JP5998913B2 - 先行車追従制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、先行車に追従走行するための車両制御装置に関する。

従来より、車両の燃費向上あるいは運転者の負担軽減等の観点から先行車と自車との車間距離を一定の範囲に保つように制動力および／または駆動力を制御して、先行車に追従走行を行う制御が知られている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。

この追従制御は、手動変速機を備えた車両にも用いられる場合がある。そのような車両においては、運転者によりシフト変更のためにクラッチが切断される場合、その制御を解除するのが通例である。

特開２０００−２０３３０６号公報 特開２００３−７２４１０号公報

ここで、手動変速機は自動的に変速段の変更ができないため、運転者が燃費等を考慮してエンジン回転数を下げるためにシフトアップしたり、先行車との車間距離をエンジンブレーキにより広げるためにシフトダウンしたりといった操作が比較的多く行われる。
そのため、その都度追従制御が解除されると、制御の解除、運転者による再セットが繰り返されることになり、操作が煩雑である。

また、運転者によるシフト変更（クラッチ切断、変速操作、およびクラッチ接続の一連の操作）後に自動的に追従制御を復帰させることも可能であるが、運転者が先行車に追従走行することを希望しない場合もありえる。例えば、前記先行車が減速状態から急加速を開始した場合には、自動的に追従制御を復帰させると運転者に不快感を与えてしまうおそれがある。

そこで、上記課題に鑑み、運転者が前記追従制御中にシフト変更を行った後でも、運転者が追従制御の継続を望む可能性が高い場合には、前記追従制御を復帰させることが可能な手動変速機を備えた車両の先行車追従制御装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、実施の形態において、先行車追従制御装置は、
先行車と手動変速機を備える自車との車間距離を検出し、前記車間距離があらかじめ定められた目標車間距離の範囲に含まれるように自車の制動力および／または駆動力を制御して先行車に対する追従制御を行う先行車追従制御装置であって、
前記追従制御の実行中に、前記手動変速機のシフト変更が行われた場合、前記追従制御を解除すると共に、シフト変更後、シフト変更の前後における先行車と自車との位置に関連する物理量の差があらかじめ定められた値以下である場合、前記追従制御を復帰させる制御手段を備える。

本実施の形態によれば、シフト変更が行われ、前記追従制御が解除された場合であっても、シフト変更後に運転者が追従制御の継続を望む可能性が高い場合に追従制御を復帰させることが可能な先行車追従制御装置を提供することができる。

本実施の形態に係る先行車追従制御装置を搭載した車両の構成要素のブロック図である。 本実施の形態に係る先行車追従制御装置の制御フローチャートである。

以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。

まず、図１は本実施の形態に係る先行車追従制御装置を搭載した車両の構成要素のブロック図を表したものである。

図１を参照するに、本実施の形態の先行車追従制御装置は、コントロールユニット１と、先行車追従制御を開始するための制御開始スイッチ２と、前記制御を終了するための制御終了スイッチ３と、車間距離センサー４とを有する。

車間距離センサー４は、例えば、レーザーレーダー、ミリ波レーダー等であり、車間距離を検出する。
なお、先行車と自車との車間距離を計測するための構成要素として、例えば、ステレオカメラを用いて車間距離を計測することも可能であり、また、前記車間距離センサーとの組み合わせで構成することも可能である。

また、通常の車両が備える要素として、エンジン６と、ブレーキ装置７と、手動変速機８と、手動変速機の変速段の位置を検出するシフト位置センサー９と、クラッチ（不図示）の断接を検出するクラッチセンサー５とを有する。

コントロールユニット１には、車間距離センサー４、クラッチセンサー５、シフト位置センサー９等からの信号が入力される。

そして、スイッチ２のＯＮ操作がされたときには、コントロールユニット１は、車間距離センサー４等からの信号に基づき、先行車と自車との車間距離があらかじめ定められた範囲に含まれるように先行車追従制御を行う。

具体的には、エンジン６のスロットルバルブ（不図示）を制御するアクチュエータ（不図示）やブレーキ制御ユニット（不図示）に制御信号を出力し、エンジン６の駆動力および／またはブレーキ装置７の制動力を制御することで、先行車追従制御を行う。

次に、先行車追従制御装置のコントロールユニット１で行われる先行車追従制御ステップ、特に先行車追従制御中においてシフト変更が行われたときの制御ステップを、図２のフローチャートを用いて説明する。

まず、制御開始スイッチ２がＯＮ操作された場合、ステップＳ１にて、先行車追従制御が開始される。

次いで、ステップＳ２にて、先行車追従制御中にクラッチセンサー５からの信号により、手動変速機の変速操作のためのクラッチの切断が検出された場合、ステップＳ３にて、前記追従制御が解除される。
なお、前記追従制御の解除とは、前記追従制御が一旦終了することだけではなく、例えば、前記追従制御は終了していないが、一時的にコントロールユニット１が制動力および／または駆動力を制御する信号を出さない状態（休止状態）にすること等も含むものである。

そして、ステップＳ４にて、クラッチセンサー５からの信号によりクラッチの接続が検出された場合、ステップＳ５にて、判定を行う。

ステップＳ５では、シフト変更の前後における先行車と自車の位置に関連する物理量が所定の範囲に含まれるか否かを判定する。
詳細は後述するが、ステップＳ５の判定に用いる前記物理量としては、先行車の自車に対する相対加速度、先行車の自車に対する相対速度、先行車と自車との車間距離等が挙げられる。

前記物理量が所定の範囲に含まれている場合には、ステップＳ６にて、先行車追従制御を復帰させ、シフト変更が行われるたびにステップＳ２乃至Ｓ６を繰り返す。
一方、前記物理量が所定の範囲に含まれていない場合には、ステップＳ７にて、先行車追従制御を終了する。
なお、前記追従制御の復帰とは、例えば、一旦終了した前記追従制御を再度開始することだけではなく、休止状態にあった前記追従制御を本来の制動力および／または駆動力の制御を行う状態の前記追従制御に戻して、継続すること等も含むものである。

ここで、ステップＳ５の判定について具体的に説明する。
ステップＳ５は、シフト変更後において先行車追従制御を復帰させるか、又は終了するかを判定する。

上記物理量が所定の範囲にある場合は、シフト変更の前後で、シフト変更のきっかけとなった先行車の自車に対する状態に大きな差異はないので、通常、シフト変更後においても運転者が先行車追従制御を継続する可能性が高い。
したがって、この場合、先行車追従制御を復帰させる。

逆に、上記物理量が所定の範囲を超える場合は、シフト変更の前後で、シフト変更のきっかけとなった先行車の自車に対する状態に大きな差異が生じるので、シフト変更後において、運転者が先行車追従制御を継続するかどうか分からない。
したがって、この場合、先行車追従制御は終了する。そして、運転者が先行車追従制御を望む場合は、運転者が制御開始スイッチ２をＯＮ操作することになる。

前述したとおり、ステップＳ５の判定に用いる前記物理量としては、先行車の自車に対する相対加速度、先行車の自車に対する相対速度、先行車と自車との車間距離等が挙げられ、それぞれの物理量を用いたステップＳ５の判定について説明する。

なお、前記車間距離は、車間距離センサー４により検出することができ、前記相対速度および前記相対加速度についても少なくとも時々刻々検出される前記車間距離からコントロールユニット１等により算出することができる。
例えば、前記相対速度は、前記車間距離を時間について微分することで算出することができるし、前記相対加速度は、前記相対速度を時間について微分することで算出することができる。

まず、前記物理量として先行車の自車に対する相対加速度を用いる場合について説明する。
例えば、シフト変更前における前記相対加速度とシフト変更後における前記相対加速度との差が所定値α以下であるときは、ステップＳ６にて、先行車追従制御を復帰させる。

前記相対加速度の差が所定値α以下であるときとは、例えば、以下のような場合が挙げられる。
（１）先行車が加速を開始したため、運転者はシフト変更を行い、そのシフト変更の前後の先行車の自車に対する相対加速度に大きな変化がないような場合。
（２）先行車が減速を開始したため、運転者はシフト変更を行い、そのシフト変更の前後の先行車の自車に対する相対減速度（負値の加速度）に大きな変化がないような場合。

これらの例では、シフト変更のきっかけとなった先行車の自車に対する加速状態または減速状態がシフト変更の前後で維持されており、運転者が先行車に対する追従制御を継続する可能性が高いため、先行車追従制御を復帰させるという判定をする。

一方、シフト変更前における前記相対加速度とシフト変更後における前記相対加速度との差が所定値αを超えるときは、ステップＳ７にて、先行車追従制御を終了する。

前記相対加速度の差が所定値αを超えるときとは、例えば、次のような場合が挙げられる。
（１）先行車が加速を開始したため、運転者はシフト変更を行い、そのシフト変更の前後で先行車の自車に対する相対加速度がさらに増加している場合。
（２）先行車が減速を開始したため、運転者はシフト変更を行い、そのシフト変更の前後の先行車の自車に対する相対減速度がさらに増加している場合。
（３）先行車が加速を開始したため、運転者はシフト変更を行ったが、そのシフト変更の前後で先行車が加速状態から減速状態に変化した場合。
（４）先行車が減速を開始したため、運転者はシフト変更を行ったが、そのシフト変更の前後で先行車が減速状態から加速状態に変化した場合。

これらの例では、シフト変更のきっかけとなった先行車の自車に対する加速状態または減速状態がシフト変更の前後で維持されておらず、運転者が先行車に対する追従制御を継続するかどうか分からないため、先行車追従制御を終了するという判定をする。

次に、前記物理量として先行車の自車に対する相対速度を用いる場合について説明をする。
例えば、シフト変更前における前記相対速度とシフト変更後における前記相対速度との差が所定値β以下であるときは、ステップＳ６にて、先行車追従制御を復帰させる。
一方、シフト変更前における前記相対速度とシフト変更後における前記相対速度との差が所定値βを超えるときは、ステップＳ７にて、先行車追従制御を終了する。

前記相対速度の差が所定値β以下であるときとは、例えば、次のような場合があげられる。
（１）先行車がごく短時間の加速により定速走行車速を上げたため、運転者はシフト変更を行い、そのシフト変更の前後で先行車の自車に対する相対速度に大きな変化がない場合。
（２）先行車がごく短時間の減速により定速走行車速を下げたため、運転者はシフト変更を行い、そのシフト変更の前後で先行車の自車に対する相対速度に大きな変化がない場合。

これらの例では、シフト変更のきっかけとなった先行車の自車に対する相対速度が増減した状態がシフト変更後も維持されており、運転者が先行車に対する追従制御を継続する可能性が高いため、先行車追従制御を復帰させるという判定する。

さらに、前記物理量として先行車と自車との車間距離を用いる場合を説明する。
例えば、シフト変更前の前記車間距離とシフト変更後の前記車間距離との差が所定値γ以下であるときは、ステップＳ６にて、先行車追従制御を復帰させる。
一方、シフト変更前の前記車間距離とシフト変更後の前記車間距離との差が所定値γを超えるときは、ステップＳ７にて、先行車追従制御を終了する。

前記車間距離の差が所定値γ以下であるときとは、例えば、次のような場合が挙げられる。
（１）先行車のごく短時間の加速により、先行車の車速は加速前の状態に戻ったが、先行車と自車との車間距離が広がったため、シフト変更を行い、そのシフト変更の前後の前記車間距離に大きな変化がない場合。
（２）先行車のごく短時間の減速により、先行車の車速は減速前の状態に戻ったが、先行車と自車との車間距離は狭まったため、シフト変更を行い、そのシフト変更の前後の前記車間距離に大きな変化がない場合。

これらの例では、シフト変更のきっかけとなった先行車と自車との車間距離の変化がシフト変更後も同程度の車間距離として維持されており、運転者が先行車に対する追従制御を継続する可能性が高いため、先行車追従制御を復帰させるという判定をする。

加えて、上記は、先行車の自車に対する相対加速度、先行車の自車に対する相対速度、先行車と自車との車間距離を個別にステップＳ５の判定の物理量として用いた例を記載したが、これらの組み合わせで判定を行うことももちろん可能である。

なお、先行車追従制御中の運転者によるシフト変更は、先行車の自車に対する状態、特に先行車の自車に対する加速又は減速に起因する場合が多い。
よって、ステップＳ５の判定の物理量としては、シフト変更のきっかけとなった加速又は減速を示す前記相対加速度が、きっかけをより早く捕捉することができる点でより適している。

以上、本発明を実施するための形態について詳述したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

１ コントロールユニット
２ 制御開始スイッチ
３ 制御終了スイッチ
４ 車間距離センサー
５ クラッチセンサー
６ エンジン
７ ブレーキ装置
８ 手動変速機
９ シフト位置センサー

Claims (1)

1. 先行車と手動変速機を備える自車との車間距離を検出し、前記車間距離があらかじめ定められた目標車間距離の範囲に含まれるように自車の制動力および／または駆動力を制御して先行車に対する追従制御を行う先行車追従制御装置であって、
   前記追従制御の実行中に、前記手動変速機のシフト変更が行われた場合、前記追従制御を解除すると共に、シフト変更後、シフト変更の前後における先行車と自車との位置に関連する物理量の差があらかじめ定められた値以下である場合、前記追従制御を復帰させる制御手段を備えたことを特徴とする、
   先行車追従制御装置。
   

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