(57)【要約】【課題】車両が停止する直前、または発進直後のような低速時でも正確な追従制御が可能な走行制御装置を提供する。【解決手段】入力された自車両の前方を走行する先行車と自車両との車間距離情報と、入力された車輪速検出部で検出された自車速情報と、に基づいて、目標加速度を算出する目標加速度算出部と、目標加速度算出部で算出した目標加速度に基づいて先行車両に追従するように制御する制御部と、を有し、目標加速度算出部は、車輪速検出部で検出した自車速から算出した自車両の加速度と、３軸加速度検出部で検出された車両の進行方向の加速度と、に基づいて、目標加速度を決定する。【選択図】  図１０
2013075592.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力された自車両の前方を走行する先行車と自車両との車間距離情報と、入力された車輪速検出部で検出された自車速情報と、に基づいて、目標加速度を算出する目標加速度算出部と、
前記目標加速度算出部で算出した目標加速度に基づいて先行車両に追従するように制御する制御部と、を有し、
前記目標加速度算出部は、前記車輪速検出部で検出した自車速から算出した自車両の加速度と、３軸加速度検出部で検出された車両の進行方向の加速度と、に基づいて、前記目標加速度を決定する走行制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の走行制御装置において、
前記目標加速度算出部は、前記車輪速検出部で検出した自車速に基づいて、前記車輪速検出部で検出した自車速から算出した自車両の加速度と、前記３軸加速度検出部から算出した車両の進行方向の加速度と、を切り替えて、前記目標加速度を決定する走行制御装置。
【請求項３】
請求項２記載の走行制御装置において、
前記目標加速度算出部は、前記車輪速検出部で検出した自車速が、予め定めた速度以下の場合は、前記３軸加速度検出部から算出した車両の進行方向の加速度を用いて前記目標加速度を決定する走行制御装置。
【請求項４】
請求項２又は３記載の走行制御装置において、
前記目標加速度算出部は、前記先行車が停止が検出され、又は、自車両が追従制御から停止制御にモードが切り替えられた場合、前記３軸加速度検出部から検出した車両の進行方向の加速度を用いて、前記目標加速度を決定する走行制御装置。
【請求項５】
請求項１記載の走行制御装置において、
前記制御部は、前記目標加速度算出部で算出した目標加速度に基づいて先行車両に追従するようにトルク指令又は液圧指令を生成し、出力する走行制御装置。
【請求項６】
請求項３記載の走行制御装置において、
前記目標加速度算出部は、検出された自車速が、前記速度以上に予め設定された第２の速度より大きい場合、前記車輪速検出部で検出した自車速から算出した自車両の加速度を用いて、前記目標加速度を決定する走行制御装置。
【請求項７】
請求項２又は３記載の走行制御装置において、
前記目標加速度算出部は、自車両の発進時には、前記３軸加速度検出部から検出した車両の進行方向の加速度を用いて、前記目標加速度を決定する走行制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自車両の走行を制御する走行制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両に搭載され、自車両の進行方向にいる先行車両や、障害物をレーダーやカメラ等の車間距離検出装置により検知し、その距離を一定に保ち追従制御（ＡＣＣ：Adaptive Cruise Control：車間距離制御）等を行う走行制御装置が存在している。
【０００３】
追従制御のためには、自車両の速度、加速度を利用している。この速度は、一般には、車輪に取り付けられた車輪速センサの信号を用いている。
【０００４】
しかし、車輪速センサは、車輪の軸に取り付けられた一定間隔で並んでいる凹凸が入れ替わる時間を測定して車輪速を求めているため、低速になればなるほどその精度は悪くなる傾向である。
【０００５】
そこで、追従制御では、特許文献１にあるように低速時には車速を推定する方法などが取られてきた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−１９２９８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記特許文献１のように、車輪速センサを用いた速度検知の場合、車輪速センサで検知できない最低速度になったとき、その最低速度と直前の減速度から自車速を推定するだけであり、ＡＣＣ制御のような追従制御を行う際、正確な速度制御ができず、停止位置がばらついたり、減速度が変わり、乗り心地が悪くなる課題がある。
【０００８】
本発明の目的は、車両が停止する直前、または発進直後のような低速時でも正確な速度制御が可能で乗り心地の良い追従制御が可能な装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
課題を解決するために本発明は、入力された自車両の前方を走行する先行車と自車両との車間距離情報と、入力された車輪速検出部で検出された自車速情報と、に基づいて、目標加速度を算出する目標加速度算出部と、目標加速度算出部で算出した目標加速度に基づいて先行車両に追従するように制御する制御部と、を有し、目標加速度算出部は、車輪速検出部で検出した自車速に基づいて、車輪速検出部で検出した自車速から算出した自車両の加速度と、３軸加速度検出部から算出した車両の進行方向の加速度と、を切り替えて、目標加速度を決定する構成とする。
【００１０】
又は、複数の撮像素子で撮像した画像から視差情報を算出する視差情報算出部と、視差情報から自車両の前方を走行する先行車と自車両との車間距離情報を算出する車間距離算出部と、を有する撮像装置と、車間距離情報と、入力された車輪速検出部で検出された自車速情報と、に基づいて、目標加速度を算出する目標加速度算出部と、目標加速度算出部で算出した目標加速度に基づいて先行車両に追従するように制御する制御部と、を有する走行制御装置と、を有し、走行制御装置の目標加速度算出部は、車輪速検出部で検出した自車速に基づいて、車輪速検出部で検出した自車速から算出した自車両の加速度と、３軸加速度検出部から算出した車両の進行方向の加速度と、を切り替えて、目標加速度を決定する構成とする。
【発明の効果】
【００１１】
車両が停止する直前、または発進直後のような低速時でも正確な速度制御が可能で乗り心地の良い追従制御が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る走行制御装置を含む車両の一構成例を示した図である。
【図２】本発明の車両速度と現在加速度の関係の第１の実施形態を説明する図である。
【図３】本発明に係る走行制御装置の第１の実施形態のフローを示す図である。
【図４】本発明の車両速度と現在加速度の関係の第２の実施形態を説明する図である。
【図５】本発明に係る走行制御装置の第２の実施形態のフローを示す図である。
【図６】本発明に係る走行制御装置の第３の実施形態のフローを示す図である。
【図７】本発明の車両速度と影響度比率の関係を説明する図である。
【図８】路面の勾配と現在加速度の関係を説明する図である。
【図９】本発明に係る走行制御装置の第４の実施形態のフローを示す図である。
【図１０】本発明に係る走行制御装置の制御ブロックを示す図である。
【図１１】本発明に係る走行制御装置の他の制御ブロックを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１は、本発明に係る走行制御装置を含む車両の一構成例である。
【００１４】
車両１０５は、走行制御装置１０１と、エンジン制御装置１０２と、変速機制御装置１０３と、ブレーキ制御装置１０４と、車間距離検知装置１０６と、車輪速検出部である車輪速センサ１１０と、３軸加速度検出部である３軸加速度センサ１１１とが、搭載されている。
【００１５】
走行制御装置１０１は、車間距離検知装置１０６が測定した自車両の先行車（前方を走行する車両）と自車両との車間距離情報と、車輪速検出部である車輪速センサ１１０で検出された自車速情報（車速測定値）と、を利用し、目標加速度を算出し、その目標加速度に基づいて先行車両に追従するようにエンジン制御装置１０２とブレーキ制御装置１０４にトルク指令、液圧指令を出力して制御している。
【００１６】
なお、車間距離検知装置１０６は、複数の撮像素子を備えたステレオカメラ等の撮像装置や、ミリ波レーダーのようなレーダー装置等であり、これらにより測定又は算出されて、車間距離情報を出力するものである。
【００１７】
この最終目標加速度の算出には、車両の現在加速度が必要である。現在加速度の利用方法については、本発明の走行制御装置１０１の制御ブロックを示す図１０で説明する。車速測定値がある速度より以下になった場合は、最終目標加速度の算出には、車輪速センサ値から求めた加速度を使用せずに３軸加速度センサ１１１の加速度を現在加速度として使用するように切替える。つまり、車輪速検出部である車輪速センサ１１０で検出した自車速に基づいて、自車速から算出した自車両の加速度と、３軸加速度検出部である３軸加速度センサ１１１から算出した車両の進行方向の加速度と、を切り替えて、目標加速度を決定する。
【００１８】
よって本発明の走行制御装置は、低速時に３軸加速度センサを用いて、制御するため、停止時に正確な車間距離での停車が可能になる。又、発進時の燃費向上と乗り心地改善を得られるという利点がある。
【００１９】
図２は本発明の車両速度と現在加速度の関係の第１の実施形態である。
【００２０】
縦軸に車速、横軸に時間を表している。車両１０５が減速している場合、自車速２０１が時間と共に下降する。約８km／ｈ以上１０km／ｈ以下の範囲内で予め決定される加速度切替車速閾値２０５より自車速２０１が大きい時は、現在加速度２０４は、車輪速センサ１１０の車輪速から求めた加速度２０２を選択し、自車速２０１が予め定めた加速度切替車速閾値２０５（チューニング定数）以下の時は、３軸加速度センサ１１１から求めた進行方向の加速度２０３を現在加速度２０４として選択する。つまり、車輪速センサ１１０で検出した自車速が、予め定めた速度（加速度切替車速閾値）以下の場合は、３軸加速度センサ１１１から算出した車両の進行方向の加速度を用いて目標加速度を決定する。
【００２１】
図３は、図２の第１の実施形態の制御フローを示す図である。
【００２２】
３０２で車間距離検知装置１０６の車間距離測定値を取り込み、３０３で車輪速センサ１１０から求めた自車速を取り込み、自車速に適した車間距離で検索し、３０４でステレオカメラ装置やミリ波レーダーのようなセンサで検知された実車間距離情報に基づいて目標車間距離を算出し、３０９で目標車間距離と自車速からなる目標車速を求め、目標加速度を算出する。３０５で自車速は加速度切替車速閾値２０５未満だった場合は、３０６で３軸加速度センサから求めた進行方向の加速度２０３を現在加速度として取り込み、３０５で自車速は加速度切替車速閾値２０５以上だった場合は、３０７で自車速から加速度を現在加速度として算出する。そして現在加速度を用いて、３０８で最終目標加速度を決定する。この後、加速であれば、エンジン制御装置１０２にトルク指令を出し、減速であれば、ブレーキ制御装置１０４に液圧指令を出す。これにより、より正確な車間距離での緩やかな停止が可能になる。
【００２３】
図４は本発明の一実施例である。
【００２４】
縦軸に車速、横軸に時間を表している。車両１０５が減速している場合、自車速２０１が時間と共に下降する。加速度切替車速閾値２０５より自車速２０１が大きい時は、現在加速度２０４は、車輪速センサ１１０の車輪速から求めた加速度２０２を選択し、加速度切替車速閾値２０５より自車速２０１が小さくなった時から、車輪速センサ由来加速度への復帰車速閾値４０２より大きくなるまでの間は、現在加速度２０４は、３軸加速度センサから求めた進行方向の加速度２０３を選択する。４０３が３軸加速度センサ値使用範囲となる。
【００２５】
図５は、図４の制御のフロー図の一実施例である。
【００２６】
３０２で車間距離検知装置１０６の車間距離測定値を取り込み、３０３で車輪速センサ１１０から求めた自車速を取り込み３０９で目標加速度を算出する。３０４で目標車間距離を算出し、３０９で目標加速度を算出する。３０５で自車速は、予め定めた速度である加速度切替車速閾値２０５以下の場合は、３０６で３軸加速度センサから求めた進行方向の加速度２０３を現在加速度２０４として取り込み、３０５で自車速は加速度切替車速閾値２０５より大きい場合で、５０１で自車速が車輪速センサ由来加速度へ復帰するための予め定めた第２の速度である復帰車速閾値以下の場合は、３０６で３軸加速度センサから求めた進行方向の加速度２０３を現在加速度２０４として取り込み、それ以外の場合（自車速が復帰車速閾値より大きい場合）は、３０７で自車速から算出した加速度を現在加速度２０４とし、３０８で最終目標加速度を決定する。つまり、検出された自車速が、予め定めた速度である加速度切替車速閾値２０５より大きく、且つ予め定められた第２の速度である復帰車速閾値より大きい場合、車輪速センサ１１０で検出した自車速から算出した自車両の加速度を用いて、目標加速度を決定する。
【００２７】
この後、加速であれば、エンジン制御装置１０２にトルク指令を出し、減速であれば、ブレーキ制御装置１０４に液圧指令を出す。
【００２８】
図６は、制御フロー図の一実施例である。
【００２９】
３０２で車間距離検知装置１０６の車間距離測定値を取り込み、３０３で車輪速センサ１１０から求めた自車速を取り込み、３０９で目標加速度を算出する。６０１と６０２と６０３で自車が停止モードに移行するか判定し、停止モードに移行した場合には、３０６で３軸加速度センサから求めた進行方向の加速度２０３を現在加速度２０４として取り込み、停止モードではない場合は、３０７で自車速から算出した加速度を現在加速度２０４とし、３０８で最終目標加速度を決定する。つまり、先行車が停止していることが検出され、又は、自車両が追従制御から停止制御にモードが切り替えられた場合、３軸加速度センサ１１１から検出した車両の進行方向の加速度を用いて、目標加速度を決定する。
【００３０】
この後、加速であれば、エンジン制御装置１０２にトルク指令を出し、減速であれば、ブレーキ制御装置１０４に液圧指令を出す。これにより、より正確な車間距離での停止が可能になる。
【００３１】
図７は、本発明の一実施例である。
【００３２】
最終目標加速度の決定には、自車両の現在加速度を求める必要があり、前述したように車輪速センサから求めた加速度と３軸加速度センサから求めた車両進行方向の加速度を自車速で切替える方法が有効であるが、その切替を段階的に行うために、３軸加速度センサ値影響度比率７０１は、自車速が高くなると下がり、逆に車輪速センサ由来加速度の影響度比率７０２は自車速が高くなると上がるようにする。尚、自車速が、車輪速センサ由来加速度の限界速度７０３以下の場合、車輪速センサは信用度が低いので３軸加速度センサ由来加速度比率を１とする。逆に自車速が３軸加速度センサ由来加速度の限界速度７０４より大きい時は、車輪速由来加速度比率を１とする。この時、車輪速センサ由来加速度の影響度比率７０２と３軸加速度センサ値影響度比率７０１の関係は、
３軸加速度センサ値影響度比率７０１
＝１−車輪速センサ由来加速度の影響度比率７０２
とする。つまり、３軸加速度センサから求めた進行方向の加速度（３軸加速度センサ由来加速度）と、車輪速センサから求めた加速度（車輪速センサ由来加速度）と、を見ながら、予め定めた係数を重み付けし、図７に示すように３軸加速度センサ値影響度比率７０１と車輪速センサ由来加速度の影響度比率７０２がクロスさせるようにすることで、その切替を段階的に行うことができる。このようにすることにより、使用する現在加速度の切替時にそれぞれの加速度に差がある場合の改善にも利用できる。
【００３３】
図８は、本発明の一実施例である。
【００３４】
坂道に車両１０５が停車している。車両は自車両進行方向８０１の矢印が指す方向に発車しようとしている。この時、停車しているので車輪速センサ１１０は、動作していないので加速度は検出できない。しかし、坂道であるため、停車時の車両進行方向加速度８０２の加速度がかかっている状態であるのでこのままでは、自動運転では発車できずに後退してしまう。
【００３５】
そこで、停車時には、３軸加速度センサ１１１から停車時の車両進行方向加速度８０２を求め、これを用いて最終目標加速度を求めることにする。
【００３６】
図９は、図８の制御のフロー図の一実施例である。
【００３７】
３０２で車間距離検知装置１０６の車間距離測定値を取り込み、３０３で車輪速センサ１１０から求めた自車速を取り込み、３０４で目標車間距離を算出する。９０１でプログラムが始めて実行されたか否かを監視する初期化完了フラグが０（未初期化）の場合は、９０３で初期化完了フラグを１にし、３０６で３軸加速度センサ１１１から求めた進行方向の加速度２０３を現在加速度２０４として取り込み、９０１で初期化完了フラグが１（初期化済み）の場合、且つ９０２で停車中ではない場合は、３０７で自車速から算出した加速度を現在加速度２０４とし、３０８で最終目標加速度を決定する。この後、加速であれば、エンジン制御装置１０２にトルク指令を出し、減速であれば、ブレーキ制御装置１０４に液圧指令を出す。これにより、坂道に停車した状態でも制御可能となり、適切なトルク値をエンジン制御装置１０２に送信することができるので乗り心地改善とともに燃費向上に貢献できる。
【００３８】
図１０は、本発明の制御ブロック図の一実施例である。
【００３９】
走行制御装置１０１は、車間距離検出装置１０６から先行車車間距離情報を取得し、車輪速検出装置である車論速センサ１１０から車輪速情報を取得する。取得した先行車車間距離情報と車輪速情報から目標車間算出処理１００１で目標車間距離を算出し、目標車速算出処理１００２で目標車速を算出し、目標加速度算出処理１００３で目標加速度を算出する。この時、車輪速センサからの加速度算出処理１００４で自車速から車両の現在加速度を計算し、使用する加速度の選択処理１００６で現在加速度を決定し、最終目標加速度を遅延処理１００９で遅延させたものと差分をとり、目標加速度と足し合わせるフィードバック制御により最終目標加速度を算出する。求めた最終目標加速度は、加減速に合わせ、エンジントルク算出処理１００７でエンジントルクに変換され、ブレーキ液圧算出処理１００８でブレーキ液圧に変換され、それぞれ、エンジン制御装置１０２、ブレーキ制御装置１０４に伝えられ、車両の走行制御がされている。この時、使用する加速度の選択処理１００６において、自車速が一定速未満の時は、３軸加速度センサ１１１の出力から３軸加速度センサからの車両進行方向の加速度算出処理１００５で算出した進行方向の加速度を、車輪速センサからの加速度算出処理１００４で算出した加速度の代わりに車両の現在加速度として使用する。
【００４０】
図１１は、本発明の制御ブロック図の一実施例である。
【００４１】
図１０では、走行中又は、停止モード中の処理について説明したが、エンジン始動直後、または、発進時、特に坂道の発進時について図１１で説明する。発信時、車輪速検出装置である車輪速センサ１１０は動作していない。このため、先行車が発進して、追従制御を継続する場合、走行制御装置１０１で算出した目標車間距離を基に、目標加速度算出処理１００３で算出した目標加速度では坂道の勾配を考慮していないため、坂道を後退する可能性がある。そこで、３軸加速度センサ１１１から算出した現在加速度を目標加速度に加算することにより最終加速度を算出する。つまり、自車両の発進時には、３軸加速度センサ１１１から検出した車両の進行方向の加速度を用いて、目標加速度を決定する。
【００４２】
図１０、図１１では、３軸加速度センサ１１１は走行制御装置１０１の中にあるように書かれているが、３軸加速度センサ１１１が走行制御装置１０１の外部にある場合や、別の制御装置に取り付けられ通信により加速度情報をもらっていても制御には関係無く本出願に含まれる。
【符号の説明】
【００４３】
１０１  走行制御装置
１０２  エンジン制御装置
１０３  変速機制御装置
１０４  ブレーキ制御装置
１０５  車両
１０６  車間距離検知装置
１０７  エンジン
１０８  変速機
１０９  ブレーキ
１１０  車輪速センサ
１１１  ３軸加速度センサ
２０１  自車速
２０２  車輪速から求めた加速度
２０３  ３軸加速度センサから求めた進行方向の加速度
２０４  現在加速度
２０５  加速度切替車速閾値
４０２  車輪速センサ由来加速度への復帰車速閾値
４０３  ３軸加速度センサ値使用範囲
７０１  ３軸加速度センサ値影響度比率
７０２  車輪速センサ由来加速度の影響度比率
７０３  車輪速センサ由来加速度の限界速度
７０４  ３軸加速度センサ由来加速度の限界速度
８０１  自車両進行方向
８０２  停車時の車両進行方向加速度
１００１  目標車間算出処理
１００２  目標車速算出処理
１００３  目標加速度算出処理
１００４  車輪速センサからの加速度算出処理
１００５  ３軸加速度センサからの車両進行方向の加速度算出処理
１００６  使用する加速度の選択処理
１００７  エンジントルク算出処理
１００８  ブレーキ液圧算出処理
１００９  遅延処理
【図１】
2013075592.tif 000003
【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】
2013075592.tif 000011
【図１０】
2013075592.tif 000012
【図１１】
2013075592.tif 000013