JPH06119599A - 車両走行制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 車両の走行安全性を総合的に向上した車両走
行制御装置を提供する。 【構成】 先行車を含む被検知体までの車間距離および
車両の走行速度をそれぞれレーダ１０および車速センサ
２０で検知し、両情報を情報処理装置３０に供給して、
被検知体に対する車両の相対速度を算出し、距離情報、
走行速度情報および相対速度情報に応じて、具体的には
先行車等の被検知体による自車両の危険度に応じて情報
処理装置３０によりＡＳＣＤ５０、前照灯制御回路６
０、警報器４０、制動装置７０、プリテンショナー８
０、エアバッグ１００等を適宜制御し、車両の走行安全
性を向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両に搭載され、該車
両の進行方向前方の先行車を含む被検知体を検知し、車
両の走行安全性を達成するように車両の走行を制御する
車両走行制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の車両走行制御装置としては、図
３に示すような自動車の追突事故を防止する追突警報装
置が開発されている。この追突警報装置は、既にトラッ
ク用の装置として、「トラフィック・アイ」の商品名で
１９８９年１１月から市販され、主に運輸業界で安全性
向上の効果を上げている。

【０００３】この追突警報装置は、図３に示すように、
例えば波長０．９μｍ、尖頭出力１０Ｗ、パルス幅５０
ｎｓの高出力レーザ光を所定周期で車両の進行方向前方
に送信光として放射する光学ヘッド１を有する。この光
学ヘッド１はレーザ光を使用して被検知体までの距離を
測定するものであり、通称レーザレーダと称されてい
る。この光学ヘッド１から放射される送信光は先行車等
の被検知体で反射され、反射レーザ光として光学ヘッド
１で受光される。そして、前記送信光に対する受信光の
伝播遅延時間が検出され、この伝播遅延時間に基づいて
被検知体までの距離が算出され、この距離信号Ｒが例え
ば８ビットマイクロコンピュータからなる情報処理回路
３に供給される。

【０００４】また、図３に示す従来の装置は、車両の速
度を検知する車速センサ２を有し、該車速センサ２で検
知した車速に対応する車速信号Ｖを前記情報処理回路３
に供給している。情報処理回路３は、光学ヘッド１およ
び車速センサ２からそれぞれ供給される距離信号Ｒおよ
び車速信号Ｖに基づいて先行車等の被検知体と自車両と
の間の運動方程式を演算して解き、例えば追突等の危険
性が生じる可能性がある場合等に警報を発生して、運転
者に注意を喚起し、車両の走行の安全性を向上するよう
にしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の装置で
は、追突等の危険性が生じた場合に運転者に対して警報
を発生して、注意を喚起するようになっているのみであ
り、危険と判断された状態からの回避動作は全て運転者
に依存しているという問題がある。

【０００６】本発明は、上記に鑑みてなされたもので、
その目的とするところは、車両の走行安全性を総合的に
向上した車両走行制御装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の車両走行制御装置は、車両に搭載され、該
車両の走行安全性を達成すべく車両の走行を制御する車
両走行制御装置であって、車両の進行方向前方に存在す
る先行車を含む被検知体を検知し、該被検知体までの距
離を検出する距離検出手段と、車両の走行速度を検出す
る車速検出手段と、車間距離制御機能、制動制御機能、
乗員保護機能、周囲への報知機能を含む安全保護機能を
実行する安全保護手段と、前記距離検出手段で検出した
被検知体までの距離情報および前記車速検出手段で検知
した車両の走行速度情報に基づいて前記被検知体に対す
る車両の相対速度を算出するとともに、前記距離情報、
走行速度情報および相対速度情報に応じて前記安全保護
手段を制御する制御手段とを有することを要旨とする。

【０００８】

【作用】本発明の車両走行制御装置では、先行車を含む
被検知体までの距離および車両の走行速度を検知し、両
者から被検知体に対する車両の相対速度を算出し、前記
距離情報、走行速度情報および相対速度情報に応じて安
全保護手段を制御し、車間距離制御機能、制動制御機
能、乗員保護機能、周囲への報知機能を含む安全保護機
能を実行する。

【０００９】

【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。

【００１０】図１は、本発明の一実施例に係わる車両走
行制御装置の構成を示すブロック図である。同図に示す
車両走行制御装置は、車両に搭載され、車両の進行方向
前方に存在する先行車を含む被検知体を検知し、該被検
知体に衝突しないように車両の走行安全性を達成するよ
うに車両の走行を制御するものであり、前記被検知体を
検知し、該被検知体と自車両との間の相対的関係を判断
する検知判断系１１と該検知判断系１１によって制御さ
れ、制動動作、警報動作、乗員保護動作、車間距離制御
動作等を行う制御系１０１とから構成されている。

【００１１】検知判断系１１は、車両の進行方向前方に
レーザ等の光波、ミリ波等の電波等の電磁波を送出し、
該電磁波が先行車等の被検知体で反射されて戻ってくる
反射波を受信して、被検知体を検知し、該被検知体と車
両との間の距離を検出し、距離情報Ｒとして出力するレ
ーダ１０と、車両の走行速度Ｖａを検知し、車速情報Ｖ
として出力する車速センサ２０と、車両が被検知体等に
衝突した場合の衝撃力Ｇを検知するＧセンサ９０と、前
記レーダ１０、車速センサ２０およびＧセンサ９０から
それぞれ出力される距離情報Ｒ、車速情報Ｖ、衝撃力情
報Ｇ等を供給され、これらの情報に基づいて被検知体と
自車両との相対関係を運動方程式に基づいて時々刻々算
出し、被検知体との衝突の危険性の状況判断を行い、車
速制御、車間距離制御、制動制御、警報制御、乗員保護
制御等を行うための各種信号を前記制御系１０１に供給
し、これにより車両の走行の安全性を達成するように制
御系１０１を制御する例えば１６ビットの高速ＣＰＵ等
からなる情報処理装置３０とから構成されている。な
お、前記被検知体は、先行車以外に、対向車、停止車
両、積荷の落下、落石、風による飛物等のような路上の
障害物等を含むものである。前記レーダ１０は、例えば
電波レーダ、光レーダ、超音波レーダ、テレビカメラを
使用した画像認識装置等を含むものである。

【００１２】制御系１０１は、情報処理装置３０からの
制御信号（加減速指令）Ｆで制御され、被検知体である
先行車との車間距離自動制御を行うＡＳＣＤ（Automati
c Speed Control Device：定速走行装置）５０と、情報
処理装置３０からの点滅制御信号Ｅで制御され、車両の
前照灯を点滅制御し、周囲に対して緊急状況を伝達する
前照灯制御回路６０と、情報処理装置３０からの警報信
号Ｄで制御され、警報音を発生して周囲に対して緊急状
況を伝達するための警報器４０と、情報処理装置３０か
らの駆動信号Ｃで制御され、ブレーキ制御を行う制動装
置７０と、情報処理装置３０からの駆動信号Ｂで制御さ
れ、各乗員のシートベルトに所定のテンション（張力）
を加えるように制御し、各乗員を座席に確実に固定する
プリテンショナー８０と、情報処理装置３０からの駆動
信号Ａで制御され、衝突時の衝撃を吸収するエアバッグ
１００とから構成されている。なお、ＡＳＣＤ５０は車
速センサ２０に対して車両の走行系としてのフィードバ
ック系を構成している。

【００１３】図２は、横方向に被検知体である先行車と
自車両との車間距離ｒを取り、この車間距離に応じて本
車両走行制御装置によって実行される種々の制御内容を
示している説明図である。なお、横方向の車間処理ｒは
所謂安全車間距離Ｒｓで正規化して表したものであり、
単位はＲｓである。

【００１４】図２を簡単に説明すると、自車両が先行車
等である被検知体に接近して、両者間の車間距離ｒが
１．５（Ｒｓ）になると、前記警報器４０により第１次
警報が発生して、周囲に緊急状況が伝達されている。ま
た、車間距離ｒが１．２〜１．０になると、前記ＡＳＣ
Ｄ５０により車間距離制御が行われる。そして、車間距
離ｒが１．０（Ｒｓ）、すなわち安全車間距離Ｒｓにな
ると、警報器４０により第２次警報が発生するととも
に、この安全車間距離Ｒｓ以下になると、前記前照灯制
御回路６０が連続的点滅制御され、警報を連続的に発生
する。また、車間距離ｒが１．０以下になると、制動装
置７０が作動し、空走距離Ｒ_D に続いて制動距離Ｒ_B の
制動制御が行われ、この制動距離Ｒ_B の終わりが先行車
への衝突予測地点となっている。そして、この衝突予測
地点の０．２〜０．３秒前から数１０ミリ秒後の間に前
記プリテンショナー８０によりシートベルトに対するプ
リテンションが行われるとともに、これより若干遅れて
エアバッグ１００によりエアバッグが展開するように制
御される。

【００１５】ここで、安全車間距離Ｒｓについて説明す
る。安全車間距離Ｒｓは次式で示すように前記空走距離
Ｒ_D と制動距離Ｒ_B との和である。

【００１６】Ｒｓ＝Ｒ_B ＋Ｒ_D すなわち、安全車間距離Ｒｓは、運転者が危険と判断し
てからブレーキ操作に至るまでの人間の応答遅れＴｄ
（約１秒）による空走距離Ｒ_D と実際にブレーキが掛か
って制動し停止する制動開始から停止までに車両が移動
する制動距離Ｒ_B の和で与えられる。

【００１７】本車両走行制御装置を搭載した車両の走行
速度をｖａ（ｍ／ｓｅｃ）、先行車等の被検知体と自車
両との間の車間距離をｒ（ｍ）、被検知体に対する自車
両の相対速度をｖｒ（ｍ／ｓｅｃ）、制動時の通常の路
面状態における車両の平均的な減速度をα（≒０．５Ｇ
＝９．８／２ｍ／ｓｅｃ² ）とすると、制動距離Ｒ_Bお
よび空走距離Ｒ_D は次のようになる。

【００１８】まず、被検知体が停止車両である場合に
は、次のようになる。

【００１９】Ｒ_D ＝Ｔｄ・ｖａ Ｒ_B ＝（１／２α）・ｖａ² 一例として、ｖａ＝８０ｋｍ／ｈ≒２２．２ｍ／ｓｅｃ
の場合には、Ｒ_D ≒２２ｍ、Ｒ_B ≒５０ｍ、Ｒ_S ≒７２
ｍとなる。

【００２０】また、被検知体が先行車両であり、自車両
の速度ｖａの方が先行車両の速度ｖｂよりも早い（ｖａ
＞ｖｂ）場合には、次のようになる。

【００２１】

【数１】Ｒ_D ＝Ｒ_DA−Ｒ_DB ＝Ｔｄ（ｖａ−ｖｂ）＝Ｔｄ・ｖｒ Ｒ_B ＝Ｒ_BA−Ｒ_BB ＝（１／２α）・（ｖａ² −ｖｂ² ） ＝（１／２α）・｛ｖａ² −（ｖａ−ｖｒ）² ｝ ＝（１／２α）・（２ｖａ・ｖｒ−ｖｒ² ） 但し、ｖｒ＝ｖａ−ｖｂであり、Ｒ_DAは自車両の空走距
離、Ｒ_DBは先行車両の空走距離、Ｒ_BAは自車両の制動距
離、Ｒ_BBは先行車両の制動距離である。

【００２２】更に、被検知体が対向車両である場合に
は、次のようになる。

【００２３】

【数２】Ｒ_D ＝Ｒ_DA＋Ｒ_DB＝Ｔｄ（ｖａ＋ｖｂ） ＝Ｔｄ・ｖｒ Ｒ_B ＝Ｒ_BA＋Ｒ_BB＝（１／２α）・（ｖａ² ＋ｖｂ² ） ＝（１／２α）・｛ｖａ² ＋（ｖｒ−ｖａ）² ｝ ＝（１／２α）・（２ｖａ² ＋ｖｒ² −２ｖａ・ｖｒ） ここで、相対速度ｖｒは次式で与えられる。

【００２４】ｖｒ＝ｄｒ／ｄｔ 次に、本車両走行制御装置の作用を図２を参照して更に
詳細に説明する。

【００２５】まず、本車両走行制御装置を搭載した自車
両の進行方向前方に先行車等の被検知体が存在し、この
被検知体に自車両が接近すると、レーダ１０によって該
被検知体との間の距離、すなわち車間距離ｒが測定さ
れ、この距離情報が情報処理装置３０に供給される。情
報処理装置３０はこの車間距離ｒを監視し、該車間距離
ｒが約１．５Ｒｓになると、情報処理装置３０によって
警報器４０が駆動され、先行車等の被検知体が接近した
ことを注意するための第１次警報が発生する。

【００２６】更に自車両が被検知体に接近し、車間距離
ｒが約１．２Ｒｓになると、情報処理装置３０から制御
信号（加減速指令）ＦがＡＳＣＤ５０に供給され、これ
によりＡＳＣＤ５０の制御により加減速制御が開始し、
車間距離ｒがほぼ一定の目標値１．１Ｒｓになるように
被検知体である先行車の車速ｖｂの変化に対応して情報
処理装置３０からＡＳＣＤ５０に加速指令または減速指
令の制御信号Ｆが適時出力される。この結果、車間距離
ｒは１．０Ｒｓと１．２Ｒｓとの間（１．０Ｒｓ≦ｒ≦
１．２Ｒｓ）の範囲を維持するようにフィードバック制
御が行われ、先行車に追突しないように安全性の向上し
た車間距離自動制御が行われる。

【００２７】ここにおいて、何らかの外的理由により、
例えば対向車が飛び出して、先行車との間に割り込んだ
り、先行車に追突事故や横転事故等の事故が発生した
り、または積荷の落下、落石等のように突如路上に障害
物が発生する等により、車間距離の自動制御が外れて、
先行車等の被検知体が安全車間距離よりも接近し始め、
レーダ１０で検知した車間距離ｒが１．０Ｒｓになる
と、情報処理装置３０から警報信号Ｄが警報器４０に出
力され、これにより緊急回避のための第２次警報が発生
し、運転者に注意を喚起する。

【００２８】この第２次警報に対して、運転者のブレー
キ操作が行われれば、先行車等の被検知体に対する衝突
を回避することができるが、何らかの事情により、例え
ば運転者の居眠り、運転者が驚愕してパニック状態にな
りブレーキを踏めなかったり、または運転者が急病で倒
れたりする等の事情により、適切にブレーキを踏むこと
ができなかった場合には、情報処理装置３０から点滅制
御信号Ｅが前照灯制御回路６０に出力されて、車両のヘ
ッドライトの点滅を制御し、この点滅制御を衝突に至る
直前まで繰り返し行い、これにより被検知体である先行
車の運転者、前方に存在する周囲の車両の運転者、また
は路上、路側の歩行者等に緊急事態の発生を報知する。
そして、この結果、先行車、周囲に車両の運転者がこの
緊急事態に気づいて衝突を回避したり、事故時の被害を
軽減することも可能となる。なお、ヘッドライトの点滅
はヘッドライトのビームを上向きにして行われる。

【００２９】車両が先行車等の被検知体に更に接近し
て、車間距離ｒが制動距離Ｒ_B 以下になると（ｒ≦
Ｒ_B ）、情報処理装置３０は駆動信号Ｃを制動装置７０
に出力し、これによりアンチスキッドブレーキ動作（す
なわち、急制動時に車輪が完全にロックしてスキッド状
態になり、操舵制御できなくなることを防止するために
ブレーキを間欠的に動作させるブレーキ動作）またはア
クティブブレーキ動作（すなわち、急制動時にブレーキ
をアナロガスに制御して車両がスキッド状態に陥らない
ようにフィードバック制御するとともに駆動輪の両輪の
回転トルクを操舵、路面の摩擦係数等に対応して最適に
制御するブレーキ動作）を行い、自車両を停止または減
速し、衝突事故を回避するように制御する。

【００３０】以上のようにして、制動装置７０を制御し
て、制動動作を行ったにも関わらず、衝突回避できない
場合、例えば対向車が突っ込んでくるような場合には、
衝突直前の０．２〜０．３秒の時に、すなわち衝突まで
の残り時間が０．２〜０．３秒であり、距離にして数メ
ートル、衝突速度４０〜５０ｋｍ／ｈの時に、情報処理
装置３０からプリテンショナー８０に駆動信号Ｂを出力
して、プリテンショナー８０を作動させ、これにより自
車両の全乗員のシートベルトに所定のテンションを発生
し、衝突時に発生する衝撃力による乗員の車両等への衝
突による障害または車外への乗員の放出等を防止する。

【００３１】更に接近し、最悪状態として自車両が先行
車等の被検知体に衝突してしまった場合には、前記Ｇセ
ンサ９０からの信号等を含めて、衝突時の相対速度ｖｒ
（＝ｄｒ／ｄｔ）、自車両の速度ｖａ、衝撃のＧ波形等
の各条件から総合的衝突の状況を情報処理装置３０で判
断し、所要により情報処理装置３０からエアバッグ１０
０に駆動信号Ａを発生して、エアバッグ１００を所定の
タイミングで展開し、これにより乗員の車両への衝突を
防止し、衝突時の衝撃力による乗員の障害を大幅に軽減
し、安全性を向上する。このエアバッグ１００による衝
撃吸収作用は前記プリテンショナー８０による作用との
相乗効果により乗員保護を増強することができる。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
先行車を含む被検知体までの距離および車両の走行速度
を検知し、両者から被検知体に対する車両の相対速度を
算出し、前記距離情報、走行速度情報および相対速度情
報に応じて、具体的には先行車等の被検知体による自車
両の危険度に応じて安全保護手段を制御し、車間距離制
御機能、制動制御機能、乗員保護機能、周囲への報知機
能を含む安全保護機能を実行するので、車両の走行の安
全性および乗員の保護を適確に行うことができ、車両の
安全性を著しく向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係わる車両走行制御装置の
構成を示すブロック図である。

【図２】横方向に被検知体である先行車と自車両との車
間距離ｒを取り、この車間距離に応じて本車両走行制御
装置によって実行される種々の制御内容を示している説
明図である。

【図３】従来の追突警報装置の構成を示す図である。

【符号の説明】

１０ レーダ ２０ 車速センサ ３０ 情報処理装置 ４０ 警報器 ５０ ＡＳＣＤ ７０ 制動装置 ８０ プリテンショナー ９０ Ｇセンサ １００ エアバッグ

フロントページの続き (72)発明者 森田 育宏 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両に搭載され、該車両の走行安全性を
   達成すべく車両の走行を制御する車両走行制御装置であ
   って、車両の進行方向前方に存在する先行車を含む被検
   知体を検知し、該被検知体までの距離を検出する距離検
   出手段と、車両の走行速度を検出する車速検出手段と、
   車間距離制御機能、ブレーキ制御機能、乗員保護機能、
   周囲への報知機能を含む安全保護機能を実行する安全保
   護手段と、前記距離検出手段で検出した被検知体までの
   距離情報および前記車速検出手段で検知した車両の走行
   速度情報に基づいて前記被検知体に対する車両の相対速
   度を算出するとともに、前記距離情報、走行速度情報お
   よび相対速度情報に応じて前記安全保護手段を制御する
   制御手段とを有することを特徴とする車両走行制御装
   置。