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JP2008105663A - 走行制御装置 - Google Patents

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JP2008105663A JP2007180989A JP2007180989A JP2008105663A JP 2008105663 A JP2008105663 A JP 2008105663A JP 2007180989 A JP2007180989 A JP 2007180989A JP 2007180989 A JP2007180989 A JP 2007180989A JP 2008105663 A JP2008105663 A JP 2008105663A
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Abstract

【課題】ドライバーが感じる先行車において行かれる感覚を和らげられる車両走行制御装置を提供する。
【解決手段】
本発明による走行制御装置は、自車速を検出する自車速検出手段と、先行車との車間距離を検出する先行車検出手段と、前記車間距離検出手段に基づいて第1の車速指令値を算出する第1車速指令値算出手段とを有する。さらに自車両前方の走行路におけるカーブ情報を検出するカーブ検出手段と、前記カーブ状態に基づいて前記カーブを走行するための第2の車速指令値を算出する第2車速指令値算出手段とを有する。目標車速設定手段は、これらの車速指令値に基づいて最終目標車速を設定する。そして、前記第1車速指令値が前記第2車速指令値よりも大きい状態でカーブを走行する際は、前記第2車速指令値よりも大きく且つ前記第1車速指令値よりも小さな車速を最終目標車速として設定可能である。車速制御手段は、目標車速設定手段で設定された最終目標車速に基づいて自車速を制御する。
【選択図】図8

Description

本発明は、車両の走行を制御する技術に関する。
ナビゲーション装置から得られる道路情報に基づいて自車両前方のカーブを適切な速度で走行するために車速を制御するとともに、先行車との車間距離に応じて車速を制御する車両制御装置が知られている(特許文献1参照)。
特開2002−123898号公報
従来の車両制御装置では、先行車が存在する場合には、前方のカーブを適切な速度で走行するための車速制御で求められた目標車速と、先行車との車間距離に応じた車速制御で求められた目標車速とを比較して低い方の目標車速がアクチュエータへの指令速度とされる。前方のカーブを適切な速度で走行するための車速制御で求められた目標車速が先行車との車間距離に応じた車速制御で求められた目標車速よりも低くなってその差が大きくなると、先行車において行かれる感覚をドライバーに与えてしまう。そのため、アクセル踏み増し操作などを招いてドライバーに煩わしさを感じさせてしまう。
本発明による走行制御装置は、自車速を検出する自車速検出手段と、先行車との車間距離を検出する先行車検出手段と、前記車間距離検出手段に基づいて第1の車速指令値を算出する第1車速指令値算出手段とを有する。さらに自車両前方の走行路におけるカーブ情報を検出するカーブ検出手段と、前記カーブ状態に基づいて前記カーブを走行するための第2の車速指令値を算出する第2車速指令値算出手段とを有する。目標車速設定手段は、これらの車速指令値に基づいて最終目標車速を設定する。そして、前記第1車速指令値が前記第2車速指令値よりも大きい状態でカーブを走行する際は、前記第2車速指令値よりも大きく且つ前記第1車速指令値よりも小さな車速を最終目標車速として設定可能である。車速制御手段は、目標車速設定手段で設定された最終目標車速に基づいて自車速を制御する。
本発明によれば、前記第1車速指令値が前記第2車速指令値よりも大きい状態でカーブを走行する際は、目標車速設定手段が前記第2車速指令値よりも大きく且つ前記第1車速指令値よりも小さな車速を最終目標車速として設定可能であるので、先行車に置いていかれる感覚を和らげるとともにカーブに対する減速を実行させることが可能となる。
−−−第1の実施の形態−−−
図1〜8を参照して、本発明による車両走行制御装置の第1の実施の形態を説明する。図1は本発明による車両制御装置を搭載した車両の全体構成を示す図である。車両100は、ACCスイッチ1と、レーザーレーダー2と、車輪速センサー3と、ナビゲーション装置4と、走行制御装置5と、制御対象6とを備えている。ACCスイッチ1は、後述する車間距離制御に関してドライバーが各種の操作入力を行うためのスイッチである。
レーザーレーダー2は、たとえば、車両100の前方グリル部もしくはバンパ部等に取り付けられ、自車両前方にレーザー光を送出し、自車両前方に存在する先行車両(先行車)に反射して戻ってくる反射光を受光することにより、先行車の有無、先行車との間の車間距離L、および、相対速度(車速差)Vdを検出する。車輪速センサー3は、車両100の車輪速Vwを検出する。
ナビゲーション装置4は、経路探索や経路案内を行う装置であり、車両の位置情報(X,Y)を検出するためのGPS(Global Positioning System)受信機と、地図情報を記憶した記憶媒体とを備えている。記憶媒体は、走行路上に設定されたノード点の座標を示すノード点情報を保持している。ここで、ノード点は、車両が走行し得る走行経路を点として示すものである。すなわち、ノード点の並んだノード列は、車両が走行する直線または曲線の走行経路を示すものになる。
走行制御装置5は、車間距離制御およびカーブ減速制御を行って制御対象6へ制御信号を出力する装置であり、マイクロコンピューターのソフトウェア形態による車間距離制御車速指令値設定部51と、カーブ減速制御車速指令値設定部52と、目標車速演算部53と、車速制御部54とを備えている。車間距離制御とは、先行車が認識されているときに、先行車との車間距離が目標値となるように車間距離を制御することである。なお、車間距離制御では、先行車が認識されない場合には自車速Vがあらかじめ設定された車速(以下、設定車速という)となるように車速が制御される。カーブ減速制御とは、自車両前方のカーブの形状に合わせて自車速Vを適正速度に制御することである。走行制御装置5の各部の詳細および走行制御装置5による制御内容については後述する。
制御対象6は、車両100の加減速を行うための装置であり、後述するようにエンジントルクアクチュエータとブレーキ液圧アクチュエータとを備えている。なお、車両100における上述した各装置は、従来の車両に備えられた各装置と同じである。
図2は、車間距離制御車速指令値設定部51の詳細を示す図である。車間距離制御車速指令値設定部51は、車速設定部51aと、先行車情報処理部51bと、自車速演算部51cと、車間距離制御車速指令値演算部51dとを備えている。車速設定部51aは、ACCスイッチ1からの出力信号に基づき、ドライバーが設定した設定車速を設定車速指令値Vsetとして目標車速演算部53に出力する。先行車情報処理部51bは、レーザーレーダー2からの信号に基づき、先行車の状態、すなわち、先行車の有無、車間距離L、および車速差Vdを読み込んで車間距離制御車速指令値演算部51dと目標車速演算部53に出力する。
車間距離制御による先行車との車間距離の目標値は、たとえば「長」、「中」、「短」の3つの距離がACCスイッチ1の操作によって設定可能である。車間距離の設定状態が「長」であれば、先行車との車間距離が長めに保たれ、車間距離の設定状態が「中」であれば、先行車との車間距離が中程度に保たれ、車間距離の設定状態が「短」であれば、先行車との車間距離が短めに保たれる。
また、車間距離制御の制御モードは、たとえば「通常モード」、「スポーツモード」などがACCスイッチ1の操作によって設定可能である。制御モードの設定状態が「通常モード」であれば、先行車との車間距離制御における加減速度制限値及び制御ゲインは、通常の加減速度制限値及び制御ゲインに設定され、制御モードの設定状態が「スポーツモード」であれば、加減速度制限値は「通常モード」の加減速度制限値よりも絶対値で大きな値に変更され、大きな加速度、減速度が出るようになる。制御ゲインも「通常モード」の制御ゲインより大きな値に変更され、先行車の加減速により早く追従することが可能となる。
自車速演算部51cは、車輪速センサー3から出力される信号に基づいて自車速Vを演算して車間距離制御車速指令値演算部51dと、カーブ減速制御車速指令値設定部52と、目標車速演算部53とに出力する。車間距離制御車速指令値演算部51dは、先行車情報処理部51bより得られた先行車の有無、車間距離L、および車速差Vdと、自車速演算部51cで演算された自車速Vとに基づいて車間距離制御車速指令値Vaccを演算して目標車速演算部53に出力する。
図3は、カーブ減速制御車速指令値設定部52の詳細と目標車速演算部53とを示す図である。カーブ減速制御車速指令値設定部52は、前方道路情報処理部52aと、各ノード点旋回車速演算部52bと、各ノード点目標減速度演算部52cと、カーブ減速制御車速指令値演算部52dとを備えている。前方道路情報処理部52aは、ナビゲーション装置4から得られる車両の位置(自車位置)の情報と、自車位置前方の道路の各ノード点の座標および各ノード点までの距離を読み込む。そして前方道路情報処理部52aは、各ノード点における道路の曲率半径を演算して各ノード点旋回車速演算部52bおよび目標車速演算部53に出力するとともに、各ノード点までの距離を各ノード点目標減速度演算部52c、カーブ減速制御車速指令値演算部52dおよび目標車速演算部53に出力する。
各ノード点旋回車速演算部52bは、前方道路情報処理部52aで演算された各ノード点における道路の曲率半径に基づいて、各ノード点において、所定の横加速度で旋回走行するための各ノード点旋回車速を演算し、各ノード点目標減速度演算部52cに出力する。各ノード点目標減速度演算部52cは、車間距離制御車速指令値設定部51から得られた自車速Vと、前方道路情報処理部52aから得られた各ノード点までの距離と、各ノード点旋回車速演算部52bで演算された各ノード点旋回車速とに基づいて、各ノード点目標減速度を演算してカーブ減速制御車速指令値演算部52dに出力する。
カーブ減速制御車速指令値演算部52dは、各ノード点目標減速度演算部52cで演算された各ノード点目標減速度の中から最大の減速度が演算されたノード点を目標ノード点として選択する。そして、カーブ減速制御車速指令値演算部52dは、前方道路情報処理部52aから得られた各ノード点までの距離に基づいて、目標ノード点到達時に各ノード点旋回車速演算部52bで演算された当該ノード点のノード点旋回車速となるためのカーブ減速制御車速指令値Vcopを演算して目標車速演算部53に出力する。
目標車速演算部53は、上述した各部から得られた演算値や指令値などに基づいて、目標車速Vtを演算して車速制御部54へ出力する。
図4は、車速制御部54および制御対象6の詳細を示す図である。車速制御部54は、車速サーボ演算部54aと、ホイールトルク分配制御演算部54bと、エンジントルクコントローラ54cと、ブレーキ液圧コントローラー54dとを備えている。車速サーボ演算部54aは、自車速Vが目標車速演算部53で演算された目標車速Vtとなるように目標減速度または目標加速度(以下、目標加減速度と呼ぶ)を演算してホイールトルク分配制御演算部54bに出力する。
ホイールトルク分配制御演算部54bは、車速サーボ演算部54aで演算された目標加減速度から必要なエンジントルクやブレーキトルクを算出し、それぞれに応じた駆動指令値や制動指令値をエンジントルクコントローラ54cまたはブレーキ液圧コントローラ54dに出力する。エンジントルクコントローラ54cは、ホイールトルク分配制御演算部54bで演算された駆動指令値に基づいて、制御指令値を演算して制御対象6に出力する。ブレーキ液圧コントローラ54dは、ホイールトルク分配制御演算部54bで演算された制動指令値に基づいて、制御指令値を演算して制御対象6に出力する。
制御対象6は、エンジントルクアクチュエータ61と、ブレーキ液圧アクチュエータ62とを備えている。エンジントルクアクチュエータ61は、たとえばスロットルバルブなどのように駆動輪の駆動トルクを制御するためのアクチュエータであり、エンジントルクコントローラ54cから出力される駆動指令値に基づいてスロットル開度を変更する。これにより、車速サーボ演算部54aで演算された目標加減速度を得るのに必要なエンジントルクが得られる。
ブレーキ液圧アクチュエータ62は、ブレーキ液圧を発生させるマスターシリンダと、各車輪に設けられた油圧ブレーキの油圧シリンダ(ホイールシリンダ)との間に設けられて、各ホイールシリンダの液圧を任意の制動液圧に制御するアクチュエータである。ブレーキ液圧アクチュエータ62は、ブレーキ液圧コントローラ54dから出力される駆動指令値に基づいてホイールシリンダの液圧を制御する。これにより、車速サーボ演算部54aで演算された目標加減速度を得るのに必要なブレーキトルクが得られる。制御対象6、すなわち、エンジントルクアクチュエータ61およびブレーキ液圧アクチュエータ62が、車速制御部54から出力される各指令値に基づいて制御されることで、自車速Vが目標車速Vtとなるように制御される。
図5は、制御対象6への制駆動指令値を演算する際の処理手順を示すフローチャートである。図5に示す処理は車両100の走行中、所定のサンプリング時間毎に走行制御装置5で実行される。ステップS1において、各センサ等からのデータを読み込む。具体的には、ACCスイッチ1の操作信号に基づいて、ドライバーが設定した設定車速Vsetおよび車間距離の設定状態を読み込み、レーザーレーダー2から先行車との間の車間距離Lを読み込み、車輪速センサ3から車輪速Vwを読み込む。また、ナビゲーション装置4から自車位置(X,Y)と自車両前方の道路のノード点情報((X(n),Y(n),L(n))を読み込む。各センサ等からのデータを読み込むとステップS2へ進む。
ステップS2において、ステップS1で読み込んだ各センサ等からのデータに基づいて、車間距離に応じた車速指令値、すなわち車間距離制御による車速指令値である車間距離制御車速指令値Vaccを算出する。具体的な算出方法については後述する。
なお、ステップS1で読み込んだ車間距離Lに基づいて先行車が存在しないと判断すると、ステップS1で読み込んだ、ドライバーが設定した設定車速Vsetを車間距離制御車速指令値Vaccとする。ステップS2で車間距離制御車速指令値Vaccが演算されるとステップS3へ進む。
ステップS3において、ステップS1で読み込んだ各センサ等からのデータに基づいて、前方のカーブに応じた車速指令値、すなわちカーブ車速制御による車速指令値であるカーブ減速制御車速指令値Vcopを算出する。カーブ減速制御車速指令値Vcopを算出方法については後述する。カーブ減速制御車速指令値Vcopを算出するとステップS4へ進む。
ステップS4において、ステップS2で算出された車間距離制御車速指令値Vaccと、ステップS3で算出されたカーブ減速制御車速指令値Vcopとに基づいて最終的な目標車速Vtを設定してステップS5へ進む。
ステップS5において、ステップS4で設定した目標車速Vtから駆動指令値を演算し、演算した駆動指令値を制御対象6へ出力してリターンする。
−−−車間距離制御車速指令値Vaccの演算について−−−
車間距離制御車速指令値Vaccの演算について図6を参照して説明する。図6は、車間距離制御車速指令値Vaccを演算して目標車速演算部53に出力する際の、車間距離制御車速指令値設定部51における処理内容のフローチャートを示す図である。図6に示す処理は、車両100の走行中、所定のサンプリング時間毎に実行される。
ステップS101において、各センサー等からのデータを読み込む。すなわち、ACCスイッチ1から操作信号を読み込み、レーザーレーダー2から先行車の状態、すなわち、先行車の有無を示す先行車捕捉フラグ、車間距離L、および、車速差Vdを読み込み、車輪速センサー3から車輪速Vwを読み込む。なお、車両100が後輪駆動車である場合には、左右の前輪の車輪速Vw1,Vw2を読み込む。各センサーからのデータを読み込むとステップS102へ進む。
ステップS102において、ステップS101で読み込んだ車輪速Vwから自車速Vを演算する。たとえば、車両100が後輪駆動車である場合、次の(1)式により、左右の前輪の車輪速Vw1,Vw2の平均値を自車速Vとする。
V=(Vw1+Vw2)/2 ・・・(1)
自車速Vを演算するとステップS103へ進む。
ステップS103において、車速設定指令値Vsetを読み込む。すなわち、ステップS101で読み込んだACCスイッチ1の操作信号に基づいて、ドライバーが設定した設定車速を車速設定指令値Vsetとする。また、現在の車速を設定車速とするようにドライバーが設定した場合(車速セットフラグが立った場合)、ステップS102で演算した自車速Vを車速設定指令値Vsetとする。車速設定指令値Vsetを読み込むとステップS104へ進む。
ステップS104において、車間距離制御車速指令値Vaccを演算する。ステップS101で読み込んだ先行車捕捉フラグに基づいて先行車が存在すると判断すると、次の(2)式により目標車間距離Lを設定する。
=V×T0+L0 ・・・(2)
ここで、T0は車間時間(=(車間距離L)/(自車速Vまたは先行車の車速Vf))であり、L0は停車時の車間距離である。なお、自車速Vに代えて先行車の車速Vfに応じた目標車間距離Lを設定してもよい。
次に、車間距離Lがその目標値Lに達するまでの車間距離の時間的な変化を表す車間距離指令値Ltを決定する。具体的には、目標車間距離Lに対して次式に示すローパスフィルターFt(s)を施し、車間距離指令値Ltを演算する。
Ft(s)=ω/(s+2ζωs+ω) ・・・(3)
(3)式において、ωとζは車間距離制御系における応答特性を目標の応答特性とするための固有振動数と減衰係数であり、sは微分演算子である。
次に、フィードバック補償器を用いて車間距離Lを車間距離指令値Ltに一致させるための目標車速、すなわち車間距離制御車速指令値Vaccを演算する。具体的には、次式により先行車との車間距離Lと車速差Vdに基づいて車間距離制御車速指令値Vaccを演算する。
Vacc=Vf−{fd(Lt−L)+fv×Vd} ・・・(4)
(4)式において、fdは距離制御ゲイン、fvは車速制御ゲインであり、Vfは先行車速度(Vf=V+Vd)である。
なお、ステップS101で読み込んだ先行車捕捉フラグに基づいて先行車が存在しないと判断すると、ステップS103で得られた車速設定指令値Vsetを車間距離制御車速指令値Vaccとする。
ステップS104で車間距離制御車速指令値Vaccが演算されるとステップS105へ進み、ステップS104で演算された車間距離制御車速指令値Vaccを目標車速演算部53に出力してリターンする。
−−−カーブ減速制御車速指令値Vcopの演算について−−−
カーブ減速制御車速指令値Vcopの演算について図7を参照して説明する。図7は、カーブ減速制御車速指令値Vcopを演算して目標車速演算部53に出力する際の、カーブ減速制御車速指令値設定部52における処理内容のフローチャートを示す図である。図7に示す処理は、車両100の走行中、所定のサンプリング時間毎に実行される。
ステップS201において、各種データを読み込む。すなわち、車間距離制御車速指令値設定部51から自車速Vを読み込み、ナビゲーション装置4から自車位置(X,Y)と自車両前方の道路のノード点情報((X(n),Y(n),L(n))を読み込む。なお、ここで、nは各ノード点に付した番号(ノード点番号)であり、1からpまでの整数であり、自車位置から遠いノード点ほど大きい値を割り当てる。ノード点番号がnであるノード点をノード点NOD(n)と表す。(X(n),Y(n))はノード点NOD(n)の座標である。L(n)は、自車位置(X,Y)からノード点NOD(n)までの距離である。ステップS201で各種データを読み込むとステップS202へ進む。
ステップS202において、ステップS201で読み込んだノード点情報に基づいて、各ノード点NOD(n)の曲率半径R(n)を演算する。曲率半径の算出方法にはいくつかの方法があるが、ここでは、3点法に基づいて曲率半径R(n)を演算する。すなわち、ノード点NOD(n)と、ノード点NOD(n)に隣接する前後2つのノード点NOD(n−1),N(n+1)との3点を通る円の半径を算出し、この半径をノード点NOD(n)の曲率半径R(n)とする。ノード点NOD(n)の曲率半径R(n)を演算するとステップS203へ進む。
ステップS203において、各ノード点旋回車速V(n)を演算する。上述したように、各ノード点旋回車速V(n)は各ノード点NOD(n)を所定の横加速度Ygで旋回する速度であり、ステップS202で演算された曲率半径R(n)に基づいて、次式より算出する。
V(n)=Yg×|R(n)| ・・・(5)
ここで、横加速度Ygをたとえば0.4Gとする。また、ドライバーが別途設定した値を横加速度Ygとしてもよい。(5)式から明らかなように、曲率半径R(n)が大きくなるほど各ノード点旋回車速V(n)は大きくなる。各ノード点旋回車速V(n)を演算するとステップS204へ進む。
ステップS204において、各ノード点目標減速度G(n)を演算する。各ノード点目標減速度G(n)は各ノード点NOD(n)において自車速Vを上述した各ノード点旋回車速V(n)とするのに必要な減速度である。各ノード点目標減速度G(n)はステップS201で得られた自車速Vおよび各ノード点NOD(n)までの距離L(n)と、ステップS203で演算された各ノード点旋回車速V(n)から、次式で求められる。
G(n)=(V−V(n))/(2×L(n))
=(V−Yg×|R(n)|)/(2×L(n)) ・・・(6)
ここで、各ノード点目標減速度G(n)は車両100が減速する場合に正の値を採るものとする。(6)式から明らかなように、各ノード点目標減速度G(n)は各ノード点旋回車速V(n)が小さいほど(曲率半径R(n)が小さいほど)、距離L(n)が小さいほど大きな値となる。各ノード点目標減速度G(n)を演算するとステップS205へ進む。
ステップS205において、目標ノード点を設定する。すなわち、各ノード点NODのうち、ステップS204で演算した複数の各ノード点目標減速度G(n)の中から最も大きな値となるノード点NODを目標ノード点として選択する。ここで、目標ノード点のノード点NOD番号をNとし、各ノード点NODに関するデータについての「(n)」が「(N)」となっているものは目標ノード点に関するデータを示すものとする。目標ノード点を設定するとステップS206へ進む。
ステップS206において、カーブ減速制御車速指令値Vcopを演算する。具体的には、ステップS205で設定した目標ノード点までの距離L(N)と、目標ノード点における各ノード点旋回車速V(N)とに基づいて、カーブ減速制御車速指令値Vcopを次式により演算する。すなわち、車両100の前方の曲路の状態に応じてカーブ減速制御車速指令値Vcopが演算される。なお、カーブ減速制御車速指令値Vcopは、自車位置(X,Y)から所定の減速度Gで減速して目標ノード点に到達した際に、自車速Vが各ノード点旋回車速V(N)となるための指令値である。
Vcop=V(N)+2×G×L(N) ・・・(7)
ここで、減速度Gをたとえば0.12Gとする。また、ドライバーが別途設定した値を減速度Gとしてもよい。(7)式から明らかなように、各ノード点旋回車速V(N)が大きいほど、減速度Gが大きいほど、距離L(N)が長いほどカーブ減速制御車速指令値Vcopは大きい値となる。逆に、各ノード点旋回車速V(N)が小さいほど、減速度Gが小さいほど、距離L(N)が短いほどカーブ減速制御車速指令値Vcopは小さい値となる。
また、カーブ減速制御車速指令値Vcopは、目標ノード点を通過すると、各ノード点旋回車速V(N)を上限車速として、所定の変化量で増加するように設定される。
カーブ減速制御車速指令値Vcopを演算するとステップS207へ進む。
ステップS207において、ステップS206で演算されたカーブ減速制御車速指令値Vcopを目標車速演算部53に出力してリターンする。
−−−目標車速Vtの演算について−−−
目標車速Vtの演算について図8を参照して説明する。図8は、目標車速Vtを演算して車速制御部54に出力する際の、目標車速演算部53における処理内容のフローチャートを示す図である。図8に示す処理は、車両100の走行中、所定のサンプリング時間毎に実行される。
ステップS301において、各種車速指令値を読み込む。具体的には、車間距離制御車速指令値設定部51から車速設定指令値Vsetおよび車間距離制御車速指令値Vaccを読み込み、カーブ減速制御車速指令値設定部52からカーブ減速制御車速指令値Vcopを読み込む。各種車速指令値を読み込むとステップS302へ進む。
ステップS302において、各種データを読み込む。具体的には、車間距離制御車速指令値設定部51から自車速Vおよび車速差Vdを読み込み、カーブ減速制御車速指令値設定部52からカーブ半径Rcおよびカーブ到達距離Lcを読み込む。ここで、カーブ半径Rcおよびカーブ到達距離Lcは、それぞれカーブ減速制御車速指令値設定部52で設定された目標ノード点についての曲率半径R(N)および距離L(N)である。各種データを読み込むとステップS303へ進む。
ステップS303において、ステップS301で読み込んだカーブ減速制御車速指令値Vcopと車速設定指令値Vsetとを比較して、カーブ減速制御車速指令値Vcopが車速設定指令値Vset以下か否かを判断する。ステップS303が肯定判断されるとステップS304へ進む。ステップS303が否定判断されるとステップS308へ進む。
ステップS304において、ステップS301で読み込んだカーブ減速制御車速指令値Vcopと車間距離制御車速指令値Vaccとを比較して、カーブ減速制御車速指令値Vcopが車間距離制御車速指令値Vaccよりも小さいか否かを判断する。ステップS304が肯定判断されるとステップS305へ進む。ステップS304が否定判断されるとステップS307へ進む。
ステップS305において、重み係数aを設定する。重み係数aは、後述するように、目標車速Vtの算出の際に、カーブ減速制御車速指令値Vcopおよび車間距離制御車速指令値Vaccの寄与度合い(重み付け)を表す係数であり、0以上、かつ、1以下の値である。本実施の形態では、重み係数aは車両100の製造段階であらかじめ定められた固定値とするが、ドライバーが任意に設定可能としてもよい。重み係数aを設定するとステップS306へ進む。
ステップS306において、ステップS301で読み込んだカーブ減速制御車速指令値Vcopおよび車間距離制御車速指令値Vaccと、ステップS305で設定した重み係数aとに基づいて、次式により目標車速Vtを演算する。
Vt=a×Vacc+(1−a)×Vcop ・・・(8)
(8)式から明らかなように、目標車速Vtは、車間距離制御車速指令値Vaccの値とカーブ減速制御車速指令値Vcopの値との間の値となり、重み係数aの値が1に近づくと車間距離制御車速指令値Vaccの値に近づき、重み係数aが0に近づくとカーブ減速制御車速指令値Vcopの値に近づく。目標車速Vtを演算するとステップS309へ進む。
ステップS307において、目標車速Vtを設定する。具体的には、ステップS301で読み込んだ車間距離制御車速指令値Vaccを目標車速Vtとして設定する。目標車速Vtを設定するとステップS309へ進む。
ステップS308において、目標車速Vtを設定する。具体的には、ステップS301で読み込んだ車速設定指令値Vsetと車間距離制御車速指令値Vaccとを比較して、値が小さい方の指令値を目標車速Vtとして設定する。目標車速Vtを設定するとステップS309へ進む。
ステップS309において、ステップS306、ステップS307、またはステップS308で演算・設定された目標車速Vtに対して、目標車速Vtの変化量を制限する変化量リミッター処理を行う。具体的には、前回の処理の実行時に設定された目標車速Vtと、今回の処理の実行時に設定された目標車速Vtとを比較して、その変化量が所定の割合を超えないように、今回設定された目標車速Vtの値を補正する。
ステップS310において、ステップS309で変化量リミッター処理をされた目標車速Vtを速度指令値として車速制御部54に出力してリターンする。
このように構成される車両100では、ACCスイッチ1が操作されて、車間距離制御を行うように指示されている場合であって、略直線の道路を走行している場合には(ステップS303否定判断)、先行車に追従して所定の車間距離を保ちながら走行するように車速が制御される(ステップS308)。また、先行車が存在しないか、ドライバーが設定した設定車速よりも先行車の車速が早ければ、ドライバーが設定した設定車速となるように車速が制御される(ステップS308)。また、車両100が先行車に追従した状態で前方に位置するカーブにさしかかると、車両100の車速は次のように制御される。
図9は、車両100が先行車に追従した状態で前方に位置するカーブにさしかかった際の、各指令値の変化を示す図である。なお、図9では、上述した重み係数aは0.3であり、先行車はカーブ手前の直線区間で車両100の設定車速と略同じ速度で走行し、カーブ直前で十分に減速してカーブを安全な速度で通過するものとする。目標ノード点から十分に離れていて、図9の地点91よりも手前に自車位置が存在している場合、カーブ減速制御車速指令値Vcopは車速設定指令値Vsetよりも大きい値となるので(ステップS303否定判断)、目標車速Vtが設定車速Vset(または車間距離制御車速指令値Vacc)と等しくなる(ステップS308)。その結果、車両100は、先行車と所定の車間距離を保った状態で走行する。
上述したように、カーブ減速制御車速指令値Vcopは距離L(N)が短いほど小さい値となるので、ある地点でカーブ減速制御車速指令値Vcopと、車速設定指令値Vsetおよび車間距離制御車速指令値Vaccとが等しくなる。この地点を地点91とする。すなわち、車両100が地点91に到達すると、カーブ減速制御車速指令値Vcopと、車速設定指令値Vsetおよび車間距離制御車速指令値Vaccとが等しくなる(ステップS303肯定判断)。そして、車両100が地点91を通過すると、カーブ減速制御車速指令値Vcopは車速設定指令値Vsetおよび車間距離制御車速指令値Vaccを下回る(ステップS304肯定判断)。
すると、目標車速Vtが上述した(8)式で算出される値とされるが(ステップS306)、カーブ減速制御車速指令値Vcopが車速設定指令値Vsetおよび車間距離制御車速指令値Vaccを下回っているため、算出される目標車速Vtは車速設定指令値Vsetおよび車間距離制御車速指令値Vaccよりも小さな値となる。すなわち、車両100は地点91を通過すると減速するように制御される。
ここで、従来の車両制御装置を搭載した車両では、地点91を通過後、車間距離制御車速指令値Vaccよりも小さい値となったカーブ減速制御車速指令値Vcopが目標車速Vtとして設定されてしまうため、先行車との車速差が拡大して先行車において行かれたような感覚(おいて行かれ感)をドライバーに与えてしまう。しかし、本実施の形態の車両制御装置を搭載した車両100では、重み係数aで決定される、車間距離制御車速指令値Vaccとカーブ減速制御車速指令値Vcopとの間の値が目標車速Vtとして設定され、先行車との車速差があまり拡大しない。すなわち、目標車速Vtが車間距離制御車速指令値Vaccを超えない範囲で従来よりも高くなるため、車間距離を縮めすぎることなく、ドライバーが感じるおいて行かれ感を和らげられる。
なお、本実施の形態では、重み係数aの値を0.3としたので目標車速Vtは車間距離制御車速指令値Vaccよりもカーブ減速制御車速指令値Vcopに近い値となる。重み係数aを適宜変更して設定することで、車間距離制御とカーブ減速制御との優先度合いを簡単に調節できる。
第1の実施の形態の車両走行制御装置では、次の作用効果を奏する。
(1) 先行車の状態、すなわち、先行車の有無、車間距離L、および車速差Vdに応じて車間距離制御車速指令値Vaccを演算し、車両100の前方の曲路の状態に応じてカーブ減速制御車速指令値Vcopを演算するように構成した。そして、自車速Vが、車間距離制御車速指令値Vaccと、カーブ減速制御車速指令値Vcopと、重み係数aとに基づいて演算された目標車速Vtとなるように制御されるように構成した。これにより、目標車速Vtおよび自車速Vが車間距離制御車速指令値Vaccを超えない範囲で従来よりも高くすることができるため、車間距離を縮めすぎることなく、ドライバーが感じるおいて行かれ感を和らげられる。また、おいて行かれ感が和らげられるので、アクセル踏み増し操作などのドライバーの操作を抑止して、操作に伴う煩わしさ感を抑止できる。
(2) 走行制御装置5による処理において、車間距離制御車速指令値Vaccと、カーブ減速制御車速指令値Vcopと、重み係数aとに基づいて目標車速Vtを演算するように構成した。これにより、新たな装置を追加することなく、ソフトウェア上の処理の変更だけでおいて行かれ感が和らげられるので、コスト増を抑制できる。
(3) たとえば、車間距離制御車速指令値Vaccによる車速制御だけが行われる従来の車両では、先行車に追従して走行している場合に、カーブにさしかかった先行車の減速タイミングが遅いと、ドライバーはブレーキ操作を行って自車両を減速させなくてはならず、ブレーキ操作を煩わしいと感じる可能性がある。これに対して本実施の形態の車両100では、重み係数aで決定される、車間距離制御車速指令値Vaccとカーブ減速制御車速指令値Vcopとの間の値が目標車速Vtとして設定されるように構成した。したがって、車間距離制御車速指令値Vaccによる車速制御だけが行われる従来の車両と比べてカーブ手前で自車速Vが低下するので、ドライバーによるブレーキ操作を抑止することができ、ブレーキ操作に伴う煩わしさ感を抑制できる。
(4) 重み係数aをあらかじめ定められた固定値としたので、重み係数aの設定値を変更するという簡単なチューニングでおいて行かれ感を和らげられる。なお、重み係数aをドライバーが任意に設定可能であるように構成した場合、おいて行かれ感の抑制度合いを変更できることとなるので、ドライバーの好みを反映できる。
(5) 前回の処理の実行時に設定された目標車速Vtと、今回の処理の実行時に設定された目標車速Vtとを比較して、その変化量が所定の割合を超えないように、今回設定された目標車速Vtの値を補正するように構成した。これにより、自車速Vの急激な変化を抑制できるので、自車速Vの変化に伴って乗員へ与える違和感を抑制できる。
−−−第2の実施の形態−−−
図10を参照して、本発明による車両走行制御装置の第2の実施の形態を説明する。以下の説明では、第1の実施の形態と同一の構成要素には同一の符号を付して相違点を主に説明する。第2の実施形態の車両走行制御装置では、重み係数aをカーブ到達距離Lcに応じて設定する点が、第1の実施の形態の車両走行制御装置とは異なる。すなわち、第2の実施形態の車両走行制御装置では、目標ノード点についての距離L(N)であるカーブ到達距離Lcが長い場合には、重み係数aを1または1に近い値とし、カーブ到達距離Lcが短くなるにつれて重み係数aを小さな値とするように、重み係数aを変更する。
図10は、車両100が先行車に追従した状態で前方に位置するカーブにさしかかった際の、各指令値および重み係数aの変化を示す図である。図10では、カーブ到達距離Lcに応じて重み係数aは1から0.3まで変化し、先行車はカーブ手前の直線区間で車両100の設定車速と略同じ速度で走行し、カーブ直前で十分に減速してカーブを安全な速度で通過するものとする。
なお、地点91と目標ノード点位置との間で、目標ノード点から距離L1だけ手前側の地点92を基準として、地点92以前の区間である、カーブ到達距離Lcが距離L1以上(L1≦Lc)となる区間に車両100が存在する場合、重み係数aを1とする。地点92から目標ノード点までの区間である、カーブ到達距離Lcが距離L1未満(0<Lc<L1)となる区間に車両100が存在する場合、カーブ到達距離Lcが短くなるにつれて重み係数aを1から0.3へ漸減させる。
すなわち、目標車速演算部53は、カーブ減速制御車速指令値設定部52から読み込んだカーブ到達距離Lcが距離L1以上であると判断すると、重み係数aを1に設定する。目標車速演算部53は、カーブ減速制御車速指令値設定部52から読み込んだカーブ到達距離Lcが距離L1未満であると判断すると、カーブ到達距離Lcに応じて重み係数aを1から0.3へ漸減させる。なお、重み係数aの上下限値および距離L1は、車両100の製造段階であらかじめ設定された値とするが、ドライバーが任意に設定可能としてもよい。
(地点91よりも手前の区間)
目標ノード点から十分に離れていて、地点91よりも手前に自車位置が存在している場合、カーブ減速制御車速指令値Vcopは車速設定指令値Vsetよりも大きい値となるので、目標車速Vtが設定車速Vset(または車間距離制御車速指令値Vacc)と等しくなる。その結果、車両100は、先行車と所定の車間距離を保った状態で走行する。
(地点91から地点92まで間の区間)
車両100が地点91を通過すると、カーブ減速制御車速指令値Vcopは車速設定指令値Vsetおよび車間距離制御車速指令値Vaccを下回るので、目標車速Vtが上述した(8)式で算出される値とされるが、地点92の手前では重み係数aが1であるので、算出される目標車速Vtは車間距離制御車速指令値Vaccに等しい。すなわち車両100は、地点91を通過してもカーブ減速制御車速指令値Vcopの影響を受けず、車間距離制御車速指令値Vaccに従って先行車に追従する。ここでは先行車が減速していないので、車両100も減速されない。
(地点92を通過した後の区間)
車両100が地点92を通過すると、重み係数aが1から漸減していくので、上述した(8)式で算出される目標車速Vtは、車間距離制御車速指令値Vaccの値から徐々にカーブ減速制御車速指令値Vcopの値に近づいて、小さな値になっていく。すなわち車両100は、地点92を通過した時点から減速するように制御される。第1の実施形態と比較して、第2の実施の形態では、車両100が減速を開始する地点が地点91から地点92へと、目標ノード点に近づくように奥に移動したことになる。これにより、ドライバーが感じるおいて行かれ感をより一層和らげられる。
第2の実施の形態の車両走行制御装置では、第1の実施の形態の作用効果に加えて次の作用効果を奏する。
(1) 重み係数aをカーブ到達距離Lcに応じて設定するように構成したので、カーブ到達距離Lcに応じてより適切な重み係数aの設定が可能となる。これにより、ドライバーが感じるおいて行かれ感をより一層和らげられる。
(2) 目標車速Vtに対してカーブ減速制御車速指令値Vcopの影響を与え始める地点、すなわち重み係数aを1から漸減させ始める地点を任意に設定できるので、カーブ減速制御車速指令値Vcopの影響を受けて減速を開始する地点を目標ノード点に近づくように奥に移動させることも可能となる。これにより、ドライバーが感じるおいて行かれ感を効果的に和らげられる。
−−−第3の実施の形態−−−
図11を参照して、本発明による車両走行制御装置の第3の実施の形態を説明する。以下の説明では、第1および第2の実施の形態と同一の構成要素には同一の符号を付して相違点を主に説明する。第3の実施形態の車両走行制御装置では、カーブ到達距離Lcが距離L1以上では重み係数aを1に設定し、カーブ到達距離Lcが距離L1未満では、重み係数aを複数の補助重み係数に基づいて設定する点が、第1および第2の実施の形態の車両走行制御装置とは異なる。
第3の実施形態の車両走行制御装置では、補助重み係数として、自車速補助重み係数a1と、カーブ半径補助重み係数a2と、カーブ到達距離補助重み係数a3と、車速差補助重み係数a4とを設定する。自車速補助重み係数a1は、自車速Vに応じて設定される補助重み係数であり、自車速Vが小さいほど小さな値に設定される。カーブ半径補助重み係数a2は、カーブ半径Rcに応じて設定される補助重み係数であり、カーブ半径Rcが小さいほど小さな値に設定される。
カーブ到達距離補助重み係数a3は、カーブ到達距離Lcに応じて設定される補助重み係数である。カーブ到達距離補助重み係数a3は、カーブ到達距離Lcが距離L1以上である場合、1に設定され、カーブ到達距離Lcが0より大でありかつ距離L1未満である場合、カーブ到達距離Lcに応じて1から0.5へ漸減するよう設定される。車速差補助重み係数a4は、車速差Vdに応じて設定される補助重み係数であり、車速差Vdが小さいほど小さな値に設定される。
カーブ到達距離Lcが距離L1未満となったときの重み係数aは、次式のように、たとえば、各補助重み係数の積として設定される。
a=a1×a2×a3×a4 ・・・(9)
なお、重み係数aを各補助重み係数の和として設定してもよい。
第3の実施形態の車両走行制御装置では、各補助重み係数a1〜a4の値の取り得る範囲をたとえば0.5から1としている。各補助重み係数a1〜a4の値の取り得る範囲を定めることで、重み係数aに対する各補助重み係数a1〜a4の影響度の範囲が定まることになる。たとえば、ある補助重み係数の値が取り得る範囲を狭くすると、その補助重み係数の変化が重み係数aに与える影響を低減できる。逆に、ある補助重み係数の値が取り得る範囲を広くすると、その補助重み係数が重み係数aに与える影響が大きくなる。
図11は、車両100が先行車に追従した状態で前方に位置するカーブにさしかかった際の、各指令値、重み係数aおよび各補助重み係数a1〜a4の変化を示す図である。図11では、先行車はカーブ手前の直線区間で車両100の設定車速と略同じ速度で走行し、カーブ直前で十分に減速してカーブを安全な速度で通過するものとする。
(地点91よりも手前の区間)
目標ノード点から十分に離れていて、地点91よりも手前に自車位置が存在している場合、カーブ減速制御車速指令値Vcopは車速設定指令値Vsetよりも大きい値となるので、目標車速Vtが設定車速Vset(または車間距離制御車速指令値Vacc)と等しくなる。その結果、車両100は、先行車と所定の車間距離を保った状態で走行する。
(地点91から地点92まで間の区間)
車両100が地点91を通過すると、カーブ減速制御車速指令値Vcopは車速設定指令値Vsetおよび車間距離制御車速指令値Vaccを下回るので、目標車速Vtが上述した(8)式で算出される値とされる。しかし、地点92の手前の区間ではカーブ到達距離Lcが距離L1以上となるので、重み係数aが1に設定され、算出される目標車速Vtは車間距離制御車速指令値Vaccに等しい。すなわち車両100は、地点91を通過してもカーブ減速制御車速指令値Vcopの影響を受けず、車間距離制御車速指令値Vaccに従って先行車に追従する。ここでは先行車が減速していないので、車両100も減速されない。
(地点92を通過した後の区間)
車両100が地点92を通過すると、重み係数aの値は1から(9)式で算出される値となる。図11に示すように、自車速補助重み係数a1を除いた他の補助重み係数a2〜a4は1未満の値であるので、車両100が地点92を通過すると、重み係数aの値は1未満となる。したがって、地点92を通過するとカーブ減速制御車速指令値Vcopの影響を受けて車両100が減速し始める。自車速補助重み係数a1の値は自車速Vが低下するにつれて減少する。車両100が地点92を通過すると、カーブ到達距離Lcが距離L1未満となるので、カーブ到達距離補助重み係数a3の値は、カーブ到達距離Lcに応じて1から0.5へ漸減するよう設定される。車速差補助重み係数a4の値は、地点92を通過後に車両100が減速して車速差Vdが漸増するので、地点91を通過した後に増加し始める。
このように、各補助重み係数a1,a3,a4の値が変化するが、車速差補助重み係数a4の値が増加する影響よりも、自車速補助重み係数a1およびカーブ到達距離補助重み係数a3の値が減少する影響が大きくなるように、各補助重み係数a1,a3,a4の値の変化量が設定されている。そのため、地点92を通過した後の区間において、車両100が目標ノード点に近づくにつれて重み係数aが減少する。したがって、上述した(8)式で算出される目標車速Vtは、車間距離制御車速指令値Vaccの値から徐々にカーブ減速制御車速指令値Vcopの値に近づいて、小さな値になっていく。すなわち車両100は、地点92を通過した時点から減速するように制御される。第2の実施形態と同様に、第3の実施の形態では、車両100が減速を開始する地点が地点91から地点92へと、目標ノード点に近づくように奥に移動したことになる。これにより、ドライバーが感じるおいて行かれ感をより一層和らげられる。
第3の実施の形態の車両走行制御装置では、第1および第2の実施の形態の作用効果に加えて次の作用効果を奏する。
(1) 重み係数aを複数の補助重み係数に基づいて設定するように構成したので、先行車や自車両の走行状態、および、前方の道路の状況など、様々な要因が変化しても、重み係数aを適切に設定できる。これにより、自車両や周囲の状況に応じて、ドライバーが感じるおいて行かれ感を適切に和らげられる。
(2) 補助重み係数として、自車速補助重み係数a1を設定するように構成した。これにより、自車速Vに応じて重み係数aを適切に設定できる。これにより、自車速Vに応じて、ドライバーが感じるおいて行かれ感を適切に和らげられる。
たとえば、同じ車間時間であっても、車速が大きいほど車間距離が大きくなるので、同じ時間だけ車間時間が延びたとしても、車速が大きいほどおいて行かれ感が強まる。自車速Vが大きくなるほど自車速補助重み係数a1を大きな値に設定するように構成することで、自車速Vが大きくなるほど重み係数aを大きくし、目標車速Vtに対するカーブ減速制御車速指令値Vcopの影響度合いを低減している。そのため、自車速Vが大きくなるほど自車速Vの減速度が低減され、車間時間が延びる量を少なくできるので、ドライバーが感じるおいて行かれ感を適切に和らげられる。
(3) 補助重み係数として、カーブ半径補助重み係数a2を設定するように構成した。これにより、カーブ半径Rcに応じて、ドライバーが感じるおいて行かれ感を適切に和らげられる。カーブ半径Rcが大きくなるほどカーブ通過の際の自車速Vが高くなるが、上述したように車速が大きいほどおいて行かれ感が強まる。カーブ半径Rcが大きくなるほどカーブ半径補助重み係数a2を大きな値に設定するように構成することで、カーブ半径Rcが大きくなるほど重み係数aを大きくし、目標車速Vtに対するカーブ減速制御車速指令値Vcopの影響度合いを低減している。そのため、カーブ半径Rcが大きくなるほど自車速Vの減速度が低減され、車間時間が延びる量を少なくできるので、ドライバーが感じるおいて行かれ感を適切に和らげられる。
(4) 補助重み係数として、カーブ到達距離補助重み係数a3を設定するように構成したので、カーブ到達距離Lcに応じてより適切な重み係数aの設定が可能となる。これにより、ドライバーが感じるおいて行かれ感をより一層和らげられる。
(5) 補助重み係数として、車速差補助重み係数a4を設定するように構成した。これにより、車速差Vdに応じて、ドライバーが感じるおいて行かれ感を適切に和らげられる。車速差Vdが大きくなるほどおいて行かれ感が強まるが、車速差Vdが大きくなるほど車速差補助重み係数a4を大きな値に設定するように構成することで、車速差Vdが大きくなるほど重み係数aを大きくし、目標車速Vtに対するカーブ減速制御車速指令値Vcopの影響度合いを低減している。そのため、車速差Vdが大きくなるほど自車速Vの減速度が低減されて、ドライバーが感じるおいて行かれ感を適切に和らげられる。
上述した第2の実施の形態では、重み係数aをカーブ到達距離Lcに応じて設定するように構成した。また、上述した第3の実施の形態では、複数の補助重み係数に基づいて重み係数aを設定するように構成した。しかし、本発明はこれに限定されず、たとえば、第2の実施の形態における重み係数aを、第3の実施の形態の各補助重み係数の1つ1つに置き換えてもよい。すなわち、第2の実施の形態における重み係数aを、自車速補助重み係数a1に置き換えてもよく、カーブ半径補助重み係数a2に置き換えてもよく、車速差補助重み係数a4に置き換えてもよい。このように置き換えることによって、第3の実施の形態における作用効果と同様の作用効果を奏する。なお、カーブ到達距離補助重み係数a3は、第2の実施の形態における重み係数aと同様の係数である。
上述した第2および第3の実施の形態では、重み係数a値は、時々刻々変化するように構成しているが、本発明はこれに限定されない。たとえば、先行車や自車両の走行状態や前方のカーブの状態に応じて、一旦重み係数aを設定したら、そのカーブを通過し終えるまで重み係数aの値を不変としてもよい。これにより、走行制御装置5の演算負荷を低減できるので、走行制御装置5の演算能力増にともなうコスト増を抑制できる。
上述した第2および第3の実施の形態では、時々刻々変化する重み係数aの値について、特にその変化を制限するようなことはしていないが、重み係数aの変化量が所定の値を超えないように制限してもよい。すなわち、走行制御装置5が、前回の処理の実行時に設定された重み係数aと、今回の処理の実行時に設定された重み係数aとを比較して、その変化量が所定の割合を超えないように、今回設定された重み係数aの値を補正するように構成してもよい。これにより、自車速Vの急激な変化を抑制できるので、自車速Vの変化に伴って乗員へ与える違和感を抑制できる。
上述した第1〜第3実施形態において、重み係数aの値は自車速V、カーブ半径Rc、カーブ到達距離Lc、車速差Vdなどに応じて変更しているが、たとえばACCスイッチ1の操作によって設定可能な車間距離の目標値(「長」、「中」、「短」)に応じて変更しても良い。この場合、車間距離目標値が長いほど重み係数を小さな値にする。車間距離を大きく設定するドライバは比較的余裕のある運転を好むドライバと推定できる。したがって、目標車速Vtをカーブ減速制御車速指令値Vcopに近づく値にして比較的余裕のある速度設定にすることが可能である。逆に車間距離を小さく設定するドライバはクイックな運転を好むドライバと推定できる。したがって、目標車速Vtを車間距離制御車速指令値Vaccに近づく値にして先行車への追従性を高めた速度設定にすることが可能である。同様に、ACCスイッチ1の操作によって設定可能な車間距離制御モードの設定に基づいて、「通常モード」では重み係数を小さな値に、「スポーツモード」では重み係数を大きな値に設定してもよい。
−−−第4の実施の形態−−−
図12〜14を参照して、本発明による車両走行制御装置の第4の実施の形態を説明する。以下の説明では、第1〜3実施の形態と同一部分についての説明は省略し、相違点を主に説明する。第4の実施形態の車両走行制御装置では、図12に示すように、図8に示すステップS305,306の代わりに、ステップS311〜313を追加したものである。具体的には、カーブ減速制御車速指令値Vcopを算出する際の所定の減速度Gを変更して通常のカーブ減速制御車速指令値Vcopよりも大きな値Vcop’を算出して、最終的な目標車速Vtを設定するものである。
また、図7のステップS206においてカーブ減速制御車速指令値Vcopを(7)式により算出する際、図7のステップS201で読み込んだ車間距離Lに基づいて先行車が存在しないと判断すると、減速度Gを次の値とする。
G=Gl
また、図7のステップS201で読み込んだ車間距離Lに基づいて先行車が存在すると判断すると、図7のステップS201で読み込んだ、ドライバーが設定した車間距離の設定状態に応じて減速度Gを次の値とする。
(1) 車間距離の設定状態が「短」である場合
G=Gl
(2) 車間距離の設定状態が「中」である場合
G=(Gl+Gl)/2
(3) 車間距離の設定状態が「長」である場合
G=Gl
なお、GlはGlよりも小さな値であり、たとえば、Glを1.0[m/s2]とし、Glを2.5[m/s2]とする。Glは、車間距離制御における最大の減速度と等しい。また、車間距離の設定状態が「長」である場合、GをGlよりも大きな値(例えばGl×1.2)にしても良い。
なお、ドライバーがACCスイッチ1の操作によって設定した車間距離制御モードに基づいて、「通常モード」ではG=(Gl+Gl)/2に、「スポーツモード」ではG=Glに設定してもよい。また、目標車間距離と車間距離制御モードを組み合わせに基づいて減速度の設定値を決定しても良い。
車両100が前方に位置するカーブにさしかかると、車両100の車速は次のように制御される。
先行車が存在しない場合、図5のステップS2で算出される車間距離制御車速指令値Vaccは設定車速Vsetとされる。一方、ステップS3で算出されるカーブ減速制御車速指令値Vcopは、(5)〜(7)式から明らかなように、カーブまでの到達距離に応じて演算され、カーブに近づくほど小さな値となる。そのため、車両100がある地点を通過するときから、ステップS2で算出された車間距離制御車速指令値Vaccよりもカーブ車速制御車速指令値Vcopが小さくなるため、カーブ車速制御によって車両100が減速するように制御される(ステップS4,S5)。
これに対して、車両100が先行車に追従した状態で前方に位置するカーブにさしかかる場合には、上述したように、(7)式でカーブ減速制御車速指令値Vcopを算出する際の減速度Gが、先行車が存在しない場合と比べて大きな値に設定され、新たなカーブ減速制御車速指令値Vcop’が算出される(図12のステップS311)。そして車間距離制御車速指令値Vaccと新たなカーブ車速制御車速指令値Vcop’との小さいほうの値が目標車速Vtとして設定される(ステップS312、S313)。したがって、図13に示すように、車両100の前方のカーブに対して減速を開始するタイミングが、先行車が存在しない場合と比べて遅くなり、車両100が減速を開始する位置は、よりカーブ寄りの位置となる。すなわち、先行車が存在しないときのカーブ減速開始地点P1よりも、カーブ寄りの地点P2で車両100が減速を開始する。
図14は、先行車が存在するときと、存在しないときとで車両100の車速がどのように変化するかを示したグラフである。先行車が存在しないときには、破線で示す目標車速Vtとなるように自車速Vが制御される。この場合、車両100は上述したように地点P1から減速を開始する。先行車が存在する場合には、実線で示す目標車速Vtとなるように自車速Vが制御される。この場合、車両100は地点P2まで減速せず、先行車が存在しない場合よりも大きな減速度で地点P2から減速を開始することとなる。なお、カーブにおける車両100の通過速度は、先行車の有無に関わらず同速度となる。
なお、従来の車両制御装置を搭載した車両では、先行車が存在していても、図14の破線で示すグラフの目標車速Vtとなるように自車速が制御されることとなる。しかし、この場合の減速度は、比較的低い値であるため、先行車よりも早いタイミングで減速制御が開始されることとなり、先行車において行かれるような感覚(おいて行かれ感)をドライバーに与えてしまう。
これに対して、本実施の形態の車両制御装置を搭載した車両100では、先行車が存在し、且つ車間距離制御車速指令値Vaccがカーブ車速制御車速指令値Vcopよりも高い場合には、上述したように(7)式でカーブ減速制御車速指令値Vcopを算出する際の減速度Gを、従来と比べて大きな値に設定して新たなカーブ車速制御車速指令値Vcop’を算出することで、減速を開始するタイミングをよりカーブ寄りの位置としている。これにより、ドライバーが感じるおいて行かれ感が和らげられる。
また、ドライバーが設定した車間距離または制御モードの設定状態に応じて減速度Gを変更するように構成した。これにより、カーブ手前の直線区間で追従した先行車との車間距離に応じて、カーブへの進入の際の減速開始タイミングが変更されるため、ドライバーが感じる先行車において行かれる感覚をさらに和らげられる。
また、新たなカーブ車速制御車速指令値Vcop’を算出する際に用いる減速度Gの上限値を車間距離制御における最大の減速度と等しくしたので、減速する先行車に追従する状態で車間距離制御からカーブ車速制御へ切り替わっても車両100の減速挙動に大きな変化が生じない。すなわち、減速する先行車に追従する状態で車間距離制御からカーブ車速制御へ切り替わる際の車速の変化を穏やかにでき、車間距離制御からカーブ車速制御へ切り替わる際にドライバへ与える違和感を低減できる。
−−−第5実施の形態−−−
上述の第4実施形態では、新たなカーブ車速制御車速指令値Vcop’を算出する際に減速度Gの上限値を変更したが、本実施形態は(5)式の横加速度Ygを変更するように構成したものである。すなわち、各ノード点旋回車速V(n)を(5)式により算出する際、先行車が存在する場合には、先行車が存在しない場合よりも横加速度Ygを大きくする。さらにドライバーが設定した車間距離または車間距離制御モードの設定状態に応じて横加速度Ygを変更する。具体的には以下のように変更する。
(1)先行車が存在しないとき
Yg=0.4G
(2) 車間距離の設定状態が「短」である場合
Yg=0.45G
(3) 車間距離の設定状態が「中」である場合
G=0.43G
(4) 車間距離の設定状態が「長」である場合
G=0.42G
これにより、先行車が存在しない場合と比べて、上述した(5)式で算出される各ノード点旋回車速V(n)が高くなり、減速度Gを変更しなくても(7)式で算出されるカーブ車速制御車速指令値Vcopも高くなる。その結果、車両100の前方のカーブに対して減速を開始するタイミングが遅くなり、車両100が減速を開始する位置は、よりカーブ寄りの位置となる。
横加速度Ygを変更するように構成したときの、車両100の車速の上限の変化を表したグラフを図15に示す。先行車が存在しないときには、破線で示す目標車速Vtとなるように自車速Vが制御される。この場合、車両100は地点P1から減速を開始することとなる。この破線のグラフは、上述した図14の破線のグラフと同じである。先行車が存在する場合には、実線で示す目標車速Vtとなるように自車速Vが制御される。この場合、車両100は地点P3まで減速せず、先行車が存在しない場合と同じ減速度で地点P3から減速を開始することとなる。なお、カーブにおける車両100の通過速度は、先行車が存在しない場合に比べて高くなる。このように、先行車が存在する場合に先行車が存在しない場合よりも横加速度Gを大きくするように構成した場合、カーブ車速制御による速度の減速量を少なくできるため、減速を開始するタイミングがよりカーブ寄りの位置となる。これにより、上述した作用効果と同様の作用効果を奏する。
本実施形態も第4実施形態と同様、車間距離制御の制御モードに基づいて横加速度Ygを変更してもよく、目標車間距離と車間距離制御モードとの組み合わせに基づいて横加速度Ygを変更しても良い。
さらに、目標車間距離や車間距離制御モードとの少なくとも一方に基づいて、減速度Gと横加速度Ygとの双方を変更するように構成しても、上述した作用効果と同様の作用効果を奏する。
上述した第5実施形態では、横加速度Ygを変更することでカーブにおける車両100の通過速度を増加させ、減速を開始するタイミングをよりカーブ寄りの位置とするようにしているが、本発明はこれに限定されない。たとえば、横加速度Ygを変更せずに、上述した(5)式で算出される各ノード点旋回車速V(n)に所定の速度を加算することで、カーブにおける車両100の通過速度を増加させ、減速を開始するタイミングをよりカーブ寄りの位置とするようにしてもよい。これにより、上述した作用効果と同様の作用効果を奏する。
なお、上述した(5)式で算出される各ノード点旋回車速V(n)に所定の速度を加算した場合であっても、減速度Gを変更するように構成しても良い。
また、上述した第4、第5実施形態において、減速度Gの上限値や横加速度Ygを自車速V、カーブ半径Rc、カーブ到達距離Lc、及び車速差Vdの少なくとも一つに応じて変更しても良い。
−−−変形例−−−
上述した第1〜第5実施形態において、目標車速Vtの加速度制限値βを、図16に示すように減速開始予測時間Taに基づいて変更しても良い。具体的には、図8、図12のステップS309で、加速度制限値βが用いられる。以下、加速度制限値βの設定方法について詳述する。
図8,12のステップS309において、加速度制限値βは次の値に設定されている。
(1) 先行車が存在しない場合
β=β0
(2) 先行車が存在する場合
β=β1
β0はβ1よりも小さな値であり、β0をたとえば0.4[m/s2]とし、β1をたとえば0.6[m/s2]とする。β1は、車間距離制御における最大の加速度と等しい。
図16に示すように、減速開始予想時間Taが短い場合にはβを0とすることで、目標車速Vtが増加しないようにする。また、図16に示すように、減速開始予想時間Taが長くなるにつれてβを漸増させている。加速度βの上限値はβ1である。
なお、減速開始予想時間Taは現在の車速Vで走行したとき、カーブ車速制御車速指令値Vcop(またはVcop’)が車速Vを下回る位置まで到達する時間である。カーブ車速制御車速指令値Vcop(またはVcop’)は予め定められているので、現在の自車両位置とカーブ車速制御車速指令値Vcop(またはVcop’)が車速Vを下回る位置との間の距離Laが算出できる。そして、減速開始予想時間Taは以下の式で表される。
Ta=La/V ・・・(10)
このような構成によって、カーブにさしかかる手前で先行車が加速した場合に、カーブ車速制御による減速開始が間近に迫っているにもかかわらず短時間だけ車両100が加速し、その後すぐに減速が開始されてしまうという、車速の不必要な変動を防止できる。これにより、短時間の間に加減速が変化することがなくなり、加減速の変動によってドライバーが違和感を覚えることを防止できる。
本変形例では、加速度制限値βを減速開始予想時間Taに応じて変更するように構成したが、これ以外に上述した距離Laに応じて加速度βを変更するように構成してもよい。
上述した各実施の形態および変形例は、それぞれ組み合わせてもよい。
上述した実施の形態および変形例において、たとえば、先行車状態検出手段はレーザーレーダー2に、第1車速指令値算出手段、第2車速指令値算出手段、目標車速設定手段、および車速制御手段は走行制御装置5にそれぞれ対応する。自車速検出手段は車輪速センサ3と走行制御装置5とによって実現される。カーブ検出手段はナビゲーション装置4と走行制御装置5とによって実現される。なお、以上の説明はあくまで一例であり、発明を解釈する際、上記の実施形態の記載事項と特許請求の範囲の記載事項の対応関係になんら限定も拘束もされない。
本発明による車両制御装置を搭載した車両の全体構成を示す図である。 車間距離制御車速指令値設定部51の詳細を示す図である。 カーブ減速制御車速指令値設定部52の詳細と目標車速演算部53とを示す図である。 車速制御部54および制御対象6の詳細を示す図である。 制御対象6への駆動指令値を演算する際の処理手順を示すフローチャートである。 車間距離制御車速指令値Vaccを演算して目標車速演算部53に出力する際の車間距離制御車速指令値設定部51における処理内容のフローチャートを示す図である。 カーブ減速制御車速指令値Vcopを演算して目標車速演算部53に出力する際のカーブ減速制御車速指令値設定部52における処理内容のフローチャートを示す図である。 目標車速Vtを演算して車速制御部54に出力する際の目標車速演算部53における処理内容のフローチャートを示す図である。 車両100が先行車に追従した状態で前方に位置するカーブにさしかかった際の、各指令値の変化を示す図である。 第2の実施の形態における、車両100が先行車に追従した状態で前方のカーブにさしかかる際の、各指令値および重み係数aの変化を示す図である。 第3の実施の形態における、車両100が先行車に追従した状態で前方のカーブにさしかかる際の、各指令値および重み係数aの変化を示す図である。 第4及び第5の実施の形態におけるカーブ減速制御車速指令値設定部52の処理フローチャートを示す図である。 車両100がカーブにさしかかった際の減速開始位置を説明する概念図である。 第4の実施の形態における、車両100の車速の上限の変化を示すグラフである。 第5の実施の形態における、車両100の車速の上限の変化を示すグラフである。 減速開始予想時間Taと加速度制限値βとの関係を示すグラフである。
符号の説明
2 レーザーレーダー 3 車輪速センサ
4 ナビゲーション装置 5 走行制御装置
6 制御対象 51 車間距離制御車速指令値設定部
52 カーブ減速制御車速指令値設定部 53 目標車速演算部
54 車速制御部 100 車両

Claims (12)

  1. 自車速を検出する自車速検出手段と、
    先行車との車間距離を検出する先行車検出手段と、
    前記車間距離が所定の目標車間距離となるように第1の車速指令値を算出する第1車速指令値算出手段と、
    自車両前方の走行路におけるカーブ情報を検出するカーブ検出手段と、
    前記カーブ情報に基づいて前記カーブを走行するための第2の車速指令値を算出する第2車速指令値算出手段と、
    前記第1車速指令値が前記第2車速指令値よりも大きい状態でカーブを走行する際、前記第2車速指令値よりも大きく且つ前記第1車速指令値よりも小さな車速を最終目標車速として設定可能な目標車速設定手段と、
    前記目標車速設定手段で設定された最終目標車速に基づいて前記自車速を制御する車速制御手段と、を有することを特徴とする走行制御装置。
  2. 前記目標車速設定手段は、前記車間距離、前記自車速、及び前記カーブ検出手段から得られるカーブ情報の少なくとも1つに基づいて前記最終目標車速を算出することを特徴とする請求項1に記載の走行制御装置。
  3. 前記目標車間距離、または前記車間距離の制御モードをドライバーが設定可能な手動設定手段をさらに有し、
    前記目標車速設定手段は、前記手動設定手段の設定に基づいて前記最終目標車速を算出することを特徴とする請求項1に記載の走行制御装置。
  4. 前記目標車速設定手段は、前記第1車速指令値、前記第2車速指令値、及び各車速指令値に対する重み係数に基づいて前記最終目標車速を算出することを特徴とする請求項1に記載の走行制御装置。
  5. 前記目標車速設定手段は、前記車間距離、前記自車速、及び前記カーブ検出手段から得られるカーブ情報の少なくとも1つに基づいて前記重み係数を変更することを特徴とする請求項4に記載の走行制御装置。
  6. 前記目標車間距離、または前記車間距離の制御モードをドライバーが設定可能な手動設定手段をさらに有し、
    前記目標車速設定手段は、前記手動設定手段の設定に基づいて前記重み係数を変更することを特徴とする請求項4に記載の走行制御装置。
  7. 前記目標車速設定手段は、前記重み係数を一度設定した後は、前記自車両がカーブを通過し終えるまで、その重み係数を維持することを特徴とする請求項4〜6のいずれか一項に記載の走行制御装置。
  8. 前記第2車速指令値算出手段は、カーブの手前から予め第2車速指令値を設定するとともに、前記カーブ情報から算出される目標旋回車速まで所定の第1減速度で徐々に第2車速指令値を減少させ、
    前記目標車速設定手段は、前記第1減速度、又は前記目標旋回車速をより大きな値に補正して得た第3車速指令値を最終目標車速として設定することを特徴とする請求項1に記載の走行制御装置。
  9. 前記目標車速設定手段は、前記車間距離、前記自車速、及び前記カーブ検出手段から得られるカーブ情報の少なくとも1つに基づいて前記第1減速度、又は前記目標旋回車速を変更することを特徴とする請求項8に記載の走行制御装置。
  10. 前記目標車間距離、または前記車間距離の制御モードをドライバーが設定可能な手動設定手段をさらに有し、
    前記目標車速設定手段は、前記手動設定手段の設定に基づいて前記第1減速度、又は前記目標旋回車速を変更することを特徴とする請求項8に記載の走行制御装置。
  11. 第1車速指令値算出手段は、前記第1減速度よりも大きな第2減速度を超えないように前記第1車速指令値の変化量を制限し、
    前記目標車速設定手段は、前記第1減速度を前記第2減速度に補正して前記第3車速指令値を算出することを特徴とする請求項8〜10のいずれか一項に記載の走行制御装置。
  12. 前記第2車速指令値が自車速を下回ってカーブに対する減速が開始されるまでの時間又は距離を算出する減速開始予測手段をさらに有し、
    前記目標車速設定手段は、カーブに対する減速が開始されるまでの時間又は距離が短くなるほど、前記最終目標車速が増加しにくくなるように加速度制限値を設定することを特徴とする請求項1〜11のいずれか一項に記載の走行制御装置。
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