JP4710529B2 - 走行制御装置 - Google Patents
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例えば、車群を形成する車両間で車車間通信を行っており、前記中間車両を運転者が運転操作しているものとする。ここで、車群末尾の車両、すなわち自車両に着目すると、前記中間車両の運転者の運転操作による減速タイミングが遅い場合、先頭車両に基づく減速制御により自車両が先行して減速することとなり、自車両と直前の車両との車間が広くなってしまい、運転者に違和感を与えてしまう可能性がある。また、前記中間車両の運転者の運転操作による減速タイミングが早い場合、先頭車両に基づく減速制御では自車両が未だ減速してないことで、自車両と直前の車両との車間が狭くなってしまい、運転者に違和感を与えてしまう。すなわち、前記中間車両の挙動如何により、自車両と直前の車両との車間距離が不要に変動してしまい、運転者に違和感を与えてしまう。
本発明は、前記問題に鑑みてなされたものであり、自車両前方の車両に基づいて自車両を走行制御する場合でも、自車両と直前の車両との車間距離が不要に変動してしまうのを防止できる走行制御装置の提供を目的とする。
そして、走行制御装置は、前記車群検出手段が検出した車群の状態として、前記車群検出手段が検出した車群における前方の車両から後方の車両への車速の加減速の伝播速さを車群状態検出手段により検出し、前記車群状態検出手段が検出した車群の状態に基づいて、前記目標応答特性を目標応答特性変更手段により変更する。
本実施形態は、本発明に係る走行制御装置を適用した車両用車間距離制御装置を搭載した車両である。図1は、車両用車間距離制御装置の構成を示す。
この図1に示すように、車両用車間距離制御装置は、車車間通信機1、前方車両抽出部2、前方車両特性検出部3、加減速伝搬速さ算出部4、先頭車両切換え部5、走行状態目標値演算部6及び制駆動力制御部7を備えている。
前方車両特性検出部(車群特性検出部)3は、前方車両抽出部2が抽出した複数の自車線前方車両に関し、車車間通信機1から他車両走行情報を取得し、その取得した他車両走行情報に基づいて、当該複数の自車線前方車両から構成される車群の特性を検出する。前方車両特性検出部3は、その検出結果を加減速伝搬速さ算出部4に出力する。
先頭車両切換え部5は、加減速伝搬速さ算出部4の算出結果に基づいて、自車目標応答への入力信号を生成する所定の車両(例えば先頭車両)を選択する(切換える)。そして、先頭車両切換え部5は、その選択結果を走行状態目標値演算部6に出力する。
制駆動力制御部7は、走行状態目標値演算部6の演算結果に基づいて、自車両100の制駆動力を制御する。これにより、自車両100は、制駆動力に応じた車速になる。
先ずステップS1において、車車間通信機1により他車両走行情報及び自車両走行情報を検出する。他車両走行情報として、車車間通信により他車両のID番号、位置座標、速度、車両属性データ等を得る。そして、それらの情報をメモリに記憶する。
例えば、ID番号(車両ID)がn(n=0,1,2,3,・・・)の車両のXY座標における位置(XY座標位置という場合もあり。)をPn(xn,yn)に、車速をV(n)に、車両属性データをTP(n)に、ストップランプ信号をSL(n)に、それぞれ記憶する。
以下の処理では、このステップS1でメモリに記憶したデータを用いて各種処理を行っている。
(1)自車両を原点とする座標変換
図3に示すように、自車両の進行方向をV軸とし、自車両の進行方向に垂直な方向をU軸とし、自車両の位置(車両重心位置)を原点(0,0)としたUV座標に、他の車両のXY座標位置Pn(xn,yn)を変換する。
a={y0(k)−y0(k−1)}/{x0(k)−x0(k−1)} ・・・(1)
また、前記(1)式で示す直線に対する垂線の傾きbを下記(2)式により得る。
b=−1/a ・・・(2)
この傾きbがX軸に対するU軸の傾きになり、その傾きの角度θを、下記(3)式により得る。
θ=tan−1(b) ・・・(3)
先ず、他車両が自車線上に存在するか否かを判定する。具体的には、自車両の座標位置がUV座標の原点(0,0)にあり、自車両の進行方向がV軸方向になっているから、他車両のUV座標位置がV軸近傍か否かを判定する。例えば、他車両nのUV座標位置PUn(un,vn)のU軸の値unが所定値(例えば±2m)以内であれば、当該他車両nを自車線上に存在していると判定する。
これらの判定により、他車両が、自車線上、かつ自車両前方に存在する車両であれば、当該他車両を自車線前方車両として抽出する。そして、このような判定処理を、車車間通信により得た全ての他車両に対して行い、その中から自車線前方車両を抽出する。そして、抽出した自車線前方車両の台数をメモリに記憶する。
先ず、他車両(自車線前方車両)毎に当該他車両から自車両までの車間距離を算出する。ここで、自車両のUV座標位置が原点(0,0)であるから、自車両ID0と他車両IDnとの車間距離D(n)を、他車両nのUV座標位置PUn(un,vn)に基づいて、下記(5)式により算出する。
D(n)=(un2+vn2)0.5 ・・・(5)
続いて、算出した車間距離D(n)に基づいて、車両IDを再設定する。すなわち、車間距離D(n)を他車両同士で比較して、その車間距離D(n)が短くなる順に、新たな車両IDを当該各車両に設定する。
ここで、加減速伝播の速さ(加減速伝播速さ)とは、車群における前方の車両から後方の車両への車速の加減速の伝播速さをいい、加減速伝播の速さ度合い(加減速伝播速さ度合い)とは、その加減速の伝播速さの度合いをいう。
(1)自車線前方車両の車速平均値算出
各車両の車速V(n)に基づいて、自車線前方車両の全車両の車速平均値VAVRを下記(6)式により算出する。
なお、このように算出した車速平均値VAVRを、マイコンのサンプリングタイムで所定回数分を加算し、その加算値を前記所定回数で除算することで、所定時間(前記所定回数分相当の時間)内における平均値として算出しても良い。
(2)所定距離内に存在する自車線前方車両の台数算出(車両密度算出)
自車両から前方の所定距離内、例えば100m内に存在する自車線前方車両の台数NAVRを算出する。
各自車線前方車両について、当該自車線前方車両とその直前の車両との車間距離を算出する。具体的には、自車線前方車両IDnについて、その直前の車両IDn+1との車間距離L(n)を、前記ステップS2で算出した車間距離D(n)に基づいて、下記(7)式により算出する。
L(n)=D(n+1)−D(n) ・・・(7)
TH(n)=L(n)/V(n) ・・・(8)
ここで、車両の車体において、GPSアンテナの設置位置から車両前端までの距離LFとGPSアンテナの設置位置から車両後端までの距離LRが取得できれば、車間距離L(n)を下記(9)式により算出しても良い。
L(n)=(D(n+1)−LR(n+1))−(D(n)+LF(n)) ・・・(9)
ここで、LF(n)は、車両nの車体において、GPSアンテナの設置位置から車両前端までの距離であり、LR(n+1)は、その車両IDnの直前の車両IDn+1の車体において、GPSアンテナの設置位置から車両後端までの距離である。
続いて、自車線前方車両の全車両の平均の車間時間THAVR を下記(10)式により算出する。
(4)大型車両台数の割合算出
前記ステップS1で取得した車両属性データTP(n)に基づいて、自車線前方車両中の大型車両(TPn=4)の台数p1(≦p)を検出し、自車線前方車両の総台数pにおける大型車両の台数p1の割合RTLV(=p1/p)を算出する。
ここでは、自車線前方車両中の所定の車両である先頭車両から自車両直前の自車線前方車両(以下、自車両直前車両という。)までの車速の伝播を数式により模擬する数式モデルを予め用意しておき、この数式モデルの演算結果と実応答との差分を算出して、その算出した差分に基づいて、先頭車両から自車両直前車両までの車速(減速時の車速)の伝播時間を算出する。
数式モデルは、先頭車両から自車両直前車両までの車間距離応答特性を数式化したモデル(中間車両応答モデル)である。すなわち、この数式モデルは、運転者が自車両(車両IDn)をその直前の車両(車両IDn+1)に追従させる際の運転操作が、当該直前の車両との車間距離を車間時間に応じた値にし、かつ当該直前の車両との相対速度が0となるように、調整すると仮定した、いわゆる運転者追従をモデル化したものである。以下にその数式モデルによる演算を説明する。
先ず、車両IDnの運転者がその直前の車両IDn+1との間で確保しようとする車間距離目標値(車間距離指令値)LCd(n)を車間時間を基準にした値にする。すなわち、車両IDnについての車間時間をTHd(n)とし、当該直前の車両IDn+1の車速をVd(n+1)とした場合、下記(11)式により車間距離目標値(車間距離指令値)LCd(n)を算出する。
LCd(n)=THd(n)・Vd(n+1) ・・・(11)
次に、車間距離(推定の車間距離)をLd(n)として、その車間距離Ld(n)と前記(11)式で算出した車間距離指令値LCd(n)との偏差(LCd(n)−Ld(n))を0にし、かつ車両IDnと直前の車両IDn+1との相対速度VRd(n)(=Vd(n+1)−Vd(n)、ここでVd(n)は車両IDnの車速)を0にするための加速度指令値Gd(n)を、下記(12)式により算出する。
Gd(n)=exp(−Td(n)・s)・((Vd(n+1)−Vd(n))・KVd(n)−(LCd(n)−Ld(n))・KLd(n)) ・・・(12)
ここで、KLd(n)は、車間距離についての前記偏差に乗じる車間距離偏差ゲインであり、KVd(n)は、相対速度に乗じる相対速度ゲインである。また、Td(n)は、直前の車両IDn+1に対する車両IDnの応答無駄時間であり、sはラプラス演算子である。
そして、車両IDnが前記(12)式で算出した加速度指令値Gd(n)を実現する車速Vd(n)を仮定して、車両IDnの加速度指令値Gd(n)、車速Vd(n)、その直前の車両IDn+1の車速Vd(n+1)、及びその車両間の車間距離Ld(n)の関係を、下記(13)式及び(14)式により得る。
Vd(n)=(1/s)・Gd(n) ・・・(13)
Ld(n)=(1/s)・(Vd(n+1)−Vd(n)) ・・・(14)
以上の処理を繰り返し実行して車両1台分の車間距離応答を算出することができる。よって、先頭車両の車両IDがpであれば、当該先頭車両IDpと自車両ID0との間にp−1台の車両(自車線前方車両)が存在するので、それに応じて前記処理を繰り返すことで、当該先頭車両pと自車両ID0との間p−1台分の車両(ID1〜IDp−1)について、車間距離応答を算出できる。
続いて、前記(5−5)で算出した車両IDnの車速Vd(n)(減速)に対して、自車両直前車両ID1の実車速(実応答の車速)V(1)(減速)がどれだけ遅れるか(加減速伝播時間)を算出する。ここで、例えば十分に速い応答を行う運転者を想定して、前記(12)式で加速度指令値Gd(n)の算出に使用する応答無駄時間Td(n)、車間距離偏差ゲインKLd(n)及び相対速度ゲインKVd(n)を、その想定する運転者特性に合致するように設定する。これにより、十分速い応答特性で伝播された車速Vd(n)を算出し、その算出した値を用いる。
先頭車両(後述のステップS5で選択される車両)のストップランプがOFF状態からON状態になった場合(SL(n)が0から1に変化した場合)、マイコンのカウンタでカウントを開始し、サンプリングタイム毎にカウンタをインクリメントしていき、自車両直前車両ID1のストップランプがOFF状態からON状態になるまで(SL(1)が1から0に変化するまで)、そのカウントを継続し、そのカウント時間をストップランプによる減速伝播時間として、TDSTLに設定する。
ここでは、先ず、前記ステップS3で得た自車線前方車両の車速平均値VAVR、自車線前方車両の台数NAVR、平均車間時間THAVR、大型車両の割合RTLV、減速伝播時間TDMDL及びストップランプによる減速伝播時間TDSTLに基づいて、図6に示す表(指標置換用マップ)から減速伝播の速さを示す指標indxV、indxN、indxTH、indxRT、indxTDM、indxTDSをそれぞれ取得する。
INDEXttl=W1・indxV+W2・indxN+W3・indxTH+W4・indxRT+W5・indxTDM+W6・indxTDS ・・・(15)
ここで、W1〜W6は、各指標の重み係数であり、例えばW1〜W6の総和が一定値となるように値が決められている。例えば、W1〜W6を走行実験等で決定している。
W1=0.5、W4=3.0及びW6=2.5(総和が6)とし、また、VAVR=70(km/h)、THAVR=1.0(秒)、TDSTL=7(秒)として、図6の表により指標を求めると、総合指標INDEXttlは下記(16)式のようになる。
INDEXttl=0.5×4+3.0×6+2.5×4=30 ・・・(16)
なお、このようにして算出した総合指標を、その最大値(ここでは60)で除して正規化しても良い。
例えば、図7に示す表(先頭車両選択用マップ)を予め用意しておき、この表を用いて、前記ステップS4で算出した総合指標INDEXttlに基づき、先頭車両の車両ID(先頭車両ID)を切り換える。
ここで、後述するように、基本的には、自車両の走行制御を先頭車両を基準に行っていることから、切換え前の先頭車両と切換え後の先頭車両との車速差が大きいと、その速度差に起因して、自車両の走行挙動が大きく変化する。このようなことから、先頭車両の切換え条件(タイミング)は、現在の先頭車両の車速と切換え後の先頭車両の車速との差分が所定のしきい値(第1の所定値)以下にあるときを条件にする。
ここでは、前記ステップS5で設定した先頭車両の車速(VL)に対する自車速(V(0))の応答が、目標応答になるように制駆動力指令値を算出している。すなわち、自車両の走行制御を先頭車両を基準に行っている。制駆動力指令値を算出するための制御系(処理系)は以下のようになる。
(1)目標車速時間算出
先ず、車両IDがpである先頭車両IDpと自車両との目標車間時間Tmvを下記(17)式により算出する。
この(17)式によれば、先頭車両が自車両に対して遠方になるほど、目標車間時間Tmvは長くなる。
また、前記ステップS5で先頭車両の切換えが必要になった場合、先頭車両から自車両までの目標車間時間も、切換え後の先頭車両のものに切換える必要がある。この場合、目標車間時間Tmvを算出する切換えタイミングは、先頭車両の切換えタイミングと同じである。
続いて、目標応答を下記(18)式により算出する。
Gmv(s)=Bmv(s)/Amv(s) ・・・(18)
但し、
Bmv(s)=(2・ζmv・ωmv−Tmv・ωmv2)・s+ωmv2
Amv(s)=s2+2・ζmv・ωmv・s+ωmv2
ここで、Tmvは、前記(17)式により算出した目標車間時間である。また、ζmv,ωmvは、チューニングパラメータ(目標応答特性を決める目標応答パラメータ)であり、ここでは固定値である。
UFF=Gff(s)・VL ・・・(19)
但し、
Gff(s)=s・Bff(s)/Aff(s)
Bff(s)=(2・ζmv・ωmv−Tmv・ωmv2)・s+ωmv2
Aff(s)=s2+2・ζmv・ωmv・s+ωmv2
続いて、先頭車両IDpの車速VLに対して自車速V(0)が目標応答通りに応答する場合の、前記車間距離(応答)LMDL及び相対速度(応答)VRMDLを下記(20)式及び(21)式により算出する。
LMDL=Gmd(s)・VL ・・・(20)
VRMDL=s・Gmd(s)・VL ・・・(21)
但し、
Gmd(s)=Bmd(S)/Amd(S)
Bmd(S)=s+Tmv・ωmv2
Amd(S)=s2+2・ζmv・ωmv・s+ωmv2
続いて、車両nとその直前の車両IDn+1との車間距離目標値及び相対速度目標値を算出する。
ここでは、前記ステップS3((5)減速伝播時間算出の処理)で用いた数式モデルと同様な演算により、自車両直前車両ID1との車間距離目標値及び相対速度目標値を算出する。すなわち、先ず、自車両前方の車両IDnについての車間時間をTHdr(n)とし、当該車両IDnの車速をVm(n+1)として、下記(22)式により車間距離目標値LCdr(n)を算出する。
LCdr(n)=THdr(n)・Vm(n+1) ・・・(22)
Gdr(n)=exp(−Tdr(n)・s)・((V(n+1)−V(n))・KVdr(n)−(LCdr(n)−Ldr(n))・KLdr(n)) ・・・(23)
ここで、KLdr(n)は、車間距離についての前記偏差に乗じる車間距離偏差ゲインであり、KVdr(n)は、相対速度に乗じる相対速度ゲインである。また、Tdr(n)は、直前の車両IDn+1に対する車両IDnの応答無駄時間であり、sはラプラス演算子である。
Vm(n)=(1/s)・Gdr(n) ・・・(24)
Lm(n)=(1/s)・(Vm(n+1)−Vm(n)) ・・・(25)
先頭車両の減速度が所定値以上となった場合に、同時に2つの第1及び第2タイマのカウントアップを開始する。そして、自車両直前車両の実車速V(1)を数値微分して実減速度G(1)を算出し、その算出した実減速度G(1)が所定値αd2以上になった場合、一方の第1タイマをストップさせ、さらに、前記(23)式で算出した自車両直前車両ID1の計算上の減速度Gdr(1)が所定値αd2以上となった場合、他方の第2タイマをストップさせる。そして、この第1タイマと第2タイマとの差分(第1タイマのカウント時間−第2タイマのカウント時間)が0になるように、前記数式モデルの演算を修正する。
なお、前記ステップS4で得た総合指標INDEXttlに応じて応答無駄時間Tdr(n)やゲインKLdr(n),KVdr(n)を補正しても良い。
続いて、先頭車両の車両IDをpとすれば、前記目標車間距離及び相対速度演算部22で算出した車間距離LMDL及び相対速度VRMDL、並びに前記中間ドライバ応答演算部23で算出した車間距離Ldr(1)〜Ldr(p−1)及び相対車速VRdr(1)〜VRdr(p−1)を用いて、自車両ID0と自車両直前車両ID1との車間距離目標値Lcmdと相対速度目標値VRcmdを下記(26)式及び(27)式により算出する。
続いて、自車両ID0と自車両直前車両ID1との実車間距離L(1)と実相対速度{V(1)−V(0)}を、前記(26)式及び(27)式により算出した目標値Lcmd,VRcmdに応じた値にするため、下記(28)式を用いてフィードバック補償をする。
UFB=KL0・(L(1)−Lcmd)+KV0・((V(1)−V(0))−VRcmd) ・・・(28)
そして、前記(19)式で算出したUFF及び前記(28)式で算出したUFBを用いて、制駆動力指令値FCMDを下記(29)式により算出する。
FCMD=(UFF+UFB)・M ・・・(29)
ここで、Mは自車両の車重である。
このようにして算出された制駆動力指令値FCMDは、先頭車両の車速(VL)に対する自車速(V(0))の応答が、所定の目標応答に応じたものとなるための制駆動力指令値になる。
なお、以上のステップS6の処理により、自車両前方の複数の車両からなる車群中の所定の車両(先頭車両)に対する自車両の走行応答特性を前記車群の状態に基づいて補正することで、自車両と前記車群において当該自車両の直前を走行する車両との距離が所定距離になるようにしている。
Twr=FCMD・Rw ・・・(30)
ここで、Rwはタイヤ半径である。
今、トルクコンバータのトルク増幅率をRtとし、変速機ギヤ比をRatとし、デファレンシャルギヤ比をRdefとすると、駆動軸トルクTw、エンジントルクTe及びブレーキによる制動トルクTbの関係は下記(31)式に示すようになる。
Tw=Rt・Rat・Rdef・Te−Tb ・・・(31)
Te=Twr/(Rt・Rat・Rdef) ・・・(32)
そして、この(32)式で算出したエンジントルクTeが予めテーブルマップ化されたエンジントルク(エンジンブレーキトルク)Te_IDLEよりも大きいか否かを判定する。
(1)Te≧Te_IDLEのとき
Ter=Twr/(Rt・Rat・Rdef) ・・・(33)
Tbr=0 ・・・(34)
(2)Te<Te_IDLEのとき
Ter=Te_IDLE ・・・(35)
Tbr=Rt・Rat・Rdef・Te_IDLE−Twr ・・・(36)
Pbr=Tbr/(8・Ab・Rb・μb) ・・・(37)
ここで、Abはブレーキシリンダー面積であり、Rbはロータ有効半径であり、μbはパッド摩擦係数である。
先ず、車車間通信機1により他車両走行情報及び自車両走行情報を検出し(前記ステップS1)、その検出した他車両走行情報や自車両走行情報に基づいて、前方車両抽出部2により自車線前方車両を抽出する(前記ステップS2)。続いて、その抽出した複数の自車線前方車両により構成される車群の特性を前方車両特性検出部3により検出し、その検出した特性に基づいて、加減速伝搬速さ算出部4により減速伝播の速さ度合いを示す総合指標INDEXttlを算出する(前記ステップS3及びステップS4)。続いて、算出した総合指標INDEXttlに基づいて、先頭車両切換え部4により、必要に応じて先頭車両を切り換える(前記ステップS5)。続いて、走行状態目標値演算部6が、切り換えた先頭車両の車速に対して自車両の車速の応答特性が目標応答特性となるようにししつも、その応答特性をその先頭車両と自車両との間の複数の自車線前方車両の走行特性に基づいて補正して、最終的に制駆動力指令値FCMDを得る(前記ステップS6)。そして、制駆動力制御部7が、制駆動力指令値FCMDを実現するエンジントルク指令値Terとブレーキ液圧指令値Pbrを算出して、その算出したエンジントルク指令値Terとブレーキ液圧指令値Pbrに基づいて車両の制駆動力を制御している(前記ステップS7)。これにより、先頭車両の車速(VL)に対する自車速(V(0))の応答が、所定の目標応答に応じたものとなるように、自車両は加減速する。
そして、そのように選択した先頭車両の車速(VL)に対する自車速(V(0))の応答が、所定の目標応答に応じたものとなるように、自車両を加減速制御している。すなわち、先頭車両に対する自車両の加減速制御は、車群内の減速伝播速さを加味した制御になっている。
前述のように、先頭車両に対して自車両を加減速制御する場合において、車群内の減速伝播速さに基づいて、先行車両を選択している(前記ステップS3〜ステップS5参照)。これにより、自車両と自車両直前車両との車間距離が不要に変動してしまい、運転者に違和感を与えてしまうのを防止できる。すなわち、車群内の減速伝播速さが速いと判断できるような場合には、自車両から遠くの自車線先行車両を先頭車両として選択することで、先頭車両が減速してから直前の車両が減速するまで時間的な余裕を稼ぐことができ、これにより、自車両と自車両直前車両との車間が狭くなってしまうのを防止できる。また、車群内の減速伝播速さが遅いと判断できるような場合には、自車両から近くの自車線先行車両を先頭車両として選択することで、先頭車両が減速してから直前の車両が減速するまでの時間を短くして、これにより、自車両と自車両直前車両との車間が広くなってしまうのを防止できる。
次に第2の実施形態を説明する。
図10は、第2の実施形態において、その変更処理を実現する車両用車間距離制御装置の構成を示しており、前記第1の実施形態で用いた図1に対応するものである。この図10に示すように、第2の実施形態における車両用車間距離制御装置では、第1の実施形態における先頭車両切換え部5に換えて、目標応答パラメータ切換え部31を備えている。
このように第2の実施形態では、総合指標INDEXttlに基づいて、目標応答パラメータを設定している。具体的には、総合指標INDEXttlが大きい場合、すなわち、車群における減速伝播速さが速いと判断できるような場合、目標応答が早くなるような目標応答パラメータに設定し、総合指標INDEXttlが小さい場合、すなわち、減速伝播速さが遅いと判断できるような場合、目標応答が遅くなるような目標応答パラメータに設定している。
なお、前記第2の実施形態の説明において、目標応答パラメータ切換え部31は、目標応答特性のパラメータを変更する目標応答特性変更手段を実現している。
第3の実施形態では、車群を構成する自車線先行車両の減速度の大きさ及びその減速をした車両と所定の車両(現在の先頭車両)との位置関係に基づいて、当該減速をした車両を所定の車両(最新の先頭車両)に変更し、目標応答を変更している。
図13は、第3の実施形態における車両用車間距離制御装置の構成を示しており、前記第2の実施形態で用いた図10に対応するものである。この第3の実施形態における車両用車間距離制御装置では、前記図10に示す構成に加えて、前方車両減速時先頭車両切換え部32を新たに備えている。
ACL(n)=Gacl(s)・V(n) ・・・(38)
但し、
Gacl(s)=Bacl(s)/Aacl(s)
Bacl(s)=ωacl・s
Aacl(s)=s+ωacl
ここで、ωaclは定数であり、1/ωaclが加速度検出時のフィルタの時定数Taclになる。
そして、全ての自車線前方車両について、前記(38)式により、加減速度ACLを算出し、その算出結果を、ACL(1),・・・,ACL(n),・・・として記憶する。
ここで、無駄時間付車速を図16を用いて説明する。この図16に示すように、自車線前方車両が減速した場合、同図中に実線で示すように、時間に応じて車速が減少する。これに対して、無駄時間Taclを付加した車速、すなわち速度変化に遅れがある車速は、同図中に破線で示すように、通常の場合(同図中に実線で示す実際の自車線前方車両の車速)よりも遅れて減少するようになる。
続いてステップS23において、全ての自車線前方車両の中から、所定値(第3の所定値)以上の減速度で最初に減速を行う自車線前方車両を検出する。ここでは、明らかにその運転者がブレーキを踏んで減速を開始した自車線先行車両を検出するため、例えば、前記所定値を約0.1G又はそれ以上の値とすることで、運転者がブレーキを踏んで減速を開始した自車線先行車両を検出する。また、ストップランプ信号がON(SL(n)=1)になっていることを条件して加えることで、明らかに運転者がブレーキを踏んで減速を開始した自車線先行車両を検出するようにしても良い。
ここで、減速車両IDが現先頭車両ID未満の場合(減速車両ID<現先頭車両ID)、すなわち、現在の先頭車両よりも減速車両の方が自車両に近い場合、ステップS27に進み、減速車両IDが現先頭車両IDよりも大きい場合(減速車両ID>現先頭車両ID)、すなわち、現在の先頭車両よりも減速車両の方が自車両から遠い場合、ステップS30に進む。
ステップS29では、所定の条件に基づいて先頭車両を選択する。具体的には、減速車両の減速度が0.3G以下の場合、下記(1)又は(2)の条件に従い先頭車両を設定する。
(2)しかし、減速車両の無駄時間付車速と、減速車両の次の自車線前方車両の通常の車速(無駄時間付車速でない車速)とを比較し、早く所定の車速(第4の所定値)まで減速した方を先頭車両にする。ここで、減速車両の方が早く所定の車速まで減速したのであれば、当該減速車両を先頭車両にするとともに、その先頭車両の車速に当該減速車両の無駄時間付車速を設定する。
ステップS30では、減速車両(自車両から現在の先頭車両よりも遠い車両)の減速度が比較的大きな減速度か否か、すなわち例えば減速車両の減速度が0.3G(第2の所定値)よりも大きいか否かを判定する。ここで、減速車両の減速度が比較的大きな減速度の場合、前記ステップS28に進み、当該減速車両(自車両から現在の先頭車両よりも遠い車両)を先頭車両に設定する。例えば、図17(b)に示すように、減速車両(自車両から現在の先頭車両よりも遠い車両)の減速度が0.3Gよりも大きい場合(減速車両の減速度>0.3G)、当該減速車両が先頭車両に切り換わる。また、減速車両の減速度が比較的大きな減速度でない場合、ステップS31に進み、先頭車両を変更せず、当該図15に示す処理を終了する。
具体的には、前述のように、減速車両の減速度が比較的大きな減速度、具体的には0.3Gよりも大きい場合(減速車両の減速度>0.3G)、当該減速車両と現在の先頭車両との位置関係(現在の先頭車両の前後)に関係なく、当該減速車両を先頭車両に切り換えている(前記ステップS26、ステップS27、ステップS30、ステップS28参照)。また、前述のように、減速車両の減速度が比較的小さい減速度、具体的には0.1Gよりも大きい場合において(0.3G≧減速車両の減速度>0.1G)、現在の先頭車両よりも当該減速車両の方が自車両に近い場合、原則として、当該減速車両の直後の自車線先行車両を先頭車両に切り換えている(前記ステップS26、ステップS27、ステップS29参照)。
すなわち、車両の加減速度検出は、ほぼフィルタの時定数で検出できるので、車両の加減速度を検出した場合、当該車両の速度はフィルタの時定数に応じて既にある程度進んでいることから、例えば、当該車両が最初に減速した減速車両だからといって、そのまま当該車両を先頭車両に切り換えてしまうと、既にある程度減少している車速に対して自車両の車速を応答しまうことになり、自車両の車速が大きく変化してしまう。これでは、例えば、運転者に違和感を与えてしまう。一方、このようなシーンで減速車両の直後の車両は、当然減速車両よりも遅く減速を開始する。
また、前述のように、減速車両の減速度が比較的小さい減速度の場合でも、減速車両が自車両直前車両の場合、自車両直前車両を先頭車両として選択している(前記ステップS27、ステップS28)。これは、減速車両が自車両直前車両であれば、自車両直前車両による減速の影響が直ちに自車両に及ぶから、先頭車両として減速車両そのものである自車両直前車両を選択することで、減速車両の車速に合致させて、自車両の速度が応答するようにしている。
ここで、無駄時間付車速は、前述のように、現実の車速よりも遅れて減少する車速である(前記ステップS22参照)。
また、前記第3の実施形態の説明において、前方車両減速時先頭車両切換え部32は、前記車群検出手段が検出した車群中の前記所定の車両でない車両が減速した場合、その減速度の大きさ及びその減速をした車両と所定の車両との位置関係に基づいて、当該減速をした車両を所定の車両に変更し、目標応答特性を変更する目標応答特性変更手段を実現している。
Claims (15)
- 他の車両の走行状態を検出する車両走行状態検出手段と、
前記車両走行状態検出手段が検出した他の車両の走行状態に基づいて、自車両と同じ車線を走行している前方の複数の車両から構成される車群を検出する車群検出手段と、
前記車群検出手段が検出した車群を構成する一の車両を所定の車両に設定する所定車両設定手段と、
前記所定車両設定手段が設定した所定の車両の車速を入力とし自車両の車速を出力とした場合の応答特性の目標である目標応答特性を設定する目標応答特性設定手段と、
前記目標応答特性設定手段が設定した目標応答特性になるように、自車両を走行制御する走行制御手段と、
前記車群検出手段が検出した車群の状態として、前記車群検出手段が検出した車群における前方の車両から後方の車両への車速の加減速の伝播速さを検出する車群状態検出手段と、
前記車群状態検出手段が検出した車群の状態に基づいて、前記目標応答特性を変更する目標応答特性変更手段と、
を備えることを特徴とする走行制御装置。 - 前記目標応答特性変更手段は、前記車群状態検出手段が検出した車群の状態に基づいて前記所定の車両を変更することで、前記目標応答特性を変更することを特徴とする請求項1記載の走行制御装置。
- 前記目標応答特性変更手段による前記所定の車両の変更は、その変更前の所定の車両の速度とその変更後の所定の車両の速度との差分が第1の所定値以下の条件、及びその変更前の所定の車両の加減速度とその変更後の所定の車両の加減速度との差分が第2の所定値以下の条件の少なくとも一方の条件を満たす場合に行うことを特徴とする請求項2記載の走行制御装置。
- 前記目標応答特性変更手段は、前記車群状態検出手段が検出した前記加減速の伝播速さが速いほど、前記所定の車両を自車両から遠方の車両に変更することを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載の走行制御装置。
- 前記車群状態検出手段は、前記車群検出手段が検出した車群を構成する複数の車両の車速平均値、前記車群検出手段が検出した車群を構成する複数の車両のうち、自車両から所定距離内に存在する車両の数、前記車群検出手段が検出した車群を構成する複数の車両それぞれの間の車間時間及び当該車間時間の平均値、前記車群検出手段が検出した車群中の大型車両の数、前記所定の車両から自車両直前の車両までの速度の応答時間についての予測値と実測値との差分、並びに前記所定の車両の制動灯が点灯してから自車両直前の車両の制動灯が点灯するまでの時間のうちの少なくとも一つに基づいて、前記伝播速さを検出することを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項に記載の走行制御装置。
- 前記目標応答特性変更手段は、前記目標応答特性のパラメータを変更することを特徴とする請求項1乃至5の何れか1項に記載の走行制御装置。
- 前記目標応答特性変更手段は、所定の変化率以下で前記パラメータを変更することを特徴とする請求項6記載の走行制御装置。
- 前記目標応答特性変更手段は、前記伝播速さが速い場合、前記伝播速さが遅い場合のものよりも、前記目標応答特性が早くなるように、前記パラメータを変更すること特徴とする請求項6又は7に記載の走行制御装置。
- 前記目標応答特性変更手段は、前記車群検出手段が検出した車群中の前記所定の車両でない車両が減速した場合、その減速度の大きさ及びその減速をした車両と前記所定の車両との位置関係に基づいて、当該減速をした車両を前記所定の車両に変更し、前記目標応答特性を変更することを特徴とする請求項1乃至8の何れか1項に記載の走行制御装置。
- 前記目標応答特性変更手段は、前記車群検出手段が検出した車群中の前記所定の車両でない車両が最初に第2の所定値よりも大きい減速度で減速をした場合、当該車両を前記所定の車両に変更し、前記目標応答特性を変更することを特徴とする請求項1乃至9の何れか1項に記載の走行制御装置。
- 前記目標応答特性変更手段は、前記車群検出手段が検出した車群中の前記所定の車両でない車両が、最初に前記第2の所定値未満の第3の所定値以上、かつ前記第2の所定値以下の減速度で減速をし、かつ当該車両が自車両の直前の車両の場合、当該自車両の直前の車両を前記所定の車両に変更して、前記目標応答特性を変更することを特徴とする請求項10記載の走行制御装置。
- 前記目標応答特性変更手段は、前記車群検出手段が検出した車群を構成中の前記所定の車両でない車両が、最初に前記第2の所定値未満の第3の所定値以上、かつ前記第2の所定値以下の減速度で減速をし、かつ当該車両が前記所定の車両よりも自車両に近い車両の場合、当該自車両に近い車両の直後の車両を前記所定の車両に変更して、前記目標応答特性を変更することを特徴とする請求項10又は11に記載の走行制御装置。
- 前記自車両に近い車両の所定時間前の車速と、当該自車両に近い車両の直後の車両の車速とを比較し、前記直後の車両の車速の方が早く第4の所定値に達した場合、前記直後の車両を前記所定の車両に変更し、前記自車両に近い車両の車速の方が早く前記第4の所定値に達した場合、前記自車両に近い車両を前記所定の車両に変更し、かつ前記所定の車両の車速として、前記所定時間前の車速を設定することを特徴とすることを特徴とする請求項12記載の走行制御装置。
- 前記走行制御手段は、前記所定の車両の車速から自車速までの応答特性を前記目標応答特性に一致させるための第1の制御指令信号を出力する第1制御指令信号出力手段と、前記所定の車両の車速に対して自車速が前記目標応答特性通りに応答する場合の、当該所定の車両と自車両との相対距離及び相対速度を算出する所定車両間相対位置関係算出手段と、前記所定の車両と前記車群検出手段が検出した車群において自車両の直前を走行する車両までの各車両間について、相対距離及び相対速度を算出する他車間相対位置関係算出手段と、前記所定車両間相対位置関係算出手段及び他車両間相対位置関係検出手段が算出した相対距離及び相対速度に基づいて、自車両と前記車群検出手段が検出した車群中の当該自車両の直前を走行する車両との相対距離及び相対速度を算出する直前車両間相対位置関係算出手段と、前記直前車両間相対位置関係算出手段が算出した相対距離及び相対速度を目標値として、当該目標値と実測の相対距離及び相対速度の値とに基づいて、第2の制御指令信号を出力する第2制御指令信号出力手段と、を備え、前記第1及び第2制御指令信号出力手段が出力する第1及び第2制御指令信号に基づいて、自車両を走行制御することを特徴とする請求項1乃至13の何れか1項に記載の走行制御装置。
- 前記目標応答特性変更手段は、前記所定車両間相対位置関係算出手段が算出する相対距離及び相対速度について、前記目標応答特性を変更することを特徴とする請求項14記載の走行制御装置。
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