JP7139593B2

JP7139593B2 - 走行制御装置、車両、および走行制御方法

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Publication number: JP7139593B2
Application number: JP2017215528A
Authority: JP
Inventors: 宏貴夏見; 正一高橋
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 2017-11-08
Filing date: 2017-11-08
Publication date: 2022-09-21
Anticipated expiration: 2037-11-08
Also published as: DE112018005350T5; DE112018005350B4; US11352006B2; CN111655560A; WO2019093302A1; US20200317195A1; JP2019084995A; CN111655560B

Description

本開示は、走行制御装置、車両、および走行制御方法に関する。

従来、運転支援機能として、先行車両に追従し、車間距離を保ちながら一定速度で車両を走行させるＡＣＣ（Adaptive Cruise Control）が知られている（例えば、特許文献１を参照）。

特開２０１７－０５６８５７号公報

従来のＡＣＣでは、追従中の先行車両が例えば車線変更等によりいなくなった場合、新たに検知された先行車両との車間距離を詰めるために車両を加速させる制御を行っている。しかしながら、その加速によりエネルギー（燃料）が無駄に消費されてしまうという問題がある。

本開示の目的は、無駄なエネルギーの消費を抑制することができる走行制御装置、車両、および走行制御方法を提供することである。

本発明の一態様に係る走行制御装置は、予め設定されたセット車間距離を維持しながら一定速度で自車両を先行車両に追従して走行させるＡＣＣ（Adaptive Cruise Control）を実行する走行制御装置であって、予め設定されたセット車速以下で追従していた第１の先行車両がいなくなった後、所定時間内に新たな先行車両として第２の先行車両を検知したか否かを判定する先行車両検知部と、前記第２の先行車両が検知された場合、前記自車両の速度と前記第２の先行車両の速度との速度差が、ゼロを基準とした設定範囲内であるか否かを判定する速度判定部と、前記速度差が前記設定範囲内である場合、前記自車両が前記第１の先行車両を追従していたときの速度を維持するように、前記自車両を制御する走行制御部と、を有し、前記速度判定部は、前記速度差が前記設定範囲内ではない場合、さらに、前記自車両の速度と前記第２の先行車両の速度とのどちらが速いかを判定し、前記走行制御部は、前記自車両の速度が前記第２の先行車両の速度よりも速い場合、前記自車両が前記第１の先行車両を追従していたときの速度を維持するように、前記自車両を制御する。

本発明の一態様に係る車両は、上記走行制御装置を備える。

本発明の一態様に係る走行制御方法は、予め設定されたセット車間距離を維持しながら一定速度で自車両を先行車両に追従して走行させるＡＣＣ（Adaptive Cruise Control）を実行する走行制御方法であって、予め設定されたセット車速以下で追従していた第１の先行車両がいなくなった後、所定時間内に新たな先行車両として第２の先行車両を検知したか否かを判定し、前記第２の先行車両が検知された場合、前記自車両の速度と前記第２の先行車両の速度との速度差が、ゼロを基準とした設定範囲内であるか否かを判定し、前記速度差が前記設定範囲内である場合、前記自車両が前記第１の先行車両を追従していたときの速度を維持するように、前記自車両を制御し、さらに、前記速度差が前記設定範囲内ではない場合、前記自車両の速度と前記第２の先行車両の速度とのどちらが速いかを判定し、前記自車両の速度が前記第２の先行車両の速度よりも速い場合、前記自車両が前記第１の先行車両を追従していたときの速度を維持するように、前記自車両を制御する。

本開示によれば、無駄なエネルギーの消費を抑制することができる。

本実施の形態に係る走行制御装置を備える車両の構成の一例を示すブロック図本実施の形態に係る走行制御装置の構成の一例を示すブロック図本実施の形態に係る走行制御装置の動作の一例を示すフローチャート

以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

まず、本実施の形態に係る走行制御装置１００を備える車両１の構成について説明する。図１は、本実施の形態に係る走行制御装置１００を備える車両１の構成の一例を示すブロック図である。なお、ここでは、走行制御装置１００に関連する部分に着目して、図示および説明を行う。

図１に示す車両１（自車両の一例）は、例えば、直列６気筒のディーゼルエンジンを搭載した、トラック等の大型車両である。

図１に示すように、車両１は、車両１を走行させる駆動系統として、エンジン３、クラッチ４、変速機（トランスミッション）５、推進軸（プロペラシャフト）６、差動装置（デファレンシャルギヤ）７、駆動軸（ドライブシャフト）８、および車輪９を有する。

エンジン３の動力は、クラッチ４を経由して変速機５に伝達される。そして、変速機５に伝達された動力は、更に、推進軸６、差動装置７、および駆動軸８を介して車輪９に伝達される。これにより、エンジン３の動力が車輪９に伝達されて車両１が走行する。

なお、本実施の形態では、車両１は、動力源としてエンジン３を備える場合を例に挙げて説明するが、これに限らず、例えば、車両１は、エンジン３と電動機（モーター）の両方を動力源として備えてもよい。

また、車両１は、検出手段として、車速センサ２０、カメラ２１、および速度／距離検知センサ２２を有する。

車速センサ２０は、車両１の速度を検知し、検知された速度を示す情報（以下、自車両速度情報という）を走行制御装置１００へ出力する。

カメラ２１は、車両１の前方を撮影し、撮影により得られた画像（以下、前方画像という）を走行制御装置１００へ出力する。

速度／距離検知センサ２２は、先行車両の速度、および、車両１と先行車両との車間距離を検知し、検知された速度を示す情報（以下、先行車両速度情報という）、および、検知された車間距離を示す情報（以下、車間距離情報という）を走行制御装置１００へ出力する。先行車両とは、車両１が走行中の車線において、車両１の前方を走行中の車両をいう。

また、車両１は、車両を停止させる制動系統として、制動装置４０を有する。

例えば、制動装置４０は、車輪９に対して抵抗力を与えるフットブレーキ４１、推進軸６に対して抵抗力を与えるリターダ４２、およびエンジン３に対して負荷を与える排気ブレーキなどの補助ブレーキ４３を含む。

また、車両１は、車両１の走行を制御する制御系統として、自動走行装置２を有する。

自動走行装置２は、エンジン３の出力、クラッチ４の断接、および変速機５の変速を制御して、ＡＣＣ（Adaptive Cruise Control）を実行する装置である。

例えば、自動走行装置２は、エンジン用ＥＣＵ（エンジン用制御装置）１０、動力伝達用ＥＣＵ（動力伝達用制御装置）１１、および走行制御装置１００を有する。

なお、エンジン用ＥＣＵ１０、動力伝達用ＥＣＵ１１、および走行制御装置１００は、車載ネットワークにより相互に接続され、必要なデータや制御信号を相互に送受信可能となっている。

エンジン用ＥＣＵ１０は、エンジン３の出力を制御する。

動力伝達用ＥＣＵ１１は、クラッチ４の断接および変速機５の変速を制御する。

走行制御装置１００は、例えば車両１の乗員によりＡＣＣの実行を指示する操作を受け付けた場合、自車両速度情報、前方画像、先行車両速度情報、および車間距離情報に基づいて、予め設定された車間距離（以下、セット車間距離という）を維持しながら一定速度で車両１を先行車両に追従して走行させるＡＣＣを実行する。ＡＣＣを実行する際、走行制御装置１００は、車両１の各部（例えば、エンジン用ＥＣＵ１０、動力伝達用ＥＣＵ１１、フットブレーキ４１、リターダ４２等）を制御する。

例えば、走行制御装置１００は、先行車両を検知し、その先行車両の速度が予め設定された車速（以下、セット車速という）以下である場合、セット車間距離を維持しながら、先行車両を追従して走行するように車両１を制御する。なお、セット車速は、例えば、車両１の乗員によって設定される。

また、例えば、走行制御装置１００は、先行車両を検知していない場合、または、先行車両を検知し、その先行車両の速度がセット車速を超える場合、セット車速で走行するように車両１を制御する。

上述した制御は一般的なＡＣＣであるが、走行制御装置１００は、それらの制御のほかに、追従中の先行車両が例えば車線変更等によりいなくなった後、新たに先行車両が検知された場合において特徴的な制御を行う。この特徴的な制御については、図２、図３を用いて後述する。

以上、車両１の構成について説明した。

次に、本実施の形態に係る走行制御装置１００の構成について説明する。図２は、走行制御装置１００の構成の一例を示すブロック図である。

図２に示す走行制御装置１００は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、制御プログラムを格納したＲＯＭ（Read Only Memory）等の記憶媒体、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の作業用メモリ、および通信回路（いずれも図示略）を有する。図２に示す各部の機能は、ＣＰＵが制御プログラムを実行することにより実現される。

図２に示すように、走行制御装置１００は、先行車両検知部１１０と、速度判定部１２０と、走行制御部１３０と、を有する。

先行車両検知部１１０は、カメラ２１から受け取った前方画像に先行車両が映っているか否かに基づいて、先行車両の有無を検知する。

例えば、先行車両検知部１１０は、追従中の先行車両がいなくなったことを検知した後、所定時間内に新たな先行車両を検知した場合、その旨を示す第１検知結果情報を速度判定部１２０へ出力する。

一方、例えば、先行車両検知部１１０は、追従中の先行車両がいなくなったことを検知した後、所定時間内に新たな先行車両を検知しなかった場合、その旨を示す第２検知結果情報を走行制御部１３０へ出力する。

速度判定部１２０は、先行車両検知部１１０から第１検知結果情報を受け取った場合、車速センサ２０から受け取った自車両速度情報と、速度／距離検知センサ２２から受け取った先行車両速度情報とに基づいて、車両１の速度と先行車両の速度との差（以下、速度差という）を算出し、その速度差が予め設定された範囲（以下、設定範囲という）内であるか否かを判定する。この設定範囲は、例えば、ゼロを基準とした±Ａ（Ａは所定値）以内である。

速度差が設定範囲内である場合（例えば、車両１の速度と先行車両の速度とが同じである場合や、車両１の速度が先行車両の速度よりもやや速いまたはやや遅い場合）、速度判定部１２０は、その旨を示す第１判定結果情報を走行制御部１３０へ出力する。

一方、速度差が設定範囲内ではない場合、速度判定部１２０は、車両１の速度が先行車両の速度よりも速いか否かを判定する。

車両１の速度の方が先行車両の速度よりも速い場合、速度判定部１２０は、その旨を示す第２判定結果情報を走行制御部１３０へ出力する。

一方、先行車両の速度の方が車両１の速度よりも速い場合、速度判定部１２０は、先行車両の速度がセット車速以下であるか否かを判定する。

先行車両の速度がセット車速以下である場合、速度判定部１２０は、その旨を示す第３判定結果情報を走行制御部１３０へ出力する。

一方、先行車両の速度がセット車速を超える場合、速度判定部１２０は、その旨を示す第４判定結果情報を走行制御部１３０へ出力する。

走行制御部１３０は、上述した、第２検知結果情報、第１判定結果情報、第２判定結果情報、第３判定結果情報、および第４判定結果情報のうちのどの情報を受け取ったかに応じて、所定の制御を行う。

例えば、第１判定結果情報または第２判定結果情報を受け取った場合、走行制御部１３０は、従来のＡＣＣで行われていた加速（新たに検知された先行車両との車間距離をセット車間距離まで詰めるための加速）を禁止するように車両１を制御する。換言すれば、走行制御部１３０は、いなくなった先行車両を追従していたときの速度を維持して走行するように車両１を制御する。

また、例えば、第３判定結果情報を受け取った場合、走行制御部１３０は、車両１と先行車両との車間距離をセット車間距離まで詰めるために、加速を行う。この加速は、セット車速を上限とする。その後、走行制御部１３０は、速度／距離検知センサ２２から受け取った車間距離情報に基づいて制動動作を行い、車間距離がセット車間距離に到達したら、セット車間距離を維持しながら新たに検知された先行車両を追従して走行するように、車両１を制御する。

また、例えば、第２検知結果情報または第４判定結果情報を受け取った場合、走行制御部１３０は、加速を行う。この加速は、セット車速を上限とする。その後、自車両速度情報に示される車両１の速度がセット車速に到達したら、走行制御部１３０は、セット車速を維持しながら走行するように、車両１を制御する。

以上、走行制御装置１００の構成について説明した。

次に、走行制御装置１００の動作例について説明する。図３は、走行制御装置１００の動作の一例を示すフローチャートである。図３に示すフローは、車両１がセット車速以下で先行車両を追従している場合に実行される。

まず、先行車両検知部１１０は、カメラ２１からの前方画像に基づいて、追従中の先行車両がいなくなった後、所定時間内に新たな先行車両を検知したか否かを判定する（ステップＳ１０１）。

追従中の先行車両がいなくなったことを検知した後、所定時間内に新たな先行車両を検知しなかった場合（ステップＳ１０１：ＮＯ）、先行車両検知部１１０は、第２検知結果情報を走行制御部１３０へ出力する。その後、フローは、後述のステップＳ１０７へ進む。

一方、追従中の先行車両がいなくなったことを検知した後、所定時間内に新たな先行車両を検知した場合（ステップＳ１０１：ＹＥＳ）、先行車両検知部１１０は、第１検知結果情報を速度判定部１２０へ出力する。その後、フローは後述のステップＳ１０２へ進む。

速度判定部１２０は、第１検知結果情報を受け取った場合、車速センサ２０からの自車両速度情報と、速度／距離検知センサ２２からの先行車両速度情報とに基づいて、速度差を算出し、その速度差が設定範囲内であるか否かを判定する（ステップＳ１０２）。

速度差が設定範囲内である場合（ステップＳ１０２：ＹＥＳ）、速度判定部１２０は、第１判定結果情報を走行制御部１３０へ出力する。

走行制御部１３０は、第１判定結果情報を受け取った場合、新たに検知された先行車両との車間距離をセット車間距離まで詰めるための加速を禁止するように車両１を制御する（ステップＳ１０３）。

一方、速度差が設定範囲内ではない場合（ステップＳ１０２：ＮＯ）、速度判定部１２０は、車両１の速度が先行車両の速度よりも速いか否かを判定する（ステップＳ１０４）。

車両１の速度が先行車両の速度よりも速い場合（ステップＳ１０４：ＹＥＳ）、速度判定部１２０は、第２判定結果情報を走行制御部１３０へ出力する。

走行制御部１３０は、第２判定結果情報を受け取った場合、新たに検知された先行車両との車間距離を詰めるための加速を禁止するように、車両１を制御する（ステップＳ１０３）。

一方、先行車両の速度の方が車両１の速度よりも速い場合（ステップＳ１０４：ＮＯ）、速度判定部１２０は、先行車両の速度がセット車速以下であるか否かを判定する（ステップＳ１０５）。

先行車両の速度がセット車速以下である場合（ステップＳ１０５：ＹＥＳ）、速度判定部１２０は、第３判定結果情報を走行制御部１３０へ出力する。

走行制御部１３０は、第３判定結果情報を受け取った場合、車両１と先行車両との車間距離をセット車間距離まで詰めるための加速を実行する（ステップＳ１０６）。この加速は、セット車速を上限とする。その後、車間距離情報に示される車間距離がセット車間距離に到達したら、走行制御部１３０は、セット車間距離を維持しながら先行車両を追従して走行するように、車両１を制御する。

一方、先行車両の速度がセット車速を超える場合（ステップＳ１０５：ＮＯ）、速度判定部１２０は、第４判定結果情報を走行制御部１３０へ出力する。

走行制御部１３０は、第２検知結果情報または第４判定結果情報を受け取った場合、加速を実行する（ステップＳ１０７）。この加速は、セット車速を上限とする。その後、自車両速度情報に示される車両１の速度がセット車速に到達したら、走行制御部１３０は、セット車速を維持しながら走行するように、車両１を制御する。

以上、走行制御装置１００の動作について説明した。

＜本実施の形態の効果＞
従来のＡＣＣでは、追従中の先行車両が例えば車線変更等によりいなくなった場合、新たに検知された先行車両との車間距離をセット車間距離まで詰めるために加速を行っているが、この加速によって無駄に燃料が消費されてしまうという問題があった。

そこで、本実施の形態の走行制御装置１００は、車両１の速度と、新たに検知された先行車両の速度との速度差が、設定範囲内（換言すれば、同一または略同一）である場合、新たに検知された先行車両との車間距離をセット車間距離まで詰めるための加速を禁止するように制御する。これにより、燃料の消費を抑制することができる。

＜変形例＞
なお、本発明は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変形して実施することが可能である。以下、各変形例について説明する。

上記実施の形態では、先行車両検知部１１０がカメラ２１により撮影された前方画像に基づいて先行車両の有無を検知する場合を例に挙げて説明したが、これに限定されない。例えば、先行車両検知部１１０は、レーザレーダ等の信号に基づいて、先行車両の有無を検知してもよい。

また、上記実施の形態では、速度判定部１２０が車両１の速度と新たに検知された先行車両の速度との速度差を算出する場合を例に挙げて説明したが、これに限定されない。例えば、速度／距離検知センサ２２により上記速度差を検知し、速度判定部１２０がその速度差を示す情報を速度／距離検知センサ２２から受け取ってもよい。

＜本開示のまとめ＞
本発明の走行制御装置は、予め設定されたセット車間距離を維持しながら一定速度で自車両を先行車両に追従して走行させるＡＣＣ（Adaptive Cruise Control）を実行する走行制御装置であって、予め設定されたセット車速以下で追従していた先行車両がいなくなった後、所定時間内に新たな先行車両を検知したか否かを判定する先行車両検知部と、前記新たな先行車両が検知された場合、前記自車両の速度と前記新たな先行車両の速度との速度差が、ゼロを基準とした設定範囲内であるか否かを判定する速度判定部と、前記速度差が前記設定範囲内である場合、前記自車両と前記新たな先行車両との車間距離を前記セット車間距離まで詰めるための加速を禁止するように、前記自車両を制御する走行制御部と、を有する。

なお、上記走行制御装置において、前記速度判定部は、前記速度差が前記設定範囲内ではない場合、さらに、前記自車両の速度と前記新たな先行車両の速度とのどちらが速いかを判定し、前記走行制御部は、前記自車両の速度が前記新たな先行車両の速度よりも速い場合、前記加速を禁止するように、前記自車両を制御してもよい。

また、上記走行制御装置において、前記速度判定部は、前記新たな先行車両の速度が前記自車両の速度よりも速い場合、さらに、前記新たな先行車両の速度が前記セット車速以下であるか否かを判定し、前記走行制御部は、前記新たな先行車両の速度が前記セット車速以下である場合、前記セット車速を上限として前記加速を実行し、前記自車両と前記新たな先行車両との車間距離が前記セット車間距離に到達した場合、前記セット車間距離を維持しながら一定速度で前記新たな先行車両を追従して走行するように、前記自車両を制御してもよい。

また、上記走行制御装置において、前記走行制御部は、前記新たな先行車両の速度が前記セット車速を超える場合、前記セット車速を上限として前記加速を実行し、前記自車両の速度が前記セット車速に到達した場合、前記セット車速を維持しながら走行するように、前記自車両を制御してもよい。

また、本発明の車両は、上記走行制御装置を備える。

また、本発明の走行制御方法は、予め設定されたセット車間距離を維持しながら一定速度で自車両を先行車両に追従して走行させるＡＣＣ（Adaptive Cruise Control）を実行する走行制御方法であって、予め設定されたセット車速以下で追従していた先行車両がいなくなった後、所定時間内に新たな先行車両を検知したか否かを判定し、前記新たな先行車両が検知された場合、前記自車両の速度と前記新たな先行車両の速度との速度差が、ゼロを基準とした設定範囲内であるか否かを判定し、前記速度差が前記設定範囲内である場合、前記自車両と前記新たな先行車両との車間距離を前記セット車間距離まで詰めるための加速を禁止するように、前記自車両を制御する。

本発明は、ＡＣＣを実行する車両に有用である。

１車両
２自動走行装置
３エンジン
４クラッチ
５変速機
６推進軸
７差動装置
８駆動軸
９車輪
１０エンジン用ＥＣＵ
１１動力伝達用ＥＣＵ
２０車速センサ
２１カメラ
２２速度／距離検知センサ
４０制動装置
４１フットブレーキ
４２リターダ
４３補助ブレーキ
１００走行制御装置
１１０先行車両検知部
１２０速度判定部
１３０走行制御部

Claims

予め設定されたセット車間距離を維持しながら一定速度で自車両を先行車両に追従して走行させるＡＣＣ（Adaptive Cruise Control）を実行する走行制御装置であって、
予め設定されたセット車速以下で追従していた第１の先行車両がいなくなった後、所定時間内に新たな先行車両として第２の先行車両を検知したか否かを判定する先行車両検知部と、
前記第２の先行車両が検知された場合、前記自車両の速度と前記第２の先行車両の速度との速度差が、ゼロを基準とした設定範囲内であるか否かを判定する速度判定部と、
前記速度差が前記設定範囲内である場合、前記自車両が前記第１の先行車両を追従していたときの速度を維持するように、前記自車両を制御する走行制御部と、を有し、
前記速度判定部は、
前記速度差が前記設定範囲内ではない場合、さらに、前記自車両の速度と前記第２の先行車両の速度とのどちらが速いかを判定し、
前記走行制御部は、
前記自車両の速度が前記第２の先行車両の速度よりも速い場合、前記自車両が前記第１の先行車両を追従していたときの速度を維持するように、前記自車両を制御する、
走行制御装置。
前記速度判定部は、
前記第２の先行車両の速度が前記自車両の速度よりも速い場合、さらに、前記第２の先行車両の速度が前記セット車速以下であるか否かを判定し、
前記走行制御部は、
前記第２の先行車両の速度が前記セット車速以下である場合、前記セット車速を上限として前記自車両と前記第２の先行車両との車間距離を前記セット車間距離まで詰めるための加速を実行し、
前記自車両と前記第２の先行車両との車間距離が前記セット車間距離に到達した場合、前記セット車間距離を維持しながら一定速度で前記第２の先行車両を追従して走行するように、前記自車両を制御する、
請求項１に記載の走行制御装置。
前記走行制御部は、
前記第２の先行車両の速度が前記セット車速を超える場合、前記セット車速を上限として前記加速を実行し、
前記自車両の速度が前記セット車速に到達した場合、前記セット車速を維持しながら走行するように、前記自車両を制御する、
請求項２に記載の走行制御装置。
請求項１から３のいずれか一項に記載の走行制御装置を備える車両。
予め設定されたセット車間距離を維持しながら一定速度で自車両を先行車両に追従して走行させるＡＣＣ（Adaptive Cruise Control）を実行する走行制御方法であって、
予め設定されたセット車速以下で追従していた第１の先行車両がいなくなった後、所定時間内に新たな先行車両として第２の先行車両を検知したか否かを判定し、
前記第２の先行車両が検知された場合、前記自車両の速度と前記第２の先行車両の速度との速度差が、ゼロを基準とした設定範囲内であるか否かを判定し、
前記速度差が前記設定範囲内である場合、前記自車両が前記第１の先行車両を追従していたときの速度を維持するように、前記自車両を制御し、
さらに、
前記速度差が前記設定範囲内ではない場合、前記自車両の速度と前記第２の先行車両の速度とのどちらが速いかを判定し、
前記自車両の速度が前記第２の先行車両の速度よりも速い場合、前記自車両が前記第１の先行車両を追従していたときの速度を維持するように、前記自車両を制御する、
走行制御方法。