JPH05170008A - 車両用走行制御装置 - Google Patents

車両用走行制御装置

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JPH05170008A
JPH05170008A JP3335198A JP33519891A JPH05170008A JP H05170008 A JPH05170008 A JP H05170008A JP 3335198 A JP3335198 A JP 3335198A JP 33519891 A JP33519891 A JP 33519891A JP H05170008 A JPH05170008 A JP H05170008A
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    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K31/00—Vehicle fittings, acting on a single sub-unit only, for automatically controlling vehicle speed, i.e. preventing speed from exceeding an arbitrarily established velocity or maintaining speed at a particular velocity, as selected by the vehicle operator
    • B60K31/0008—Vehicle fittings, acting on a single sub-unit only, for automatically controlling vehicle speed, i.e. preventing speed from exceeding an arbitrarily established velocity or maintaining speed at a particular velocity, as selected by the vehicle operator including means for detecting potential obstacles in vehicle path
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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W50/00—Details of control systems for road vehicle drive control not related to the control of a particular sub-unit, e.g. process diagnostic or vehicle driver interfaces
    • B60W50/08—Interaction between the driver and the control system
    • B60W50/14—Means for informing the driver, warning the driver or prompting a driver intervention
    • B60W2050/143—Alarm means

Abstract

(57)【要約】 【目的】 先行車の車両諸元に応じた制御を行い、滑ら
かで精度の高い追従走行を実現する車両用走行制御装置
を提供する。 【構成】 走行中の複数の車両から車速、加速度などの
走行状態を示す情報と、スロットル開度、操舵角、ブレ
ーキ操作量などの操作量を示す情報と、車両重量、エン
ジン出力特性などの車両諸元を示す情報とを受信する。
これらの受信された情報と、現在の自車両の走行状態を
示す情報とから先行車に追従走行を行うように自車両の
制御操作量を算出し、追従走行制御を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は車両用走行制御装置、特
に直前先行車に追従して走行するよう自車両を制御する
車両用走行制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】車両の自動走行制御は各種の方法が検討
されているが、このひとつに先行車をレーダ装置やＣＣ
Ｄカメラ等により先行車の位置を検出し、この先行車に
追従して走行する制御方法が知られている。このような
装置においては、その測定可能範囲が限られており先行
車との車間距離が開き過ぎたり、先行車が急に操舵を行
ったりした場合など追従走行ができなくなるという問題
があった。この問題を解決するために特開平１−１９７
１３３号公報の車両用走行制御装置においては、先行車
の車速、絶対位置、操舵角を示す情報を先行車をより受
信し、この情報に基づき自車を制御する制御方法が開示
されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、先行車
の車速、操舵角、絶対位置などの走行状態量はその変化
によって引き起こされる車両運動の変化を示すものとは
限らない。例えば先行車の車両状態量として現在の車
速、スロットル開度、トランスミッションのギア段を受
信した場合、先行車が加速しようとしてスロットルを開
いても、実際にどの程度の加速をするのかはその車両の
出力特性やギア比の設定などによりまちまちとなる。つ
まり、車両の運動変化を予測するには前述の走行状態量
に基づき制御するのみでは不十分であり、車両の種類、
例えば大型車・小型車の違いや性能の違いなどにより異
なる運動性能の違いを反映することができない。したが
って、先行車の追従走行において滑らかな制御が行えな
いという問題があった。
【０００４】本発明は前述の問題点を解決するためにな
されたものであり、滑らかな追従走行を実現できる車両
用走行制御装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前述の目的を達成するた
めに、本発明にかかる車両用走行制御装置は走行中の複
数の車両から制御操作量、走行状態量、車両諸元を示す
情報を受信する他車両状況受信手段と、自車両の制御操
作量と走行状態量を検出する自車両状況検出手段と、前
記他車両状況受信手段により受信された情報のうち少な
くとも直前先行車に関する情報と前記自車両状況検出さ
れた自車両の状況とにに基づいて前記直前先行車に追従
走行をするように自車両の制御操作量を演算する操作量
演算手段と、前記操作量演算手段により算出された操作
量に基づき走行制御を行う走行制御手段とを有する。
【０００６】
【作用】本発明は以上のような構成を有しており、先行
車の前記制御操作量や走行状態量に加えて車両諸元によ
っても自車両の走行制御を行うようにしたので、先行車
の運動状態の変化を予測することが可能となり、精度の
高い追従走行ができる。
【０００７】
【実施例】以下、図面に基づき本発明の好適な実施例を
説明する。
【０００８】図１は本実施例の構成を示す図である。併
走中の他車両の走行状態などを示す情報を受信する他車
両状況受信手段１と自車の現在の走行状態を示す情報を
検出する自車両状況検出手段２とから得られた情報に基
づき制御操作量演算手段３は自車両の制御操作量を演算
する。この操作量に基づき走行制御手段４は自車両を追
従走行制御する。
【０００９】図２は車両に本実施例の装置を実際に適用
した構成を示す図である。情報送受信装置１１は他車の
制御操作量、走行状態量、車両諸元などの情報を受信
し、制御操作量演算装置１２に送出する。また、詳細は
後述するが自車両の走行制御状況を検出するためにエン
ジン制御装置１３、ブレーキ制御装置１４、ステアリン
グ制御装置１５、トランスミッション制御装置１６など
が設けられている。さらには、車速演算装置１７、加速
度検出装置１８、ヨー角加速度検出装置１９及び車両重
量検出装置２０が設けられている。これらの検出装置，
制御装置などにより得られた情報に基づき制御操作量演
算装置１２は制御操作量を算出し、前記制御装置１３，
１４，１５，１６に送出し、これらの制御装置はこの操
作量に基づき制御を行い自車両の追従走行制御を行う。
制御操作量演算装置１２は更に車室内に設けられた表示
器２１に前記制御内容を送出し、運転者に現在の車両制
御状況を知らせる。また、先行車に必要以上に接近した
場合や、前記制御装置，検出装置に故障が生じた場合な
どにブザーや合成音声により運転者への警告を行う。車
間距離検出装置２３は車両前端部に設けられ、先行車と
の車間距離を検出する。
【００１０】次に各制御装置，検出装置について詳述す
る。
【００１１】エンジン制御装置１３はスロットル開度、
エンジン回転数、吸入空気量、燃料噴射量、点火時期な
どを制御し、走行状況に応じたエンジン制御を行う。ス
ロットル開度はスロットル弁に設けられたポテンショメ
ータによりその回転角を検出され、またスッテッピング
モータなどにより制御され吸入空気量の調整を行う。エ
ンジン回転数はカムプーリやクランクシャフトなどに設
けられたタイミングロータの回転を電磁ピックアップで
検出することにより求められる。吸入空気量は熱線式流
量計などにより検出される。これらのスロットル開度、
エンジン回転数、吸入空気量などに基づきエンジン制御
装置１３は燃料噴射量、点火時期などの制御を行う。こ
の制御量に基づき制御操作量演算装置１２においてはエ
ンジン回転数、出力トルクを算出する。
【００１２】ブレーキ制御装置１４はポテンショメータ
などにより検出されるペダルストローク量、もしくはブ
レーキ作動圧よりブレーキ操作量を検出し、また油圧ア
クチュエータなどによりペダルストロークを制御する
か、もしくはブレーキ作動圧を直接制御することにより
ブレーキ操作量を制御する。ステアリング制御装置１５
はＤＣモータなどでステアリングを回転させるもので、
回転角はポテンショメータ、光学式回転角センサなどに
より検出する。トランスミッション制御装置１６は前記
スロットル開度と車速によってギア段の選択、ロックア
ップの作動制御をを行う。車速演算装置１７は電磁ピッ
クアップセンサもしくはホールＩＣを用いたメータ表示
用車速センサ、又は車輪回転数センサからの出力パルス
から各車輪の回転数もしくはそれらの平均より車両速度
を求める。また、車両重量検出装置２０はロードセルな
どによって各車輪に加わる荷重を計測し車両の総重量を
検出する。車間距離検出装置２３はレーダセンサもしく
はＣＣＤ画像センサ等の測距センサにより構成される。
【００１３】更に、ガスレートセンサもしくはジャイロ
センサによって構成される加速度検出装置１８で前後方
向及び横方向の加速度を検出し、また同じくガスレート
センサやジャイロセンサにより構成されるヨー角加速度
検出装置１９により車両ヨー軸回りの角加速度を検出
し、これらにより車両挙動を検出する。
【００１４】次に本実施例の追従走行制御の流れを図３
以降のフローチャートにより説明する。図３は本発明の
制御の全体の流れを示したフローチャートである。ステ
ップＳ１０１にて先行車の走行状態と車両諸元を示す情
報を受信し、ステップＳ１０２にて自車両の走行状態の
検出を行う。ステップＳ１０３にて、これらの情報を基
に自車両の走行制御を行う。このときの制御は、操作の
結果としての先行車の挙動ではなく制御操作そのものに
基づき制御されるものであり、フィードフォワード制御
と呼ばれている。さらにステップＳ１０４にて先行車の
挙動に応じて制御を行うフィードバック制御を行う。こ
のフィードバック制御により、対象先行車と自車の間に
第３の車両が割り込んだ場合などフィードフォワード制
御によって得られた車間距離が所定の車間距離に対して
変動が生じた場合に所定の車間距離になるよう制御する
ことができる。
【００１５】図４は先行車からの情報受信を示すフロー
チャートである。ステップＳ１１１にて先行車のスロッ
トル開度、ブレーキ操作量、操舵角、トランスミッショ
ンギア段などの先行車の制御操作量を受信する。次に、
ステップＳ１１２にて先行車の車速、加速度、ヨー角加
速度、絶対位置などの先行車の現在の走行状況に関わる
情報を受信する。最後にステップＳ１１３にて先行車の
重量、トランスミッションギア比、エンジンの出力特性
などの車両諸元に関する情報を受信する。以上の情報を
処理することにより、現在の先行車の走行状況が受信さ
れた制御操作量によりどの程度変化するかを予測するこ
とができる。
【００１６】図５はフィードフォワード制御の流れを示
すフローチャートである。前述のような先行車よりの情
報と自車両の走行状況を示す情報より以下の各制御を行
い追従走行制御を行う。ステップＳ１２１にてスロット
ル制御、ステップＳ１２２にてブレーキ制御、ステップ
Ｓ１２３にて操舵角制御、ステップＳ１２４にて変速機
制御が行われる。
【００１７】各制御の詳細を以下に説明する。
【００１８】図６はスロットル制御のフローチャートで
ある。前述のように先行車より受信した情報を基に、先
行車と自車の性能差、この場合スロットル開度と実際得
られる加速度の先行車と自車の差を示す補正係数ＫS を
算出する（ステップＳ１３１）。つまり、エンジンの出
力特性，車両重量，現在のギア減速比などが車両によっ
て相違し、スロットル開度がたとえ等しくても一般には
同様の加速度が得られず、この違いを補正するための係
数が補正係数ＫS である。次に、ステップＳ１３２にて
現在の車速に応じた適切な車間距離ｄ0 と現在の車間距
離ｄとを比較し、もし現在の車間距離ｄが適切車間距離
ｄ0 より小さかった場合ステップＳ１３３へ移行し自車
のスロットルを全閉する。それ以外のときはステップＳ
１３４にて自車の制御すべき自車のスロットル開度θi
を先行車のスロットル開度θp と前述の補正係数ＫS と
から求める。
【００１９】図７はブレーキ制御のフローチャートであ
る。スロットル制御の場合と同様に、先行車と自車の性
能差によりブレーキ操作量と実際得られる加速度は異な
るのでこれを補正するために補正係数ＫB を求める（ス
テップＳ１４１）。そして、ステップＳ１４２にて先行
車のブレーキ操作量Ｂi と前記補正係数ＫB とから制御
すべき自車のブレーキ操作量Ｂp を算出する。
【００２０】図８は操舵角制御のフローチャートであ
る。先行車の操舵角と車速などからｔ秒後の先行車の位
置を推定し（ステップＳ１５１）、この位置へ自車を導
くような走行軌跡を算出し（ステップＳ１５２）、この
走行軌跡を実現する自車両の制御すべき操舵角Ｓi を算
出する（ステップＳ１５３）。
【００２１】図９は変速機制御のフローチャートであ
る。この制御についても前述のスロットル制御と同様に
車両の性能差により先行車と等しいギア段を選択するの
では不十分である。したがって、先行車のギア段、スロ
ットル開度、エンジンの出力特性などより滑らかに追従
走行するように自車両のギア段を選択する（ステップＳ
１６１）。
【００２２】図１０はフィードバック制御のフローチャ
ートである。このフィードバック制御においては、前ス
テップＳ１０３で算出された各操作量を車両の走行状態
に合わせて補正をし、追従走行制御を行う。ステップＳ
１７１にてスロットル制御、ステップＳ１７２にてブレ
ーキ制御、ステップＳ１７３にて操舵角制御、ステップ
Ｓ１７４にて変速機制御が行われる。
【００２３】図１１はスロットル制御、図１２はブレー
キ制御を示す図である。先行車と自車両との相対速度に
基づきスロットル開度補正量Δθとブレーキ操作量補正
量ΔＢとを算出し、図に示す式により各々の操作量を補
正する（ステップＳ１８１，Ｓ１９１）。自車両が先行
車に接近中のときはΔθは負、ΔＢは正の所定量であ
り、逆に自車両と先行車が離れつつあるときはΔθは
正、ΔＢは負の所定量である。図１３は操舵角制御のフ
ローチャートであり、図１３に示すように道路の曲率半
径が小さいときなど路肩に接近し過ぎる場合にこれを補
正する（ステップＳ２０１）。図１４は変速機制御のフ
ローチャートであり、前記ステップＳ１８１にて求めら
れたスロットル開度θi と自車速より変速機制御マップ
に基づきギア段を決定する。
【００２４】以上のようにフィードフォワード制御、つ
まり先行車の制御操作量に基づき自車両の制御を行うの
で、制御操作の結果である車両の状態の変化に基づき自
車両を制御するフィードバック制御に対して遅れの少な
い制御が可能になる。
【００２５】次に第２の実施例について説明する。本実
施例が第１の実施例と異なる点は、第１実施例において
は直前先行車より情報を受信していたが、本実施例にお
いては自車両より所定の距離以内の全ての車両より情報
を受信する点である。
【００２６】図１６には本実施例のフローチャートが示
されている。ステップＳ３０１にて所定範囲に存在する
複数の車両より情報を受信し、ステップＳ３０２にて自
車状況を検出する。これらの情報を基にステップＳ３０
３にて自車両のフィードフォワード制御を行う。さら
に、ステップＳ３０４にてフィードバック制御により追
従走行の制御を行う。
【００２７】以下、各ステップの詳細を説明する。図１
７は自車両周囲の複数車両からの情報を受信するフロー
チャートを示す。ステップＳ３１１にて自車両から所定
の距離範囲にある複数車両の情報を受信する。所定範囲
は例えば前方３００ｍ、後方１００ｍなどと設定する。
そして、先行車と後続車の選別を行い（ステップＳ３１
２）さらに複数の先行車の中から車速の最も低い車両を
選定する。尚、車速の最も低い車両を選定する理由とし
て、直前の車両の操作遅れに左右されることなく、より
滑らかで適切な加減速又は車間距離制御が可能となるた
めである（ステップＳ３１３）。このように複数の併行
走行車両のうち先行車と後続車を各１台設定することに
よって、記憶容量を小さく設定することができる。
【００２８】フィードフォワード制御においては第１実
施例において説明した図５ないし図９に示された流れに
従い制御が行われるが、このとき先行車の情報は直前の
それではなく複数の先行車の内の最低速の車両の情報に
基づき制御が行われる。
【００２９】フィードバック制御は図１８に示されるフ
ローチャートに従い制御が行われる。ステップＳ３２１
で最低速車の情報に基づき図１０より図１４に示された
内容で制御を行い、さらにステップＳ３２２にて直前先
行車の車速Ｖp と最低速車の車速Ｖmin との比較を行
い、このふたつの車両の相対速度の絶対値が所定の値ε
未満ならばステップＳ３２４に移行し、これ以外の場合
はステップＳ３２３にて直前先行車の情報に基づきフィ
ードバック制御を行う。ステップＳ３２４においては後
方車両と車間距離に基づき補正が行われ、例えば後方車
両が接近し過ぎた場合など若干自車両の車速を増加さ
せ、車間距離をとるように制御する。また、ブレーキ操
作をわずかに行ってブレーキランプを点灯させ、後方車
両に注意を促しても良い。
【００３０】以上、自車の周囲の複数車両を対象として
情報を受信する場合を示したが、自車からの距離に応じ
て重み付けを行い制御情報とすることも可能である。つ
まり、自車から遠くにある車両からの情報より自車の近
傍の車両の情報を重視して制御を行うことで、遠くの車
両の情報内容の僅かの変動で自車の挙動に影響が出ない
ようにする。これにより、滑らかな制御が可能となる。
【００３１】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、先行車の
制御操作量と車両諸元を制御入力に加え自車両の制御操
作量を決定することにより、先行車の制御の結果である
走行状態の変化を待たずしてこれを予測することができ
るために、制御遅れの少ない滑らかな追従走行制御が可
能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の構成を示した図である。
【図２】本発明を適用した車両用走行制御装置を備えた
車両の構成図である。
【図３】本発明にかかる第１の実施例を示すフローチャ
ートである。
【図４】第１の実施例を示すフローチャートであり、特
に先行車より情報を受信する際の流れを示すものであ
る。
【図５】第１の実施例を示すフローチャートであり、特
にフィードフォワード制御に関する流れを示すものであ
る。
【図６】第１の実施例を示すフローチャートであり、特
にフィードフォワード制御内のスロットル開度の制御に
関する流れを示すものである。
【図７】第１の実施例を示すフローチャートであり、特
にフィードフォワード制御内のブレーキ制御に関する流
れを示すものである。
【図８】第１の実施例を示すフローチャートであり、特
にフィードフォワード制御内の操舵角制御に関する流れ
を示すものである。
【図９】第１の実施例を示すフローチャートであり、特
にフィードフォワード制御内の変速機の制御に関する流
れを示すものである。
【図１０】第１の実施例を示すフローチャートであり、
特にフィードバック制御に関する流れを示すものであ
る。
【図１１】第１の実施例を示すフローチャートであり、
特にフィードバック制御内のスロットル制御に関する流
れを示すものである。
【図１２】第１の実施例を示すフローチャートであり、
特にフィードバック制御内のブレーキ制御に関する流れ
を示すものである。
【図１３】第１の実施例を示すフローチャートであり、
特にフィードバック制御内の操舵角制御に関する流れを
示すものである。
【図１４】第１の実施例を示すフローチャートであり、
特にフィードバック制御内の変速機制御に関する流れを
示すものである。
【図１５】操舵角制御の説明図である。
【図１６】本発明にかかる第２の実施例を示すフローチ
ャートである。
【図１７】第２の実施例を示すフローチャートであり、
特に自車周囲の複数の車両より情報を受信する際の流れ
を示すものである。
【図１８】第２の実施例を示すフローチャートであり、
特にフィードバック制御に関する流れを示すものであ
る。
【符号の説明】
１１ 情報送受信装置 １２ 制御操作量演算装置

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】走行中の複数の車両から制御操作量、走行
    状態量、車両諸元を示す情報を受信する他車両状況受信
    手段と、 自車両の制御操作量と走行状態量を検出する自車両状況
    検出手段と、 前記他車両状況受信手段により受信された情報のうち少
    なくとも直前先行車に関する情報と前記自車両状況検出
    された自車両の状況とに基づいて前記直前先行車に追従
    走行をするように自車両の制御操作量を演算する制御操
    作量演算手段と、 前記制御操作量演算手段により算出された操作量に基づ
    き走行制御を行う走行制御手段と、を有する車両用走行
    制御装置。
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