JP6672863B2

JP6672863B2 - 車両用走行制御装置

Info

Publication number: JP6672863B2
Application number: JP2016025004A
Authority: JP
Inventors: 宏充小林; 陽介和田; 麻生　和昭; 和昭麻生
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2016-02-12
Filing date: 2016-02-12
Publication date: 2020-03-25
Anticipated expiration: 2036-02-12
Also published as: JP2017140997A

Description

本発明は、車線変更を支援する車両用走行制御装置に関する。

従来、車間距離制御（ＡＣＣ：Adaptive Cruise Control）を行う車両用走行制御装置が知られている。車間距離制御は、自車線の先行車両に対して設定車間距離が維持されるように自車両の車速を制御する技術である。また、車間距離制御中に、ウィンカ操作に連動して加速制御するウィンカ連動加速機能付き車間距離制御も知られている。この技術では、車間距離制御中にウィンカ操作とステアリング操作を行うだけで、アクセルペダルを踏み込むことなく先行車両の追い越しをスムーズに行うことができる（例えば、特許文献１参照）。

また、ウィンカ操作に基づいて車線変更時に操舵支援する車線変更支援（ＬＣＳ：Lane Change Support）を行う車両用走行制御装置も知られている。車線変更支援では、ウィンカ操作後、所定の予告時間が経過してから操舵支援を開始する。予告時間は、ドライバーの車線変更意志を十分に確認し、誤操作による操舵支援を防止し、周辺の車両に対して車線変更しようとしていることを十分に知らせる時間をとるために設けられている。

特開平５−１５６９７７号公報

加速機能付き車間距離制御と車線変更支援は、今後、同時に使用される可能性がある。その場合、ウィンカ操作後、車線変更支援による操舵支援が開始されるまでの予告時間に、加速機能付き車間距離制御による加速で自車両が先行車両に近づき、ドライバーに不快感を与える恐れがある。

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、加速機能付き車間距離制御と車線変更支援の両方を実行しうる車両用走行制御装置において、ドライバーに不快感を与えないようにできる技術を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様の車両用走行制御装置は、自車両と先行車両との車間距離が設定車間距離になるように車間距離制御を行い、前記車間距離制御中にウィンカ操作され、かつ、車線変更支援スイッチのオンによって車線変更支援が許可されている場合、予め定められた待機時間が経過した時に前記先行車両の追い越しのための追い越し加速制御を行い、前記車間距離制御中にウィンカ操作され、かつ、前記車線変更支援スイッチのオフによって前記車線変更支援が許可されていない場合、前記待機時間の経過を待たずに追い越し加速制御を行う車間距離制御部と、ウィンカ操作され、かつ、前記車線変更支援スイッチのオンによって前記車線変更支援が許可されている場合、前記待機時間が経過した時に車線変更のための操舵支援を行う車線変更支援部と、を備える。

この態様によると、車線変更支援部が操舵支援を開始するまで追い越し加速制御が行われないので、この間に自車両が先行車両に接近し過ぎないようにできる。したがって、ドライバーに不快感を与えないようにできる。

本発明によれば、ドライバーに不快感を与えないようにできる。

一実施形態に係る車両用走行制御装置のブロック図である。図１の運転支援ＥＣＵの処理を示すフローチャートである。（ａ）は、一実施形態に係る時刻ｔ１からｔ２までの自車両と先行車両との相対位置の一例を示す図であり、（ｂ）は、時刻ｔ２以降の自車両と先行車両との相対位置の一例を示す図である。

図１は、一実施形態に係る車両用走行制御装置１００のブロック図である。車両用走行制御装置１００は、加速機能付き車間距離制御と車線変更支援の両方を実行しうる。車両用走行制御装置１００は、センサ１０と、ウィンカスイッチ１１と、ＡＣＣスイッチ１２と、ＬＣＳスイッチ１３と、運転支援ＥＣＵ（Electronic Control Unit）２０と、ステアリングセンサ３０と、ステアリングＥＣＵ３１と、ステアリングアクチュエータ３２と、アクセルペダルセンサ４０と、エンジンＥＣＵ４１と、エンジンアクチュエータ４２と、ブレーキペダルセンサ５０と、ブレーキＥＣＵ５１と、ブレーキアクチュエータ５２と、を備える。

センサ１０は、自車両と先行車両との車間距離と、自車両に対する先行車両の相対速度とを検出する。センサ１０は、例えば車両のフロントバンパーやフロントグリルなど車両の前端部の中央に配置され、車両の前方を中心に所定の角度にミリ波を出射し、この範囲に存在する物標により反射した反射波を受信するレーダセンサであってもよい。このようなレーダセンサは、受信した反射波を解析することにより、先行車両の位置および相対速度を検出する。センサ１０は、車間距離と相対速度を検出可能であれば特に限定されず、ステレオカメラなどでもよい。

ウィンカスイッチ１１は、車両に設けられた方向指示器を作動させるスイッチであり、電気式のスイッチでもよく、機械式のスイッチでもよい。ウィンカスイッチ１１は、方向指示器に左方向の方向指示を行わせるための左オン操作と、右方向の方向指示を行わせるための右オン操作と、方向指示を停止させるオフ操作とを行うことができる。ウィンカスイッチ１１は、左オン操作と右オン操作のそれぞれにおいて、操作量に応じて２段階に操作可能である。ウィンカスイッチ１１は、１段階目の左オン操作に対応する第１左オン信号、２段階目の左オン操作に対応する第２左オン信号、１段階目の右オン操作に対応する第１右オン信号、２段階目の右オン操作に対応する第２右オン信号、または、オフ信号を、運転支援ＥＣＵ２０に送信する。左オン操作と右オン操作を、ウィンカ操作と称する。１段階目の左オン操作と１段階目の右オン操作を、１段階操作と称し、２段階目の左オン操作と２段階目の右オン操作を、２段階操作と称する。

ＡＣＣスイッチ１２は、車間距離制御を作動させるか否か切り替える。ＡＣＣスイッチ１２がオンの場合、車間距離制御を作動させ、ＡＣＣスイッチ１２がオフの場合、車間距離制御を作動させない。

ＬＣＳスイッチ１３は、車線変更支援の作動を許可するか否か切り替える。ＬＣＳスイッチ１３がオンの場合、車線変更支援の作動を許可し、ＬＣＳスイッチ１３がオフの場合、車線変更支援の作動を許可しない。

運転支援ＥＣＵ２０は、センサ１０による検出結果と、ウィンカスイッチ１１、ＡＣＣスイッチ１２およびＬＣＳスイッチ１３の操作とに基づいて、ドライバーによる車両の運転を支援する。運転支援ＥＣＵ２０は、車間距離制御部２１と、車線変更支援部２２と、を有する。

車間距離制御部２１は、ＡＣＣスイッチ１２がオンの車間距離制御中に、センサ１０で検出された車間距離と相対速度とに基づいて、自車両と先行車両との車間距離が設定車間距離になるように、追従用目標加速度を演算し、車間距離制御を行う。設定車間距離は、ドライバーによって設定される。

車間距離制御部２１は、車間距離制御中に、車線変更支援が許可されておらず、ウィンカスイッチ１１が１段階操作または２段階操作された場合、先行車両の追い越しのための追い越し加速制御を行う。車間距離制御部２１は、追い越し加速制御において、追い越し用目標加速度を演算する。追い越し用目標加速度は、追従用目標加速度の最大値より大きい。

車間距離制御部２１は、車間距離制御中に、車線変更支援が許可され、ウィンカスイッチ１１が２段階操作された場合、追い越し加速制御を行う。

車間距離制御部２１は、車間距離制御中に、車線変更支援が許可され、ウィンカスイッチ１１の１段階操作が所定の判定時間以上継続している場合、所定の待機時間が経過した時に追い越し加速制御を行う。即ち、車間距離制御部２１は、この場合、追い越し加速制御を待機時間の間抑制する。例えば、判定時間は１秒であり、待機時間は２秒であってもよい。

車間距離制御部２１は、車間距離制御中に先行車両が存在しない場合、自車両の車速が設定車速になるように、定速走行用目標加速度を演算する。設定車速は、ドライバーによって設定される。

車線変更支援部２２は、車線変更支援が許可され、ウィンカスイッチ１１の１段階操作が判定時間以上継続している場合、待機時間が経過した時に車線変更のための操舵支援を行う。

車線変更支援部２２は、車間距離制御中ではなく、車線変更支援が許可され、ウィンカスイッチ１１が１段階操作または２段階操作された場合、所定の予告時間が経過した時に操舵支援を行う。例えば、予告時間は、判定時間と待機時間の和であり、３秒であってもよい。

車線変更支援部２２は、センサ１０により検出された先行車両を含む他車両の走行状況、および、図示しないナビゲーションシステム用の地図データによる道路形状などに基づいて、自車線から隣接車線へ車線変更する際の目標軌跡を算出する。車線変更支援部２２は、その目標軌跡に沿って自車両が走行するように、図示しない操舵機構の目標操舵トルクを演算する。

操舵支援の具体的な方法は特に限定されない。例えば、車線変更支援部２２は、目標軌跡を算出せず、自車線と隣接車線の車線の位置に基づいて、目標操舵トルクを演算してもよい。車線の位置は、図示しない白線認識センサにより認識された白線の位置に基づいて取得できる。

ステアリングセンサ３０は、ドライバーのステアリング操作を検出する。ステアリングＥＣＵ３１は、ステアリングセンサ３０で検出されたステアリング操作に応じてステアリングアクチュエータ３２を制御する。ステアリングアクチュエータ３２は、操舵機構に操舵トルクを加える。操舵トルクは、正または負の値である。

また、車線変更支援中において、ステアリングＥＣＵ３１は、操舵機構の操舵トルクが車線変更支援部２２で演算された目標操舵トルクに近づくように、ステアリングアクチュエータ３２を制御する。これにより、ドライバーのステアリング操作が不足または過剰な場合に、操舵機構の操舵トルクを補正することができる。

アクセルペダルセンサ４０は、アクセルペダルの操作量を検出する。エンジンＥＣＵ４１は、アクセルペダルセンサ４０で検出されたアクセルペダルの操作量に応じてエンジンアクチュエータ４２を制御する。また、車間距離制御中において、エンジンＥＣＵ４１は、自車両の加速度が車間距離制御部２１で演算された目標加速度に近づくように、アクセルペダルの操作量によらずエンジンアクチュエータ４２を制御する。エンジンアクチュエータ４２は、エンジンの駆動力を制御する。

ブレーキペダルセンサ５０は、ブレーキペダルの操作量を検出する。ブレーキＥＣＵ５１は、ブレーキペダルセンサ５０で検出されたブレーキペダルの操作量に応じてブレーキアクチュエータ５２を制御する。また、車間距離制御中において、ブレーキＥＣＵ５１は、自車両の加速度が車間距離制御部２１で演算された目標加速度に近づくように、ブレーキペダルの操作量によらずブレーキアクチュエータ５２を制御する。ブレーキアクチュエータ５２は、ブレーキの制動力を制御する。

図２は、図１の運転支援ＥＣＵ２０の処理を示すフローチャートである。図２の処理は、所定の周期で定期的に行われる。まず、運転支援ＥＣＵ２０はウィンカ操作されたか判定し（Ｓ１）、ウィンカ操作されていない場合（Ｓ１のＮ）、今回の処理を終了する。

ウィンカ操作された場合（Ｓ１のＹ）、即ちウィンカスイッチ１１が１段階操作または２段階操作されている場合、運転支援ＥＣＵ２０は、車間距離制御が作動しているか判定し（Ｓ２）、車間距離制御が作動していない場合（Ｓ２のＮ）、今回の処理を終了する。

車間距離制御が作動している場合（Ｓ２のＹ）、運転支援ＥＣＵ２０は、車線変更支援が許可されているか判定し（Ｓ３）、許可されていない場合（Ｓ３のＮ）、車間距離制御部２１は追い越し加速制御を開始し（Ｓ８）、今回の処理を終了する。このように、車線変更支援が許可されていない場合、ドライバーは、ウィンカスイッチ１１を１段階操作しても、あるいは２段階操作しても、すぐに追い越し加速制御を行わせることができる。したがって、操作が容易である。

車線変更支援が許可されている場合（Ｓ３のＹ）、運転支援ＥＣＵ２０は、ウィンカスイッチ１１が２段階操作されているか判定する（Ｓ４）。２段階操作されている場合（Ｓ４のＹ）、車間距離制御部２１は追い越し加速制御を開始し（Ｓ８）、今回の処理を終了する。このように、車線変更支援が許可されていても、車線変更支援が必要ない場合には、ドライバーは、ウィンカスイッチ１１を２段階操作することにより、すぐに追い越し加速制御を行わせることができる。したがって、操作が容易である。

ウィンカスイッチ１１が２段階操作されていない場合（Ｓ４のＮ）、運転支援ＥＣＵ２０は、ウィンカスイッチ１１の１段階操作が判定時間以上継続しているか判定し（Ｓ５）、継続していない場合（Ｓ５のＮ）、今回の処理を終了する。これにより、ウィンカスイッチ１１が誤って１段階操作され、判定時間が経過する前にオフ操作された場合に、車線変更支援が行われないようにすることができる。

１段階操作が判定時間以上継続している場合（Ｓ５のＹ）、車線変更支援部２２は、待機時間の間待機する（Ｓ６）。待機時間が経過した時、車線変更支援部２２は操舵支援を開始し（Ｓ７）、車間距離制御部２１は追い越し加速制御を開始し（Ｓ８）、今回の処理を終了する。操舵支援と追い越し加速制御は、ほぼ同時に開始される。判定時間と待機時間の間、周辺の車両に対して車線変更を行おうとしていることを知らせることができる。

図３（ａ）は、一実施形態に係る時刻ｔ１からｔ２までの自車両Ｃ１と先行車両Ｃ２との相対位置の一例を示す図であり、図３（ｂ）は、時刻ｔ２以降の自車両Ｃ１と先行車両Ｃ２との相対位置の一例を示す図である。図３（ａ），（ｂ）では、車間距離制御が行われているとともに、車線変更支援が許可されている。時刻ｔ１からｔ２までの時間は、判定時間と待機時間の和と等しい。以下では、図２の処理と対応付けて説明する。

図３（ａ）に示すように、車間距離制御中の時刻ｔ１において、ドライバーがウィンカスイッチ１１を１段階操作すると、長押し判定が行われる（図２のＳ５）。この時点では、追い越し加速は抑制されている。長押し判定が成立すると（Ｓ５のＹ）、待機時間の間待機し（Ｓ６）、追い越し加速の抑制は継続される。したがって、時刻ｔ２まで、自車両Ｃ１と先行車両Ｃ２との車間距離は変化しない。

図３（ｂ）に示すように、時刻ｔ２において操舵支援と追い越し加速制御が開始される（Ｓ７とＳ８）。これにより、自車両Ｃ１は、先行車両Ｃ２より高速で走行すると共に目標軌跡ＴＲ１に沿って隣接車線に車線変更し、先行車両Ｃ２を追い越すことができる。この時、ドライバーはアクセルペダルを踏み込む必要がない。また、ドライバーによるステアリング操作が不足または過剰な場合にも操舵トルクが適切に補正され、目標軌跡ＴＲ１に沿うように走行でき、スムーズに先行車両Ｃ２を追い越すことができる。したがって、ドライバーの負担を軽減できる。

このように、本実施形態によれば、車間距離制御部２１は、車間距離制御中にウィンカ操作された場合、追い越し加速制御を待機時間の間抑制し、この待機時間が経過した時に追い越し加速制御を行うようにしている。これにより、車線変更支援部２２が操舵支援を開始するまで追い越し加速制御が行われないので、この間に自車両が先行車両に接近し過ぎないようにできる。したがって、ドライバーに不快感を与えないようにできる。

また、１つのウィンカスイッチ１１を用いて、追い越し加速制御と車線変更支援のうち起動すべき機能を判断している。そのため、操作が容易であり、部品点数の増加を抑えることもできる。追い越し加速制御と車線変更支援は、車線変更および追い越しという共通の目的を有しているため、同一のウィンカスイッチ１１で操作できることにより、操作性を向上できる。

以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

１０…センサ、１１…ウィンカスイッチ、２０…運転支援ＥＣＵ、２１…車間距離制御部、２２…車線変更支援部、１００…車両用走行制御装置。

Claims

自車両と先行車両との車間距離が設定車間距離になるように車間距離制御を行い、前記車間距離制御中にウィンカ操作され、かつ、車線変更支援スイッチのオンによって車線変更支援が許可されている場合、予め定められた待機時間が経過した時に前記先行車両の追い越しのための追い越し加速制御を行い、前記車間距離制御中にウィンカ操作され、かつ、前記車線変更支援スイッチのオフによって前記車線変更支援が許可されていない場合、前記待機時間の経過を待たずに追い越し加速制御を行う車間距離制御部と、
ウィンカ操作され、かつ、前記車線変更支援スイッチのオンによって前記車線変更支援が許可されている場合、前記待機時間が経過した時に車線変更のための操舵支援を行う車線変更支援部と、
を備えることを特徴とする車両用走行制御装置。