(57)【要約】自動減速装置を用いた場合でもドライバの運転負荷、特に減速，制動操作の軽減を達成すること。道路環境を認識する認識部と、認識された前記道路環境に基づいて目標減速度を求める第１の目標減速度演算部と、前記道路環境に関係なく目標減速度を求める第２の目標減速度演算部と、前記道路環境に基づいて求められた目標減速度と道路環境に関係なく求められた目標減速度とを認識された前記道路環境を含む車両情報に基づき切り替える切換部とを備え、障害物があるにも関わらず道路環境を認識する手段が障害物を認識していない場合にも車両を減速させ、道路環境を認識する手段が障害物を認識していないにも関わらずドライバが自動で減速するものと思い込んでいる場合にも、ドライバのブレーキ遅れによる危険な状態の発生を防ぐことを可能にする。【特許請求の範囲】
【請求項１】
道路環境を認識する認識部と、認識された前記道路環境に基づいて目標減速度を求める第１の目標減速度演算部と、前記道路環境に関係なく目標減速度を求める第２の目標減速度演算部と、前記道路環境に基づいて求められた目標減速度と道路環境に関係なく求められた目標減速度とを認識された前記道路環境に基づき切り替える切換部とを備えることを特徴とする自動減速装置。
【請求項２】
請求項１において、前記道路環境を認識する認識部が減速対象を認識していない場合は、前記道路環境に関係なくもとめられた目標減速度に従い減速することを特徴とする自動減速装置。
【請求項３】
請求項１において、前記道路環境に関係なく目標減速度を求める第２の目標減速度演算部は、前記道路環境を認識する手段が減速対象を認識しなくなってから所定時間経過した場合に目標減速度の信号を出力することを特徴とする自動減速装置。
【請求項４】
請求項１において、前記道路環境に関係なく目標減速度を求める第２の目標減速度演算部は、車速が所定の車速を下回った場合に目標減速度の信号を出力することを特徴とする自動減速装置。
【請求項５】
請求項１において、前記道路環境に関係なく目標減速度を求める第１の目標減速度演算部は、前記道路環境を認識する手段の追従対象物の認識度合いが、追従対象の閾値未満又は所定の閾値以上の場合に目標減速度の信号を出力することを特徴とする自動減速装置。
【請求項６】
請求項１において、変速装置を切り替えるシフト位置がバックである時は前記自動減速制御を行わないことを特徴とする自動減速装置。
【請求項７】
請求項２において、変速装置を切り替えるシフト位置がバックである時は前記自動減速制御を行わないことを特徴とする自動減速装置。
【請求項８】
請求項１において、ハンドルの舵角もしくは車両のヨーレートが所定の閾値以上のときは前記減速制御を行わないことを特徴とする自動減速装置。
【請求項９】
請求項２において、ハンドルの舵角もしくは車両のヨーレートが所定の閾値以上のときは前記減速制御を行わないことを特徴とする自動減速装置。
【請求項１０】
請求項１において、ドライバのブレーキ操作が行われているときは、前記自動減速制御を行わないことを特徴とする自動減速装置。
【請求項１１】
請求項２において、ハンドルの舵角もしくは車両のヨーレートが所定の閾値以上のときは前記減速制御を行わないことを特徴とする自動減速装置。
【請求項１２】
請求項１において、車速が所定の範囲外の時は、前記自動減速制御を行わないことを特徴とする自動減速装置。
【請求項１３】
請求項２において、車速が所定の範囲外の時は、前記自動減速制御を行わないことを特徴とする自動減速装置。
【請求項１４】
請求項１において、前記認識した道路環境に基づいて目標減速度を求める第１の目標減速度演算部は、車両が加速しない最小の減速度を上限として減速度を制限することを特徴とする自動減速装置。
【請求項１５】
請求項２において、前記認識した道路環境に基づいて目標減速度を求める第１の目標減速度演算部は、車両が加速しない最小の減速度を上限として減速度を制限することを特徴とする自動減速装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、自動車の自動制御装置に係り、特に車両の減速を制御する減速装置に関するものである。
【背景技術】  従来、レーダ等の外界認識センサで先行車との実車間距離を計測し、この車間距離と自車速から目標車間距離を決定し、目標車間距離と実車間距離が一致するように自車速度を制御する自動車間制御装置が実用化されている。
このような、自動車間制御装置は、外界認識センサが先行車を認識している時は目標車間距離に実車間距離を保つように自車速を制御し、先行車が認識されていないときは、自車速をあらかじめ設定された設定車速になるように制御するものである。しかし、設定車速は先行車の認識いかんに関わらず自車速の制御装置の上限車速となっているので、外界認識センサが先行車を認識していないときは、必ず設定車速まで加速することになる。
しかし、外界認識センサは、人間や自転車等の道路上の人や物体を十分に認識することができず、また、急カーブや交差点等の道路環境も認識することができない場合が多々ある。
そのため、自動車間制御装置を高速道路のような自動車専用道路以外で使用すると、先行車を認識していない場合は正面に人や自転車が存在していても加速してしまう可能性を生じさせる場合があり、交差点や急カーブ等へ進入する際にも加速してしまう可能性を生じさせる場合もあるので、自動車間制御装置は自動車専用道路以外では使用できないように設計されている。
このため、自動制御車間装置を使用できる環境では、この自動制御車間装置を使用することによりドライバの疲労軽減と安全性の向上を得ることができるが、この自動制御車間装置を使用できない環境がほとんどであるため、このような高価な装置を車両に搭載してもドライバが恩恵を受けることはほとんど無い状況となっている。
そこで、自動制御車間装置をできるだけ多くの環境で使用できるようにする方法が提案されている。
例えば、特開平９−５０５９７号公報では、カーナビゲーションシステムにより道路形状を認識し、カーブ等の手前で自動的に減速する方法が提案されている。しかし、これによれば、カーナビゲーションシステムが自車の現在位置を確定するために使用しているＧＰＳの精度が高くないため、現在自車が走行している道路を誤る可能性や、カーナビゲーションシステムに搭載されている地図と実際の道路の形状が異なる可能性があるため、自動制御車間装置の道路環境認識手段としては実用的な段階には至っていない。
また、人間や自転車の検出についても様々な研究が行われているが、実用化には至っていない。
自動車間制御装置は、アクセルペダルの操作と、ブレーキペダルの操作の両方を自動化する装置だが、上記に説明した状況の中でできるだけドライバの負担を削減するために、ブレーキペダルだけを自動化する方法が提案されている。
例えば、特開平１０−１７２１００号公報では、レーダで先行車との車間距離を検出し、ドライバのアクセル操作が無いときは前記車間距離に従い減速制御を行う減速のみを行う自動車間制御装置であり、このような装置では前方に人や自転車が存在するにもかかわらず不用意に加速することは無いので、自動車専用道路以外でも使用でき、ドライバの疲労軽減や安全性の向上に大きく貢献できると考えられる。
また、特開平１０−３２９６８４号公報では、ドライバのアクセル操作が無いときは、自動的にブレーキを掛けることにより、ドライバのブレーキ操作回数を軽減する方法が提案されている。
しかし、特開平１０−１７２１００号公報ではレーダが障害物等を認識できない場合はブレーキを掛けずに空走してしまうので、ドライバはレーダで認識できていてブレーキが掛かるだろうと思っているがレーダが認識できていない場合に、ドライバのブレーキ操作が遅れる場合がある。
また、特開平１０−３２９６８４号公報のような方法は、前方に先行車等が存在する場合は有効であるが、先行車が存在し、前記先行車が自動ブレーキによる減速度より大きな減速度で減速を行った場合は、ドライバがブレーキを踏みまししなければならず、先行車の減速度が自動ブレーキの減速度より小さな場合は、アクセル操作による加速と自動ブレーキによる減速を繰り返すことにより減速度を調整しなければならないという問題があった。
【発明の開示】
そこで本発明では、道路環境を認識する認識部と、認識された前記道路環境に基づいて目標減速度を求める第１の目標減速度算出部と、前記道路環境に関係なく目標減速度を求める第２の目標減速度算出部と、前記道路環境に基づいて求められた目標減速度と道路環境に関係なく求められた目標減速度とを認識された前記道路環境を含む車両情報に基づき切り替える切換部とを備えることを特徴とする。
このように、本発明の減速装置は、障害物があるにも関わらず道路環境を認識する手段が障害物を認識していない場合にも車両を減速させ、道路環境を認識する手段が障害物を認識していないにも関わらずドライバが自動で減速するものと思い込んでいる場合にも、ドライバのブレーキ遅れによる危険な状態の発生を防ぐ事ができる。
【図面の簡単な説明】  第１図は、車両システム構成図である。第２図は、自動車間減速装置の内部ブロック図である。第３図は、制御開始／終了判断部の状態遷移図である。第４図は、目標車間決定部のブロック図である。第５図は、減速度開始時間決定部のブロック図である。第６図は、追従減速度演算部の内部状態図である。第７図は、追従減速度演算部のブロック図である。第８図は、非追従減速度演算部のブロック図である。第９図は、車速制御部のブロック図である。
【発明を実施するための最良の形態】  本発明をより詳細に説述するために、添付の図面に従ってこれを説明する。
【実施例１】  第１図により車両上でのシステムの構成を説明する。
まず、第１図に示される構成要素について以下に示す。１００１０は、先行車との車間距離を計測するレーダであるが、先行車や障害物の位置や形状を認識できれば、本センサはカメラ等レーダ以外のデバイスでも良い。１００２０は、各センサと各ユニットと各アクチュエータを接続するワイヤハーネスである。１００３０は、エンジン１０１４０からタイヤ１００４０に駆動力を伝えるドライブシャフトである。１００４０はタイヤである。１００５０は、エンジンを制御するエンジンコントロールユニットである。１００６０は、レーダ１００２０により計測される車間距離から車両の減速度を制御する自動車間制御減速装置である。１００７０は、ＡＴ（オートマティックトランスミッション）の制御を行うＡＴコントロールユニットである。１００８０は、ブレーキの制御を行うブレーキコントロールユニットである。１００９０は、ハンドルである。１０１００は、ブレーキ踏み力を倍力させるブレーキブースタである。１０１１０は、ブレーキキャリパとブレーキディスクから構成されるブレーキである。１０１２０は、ブレーキに動力を伝えるブレーキフルードの配管である。１０１３０は、トランスミッションである。１０１４０は、エンジンである。
第１図は、エンジンによる自動車を示しているが、自動車の動力はモーター等、エンジン以外でもよい。また、ブレーキは油圧を利用したシステムを示しているが、モーターを動力とする電動ブレーキでも良い。
なお、上述を含め、以下、制御量，物理量，パラメータ等の情報は、制御装置又は処理手段間では信号として送受信されるものである。これらには信号線を介してのやり取りだけでなく、通信プロトコルに応じた通信等で行うことも可能である。
つぎに、自動車間制御減速装置１００６０の働きを示す。レーダ１００１０により計測された車間距離と、自動車間制御減速装置１００６０内で演算された目標車間距離が一致するように、もしくは減速が必要と判断される場合は自車を減速させるように、自動車間制御減速装置１００６０は目標ブレーキ液圧を演算し、目標ブレーキ液圧をブレーキコントロールユニット１００８０に送る。ここで、ブレーキコントロールユニット１００８０に送られる制御量は、ブレーキ液圧としているが、前記制御量は駆動軸トルクや、加速度等、車両を制御するための他の制御量でもよい。
目標ブレーキ液圧を受けたブレーキコントロールユニット１００８０は、ブレーキ配管１０１２０のブレーキ液圧が前記目標ブレーキ液圧と一致するようにブレーキブースタ１０１００を制御する。
また、自動車間制御減速装置１００６０は必要で有れば、ＡＴコントロールユニット１００７０に目標変速値を送ることにより、トランスミッション１０１３０のギヤ位置を変更しても良いし、エンジンコントロールユニット１００５０にスロットル全閉信号やフューエルカット信号を送ることにより、エンブレを意図的に発生させても良い。
以上に従うことにより、自動車間制御減速装置１００６０は道路環境に応じて自車１００００を減速制御することができる。
次に、自動車間制御減速装置１００６０の構成について説明する。
第２図は、自動車間制御減速装置１００６０のブロック図である。
道路環境センシング部２００１０は、レーダ１００１０から入力されるデータの入力処理を行い、障害物との距離，相対速度，角度（その他のパラメータを追加）を出力する。ここで行われる入力処理は、センサから入力されたデータのビットレート変換とリミッタ処理，オフセット処理，符号反転であるが、レーダの特性によってはノイズカット等のためにフィルタ処理等を施しても良い。本実施例では、道路環境センシング部２００１０にレーダ１００１０が接続されているが、接続されるセンサはカメラ等、他の道路環境認識センサでも良い。
このように道路環境情報を出力するが、この道路環境情報には道路環境を認識しているか否かの道路環境認識情報を含んでもよい。また、道路環境情報と道路環境認識情報は、それぞれ別々に出力してもよい。
車両状態センシング部２００３０は、車速センサ２００２０と蛇角センサ２００２１とアクセルＳＷ２００２２とブレーキＳＷ２００２３とシフトＳＷ２００２４との入力処理を行い、自車両の速度と加速度とドライバによるハンドル操作の有無とドライバによるアクセル操作の有無とドライバによるブレーキ操作の有無とトランスミッションのシフト位置がバックに有るかどうかを出力する。
つまり、これにより道路環境情報を含む車両情報を出力することも可能である。また、当然のことながら、道路環境情報のみを出力することも可能である。車両情報は、例えば、以下のように算出・処理できるが、これ以外の方法で求めることも可能である。
自車両の速度は、車速センサから入力される車輪の回転数×タイヤ半径×２πより算出する。このとき、車輪速センサの特性により、ノイズをカットするためのフィルタ処理等を施しても良い。
自車両の加速度は、上記車速を微分処理し加速度を算出することにより算出するが、Ｇセンサにより直接加速度を計測してもよい。
ドライバによるハンドル操作の有無は、蛇角センサ２００２１によりセンシングされるハンドルの蛇角がある閾値以上で一定時間経過した場合、ハンドル操作有りと判断するが、例えばヨーレートセンサによって検出されたヨーレートがある閾値以上で一定時間経過した場合ハンドル操作有りと判断してもよい。
ドライバによるアクセル操作は、アクセルＳＷ２００２２がＯＮの時はアクセル操作有り、ＯＦＦの時はアクセル操作無しと判断するが、車両状態センシング部２００３０にアクセルＳＷ以外のセンサ／ＳＷを接続し、例えばアクセル開度センサによるアクセル開度や、スロットル開度センサによるスロットル開度がある閾値以上であればドライバによるアクセル操作有りと判断しても良い。
ドライバによるブレーキ操作の有無は、ブレーキＳＷ２００２３がＯＮの時はブレーキ操作有り、ＯＦＦの時はブレーキ操作無しと判断するが、車両状態センシング部２００３０にブレーキＳＷ２００２３以外のセンサ／ＳＷを接続し、例えばブレーキ液圧がある閾値以上の時にドライバのブレーキ操作有りと判断したり、ブレーキペダルに踏力センサやストロークセンサを取り付け、踏力やストロークがある閾値以上の時にドライバのブレーキ操作有りと判断してもよい。
トランスミッションのシフト位置がバックに有るかどうかは、シフトＳＷのバックアップランプ点灯用信号をモニタし、前記バックアップランプ点灯用信号が点灯状態にあるときは、シフト位置がバックであると判断する。
ＳＷ入力部２００５０は、セットＳＷ２００４０と車間設定ＳＷ２００６０の入力処理を行い、セットＳＷ２００４０がドライバによりＯＮされているかどうかと設定車間ＳＷ２００６０がＯＮ状態になっているかどうかを判断する。セットＳＷ２００４０がドライバによりＯＮされているかどうかの判断方法は、セットＳＷ２００４０がＯＮの状態がある時間以上の場合はドライバによりＯＮされていると判断することにより行う。設定車間ＳＷ２００６０がドライバによりＯＮされているかどうかの判断についても、上記セットＳＷ２００４０と同様の方法によりドライバによりＯＮされているかどうかを判断する。
さらに、詳しく説明する。
制御開始／終了判断部２００７０は、車両状態センシング部２００３０から入力される車両状態とＳＷ入力部２００５０から入力されるＳＷの状態により制御の状態を決定する。前記制御の状態の決定方法を第３図により説明する。
制御状態は、車両のイグニションスイッチＩＧＮをＯＮした時はスタンバイ３００１０の状態にある。スタンバイ状態３００１０でセットＳＷ２００４０がＯＮされると［ドライバセットＳＷ  ＯＮ］３００２０が発生すると、セットＳＷ  ＯＮ状態３００５０に遷移する。セットＳＷ  ＯＮ状態３００５０で［ドライバハンドル操作無し且つ、ドライバアクセル操作無し且つ、ドライバブレーキ操作無し且つ、シフト位置がバックでは無い且つ、車速が閾値以内］３００６０となると、制御開始状態３００７０に遷移する。制御開始状態３００７０で、［ドライバハンドル操作有りもしくは、ドライバアクセル操作有りもしくは、ドライバブレーキ操作有りもしくは、シフト位置がバックもしくは、車速が閾値外］３００８０となると、セットＳＷ  ＯＮ状態３００５０に遷移する。セットＳＷ  ＯＮ状態３００５０か、制御開始状態３００７０の時に［ドライバセットＳＷ  ＯＦＦ］３００３０が発生すると、スタンバイ状態３００１０に遷移する。
初期設定決定部２００８０は、設定車間決定部２００９０と減速開始時間決定部２０１００から構成される。
設定車間決定部２００９０における設定車間の決定方法を第４図により説明する。
ドライバが、レバー４００１０を操作して設定車間ＳＷ４００２０を切り替える事により目標車間マップ４００３０〜４００６０の値がＳＷ４００７０〜４０１００により選択され、目標車間距離４０１１０として出力される。目標車間マップ４００３０〜４００６０は道路環境センシング部２００１０から入力される先行車車速により引かれる。
次に、減速度開始時間決定部２０１００における減速度開始時間の決定方法を第５図により説明する。
ドライバが、レバー５００１０を操作して減速度開始時間選択ＳＷ５００２０を切り替える事により、減速度開始時間５００３０〜５００６０の値がＳＷ５００７０〜５０１００により選択され、減速度開始時間５０１１０として出力される。
非追従減速度演算部２０１１０は追従減速演算部２０１２０と非追従減速演算部２０１３０から構成される。第６図により、追従減速度度演算部２０１１０の動作を説明する。
先行車有り無しの切り替えロジック部のフローを示している。
追従減速度演算部２０１１０は、最初非制御６００１０にある、この状態にあるとき制御開始／終了判断部２００７０から入力される状態が、制御開始状態６００５０になると制御６００６０に遷移して、制御を開始する。制御６００６０に遷移すると、最初非追従減速度演算起動状態６００２０にあるがこの状態で、道路環境センシング部２００１０から入力される道路環境が先行車有り６００４０の場合は、追従減速度演算部起動状態６００３０に遷移する。また、追従減速度演算部起動状態６００３０にあるときに道路環境センシング部２００１０から入力される道路環境が先行車無し６００７０になった時は、非追従減速度演算部起動状態６００２０に遷移する。
そして、いかなる状態にあるときも、制御開始／終了判断部２００７０から入力される状態が非制御開始状態になった場合は、非制御６００１０に遷移する。
上記で、非追従減速度演算起動状態６００２０の時は非追従減速度演算部２０１３０が起動され、追従減速度演算部起動状態６００３０にあるときは追従減速度演算部２０１２０が起動される。
次に第７図により、追従減速度演算部２０１２０の動作について説明する。
追従減速度演算部２０１２０では、設定車間決定部２００９０から入力される目標車間距離４０１１０から、道路環境センシング部２００１０から入力される車間距離７００２０を差し引き、車間偏差７００３１をもとめる。車間偏差７００３１にゲインＧｄ７００４０を掛けた値と、車間偏差７００３１を微分７００５０した値にゲインＧｖ７００６０を掛けた値を足し、車両が加速しない最大の加速度を上限値とするリミッタ処理７００７１を施し、目標減速度７００８０とし出力する。
次に第８図により、非追従減速度演算部２０１１０の動作について説明する。
タイマ８００１０は、非追従減速度演算部２０１１０が起動されるとカウントを開始し、非追従減速度演算部２０１１０が起動されてから２０１００で決定された減速度開始時間５０１１０から所定時間、例えば数秒経過すると信号切り替え信号８００５０を発生し、減速度切り替えＳＷ８００３０を切り替えて減速度８００４０を目標減速度２０１４１として出力する。タイマ８００１０からＳＷ切り替え信号８００５０が出力されていない時は、減速度「０」８００２０が目標減速度２０１４１として出力される。
また、前記ＳＷ切り替え信号８００４０は、車両状態センシング部２００３０から出力される車速がある閾値以下となった時に出力されてもいいし、道路環境センシング部２００１０から出力される先行車認識確率がある閾値以上であるときに出力されるとしてもいい。
いずれにしても道路環境情報，道路環境認識情報に応じて、例えば、予め定められた値や範囲との比較、データテーブルを用いたデータの参照結果に応じて、ＳＷ切り替え信号を出力するなどして道路環境情報又は道路環境認識情報に基づく目標減速度を用いるか、又は道路環境情報等に基づかない目標減速度を用いるかを選択するものである。
自車速制御部２０１４０は、減速度演算部２０１１０から入力される目標減速度９００１０から、車両状態センシング部２００３０から入力される減速度９００２０を差し引き、減速度偏差９００４０を算出する。さらに前記減速度偏差９００４０にゲインＧａ９００５０を掛けた値に目標減速度９００１０を足しこんで、車両重量，ブレーキパットμ，ブレーキロータ半径，ぶれーきパット面積，ブレーキピストン面積から算出される定数Ｋ９００６０を掛けて目標ブレーキ液圧９００７０とする。
本発明又は本実施例によれば、道路環境をセンシングするセンサ等の道路環境を認識する認識部と、自動車間制御減速装置などにおける減速度演算部等に設けられる、認識された前記道路環境に基づいて目標減速度を求める第１の目標減速度算出部と、前記道路環境に関係なく目標減速度を求める第２の目標減速度算出部と、前記道路環境に基づいて求められた目標減速度と道路環境に関係なく求められた目標減速度とを認識された前記道路環境を含む車両情報に基づき切り替える切換部とを備えるものである。
このように本発明のブレーキの自動制御を行うことにより、先行車をレーダが認識している時は先行車の減速に従って減速を、レーダが先行車と認識していない場合でも、ドライバのアクセル操作がない場合はドライバが減速を期待している可能性が高いとして減速を行うことができ、ブレーキ操作の自動化を行うことによりドライバの負荷軽減を行うことができる。
【産業上の利用可能性】  本発明は、車速制御だけでなく、ドライバのうっかり運転による追突を防止する追突防止装置等の安全装置等にも適用する事ができる。
【図１】
2006057070.tif 000002
【図２】
2006057070.tif 000003
【図３】
2006057070.tif 000004
【図４】
2006057070.tif 000005
【図５】
2006057070.tif 000006
【図６】
2006057070.tif 000007
【図７】
2006057070.tif 000008
【図８】
2006057070.tif 000009
【図９】
2006057070.tif 000010
【国際調査報告】
2006057070.tif 000011
2006057070.tif 000012
2006057070.tif 000013
2006057070.tif 000014