JP4132216B2 - Vehicle travel control device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、先行車両との間の車間距離を適正に保ちながら自動的に運転を行う車両走行制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
多くの車両が走行する道路で、効率的な輸送を行うため、複数の車両が少なくとも経路が同一の範囲で車両群を形成し、隊列走行を行うことが考えられている。車両群による隊列走行は、先行車両から後続の車両に、車速、加速度、減速度、スロットル開度、ブレーキ操作量、操舵角および変速機のシフトポジションなどの制御情報が伝送され、前方の車両の制御の結果を車両の走行状態の変化として認識してから後続の車両が対応する制御を行うよりも、時間的な遅れがない状態で先行車両に追従する制御を行うことができる。したがって、先行車両が急ブレーキをかけて急制動を行っても、後続の車両は直ちに同様な急制動を行うことができ、追突防止のために必要な車間距離を短くすることができる。このような隊列走行を行う車両群は、プラトーンとも呼ばれ、各車両が単独で走行する場合よりも道路上で必要となるスペースを節約し、効率的な輸送を行うことができる。
【0003】
プラトーンを効率的かつ安全に形成するためには、車両の制動特性に由来する車間距離を適切に設定する必要がある。安全な車間距離を設定することに関連する先行技術は、たとえば特開平7−47864、特開平8−55300、特開平8−268192などに開示されている。特開平7−47864の先行技術では、エンジンの動作状態や周囲の環境に基づいて、先行車両に対する安全な車間距離を演算して求め、制動距離に影響を及ぼす条件を的確に反映させた車間距離を求めようとしている。特開平8−55300の先行技術では、車間距離を縮めて隊列走行を行う際に、環境条件などに適合させて制動時の制御を行うことが開示されている。特開平8−268192の先行技術では、車両群を形成している車両が、車両の走行環境に応じて車間距離の制御を行う制御パラメータを調整するようにしている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
車両の制動特性は、単独で走行しているときにも重要であるけれども、車両群を形成して追従走行を行うときには特に重要となる。車両の制動特性には多くの要因が影響し、前述の3つの先行技術のような方法でも正確に予測することは困難である。
【0005】
本発明の目的は、車両の制動特性を精度よく把握し、適切な車間距離を設定して車両の自動的な走行を制御することができる車両走行制御装置を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明は、目標走行速度および目標車間距離が設定され、車両の走行速度および先行車両との車間距離を検出しながら、車両の走行状態を制御する車両走行制御装置において、
車両の走行中に、急制動を指示する急制動指示手段と、
急制動指示手段に対する急制動の指示に応答して、車両に急制動をかけるように制御する急制動制御手段と、
急制動制御手段による急制動の開始時から、車両が停止するまでの制動距離を計測する距離計測手段と、
距離計測手段によって計測される制動距離に基づいて前記目標車間距離を設定する目標設定手段と、
車両が路面状態の異なる複数の走行区間が設けられるテスト走行路を走行中であるか否かを判断する走行路判断手段とを含み、
前記走行路判断手段は、車両が前記テスト走行路のいずれの走行区間を走行しているかの検出を行う区間検出手段を備え、
前記急制動指示手段は、前記走行路判断手段が備える区間検出手段によって路面状態の異なる走行区間が検出される毎に、少なくとも一度は急制動を指示し、
前記目標設定手段は、各路面状態に対応して目標車間距離を設定することを特徴とする車両走行制御装置である。
【0007】
本発明に従えば、急制動指示手段によって車両の走行中に急制動が指示されると、急制動制御手段は車両に急制動をかけるように制御する。距離計測手段は、急制動の開始時から、車両が停止するまでの制動距離を計測する。目標設定手段は、距離計測手段によって計測される制動距離に基づいて、目標車間距離を設定する。実際に計測される制動距離に応じて目標車間距離が設定されるので、先行車両に追従する制御を行う際の車間距離が適切に設定され、道路の安全かつ効率的な利用を図ることができる。
【0019】
また、走行路判断手段が車両が所定の走行路を走行中であると判断すると、指示手段によって急制動が指示されるので、所定の走行路に合わせた制動特性を実際に把握することができる。
【0021】
また、所定の走行路として路面状態の異なる複数の走行区間が設けられるテスト走行路であることを走行路判断手段が判断すると、区間検出手段によって車両がテスト走行路のいずれの走行区間を走行しているかが検出される。急制動指示手段は、路面状態の異なる走行区間が検出される毎に少なくとも一度は急制動を指示し、目標設定手段は各路面状態に対応して目標車間距離を設定するので、路面状態に合わせた適切な目標車間距離の設定を行うことができる。
【0022】
また本発明で前記急制動指示手段は、車両の走行速度が所定の制動初速と一致する状態で急制動の指示を行うことを特徴とする。
【0023】
本発明に従えば、車両の走行速度が所定の制動初速と一致すると急制動指示手段が急制動の指示を行うので、その速度での制動特性の把握が可能であるとともに他の速度での制動特性も推定することが容易となる。さらに制動初速として制動特性の測定を行う速度の種類を多くすれば、広い範囲の走行速度に対する制動特性の推定を容易に行うことができる。
【0024】
また本発明で前記急制動制御手段は、前記急制動指示手段からの急制動の指示に従って、車両の制動機構に対して最大の制御量を与えることを特徴とする。
【0025】
本発明に従えば、急制動制御手段が急制動指示手段による急制動の指示に従って、車両の制動機構に対して最大の制御量を与えるので、車両の最大限の制動能力を計測して、適切な目標車間距離の設定を行うことができる。
【0034】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明の実施の第1形態の走行制御装置としての概略的なシステム構成を示す。この車両走行制御装置には、車両を自動的に運転させるための自動操舵や自動速度制御に関連する構成要素や、車両群を形成して隊列走行を行うための情報通信のための構成要素が含まれる。CCDカメラ1は、車両の走行方向前方の路面を撮像し、得られる画像から路面の車線を分離する白線などの認識を行う。認識される白線に沿って自動操舵を行えば、車両を車線に合わせて自動的に走行させることができる。また白線認識によって、複数の車線が設けられている道路のどの車線を走行しているかも知ることができる。さらに、隊列走行などで前方車両に追従する走行を行っているときには、前方車がCCDカメラ1の視野に入り、その動きを監視するためにも用いることができる。
【0035】
磁気センサ2は、路面に埋込まれている磁気マーカの検出を行う。磁気マーカは、自動運転を支援するために、高速道路などの路面に埋込まれる。車両が走行する道路に磁気マーカが埋込まれていれば、磁気センサ2による検出で、自動運転を容易に行うことができるようになる。
【0036】
ステアリングアクチュエータ3は、自動操舵のために設けられる。ブレーキアクチュエータ4は、ブレーキ機構を作動させるために設けられる。スロットルアクチュエータ5は、エンジンへの燃料供給量を制御するために設けられる。光送受信機6,7は、車両の前方および後方にそれぞれ設置され、前方車および後方車との間の制御情報の伝送に使用される。光送受信機6,7を介して、追従走行制御に必要な、車速、加速度、減速度、スロットル開度、ブレーキ操作量、操舵角、変速機のシフトポジションなどの制御情報が先行車から後続車に赤外線などの光データとして伝送される。
【0037】
車両の自動的な走行制御や隊列走行は、車両制御手段8によって制御される。車両制御手段8は、マイクロコンピュータなどを含んで構成され、予め設定されるプログラムに従って自動運転に関する制御を行う。CCDカメラ1および磁気センサ2の出力は車両制御手段8に入力され、ステアリングアクチュエータ3、ブレーキアクチュエータ4およびスロットルアクチュエータ5には車両制御手段8からの制御出力が与えられる。隊列走行のための追従走行制御を行う際には、前方に設けられる光送受信機6で先行車両の制御量を受信し、後方に設けられる光送受信機7から後続車両に制御情報を送信する。
【0038】
車両が走行する道路上を走行する他の車両や、道路の近傍に設けられる路上装置との間で、車車間通信や路車通信を行うために、情報通信手段9が設けられる。情報通信手段9が受信する情報も車両制御手段8に与えられ、たとえば交通規制などが行われているときに、規制に合わせた制御を行うために利用される。本実施形態では、さらに後述するようなテスト走行路を走行中に、ビーコンなどの路上装置からテスト走行路に関連する情報を受信して、車両制御手段8に与えることもできる。
【0039】
車両の現在位置は、距離・方位センサ10、GPS受信機11、地図データ記憶手段12およびナビゲーション制御手段13を含むナビゲーション機能で検出される。距離・方位センサ10は、車速パルスから距離を検出し、振動ジャイロから方位の変化を検出する。位置が判明している基準点から車両が走行した距離および方位の変化を積み重ねれば、基準位置に対する相対的な現在位置を求めることができる。またGPS受信機11は、地球の所定軌道上に打ち上げられている複数のGPS(Global Positioning System)人工衛星からの電波を受信して、車両の絶対的な現在位置を検出することができる。地図データ記憶手段12は、大容量のCD−ROMやDVDなどの記録媒体が着脱可能であり、記録媒体には道路地図データが記録される。記録媒体から読出される地図データに合わせて、車両の現在位置を修正することもできる。地図データには、後述するようなテスト走行路が設けられる位置などの情報も含まれる。ナビゲーション制御手段13は、マイクロコンピュータなどを含んで構成され、予め設定されるプログラムに従って車両の走行経路を設定したり、設定された走行経路に沿って車両制御手段8が自動走行制御を行うためのデータの提供を行う。また、表示/音声出力手段14は、車両の車室に設けられ、地図を画像として表示したり、走行経路に沿う案内を音声で行ったりして、運転者が手動で車両の運転を行う際の支援を行う。
【0040】
図2は、本発明の実施の第2形態としてのテスト走行路20の概略的な構成を示す。テスト走行路20には、路面状態の異なる複数の走行区間として、乾路21、湿路22、表面が冠水している水路23、雪路24および凍結路25が設けられる。乾路21は、通常の乾燥した路面であり、湿路22は小雨時の路面に対応する。水路23は、大雨が降っている状態の路面に対応する。雪路24は、積雪状態の路面に対応し、凍結路25は表面の水分が凍結している状態の路面に対応する。各走行区間の距離は、制動性能の試験を行うのに充分な長さで設定し、各走行区間毎にそれぞれ路面の抵抗係数(μ)を調整する。各走行区間の間の領域は、一般的なアスファルト区間で分離する。
【0041】
テスト走行路20の手前には、テスト走行路20への車両の流入量を調整するために、車両に指示を与える路上装置30を設置する。各走行区間の始端付近には、これから車両が走行する走行区間の路面状態を示す情報や、進入の可否を示す情報を車両に対して送信する路上装置31,32,33,34,35がそれぞれ設置される。テスト走行路20は、たとえば隊列走行を行うための磁気ネイルなどが設置される専用道路40の合流部41の手前に設けられる。路上装置30からの指示に従ってテスト走行路20に進入する車両は、路上装置31,32,33,34,35からそれぞれ送信される次に続く走行区間の路面状態を示す情報を受信し、これを記憶して、各走行路でのフルブレーキ操作を自動的に行って、車両が停止するまでの制動距離を計測する。各走行区間毎に制動距離の測定を繰返すと、計測した各走行区間毎の制動距離から、最適な車間距離を算出し、各路面状態に対応して記憶することができる。
【0042】
図3は、図1の車両制御手段8が、図2に示すテスト走行路20の各走行区間を通過するときに行う目標車間距離の設定手順を示す。ステップS0から手順を開始し、ステップS1で急制動の指示が行われる。図2のテスト走行路20を走行するときには、路上装置31,32,33,34,35からの情報を受信する情報通信手段9からの出力が車両制御手段8に与えられて急制動の指示となる。図2に示すようなテスト走行路20の走行時以外の一般の道路の走行時に、運転者などが手動で指示することもできる。また、タイマなどによって一定時間毎に急制動を指示したり、一定の走行距離毎に自動的に急制動を指示することもできる。さらに車両の点検時に車両の製造メータや車両のサービス向上などで急制動を指示する操作を行うこともできる。またタイヤ交換時などにユーザが急制動を指示することもできる。
【0043】
ステップS1で急制動の指示が行われると、ステップS2で車両制御手段8がブレーキアクチュエータ4を制御し、急制動が開始される。また車両制御手段8は、ナビゲーション制御手段13に、距離・方位センサ10に基づく制動距離の計測の開始を指示する。ステップS3では、ナビゲーション制御手段13が、距離・方位センサ10からの出力に基づいて、車両が停止するまで距離の計測を行う。車両の停止は、たとえば車速パルスの導出の停止によって判断される。ステップS4では、停止するまで計測した制動データを車両制御手段8に入力し、制動距離として記憶する。ステップS5では、車両制御手段8が、制動データに基づいて、当該車両に適した車間距離の演算を行う。車間距離が演算されると、ステップS6で、演算された車間距離で追従走行を行うように制御する。
【0044】
図3に示すような目標車間距離を直接検出する際には、自動的に、ブレーキアクチュエータ4に操作可能な最大限の制御量を与える指示信号を出力してから、車両が停止するまでの制動距離を測定し、その値から目標車間距離を決定している。ブレーキアクチュエータに与えられる制御量は、油圧で与えられ、アンチスキッド機能が備えられていれば、スリップが生じないように自動的に調整される。
【0045】
最適な目標車間距離の設定値は、一般に、急制動時に実測して得られる制動距離に一定の余裕を加えた値に設定する。なお、隊列走行で追従走行を行う際に、先行車両と後続車両とがほぼ同等の制動特性を有していれば、先方車両が急制動を開始して停止するまでに後続車両と同等の制動距離を走行するので、目標車間距離は制動距離よりも小さく設定することもできる。
【0046】
図4は、本発明の実施の第3形態での目標車間距離設定の手順を示す。本実施形態では、ステップS20からステップS22までの各ステップで、図3のステップS0からステップS2までの各ステップと同等の動作を行う。ステップS23では、急制動度の開始時点からの走行速度が、所定速度まで低下しているか否かを判断する。走行速度が所定速度に低下すると、急制動開始時から所定速度に低下した時点までの車両の走行距離がナビゲーション制御手段13から車両制御手段8に与えられ、ステップS24で制動データとして記憶される。ステップS25では、急制動開始時の走行速度、前述の所定速度、および計測された走行距離に基づいて、目標車間距離を求める演算を行う。ステップS26では、演算された車間距離で追従走行を行う。
【0047】
本実施形態では、車両が停止するまでの制動距離を測定する必要はなく、フルブレーキ操作で走行速度が制動初速から所定速度に低下するまで走行距離に基づいて、停止するまでの制動距離、予め設定される計算式やデータのテーブルから求める。
【0048】
図5は車両の制動開始時の走行速度制動初速から車両の停止までの走行距離と速度の変化との関係を示す。時刻t0で急制動を開始すると、制動初速V0から車両が停止して速度が0になるまでに、Lの制動距離を走行する。この間の変化を示す曲線の形状は、車両の重量やタイヤの特性、あるいは路面の状態などに応じて変化するけれども、充分な低速、たとえば速度V1まで走行速度が停止するまでの走行距離L1から車両停止までの制動距離Lは比較的容易に推定することができる。
【0049】
図6は、本発明の実施の第4形態として実施の第2形態と同様に、車両の停止を行わないで目標車間距離を設定する他の手順を示す。本実施形態では、ステップS30からステップS32まで、図3のステップS0からステップS2までの各ステップと同等の動作を行う。ステップS33では、急制動を開始したときの位置から所定距離進んでいるか否かを判断する。ステップS34では、急制動を開始したときから所定距離進んだ後の走行速度を、ナビゲーション制御手段13で計測し、制動データとして車両制御手段8に制動データとして記憶する。ステップS35では、急制動を開始したときの走行速度、所定距離および所定距離進んだ後の速度に基づいて、目標車間距離を求める演算を行う。ステップS36では、求められた目標車間距離に基づいて、車間距離制御を行う。
【0050】
本実施形態は、図5で、一定の距離L1走行した状態での走行速度V1が分かれば、同様に車両停止時の制動距離Lが初速V0に基づいて推定される原理に基づく。
【0051】
図7は、本発明の実施の第4形態として、専用のテスト走行路を走行するときに急制動の指示を出して目標車間距離を設定する制御手順を示す。ステップS40から手順を開始し、ステップS41では、専用のテスト走行路であるか否かを判断する。専用のテスト走行路であるか否かの判断は、たとえば図2のテスト走行路20であれば、入口に設けられる路上装置30から送信される情報を受信して判断することができる。また、図1の地図データ記憶手段12に記憶されている地図データにテスト走行路についての情報が記憶されていれば、地図データを読出して現在位置テスト走行路であるか否かを判断することができる。ステップS41で、テスト走行路であると判断されるときには、ステップS42で急制動の指示を行う。急制動の指示が行われると、図3のステップS2以下、図4のステップS22以下、あるいは図6のステップS32以下の各ステップをそれぞれ実行し、目標車間距離の設定を行うことができる。
【0052】
図8は、本発明の実施の第5形態として、図2に示すようなテスト走行路20で各走行区間毎に目標車間距離を設定する制御手順を示す。ステップS50で手順を開始し、ステップS51では各区間の始端付近に設けられる路上装置31,32,33,34,35から送信される情報で走行区間の検出を行う。次にステップS52での急制動指示からステップS56での目標車間距離演算までの各ステップは、図3の制御手順でのステップS1の急制動指示からステップS5の目標車間距離演算までの各ステップとそれぞれ同等である。ステップS57では、さらに次の走行区間の検出が、路上装置31〜35から送信される情報の受信で判別される。次の走行区間が検出されれば、ステップS53以下の手順を繰返す。ステップS57で、次の走行区間の検出が行われないときには、テスト走行路20の終了と判断し、ステップS58で、各路面状態に合わせて設定される目標車間距離に応じて車間距離制御を行う。なお、複数の路面状態に応じて目標車間距離が設定されているので、たとえばCCDカメラ1が撮像する画像路面状態を判断し、走行中の路面に合わせた目標車間距離を用いて追従走行の制御を行う。また路面状態の種類は、運転者が判断して手動で入力したり、道路に沿って設けられる路上装置から情報通信手段9を介してその道路近傍の路面状態の情報を走行中の車両に送信することもできる。
【0053】
図8のステップS53からステップS56までの手順は、図4のステップS22からステップS25までの手順または図6のステップS32からステップS35までの手順に置き換えることもできる。
【0054】
図9は、本発明の実施の第6形態として、急制動開始時の走行速度が、一定の制動初速に達してから急制動を行って目標車間距離を設定する制御手順を示す。ステップS90から手順を開始し、ステップS91で急制動の指示を行う。ステップS92では、走行速度が制動初速に一致しているか否かを判断する。制動初速に一致していないときには、急制動を行わないで速度調整を行う。速度調整は、ブレーキアクチュエータ4をフル制動でない状態で制御したり、スロットルアクチュエータ5で加速あるいはエンジンブレーキによる減速を行ったりして調整する。ステップS92で制動初速に走行速度が一致すると、ステップS93からステップS97まで、図3のステップS2からステップS6までの各同等の動作を行う。ステップS93からステップS97までの各ステップは、図4のステップS22からステップS26までの各ステップ、または図6のステップS32からステップS36までの各ステップにそれぞれ置き換えることもできる。
【0055】
なお制動初速を複数種類設定し、各制動初速で目標車間距離を設定しておけば、任意の走行速度に対応する目標車間距離の設定の精度を上げることができる。
【0056】
また、図5に示すような制動時の走行速度と走行距離との関係を示す曲線は、車両の重量やタイヤの特性に応じて変化する。車両の重量やタイヤの特性に応じて複数の特性パターンを予め記憶しておき、制動車速から停止、あるいは速度までの走行距離、あるいは所定距離までの速度低下の変化に合わせて、複数の特性パターンから最も近い特性パターンを選べば、任意の制動初速に対する目標車間距離の設定をより高精度に行うことができる。
【0057】
図10は、本発明の実施の第6形態として、図2に示すような複数の路面状態を備えるテスト走行路20ではなく、専用道路40の路面状態の最悪の条件に合わせてテスト走行路の路面状態を設定する制御手順を示す。ステップS151で、センタとなる路上装置、たとえば路上装置30が、専用道路40の路面情報に関する情報を専用道路40に沿って設けられる路上装置から収集する。路面情報は、マイクロ波を道路の路面に向けて出力し、その反射波に基づいて検出することができる。ステップS152では、収集された路面情報のうちの最悪の条件を選択する。ステップS153では、テスト走行路の路面上の抵抗係数などをこの最悪の条件に基づいて起こり得る路面と類似するように設定する。ステップS154では、テスト走行路に進入する車両に対し、急制動の指示を行う。
【0058】
また、図2のテスト走行路20の入口に設けられる路上装置30では、さらにテスト走行路20に進入する車両の流入量を制御し、安全に急制動をかけて目標車間距離の設定を行えるように制御することもできる。
【0059】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、車両が急制動を開始してから停止するまでの制動距離を計測して目標車間距離を設定するので、車両の制動特性に合わせて適切な目標車間距離を設定することができる。車両群を形成して隊列走行を行う際には、目標車間距離が適切に設定されているので、効率的かつ安全な隊列走行を行うことができる。
【0066】
また、車両が所定の走行路を走行中のときに急制動を指示して目標車間距離の設定を行うことができるので、安定した条件で目標車間距離の設定を行い、設定の精度を高めることができる。
【0067】
また、路面状態の異なる複数の走行区間が設けられるテスト走行路上を走行する際に、急制動に基づく目標車間距離の設定を行うことができるので、各種路面状態に適した目標車間距離の設定を行うことができる。
【0068】
また本発明によれば、所定の制動初速に対する適切な目標車間距離の設定を行うことができ、さらにその設定値に基づいて任意の制動初速に対する目標車間距離の推定も容易に行うことができる。
【0069】
また本発明によれば、車両の最大限の制動能力での制動特性を把握し、適切な目標車間距離の設定を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の第1形態の車両走行制御装置の概略的なシステム構成を示すブロック図である。
【図2】本発明の実施の第2形態としてのテスト走行路20の概略的な構成を示す簡略化した平面図である。
【図3】図1の車両制御手段の制御手順を示すフローチャートである。
【図4】本発明の実施の第3形態での目標車間距離設定手順を示すフローチャートである。
【図5】車両の制動時の走行速度と走行距離との関係の一例を示すグラフである。
【図6】本発明の実施の第4形態としての目標車間距離設定の手順を示すフローチャートである。
【図7】本発明の実施の第5形態としての急制動指示の手順を示すフローチャートである。
【図8】本発明の実施の第6形態としての目標車間距離設定の手順を示すフローチャートである。
【図9】本発明の実施の第7形態としての目標車間距離設定の手順を示すフローチャートである。
【図10】本発明の実施の第8形態としてのテスト走行路20の設定手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
1 CCDカメラ
4 ブレーキアクチュエータ
5 スロットルアクチュエータ
6,7 光送受信機
8 車両制御手段
9 情報通信手段
10 距離・方位センサ
12 地図データ記憶手段
13 ナビゲーション制御手段
20 テスト走行路
21 乾路
22 湿路
23 水路
24 雪路
25 凍結路
30,31,32,33,34,35 路上装置
40 専用道路[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention automatically directed to the vehicle travel control equipment which performs the operation while appropriately maintaining the inter-vehicle distance between the preceding vehicle.
[0002]
[Prior art]
In order to carry out efficient transportation on a road on which many vehicles travel, it is considered that a plurality of vehicles form a vehicle group at least in the same route range and perform platooning. In platooning by a vehicle group, control information such as vehicle speed, acceleration, deceleration, throttle opening, brake operation amount, steering angle, and shift position of the transmission is transmitted from the preceding vehicle to the following vehicle, and the vehicle ahead Rather than recognizing the result of the control as a change in the running state of the vehicle and performing control corresponding to the subsequent vehicle, it is possible to perform control to follow the preceding vehicle without a time delay. Therefore, even if the preceding vehicle suddenly brakes and suddenly brakes, the following vehicle can immediately perform the same sudden braking, and the inter-vehicle distance necessary for preventing the rear-end collision can be shortened. A group of vehicles that perform such platooning is also referred to as a platoon, and can save space required on the road and perform efficient transportation as compared to the case where each vehicle travels alone.
[0003]
In order to form a platone efficiently and safely, it is necessary to appropriately set the inter-vehicle distance derived from the braking characteristics of the vehicle. Prior arts related to setting a safe inter-vehicle distance are disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open Nos. 7-47864, 8-55300, and 8-268192. In the prior art disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-47864, a safe inter-vehicle distance with respect to the preceding vehicle is calculated based on the operating state of the engine and the surrounding environment, and the inter-vehicle distance accurately reflects the conditions affecting the braking distance. Is trying to find In the prior art disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 8-55300, it is disclosed to perform control during braking in conformity with environmental conditions and the like when performing platooning with a reduced inter-vehicle distance. In the prior art disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 8-268192, the vehicles forming the vehicle group adjust the control parameters for controlling the inter-vehicle distance according to the traveling environment of the vehicles.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The braking characteristics of the vehicle are important when the vehicle is traveling alone, but are particularly important when the vehicle group is formed to follow the vehicle. Many factors affect the braking characteristics of a vehicle, and it is difficult to accurately predict even the methods of the three prior arts described above.
[0005]
An object of the present invention grasps accurately braking characteristic of the vehicle, it is to provide a vehicle running control equipment which sets the appropriate distance between vehicles can be controlled automatic traveling of the vehicle.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The present invention provides a vehicle travel control device that controls a travel state of a vehicle while setting a target travel speed and a target inter-vehicle distance and detecting the travel speed of the vehicle and the inter-vehicle distance from a preceding vehicle.
Sudden braking instruction means for instructing sudden braking while the vehicle is running;
In response to a sudden braking instruction to the sudden braking instruction means, sudden braking control means for controlling the vehicle to suddenly brake;
A distance measuring means for measuring a braking distance from the start of the sudden braking by the sudden braking control means until the vehicle stops;
Target setting means for setting the target inter-vehicle distance based on the braking distance measured by the distance measuring means ;
A travel path determination means for determining whether or not the vehicle is traveling on a test travel path provided with a plurality of travel sections having different road surface conditions,
The travel path determination means includes section detection means for detecting which travel section of the test travel path the vehicle is traveling on,
The sudden braking instruction means instructs sudden braking at least once each time a traveling section having a different road surface condition is detected by the section detecting means provided in the traveling road determination means,
The target setting means is a vehicle travel control device that sets a target inter-vehicle distance corresponding to each road surface state .
[0007]
According to the present invention, when sudden braking is instructed while the vehicle is running by the sudden braking instruction means, the sudden braking control means controls to apply sudden braking to the vehicle. The distance measuring means measures a braking distance from the start of sudden braking until the vehicle stops. The target setting means sets the target inter-vehicle distance based on the braking distance measured by the distance measuring means. Since the target inter-vehicle distance is set according to the actually measured braking distance, the inter-vehicle distance when performing control to follow the preceding vehicle is appropriately set, and the road can be used safely and efficiently. .
[0019]
Further , when the travel path determining means determines that the vehicle is traveling on the predetermined travel path, the instructing means instructs the sudden braking, so that the braking characteristics according to the predetermined travel path can be actually grasped. .
[0021]
In addition , when the travel path determination means determines that the predetermined travel path is a test travel path in which a plurality of travel sections having different road surface conditions are provided, the vehicle travels in any travel section of the test travel path by the section detection means. Is detected. The sudden braking instruction means instructs sudden braking at least once every time a traveling section having a different road surface condition is detected, and the target setting means sets a target inter-vehicle distance corresponding to each road surface condition. It is possible to set an appropriate target inter-vehicle distance.
[0022]
Further, in the present invention, the sudden braking instruction means instructs sudden braking in a state where the traveling speed of the vehicle coincides with a predetermined initial braking speed.
[0023]
According to the present invention, when the traveling speed of the vehicle coincides with a predetermined initial braking speed, the sudden braking instruction means instructs sudden braking, so that the braking characteristics at that speed can be grasped and braking at other speeds is performed. It is easy to estimate the characteristics. Furthermore, if the types of speeds at which the braking characteristics are measured as the initial braking speed are increased, the braking characteristics for a wide range of traveling speeds can be easily estimated.
[0024]
In the present invention, the sudden braking control means gives the maximum control amount to the braking mechanism of the vehicle in accordance with the sudden braking instruction from the sudden braking instruction means.
[0025]
According to the present invention, the sudden braking control means gives the maximum control amount to the braking mechanism of the vehicle in accordance with the sudden braking instruction by the sudden braking instruction means. It is possible to set an appropriate target inter-vehicle distance.
[0034]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 shows a schematic system configuration as a travel control apparatus according to a first embodiment of the present invention. This vehicle travel control device includes components related to automatic steering and automatic speed control for automatically driving a vehicle, and information communication components for forming a vehicle group and performing platooning. included. The CCD camera 1 captures a road surface ahead of the vehicle in the traveling direction, and recognizes a white line that separates road lanes from the obtained image. If automatic steering is performed along the recognized white line, the vehicle can be automatically driven in accordance with the lane. In addition, it is possible to know which lane of the road where a plurality of lanes are provided by white line recognition. Further, when the vehicle is traveling following the vehicle ahead in a platooning or the like, the vehicle in front can enter the field of view of the CCD camera 1 and can be used to monitor its movement.
[0035]
The
[0036]
The
[0037]
Automatic vehicle travel control and platooning are controlled by the vehicle control means 8. The vehicle control means 8 includes a microcomputer and controls automatic driving according to a preset program. The outputs of the CCD camera 1 and the
[0038]
An information communication means 9 is provided to perform inter-vehicle communication and road-vehicle communication with other vehicles traveling on the road on which the vehicle travels and road devices provided in the vicinity of the road. Information received by the information communication means 9 is also given to the vehicle control means 8, and is used for performing control in conformity with the regulation when traffic regulation is performed, for example. In the present embodiment, information related to the test travel path can be received from a road device such as a beacon and provided to the vehicle control means 8 while traveling on a test travel path as will be described later.
[0039]
The current position of the vehicle is detected by a navigation function including a distance /
[0040]
FIG. 2 shows a schematic configuration of a test traveling path 20 as a second embodiment of the present invention. The test travel path 20 is provided with a dry path 21, a wet path 22, a water path 23 whose surface is flooded, a snow path 24, and a freezing path 25 as a plurality of travel sections having different road surface conditions. The dry road 21 is a normal dry road surface, and the wet road 22 corresponds to the road surface during light rain. The water channel 23 corresponds to a road surface in which heavy rain is falling. The snow road 24 corresponds to a road surface in a snowy state, and the freezing road 25 corresponds to a road surface in which moisture on the surface is frozen. The distance of each traveling section is set to a length sufficient for testing the braking performance, and the road surface resistance coefficient (μ) is adjusted for each traveling section. The area between each traveling section is separated by a general asphalt section.
[0041]
In front of the test travel path 20, an on-
[0042]
FIG. 3 shows a procedure for setting the target inter-vehicle distance when the vehicle control means 8 of FIG. 1 passes through each travel section of the test travel path 20 shown in FIG. The procedure starts from step S0, and a sudden braking instruction is issued in step S1. When traveling on the test road 20 of FIG. 2, the output from the information communication means 9 for receiving information from the
[0043]
When a sudden braking instruction is issued in step S1, the vehicle control means 8 controls the
[0044]
When the target inter-vehicle distance as shown in FIG. 3 is directly detected, braking is automatically performed after the instruction signal that gives the maximum control amount that can be operated to the
[0045]
The optimum set value of the target inter-vehicle distance is generally set to a value obtained by adding a certain margin to the braking distance obtained by actual measurement during sudden braking. If the preceding vehicle and the following vehicle have substantially the same braking characteristics when performing the follow-up running in the platooning, the braking equivalent to that of the succeeding vehicle is started before the preceding vehicle starts sudden braking and stops. Since the vehicle travels a distance, the target inter-vehicle distance can be set smaller than the braking distance.
[0046]
FIG. 4 shows a procedure for setting the target inter-vehicle distance in the third embodiment of the present invention. In this embodiment, in each step from step S20 to step S22, an operation equivalent to each step from step S0 to step S2 in FIG. 3 is performed. In step S23, it is determined whether or not the traveling speed from the start of the sudden braking degree has decreased to a predetermined speed. When the traveling speed decreases to the predetermined speed, the traveling distance of the vehicle from the start of sudden braking to the time when the traveling speed decreases to the predetermined speed is given from the navigation control means 13 to the vehicle control means 8 and stored as braking data in step S24. In step S25, a calculation for obtaining the target inter-vehicle distance is performed based on the traveling speed at the start of sudden braking, the above-described predetermined speed, and the measured traveling distance. In step S26, follow-up traveling is performed at the calculated inter-vehicle distance.
[0047]
In this embodiment, it is not necessary to measure the braking distance until the vehicle stops. The braking distance until the vehicle stops based on the traveling distance until the traveling speed decreases from the initial braking speed to the predetermined speed by a full brake operation. It is calculated from the set formula and data table.
[0048]
FIG. 5 shows the relationship between the travel distance from the initial speed of braking at the start of braking of the vehicle to the stop of the vehicle and the change in speed. When sudden braking is started at time t0, the vehicle travels a braking distance of L from the initial braking speed V0 until the vehicle stops and the speed becomes zero. The shape of the curve indicating the change during this period changes depending on the weight of the vehicle, the characteristics of the tires, the road surface condition, etc., but from the travel distance L1 until the travel speed stops to a sufficiently low speed, for example, the speed V1. The braking distance L until the stop can be estimated relatively easily.
[0049]
FIG. 6 shows another procedure for setting the target inter-vehicle distance without stopping the vehicle, as in the second embodiment as the fourth embodiment of the present invention. In this embodiment, operations equivalent to those in steps S0 to S2 in FIG. 3 are performed from step S30 to step S32. In step S33, it is determined whether or not the vehicle has advanced a predetermined distance from the position when the sudden braking is started. In step S34, the travel speed after traveling a predetermined distance from the start of sudden braking is measured by the navigation control means 13, and stored as braking data in the vehicle control means 8 as braking data. In step S35, a calculation for obtaining the target inter-vehicle distance is performed based on the traveling speed when the sudden braking is started, the predetermined distance, and the speed after the predetermined distance has been advanced. In step S36, inter-vehicle distance control is performed based on the obtained target inter-vehicle distance.
[0050]
This embodiment is based on the principle that the braking distance L when the vehicle is stopped is similarly estimated based on the initial speed V0 if the traveling speed V1 in the state where the vehicle has traveled a certain distance L1 is known in FIG.
[0051]
FIG. 7 shows, as a fourth embodiment of the present invention, a control procedure for setting a target inter-vehicle distance by issuing a sudden braking instruction when traveling on a dedicated test travel path. The procedure is started from step S40, and in step S41, it is determined whether or not it is a dedicated test travel path. For example, in the case of the test road 20 shown in FIG. 2, it is possible to determine whether the road is a dedicated test road by receiving information transmitted from the
[0052]
FIG. 8 shows a control procedure for setting a target inter-vehicle distance for each travel section on the test travel path 20 as shown in FIG. 2 as a fifth embodiment of the present invention. In step S50, the procedure is started, and in step S51, a travel section is detected based on information transmitted from
[0053]
The procedure from step S53 to step S56 in FIG. 8 can be replaced with the procedure from step S22 to step S25 in FIG. 4 or the procedure from step S32 to step S35 in FIG.
[0054]
FIG. 9 shows, as a sixth embodiment of the present invention, a control procedure for setting a target inter-vehicle distance by performing sudden braking after the traveling speed at the start of sudden braking reaches a constant initial braking speed. The procedure is started from step S90, and a sudden braking instruction is issued in step S91. In step S92, it is determined whether or not the traveling speed matches the braking initial speed. When it does not coincide with the initial braking speed, the speed is adjusted without performing rapid braking. The speed adjustment is performed by controlling the
[0055]
If a plurality of braking initial speeds are set and the target inter-vehicle distance is set at each initial braking speed, the accuracy of setting the target inter-vehicle distance corresponding to an arbitrary travel speed can be increased.
[0056]
Further, the curve indicating the relationship between the traveling speed and the traveling distance during braking as shown in FIG. 5 changes according to the weight of the vehicle and the characteristics of the tire. Multiple characteristic patterns are stored in advance according to the weight of the vehicle and the characteristics of the tires, and multiple characteristic patterns are selected in accordance with changes in travel distance from braking vehicle speed to stop or speed, or speed decrease to a predetermined distance. If the closest characteristic pattern is selected from the above, the target inter-vehicle distance can be set with higher accuracy for an arbitrary initial braking speed.
[0057]
FIG. 10 shows, as a sixth embodiment of the present invention, not the test road 20 having a plurality of road surface states as shown in FIG. 2 but the test roads in accordance with the worst conditions of the road surface state of the dedicated road 40. The control procedure which sets a road surface state is shown. In step S <b> 151, a road device serving as a center, for example, the
[0058]
In addition, the on-
[0059]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, since the braking distance from when the vehicle starts sudden braking until it stops is measured and the target inter-vehicle distance is set, an appropriate target inter-vehicle distance is set according to the braking characteristics of the vehicle. Can be set. When forming a group of vehicles and performing platooning, the target inter-vehicle distance is set appropriately, so that efficient and safe platooning can be performed.
[0066]
Also, since the vehicle can set the target inter-vehicle distance to instruct the rapid braking when traveling the predetermined travel path, to set the target inter-vehicle distance in a stable condition, improve the accuracy of setting be able to.
[0067]
Also, when riding test drive path in which a plurality of travel sections of different road surface condition is provided, it is possible to set the target inter-vehicle distance based on the sudden braking, set the target inter-vehicle distance which is suitable for various road conditions It can be performed.
[0068]
Further, according to the present invention, an appropriate target inter-vehicle distance can be set for a predetermined initial braking speed, and the target inter-vehicle distance for an arbitrary initial braking speed can be easily estimated based on the set value.
[0069]
Further, according to the present invention, it is possible to grasp the braking characteristics at the maximum braking capacity of the vehicle and set an appropriate target inter-vehicle distance.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic system configuration of a vehicle travel control apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a simplified plan view showing a schematic configuration of a test traveling path 20 as a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a flowchart showing a control procedure of the vehicle control means of FIG. 1;
FIG. 4 is a flowchart showing a target inter-vehicle distance setting procedure in the third embodiment of the invention.
FIG. 5 is a graph showing an example of a relationship between a traveling speed and a traveling distance during braking of the vehicle.
FIG. 6 is a flowchart showing a procedure for setting a target inter-vehicle distance as a fourth embodiment of the invention.
FIG. 7 is a flowchart showing a procedure of a sudden braking instruction as a fifth embodiment of the invention.
FIG. 8 is a flowchart showing a procedure for setting a target inter-vehicle distance as a sixth embodiment of the invention.
FIG. 9 is a flowchart showing a procedure for setting a target inter-vehicle distance as a seventh embodiment of the invention.
FIG. 10 is a flowchart showing a setting procedure of a test travel path 20 as an eighth embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (3)
車両の走行中に、急制動を指示する急制動指示手段と、
急制動指示手段に対する急制動の指示に応答して、車両に急制動をかけるように制御する急制動制御手段と、
急制動制御手段による急制動の開始時から、車両が停止するまでの制動距離を計測する距離計測手段と、
距離計測手段によって計測される制動距離に基づいて前記目標車間距離を設定する目標設定手段と、
車両が路面状態の異なる複数の走行区間が設けられるテスト走行路を走行中であるか否かを判断する走行路判断手段とを含み、
前記走行路判断手段は、車両が前記テスト走行路のいずれの走行区間を走行しているかの検出を行う区間検出手段を備え、
前記急制動指示手段は、前記走行路判断手段が備える区間検出手段によって路面状態の異なる走行区間が検出される毎に、少なくとも一度は急制動を指示し、
前記目標設定手段は、各路面状態に対応して目標車間距離を設定することを特徴とする車両走行制御装置。In a vehicle travel control device that sets a target travel speed and a target inter-vehicle distance and controls the travel state of the vehicle while detecting the travel speed of the vehicle and the inter-vehicle distance with the preceding vehicle,
Sudden braking instruction means for instructing sudden braking while the vehicle is running;
In response to a sudden braking instruction to the sudden braking instruction means, sudden braking control means for controlling the vehicle to suddenly brake;
A distance measuring means for measuring a braking distance from the start of the sudden braking by the sudden braking control means until the vehicle stops;
Target setting means for setting the target inter-vehicle distance based on the braking distance measured by the distance measuring means ;
A travel path determination means for determining whether or not the vehicle is traveling on a test travel path provided with a plurality of travel sections having different road surface conditions,
The travel path determination means includes section detection means for detecting which travel section of the test travel path the vehicle is traveling on,
The sudden braking instruction means instructs sudden braking at least once each time a traveling section having a different road surface condition is detected by the section detecting means provided in the traveling road determination means,
The target setting means, vehicle running control apparatus characterized by setting the target inter-vehicle distance corresponding to each road surface state.
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