(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記目標車速設定部は、前記旋回路の走行中において、乗員により設定される基準目標車速と旋回状態に応じて算出される旋回時上限車速との小さい方を前記目標車速とし、
前記加速制限部は、前記旋回時上限車速が前記基準目標車速より下回るときに、前記自車の加速度を所定値以下に制限し始める、請求項1〜3の何れか一項に記載の車両制御装置。
【発明を実施するための形態】
【0012】
本実施形態の車両制御装置1は、目標車速に応じて加減速制御を実行するクルーズコントロール、及び、先行車と自車との距離が目標距離となるように加減速制御を行うアダプティブクルーズコントロールを実行する。特に、本実施形態におけるクルーズコントロールは、自車の乗員によって設定された第1車速V1を目標車速とすることを基本として、自車が旋回路を走行する際には旋回路を安全に走行することができる旋回時上限車速V2以下となるように目標車速が変更される。
【0013】
ここで、以下の説明は、
図1に示すような、自車がS字カーブを走行すると共に、先行車が存在する場合を例にあげる。詳細には、自車は、まず右旋回路を走行した後に、左旋回路を走行するものとする。
【0014】
車両制御装置1は、
図2に示すように、少なくとも、第一制御値算出ユニット10、第二制御値算出ユニット20、加減速制御部30、パワートレインECU40、ブレーキECU50を備える。
【0015】
第一制御値算出ユニット10は、自車の目標車速V3及び旋回路における加速度の制限に基づいて、第一制御値としての第一加減速値G1を算出する。詳細には、第一制御値算出ユニット10は、基準目標車速記憶部11、旋回時上限車速算出部12、目標車速設定部13、加速制限開始判定部14、操舵角速度取得部15、切戻し判定部16、加速制限部17、第一制御値算出部18を備える。
【0016】
基準目標車速記憶部11は、乗員により設定される基準目標車速V1を記憶する。基準目標車速V1は、例えば運転席の近傍に設けられるボタン又はレバーなどが操作されることによって設定される。また、基準目標車速V1は、乗員の操作によって、増速又は減速を可能とする。例えば、先行車が存在せず、自車がほぼ直線路を走行している際には、自車は、設定された基準目標車速V1による定速走行を行う。
図7の第一段目には、二点鎖線にて、一定とした基準目標車速V1が示される。
【0017】
旋回時上限車速算出部12は、自車の旋回状態に応じて旋回時上限車速V2を算出する。具体的には、旋回時上限車速算出部12は、自車が旋回路を安全に走行することができる車速としての旋回時上限車速V2を算出する。つまり、旋回時上限車速算出部12は、自車が旋回路を走行中において、旋回路の旋回半径などを推定することによって、旋回時上限車速V2を算出する。旋回時上限車速算出部12は、例えば、操舵角θ、ヨーレートなどに基づいて旋回時上限車速V2を算出する。また、旋回時上限車速算出部12は、上記の他、ナビゲーションシステムにより自車の走行路の情報に基づいて、旋回時上限車速V2を算出してもよい。
【0018】
旋回時上限車速V2は、
図7の第一段目の破線にて示すように、自車が右旋回路を走行するT1〜T8間、右旋回路の旋回半径を表す操舵角θに応じた車速となる。詳細には、旋回時上限車速V2は、自車が右旋回路を走行開始したとき(T1)から小さくなり始め、右旋回路の中間付近で操舵角θが最大となるポイント(T3)に至るまで小さくなり続ける。その後、旋回時上限車速V2は、右旋回路の中間付近で操舵角θが最大となるポイント(T3)から右旋回路の抜け出すまで(T8)の間、操舵角θの減少に応じて次第に大きくなる。また、旋回時上限車速V2は、自車が右旋回路の後に左旋回路を走行するT9〜T16に至る間、左旋回路の旋回半径を表す操舵角θに応じた車速となる。このときの旋回時上限車速V2は、右旋回路におけるときとほぼ同様である。
【0019】
目標車速設定部13は、基準目標車速記憶部11に記憶される基準目標車速V1及び旋回時上限車速算出部12により算出される旋回時上限車速V2に基づいて、自車の目標車速V3を設定する。つまり、クルーズコントロールとしての目標車速V3が設定される。目標車速設定部13の設定は、
図3を参照して説明する。
【0020】
図3に示すように、目標車速設定部13は、基準目標車速V1が旋回時上限車速V2より小さいか否かを判定する(ステップS1)。設定部13は、基準目標車速V1が旋回時上限車速V2より小さい場合には(S1:Yes)、基準目標車速V1を目標車速V3として設定する(ステップS2)。一方、設定部13は、基準目標車速V1が旋回時上限車速V2以上である場合には(S1:No)、旋回時上限車速V2を目標車速V3として設定する(ステップS3)。設定部13は、ステップS2,S3の後には、ステップS1からの処理を継続する。
【0021】
つまり、目標車速設定部13は、自車が旋回路走行中において、基準目標車速V1と旋回時上限車速V2の小さい方を目標車速V3として設定する。また、自車が旋回路を走行していないときには、目標車速V3は、基準目標車速V1となる。つまり、
図7の第一段目に記載のように、T2に至るまで、T7〜T10、T15以降において、基準目標車速V1が目標車速V3となり、他の時刻において、旋回時上限車速V2が目標車速V3となる。
【0022】
加速制限開始判定部14は、自車が旋回路の走行後に、自車の加速度を所定値GL以下への制限を開始するタイミングを判定する。加速制限開始判定部14は、基準目標車速V1及び旋回時上限車速V2に基づいて判定する。
【0023】
詳細には、
図4に示すように、判定部14は、旋回時上限車速V2が基準目標車速V1を下回るか否かを判定する(ステップS11)。判定部14は、V2がV1を下回らなければ(S11:No)、ステップS11からの処理を継続する。一方、判定部14は、V2がV1を下回れば(S11:Yes)、加速制限開始と判定して(ステップS12)、ステップS11からの処理を継続する。
【0024】
図7の第一段目において、右旋回路走行中におけるT2のときに、旋回時上限車速V2が基準目標車速V1を下回る。従って、判定部14は、T2のときに、加速制限開始と判定する。また、左旋回路走行中におけるT10のときに、旋回時上限車速V2が基準目標車速V1を下回る。従って、判定部14は、T10のときに、再び加速制限開始と判定する。
【0025】
操舵角速度取得部15は、自車の操舵角θに基づいて、自車の操舵角速度Vθを取得する。本実施形態においては、操舵角速度取得部15は、式(1)により操舵角速度Vθを算出する。つまり、操舵角速度取得部15は、操舵角θの絶対値の時間微分値を操舵角速度Vθとして算出する。
【0027】
ここで、
図7を参照して、式(1)における操舵角θ及び操舵角速度Vθを説明する。操舵角θは、
図7の第二段目に示すように、自車が右旋回路に進入した直後(T1〜T3)に切り込まれる方向に変化し、旋回中の進路調整(T3〜T5)及び自車が右旋回路を抜け出す直前(T5〜T8)において戻される方向に変化する。同様に、操舵角θは、自車が左旋回路に進入した直後(T9〜T11)に切り込まれる方向に変化し、旋回中の進路調整(T11〜T13)及び自車が右旋回路を抜け出す直前(T13〜T16)において戻される方向に変化する。ここで、ステアリングが中立位置にある状態においては、操舵角θがゼロとなり、ステアリングが右回りに切り込まれると、操舵角θは正値となり、ステアリングが左回りに切り込まれると、操舵角θは負値となる。
【0028】
詳細には、自車が右旋回路に進入すると、ステアリングが中立位置から右回りに切り込まれるため操舵角θはゼロから増加する。その後、自車が右旋回路を走行中において、右旋回路の中央付近で切り込みすぎたステアリングが少し戻され、操舵角θも正値の最大値を取った後少し減少する。続いて、自車が右旋回路を抜け出す位置に近づくと、ステアリングが切込状態から中立位置へ向かって戻されるため、操舵角θはゼロに向かって減少する。
【0029】
さらに、自車が左旋回路に進入すると、ステアリングが中立位置から左回りに切り込まれるため操舵角θはゼロから減少する。その後、自車が左旋回路を走行中において、左旋回路の中央付近で切り込みすぎたステアリングが少し戻され、操舵角θも負値の最大値(マイナス側に一番大きな値)を取った後少し減少する(負の値として小さくなる)。続いて、自車が左旋回路を抜け出す位置に近づくと、ステアリングが切込状態から中立位置へ向かって戻されるため、操舵角θはゼロに向かって増加する。
【0030】
操舵角速度Vθは、式(1)に示すように、操舵角θの絶対値の時間微分値であるため、
図7の第三段目に示すように、自車が右旋回路を走行する場合も、左旋回路を走行する場合も、同様の挙動となる。つまり、旋回路に進入した直後においては、操舵角θの増加中または減少中に、操舵角速度Vθは正値となる。ステアリングがほぼ一定の切込状態にある間は、操舵角速度Vθは、ほぼゼロとなる。そして、ステアリングが切込状態から中立位置へ戻され始めると、操舵角速度Vθは、ゼロから減少して負値となり、中立位置へ完全に戻されると、操舵角速度Vθは、ゼロとなる。
【0031】
切戻し判定部16は、自車が旋回路を走行している場合にステアリングの切込状態から中立位置への切戻しの開始を判定する。本実施形態においては、切戻し判定部16は、自車が旋回路を走行している場合に操舵角速度Vθに基づいて切戻しの開始を判定する。なお、本実施形態においては、式(1)に示す操舵角速度Vθを用いるが、操舵角速度Vθに相当するパラメータ、例えばヨーレートなどを用いて得られた値を用いることもできる。
【0032】
また、本実施形態においては、切戻し判定部16は、操舵角速度Vθと閾値Thとを比較することにより切戻しの開始を判定する。ただし、切戻し判定部16は、操舵角速度Vθの符号を反転させた判定値Va(=−Vθ)と正値である閾値Thとを比較する。判定値Vaは、
図7の第四段目に示すような挙動となる。
【0033】
切戻し判定部16の詳細な処理は、
図5に示す。判定部16は、判定値Vaが閾値Thを上回るか否かを判定する(ステップS21)。判定部16は、Vaが閾値Thを上回らなければ(S21:No)、ステップS21からの処理を継続する。一方、判定部16は、Vaが閾値Thを上回れば(S21:Yes)、切戻しの開始と判定する(ステップS22)。
図7の第四段目に示すように、自車が右旋回路を走行している場合には、判定部16は、T3〜T4のわずかな修正操舵では切戻しと判定は行わず、T6において切戻しの開始と判定する。自車が左旋回路を走行している場合には、判定部16は、T11〜T12のわずかな修正操舵では切戻しと判定は行わず、T14において切戻しの開始と判定する。上記のように、判定部16は、判定値Vaと閾値Thとを比較することで、切戻しの開始を早期に判定できる。
【0034】
加速制限部17は、自車の旋回路走行中において、自車の加速度上限値Gmaxを決定する。つまり、自車は、加速度上限値Gmax以下となるように制御される。加速度上限値Gmaxには、通常上限値GHと、通常上限値GHより十分に小さな値である旋回上限値GLとがある。
【0035】
つまり、
図7の第五段目に示すように、加速制限部17は、加速度上限値Gmaxを通常上限値GH以下に制限する場合と、旋回上限値GL以下に制限する場合とを切り替える。ここで、旋回上限値GLは、ゼロとしてもよいし、ゼロに近い値とすることもできる。つまり、旋回上限値GLは、急加速を行わない程度の値に設定される。
【0036】
加速制限部17は、加速制限開始判定部14による判定結果、及び、切戻し判定部16による判定結果に基づいて、加速度上限値Gmaxを決定する。詳細には、加速制限部17による加速度上限値決定処理は、
図6に示す。加速制限部17は、初期値として、加速度上限値Gmaxを通常上限値GHに設定する(ステップS31)。
【0037】
続いて、加速制限部17は、加速制限開始判定部14により加速制限開始と判定されたか否かを判定する(ステップS32)。加速制限開始と判定されなければ(S32:No)、加速制限部17は、加速制限開始と判定されるまで待機する。一方、加速制限部17は、加速制限開始と判定されれば(S32:Yes)、加速度上限値Gmaxを旋回上限値GLに変更する(ステップS33)。
【0038】
自車が右旋回路を走行している場合には、
図7の第一段目のT2に示すように、旋回時上限車速V2が基準目標車速V1を下回るときに、
図7の第五段目のT2に示すように、加速度上限値Gmaxが通常上限値GHから旋回上限値GLに変更される。つまり、加速制限開始と判定されるまでの間、加速度上限値Gmaxは、通常上限値GHとなる。そして、加速制限部17は、旋回時上限車速V2が基準目標車速V1より下回るときに、自車の加速度を旋回上限値GL以下に制限し始める。
【0039】
続いて、加速制限部17は、切戻し判定部16により切戻しの開始と判定されたか否かを判定する(ステップS34)。切戻しの開始と判定されなければ(S33:No)、加速制限部17は、切戻しの開始と判定されるまで待機する。一方、加速制限部17は、切戻しの開始と判定されれば(S33:Yes)、加速度上限値Gmaxを旋回上限値GLから通常上限値GHに変更する(ステップS35)。そして、ステップS32からの処理が継続される。
【0040】
自車が右旋回路を走行している場合には、
図7の第四段目のT6に示すように、判定値Vaが閾値Thを上回るときに、
図7の第五段目のT6に示すように、加速度上限値Gmaxが旋回上限値GLから通常上限値GHに戻される。つまり、加速制限開始と判定されてから切戻しの開始と判定されるまでの間、加速度上限値Gmaxは、旋回上限値GLとなる。そして、加速制限部17は、判定値Vaが閾値Thを上回るときに、旋回上限値GLによる自車の加速度の制限を解除する。
【0041】
自車が右旋回路の後に左旋回路を走行する場合には、上記の右旋回路における加速度上限値Gmaxと同様の変更が行われる。つまり、
図7の第一段目のT10に示すように、旋回時上限車速V2が基準目標車速V1を下回るときに、
図7の第五段目のT10に示すように、加速度上限値Gmaxが通常上限値GHから旋回上限値GLに変更される。そして、
図7の第四段目のT14に示すように、判定値Vaが閾値Thを上回るときに、
図7の第五段目のT14に示すように、加速度上限値Gmaxが旋回上限値GLから通常上限値GHに戻される。
【0042】
第一制御値算出部18は、自車の実車速、目標車速設定部13により設定される目標車速V3及び加速制限部17による加速度の制限に基づいて、第一制御値としての自車の第一加減速値G1を算出する。つまり、加速度上限値Gmaxの制限を受けながら、自車の車速が目標車速V3となるように、自車の第一加減速値G1が決定される。
【0043】
第二制御値算出ユニット20は、先行車追従制御を行うための第二制御値としての第二加減速値G2を算出する。詳細には、第二制御値算出ユニット20は、車間距離算出部21、設定パラメータ記憶部22、及び、第二制御値算出部23を備える。車間距離算出部21は、自車に設けられるレーダ又はカメラなどにより得られる情報に基づいて、自車と先行車との距離を計測する。設定パラメータ記憶部22は、乗員により設定された、先行車追従制御の目標距離レベルを記憶する。目標距離レベルは、例えば、高、中、低の3段階とする。
【0044】
第二制御値算出部23は、自車と先行車との距離が目標距離となるように、自車の第二制御値としての第二加減速値G2を算出する。第二制御値算出部23は、設定パラメータ記憶部22に記憶される目標距離レベル及び自車の実車速に基づいて、目標距離を設定する。例えば、目標距離レベルが同一である場合には、実車速が早いほど、目標距離が長く設定される。また、実車速が同一である場合には、目標距離レベルが高のときの目標距離は、低のときの目標距離に比べて長くなる。
【0045】
加減速制御部30は、第一制御値算出部18により算出される第一加減速値G1及び第二制御値算出部23により算出される第二加減速値G2に基づいて、自車の加減速制御を行う。詳細には、加減速制御部30は、自車の加減速値が第一加減速値G1と第二加減速値G2の小さい方となるように、パワートレインECU40及びブレーキECU50を制御する。その結果、自車は、第一加減速値G1及び第二加減速値G2の小さい方となるように加減速される。
【0046】
このときの自車の実車速V5は、
図8の実線に示すようになる。
図8に示す実車速V5の目標車速は、まずは、基準目標車速V1、旋回時上限車速V2、及び、先行車追従制御により先行車に追従した場合の上限車速V4のうちの最も小さい車速となる。さらに、加速制限部17による加速度上限値Gmaxが旋回上限値GLである場合に、加速が制限される。なお、本実施形態においては、自車による旋回時上限車速V2の最低値は、自車及び先行車が旋回路走行中における上限車速V4の最低値より小さいものとする。
【0047】
図7の第一段目に示すように、T2までは、基準目標車速V1が目標車速V3となる。さらに、T2までは、
図7の第五段目に示すように、旋回上限値GLによる加速制限はされない。従って、
図8に示すように、T2までは、先行車に追従した場合の上限車速V4が基準目標車速V1より大きい場合には、実車速V5は基準目標車速V1に一致する。一方、T2までは、先行車に追従した場合の上限車速V4が基準目標車速V1より小さくなる場合には、実車速V5は上限車速V4に一致する。
【0048】
次に、T2から右旋回路の中間付近に向かう途中、すなわちT2から旋回時上限車速V2の最低値に至る時刻T3までは、
図7の第一段目に示すように、旋回時上限車速V2が目標車速V3となる。従って、T2〜T3の間、目標車速V3は次第に小さくなる。ここで、T2〜T3の間、
図7の第五段目に示すように、旋回上限値GLによる加速制限がされる。ただし、T2〜T3の間、目標車速V3は次第に小さくなっているため、そもそも加速されることはない。
【0049】
従って、
図8に示すように、T2〜T3の間、先行車に追従した場合の上限車速V4が旋回時上限車速V2より大きい場合には、実車速V5は、旋回時上限車速V2に一致する。一方、T2〜T3の間、先行車に追従した場合の上限車速V4が旋回時上限車速V2より小さい場合には、実車速V5は、上限車速V4に一致する。
【0050】
次に、T3から判定値Vaが閾値Thを上回る時刻T6までの間、
図7の第一段目に示すように、旋回時上限車速V2が目標車速V3となる。従って、T3〜T6の間、旋回時上限車速V2である目標車速V3は、修正操舵により、わずかに減少した操舵角θに応じて大きくなった旋回時上限車速V2に従って大きくなる。しかし、T3〜T6の間、
図7の第五段目に示すように、旋回上限値GLによる加速制限がされる。そのため、加速度上限値Gmaxは、旋回上限値GLとなる。
【0051】
従って、
図8に示すように、T3〜T6の間、実車速V5は、旋回時上限車速V2に追従するように増加するのではなく、V2の最低車速を維持、又は、V2の最低車速から極めて僅かな旋回上限値GLで加速する程度の車速となる。つまり、T3〜T6の間は、自車の運転者が進路修正などでわずかにステアリングを操舵したとしても、自車の車速は操舵に応じて急に加速することはない。
【0052】
次に、
図7の第五段目に示すように、T6において、加速度上限値Gmaxは、旋回上限値GLから通常上限値GHに戻される。T6のタイミングは、切戻しの開始直後に相当する。ここで、T6において、目標車速V3は旋回時上限車速V2である。従って、
図8に示すように、T6の直後に、自車は、実車速V5が旋回時上限車速V2に達するように加速される。
【0053】
そして、T6〜T7の間、
図7の第一段目に示すように、旋回時上限車速V2が目標車速V3となる。従って、T6〜T7の間、目標車速V3は次第に大きくなる。ここで、T6〜T7の間、
図7の第五段目に示すように、加速度上限値Gmaxは通常上限値GHとなる。従って、
図8に示すように、T6〜T7の間、先行車に追従した場合の上限車速V4が旋回時上限車速V2より大きい場合には、実車速V5は、旋回時上限車速V2に一致する。一方、T6〜T7の間、先行車に追従した場合の上限車速V4が旋回時上限車速V2より小さい場合には、実車速V5は、上限車速V4に一致する。
【0054】
次に、T7〜T8の間、
図7の第一段目に示すように、基準目標車速V1が目標車速V3となる。さらに、T7〜T8の間、
図7の第五段目に示すように、旋回上限値GLによる加速制限はされない。従って、
図8に示すように、T7〜T8の間、先行車に追従した場合の上限車速V4が基準目標車速V1より大きい場合には、実車速V5は基準目標車速V1に一致する。一方、T7〜T8の間、先行車に追従した場合の上限車速V4が基準目標車速V1より小さくなる場合には、実車速V5は上限車速V4に一致する。
【0055】
また、
図8に示すように、自車及び先行車が左旋回路を走行する場合(T9〜T16)における実車速V5は、右旋回路を走行する場合(T1〜T8)の実車速V5と同様となる。
【0056】
以上より、車両制御装置1は、少なくとも、自車の目標車速V3を設定する目標車速設定部13と、自車が旋回路を走行している場合にステアリングの切込状態から中立状態への切戻しの開始を判定する切戻し判定部16と、旋回路の走行開始後に自車の
進行方向の加速度を所定値GL以下に制限し、且つ、切戻し判定部16により切戻しの開始と判定される場合に自車の加速度の制限を解除する加速制限部17と
、加速制限部17による加速度の制
限に基づいて、
自車の車速が目標車速V3となるように自車の第一加減速値G1を算出する第一制御値算出部18と、第一加減速値G1に基づいて自車の加減速制御を行う加減速制御部30とを備える。
【0057】
車両制御装置1は、旋回路の走行開始後に自車の加速度を制限する。従って、旋回路走行中において、自車の実車速V5が最低車速に達した後に、
図8のT3〜T6、T11〜T14に示すように、自車の実車速V5が目標車速V3に追従しない状態が存在し得る。そして、車両制御装置1は、切戻し判定部16によってステアリングの切戻しの開始が判定されると、自車の加速度の制限を解除する(
図8のT6、T14)。ここで、ステアリングの切戻しが開始されるということは、自車が旋回路からの抜け出し始めた状態に相当する。つまり、自車は、旋回路を抜け出す際に、早期に且つ滑らかに自車の加速を開始することができる。
【0058】
また、車両制御装置1は、自車の操舵角速度Vθを取得する操舵角速度取得部15をさらに備え、切戻し判定部16は、自車が旋回路を走行している場合に操舵角速度Vθに基づいて切戻しの開始を判定する。切戻しの開始の判定が操舵角速度Vθに基づいて行われるため、自車は、確実に早期の加速を開始することができる。
【0059】
また、操舵角速度取得部15は、操舵角θの絶対値の時間微分値を操舵角速度Vθとし、切戻し判定部16は、操舵角θの絶対値の時間微分値としての操舵角速度Vθと閾値Thとを比較することにより、切戻しの開始を判定する。操舵角速度Vθと閾値Thとの比較により切戻しの開始の判定が可能であるため、判定が非常に容易であると共に、自車は確実に早期の加速を開始することができる。
【0060】
また、目標車速設定部13は、旋回路の走行中において、乗員により設定される基準目標車速V1と旋回状態に応じて算出される旋回時上限車速V2との小さい方を目標車速V3とし、加速制限部17は、旋回時上限車速V2が基準目標車速V1より下回るときに、自車の加速度を所定値GL以下に制限し始める。つまり、加速度の制限開始のタイミングが規定される。必要十分なタイミングで、自車の加速度の制限が開始される。
【0061】
また、車両制御装置1は、自車と先行車との距離が目標距離となるように自車の第二加減速値G2を算出する第二制御値算出部23をさらに備え、加減速制御部30は、第一加減速値G1及び第二加減速値G2に基づいて、自車の加減速制御を行う。つまり、目標車速V3及び加速度の制限に加えて、先行車追従制御による加速度を考慮した車両制御が実現できる。