JP3233739B2 - 自動車の走行制御装置 - Google Patents

自動車の走行制御装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、所定の目標車速で定速
走行するよう車速を制御する車速制御部と、自車と先行
車との車間距離が所定の目標車間距離となるよう制御す
る車間距離制御部とを備えた自動車の走行制御装置に関
し、特に、車間距離制御中に先行車を検出できなくなっ
たときに車速制御に移行する際の目標車速の設定に係わ
るものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、自動車の走行制御装置として、車
速を一定に保って走行する車速制御機能に加えて、自車
と先行車との車間距離を検出する赤外線レーザレーダ装
置等の車間距離検出装置を搭載し、単独走行のみならず
他の自動車がいる場合でも安全な車間距離を保って走行
する車間距離制御機能を備えたものが種々開発されてい
る。例えば特開昭５５−８６０００号公報には、レーダ
装置で検出した車間距離が車速に応じた安全車間距離を
保つように車速を制御して先行車に追従走行し、また安
全車間距離内に先行車がない場合には予め設定された目
標車速まで加速走行し、その後該目標車速で定速走行す
るものが開示されている。
【０００３】ところが、自動車が曲線道路を走行すると
きなどには、上記レーダ装置は先行車を検出することが
できず、先行車が例えば安全車間距離内の近距離に存在
するにも拘らず先行車不存在と判断し、目標車速まで加
速または減速して定速走行に移ることになる。このと
き、目標車速が速い速度、例えば曲線道路に入るときの
速度よりも速い速度に設定されている場合自動車は曲線
道路においてこの速い速度まで加速し、先行車に急速に
接近するという問題がある。
【０００４】そこで、このような問題を解決するため、
レーダ装置等の車間距離検出装置が自車と先行車との車
間距離を検出できなくなったとき、その時点の自車速を
目標車速として設定し、その目標車速で定速走行するよ
うにしたものが提案されている（特開平１−１１４５５
０号公報参照）。また、車間距離を検出できなくなった
時点の自車速と車速制御で予め設定された目標車速とを
比較し、そのうちの低い方を目標車速として定速走行す
るようにしたものも提案されている（特開昭６１−１５
０８３５号公報参照）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記提案のも
のでも、自車の車速が先行車の車速よりも速く、自車が
先行車に接近しているときに車間距離検出装置が自車と
先行車との車間距離を検出できなくなった場合には、自
車と先行車との異常接近を防止することができないとい
う問題がある。
【０００６】本発明はかかる点に鑑みてなされたもので
あり、その目的とするところは、車間距離制御中に自車
と先行車との車間距離を検出できなくなったときに車速
制御に移行する際の目標車速を適切に設定することによ
り、自車と先行車との異常接近を防止し、安全性を高め
得る自動車の走行制御装置を提供せんとするものであ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、所定の目標車速で定速走行
するよう車速を制御する車速制御部と、自車と先行車と
の車間距離を車間距離検出装置で検出し上記車間距離が
所定の目標車間距離となるよう制御する車間距離制御部
とを備えた自動車の走行制御装置において、上記車間距
離制御部による制御中に上記車間距離検出装置が先行車
を検出できなくなったとき該先行車の車速を推定する先
行車速推定手段と、該推定手段で推定された先行車の車
速を用いて上記車速制御部による制御の目標車速を設定
する目標車速設定手段とを備え、上記目標車速設定手段
は、先行車の車速と自車の車速のうち低い方を目標車速
に設定する構成とする。
【０００８】請求項２記載の発明は、所定の目標車速で
定速走行するよう車速を制御する車速制御部と、自車と
先行車との車間距離を車間距離検出装置で検出し上記車
間距離が所定の目標車間距離となるよう制御する車間距
離制御部とを備えた自動車の走行制御装置において、上
記車間距離制御部による制御中に上記車間距離検出装置
が先行車を検出できなくなったとき該先行車の車速を推
定する先行車速推定手段と、該推定手段で推定された先
行車の車速を用いて上記車速制御部による制御の目標車
速を設定する目標車速設定手段とを備え、上記目標車速
設定手段は、初め先行車の車速と自車の車速との中間値
を目標車速に設定し、その後先行車の車速を目標車速に
設定する構成とする。
【０００９】請求項３記載の発明は、請求項１又は２記
載の発明に従属し、先行車速推定手段による先行車の車
速の推定方法を示すものである。すなわち、上記先行車
速推定手段は、自車速に車間距離変化量と定数との積を
加算して先行車の車速を推定するものである。
【００１０】請求項４記載の発明は、請求項３記載の発
明に従属し、上記先行車速推定手段において、車間距離
検出装置が先行車を検出できなくなったときの検出デー
タを無視し、それよりも前の検出データを用いて先行車
の車速を推定するようにするものである。
【００１１】
【作用】上記の構成により、請求項１記載の発明では、
車間距離制御部による制御中に車間距離検出装置が先行
車を検出できなくなったときには、先行車速推定手段で
先行車の車速を推定し、目標車速設定手段がその推定さ
れた先行車の車速を用いて目標車速を設定する。そし
て、車速制御部は、この目標車速で定速走行するよう車
速を制御する。これにより、自車が先行車に接近してい
るときに先行車が検出されなくなったときでも、車速制
御の下で自車の車速が先行車の車速を大幅に上回ること
はなく、自車と先行車との急速な異常接近が防止され
る。
【００１２】そして、上記目標車速設定手段による目標
車速の設定方法として、先行車の車速と自車の車速のう
ち低い方を目標車速に設定するので、何らかの理由で先
行車の車速が自車の車速よりも速いと誤って判断された
ときでも車速制御の下で自車の車速が先行車を検出でき
なくなったときのままに維持され、加速することはな
い。
【００１３】また、請求項２記載の発明の如く初め先行
車の車速と自車の車速との中間値を目標車速に設定し、
その後先行車の車速を目標車速に設定した場合には、自
車の車速と先行車の車速との差が大きいときでも車速制
御の下で自車の車速が先行車の車速に緩やかに近付くよ
うになり、急激に変化することはない。
【００１４】さらに、請求項４記載の発明では、車間距
離検出装置が先行車を検出できなくなったときの検出デ
ータを無視し、それよりも前の検出データを用いて先行
車の車速を推定することにより、先行車の車速の推定が
適正に行われる。
【００１５】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。
【００１６】図１は本発明の一実施例に係わる自動車の
走行制御装置の全体構成を示し、１はエンジン吸気系の
スロットル弁（図示せず）の開度を自動調整するスロッ
トル制御装置、２は電子制御式自動変速機（ＥＡＴ）の
制御装置、３は各車輪に付与する制動力を自動調整する
ブレーキ制御装置であり、これら三種類の制御装置１〜
３は、いずれも図示していないがアクチュエータを有
し、該各アクチュエータは、コントロールユニット４に
より制御される。すなわち、コントロールユニット４
は、スロットル制御装置１のアクチュエータに対し目標
スロットル開度信号を出力して制御を行うとともに、ブ
レーキ制御装置３のアクチュエータに対し目標ブレーキ
量信号を出力して制御を行う。またコントロールユニッ
ト４は、ＥＡＴ制御装置２のシフト位置を検出するセン
サ（図示せず）からのシフト位置信号を受けつつ、該Ｅ
ＡＴ制御装置２のアクチュエータに対しシフト制御信号
を出力して制御を行う。
【００１７】また、６は車室内のインストルメントパネ
ル等に設けられる情報表示装置であって、該情報表示装
置６は、図示していないが、上記コントロールユニット
４からの警報信号を受けて点灯する警報ランプと、コン
トロールユニット４からの自己診断信号を受けて画面表
示する表示部とを備えている。７は自車と先行車との車
間距離を検出する車間距離検出装置であって、該車間距
離検出装置７は、本実施例の場合レーザレーダ装置から
なり、自車の前方に向けてレーザ光を発信するととも
に、先行車に当たって反射してくるレーザ光を受信し、
このレーザ光の受信時点と発信時点との遅れ時間によっ
て自車と先行車との車間距離を検出するように構成され
ており、その検出信号である車間距離信号はコントロー
ルユニット４に入力される。
【００１８】さらに、１１はスロットル弁の開度を検出
するスロットル開度センサ、１２は車速を検出する車速
センサ、１３はハンドル舵角を検出する舵角センサ、１
４はブレーキペダルの踏込み時にＯＮ作動するブレーキ
スイッチ、１５はヨーレートを検出するヨーレートセン
サ、１６は自動車の横加速度を検出する横Ｇセンサ、１
７はクラッチの作動状態に応じてＯＮ作動するクラッチ
スイッチであり、これらセンサ・スイッチ類１１〜１７
の検出信号は、いずれもコントロールユニット４に入力
される。尚、図示していないエンジン回転数センサ等そ
の他のセンサ・スイッチ類の検出信号もコントロールユ
ニット４に入力される。
【００１９】上記コントロールユニット４は、図２に示
すように、車間距離検出装置７からの検出信号を始め、
各種のセンサ・スイッチ類１１〜１７からの検出信号を
受けて所定の情報処理を行う入力情報処理部２１と、ド
ライバー操作による通常の制御を行う通常制御部２２
と、所定の目標車速で定速走行するよう車速を制御する
車速制御部２３と、自車と先行車との車間距離が所定の
目標車間距離となるよう車速を制御する車間距離制御部
２４と、上記入力情報処理部２１で得られた情報に基づ
いて、上記三種類の制御部２２〜２４のいずれか一つに
対し制御指令を発して制御を切換える制御切換え部２５
と、上記各制御部２２〜２４からの信号を受け、スロッ
トル制御装置１等の作動部（アクチュエータ等）に出力
する出力情報を処理する出力情報処理部２６とを備えて
いる。
【００２０】次に、本発明の特徴部分である、上記入力
情報処理部２１による情報処理の内容と上記制御切換え
部２５による車速制御と車間距離制御との切換えを、図
３に示すフローチャートに従って説明する。
【００２１】図３において、先ず初めに、ステップＳ1
において車速センサ１２で検出された自車の車速（以
下、自車速という）ＶＳＰと車間距離検出装置２４で検
出された自車と先行車との車間距離ＤＩＳとを読み込ん
だ後、ステップＳ2 で上記車間距離検出装置７が先行車
を検出できずロストしたか否かを判定する。この判定
は、具体的には上記車間距離ＤＩＳのデータがなくなる
か、あるいは非常に大きな値になっているかを判断する
ものである。
【００２２】そして、上記ステップＳ2 の判定がＮＯの
先行車をロストしていないときには、ステップＳ3 で自
車と先行車との相対速度ＲＥＬを演算する。この相対速
度ＲＥＬは、自車と先行車との車間距離ＤＩＳの時間当
たりの変化量であり、車間距離ＤＩＳの前回値に対する
今回値の差分をサンプリング周期Δｔ（例えば７ms）で
除して算出される。
【００２３】続いて、ステップＳ4 で先行車の車速（以
下、先行車速という）ＶＳＰＦを演算する。この先行車
速ＶＳＰＦは、自車速ＶＳＰから上記相対速度ＲＥＬを
減算することで算出される。つまり、 ＶＳＰＦ＝ＶＳＰ−ＲＥＬ の関係式が成り立つのである。
【００２４】続いて、ステップＳ5 でフィルタリング係
数Ｋを決定した後、ステップＳ6 でこのフィルタリング
係数Ｋを用いて上記先行車速ＶＳＰＦをフィルタリング
する。ここで、フィルタリング係数Ｋは、車間距離ＤＩ
Ｓ、相対速度ＲＥＬ、ハンドル舵角ＨＡＮＤ及び自動車
の加減速度ＧＳＶの関数として、下記の式により、 Ｋ＝（Ｃ1／ＤＩＳ2）＋（Ｃ2／ＲＥＬ2）＋（Ｃ3／Ｈ
ＡＮＤ2） ＋（Ｃ4／ＧＳＶ2） 算出される。但し、Ｃ1 〜Ｃ4 は定数である。自動車の
加減速度ＧＳＶは自車速ＶＳＰの前回値に対する今回値
の差分をサンプリング周期Δｔで除して算出される。ま
た、先行車速ＶＳＰＦのフィルタリングは、下記の式に
より、 ＶＳＰＦ＝ＶＳＰＦ（ｉ）・Ｋ＋ＶＳＰＦ（ｉ−１）・
（Ｋ−１） 実行する。但し、ＶＳＰＦ（ｉ）は今回値、ＶＳＰＦ
（ｉ−１）は前回値、Ｋは０〜１の間の値である。この
フィルタリングは、実測データを平滑化することでデー
タ精度を高めるものである。このフィルタリングの後ス
テップＳ9 へ移行する。
【００２５】一方、上記ステップＳ2 の判定がＹＥＳの
先行車をロストしたときには、ステップＳ7 で自車と先
行車との相対速度ＲＥＬを演算する。この相対速度ＲＥ
Ｌの演算は、先行車をロストする前の相対速度ＲＥＬの
データを用いて外挿法で行われる。つまり、下記の式に
より、 ＲＥＬ＝ＲＥＬ（ｉ−１）−｛ＲＥＬ（ｉ−３）−ＲＥ
Ｌ（ｉ−２）｝ 算出する。続いて、ステップＳ8 で自車速ＶＳＰから上
記相対速度ＲＥＬを減算することで先行車速ＶＳＰＦ
（＝ＶＳＰ−ＲＥＬ）を演算し、しかる後ステップＳ9
へ移行する。ステップＳ7 ，Ｓ8 により、車間距離検出
装置７が先行車を検出できなくなったとき（つまりロス
トしたとき）その先行車速ＶＳＰＦを推定する先行車速
推定手段３１が構成されており、該先行車速推定手段３
１は、先行車をロストしたときの検出データ（詳しくは
車間距離データから求めた相対速度ＲＥＬ）を無視し、
それよりも前の検出データを用いて先行車速ＶＳＰＦを
推定するようになっている。
【００２６】ステップＳ9 では自車と先行車との車間距
離ＤＩＳが所定距離Ｌ0 よりも短いいか否か、つまり自
車前方の所定距離Ｌ0 以内に先行車が存在するか否かを
判定する。そして、先行車が存在するＹＥＳのときに
は、ステップＳ10で制御モードＭＯＤＥに車間距離制御
を意味する２をセットした後、ステップＳ11で目標車間
距離ＤＩＳＯを演算し、ステップＳ12で自車と先行車と
の車間距離ＤＩＳが上記目標車間距離ＤＩＳＯとなるよ
う車間距離制御を行う。目標車間距離ＤＩＳＯは、図４
に示すようなマップを用いて演算される。このマップで
は、目標車間距離ＤＩＳＯは、先行車速ＶＳＰＦの増加
に伴い二次曲線的に増加する。また、車間距離制御の態
様は、例えば図５に示すように、自車と先行車との相対
速度ＲＥＬが正の方向（接近方向）に大きく危険度の高
い領域Ａでは警報表示装置６の作動による警報とブレー
キ制御装置３の作動による制動とが行われ、危険度が中
程度のＢ領域ではブレーキ制御装置３の作動による制動
とＥＡＴ制御装置２の作動によるシフトダウンとが行わ
れ、危険度の低いＣ領域ではスロットル制御装置１の作
動によるスロットル開度調整のみが行われる。尚、図５
において、自車と先行車との車間距離ＤＩＳが所定値以
上のときは車速制御が行われる。
【００２７】一方、上記ステップＳ9 の判定がＮＯのと
き、つまり自車前方の所定距離Ｌ0以内に先行車が存在
しないとき（ロスト時を含む）には、ステップＳ13で制
御モードＭＯＤＥが２であるか否かを判定する。この判
定は、現時点が車間距離制御中に先行車が存在しなくな
ったばかりであるか否かを判定しているのである。そし
て、この判定がＮＯのときには、直ちにステップＳ17へ
移行して、予め設定された所定の目標車速（一定値）で
定速走行するよう車速制御を行う一方、判定がＹＥＳの
ときには、更にステップＳ14で車間距離制御中に先行車
が存在しなくなった時点から所定時間が経過したか否か
を判定する。この判定がＮＯのときには、ステップＳ15
で目標車速ＶＳＰＯを、予め設定された一定値に代え
て、先行車速ＶＳＰＦを用いて演算した後、ステップＳ
17へ移行して車速制御を行う。上記目標車速ＶＳＰＯの
演算は、本実施例の場合、自車速ＶＳＰが先行車速ＶＳ
ＰＦよりも高いときには、目標車速ＶＳＰＯに先行車速
ＶＳＰＦをセットし、自車速ＶＳＰが先行車速ＶＳＰＦ
よりも低いときには、目標車速ＶＳＰＯに自車速ＶＳＰ
をセットする。つまり、自車速ＶＳＰと先行車速ＶＳＰ
Ｆのうち低い方を目標車速ＶＳＰＯに設定するようにな
っている。よって、ステップＳ15により、上記先行車速
推定手段３１で推定された先行車速ＶＳＰＦを用いて車
速制御の目標車速を設定する目標車速設定手段３２が構
成されている。
【００２８】また、上記ステップＳ14の判定がＹＥＳの
とき、つまり先行車が存在しなくなった時点から所定時
間が経過しているときには、ステップＳ16で制御モード
ＭＯＤＥを車速制御を意味する１にセットした後、ステ
ップＳ17へ移行して、予め設定された所定の目標車速で
定速走行するよう車速制御を行う。
【００２９】次に、上記実施例の作用・効果について説
明するに、車間距離制御部２４による車間距離制御中に
車間距離検出装置７が先行車を検出できずロストしたと
きには、先行車速推定手段３１で先行車速ＶＳＰを推定
し（図３中のステップＳ8 ）、目標車速設定手段３２が
その推定された先行車速ＶＳＰを用いて目標車速ＶＳＰ
Ｏを設定する（図３中のステップＳ15）。そして、車速
制御部２３は、この目標車速ＶＳＰＯで定速走行するよ
う車速を制御する。これにより、自車が先行車に接近し
ているときに先行車をロストしたときでも、車速制御の
下で自車速ＶＳＰが先行車速ＶＳＰＦを大幅に上回るこ
とはなく、自車と先行車との急速な異常接近を防止する
ことができる。
【００３０】しかも、特に本実施例では、先行車速ＶＳ
ＰＦと自車速ＶＳＰのうち低い方を目標車速ＶＳＰＯに
設定しているため、何らかの理由（例えばセンサデータ
の脈動による誤差、推定車速の演算精度不足等）で先行
車速ＶＳＰＦが自車速ＶＳＰよりも速いと誤って判断さ
れたときでも車速制御の下で自車速が先行車ロスト時の
ままに維持され、加速することはなく、安全性をより高
めることができる。
【００３１】また、上記先行車速推定手段３１は、先行
車をロストしたときの検出データを無視し、それよりも
前の検出データを用いて先行車の車速を推定しているの
で、先行車速ＶＳＰＦの推定を適正に行うことができ
る。
【００３２】尚、本発明は上記実施例に限定されるもの
ではなく、その他種々の変形例を包含するものである。
例えば、上記実施例では、目標車速設定手段３２におい
て、先行車速推定手段３１で推定された先行車速ＶＳＰ
を用いて目標車速ＶＳＰＯを設定するに当たり、先行車
速ＶＳＰＦと自車速ＶＳＰのうち低い方を目標車速ＶＳ
ＰＯに設定したが、先行車をロストした当初は先行車速
ＶＳＰＦと自車速ＶＳＰとの中間値を目標車速ＶＳＰＯ
に設定し、その後先行車速ＶＳＰＦを目標車速ＶＳＰＯ
に設定するようにしてもよい。この場合、自車速ＶＳＰ
と先行車速ＶＳＰＦとの差が大きいときでも車速制御の
下で自車速ＶＳＰが先行車速ＶＳＰＦに緩やかに近付く
ようになり、急激に車速変化を防止することができるの
で、安全性の向上をより図ることができる。
【００３３】また、上記実施例では、先行車速推定手段
３１において、先行車をロストしたときの検出データを
無視し、それよりも前の検出データを用いて先行車の車
速を推定するに当たり、外挿法を用いたが、本発明は、
ロスト直前の検出データをロスト後の検出データとして
用いるようにしてもよい。
【００３４】
【発明の効果】以上の如く、本発明における自動車の走
行制御装置によれば、車間距離制御中に車間距離検出手
段が先行車を検出できなくなったときには、先行車の車
速を推定し、その先行車の車速を用いて目標車速を設定
し、この目標車速で定速走行するよう車速を制御するこ
とにより、自車の車速が先行車の車速を上回って自車と
先行車とが異常接近するのを確実に防止することがで
き、安全性を高めることができる。特に、先行車が検出
されなくなったときに何らかの理由で先行車の車速が自
車の車速よりも速いと誤って判断されたときでも自車の
車速がそのままに維持され、加速することはないので、
安全性の向上をより図ることができる。
【００３５】また、請求項２記載の発明では、先行車が
検出されなくなったときに自車の車速と先行車の車速と
の差が大きいときでも車速制御の下で自車の車速が先行
車の車速に緩やかに近付くようになり、急激に変化する
ことはないので、安全性の向上をより図ることができ
る。
【００３６】さらに、請求項４記載の発明では、先行車
が検出されなくなったときの検出データを無視し、それ
よりも前の検出データを用いて先行車の車速を推定する
ことにより、先行車の車速の推定ひいては目標車速の設
定を適正に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係わる自動車の走行制御装置
のブロック構成図である。
【図２】コントロールユニットのブロック構成図であ
る。
【図３】先行車ロスト時の制御内容を示すフローチャー
ト図である。
【図４】車間距離制御における目標車間距離の演算に用
いられるマップを示す図である。
【図５】車間距離制御の態様を説明するための図であ
る。
【符号の説明】
７ 車間距離検出装置 ２３ 車速制御部 ２４ 車間距離制御部 ３１ 先行車速推定手段 ３２ 目標車速設定手段
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−102200（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−276585（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−238741（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−114550（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−150835（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B60K 31/00

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 所定の目標車速で定速走行するよう車速
    を制御する車速制御部と、自車と先行車との車間距離を
    車間距離検出装置で検出し上記車間距離が所定の目標車
    間距離となるよう制御する車間距離制御部とを備えた自
    動車の走行制御装置において、 上記車間距離制御部による制御中に上記車間距離検出装
    置が先行車を検出できなくなったとき該先行車の車速を
    推定する先行車速推定手段と、 該推定手段で推定された先行車の車速を用いて上記車速
    制御部による制御の目標車速を設定する目標車速設定手
    段とを備え、 上記目標車速設定手段は、先行車の車速と自車の車速の
    うち低い方を目標車速に設定するものである こと特徴と
    する自動車の走行制御装置。
  2. 【請求項２】 所定の目標車速で定速走行するよう車速
    を制御する車速制御部と、自車と先行車との車間距離を
    車間距離検出装置で検出し上記車間距離が所定の目標車
    間距離となるよう制御する車間距離制御部とを備えた自
    動車の走行制御装置において、 上記車間距離制御部による制御中に上記車間距離検出装
    置が先行車を検出できなくなったとき該先行車の車速を
    推定する先行車速推定手段と、 該推定手段で推定された先行車の車速を用いて上記車速
    制御部による制御の目標車速を設定する目標車速設定手
    段とを備え、 上記目標車速設定手段は、初め先行車の車速と自車の車
    速との中間値を目標車速に設定し、その後先行車の車速
    を目標車速に設定するものであること特徴とする 自動車
    の走行制御装置。
  3. 【請求項３】 上記先行車速推定手段は、自車速に車間
    距離変化量と定数との積を加算して先行車の車速を推定
    するものである請求項１又は２記載の自動車の走行制御
    装置。
  4. 【請求項４】 上記先行車速推定手段は、車間距離検出
    装置が先行車を検出できなくなったときの検出データを
    無視し、それよりも前の検出データを用いて先行車の車
    速を推定するものである請求項３記載の自動車の走行制
    御装置。
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