JP4586589B2 - 先行車追従制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、設定車間距離を短縮可能な先行車追従制御装置に関する。

予め設定した車間距離（設定車間距離）で先行車に追従走行しているときに、運転者が所定の操作部材を操作すると設定車間距離を一時的に短縮するようにした先行車追従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２００２−１５４３４９号公報

しかしながら、上述した従来の先行車追従制御装置では、短縮する車間距離が車両の走行状況に応じた車間距離であるかどうかを考慮していないので、不必要に先行車に接近し運転者に違和感を与えるおそれがある。

先行車までの車間距離が予め設定された車間距離（設定車間距離）となるように車両の駆動手段と制動手段を制御して先行車追従走行を行うとともに、車両を制動するための準備状態を検出し、この制動準備状態に応じて設定車間距離を短縮する先行車追従制御装置において、前記制動準備状態として制動手段で高倍力比特性が選択されていることが検出されると、高倍力比特性により短縮される制動時間で走行する距離だけ前記設定車間距離を短縮する。

本発明によれば、設定車間距離を一時的に短縮するときに安全車間距離を確保することができ、あらゆる車両の走行状況に対して確実に危険回避をすることができる。

自車線上に先行車を検出しているときは、予め設定した車速（以下、設定車速という）を上限として、先行車までの車間距離が予め設定された車間距離（以下、設定車間距離という）となるように車間距離制御を行って先行車に追従走行し、自車線上に先行車が検出されないときは、車速制御を行って設定車速で定速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。

図１は一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自車線上の先行車を検出するとともに、先行車までの車間距離Ｌを測定する。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は自車速Ｖ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。

レジューム／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。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、自車線上に先行車が検出されれば先行車追従走行制御を開始し、自車線上に先行車が検出され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。

設定車間スイッチ７は、設定車間距離を３段階（長、中、短）に切り換える操作部材である。設定車間距離Ｌ^＊は、設定車間スイッチ７の設定位置（長、中、短）に応じた車間時間Ｔ（Ｔ１（長）＞Ｔ２（中）＞Ｔ３（短））と、そのときの車速Ｖにより次式で決定する。
Ｌ^＊＝Ｔ・Ｖ ・・・（１）

最短車間スイッチ８は、上記設定車間スイッチ７により設定した車間距離を一時的に短縮するための操作部材である。この最短車間スイッチ８により、先行車追従走行時に設定車間距離を一時的に短縮するという運転者の意志を検出することができる。詳細を後述するが、短縮車間距離ΔＬは制動準備状態に応じて短縮可能な車間時間ΔＴと、そのときの車速Ｖにより次式で決定される。
ΔＬ＝ΔＴ・Ｖ ・・・（２）

ブレーキスイッチ９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り、ブレーキスイッチ９がオンすると先行車追従走行制御をキャンセルする。ブレーキペダル接触センサー１０はブレーキペダル表面への物体の接触を検知するセンサーであり、ブレーキペダルの踏み込み量とは無関係に、運転者がブレーキペダルに足を乗せるとオンする。なお、ブレーキペダル接触センサー１０は運転者により制動の準備がなされ、制動待機状態にあることを検出するためのセンサーであるから、このブレーキペダル接触センサー１０がオンしても先行車追従走行制御をキャンセルしない。

追従制御コントローラー１１はＣＰＵ１１ａ、ＲＯＭ１１ｂ、ＲＡＭ１１ｃ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とともに、車間短縮制御プログラムを実行して設定車間距離を一時的に短縮する制御を行う。エンジン制御装置１２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１３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１４はブレーキ液圧を調節して車両の制動力を制御する。ブレーキ制御装置１４にはブレーキ液圧を検出する液圧センサー１５とブレーキ液の温度を検出する温度センサー１６が接続されている。

このブレーキ制御装置１４は、追従制御コントローラー１０からのブレーキ予圧指令を受信したときに予め設定した“ブレーキ予圧”を発生する。ブレーキ予圧とは、ブレーキパッドの“遊び”をなくし、運転者がブレーキペダルを踏み込み始めた時点から直ちに制動力を発生させるためのブレーキ液圧である。
この一実施の形態では、最短車間スイッチ８がオンするとブレーキ制御装置１４にブレーキ予圧指令を出力してブレーキ予圧を発生させるが、ブレーキ液の温度が予め設定したしきい値を超えたら最短車間スイッチ８がオンしていてもブレーキ予圧を発生させない。

ナビゲーション装置１７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などの情報を提供する。ＶＩＣＳ受信機１８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。

図２は設定車間短縮制御プログラムを示すフローチャートである。このフローチャートにより、一実施の形態の動作を説明する。追従制御コントローラー１１は、メインスイッチ３がオンしている間、所定時間（例えば１００ｍsec）ごとにこの設定車間短縮制御プログラムを繰り返し実行する。

この設定車間短縮制御プログラムでは、最短車間スイッチ８による検出した設定車間距離を一時的に短縮するという運転者の意志の有無、ブレーキ予圧の発生または解除の状態、接触センサー１０により検出した運転者がブレーキペダルに足を乗せているか否かに応じて表１に示すように設定車間短縮フェーズ１〜５に分類し、各フェーズごとに短縮車間時間ΔＴを決定する。

表１において、時間Ｔａは、運転者が制動の必要性を認識して制動のための動作を開始するまでの時間、つまり、ブレーキペダルを操作するために足を動かし始めるまでの時間である。時間Ｔｂは、ブレーキペダルを操作するために足を動かし始めてからブレーキペダルに足を乗せるまでの時間である。また、時間Ｔｃは、ブレーキペダルを踏み込み始めてから実際にブレーキパッドがローターに接触するまでの時間、つまりブレーキパッドとローターとの間の“遊び”を解消する時間である。

さらに、時間Ｔｄは、ブレーキアクチュエーター（不図示）のブレーキペダルの踏み込み圧に対するブレーキ液圧の特性（図３参照）を変更して倍力比を高くし、少ない踏み込み圧で大きなブレーキ液圧、つまり大きな制動力が得られるように高倍力比特性とした場合の等価短縮車間時間である。図３において、実線が通常の特性を表し、破線が高倍力比特性を表す。高倍力比特性を選択した場合には、少ないペダル踏み込み圧で大きな制動力が得られる。この一実施の形態では、最短車間スイッチ８がオンされるとブレーキ制御装置１４により通常の低倍力比特性から高倍力比特性へ切り換えられる。

図２のステップ１において最短車間スイッチ８がオンしているか否かを確認し、最短車間スイッチ８がオフしているときはステップ２へ進み、ブレーキ制御装置１４へブレーキ予圧解除指令を送ってブレーキ予圧を解除する。その後、ステップ３でブレーキペダル接触センサー１０がオンしているか否かを確認し、オンしていない場合は制動のための準備が何もなされていないと判断し、設定車間の短縮は行わずに処理を終了する。

最短車間スイッチ８がオフした状態で、ブレーキペダル接触センサー１０がオンしているときは、運転者がブレーキペダルに足を接触させている状態（足を乗せている状態）であり、少なくとも足を動かし始めてからブレーキペダルに足を乗せるまでの時間Ｔｂだけ車間時間Ｔを短縮することができ、その分だけ車間距離Ｌを短縮しても安全車間距離を確保することができる。このときは、ステップ４で表１に示すフェーズ１により短縮車間時間ΔＴをＴｂとして上記（２）式により短縮車間距離ΔＬを求め、設定車間距離Ｌ^＊を短縮する。

最短車間スイッチ８がオンされたときはステップ５へ進み、ブレーキペダル接触センサー１０がオンしているか否かを確認する。ブレーキペダル接触センサー１０がオンしているときはステップ６へ進み、ブレーキ制御装置１４を介して温度センサー１６によるブレーキ液の温度測定結果を入力し、ブレーキ液が予め設定したしきい値を超えて高温になっているか否かを確認する。ブレーキ予圧としてはブレーキパッドがローターに接触する手前まで移動するための液圧が設定されているが、何らかの原因でわずかに接触する可能性があり、その場合はブレーキパッドとローターの接触により発熱してブレーキ液の温度がさらに上昇する。したがって、ブレーキ液温度がこれ以上の上昇を許容できないしきい値を超えたときはブレーキ予圧を解除する。

ステップ６でブレーキ液温度がしきい値を超えて高温になっているときはステップ７へ進み、ブレーキ制御装置１４へブレーキ予圧解除指令を送ってブレーキ予圧を解除させる。最短車間スイッチ８がオンした状態で、ブレーキペダル接触センサー１０がオンしているときは、運転者が制動の必要性を認識して実際にブレーキペダルに足を乗せているのであるから、制動の必要性を認識してブレーキペダルに足を乗せるまでの時間（Ｔａ＋Ｔｂ）と、高倍力比特性選択による等価短縮車間時間Ｔｄとを車間時間Ｔから減じて短縮することができ、その分だけ車間距離Ｌを短縮しても安全車間距離を確保することができる。このときは、ステップ８で表１に示すフェーズ２により短縮車間時間ΔＴを（Ｔａ＋Ｔｂ＋Ｔｄ）として上記（２）式により短縮車間距離ΔＬを求め、設定車間距離Ｌ^＊を短縮する。

一方、ステップ６でブレーキ液温度がしきい値以下で低温のときはステップ９へ進み、ブレーキ制御装置１４へブレーキ予圧指令を送ってブレーキ予圧を発生させる。最短車間スイッチ８がオンした状態で、ブレーキ接触センサー１０がオンし、ブレーキ予圧が発生しているときは、運転者が制動の必要性を認識して実際にブレーキペダルに足を乗せており、しかもブレーキ予圧が発生してブレーキパッドの“遊び”が解消されているのであるから、制動の必要性を認識してブレーキペダルに足を乗せるまでの時間（Ｔａ＋Ｔｂ）と、ブレーキパッドの“遊び”解消時間Ｔｃと、高倍力比特性選択による等価短縮車間時間Ｔｄとを車間時間Ｔから減じて短縮することができ、その分だけ車間距離Ｌを短縮しても安全車間距離を確保することができる。このときは、ステップ１０で表１に示すフェーズ３により短縮車間時間ΔＴを（Ｔａ＋Ｔｂ＋Ｔｃ＋Ｔｄ）として上記（２）式により短縮車間距離ΔＬを求め、設定車間距離Ｌ^＊を短縮する。
なお、上記フェーズ２および３においては、制動の動作を開始するまでの時間Ｔａを短縮しなくてもよい。

次に、最短車間スイッチ８はオンしているが、ブレーキペダル接触センサー１０がオフしているときは、ステップ１１で上述したようにブレーキ液温度が高温になっているか否かを確認し、高温になっているときはステップ１２へ進む。ステップ１２でブレーキ制御装置１４を制御してブレーキ予圧を解除させる。このときは、運転者が制動の必要性を認識してからブレーキペダルに足を乗せるまでの時間（Ｔａ＋Ｔｂ）と、ブレーキパッドの“遊び”時間Ｔｃとを車間時間Ｔから減じて短縮することはできず、わずかに最短車間スイッチ８のオンにより高倍力比特性が選択されたことによる等価短縮車間時間Ｔｄだけを車間時間Ｔから減じて短縮することができる。したがって、ステップ１３で表１に示すフェーズ４により短縮車間時間ΔＴをＴｄとして上記（２）式により短縮車間距離ΔＬを求め、設定車間距離Ｌ^＊を短縮する。

最短車間スイッチ８はオンしているがブレーキペダル接触センサー１０がオフしており、さらにブレーキ液温度がしきい値以下の低温になっているときはステップ１４へ進み、ブレーキ制御装置１４によりブレーキ予圧を発生させる。このときは、運転者が制動の必要性を認識してからブレーキペダルに足を乗せるまでの時間（Ｔａ＋Ｔｂ）は車間時間Ｔから減じて短縮することはできないが、ブレーキパッドの“遊び”解消時間Ｔｃと高倍力比特性選択による等価短縮車間時間Ｔｄとを車間時間Ｔから減じて短縮することができる。したがって、ステップ１５で表１に示すフェーズ５により短縮車間時間ΔＴを（Ｔｃ＋Ｔｄ）として上記（２）式により短縮車間距離ΔＬを求め、設定車間距離Ｌ^＊を短縮することができる。

なお、図２に示す設定車間時間短縮制御プログラムには記載を省略したが、ブレーキ予圧を発生させた後、予め設定された時間が経過したら自動的にブレーキ予圧を解除するものとする。上述したように、ブレーキ予圧発生時にはブレーキパッドがローターと接触する可能性を排除できないため、わずかでも接触があるとブレーキ液温度が上昇するので、ブレーキ加熱保護のためのバックアップ処理として設定時間が経過したら自動的にブレーキ予圧を解除する。
また、図２においては、ブレーキ予圧、ブレーキ倍力比、運転者のブレーキペダルへの足乗せ（接触センサー）のすべてを考慮して車間時間の短縮時間を算出しているが、これらのうちの少なくとも１つを考慮して短縮時間を算出するようにしてもよい。

このように一実施の形態によれば、先行車までの車間距離が設定車間距離となるように車両の制駆動力を調節して先行車追従走行を行う際に、車両を制動するための準備状態を検出し、この制動準備状態に応じて設定車間距離を短縮するようにしたので、設定車間距離を一時的に短縮するときに安全車間距離を確保することができ、あらゆる走行状況に対して確実に危険回避をすることができる。

また、一実施の形態によれば、運転者がブレーキペダルへ足を乗せていることが検出されると、運転者が足を動かし始めてからブレーキペダルに足を乗せるまでの時間で走行する距離だけ設定車間距離を短縮するようにしたので、設定車間距離を一時的に短縮するときに安全車間距離を確保することができ、あらゆる走行状況に対して確実に危険回避をすることができる。

一実施の形態によれば、ブレーキ予圧の発生状態が検出されると、運転者がブレーキペダルを踏み込み始めてから実際に前記制動手段のブレーキパッドがローターに接触するまでの時間で走行する距離だけ設定車間距離を短縮するようにしたので、設定車間距離を一時的に短縮するときに安全車間距離を確保することができ、あらゆる走行状況に対して確実に危険回避をすることができる。

一実施の形態によれば、設定車間距離を一時的に短縮する運転者の意志が検出され、かつ運転者がブレーキペダルへ足を乗せていることが検出されると、運転者が制動の必要性を認識して制動のための動作を開始するまでの時間と、運転者が足を動かし始めてからブレーキペダルに足を乗せるまでの時間とで走行する距離だけ設定車間距離を短縮するようにしたので、設定車間距離を一時的に短縮するときに安全車間距離を確保することができ、あらゆる走行状況に対して確実に危険回避をすることができる。

一実施の形態によれば、設定車間距離を一時的に短縮する運転者の意志が検出され、かつ運転者がブレーキペダルへ足を乗せていることが検出され、かつブレーキ予圧の発生状態が検出されると、運転者が制動の必要性を認識して制動のための動作を開始するまでの時間と、運転者が足を動かし始めてからブレーキペダルに足を乗せるまでの時間と、運転者がブレーキペダルを踏み込み始めてから実際に前記制動手段のブレーキパッドがローターに接触するまでの時間とで走行する距離だけ設定車間距離を短縮するようにしたので、設定車間距離を一時的に短縮するときに安全車間距離を確保することができ、あらゆる走行状況に対して確実に危険回避をすることができる。

一実施の形態によれば、ブレーキ制御装置で高倍力比特性が選択されていることが検出されると、高倍力比特性により短縮される制動時間で走行する距離だけ設定車間距離を短縮するようにしたので、設定車間距離を一時的に短縮するときに安全車間距離を確保することができ、あらゆる走行状況に対して確実に危険回避をすることができる。

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、追従制御コントローラー１１が追従制御手段、制動準備状態検出手段および設定距離短縮手段を、ブレーキペダル接触センサー１０が接触検知手段をそれぞれ構成する。なお、以上の説明はあくまで一例であり、発明を解釈する際、上記の実施の形態の記載事項と特許請求の範囲の記載事項との対応関係になんら限定も拘束もされない。

一実施の形態の構成を示す図である。 一実施の形態の設定車間短縮制御プログラムを示すフローチャートである。 ブレーキペダル踏み込み圧に対するブレーキ液圧（制動力）特性を示す図である。

符号の説明

１ 車間距離レーダー
２ 車速センサー
７ 設定車間スイッチ
８ 最短時間スイッチ
９ ブレーキスイッチ
１０ ブレーキペダル接触センサー
１１ 追従制御コントローラー
１４ ブレーキ制御装置
１５ 液圧センサー
１６ 温度センサー

Claims (7)

1. 先行車までの車間距離を検出する車間距離検出手段と、
   前記車間距離が予め設定された車間距離（以下、設定車間距離という）となるように車両の駆動手段と制動手段を制御して先行車追従走行を行う追従制御手段と、
   車両を制動するための準備状態を検出する制動準備状態検出手段と、
   前記制動準備状態に応じて前記設定車間距離を短縮する設定距離短縮手段とを備えた先行車追従制御装置であって、
   前記設定距離短縮手段は、前記制動準備状態検出手段により前記制動手段で高倍力比特性が選択されていることが検出されると、高倍力比特性により短縮される制動時間で走行する距離だけ前記設定車間距離を短縮することを特徴とする先行車追従制御装置。
2. 請求項１に記載の先行車追従制御装置において、
   前記設定距離短縮手段は、前記制動準備状態検出手段により運転者がブレーキペダルへ足を乗せていることが検出されると、運転者が足を動かし始めてからブレーキペダルに足を乗せるまでの時間で走行する距離だけ前記設定車間距離を短縮することを特徴とする先行車追従制御装置。
3. 請求項１に記載の先行車追従制御装置において、
   前記設定距離短縮手段は、前記制動準備状態検出手段によりブレーキ予圧の発生状態が検出されると、運転者がブレーキペダルを踏み込み始めてから実際に前記制動手段のブレーキパッドがローターに接触するまでの時間で走行する距離だけ前記設定車間距離を短縮することを特徴とする先行車追従制御装置。
4. 請求項１に記載の先行車追従制御装置において、
   前記設定距離短縮手段は、前記制動準備状態検出手段によって、前記設定車間距離を一時的に短縮する運転者の意志が検出され、かつ運転者がブレーキペダルへ足を乗せていることが検出されると、運転者が制動の必要性を認識して制動のための動作を開始するまでの時間と、運転者が足を動かし始めてからブレーキペダルに足を乗せるまでの時間とで走行する距離だけ前記設定車間距離を短縮することを特徴とする先行車追従制御装置。
5. 請求項１に記載の先行車追従制御装置において、
   前記設定距離短縮手段は、前記制動準備状態検出手段によって、前記設定車間距離を一時的に短縮する運転者の意志が検出され、かつ運転者がブレーキペダルへ足を乗せていることが検出され、かつブレーキ予圧の発生状態が検出されると、運転者が制動の必要性を認識して制動のための動作を開始するまでの時間と、運転者が足を動かし始めてからブレーキペダルに足を乗せるまでの時間と、運転者がブレーキペダルを踏み込み始めてから実際に前記制動手段のブレーキパッドがローターに接触するまでの時間とで走行する距離だけ前記設定車間距離を短縮することを特徴とする先行車追従制御装置。
6. 請求項２、４、５のいずれかの項に記載の先行車追従制御装置において、
   前記制動準備状態検出手段は、ブレーキペダル表面への物体の接触を検知する接触検知手段によって運転者がブレーキペダルへ足を乗せているか否かを検出することを特徴とする先行車追従制御装置。
7. 先行車までの車間距離が予め設定された設定車間距離となるように車両の制駆動力を制御して先行車追従走行を行うとともに、運転者による車両を制動するための制動準備状態を検出し、前記制動準備状態に応じて前記設定車間距離を短縮する先行車追従制御装置であって、前記制動準備状態として制動手段で高倍力比特性が選択されていることが検出されると、高倍力比特性により短縮される制動時間で走行する距離だけ前記設定車間距離を短縮することを特徴とする先行車追従制御装置。

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