JP2000219059A

JP2000219059A - 車両用走行制御装置

Info

Publication number: JP2000219059A
Application number: JP11023229A
Authority: JP
Inventors: Migaku Takahama; 琢高浜; Yoshinori Yamamura; 吉典山村; Nobutaka Takahashi; 伸孝高橋; Keisuke Suzuki; 敬介鈴木
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1999-01-29
Filing date: 1999-01-29
Publication date: 2000-08-08
Anticipated expiration: 2019-01-29
Also published as: JP3713995B2

Abstract

(57)【要約】【課題】極低速域での車間距離制御及び車速制御をよ
りスムーズに且つ高精度に行う。【解決手段】車速検出手段１０２及び車間距離検出手
段１０１の検出値をもとに検出車速Ｖ_Mを目標値に一致
させるための目標制駆動トルクＴ₁を算出し（第１目標
制駆動トルク算出手段）、また、車間距離検出手段１０
１の検出車間距離Ｌ_Mをもとにこれを目標値に一致させ
るための目標制駆動トルクＴ₂を算出する（第２目標制
駆動トルク算出手段）。そして、検出車速Ｖ_Mが、Ｖ_M
≧Ｖα_Hであるときにはα＝１、Ｖ_M≦Ｖα_Lであると
きにはα＝０、Ｖα_L＜Ｖ_M＜Ｖα _Hであるときには０
＜α＜１として、Ｔ^*＝αＴ₁＋（１−α）Ｔ₂に基づ
き目標制駆動トルクＴ^*を算出し（最終目標制駆動トル
ク算出手段）、車両の制駆動トルクが算出した目標制駆
動トルクＴ^*となるように走行制御を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、先行車両との車
間距離を保ちつつ先行車両を追従走行する自動走行車、
或いは所定の速度で定速走行する自動走行車等の車両用
走行制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の車両用走行制御装置としては、例
えば特開平９−１８３３２０号公報（以下、第１の従来
例という。）に記載されたものが知られている。この従
来例は、車輪パルスセンサ及びレーザレーダ等の自車速
度及び前走車との車間距離を把握する手段により、自車
速度及び車間距離を検出し、この車間距離を自車速度に
応じて調整するための加減速度修正データを生成し、こ
の加減速度修正データに基づいて自車の加減速度を制御
するようにしている。このとき、検出した自車速度が所
定速度以下のときには、加減速度修正データの特性を変
化させることにより、停止や発進の際の車間距離制御を
よりスムーズに行うようにした自動走行車が記載されて
いる。

【０００３】また、未公開ではあるが特願平１０−１９
８６９６号（以下、第２の従来例という。）で提案され
ているように、極低速域では、車速センサの精度が低下
することから、これを考慮して、目標車速を用いて自動
追従走行制御を中止するようにした車両用停止装置等も
提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記第
１の従来例の自動走行車にあっては、極低速域では、車
輪パルスセンサからの車速パルスの検出周期が長くな
り、実車速の検出が遅れるという問題がある。これはこ
の車速パルスをもとに実車速を検出するための車速検出
手段が、車速を演算するマイクロコンピュータへの割り
込みを車速パルスにより行うようになっているため、次
の車速パルスが前記マイクロコンピュータへ入力される
までの間は、実車速の検出ができないことに起因する。
また、電磁ピックアップ式の車速センサ等は、センサの
原理上、極低速域では車速パルスを発生できない。

【０００５】このため、検出車速に基づいて目標車間距
離を算出すると極低速域に移行する際に目標車間距離に
段差が生じることになり、また、検出車速をフィードバ
ックする車速制御系では、その信頼性が低下するため高
性能な車間距離制御ができない。これを回避するため
に、低速域専用の車速センサを設けることも考えられる
が、二種類の車速センサを設けることになりコストの増
加につながり、また、車種によってはスペースの問題
上、取り付けられない場合等がある。

【０００６】また、第２の従来例の車両用停止装置にあ
っては、前走車が極低速で走行する場合には自車両は停
止制御を行うため、所定の車間距離を保ったまま追従走
行することができない。そして、前走車との車間距離が
開いて目標車速が所定値以上となると追従制御を開始す
ることになるため、停止・発進を過度に繰り返すことに
なって、乗り心地の低下や、燃費の悪化、車間距離の増
長等の問題が生じる。

【０００７】また、車速情報を用いずに車間距離制御だ
けを行う走行制御装置が考えられるが、車間距離検出周
期が車速検出周期に比較して長くなる場合が多く、車速
を利用して車間距離制御を行う車間距離制御系に比較し
て制御周期が長くなり、制御性が劣ることになる。さら
に、検出車速をフィードバックしないため、定速走行制
御ができないという問題も生じる。

【０００８】さらに、車速を制御して所望の車間距離を
達成する車間距離制御と、車速情報を利用せずに車間距
離制御とを、走行中に切り換えることによって、停止を
含む全車速域で車間距離制御を行うようにすることや、
車速検出精度の比較的高い中低速域以上では所望の車速
で定速走行を行うようにすること等が考えられるが、車
速を利用する車間距離制御系と、車速を利用しない車間
距離制御系とを走行速度域で切り換えるようにした場合
には、切り換え前後で制御系出力値に段差が生じ、乗り
心地が低下するという問題がある。

【０００９】そこで、この発明は、上記従来の問題点に
着目してなされたものであり、極低速域での車間距離制
御及び車速制御をよりスムーズに且つ高精度に行うこと
の可能な車両用走行制御装置を提供することを目的とし
ている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項１に係る車両用走行制御装置は、車
速を検出する車速検出手段と、先行車両との車間距離を
検出する車間距離検出手段と、自車速を算出する自車速
算出手段と、当該自車速算出手段の算出自車速に基づい
て目標車間距離を算出する目標車間距離算出手段と、少
なくとも前記車速検出手段の検出車速を目標値に一致さ
せるための第１の制駆動トルクを算出する第１の制駆動
トルク算出手段と、前記検出車速を利用せずに前記車間
距離検出手段の検出車間距離を目標値に一致させるため
の第２の制駆動トルクを算出する第２の制駆動トルク算
出手段と、前記第１及び第２の制駆動トルクに基づいて
目標制駆動トルクを算出する目標制駆動トルク算出手段
と、車両の制駆動トルクが前記目標制駆動トルクとなる
ように前記制駆動トルクを制御する制駆動トルク制御手
段と、を備え、前記目標制駆動トルク算出手段は、車両
速度が所定値以上であるとき前記第１の制駆動トルクを
前記目標制駆動トルクとして設定し、前記車両速度が前
記所定値より小さいとき前記第１及び第２の制駆動トル
クをもとに前記目標制駆動トルクを算出し且つ前記車両
速度が低下するほど前記目標制駆動トルクを前記第２の
制駆動トルクに近づけるようになっていることを特徴と
している。

【００１１】また、請求項２に係る発明は、上記請求項
１記載の車両用走行制御装置において、前記自車速算出
手段は、前記車速検出手段の検出車速を自車速として設
定するようになっていることを特徴としている。また、
請求項３に係る発明は、上記請求項１又は２記載の車両
用走行制御装置において、前記目標制駆動トルクに基づ
き前記車速を推定する車速推定手段を備え、前記自車速
算出手段は、前記車両速度が所定値以上であるとき前記
検出車速を前記自車速として設定し、前記車両速度が所
定値より小さいとき前記車速推定手段の推定車速と前記
検出車速とをもとに前記自車速を算出し且つ車両速度が
低下するほど前記自車速を前記推定車速に近づけるよう
になっていることを特徴としている。

【００１２】また、請求項４に係る発明は、上記請求項
３に記載の車両用走行制御装置は、前記第１の制駆動ト
ルク算出手段は、車両の走行抵抗を推定する走行抵抗推
定手段を有し、前記車速推定手段は、前記目標制駆動ト
ルクと前記相当抵抗推定手段で推定した走行抵抗とに基
づき前記車速を推定するようになっていることを特徴と
している。

【００１３】また、請求項５に係る発明は、上記請求項
１乃至４の何れかに記載の車両用走行制御装置におい
て、前記目標制駆動トルク算出手段は、前記目標制駆動
トルクＴ^*を、前記第１の制駆動トルクＴ₁及び前記第
２の制駆動トルクＴ₂をもとに、Ｔ^*＝αＴ₁＋（１−
α）Ｔ₂に基づいて算出するようになっている。ただ
し、αは、車両速度Ｖと、しきい値Ｖ_TH1と、前記請求
項１に記載の所定値に対応するしきい値Ｖ_TH2（Ｖ_TH1
＜Ｖ_TH2）と、に基づき決定される値であって、Ｖ≦Ｖ
_TH1のときにはα＝０、Ｖ_TH1＜Ｖ＜Ｖ_TH2のときには
０＜α＜１、Ｖ_TH2≦Ｖのときにはα＝１である。

【００１４】また、請求項６に係る発明は、上記請求項
１乃至５の何れかに記載の車両用走行制御装置におい
て、前記車両速度は、前記車速検出手段の検出車速であ
ることを特徴としている。また、請求項７に係る発明
は、上記請求項１乃至５の何れかに記載の車両用走行制
御装置において、前記車両速度は、前記車速推定手段の
推定車速であることを特徴としている。

【００１５】また、請求項８に係る発明は、上記請求項
２又は５に記載の車両用走行制御装置において、前記車
両速度は、前記自車速算出手段の算出自車速であること
を特徴としている。さらに、請求項９に係る発明は、上
記請求項１又は２又は５に記載の車両用走行制御装置に
おいて、前記第１の制駆動トルク算出手段は、目標車速
を算出する目標車速算出手段を有し、前記車両速度は、
前記目標車速であることを特徴としている。

【００１６】

【発明の効果】本発明に係る車両用走行制御装置によれ
ば、検出車速を所定値に一致させるための第１の制駆動
トルクと、検出車速を利用せずに算出した検出車間距離
を所定値に一致させるための第２の制駆動トルクと、を
もとに目標制駆動トルクを算出し、車両速度が所定値以
下となったときには、車両速度が低下するほど、目標制
駆動トルクを検出車速を利用せずに算出した第２の制駆
動トルクに近づけるようにしたから、低速域では検出車
速を利用した第１の制駆動トルクを用いずに走行制御を
行うことにより、低速域であっても追従走行制御を行う
ことができ、低速域以外では、追従走行制御と共に所望
の車速を保つ定速走行制御を行うことができる。

【００１７】特に、請求項３に係る車両用走行制御装置
は、目標車間距離の算出に用いる自車速を、車両速度が
所定値より小さいときには車両速度が低下するほど推定
車速に近づけるようにしたから、低速域での検出車速の
検出精度の低下によって、目標車間距離の精度が低下す
ることを防止することができる。また、請求項４に係る
車両用走行制御装置は、走行抵抗を考慮して車速を推定
するようにしたから、車速の推定精度を向上させること
ができる。

【００１８】また、請求項５に係る車両用走行制御装置
は、第１及び第２の制駆動トルクを、車両速度に応じた
配分で加算した値を目標制駆動トルクとし、このとき車
両速度が低下するほど前記第２の制駆動トルクの割合が
増加するようにしたから、滑らかに変化する目標制駆動
トルクを設定することができる。また、請求項７に係る
車両用走行制御装置は、車両速度として推定車速を用い
るようにしたから、極低速域における検出車速の検出精
度の低下による影響を受けることなく自車速の算出或い
は目標制駆動トルクの算出を行うことができる。

【００１９】また、請求項８に係る車両用走行制御装置
は、車両速度として検出車速と推定車速とに基づく算出
自車速を用いるようにしたから、低速域では検出車速の
検出精度の低下による影響を受けることがなく、また、
それ以外の車速域では、車速推定誤差の影響を受けるこ
となく目標制駆動トルクの算出を行うことができる。さ
らに、請求項９に係る車両用走行制御装置は、車両速度
として目標車速を用いるようにしたから、車速検出精度
或いは車速推定精度の影響を受けることなく、第１の制
駆動トルクの算出を行うことができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１は、本発明の第１の実施の形
態の機能構成を示すブロック図である。１０１はレーザ
レーダ等で構成される車間距離検出手段であり、先行車
両との距離である検出車間距離Ｌ_Mを検出する。１０２
は車輪速センサの出力パルス割り込みから検出車速Ｖ_M
を算出する車速検出手段、１０３は、車速検出手段１０
２からの検出車速Ｖ_Mをもとに、自車速Ｖ_SPを算出する
自車速演算手段である。１０４は目標車間距離演算手段
であって、自車速演算手段１０３からの自車速Ｖ _SPをも
とに目標車間距離Ｌ^*を算出する。１０５は、車間距離
検出手段１０１からの検出車間距離Ｌ_M、車速検出手段
１０２からの検出車速Ｖ_M、目標車間距離演算手段１０
４からの目標車間距離Ｌ^*をもとに、検出車間距離Ｌ_M
と検出車速Ｖ_Mとを所定値に保つための第１目標制駆動
トルクＴ₁を算出する第１目標制駆動トルク算出手段、
１０６は、車間距離検出手段１０１からの検出車間距離
Ｌ_M及び目標車間距離演算手段１０４からの目標車間距
離Ｌ^*をもとに、検出車間距離Ｌ_Mを所定値に保つため
の第２目標制駆動トルクＴ₂を算出する第２目標制駆動
トルク算出手段である。１０７は、前記第１及び第２目
標制駆動トルク算出手段１０５，１０６で算出した第１
及び第２目標制駆動トルクＴ₁，Ｔ₂をもとに、目標制
駆動トルクＴ^*を算出する最終目標制駆動トルク算出手
段、１０８は、最終目標制駆動トルク算出手段１０７で
算出した目標制駆動トルクＴ^*を達成するようにスロッ
トル開度や制動圧，変速比を制御する制駆動トルク制御
手段である。

【００２１】図２は、本発明による車両用走行制御装置
を後輪駆動車に適用した場合の第１の実施の形態を示す
概略構成図であり、図中、１ＦＬ，１ＦＲは従動輪とし
ての前輪、１ＲＬ，１ＲＲは駆動輪としての後輪であっ
て、後輪１ＲＬ，１ＲＲは、エンジン２の駆動力が無段
変速機３、プロペラシャフト４、最終減速装置５及び車
軸６を介して伝達されて回転駆動される。

【００２２】前輪１ＦＬ，１ＦＲ及び後輪１ＲＬ，１Ｒ
Ｒには、それぞれ制動力を発生するディスクブレーキ７
が設けられていると共に、これらディスクブレーキ７の
制動油圧が制動制御装置８によって制御される。ここ
で、制動制御装置８は、図示しないブレーキペダルの踏
み込みに応じて制動油圧を発生すると共に、後述する走
行制御用コントローラ２０からの制動圧指令値Ｐ^*に応
じて制動油圧を発生するように構成されている。

【００２３】また、エンジン２には、その出力を制御す
るエンジン出力制御装置９が設けられている。このエン
ジン出力制御装置９は、エンジン出力の制御方法とし
て、スロットルバルブの開度を調整してエンジン回転数
を制御する方法と、アイドルコントロールバルブの開度
を調整してエンジン２のアイドル回転数を制御する方法
とが考えられるが、本実施形態では、スロットルバルブ
の開度を調整する方法が採用されている。そして、エン
ジン出力制御装置９は、エンジン回転速度Ｎ_Eを検出
し、これを後述する走行制御用コントローラ２０に出力
すると共に、エンジン２の燃料カット制御を行い、燃料
カットを行っているかいないかを表す燃料カット信号Ｆ
_Eを走行制御用コントローラ２０に出力する。

【００２４】さらに、無段変速機３には、その変速位置
を制御する変速機制御装置１０が設けられている。この
変速機制御装置１０は、後述する走行制御用コントロー
ラ２０から目標変速比Ｒ_CVT ^*が入力されると、これに
応じて無段変速機３の変速位置を制御するように構成さ
れている。また、無段変速機３の変速比を検出し、これ
を検出変速比Ｒ_CVTとして走行制御用コントローラ２０
に出力する。

【００２５】一方、車両の前方側の車体下部には、先行
車両との間の車間距離を検出するレーダ装置で構成され
る、車間距離検出手段としての車間距離センサ１２が設
けられている。また、車両には、前輪１ＦＬ，１ＦＲの
車輪速度に応じたパルス信号を発生する、車速検出手段
としての車輪速度センサ１３Ｌ，１３Ｒが配設されてい
る。

【００２６】そして、車間距離センサ１２及び車輪速度
センサ１３Ｌ，１３Ｒの各出力信号及びエンジン出力制
御装置９からのエンジン回転速度Ｎ_Eが走行制御用コン
トローラ２０に入力される。この走行制御用コントロー
ラ２０は、これらセンサの検出信号及び前記各制御装置
からの検出信号を入力し、車両走行制御のための制御信
号を出力するマイクロコンピュータ等から構成され、こ
のマイクロコンピュータはＡ／Ｄ変換機能等を有する入
力インタフェース回路、Ｄ／Ａ変換機能等を有する出力
インタフェース回路、マイクロプロセッサユニットＭＰ
Ｕ等からなる演算処理装置（ＣＰＵ）及びプログラム或
いは各種データを記憶するためのＲＯＭ，ＲＡＭ等から
なる記憶装置を備えている。

【００２７】そして、この走行制御用コントローラ２０
は、車輪速度センサ１３Ｌ，１３Ｒからのパルス信号を
もとに車速を検出し、この検出車速Ｖ_M及び車間距離セ
ンサ１２からの検出車間距離Ｌ_Mに基づく第１目標制駆
動トルクＴ₁と、検出車間距離Ｌ_Mに基づく第２目標制
駆動トルクＴ₂と、を算出し、これら第１及び第２目標
制駆動トルクＴ₁及びＴ₂に基づき目標制駆動トルクＴ
^*を算出し、これに基づき制駆動制御装置８、エンジン
出力制御装置９、変速機制御装置１０への各制御信号を
生成し出力する。

【００２８】図３は、走行制御用コントローラ２０で実
行される走行制御処理の処理手順を示すフローチャート
である。この走行制御処理は、まず、ステップＳ１で、
外部入力信号処理を行い、車輪速度センサ１３Ｌ，１３
Ｒからのパルス信号を割り込みタイミングとし、これら
パルス信号をもとに例えばこれらの平均値等から車速を
検出し、これを検出車速Ｖ_Mとする。また、車間距離セ
ンサ１２からの検出信号をもとに先行車両との間の車間
距離を検出し、これを検出車間距離Ｌ_Mとする。

【００２９】次いで、ステップＳ２に移行し、目標車間
距離Ｌ^*を算出する。この目標車間距離Ｌ^*は、同一地
点を通過する際の確保したい先行車両との時間差である
車間時間をｔ、自車速をＶ_SPとすると、次式（１）によ
り算出する。なお、自車速Ｖ _SP＝検出車速Ｖ_Mである。Ｌ^*＝ｔ・Ｖ_SP ……（１）次いで、ステップＳ３に移行し、目標車速Ｖ_SP ^*を算出
する。すなわち、車速制御系を、目標車速Ｖ_SP ^*に対す
る自車速Ｖ_SPの応答が時定数１／ωの１次遅れ系で近似
することができるとすると、車間距離制御系は、例えば
図４に示す構成となり、このときの目標車間距離Ｌ^*か
ら実車間距離Ｌまでの伝達特性は次式（２）で表すこと
ができる。

【００３０】

【数１】

【００３１】なお、式（２）中の、Ｖ_Fは、前記自車速
Ｖ_SPと検出車間距離Ｌ_Mとをもとに算出される先行車車
速である。また、Ｋ_L，Ｋ_Vは、車間距離制御ゲインで
あって、これら車間距離制御ゲインＫ_L，Ｋ_Vを適当な
値に設定することで、所望の追従応答性にすることがで
きる。したがって、目標車間距離Ｌ^*から検出車間距離
Ｌ_Mを減算した値に車間距離制御ゲインＫ_Lを乗算した
値と検出車間距離Ｌ_Mの微分値に車間距離制御ゲインＫ
_Vを乗算した値との和と、検出車間距離Ｌ_Mの微分値と
自車速Ｖ_SPとから算出した先行車車速Ｖ_Fとの偏差が、
目標車速Ｖ_SP ^*として算出される。

【００３２】次いで、ステップＳ４に移行し、ステップ
Ｓ３で算出された目標車速Ｖ_SP ^*と自車速Ｖ_SPとをもと
に、目標車速Ｖ_SP ^*に自車速Ｖ_SPを一致させるための第
１の目標制駆動トルクＴ₁を算出する。ここで車速制御
系は、例えば図５に示すように表すことができる。な
お、図５中のＲ_Wはタイヤ半径である。また、走行抵抗
推定部は、目標制駆動トルクＦ_W ^*と自車速Ｖ_SPとから
次式（３）を用いて走行抵抗Ｆ_DHを推定し、これをフィ
ードバックすることで勾配、空気抵抗及び転がり抵抗等
の外乱の影響を除去する。

【００３３】Ｆ_DH＝Ｈ（ｓ）Ｍ_VｓＶ_SP−Ｈ（ｓ）Ｆ_W ^* ……（３）なお、式（３）中の、Ｍ_Vは車重である。走行抵抗を推
定することによって車速制御系への外乱が除去されたと
すると、車速指令値つまり目標車速Ｖ_SP ^*から自車速Ｖ
_SPまでの伝達特性は、次式（４）で表すことができる。

【００３４】

【数２】

【００３５】これにより、制御ゲインＫ_SPを適当な値に
設定することにより、車速制御系を所望の応答性にする
ことができる。したがって、目標車速Ｖ_SP ^*と自車速Ｖ
_SPとの偏差に制御ゲインＫ_SPを乗算した値と、走行抵抗
Ｆ_DHとの偏差である目標制駆動トルクＦ_W ^*にタイヤ半
径Ｖ_SPを乗算した値が、第１の目標制駆動トルクＴ₁と
して算出される。

【００３６】次いで、ステップＳ５に移行し、目標車間
距離Ｌ^*と実車間距離つまり検出車間距離Ｌ_Mとをもと
に、目標車間距離Ｌ^*に検出車間距離Ｌ_Mを一致させる
ための目標制駆動トルクＴ₂を算出する。すなわち、目
標制駆動トルクＴ₂から実制駆動トルクまでの応答が時
定数τの一次遅れで近似できるものとすると、車間距離
制御系は、図６に示す構成となり、このときの目標車間
距離Ｌ^*から実車間距離Ｌまでの伝達特性は次式（５）
で表すことができる。

【００３７】

【数３】

【００３８】これにより、制御器Ｋ₁，Ｋ₂、制御ゲイ
ンｋを適当な値に設定することにより、所望の伝達特性
にすることができる。したがって、目標車間距離Ｌ^*に
制御ゲインｋを乗算した値と実車間距離Ｌつまり検出車
間距離Ｌ_Mに制御器Ｋ₂のゲインを乗算した値との偏差
に、制御器Ｋ ₁のゲインを乗算した値から第２の目標制
駆動トルクＴ₂が算出される。

【００３９】次いで、ステップＳ６に移行し、ステップ
Ｓ４及びステップＳ５で算出した第１及び第２の目標制
駆動トルクＴ₁及びＴ₂をもとに、次式（６）にしたが
って、最終的な目標制駆動トルクＴ^*を算出する。Ｔ^*＝α・Ｔ₁＋（１−α）・Ｔ₂ ……（６）なお、式中のαは、検出車速Ｖ_Mに基づいて設定される
値であって、例えば図７に示す、車両速度Ｖとαとの対
応を表す制御マップに基づいて設定される。つまり、図
７に示すように、車両速度Ｖがしきい値Ｖα_L以下であ
るときにはαは“０”となり、車両速度Ｖがしきい値Ｖ
α_H以上であるときにはαは“１”となり、車両速度Ｖ
がしきい値Ｖα_Lより大きくしきい値Ｖα_Hより小さい
ときには、αは０＜α＜１となり、車両速度Ｖが大きく
なるほどαは大きくなるように設定されている。そし
て、前記しきい値Ｖα_Lは、検出車速Ｖ_Mの車速検出精
度が、この検出車速Ｖ_Mを走行制御処理に適用可能であ
るとみなすことの可能な速度であり、また、しきい値Ｖ
α_Hは、検出車速Ｖ_Mの車速検出精度が充分高い速度に
設定されている。

【００４０】次いで、ステップＳ７に移行し、ステップ
Ｓ６で算出した目標制駆動トルクＴ ^*を実現するため
の、スロットル開度指令値θ、制動圧指令値Ｐ^*、目標
変速比Ｒ_CVT ^*を算出する。ここで、制駆動トルク制御
系は、図８に示すように構成される。なお、制駆動トル
ク制御系を構成するスロットル開度制御系、制動制御
系、変速比制御系は、サーボ系で構成されるためそれぞ
れの制御系を任意の時定数に指定することも可能であ
る。

【００４１】したがって、エンジンイナーシャの影響を
無視した場合の目標制駆動トルクＴ ^*に対するエンジン
トルク指令値Ｔ_Eは次式（７）で表すことができる。

【００４２】

【数４】

【００４３】なお、式中のＲ_TRQはトルクコンバータの
トルク比、Ｒ_CVTは変速比制御装置１０からの変速比３
の検出変速比、Ｒ_DEFはディファレンシャルギヤ比であ
る。そして、式（７）に基づき算出したエンジントルク
指令値Ｔ_Eとエンジン出力制御装置９からのエンジン回
転数Ｎ_Eとをもとに、例えば図９に示す、エンジントル
ク指令値Ｔ_Eとスロットル開度θとエンジン回転数Ｎ_E
との対応を表すエンジンマップを参照することにより、
スロットル開度指令値θを検出する。

【００４４】一方、制動圧の制御は、スロットル開度が
零の時に行うものとし、制動圧を制御するための制動ト
ルク指令値Ｔ_BRKは、次式（８）に示すように、目標制
駆動トルクＴ^*からエンジンブレーキによる制動トルク
Ｔ_EB分を差し引いた値とする。Ｔ_BRK＝Ｔ^*−Ｔ_EB ……（８）なお、前記エンジンブレーキによる制動トルクＴ_EBは、
次式（９）にしたがって算出される。

【００４５】Ｔ_EB＝Ｒ_TRQ・Ｒ_CVT・Ｒ_DEF・Ｔ_ENG(0) ……（９）なお、式中のＴ_ENG(0)は、スロットル開度が零のときの
エンジントルクであって、例えば図１０に示す、エンジ
ン回転数Ｎ_Eに関するエンジントルクのテーブルマップ
を参照することにより設定される。このとき、エンジン
の燃料カットの制御を行うためのエンジン出力制御装置
９からの燃料カット信号Ｆ_Eの状態を参照し、二つのテ
ーブルマップを切り換えるようになっている。

【００４６】そして、制動トルク指令値Ｔ_BRKに対する
制動圧指令値Ｐ^*は次式（１０）から算出される。

【００４７】

【数５】

【００４８】なお、式中のＳ_Bはブレーキシリンダ面
積、Ｒ_Bはブレーキロータ半径、μ_Bはブレーキパッド
摩擦係数であり、マスタシリンダ液圧は四輪に等しく分
配されるものとする。さらに、無段変速機３の目標変速
比Ｒ_CVT ^*は、例えば、図１１に示すような、目標変速
比Ｒ_CVT ^*と自車速Ｖ_SPと目標制駆動トルクＴ^*とをパ
ラメータとした二次元マップから目標変速比Ｒ_CVT ^*を
検出する。

【００４９】次いで、ステップＳ８に移行し、算出した
スロットル開度指令値θ、制動圧指令値Ｐ^*、目標変速
比Ｒ_CVT ^*を、それぞれ、エンジン出力制御装置９、制
動制御装置８、変速機制御装置１０に出力する。これに
よって、エンジン出力制御装置９では、スロットル開度
指令値θに追従するように例えば電制スロットルのバタ
フライ弁を制御する。また、制動制御装置８では、制動
圧指令値Ｐ^*に応じた制動油圧を発生するように油圧制
御を行う。また、変速機制御装置１０では、目標変速比
Ｒ_CVT ^*が入力されると、これに追従するように無段変
速機３の変速比を制御する。

【００５０】ここで、ステップＳ２で、自車速Ｖ_SP＝検
出車速Ｖ_Mとする処理が自車速算出手段に対応し、前記
（１）式から目標車間距離を算出する処理が目標車間距
離算出手段に対応し、ステップＳ３の処理が目標車速算
出手段に対応し、ステップＳ４の処理が第１の制駆動ト
ルク算出手段に対応し、ステップＳ５の処理が第２の制
駆動トルク算出手段に対応し、ステップＳ６の処理が目
標制駆動トルク算出手段に対応し、ステップＳ７及びＳ
８の処理が制駆動トルク制御手段に対応し、図７のＶα
_Lがしきい値Ｖ_TH1に対応し、Ｖα_Hがしきい値Ｖ_TH2
に対応している。

【００５１】次に、上記第１の実施の形態の動作を説明
する。車両が発進した直後等、極低速で走行している状
態であって、検出速度Ｖ_Mがしきい値Ｖα_L以下である
ときには、図７の制御マップから、αは“０”に設定さ
れるから、前記（６）式から目標制駆動トルクＴ^*はＴ
^*＝Ｔ₂となる。つまり、車輪速度センサ１３Ｒ，１３
Ｌを用いずに算出した第２の目標制駆動トルクＴ₂に基
づいて走行制御を行う。

【００５２】そして、この状態から、車両速度が増加
し、検出速度Ｖ_Mがしきい値Ｖα_Lを越えると、図７の
制御マップからαは０＜α＜１の値となり、第１の目標
制駆動トルクＴ₁と第２の目標制駆動トルクＴ₂とがα
に基づく比率で加算されて目標制駆動トルクＴ^*が算出
される。このとき、αは、車両速度が大きくなるほど大
きくなり、つまり検出車速Ｖ_Mと検出車間距離Ｌ_Mに基
づき算出される第１の目標制駆動トルクＴ₁の比率が大
きくなる。

【００５３】そして、さらに、車両速度が増加し、検出
速度Ｖ_Mがしきい値Ｖα_Hを越えると、図７の制御マッ
プからαは“１”となり、目標駆動トルクＴ^*はＴ^*＝
Ｔ₁となり、車輪速度センサ１３Ｒ，１３Ｌの検出パル
スに基づく検出車速Ｖ_M及び検出車間距離Ｌ_Mに基づき
算出した第１の目標制駆動トルクＴ₁に基づいて走行制
御を行う。

【００５４】よって、車両速度が極低速度であるときに
は、検出精度の低い検出車速Ｖ_Mを用いずに、検出車間
距離Ｌ_Mを所定値に保つための第２の目標制駆動トルク
Ｔ₂に基づき走行制御を行うから、極低速度である場合
でも目標車間距離Ｌ^*を保つように走行制御を行うこと
ができる。そして、この状態から、車両速度が増加した
ときには、検出車速Ｖ_Mが増加するにつれて第１の目標
制駆動トルクＴ₁の比率を徐々に大きくし、逆に、検出
車速Ｖ_Mを用いずに算出した第２の目標制駆動トルクＴ
₂の比率を小さくし、これら第１及び第２の目標制駆動
トルクＴ₁及びＴ₂に基づき目標制駆動トルクＴ^*を算
出し、車両速度がさらに増加して検出車速Ｖ_Mの検出精
度が充分高くなったときには、検出車速Ｖ_M及び検出車
間距離Ｌ _Mを所定値に保つための第１の目標制駆動トル
クＴ₁に基づいて走行制御を行うから、車両速度をフィ
ードバックすることにより定速走行制御を行うことがで
き、より高精度に走行制御を行うことができる。

【００５５】また、車両速度Ｖの増加に応じて第１及び
第２の目標制駆動トルクＴ₁及びＴ ₂の比率を徐々に変
化させることにより、第２の目標制駆動トルクＴ₂に基
づいて走行制御を行っている状態から、第１の目標制駆
動トルクＴ₁に基づいて走行制御を行う状態への移行を
滑らかに行うことができるため、目標制駆動トルクＴ ^*
に段差が生じること回避することができ、乗り心地の悪
化を防止することができる。

【００５６】また、極低速域用の車速センサを設けるこ
となく実現することができるから、コストの増加を回避
することができる。次に、本発明の第２の実施の形態を
説明する。この第２の実施の形態は、上記第１の実施の
形態において、走行制御用コントローラ２０における処
理が異なること以外は同一であるので、同一部の詳細な
説明は省略する。

【００５７】図１２は、本発明の第２の実施の形態の機
能構成を示すブロック図であり、上記第１の実施の形態
における機能構成を示す図１のブロック図において、車
速を推定する車速推定手段１０９が追加されている。こ
の車速推定手段１０９は、最終目標制駆動トルク算出手
段１０７で算出した目標制駆動トルクＴ^*をもとに、車
速を推定する。そして、自車速演算手段１０３では、車
速推定手段１０９で推定した推定車速Ｖ_Eと、車速検出
手段１０２で検出した検出車速Ｖ_Mとをもとに自車速Ｖ
_SPを算出する。

【００５８】図１３は、走行制御用コントローラ２０で
実行される走行制御処理の処理手順を示すフローチャー
トである。この第２の実施の形態における走行制御処理
では、ステップＳ１で各種外部信号を入力すると、次に
ステップＳ１ａに移行し、前回走行制御処理実行時に所
定の記憶領域に保持した後述の推定車速Ｖ_Eとステップ
Ｓ１で検出した検出車速Ｖ _Mとをもとに、次式（１１）
から自車速Ｖ_SPを算出する。

【００５９】Ｖ_SP＝（１−β）・Ｖ_M＋β・Ｖ_E ……（１１）なお、式中のβは、検出車速Ｖ_Mに基づいて設定される
値であって、例えば図１４に示す、車両速度Ｖとβとの
対応を表す制御マップに基づいて設定される。つまり、
図１４に示すように、車両速度Ｖがしきい値Ｖβ_L以下
であるときにはβは“１”となり、車両速度Ｖがしきい
値Ｖβ_H以上であるときにはβは“０”となり、車両速
度Ｖがしきい値Ｖβ_Lより大きくしきい値β_Hより小さ
いときには、βは０＜β＜１となり、車両速度Ｖが大き
くなるほどβは小さくなるように設定されている。そし
て、前記しきい値Ｖβ_Lは、検出車速Ｖ_Mの車速検出精
度が、この検出車速Ｖ_Mを走行制御処理に適用可能であ
るとみなすことの可能な速度であり、また、しきい値Ｖ
β_Hは、検出車速Ｖ_Mの車速検出精度が充分高い速度に
設定されている。

【００６０】そして、ステップＳ２に移行し、このステ
ップＳ２では、上記第１の実施の形態と同様にして、前
記（１）式に基づいて、目標車間距離Ｌ^*を算出する
が、自車速Ｖ_SPとして、上記式（１１）に基づき推定車
速Ｖ_Eと検出車速Ｖ_Mとに基づき算出した自車速Ｖ_SPを
用いる。以後、上記と同様にして、ステップＳ３からス
テップＳ６を実行して目標制駆動トルクＴ^*を算出する
と、次に、ステップＳ６ａに移行し、前述の推定車速Ｖ
_Eの算出を行う。これは、例えば、目標制駆動トルクか
ら自車速までの伝達特性に基づき算出し、具体的には、
次式（１２）に基づいて算出する。そして、算出した推
定車速Ｖ_Eを所定の記憶領域に格納する。

【００６１】

【数６】

【００６２】次いで、ステップＳ７に移行し、前記ステ
ップＳ６で算出した目標制駆動トルクＴ^*に基づき各制
御信号を算出し、次いでステップＳ８に移行してこれを
各制御装置に出力する。ここで、ステップＳ６ａの処理
が車速推定手段に対応し、図５の走行抵抗推定部が走行
抵抗推定手段に対応している。

【００６３】次に、上記第２の実施の形態の動作を説明
する。車両が発進した直後等、極低速で走行している状
態であって、検出速度Ｖ_Mがしきい値Ｖβ_L以下である
ときには、図１４の制御マップから、βは“１”に設定
されるから、前記（１０）式から自車速Ｖ_SPはＶ_SP＝Ｖ
_Eとなり、推定車速Ｖ _Eのみに基づいて設定される。

【００６４】そして、この状態から、車両速度が増加
し、検出速度Ｖ_Mがしきい値Ｖβ_Lを越えると、図１４
の制御マップからβは１＞β＞０の値となり、検出車速
Ｖ_Mと推定車速Ｖ_Eとがβに基づく比率で加算されて自
車速Ｖ_SPが算出される。このとき、βは、車両速度が大
きくなるほど小さくなり、検出車速Ｖ_Mの比率が大きく
なる。

【００６５】そして、さらに、車両速度が増加し、検出
速度Ｖ_Mがしきい値Ｖβ_Hを越えると、図１４の制御マ
ップからβは“１”となり、自車速Ｖ_SPはＶ_SP＝Ｖ_Mと
なり、検出車速Ｖ_Mのみに基づいて設定される。そし
て、このようにして設定された自車速Ｖ_SPに基づいて、
上記第１の実施の形態と同様にして第１の目標制駆動ト
ルクＴ₁及び第２の目標制駆動トルクＴ₂が算出され、
これらが、検出車速Ｖ_Mに応じたαに基づく比率で加算
されて、最終的な目標制駆動トルクＴ^*が算出される。

【００６６】したがって、車両速度が極定速度であると
きには、検出精度の低い検出車速Ｖ _Mを用いずに、推定
車速Ｖ_Eを自車速Ｖ_SPとして設定するから、より高精度
な自車速Ｖ_SPを得ることができる。そして、車両速度が
増加したときには、車両速度が増加するにつれて推定車
速Ｖ_Eの比率を小さくし逆に検出車速Ｖ_Mの比率を徐々
に大きくして、推定車速Ｖ_E及び検出車速Ｖ_Mに基づき
自車速Ｖ_SPを算出し、車両速度がさらに増加して検出車
速Ｖ_Mの検出精度が充分高くなったときには、推定車速
Ｖ_Eを用いずに、検出車速Ｖ_Mを自車速Ｖ_SPとして設定
するから、実際の車両速度に応じた自車速Ｖ_SPを得るこ
とができる。

【００６７】よって、このようにして設定された自車速
Ｖ_SPをもとに目標車間距離Ｌ^*を算出することによっ
て、上記第１の実施の形態と同等の作用効果を得ること
ができると共に、目標車間距離Ｌ^*が極低車速域での検
出車速Ｖ_Mの検出精度に影響されることを回避すること
ができる。また、車両速度Ｖの増加に応じて推定車速Ｖ
_Eと検出車速Ｖ_Mとの比率を徐々に変化させることによ
り、推定車速Ｖ_Eを自車速Ｖ_SPとして設定している状態
から、検出車速Ｖ_Mを自車速Ｖ_SPとして設定する状態へ
の移行を滑らかに行うことができるため、目標車間距離
Ｌ^*を滑らかに変化させることができる。

【００６８】なお、上記第１の実施の形態においては、
目標制駆動トルクＴ^*において、第１及び第２の目標制
駆動トルクＴ₁及びＴ₂の比率を決定するαを検出車速
Ｖ_Mに基づいて設定するようにしているが、上記第２の
実施の形態のように、車速を推定しこの推定車速Ｖ_Eに
基づいて前記αを設定するようにしてもよい。また、同
様に、上記第２の実施の形態においても、前記αを推定
車速Ｖ_Eに基づいて設定するようにしてもよく、また、
自車速Ｖ_SPにおいて推定車速Ｖ_Eと検出車速Ｖ_Mとの比
率を決定するβを推定車速Ｖ_Mに基づいて設定するよう
にしてもよい。このように、推定車速Ｖ_Eを用いてα或
いはβを設定することによって、極低速域で検出車速Ｖ
_Mの検出精度が低下することによる影響を受けることを
回避し、目標制駆動トルクＴ^*及び自車速Ｖ_SPをより的
確に算出することができる。

【００６９】また、上記第２の実施の形態において、前
記βは推定車速Ｖ_Eに基づいて設定し、前記αは、自車
速Ｖ_SPに基づいて設定するようにしてもよい。このよう
にαを自車速Ｖ_SPに基づいて設定することにより、極低
速域では推定車速Ｖ_Eを用いることにより、検出車速Ｖ
_Mの極低速域での精度の低下の影響を受けることなく目
標制駆動トルクＴ^*を設定することができ、極低速域以
外では検出車速Ｖ_Mを用いることにより推定車速Ｖ_Eに
よる推定誤差の影響を受けることを防止し的確な目標制
駆動トルクＴ^*を設定することができる。

【００７０】また、このとき、αを自車速Ｖ_SPでなく、
図１３のステップＳ３の処理で算出される目標車速Ｖ_SP
^*に基づいて設定するようにしてもよい。このように目
標車速Ｖ_SP ^*を用いることによって、推定車速Ｖ_Eの推
定誤差或いは検出車速Ｖ_Mの検出誤差等の誤差の影響を
受けることなく目標制駆動トルクＴ^*を設定することが
できる。

【００７１】また、上記第２の実施の形態においては、
図１３のステップＳ６ａの処理で、目標制駆動トルクか
ら車速までの伝達特性に基づき算出するようにした場合
について説明したが、走行抵抗を考慮して車速の推定を
行うようにしてもよい。つまり、図１３のステップＳ４
の処理で第１の目標制駆動トルクＴ₁を算出する際に前
記式（３）に基づいて算出される走行抵抗Ｆ_DHを所定の
記憶領域に保持しておき、ステップ図１３のステップＳ
６ａの処理で車速を推定する際に、この走行抵抗Ｆ_DHを
もに、次式（１３）に基づいて車速を推定する。

【００７２】

【数７】

【００７３】このようにすることによって、推定車速Ｖ
_Eの推定精度を向上させることができる。また、上記第
１及び第２の実施の形態においては、第１の目標制駆動
トルクＴ ₁を、検出車速Ｖ_M及び検出車間距離Ｌ_Mを所
定値に保つためのトルクとして算出するようにした場合
について説明したが、検出車速Ｖ_Mのみを所定値に保つ
ためのトルクとして算出するようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の機能構成を示すブ
ロック図である。

【図２】本発明の第１の実施の形態を示す概略構成図で
ある。

【図３】第１の実施の形態における走行制御用コントロ
ーラの走行制御処理手順の一例を示すフローチャートで
ある。

【図４】車間距離制御系の構成を示すブロック図であ
る。

【図５】車速制御系の構成を示すブロック図である。

【図６】車間距離制御系の構成を示すブロック図であ
る。

【図７】車両速度Ｖとαとの対応を表す制御マップであ
る。

【図８】制駆動トルク制御系の構成を示すブロック図で
ある。

【図９】エンジントルク指令値Ｔ_Eとエンジン回転数Ｎ
_Eとスロットル開度θとの対応を表すエンジンマップで
ある。

【図１０】エンジン回転数Ｎ_EとエンジントルクＴ
_ENG(0)との対応を表すテーブルマップである。

【図１１】自車速Ｖ_SPと目標変速比Ｒ_CVT ^*と目標制駆
動トルクＴ^*との対応を表す二次元マップである。

【図１２】本発明の第２の実施の形態の機能構成を示す
ブロック図である。

【図１３】第２の実施の形態における走行制御用コント
ローラの走行制御処理手順の一例を示すフローチャート
である。

【図１４】車両速度Ｖとβとの対応を表す制御マップで
ある。

【符号の説明】

１ＦＬ，１ＦＲ前輪１ＲＬ〜１ＲＲ後輪２エンジン３無段変速機７ディスクブレーキ装置８制動制御装置９エンジン出力制御装置１０変速機制御装置１２車間距離センサ１３Ｌ，１３Ｒ車輪速度センサ２０走行制御用コントローラ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０８Ｇ 1/16 Ｇ０８Ｇ 1/16 Ｅ (72)発明者高橋伸孝神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地日産自動車株式会社内 (72)発明者鈴木敬介神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地日産自動車株式会社内Ｆターム(参考） 3D041 AA31 AA37 AA41 AA66 AB01 AC01 AC19 AC26 AD02 AD37 AD50 AD51 AE04 AE08 AE11 AE30 AE41 AF00 AF01 AF09 3D044 AA17 AA25 AA45 AB01 AC05 AC22 AC26 AC27 AC55 AC59 AD02 AD04 AD07 AD17 AD21 AE03 AE04 AE14 AE19 AE22 AE25 AE27 3G093 AA06 BA14 BA23 DA01 DB00 DB02 DB05 DB16 EA05 EB04 FA07 FA10 FA11 FB02 5H180 AA01 CC03 CC14 LL01 LL04 LL09

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車速を検出する車速検出手段と、先行車両との車間距離を検出する車間距離検出手段と、自車速を算出する自車速算出手段と、当該自車速算出手段の算出自車速に基づいて目標車間距
離を算出する目標車間距離算出手段と、少なくとも前記車速検出手段の検出車速を目標値に一致
させるための第１の制駆動トルクを算出する第１の制駆
動トルク算出手段と、前記検出車速を利用せずに前記車間距離検出手段の検出
車間距離を目標値に一致させるための第２の制駆動トル
クを算出する第２の制駆動トルク算出手段と、前記第１及び第２の制駆動トルクに基づいて目標制駆動
トルクを算出する目標制駆動トルク算出手段と、車両の制駆動トルクが前記目標制駆動トルクとなるよう
に前記制駆動トルクを制御する制駆動トルク制御手段
と、を備え、前記目標制駆動トルク算出手段は、車両速度が所定値以
上であるとき前記第１の制駆動トルクを前記目標制駆動
トルクとして設定し、前記車両速度が前記所定値より小
さいとき前記第１及び第２の制駆動トルクをもとに前記
目標制駆動トルクを算出し且つ前記車両速度が低下する
ほど前記目標制駆動トルクを前記第２の制駆動トルクに
近づけるようになっていることを特徴とする車両用走行
制御装置。
【請求項２】前記自車速算出手段は、前記車速検出手
段の検出車速を自車速として設定するようになっている
ことを特徴とする請求項１記載の車両用走行制御装置。
【請求項３】前記目標制駆動トルクに基づき前記車速
を推定する車速推定手段を備え、前記自車速算出手段は、前記車両速度が所定値以上であ
るとき前記検出車速を前記自車速として設定し、前記車
両速度が所定値より小さいとき前記車速推定手段の推定
車速と前記検出車速とをもとに前記自車速を算出し且つ
車両速度が低下するほど前記自車速を前記推定車速に近
づけるようになっていることを特徴とする請求項１又は
２記載の車両用走行制御装置。
【請求項４】前記第１の制駆動トルク算出手段は、車
両の走行抵抗を推定する走行抵抗推定手段を有し、前記
車速推定手段は、前記目標制駆動トルクと前記相当抵抗
推定手段で推定した走行抵抗とに基づき前記車速を推定
するようになっていることを特徴とする請求項３記載の
車両用走行制御装置。
【請求項５】前記目標制駆動トルク算出手段は、前記
目標制駆動トルクＴ ^*を、前記第１の制駆動トルクＴ₁
及び前記第２の制駆動トルクＴ₂をもとに次式に基づい
て算出するようになっていることを特徴とする請求項１
乃至４の何れかに記載の車両用走行制御装置。Ｔ^*＝αＴ₁＋（１−α）Ｔ₂ ただし、αは、車両速度Ｖとしきい値Ｖ_TH1及びＶ_TH2
（Ｖ_TH1＜Ｖ_TH2）とに基づき下記のように決定される
値である。Ｖ≦Ｖ_TH1；α＝０Ｖ_TH1＜Ｖ＜Ｖ_TH2；０＜α＜１Ｖ_TH2≦Ｖ；α＝１
【請求項６】前記車両速度は、前記車速検出手段の検
出車速であることを特徴とする請求項１乃至５の何れか
に記載の車両用走行制御装置。
【請求項７】前記車両速度は、前記車速推定手段の推
定車速であることを特徴とする請求項１乃至５の何れか
に記載の車両用走行制御装置。
【請求項８】前記車両速度は、前記自車速算出手段の
算出自車速であることを特徴とする請求項２又は５に記
載の車両用走行制御装置。
【請求項９】前記第１の制駆動トルク算出手段は、目
標車速を算出する目標車速算出手段を有し、前記車両速
度は、前記目標車速であることを特徴とする請求項１又
は２又は５に記載の車両用走行制御装置。