JP5990941B2 - 車間距離制御装置及び車間距離制御方法 - Google Patents

車間距離制御装置及び車間距離制御方法 Download PDF

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Description

本発明は、自車両と先行車両との車間距離を自動的に制御する車間距離制御を行う車間距離制御装置及び車間距離制御方法に関する。
自車両と先行車両との車間距離を自動的に制御する車間距離制御装置としては、例えば、特許文献1に記載されているものがある。
特許文献1に記載されている車間距離制御装置は、運転者の視野角のうち、仰角に基づいて、先行車両によって上前方の視界が塞がれてしまう車間距離の範囲を算出する。そして、算出した車間距離の範囲で走行しているときには、運転者が信号機を視認した時点で急制動(急ブレーキ)を行うことを予測して、運転者の制動操作よりも先に予備制動を行う。
特開2004‐268847号公報
しかしながら、特許文献1に記載の車間距離制御装置では、車間距離の範囲を、自車両と信号機との位置関係を考慮せず、運転者の視野角(仰角)に基づいて算出する。このため、先行車両の上前方を視認可能か否かの車間距離を、車間距離の範囲として算出することとなる。したがって、例えば、算出した車間距離の範囲外で上前方が視認可能な状態であっても、運転者が信号機を視認可能であるとは限らない。
運転者が信号機を視認できない状態で、自車両が信号機の変わり目に先行車両に続いて交差点に接近した場合、運転者が信号機を視認した時点では、自車両が信号機に接近している状況が発生するおそれがある。このため、信号機の点灯状態が黄信号または赤信号である場合には、急制動を行う必要があるという問題が発生するおそれがある。
本発明は、上記のような問題点に着目してなされたもので、自車両と信号機との位置関係に応じて、車間距離を自車両の運転者が信号機を視認可能な距離へ制御することが可能な、車間距離制御装置を提供することを課題とする。
上記課題を解決するために、本発明は、少なくとも制動開始点で、先行車両と自車両との車間距離を第一車間距離に制御する。ここで、制動開始点は、自車両の車両前後方向前方に存在する信号機に対応する停止線と自車両との位置関係及び自車両の車速を用いて算出した位置であり、自車両を停止させるための制動を開始する位置である。これに加え、本発明は、自車両の車両前後方向前方に存在する車両のうち、運転者から見た車両前後方向前方の視界を最も高い位置で遮る部分を有する視界遮蔽車両と自車両との間に存在する車両である車間車両の台数を検出する。さらに、本発明では、検出した車間車両の台数に応じて、制動開始点を信号機側から自車両の現在位置側へ移動させる。
第一車間距離は、制動開始点に到達した自車両の運転者が信号機を視認可能な車間距離である。また、第一車間距離は、制動開始点から信号機までの距離、信号機の高さ及び先行車両のうち自車両の運転者から見た車両前後方向前方の視界を最も高い位置で遮る遮蔽部分の高さを用いて算出する。
本発明によれば、先行車両と自車両との車間距離を、少なくとも自車両を停止させるための制動を開始する位置である制動開始点で、制動開始点から信号機までの距離、信号機の高さ及び遮蔽部分の高さを用いて算出した第一車間距離に制御する。
このため、自車両と信号機との位置関係に応じて、車間距離を自車両の運転者が信号機を視認可能な距離へ制御することが可能となり、信号機の点灯状態が黄信号または赤信号であっても、急制動を行うことなく自車両を減速・停止させることが可能となる。
本発明の第一実施形態の車間距離制御装置の概略構成を示す図である。 マイクロプロセッサの詳細な構成を示すブロック図である。 車間距離制御処理部の詳細な構成を示すブロック図である。 車間距離制御装置が行う処理を示すフローチャートである。 車間距離制御装置を備える自車両が行う動作を示す図であり、道路状況の一例を示す図である。
以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
(第一実施形態)
以下、本発明の第一実施形態(以下、本実施形態と記載する)について、図面を参照しつつ説明する。
(構成)
図1は、本実施形態の車間距離制御装置1を備えた自車両MCの概略構成を示す図である。
図1中に示すように、自車両MCは、複数の車輪Wと、エンジン駆動系2と、ブレーキユニット4を備える。なお、図1中では、自車両MCが備える車輪Wを、右前輪WFR、左前輪WFL、右後輪WRR、左後輪WRLと示す。また、以降の説明では、自車両MCが備える車輪Wを、右前輪WFR、左前輪WFL、右後輪WRR、左後輪WRLと記載する場合がある。
エンジン駆動系2は、エンジン6と、トランスミッション8を備える。
エンジン6は、内燃機関であり、駆動輪である右前輪WFR及び左前輪WFLを駆動させる主駆動源を構成する。また、エンジン6は、後述する駆動力指令信号に応じて、右前輪WFR及び左前輪WFLに、それぞれ、駆動力を付与する。
トランスミッション8は、エンジン6と右前輪WFR及び左前輪WFLとの間に介装してあり、駆動力指令信号に応じて、変速レンジを設定する。
ブレーキユニット4は、右前輪WFR、左前輪WFL、右後輪WRR、左後輪WRLにそれぞれ設けてあり、後述する制動力指令信号に応じて、各車輪Wに、それぞれ、制動力を付与する。なお、図1中では、右前輪WFRに設けたブレーキユニット4をブレーキユニット4FRと示し、左前輪WFLに設けたブレーキユニット4をブレーキユニット4FLと示す。同様に、図1中では、右後輪WRRに設けたブレーキユニット4をブレーキユニット4RRと示し、左後輪WRLに設けたブレーキユニット4をブレーキユニット4RLと示す。
また、図1中に示すように、車間距離制御装置1は、カメラ10と、レーザーレーダ12と、カーナビゲーションユニット14と、車速センサ16と、マイクロプロセッサ18と、パワートレーンコントローラ20と、ブレーキコントローラ22を備える。
カメラ10は、例えば、CCD(Charge−Coupled Device)カメラを用いて形成する。
また、カメラ10は、自車両MCの車室内において、画像の撮像方向を自車両MCの車両前後方向前方へ向けた状態で、例えば、フロントウインドウの上端側の中心付近に取り付ける。
また、カメラ10は、自車両MCが走行する路面を含む自車両MCの車両前後方向前方の画像(先行車両、車線区分線、障害物、道路環境等)を撮像する。そして、カメラ10は、撮像した画像を含む情報信号(以下、「画像信号」と記載する場合がある)を、マイクロプロセッサ18に出力する。
レーザーレーダ12は、レーザを出力及び受信可能に形成し、例えば、フロントグリル内に取り付ける。また、レーザーレーダ12は、自車両MCの車両前後方向前方に存在する障害物や構造物と自車両MC前端との距離を計測する。そして、レーザーレーダ12は、計測した距離を含む情報信号(以下、「距離信号」と記載する場合がある)を、マイクロプロセッサ18に出力する。
カーナビゲーションユニット14は、一般的なカーナビゲーション(Automotive navigation system)を用い、道路情報データベース及び情報処理装置を備えて形成する。
ここで、道路情報データベースは、例えば、国内等、設定した範囲における、道路種別、道路曲率、道路勾配等の地図データを、予め記憶する。なお、道路情報データベースが記憶する地図データは、記憶媒体やデータ通信等を用い、必要に応じて更新してもよい。また、道路情報データベースは、カーナビゲーションユニット14以外が備える構成としてもよい。
本実施形態では、道路情報データベースが記憶している地図データが、自車両MCが走行する道路に存在する信号機の位置と、信号機の高さと、信号機に対応する停止線の位置を含む場合を説明する。
また、カーナビゲーションユニット14には、GPS(Global Positioning System)受信部24を接続する。これにより、カーナビゲーションユニット14は、自車両MCの位置測定、自車両MCの経路誘導、自車両MCの走行経路における制限車速情報の表示等を行う機能を有する。
また、カーナビゲーションユニット14は、自車両MCの運転者に対する経路誘導のための各種情報(画像、音声)を作成する処理を行い、この作成した各種情報を出力する。
また、カーナビゲーションユニット14は、GPS受信部24で受信した自車両MCの位置情報を含む情報信号(以下、「自車位置信号」と記載する場合がある)を、マイクロプロセッサ18に出力する。
ここで、GPS受信部24は、例えば、GPS衛星が送信する電波に基づいて、自車両MCの位置を示す座標を検出する。
また、カーナビゲーションユニット14は、道路情報データベースに記憶させてある地図情報を含む情報信号(以下、「地図信号」と記載する場合がある)を、マイクロプロセッサ18に出力する。
車速センサ16は、例えば、右前輪WFR及び左前輪WFLのホイールに取り付けたロータリーエンコーダを用いて形成し、ホイールの回転に比例して発生するパルス信号を検出し、検出したパルス信号に基づいて、自車両MCの現在の速度を検出する。そして、車速センサ16は、検出した現在の速度(以下、「車速」と記載する場合がある)を含む情報信号(以下、「車速信号」と記載する場合がある)を、マイクロプロセッサ18に出力する。なお、図1中では、右前輪WFRに設けた車速センサ16を車速センサ16FRと示し、左前輪WFLに設けた車速センサ16を車速センサ16FLと示す。
マイクロプロセッサ18は、例えば、A/D変換回路、D/A変換回路、中央演算処理装置、メモリ等を用いて形成する集積回路である。
また、マイクロプロセッサ18は、メモリに格納したプログラムに基づき、車間距離を制御するための駆動力操作量及び制動力操作量を算出する。そして、マイクロプロセッサ18は、算出した駆動力操作量を含む情報信号である駆動力指令信号を、パワートレーンコントローラ20に出力する。これに加え、マイクロプロセッサ18は、算出した制動力操作量を含む情報信号である制動力指令信号を、ブレーキコントローラ22に出力する。
なお、マイクロプロセッサ18の詳細な構成は後述する。
パワートレーンコントローラ20は、マイクロプロセッサ18が出力した駆動力指令信号の入力を受けると、マイクロプロセッサ18が算出した駆動力操作量に応じて、エンジン駆動系2(エンジン6、トランスミッション8)を制御する。
具体的には、エンジン6からドライブシャフト26を介して右前輪WFR及び左前輪WFLに付与する駆動力と、トランスミッション8の変速レンジを、駆動力操作量に応じた値に制御する。
ブレーキコントローラ22は、マイクロプロセッサ18が出力した制動力指令信号の入力を受けると、マイクロプロセッサ18が算出した制動力操作量に応じて、ブレーキユニット4を制御する。
具体的には、各ブレーキユニット4が各車輪Wに付与する制動力を、制動力操作量に応じた値に制御する。
(マイクロプロセッサ18の詳細な構成)
次に、図1を参照しつつ、図2及び図3を用いて、マイクロプロセッサ18の詳細な構成について説明する。
図2は、マイクロプロセッサ18の詳細な構成を示すブロック図である。
図2中に示すように、マイクロプロセッサ18は、画像処理部28と、距離計測処理部30と、地図情報処理部32と、位置情報処理部34と、車速算出処理部36と、車間距離制御処理部38を備える。
画像処理部28は、カメラ10が出力した画像信号の入力を受け、画像信号が含む画像を処理して、例えば、先行車両の高さ(最大高さ)や信号機の点灯状態(色)等、車間距離を制御する処理で用いる画像処理情報を生成する。そして、画像処理部28は、生成した画像処理情報を含む情報信号(以下、「画像処理信号」と記載する場合がある)を、車間距離制御処理部38に出力する。
距離計測処理部30は、レーザーレーダ12が出力した距離信号の入力を受け、距離信号が含む距離を処理して、例えば、自車両MCと先行車両との車間距離を示す車間距離情報を生成する。そして、距離計測処理部30は、生成した車間距離情報を含む情報信号(以下、「車間距離信号」と記載する場合がある)を、車間距離制御処理部38に出力する。
地図情報処理部32は、カーナビゲーションユニット14が出力した地図信号の入力を受け、地図信号が含む地図情報を処理して、自車両MCが走行する道路に存在する信号機の位置を示す信号機位置情報を生成する。そして、地図情報処理部32は、生成した信号機位置情報を含む情報信号(以下、「信号機位置信号」と記載する場合がある)を、車間距離制御処理部38に出力する。
また、地図情報処理部32は、カーナビゲーションユニット14が出力した地図信号の入力を受け、地図信号が含む地図情報を処理して、信号機に対応する停止線の位置を示す停止線位置情報を生成する。そして、地図情報処理部32は、生成した停止線位置情報を含む情報信号(以下、「停止線位置信号」と記載する場合がある)を、車間距離制御処理部38に出力する。なお、信号機に対応する停止線の位置は、例えば、信号機と停止線との距離により示す。
さらに、地図情報処理部32は、カーナビゲーションユニット14が出力した地図信号の入力を受け、地図信号が含む地図情報を処理して、信号機の高さを示す信号機高さ情報を生成する。そして、地図情報処理部32は、生成した信号機高さ情報を含む情報信号(以下、「信号機高さ信号」と記載する場合がある)を、車間距離制御処理部38に出力する。
位置情報処理部34は、カーナビゲーションユニット14が出力した自車位置信号の入力を受け、自車位置信号が含む位置情報を処理して、自車両MCの位置を示す自車位置情報を生成する。そして、位置情報処理部34は、生成した自車位置情報を含む情報信号(以下、「自車位置信号」と記載する場合がある)を、車間距離制御処理部38に出力する。
車速算出処理部36は、車速センサ16が出力した車速信号の入力を受け、車速信号が含む車速を示す車速情報を生成する。そして、車速算出処理部36は、生成した車速情報を含む情報信号(以下、「車速処理信号」と記載する場合がある)を、車間距離制御処理部38に出力する。
車間距離制御処理部38は、画像処理部28、距離計測処理部30、地図情報処理部32、位置情報処理部34及び車速算出処理部36が出力した各種情報信号の入力を受け、これらの信号が含む情報に応じて、駆動力操作量と制動力操作量を算出する。そして、車間距離制御処理部38は、算出した駆動力操作量を含む情報信号である駆動力指令信号を、パワートレーンコントローラ20に出力する。これに加え、車間距離制御処理部38は、算出した制動力操作量を含む情報信号である制動力指令信号を、ブレーキコントローラ22に出力する。
なお、車間距離制御処理部38の具体的な構成の説明と、車間距離制御処理部38が行う具体的な処理の説明は、後述する。
次に、図1及び図2を参照しつつ、図3を用いて、車間距離制御処理部38の詳細な構成について説明する。
図3は、車間距離制御処理部38の詳細な構成を示すブロック図である。
図3中に示すように、車間距離制御処理部38は、実車間距離算出部40と、車速算出部42と、自車両位置算出部44と、停止線位置算出部46と、車間車両台数検出部48と、信号機位置算出部50を備える。これに加え、車間距離制御処理部38は、遮蔽部分高さ検出部52と、信号機高さ算出部54と、余裕代算出部66と、制動開始点算出部56と、第一車間距離算出部58と、第二車間距離算出部60を備える。さらに、車間距離制御処理部38は、点灯状態検出部68と、第一ジレンマゾーン算出部70と、第二ジレンマゾーン算出部72と、車間距離制御部62を備える。
実車間距離算出部40は、距離計測処理部30が出力した車間距離信号の入力を受け、車間距離信号が含む車間距離情報を用いて、先行車両と自車両MCとの車間距離を算出する。そして、実車間距離算出部40は、算出した車間距離を含む情報信号(以下、「実車間距離信号」と記載する場合がある)を、車間距離制御部62に出力する。
ここで、実車間距離算出部40が行う車間距離の算出は、車間距離を推定して行ってもよく、車間距離を検出して行ってもよい。
車速算出部42は、車速算出処理部36が出力した車速処理信号の入力を受け、車速処理信号が含む車速情報を用いて、自車両MCの車速を算出する。そして、車速算出部42は、算出した車速を含む情報信号(以下、「実車速信号」と記載する場合がある)を、制動開始点算出部56と、第二車間距離算出部60と、車間距離制御部62に出力する。
ここで、車速算出部42が行う自車両MCの車速の算出は、自車両MCの車速を推定して行ってもよく、自車両MCの車速を検出して行ってもよい。
自車両位置算出部44は、位置情報処理部34が出力した自車位置信号の入力を受け、自車位置信号が含む自車位置情報を用いて、自車両MCの現在位置(座標)を算出する。そして、自車両位置算出部44は、算出した現在位置を含む情報信号(以下、「現在位置信号」と記載する場合がある)を、制動開始点算出部56に出力する。
ここで、自車両位置算出部44が行う自車両MCの現在位置の算出は、自車両MCの現在位置を推定して行ってもよく、自車両MCの現在位置を検出して行ってもよい。
停止線位置算出部46は、地図情報処理部32が出力した停止線位置信号の入力を受け、停止線位置信号が含む停止線位置情報を用いて、信号機に対応する停止線の位置(座標)を算出する。そして、停止線位置算出部46は、算出した停止線の位置を含む情報信号(以下、「停止線位置算出信号」と記載する場合がある)を、制動開始点算出部56に出力する。
ここで、停止線位置算出部46が行う停止線の位置の算出は、停止線の位置を推定して行ってもよく、停止線の位置を検出して行ってもよい。
車間車両台数検出部48は、画像処理部28が出力した画像処理信号の入力を受け、画像処理信号が含む画像処理情報を用いて、視界遮蔽車両と自車両MCとの間に存在する車両である車間車両の台数を検出する。そして、車間車両台数検出部48は、検出した車間車両の台数を含む情報信号(以下、「車間車両台数信号」と記載する場合がある)を、制動開始点算出部56に出力する。
ここで、視界遮蔽車両とは、自車両MCの車両前後方向前方に存在する車両のうち、自車両MCの運転者から見た車両前後方向前方の視界を最も高い位置で遮る部分を有する車両である。
また、車間車両は、例えば、三輪以上の車輪を備える自動車、二輪の車輪を備えるバイク、側車付きのバイク(サイドカー)等を含む。また、車間車両は、例えば、自車両MCが走行している車線に存在している車両を対象とする。
信号機位置算出部50は、地図情報処理部32が出力した信号機位置信号の入力を受け、信号機位置信号が含む信号機位置情報を用いて、信号機の位置(座標)を算出する。そして、信号機位置算出部50は、算出した信号機の位置を含む情報信号(以下、「信号機位置算出信号」と記載する場合がある)を、制動開始点算出部56と第一車間距離算出部58に出力する。
ここで、信号機位置算出部50が行う信号機の位置の算出は、信号機の位置を推定して行ってもよく、信号機の位置を検出して行ってもよい。
遮蔽部分高さ検出部52は、画像処理部28が出力した画像処理信号の入力を受け、画像処理信号が含む画像処理情報を用いて、先行車両のうち、自車両MCの運転者から見た車両前後方向前方の視界を最も高い位置で遮る部分である遮蔽部分の高さを検出する。そして、遮蔽部分高さ検出部52は、検出した遮蔽部分の高さを含む情報信号(以下、「遮蔽部分高さ信号」と記載する場合がある)を、第一車間距離算出部58に出力する。
ここで、先行車両の遮蔽部分は、例えば、先行車両が箱型のコンテナを備えたトラックである場合、コンテナのうち、自車両MCと対向する面(先行車両の車両前後方向後方の面)である。
信号機高さ算出部54は、地図情報処理部32が出力した信号機高さ信号の入力を受け、信号機高さ信号が含む信号機高さ情報を用いて、自車両MCの車両前後方向前方に存在する信号機の高さを算出する。そして、信号機高さ算出部54は、算出した信号機の高さを含む情報信号(以下、「信号機高さ算出信号」と記載する場合がある)を、第一車間距離算出部58に出力する。
ここで、信号機高さ算出部54が行う信号機の高さの算出は、信号機の高さを推定して行ってもよく、信号機の高さを検出して行ってもよい。
余裕代算出部66は、自車両MCを停止線に停止させる運転者による制動操作の遅れを補正して自車両MCが停止線に停止するような余裕代を算出する。そして、余裕代算出部66は、算出した余裕代を含む情報信号(以下、「余裕代算出信号」と記載する場合がある)を、制動開始点算出部56に出力する。
すなわち、余裕代は、自車両MCを停止線に停止させる運転者による制動操作の遅れを考慮して設定するパラメータである。また、余裕代算出部66には、例えば、自車両MCと停止線との距離と、自車両MCの車速と、運転者による制動操作との関係を示すマップである余裕代マップを、予め格納しておく。そして、自車両MCと停止線との距離と自車両MCの車速を、余裕代マップに適用して、余裕代の算出を行う。
制動開始点算出部56は、車速算出部42、自車両位置算出部44、停止線位置算出部46、車間車両台数検出部48及び信号機位置算出部50がそれぞれ出力した情報信号の入力を受ける。そして、制動開始点算出部56は、まず、以下の式(1)を用いて、円滑制動停止距離を算出する。
ここで、円滑制動停止距離は、走行中の自車両MCが停止線まで減速度の急激な変化を生じることなく円滑に減速しながら停止するための、自車両MCの前端から停止線までの距離である。
Figure 0005990941
上記の式(1)において、「X」は、円滑制動停止距離であり、「V」は、自車両MCの車速である。また、上記の式(1)において、「d」は、算出用減速度である。
ここで、算出用減速度dは、走行中の自車両MCが、停止線まで減速度の急激な変化を生じることなく、円滑に減速しながら停止するための減速度であり、予め設定し、制動開始点算出部56に記憶させておく。
次に、制動開始点算出部56は、停止線の位置から上記の式(1)を用いて算出した、停止線の位置から円滑制動停止距離Xだけ手前の位置(自車両MC側の位置)を、制動開始点として算出する。そして、制動開始点算出部56は、算出した制動開始点を含む情報信号(以下、「制動開始点信号」と記載する場合がある)を、第一車間距離算出部58に出力する。
ここで、制動開始点は、走行中の自車両MCを停止させるための制動(制動力の付与)を開始する位置である。
以上により、制動開始点算出部56は、停止線と自車両MCとの位置関係と、自車両MCの車速を用いて、制動開始点を算出する。
また、制動開始点算出部56は、車間車両台数検出部48が出力した車間車両台数信号の入力を受け、車間車両台数信号が含む車間車両の台数に応じて、制動開始点の補正量を算出する。
具体的には、車間車両の台数が多いほど、制動開始点が信号機側から自車両MCの現在位置側へ移動するように、制動開始点の補正量を算出する。
なお、車間車両の台数が「0」である場合、すなわち、先行車両と自車両MCとの間に車両が存在していない場合は、制動開始点の補正・移動を行わない。
また、制動開始点算出部56は、制動開始点から停止線までの間に、走行中の自車両MCの車速が、予め設定した減速度の変化割合以下で変化するように、制動開始点を算出する。
これは、例えば、走行中の自車両MCの車速が高く、制動開始点から停止線までの間に減速中の自車両MCに発生する減速度が大きくなる場合には、制動開始点を自車両MCの現在位置側へ移動させた位置に算出する処理である。
ここで、減速度の変化割合は、例えば、減速している自車両MCの乗員が、減速度の急激な変化を感じない変化割合であり、予め設定して、制動開始点算出部56に記憶させておく。なお、自車両MCの乗員とは、自車両MCの運転者に加え、助手席や後部座席に座っている人員も含む。
また、制動開始点算出部56は、余裕代算出部66が算出した余裕代を用いて、制動開始点を算出する。
自車両MCを停止線に停止させる運転者による制動操作の遅れは、例えば、走行中の自車両MCの車速が高いほど大きくなるパラメータである。
したがって、本実施形態では、一例として、余裕代を、車速算出部42が出力した実車速信号を参照して設定する。そして、本実施形態では、余裕代が大きいほど、制動開始点を自車両MCの現在位置側へ移動させた位置に算出する処理を行う。
第一車間距離算出部58は、制動開始点算出部56、停止線位置算出部46、信号機位置算出部50、遮蔽部分高さ検出部52及び信号機高さ算出部54がそれぞれ出力した情報信号の入力を受け、以下の式(2)を用いて、第一車間距離を算出する。そして、第一車間距離算出部58は、算出した第一車間距離を含む情報信号(以下、「第一車間距離信号」と記載する場合がある)を、車間距離制御部62に出力する。
ここで、第一車間距離は、制動開始点に到達した自車両MCの運転者が信号機を視認可能な、先行車両と自車両MCとの車間距離である。
Figure 0005990941
上記の式(2)において、「X」は、第一車間距離であり、「Y」は、遮蔽部分高さ検出部52が検出した遮蔽部分の高さであり、「Y」は、信号機高さ算出部54が算出した信号機の高さである。また、上記の式(2)において、「Y」は、カメラ10の路面からの高さであり、「Xsc」は、信号機と停止線との距離であり、「X」は、自車両MCの前端からカメラ10までの距離である。
ここで、カメラ10の路面からの高さYと、自車両MCの前端からカメラ10までの距離Xは、自車両MCの固有値であり、予め第一車間距離算出部58に記憶させておく。また、信号機と停止線との距離Xscは、停止線位置算出部46及び信号機位置算出部50がそれぞれ出力した情報信号を用いて算出する。
以上により、第一車間距離算出部58は、制動開始点から信号機までの距離と、信号機の高さ及び遮蔽部分の高さを用いて、第一車間距離を算出する。
第二車間距離算出部60は、車速算出部42が出力した実車速信号の入力を受け、実車速信号が含む現在の車速を用いて、現在の車速に応じた先行車両と自車両MCとの車間距離である第二車間距離を算出する。そして、第二車間距離算出部60は、算出した第二車間距離を含む情報信号(以下、「第二車間距離信号」と記載する場合がある)を、車間距離制御部62に出力する。
ここで、第二車間距離は、例えば、自車両MCの現在の車速が60[km/h]程度である場合、28[m]程度に設定する。これは、例えば、第二車間距離算出部60に、予め、現在の車速と第二車間距離との関係を示すマップを格納しておく。そして、車速算出部42が出力した実車速信号をマップに適用して、第二車間距離の算出を行う。
点灯状態検出部68は、画像処理部28が出力した画像処理信号の入力を受け、信号機の点灯状態(色)を検出する。そして、点灯状態検出部68は、検出した信号機の点灯状態(色)を含む情報信号(以下、「点灯状態信号」と記載する場合がある)を、第一ジレンマゾーン算出部70に出力する。
第一ジレンマゾーン算出部70は、車速算出部42、自車両位置算出部44、停止線位置算出部46及び点灯状態検出部68がそれぞれ出力した情報信号の入力を受ける。そして、第一ジレンマゾーン算出部70は、自車両位置算出部44が算出した現在位置から停止線位置算出部46が算出した停止線の位置までの距離と車速算出部42が算出した車速との関係として、第一ジレンマゾーン成立関係を算出する。さらに、第一ジレンマゾーン算出部70は、算出した第一ジレンマゾーン成立関係を含む情報信号(以下、「第一ジレンマゾーン信号」と記載する場合がある)を、車間距離制御部62に出力する。
ここで、第一ジレンマゾーン成立関係とは、点灯状態検出部48が検出した信号機の点灯状態が黄色である間に、走行中の自車両MCが、停止線を越えて信号機を配置した交差点に進入できないような関係である。また、第一ジレンマゾーン算出部70には、例えば、自車両MCと停止線との距離と、自車両MCの車速と、信号機の点灯状態と、信号機を配置した交差点に進入する車両の挙動との関係を示すマップである第一ジレンマゾーンマップを、予め格納しておく。そして、自車両MCと停止線との距離と自車両MCの車速を、第一ジレンマゾーンマップに適用して、第一ジレンマゾーン成立関係の算出を行う。
第二ジレンマゾーン算出部72は、車速算出部42、自車両位置算出部44及び停止線位置算出部46がそれぞれ出力した情報信号の入力を受ける。そして、第二ジレンマゾーン算出部72は、自車両位置算出部44が算出した現在位置から停止線位置算出部46が算出した停止線の位置までの距離と車速算出部42が算出した車速との関係として、第二ジレンマゾーン成立関係を算出する。さらに、第二ジレンマゾーン算出部72は、算出した第二ジレンマゾーン成立関係を含む情報信号(以下、「第二ジレンマゾーン信号」と記載する場合がある)を、車間距離制御部62に出力する。
ここで、第二ジレンマゾーン成立関係とは、走行中の自車両MCが予め設定したジレンマゾーン算出用減速度で減速して、停止線または停止線を含む予め設定した範囲内に停止できないような関係である。なお、本実施形態では、一例として、ジレンマゾーン算出用減速度を、−0.1[G]以下で設定し、第二ジレンマゾーン算出部72に記憶させておく場合を説明する。また、第二ジレンマゾーン算出部72には、例えば、自車両MCと停止線との距離と、自車両MCの車速と、ジレンマゾーン算出用減速度と、上記の設定した範囲に停止する車両の挙動との関係を示すマップである第二ジレンマゾーンマップを、予め格納しておく。そして、自車両MCと停止線との距離と、自車両MCの車速と、ジレンマゾーン算出用減速度を、第二ジレンマゾーンマップに適用して、第二ジレンマゾーン成立関係の算出を行う。
車間距離制御部62は、実車間距離算出部40、車速算出部42、自車両位置算出部44、制動開始点算出部56、第一車間距離算出部58及び第二車間距離算出部60がそれぞれ出力した情報信号の入力を受ける。そして、車間距離制御部62は、少なくとも制動開始点において、自車両MCと先行車両との車間距離が第一車間距離Xとなるように、駆動力操作量と制動力操作量を算出する。
具体的には、走行中の自車両MCが制動開始点に到達した時点において、車間距離が第一車間距離Xとなるように、走行中の車速に応じて駆動力操作量と制動力操作量を算出する。これにより、車間距離制御部62は、少なくとも制動開始点で、車間距離を第一車間距離Xに制御する処理を行う。
また、車間距離制御部62は、少なくとも自車両MCが制動開始点を通過して、信号機を配置した交差点に進入するまでの間は、車間距離が第一車間距離Xとなるように、走行中の車速に応じて駆動力操作量と制動力操作量を算出する。これにより、車間距離制御部62は、少なくとも自車両MCが制動開始点を通過して、信号機を配置した交差点に進入するまでの間は、車間距離を第一車間距離Xに制御する処理を行う。
なお、自車両MCが制動開始点を通過して、信号機を配置した交差点に進入するまでの、自車両MCの位置は、例えば、自車両位置算出部44が出力した現在位置信号を参照して検出する。
また、車間距離制御部62は、車速算出部42、自車両位置算出部44、停止線位置算出部46、第一ジレンマゾーン算出部70及び第二ジレンマゾーン算出部72がそれぞれ出力した情報信号の入力を受ける。そして、車間距離制御部62は、自車両MCの現在位置から停止線までの距離と車速との関係が、第一ジレンマゾーン成立関係及び第二ジレンマゾーン成立関係とならないように、制動開始点における車速を制御して、車間距離を第一車間距離Xに制御する処理を行う。
また、車間距離制御部62は、車間距離制御開始点に自車両MCが到達するまでは、車間距離が第二車間距離となるように、走行中の車速に応じて駆動力操作量と制動力操作量を算出する。これにより、車間距離制御部62は、車間距離制御開始点に自車両MCが到達するまでは、車間距離を第二車間距離に制御する処理を行う。
ここで、車間距離制御開始点とは、少なくとも制動開始点で車間距離を第一車間距離Xとするための制御を開始する位置である。
そして、車間距離制御開始点に自車両MCが到達するまでは車間距離を第二車間距離に制御している車間距離制御部62は、車間距離制御開始点で、車間距離を第二車間距離から第一車間距離Xへ遷移させる制御を開始する。
このとき、車間距離制御部62は、駆動力操作量と制動力操作量を算出する際に、第二車間距離が第一車間距離Xよりも長い距離である場合は、駆動力の減少及び制動力の増加のうち少なくとも一方を行う。また、第二車間距離が第一車間距離Xよりも短い距離である場合は、駆動力の増加及び制動力の減少のうち少なくとも一方を行う。
また、車間距離制御部62は、第二車間距離から第一車間距離Xへ遷移させる制御を行う際に、自車両MCが、予め設定した設定加速度以下で加速、または、予め設定した設定減速度以下で減速するように、車間距離制御開始点を設定する。
ここで、設定加速度は、例えば、+0.1[G]以下で設定し、車間距離制御部62に記憶させておく。また、設定減速度は、例えば、−0.1[G]以下で設定し、車間距離制御部62に記憶させておく。
上述した処理を行った車間距離制御部62は、算出した駆動力操作量を含む情報信号である駆動力指令信号を、パワートレーンコントローラ20に出力する。これに加え、上述した処理を行った車間距離制御処理部38は、算出した制動力操作量を含む情報信号である制動力指令信号を、ブレーキコントローラ22に出力する。
(車間距離制御装置1が行う処理)
以下、図1から図3を参照しつつ、図4を用いて、車間距離制御装置1が行う処理について、詳細に説明する。
図4は、車間距離制御装置1が行う処理を示すフローチャートである。
図4中に示すように、車間距離制御装置1が処理を開始(START)すると、まず、ステップS100において、実車間距離算出部40が、先行車両と自車両MCとの車間距離を算出(図中に示す「実車間距離算出」)する。ステップS100において、先行車両と自車両MCとの車間距離を算出すると、車間距離制御装置1が行う処理は、ステップS110へ移行する。
ステップS110では、車速算出部42が、自車両MCの車速を算出(図中に示す「車速算出」)する。ステップS110において、自車両MCの車速を算出すると、車間距離制御装置1が行う処理は、ステップS120へ移行する。
ステップS120では、自車両位置算出部44が、自車両MCの現在位置(座標)を算出(図中に示す「自車両位置算出」)する。ステップS120において、自車両MCの現在位置を算出すると、車間距離制御装置1が行う処理は、ステップS130へ移行する。
ステップS130では、停止線位置算出部46が、信号機に対応する停止線の位置(座標)を算出(図中に示す「停止線位置算出」)する。ステップS130において、停止線の位置を算出すると、車間距離制御装置1が行う処理は、ステップS140へ移行する。
ステップS140では、車間車両台数検出部48が、車間車両の台数を検出(図中に示す「車間車両台数検出」)する。ステップS140において、車間車両の台数を検出すると、車間距離制御装置1が行う処理は、ステップS150へ移行する。
ステップS150では、信号機位置算出部50が、信号機の位置(座標)を算出(図中に示す「信号機位置算出」)する。ステップS150において、信号機の位置を算出すると、車間距離制御装置1が行う処理は、ステップS160へ移行する。
ステップS160では、遮蔽部分高さ検出部52が、自車両MCの車両前後方向前方に存在する車両のうち、自車両MCの運転者から見た車両前後方向前方の視界を最も高い位置で遮る部分である遮蔽部分の高さを検出(図中に示す「遮蔽部分高さ検出」)する。ステップS160において、遮蔽部分の高さを検出すると、車間距離制御装置1が行う処理は、ステップS170へ移行する。
ステップS170では、信号機高さ算出部54が、自車両MCの車両前後方向前方に存在する信号機の高さを算出(図中に示す「信号機高さ算出」)する。ステップS170において、信号機の高さを算出すると、車間距離制御装置1が行う処理は、ステップS180へ移行する。
なお、ステップS100からS170の処理は、上記と異なる順番で行なってもよい。
ステップS180では、制動開始点算出部56が、上記の式(1)を用いて算出した円滑制動停止距離Xを用いて、制動開始点を算出(図中に示す「制動開始点算出」)する。ステップS180において、制動開始点を算出すると、車間距離制御装置1が行う処理は、ステップS190へ移行する。
ここで、ステップS180では、制動開始点から停止線までの間に、走行中の自車両MCの車速が、予め設定した減速度の変化割合以下で変化するように、制動開始点を算出する。これに加え、ステップS180では、自車両MCを停止線に停止させる運転者による制動操作の遅れを補正して自車両MCが停止線に停止するような余裕代を用いて、制動開始点を算出する。
ステップS190では、制動開始点算出部56が、ステップS140で検出した車間車両の台数が一台以上であるか否かを判定(図中に示す「車間車両の台数が一台以上?」)する。
ステップS190において、ステップS140で検出した車間車両の台数が一台以上である(図中に示す「Y」)と判定した場合、車間距離制御装置1が行う処理は、ステップS200へ移行する。
一方、ステップS190において、ステップS140で検出した車間車両の台数が一台未満、すなわち、車間車両が存在しない(図中に示す「N」)と判定した場合、車間距離制御装置1が行う処理は、ステップS220へ移行する。
ステップS200では、制動開始点算出部56が、ステップS140で検出した車間車両の台数に応じて、制動開始点の補正量を算出(図中に示す「制動開始点補正量算出」)する。ステップS200において、制動開始点の補正量を算出すると、車間距離制御装置1が行う処理は、ステップS210へ移行する。
ステップS210では、制動開始点算出部56が、ステップS210で算出した補正量を用いて、ステップS180で算出した制動開始点の位置を補正(図中に示す「制動開始点補正」)する。ステップS210において、制動開始点の位置を補正すると、車間距離制御装置1が行う処理は、ステップS220へ移行する。
ステップS220では、第一車間距離算出部58が、上記の式(2)を用いて、第一車間距離Xを算出(図中に示す「第一車間距離算出」)する。ステップS220において、第一車間距離Xを算出すると、車間距離制御装置1が行う処理は、ステップS230へ移行する。
ステップS230では、第二車間距離算出部60が、車速算出部42が算出した自車両MCの車速を用いて、第二車間距離を算出(図中に示す「第二車間距離算出」)する。ステップS230において、第二車間距離を算出すると、車間距離制御装置1が行う処理は、ステップS240へ移行する。
ステップS240では、自車両MCが車間距離制御開始点に到達しているか否かを判定(図中に示す「自車両が車間距離制御開始点に到達している?」)する。
ステップS240において、自車両MCが車間距離制御開始点に到達していない(図中に示す「N」)と判定した場合、車間距離制御装置1が行う処理は、ステップS250へ移行する。
一方、ステップS240において、自車両MCが車間距離制御開始点に到達している(図中に示す「Y」)と判定した場合、車間距離制御装置1が行う処理は、ステップS270へ移行する。
ステップS250では、車間距離制御部62が、自車両MCが車間距離制御開始点に到達するまでは、車間距離が第二車間距離となるように、走行中の車速に応じて駆動力操作量と制動力操作量を算出する。そして、車間距離制御部62は、算出した駆動力操作量を含む情報信号である駆動力指令信号を、パワートレーンコントローラ20に出力し、算出した制動力操作量を含む情報信号である制動力指令信号を、ブレーキコントローラ22に出力する。これにより、ステップS250では、自車両MCが車間距離制御開始点に到達するまで、車間距離制御部62が、車間距離を第二車間距離に制御(図中に示す「車間距離を第二車間距離に制御」)する処理を行う。ステップS250において、車間距離を第二車間距離に制御する処理を行うと、車間距離制御装置1が行う処理は、ステップS260へ移行する。
ステップS260では、車間距離制御部62が、走行中の自車両MCが車間距離制御開始点に到達した時点で、車間距離を第二車間距離から第一車間距離Xへ遷移させる制御を行う(図中に示す「車間距離遷移制御」)する。また、車間距離制御部62は、ステップS250と同様、駆動力指令信号をパワートレーンコントローラ20に出力し、制動力指令信号をブレーキコントローラ22に出力する。ステップS260において、車間距離を第二車間距離から第一車間距離Xへ遷移させる制御を行うと、車間距離制御装置1が行う処理は、ステップS270へ移行する。
ここで、ステップS260では、自車両MCが、設定加速度以下(例えば、+0.1[G]以下)で加速、または、設定減速度以下(例えば、−0.1[G]以下)で減速するように、車間距離制御開始点を設定する。
ステップS270では、車間距離制御部62が、少なくとも制動開始点において、自車両MCと先行車両との車間距離が第一車間距離Xとなるように、走行中の車速に応じて駆動力操作量と制動力操作量を算出する。そして、車間距離制御部62は、ステップS250と同様、駆動力指令信号をパワートレーンコントローラ20に出力し、制動力指令信号をブレーキコントローラ22に出力する。これにより、ステップS270では、少なくとも制動開始点における自車両MCと先行車両との車間距離を、第一車間距離Xに制御(図中に示す「車間距離を第一車間距離に制御」)する。ステップS270において、車間距離を第一車間距離に制御する処理を行うと、車間距離制御装置1が行う処理は、ステップS280へ移行する。
ここで、ステップS270では、自車両MCの現在位置から停止線までの距離と車速との関係が、第一ジレンマゾーン成立関係及び第二ジレンマゾーン成立関係とならないように、制動開始点における車速を制御する。これにより、ステップS270では、自車両MCの現在位置から停止線までの距離と車速との関係が、第一ジレンマゾーン成立関係及び第二ジレンマゾーン成立関係とならないように、車間距離を第一車間距離Xに制御する処理を行う。
ステップS280では、自車両MCが制動開始点を通過して、信号機を配置した交差点に進入しているか否かを判定(図中に示す「自車両が交差点に進入している?」)する。
ステップS280において、自車両MCが交差点に進入していない(図中に示す「N」)と判定した場合、車間距離制御装置1が行う処理は、ステップS290へ移行する。
一方、ステップS280において、自車両MCが交差点に進入している(図中に示す「Y」)と判定した場合、車間距離制御装置1が行う処理は、ステップS300へ移行する。
ステップS290では、車間距離制御部62が、自車両MCが交差点に進入するまでの間、車間距離が第一車間距離Xを維持するように、走行中の車速に応じて駆動力操作量と制動力操作量を算出する。そして、車間距離制御部62は、ステップS250と同様、駆動力指令信号をパワートレーンコントローラ20に出力し、制動力指令信号をブレーキコントローラ22に出力する。これにより、ステップS290では、少なくとも自車両MCが制動開始点を通過して、信号機を配置した交差点に進入するまでの間は、車間距離を第一車間距離Xに維持(図中に示す「車間距離を第一車間距離に維持」)する。ステップS290において、車間距離を第一車間距離に維持する処理を行うと、車間距離制御装置1が行う処理は、ステップS300へ移行する。
ステップS300では、エンジン6が停止しているか否かを、イグニッション(IGN)スイッチがOFF状態であるか否かの判定(図中に示す「IGN OFF?」)により行う。
ステップS300において、エンジン6が停止している(図中に示す「Y」)と判定した場合、車間距離制御装置1は処理を終了(END)する。
一方、ステップS300において、エンジン6が停止していない(図中に示す「N」)と判定した場合、車間距離制御装置1が行う処理は、ステップS100の処理へ復帰する。
(動作)
次に、図1から図4を参照しつつ、図5を用いて、本実施形態の車間距離制御装置1を備える自車両MCが行う動作について説明する。
図5は、車間距離制御装置1を備える自車両MCが行う動作を示す図であり、道路状況の一例を示す図である。なお、図5中に示す「X」は、円滑制動停止距離Xと、自車両MCの前端からカメラ10までの距離Xと、信号機64と停止線SLとの距離Xscの総距離(総和)である。
以下、図5中に示すように、自車両MCが、大型トラックである先行車両LCを追従しながら走行している状況で、信号機64を設置した交差点に向けて走行する状況における自車両MCの動作について説明する。
ここで、信号機64の点灯状態は、青色から黄色への変わり目である。また、先行車両LCの位置と車速との関係は、信号機64の点灯状態が黄色である間に、停止線SLを越えて交差点内に進入可能な関係とする。
このとき、自車両MCが先行車両LCに近づきすぎている、すなわち、車間距離が短すぎる場合、自車両MCの運転者から見た車両前後方向前方且つ上方の視界(仰角)が、先行車両LCにより遮蔽され、信号機64が先行車両LCの陰となる。このため、車間距離が短すぎる場合、自車両MCの運転者は、自車両MCが交差点に接近する(例えば、停止線SLの近傍に移動する)まで、信号機64(信号機64の点灯状態)を視認できないという状況が発生するおそれがある。
上記のような状況では、運転者が視認した信号機64の点灯状態が黄色または赤色だった場合、自車両MCの現在位置から停止線SLまでの距離と車速との関係が、第一ジレンマゾーン成立関係及び第二ジレンマゾーン成立関係となる可能性がある。
自車両MCの現在位置から停止線SLまでの距離と車速との関係が、第一ジレンマゾーン成立関係及び第二ジレンマゾーン成立関係となっている状態では、信号機64を視認した運転者は、急制動(急ブレーキ)を行なう必要がある状況が発生する可能性がある。
これに対し、本実施形態では、制動開始点算出部56が、上記の式(1)を用いて算出した円滑制動停止距離Xを用いて、制動開始点を算出する。これに加え、第一車間距離算出部58が、上記の式(2)を用いて、第一車間距離Xを算出する。
さらに、本実施形態では、車間距離制御部62が、少なくとも制動開始点において、自車両MCと先行車両との車間距離が第一車間距離Xとなるように、走行中の車速に応じて駆動力操作量と制動力操作量を算出する。そして、車間距離制御部62は、算出した駆動力操作量を含む駆動力指令信号をパワートレーンコントローラ20に出力し、算出した制動力操作量を含む制動力指令信号をブレーキコントローラ22に出力する。
したがって、本実施形態の車間距離制御装置1を備えた車両(自車両MC)では、停止線SLから円滑制動停止距離Xの分だけ、自車両MC側の位置を、制動開始点に設定する。
このため、少なくとも制動開始点において、自車両MCと先行車両との車間距離を、自車両MCの運転者が信号機64を視認可能な第一車間距離Xに制御している状態で、自車両MCを走行させることが可能となる。
これにより、本実施形態の車間距離制御装置1を備えた車両(自車両MC)では、制動開始点において、運転者の視界(仰角)が先行車両LCにより遮蔽されることを防止することが可能となる。これに加え、制動開始点において、円滑制動停止距離Xを確保した状態で、運転者が信号機64を視認することが可能となる。このため、運転者が視認した信号機64の点灯状態が黄色または赤色の場合であっても、運転者は、急制動を行なうこと無く、自車両MCを停止線SLへ向けて減速させることが可能となる。
なお、上述したように、本実施形態の車間距離制御装置1の動作で実施する車間距離制御方法は、制動開始点を算出する制動開始点算出ステップを有する方法である。これに加え、本実施形態の車間距離制御装置1の動作で実施する車間距離制御方法は、第一車間距離Xを算出する第一車間距離算出ステップを有する方法である。さらに、本実施形態の車間距離制御装置1の動作で実施する車間距離制御方法は、少なくとも制動開始点で車間距離を第一車間距離Xに制御する車間距離制御ステップを有する方法である。
以上により、ステップS180は、制動開始点算出ステップに対応する。また、ステップS220は、第一車間距離算出ステップに対応する。また、ステップS270は、車間距離制御ステップに対応する。
(第一実施形態の効果)
本実施形態の車間距離制御装置1であれば、以下に記載する効果を奏することが可能となる。
(1)制動開始点算出部56が、停止線SLと自車両MCとの位置関係及び自車両MCの車速Vを用いて、自車両MCを停止させるための制動を開始する位置である制動開始点を算出する。また、第一車間距離算出部58が、制動開始点から信号機64までの距離、信号機64の高さY及び遮蔽部分の高さYを用いて、制動開始点に到達した自車両MCの運転者が信号機64を視認可能な車間距離である第一車間距離Xを算出する。これに加え、車間距離制御部62が、少なくとも制動開始点において、車間距離を第一車間距離Xに制御する。
このため、少なくとも制動開始点において、自車両MCと先行車両との車間距離を、自車両MCの運転者が信号機64を視認可能な第一車間距離Xに制御している状態で、自車両MCを走行させることが可能となる。すなわち、自車両MCと信号機64との位置関係に応じて、車間距離を運転者が信号機64を視認可能な距離へ制御することが可能となる。
その結果、制動開始点において、運転者の視界(仰角)が先行車両LCにより遮蔽されることを防止するとともに、円滑制動停止距離Xを確保した状態で、運転者が信号機64を視認することが可能となる。
これにより、運転者が視認した信号機64の点灯状態が黄色または赤色の場合であっても、運転者は、急制動を行なうこと無く、自車両MCを停止線SLへ向けて減速・停止させることが可能となる。
(2)第二車間距離算出部60が、車速に応じた車間距離である第二車間距離を算出する。また、車間距離制御部62が、少なくとも制動開始点で車間距離を第一車間距離Xとするための制御を開始する位置である車間距離制御開始点に自車両MCが到達するまでは、車間距離を第二車間距離に制御する。これに加え、車間距離制御部62は、車間距離制御開始点において、車間距離を第二車間距離から第一車間距離Xへ遷移させる制御を開始する。
その結果、信号機64を視認する必要がない状態では、車間距離を車速に応じた第二車間距離に制御して、先行車両LCの走行状態に対応しやすい状況で自車両MCを運転することが可能となる。
(3)車間距離制御部62が、車間距離を第二車間距離から第一車間距離Xへ遷移させる際に、自車両MCが、予め設定した設定加速度以下で加速、または、予め設定した設定減速度以下で減速するように、車間距離制御開始点を設定する。
その結果、自車両MCの乗員が感じる加減速度を、自車両MCの挙動に応じた自然な加減速度とすることが可能となる。
(4)制動開始点算出部56が、車間車両台数検出部48が検出した車間車両の台数に応じて、制動開始点を信号機64側から自車両MCの現在位置側へ移動させる。
その結果、視界遮蔽車両と自車両MCとの間に車間車両が存在していても、少なくとも制動開始点において、車間距離を運転者が信号機64を視認可能な距離へ制御することが可能となる。
(5)車間距離制御部62が、少なくとも自車両MCが制動開始点を通過して信号機64を配置した交差点に進入するまでの間は、車間距離を第一車間距離Xに制御する。
その結果、自車両MCが先行車両LCに追従して交差点に進入した場合であっても、交差点において、車間距離を運転者が信号機64を視認可能な距離へ制御することが可能となる。
(6)車間距離制御部62が、自車両MCの現在位置から停止線SLまでの距離と車速との関係が、第一ジレンマゾーン成立関係及び第二ジレンマゾーン成立関係とならないように、制動開始点における車速を制御して、車間距離を第一車間距離Xに制御する。
その結果、自車両MCが先行車両LCに追従して交差点に進入した場合であっても、信号機64の点灯状態が黄色である間に停止線SLを通過することが可能となる。また、自車両MCが先行車両LCに追従している場合に、信号機64の点灯状態が赤色である場合は、自車両MCの乗員が減速度の急激な変化を感じることなく、自車両MCを、停止線SLまたは停止線SL近傍に停止させることが可能となる。
(7)制動開始点算出部56が、制動開始点から停止線SLまでの間に車速が予め設定した減速度の変化割合以下で変化するように、制動開始点を算出する。
その結果、自車両MCの乗員が減速度の急激な変化を感じることなく、自車両MCを減速・停止させることが可能となる。
(8)余裕代算出部66が、自車両MCを停止線SLに停止させる運転者による制動操作の遅れを補正して自車両MCが停止線SLに停止するような余裕代を算出する。これに加え、制動開始点算出部56が、余裕代算出部66が算出した余裕代を用いて、制動開始点を算出する。
その結果、車速が高く、運転者による制動操作の遅れが大きい場合であっても、車間距離を運転者が信号機64を視認可能な距離へ制御するとともに、自車両MCを減速・停止させることが可能となる。
(9)本実施形態の車両制御方法では、制動開始点算出ステップにおいて、停止線SLと自車両MCとの位置関係及び車速Vを用いて、自車両MCを停止させるための制動を開始する位置である制動開始点を算出する。また、第一車間距離算出ステップにおいて、制動開始点から信号機64までの距離、信号機64の高さY及び遮蔽部分の高さYを用いて、制動開始点に到達した自車両MCの運転者が信号機64を視認可能な車間距離である第一車間距離Xを算出する。これに加え、車間距離制御ステップにおいて、少なくとも制動開始点で車間距離を第一車間距離Xに制御する。
このため、少なくとも制動開始点において、自車両MCと先行車両との車間距離を、自車両MCの運転者が信号機64を視認可能な第一車間距離Xに制御している状態で、自車両MCを走行させることが可能となる。すなわち、自車両MCと信号機64との位置関係に応じて、車間距離を運転者が信号機64を視認可能な距離へ制御することが可能となる。
その結果、制動開始点において、運転者の視界(仰角)が先行車両LCにより遮蔽されることを防止するとともに、円滑制動停止距離Xを確保した状態で、運転者が信号機64を視認することが可能となる。これにより、運転者が視認した信号機64の点灯状態が黄色または赤色の場合であっても、運転者は、急制動を行なうこと無く、自車両MCを停止線SLへ向けて減速・停止させることが可能となる。
(変形例)
(1)本実施形態では、信号機高さ算出部54の構成を、地図情報処理部32が出力した信号機高さ信号が含む信号機高さ情報を用いて、信号機64の高さYを算出する構成としたが、これに限定するものではない。すなわち、信号機高さ算出部54の構成を、例えば、信号機64の高さのうち、想定される最小値(例えば、約2[m])や、自車両MCが制動開始点へ到達する前にカメラ10で撮像した画像を用いて、信号機64の高さYを算出する構成としてもよい。
1 車間距離制御装置
2 エンジン駆動系
4 ブレーキユニット
6 エンジン
8 トランスミッション
10 カメラ
12 レーザーレーダ
14 カーナビゲーションユニット
16 車速センサ
18 マイクロプロセッサ
20 パワートレーンコントローラ
22 ブレーキコントローラ
24 GPS受信部
26 ドライブシャフト
28 画像処理部
30 距離計測処理部
32 地図情報処理部
34 位置情報処理部
36 車速算出処理部
38 車間距離制御処理部
40 実車間距離算出部
42 車速算出部
44 自車両位置算出部
46 停止線位置算出部
48 車間車両台数検出部
50 信号機位置算出部
52 遮蔽部分高さ検出部
54 信号機高さ算出部
56 制動開始点算出部
58 第一車間距離算出部
60 第二車間距離算出部
62 車間距離制御部
64 信号機
66 余裕代算出部
68 点灯状態検出部
70 第一ジレンマゾーン算出部
72 第二ジレンマゾーン算出部
MC 自車両
W 車輪(右前輪WFR、左前輪WFL、右後輪WRR、左後輪WRL)
円滑制動停止距離
第一車間距離
遮蔽部分の高さ
信号機の高さ
カメラの路面からの高さ
sc 信号機と停止線との距離
自車両の前端からカメラまでの距離
LC 先行車両
SL 停止線
円滑制動停止距離X、距離X、距離Xscの総距離

Claims (8)

  1. 先行車両のうち自車両の運転者から見た車両前後方向前方の視界を最も高い位置で遮る部分である遮蔽部分の高さを検出する遮蔽部分高さ検出部と、
    前記自車両の車両前後方向前方に存在する信号機の高さを算出する信号機高さ算出部と、
    前記信号機の位置を算出する信号機位置算出部と、
    前記信号機に対応する停止線の位置を算出する停止線位置算出部と、
    前記自車両の現在位置を算出する自車両位置算出部と、
    前記自車両の車速を算出する車速算出部と、
    前記停止線と前記自車両との位置関係及び前記車速算出部が算出した車速を用いて、前記自車両を停止させるための制動を開始する位置である制動開始点を算出する制動開始点算出部と、
    前記制動開始点算出部が算出した制動開始点から前記信号機位置算出部が算出した信号機の位置までの距離、前記信号機高さ算出部が算出した信号機の高さ及び前記遮蔽部分高さ検出部が検出した遮蔽部分の高さを用いて、前記制動開始点に到達した前記自車両の運転者が前記信号機を視認可能な前記先行車両と自車両との車間距離である第一車間距離を算出する第一車間距離算出部と、
    前記先行車両と前記自車両との車間距離を算出する実車間距離算出部と、
    少なくとも前記制動開始点で前記車間距離を前記第一車間距離に制御する車間距離制御部と、
    前記自車両の車両前後方向前方に存在する車両のうち前記運転者から見た車両前後方向前方の視界を最も高い位置で遮る部分を有する視界遮蔽車両と自車両との間に存在する車両である車間車両の台数を検出する車間車両台数検出部と、を備え
    前記制動開始点算出部は、前記車間車両台数検出部が検出した車間車両の台数に応じて、前記制動開始点を前記信号機側から前記自車両の現在位置側へ移動させることを特徴とする車間距離制御装置。
  2. 前記車速に応じた前記先行車両と前記自車両との車間距離である第二車間距離を算出する第二車間距離算出部を備え、
    前記車間距離制御部は、少なくとも前記制動開始点で前記車間距離を前記第一車間距離とするための制御を開始する位置である車間距離制御開始点に前記自車両が到達するまでは、前記車間距離を前記第二車間距離に制御し、前記車間距離制御開始点で前記車間距離を前記第二車間距離から前記第一車間距離へ遷移させる制御を開始することを特徴とする請求項1に記載した車間距離制御装置。
  3. 前記車間距離制御部は、前記車間距離を前記第二車間距離から前記第一車間距離へ遷移させる際に、前記自車両が予め設定した設定加速度以下で加速または予め設定した設定減速度以下で減速するように前記車間距離制御開始点を設定することを特徴とする請求項2に記載した車間距離制御装置。
  4. 前記車間距離制御部は、少なくとも前記自車両が前記制動開始点を通過して前記信号機を配置した交差点に進入するまでの間は、前記車間距離を前記第一車間距離に制御することを特徴とする請求項1から請求項のうちいずれか1項に記載した車間距離制御装置。
  5. 前記信号機の点灯状態を検出する点灯状態検出部と、
    前記自車両位置算出部が算出した現在位置から前記停止線位置算出部が算出した停止線の位置までの距離と前記車速算出部が算出した車速との関係として、前記点灯状態検出部が検出した点灯状態が黄色である間に走行中の前記自車両が前記停止線を越えて信号機を配置した交差点に進入できないような関係である第一ジレンマゾーン成立関係を算出する第一ジレンマゾーン算出部と、
    前記自車両位置算出部が算出した現在位置から前記停止線位置算出部が算出した停止線の位置までの距離と前記車速算出部が算出した車速との関係として、前記自車両が予め設定したジレンマゾーン算出用減速度で減速して前記停止線または停止線を含む予め設定した範囲内に停止できないような関係である第二ジレンマゾーン成立関係を算出する第二ジレンマゾーン算出部と、を備え、
    前記車間距離制御部は、前記自車両位置算出部が算出した現在位置から前記停止線位置算出部が算出した停止線の位置までの距離と前記車速算出部が算出した車速との関係が、前記第一ジレンマゾーン算出部が算出した第一ジレンマゾーン成立関係及び前記第二ジレンマゾーン算出部が算出した第二ジレンマゾーン成立関係とならないように前記制動開始点における前記車速を制御して、前記車間距離を前記第一車間距離に制御することを特徴とする請求項1から請求項のうちいずれか1項に記載した車間距離制御装置。
  6. 前記制動開始点算出部は、前記制動開始点から前記停止線までの間に前記車速が予め設定した減速度の変化割合以下で変化するように制動開始点を算出することを特徴とする請求項1から請求項のうちいずれか1項に記載した車間距離制御装置。
  7. 前記自車両を前記停止線に停止させる前記運転者による制動操作の遅れを補正して自車両が停止線に停止するような余裕代を算出する余裕代算出部を備え、
    前記制動開始点算出部は、前記余裕代算出部が算出した余裕代を用いて、前記制動開始点を算出することを特徴とする請求項1から請求項のうちいずれか1項に記載した車間距離制御装置。
  8. 先行車両と自車両との車間距離を算出する実車間距離算出ステップと、
    前記自車両の車速を算出する車速算出ステップと、
    前記自車両の現在位置を算出する自車両位置算出ステップと、
    信号機に対応する停止線の位置を算出する停止線位置算出ステップと、
    前記信号機の位置を算出する信号機位置算出ステップと、
    前記先行車両のうち前記自車両の運転者から見た車両前後方向前方の視界を最も高い位置で遮る部分である遮蔽部分の高さを検出する遮蔽部分高さ検出ステップと、
    前記自車両の車両前後方向前方に存在する信号機の高さを算出する信号機高さ算出ステップと、
    前記停止線と前記自車両との位置関係及び前記車速算出ステップで算出した車速を用いて、前記自車両を停止させるための制動を開始する位置である制動開始点を算出する制動開始点算出ステップと、
    前記制動開始点算出ステップで算出した制動開始点から前記信号機位置算出ステップで算出した信号機の位置までの距離、前記信号機高さ算出ステップで算出した信号機の高さ及び前記遮蔽部分高さ検出ステップで検出した遮蔽部分の高さを用いて、前記制動開始点に到達した前記自車両の運転者が前記信号機を視認可能な前記先行車両と自車両との車間距離である第一車間距離を算出する第一車間距離算出ステップと、
    少なくとも前記制動開始点で前記車間距離を前記第一車間距離に制御する車間距離制御ステップと、
    前記自車両の車両前後方向前方に存在する車両のうち前記運転者から見た車両前後方向前方の視界を最も高い位置で遮る部分を有する視界遮蔽車両と自車両との間に存在する車両である車間車両の台数を検出する車間車両台数検出ステップと、を有し、
    前記制動開始点算出ステップでは、前記車間車両台数検出ステップで検出した車間車両の台数に応じて、前記制動開始点を前記信号機側から前記自車両の現在位置側へ移動させることを特徴とする車間距離制御方法。
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