KR20170032854A

KR20170032854A - 차량의 제어 장치 및 추종 주행 시스템

Info

Publication number: KR20170032854A
Application number: KR1020160116195A
Authority: KR
Inventors: 유스케 네모토
Original assignee: 도요타지도샤가부시키가이샤
Priority date: 2015-09-15
Filing date: 2016-09-09
Publication date: 2017-03-23
Also published as: EP3144916A2; US20170072957A1; CN106945664A; EP3144916A3; JP2017058891A

Abstract

본 발명의 차량 제어 장치는, 선행차(11)의 가속도 Gs, Gas에 관한 가속도 정보를 포함하는 선행차 정보를 무선 통신으로 선행차로부터 취득하는 무선 장치(80, 81) 및 선행차 정보에 기초하여 자차(10)의 가속도를 요구 가속도 Gj로서 결정해서 자차의 가속도가 요구 가속도가 되도록 자차의 가속도를 제어함으로써 선행차를 대상으로 한 추종 주행을 자차에 행하게 하는 가감속 제어 장치(20, 30, 40)를 구비한다. 가감속 제어 장치는 선행차를 대상으로 한 추종 주행의 정지를 요구하는 추종 주행 정지 요구가 선행차 정보에 포함되어 있는 경우, 선행차를 대상으로 한 추종 주행을 행하지 않도록 구성되어 있다.

Description

차량의 제어 장치 및 추종 주행 시스템{CONTROL APPARATUS FOR VEHICLE AND FOLLOW-UP DRIVING SYSTEM}

본 발명은, 무선 통신을 거쳐 수신한 선행차의 정보를 사용해서 자차를 선행차에 추종 주행시키는 차량의 제어 장치, 무선 통신으로 자차의 정보를 다른 차로 송신하는 무선 장치를 구비한 차량의 제어 장치 및 이들 차량의 제어 장치를 각각 구비한 복수의 차량을 포함하는 추종 주행 시스템에 관한 것이다.

특허문헌 1에, 무선 통신으로 수신한 선행차의 가속도에 관한 정보에 기초하여 자차가 선행차에 추종 주행하도록 자차의 가속도를 제어하는 차량의 제어 장치(이하, 「종래 장치」라고 호칭함)가 기재되어 있다.

일본 특허 공개 제2015-51716호 공보

그런데 차량의 운전자가 자차를 대상으로 한 추종 주행을 후속차가 행하는 것을 희망하지 않는 경우에도, 종래 장치는 그 추종 주행을 정지시킬 수 있도록 구성되어 있지 않았다.

본 발명은, 상술한 과제에 대처하기 위해서 이루어진 것이다. 즉, 본 발명의 목적 중 하나는, 선행차의 운전자가 그 선행차를 대상으로 한 추종 주행을 정지하는 것을 희망하는 경우에 그 선행차를 대상으로 한 추종 주행을 정지하는, 차량의 제어 장치(이하, 「제1 발명 장치」라고 호칭함)를 제공하는 데 있다.

제1 발명 장치는,

자차(10)의 직전을 주행하는 차량인 선행차(11)의 가속도(Gs, Gas)에 관한 가속도 정보를 포함하는 선행차 정보를 무선 통신으로 상기 선행차로부터 취득하는 무선 장치(80, 81), 및

상기 선행차 정보에 기초하여 상기 자차의 요구 가속도(Gj)를 결정해서 상기 자차의 가속도가 상기 요구 가속도가 되도록 상기 자차의 가속도를 제어함으로써 상기 선행차를 대상으로 한 추종 주행을 상기 자차에 행하게 하는, 가감속 제어 장치(20, 30, 40)를 구비하고 있다.

상기 가감속 제어 장치는, 상기 선행차를 대상으로 한 추종 주행의 정지를 요구하는 추종 주행 정지 요구가 상기 선행차 정보에 포함되어 있는 경우(도 2의 스텝 220에 있어서 「"아니오"」라고 판정한 경우를 참조), 상기 선행차를 대상으로 한 추종 주행을 행하지 않도록 구성되어 있다.

이에 의하면, 선행차를 대상으로 한 추종 주행의 정지가 요구된 경우, 선행차를 대상으로 한 추종 주행이 정지된다.

또한, 본 발명의 목적 중 다른 하나는, 차량의 운전자가 자차를 대상으로 한 추종 주행을 후속차가 행하는 것을 희망하지 않는 경우에 후속차에 그 추종 주행을 정지시킬 수 있는, 차량의 제어 장치(이하, 이 제어 장치는 「제2 발명 장치」라고 호칭함)를 제공하는 데 있다.

제2 발명 장치는,

자차(10)의 가속도에 관한 가속도 정보를 포함하는 자차 정보를 무선 통신으로 상기 자차의 외부로 송신하는 무선 장치(80, 81), 및

상기 자차의 가속도를 제어하는 가감속 제어 장치(20, 30, 40)를 구비하고 있다.

상기 무선 장치는, 상기 자차와는 다른 타차가 상기 자차 정보에 기초하여 가속도를 제어함으로써 상기 자차를 대상으로 한 추종 주행을 행하는 것을 정지시키기 위한 추종 주행 정지 요구를 송신 가능하게 구성되어 있다(도 6의 스텝 610 및 스텝 620을 참조).

이에 의하면, 차량의 운전자가 자차를 대상으로 한 추종 주행을 후속차가 행하는 것을 희망하지 않는 경우에 그 추종 주행의 정지를 후속차에게 요구할 수 있다. 그 결과, 후속차가 추종 주행의 정지가 요구되었을 때에 그 추종 주행을 정지하도록 되어 있는 경우, 후속차에 추종 주행을 정지시킬 수 있다.

게다가, 본 발명의 목적 중 다른 하나는, 각 차량의 운전자가 자차를 대상으로 한 추종 주행을 후속차가 행하는 것을 희망하지 않는 경우에 그 추종 주행을 정지시킬 수 있는, 추종 주행 시스템(이하, 「본 발명 시스템」이라고 호칭함)을 제공하는 데 있다.

본 발명의 시스템은,

자차(10)의 가속도에 관한 가속도 정보를 포함하는 통신 정보를 무선 통신으로 상기 자차의 외부로 송신함과 함께 상기 자차의 직전을 주행하는 차량인 선행차(11)로부터 무선 통신으로 송신되어 오는 통신 정보를 수신하는 무선 장치(80, 81), 및

상기 선행차로부터 송신되어 오는 상기 통신 정보(Gs, Gas)에 기초하여 상기 자차의 요구 가속도(Gj)를 결정해서 상기 자차의 가속도가 상기 요구 가속도가 되도록 상기 자차의 가속도를 제어함으로써 상기 선행차를 대상으로 한 추종 주행을 상기 자차에 행하게 하는 가감속 제어 장치(20, 30, 40)를 포함하는 차량의 제어 장치를 구비한 복수의 차량을 포함하고 있다.

각 차량의 상기 무선 장치는, 자차를 대상으로 한 추종 주행의 정지를 요구하기 위한 추종 주행 정지 요구를 상기 통신 정보 중 하나로서 송신 가능하게 구성되어 있다(도 6의 스텝 610 및 스텝 620을 참조).

각 차량의 상기 가감속 제어 장치는, 상기 선행차로부터 송신되어 오는 상기 통신 정보에 상기 추종 주행 정지 요구가 포함되어 있는 경우, 상기 선행차를 대상으로 한 추종 주행을 행하지 않도록 구성되어 있다(도 2의 스텝 220에서 「"아니오"」의 경우를 참조).

이에 의하면, 각 차량의 운전자가 자차를 대상으로 한 추종 주행을 후속차가 행하는 것을 희망하지 않는 경우에 그 추종 주행을 정지시킬 수 있다.

또한, 제1 발명 장치, 제2 발명 장치 및 본 발명 시스템에 있어서, 상기 선행차 정보는, 상기 선행차의 요구 가속도에 관한 요구 가속도 정보 및 상기 선행차의 실제 가속도에 관한 실제 가속도 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

또한, 제1 발명 장치, 제2 발명 장치 및 본 발명 시스템이 상기 자차와 상기 선행차 사이의 차간 거리를 검출하는 차간 거리 검출 장치를 더 구비할 경우, 상기 가감속 제어 장치는, 상기 선행차를 대상으로 한 추종 주행의 정지를 요구하는 추종 주행 정지 요구가 상기 선행차 정보에 포함되어 있는 경우, 상기 차간 거리를 목표 차간 거리로 유지하는 차간 거리 제어를 행하도록 구성될 수 있다.

제1 발명 장치, 제2 발명 장치 및 본 발명 시스템은, 서로 기술적으로 밀접하게 관련됨으로써(환언하면, 이들은 상보적으로 관련되어 있어), 출원의 단일성을 충족시킨다. 또한, 상기 설명에 있어서는, 발명의 이해를 돕기 위해서, 실시 형태에 대응하는 발명의 구성에 대하여, 실시 형태에서 사용한 명칭 및/또는 부호를 괄호 쓰기로 넣고 있지만, 발명의 각 구성 요소는, 상기 부호에 의해 규정되는 실시 형태에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 다른 목적, 다른 특징 및 부수되는 이점은, 이하의 도면을 참조하면서 기술되는 본 발명의 실시 형태에 대한 설명으로부터 쉽게 이해될 것이다.

도 1은, 본 발명의 실시 형태에 관한 「차량의 제어 장치」를 탑재한 차량 및 상기 제어 장치의 개략 구성도이다.
도 2는, 도 1에 도시한 차량 제어 ECU의 CPU(이하, 간단히 「CPU」라고 호칭함)가 실행하는 루틴을 나타낸 흐름도이다.
도 3은, CPU가 실행하는 루틴을 나타낸 흐름도이다.
도 4는, CPU가 실행하는 루틴을 나타낸 흐름도이다.
도 5의 (A)는, 차간 시간에 기초하여 가속용의 제2 보정 계수를 취득하기 위해서 사용되는 룩업 테이블을 나타낸 도면이며, (B)는 차간 시간에 기초하여 감속용의 제2 보정 계수를 취득하기 위해서 사용되는 룩업 테이블을 나타낸 도면이며, (C)는 자차의 차속에 기초하여 가속용의 제3 보정 계수를 취득하기 위해서 사용되는 룩업 테이블을 나타낸 도면이며, (D)는 자차의 차속에 기초하여 감속용의 제3 보정 계수를 취득하기 위해서 사용되는 룩업 테이블을 나타낸 도면이다.
도 6은, CPU가 실행하는 루틴을 나타낸 흐름도이다.

이하, 도면을 참조하면서, 본 발명의 실시 형태에 관한 차량의 제어 장치(이하, 「본 제어 장치」라고 호칭함)에 대해서 설명한다. 본 명세서, 도면 및 특허 청구 범위 등에 있어서, 자차는 「자기의 차량(주목하고 있는 차량)」이며, 선행차는 「자차의 직전을 주행하고 있는 차량, 즉 자차가 탑재하고 있는 후술하는 센서(레이더 센서인 자차 센서)가 포착하고 있는 차량(직전 차량)이며, 또한 차차간 통신(무선 통신)에 의해 그 차량으로부터 취득된 정보에 기초하여 자차의 주행 제어를 변경해도 되는 차량」이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 제어 장치는 차량(자차)(10)에 적용된다. 자차(10)는 차량 제어 ECU(20), 엔진 제어 ECU(30), 액셀러레이터 조작량 센서(31), 브레이크 제어 ECU(40), 브레이크 조작량 센서(41), 차륜속 센서(42a 내지 42d), 스티어링 제어 ECU(50), 센서 ECU(60), 자차 센서(61), GPS 장치(70), 무선 제어 ECU(80) 및 무선 안테나(81)를 탑재하고 있다. 선행차(11) 및 도시하지 않은 후속차도 마찬가지의 구성을 구비한다.

차량 제어 ECU(20)는, 통신·센서계 CAN(Controller Area Network)(101)을 거쳐, 엔진 제어 ECU(30), 브레이크 제어 ECU(40), 스티어링 제어 ECU(50), 센서 ECU(60), GPS 장치(70) 및 무선 제어 ECU(80)와 데이터 교환 가능(통신 가능)해지도록 구성되어 있다. ECU는, 일렉트릭 컨트롤 유닛의 약칭이며, CPU, ROM, RAM 및 인터페이스 등을 포함하는 마이크로 컴퓨터를 주요 구성 부품으로서 갖는 전자 제어 회로이다. CPU는, 메모리(ROM)에 저장된 인스트럭션(프로그램)을 실행함으로써 후술하는 각종 기능을 실현한다.

또한, 차량 제어 ECU(20)는, 협조 추종 주행 제어 요구 스위치(온·오프 스위치)(21), 협조 추종 주행 제어 불허가 스위치(온·오프 스위치)(22) 및 그 밖의 각종 센서(23)와 접속되어 있다.

협조 추종 주행 제어 요구 스위치(이하, 「CACC 요구 스위치」라고 호칭함)(21)가 자차(10)의 탑승원(운전자)에 의해 온 위치로 설정되면, 후술하는 협조 추종 주행 제어(후술하는 차간 거리 제어를 포함함)의 개시가 차량 제어 ECU(20)에 요구된다.

협조 추종 주행 제어 불허가 스위치(이하, 「CACC 불허가 스위치」라고 호칭함)(22)가 자차(10)의 운전자에 의해 온 위치로 설정되면, 차량 제어 ECU(20)는, 자차(10)를 대상으로 한 후술하는 협조 추종 주행 제어의 실행을 허가하는지 여부를 나타내는 플래그(이하, 「CACC 불허가 플래그」라고 호칭함) Xcacc의 값을 「1」로 설정한다. CACC 불허가 플래그 Xcacc의 값이 「1」일 경우, 그 플래그 Xcacc는, 자차(10)의 운전자가 자차(10)를 대상으로 한 협조 추종 주행 제어의 실시를 허가하고 있지 않은 것을 나타내고 있다. 다른 표현을 하면, CACC 불허가 플래그 Xcacc의 값이 「1」일 경우, 그 플래그 Xcacc는, 자차(10)의 운전자가 자차(10)를 대상으로 한 협조 추종 주행 제어의 정지를 요구하고 있는 것을 나타내고 있다.

한편, CACC 불허가 스위치(22)가 오프 위치로 설정되면, 차량 제어 ECU(20)는, CACC 불허가 플래그 Xcacc의 값을 「0」로 설정한다. CACC 불허가 플래그 Xcacc의 값이 「0」일 경우, 그 플래그 Xcacc는, 자차(10)의 운전자가 자차(10)를 대상으로 한 협조 추종 주행 제어의 실시를 허가하고 있는 것을 나타내고 있다.

차량 제어 ECU(20)는, CACC 불허가 플래그 Xcacc를 나타내는 신호(이하, 「CACC 불허가 신호」 또는 「CACC 정지 요구 신호」라고 호칭함) Scacc를, 후술하는 무선 제어 ECU(80) 및 무선 안테나(81)를 거쳐 자차(10)의 외부로 송신(발신)한다. 한편, 무선 제어 ECU(80)는, 무선 안테나(81)를 거쳐 선행차(11)로부터 CACC 불허가 신호(CACC 정지 요구 신호) Scacc를 수신한 경우, 그 수신한 CACC 불허가 신호 Scacc가 나타내는 CACC 허가 플래그 Xcacc의 값을 그 RAM에 저장한다.

엔진 제어 ECU(30)는 주지이며, 여러 가지의 기관 운전 상태량을 검출하는 센서(도시 생략)로부터 검출 신호를 취득한다. 특히, 엔진 제어 ECU(30)는, 액셀러레이터 조작량 센서(31)와 접속되어 있다.

액셀러레이터 조작량 센서(31)는, 액셀러레이터 조작자로서의 액셀러레이터 페달(91)의 조작량(이하, 「액셀러레이터 조작량」이라고 호칭함) Accp를 검출하고, 그 액셀러레이터 조작량 Accp를 나타내는 신호(검출 신호)를 엔진 제어 ECU(30)에 출력한다. 엔진 제어 ECU(30)는, 그 검출 신호에 기초하여 액셀러레이터 조작량 Accp를 취득하고, 취득한 액셀러레이터 조작량 Accp에 기초하여 요구 가속도 Gj를 산출(취득)하고, 산출한 요구 가속도 Gj를 그 RAM에 저장하도록 되어 있다. 또한, 엔진 제어 ECU(30)는, 후술하는 바와 같이 취득되는 자차(10)의 차속(이하, 「자차속」이라고 호칭함) SPDj 및 엔진 회전 속도 NE에 기초하여 요구 가속도 Gj를 산출해도 된다.

또한, 엔진 제어 ECU(30)에는, 도시하지 않은 스로틀 밸브 액추에이터 등의 엔진 액추에이터(32)가 접속되어 있다. 엔진 제어 ECU(30)는, 자차(10)의 요구 가속도 Gj가 양의 값일 때(즉, 가속도가 요구될 때), 자차(10)의 가속도가 요구 가속도 Gj에 근접하도록, 엔진 액추에이터(32)를 구동해서 자차(10)의 도시하지 않은 내연 기관의 발생하는 토크를 변경하도록 되어 있다.

브레이크 제어 ECU(40)는 주지이며, 여러 가지의 차량 운전 상태량을 검출하는 센서(도시 생략)로부터 검출 신호를 취득한다. 특히, 브레이크 제어 ECU(40)는, 브레이크 조작량 센서(41) 및 차륜속 센서(42a 내지 42d)와 접속되어 있다.

브레이크 조작량 센서(41)는, 브레이크 조작자로서의 브레이크 페달(93)의 조작량(이하, 「브레이크 조작량」이라고 호칭함) Brkp를 검출하고, 그 브레이크 조작량 Brkp를 나타내는 신호(검출 신호)를 브레이크 제어 ECU(40)에 출력한다. 브레이크 제어 ECU(40)는, 그 검출 신호에 기초하여 브레이크 조작량 Brkp를 취득하고, 취득한 브레이크 조작량 Brkp에 기초하여 요구 가속도(요구 감속도) Gj를 산출(취득)하고, 산출한 요구 감속도 Gj를 그 RAM에 저장하도록 되어 있다. 또한, 브레이크 제어 ECU(40)는, 후술하는 바와 같이 취득되는 자차속 SPDj에도 기초해 요구 가속도 Gj를 산출해도 된다.

차륜속 센서(42a 내지 42d)는, 자차(10)의 각 차륜에 각각 설치되어 있다. 차륜속 센서(42a 내지 42d)는 각각, 각 차륜의 차륜속 ωa 내지 ωd를 검출하고, 그 차륜속 ωa 내지 ωd를 나타내는 신호(검출 신호)를 브레이크 제어 ECU(40)에 출력한다.

브레이크 제어 ECU(40)는, 그 검출 신호에 기초하여 각 차륜의 차륜속 ωa 내지 ωd를 취득하고, 취득한 차륜속 ωa 내지 ωd를 그 RAM에 저장하도록 되어 있다.

또한, 브레이크 제어 ECU(40)는, 상기 취득한 차륜속 ωa 내지 ωd에 기초하여 평균값(이하, 「평균 차륜속」이라고 호칭함) ωave(=(ωa＋ωb＋ωc＋ωd)/4)를 산출(취득)하고, 산출한 평균 차륜속 ωave를 자차(10)의 속도(차속) SPDj로서 그 RAM에 저장하도록 되어 있다.

또한, 브레이크 제어 ECU(40)는, 평균 차륜속 ωave를 자차속 SPDj로서 취득하는 대신에, 자차(10)의 프로펠러 샤프트의 회전 속도를 검출하는 센서(도시 생략)로부터 출력되는 신호(검출 신호)에 기초하여 자차속 SPDj를 취득해도 된다.

또한, 브레이크 제어 ECU(40)는, 상기 취득한 자차속 SPDj의 미소 단위 시간당의 변화량(자차속 SPDj의 시간 미분값 dSPDj/dt)을 실제 가속도 Gaj로서 산출(취득)하고, 산출한 실제 가속도 Gaj를 그 RAM에 저장하도록 되어 있다.

또한, 브레이크 제어 ECU(40)에는, 도시하지 않은 마찰 제동 장치 등의 브레이크 액추에이터(43)가 접속되어 있다. 브레이크 제어 ECU(40)는, 자차(10)의 요구 가속도 Gj가 음의 값일 때(즉, 감속도가 요구될 때), 자차(10)의 감속도가 요구 가속도(요구 감속도) Gj에 근접하도록, 브레이크 액추에이터(43)를 구동해서 자차(10)의 각 차륜에 있어서 마찰 제동력을 발생시키도록 되어 있다.

또한, 차량 제어 ECU(20), 엔진 제어 ECU(30) 및 브레이크 제어 ECU(40)는, 협동해서 자차(10)를 가속 또는 감속시킨다. 따라서, 이들 ECU(20, 30 및 40)는 자차(10)의 가속도를 제어하는 가감속 제어 장치를 구성하고 있다.

스티어링 제어 ECU(50)는 주지이며, 여러 가지의 차량 운전 상태량을 검출하는 센서(도시 생략)로부터 검출 신호를 취득한다. 또한, 스티어링 제어 ECU(50)에는, 도시하지 않은 전동식 파워스티어링 장치의 모터 등의 조타 액추에이터(53)가 접속되어 있다.

센서 ECU(60)는, 자차 센서(61)와 접속되어 있다. 자차 센서(61)는 주지의 밀리미터파 레이더 센서이다. 자차 센서(61)는 자차(10)의 전방에 밀리미터파를 송신한다. 그 밀리미터파는, 선행차(11)에 의해 반사된다. 자차 센서(61)는 이 반사파를 수신한다.

센서 ECU(60)는, 자차 센서(61)가 수신한 반사파에 기초하여 자차(10)의 직전을 주행하는 차량인 직전 차량(선행차)(11)을 검지한다. 또한, 센서 ECU(60)는, 「자차 센서(61)로부터 송신된 밀리미터파와 수신한 반사파와의 위상차」, 「반사파의 감쇠 레벨」 및 「반사파의 검출 시간」 등에 기초하여, 「자차(10)의 속도 SPDj와 직전 차량(11)의 속도 SPDs와의 차(상대 속도) ΔSPD(=SPDs-SPDj)」, 「자차(10)와 직전 차량(11)과 n 사이의 거리(차간 거리) D」 및 「자차(10)의 위치를 기준으로 한 직전 차량(11)의 상대 방위」 등을 소정 시간의 경과마다 시계열적으로 취득하고, 「취득한 상대 속도 ΔSPD, 차간 거리 D 및 상대 방위 등」을 그 RAM에 저장하도록 되어 있다.

따라서, 센서 ECU(60)는 자차 센서(61)가 검출한 반사파에 기초하여 직전 차량을 검지(포착)함과 함께, 자차 센서(61)가 검출한 반사파에 기초하여 자차와 직전 차량 사이의 차간 거리를 취득하는 자차 센서 장치를 구성하고 있다.

GPS 장치(70)는 주지이며, 인공 위성으로부터 송신된 GPS 신호에 기초하여 자차(10)가 주행하고 있는 지점의 「위도 및 경도」를 취득하고, 취득한 「위도 및 경도」를 자차(10)의 위치로서 그 RAM에 저장하도록 되어 있다.

무선 제어 ECU(80)는, 차차간 통신(무선 통신)을 행하기 위한 무선 안테나(81)와 접속되어 있다. 무선 제어 ECU(80)는, 「자차(10)와는 다른 차량(타차)이며 무선 통신을 행하는 기능을 구비한 차량인 복수의 통신차」로부터 송신되어 오는 그 통신차의 운전 상태량을 나타내는 데이터를 포함하는 통신 정보(통신차 정보)를, 그 통신차를 식별하는 데이터와 함께 소정 시간이 경과할 때마다 무선 안테나(81)를 거쳐 수신하고, 수신한 데이터를 그 RAM에 저장하도록 되어 있다.

무선 제어 ECU(80)가 수신하는 통신차의 운전 상태량을 나타내는 데이터(무선에 의해 차차간 통신되는 데이터)는, 통신차의 「차량 제어 ECU(20), 엔진 제어 ECU(30) 및 브레이크 제어 ECU(40) 등이 취득하고 있는 각종 센서의 검출 신호에 기초하는 데이터」 및 「이들 ECU가 구동 신호를 송출하고 있는 액추에이터 상태의 데이터 등」을 포함한다.

특히, 이들의 통신되는 데이터로서 통신차로부터 송신되어 오는 데이터는, 이하의 데이터 (A) 내지 (G)를 포함한다.

(A) 통신차의 브레이크 제어 ECU(40)가 취득한 당해 통신차의 차속(이하, 「통신차 속도」라고 호칭함) SPDs.

(B) 통신차의 GPS 장치(70)가 취득한 당해 통신차의 위치.

(C) 통신차에 있어서 「후술하는 협조 추종 주행 제어(CACC : Cooperative Adaptive Cruise Control, 간단히 「추종 주행 제어」라고도 호칭됨) 및 차간 거리 제어(ACC : Adaptive Cruise Control)」 모두 실행되고 있지 않은 경우에 당해 통신차의 엔진 제어 ECU(30)가 당해 통신차 액셀러레이터 조작량 Accp에 기초하여 산출한 당해 통신차의 요구 가속도 Gs.

(D) 당해 통신차에 있어서 「협조 추종 주행 제어 및 차간 거리 제어」 모두 실행되고 있지 않은 경우에 당해 통신차의 브레이크 제어 ECU(40)가 당해 통신차의 브레이크 조작량 Brkp에 기초하여 산출한 당해 통신차의 요구 가속도(요구 감속도) Gs.

(E) 당해 통신차에 있어서 「협조 추종 주행 제어 및 차간 거리 제어」 중 어느 하나가 실행되고 있는 경우에 당해 통신차의 차량 제어 ECU(20)가 당해 통신차를, 그 선행차(당해 통신차의 직전을 주행하고 있는 차량)에 추종 주행시키기 위해서 산출한 당해 통신차의 요구 가속도 Gs.

(F) 당해 통신차의 브레이크 제어 ECU(40)가 당해 통신차의 평균 차륜속 ωave에 기초하여 취득한 당해 통신차의 실제 가속도 Gas.

(G) CACC 불허가 신호 Scacc.

또한, 무선 제어 ECU(80)는 소정 시간이 경과할 때마다 자차(10)의 운전 상태량을 나타내는 상기 데이터를 자차(10)의 외부로 송신(발신)하도록 되어 있다.

또한, 자차(10) 및 선행차(11)에 있어서 「협조 추종 주행 제어 및 차간 거리 제어」 중 어느 하나가 실행되고 있는 경우에 무선 제어 ECU(80)가 상기 데이터로서 후속차에 송신하는 「자차(10)의 요구 가속도 Gj」는, 선행차(11)의 요구 가속도 Gs에 기초하여 산출되는 자차(10)의 요구 가속도 Gj이다.

따라서, 선행차(11) 및 앞 선행차[선행차(11)의 직전을 주행하고 있는 차량]에 있어서 「협조 추종 주행 제어 및 차간 거리 제어」 중 어느 하나가 실행되고 있는 경우에 자차(10)의 무선 제어 ECU(80)가 상기 데이터로서 선행차(11)로부터 무선 통신으로 수신하는 「선행차(11)의 요구 가속도 Gs」는, 앞 선행차의 요구 가속도 Gss에 기초하여 선행차(11)의 차량 제어 ECU(20)가 산출한 선행차(11)의 요구 가속도 Gs이다.

(협조 추종 주행 제어의 개요)

이어서, 본 제어 장치의 협조 추종 주행 제어(CACC)의 개요에 대해서 설명한다. 본 제어 장치는, CACC 요구 스위치(21)가 자차(10)의 탑승원에 의해 온 위치로 설정되면, 협조 추종 주행 제어를 개시한다.

차량 제어 ECU(20)는, 협조 추종 주행 제어를 개시하면, 「센서 ECU(60) 및 자차 센서(61)에 의해 취득한 데이터」 및 「무선 제어 ECU(80) 및 무선 안테나(81)에 의해 취득한 데이터」에 기초하여, 무선 통신으로 데이터를 송신해 오고 있는 복수의 통신차 중에서 자차 센서(61)에 의해 검지하고 있는 통신차(직전 차량)를 선행차(11)로서 특정하는 처리를 개시한다.

예를 들어, 차량 제어 ECU(20)는, 센서 ECU(60)에 의해 취득된 상대 속도 ΔSPD와 자차속 SPDj에 기초하여 「선행차(11)로서 특정되어야 할 통신차의 후보인 후보차」의 차속을 추정한다. 그리고 「그 후보차의 차속」과 「후보차로부터 무선 통신으로 송신되어 온 후보차의 차속」의 유사도가 높을 때, 그 후보차를 선행차(11)로서 특정한다. 또한, 선행차(11)의 특정 방법에 대해서는, 예를 들어 일본 특허 제5522193호에 개시된 기술을 사용할 수 있다.

또한, 본 예에 있어서는, 자차(10)와 선행차(11) 사이의 거리(차간 거리) D를 자차속 SPDj로 나눈 값 T(=D/SPDj)의 목표값(이하, 「목표 차간 시간」이라고 호칭함) Ttgt가 미리 설정되어 있다. 목표 차간 시간 Ttgt는, 소정의 일정한 값으로 설정되어 있다. 단, 목표 차간 시간 Ttgt는, 자차(10)의 운전자에 의해 조작되는 도시하지 않은 조작 스위치에 의해 가변 설정되도록 되어 있어도 된다.

(피드백 제어)

본 제어 장치는, CACC 요구 스위치(21)가 자차(10)의 탑승원에 의해 온 위치로 설정되어 있을 때, 실제 차간 거리 D를 실제 자차속 SPDj로 나눈 값(이하, 「차간 시간」이라고 호칭함) T가 목표 차간 시간 Ttgt에 일치하도록, 자차(10)의 가속도(감속도를 포함함)를 제어한다.

예를 들어, 차간 시간 T가 목표 차간 시간 Ttgt에 일치하고 있고 또한 자차속 SPDj가 일정할 때에, 선행차(11)가 가속한 경우, 차간 거리 D가 커진다. 그 결과, 차간 시간 T가 목표 차간 시간 Ttgt보다도 커지므로, 본 제어 장치는 차간 시간 T가 작아지도록 자차(10)를 가속시킨다.

한편, 차간 시간 T가 목표 차간 시간 Ttgt에 일치하고 있고 또한 자차속 SPDj가 일정할 때에, 선행차(11)가 감속한 경우, 차간 거리 D가 작아진다. 그 결과, 차간 시간 T가 목표 차간 시간 Ttgt보다도 작아지므로, 본 제어 장치는 차간 시간 T가 커지도록 자차(10)를 감속시킨다.

본 제어 장치는, 자차(10)를 가속 또는 감속시킬 경우, 이하와 같이 해서 자차(10)의 요구 가속도 Gj를 산출(설정)하고, 그 요구 가속도 Gj가 달성되도록[자차(10)의 가속도가 요구 가속도 Gj에 일치하도록] 엔진 제어 ECU(30)에 의해 내연 기관의 엔진 액추에이터(32)의 작동을 제어하거나 또는 브레이크 제어 ECU(40)에 의해 제동 장치의 브레이크 액추에이터(43)의 작동을 제어한다. 또한, 요구 가속도 Gj는 양의 값(가속측의 값)으로도 음의 값(감속측의 값)으로도 될 수 있다. 따라서, 요구 가속도 Gj는, 요구 가감 속도 Gj라 칭할 수도 있다.

본 제어 장치는, 목표 차간 시간 Ttgt에 실제 자차속 SPDj를 곱함으로써, 목표 차간 거리 Dtgt(=Ttgt·SPDj)를 산출한다. 본 예에 있어서, 목표 차간 시간 Ttgt는 일정값으로 설정되어 있으므로, 목표 차간 거리 Dtgt는, 실제 자차속 SPDj가 클수록 큰 값으로서 산출된다.

또한, 본 제어 장치는 실제 차간 거리 D에 대한 목표 차간 거리 Dtgt의 편차(이하, 「차간 거리 편차」라고 호칭함) ΔD(=D-Dtgt)를 산출한다. 차간 거리 편차 ΔD는, 실제 차간 거리 D가 목표 차간 거리 Dtgt보다도 큰 경우, 양의 값으로서 산출된다.

게다가, 본 제어 장치는, 자차 센서(61)에 의해 검출되는 상대 속도 ΔSPD를 취득한다. 상대 속도 ΔSPD는, 선행차(11)의 차속(이하, 「선행차속」이라고 호칭함) SPDs가 자차속 SPDj보다도 큰 경우, 양의 값으로서 취득된다.

그리고 본 제어 장치는, 「차간 거리 편차 ΔD에 보정 계수 KFB1을 곱한 값」과 「상대 속도 ΔSPD에 보정 계수 KFB2를 곱한 값」의 합계값을 판정용 연산값 P(=ΔD·KFB1＋ΔSPD·KFB2)로서 산출한다. 보정 계수 KFB1 및 KFB2는, 각각 「0」보다도 큰 양의 일정값으로 설정되어 있다.

판정용 연산값 P가 양의 값일 경우, 차간 시간 T를 목표 차간 시간 Ttgt로 유지(제어)하기 위해서는(다른 표현을 하면, 차간 거리 D를 목표 차간 거리 Dtgt로 유지하기 위해서), 자차(10)를 가속시킬 필요가 있다고 판단할 수 있다.

이 경우, 본 제어 장치는 판정용 연산값 P에 보정 계수 KFB3을 곱한 값을 「피드백 요구 가속도 GFB(=(ΔD·KFB1＋ΔSPD·KFB2)·KFB3)」로서 산출(취득)한다. 보정 계수 KFB3은, 「0」보다도 크고 또한 「1」 이하인 양의 값이며, 자차속 SPDj가 커질수록 작아지도록 설정된다. 따라서, 자차(10)를 가속시킬 필요가 있는 경우, 피드백 요구 가속도(이하, 「FB 요구 가속도」라고 호칭함) GFB는, 양의 값으로서 산출된다.

한편, 판정용 연산값 P가 음의 값일 경우, 차간 시간 T를 목표 차간 시간 Ttgt로 유지(제어)하기 위해서는(다른 표현을 하면, 차간 거리 D를 목표 차간 거리 Dtgt로 유지하기 위해서), 자차(10)를 감속시킬 필요가 있다고 판단할 수 있다. 이 경우, 본 제어 장치는, 판정용 연산값 P를 「FB 요구 가속도 GFB(=ΔD·KFB1＋ΔSPD·KFB2)」로 하여 취득한다. 따라서, 자차(10)를 감속시킬 필요가 있는 경우, FB 요구 가속도 GFB는, 음의 값으로서 취득된다.

본 제어 장치는, FB 요구 가속도 GFB가 달성되도록 자차(10)를 가속 또는 감속시킴으로써, 차간 시간 T를 목표 차간 시간 Ttgt로 제어할 수 있다. 그러나 센서 ECU(60)가 취득하는 차간 거리 D 및 상대 속도 ΔSPD는, 예를 들어 선행차(11)가 실제로 가속 또는 감속을 개시한 후에 변화한다. 따라서, FB 요구 가속도 GFB만을 따라서 자차(10)의 가속 또는 감속을 제어한 경우, 자차(10)의 가속 또는 감속의 개시가 선행차(11)의 가속 또는 감속의 개시에 대하여 약간 지연된다.

(피드 포워드 제어)

따라서, 본 제어 장치는, 무선 제어 ECU(80)에 의해 취득되는 선행차(11)의 가속도에 관한 정보(선행차 가속도 정보)에 기초하여 선행차(11)가 가속 또는 감속을 개시하는 것을 예측하고, 그 예측에도 기초해 자차(10)의 가속도를 제어한다.

보다 구체적으로 설명하면, 본 제어 장치는, 무선 제어 ECU(80)에 의해 선행차(11)의 요구 가속도 Gs 및 실제 가속도 Gas가 취득되어 있는 경우, 선행차(11)의 요구 가속도 Gs를 고역 통과 필터에 의해 필터링함으로써 얻어지는 값 fh(Gs)와, 선행차(11)의 실제 가속도 Gas를 저역 통과 필터에 의해 필터링함으로써 얻어지는 값 hl(Gas)에 기초하여 선행차(11)의 가속도(이하, 「추정 가속도」라고 호칭함) Ges를 산출(추정, 취득)한다.

또는, 본 제어 장치는, 무선 제어 ECU(80)에 의해 선행차(11)의 실제 가속도 Gas만이 취득되어 있는 경우, 선행차(11)의 실제 가속도 Gas를 그대로 선행차(11)의 추정 가속도 Ges로서 취득(추정)한다.

선행차(11)의 가속이 예측될 경우, 추정 가속도 Ges는 양의 값으로서 취득된다. 한편, 선행차(11)의 감속이 예측될 경우, 추정 가속도 Ges는, 음의 값으로서 산출(취득)된다.

본 제어 장치는, 상기 산출(취득)된 추정 가속도 Ges에 「1」 이하의 계수를 곱해서 얻어지는 값을 「피드 포워드 요구 가속도(이하, 「FF 요구 가속도」라고 호칭함) GFF」로서 산출(취득)한다. 선행차(11)의 가속이 예측될 경우, FF 요구 가속도 GFF는, 양의 값으로서 산출된다. 한편, 선행차(11)의 감속이 예측될 경우, FF 요구 가속도 GFF는, 음의 값으로서 산출된다.

본 제어 장치는, FF 요구 가속도 GFF를 FB 요구 가속도 GFB에 더함으로써, 자차(10)의 최종적인 요구 가속도 Gj(=GFF＋GFB)를 산출(취득)하고, 이 산출된 요구 가속도 Gj가 달성되도록 내연 기관의 엔진 액추에이터(32)의 작동 또는 제동 장치의 브레이크 액추에이터(43)의 작동을 제어한다. 자차(10)를 가속시켜야 할 때, 요구 가속도 Gj는, 양의 값으로서 산출된다. 한편, 자차(10)를 감속시켜야 할 때에는, 요구 가속도 Gj는, 음의 값으로서 산출된다.

또한, FF 요구 가속도 GFF를 FB 요구 가속도 GFB에 더한 가속도인 자차(10)의 최종적인 요구 가속도 Gj는, CACC 요구 G라 표기되는 경우도 있다. 또한, CACC 요구 G에 자차(10)의 가속도를 일치시키는 제어가 CACC(협조 추종 주행 제어)이다. FF 요구 가속도 GFF를 사용하지 않고 FB 요구 가속도 GFB를 자차(10)의 최종적인 요구 가속도 Gj로서 그 요구 가속도 Gj에 자차(10)의 가속도를 일치시키는 제어가 ACC(차간 거리 제어)이다.

이 협조 추종 주행 제어에 의해, 선행차(11)의 가속 또는 감속을 예측하면서 자차(10)를 가속 또는 감속시킬 수 있다. 따라서, 차간 시간 T를 목표 차간 시간 Ttgt에 높은 추종성을 가지고 제어할 수 있다. 즉, 자차(10)를 선행차(11)에 고정밀도로 추종 주행시킬 수 있다.

또한, 본 제어 장치는, 무선 통신으로 무선 안테나(81)를 거쳐 무선 제어 ECU(80)가 선행차(11)로부터 수신한 CACC 불허가 신호 Scacc가 나타내는 「CACC 불허가 플래그 Xcacc의 값」이 「1」일 경우, CACC 요구 스위치(21)가 온 위치로 설정되어 있다고 해도, 상술한 협조 추종 주행 제어를 실행하지 않도록 되어 있다. 즉, 본 제어 장치는, 선행차(11)를 대상으로 한 추종 주행의 정지를 요구하는 추종 주행 정지 요구를 수신한 경우, 협조 추종 주행 제어를 실행하지 않도록 되어 있다.

한편, 본 제어 장치는, 선행차(11)로부터 수신한 CACC 불허가 신호 Scacc가 나타내는 「CACC 불허가 플래그 Xcacc의 값」이 「0」일 경우, CACC 요구 스위치(21)가 온 위치로 설정되어 있으면, 상술한 협조 추종 주행 제어를 실행한다.

이에 의해, 선행차(11)의 운전자가 그 선행차(11)를 대상으로 한 자차(10)에 의한 협조 추종 주행 제어의 실행을 허가하지 않는 경우[선행차(11)를 대상으로 한 협조 추종 주행 제어를 정지시키는 요구가 있었을 경우]에 자차(10)에 있어서 협조 추종 주행 제어를 실행시키지 않도록 할 수 있다.

한편, 자차(10)의 운전자가 자차(10)를 대상으로 한 후속차에 의한 협조 추종 주행 제어의 실행을 허가하지 않는 경우[즉, 자차(10)의 CACC 불허가 스위치(22)가 운전자에 의해 온 위치로 설정된 경우], 본 제어 장치는, 자차(10)를 대상으로 한 후속차에 의한 협조 추종 주행 제어의 실행을 허가하지 않는 취지를 나타내는 신호(CACC 불허가 신호, CACC 정지 요구 신호)를 무선 통신으로 자차(10)의 외부로 송신(발신)한다.

이에 의해, 자차(10)의 운전자가 자차(10)를 대상으로 한 후속차에 의한 협조 추종 주행 제어의 실행을 허가하지 않는 경우에 후속차에 있어서 협조 추종 주행 제어를 실행시키지 않도록 할 수 있다.

(실제 작동)

이어서, 본 제어 장치의 협조 추종 주행 제어(CACC)에 대해서 보다 구체적으로 설명한다. 차량 제어 ECU(20)의 CPU(이하, 간단히 「CPU」라고 표기함)는, 소정 시간이 경과할 때마다 도 2에 흐름도에 의해 나타낸 루틴을 실행하도록 되어 있다. 따라서, CPU는 소정의 타이밍이 되면, 스텝 200으로부터 처리를 개시해서 스텝 202로 진행하고, CACC 요구 스위치(21)가 온 위치로 설정되어 있는지 여부를 판정한다.

CPU가 스텝(202)의 처리를 실행하는 시점에 있어서 CACC 요구 스위치(21)가 온 위치로 설정되어 있는 경우, CPU는, 그 스텝(202)에서 「"예"」라고 판정하여 스텝 205로 진행하고, 무선 제어 ECU(80)로부터 복수의 통신차의 운전 상태량에 관한 정보(통신차 정보)를 취득한다.

이어서, CPU는 스텝 210으로 진행하고, 스텝 205에서 취득한 통신차 정보에 대응하는 통신차 중, CACC 불허가 플래그 Xcacc의 값이 「0」인 것을 나타내는 CACC 불허가 신호 Scacc를 포함하고 있는 통신차 정보에 대응하는 통신차를, 선행차(11)의 후보로부터 제외한다. 따라서, 본 스텝 210에서 선행차(11)의 후보에서 제외된 통신차가 선행차(11)였을 경우, 후술하는 선행차(11)의 특정을 행하는 처리의 대상은 되지 않는다. 그 결과, 그 통신차를 대상으로 한 협조 추종 주행 제어도 차간 거리 제어도 행하여지지 않고, 그 통신차를 대상으로 한 협조 추종 주행 제어 또는 차간 거리 제어가 이미 행해지고 있는 경우에는 그 협조 추종 주행 제어 또는 차간 거리 제어가 정지된다.

이어서, CPU는 스텝 215로 진행하고, 도 3에 흐름도에 의해 나타낸 루틴을 실행해서 선행차(11)를 특정한다. 즉, CPU는 스텝 205로 진행하면, 도 3의 스텝 300에서 처리를 개시하고, 이하에 설명하는 스텝 305 및 스텝 310의 처리를 순서대로 행한다. 그 후, CPU는, 스텝 395를 경유해서 도 2의 스텝 220으로 진행한다.

스텝 305 : CPU는, 직전 차량의 운전 상태량의 데이터를 포함하는 직전 차량 정보를 센서 ECU(60)로부터 취득한다.

스텝 310 : CPU는, 도 2의 스텝 210에서 선행차(11)의 후보로부터 제외되지 않은 통신차에 관한 통신차 정보에 포함되어 있는 운전 상태량과, 스텝 305에서 취득한 직전 차량 정보에 포함되어 있는 직전 차량의 운전 상태량에 기초하여, 복수의 통신차 중에서 선행차(11)를 특정한다. 예를 들어, CPU는 자차 센서(61)에 의해 취득된 상대 속도 ΔSPD와 자차속 SPDj에 기초하여 직전 차량의 차속을 산출(추정)한다. 그리고 「그 산출한 직전 차량의 차속」과 「통신차로부터 무선 통신으로 송신되어 온 통신차의 차속」의 유사도가 높을 때, 그 통신차를 선행차(11)로서 특정한다.

또한, 상기 스텝 310의 처리 실행에 의해 특정한 통신차가 선행차(11)로서 일단 특정된 후는, 그 통신차가 직전 차량과 일치하지 않는다고 판정될 때까지는, 그 통신차가 선행차(11)가 된다.

CPU는, 도 2의 스텝 220으로 진행하면, 스텝 215에 있어서 선행차(11)의 특정이 완료되었는지 여부를 판정한다. 선행차(11)의 특정이 완료되어 있는 경우, CPU는, 그 스텝 220에서 「"예"」라고 판정하고, 이하에 설명하는 스텝 230 내지 스텝 240의 처리를 순서대로 행한다. 그 후, CPU는 스텝 245로 진행한다.

스텝 230 : CPU는, 「스텝 205에서 취득한 통신차 정보이며 스텝 215에서 선행차(11)라고 특정된 통신차에 관한 통신차 정보(이하, 「선행차 정보」라고 호칭함)」에 요구 가속도 Gs 및 실제 가속도 Gas가 포함되어 있는 경우, 그 요구 가속도 Gs를 고역 통과 필터에 의해 필터링해서 얻어지는 값 fh(Gs)에 소정의 양의 계수 kh(본 예에 있어서는 「1」)을 곱한 값과, 그 실제 가속도 Gas를 저역 통과 필터에 의해 필터링해서 얻어지는 값 fl(Gas)의 합계값을 추정 가속도 Ges(=fh(Gs)＋fl(Gas))로서 산출(취득)한다.

또는, 상기 선행차 정보에 요구 가속도 Gs가 포함되어 있지 않고, 실제 가속도 Gas만이 포함되어 있었던 경우, CPU는, 그 실제 가속도 Gas를 그대로 추정 가속도 Ges로 한다.

스텝 235 : CPU는, 센서 ECU(60)로부터 차간 거리 D를 취득함과 함께, 브레이크 제어 ECU(40)로부터 자차속 SPDj를 취득한다. 센서 ECU(60)는, 별도로 행하여지는 루틴에 의해 자차 센서(61)의 검출 신호에 기초하여 차간 거리 D를 취득하고, 취득한 차간 거리 D를 그 RAM에 저장하고 있다. 브레이크 제어 ECU(40)는, 별도로 행하여지는 루틴에 의해 차륜속 센서(42)의 검출 신호에 기초하여 자차속 SPDj를 취득하고, 취득한 자차속 SPDj를 그 RAM에 저장하고 있다.

스텝 240 : CPU는, 스텝 235에서 취득한 현재의 차간 거리 D를, 동일하게 스텝 235에서 취득한 현재의 자차속 SPDj에 의해 나눔으로써 얻어지는 값을 현재의 차간 시간 T(=D/SPDj)로서 산출(취득)한다. 이 차간 시간 T는, 현재의 자차속 SPDj로 현재의 차간 거리 D만큼 주행하는데 필요로 하는 시간이다.

이어서, CPU는, 스텝 245로 진행하면, 스텝 230에서 산출한 추정 가속도 Ges가 「0」보다도 큰지 여부를 판정한다. 추정 가속도 Ges가 「0」보다도 큰 경우, CPU는, 그 스텝 245에서 「"예"」라고 판정하고, 이하에 설명하는 스텝 250 내지 스텝 254의 처리를 순서대로 행한다. 그 후, CPU는 스텝 260으로 진행한다.

스텝 250 : CPU는, 가속용의 제1 보정 계수 K1ac를 제1 보정 계수 K1로서 설정한다. 가속용의 제1 보정 계수 K1ac는, 「1」보다도 작은 일정한 값이다. 단, 가속용의 제1 보정 계수 K1ac는 「1」이라도 된다.

스텝 252 : CPU는, 스텝 240에서 산출한 현재의 차간 시간 T를, 도 5의 (A)에 나타낸 룩업 테이블 MapK2(T)_ac에 적용함으로써 가속용의 제2 보정 계수 K2를 취득한다. 테이블 MapK2(T)_ac에 의하면, 제2 보정 계수 K2는, 차간 시간 T가 「0」에서 시간 T1 사이에 있는 경우, 「0」이며, 차간 시간 T가 시간 T1에서 시간 T2 사이에 있는 경우, 차간 시간 T가 커지면 서서히 커지는 「1」 이하의 값이며, 차간 시간 T가 시간 T2에서 시간 T3 사이에 있는 경우, 「1」이며, 차간 시간 T가 시간 T3에서 시간 T4 사이에 있는 경우, 차간 시간 T가 커지면 서서히 작아지는 「1」 이하의 값이며, 차간 시간 T가 시간 T4보다도 큰 경우, 「0」이다.

스텝 254 : CPU는, 스텝 235에서 취득한 현재의 자차속 SPDj를, 도 5의 (C)에 나타낸 룩업 테이블 MapK3(SPDj)_ac에 적용함으로써 가속용의 제3 보정 계수 K3을 취득한다. 테이블 MapK3(SPDj)_ac에 의하면, 제3 보정 계수 K3은, 차속 SPDj가 「0」에서 차속 SPDj1 사이에 있는 경우, 「0」이며, 차속 SPDj가 차속 SPDj1에서 차속 SPDj2 사이에 있는 경우, 차속 SPDj가 커지면 서서히 커지는 「1」 이하의 값이며, 차속 SPDj가 차속 SPDj2에서 차속 SPDj3 사이에 있는 경우, 「1」이며, 차속 SPDj가 차속 SPDj3에서 차속 SPDj4 사이에 있는 경우, 차속 SPDj가 커지면 서서히 작아지는 「1」 이하의 값이며, 차속 SPDj가 차속 SPDj4보다도 큰 경우, 「0」이다.

이에 반해, CPU가 스텝 245의 처리를 실행하는 시점에 있어서 추정 가속도 Ges가 「0」 이하인 경우, CPU는, 그 스텝 245에서 「"아니오"」라고 판정하고, 이하에 설명하는 스텝 255 내지 스텝 259의 처리를 순서대로 행한다. 그 후, CPU는, 스텝 260으로 진행한다.

스텝 255 : CPU는, 감속용의 제1 보정 계수 K1de를 제1 보정 계수 K1로서 설정한다. 감속용 제1 보정 계수 K1de는, 「1」보다도 작은 일정한 값이며, 가속용의 제1 보정 계수 K1ac 이상의 값이다. 단, 감속용의 제1 보정 계수 K1de는 「1」이라도 된다.

스텝 257 : CPU는, 스텝 240에서 산출한 현재의 차간 시간 T를, 도 5의 (B)에 나타낸 룩업 테이블 MapK2(T)_de에 적용함으로써 감속용의 제2 보정 계수 K2를 취득한다. 테이블 MapK2(T)_de에 의하면, 제2 보정 계수 K2는, 차간 시간 T가 「0」에서 시간 T5 사이에 있는 경우, 「1」이며, 차간 시간 T가 시간 T5에서 시간 T6 사이에 있는 경우, 차간 시간 T가 커지면 서서히 작아지는 「1」 이하의 값이며, 차간 시간 T가 시간 T6보다도 큰 경우, 「0」이다.

스텝 259 : CPU는, 스텝 235에서 취득한 현재의 자차속 SPDj를, 도 5의 (D)에 나타낸 룩업 테이블 MapK3(SPDj)_de에 적용함으로써 감속용의 제3 보정 계수 K3을 취득한다. 테이블 MapK3(SPDj)_de에 의하면, 제3 보정 계수 K3은, 차속 SPDj가 「0」에서 차속 SPDj5 사이에 있는 경우, 「0」이며, 차속 SPDj가 차속 SPDj5에서 차속 SPDj6 사이에 있는 경우, 차속 SPDj가 커지면 서서히 커지는 「1」 이하의 값이며, 차속 SPDj가 차속 SPDj6보다도 큰 경우, 「1」이다.

이어서, CPU가 스텝 260으로 진행하면, CPU는, 다음의 (1)식을 따라서 FF 요구 가속도 GFF를 산출(취득)한다.

GFF=Ges·K1·K2·K3 … (1)

상기한 (1)식에 있어서, 「Ges」는 스텝 230에서 산출된 추정 가속도이며, 「K1」은 스텝 250 또는 스텝 255에서 설정된 제1 보정 계수이며, 「K2」는 스텝 252 또는 스텝 257에서 취득된 제2 보정 계수이며, 「K3」은 스텝 254 또는 스텝 259에서 취득된 제3 보정 계수이다.

이어서, CPU는, 스텝 265로 진행하고, 도 4에 흐름도에 의해 나타낸 피드백 요구 가속도 산출 루틴을 실행하여, FB 요구 가속도 GFB를 산출한다. 즉, CPU는, 스텝 265로 진행하면, 도 4의 스텝 400에서 처리를 개시하고, 이하에 설명하는 스텝 405 내지 스텝 420의 처리를 순서대로 행한다.

스텝 405 : CPU는, 센서 ECU(60)로부터 현재의 상대 속도 ΔSPD를 취득한다. 센서 ECU(60)는, 자차 센서(61)의 검출 신호에 기초하여 상대 속도 ΔSPD를 취득하고, 취득한 상대 속도 ΔSPD를 그 RAM에 저장하고 있다.

스텝 410 : CPU는, 목표 차간 시간 Ttgt에 도 2의 스텝 235에서 취득한 현재의 자차속 SPDj를 곱함으로써, 목표 차간 거리 Dtgt(=Ttgt·SPDj)를 산출(취득)한다. 상술한 바와 같이, 목표 차간 시간 Ttgt는, 일정값으로 설정되어 있다.

스텝 415 : CPU는, 도 2의 스텝 235에서 취득한 현재의 차간 거리 D로부터 스텝 410에서 산출한 목표 차간 거리 Dtgt를 뺌으로써, 차간 거리 편차 ΔD(=D-Dtgt)를 산출(취득)한다.

스텝 420 : CPU는, 다음의 (2)식을 따라서 판정용 연산값 P를 산출(취득)한다.

P=ΔD·KFB1＋ΔSPD·KFB2 … (2)

상기의 (2)식에 있어서, 「ΔD」는 스텝 415에서 산출된 차간 거리 편차이며, 「ΔSPD」는 스텝 405에서 취득된 상대 속도이며, 「KFB1」 및 「KFB2」는, 각각 「0」보다도 큰 양의 일정값의 보정 계수이다.

이어서, CPU는, 스텝 425로 진행하고, 스텝 420에서 산출한 판정용 연산값 P가 「0」보다도 큰지 여부를 판정한다. 「0」보다도 큰 판정용 연산값 P는, 자차(10)에 차간 거리 D에 기인하는 가속 요구가 발생하고 있는 것을 나타내고 있으며, 「0」 이하의 판정용 연산값 P는, 적어도 자차(10)에 차간 거리 D에 기인하는 가속 요구는 발생하고 있지 않은 것을 나타내고 있다.

CPU가 스텝 425의 처리를 실행하는 시점에 있어서 판정용 연산값 P가 「0」보다도 큰 경우, CPU는, 그 스텝 425에서 「"예"」라고 판정하여 스텝 430으로 진행하고, 다음의 (3)식을 따라서 FB 요구 가속도 GFB를 산출(취득)한다. 그 후, CPU는, 스텝 495를 경유해서 도 2의 스텝 270으로 진행한다.

GFB=(ΔD·KFB1＋ΔSPD·KFB2)·KFB3 … (3)

상기의 (3)식에 있어서, 「KFB3」은 「0」보다도 크고 또한 「1」보다도 작은 양의 값의 보정 계수이며, 자차속 SPDj가 커질수록 작아지는 보정 계수이다.

한편, CPU가 스텝 425의 처리를 실행하는 시점에 있어서 판정용 연산값 P가 「0」 이하인 경우, CPU는, 그 스텝 425에서 「"아니오"」라고 판정하여 스텝 435로 진행하고, 다음의 (4)식을 따라서 FB 요구 가속도 GFB를 산출(취득)한다. 그 후, CPU는, 스텝 495를 경유해서 도 2의 스텝 270으로 진행한다.

GFB=ΔD·KFB1＋ΔSPD·KFB2 … (4)

CPU는, 도 2의 스텝 270으로 진행하면, 스텝 260에서 산출한 FF 요구 가속도 GFF에, 스텝 265에서 산출한 FB 요구 가속도 GFB를 더함으로써, 자차(10)의 요구 가속도 Gj(=GFF＋GFB)를 산출(취득)한다.

이어서, CPU는 스텝 275로 진행하고, 스텝 270에서 산출한 요구 가속도 Gj가 달성되도록[즉, 자차(10)의 가속도(정도 속도)가 요구 가속도 Gj에 일치하도록] 내연 기관의 엔진 액추에이터(32) 또는 제동 장치의 브레이크 액추에이터(43)를 구동시키기 위한 처리를 행한다. 이에 의해, 요구 가속도 Gj가 「0」보다도 큰 경우, 자차(10)는 가속된다. 한편, 요구 가속도 Gj가 「0」보다도 작은 경우, 자차(10)는 감속된다. 그 후, CPU는, 스텝 295로 진행하고, 본 루틴을 일단 종료한다.

또한, CPU가 스텝 202의 처리를 실행하는 시점에 있어서 CACC 요구 스위치(21)가 오프 위치로 설정되어 있는 경우, CPU는, 그 스텝 202에서 「"아니오"」라고 판정하여 스텝 295로 직접 진행하고, 본 루틴을 일단 종료한다. 이 경우, 협조 추종 주행 제어는 행하여지지 않는다.

또한, CPU가 스텝 210의 처리를 실행하는 시점에 있어서 선행차(11)의 특정이 완료되지 않은 경우, CPU는, 그 스텝 210에서 「"아니오"」라고 판정하여 스텝 295로 직접 진행하고, 본 루틴을 일단 종료한다.

또한, CPU가 스텝 210의 처리를 실행하는 시점에 있어서 선행차(11)의 특정은 완료되어 있지 않지만, 센서 ECU(60) 및 자차 센서(61)에 의해 포착한 차량[선행차(11)]이 존재하는 경우(즉, 상대 속도 ΔSPD, 차간 거리 D 및 상대 방위 등을 취득할 수 있는 경우), CPU는 FF 요구 가속도 GFF의 값을 「0」으로 설정하고 나서 스텝 265 이후로 진행되어도 된다. 이 경우, 피드백 요구 가속도 GFB에 기초하는 피드백 제어(차간 거리 제어)가 행하여진다.

이상이 본 제어 장치의 구체적인 협조 추종 주행 제어이며, 이에 의해, 선행차(11)의 운전자가 선행차(11)를 대상으로 한 추종 주행을 허가하고 있지 않은 경우, 선행차(11)를 대상으로 한 자차(10)에 의한 협조 추종 주행 제어는 행하여지지 않는다.

또한, CPU는, 소정 시간이 경과할 때마다 도 6에 흐름도에 의해 나타낸 루틴을 실행해서 자차(10)의 CACC 불허가 신호를 자차(10)의 외부로 송신하도록 되어 있다. 따라서, CPU는, 소정의 타이밍이 되면, 도 6의 스텝 600에서 처리를 개시해서 스텝 605로 진행하고, CACC 불허가 스위치(22)가 온 위치로 설정되어 있는지 여부를 판정한다. CACC 불허가 스위치(22)가 온 위치로 설정되어 있는 경우, CPU는, 스텝 605에서 「"예"」라고 판정하고, 이하에 설명하는 스텝 610 및 스텝 620의 처리를 순서대로 행한다. 그 후, CPU는 스텝 695로 진행하고, 본 루틴을 일단 종료한다.

스텝 610 : CPU는, CACC 불허가 플래그 Xcacc의 값을 「1」로 설정한다.

스텝 620 : CPU는, 스텝 610에서 설정된 CACC 불허가 플래그 Xcacc의 값(즉, 「1」)을 나타내는 CACC 불허가 신호(CACC 정지 요구 신호) Scacc를 무선 제어 ECU(80)로 송신한다. 무선 제어 ECU(80)는, 수신한 CACC 불허가 신호 Scacc를 자차(10)의 운전 상태량을 나타내는 데이터(무선에 의해 차차간 통신되는 자차 정보, 통신 정보)에 포함해서 무선 안테나(81)를 거쳐 자차(10)의 외부로 송신한다.

한편, CPU가 스텝(605)의 처리를 실행하는 시점에 있어서 CACC 불허가 스위치(22)가 오프 위치로 설정되어 있는 경우, CPU는 그 스텝 605에서 「"아니오"」라고 판정하고, 이하에 설명하는 스텝 615 및 이하에 설명하는 스텝 620의 처리를 순서대로 행한다. 그 후, CPU는, 스텝 695로 진행하고, 본 루틴을 일단 종료한다.

스텝 615 : CPU는, CACC 불허가 플래그 Xcacc의 값을 「0」으로 설정한다.

스텝 620 : CPU는, 스텝 615에서 설정된 CACC 불허가 플래그 Xcacc의 값(즉, 「0」)을 나타내는 CACC 불허가 신호 Scacc를 무선 제어 ECU(80)로 송신한다. 무선 제어 ECU(80)는, 수신한 CACC 불허가 신호 Scacc를 자차(10)의 운전 상태량을 나타내는 데이터(무선에 의해 차차간 통신되는 자차 정보, 통신 정보)에 포함해서 무선 안테나(81)를 거쳐 자차(10)의 외부로 송신한다.

이상에 의해, 자차(10)의 CACC 불허가 신호 Scacc가 외부(후속차)로 송신되어, 자차(10)를 대상으로 한 후속차에 의한 협조 추종 주행 제어를 금지할(정지시킴) 수 있다.

본 발명은, 상기 실시 형태에 한정되지 않고, 본 발명의 범위 내에 있어서 여러 가지의 변형예를 채용할 수 있다.

예를 들어, 상기 실시 형태에 관한 제어 장치는, 추정 가속도 Ges가 「0」보다도 큰 경우, 간단히 추정 가속도 Ges에 소정의 양의 값의 보정 계수 K11ac를 곱한 값을 FF 요구 가속도 GFF(=Ges·K11ac)로서 산출하도록 구성되어도 된다.

또한, 상기 실시 형태에 관한 제어 장치는, 추정 가속도 Ges가 「0」 이하인 경우, 간단히 추정 가속도 Ges에 소정의 양의 값의 보정 계수 K1de를 곱한 값을 FF 요구 가속도 GFF(=Ges·K1de)로서 산출하도록 구성되어도 된다.

또한, 스텝 270에 있어서는, FB 요구 가속도 GFB와 FF 요구 가속도 GFF의 합산값이 자차(10)의 요구 가속도 Gj로서 산출되고 있지만, 예를 들어 FB 요구 가속도 GFB와 FF 요구 가속도 GFF의 가중 평균값이 자차(10)의 요구 가속도 Gj로서 산출되어도 된다. 즉, 다음의 (5)식에 의해 자차의 요구 가속도 Gj가 산출되어도 된다. (5)식의 α 및 β는 양의 상수이다. α 및 β는 0보다 크고 1보다 작은 값이며, α는 값(1-β)이어도 된다.

Gj=α·GFF＋β·GFB … (5)

또한, 상기 실시 형태에 관한 제어 장치는, 간단히 차간 거리 편차 ΔD에 소정의 보정 계수 KFB를 곱한 값을 FB 요구 가속도 GFB(=KFB·ΔD)로서 산출하도록 구성되어도 된다. 보정 계수 KFB는, 「0」보다도 큰 양의 일정값이다.

덧붙여서, 상기 실시 형태에 관한 제어 장치는, 무선 통신으로 선행차(11)의 요구 가속도 Gs 및 실제 가속도 Gas를 취득한 경우, 이들 요구 가속도 Gs 및 실제 가속도 Gas에 기초하여 FF 요구 가속도 GFF를 산출하고 있다. 그러나 상기 실시 형태에 관한 제어 장치는, 실제 가속도 Gas를 사용하지 않고 요구 가속도 Gs에만 기초하거나, 또는 요구 가속도 Gs를 사용하지 않고 실제 가속도 Gas에만 기초하여 FF 요구 가속도 GFF를 산출해도 된다.

나아가, 선행차(11)로부터 요구 가속도 Gs 대신에 액셀러레이터 조작량 Accp 및 브레이크 조작량 Brkp가 송신되어 올 경우, 상기 실시 형태에 관한 제어 장치는, 이들 액셀러레이터 조작량 Accp 및 브레이크 조작량 Brkp를 선행차(11)의 요구 가속도 Gs에 관한 정보로서 취득하고, 이들 액셀러레이터 조작량 Accp 및 브레이크 조작량 Brkp에 기초하여 선행차(11)의 요구 가속도 Gs를 추정하고, 추정한 요구 가속도 Gs를 사용해서 FF 요구 가속도 GFF를 산출하도록 구성되어 있어도 된다.

마찬가지로, 선행차(11)로부터 실제 가속도 Gas 대신에 각 차륜속 ωa 내지 ωd 또는 평균 차륜속 ωave가 송신되어 올 경우, 상기 실시 형태에 관한 제어 장치는, 각 차륜속 ωa 내지 ωd 또는 평균 차륜속 ωave를 선행차(11)의 실제 가속도 Gas에 관한 정보로서 취득하고, 각 차륜속 ωa 내지 ωd 또는 평균 차륜속 ωave에 기초하여 선행차(11)의 실제 가속도 Gas를 추정하고, 추정한 실제 가속도 Gas를 사용해서 FF 요구 가속도 GFF를 산출하도록 구성되어 있어도 된다.

또한, 상기 실시 형태에 관한 제어 장치는, 선행차(11)로부터 추종 주행 정지 요구를 수신한 경우, 협조 추종 주행 제어 및 차간 거리 제어의 양쪽을 실행하지 않도록 구성되어 있지만, 협조 추종 주행 제어만을 실행하지 않도록 하고, 차간 거리 제어는 실행하도록 구성되어 있어도 된다.

10 : 자차
11 : 선행차
20 : 차량 제어 ECU
21 : CACC 요구 스위치
22 : CACC 불허가 스위치
30 : 엔진 ECU
31 : 액셀러레이터 조작량 센서
40 : 브레이크 제어 ECU
41 : 브레이크 조작량 센서
42a 내지 42d : 차륜속 센서
50 : 스티어링 제어 ECU
60 : 센서 ECU
61 : 자차 센서
70 : GPS 장치
80 : 무선 제어 ECU
81 : 무선 안테나
91 : 액셀러레이터 페달
93 : 브레이크 페달

Claims

자차의 직전을 주행하는 차량인 선행차의 가속도에 관한 가속도 정보를 포함하는 선행차 정보를 무선 통신으로 상기 선행차로부터 취득하는 무선 장치, 및
상기 선행차 정보에 기초하여 상기 자차의 요구 가속도를 결정해서 상기 자차의 가속도가 상기 요구 가속도가 되도록 상기 자차의 가속도를 제어함으로써 상기 선행차를 대상으로 한 추종 주행을 상기 자차에 행하게 하는, 가감속 제어 장치를 구비한, 차량의 제어 장치에 있어서,
상기 가감속 제어 장치는, 상기 선행차를 대상으로 한 추종 주행의 정지를 요구하는 추종 주행 정지 요구가 상기 선행차 정보에 포함되어 있는 경우, 상기 선행차를 대상으로 한 추종 주행을 행하지 않도록 구성된, 차량의 제어 장치.
자차의 가속도에 관한 가속도 정보를 포함하는 자차 정보를 무선 통신으로 상기 자차의 외부로 송신하는 무선 장치, 및
상기 자차의 가속도를 제어하는 가감속 제어 장치를 구비한 차량의 제어 장치에 있어서,
상기 무선 장치는, 상기 자차와는 다른 타차가 상기 자차 정보에 기초하여 가속도를 제어함으로써 상기 자차를 대상으로 한 추종 주행을 행하는 것을 정지시키기 위한 추종 주행 정지 요구를 송신 가능하게 구성된, 차량의 제어 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 선행차 정보는, 상기 선행차의 요구 가속도에 관한 요구 가속도 정보 및 상기 선행차의 실제 가속도에 관한 실제 가속도 정보 중 적어도 하나를 포함하는, 차량의 제어 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 자차와 상기 선행차 사이의 차간 거리를 검출하는 차간 거리 검출 장치를 더 구비하고,
상기 가감속 제어 장치는, 상기 선행차를 대상으로 한 추종 주행의 정지를 요구하는 추종 주행 정지 요구가 상기 선행차 정보에 포함되어 있는 경우, 상기 차간 거리를 목표 차간 거리로 유지하는 차간 거리 제어를 행하는, 차량의 제어 장치.
복수의 차량을 포함하는 추종 주행 시스템이며,
각 차량은,
자차의 가속도에 관한 가속도 정보를 포함하는 통신 정보를 무선 통신으로 상기 자차의 외부로 송신함과 함께 상기 자차의 직전을 주행하는 차량인 선행차로부터 무선 통신으로 송신되어 오는 통신 정보를 수신하는 무선 장치, 및
상기 선행차로부터 송신되어 오는 상기 통신 정보에 기초하여 상기 자차의 요구 가속도를 결정해서 상기 자차의 가속도가 상기 요구 가속도가 되도록 상기 자차의 가속도를 제어함으로써 상기 선행차를 대상으로 한 추종 주행을 상기 자차에 행하게 하는 가감속 제어 장치를 포함하는 차량의 제어 장치를 구비하고,
각 차량의 상기 무선 장치는, 자차를 대상으로 한 추종 주행의 정지를 요구하기 위한 추종 주행 정지 요구를 상기 통신 정보 중 하나로서 송신 가능하게 구성되고,
각 차량의 상기 가감속 제어 장치는, 상기 선행차로부터 송신되어 오는 상기 통신 정보에 상기 추종 주행 정지 요구가 포함되어 있는 경우, 상기 선행차를 대상으로 한 추종 주행을 행하지 않도록 구성된, 추종 주행 시스템.
제5항에 있어서, 상기 선행차 정보는, 상기 선행차의 요구 가속도에 관한 요구 가속도 정보 및 상기 선행차의 실제 가속도에 관한 실제 가속도 정보 중 적어도 하나를 포함하는, 추종 주행 시스템.
제5항에 있어서, 상기 자차와 상기 선행차 사이의 차간 거리를 검출하는 차간 거리 검출 장치를 더 구비하고,
상기 가감속 제어 장치는, 상기 선행차를 대상으로 한 추종 주행의 정지를 요구하는 추종 주행 정지 요구가 상기 선행차 정보에 포함되어 있는 경우, 상기 차간 거리를 목표 차간 거리로 유지하는 차간 거리 제어를 행하는, 추종 주행 시스템.