JP5998897B2 - 車間距離制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車間距離制御の目標となる先行車両の情報を用いて自車両の車間距離制御を行う車間距離制御装置に関する。

従来、車間距離制御装置に関連して、例えば特開平１０−１６２２８２号公報に記載されるような車群走行制御システムが知られている。このシステムは、車群走行を開始するにあたり目標車両を特定し、目標車両の情報を車々間通信により後続車両に伝達させ、各後続車両は同一の目標車両を基準にして自車両の車群走行制御を行う。

特開平１０−１６２２８２号公報

ところで、先行車両の要求加速度を用いた車間距離制御においては、先行車両が加速時にスリップすると、先行車両の実加速度が要求加速度に達しない場合がある。そして、このような場合に後続車両が要求加速度を用いた車間距離制御を行うと、先行車両との車間距離が短くなり過ぎるおそれがある。

このような不都合を解消するために、先行車両がスリップしたか否かを判定し、スリップが発生した場合には、車間距離制御を抑制することが考えられる。しかし、このためには、スリップを判定するために複雑な構成を要したり、車間距離制御を抑制するタイミングが遅れたりすることが想定される。

そこで、本発明は、先行車両が加速時にスリップした場合には、簡単な構成を用いて適切なタイミングで、要求加速度を用いた車間距離制御を抑制可能な車間距離制御装置を提供しようとするものである。

本発明に係る車間距離制御装置は、自車両の車間距離制御に用いる先行車両の要求加速度及び先行車両の実加速度を先行車両から取得する加速度取得部と、要求加速度と実加速度の差分を時間積分した積分値の時間平均が閾値以上である場合には、要求加速度を用いた車間距離制御を抑制する制御抑制部とを備える。

本発明に係る車間距離制御装置は、要求加速度と実加速度の差分を時間積分した積分値の時間平均が閾値以上である場合には、要求加速度を用いた車間距離制御を抑制する。ここで、先行車両が加速時にスリップすると、要求加速度と実加速度の差分を時間積分した積分値の時間平均が増大する。このため、この積分値の時間平均を閾値と比較することにより、先行車両のスリップが容易に判定される。よって、先行車両が加速時にスリップした場合には、簡単な構成を用いて適切なタイミングで、要求加速度を用いた車間距離制御を抑制することができる。

また、制御抑制部は、上記積分値の時間平均が閾値以上である場合には、要求加速度が異常値であると判定して車間距離制御を中断してもよい。

本発明によれば、先行車両が加速時にスリップした場合には、簡単な構成を用いて適切なタイミングで、要求加速度を用いた車間距離制御を抑制可能な車間距離制御装置を提供することができる。

本発明の実施形態に係る車間距離制御装置を示すブロック図である。 車間距離制御装置の動作を示すフローチャートである。 低摩擦路における車間距離制御の一例を示す図である。 要求加速度、実加速度、車間距離及び判定結果の時間変化の一例を示す図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態に係る車間距離制御装置を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

まず、図１を参照して、本発明の実施形態に係る車間距離制御装置の構成について説明する。図１は、本発明の実施形態に係る車間距離制御装置を示すブロック図である。

車間距離制御装置は、車間距離制御の目標となる先行車両の情報を用いて自車両の車間距離制御を行う装置である。ここで、先行車両とは、自車両の直前に限らず自車両の前方を走行中であり自車両の車間距離制御の目標となる車両を意味する。

車間距離制御装置は、自車両に搭載されており、図１に示すように、車間距離制御を行う電子制御ユニット１０（以下、ＥＣＵ１０と略記する。）を中心に構成されている。

ＥＣＵ１０には、自車両の位置、走行状態を検出する車両センサ２１が接続されている。車両センサ２１としては、例えば、ＧＰＳセンサ、車輪速センサ、加速度センサ、アクセルペダルセンサ、ブレーキペダルセンサ、ステアリングセンサなどが用いられる。

ＥＣＵ１０には、自車両周辺の状況を検出する周辺センサ２２が接続されている。周辺センサ２２としては、例えば、ミリ波レーダ、レーザーレーダ、ステレオカメラ、単眼カメラなどが用いられる。

ＥＣＵ１０には、自車両の外部の通信装置と無線通信を行うための通信装置２３が接続されている。通信装置２３は、自車両の車間距離制御に用いる要求加速度及び先行車両の実加速度を先行車両から取得する加速度取得部としても機能する。なお、要求加速度及び実加速度は、先行車両から直接受信されてもよく、先行車両以外の車両又は路車間通信設備を介して受信されてもよい。

ＥＣＵ１０には、要求加速度を用いた車間距離制御を実行するための車間制御実行部２４が接続されている。車間制御実行部２４としては、例えば、エンジン制御装置、ブレーキ制御装置が用いられる。車間制御実行部２４は、要求加速度を用いて設定される走行制御量に基づいてエンジン装置、ブレーキ装置を制御する。なお、車間制御実行部２４は、要求加速度を用いて設定される走行制御量に基づいてステアリング装置を制御してもよい。

ＥＣＵ１０は、要求加速度を用いた車間距離制御を処理する車間制御処理部１１としても機能する。ＥＣＵ１０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを主体として構成されており、ＣＰＵによりプログラムを実行することにより、車間制御処理部１１の機能を実現する。なお、車間制御処理部１１の機能は、２以上のＥＣＵにより実現されてもよい。

車間制御処理部１１は、自車両の車間制御処理の目標となる先行車両を設定する。先行車両の設定は、例えば、通信装置２３を通じて、先行車両との間で車両ＩＤを送受信することにより行われる。

車間制御処理部１１には、通信装置２３を通じて先行車両の要求加速度及び先行車両の実加速度が入力される。要求加速度は、マニュアル走行中の先行車両の運転者によるアクセルペダル操作、又はオートクルーズ走行中の先行車両の設定速度に基づいて先行車両により設定される。実加速度は、先行車両の要求加速度に対する実際の加速度であり、先行車両の加速度センサにより検出される。実加速度は、先行車両が加速時にスリップすると要求加速度よりも小さくなる一方、減速時にスリップすると目標減速度よりも大きくなる。

車間制御処理部１１は、先行車両の要求加速度を用いて車間距離制御を行う。車間制御処理部１１は、要求加速度を用いて走行制御量を設定する。車間制御処理部１１は、例えば、要求加速度を取得してから所定時間内に要求加速度（又は目標減速度）を達成するように加速制御量（又は減速制御量）を設定する。車間制御処理部１１は、例えば、周辺センサ２２により自車両の直前に割込み車両を検出すると、割込み車両との車間距離を適正に維持するように減速制御量を設定する。

ここで、車間制御処理部１１は、要求加速度と実加速度の差分を時間積分した積分値の時間平均が閾値以上である場合には、要求加速度を用いた車間距離制御を抑制する制御抑制部としても機能する。

そして、車間制御処理部１１は、積分値の時間平均が閾値以上である場合には、要求加速度が異常値であると判定して車間距離制御を中断してもよい。そして、車間距離制御を中断した場合には、例えば加速走行に代えて定速走行が行われてもよい。さらには、要求加速度を用いた車間距離制御に代えて、周辺センサ２２による先行車両の検出結果に基づく車間距離制御が行われてもよく、車間距離制御を伴わないマニュアル走行が行われてもよい。

図２は、車間距離制御装置の動作を示すフローチャートである。車間距離制御装置、特に車間制御処理部１１は、図２に示す処理を設定周期で繰り返し実行する。なお、車間制御処理部１１は、車間距離制御の目標となる先行車両を事前に設定しているものとする。

図２に示すように、車間制御処理部１１には、通信装置２３を通じて要求加速度及び実加速度が入力される（Ｓ１１）。車間制御処理部１１は、要求加速度と実加速度の差分を求め、差分の符号が反転したか否かを判定する（Ｓ１２）。すなわち、車間制御処理部１１は、現在の処理周期と前回の処理周期との間で差分の符号が反転したか否かを判定する。

符号が反転したと判定した場合、車間制御処理部１１は、カウンタ及び積分値を初期化する（Ｓ１３）。一方、符号が反転したと判定しなかった場合、車間制御処理部１１は、カウンタを増分する（Ｓ１４）。また、車間制御処理部１１は、式（１）に示すように差分を時間積分して積分値を算出する（Ｓ１５）。
Ｉｎｔ＝Ｉｎｔ＋（ｕ−ａ）・ｄｔ …（１）
ここで、式（１）中、Ｉｎｔが積分値、ｕが要求加速度、ａが実加速度、ｄｔが設定周期である。

積分処理を行うと、車間制御処理部１１は、カウンタ及び積分値の時間平均が制御抑制条件を満たすか否かを判定する（Ｓ１６）。すなわち、車間制御処理部１１は、カウンタがカウンタ閾値以上であり、かつ、積分値の時間平均、つまり積分値をカウンタ及び設定周期で除した値が閾値以上であるか否かを判定する。

そして、制御抑制条件を満たすと判定しなかった場合、車間制御処理部１１は、要求加速度を用いた車間距離制御を継続する（Ｓ１７）。すなわち、車間制御処理部１１は、車間制御実行部２４に車間距離制御を実行させる。また、車間制御処理部１１は、次回の処理周期のために差分、カウンタ及び積分値を記憶する（Ｓ１８）。

一方、制御抑制条件を満たすと判定した場合、車間制御処理部１１は、先行車両の要求加速度が異常値であると判定し、要求加速度を用いた車間距離制御を抑制する（Ｓ１９）。車間制御処理部１１は、例えば先行車両が加速時にスリップしたと判定して、車間距離制御を抑制する。

図３は、低摩擦路における車間距離制御の一例を示す図である。図３には、本発明の実施形態に係る車間距離制御装置を使用しない場合（ａ）と使用する場合（ｂ）とが対比して示されている。なお、ここでは、自車両の直前を走行中の車両を車間距離制御の目標とする場合について説明するが、自車両の直前ではなく前方を走行中の車両を車間距離制御の目標とする場合についても同様に説明される。

車間距離制御装置を使用しない場合、先行車両Ｃ０が加速時にスリップすると、図３（ａ）に示すように、先行車両Ｃ０の実加速度ａ０が要求加速度ｕに達しない。そして、自車両Ｃ１が要求加速度ｕを用いた車間距離制御を行うと、自車両Ｃ１の実加速度ａ１が要求加速度ｕに達する。結果として、先行車両Ｃ０と自車両Ｃ１の車間距離Ｄが短くなり過ぎるおそれがある。

一方、車間距離制御装置を使用する場合、先行車両Ｃ０が加速時にスリップすると、図３（ｂ）に示すように、先行車両Ｃ０の要求加速度ｕと実加速度ａ０の差分ｕ−ａ０を時間積分した積分値の時間平均が増大する。すると、自車両Ｃ１は、先行車両Ｃ０の要求加速度ｕが異常値であると判定し、車間距離制御を抑制し、例えば加速走行に代えて定速走行を行う。結果として、自車両Ｃ１の実加速度ａ１が要求加速度ｕに達せず、先行車両Ｃ０と自車両Ｃ１の車間距離Ｄが短くなり過ぎることを抑制できる。

図４は、要求加速度、実加速度、車間距離及び判定結果の時間変化の一例を示す図である。図４に示す例では、当初、先行車両が自車両よりも高速で走行している場合が想定されている。

図４（ａ）に示すように、要求加速度ｕが実加速度ａを上回る時刻ｔ１までは、要求加速度ｕと実加速度ａの間に大きな誤差が生じていないが、時刻ｔ１以降は、両者の間に恒常的に大きな誤差が生じている。そして、時刻ｔ２では、時刻ｔ１以降に増分されたカウンタが閾値以上となり、かつ、両者の差分を時間積分した積分値の時間平均が閾値以上となる。

図４（ｂ）に示すように、先行車両との車間距離Ｄは、先行車両が高速で走行しているので、時刻ｔ２までは緩やかに増加しているが、時刻ｔ２以降は緩やかに減少している。

このため、自車両は、図４（ｃ）に示すように、積分値の時間平均が閾値以上となった時刻ｔ２において、先行車両の要求加速度が異常値を示していると判定する。これにより、自車両は、先行車両との車間距離が短くなり過ぎる前に要求加速度を用いた車間距離制御を抑制することになる。

以上説明したように、本発明の実施形態に係る車間距離制御装置によれば、要求加速度と実加速度の差分を時間積分した積分値の時間平均が閾値以上である場合には、要求加速度を用いた車間距離制御を抑制する。ここで、先行車両が加速時にスリップすると、要求加速度と実加速度の差分を時間積分した積分値の時間平均が増大する。このため、この積分値の時間平均を閾値と比較することにより、先行車両のスリップの発生が容易に判定される。よって、先行車両が加速時にスリップした場合には、簡単な構成を用いて適切なタイミングで、要求加速度を用いた車間距離制御を抑制することができる。

なお、前述した実施形態は、本発明に係る車間距離制御装置の最良な実施形態を説明したものであり、本発明に係る車間距離制御装置は、本実施形態に記載したものに限定されるものではない。本発明に係る車間距離制御装置は、各請求項に記載した発明の要旨を逸脱しない範囲で本実施形態に係る車間距離制御装置を変形し、または他のものに適用したものであってもよい。

１０…電子制御ユニット（ＥＣＵ）、１１…車間制御処理部、２１…車両センサ、２２…周辺センサ、２３…通信装置、２４…車間制御実行部、Ｃ０…先行車両、Ｃ１…自車両。

Claims (2)

1. 自車両の車間距離制御に用いる先行車両の要求加速度及び前記先行車両の実加速度を前記先行車両から取得する加速度取得部と、
   前記要求加速度と前記実加速度の差分を時間積分した積分値の時間平均が閾値以上である場合には、前記要求加速度を用いた前記車間距離制御を抑制する制御抑制部と、
   を備える車間距離制御装置。
2. 前記制御抑制部は、前記積分値の時間平均が前記閾値以上である場合には、前記要求加速度が異常値であると判定して前記車間距離制御を中断する、請求項１に記載の車間距離制御装置。

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