(57)【要約】【課題】運転性をより適正に評価し、評価した運転性に応じた車間距離となるように車両の走行を制御する。【解決手段】運転性算出部１５は、前方走行車両種別、車間距離、相対速度、相対位置、自車速度である追従車両車速、操舵角、日照度を評価し、現在の運転性指数を算出する。適正車間距離算出部１６は、算出された運転性指数に基づき前方走行車両と自車である追従車両との適正車間距離を算出する。適正車速操作量制御部１７は、車間距離が、算出された適正車間距離となるように車両の走行を制御する。【選択図】図１
2004058994.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
前方車両の大きさを検出する車両大きさ検出手段と、
前方車両と自車両との間の車間距離を検出する車間距離検出手段と、
自車両周囲の照度を検出する照度検出手段と、
適正車間距離を算出する適正車間距離算出手段と、
前記車間距離検出手段により検出される前方車両と自車両との間の車間距離が、前記適正車間距離算出手段により算出された適正車間距離となるように、自車両の走行を制御する走行制御手段と、を有し、
前記適正車間距離算出手段は、
前記車両大きさ検出手段により検出された前方車両の大きさが大きい程より長くなり、かつ、前記照度検出手段により検出された照度が高い程より長くなるように、前記適正車間距離を算出すること
を特徴とする車両走行制御装置。
【請求項２】
前方車両の大きさを検出する車両大きさ検出手段と、
前方車両と自車両との間の車間距離を検出する車間距離検出手段と、
自車両の速度である走行速度を検出する速度検出手段と、
前方車両に対する自車両の相対速度を検出する相対速度検出手段と
前方車両に対する自車両の相対位置を検出する相対位置検出手段と、
自車両の操舵角を検出する操舵角検出手段と、
自車両周囲の照度を検出する照度検出手段と、
適正車間距離を算出する適正車間距離算出手段と、
前記車間距離検出手段により検出される前方車両と自車両との間の車間距離が、前記適正車間距離算出手段により算出された適正車間距離となるように、自車両の走行を制御する走行制御手段と、を有し、
前記適正車間距離算出手段は、
前記車両大きさ検出手段により検出された前方車両の大きさと、前記操舵角検出手段により検出された操舵角と、前記照度検出手段により検出された照度と、前記速度検出手段により検出された走行速度と、前記車間距離検出手段により検出された車間距離と、前記相対速度検出手段により検出された相対速度と、前記相対位置検出手段により検出された相対位置とを、予め定めた評価関数に従って評価して、評価結果として現在の運転性を求め、求めた運転性に応じて、算出する前記適正車間距離を修正すること
を特徴とする車両走行制御装置。
【請求項３】
前方車両と自車両との間の車間距離を制御する車両走行制御方法であって、
前方車両の大きさと、前方車両と自車両との間の車間距離と、自車両周囲の照度を検出する第１のステップと、
前記第１のステップにより検出した前方車両の大きさが大きい程より長くなり、前記第１のステップにより検出した照度が高い程よりより長くなるように、適正車間距離を算出する第２のステップと、
前記第１のステップで検出される前方車両と自車両との間の車間距離が、前記第２のステップで算出した適正車間距離となるように、自車両の走行を制御する第３のステップと、を有すること
を特徴とする車両走行制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、前方走行車両に自車両を追従させる自動追従制御を行う車両走行制御装置に属する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の、前方走行車両に自車両を追従させる自動追従制御を行う車両走行制御装置としては、前方走行車両と自車両との間の車間距離が、予めセットした設定車間距離値を保つように、自車両の走行を制御する装置が知られている。
【０００３】
このような車両走行制御装置では、前方走行車両が、軽車両から大型貨物車両に変わったとしても、運転者が設定車間距離値を変更しない限り、前方走行車両と自車両との間の車間距離は一定に保たれる。
【０００４】
このため、前方走行車両が軽車両のときに合わせて設定車間距離値を設定した場合、前方走行車両が大型貨物車両となると、前方が見難くなってしまい、快適に運転できなくなってしまうことがある。
【０００５】
そこで、たとえば、特開平２−４０７９８号公報記載の技術では、前方車両が大型車であるか否かを識別し、大型車であると識別された場合には、車間距離が長くなるように、自車両の走行を制御している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、運転者の感じる車間距離に対する妥当性、すなわち、運転者の感じる運転のし易さや安心感などの現運転状況の妥当性等を表す運転性というものは、前方走行車両の種類のみで決まるものではない。すなわち、自車両である追従車両が普通乗用車で、前方走行車両が大型貨物自動車である場合、普通乗用車の運転者は、例えば５ｍの車間距離でも前方走行車両が普通乗用車の場合と比べて短く感じてしまい、逆に前方走行車両が普通乗用車で、自車両である追従車両が大型貨物自動車である場合、例えば５ｍの車間距離でも前方走行車両が大型貨物自動車の場合と比べて長く感じてしまうという様に、前方走行車両と自車両である追従車両との組み合わせによっても、自車両である追従車の運転者が感じる運転性は大きく異なる。
【０００７】
また、周囲の明るさによっても、運転者の感じる車間距離に対する運転性は異なってくる。すなわち、昼間と夜間とにおいて、前方走行車両との車間距離が同じでも、運転者が感じる車間距離は、視界が不鮮明な状態である夜間の方が短く感じられる。
【０００８】
また、同様に、自車両の走行速度や、前方走行車両に対する相対速度、相対位置や、自車両の操舵角などによっても、前方走行車両との車間距離が同じでも自車両である追従車の運転者が感じる運転性は異なってくる。
【０００９】
なお、運転視界に関する調査結果をまとめたものとしては、財団法人自動車走行電子技術協会発行の商用車の車間距離（車間時間）に関する調査研究報告書（平成１１年３月）がある。
【００１０】
そこで、本発明は、運転者が感じる運転性に整合した車間距離を保つように自動追従制御を行うことのできる車両走行制御装置を提供することを課題とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記課題達成のために、本発明では、前方車両の大きさを検出する車両大きさ検出手段と、前方車両と自車両との間の車間距離を検出する車間距離検出手段と、自車両周囲の照度を検出する照度検出手段と、適正車間距離を算出する適正車間距離算出手段と、前記車間距離検出手段で検出される前方車両と自車両との間の車間距離が、前記適正車間距離算出手段で算出された適正車間距離となるように自車両の走行を制御する走行制御手段と、を設ける。そして、前記適正車間距離算出手段に、車両大きさ検出手段により検出した前方車両の大きさが大きいほどより長くなり、前記照度検出手段により検出した照度が高い程より長くなるように、前記適正車間距離を算出させる。
【００１２】
このようにすれば、前方車両の大きさのみならず、周囲の照度による運転視界の変化をも考慮して、適正車間距離を決定することができるので、より、運転者の感じる運転性に整合した車間距離による自動追従制御を行えるようになる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について説明する。
【００１４】
図１に、本発明の一実施形態が適用された車両走行制御装置の構成を示す。
【００１５】
図中、自車両（追従車両）に搭載された車両位置検出部１０は、例えばレーザーレーダを備え、所定のパルス間隔でレーザ光を照射しつつ自車前方をスキャンする。スキャンされたレーザ光は前方走行車両によって反射される。車両位置検出部１０は、その反射レーザ光を受光することにより、車間距離、相対速度、および、前方走行車両と自車両との走行方向の偏移を表す相対位置を検出する。
【００１６】
また、車速検出部１１は、ホール素子等を利用して自車両の走行速度を検出する。操舵角検出部１３は、ポテンショメータ等を利用して自車両の操舵角を検出する。
【００１７】
また、前方走行車両判別部１３は、カメラ等の撮影機で得られた画像を処理して、前方走行車両が大型車か普通車かを表す前方走行車両種別を判別する。この判別基準としては、撮影機での投影面積の比較、ナンバープレートの大きさ、色などを用いることができる。
【００１８】
また、日照度検出部１４は、フォトダイオード等を用いて、運転視界の明るさを表すパラメータとして日照度を検出する。なお、日照度は、前方走行車両判別部１３にカメラを使用した場合、このカメラの露光の補正値を参考にして検出するようにしてもよい。
【００１９】
車両位置検出部１０、車速検出部１１、操舵角検出部１２、前方走行車両判別部１３、日照度検出部１４によって検出された、車間距離、相対速度、相対位置、自車速度、操舵角、前方走行車両種別、日照度は、運転性算出部１５に送られる。
【００２０】
さて、運転性算出部１５は、送られてきた各パラメータに対して演算処理を行い、運転者の感覚に合致した運転性指数を算出する。
【００２１】
以下、この運転性算出部１５における運転性指数の算出処理について説明する。
【００２２】
運転性算出部１５は、図２に示すように、前方走行車両種別、車間距離、相対速度、相対位置、自車速度である追従車両車速、操舵角、日照度の各々を、予め定めた評価基準を用いて評価し、各評価結果に応じて、最終的に運転性指数Ｄを出力する。
【００２３】
すなわち、追従車（自車）車速と車間距離は、３つの評価基準Ｓ（Ｓｍａｌｌ：小）、Ｍ（Ｍｉｄｄｌｅ：中）、Ｂ（Ｂｉｇ：大）で評価する。相対位置と操舵角は、３つの評価基準Ｌ（Ｌｅｆｔ：左）、Ｚ（Ｚｅｒｏ：ゼロ）、Ｒ（Ｒｉｇｈｔ：右）で評価する。相対速度は、３つの評価基準Ｎ（Ｎｅｇａｔｉｖｅ：負）、Ｚ（Ｚｅｒｏ：ゼロ）、Ｐ（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ：正）で評価する。前方走行車両種別は、２つの評価基準Ｓ（Ｓｍａｌｌ：小）、Ｂ（Ｂｉｇ：大）で評価する。そして、日照度は、２つの評価基準Ｄ（Ｄａｒｋ：暗）、Ｂ（Ｂｒｉｇｈｔ：明）で評価する。
【００２４】
具体的には、図３、図４、図５、図６、図７、図８、図９にそれぞれ示した追従車速、相対速度、車間距離、相対位置、操舵角、前方走行車両、日照度の各評価基準の評価関数を用いて、追従車速、相対速度、車間距離、相対速度、操舵角、前方走行車両種別、日照度の各パラメータの、対応する各評価基準への適合度を算出する。
【００２５】
ここで、図３は追従者車速の評価基準Ｓ（小）、Ｍ（中），Ｂ（大）の評価関数を、図４は相対速度の評価基準Ｎ（負）、Ｚ（ゼロ）、Ｐ（正）の評価関数を、図５は車間距離の評価基準Ｓ（小）、Ｍ（中）、Ｂ（大）の評価関数を、図６は相対位置の評価基準Ｌ（左）、Ｚ（ゼロ）、Ｒ（右）の評価関数を、図７は操舵角の評価基準Ｌ（左）、Ｚ（ゼロ）、Ｒ（右）の評価関数を、図８は前方車両種別の評価基準Ｓ（Ｓｍａｌｌ：小）、Ｂ（Ｂｉｇ：大）の評価関数を、そして、図９は日照度の評価基準Ｄ（Ｄａｒｋ：暗）、Ｂ（Ｂｒｉｇｈｔ：明）の評価関数を表している。ただし、図８は、前方車両種別として、前方車両の車両高さを用いる場合について示している。
【００２６】
このような評価関数を用いて、各パラメータの対応する各評価基準への適合度を求める。たとえば、図３に示す追従者車速の評価基準Ｓ（小）、Ｍ（中），Ｂ（大）の評価関数を用いた場合、追従車車速が５０Ｋｍ／ｈであるときの各評価基準の度合いは以下のようになる。
【００２７】
Ｓ（小）＝０
Ｍ（中位）＝０．６
Ｂ（大）＝０
これは、自車である追従車両の車速５０Ｋｍ／ｈの場合は、運転者の感覚で０．６の適合度で評価基準Ｍ（中位のスピード）に適合していると判断されることを示している。
【００２８】
このようして、運転性算出部１５は、追従車速、相対速度、車間距離、相対速度、操舵角、前方走行車両、日照度の各パラメータの対応する各評価基準への適合度を算出する。
【００２９】
この結果、例えば、追従車速、相対速度、車間距離、相対速度、操舵角、前方走行車両、日照度の各パラメータが、
追従車両車速＝８０Ｋｍ／ｈ
相対速度＝−２０Ｋｍ／ｈ
車間距離＝２５ｍ
相対位置＝−２ｍ
操舵角＝−４５ｄｅｇ
前方走行車両＝１．５ｍ（車高）
日照度＝１０１ｘ
である場合、各パラメータの対応する各評価基準への適合度は、以下のようになる。
【００３０】
（１）追従車車速：
Ｓ＝Ｂ＝Ｏ
Ｍ＝０．３５
（２）相対速度：
Ｐ＝Ｚ＝Ｏ
Ｎ＝０．９
（３）車間距離：
Ｓ＝０．４
Ｍ＝Ｂ＝０
（４）相対位置：
Ｒ＝Ｏ
Ｌ＝０．９
（５）操舵角：
Ｌ＝１．０
Ｒ＝０
（６）前方走行車両
Ｓ＝０．３
Ｂ＝０
（７）照度
Ｄ＝０．６
Ｂ＝０
そこで、運転性算出部１５は、図１０に示す制御マップを用い、以下のようにして、最終的な運転性指数Ｄを求める。
【００３１】
図１０は、追従車速、相対速度、車間距離、相対速度、操舵角、前方走行車両、日照度の各パラメータの評価基準の組み合わせと、運転性指数Ｄの５つの評価基準ＶＬ（Ｖｅｒｙ　ＬＯＷ：極めて低）、Ｌ（Ｌｏｗ：低）、Ｍ（Ｍｉｄｄｌｅ：中）、Ｈ（Ｈｉｇｈ：高）、ＶＨ（Ｖｅｒｙ　Ｈｉｇｈ：極めて高）との対応を、予め規定したものであり、追従車速、相対速度、車間距離、相対速度、操舵角、前方走行車両、日照度の組み合わせに対して、運転者が感じる運転性を、各評価基準の関係ルールとして表現したものである。
【００３２】
たとえば、この制御マップの１段目は「追従車車速がＢ（大）且つ相対速度がＮ（負）且つ車間距離がＳ（小）且つ相対位置がＺ（ゼロ）且つ操舵角力がＺ（ゼロ）且つ前方走行車両がＢ（大）且つ日照度Ｄ（暗）であるならば、運転性指数はＶＬ（極めて低）」とするルールを示している。３段目は、「追従車車速がＢ（大）且つ相対速度がＮ（負）且つ車間距離がＳ（小）且つ拍対位置がＺ（ゼロ）且つ操舵角がＺ（ゼロ）且つ前方走行車両がＢ（大）且つ日照度がＢ（明）であるならば、運転性指数はＬ（低）」とするルールを示している。
【００３３】
さて、このような制御マップを用いて、運転性算出部１５は、まず、各制御マップの各ルール（各段）の満足度を、そのルールに記述された追従車速、相対速度、車間距離、相対速度、操舵角、前方走行車両、日照度の評価基準に対して先に求めた適合度の積より求める。
【００３４】
すなわち、たとえば、制御マップの※印のついているルールに対して、図３〜図９に示す各パラメータの評価関数により、
追従車車速度がＭの適合度＝０．３５
相対速度がＮの適合度＝０．９
車間距離がＳの適合度＝０．４
相対位置がＬの適合度＝０．９
操舵角がＬの適合度＝１．０
前方走行車両がＳの適合度＝０．３
日照度がＳの適合度＝０
であるとして求まる場合、この※印のついているルールの満足度を、これらの適合度の積をとって、
０．３５×０．９×０．４×０．９×１．０×０．３×０＝０
とする。
【００３５】
そして、制御マップの各ルールに対して満足度を求めたならば、ｉ番目のルールの満足度をＳｉ、ｉ番目のルールに記述された運転性指数の評価基準をＵｉとし、運転性指数Ｄの５つの評価基準ＶＬ、Ｌ、Ｍ、Ｈ、ＶＨに、予め定めておいた数値ＶＬ＝１．００、Ｌ＝０．７５、Ｍ＝０．５０、Ｈ＝０．２５、ＶＨ＝０．００を代入して、以下の式
Ｄ＝Σ（Ｓｉ×Ｕｉ）／ΣＳｉ
により、最終的な運転性指数Ｄを算出する。
【００３６】
さて、このようにして運転性算出部１５にて算出された運転性指数Ｄは、次に適正車間距離算出部１６に送られる。
【００３７】
適正車間距離算出部１６は、送られてきた運転性指数Ｄ、車両位置検出部１０からの相対速度、および、車速検出部１１からの追従車車速を用いて、前方走行車両と自車との適正な車間距離を算出する。
【００３８】
すなわち、先ず、相対速度Ｖｒと自車速Ｖにより、次式に従って、前方走行車両に追突せずに停止できる基準車間距離Ｌｏを求める。
【００３９】
Ｌｏ＝Ｖ×τ＋（Ｖｓ２−Ｖ２）／２α
Ｖｓ＝Ｖ＋Ｖｒ
ここで、τは自車の空走時間（ブレーキを踏んで実際にブレーキが作動するまでの時間）、αは減速度である。そして、この基準車間距離Ｌｏを、運転性算出部１５によって算出された運転性指数Ｄを用いて次式により補正し、適正車間距離Ｌを算出する。
【００４０】
Ｌ＝（１＋Ｄ）×Ｌｏ
それから、適正車間距離算出部１６は、算出した適正車間距離Ｌを適正車速操作量制御部１７に送る。
【００４１】
適正車間距離Ｌを受け取った適正車速操作量制御部１７は、図１１に示す処理２０を行う。
【００４２】
すなわち、処理２１において、適性車間距離Ｌと実際の車間距離Ｇとで、Ｌ−Ｇという演算を行なう。そして、演算結果が正ならば、適正車間距離Ｌに対して実際の車間距離Ｇが短いということになるので、処理２２によってスロットルアクチュエータ１８を全閉とし、車両にエンジンブレーキをかけ、併せて、処理２３でブレーキアクチュエータ１９へブレーキ液圧を増加させてブレーキをかけ、車速を下げて、車間距離Ｇを適正車間距離Ｌに近づける制御を行なう。
【００４３】
一方、処理２１での演算結果が負ならば、適正車間距離Ｌに対して実際の車間距離Ｇが長いということになるので、処理２４によってスロットルアクチュエータ１８の開度を増加させ、併せて、処理２５でブレーキアクチュエータ１９へブレーキ液圧を低下させて、車速を上げて、車間距離Ｇを適正車間距離Ｌに近づける制御を行なう。
【００４４】
以上、本発明の一実施形態について説明した。
【００４５】
このように、本実施形態では、追従車車速、前方走行車両との相対速度、車間距離、相対位置、自車の操舵角、前方走行車両の大きさ、さらには、日照度を加味して、運転性を評価し、評価した運転性に応じて車間距離を制御することができる。このため、評価結果に応じた適当な制御内容を規定することにより、より運転性が適正となるように車間距離を制御することができるようになる。
【００４６】
この結果、たとえば、前方走行車両の大きさと日照度に応じて、図１２に示すように、前方走行車両の大きさが大きくて日照度が低いときには車間距離を標準よりも大きく、前方走行車両の大きさが大きくて日照度が高いときには車間距離を中程度に、前方走行車両の大きさが小さくて日照度が低いときには車間距離を中程度に、前方走行車両の大きさが小さくて日照度が高いときには車間距離を小さくするような車両走行制御が可能となる。
【００４７】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、より運転者の感じる運転性に整合した車間距離による自動追従制御を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態が適用された車両走行制御装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示す運転性算出部１５における入力パラメータの評価基準と出力値とを示す図である。
【図３】追従車速の評価基準の評価関数を示す図である。
【図４】相対速度の評価基準の評価関数を示す図である。
【図５】車間距離の評価基準の評価関数を示す図である。
【図６】相対位置の評価基準の評価関数を示す図である。
【図７】操舵角の評価基準の評価関数を示す図である。
【図８】前方車両種別の評価基準の評価関数を示す図である。
【図９】日照度の評価基準の評価関数を示す図である。
【図１０】図１に示す運転性算出部１５で用いる制御マップを示す図である。
【図１１】図１に示す適正車速操作量制御部１７での処理を示す図である。
【図１２】本実施形態において、前方車両大きさと日照度に応じて決定、制御される適正車間距離の例を示した図である。
【符号の説明】
１０…車両位置検出部、１１…車速検出部、１２…操舵角検出部
１３…前方走行車両検出部、１４…日照度検出部、１５…運転性算出部
１６…適正車間距離算出部、１７…適正車速操作量制御部
１８…スロットルアクチュエータ、１９…ブレーキアクチュエータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2004058994.tif 000013
【図１２】
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