(57)【要約】【課題】ドライバに不自然な感覚を与えることなく、自車両と先行車との関係に応じて適切なタイミングで警報を行う。【解決手段】走行制御ユニット５は、自車両１の走行状態と先行車情報を基に先行車への追従に必要な必要減速度Ｇa1を演算し、この必要減速度Ｇa1を基に自動ブレーキ制御装置１０が発生する要求減速度Ｇa2を演算する。そして、必要減速度Ｇa1と要求減速度Ｇa2との偏差ΔＧを演算し、この偏差ΔＧが、予め、接触予測時間ＴＴＣ、車間距離Ｌ、相対速度（Ｖ０−Ｖｆ）、路面勾配ＳＬ、減速制御開始時間Ｔbrに応じて設定した判定閾値ＣＧを超えた場合に、液晶モニタ１１に警報アラームを表示させ、ドライバのブレーキ操作を促す。【選択図】図２
2008123230.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自車両前方の先行車を認識し、先行車情報を取得する先行車認識手段と、
自車両の走行状態と上記先行車情報を基に上記先行車への追従に必要な必要減速度を演算する必要減速度演算手段と、
上記必要減速度を基に減速手段が発生する要求減速度を演算する要求減速度演算手段と、
上記必要減速度と上記要求減速度との偏差に応じて警報を行う警報手段と、
を備えたことを特徴とする車両の走行制御装置。
【請求項２】
上記警報手段は、上記必要減速度と上記要求減速度との偏差が予め設定する閾値を超える場合に警報を行うことを特徴とする請求項１記載の車両の走行制御装置。
【請求項３】
上記閾値は、先行車との車間距離と、先行車との相対速度と、上記先行車との車間距離を上記先行車との相対速度で除して得る接触予測時間と、路面勾配と、上記減速手段の制御を開始してからの時間との少なくとも一つに応じて可変設定することを特徴とする請求項２記載の車両の走行制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、先行車に対して追従走行する際、適切に警報等を行う車両の走行制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両においては、車載したカメラやレーザレーダ装置等により前方の走行環境を検出し、この走行環境データから障害物や先行車を認識して、自車両の目標減速度を設定し、障害物や先行車に対して車間距離を一定に保ちながら走行する走行制御装置が開発され、実用化されている。こうした走行制御装置では、先行車と自車両との関係において警報を行うものが多く、例えば、特開平７−１５９５２５号公報では、減速開始時の車間距離検出値を相対速度で除して接触予測時間を算出し、各減速ごとに減速行動開始時の接触予測時間を記憶し、この記憶された各減速行動時の接触予測時間から、当該ドライバの接触予測時間を推定する。そして、相対速度検出値に接触予測時間推定値を乗じた値を車間距離検出値から減じて車間距離予測値を演算し、車間距離予測値が警報距離よりも短い場合に警報する技術が開示されている。
【特許文献１】特開平７−１５９５２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述の特許文献１で開示される接触予測時間を基に警報を行うような技術では、車間距離が小さく、相対速度も小さい場合において、頻繁な警報を回避するために警報が行われないような設定とした後に、車間距離が大きく、相対速度も大きい状態になった場合には警報が行われず、ドライバに不自然な感覚を与えてしまう虞がある。また、車間距離が通常の距離であり、相対速度が小さい場合においても警報が行われなくなるので、ドライバの感覚と乖離して、使い勝手の悪い装置となってしまうという問題もある。
【０００４】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、ドライバに不自然な感覚を与えることなく、自車両と先行車との関係に応じて適切なタイミングで警報を行うことができ、使い勝手の良い車両の走行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】
【０００５】
本発明は、自車両前方の先行車を認識し、先行車情報を取得する先行車認識手段と、自車両の走行状態と上記先行車情報を基に上記先行車への追従に必要な必要減速度を演算する必要減速度演算手段と、上記必要減速度を基に減速手段が発生する要求減速度を演算する要求減速度演算手段と、上記必要減速度と上記要求減速度との偏差に応じて警報を行う警報手段とを備えたことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００６】
本発明による車両の走行制御装置は、ドライバに不自然な感覚を与えることなく、自車両と先行車との関係に応じて適切なタイミングで警報を行うことができ、使い勝手が良いという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。  
図１乃至図５は本発明の実施の一形態を示し、図１は車両に搭載した走行制御装置の概略構成図、図２は自動追従制御プログラムのフローチャート、図３は必要減速度を演算する数式に用いるパラメータの説明図、図４は接触予測時間に応じて設定される基本判定閾値のマップの一例を示す説明図、図５は先行車との車間距離（以後、単に「車間距離」とする）に応じて設定される第１の閾値ゲインのマップの一例を示す説明図、図６は先行車との相対速度（以後、単に「相対速度」とする）に応じて設定される第２の閾値ゲインのマップの一例を示す説明図、図７は路面勾配に応じて設定される第３の閾値ゲインのマップの一例を示す説明図、図８は減速制御開始時間に応じて設定される第４の閾値ゲインのマップの一例を示す説明図である。
【０００８】
図１において、符号１は自動車等の車両（自車両）で、この自車両１には、走行制御装置の一例としてのクルーズコントロールシステム（ＡＣＣ（Adaptive Cruise Control）システム）２が搭載されている。
【０００９】
このＡＣＣシステム２は、ステレオカメラ３、ステレオ画像認識装置４、走行制御ユニット５等を主要部として構成され、このＡＣＣシステム２では、基本的に、先行車が存在しない定速走行制御状態のときにはドライバが設定した車速を保持した状態で走行し、先行車が存在する場合には、後述の図２の自動追従制御プログラム等により制御される。
【００１０】
ステレオカメラ３は、ステレオ光学系として例えば電荷結合素子（ＣＣＤ）等の固体撮像素子を用いた１組の（左右の）ＣＣＤカメラで構成され、これら左右のＣＣＤカメラは、それぞれ車室内の天井前方に一定の間隔をもって取り付けられ、車外の対象を異なる視点からステレオ撮像し、ステレオ画像認識装置４に出力される。
【００１１】
また、自車両１には、自車速Ｖ０を検出する車速センサ６が設けられており、検出された自車速Ｖ０は、ステレオ画像認識装置４と走行制御ユニット５とに出力される。
【００１２】
ステレオ画像認識装置４は、ステレオカメラ３からの画像、車速センサ６からの自車速Ｖ０が入力され、ステレオカメラ３からの画像に基づき自車両１前方の立体物データと白線データの前方情報を検出し、自車両１の進行路（自車進行路）を推定する。そして、自車両１前方の先行車を抽出して、車間距離Ｌ、先行車速（（車間距離Ｌの変化の割合）＋（自車速Ｖ０））Ｖｆ、先行車減速度（先行車速Ｖｆの微分値）ａｆ、先行車以外の静止物位置、白線座標、白線認識距離、自車進行路座標等の各データを走行制御ユニット５に出力する。
【００１３】
ここで、ステレオ画像認識装置４における、ステレオカメラ３からの画像の処理は、例えば以下のように行われる。まず、ステレオカメラ３で撮像した自車両１の進行方向の１組のステレオ画像対に対し、対応する位置のずれ量から三角測量の原理によって距離情報を生成する。そして、この距離情報を基に、周知のグルーピング処理や、予め記憶しておいた三次元的な道路形状データ、立体物データ等と比較し、白線データ、道路に沿って存在するガードレール、縁石等の側壁データ、車両等の立体物データを抽出する。立体物データでは、立体物までの距離と、この距離の時間的変化（自車両１に対する相対速度）が求められ、特に自車進行路上にあるもっとも近い車両で、自車両１と略同じ方向に所定の速度（例えば、０km/h以上）で走行するものが先行車として抽出される。尚、先行車の中で、特に、速度Ｖｆが略４km/h以下で、且つ、加速していない車両は、略停止状態の先行車として認識される。また、自車両の前方に存在する障害物も上述の先行車と同様に扱われる。このように、ステレオカメラ３、及び、ステレオ画像認識装置４は、先行車認識手段として設けられている。
【００１４】
走行制御ユニット５は、ドライバの操作入力によって設定される走行速度を維持するよう定速走行制御を行う定速走行制御の機能、及び、後述の図２に示す自動追従制御の機能を実現するもので、ステアリングコラムの側部等に設けられた定速走行操作レバーに連結される複数のスイッチ類で構成された定速走行スイッチ７、ステレオ画像認識装置４、車速センサ６等が接続されている。
【００１５】
定速走行スイッチ７は、定速走行時の目標車速を設定する車速セットスイッチ、主に目標車速を下降側へ変更設定するコーストスイッチ、主に目標車速を上昇側へ変更設定するリジュームスイッチ等で構成されている。更に、この定速走行操作レバーの近傍には、定速走行制御及び自動追従制御のＯＮ／ＯＦＦを行うメインスイッチ（図示せず）が配設されている。
【００１６】
ドライバが図示しないメインスイッチをＯＮし、定速走行操作レバーにより、希望する車速をセットすると、定速走行スイッチ７からの信号が走行制御ユニット５に入力される。そして、車速センサ６で検出した車速が、ドライバのセットした設定車速に収束するように、スロットル弁制御装置８に信号出力してスロットル弁９の開度をフィードバック制御し、自車両１を定速状態で自動的に走行させ、或いは、減速手段としての自動ブレーキ制御装置１０に減速信号を出力して自動ブレーキを作動させる。
【００１７】
また、走行制御ユニット５は、定速走行制御を行っている際に、ステレオ画像認識装置４にて先行車を認識した場合には、所定の条件で後述する自動追従制御へ自動的に切り換えられる。尚、定速走行制御の機能、及び、自動追従制御の機能は、自車速Ｖ０が予め設定しておいた上限値を超える場合、或いは、メインスイッチがＯＦＦされた場合には、解除される。
【００１８】
走行制御ユニット５における自動追従制御では、自車両１の走行状態と先行車情報を基に先行車に追従するのに必要な必要減速度Ｇa1を演算し、この必要減速度Ｇa1を基に自動ブレーキ制御装置１０が発生する要求減速度Ｇa2を演算する。そして、必要減速度Ｇa1と要求減速度Ｇa2との偏差（減速度偏差）ΔＧを演算し、この減速度偏差ΔＧが、予め、先行車との接触予測時間（以後、単に「接触予測時間」とする）ＴＴＣ、車間距離Ｌ、相対速度（Ｖ０−Ｖｆ）、路面勾配ＳＬ、自動ブレーキ制御装置１０の制御を開始してからの時間（減速制御開始時間）Ｔbrに応じて設定した判定閾値ＣＧを超えた場合に、警報手段としての液晶モニタ１１に警報アラームを表示させ、ドライバのブレーキ操作を促すように構成されている。すなわち、走行制御ユニット５は、必要減速度演算手段、要求減速度演算手段、警報手段としての機能を有して構成されている。
【００１９】
走行制御ユニット５における自動追従制御プログラムは、図２に示すように、まず、ステップ（以下、「Ｓ」と略称）１０１で必要パラメータ、具体的には、先行車速Ｖｆ、先行車減速度ａｆ、車間距離Ｌ等の先行車情報、及び、自車速Ｖ０等の読み込みを行い、Ｓ１０２に進む。
【００２０】
Ｓ１０２では、先行車に追従するのに必要な必要減速度Ｇa1を、例えば、以下の（１）式により演算する。自車両１と先行車とが、図３に示すような関係、すなわち、現在、自車速Ｖ０、自車減速度ａ０、先行車速Ｖｆ、先行車減速度ａｆ、車間距離Ｌである状態が、ｔ秒後に、自車両１が距離Ｌｓ前進し、先行車が先行車予測位置まで距離Ｌｆ前進し、自車両１との車間距離が目標車間距離Ｄtgt（マップ或いは演算により設定される距離）となるとすると、
Ｇa1＝（Ｖ０−Ｖｆ）２／（２・（Ｌ−Ｄtgt））＋ａｆ・α１・α２・α３
…（１）
ここで、α１、α２、α３は、それぞれ、予め設定しておいた、相対速度テーブル、車間距離テーブル、先行車速テーブルから設定する定数である。
【００２１】
次いで、Ｓ１０３に進み、自動ブレーキ制御装置１０が発生する要求減速度Ｇa2を演算する。この要求減速度Ｇa2は、必要減速度Ｇa1を基に設定するものであり、例えば、必要減速度Ｇa1の値をフィルタ処理（自車両における挙動の急激な変化を抑制するように処理）して演算する。そして、一定の上限値（例えば、０．２５Ｇ  １Ｇ＝９．８m/s２）で制限し、設定するようになっている。
【００２２】
次に、Ｓ１０４に進み、減速度偏差ΔＧを、以下の（２）式により演算する。  
ΔＧ＝｜Ｇa1−Ｇa2｜                    …（２）
次に、Ｓ１０５に進み、判定閾値ＣＧを、例えば、以下の（３）式により演算する。  
ＣＧ＝Ｋ１・Ｋ２・Ｋ３・Ｋ４・Ｋ０          …（３）
ここで、Ｋ０は接触予測時間ＴＴＣ（＝Ｌ／（Ｖ０−Ｖｆ））に応じて設定される基本判定閾値であり、例えば、図４に示すようなマップで、接触予測時間ＴＴＣが大きくなるほど大きな値に予め設定されている。また、Ｋ１は車間距離Ｌに応じて設定される第１の閾値ゲインであり、例えば、図５に示すようなマップで、車間距離Ｌが大きくなるほど大きな値に予め設定されている。また、Ｋ２は相対速度（Ｖ０−Ｖｆ）に応じて設定される第２の閾値ゲインであり、例えば、図６に示すようなマップで、相対速度（Ｖ０−Ｖｆ）が大きくなるほど小さな値に予め設定されている。また、Ｋ３は路面勾配ＳＬに応じて設定される第３の閾値ゲインであり、例えば、図７に示すようなマップで、路面勾配ＳＬが大きくなるほど大きな値に予め設定されている。尚、路面勾配ＳＬは、自車速Ｖ０と加速度ａ０から演算、或いは、ナビゲーション装置からのデータ等の公知の技術により取得される。また、Ｋ４は減速制御開始時間Ｔbrに応じて設定される第４の閾値ゲインであり、例えば、図８に示すようなマップで、減速制御開始時間Ｔbrが大きくなるほど小さな値に予め設定されている。
【００２３】
そして、Ｓ１０６に進み、減速度偏差ΔＧと判定閾値ＣＧとを比較して、減速度偏差ΔＧが判定閾値ＣＧを超える場合（ΔＧ＞ＣＧの場合）には、Ｓ１０７に進み、液晶モニタ１１に警報アラームを表示させ、ドライバのブレーキ操作を促す一方、減速度偏差ΔＧが判定閾値ＣＧ以下の場合（ΔＧ≦ＣＧの場合）には、警報を行うことなくそのままプログラムを抜ける。
【００２４】
このように、本発明の実施の形態によれば、必要減速度Ｇa1と要求減速度Ｇa2との減速度偏差ΔＧが、予め、接触予測時間ＴＴＣ、車間距離Ｌ、相対速度（Ｖ０−Ｖｆ）、路面勾配ＳＬ、減速制御開始時間Ｔbrに応じて設定した判定閾値ＣＧを超えた場合に、液晶モニタ１１に警報アラームを表示させ、ドライバのブレーキ操作を促すように制御される。このため、単に、車間距離Ｌ、相対速度（Ｖ０−Ｖｆ）に応じた警報ではなく、よりドライバの感覚に近い制御となり、ドライバに不自然な感覚を与えることなく、自車両と先行車との関係において適切なタイミングで警報を行うことができ、使い勝手が良いという効果を奏する。例えば、先行車が急減速を行ったときや、或いは、システム上、必要減速度Ｇa1に対して要求減速度Ｇa2が不足する場合等において的確にドライバにブレーキ操作を促すことができる。
【００２５】
尚、本実施の形態では、判定閾値ＣＧを、接触予測時間ＴＴＣ、車間距離Ｌ、相対速度（Ｖ０−Ｖｆ）、路面勾配ＳＬ、減速制御開始時間Ｔbrに応じて設定するようになっているが、何れか一つ、或いは、何れかの組合せで設定するようにしても良い。
【００２６】
また、本実施の形態では、先行車の認識をステレオカメラからの画像を基に行うようになっているが、他の技術、例えば、ミリ波レーダと単眼カメラからの情報を基に認識するものや、レーザレーダからの情報で認識するものであっても良い。
【００２７】
更には、本実施の形態では、警報アラームを用いて警報を行っているが、これをドライバによる操作を促す各種手段に置換しても、本発明と同様の効果を得る事が出来る。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】車両に搭載した走行制御装置の概略構成図
【図２】自動追従制御プログラムのフローチャート
【図３】必要減速度を演算する数式に用いるパラメータの説明図
【図４】接触予測時間に応じて設定される基本判定閾値のマップの一例を示す説明図
【図５】車間距離に応じて設定される第１の閾値ゲインのマップの一例を示す説明図
【図６】相対速度に応じて設定される第２の閾値ゲインのマップの一例を示す説明図
【図７】路面勾配に応じて設定される第３の閾値ゲインのマップの一例を示す説明図
【図８】減速制御開始時間に応じて設定される第４の閾値ゲインのマップの一例を示す説明図
【符号の説明】
【００２９】
１    自車両
２    ＡＣＣシステム（走行制御装置）
３    ステレオカメラ（先行車認識手段）
４    ステレオ画像認識装置（先行車認識手段）
５    走行制御ユニット（必要減速度演算手段、要求減速度演算手段、警報手段）
８    スロットル弁制御装置
９    スロットル弁
１０    自動ブレーキ制御装置（減速手段）
１１    液晶モニタ（警報手段）
【図１】
2008123230.tif 000003
【図２】
2008123230.tif 000004
【図３】
2008123230.tif 000005
【図４】
2008123230.tif 000006
【図５】
2008123230.tif 000007
【図６】
2008123230.tif 000008
【図７】
2008123230.tif 000009
【図８】
2008123230.tif 000010