JP7355058B2 - 運転支援装置 - Google Patents

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    • B60W60/00Drive control systems specially adapted for autonomous road vehicles

Description

本開示は、車両の運転を支援する運転支援方法及び運転支援装置に関する。
近年、車両の運転を支援する1つの技術として、アダプティブ・クルーズ・コントロール(Adaptive Cruise Control、以下「ACC」と表記する)が注目されている(例えば特許文献1参照)。ACCは、自車の車速、自車に対する先行車の相対速度、及び先行車との間の車間距離等を取得し、自車速度や自車と先行車との車間距離が一定に保たれるように、自車の駆動系統及び制動系統を制御する技術である。
このような自動追従走行制御は、自車の前方の予め決められた領域(この領域を「自動追従走行制御領域」と呼ぶ)に存在する先行車に対して行われる。自動追従走行制御領域は、例えば自車前方の50[m]以内の領域である。
なお、ACCでは、先行車がいない場合には、一般に、自車の速度を予め設定された設定車速に制御するクルーズ・コントロール(Cruise Control)が行われる。
特開平7-17295号公報
ところで、実際上、自動追従走行制御は、自動追従走行制御領域よりも前方の領域内に存在する先行車に対しても行われるのが一般的である。つまり、センサーは自動追従走行制御領域よりも前方の先行車でも検知できるので、検知した先行車が減速中であった場合には、その先行車を自動追従走行制御対象の先行車として、自動追従走行制御を行うことになる。
しかしながら、このように自動追従走行制御領域よりも前方の先行車に対しても自動追従走行制御を行うと、余裕をもって車間距離を調整できるので安全性が向上する一方で、この先行車の挙動の影響を受けてしまうのでフィーリングが悪化するおそれがある。例えば、先行車が減速後に加速したり、車線変更したり、カーブなどでロストした場合に、自車の加減速が繰り返され、この結果、フィーリングが悪化する。
本開示は、以上の点を考慮してなされたものであり、安全性を確保しつつ、不要な自動追従走行制御を抑制して、不要な自動追従走行制御に起因するフィーリングの悪化を抑制できる、運転支援方法及び運転支援装置を提供する。
本開示の運転支援方法の一つの態様は、
予め決められた自動追従走行制御領域内に存在する先行車に対して、当該先行車との車間距離が目標車間距離となるように自車の加減速度を制御する第1の自動追従走行制御ステップと、
前記自動追従走行制御領域よりも前方の領域内に検知している先行車に対して、自動追従走行制御対象か否かを判定し、自動追従走行制御対象であると判定した先行車に対して当該先行車との車間距離が目標車間距離となるように自車の加減速度を制御する第2の自動追従走行制御ステップと、
を含み、
前記第2の自動追従走行制御ステップでは、
検知している前記先行車のうち、減速中であり、かつ、車間距離及び相対速度が所定条件を満たす先行車のみを前記自動追従走行制御対象の先行車と判定する。
本開示の運転支援装置の一つの態様は、
先行車との車間距離を検出する車間距離検出部と、
前記先行車との相対速度を検出する相対速度検出部と、
前記先行車との車間距離が所定距離となるように、自車の加減速度を制御するACC制御部と、
を有し、
前記ACC制御部は、
(i)予め決められた自動追従走行制御領域内に存在する先行車に対して、当該先行車との車間距離が目標車間距離となるように自車の加減速度を制御し、
(ii)前記自動追従走行制御領域よりも前方の領域内に検知している先行車に対して、自動追従走行制御対象か否かを判定し、自動追従走行制御対象であると判定した先行車に対して当該先行車との車間距離が目標車間距離となるように自車の加減速度を制御し、
(iii)前記自動追従走行制御領域よりも前方の領域内に検知している前記先行車のうち、減速中であり、かつ、車間距離及び相対速度が所定条件を満たす先行車のみを前記自動追従走行制御対象の先行車と判定する。
本開示によれば、自動追従走行制御領域よりも前方の領域内に減速中の先行車を検知したとしても、検知している先行車のうち、減速中であり、かつ、車間距離及び相対速度が所定条件を満たす先行車のみを自動追従走行制御対象の先行車と判定するので、不要な自動追従走行制御を抑制して、不要な自動追従走行制御に起因するフィーリングの悪化を抑制できるようになる。
実施の形態に係る運転支援装置が適用される車両の例を示す外観図 実施の形態の車両の構成を示すブロック図 実施の形態の運転支援装置の構成を示すブロック図 ACC制御部による第1の自動追従走行制御及び第2の自動追従走行制御の説明に供する図であり、図4Aは自動追従走行制御領域内に先行車が存在する状況を示す図、図4Bは自動追従走行制御領域内の前方に加速中の先行車が存在する状況を示す図、図4Cは自動追従走行制御領域内の前方に減速中の先行車が存在する状況を示す図 実施の形態によるACC制御の流れを示すフローチャート 図6A、図6B及び図6Cは、他の実施の形態の説明に供する図 図7A及び図7Bは、他の実施の形態の表示の説明に供する図
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。
<1>車両の構成
まず、本開示の一実施の形態に係る運転支援装置を含む車両の構成について説明する。
図1は、本実施の形態に係る運転支援装置が適用される車両1の例を示す外観図である。また、図2は、車両1の構成を示すブロック図である。なお、ここでは、運転支援装置に関連する部分に着目して、図示及び説明を行う。
図1に示すように、車両1は、トレーラー2を連結して牽引することが可能なトラクタヘッド(牽引車)である。車両1は、エンジン及び駆動輪等の動力系統や運転席を含む車両本体部3と、車両本体部3に連結されるトレーラー2と、を有する。
図2に示すように、車両1は、車両1を走行させる駆動系統10、車両1を減速させる制動系統20、及び運転者による車両1の運転を支援する運転支援装置30等を有する。
駆動系統10は、エンジン11、クラッチ12、変速機(トランスミッション)13、推進軸(プロペラシャフト)14、差動装置(デファレンシャルギヤ)15、駆動軸(ドライブシャフト)16、車輪17、エンジン用ECU18、及び動力伝達用ECU19を有する。
エンジン用ECU18及び動力伝達用ECU19は、CAN(Controller Area Network)等の車載ネットワークによって運転支援装置30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ECU18は、運転支援装置30からの駆動指令に従って、エンジン11の出力を制御する。動力伝達用ECU19は、運転支援装置30からの駆動指令に従って、クラッチ12の断接及び変速機13の変速を制御する。
エンジン11の動力は、クラッチ12を経由して変速機13に伝達される。変速機13に伝達された動力は、さらに、推進軸14、差動装置15、及び駆動軸16を介して車輪17に伝達される。これにより、エンジン11の動力が車輪17に伝達されて車両1が走行する。
制動系統20は、常用ブレーキ21、補助ブレーキ22、23、駐車ブレーキ(図示略)、及びブレーキ用ECU24を有する。
常用ブレーキ21は、一般に、主ブレーキ、摩擦ブレーキ、フットブレーキ、あるいはファウンデーションブレーキ等と呼ばれるブレーキである。常用ブレーキ21は、例えば、車輪17と一緒に回転するドラムの内側にブレーキライニングを押し付けることにより制動力を得るドラムブレーキである。
補助ブレーキ22は、推進軸14の回転に直接負荷を与えることで制動力を得るリターダーであり(以下「リターダー22」と称する)、例えば、電磁式リターダーである。補助ブレーキ23は、エンジンの回転抵抗を利用してエンジンブレーキの効果を高める排気ブレーキである(以下「排気ブレーキ23」と称する)。リターダー22及び排気ブレーキ23を設けることにより、制動力を増大できるとともに、常用ブレーキ21の使用頻度が低減されるので、ブレーキライニング等の消耗を抑制することができる。
ブレーキ用ECU24は、CAN等の車載ネットワークによって運転支援装置30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。ブレーキ用ECU24は、運転支援装置30からの制動指令に従って、常用ブレーキ21の制動力(車輪17のホイールシリンダーのブレーキ液圧)を制御する。
常用ブレーキ21の制動動作は、運転支援装置30及びブレーキ用ECU24によって制御される。リターダー22及び排気ブレーキ23の制動動作は、運転支援装置30によってオン/オフで制御される。リターダー22及び排気ブレーキ23の制動力はほぼ固定であるため、所望の制動力を正確に発生させる場合には、制動力を細かく調整できる常用ブレーキ21が適している。
運転支援装置30は、ミリ波レーダーやカメラからの情報を入力する。ミリ波レーダーやカメラからの情報は、車両前方の交通状況や道路状況を示す情報である。また、運転支援装置30は、ACC用操作部41、アクセル操作検出部43、ブレーキ操作検出部44などを有する。
運転支援装置30は、駆動系統10及び制動系統20の動作を制御するための制御信号を形成する。具体的には、運転支援装置30は、ACCを実現するための目標加減速度を求め、これらを適宜エンジン用ECU18、動力伝達用ECU19及びブレーキ用ECU24に出力する。
なお、エンジン用ECU18、動力伝達用ECU19、ブレーキ用ECU24及び運転支援装置30は、図示しないが、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、及び通信回路をそれぞれ有する。この場合、例えば、運転支援装置30を構成する後述の各部の機能は、CPUが制御プログラムを実行することにより実現される。なお、エンジン用ECU18、動力伝達用ECU19、ブレーキ用ECU24、及び運転支援装置30の全部又は一部は、一体的に構成されていてもよい。
ACC用操作部41は、ACCを起動及び解除するためのACCオンオフスイッチを含む。また、ACC用操作部41は、ACCの各種設定を行うための設定スイッチを含む。ドライバーは、設定スイッチを操作することで、例えば目標車間距離及び目標自車速度を設定することができる。なお、これらのスイッチは、タッチパネル付きディスプレイに表示されたユーザインタフェースによって具現化されていてもよい。
アクセル操作検出部43は、アクセルペダルの踏み込み量を検出し、検出結果を運転支援装置30へ出力する。運転支援装置30は、アクセルペダルの踏み込み量に基づいて、エンジン用ECU18及び動力伝達用ECU19に駆動指令を送出する。
ブレーキ操作検出部44は、常用ブレーキ21を動作させるためのブレーキペダルの踏み込み量を検出する。また、ブレーキ操作検出部44は、リターダー22又は排気ブレーキ23を動作させる補助ブレーキレバーが操作されたか否かを検出する。そして、ブレーキ操作検出部44は、ブレーキペダル及び補助ブレーキレバーに関する検出結果を、運転支援装置30へ出力する。運転支援装置30は、ブレーキペダルの踏み込み量に基づいて、ブレーキ用ECU24に制動指令を送出する。また、運転支援装置30は、補助ブレーキレバーの操作に基づいて、リターダー22又は排気ブレーキ23のオン/オフ動作を制御する。
また、運転支援装置30は、走行やACCに関する各種情報を情報出力部50から出力する。例えば、ACCが作動中であることや、ACCが解除されたことを示す表示や音が情報出力部50から出力される。
<2>本実施の形態による運転支援装置
図3は、運転支援装置30の構成を示すブロック図である。運転支援装置30は、車間距離検出部31、相対速度検出部32、減速度検出部33及びACC制御部34を有する。
車間距離検出部31は、ミリ波レーダー、カメラなどにより得られた自車両1前方の情報に基づいて自車両1と先行車との間の車間距離を計測(検出)し、計測結果をACC部34に出力する。なお、車間距離検出部31は、レーザーレーダーなどの他のセンサーからの情報に基づいて車間距離を計測してもよい。
相対速度検出部32は、ミリ波レーダーにより得られた情報と、自車速度と、に基づいて、先行車に対する自車の相対速度を検出する。
減速度検出部33は、ミリ波レーダーにより得られた情報に基づいて、先行車の減速度を検出する。具体的には、ミリ波レーダーによって先行車の速度を2回測定し、その差分に基づいて減速度を計算できる。
上記相対速度及び減速度は、例えば50[m秒]毎に検出される。
ACC制御部34は、自車と先行車との相対速度及び車間距離に基づいて、自車を先行車に追従させるための目標加減速度を出力することにより、自動追従制御を実現する。また、ACC制御部34は、先行車が存在しない場合には、自車の速度を設定された一定速度にするための目標加速度を出力することにより、定速走行制御を実現する。
自動追従走行制御とは、所定の範囲に先行車両が存在する場合に、車間距離が所定の目標範囲に収まるように、かつ、相対速度がゼロに近付くように、駆動系統10及び制動系統20を動作させる制御である。定速走行制御とは、所定の範囲に先行車両が存在しない場合に、車両1の走行速度が所定の目標値に近付くように、駆動系統10及び制動系統20を動作させる制御である。
ACC制御部34は、予め決められた自動追従走行制御領域内に存在する先行車に対して、当該先行車との車間距離が目標車間距離となるように自車の加減速度を制御する第1の自動追従走行制御を行う。この第1の自動追従走行制御は、従来から行われている一般的な自動追従走行制御である。自動追従走行制御領域とは、例えば自車の前方に広がる半径50[m]の扇状の領域である。
また、ACC制御部34は、上記自動追従走行制御領域よりも前方の領域内に検知している先行車に対して、自動追従走行制御対象か否かを判定し、自動追従走行制御対象であると判定した先行車に対して当該先行車との車間距離が目標車間距離となるように自車の加減速度を制御する第2の自動追従走行制御を行う。
この際、ACC制御部34は、検知している先行車のうち、減速中であり、かつ、車間距離及び相対速度が所定条件を満たす先行車のみを自動追従走行制御対象の先行車と判定する。
図4を用いて、ACC制御部34による上記第1の自動追従走行制御及び上記第2の自動追従走行制御について説明する。
図4中の網掛けの領域100は、自動追従走行制御領域を示す。上述したように自動追従走行制御領域100は、例えば自車の前方に広がる半径50[m]の扇状の領域である。
図4Aは、ACC制御部34が第1の自動追従走行制御を行っている状況を示している。先行車200が自動追従走行制御領域100内に存在しており、ACC制御部34は、先行車200との車間距離が目標車間距離となるように自車1の加減速度を制御する。
図4B及び図4Cは、自動追従走行制御領域100よりも前方の領域内に検知可能(センシング可能)な先行車200が存在する状況を示している。上記第2の自動追従走行制御は、このような状況で行われる。
図4Bは、先行車200が加速中の状況を示しており、ACC制御部34はこのような先行車200を自動追従走行制御対象から除外する。
図4Cは、先行車200が減速中の状況を示しており、ACC制御部34はこのような先行車200を自動追従走行制御対象の候補とする。ただし、このような先行車200を即座に自動追従走行制御対象としてしまうと、余裕をもって車間距離を調整できるので安全性が向上する一方で、先行車200が減速後に加速したり、車線変更したり、カーブなどでロストした場合に、自車1がこの先行車200の挙動の影響を受けてしまうのでフィーリングが悪化するおそれがある。
そこで、本実施の形態のACC制御部34は、減速中の先行車200に対して即座に自動追従走行制御を行うのではなく、自動追従走行制御対象とするか否かのさらなる判定を行う。
つまり、本実施の形態のACC制御部34は、図4Cに示したような減速中の先行車200のうち、車間距離及び相対速度が所定条件を満たす先行車200のみを自動追従走行制御対象の先行車と判定する。
この条件について説明する。例えば、ACC制御部34は、車間距離が第1閾値以下であり、先行車に対する自車の相対速度が第2閾値以上である場合に、先行車200を自動追従走行制御対象とする。また、例えば、ACC制御部34は、車間距離と相対速度の2次元マップを用いて先行車200を自動追従走行制御対象とするか否かを選択してもよい。
要は、本実施の形態のACC制御部34は、図4Cに示したような、自動追従走行制御領域100よりも前方の減速中の先行車200に対しては、衝突のリスクがあるような車間距離及び相対速度の先行車200のみを自動追従走行制御対象とするようになっている。これにより、不要な自動追従走行制御による加減速の繰り返しを抑制し得、フィーリングの悪化を抑制し得る。
図5は、本実施の形態のACC制御部34によるACC制御の流れを示すフローチャートである。
ACC制御部34は、ステップS11において、自動追従走行制御領域100内に先行車200が存在するか否か判断し、存在する場合(図4A参照)にはステップS12に移って、その先行車200に対して自動追従走行制御を行う。
これに対して、ステップS11で自動追従走行制御領域100内に先行車200が存在しないと判断した場合には、ステップS13に移って、自動追従走行制御領域100よりも前方に検知している先行車200が存在するか否か判断する。先行車200が存在する場合には、ステップS14に移って、その先行車200が減速中か否か判断する。
その先行車200が減速中の場合には、ステップS15に移って、その先行車200に対する車間距離及び相対速度が所定条件を満たすか否か判断する。所定条件を満たす場合には、ステップS16に移って、その先行車200に対して自動追従制御を行う。
<3>実施の形態の効果
以上説明したように、本実施の形態によれば、予め決められた自動追従走行制御領域100内に存在する先行車200に対して、当該先行車200との車間距離が目標車間距離となるように自車1の加減速度を制御する第1の自動追従走行制御ステップS12と、自動追従走行制御領域100よりも前方の領域内に検知している先行車200に対して、自動追従走行制御対象か否かを判定し、自動追従走行制御対象であると判定した先行車200に対して当該先行車200との車間距離が目標車間距離となるように自車1の加減速度を制御する第2の自動追従走行制御ステップS14、S15、S16と、を含み、第2の自動追従走行制御ステップS14、S15、S16では、検知している先行車200のうち、減速中であり、かつ、車間距離及び相対速度が所定条件を満たす先行車のみを自動追従走行制御対象の先行車と判定する。
これにより、自動追従走行制御領域100よりも前方の領域内に減速中の先行車200を検知したとしても、検知している先行車200のうち、減速中であり、かつ、車間距離及び相対速度が所定条件を満たす先行車200のみを自動追従走行制御対象の先行車と判定するので、不要な自動追従走行制御を抑制して、不要な自動追従走行制御に起因するフィーリングの悪化を抑制できるようになる。この結果、安全性を確保しつつ、不要な自動追従走行制御を抑制して、不要な自動追従走行制御に起因するフィーリングの悪化を抑制できる。
<4>他の実施の形態
上述の実施の形態は、本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することの無い範囲で、様々な形で実施することができる。
図6は、他の実施の形態の説明に供する図である。一般に、自動追従走行制御を行う車両では、自動追従走行を行っている先行車がある場合には、そのことを音や表示によってドライバーに知らせるようになっている。実施の形態の車両1では、情報出力部50のスピーカー及びディスプレイ(図2)によって、自動追従走行を行っている先行車がある場合にはそのことをドライバーに知らせる。
ところで、自動追従走行制御領域100内に存在する先行車200に対しては常に自動追従走行制御を行うので、先行車200の減速や加速に応じて音や表示が切り替わることはない。これに対して、自動追従走行制御領域100よりも前方の先行車200に対しては、先行車200の減速や加速に応じて自動追従走行制御がオンオフされるので、自動追従走行制御しているか否かの音声及び表示が頻繁にオンオフされるおそれがある。この結果、ドライバーはこれを煩わしいと感じることがある。
そこで、本実施の形態では、図6に示したように、音声及び表示をオンオフさせる位置にヒステリシスを持たせるようになっている。具体的には、自動追従走行制御領域100よりも前方の領域において、自車1から距離d1の位置をON位置とし、自車1から距離d2(>d1)の位置をOFF位置として設定する。
例えば、距離d1よりも近い位置に減速中の先行車200を検知している場合には、その先行車200に対する自動追従走行制御を行うので、図7Aに示したようなON表示を行う。やがて、その先行車200が加速して距離d1を超えたとしても(図6B)でも、ON表示を維持する。やがて、その先行車200が距離d2を超えた場合(図6C)には、図7Bに示したようなOFF表示に切り替える。
逆に、図6Aに示したように距離d2よりも遠い位置や、図6Bで示したように距離d1と距離d2の間の位置で加速していた先行車200が減速に切り替えたとしても、即座にOFF表示からON表示に切り替えるのではなく、距離d1よりも近くまで移動したタイミングでON表示に切り替える。
このようにすることで、距離d1と距離d2の間では、表示の切り替えが行われないので、先行車200の加速及び減速に応じて表示が頻繁にオンオフされることを抑制でき、ドライバーの煩わしさを解消できる。
なお、ここでは主に表示出力について説明したが、音声出力についても同様である。
ここで説明した、自動追従走行制御している先行車200の有無を知らせる表示及び音声出力の方法は、上述の実施の形態と組み合わせて実施してもよいし、上述の実施の形態とは別個に実施してもよい。
本開示の運転支援方法及び運転支援装置は、予め決められた自動追従走行制御領域よりも前方の先行車に対しても自動追従走行制御を行う場合がある車両に広く適用可能である。
1 車両(自車)
2 トレーラー
3 車両本体部
10 駆動系統
11 エンジン
12 クラッチ
13 変速機
14 推進軸
15 差動装置
16 駆動軸
17 車輪
18 エンジン用ECU
19 動力伝達用ECU
20 制動系統
21 常用ブレーキ
22 リターダー
23 排気ブレーキ
24 ブレーキ用ECU
30 運転支援装置
31 車間距離検出部
32 相対速度検出部
33 減速度検出部
34 ACC制御部
41 ACC用操作部
43 アクセル操作検出部
44 ブレーキ操作検出部
50 情報出力部

Claims (4)

  1. 先行車との車間距離を検出する車間距離検出部と、
    前記先行車との相対速度を検出する相対速度検出部と、
    前記先行車との車間距離が所定距離となるように、自車の加減速度を制御するACC制御部と、
    を有し、
    前記ACC制御部は、
    (i)予め決められた自動追従走行制御領域内に存在する先行車に対して、当該先行車との車間距離が目標車間距離となるように自車の加減速度を制御し、
    (ii)前記自動追従走行制御領域よりも前方の領域内に検知している先行車に対して、自動追従走行制御対象か否かを判定し、自動追従走行制御対象であると判定した先行車に対して当該先行車との車間距離が目標車間距離となるように自車の加減速度を制御し、
    (iii)前記自動追従走行制御領域よりも前方の領域内に検知している前記先行車のうち、減速中であり、かつ、車間距離及び相対速度が所定条件を満たす先行車のみを前記自動追従走行制御対象の先行車と判定する、
    運転支援装置。
  2. 前記ACC制御部は、前記(iii)において、前記自動追従走行制御対象の先行車を、車間距離と相対速度の2次元マップを用いて判定して選択する、
    請求項に記載の運転支援装置。
  3. 前記所定条件とは、車間距離が第1閾値以下であり、先行車に対する自車の相対速度が第2閾値以上である、
    請求項に記載の運転支援装置。
  4. 前記ACC制御部は、
    前記自動追従走行制御領域よりも前方の領域内に前記自動追従走行制御対象の先行車が存在しないと判定した場合には、自車が設定車速で走行するように加減速度を制御する、
    請求項からのいずれか一項に記載の運転支援装置。
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