JP6174463B2 - 車両走行制御装置及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、車両走行制御装置及びプログラムに関する。

従来、先行車を検出すると、その先行車に対し設定車間距離を維持して自車両を走行させ、先行車を検出しなくなると、自車両の速度が設定車速となるように設定加速度で加速する車両走行制御装置が知られている。ここで、先行車を検出しなくなるのは、車線変更などの先行車の正常な消失の場合と、先行車は存在するが検知できなくなる異常な消失（ロスト）の場合とがある。

この車両走行制御装置において、安全面を考慮して、ロストの後、ロストの直前における先行車の位置に自車両が到達するまで、自車両の加速を抑制することが提案されている（特許文献１参照）。

特許第３１３２４３０号公報

特許文献１記載の技術では、ロスト直前における先行車の位置が自車両から遠く、必ずしも加速抑制を行わなくてもよい場合でも、一律に加速抑制が実行される。本発明は以上の点に鑑みなされたものであり、必要性が低い加速抑制を低減できる車両走行制御装置及びプログラムを提供することを目的とする。

本発明の車両走行制御装置は、先行車と自車両との車間距離を設定車間距離に維持する車間距離制御手段と、先行車をロストしたとき、自車両の速度が設定車速となるように設定加速度で加速する加速手段とを備える。

また、本発明の車両走行制御装置は、ロストの時点における先行車及び自車両が、余裕時間ｔを所定の下限値未満とする条件にあることを条件として、加速手段による加速を抑制する加速抑制手段を備える。そのため、本発明の車両走行制御装置は、ロストが生じた後、必要性が低い加速抑制を低減できる。

車両走行制御装置１の構成を表すブロック図である。 車両走行制御装置１が実行する処理を表すフローチャートである。 車両走行制御装置１が実行する処理を表すフローチャートである。 余裕時間ｔを所定の下限値未満とする条件を表す説明図である。 Δｘ_jerkを表す説明図である。 余裕時間ｔを所定の下限値未満とする条件を表す説明図である。

本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
１．車両走行制御装置１の構成
車両走行制御装置１の構成を図１に基づき説明する。車両走行制御装置１は、車両（以下、自車両とする）に搭載される車載機であって、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ２等を備える周知のコンピュータを主体とする。ＲＯＭ２には、車両走行制御装置１が後述する処理を実行するためのプログラムが記憶されている。

車両走行制御装置１は、機能的には、先行車選択部３、設定加速度演算部５、及び先行車ロスト時の加速抑制演算部７を備える。先行車選択部３は、先行車を検出し、追従する対象として選択する。設定加速度演算部５は、自車両の状況に応じて加速度を算出する。先行車ロスト時の加速抑制演算部７は、後述する、加速抑制処理を実行する。

車両走行制御装置１は、自車両に搭載されたレーダーセンサ１０１、ヨーレートセンサ１０３、車輪速度センサ１０５、及び制御許可スイッチ１０７から信号を取得する。レーダーセンサ１０１は、レーダー波を自車両前方の所定角度の範囲にスキャンして出力し、そのレーダー波の反射波を受信する。レーダーセンサ１０１は、レーダー波を出力してから反射波を受信するまでの時間に基づき、自車両から前方の障害物（先行車を含む）までの距離を算出する。また、レーダーセンサ１０１は、反射波の方向に基づき、前方の障害物の方向を推定する。

ヨーレートセンサ１０３は自車両のヨーレートを検出する。車輪速度センサ１０５は、自車両における車輪の回転速度を検出し、その検出結果から自車両の速度を算出する。制御許可スイッチは、自車両のドライバが操作可能なスイッチであって、後述するオートクルーズコントロール（ＡＣＣ）制御モードの設定／解除を切り換える。

車両走行制御装置１は、自車両のエンジンＥＣＵ１０９、ブレーキＥＣＵ１１１、及びメータＥＣＵ１１３に対し、後述する方法で算出した加速度や制御状態を送信する。エンジンＥＣＵ１０９、ブレーキＥＣＵ１１１、メータＥＣＵ１１３は、その加速度に応じて、自車両を加速する等の制御を行う。また、車両走行制御装置１は、自車両の車室内に設置されたスピーカ１１５を制御し、必要に応じて警報を吹鳴する。

なお、先行車選択部３、及び設定加速度演算部５は車間距離制御手段の一実施形態であり、設定加速度演算部５は加速手段の一実施形態であり、先行車ロスト時の加速抑制演算部７は加速抑制手段の一実施形態であり、スピーカ１１５は報知手段の一実施形態である。

また、ＲＯＭ２に記憶されたプログラムは、コンピュータを、車間距離制御手段、加速手段、加速抑制手段、報知手段として機能させるためのプログラムである。
２．車両走行制御装置１が実行する処理
車両走行制御装置１が実行する処理を図２〜図６に基づき説明する。図２は、車両走行制御装置１が所定時間ごとに繰り返し実行する処理を表す。図２のステップ１では、ＡＣＣ制御モードが設定されているか否かを判断する。ＡＣＣ制御モードが設定されている場合はステップ２に進み、設定されていない場合は本処理を終了する。

なお、ＡＣＣ制御モードとは、先行車を検出しない状態では、自車両の車速を予め設定された設定速度に維持する定速走行を行い、先行車を検出すると、その先行車と自車両との車間距離を予め設定された設定車間距離に維持しながら先行車に追従して走行する制御モードである。また、ＡＣＣ制御モードでは、先行車に追従している状態の後、先行車を検出しなくなる（ロストする）と、自車両の車速が設定車速となるように、設定加速度ａで加速する（ただし、後述する加速抑制処理の実行中は除く）。

ＡＣＣ制御モードにおける基本的な処理は、周知の方法（例えば、特許第３１２３４３０号公報、特開２００２−１９４８６号公報、特開２００３−２６７０８５号公報等で開示されている方法）で実行できる。

ステップ２では、ヨーレートセンサ１０３、車輪速度センサ１０５を用いて、自車両の前方の道路（走行進路）の状態（例えばカーブ半径等）を推定する。
ステップ３では、レーダーセンサ１０１を用いて、前記ステップ２で状態を推定した走行進路上の先行車を検出する処理を実行する。

ステップ４では、前記ステップ３の処理の結果に基づき、先行車があるか否かを判断する。すなわち、前記ステップ３の処理において、走行進路上であって、予め設定された距離及び方向に物体が検出されれば、先行車があると判断する。先行車がない場合はステップ４に進み、先行車がある場合はステップ１４に進む。

ステップ５では、先行車の消失が正常であるか異常（ロスト）であるかを判断する。すなわち、検出した先行車を突然検出できなくなった場合ロストであると判断し、それ以外の場合はロストではないと判断する。ロストである場合はステップ６に進み、ロストではない場合はステップ１３に進む。

ステップ６では、ロストの時点における先行車及び自車両の条件が、加速抑制処理を実行するべき条件であるか否かを判断する。加速抑制処理を実行するべき条件には、条件Ａと条件Ｂとの２種類がある。条件Ａは、以下の（Ａ１）、（Ａ２）の両方が成立する条件である。
（Ａ１）ロストの時点における先行車に対する自車両の相対速度が０ｋｍ／ｈである。
（Ａ２）Ｄ（０）、及びａ_０の組み合わせが、数式１を充足するか、あるいは、Ｄ（０）が２０ｍ以下である。

ここで、Ｄ（０）はロストの時点における先行車と自車両との車間距離であり、ａ_０はロストの時点における自車両の加速度である。車間距離Ｄ（０）は、レーダーセンサ１０１の検出結果に基づき算出できる。また、加速度ａ_０は、車輪速度センサ１０５で検出した速度の単位時間当りの変化量として算出できる。

（Ａ１）、（Ａ２）の両方が成立する条件を、横軸に加速度ａ_０をとり、縦軸に車間距離Ｄ（０）をとったグラフに図示すると、図４に示すとおりとなる。図４において、ハッチングが施された領域が、（Ａ１）、（Ａ２）の両方が成立する範囲である。

なお、数式１は、（Ａ１）が成立する条件下で、ロストの時点における先行車及び自車両が、余裕時間ｔを所定の下限値未満とする条件にある場合の一実施形態である。このことを以下で説明する。ロストの時点において、一般的に、数式２が成立する。

なお、数式２における各パラメータは以下のものである。

ｖ_slf（０）：ロストの時点における自車両の速度
ｖ_tgt（０）：ロストの時点における先行車の速度
ｔ：余裕時間（ロスト後、自車両が加速抑制処理を実行せず、設定加速度ａで加速したと仮定した場合に、自車両が先行車と衝突するまでの時間）
ａ：設定加速度（ロストの後、自車両の車速が設定車速となるように加速するときの加速度）
ｂ：先行車の加速度（定数とする）
Δｘ_jerk：ジャーク制限（加速度を所定の範囲内に抑える制限）による自車両の走行距離の減少量
また、ロストの時点における衝突予測時間ＴＴＣ（０）は、以下の数式３で表される。

数式３を数式２に代入し、２次方程式を解くと、数式４が得られる。

余裕時間ｔが所定の下限値未満であることは、数式５で表される。

数式５を変形すると、数式６が得られる。

ところで、Δｘ_jerkは、図５に示すものであるから、数式７で表せる。

数式６に数式７を代入する。また、（Ａ１）が成立する場合、ＴＴＣ（０）は無限大になるので、これを数式６に代入する。また、先行車の加速度ｂはロスト時における自車両の加速度ａ_０に等しいと仮定し、設定加速度ａは１とする。また、余裕時間ｔは４とする。

その結果、上記数式１が得られる。以上のとおり、数式１は、（Ａ１）が成立する条件下で、ロストの時点における先行車及び自車両が、余裕時間ｔを所定の下限値未満とする条件にあることに対応する。

また、条件Ｂは、以下の（Ｂ１）、（Ｂ２）の両方が成立する条件である。
（Ｂ１）ロストの時点における先行車に対する自車両の相対速度（先行車の速度から自車両の速度を引いた値）が負の値であり、且つ所定の閾値を超える。
（Ｂ２）車間距離Ｄ（０）、及び衝突予測時間ＴＴＣ（０）の組み合わせが、数式８を充足するか、あるいは、Ｄ（０）が２０ｍ以下である。

数式８における衝突予測時間ＴＴＣ（０）は、車間距離Ｄ（０）を、ロスト時における先行車に対する自車両との相対速度で割ることで算出できる。その相対速度は、レーダーセンサ１０１を用いて車間距離を継続的に測定しておき、その車間距離の単位時間当りの変化量として算出することができる。

（Ｂ１）、（Ｂ２）の両方が成立する条件を、横軸にＴＴＣ（０）をとり、縦軸に車間距離Ｄ（０）をとったグラフに図示すると、図６に示すとおりとなる。図６において、ハッチングが施された領域が、（Ｂ１）、（Ｂ２）の両方が成立する範囲である。

なお、数式８は、（Ｂ１）が成立する条件下で、ロストの時点における先行車及び自車両が、余裕時間ｔを所定の下限値未満とする条件にある場合の一実施形態である。このことを以下で説明する。

数式６に数式７を代入する。また、先行車の加速度ｂは０と仮定する。また、余裕時間ｔは４とする。その結果、上記数式８が得られる。以上のとおり、数式８は、（Ｂ１）が成立する条件下で、ロストの時点における先行車及び自車両が、余裕時間ｔを所定の下限値未満とする条件にあることに対応する。

図２に戻り、ステップ６にて、ロストの時点における先行車及び自車両の条件が、条件Ａ又は条件Ｂであるか否かを判断する。条件Ａ又は条件Ｂである場合はステップ７に進み、それ以外の場合はステップ１１に進む。

ステップ７では、加速抑制処理が既に終了しているか否かを判断する。加速抑制処理は、それを開始した後、以下のいずれかに該当するとき、終了する。
・ロストの時点における先行車の位置に自車両が達した。

・加速抑制処理の開始以降、所定時間が経過した。
・ロストの時点における先行車よりも自車両側に位置する先行車を検出した。
・ドライバが自車両のアクセルを踏んだ。

加速抑制処理が未だ終了していない場合はステップ８に進み、既に終了している場合はステップ１１に進む。
ステップ８では、加速抑制処理において設定する加速度を決定する。この処理を図３のフローチャートに基づき説明する。ステップ２１では、ロストの時点における自車両の加速度が０以上であるか否かを判断する。０以上である場合はステップ２２に進み、加速抑制処理において設定する加速度を０にする。一方、前記ステップで否定判断した場合（すなわち、ロストの時点における自車両の加速度が負の値であり、自車両が減速していた場合）はステップ２３に進み、加速抑制処理において設定する加速度を、ロストの時点における負の値に維持する。なお、本ステップ８で決定する加速度は、いずれにしても、設定加速度ａより小さい。

図２に戻り、ステップ９では、加速抑制処理を実行する。すなわち、自車両の加速度を、前記ステップ８で決定した値とする。なお、ここでの加速抑制には、負の加速度を維持する（減速度維持）も含む。

ステップ１０では、スピーカ１１５を用いて警報吹鳴を行う。警報吹鳴は、所定時間だけ行い、その後停止する。
一方、前記ステップ７で肯定判断した場合はステップ１１に進み、自車両の加速が必要であるか否かを判断する。すなわち、自車両の速度が設定車速未満であれば、加速が必要であると判断してステップ１２に進み、設定車速以上であれば、加速は必要ないと判断して本処理を終了する。

ステップ１２では、自車両の車速が設定車速となるように、自車両の加速度を設定加速度ａとする。
また、前記ステップ５で否定判断した場合、ステップ１３にて、車速制御を行う。すなわち、自車両の車速を予め設定された設定速度に維持し、定速走行を行う。

また、前記ステップ４で肯定判断した場合、ステップ１３にて、先行車と自車両との車間距離を予め設定された設定車間距離に維持するように、適宜自車両の加速度を設定する。設定車間距離は、設定車間時間と自車両の速度とを乗算した値である。また、先行車と自車両との相対速度が０となるように、適宜自車両の加速度を制御する。

３．車両走行制御装置１が奏する効果
（１）車両走行制御装置１は、先行車をロストした場合、余裕時間ｔを所定の下限値未満とする条件にあることを条件として、加速抑制処理を実行する。そのため、余裕時間ｔが充分大きい場合は加速抑制処理を実行しないので、不必要な加速遅延を抑制できる。

（２）車両走行制御装置１は、パラメータの数が少ない数式１、数式８を用いて、加速抑制処理を実行するか否かを決める。そのため、車両走行制御装置１が実行する処理を簡素化できる。

（３）車両走行制御装置１は、車間距離Ｄ（０）が所定値未満である場合も加速抑制処理を実行する。そのため、ロストが生じた場合のドライバの不安を低減できる。
（４）車両走行制御装置１は、加速抑制処理を実行するとき、警報吹鳴を行う。また、加速抑制処理を実行していないときは、警報吹鳴を行わない。そのため、ドライバは、加速抑制処理が実行中であることを容易に知ることができる。

４．変形例
（１）余裕時間ｔを所定の下限値未満とする条件は、条件Ａ、条件Ｂ以外のものであってもよい。また、車両走行制御装置１は、条件Ａ、条件Ｂのうちの一方のみを判断に用いてもよい。

（２）前記（Ｂ１）、（Ｂ２）は、「Ｄ（０）が２０ｍ以下である」という条件を含まなくてもよい。
（３）前記（Ａ１）は、ロストの時点における先行車に対する自車両の相対速度の絶対値が所定の閾値以下である、というものでもよい（相対速度は必ずしも０でなくてもよい）。

（４）前記ステップ２２において、設定する加速度は、０より大きく、設定加速度ａより小さい範囲で設定してもよい。
（５）車両走行制御装置１は、加速抑制処理の実行中、スピーカ１１５を用いた警報吹鳴以外の方法でドライバに報知を行ってもよい。例えば、自車両に設けられたランプの点灯、自車両の車室内に設けられたディスプレイにおける画像表示等により報知を行ってもよい。

（６）車両走行制御装置１は、ロストの時点において、条件Ａ、条件Ｂが成立する場合に加えて、衝突予測時間ＴＴＣ（０）が所定値未満である場合も、加速を抑制することができる。

１…車両走行制御装置、２…ＲＯＭ、３…先行車選択部、５…設定加速度演算部、７…加速抑制演算部、１０１…レーダーセンサ、１０３…ヨーレートセンサ、１０５…車輪速度センサ、１０７…制御許可スイッチ、１０９…エンジンＥＣＵ、１１１…ブレーキＥＣＵ、１１３…メータＥＣＵ、１１５…スピーカ

Claims (9)

1. 先行車と自車両との車間距離を設定車間距離に維持する車間距離制御手段（３、５）と、
   先行車をロストしたとき、自車両の速度が設定車速となるように設定加速度で加速する加速手段（５）と、
   ロストした前記先行車と自車両との、前記ロストの時点における余裕時間ｔが所定の下限値未満であるという条件を、前記ロストの時点における前記先行車及び自車両が満たしているときに、前記加速手段による加速を抑制する加速抑制手段（７）と、
   を備え、
   前記余裕時間ｔは、前記ロストの後、前記設定加速度で加速した場合に自車両が先行車と衝突するまでの時間であることを特徴とする車両走行制御装置（１）。
2. 前記条件として、前記ロストの時点における先行車に対する自車両の相対速度の絶対値が所定の正の値である閾値以下であり、前記ロストの時点における前記車間距離Ｄ（０）、及び自車両の加速度ａ０から決まる余裕時間ｔが所定の下限値未満であるという条件Ａが含まれることを特徴とする請求項１に記載の車両走行制御装置。
3. 前記条件として、前記ロストの時点における先行車に対する自車両の相対速度が負の値であり、且つ所定の負の値である閾値を超え、前記車間距離Ｄ（０）、及び前記ロスト時における衝突予測時間ＴＴＣ（０）から決まる余裕時間ｔが所定の下限値未満であるという条件Ｂが含まれることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両走行制御装置。
4. 前記ロストの時点における自車両の加速度がゼロ以上である場合、前記加速抑制手段は、自車両の加速度を前記設定加速度より小さい値とすることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両走行制御装置。
5. 前記ロストの時点における自車両の加速度が負の値である場合、前記加速抑制手段は、自車両の加速度を前記負の値に維持することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の車両走行制御装置。
6. 前記加速抑制手段は、前記車間距離Ｄ（０）が所定値未満である場合も、加速を抑制することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の車両走行制御装置。
7. 前記加速抑制手段は、前記衝突予測時間ＴＴＣ（０）が所定値未満である場合も、加速を抑制することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の車両走行制御装置。
8. 前記加速抑制手段が加速を抑制するとき、報知を行う報知手段（１１５）を備えることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の車両走行制御装置。
9. コンピュータを、請求項１〜８のいずれか１項に記載の車両走行制御装置における各手段として機能させるためのプログラム。