(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の走行状態に基づいて決定される目標減速度に従って車両の走行を制御する走行自動制御手段と、車両の走行状態に基づいて当該車両の旋回挙動が安定化するように車輪の制動力を制御する旋回挙動制御手段と、を備える車両走行制御装置において、
前記走行自動制御手段による制御の作動中に前記旋回挙動制御手段による制御が開始された場合、両制御が共に作動している間、前記走行自動制御手段により車両の走行を制御するうえでの減速度を、前記旋回挙動制御手段による制御が非作動状態から作動状態へ移行した時点での前記目標減速度に保持する車両目標減速度保持手段を備え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、車両走行制御装置に関し、特に、旋回挙動制御手段および走行自動制御手段が共に搭載されている車両の走行を制御する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、車両の走行制御装置として、旋回挙動制御装置および走行自動制御装置が知られている。前者の代表例は、ＶＳＣ（Vehicle Stability Control ）装置であり、後者の代表例は、ＡＣＣ（Adapted Cruise Control）装置である。ＶＳＣ装置は、旋回方向に対する車両姿勢の安定性を確保するシステムである。車両は、通常、運転者によりステアリング操作が適当に行われることでスムーズに旋回する一方、路面状況，車速，緊急回避時等の不測の状況下でステアリング操作が行われると、車輪がグリップ限界を越えて横滑りする場合がある。この場合、車両の重心には、所望の値よりも大きなあるいは小さなモーメントが作用している。
【０００３】
ＶＳＣ装置には、車輪速センサ，操舵角センサ，ヨーレートセンサ等の各種センサが接続されている。ＶＳＣ装置は、これらのセンサから車両の運動状態量を把握し、それら現実の値と理想の値とを比較し、その結果から車輪が横滑りする状態にあるか否かを推定する。ＶＳＣ装置は、この結果に基づいて、車両のエンジン出力および各車輪に発生させる制動力を制御する（ＶＳＣ制御）。
【０００４】
車両のエンジン出力が制御されれば、過大なモーメントが発生することを防止することができる。また、上記の車両運動状態量に応じて各車輪に発生させる制動力が適当に制御されれば、車両の重心点に車両を安定させるモーメントを発生させることができる。従って、上記のＶＳＣ装置によれば、車両が旋回することが困難であると推定される場合に車両のエンジン出力や車輪の制動力を制御することで、車両を安定して走行させることができる。
【０００５】
一方、ＡＣＣ装置は、設定された車速で走行するように自車両の走行を制御し、更に先行車両と自車両とが接近した場合に自車両を先行車両に追従させるシステムである。ＡＣＣ装置には、先行車両の相対位置を検出する検出手段が設けられている。また、ＡＣＣ装置には、自車両の車速を検出する手段が設けられている。ＡＣＣ装置は、先行車両の位置や自車両の車速に基づいて、自車両のエンジン出力や制動力を制御する（ＡＣＣ制御）。従って、上記のＡＣＣ装置によれば、エンジン出力や制動力を制御することで、車速に応じた車間距離に保ちつつ自車両を先行車両に追従させることができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ＶＳＣ装置およびＡＣＣ装置が共に作動する状況下では、一方の装置の制御が他方の装置の制御に多大な影響を及ぼす。例えば、車両が、ＡＣＣ装置が作動することによって所定の減速度で走行している際に、急カーブや急ハンドルにより横滑りが発生する場合がある。この際、車両の横滑りを防止するためにＶＳＣ装置が作動すると、車両のエンジン出力や制動力に変動が生ずる。エンジン出力や制動力が変動されると、再度、ＡＣＣ装置がその変動を補うようにエンジン出力等を変動させる。従って、ＶＳＣ装置とＡＣＣ装置とが共に作動する状況下では、両者を有効に作動させることが困難であり、両者を有効に作動させるためにはＶＳＣ装置，ＡＣＣ装置の制御が複雑になるという問題が生じる。この点を解決する手法は未だ開示されていない。
【０００７】
本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、ＶＳＣ装置とＡＣＣ装置とが同時に作動した場合に車両の走行制御を簡素化しつつ車両を安定して走行させる車両走行制御装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的は、車両の走行状態に基づいて決定される目標減速度に従って車両の走行を制御する走行自動制御手段と、車両の走行状態に基づいて当該車両の旋回挙動が安定化するように車輪の制動力を制御する旋回挙動制御手段と、を備える車両走行制御装置において、
前記走行自動制御手段による制御の作動中に前記旋回挙動制御手段による制御が開始された場合、両制御が共に作動している間、前記走行自動制御手段により車両の走行を制御するうえでの減速度を、前記旋回挙動制御手段による制御が非作動状態から作動状態へ移行した時点での前記目標減速度に保持する車両目標減速度保持手段を備えることを特徴とする車両走行制御装置により達成される。
【０００９】
本発明において、車両の速度，加速度，位置等の走行状態に基づいて設定された目標減速度で車両が走行するように走行自動制御手段が作動している際に、車両の舵角，ヨーレート等の走行状態に基づいて車両が横滑りしそうであると判別されると、旋回挙動制御手段が作動する。旋回挙動制御手段が作動すると、車両の目標減速度がその時点の値に保持される。このため、車両に作用する前後荷重の変動が抑制され、車両の運動状態量が一定の値に維持される。車両の運動状態量が一定の値に維持されると、旋回挙動制御手段の制御が容易になる。従って、本発明によれば、車両を安定して走行させることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の一実施例である車両走行制御装置のシステム構成図を示す。車両走行制御装置は、ＡＣＣ電子制御ユニット１０（以下、車間距離ＥＣＵ１０と称す）およびＶＳＣ電子制御ユニット１２（以下、旋回挙動ＥＣＵ１２と称す）を備えている。車間距離ＥＣＵ１０および旋回挙動ＥＣＵ１２は、共にマイクロコンピュータを主体として構成される装置であり、後述する各種センサ等から供給される信号に基づいて車両の走行を制御する。
【００１１】
車間距離ＥＣＵ１０には、車間制御ＯＮ／ＯＦＦスイッチ１３が接続されている。車間制御ＯＮ／ＯＦＦスイッチ１３は、車内に配設されており、運転者が車間距離ＥＣＵ１０を作動させるか否か、すなわち、運転者が車両を設定速度範囲内で自動的に先行車両に追従走行させるか否かに応じてＯＮ／ＯＦＦを切り替えることができる操作スイッチである。
【００１２】
車間距離ＥＣＵ１０には、車両運動状態量センサ部（以下、単にセンサ部と称す）１４が接続されている。センサ部１４は、車輪速センサ，前後加速度センサ，横加速度センサ，ヨーレートセンサ，操舵角センサ（図示せず）から構成されている。車輪速センサは、駆動輪の回転数に応じた周期でパルス信号を発生する。前後加速度センサは、車両の重心付近に作用する車両の前後方向の加速度に応じた信号を発生する。横加速度センサは、車両の重心付近に作用する車幅方向の加速度に応じた信号を発生する。ヨーレートセンサは、車両の重心軸回りの回転角速度に応じた信号を発生する。操舵角センサは、ステアリングホイルの操舵角に応じた信号を発生する。車間距離ＥＣＵ１０は、車輪速センサから供給されるパルス信号の周期に基づいて、車両の対地速度Ｖ0 を検出する。
【００１３】
また、車間距離ＥＣＵ１０には、レーダアンテナ１６が接続されている。レーダアンテナ１６は、レーダの構成要素であり、例えば、車両のフロントグリル付近に、垂直方向に延びる回転軸を中心として回動できるように配設されている。レーダアンテナ１６は、指向性を有するアンテナであり、所定のビーム角度と所定のビーム長とを保って信号の送受信を行う。
【００１４】
車間距離ＥＣＵ１０は、レーダアンテナ１６から供給される信号に適当な処理を施すことにより、車両前方の検出可能領域内に存在する先行車両を検知する。車間距離ＥＣＵ１０は、その検知結果に基づいて自車両と先行車両との車間距離を算出している。そして、車間距離ＥＣＵ１０は、自車両の対地速度Ｖ0 および自車両と先行車両との車間距離に基づいて、ＡＣＣ制御による車両の目標減速度（以下、ＡＣＣ車両目標減速度）Ｇ10を演算する。
【００１５】
車間距離ＥＣＵ１０には、旋回挙動ＥＣＵ１２が接続されている。旋回挙動ＥＣＵ１２は、車両目標減速度演算部１８およびＶＳＣ演算部２０を内蔵している。車両目標減速演算部１８には、上述したセンサ部１４が接続されている。車両目標減速度演算部１８は、センサ部１４の出力信号に基づいて、実際に作用する各駆動輪の車輪速Ｖ、車両に作用する前後加速度Ｇt,横加速度Ｇy 、車両に生じているヨーレートγ、およびステアリングホイルの操舵角δを検出する。車両目標減速度演算部１８には、車間距離ＥＣＵ１０で演算されたＡＣＣ車両目標減速度Ｇ10が入力される。そして、車両目標減速度演算部１８は、これらの結果に基づいて車両目標減速度Ｇ20を演算する。以下、車両目標減速度演算部１８が上述の如く検出した前後加速度を観測前後加速度Ｇtrと、横加速度を観測横加速度Ｇyrと、ヨーレートを観測ヨーレートγr と称す。
【００１６】
車両目標減速度演算部１８には、ＶＳＣ演算部２０が接続されている。ＶＳＣ演算部２０には、車両目標減速度演算部１８で演算された車両目標減速度Ｇ20が入力される。また、ＶＳＣ演算部２０には、上述したセンサ部１４で発生した各種信号が入力される。ＶＳＣ演算部２０には、ブレーキアクチュエータ２４が接続されている。ＶＳＣ演算部２０は、入力された各種運動状態量に基づいて、車両が車両目標減速度Ｇ20で走行するように各車輪のブレーキアクチュエータの作動量を演算する。
【００１７】
また、ＶＳＣ演算部２０には、エンジンＥＣＵ２２が接続されている。エンジンＥＣＵ２２には、車両目標減速度演算部１８で演算された車両目標減速度Ｇ20が入力される。エンジンＥＣＵ２２には、上述した車間距離ＥＣＵ１０が接続されている。エンジンＥＣＵ２２には、スロットルアクチュエータ２６およびＡ／Ｔソレノイド２８が接続されている。エンジンＥＣＵ２２は、車両が目標減速度Ｇ20で走行するように、上述した入力された各種運動状態量に基づいてスロットルアクチュエータ２６およびＡ／Ｔソレノイド２８の作動量を演算する。以下、車両走行制御装置の動作について説明する。
【００１８】
車両走行制御装置において、車間制御ＯＮ／ＯＦＦスイッチがオン状態にされると、車間距離ＥＣＵ１０は、車両の対地速度Ｖ0 を検出し、また、車両前方に存在する先行車両を検知する（車間距離Ｘ0 ）。車間距離ＥＣＵ１０は、対地速度Ｖ0 に基づいて所望の車間距離Ｘ1 を算出している。車間距離ＥＣＵ１０は、Ｘ0 とＸ1 とを比較することにより、車間距離Ｘ0 がＸ1 に比して大きい場合に車間距離を縮めるように車両の速度を増加させ、一方、車間距離Ｘ0 がＸ1 に比して小さい場合に車間距離を伸ばすように車両の速度を減少させる。
【００１９】
具体的には、車間距離ＥＣＵ１０は、車速に応じた目標減速度を設定し（ＡＣＣ車両目標減速度Ｇ10）、車両がＡＣＣ目標減速度Ｇ10で走行するように各アクチュエータの作動量やソレノイドへの通電量等を制御する。従って、車間距離ＥＣＵ１０を搭載する車両走行制御装置によれば、設定されたＡＣＣ車両目標減速度Ｇ10に応じて各アクチュエータ等を制御することで、自車両を自動的に先行車両に追従させることができる。以下、この制御をＡＣＣ制御と称す。
【００２０】
本実施例の車両走行制御装置を搭載する車両において、運転者が操舵操作または加減速操作を行うと、その操作に伴って操舵入力および加減速入力が車両に伝達される。車両では、この操舵入力および加減速入力に応じた前後加速度Ｇt 、横加速度Ｇy 、およびヨーレートγが、観測前後加速度Ｇtr、観測横加速度Ｇyr、および観測ヨーレートγr として観測される。
【００２１】
また、上述した操舵入力および加減速入力は、車両目標減速度演算部１８にも伝達される。車両目標減速度演算部１８は、それらの操舵入力および加減速入力によって発生されるべき前後加速度Ｇt 、横加速度Ｇy 、およびヨーレートγを推定する。以下、上述の如く車両目標減速度演算部１８によって推定される前後加速度Ｇt 、横加速度Ｇy 、およびヨーレートγを、それぞれ推定前後加速度Ｇte、横加速度Ｇye、またはヨーレートγe と称す。
【００２２】
車両目標減速度演算部１８において、推定前後加速度Ｇteと観測前後加速度Ｇtr、推定横加速度Ｇyeと観測横加速度Ｇyr、および推定ヨーレートγe と観測ヨーレートγr が等しい値であれば、車両の運動状態は適正であると判断される。一方、推定前後加速度Ｇteと観測前後加速度Ｇtrとの間、推定横加速度Ｇyeと観測横加速度Ｇyrとの間、および推定ヨーレートγe と観測ヨーレートγr との間にそれぞれ大きな偏差が生じていれば、車両の運動状態は適正でない、すなわち、車両において横滑りが生じていると判断される。
【００２３】
車両が横滑り状態にあると、車両目標減速度演算部１８は、車両の運動状態量に基づいて上記の偏差を縮小させるように車両目標減速度Ｇ20を演算する。車両目標減速度演算部１８は、演算された目標減速度（車両目標減速度Ｇ20）で車両が走行するように各アクチュエータの作動量やソレノイドへの通電量等を制御する。これにより、横滑りを収束させる方向のモーメントが発生する。従って、旋回制御ＥＣＵ１２を搭載する車両走行制御装置によれば、車両の横滑りを収束させる方向のモーメントが発生することにより、車両が横滑りすることを未然に防止することができる。以下、この制御をＶＳＣ制御と称す。
【００２４】
ところで、車間距離ＥＣＵ１０および旋回挙動ＥＣＵ１２を共に搭載する車両において、車間距離ＥＣＵ１０が作動することによって所定の減速度で走行している際に、急カーブや急ハンドルにより車輪がグリップ限界を越えて横滑りする場合がある。この際、車両の横滑りを防止するために旋回挙動ＥＣＵ１２が作動すると、車両のエンジン出力や制動力に変動が生ずる。エンジン出力や制動力が変動されると、車間距離ＥＣＵ１０がその変動を補うように再度エンジン出力等を変動させる。従って、車間距離ＥＣＵ１０と旋回挙動ＥＣＵ１２とが共に作動する状況下では、両者間で制御ハンチングが生じ、両者を有効に作動させることができない事態が生ずる。両者を共に搭載する車両において、両者を共に有効に作動させるためには、車両の横滑りが開始する場合に車両の運動状態量が変動しないことが好ましい。
【００２５】
本実施例では、ＡＣＣ制御で演算される車両の目標減速度がＶＳＣ制御で演算される車両の目標減速度に反映される。本実施例のシステムは、ＶＳＣ制御が行われる際に、ＡＣＣ制御によって演算された車両の目標減速度を一定の値に維持する点に特徴を有している。ＡＣＣ制御によって演算された車両の目標減速度が一定の値に維持されると、車両の運動状態量が変動せず、ＶＳＣ制御による車両の挙動を容易に制御することができる。このため、本実施例の装置によれば、車両を安定して走行させることができる。以下、図２および図３を参照して、上記の機能を実現すべく車両目標減速度演算部１８が実行する処理の内容について、説明する。
【００２６】
図２は、ＡＣＣ制御およびＶＳＣ制御の作動状態が変化する過程で実現されるタイムチャートである。図２（Ａ）は、ＡＣＣ制御による減速指令の入力状態を示す。図２（Ｂ）は、ＶＳＣ制御の作動状況を示す。図２（Ｃ）は、ＡＣＣ制御のみによって演算された車両目標減速度のパターンを示す。図２（Ｄ）は、ＡＣＣ制御とＶＳＣ制御とによって演算された車両目標減速度のパターンを示す。
【００２７】
図２（Ｄ）に示す如く、車両目標減速度演算部１８は、車間距離ＥＣＵ１０からＡＣＣ制御による減速指令が入力され、かつ、ＶＳＣ制御が作動状態であると判断すると（時刻ｔ1 ）、その間（時間Ｔ0 ）、車両目標減速度Ｇ20を一定値（α1 ）に維持する。α1 は、ＡＣＣ制御が作動状態にある状況下で、ＶＳＣ制御が作動オフ状態から作動オン状態へ移行した時点での車両目標減速度である。車両目標減速度Ｇ20が一定の値に維持されるように、各アクチュエータおよびソレノイドが作動されると、車両の運動状態量（車輪速，操舵角，ヨーレート等）の変動を抑さえることができる。このため、本実施例の車両目標減速度演算部１８によれば、車両を安定して走行させることが可能となる。
【００２８】
一方、ＶＳＣ制御が作動オフ状態に移行すると、車両目標減速度は、ＡＣＣ制御による演算値に戻る特性を示す（時刻ｔ2 以降）。
図３は、上記の手法で車両目標減速度を一定値に維持するために、車両走行制御装置が備える車両目標減速度演算部１８で実行される制御ルーチンの一例のフローチャートを示す。図３に示すルーチンは、所定時間毎に起動される。図３に示すルーチンが起動されると、まずステップ１００の処理が開始される。
【００２９】
ステップ１００では、ＡＣＣ制御による車両減速指令が入力されているか否かが判別される。本ステップの処理は、上記の条件が成立すると判別されるまで繰り返し実行される。その結果、上記の条件が成立すると判別される場合、すなわち、検出可能領域内に先行車両が存在することで車両を減速させる必要があると判別される場合には、次にステップ１０２の処理が実行される。
【００３０】
ステップ１０２では、車間距離ＥＣＵ１０で演算されたＡＣＣ車両目標減速度Ｇ10が読み込まれる。
ステップ１０４では、車両運動状態量が検出される。具体的には、各種センサの出力信号に基づいて、車輪速Ｖ、前後加速度Ｇ、横加速度Ｇy 、ヨーレートγ、および操舵角δが検出される。
【００３１】
ステップ１０６では、上記ステップ１０４で検出されたパラメータに基づいて車両が横滑りしているか否か、すなわち、ＶＳＣ制御が作動しているか否かが判別される。その結果、ＶＳＣ制御が作動していないと判別される場合には、次にステップ１０８の処理が実行される。
ステップ１０８では、上記ステップ１０２で読み込まれたＡＣＣ車両目標減速度Ｇ10を車両目標減速度Ｇ20に書き込む処理が実行される。車両目標減速度Ｇ20は、ＡＣＣ制御およびＶＳＣ制御が作動することで車両の各車輪のブレーキやエンジン出力を制御させる場合に目標とされる減速度である。
【００３２】
ステップ１１０では、車両目標減速度Ｇ20がＶＳＣ演算部２０に出力される。本ステップの処理が終了すると、今回のルーチンが終了される。
上記ステップ１０６において、ＶＳＣ制御が作動していると判別される場合には、上記ステップ１１０の処理が実行される。従って、ＶＳＣ制御が作動していると判別される場合、前回のサイクルで出力された車両目標減速度Ｇ20がそのままＶＳＣ演算部２０に出力される。
【００３３】
上記の処理によれば、ＡＣＣ制御が作動している場合に、ＶＳＣ制御が作動していないと判別されると、ＡＣＣ車両目標減速度Ｇ10に書き換えられた車両目標減速度Ｇ20をＶＳＣ演算部２０に出力し、一方、ＶＳＣ制御が作動していると判別されると、１サイクル前に出力された車両目標減速度Ｇ20をそのままＶＳＣ演算部２０に出力する。
【００３４】
従って、本実施例の装置によれば、ＡＣＣ制御とＶＳＣ制御とが共に作動している場合に車両目標減速度Ｇ20を一定値に固定することができる。このため、本実施例の装置によれば、車両の運動状態量の変動を抑制すると共に、ＶＳＣ制御による各アクチュエータおよびソレノイドの作動量を容易に演算することができる。この結果、本実施例の車両走行制御装置によれば、ＡＣＣ制御とＶＳＣ制御とが共に作動する場合に確実に車両を安定して走行させることができる。
【００３５】
ところで、上記の実施例においては、車間距離ＥＣＵ１０、旋回制御ＥＣＵ１２、およびエンジンＥＣＵ２２を異なるマイクロコンピュータとしているが、本発明はこれに限定されるものではなく、同一のものとしてもよい。
また、上記の実施例においては、走行自動制御手段が、自車両と先行車両との車間距離の変動に伴って車両の速度が変更されるように各アクチュエータ等の作動量を制御することにしているが、本発明はこれに限定されるものではなく、予め定められた順序に従って車両の速度が変更されるように各アクチュエータ等の作動量を制御することとしてもよい。
【００３６】
尚、上記の実施例においては、車両目標減速度α1 が前記した「所定の値」に相当していると共に、車間距離ＥＣＵ１０が旋回挙動ＥＣＵ１２およびエンジンＥＣＵ２２を介してブレーキアクチュエータ２４、スロットルアクチュエータ２６、およびＡ／Ｔソレノイド２８の作動量を制御することにより前記した「走行自動制御手段」が、旋回制御ＥＣＵ１２がエンジンＥＣＵ２２を介して上記の作動量を制御することにより前記した「旋回挙動制御手段」が、車両目標減速度演算部１８がＶＳＣ制御が作動していると判別する場合に上記ステップ１０８の処理を実行しないことにより前記した「車両目標減速度保持手段」に、それぞれ実現されている。
【００３７】
【発明の効果】
上述の如く、本発明によれば、車両の走行自動制御手段と旋回挙動制御手段とが共に作動する場合に、走行自動制御手段が作動することにより生じる車両の運動状態量の変動を抑制することができる。このため、本発明によれば、旋回挙動を有効にコントロールすることができると共に、車両を常に安定して走行させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例である車両走行制御装置のシステム構成図である。
【図２】図２（Ａ）は、ＡＣＣ制御による減速指令が発せられたか否かを示す一例のタイムチャートである。図２（Ｂ）は、ＶＳＣ制御が作動しているか否かを示す一例のタイムチャートである。図２（Ｃ）は、ＡＣＣ制御が作動する際に演算される車両目標減速度の一例のタイムチャートである。図２（Ｄ）は、ＡＣＣ制御とＶＳＣ制御とが共に作動した際に演算される車両目標減速度の一例のタイムチャートである。
【図３】本発明の一実施例である車両走行制御装置が備える車両目標減速度演算部で実行されるメインルーチンの一例のフローチャートである。
【符号の説明】
１０  ＡＣＣ電子制御装置（車間距離ＥＣＵ）
１２  ＶＳＣ電子制御装置（旋回挙動ＥＣＵ）
１４  車両運動状態量センサ部
１８  車両目標減速度演算部
２０  ＶＳＣ演算部
２４  ブレーキアクチュエータ
２６  スロットルアクチュエータ
２８  Ａ／Ｔソレノイド
Ｇ10  ＡＣＣ車両目標減速度
Ｇ20  車両目標減速度
【図１】
0003811286.tif 000002
【図２】
0003811286.tif 000003
【図３】
0003811286.tif 000004