JP4617481B2

JP4617481B2 - 車両の制御装置

Info

Publication number: JP4617481B2
Application number: JP2000356308A
Authority: JP
Inventors: 浩一小嶋; 哲也寺田
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2000-11-22
Filing date: 2000-11-22
Publication date: 2011-01-26
Anticipated expiration: 2020-11-22
Also published as: JP2002163785A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カーブを走行するのに適正な車速になるように、カーブ手前においてドライバに減速するよう警報し、或いは自動的に減速する車両の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特開平１０−１４３７９４号公報には、現在の車速で前方のカーブを通過できるか否か判定して、車速の調整や警報を出力する技術が提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、カーブ手前における車速の調整や警報の出力は、ドライバの意図とは関係ないところで自動的に行われるため、警報を受けるドライバの判断が遅れたり、速度の調整において違和感を与えてしまうことがある。
【０００４】
本発明は、上記課題に鑑みてなされ、その目的は、カーブ手前で警報や自動減速を行う場合、警報を受けたドライバの判断が遅れたり、自動減速により違和感を与えない車両の制御装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明に係る車両の制御装置は、車両の進行路前方のカーブを検出するカーブ検出手段と、車速を検出する車速検出手段と、前記車速検出手段により検出された前記カーブ手前の車速が、ドライバが許容できる横加速度の上限値とカーブ曲率から算出されるカーブ走行時の適正車速より大きいときに、ドライバに警報を出力する警報手段とを備え、前記警報手段は、前記カーブ曲率から目標減速終了位置を算出し、当該目標減速終了位置までの余裕距離を算出し、前記検出された車速と、前記適正車速と、前記検出された車速から設定される予測減速度とから、第１減速必要距離、当該第１減速必要距離より小さい第２減速必要距離、及び当該第２減速必要距離より小さい第３減速必要距離を算出し、前記余裕距離が前記第１減速必要距離以下でかつ前記第２減速必要距離より大きいときは前記カーブまでの距離を情報提供し、前記第２減速必要距離以下でかつ前記第３減速必要距離より大きいときは前記適正車速から算出した目標車速を警報表示する。
【０００６】
また、好ましくは、前記予測減速度は、前記目標車速と前記車速検出手段により検出された車速との偏差が大きいほど大きな値に設定される。
【０００７】
また、好ましくは、前記車速検出手段により検出された車速と前記目標車速との差が閾値より大きいときに、前記予測減速度が一定値に設定される。
【０００９】
また、好ましくは、前記車速検出手段により検出された車速が前記適正車速より大きく、前記余裕距離が前記第３減速必要距離以下のときに、当該車速を自動的に減速する自動減速手段を更に備え、前記適正車速は、前記カーブ手前での車速が大きいほど大きな値に設定される。
【００１１】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１，２，４の発明によれば、カーブ手前で警報や自動減速を行う場合、警報を受けたドライバの判断が遅れたり、自動減速によりドライバが受ける違和感を低減できる。
【００１３】
請求項３の発明によれば、カーブ手前での急激な減速を予防できる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係る車両の制御装置を、代表的な車両である自動車に搭載した例について添付図面を参照して詳細に説明する。
【００１８】
尚、以下に説明する実施の形態は、本発明の実現手段としての一例であり、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で下記実施形態を修正又は変形したものに適用可能である。
【００１９】
図１は、本実施形態の車両の制御装置が搭載された自動車のシステム構成を示す図である。
【００２０】
図１に示す自動車１において、２は操舵装置全体を統括制御する制御器である。３はナビゲーション画面や前方にカーブがあることを報知する情報提供画面（図８参照）やカーブ進入手前で減速が必要であることを警報する警報画面（図９参照）や自動減速制御中であることを表示する自動減速制御画面（図１０参照）などを表示する液晶ディスプレイである。４は自動車１の車速を検出する車速センサ、５は自動減速制御を行うためのブレーキアクチュエータである。６はドライバによるアクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセルポジションセンサである。７はカーブ進入手前で更に減速が必要であることを警報するために警報音を発するスピーカである。８は地図情報等を格納し、ＧＰＳアンテナ等から自車両の現在位置を表示するカーナビゲーション装置である。
【００２１】
図２は、図１に示す制御器のブロック図であり、制御器２の内部に表わす各ブロックは、制御器２が行う制御動作を入力信号の流れで表現している。制御器２による実際の制御処理は、予めＲＯＭ（不図示）等に格納されたソフトウエアに従って、ＣＰＵ（不図示）が実行する（詳細は後述する）。
【００２２】
図２に示すように、制御器２は、カーナビゲーション装置８の地図情報や現在位置情報などに基づいて、車両の進行路前方のカーブ曲率を検出し、このカーブ曲率から目標減速終了位置を算出し、目標減速終了位置までの余裕距離ＬＣＡを算出する。また、車速から予測減速度を推定すると共に、カーブ曲率と車速に基づいて、カーブ走行時にドライバが許容できる横加速度の上限値を算出し、この上限値とカーブ曲率から適正車速を算出する。尚、カーナビゲーション装置８の地図情報や現在位置情報などの代わりに、自動車１の前方の撮像エリアを撮像するＣＣＤ(Charge Coupled Device)カメラ等や路面に埋設された磁気マーカを検出するアンテナによりカーブ曲率を検出してもよい。
【００２３】
更に、車速、適正車速、予測減速度から第１〜第３減速必要距離Ｌ０、Ｌ１、Ｌ２を算出し（但し、Ｌ０＞Ｌ１＞Ｌ２）、これら第１〜第３減速必要距離Ｌ０、Ｌ１、Ｌ２と余裕距離ＬＣＡとを比較した結果に基づいて緊急度合を判定し、カーブ進入速度警報として、ディスプレイ３による情報提供制御、ディスプレイ３及び／又はスピーカ７による警報制御、ディスプレイ３及び／又はブレーキアクチュエータ５による自動減速制御のいずれかを実行する。また、自動減速制御では、アクセルポジションセンサ６の検出結果に基づいてドライバの加速意図を判定して自動減速への制御介入が判定される。
【００２４】
図８乃至図１０は、自車両前方にカーブを検出した場合の情報提供制御時の表示画面例、警報制御時の表示画面例、自動減速制御時の表示画面例を示す図である。また、情報提供制御では表示画面と同時に、単発人工音をスピーカ７から出力し、警報制御及び自動減速制御では連続人口音をスピーカ７から出力してよりドライバの注意を喚起している。
【００２５】
図８乃至図１０に示すように、ディスプレイ３の表示画面３ａは、第１表示部１８には危険対象を示す文字情報が表示され、第２表示部１９にはカーブや自車両αの現在位置などの図形情報が表示され、第３表示部２０には表示内容に関するシンボルマークｍが表示される。また、自動減速制御時には、表示画面３ａの全体に自動減速作動中である旨が表示され、ドライバの認識をより一層高めている。
【００２６】
この構成により、カーブ手前で警報や自動減速を行う場合、警報を受けたドライバの判断が遅れたり、自動減速によりドライバが受ける違和感を低減できる。
【００２７】
次に、制御器２の制御手順について、図３及び図４を参照して説明する。
［第１実施形態］
図３及び図４は、第１実施形態の車両の制御装置の制御手順を示すフローチャートである。
【００２８】
図３に示すように、制御器２にて地図情報や現在位置情報、各種センサなどの入力更新を行った後、ステップＳ１では、地図情報及び現在位置情報から検出したカーブ曲率に基づいて目標減速終了位置を算出する。
【００２９】
ステップＳ２では、目標減速終了位置までの余裕距離ＬＣＡを算出する。
【００３０】
ステップＳ３では、カーブ走行時にドライバが許容できる横加速度の上限値ＡＹを算出する。
【００３１】
ステップＳ４では、この上限値ＡＹとカーブ曲率とからカーブ走行時の適正車速を算出する。
【００３２】
ステップＳ５では、車速Ｖが所定値Ｃ以下であるか判定し、判定がＹＥＳで車速Ｖが所定値Ｃ以下であればステップＳ６に進み、判定がＮＯで車速Ｖが所定値Ｃ以下でないならば、ステップＳ７に進む。尚、所定値Ｃは予測減速度の限界値Ｄを設定するための車速Ｖの閾値である。
【００３３】
ステップＳ６では、車速Ｖに基づいて予測減速度ＡＸ１，ＡＸ２を設定する。
【００３４】
ステップＳ７では、予測減速度ＡＸ１，ＡＸ２を予測減速度の限界値Ｄに設定する。
【００３５】
ステップＳ８では、車速Ｖのメータ誤差を補正する。具体的には、時速メータであらわされる車速にはメータ誤差が含まれ、ドライバはメータを見ながら減速を行うので、実際の車速がメータ表示車速と略一致するように誤差を吸収すべく補正する。
【００３６】
ステップＳ９では、車速Ｖに基づいて、情報提供画面に表示するデータ（例えば、カーブまでの距離）を更新するための分解能を設定する。この分解能は、情報提供画面に表示するデータの更新周期であり、例えば、現在の車速を５／１０／２０／５０ｋｍ／ｈで割った時間ごとに更新される。
【００３７】
ステップＳ１０では、車速Ｖに基づいて情報提供画面に表示するデータを設定する。
【００３８】
ステップＳ１１では、適正車速から目標車速ＶＳを設定する。この目標車速ＶＳは、例えば、警報画面としてディスプレイ３に表示され、下記式１により算出される。
【００３９】
ＶＳ＝適正車速−車速ヒステリシス（分解能１０ｋｍ／ｈごとに更新）・・・（１）
ステップＳ１２では、第１減速必要距離Ｌ０を算出する。この第１減速必要距離Ｌ０は、下記式２により算出される。
【００４０】
Ｌ０＝Ｖ×τ０＋０．５×（ＶＳ²−Ｖ²）／ＡＸ１・・・（２）
τ０は、情報提供画面が警報画面の表示される所定時間前（τ０−τ１）に表示されるよう設定されている。
【００４１】
ステップＳ１３では、第２減速必要距離Ｌ１を算出する。この第２減速必要距離Ｌ１は、下記式３により算出される。
【００４２】
Ｌ１＝Ｖ×τ１＋０．５×（ＶＳ²−Ｖ²）／ＡＸ１・・・（３）
τ１は、警報に対するドライバの反応遅れ予測時間である。
【００４３】
ステップＳ１４では、第３減速必要距離Ｌ２を算出する。この第３減速必要距離Ｌ２は、下記式４により算出される。
【００４４】
Ｌ２＝Ｖ×τ２＋０．５×（ＶＳ²−Ｖ²）／ＡＸ２・・・（４）
τ２は、ブレーキアクチュエータの反応遅れ時間である。
【００４５】
ステップＳ１５では、カーブに到達したか判定し、判定がＹＥＳでカーブに到達したならば、ステップＳ３２に進み、判定がＮＯでカーブに到達していないならばステップＳ１６に進む。
【００４６】
ステップＳ１６では、アクセルポジションセンサ６により検出された所定時間におけるアクセル踏み込み量が所定値Ｅ以上であるか判定し、判定がＹＥＳでアクセル踏み込み量が所定値Ｅ以上ならば、ステップＳ２８に進み、判定がＮＯでアクセル踏み込み量が所定値Ｅ以上でないならばステップＳ１７に進む。尚、所定値Ｅは、ドライバの加速意図を判定するためのアクセル踏み込み量の閾値である。
【００４７】
ステップＳ１７では、車速Ｖが適正車速より大きいか判定し、判定がＹＥＳで車速Ｖが適正車速より大きいならば、ステップＳ１８に進み、判定がＮＯで適正車速以下ならばステップＳ２６に進む。
【００４８】
ステップＳ１８では、余裕距離ＬＣＡが第１減速必要距離Ｌ０以下であるか判定し、判定がＹＥＳで余裕距離ＬＣＡが第１減速必要距離Ｌ０以下ならば、ステップＳ１９に進み、判定がＮＯで第１減速必要距離Ｌ０より大きいならば、情報提供画面の表示が不要なほどカーブまでの距離があるので、なにもせずにリターンする。
【００４９】
ステップＳ１９では、余裕距離ＬＣＡが第２減速必要距離Ｌ１以下であるか判定し、判定がＹＥＳで余裕距離ＬＣＡが第２減速必要距離Ｌ１以下ならば、ステップＳ２０に進み、判定がＮＯで第２減速必要距離Ｌ１より大きいならば、ステップＳ２５に進む。ステップＳ２５では、情報提供画面の表示を開始してリターンする。
【００５０】
ステップＳ２０では、余裕距離ＬＣＡが第３減速必要距離Ｌ２以下であるか判定し、判定がＹＥＳで余裕距離ＬＣＡが第３減速必要距離Ｌ２以下ならば、ステップＳ２１、Ｓ２２に進み、判定がＮＯで第３減速必要距離Ｌ２より大きいならば、ステップＳ２３，Ｓ２４に進む。
【００５１】
ステップＳ２１、Ｓ２２では、カーブ進入手前で減速に要する距離が自動減速制御に介入すべき閾値を超えているため、警報制御を停止し、自動減速制御を開始してリターンする。
【００５２】
ステップＳ２３、Ｓ２４では、カーブ進入手前で減速に要する距離が情報提供画面を表示すべき閾値を超えているため、情報提供画面の表示を停止し、警報制御を開始してリターンする。
【００５３】
ステップＳ２６では、上記制御のいずれかを実行中か判定し、判定がＹＥＳで制御実行中ならば、ステップＳ２７に進んで実行中の制御を停止し、判定がＮＯで制御実行中でないならば、リターンする。
【００５４】
また、ステップＳ２８では、ドライバに加速する意図があるので自動減速制御との間のハンチングを防止するために自動減速制御を実行中であるか判定し、判定がＹＥＳで自動減速制御を実行中ならば、ステップＳ２９に進んで自動減速制御を停止し、判定がＮＯで自動減速制御を実行中でないならば、ステップＳ３０，Ｓ３１に進む。
【００５５】
ステップＳ３１では、警報制御の実行中であるか判定し、判定がＹＥＳで警報制御を実行中ならば、ステップＳ３１に進んで、その後の自動減速制御を禁止し、判定がＮＯで警報制御を実行中でないならばリターンする。
【００５６】
ステップＳ３２では、すでにカーブに到達して制御が不要であるので、上記制御のいずれかを実行中か判定し、判定がＹＥＳで制御実行中ならば、ステップＳ３３に進んで実行中の制御を停止し、判定がＮＯで制御実行中でないならば、リターンする。
［第２実施形態］
図５は、第２実施形態の車両の制御装置の制御手順を示すフローチャートである。
【００５７】
第２実施形態では、上記ステップＳ４の適正車速設定に関する別の方法として、適正車速に限界値Ｂを設定し、車速の閾値Ａに基づいて適正車速を限界値Ｂに切り替えるか否か判定するものである。
【００５８】
図５に示すように、ステップＴ４Ａでは、車速Ｖが所定値Ａ以下であるか判定し、判定がＹＥＳで車速Ｖが所定値Ａ以下であればステップＴ４Ｂに進み、判定がＮＯで車速Ｖが所定値Ａ以下でないならば、ステップＴ４Ｃに進む。尚、所定値Ａは適正車速の限界値Ｂを設定するための車速Ｖの閾値である。更に、ステップＴ４Ｂでは、車速Ｖに基づいて適正車速を設定し、ステップＳ４Ｃでは、適正車速を限界値Ｂに設定する。
［第３実施形態］
図６は、第３実施形態の車両の制御装置の制御手順を示すフローチャートである。
【００５９】
第３実施形態では、上記ステップＳ５〜Ｓ７の予測減速度ＡＸ１設定に関する別の方法として、車速Ｖと目標車速ＶＳの差、つまり減速幅を算出し、この減速幅と、減速幅の閾値Ｆとを比較することによって予測減速度ＡＸ１を限界値Ｄに切り替えるか否か判定するものである。
【００６０】
図６に示すように、ステップＴ５では、車速Ｖと適正車速ＶＳとの差（減速幅，Ｖ−ＶＳ）が所定値Ｆ以下であるか判定し、判定がＹＥＳで減速幅が所定値Ｆ以下であればステップＴ６に進み、判定がＮＯで減速幅が所定値Ｆ以下でないならば、ステップＴ７に進む。尚、所定値Ｆは予測減速度ＡＸ１を限界値Ｄに設定するための減速幅の閾値である。更に、ステップＴ６では、車速Ｖに基づいて予測減速度ＡＸ１を設定し、ステップＳ７では、予測減速度ＡＸ１を限界値Ｄに設定する。
［第４実施形態］
図７は、第４実施形態の車両の制御装置の制御手順を示すフローチャートである。
【００６１】
第４実施形態では、上記ステップＳ５〜Ｓ７の予測減速度ＡＸ１設定に関する別の方法として、予測減速度ＡＸ１をドライバが発生し得る減速度に応じて設定するものである。
【００６２】
図７に示すように、ステップＵ５では、予測減速度ＡＸ１をドライバが発生し得る減速度の平均値に設定する。ステップＵ６では、上記予測減速度ＡＸ１から所定値Ｇを減算して補正する（ＡＸ１＝ＡＸ１−Ｇ）。尚、所定値Ｇは、例えば、３σ（標準偏差）に設定される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態の車両の制御装置が搭載された自動車のシステム構成を示す図である。
【図２】図１に示す制御器のブロック図である。
【図３】第１実施形態の車両の制御装置の制御手順を示すフローチャートである。
【図４】第１実施形態の車両の制御装置の制御手順を示すフローチャートである。
【図５】第２実施形態の車両の制御装置の制御手順を示すタイムチャートである。
【図６】第３実施形態の車両の制御装置の制御手順を示すタイムチャートである。
【図７】第４実施形態の車両の制御装置の制御手順を示すタイムチャートである。
【図８】情報提供時の画面表示例を示す図である。
【図９】警報制御時の画面表示例を示す図である。
【図１０】自動減速制御時の画面表示例を示す図である。
【符号の説明】
１自動車
２制御器
３ディスプレイ
４車速センサ
５ブレーキアクチュエータ
６アクセルポジションセンサ
７スピーカ
８カーナビゲーション装置

Claims

車両の進行路前方のカーブを検出するカーブ検出手段と、
車速を検出する車速検出手段と、
前記車速検出手段により検出された前記カーブ手前の車速が、ドライバが許容できる横加速度の上限値とカーブ曲率から算出されるカーブ走行時の適正車速より大きいときに、ドライバに警報を出力する警報手段とを備え、
前記警報手段は、前記カーブ曲率から目標減速終了位置を算出し、当該目標減速終了位置までの余裕距離を算出し、前記検出された車速と、前記適正車速と、前記検出された車速から設定される予測減速度とから、第１減速必要距離、当該第１減速必要距離より小さい第２減速必要距離、及び当該第２減速必要距離より小さい第３減速必要距離を算出し、前記余裕距離が前記第１減速必要距離以下でかつ前記第２減速必要距離より大きいときは前記カーブまでの距離を情報提供し、前記第２減速必要距離以下でかつ前記第３減速必要距離より大きいときは前記適正車速から算出した目標車速を警報表示することを特徴とする車両の制御装置。
前記予測減速度は、前記目標車速と前記車速検出手段により検出された車速との偏差が大きいほど大きな値に設定されることを特徴とする請求項１に記載の車両の制御装置。
前記車速検出手段により検出された車速と前記目標車速との差が閾値より大きいときに、前記予測減速度が一定値に設定されることを特徴とする請求項１に記載の車両の制御装置。
前記車速検出手段により検出された車速が前記適正車速より大きく、前記余裕距離が前記第３減速必要距離以下のときに、当該車速を自動的に減速する自動減速手段を更に備え、
前記適正車速は、前記カーブ手前での車速が大きいほど大きな値に設定されることを特徴とする請求項１に記載の車両の制御装置。