本願発明を、先行車追従走行制御を行う“全車速領域”を低速領域と高速領域の２つの車速領域に区分し、低速領域における追従走行モード（以下、低速追従走行モードという）と高速領域における追従走行モード（以下、高速追従走行モードという）とを有し、全車速領域において先行車に追従走行する先行車追従走行制御装置に適用した一実施の形態を説明する。なお、“全車速領域”は、追従走行制御を行う最下限車速から最上限車速までの範囲であり、最下限車速は０km/hあるいは１０km/hなどの極低速、最上限車速は１００km/hの法定速度、あるいはそれ以上の速度である。

低速追従走行モードは、先行車追従走行制御の最下限車速（この一実施の形態では例えば１０km/hとする）から低速追従走行モードの上限車速（この一実施の形態では４０km/hとする）までの低速領域において、先行車がある場合は予め設定された車間距離を保ちながら先行車に追従走行し、先行車がいない場合は追従走行制御を解除するモードである。一方、高速追従走行モードはＡＣＣ（Adaptiv Cruise Control）モードとも呼ばれ、高速追従走行モードの下限車速（この一実施の形態では３５km/hとする）から先行車追従走行制御の最上限車速（この一実施の形態では１１０km/hとする）までの高速領域において、先行車がある場合は予め設定された車間距離を保ちながら先行車に追従走行し、先行車がいない場合は予め設定された車速（以下、設定車速という）で定速走行するモードである。

なお、設定車速は、高速追従走行モードの下限車速（３５km/h）から先行車追従走行制御の最上限車速（１１０km/h）までの範囲内で運転者が任意に設定することができる。また、この一実施の形態では低速追従走行モードの上限車速を４０km/hとし、高速追従走行モードの下限車速を３５km/hとして、先行車追従走行制御の全車速領域を高速領域と低速領域とをオーバーラップさせて２つに区分する例を示すが、例えば低速領域を１０〜４０km/hにするとともに高速領域を４０〜１１０km/hとし、高速領域と低速領域とをオーバーラップさせなくてもよい。
また、低速追従走行モードにおける制御系は高速追従走行モードと共有しているが、低速追従走行モードにおいては、高速追従走行モードに比べて、先行車や障害物への接近時や他車両の割り込み時などに減速する際の応答性が高くなるようにパラメーターが変更される。このような低速追従走行モード特有のパラメーター設定によって、低速時には減速を早めに行うという人間の運転操作に近い設定とすることができる。
さらに、低速追従走行モードの上限車速（４０km/h）で走行しているときに運転者がアクセル操作を行うと、４０km/h以上の車速になるが、所定の車速（例えば４５km/h）以上になると低速追従走行モードが解除される。また、低速追従走行モードの上限車速（４０km/h）で走行しているときに高速追従走行モードへ移行する場合は、レジューム／アクセラレートスイッチ４を押せばよい。このとき、レジューム／アクセラレートスイッチ４を一度押すと、高速追従走行モードの設定車速が設定可能であることを示すバーが表示され、さらに押すと、一度押すたびに４５km/h、５０km/h、・・と５km/hずつ設定車速を上げることができる。

《発明の第１の実施の形態》
図１は第１の実施の形態の構成を示す図である。車間距離レーダー１は車両前方へレーザービームを走査して先行車を検出するとともに、先行車までの車間距離を検出する。なお、レーザービームの代わりにミリ波を用いたミリ波車間距離レーダーとしてもよい。車速センサー２は自車両の走行速度を検出する。メインスイッチ３は先行車追従走行制御装置を作動させるための操作部材であり、メインスイッチ３がオンされると先行車追従走行制御装置へ電源が投入されて作動状態になる。リジューム／アクセラレートスイッチ４は、先行車追従走行制御中でないときは前回の先行車追従走行制御時の設定車速を読み出して先行車追従走行制御を再開し、先行車追従走行制御中のときは定速走行制御の設定車速を増加する操作部材である。リジューム／アクセラレートスイッチ４はまた、３５〜４０km/hの車速オーバーラップ領域において低速追従走行モードから高速追従走行モードへ切り換えるためのモード切換用操作部材として用いられる。

キャンセルスイッチ５は先行車追従走行制御を解除するための操作部材である。セット／コーストスイッチ６は、先行車追従走行制御中でないときは先行車追従走行制御を開始させ、先行車追従走行制御中のときは定速走行制御の設定車速を低減する操作部材である。なお、先行車追従走行制御中でないときにセット／コーストスイッチ６を操作して先行車追従走行制御を開始する場合、先行車がいれば先行車追従走行制御を開始し、先行車がいなければその時の車速を設定車速として定速走行制御を開始する。セット／コーストスイッチ６はまた、３５〜４０km/hの車速オーバーラップ領域において高速追従走行モードから低速追従走行モードへ切り換えるためのモード切換用操作部材として用いられる。リジューム／アクセラレートスイッチ４、キャンセルスイッチ５およびセット／コーストスイッチ６は、図示しないステアリングのスポーク部に設けられる。ブレーキスイッチ７はブレーキペダル（不図示）が踏み込まれるとオンするスイッチである。

走行制御コントローラー１０はＣＰＵ１０ａ、ＲＯＭ１０ｂ、ＲＡＭ１０ｃなどを備え、上述した先行車追従走行制御と定速走行制御を行う。エンジン制御装置１１はエンジン（不図示）の吸入空気量制御、燃料噴射制御、点火時期制御などを行ってエンジンの出力トルクと回転速度を調節し、車両の駆動力を制御する。変速機制御装置１２は自動変速機（不図示）の変速比、すなわちシフト位置を制御する。ブレーキ制御装置１３はブレーキ液圧を調節して車両の制動力を制御する。ナビゲーション装置１４は車両の現在地を検出するとともに、走行道路の法定速度や走行道路の種類や状態（高速道路、一般道路、道路の混雑度合い、交差点や分岐の有無など）などの情報を提供する。ＶＩＣＳ受信機１５は光ビーコン、電波ビーコン、ＦＭ多重放送などにより渋滞情報を受信する。表示器１６は先行車追従走行制御装置の制御状態および車両の走行状態を表示する。

図２は第１の実施の形態の車速領域変更プログラムを示すフローチャートである。追従制御コントローラー１０は例えば１００ｍsecごとにこの車速領域変更プログラムを実行する。ステップ１において車速領域の設定は初期設定のままか否かを確認する。この一実施の形態では、低速追従走行モードの低速領域１０〜４０km/hと高速追従走行モードの高速領域３５〜１１０km/hを車速領域の初期設定値とする。

車速領域の設定が初期設定のままであればステップ２へ進み、ＶＩＣＳ受信機１５から走行道路に関する渋滞情報を入手する。ここでは、渋滞区間の長さＬ［ｍ］の渋滞情報を入手する。続くステップ３において走行道路前方の渋滞区間の長さＬが予め設定した判定しきい値Ｌoよりも長いか否かを確認する。

走行道路前方に長い渋滞が発生している場合には、車速が高速領域の車速になって低速追従走行モードから高速追従走行モードへ切り換えても、渋滞区間に入るとすぐに車速が低下して低速領域の車速になり、ふたたび高速追従走行モードから低速追従走行モードへ切り換えなければならない。このような追従走行モードの切り換えが頻繁に発生するのは煩わしいので、この実施の形態では走行道路前方に長い渋滞が発生しているときは低速領域を拡大し、渋滞区間に入るまでの間も低速追従走行モードのままで走行し、追従走行モードの頻繁な切り換えを防止する。なお、この渋滞区間長の判定しきい値Ｌoには、追従モードの切り換え頻度が最も少なくなる値を実験などにより決定すればよい。

渋滞区間長Ｌが判定しきい値Ｌoよりも長い場合はステップ４へ進み、渋滞区間長Ｌが判定しきい値Ｌo以下の場合は処理を終了する。ステップ４ではナビゲーション装置１４から走行道路に関する情報を入手し、分岐路のない１車線の道路を走行中であるか否かを確認する。分岐路があれば渋滞区間を回避できる可能性が高いから、低速追従走行モードから高速追従走行モードへ切り換えても、渋滞に遭遇して再び低速追従走行モードへ戻ることは少ない。また、低速領域の拡大を車線数が１車線の道路にのみに適用することによって、先行車の車線変更により低速追従走行モードがキャンセルされることがないから、低速領域を拡大して低速追従走行を行っても追従走行のキャンセルと再セットを繰り返すことはない。分岐路のない１車線の道路を走行中の場合はステップ５へ進み、そうでなければ処理を終了する。
なお、本明細書でいう「分岐路のない」とは、自車両前方の所定距離の間に分岐する道路、交差点または信号がない状態のいずれであってもよい。また、ナビゲーション装置で目的地までのルート設定がされており、自車両前方の所定距離の間に設定された以外の走行ルート候補がない状態であってもよい。すなわち、ステップ４では、進行方向前方に長い渋滞があって、その渋滞を通り抜けなければならない状態であることが判断できればよい。

ステップ５では、リジューム／アクセラレートスイッチ４による高速追従走行モードへの切り換え操作があったか否かを確認する。運転者が高速追従走行を望んでいる場合は、低速領域を拡大してしまうと高速追従走行モードへの切り換えが難しくなるため、好ましくない。運転者の高速追従走行モードへの切り換え意志がある場合にはステップ６へ進み、そうでない場合は処理を終了する。

次に、ステップ６で低速追従走行のキャンセルを確認する。ブレーキスイッチ７により運転者のブレーキペダル操作が検出された場合、キャンセルスイッチ５により運転者が追従走行をキャンセルした場合、あるいは車間距離レーダー１により先行車が検出できなくなった場合には、低速追従走行がキャンセルされるので、低速領域を拡大する必要はない。低速追従走行がキャンセルされていない場合はステップ７へ進み、キャンセルされた場合は処理を終了する。ステップ７において、低速領域の上限車速を上げて低速領域を初期設定値１０〜４０km/hから例えば１０〜４５km/hに拡大する。

一方、ステップ１において車速領域の設定が初期設定値のままであると判別された場合はステップ８へ進み、リジューム／アクセラレートスイッチ４による高速追従走行モードへの切り換え操作があったか否かを確認する。上述したように、運転者が高速追従走行を望んでいる場合は、低速領域を拡大してしまうと高速追従走行モードへの切り換えが難しくなるため、好ましくない。したがって、運転者の高速追従走行モードへの切り換え意志がある場合にはステップ１０へ進み、拡大されている低速領域１０〜４５km/hを初期設定値１０〜４０km/hに戻す。

運転者の高速追従走行モードへの切り換え意志がない場合はステップ９へ進み、低速追従走行のキャンセルを確認する。上述したように、ブレーキスイッチ７により運転者のブレーキペダル操作が検出された場合、キャンセルスイッチ５により運転者が追従走行をキャンセルした場合、あるいは車間距離レーダー１により先行車が検出できなくなった場合には、低速追従走行がキャンセルされるので、低速領域を拡大する必要はない。低速追従走行がキャンセルされた場合はステップ１０へ進み、拡大されている低速領域１０〜４５km/hを初期設定値１０〜４０km/hに戻す。一方、低速追従走行がキャンセルされていない場合は処理を終了する。

このように第１の実施の形態によれば、渋滞区間が長い場合に低速領域の上限車速を上げて低速領域を拡大するようにしたので、追従走行モードの頻繁な切り換わりが防止され、煩わしさを解消することができる。

《発明の第２の実施の形態》
上述した第１の実施の形態では走行道路前方の渋滞状況に応じて低速領域を拡大する例を示したが、低速追従走行モードと高速追従走行モードとの切り換えの頻度に応じて低速領域を拡大する第２の実施の形態を説明する。
なお、この第２の実施の形態の構成は図１に示す構成と同様であるから説明を省略する。

図３は第２の実施の形態の車速領域変更プログラムを示すフローチャートである。追従制御コントローラー１０は例えば１００ｍsecごとにこの車速領域変更プログラムを実行する。ステップ１において車速領域の設定は初期設定のままか否かを確認する。この一実施の形態では、低速追従走行モードの低速領域１０〜４０km/hと高速追従走行モードの高速領域３５〜１１０km/hを車速領域の初期設定値とする。

車速領域の設定が初期設定のままであればステップ２２へ進み、低速追従走行モードと高速追従走行モードとの切り換え頻度を調べるために過去に追従走行モードの切り換えが複数回行われたときの切り換え間隔の平均値である平均モード切り換え時間Ｔを算出する。この一実施の形態では、追従走行モードを切り換えるたびに切換時刻をＲＡＭ１０ｃに記憶しておくものとする。そして、モード切換時刻のデータに基づいて例えば過去３０分間の平均モード切り換え時間Ｔを算出する。次にステップ２３へ進み、平均モード切り換え時間Ｔが予め設定した判定しきい値Ｔ１より短いか否かを確認する。

判定しきい値Ｔ１には、追従走行モードの切り換えが頻繁に行われていると判定される適当な時間を設定する。追従走行モードの平均切り換え時間Ｔが判定しきい値Ｔ１より短いときは追従走行モードの切り換えが頻繁に行われており、低速追従走行モードから高速追従走行モードへ切り換えても、すぐに車速が下がって高速追従走行モードから低速追従走行モードへ切り換えることになり、追従走行モードの切り換えが頻繁に発生して煩わしい。そこで、追従走行モードが頻繁に切り換えられているときは、低速領域を拡大することによって追従走行モードの頻繁な切り換わりを防止する。追従走行モードの過去３０分間の平均モード切り換え時間Ｔが判定しきい値Ｔ１より短い場合はステップ２４へ進み、平均切り換え時間Ｔが判定しきい値Ｔ１以上の場合は処理を終了する。

ステップ２４ではナビゲーション装置１４から走行道路に関する情報を入手し、分岐路のない１車線の道路を走行中であるか否かを確認する。分岐路があれば渋滞区間を回避できる可能性が高いから、低速追従走行モードから高速追従走行モードへ切り換えても、渋滞に遭遇して再び低速追従走行モードへ戻ることは少ない。また、低速領域の拡大を車線数が１車線の道路にのみに適用することによって、先行車の車線変更により低速追従走行モードがキャンセルされることがないから、低速領域を拡大して低速追従走行を行っても追従走行のキャンセルと再セットを繰り返すことはない。分岐路のない１車線の道路を走行中の場合はステップ２５へ進み、そうでなければ処理を終了する。

ステップ２５では、リジューム／アクセラレートスイッチ４による高速追従走行モードへの切り換え操作があったか否かを確認する。運転者が高速追従走行を望んでいる場合は、低速領域を拡大してしまうと高速追従走行モードへの切り換えが難しくなるため、好ましくない。運転者の高速追従走行モードへの切り換え意志がある場合にはステップ２６へ進み、そうでない場合は処理を終了する。

次に、ステップ２６で低速追従走行のキャンセルを確認する。ブレーキスイッチ７により運転者のブレーキペダル操作が検出された場合、キャンセルスイッチ５により運転者が追従走行をキャンセルした場合、あるいは車間距離レーダー１により先行車が検出できなくなった場合には、低速追従走行がキャンセルされるので、低速領域を拡大する必要はない。低速追従走行がキャンセルされていない場合はステップ２７へ進み、キャンセルされた場合は処理を終了する。ステップ２７において、低速領域の上限車速を上げて低速領域を初期設定値１０〜４０km/hから例えば１０〜４５km/hに拡大する。

一方、ステップ２１において車速領域の設定が初期設定値のままであると判別された場合はステップ２８へ進み、リジューム／アクセラレートスイッチ４による高速追従走行モードへの切り換え操作があったか否かを確認する。上述したように、運転者が高速追従走行を望んでいる場合は、低速領域を拡大してしまうと高速追従走行モードへの切り換えが難しくなるため、好ましくない。したがって、運転者の高速追従走行モードへの切り換え意志がある場合にはステップ３１へ進み、拡大されている低速領域１０〜４５km/hを初期設定値１０〜４０km/hに戻す。

運転者の高速追従走行モードへの切り換え意志がない場合はステップ２９へ進み、低速追従走行のキャンセルを確認する。上述したように、ブレーキスイッチ７により運転者のブレーキペダル操作が検出された場合、キャンセルスイッチ５により運転者が追従走行をキャンセルした場合、あるいは車間距離レーダー１により先行車が検出できなくなった場合には、低速追従走行がキャンセルされるので、低速領域を拡大する必要はない。低速追従走行がキャンセルされた場合はステップ３１へ進み、拡大されている低速領域１０〜４５km/hを初期設定値１０〜４０km/hに戻す。

低速追従走行がキャンセルされていない場合はステップ３０へ進み、平均モード切換時間Ｔが予め設定した判定しきい値Ｔ２より長いか否かを確認する。判定しきい値Ｔ２には、追従走行モードの切り換えが頻繁に行われていないと判定される適当な時間を設定する。追従走行モードの平均切り換え時間Ｔが判定しきい値Ｔ２より長い場合はステップ３１へ進み、拡大されている低速領域１０〜４５km/hを初期設定値１０〜４０km/hに戻す。一方、平均モード切換時間Ｔが判定しきい値Ｔ２以下の場合は処理を終了する。

このように第２の実施の形態によれば、追従走行モードの切り換え頻度が高い場合に低速追従走行モードの低速領域を拡大するようにしたので、追従走行モードの頻繁な切り替わりが防止され、煩わしさを解消することができる。

特許請求の範囲の構成要素と一実施の形態の構成要素との対応関係は次の通りである。すなわち、車間距離レーダー１が車間距離検出手段を、車速センサー２が車速検出手段を、追従制御コントローラー１０が追従走行制御手段および領域切換手段を、ＶＩＣＳ受信機１５が渋滞情報検出手段を、リジューム／アクセラレートスイッチ４およびセット／コーストスイッチ６が操作部材をそれぞれ構成する。なお、本発明の特徴的な機能を損なわない限り、各構成要素は上記構成に限定されるものではない。

なお、上述した一実施の形態では低速追従走行モードに対応する低速領域の上限車速を上げて低速領域を拡大する例を示したが、高速追従走行モードに対応する高速領域の下限車速を下げて高速領域を拡大してもよい。高速道路における渋滞には、３０〜５０km/hの中速で先行車に追従しながらノロノロと走る場合がある。また、追従走行モードの切り換え頻度が高い場合でも、高速追従走行モードで走行する時間が低速追従走行モードで走行する時間よりも長い場合がある。このような場合には、高速領域の下限車速を下げて高速領域を拡大することにより頻繁なモード切り換えを防止することができる。
また、渋滞時や追従走行モードが頻繁に切り換わるときの自車両の平均車速に応じて低速領域を拡大するか、あるいは高速領域を拡大するかを決定してもよい。例えば、平均車速が高速領域の車速である場合には高速領域を拡大し、逆に平均車速が低速領域の車速である場合には低速領域を拡大する。

上述した一実施の形態では先行車追従走行制御を行う全車速領域を低速領域と高速領域の２つの車速領域に区分する例を示したが、３つ以上の車速領域に区分した場合でも本願発明を適用することができる。なお、上述した一実施の形態における各車速領域の上下限速度は一例であり、これに限定されるものではない。

第１の実施の形態の構成を示す図である。 第１の実施の形態の車速領域変更プログラムを示すフローチャートである。 第２の実施の形態の車速領域変更プログラムを示すフローチャートである。 第２の実施の形態の車速領域変更処理を示す図である。

符号の説明

１ 車間距離レーダー
２ 車速センサー
３ メインスイッチ
４ リジューム／アクセラレートスイッチ
５ キャンセルスイッチ
６ セット／コーストスイッチ
７ ブレーキスイッチ
１０ 追従制御コントローラー
１０ａ ＣＰＵ
１０ｂ ＲＯＭ
１０ｃ ＲＡＭ
１１ エンジン制御装置
１２ 変速機制御装置
１３ ブレーキ制御装置
１４ ナビゲーション装置
１５ ＶＩＣＳ受信機
１６ 表示器

Claims (7)

1. 先行車との車間距離を検出する車間距離検出手段と、
   自車速を検出する車速検出手段と、
   一定の車間距離を保って先行車に追従走行する追従走行制御手段と、
   先行車追従走行制御を行う全車速領域を複数の車速領域に区分し、各車速領域ごとに異なる追従走行モードを有し、自車速に応じて前記追従走行モードを切り換えるモード切換手段とを備えた先行車追従走行制御装置において、
   自車両の走行車線における走行道路の渋滞情報を検出する渋滞情報検出手段を備え、
   前記領域切換手段は、前記渋滞情報検出手段により走行道路の渋滞情報が検出された場合は、前記複数の追従走行モードの内のいずれかの車速領域を拡大することを特徴とする先行車追従走行制御装置。
2. 請求項１に記載の先行車追従走行制御装置において、
   前記渋滞情報検出手段は自車両が渋滞区間を走行しているか否かを検出し、
   前記モード切換手段は、渋滞区間走行時の自車両の平均車速に応じて拡大する車速領域を決定することを特徴とする先行車追従走行制御装置。
3. 先行車との車間距離を検出する車間距離検出手段と、
   自車速を検出する車速検出手段と、
   一定の車間距離を保って先行車に追従走行する追従走行制御手段と、
   先行車追従走行制御を行う全車速領域を複数の車速領域に区分し、各車速領域ごとに異なる追従走行モードを有し、自車速に応じて前記追従走行モードを切り換えるモード切換手段とを備えた先行車追従走行制御装置において、
   前記モード切換手段は、追従走行モードの切り換えが複数回行われたときの切り換え間隔の平均値である平均切り換え時間が予め設定したしきい値よりも短い場合は、前記複数の追従走行モードの内のいずれかの車速領域を拡大することを特徴とする先行車追従走行制御装置。
4. 請求項３に記載の先行車追従走行制御装置において、
   前記モード切換手段は、車速領域の平均切り換え時間がしきい値よりも短いときの平均車速に応じて拡大する車速領域の追従走行モードを決定することを特徴とする先行車追従走行制御装置。
5. 請求項１〜４のいずれかの項に記載の先行車追従走行制御装置において、
   前記モード切換手段は、ナビゲーション装置からの情報に基づいて分岐路のない１車線の道路を走行中の場合に限って車速領域の拡大を行うことを特徴とする先行車追従走行制御装置。
6. 請求項１〜５のいずれかの項に記載の先行車追従走行制御装置において、
   車速領域の切り換えを指令する操作部材を備え、
   前記モード切換手段は、前記操作部材の操作に応じて追従走行モードの切り換えを行う場合には、拡大した追従走行モードの車速領域を初期の車速領域に戻すことを特徴とする先行車追従走行制御装置。
7. 請求項１〜６のいずれかの項に記載の先行車追従走行制御装置において、
   前記モード切換手段は、車速領域が拡大されている追従走行モードで追従走行制御中に追従走行制御がキャンセルされた場合には、拡大した車速領域を初期の車速領域に戻すことを特徴とする先行車追従走行制御装置。

Images