車両制御装置
【課題】車両挙動の悪化を防止し、適切な制御を行える車両制御装置を提供する。
【解決手段】 車両制御装置１は、先行車両に対する追従走行の制御を行う車両制御ＥＣＵ２を備える。車両制御ＥＣＵ２は、先行車両との距離が設定車間距離となる地点を演算する設定車間距離到達地点演算部２２、設定車間距離となる地点での車両挙動を予測する車両挙動状態予測部２３、予測された車両挙動が不安定になるかを判定する車両挙動安定判定部２４を有する。車両制御ＥＣＵ２は、車両挙動状態予測部２３により予測した結果に応じて、設定車間距離となる地点及びそれ以後における追従走行の制御特性を変更する。
【解決手段】 車両制御装置１は、先行車両に対する追従走行の制御を行う車両制御ＥＣＵ２を備える。車両制御ＥＣＵ２は、先行車両との距離が設定車間距離となる地点を演算する設定車間距離到達地点演算部２２、設定車間距離となる地点での車両挙動を予測する車両挙動状態予測部２３、予測された車両挙動が不安定になるかを判定する車両挙動安定判定部２４を有する。車両制御ＥＣＵ２は、車両挙動状態予測部２３により予測した結果に応じて、設定車間距離となる地点及びそれ以後における追従走行の制御特性を変更する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、先行車両に対する追従走行制御を行う車両制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両制御装置として、例えば特開２００１−８８５７６号公報に記載されるように、車両の減速制御を行う制御手段と、路面の摩擦係数を推定する路面係数推定手段とを備えるものが知られている。この装置は、路面係数推定手段により推定した路面の摩擦係数が閾値以下の場合に車両の減速制御を禁止することにより、車両挙動の変化を抑制し、運転者に与える不快感を軽減しようとするものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−８８５７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
先行車両の速度に合わせて一定の車間を確保して追従するＡＣＣ（AdaptiveCruise Control）システムでは、設定車間距離よりも離れた状態から先行車両に接近した場合、設定車間距離になった後に先行車両の速度に合わせて走行を行うため、減速制御をすることがある。この減速制御によって車両挙動が大きく変化しやすい場合には、減速制御を抑制することが考えられるが、設定車間距離よりも先行車両に近づいている時間が長くなってしまう。その結果、適切な制御を行えない問題点があった。
【０００５】
本発明は、このような技術課題を解決するためになされたものであって、車両挙動の悪化を防止し、適切な制御を行える車両制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る車両制御装置は、先行車両に対する追従走行の制御を行う車両制御手段と、先行車両との距離が設定車間距離となる地点を演算する演算手段と、設定車間距離となる地点での車両挙動を予測する予測手段と、を備え、車両制御手段は、予測手段により予測された結果に応じて追従走行の制御特性を変更することを特徴とする。
【０００７】
この発明によれば、予測手段の予測結果に応じて追従走行の制御特性を変更することにより、追従走行に適した制御を適切に行うことが可能となる。車両挙動が悪化しない場合には設定車間距離を先行車両の車速に合わせて保つ制御を行い、車両挙動が悪化する場合には減速を抑制することができる。その結果、車両挙動の悪化を未然に防止し、適切な制御を行うことができる。
【０００８】
本発明に係る車両制御装置は、先行車両に対する追従走行の制御を行う車両制御手段と、先行車両との距離が設定車間距離となる地点を演算する演算手段と、設定車間距離となる地点での車両挙動を予測する予測手段と、を備え、車両制御手段は、予測手段により予測された結果に応じて、設定車間距離となる地点及びそれ以後における追従走行の制御特性を変更することを特徴とする。
【０００９】
この発明によれば、予測手段の予測結果に応じて設定車間距離となる地点及びそれ以後における追従走行の制御特性を変更することにより、追従走行に適した制御を適切に行うことが可能となる。車両挙動が悪化しない場合には設定車間距離を先行車両の車速に合わせて保つ制御を行い、車両挙動が悪化する場合には減速を抑制することができる。その結果、車両挙動の悪化を未然に防止し、適切な制御を行うことができる。
【００１０】
本発明に係る車両制御装置において、予測手段により予測された車両挙動が不安定になるか否かを判定する判定手段を更に備え、車両制御手段は、車両挙動が不安定になると判定される場合に、車両挙動を安定させるための挙動安定制御を行うことが好適である。
【００１１】
この場合、車両挙動が不安定になると判定される場合に、車両挙動を安定させるための挙動安定制御を行うことによって、車両挙動の悪化を確実に防止し、適切な制御を行うことができる。
【００１２】
本発明に係る車両制御装置において、車両制御手段は、車両挙動が不安定になると判定される場合に、不安定になると判定されない場合に比べて、設定車間距離となる地点以後の減速制御の度合いを小さくすることが好適である。この場合、車両挙動の悪化を確実に防止し、適切な制御を行うことができる。
【００１３】
本発明に係る車両制御装置において、車両制御手段は、設定車間距離となる地点での減速制御の度合いを小さくすることが好適である。この場合、車両挙動の悪化を確実に防止し、適切な制御を行うことができる。
【００１４】
本発明に係る車両制御装置において、車両制御手段は、設定車間距離となる地点での減速制御を禁止することが好適である。この場合、車両挙動の悪化を未然に防ぐことができる。
【００１５】
本発明に係る車両制御装置において、車両制御手段は、先行車両との距離が設定車間距離となった後に、先行車両の車速に応じて加減速制御を行うことが好適である。この場合、この場合、車両挙動の悪化を確実に防止し、適切な制御を行うことができる。
【００１６】
本発明に係る車両制御装置において、車両制御手段は、先行車両との距離が設定車間距離となった後に先行車両の車速に応じて加減速制御を行い、車両挙動が不安定になると判定される場合に、不安定になると判定されない場合に比べて設定車間距離となる地点を更に車両の前方方向に変更することが好適である。この場合、車両挙動の悪化を確実に防止し、適切な制御を行うことができる。
【００１７】
本発明に係る車両制御装置において、車両制御手段は、車両挙動が不安定になると判定される場合に、設定車間距離となるまでの加減速度を調整することが好適である。この場合、車両挙動の悪化を確実に防止し、適切な制御を行うことができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、車両挙動の悪化を防止し、適切な制御を行える車両制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態に係る車両制御装置の概略構成図である。
【図２】本発明の実施形態に係る車両制御装置の制御処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００２１】
図１は本発明の実施形態に係る車両制御装置の概略構成図である。この車両制御装置１は、先行車両に対する追従走行の制御を行うものであり、車両制御ＥＣＵ（Electronic Control Unit）２、レーダ３、無線通信部４、ＧＰＳ（Global Positioning System）５、車速センサ６、加速センサ８、及び制動部７を備えて構成されている。
【００２２】
車両制御ＥＣＵ２は、車両全体の制御を行うものであり、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを含むコンピュータを主体として構成されている。この車両制御ＥＣＵ２は、例えば自車両の走行を制御しており、先行車両が存在する場合は、先行車両に追従する追従走行制御を行い、先行車両が存在しない場合は、設定された車速で走行させる定速走行制御を行っている。
【００２３】
レーダ３は、ミリ波帯の電波やレーザ光などの検出波を水平方向にスキャンしながら自車両の周囲へ発信し、先行車両などの表面で反射された反射波を受信して、先行車両の位置、速度等を検出するためのものである。このレーダ３は、車両制御ＥＣＵ２に接続され、検出した先行車両の位置等の情報を車両制御ＥＣＵ２に出力する。
【００２４】
無線通信部４は、路車間、車々間、ネットワーク経由により、データ通信を行うものである。例えば、特定場所付近の道路情報を取得したい場合には、無線通信部４は、インフラ装置（図示せず）にその特定場所の位置情報を送信し、インフラ装置から送信される特定場所付近の道路情報を受信し、受信した情報を車両制御ＥＣＵ２に出力する。
【００２５】
ＧＰＳ５は、自車両の位置を検出するためのＧＰＳ（Global Positioning System）衛星信号を受信し、受信されたＧＰＳ衛星信号に基づき自車両の位置を検出するためのものである。ＧＰＳ５は、車両制御ＥＣＵ２に接続され、自車両の位置情報を車両制御ＥＣＵ２に出力する。
【００２６】
車速センサ６は、車両の車速を検出し、検出した車速を車速信号として車両制御ＥＣＵ２に出力する機能を有している。この車速センサ６は、例えば車輪に取り付けられ、車輪の回転速度を計測することにより車速を検出するものである。加速度センサ８は、例えば車両の中央部に取り付けられており、車両の加速度を検出している。車速センサ６及び加速度センサ８は、検出した速度及び加速度を車両制御ＥＣＵ２に出力する。
【００２７】
制動部７は、車両の制動を行う機能を有し、例えばブレーキ油圧を調整する電磁弁やブレーキ油圧を生成するポンプモータにより構成されている。この制動部７は、車両制御ＥＣＵ２に接続され、車両制御ＥＣＵ２の制動指令信号を受けて作動し、ブレーキに制動力を与えて車両を減速させる。
【００２８】
車両制御ＥＣＵ２は、先行車両情報演算部２１と、設定車間距離到達地点演算部２２と、車両挙動予測部２３と、車両挙動安定判定部２４とを備えている。先行車両情報演算部２１は、レーダ３により検出された先行車両の情報に基づいて先行車両情報の演算を行うものである。例えば、この先行車両情報演算部２１は、レーダ３から入力される先行車両の位置、速度に基づき、先行車両と自車両との相対速度、車間距離を演算する。
【００２９】
設定車間距離到達地点演算部２２は、自車両の状態（例えば速度、加速度）及び先行車両との関係量（例えば相対速度、車間距離）に基づいて、設定された車間距離に到達するまでの時間を演算するものである。更に、この設定車間距離到達地点演算部２２は、自車両の位置情報を取得し、自車両の速度、設定された車間距離に到達までの時間により、設定された車間に到達する地点を演算する。
【００３０】
車両挙動予測部２３は、道路状態と自車両状態に基づいて設定車間距離到達地点での車両挙動を予測するものである。例えば、この車両挙動状態予測部２３は、設定車間距離到達時の自車両の速度、加速度と、路面摩擦係数（路面μ）、カーブ半径（カーブＲ）、道路勾配とから、減速制御を行った場合の車両挙動を予測する。なお、車両挙動としては、舵角、ヨーレート、横力、スリープ率などが挙げられる。
【００３１】
車両挙動安定判定部２４は、車両挙動（例えば舵角、ヨーレート、横力、スリープ率）に関するデータを事前に入力された閾値と比較することにより、車両挙動が不安定するか否かを判定する。例えば、この車両挙動安定判定部２４は、車両挙動状態予測部２３の予測結果と閾値とを比較し、車両挙動が不安定になるかを判定する。
【００３２】
車両制御ＥＣＵ２は、先行車両に対する追従走行の制御を行う車両制御手段として機能している。この車両制御ＥＣＵ２は、例えば車両挙動状態予測部２３により予測された結果に応じて、設定車間距離到達地点及びそれ以降における追従走行の制御特性を変更する。また、この車両制御ＥＣＵ２は、車両挙動が不安定になると判定される場合に、車両挙動を安定させるための挙動安定制御を行う。
【００３３】
車両制御ＥＣＵ２は、道路状態に基づいて車両挙動が不安定にならない自車両状態及び減速度を演算することが可能である。車両制御ＥＣＵ２は、例えば路面μ、カーブＲ、道路勾配から減速制御を行っても車両挙動が不安定にならない自車両状態（速度、加速度）及び減速度を演算する。
【００３４】
また、車両制御ＥＣＵ２は、車両挙動が不安定になると判定される場合に、不安定になると判定されない場合に比べて、設定車間距離となる地点以後の減速制御の度合いを小さくする。また、車両挙動が不安定になると判定される場合、車両制御ＥＣＵ２は、設定車間距離となる地点での減速制御の度合いを小さくし、あるいは設定車間距離となる地点での減速制御を禁止する。
【００３５】
更に、車両制御ＥＣＵ２は、先行車両との距離が設定車間距離となった後に、先行車両の車速に応じて加減速制御を行い、車両挙動が不安定になると判定される場合に、不安定になると判定されない場合に比べて設定車間距離となる地点を更に車両の前方方向に変更する。また、この車両制御ＥＣＵ２は、車両挙動が不安定になると判定される場合に、設定車間距離となるまでの加減速度を調整することが可能である。
【００３６】
以下、図２を参照して車両制御装置２の動作について説明する。図２は本発明の実施形態に係る車両制御装置の制御処理を示すフローチャートである。この制御処理は、車両制御ＥＣＵ２によって所定の周期で繰り返し実行される。
【００３７】
初めに、Ｓ１１の処理では、先行車両情報の取得が行われる。このとき、車両制御ＥＣＵ２は、レーダ３を通じて先行車両を検出し、先行車両の位置や速度を含む情報を取得する。
【００３８】
Ｓ１１の処理に続くＳ１２の処理では、設定車間距離到達地点の演算が行われる。このとき、先行車両情報演算部２１は、先行車両及び自車両の位置、車速に基づいて自車両との相対速度と車間距離を演算する。設定車間距離到達地点演算部２２は、まず、先行車両情報演算部２１により演算した相対速度及び車間距離、自車両の速度及び加速度に基づいて、設定車間距離に到達するまでの時間を算出する。次に、設定車間距離到達地点演算部２２は、算出した到達までの時間とＧＰＳ５により検出した位置情報とを用いて、設定車間距離に到達する地点を演算する。
【００３９】
Ｓ１２の処理に続くＳ１３の処理では、道路情報の取得が行われる。このとき、車両制御ＥＣＵ２は、無線通信部４を通じて設定車間距離到達地点の位置情報をインフラ装置に送信し、インフラ装置から送信された到達地点付近の道路情報を受信する。受信した道路情報には、路面μ、カーブＲ及び道路勾配などが含まれている。
【００４０】
Ｓ１３の処理に続くＳ１４の処理では、到達地点での車両挙動の予測が行われる。このとき、車両挙動予測部２３は、Ｓ１３で取得した道路情報、自車両の速度及び加速度に基づいて車両挙動（例えば舵角、ヨーレート、横力）を予測する。更に、この車両挙動予測部２３は、減速制御を行った場合の車両挙動（例えばヨーレート、横力、スリープ率）を演算する。
【００４１】
Ｓ１４の処理に続くＳ１５の処理では、車両挙動が不安定になるか否かの判定が行われる。このとき、車両挙動安定判定部２４は、Ｓ１４で演算したヨーレート、横力及びスリップ率を閾値と比較して、車両挙動が不安定になるか否かを判定する。
【００４２】
車両挙動が不安定にならないと判定された場合、すなわちヨーレート、横力及びスリップ率が閾値以下でない場合は、現在の設定車間距離到達地点で減速制御が行われる（Ｓ２０）。そして、Ｓ２０の処理を終えたら、制御処理を終了する。
【００４３】
一方、Ｓ１５で車両挙動が不安定になると判定された場合、すなわちヨーレート、横力及びスリップ率が閾値以下の場合は、設定車間距離到達地点で車両挙動が不安定にならない自車両状態の推定が実行される（Ｓ１６）。このとき、車両制御ＥＣＵ２は、設定車間距離到達地点を変えずに、設定車間距離到達地点で減速制御を行っても車両挙動が不安定になる自車両状態（例えば速度、前後加速度）を推定する。
【００４４】
Ｓ１６の処理に続くＳ１７の処理では、自車両状態の制御を行っても車両挙動が不安定になるか否かの判定が行われる。このとき、車両挙動安定判定部２４は、自車両状態（速度、加速度）の制御を行っても、現在の設定車間到達地点では車両挙動が不安定になるかを判定する。
【００４５】
車両挙動が不安定になると判定された場合、現在取得している道路情報のＭＡＸまでの検索が行われる（Ｓ２１）。一方、車両挙動が不安定にならないと判定された場合、処理がＳ１８に進み、設定車速を大幅に下回るか否かの判定が行われる。このとき、車両制御ＥＣＵ２は、事前に入力された閾値との比較によって車速が設定車速を大幅に下回るかを判定する。
【００４６】
車速が設定車速を大幅に下回らないと判定された場合、Ｓ１６で推定した減速制御を行っても車両挙動が不安定にならない自車両状態（速度、前後加速度）になるように、自車両状態を制御する（Ｓ１９）。Ｓ１９の処理を終えたら、制御処理がＳ２０に進み、設定車間距離到達地点で減速制御が行われる。
【００４７】
Ｓ１８で設定車速を大幅に下回ると判定された場合、制御がＳ２１に進み、現在取得している道路情報のＭＡＸまでの検索が行われる。このとき、車両制御ＥＣＵ２は、取得した道路情報で現時点より遠い場所の道路情報を全て検索したかどうかを判定する。現時点より遠い場所の道路情報を全て検索済みであれば、検索した道路情報の中で現時点より遠い場所の道路情報を指定する（Ｓ２２）。Ｓ２２が終了すると、制御処理がＳ１３に戻り、再度道路情報の取得が行われる。
【００４８】
一方、Ｓ２１で取得した情報の中で検索していないデータがある場合、現在の設定車間距離到達地点より遠い場所への変更が行われる（Ｓ２３）。Ｓ２３が終了すると、制御処理がＳ１４に戻り、再度道路情報を用いて車両挙動の予測が実行される。
【００４９】
このように構成された車両制御装置１によれば、車両制御ＥＣＵ２が車両挙動状態予測部２３の予測結果に応じて設定車間距離となる地点及びそれ以後における追従走行の制御特性を変更することにより、追従走行に適した制御を適切に行うことが可能となる。車両挙動が悪化しない場合には設定車間距離を先行車両の車速に合わせて保つ制御を行い、車両挙動が悪化する場合には減速を抑制することができる。その結果、車両挙動の悪化を未然に防止し、適切な制御を行うことができる。
【００５０】
上述した実施形態は本発明に係る車両制御装置の一例を説明したものであり、本発明に係る車両制御装置は実施形態に記載したものに限定されるものではない。本発明に車両制御装置は、各請求項に記載した要旨を変更しないように実施形態に係る車両制御装置を変形し、又は他のものに適用したものであってもよい。
【００５１】
例えば、設定車間距離到達地点で車両挙動が不安定になる場合、道路状況から不安定にならない自車両状態を推定せずに、一律設定車間距離到達地点を変更する制御を行ってもよい。また、自車両の速度、加速度と先行車両との相対速度、車間距離、及び自車両のＧＰＳから演算した設定車間距離到達地点がカーブ（カーブＲがある閾値以上）であれば、路車間、車々間、ネットワーク経由によりデータ通信を可能とする無線通信部によって道路情報を取得し、及び、車両挙動を推定せずに設定車間距離到達地点を現在の設定車間距離到達地点よりも遠い直線（カーブＲがある閾値以下）に変更する制御を行ってもよい。
【符号の説明】
【００５２】
１…車両制御装置、２…車両制御ＥＣＵ（車両制御手段）、２２…設定車間距離到達地点演算部、２３…車両挙動状態予測部、２４…車両挙動安定判定部。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、先行車両に対する追従走行制御を行う車両制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両制御装置として、例えば特開２００１−８８５７６号公報に記載されるように、車両の減速制御を行う制御手段と、路面の摩擦係数を推定する路面係数推定手段とを備えるものが知られている。この装置は、路面係数推定手段により推定した路面の摩擦係数が閾値以下の場合に車両の減速制御を禁止することにより、車両挙動の変化を抑制し、運転者に与える不快感を軽減しようとするものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−８８５７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
先行車両の速度に合わせて一定の車間を確保して追従するＡＣＣ（AdaptiveCruise Control）システムでは、設定車間距離よりも離れた状態から先行車両に接近した場合、設定車間距離になった後に先行車両の速度に合わせて走行を行うため、減速制御をすることがある。この減速制御によって車両挙動が大きく変化しやすい場合には、減速制御を抑制することが考えられるが、設定車間距離よりも先行車両に近づいている時間が長くなってしまう。その結果、適切な制御を行えない問題点があった。
【０００５】
本発明は、このような技術課題を解決するためになされたものであって、車両挙動の悪化を防止し、適切な制御を行える車両制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る車両制御装置は、先行車両に対する追従走行の制御を行う車両制御手段と、先行車両との距離が設定車間距離となる地点を演算する演算手段と、設定車間距離となる地点での車両挙動を予測する予測手段と、を備え、車両制御手段は、予測手段により予測された結果に応じて追従走行の制御特性を変更することを特徴とする。
【０００７】
この発明によれば、予測手段の予測結果に応じて追従走行の制御特性を変更することにより、追従走行に適した制御を適切に行うことが可能となる。車両挙動が悪化しない場合には設定車間距離を先行車両の車速に合わせて保つ制御を行い、車両挙動が悪化する場合には減速を抑制することができる。その結果、車両挙動の悪化を未然に防止し、適切な制御を行うことができる。
【０００８】
本発明に係る車両制御装置は、先行車両に対する追従走行の制御を行う車両制御手段と、先行車両との距離が設定車間距離となる地点を演算する演算手段と、設定車間距離となる地点での車両挙動を予測する予測手段と、を備え、車両制御手段は、予測手段により予測された結果に応じて、設定車間距離となる地点及びそれ以後における追従走行の制御特性を変更することを特徴とする。
【０００９】
この発明によれば、予測手段の予測結果に応じて設定車間距離となる地点及びそれ以後における追従走行の制御特性を変更することにより、追従走行に適した制御を適切に行うことが可能となる。車両挙動が悪化しない場合には設定車間距離を先行車両の車速に合わせて保つ制御を行い、車両挙動が悪化する場合には減速を抑制することができる。その結果、車両挙動の悪化を未然に防止し、適切な制御を行うことができる。
【００１０】
本発明に係る車両制御装置において、予測手段により予測された車両挙動が不安定になるか否かを判定する判定手段を更に備え、車両制御手段は、車両挙動が不安定になると判定される場合に、車両挙動を安定させるための挙動安定制御を行うことが好適である。
【００１１】
この場合、車両挙動が不安定になると判定される場合に、車両挙動を安定させるための挙動安定制御を行うことによって、車両挙動の悪化を確実に防止し、適切な制御を行うことができる。
【００１２】
本発明に係る車両制御装置において、車両制御手段は、車両挙動が不安定になると判定される場合に、不安定になると判定されない場合に比べて、設定車間距離となる地点以後の減速制御の度合いを小さくすることが好適である。この場合、車両挙動の悪化を確実に防止し、適切な制御を行うことができる。
【００１３】
本発明に係る車両制御装置において、車両制御手段は、設定車間距離となる地点での減速制御の度合いを小さくすることが好適である。この場合、車両挙動の悪化を確実に防止し、適切な制御を行うことができる。
【００１４】
本発明に係る車両制御装置において、車両制御手段は、設定車間距離となる地点での減速制御を禁止することが好適である。この場合、車両挙動の悪化を未然に防ぐことができる。
【００１５】
本発明に係る車両制御装置において、車両制御手段は、先行車両との距離が設定車間距離となった後に、先行車両の車速に応じて加減速制御を行うことが好適である。この場合、この場合、車両挙動の悪化を確実に防止し、適切な制御を行うことができる。
【００１６】
本発明に係る車両制御装置において、車両制御手段は、先行車両との距離が設定車間距離となった後に先行車両の車速に応じて加減速制御を行い、車両挙動が不安定になると判定される場合に、不安定になると判定されない場合に比べて設定車間距離となる地点を更に車両の前方方向に変更することが好適である。この場合、車両挙動の悪化を確実に防止し、適切な制御を行うことができる。
【００１７】
本発明に係る車両制御装置において、車両制御手段は、車両挙動が不安定になると判定される場合に、設定車間距離となるまでの加減速度を調整することが好適である。この場合、車両挙動の悪化を確実に防止し、適切な制御を行うことができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、車両挙動の悪化を防止し、適切な制御を行える車両制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態に係る車両制御装置の概略構成図である。
【図２】本発明の実施形態に係る車両制御装置の制御処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００２１】
図１は本発明の実施形態に係る車両制御装置の概略構成図である。この車両制御装置１は、先行車両に対する追従走行の制御を行うものであり、車両制御ＥＣＵ（Electronic Control Unit）２、レーダ３、無線通信部４、ＧＰＳ（Global Positioning System）５、車速センサ６、加速センサ８、及び制動部７を備えて構成されている。
【００２２】
車両制御ＥＣＵ２は、車両全体の制御を行うものであり、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを含むコンピュータを主体として構成されている。この車両制御ＥＣＵ２は、例えば自車両の走行を制御しており、先行車両が存在する場合は、先行車両に追従する追従走行制御を行い、先行車両が存在しない場合は、設定された車速で走行させる定速走行制御を行っている。
【００２３】
レーダ３は、ミリ波帯の電波やレーザ光などの検出波を水平方向にスキャンしながら自車両の周囲へ発信し、先行車両などの表面で反射された反射波を受信して、先行車両の位置、速度等を検出するためのものである。このレーダ３は、車両制御ＥＣＵ２に接続され、検出した先行車両の位置等の情報を車両制御ＥＣＵ２に出力する。
【００２４】
無線通信部４は、路車間、車々間、ネットワーク経由により、データ通信を行うものである。例えば、特定場所付近の道路情報を取得したい場合には、無線通信部４は、インフラ装置（図示せず）にその特定場所の位置情報を送信し、インフラ装置から送信される特定場所付近の道路情報を受信し、受信した情報を車両制御ＥＣＵ２に出力する。
【００２５】
ＧＰＳ５は、自車両の位置を検出するためのＧＰＳ（Global Positioning System）衛星信号を受信し、受信されたＧＰＳ衛星信号に基づき自車両の位置を検出するためのものである。ＧＰＳ５は、車両制御ＥＣＵ２に接続され、自車両の位置情報を車両制御ＥＣＵ２に出力する。
【００２６】
車速センサ６は、車両の車速を検出し、検出した車速を車速信号として車両制御ＥＣＵ２に出力する機能を有している。この車速センサ６は、例えば車輪に取り付けられ、車輪の回転速度を計測することにより車速を検出するものである。加速度センサ８は、例えば車両の中央部に取り付けられており、車両の加速度を検出している。車速センサ６及び加速度センサ８は、検出した速度及び加速度を車両制御ＥＣＵ２に出力する。
【００２７】
制動部７は、車両の制動を行う機能を有し、例えばブレーキ油圧を調整する電磁弁やブレーキ油圧を生成するポンプモータにより構成されている。この制動部７は、車両制御ＥＣＵ２に接続され、車両制御ＥＣＵ２の制動指令信号を受けて作動し、ブレーキに制動力を与えて車両を減速させる。
【００２８】
車両制御ＥＣＵ２は、先行車両情報演算部２１と、設定車間距離到達地点演算部２２と、車両挙動予測部２３と、車両挙動安定判定部２４とを備えている。先行車両情報演算部２１は、レーダ３により検出された先行車両の情報に基づいて先行車両情報の演算を行うものである。例えば、この先行車両情報演算部２１は、レーダ３から入力される先行車両の位置、速度に基づき、先行車両と自車両との相対速度、車間距離を演算する。
【００２９】
設定車間距離到達地点演算部２２は、自車両の状態（例えば速度、加速度）及び先行車両との関係量（例えば相対速度、車間距離）に基づいて、設定された車間距離に到達するまでの時間を演算するものである。更に、この設定車間距離到達地点演算部２２は、自車両の位置情報を取得し、自車両の速度、設定された車間距離に到達までの時間により、設定された車間に到達する地点を演算する。
【００３０】
車両挙動予測部２３は、道路状態と自車両状態に基づいて設定車間距離到達地点での車両挙動を予測するものである。例えば、この車両挙動状態予測部２３は、設定車間距離到達時の自車両の速度、加速度と、路面摩擦係数（路面μ）、カーブ半径（カーブＲ）、道路勾配とから、減速制御を行った場合の車両挙動を予測する。なお、車両挙動としては、舵角、ヨーレート、横力、スリープ率などが挙げられる。
【００３１】
車両挙動安定判定部２４は、車両挙動（例えば舵角、ヨーレート、横力、スリープ率）に関するデータを事前に入力された閾値と比較することにより、車両挙動が不安定するか否かを判定する。例えば、この車両挙動安定判定部２４は、車両挙動状態予測部２３の予測結果と閾値とを比較し、車両挙動が不安定になるかを判定する。
【００３２】
車両制御ＥＣＵ２は、先行車両に対する追従走行の制御を行う車両制御手段として機能している。この車両制御ＥＣＵ２は、例えば車両挙動状態予測部２３により予測された結果に応じて、設定車間距離到達地点及びそれ以降における追従走行の制御特性を変更する。また、この車両制御ＥＣＵ２は、車両挙動が不安定になると判定される場合に、車両挙動を安定させるための挙動安定制御を行う。
【００３３】
車両制御ＥＣＵ２は、道路状態に基づいて車両挙動が不安定にならない自車両状態及び減速度を演算することが可能である。車両制御ＥＣＵ２は、例えば路面μ、カーブＲ、道路勾配から減速制御を行っても車両挙動が不安定にならない自車両状態（速度、加速度）及び減速度を演算する。
【００３４】
また、車両制御ＥＣＵ２は、車両挙動が不安定になると判定される場合に、不安定になると判定されない場合に比べて、設定車間距離となる地点以後の減速制御の度合いを小さくする。また、車両挙動が不安定になると判定される場合、車両制御ＥＣＵ２は、設定車間距離となる地点での減速制御の度合いを小さくし、あるいは設定車間距離となる地点での減速制御を禁止する。
【００３５】
更に、車両制御ＥＣＵ２は、先行車両との距離が設定車間距離となった後に、先行車両の車速に応じて加減速制御を行い、車両挙動が不安定になると判定される場合に、不安定になると判定されない場合に比べて設定車間距離となる地点を更に車両の前方方向に変更する。また、この車両制御ＥＣＵ２は、車両挙動が不安定になると判定される場合に、設定車間距離となるまでの加減速度を調整することが可能である。
【００３６】
以下、図２を参照して車両制御装置２の動作について説明する。図２は本発明の実施形態に係る車両制御装置の制御処理を示すフローチャートである。この制御処理は、車両制御ＥＣＵ２によって所定の周期で繰り返し実行される。
【００３７】
初めに、Ｓ１１の処理では、先行車両情報の取得が行われる。このとき、車両制御ＥＣＵ２は、レーダ３を通じて先行車両を検出し、先行車両の位置や速度を含む情報を取得する。
【００３８】
Ｓ１１の処理に続くＳ１２の処理では、設定車間距離到達地点の演算が行われる。このとき、先行車両情報演算部２１は、先行車両及び自車両の位置、車速に基づいて自車両との相対速度と車間距離を演算する。設定車間距離到達地点演算部２２は、まず、先行車両情報演算部２１により演算した相対速度及び車間距離、自車両の速度及び加速度に基づいて、設定車間距離に到達するまでの時間を算出する。次に、設定車間距離到達地点演算部２２は、算出した到達までの時間とＧＰＳ５により検出した位置情報とを用いて、設定車間距離に到達する地点を演算する。
【００３９】
Ｓ１２の処理に続くＳ１３の処理では、道路情報の取得が行われる。このとき、車両制御ＥＣＵ２は、無線通信部４を通じて設定車間距離到達地点の位置情報をインフラ装置に送信し、インフラ装置から送信された到達地点付近の道路情報を受信する。受信した道路情報には、路面μ、カーブＲ及び道路勾配などが含まれている。
【００４０】
Ｓ１３の処理に続くＳ１４の処理では、到達地点での車両挙動の予測が行われる。このとき、車両挙動予測部２３は、Ｓ１３で取得した道路情報、自車両の速度及び加速度に基づいて車両挙動（例えば舵角、ヨーレート、横力）を予測する。更に、この車両挙動予測部２３は、減速制御を行った場合の車両挙動（例えばヨーレート、横力、スリープ率）を演算する。
【００４１】
Ｓ１４の処理に続くＳ１５の処理では、車両挙動が不安定になるか否かの判定が行われる。このとき、車両挙動安定判定部２４は、Ｓ１４で演算したヨーレート、横力及びスリップ率を閾値と比較して、車両挙動が不安定になるか否かを判定する。
【００４２】
車両挙動が不安定にならないと判定された場合、すなわちヨーレート、横力及びスリップ率が閾値以下でない場合は、現在の設定車間距離到達地点で減速制御が行われる（Ｓ２０）。そして、Ｓ２０の処理を終えたら、制御処理を終了する。
【００４３】
一方、Ｓ１５で車両挙動が不安定になると判定された場合、すなわちヨーレート、横力及びスリップ率が閾値以下の場合は、設定車間距離到達地点で車両挙動が不安定にならない自車両状態の推定が実行される（Ｓ１６）。このとき、車両制御ＥＣＵ２は、設定車間距離到達地点を変えずに、設定車間距離到達地点で減速制御を行っても車両挙動が不安定になる自車両状態（例えば速度、前後加速度）を推定する。
【００４４】
Ｓ１６の処理に続くＳ１７の処理では、自車両状態の制御を行っても車両挙動が不安定になるか否かの判定が行われる。このとき、車両挙動安定判定部２４は、自車両状態（速度、加速度）の制御を行っても、現在の設定車間到達地点では車両挙動が不安定になるかを判定する。
【００４５】
車両挙動が不安定になると判定された場合、現在取得している道路情報のＭＡＸまでの検索が行われる（Ｓ２１）。一方、車両挙動が不安定にならないと判定された場合、処理がＳ１８に進み、設定車速を大幅に下回るか否かの判定が行われる。このとき、車両制御ＥＣＵ２は、事前に入力された閾値との比較によって車速が設定車速を大幅に下回るかを判定する。
【００４６】
車速が設定車速を大幅に下回らないと判定された場合、Ｓ１６で推定した減速制御を行っても車両挙動が不安定にならない自車両状態（速度、前後加速度）になるように、自車両状態を制御する（Ｓ１９）。Ｓ１９の処理を終えたら、制御処理がＳ２０に進み、設定車間距離到達地点で減速制御が行われる。
【００４７】
Ｓ１８で設定車速を大幅に下回ると判定された場合、制御がＳ２１に進み、現在取得している道路情報のＭＡＸまでの検索が行われる。このとき、車両制御ＥＣＵ２は、取得した道路情報で現時点より遠い場所の道路情報を全て検索したかどうかを判定する。現時点より遠い場所の道路情報を全て検索済みであれば、検索した道路情報の中で現時点より遠い場所の道路情報を指定する（Ｓ２２）。Ｓ２２が終了すると、制御処理がＳ１３に戻り、再度道路情報の取得が行われる。
【００４８】
一方、Ｓ２１で取得した情報の中で検索していないデータがある場合、現在の設定車間距離到達地点より遠い場所への変更が行われる（Ｓ２３）。Ｓ２３が終了すると、制御処理がＳ１４に戻り、再度道路情報を用いて車両挙動の予測が実行される。
【００４９】
このように構成された車両制御装置１によれば、車両制御ＥＣＵ２が車両挙動状態予測部２３の予測結果に応じて設定車間距離となる地点及びそれ以後における追従走行の制御特性を変更することにより、追従走行に適した制御を適切に行うことが可能となる。車両挙動が悪化しない場合には設定車間距離を先行車両の車速に合わせて保つ制御を行い、車両挙動が悪化する場合には減速を抑制することができる。その結果、車両挙動の悪化を未然に防止し、適切な制御を行うことができる。
【００５０】
上述した実施形態は本発明に係る車両制御装置の一例を説明したものであり、本発明に係る車両制御装置は実施形態に記載したものに限定されるものではない。本発明に車両制御装置は、各請求項に記載した要旨を変更しないように実施形態に係る車両制御装置を変形し、又は他のものに適用したものであってもよい。
【００５１】
例えば、設定車間距離到達地点で車両挙動が不安定になる場合、道路状況から不安定にならない自車両状態を推定せずに、一律設定車間距離到達地点を変更する制御を行ってもよい。また、自車両の速度、加速度と先行車両との相対速度、車間距離、及び自車両のＧＰＳから演算した設定車間距離到達地点がカーブ（カーブＲがある閾値以上）であれば、路車間、車々間、ネットワーク経由によりデータ通信を可能とする無線通信部によって道路情報を取得し、及び、車両挙動を推定せずに設定車間距離到達地点を現在の設定車間距離到達地点よりも遠い直線（カーブＲがある閾値以下）に変更する制御を行ってもよい。
【符号の説明】
【００５２】
１…車両制御装置、２…車両制御ＥＣＵ（車両制御手段）、２２…設定車間距離到達地点演算部、２３…車両挙動状態予測部、２４…車両挙動安定判定部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
先行車両に対する追従走行の制御を行う車両制御手段と、
前記先行車両との距離が設定車間距離となる地点を演算する演算手段と、
前記設定車間距離となる地点での車両挙動を予測する予測手段と、
を備え、
前記車両制御手段は、前記予測手段により予測された結果に応じて追従走行の制御特性を変更することを特徴とする車両制御装置。
【請求項２】
先行車両に対する追従走行の制御を行う車両制御手段と、
前記先行車両との距離が設定車間距離となる地点を演算する演算手段と、
前記設定車間距離となる地点での車両挙動を予測する予測手段と、
を備え、
前記車両制御手段は、前記予測手段により予測された結果に応じて、前記設定車間距離となる地点及びそれ以後における追従走行の制御特性を変更することを特徴とする車両制御装置。
【請求項３】
前記予測手段により予測された車両挙動が不安定になるか否かを判定する判定手段を更に備え、
前記車両制御手段は、車両挙動が不安定になると判定される場合に、車両挙動を安定させるための挙動安定制御を行うことを特徴とすることを特徴とする請求項２に記載の車両制御装置。
【請求項４】
前記車両制御手段は、車両挙動が不安定になると判定される場合に、不安定になると判定されない場合に比べて、前記設定車間距離となる地点以後の減速制御の度合いを小さくすることを特徴とする請求項３に記載の車両制御装置。
【請求項５】
前記車両制御手段は、前記設定車間距離となる地点での減速制御の度合いを小さくすることを特徴とする請求項３に記載の車両制御装置。
【請求項６】
前記車両制御手段は、前記設定車間距離となる地点での減速制御を禁止することを特徴とする請求項３に記載の車両制御装置。
【請求項７】
前記車両制御手段は、前記先行車両との距離が前記設定車間距離となった後に、前記先行車両の車速に応じて加減速制御を行うことを特徴とする請求項４または５に記載の車両制御装置。
【請求項８】
前記車両制御手段は、前記先行車両との距離が設定車間距離となった後に前記先行車両の車速に応じて加減速制御を行い、車両挙動が不安定になると判定される場合に、不安定になると判定されない場合に比べて前記設定車間距離となる地点を更に車両の前方方向に変更することを特徴とする請求項３に記載の車両制御装置。
【請求項９】
前記車両制御手段は、車両挙動が不安定になると判定される場合に、設定車間距離となるまでの加減速度を調整することを特徴とする請求項８に記載の車両制御装置。
【請求項１】
先行車両に対する追従走行の制御を行う車両制御手段と、
前記先行車両との距離が設定車間距離となる地点を演算する演算手段と、
前記設定車間距離となる地点での車両挙動を予測する予測手段と、
を備え、
前記車両制御手段は、前記予測手段により予測された結果に応じて追従走行の制御特性を変更することを特徴とする車両制御装置。
【請求項２】
先行車両に対する追従走行の制御を行う車両制御手段と、
前記先行車両との距離が設定車間距離となる地点を演算する演算手段と、
前記設定車間距離となる地点での車両挙動を予測する予測手段と、
を備え、
前記車両制御手段は、前記予測手段により予測された結果に応じて、前記設定車間距離となる地点及びそれ以後における追従走行の制御特性を変更することを特徴とする車両制御装置。
【請求項３】
前記予測手段により予測された車両挙動が不安定になるか否かを判定する判定手段を更に備え、
前記車両制御手段は、車両挙動が不安定になると判定される場合に、車両挙動を安定させるための挙動安定制御を行うことを特徴とすることを特徴とする請求項２に記載の車両制御装置。
【請求項４】
前記車両制御手段は、車両挙動が不安定になると判定される場合に、不安定になると判定されない場合に比べて、前記設定車間距離となる地点以後の減速制御の度合いを小さくすることを特徴とする請求項３に記載の車両制御装置。
【請求項５】
前記車両制御手段は、前記設定車間距離となる地点での減速制御の度合いを小さくすることを特徴とする請求項３に記載の車両制御装置。
【請求項６】
前記車両制御手段は、前記設定車間距離となる地点での減速制御を禁止することを特徴とする請求項３に記載の車両制御装置。
【請求項７】
前記車両制御手段は、前記先行車両との距離が前記設定車間距離となった後に、前記先行車両の車速に応じて加減速制御を行うことを特徴とする請求項４または５に記載の車両制御装置。
【請求項８】
前記車両制御手段は、前記先行車両との距離が設定車間距離となった後に前記先行車両の車速に応じて加減速制御を行い、車両挙動が不安定になると判定される場合に、不安定になると判定されない場合に比べて前記設定車間距離となる地点を更に車両の前方方向に変更することを特徴とする請求項３に記載の車両制御装置。
【請求項９】
前記車両制御手段は、車両挙動が不安定になると判定される場合に、設定車間距離となるまでの加減速度を調整することを特徴とする請求項８に記載の車両制御装置。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１０−１９５２６３（Ｐ２０１０−１９５２６３Ａ）
【公開日】平成２２年９月９日（２０１０．９．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−４３８３０（Ｐ２００９−４３８３０）
【出願日】平成２１年２月２６日（２００９．２．２６）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月９日（２０１０．９．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月２６日（２００９．２．２６）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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