JP7151672B2

JP7151672B2 - 車両制御装置

Info

Publication number: JP7151672B2
Application number: JP2019165291A
Authority: JP
Inventors: 慎一郎深沢
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 2019-09-11
Filing date: 2019-09-11
Publication date: 2022-10-12
Anticipated expiration: 2039-09-11
Also published as: JP2021043703A

Description

本発明は、車両の走行速度を制御するための車両制御装置に関する。

従来、自車両の現在減速度と自車両の前方に存在する対象物との位置関係に基づいて、自車両の必要減速度を算出する装置が知られている（例えば、特許文献１を参照）。

特開２０１４－１６４６８１号公報

先行車両に追従して走行するＡＣＣ（Adaptive Cruise Control）が行われている場合に、先行車両の減速度に基づいて自車両の減速度を決定する場合がある。先行車両の減速度に基づいて自車両の減速度を決定すると、先行車両において例えばポンピングブレーキが行われることにより先行車両が一時的に減速すると、先行車両が遠方にあるにもかかわらず、自車両を減速させるためにブレーキが作動してしまう。ブレーキが頻繁に作動すると、フェード現象によりブレーキが効きにくくなってしまうので、不要なブレーキの作動を抑制することが求められている。

そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、不要なブレーキの作動を抑制することができる車両制御装置を提供することを目的とする。

本発明の車両制御装置は、自車両と先行車両との車間距離の目標である目標車間距離を決定する目標決定部と、前記先行車両の減速度を検出する減速度検出部と、前記先行車両までの実際の距離である実際車間距離を検出する距離検出部と、前記減速度検出部が検出した減速度の絶対値が閾値以上になった場合に前記自車両を減速させる速度制御部と、前記目標車間距離に対する前記実際車間距離の比である車間距離誤差率に基づいて前記閾値を決定する閾値決定部と、を有する。

前記閾値決定部は、前記車間距離誤差率が大きい場合の前記閾値を、前記車間距離誤差率が小さい場合の前記閾値よりも大きくしてもよい。

前記閾値決定部は、前記自車両が走行中の道路の状態にさらに基づいて前記閾値を決定してもよい。

前記閾値決定部は、前記自車両が走行中の車線の幅にさらに基づいて前記閾値を決定してもよい。

前記閾値決定部は、前記自車両の周辺の視認性にさらに基づいて前記閾値を決定してもよい。

前記閾値決定部は、前記車間距離誤差率の変化速度にさらに基づいて前記閾値を決定してもよい。

前記閾値決定部は、前記先行車両が所定の時間以内に速度の変動を繰り返している場合に、前記車間距離誤差率に基づいて前記閾値を変化させないようにしてもよい。

本発明によれば、不要なブレーキの作動を抑制することができるという効果を奏する。

車両の概要を説明するための図である。車両の構成を示す図である。閾値決定部の動作を説明するための図である。

［車両Ｓの概要］
図１は、本実施形態に係る自車両である車両Ｓの概要を説明するための図である。図１（ａ）は、車両Ｓが先行車両Ｔに追従して走行している状態を示しており、この状態で先行車両Ｔが減速を開始したものとする。図１（ｂ）は、先行車両Ｔが減速を開始した後に、先行車両Ｔ及び車両Ｓが停車した状態を示す。

車両Ｓは、先行車両Ｔに追従して走行するＡＣＣ（Adaptive Cruise Control）機能を有する車両である。車両Ｓは、先行車両Ｔとの距離が、先行車両Ｔとの車間距離の目標値である目標車間距離Ｄ_ＴＭになるように走行する。目標車間距離Ｄ_ＴＭは、例えば、車間時間ＴＨＷ（Time Headway）×車速Ｖ＋目標停止車間距離Ｄ_ｓにより算出される。図１に示す例においては、車両Ｓと先行車両Ｔとの実際の車間距離Ｄは、目標車間距離Ｄ_ＴＭよりも長くなっている。

図１では、車両Ｓが先行車両Ｔの後方を走行中に、先行車両Ｔが先行車制動距離Ｄ_Ｌだけ走行した後に停止する場合を例示している。この場合、車両Ｓは、停止する先行車両Ｔに衝突することがないように、先行車両Ｔとの間に目標停止車間距離Ｄ_ｓ以上離れた位置において停止する。この場合、車両Ｓは、目標制動距離Ｄ_ＴＳだけ走行した後に停止しなければならない。

車両Ｓが目標制動距離Ｄ_ＴＳだけ走行した後に停止するために、車両Ｓは、先行車両Ｔが減速を開始すると、減速を開始する必要がある。ところが、先行車両Ｔが実際には停止しないにもかかわらず一時的に減速しただけで車両Ｓが減速を開始すると、車両Ｓは不要な減速を行うことになってしまう。一方、車両Ｓが減速を開始するタイミングが遅過ぎると、先行車両Ｔに衝突してしまうリスクがある。

そこで、車両Ｓは、先行車両Ｔの減速度が閾値以上であることを条件として、減速を開始する。この際、車両Ｓは、目標車間距離Ｄ_ＴＭに対する実際車間距離Ｄの比である車間距離誤差率（Ｄ／Ｄ_ＴＭ）に基づいて閾値を決定する。

車両Ｓは、実際車間距離Ｄが目標車間距離Ｄ_ＴＭに対して長ければ長いほど（すなわち、車間距離誤差率が大きければ大きいほど）、減速を開始する条件となる先行車両Ｔの減速度を大きくすることで、先行車両Ｔの速度が変動しても、先行車両Ｔの減速度が所定の範囲内であれば、減速することなく走行する。一方、車両Ｓは、例えば、実際車間距離Ｄが目標車間距離Ｄ_ＴＭに対して短ければ短いほど（すなわち、車間距離誤差率が小さければ小さいほど）、減速を開始する条件となる先行車両Ｔの減速度を小さくすることで、先行車両Ｔが減速したことに応じて減速しやすくする。

車両Ｓがこのように動作することで、先行車両Ｔまでの距離が十分にある場合には、先行車両Ｔが一時的に減速したとしても車両Ｓは減速しないで安定した走行を継続することができる。また、車両Ｓは、先行車両Ｔまでの距離が十分にない場合、先行車両Ｔが減速したことに応じて速やかに停止することができる。したがって、車両Ｓは、先行車両Ｔと衝突することを回避しつつ、不要な制動が発生することを抑制できる。

［車両Ｓの構成］
図２は、車両Ｓの構成を示す図である。車両Ｓは、車両制御装置１と、速度センサ２と、先行車両センサ部３と、エンジン４とを有する。

車両制御装置１は、上述のように減速するタイミングを制御する装置であり、例えばＥＣＵ（Engine Control Unit）である。車両制御装置１は、記憶部１１と制御部１２とを有する。制御部１２は、目標決定部１２１と、減速度検出部１２２と、距離検出部１２３と、速度制御部１２４と、閾値決定部１２５とを有する。車両制御装置１の詳細については後述する。

速度センサ２は、車両Ｓの走行速度を検出する。速度センサ２は、検出した速度を示すデータを目標決定部１２１に入力する。

先行車両センサ部３は、先行車両Ｔの状態を検出する。先行車両センサ部３は、例えばレーダー又はカメラを有しており、車両Ｓから先行車両Ｔまでの距離を検出する。先行車両センサ部３は、検出した距離を減速度検出部１２２及び距離検出部１２３に入力する。先行車両センサ部３は、先行車両Ｔの減速度を検出し、検出した減速度を減速度検出部１２２に入力してもよい。

［車両制御装置１の構成］
記憶部１１は、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）等の記憶媒体を有する。記憶部１１は、例えば制御部１２が実行するプログラムを記憶している。記憶部１１は、速度センサ２及び先行車両センサ部３から入力された各種のデータを一時的に記憶してもよい。

制御部１２は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）を有しており、記憶部１１に記憶されたプログラムを実行することにより、目標決定部１２１、減速度検出部１２２、距離検出部１２３、速度制御部１２４及び閾値決定部１２５として機能する。

目標決定部１２１は、先行車両Ｔとの車間距離の目標である目標車間距離を決定する。目標決定部１２１は、例えば、速度センサ２から入力された車両Ｓの速度に基づいて目標車間距離を決定する。具体的には、目標決定部１２１は、予め記憶部１１に記憶された速度と目標車間距離とが関連付けられたルックアップテーブルを参照することにより目標車間距離を決定する。目標決定部１２１は、運転者によって設定された値を記憶部１１から読み出して、読み出した値に対応する距離に目標車間距離を決定してもよい。目標決定部１２１は、決定した目標車間距離を閾値決定部１２５に通知する。

減速度検出部１２２は、先行車両センサ部３から入力されたデータに基づいて、先行車両Ｔの減速度を検出する。減速度検出部１２２は、例えば先行車両センサ部３から入力された先行車両Ｔまでの距離の変化に基づいて先行車両Ｔの減速度を検出する。減速度検出部１２２は、検出した先行車両Ｔの減速度を速度制御部１２４に通知する。減速度検出部１２２は先行車両Ｔの速度の変化に基づいて先行車両Ｔの減速度を検出してもよい。

距離検出部１２３は、先行車両Ｔまでの実際の距離である実際車間距離を検出する。距離検出部１２３は、例えば、先行車両センサ部３から入力されたデータに基づいて実際車間距離を検出する。距離検出部１２３は、検出した実際車間距離を速度制御部１２４に通知する。

速度制御部１２４は、車両Ｓの速度を制御する。具体的には、速度制御部１２４は、車両Ｓの走行速度を決定し、決定した走行速度になるようにエンジン４を制御する。速度制御部１２４は、減速度検出部１２２が検出した先行車両Ｔの減速度の絶対値が閾値以上になった場合に車両Ｓを減速させる。速度制御部１２４は、閾値決定部１２５から当該閾値の入力を受ける。

閾値決定部１２５は、速度制御部１２４が走行速度の減速を開始すると判定する条件として用いる先行車両Ｔの減速度の閾値を決定する。閾値決定部１２５は、例えば、目標車間距離に対する実際車間距離の比である車間距離誤差率に基づいて閾値を決定する。

図３は、閾値決定部１２５の動作を説明するための図である。図３における横軸は車間距離誤差率を示し、縦軸は閾値を示している。図３に示すように、閾値決定部１２５は、車間距離誤差率が大きい場合の閾値を、車間距離誤差率が小さい場合の閾値よりも大きくする。すなわち、閾値決定部１２５は、実際車間距離が目標車間距離に対して比較的大きい場合に、先行車両Ｔの減速度の絶対値が閾値よりも大きいことを条件として減速を開始する。そして、閾値決定部１２５は、実際車間距離が目標車間距離に対して比較的小さい場合に、先行車両Ｔの減速度の絶対値が閾値以下であっても減速を開始する。

閾値決定部１２５がこのように動作することで、実際車間距離が大きい場合には、車両Ｓは、先行車両Ｔの速度が一時的に変動しただけでは減速を開始しないので、必要以上に減速と加速が繰り返されてしまうことを防止できる。また、実際車間距離が小さい場合には、車両Ｓは、先行車両Ｔの減速度が小さいとしても減速を開始するので、衝突のリスクを抑えることができる。

閾値決定部１２５は、車間距離誤差率以外の他の情報に基づいて閾値を決定してもよい。閾値決定部１２５は、例えば、車両Ｓが走行中の車線の幅に基づいて閾値を決定する。閾値決定部１２５は、例えば、車線の幅が狭いほど閾値を大きくすることで、車両Ｓが減速を開始しにくくする。閾値決定部１２５がこのように動作することで、車線の幅が小さい道路を先行車両Ｔが走行中に一時的に減速した場合に、車両Ｓが不要な減速を行うためにブレーキを作動させてしまうことを抑制できる。

閾値決定部１２５は、車両Ｓが走行中の道路の状態に基づいて閾値を決定してもよい。閾値決定部１２５は、例えば、下り勾配の道路又は雨で濡れた道路のように、車両Ｓが減速しづらい状況である場合、上り勾配の道路又は乾燥した道路のように、車両Ｓが減速しやすい状況に比べて閾値を小さくすることで、車両Ｓが減速を開始しやすくする。閾値決定部１２５がこのように動作することで、車両Ｓが減速しやすい状況においてブレーキの作動を抑制するとともに、車両Ｓが減速しづらい状況において先行車両Ｔと衝突するリスクを軽減することができる。

閾値決定部１２５は、車両Ｓの周辺の視認性に基づいて閾値を決定してもよい。閾値決定部１２５は、例えば、霧が発生している状況、又は夜間の状況のように視認性が悪い状況において、視認性が良い状況に比べて閾値を小さくすることで、車両Ｓが減速を開始しやすくする。閾値決定部１２５がこのように動作することで、距離検出部１２３による実際車間距離の測定精度を十分に確保できる環境においてブレーキの作動を抑制するとともに、距離検出部１２３による実際車間距離の測定精度が低下している場合に先行車両Ｔと衝突するリスクを軽減することができる。

閾値決定部１２５は、車間距離誤差率の変化速度にさらに基づいて閾値を決定してもよい。閾値決定部１２５は、例えば、車間距離誤差率が小さくなる変化速度が大きければ大きいほど、閾値を小さくする。車間距離誤差率が小さくなる変化速度が大きいということは、車両Ｓが急速に先行車両Ｔに近づいている状況であると考えられ、車両Ｓが先行車両Ｔに衝突するリスクが高まっている状況である。閾値決定部１２５が上記のように動作することで、車両Ｓが急速に先行車両Ｔに近づいている状況において車両Ｓが先行車両Ｔに衝突するリスクを軽減することができる。

閾値決定部１２５は、先行車両Ｔが所定の時間以内に速度の変動を繰り返している場合に、先行車両Ｔの速度の車間距離誤差率に基づいて閾値を変化させないようにしてもよい。閾値決定部１２５がこのように動作することで、車間距離誤差率が小さい場合であっても車両Ｓが不要な減速をしづらくなり、ブレーキの作動を抑制できるとともに、乗り心地及び車両Ｓの燃費が改善する。

［車両制御装置１による効果］
以上説明したように、車両制御装置１は、車両Ｓと先行車両Ｔとの車間距離の目標である目標車間距離を決定する目標決定部１２１と、先行車両Ｔの減速度を検出する減速度検出部１２２と、先行車両Ｔまでの実際の距離である実際車間距離を検出する距離検出部１２３と、減速度検出部１２２が検出した減速度の絶対値が閾値以上になった場合に車両Ｓを減速させる速度制御部１２４と、を有する。そして、閾値決定部１２５が、目標車間距離に対する実際車間距離の比である車間距離誤差率に基づいて閾値を決定する。

車両制御装置１がこのような閾値決定部１２５を有することで、先行車両Ｔまでの距離が十分にある場合には、先行車両Ｔが一時的に減速したとしても車両Ｓは減速しないで安定した走行を継続することができる。また、車両Ｓは、先行車両Ｔまでの距離が十分にない場合、先行車両Ｔが減速したことに応じて速やかに停止することができる。したがって、車両Ｓは、先行車両Ｔと衝突することを回避しつつ、不要な制動が発生することを抑制できるので、ブレーキのフェード現象が発生するといった問題を未然に防止できるとともに、乗り心地も向上する。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、装置の分散・統合の具体的な実施の形態は、以上の実施の形態に限られず、その全部又は一部について、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。また、複数の実施の形態の任意の組み合わせによって生じる新たな実施の形態も、本発明の実施の形態に含まれる。組み合わせによって生じる新たな実施の形態の効果は、もとの実施の形態の効果を併せ持つ。

１車両制御装置
２速度センサ
３先行車両センサ部
４エンジン
１１記憶部
１２制御部
１２１目標決定部
１２２減速度検出部
１２３距離検出部
１２４速度制御部
１２５閾値決定部

Claims

自車両と先行車両との車間距離の目標である目標車間距離を決定する目標決定部と、
前記先行車両の減速度を検出する減速度検出部と、
前記先行車両までの実際の距離である実際車間距離を検出する距離検出部と、
前記減速度検出部が検出した減速度の絶対値が閾値以上になった場合に前記自車両を減速させる速度制御部と、
前記目標車間距離に対する前記実際車間距離の比である車間距離誤差率に基づいて前記閾値を決定する閾値決定部と、
を有する車両制御装置。
前記閾値決定部は、前記車間距離誤差率が大きい場合の前記閾値を、前記車間距離誤差率が小さい場合の前記閾値よりも大きくする、
請求項１に記載の車両制御装置。
前記閾値決定部は、前記自車両が走行中の道路の状態にさらに基づいて前記閾値を決定する、
請求項１又は２に記載の車両制御装置。
前記閾値決定部は、前記自車両が走行中の車線の幅にさらに基づいて前記閾値を決定する、
請求項１から３のいずれか一項に記載の車両制御装置。
前記閾値決定部は、前記自車両の周辺の視認性にさらに基づいて前記閾値を決定する、
請求項１から４のいずれか一項に記載の車両制御装置。
前記閾値決定部は、前記車間距離誤差率の変化速度にさらに基づいて前記閾値を決定する、
請求項１から５のいずれか一項に記載の車両制御装置。
前記閾値決定部は、前記先行車両が所定の時間以内に速度の変動を繰り返している場合に、前記車間距離誤差率に基づいて前記閾値を変化させない、
請求項１から６のいずれか一項に記載の車両制御装置。