JP7119407B2

JP7119407B2 - 車両の走行制御装置及び車両の走行制御方法

Info

Publication number: JP7119407B2
Application number: JP2018023677A
Authority: JP
Inventors: 恵一飯野
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 2018-02-14
Filing date: 2018-02-14
Publication date: 2022-08-17
Anticipated expiration: 2038-02-14
Also published as: JP2019137296A

Description

本開示は、車両の走行制御装置及び車両の走行制御方法に関する。

自車両の周辺が渋滞しており、自車両の車速がゼロである停車状態で、先行車両が発進して、先行車両と自車両の車間距離が所定距離以上となったときに、停止時車間距離以下になるまで自車両をクリープ走行させて、先行車両の停止に追従して停止させる運転支援システムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１７－８７７８４号公報

ところで、上記の特許文献１の技術では、渋滞を検出したときに、先行車両に追従する自車両をクリープトルクによるクリープ速度でクリープ走行させるので、走行中は、エンジンを稼働させており、クリープトルク発生のための燃料を消費していることになる。そのため、燃費の面で向上の余地があった。

本開示の目的は、先行車両に自車両が追従しているときで、自車両及び先行車両の周辺が渋滞しているときに、自車両の燃費を向上させることができる車両の走行制御装置及び車両の走行制御方法を提供することにある。

上記の目的を達成するための本発明の態様の車両の走行制御装置は、先行車両の停止に追従して自車両を停止後、前記先行車両が発進するときで、前記自車両の周辺が渋滞していると判定したときには、この発進後の前記先行車両と前記自車両との車間距離が予め設定された設定距離以上となるときに前記自車両を発進させる機能を有する車両の走行制御装置において、前記自車両の発進時に、前記先行車両の周辺が渋滞していると判定したときには、前記車間距離、前記自車両の車重、および、前記自車両の走行路の勾配を含むパラメータに基づいて、前記自車両の発進時の加速度および加速時間を算出し、前記自車両の発進後は前記自車両を前記加速度および前記加速時間に基づいて一旦加速した後の惰行走行時の抵抗により、前記自車両の発進時における前記先行車両の位置で前記自車両を停止させる制御を行うように構成される。

また、上記の目的を達成するための本発明の態様の車両の走行制御方法は、車両の走行制御装置により、先行車両の停止に追従して自車両を停止後、前記先行車両が発進するときで、前記自車両の周辺が渋滞していると判定したときには、この発進後の前記先行車両と前記自車両との車間距離が予め設定された設定距離以上となるときに前記自車両を発進させる車両の走行制御方法において、前記走行制御装置により、前記自車両の発進時に、前記先行車両の周辺が渋滞しているか否かを判定し、渋滞していると判定したときには、前記車間距離、前記自車両の車重、および、前記自車両の走行路の勾配を含むパラメータに基づいて、前記自車両の発進時の加速度および加速時間を算出し、前記自車両の発進後は前記自車両を前記加速度および前記加速時間に基づいて一旦加速した後の惰行走行時の抵抗により、前記自車両の発進時における前記先行車両の位置で前記自車両を停止させることを特徴とする方法である。

本開示によれば、先行車両に自車両が追従しているときで、自車両及び先行車両が渋滞しているときに、自車両の燃費を向上させることができる。

本発明の実施形態の車両の走行制御装置の構成を例示する図である。本発明の実施形態の車両の走行制御装置を備えた自車両と先行車両の走行状態を例示する図である。（ａ）は先行車両の発進時を、（ｂ）は自車両の発進時を、（ｃ）は自車両の停止時を例示している。本発明の実施形態の車両の走行制御装置を備えた自車両、先行車両及び他車両の走行状態を例示する図である。（ａ）は先行車両の発進時を、（ｂ）は自車両の発進時を、（ｃ）は自車両の追従走行時を例示している。本発明の実施形態の車両の走行制御方法における制御フローを例示する図である。

以下、本発明の実施形態の車両の走行制御装置１及び車両の走行制御方法について、図面を参照しながら説明する。なお、本実施形態では、車両の走行制御装置１を備えた車両を自車両２、自車両２の走行路５にて先行している直近の車両を先行車両３、自車両２の走行路５に隣接する走行路を走行している車両を他車両４とする。

図１に示すように、自車両２には、車両の走行制御装置１の他に、走行情報取得装置６が備わる。走行情報取得装置６は、自車両２の車速、先行車両３と自車両２の車間距離Ｘ、先行車両３の車速、走行路５の勾配、自車両２の車重、等の自車両２の走行に関連するパラメータ（走行情報）を取得する装置である。自車両２の車速は、例えば、自車両２に備えた車速センサで取得する。車間距離Ｘは、例えば、自車両２に備えたレーザセンサやカメラ等で取得する。先行車両３の車速は、例えば、自車両２の車速と車間距離Ｘを基に推定算出する。走行路５の勾配は、例えば、自車両２に備えた勾配センサ等で取得する。自車両２の車重は、例えば、自車両２に備えた加速度センサ及びトルクセンサの各取得値を基に推定算出する。

車両の走行制御装置１は、各種情報処理を行うＣＰＵ（Central Processing Unit）、その各種情報処理を行うために用いられるプログラムや情報処理結果を読み書き可能な内部記憶装置、及び各種インターフェースなどから構成されるハードウエアであり、自車両２の走行を制御する装置である。ただし、本実施形態では、この装置１が有する機能の内、先行車両３に自車両２を追従走行させる制御（ＡＣＣ制御：アダプティブ・クルーズ・コントロール制御）を行っているときの機能（発進機能等）を中心に説明する。自車両２の運転席に備わるＡＣＣ制御用スイッチが運転者によりオンされているときに、ＡＣＣ制御は行われる。なお、後述するが、車両の走行制御装置１は、先行車両３の停止に追従して自車両２を停止後、先行車両３が発進するときで、自車両２の周辺が渋滞していると判定したときには、この発進後の先行車両３と自車両２との車間距離Ｘが予め設定された設定距離Ｘａ以上となるときに自車両２を発進させる機能を有する。

車両の走行制御装置１は、図１に示すように、自車両渋滞判定手段１ａと、車間距離判定手段１ｂと、先行車両渋滞判定手段１ｃと、渋滞用走行パラメータ設定手段１ｄと、渋滞用走行指示手段１ｅと、他車両割込判定手段１ｆと、渋滞用走行中止手段１ｇと、を備える。

自車両渋滞判定手段１ａは、自車両２の周辺が渋滞しているか否かを判定する手段である。より詳細には、自車両渋滞判定手段１ａは、ＡＣＣ制御時で、自車両２の車速Ｖが予め設定された設定車速Ｖａ以下であるときに、自車両２の外部に備わる交通情報提供装置７から受信する交通情報と、走行情報取得装置６から受信する走行情報とに基づいて、自車両２の周辺が渋滞しているか否かを判定する手段である。設定車速Ｖａは、自車両２の周辺が渋滞していると判定可能な程度の低速な車速であり、実験等により予め設定される。

交通情報は、例えば、自車両２の現在位置や、自車両２の前方の走行路５の交通状況等である。交通情報提供装置７は、例えば、ＧＰＳ（グローバルポジショニングシステム）等により得られる自車両２の位置に基づいて、日本道路交通情報センターなどの交通情報提供機関からの交通情報を得る機能を有するものである。走行情報は、例えば、自車両２の車速Ｖと車間距離Ｘの各々の直近の一定期間における推移状況等である。この一定期間は、自車両２の周辺が渋滞していると判定可能な程度に車速Ｖ及び車間距離Ｘの推移データを取得可能な期間として設定される。

なお、自車両渋滞判定手段１ａにより、自車両２の周辺が渋滞していると判定された後、次に自車両２の周辺が渋滞していないと判定されるまでは、この間の渋滞判定に使用する一定期間を通常の一定期間より短くすることで、自車両２の周辺が渋滞しているか否かをより迅速に判定する。また、ＡＣＣ制御を行っていないとき、または、自車両２の車速Ｖが設定車速Ｖａを上回るときには、交通情報のみに基づいて、自車両２が渋滞状態にあるか否かを判定する。

車間距離判定手段１ｂは、先行車両３の停止に追従して自車両２を停止後、予め設定された設定時間ｔ１内に先行車両３が発進するときで、自車両２の周辺が渋滞していると判定したときには、この発進後の先行車両３と自車両２の車間距離Ｘが予め設定された設定距離Ｘａ以上であるか否かを判定する手段である。設定時間ｔ１は、運転者がアクセルペダルを踏み込む手間を省くために設定される時間で、実験等により予め設定される。設定距離Ｘａは、自車両２の周辺が渋滞しているときに発進及び停止を繰り返さないために設定される時間で、実験等により予め設定される。

より詳細には、車間距離判定手段１ｂは、ＡＣＣ制御が行われている前提の下で、以下の順に制御を行う。まず、走行情報取得装置６により取得される自車両２及び先行車両３の車速がともにゼロであるときに、自車両２及び先行車両３がともに停止していると判定する。

自車両２及び先行車両３がともに停止していると判定された後、走行情報取得装置６により取得される先行車両３の車速がゼロでなくなったときに、先行車両３が発進したと判定する。先行車両３が発進したと判定した時点で、運転者がＡＣＣ機能をオフせずＡＣＣ制御中のままであり、かつ、自車両渋滞判定手段１ａにより自車両２が渋滞状態にあると判定されているときに、車間距離Ｘが設定距離Ｘａ以上であるか否かの判定を行う。

先行車両渋滞判定手段１ｃは、先行車両３の周辺が渋滞しているか否かを判定する手段である。より詳細には、先行車両渋滞判定手段１ｃは、先行車両３と自車両２との車間距離Ｘと、先行車両３の車速と、に基づいて先行車両３の周辺が渋滞しているか否かを判定する手段である。例えば、車間距離判定手段１ａで車間距離Ｘが第２設定距離Ｘｂ以下であると判定されて、先行車両渋滞判定手段１ｃにおける車間距離の条件を満たしたときで、さらに、走行情報取得装置６により取得される先行車両３の車速Ｖ’が予め設定された第２設定車速Ｖｂ以下で先行車両渋滞判定手段１ｃにおける車速の条件を満たしたときに、先行車両３の周辺が渋滞していると判定する。車間距離の条件を満たしていても、先行車両３の車速Ｖ’が第２設定車速Ｖｂを超えていて車速の条件を満たしていないときは、先行車両３の周辺が渋滞していないと判定する。

渋滞用走行パラメータ設定手段１ｄは、車間距離判定手段１ｂにより車間距離Ｘが設定距離Ｘａ以上であると判定されて自車両２を発進させるときで、かつ、先行車両渋滞判定手段１ｃにより先行車両３の周辺が渋滞していると判定されたときに、この時点における先行車両３の位置（図２の位置Ｘ２）で、自車両２を一旦加速した後の惰行走行時の走行抵抗のみで停止させるために必要となる最小限の発進時の加速度及び加速時間を算出する手段である。この加速度及び加速時間は、走行情報取得装置６により取得される種々のパラメータ（例えば、車間距離Ｘ、自車両２の車重及び自車両２の走行路５の勾配）に基づいて推定算出される。なお、自車両２の惰行走行とは、走行用のトルクを車輪に加えることなく、また、運転者のブレーキペダルの踏込により作動するフットブレーキ等の他の制動力なしに、自車両２への走行抵抗のみで自車両２を減速させる走行形態である。

渋滞用走行指示手段１ｅは、渋滞用走行パラメータ設定手段１ｄにより自車両２の最小限の発進時の加速度及び加速時間が算出された後に、この加速度及び加速時間で自車両２が発進する（加速走行する）ように、車両走行に関連する各種パラメータ（車両に備わるエンジンの燃料噴射量等）を制御し、この発進の加速終了後は自車両２を惰行走行させて、自車両２の発進時における先行車両３の位置Ｘ２で自車両２を停止させる手段である。

他車両割込判定手段１ｆは、車間距離判定手段１ｂにより車間距離Ｘが設定距離Ｘａ以上であると判定されて自車両２を発進させるとき、または、渋滞用走行指示手段１ｅにより自車両２を加速走行及び惰行走行させているときに、自車両２の走行路５に隣接する走行路等から他車両４が先行車両３と自車両２の間に割り込んでくるか否かを判定する手段である。例えば、他車両４の走行路５側のウインカーが点滅しているときに、他車両４が割り込んでくると判定する。

渋滞用走行中止手段１ｇは、他車両割込判定手段１ｆにより他車両４が割り込んでくると判定したときに、渋滞用走行指示手段１ｅによる自車両２の加速走行及び惰行走行を中止する手段である。なお、自車両２の加速走行及び惰行走行を中止後は、車両の走行制御装置１により、他車両４を新たな先行車両としてこの車両４に追従する通常のＡＣＣ制御を行う。また、他車両割込判定手段１ｆによる判定時が自車両２の発進時である場合には、渋滞用走行パラメータ設定手段１ｄによる加速度及び加速時間の算出を中止する。この場合も、同様に、その後、他車両４を新たな先行車両としてこの車両４に追従する通常のＡＣＣ制御を行う。

本実施形態における自車両２の一連の走行の流れは以下のようになる。まず、先行車両３の停止に追従して自車両２を停止後、先行車両３が発進するときには、図２（ａ）に示すように、自車両２は追従せずに位置Ｘ１で停止する。次に、先行車両３と自車両２との車間距離Ｘが設定距離Ｘａ以上となったときに、図２（ｂ）に示すように、自車両２は発進する。このとき、先行車両３の周辺が渋滞しているときには、この時点の先行車両３の位置Ｘ２で自車両２を停止させるために、最小限必要となる自車両２の発進時の加速度及び加速時間を算出する。そして、自車両２を発進し、この算出した加速度及び加速時間で自車両２を加速走行させた後、惰行走行して、先行車両３の走行状態に関らず、図２（ｃ）に示すように、自車両２を位置Ｘ２で一旦停止させる。その後は、先行車両３が停止していれば本実施形態の制御（図２（ａ）～（ｃ）の一連の制御）を再度行い、先行車両３が走行していれば通常のＡＣＣ制御に移行する。

あるいは、先行車両３と自車両２との車間距離Ｘが設定距離Ｘａ以上で自車両２を発進させるとき、または、自車両２を加速走行及び惰行走行させているときで、図３（ｂ）に示すように、先行車両３と自車両２の間に他車両４が割り込んでくるときには、図３（ｃ）に示すように、他車両４を新たな先行車両としてこの車両４に追従する通常のＡＣＣ制御を行う。なお、図３（ａ）は図２（ａ）と同様で、先行車両３の停止に追従して自車両２を停止後、先行車両３が発進するときを示している。

本実施形態の車両の走行制御装置１を基にした制御フローについて、言い換えれば、車両の走行制御方法の一例について、図４を参照しながら説明する。図４に示す制御フローは、自車両２のＡＣＣ制御時で、かつ、先行車両３の停止に追従して自車両２を停止後、先行車両３が発進するときに、行われる制御フローである。

図４に示す制御フローがスタートすると、ステップＳ１０にて、先行車両３の発進後の先行車両３と自車両２との車間距離Ｘが設定距離Ｘａ以上となったか否かを判定する。車間距離Ｘが設定距離Ｘａ未満である場合（ＮＯ）には、予め設定した待機時間を経過後、再度ステップＳ１０の判定を行う。一方、車間距離Ｘが設定距離Ｘａ以上である場合（ＹＥＳ）には、ステップＳ２０に進む。

ステップＳ２０にて、先行車両３の周辺が渋滞しているか否かを判定する。この判定方法は上述した方法と同様であるので、ここでは説明を省略する。先行車両３が渋滞していないと判定する場合（ＮＯ）には、ステップＳ５０に進み、ステップＳ５０にて、自車両２を発進させて、ＡＣＣ制御により先行車両３に追従させる。ステップＳ５０の制御を実施後、リターンに進んで、本制御フローを終了する。一方、ステップＳ２０にて、先行車両３の周辺が渋滞していると判定する場合（ＹＥＳ）には、ステップＳ３０に進む。

ステップＳ３０にて、ステップＳ２０の時点における先行車両３の位置で自車両２を惰行走行時の走行抵抗のみで停止させるために必要となる最小限の発進時の加速度及び加速時間を算出する。ステップＳ３０を実施後、ステップＳ４０に進む。

ステップＳ４０にて、自車両を発進させ、ステップＳ３０で算出した加速度及び加速時間で自車両２を加速走行後、惰行走行させて、自車両２の発進時における先行車両３の位置Ｘ２で自車両２を停止させる。ステップＳ４０を実施後、リターンに進んで、本制御フローを終了する。

なお、ステップＳ３０またはＳ４０を行っているときに、先行車両３と自車両２の間への他車両４の割り込みの判定条件が成立した場合には、ステップＳ３０またはＳ４０を中止して、他車両４を新たな先行車両としてこの車両４に自車両２を追従させる。自車両２の追従後、リターンに進んで、本制御フローを終了する。

以上より、本実施形態では、自車両２のＡＣＣ制御時で、かつ、自車両２の周辺が渋滞していると判定したときで、かつ、先行車両３と自車両２の車間距離Ｘが設定距離Ｘａ以上となって自車両２の発進条件が成立したときに、さらに、先行車両３の周辺が渋滞していると判定したときには、自車両２の発進時の先行車両３の位置Ｘ２まで自車両２を加速走行及び惰行走行させ、この位置Ｘ２で自車両２を一旦停止させる制御を行う。自車両２をクリープ走行させて先行車両３に追従する場合と比較して、加速時に燃料を消費するだけで、位置Ｘ２までの自車両２の走行を燃料消費のない惰行走行のみで行うので、自車両２の燃費を向上させることができる。

本実施形態では、自車両２のＡＣＣ制御時で、自車両２の車速Ｖが設定車速Ｖａ以下のときに、自車両２の周辺が渋滞しているか否かの判定を、自車両２の外部に備わる交通情報提供装置７から受信する交通情報と、自車両２の内部に備わる走行情報取得装置６から受信する走行情報と、の両方の情報に基づいて行う。これにより、自車両２の周辺が渋滞しているか否かの判定を交通情報のみに基づいて行う場合（例えば、自車両２のＡＣＣ制御を行わない場合）と比較して、その判定精度を向上させることができる。

本実施形態では、自車両２のＡＣＣ制御時における、先行車両３の周辺が渋滞しているか否かの判定を、先行車両３と自車両２との車間距離Ｘと、先行車両３の車速Ｖ’と、に基づいて行う。これにより、先行車両３の情報を少ないパラメータ数で迅速に把握することが可能となる。

本実施形態では、自車両２の発進時に、先行車両３の周辺が渋滞していると判定したときでも、先行車両３と自車両２の間に他車両４が割り込んでくるときには、自車両２の加速走行及び惰行走行を中止して、新たな先行車両となる他車両４に自車両２を追従させる。これにより、自車両２周辺の交通状況を円滑化することができる。

１車両の走行制御装置
２自車両
３先行車両
４他車両
５走行路
６走行情報取得装置
７交通情報提供装置

Claims

先行車両の停止に追従して自車両を停止後、前記先行車両が発進するときで、前記自車両の周辺が渋滞していると判定したときには、この発進後の前記先行車両と前記自車両との車間距離が予め設定された設定距離以上となるときに前記自車両を発進させる機能を有する車両の走行制御装置において、
前記自車両の発進時に、前記先行車両の周辺が渋滞していると判定したときには、前記車間距離、前記自車両の車重、および、前記自車両の走行路の勾配を含むパラメータに基づいて、前記自車両の発進時の加速度および加速時間を算出し、前記自車両の発進後は前記自車両を前記加速度および前記加速時間に基づいて一旦加速した後の惰行走行時の抵抗により、前記自車両の発進時における前記先行車両の位置で前記自車両を停止させる制御を行うように構成される車両の走行制御装置。
前記自車両の発進時に、前記先行車両の周辺が渋滞していると判定したときでも、前記先行車両と前記自車両の間に他車両が割り込んでくると判定したときには、前記自車両を前記加速度および前記加速時間に基づいて一旦加速した後の惰行走行時の抵抗により、前記自車両の発進時における前記先行車両の位置で前記自車両を停止させる制御を中止する制御を行うように構成される請求項１に記載の車両の走行制御装置。
車両の走行制御装置により、先行車両の停止に追従して自車両を停止後、前記先行車両が発進するときで、前記自車両の周辺が渋滞していると判定したときには、この発進後の前記先行車両と前記自車両との車間距離が予め設定された設定距離以上となるときに前記自車両を発進させる車両の走行制御方法において、
前記走行制御装置により、前記自車両の発進時に、前記先行車両の周辺が渋滞しているか否かを判定し、渋滞していると判定したときには、前記車間距離、前記自車両の車重、および、前記自車両の走行路の勾配を含むパラメータに基づいて、前記自車両の発進時の加速度および加速時間を算出し、前記自車両の発進後は前記自車両を前記加速度および前記加速時間に基づいて一旦加速した後の惰行走行時の抵抗により、前記自車両の発進時における前記先行車両の位置で前記自車両を停止させることを特徴とする車両の走行制御方法。