JP4802776B2

JP4802776B2 - 車間維持支援装置

Info

Publication number: JP4802776B2
Application number: JP2006066366A
Authority: JP
Inventors: 智田家; 健一江川
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2006-03-10
Filing date: 2006-03-10
Publication date: 2011-10-26
Anticipated expiration: 2026-03-10
Also published as: JP2007238031A; CN101032956B; CN101032956A

Description

本発明は、先行車との間の車間距離を制御する車間維持支援装置に関する。

従来、先行車両との間の車間距離が所定の距離しきい値以下になると、車両に制動力を加える装置が知られている（特許文献１参照）。

特開２００５−２５０７５５号公報

しかしながら、従来の装置では、所定の距離しきい値が一律に定められていたので、ドライバによっては、減速タイミングが早すぎたり、逆に遅すぎるという問題が生じる。

本発明による車間維持支援装置は、アクセルペダル操作が行われている状態から行われない状態に移行するまでは、先行車両との間の車間距離を車間距離しきい値として設定し、アクセルペダル操作が行われている状態から行われない状態に移行したことが検出され
た時には、自車両の車両状況に依存しない定常項を算出するとともに、自車両の車両状況に依存する過渡項を算出し、前記定常項と前記過渡項とに基づいて、前記車間距離しきい値を設定し、車間距離が設定した車間距離しきい値より短くなると、車両の減速制御を行うことを特徴とする。

本発明による車間維持支援装置によれば、ドライバの運転特性に応じて、車間距離しきい値を設定するので、ドライバの運転特性に応じた減速制御を行うことができる。

図１は、一実施の形態における車間維持支援装置の構成を示す図である。この車間維持支援装置を搭載した車両は、自動変速機およびコンベンショナルディファレンシャルギヤを搭載した後輪駆動車である。この車両では、前後輪ともに、左右輪の制動力を独立に制御することができる。

図中、符号１はブレーキペダル、２はブースター、３はマスターシリンダー、４はリザーバー、１０は左前輪、２０は右前輪、３０は左後輪、４０は右後輪である。各車輪１０，２０，３０，４０には、ブレーキディスク１１，２１，３１，４１、および、制動液圧の供給により、対応するブレーキディスクを摩擦挟持して、各車輪ごとにブレーキ力（制動力）を与えるホイールシリンダ１２，２２，３２，４２が備えられている。

マスターシリンダー３と各ホイールシリンダ１２，２２，３２，４２との間には、圧力制御ユニット５が介装されている。運転者によるブレーキペダル１の踏み込み量に応じて、マスターシリンダー３で昇圧された油圧が各ホイールシリンダ１２，２２，３２，４２に供給されるようになっており、圧力制御ユニット５は、各ホイールシリンダ１２，２２，３２，４２の制動液圧を個別に制御する。圧力制御ユニット５は、前後左右の各液圧供給系（各チャンネル）個々にアクチュエータを含んで構成されている。これにより、各車輪を個々に制動している。アクチュエータは、例えば各ホイールシリンダ１２，２２，３２，４２の液圧を任意の制動液圧に制御可能なように、比例ソレノイド弁を使用して構成されている。

駆動トルク制御コントローラ６０は、制駆動力制御コントローラ５０から入力される駆動トルク指令値に基づいて、駆動輪の駆動トルクを制御する。駆動輪の駆動トルクの制御は、エンジン６の燃料噴射量を制御するエンジン制御、スロットル制御装置７によりスロットル開度を制御するスロットル制御、および、自動変速機８を制御する変速機制御等を行うことにより行う。

制駆動力制御コントローラ５０には、ハンドル９の操舵角δを検出する操舵角センサ５２からの信号、車両の前後加速度Ｘｇおよび横加速度Ｙｇを検出する加速度センサ５３からの信号、車両に発生するヨーレートφを検出するヨーレートセンサ５４からの信号、マスターシリンダ液圧Ｐｍを検出するマスターシリンダ液圧センサ５５からの信号、アクセル開度Ａccを検出するアクセル開度センサ５６からの信号、および、各車輪の車輪速Ｖｗ１，Ｖｗ２，Ｖｗ３，Ｖｗ４を検出する車輪速センサ１３，２３，３３，４３からの信号がそれぞれ入力される。また、制駆動力制御コントローラ５０には、運転者のアクセル操作量に基づく要求駆動力τmやエンジントルクτa、および、車輪軸上での駆動トルクτwが駆動トルク制御コントローラ６０から入力される。

レーザレーダ７０は、例えば、車両の前方グリル部もしくはバンパ部等に取り付けられ、自車両前方にレーザ光を送出し、自車両前方に存在する先行車両に反射して戻ってくる反射光を受光することにより、先行車両との間の車間距離Ｌ、および、相対速度Ｖrを検出する。ただし、相対速度Ｖｒは、自車両の速度から先行車両の速度を減算した値とする。レーザレーダ７０によって検出された車間距離Ｌ、および、相対速度Ｖrは、制駆動力制御コントローラ５０に送られる。

一実施の形態における車間維持支援装置では、自車両と先行車両との間の車間距離Ｌが車間距離しきい値Ｌ^*より短くなった時に、ドライバがアクセルペダルを操作していなければ、車両を減速させる制御を行う。車間距離しきい値Ｌ^*は、ドライバがアクセルペダルを離した時の車間距離に基づいて設定する。ただし、先行車両が加速しても、加速制御は行わない。以下では、図２〜図４を用いて、減速制御の詳細な処理内容について説明する。

図２は、一実施の形態における車間維持支援装置によって行われる処理内容を示すフローチャートである。車両が起動すると、制駆動力制御コントローラ５０は、ステップＳ１０の処理を開始する。ステップＳ１０では、アクセル開度センサ５６によって検出されるアクセル開度Ａcc、車輪速センサ１３，２３，３３，４３によって検出される各車輪の車輪速Ｖｗ１，Ｖｗ２，Ｖｗ３，Ｖｗ４、および、レーザレーダ７０によって検出される先行車両との間の車間距離Ｌ、相対速度Ｖrを読み込んで、ステップＳ２０に進む。

ステップＳ２０では、次式（１）により、車間距離しきい値Ｌ^*ｈを算出する。後述するように、先行車両との間の車間距離Ｌと比較する車間距離しきい値Ｌ^*は、自車両の車両状況に依存しない定常項と、自車両の車両状況に依存する過渡項との和により算出されるが、式（１）により求める車間距離しきい値Ｌ^*ｈは、定常項の値である。
Ｌ^*ｈ＝Ｖａ×Ｔｈ（１）
ただし、Ｖａは、自車両の車速Ｖおよび相対速度Ｖｒに基づいて算出される先行車両の車速であり、Ｔｈは所定の車間時間である。また、自車両の車速Ｖは、車輪速センサ１３，２３によって検出される前輪の車輪速Ｖｗ１およびＶｗ２の平均値を求めることにより算出する。

ステップＳ２０に続くステップＳ３０では、アクセル開度センサ５６によって検出されるアクセル開度Ａccが所定のアクセル開度しきい値Ａcc0以上であるか否かを判定する。所定のアクセル開度しきい値Ａcc0は、アクセルペダルが全閉であるか否かを判断する程度の小さい値に設定しておく。アクセル開度Ａccが所定のアクセル開度しきい値Ａcc0以上であると判定すると、ドライバがアクセルペダル操作を行っていると判断して、アクセル操作フラグＦaccをオンにセットした後、ステップＳ４０に進む。一方、アクセル開度Ａccが所定のアクセル開度しきい値Ａcc0未満であると判定すると、ドライバがアクセルペダル操作を行っていないと判断して、アクセル操作フラグＦaccをオフにセットした後、ステップＳ５０に進む。

ステップＳ４０では、次式（２）により、車間距離しきい値の過渡項Ｌ^*ｒを算出するためのパラメータＴｒを算出する。
Ｔｒ＝（Ｌ−Ｌ^*ｈ）／Ｖｒ（２）
式（２）において、パラメータＴｒは、現在の相対速度Ｖｒが維持されたと仮定して、車間距離Ｌが車間距離しきい値（定常項）Ｌ^*ｈになるまでの時間を表している。パラメータＴｒを算出すると、ステップＳ５０に進む。

なお、ステップＳ３０およびＳ４０の処理から分かるように、車間距離しきい値の過渡項Ｌ^*ｒを算出するためのパラメータＴｒは、アクセル操作フラグＦaccがオンされている時にのみ算出（更新）される。従って、アクセルペダル操作が行われている場合、パラメータＴｒは、実車間距離Ｌに応じて設定され、アクセルペダル操作が行われていない場合には、アクセルペダル操作が行われなくなった時の値が維持される。

ステップＳ５０では、次式（３）より、車間距離しきい値の過渡項Ｌ^*ｒを算出して、ステップＳ６０に進む。
Ｌ^*ｒ＝Ｔｒ×Ｖｒ（３）

ステップＳ６０では、ステップＳ２０で算出した車間距離しきい値の定常項Ｌ^*ｈと、ステップＳ５０で算出した車間距離しきい値の過渡項Ｌ^*ｒとを加算することにより、車間距離しきい値Ｌ^*を算出する（次式（４）参照）。
Ｌ^*＝Ｌ^*ｈ＋Ｌ^*ｒ（４）
ただし、アクセルペダル操作が行われている時（アクセル操作フラグＦaccのオン時）には、式（２），（３），（４）より、Ｌ^*＝Ｌとなる。車間距離しきい値Ｌ^*を算出すると、ステップＳ７０に進む。

図３は、ドライバがアクセルペダルの操作をやめた時、すなわち、アクセル操作フラグＦaccがオンからオフとなった時の車間距離しきい値Ｌ^*を表した図である。図３に示すように、アクセルペダル操作がオフになった時の車間距離しきい値Ｌ^*は、アクセルペダル操作がオフになった時の車間距離Ｌに設定される。

ステップＳ７０では、次式（５）より、ステップＳ６０で算出した車間距離しきい値Ｌ^*と、レーザレーダ７０によって検出される先行車との車間距離Ｌとの偏差ΔＬを算出する。
ΔＬ＝Ｌ^*−Ｌ（５）
ただし、アクセルペダル操作が行われている時（アクセル操作フラグＦaccのオン時）には、Ｌ^*＝Ｌより、ΔＬ＝０となる。

ステップＳ７０に続くステップＳ８０では、次式（６）より、目標減速度α^*を算出する。
α^*＝−Ｋｖ×Ｋｒ×ΔＬ（６）
ただし、Ｋｒは、車間距離偏差ΔＬに基づいて、車両に発生させる目標減速力を算出するためのゲインであり、後述するように、相対速度Ｖｒに基づいて定める。また、ゲインＫｖは、目標減速力を目標減速度に換算するためのゲインであり、車両諸元に基づいて、予め設定しておく。

図４は、相対速度Ｖｒと、ゲインＫｒとの関係を示す図である。図４に示すように、相対速度Ｖｒが大きくなるほど、すなわち、自車両が先行車両に接近する程、ゲインＫｒは大きくなり、相対速度Ｖｒが小さくなるほど、ゲインＫｒは小さくなる。ただし、相対速度が第１の相対速度Ｖｒ１より小さくなると、ゲインＫｒの値は第１の所定ゲインＫｒ１となり、相対速度が第２の相対速度Ｖｒ２より大きくなると、ゲインＫｒの値は第２の所定ゲインＫｒ２となる。制駆動力制御コントローラ５０のメモリ（不図示）には、図４に示すような相対速度ＶｒとゲインＫｒとの関係を定めたテーブルが予め記憶されており、このテーブルと相対速度Ｖｒとに基づいて、ゲインＫｒを求める。

上述したように、アクセルペダル操作が行われている時（アクセル操作フラグＦaccのオン時）には、ΔＬ＝０であるから、目標減速度α^*も０となる。ステップＳ８０において、目標減速度α^*を算出すると、ステップＳ９０に進む。

ステップＳ９０では、目標制動液圧Ｐ^*を算出する。このため、まず、次式（７）に示すように、ステップＳ８０で算出した目標減速度α^*から、エンジンブレーキにより発生する減速度α^*engを減算することにより、ブレーキにより発生させる目標減速度α^*brkを算出する。
α^*brk＝α^*−α^*eng （７）
ただし、α^*、α^*brk、α^*engは、それぞれ、加速方向を正の値、減速方向を負の値とする。また、アクセルペダル操作が行われている時（アクセル操作フラグＦaccのオン時）には、α^*＝α^*eng＝０であるから、α^*brk＝０となる。

続いて、算出した目標減速度α^*brkに基づいて、次式（８）より、目標制動液圧Ｐ^*を算出する。
Ｐ^*＝−（Ｋｂ×α^*brk）（８）
ただし、Ｋｂは、目標減速度を目標制動液圧に換算するためのゲインであり、車両諸元に基づいて、予め設定しておく。また、アクセルペダル操作が行われている時（アクセル操作フラグＦaccのオン時）には、α^*brk＝０より、Ｐ^*＝０となる。

ステップＳ９０に続くステップＳ１００では、ステップＳ９０で算出した目標制動液圧Ｐ^*に基づいた制動液圧を発生させるための指示を圧力制御ユニット５に出す。この指示を受けた圧力制御ユニット５は、目標制動液圧Ｐ^*に基づいた制動液圧を発生させて、ホイールシリンダー１２，２２，３２，４２に供給する。これにより、車間距離Ｌが車間距離しきい値Ｌ^*より短くなった時に、ドライバがアクセルペダルを操作していなければ、車両を減速させる制御が行われる。また、ドライバがアクセルペダルを操作している場合には、目標制動液圧Ｐ^*＝０であるから、減速制御は行われない。

ステップＳ１００の処理が終了すると、ステップＳ１０に戻る。以後、ステップＳ１０からステップ１００までの処理が繰り返し行われる。上述したように、アクセルペダル操作がオフされると、車間距離しきい値の過渡項Ｌ^*ｒを算出するためのパラメータＴｒを算出する処理（ステップＳ４０）は行われずに、アクセルオフの直前に算出されたパラメータＴｒ、および、新たに検出された相対速度Ｖｒに基づいて、車間距離しきい値の過渡項Ｌ^*ｒを算出する処理が行われる（ステップＳ５０）。車間距離Ｌが車間距離しきい値Ｌ^*より短い場合には、減速制御が作動して、相対速度Ｖｒが小さくなるので、車間距離しきい値の過渡項Ｌ^*ｒの値も小さくなる。すなわち、減速制御が作動して相対速度Ｖｒが小さくなっていくと、車間距離しきい値の過渡項Ｌ^*ｒの値も小さくなっていき、相対速度Ｖｒが０になると、車間距離しきい値の過渡項Ｌ^*ｒの値も０になる。これにより、過渡項Ｌ^*ｒの値が０になることにより、車間距離しきい値Ｌ^*は、定常項Ｌ^*ｈに収束する。

一実施の形態における車間維持支援装置によれば、アクセルペダル操作が行われている状態から行われない状態に移行した時に検出される車間距離に基づいて、車間距離しきい値を設定し、先行車との間の車間距離が車間距離しきい値より短くなると、車両の減速制御を行うので、ドライバの運転特性に応じた減速制御を行うことができる。すなわち、ドライバがアクセルペダル操作をオフした時の車間距離に基づいて、減速制御の開始タイミングを決定することができる。

また、一実施の形態における車間維持支援装置によれば、自車両の車両状況に依存しない第１の車間距離しきい値（定常項）Ｌ^*ｈと、自車両の車両状況に依存する第２の車間距離しきい値（過渡項）Ｌ^*ｒとに基づいて、車間距離しきい値Ｌ^*を設定する。これにより、自車両の車両状況に依存しない第１の車間距離しきい値（定常項）Ｌ^*ｈは確保しつつ、自車両の車両状況に依存する第２の車間距離しきい値（過渡項）Ｌ^*ｒによって、ドライバの運転特性に応じた車間距離しきい値を設定することができる。

特に、自車両と先行車両との間の相対速度Ｖｒに基づいて、第２の車間距離しきい値（過渡項）Ｌ^*ｒを設定するので、相対速度に応じた適切な車間距離しきい値を設定することができる。すなわち、相対速度Ｖｒが大きいほど（自車両が先行車両に接近する速度が大きいほど）、第２の車間距離しきい値（過渡項）Ｌ^*ｒを大きい値に設定することにより、車間距離しきい値Ｌ^*を大きい値に設定するので、先行車両に対して、より手前の位置から減速制御を開始することができる。

上述したように、減速制御が作動して相対速度Ｖｒが小さくなっていくと、車間距離しきい値の過渡項Ｌ^*ｒの値も小さくなっていき、相対速度Ｖｒが０になると、車間距離しきい値の過渡項Ｌ^*ｒの値も０になる。これにより、相対速度が０になるまで車両が減速した時に、車間距離しきい値Ｌ^*を、定常的な車間距離しきい値Ｌ^*ｈにスムーズに移行させることができる。

本発明は、上述した一実施の形態に限定されることはない。例えば、車間距離しきい値の過渡項Ｌ^*ｒを算出するためのパラメータＴｒは、式（２）より算出したが、上限リミット値を設けて、上限値を制限してもよいし、下限リミット値を設けて、下限値を制限してもよい。

アクセルペダル操作がオフになった時の車間距離しきい値Ｌ^*は、アクセルペダル操作がオフになった時の車間距離Ｌと同じ値に設定したが、アクセルペダル操作がオフになった時の車間距離Ｌに基づいて設定するのであれば、全く同一の値でなくてもよい。

車間距離しきい値Ｌ^*は、車間距離しきい値の定常項Ｌ^*ｈと過渡項Ｌ^*ｒとの和により算出したが、自車両の車両状況に依存しない定常項と、自車両の車両状況に依存する過渡項とに基づいて、設定するのであれば、両者の和に限定されることはない。なお、定常項を先行車両の車速に基づいて算出しているが、自車両の車速に基づいて算出してもよい。

上述した一実施の形態では、ホイールシリンダに制動液圧を供給することにより、車両を減速させるものとして説明したが、エンジンブレーキやシフトダウン等、他の減速制御を利用して、車両を減速させてもよい。

上述した車間維持支援装置を、先行車追従制御システムに適用することもできる。例えば、先行車追従制御の作動中に、ドライバがアクセルペダルを踏みすぎて（アクセルオーバーライド）、先行車両に接近した後、ドライバがアクセルペダルを離すと、上述した減速制御を行い、車両の定常状態において、再び、先行車に追従して走行させることができる。

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、レーザレーダ７０が車間距離検出手段および相対速度検出手段を、アクセル開度センサ５６がアクセルペダル操作検出手段を、制駆動力制御コントローラ５０が車間距離しきい値設定手段を、圧力制御ユニット５、ホイールシリンダ１２，２２，３２，４２、および、ブレーキディスク１１，２１，３１，４１が減速制御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、発明を解釈する上で、上記の実施形態の構成要素と本発明の構成要素との対応関係に何ら限定されるものではない。

一実施の形態における車間維持支援装置の構成を示す図一実施の形態における車間維持支援装置によって行われる処理内容を示すフローチャートドライバがアクセルペダルの操作をやめた時の車間距離しきい値Ｌ^*を表した図相対速度Ｖｒと、ゲインＫｒとの関係を示す図

符号の説明

１…ブレーキペダル、２…ブースター、３…マスターシリンダー、４…リザーバー、５…圧力制御ユニット、６…エンジン、７…スロットル制御装置、８…自動変速機、１０…左前輪、１１，２１，３１，４１…ブレーキディスク、１２，２２，３２，４２…ホイールシリンダ、２０…右前輪、３０…左後輪、４０…右後輪、５０…制駆動力制御コントローラ、５２…操舵角センサ、５３…加速度センサ、５４…ヨーレートセンサ、５５…マスターシリンダ液圧センサ、５６…アクセル開度センサ、６０…駆動トルク制御コントローラ、７０…レーザレーダ

Claims

先行車両との間の車間距離を検出する車間距離検出手段と、
ドライバのアクセルペダル操作の有無を検出するアクセルペダル操作検出手段と、
前記アクセルペダル操作検出手段によって、アクセルペダル操作が行われている状態から行われない状態に移行するまでは、前記車間距離検出手段によって検出される車間距離を、車間距離しきい値として設定し、前記アクセルペダル操作が行われている状態から行われない状態に移行したことが検出された時には、自車両の車両状況に依存しない定常項を算出するとともに、自車両の車両状況に依存する過渡項を算出し、前記定常項と前記過渡項とに基づいて、前記車間距離しきい値を設定する車間距離しきい値設定手段と、
前記車間距離検出手段によって検出される車間距離が前記車間距離しきい値設定手段によって設定される車間距離しきい値より短くなると、車両の減速制御を行う減速制御手段とを備えることを特徴とする車間維持支援装置。
請求項１に記載の車間維持支援装置において、
前記車間距離しきい値設定手段は、前記定常項および前記過渡項を加算することにより、前記車間距離しきい値を設定することを特徴とする車間維持支援装置。
請求項１または２に記載の車間維持支援装置において、
自車両と先行車両との間の相対速度を検出する相対速度検出手段をさらに備え、
前記車間距離しきい値設定手段は、前記相対速度検出手段によって検出される相対速度に基づいて、前記過渡項を算出することを特徴とする車間維持支援装置。