JP2000355232A - 先行車追従制御装置 - Google Patents

先行車追従制御装置

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JP2000355232A
JP2000355232A JP11168263A JP16826399A JP2000355232A JP 2000355232 A JP2000355232 A JP 2000355232A JP 11168263 A JP11168263 A JP 11168263A JP 16826399 A JP16826399 A JP 16826399A JP 2000355232 A JP2000355232 A JP 2000355232A
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vehicle speed
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  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
  • Control Of Fluid Gearings (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】先行車の追従制御において、車間距離を制御す
る際に、自車速に応じて加減速制御を最適に行って運転
者に与える違和感を解消する。 【解決手段】 車間距離センサで検出した車間距離Ｌと
車速センサで検出した自車速Ｖｓに基づいて車間距離制
御部で目標車速Ｖ* を算出し、この目標車速に基づいて
車速制御部で目標加減速度α* を演算して、この目標加
減速度α* に基づいて駆動力及び制動力を制御する。こ
のとき、目標加減速度α* を制限する加速度制限値αU
が自車速Ｖｓが低車速領域であるときには小さく、高車
速領域であるときには大きく設定され、減速度制限値α
D が低車速領域であるときに小さい値で高車速領域で大
きくなるように設定され、低車速領域では急加速を制限
するが急減速は許容し、逆に高車速領域では急加速の制
限を緩和し、急減速を制限する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、先行車を認識して
一定の車間距離を保ちつつ追従走行する先行車追従制御
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の先行車追従制御装置としては、例
えば本出願人が先に提案した特開平１０−２７２９６３
号公報に記載されたものが知られている。この従来例
は、車間距離Ｌ及び相対速度ΔＶに基づいて目標相対速
度ΔＶ* を算出し、この目標相対速度ΔＶを先行車車速
Ｖｔから減算することにより、目標車速Ｖ* を算出し、
この目標車速Ｖ* に基づいて車速制御部で目標制・駆動
力を算出して、車速を制御するようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の先行車追従
制御装置にあっては、簡単な制御系で車間距離を目標値
に収束させることができるものであるが、車速制御部で
は、急激な車速変化を防止して乗り心地を向上させるた
めに、自車両を加減速制御する場合に単位時間当たりの
車速の変化量即ち加減速度に制限を設けるようにしてい
るのが一般的である。
【０００４】しかしながら、加減速度を制限する場合
に、通常は、加速度制限値及び減速度制限値を個別の所
定値に設定するようにしているため、高車速域での加速
性能を確保するために大きな加速度制限値を設定する
と、市街地等で比較的低車速で走行する場合には、加速
過多となって運転者に急加速感を与えるという未解決の
課題がある。
【０００５】また、減速度についても、停車際などで比
較的大きな減速度が発生する可能性がある市街地等の低
車速領域に合わせて減速度制限値を設定すると、車速変
動が比較的緩やかな高車速領域では減速度が大きすぎて
しまうというトレードオフが生じるという未解決の課題
がある。そこで、本発明は、上記従来例の未解決の課題
に着目してなされたものであり、追従制御時における車
両加減速度を、車両の走行状況に合わせて、設定するこ
とにより、トレードオフの発生を防止して、乗員の走行
感覚に合わせた車速制御を行うことができる先行車追従
制御装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に係る先行車追従制御装置は、先行車との
車間距離を検出する車間距離検出手段と、先行車との相
対速度を検出する相対速度検出手段と、自車速を検出す
る自車速検出手段と、前記車間距離検出手段で検出した
車間距離検出値と前記自車速検出検出手段で検出した自
車速とに基づいて車間距離検出値を目標車間距離に一致
させる目標車速を演算する車間距離制御手段と、該車間
距離制御手段で演算した目標車速に自車速を一致させる
ように制御する車速制御手段とを備えた先行車追従制御
装置において、前記車速制御手段は、前記目標車速に基
づいて目標加減速度を演算する目標加減速度演算手段
と、該目標加速度演算手段で演算した目標加減速度を前
記自車速検出手段で検出した自車速に基づいて制限する
目標加減速度制限手段とを備えていることを特徴として
いる。
【０００７】この請求項１に係る発明においては、目標
加減速度演算手段で、車間距離制御手段で演算される先
行車との車間距離を目標車間距離に一致させる目標車速
に基づいて目標加減速度を算出し、この目標加減速度を
目標加減速度制限手段で自車速に基づいて制限すること
により、低車速領域及び高車速領域の双方で最適な加減
速度制限を行う。
【０００８】また、請求項２に係る先行車追従制御装置
は、先行車との車間距離を検出する車間距離検出手段
と、先行車との相対速度を検出する相対速度検出手段
と、自車速を検出する自車速検出手段と、前記車間距離
検出手段で検出した車間距離検出値と前記自車速検出検
出手段で検出した自車速とに基づいて車間距離検出値を
目標車間距離に一致させる目標車速を演算する車間距離
制御手段と、該車間距離制御手段で演算した目標車速に
自車速を一致させるように制御する車速制御手段とを備
えた先行車追従制御装置において、前記車速制御手段
は、先行車を捕捉している状態であることを検出する先
行車捕捉検出手段と、前記目標車速に基づいて目標加減
速度を演算する目標加減速度演算手段と、前記先行車捕
捉検出手段で先行車の捕捉を検出しているときに、前記
目標加速度演算手段で演算した目標加減速度を前記自車
速検出手段で検出した自車速に基づいて制限する目標加
減速度制限手段と、前記先行車捕捉検出手段で先行車を
捕捉しない加速状態となったときに目標加減速度を小さ
く制限する加速時制限手段と、該加速時制限手段の加速
度制限値を運転者の要求に応じて増加させる加速度制限
増加手段とを備えていることを特徴としている。
【０００９】この請求項２に係る発明においては、先行
車捕捉検出手段で先行車を捕捉している状態では、前述
した請求項１に係る発明と同様に自車速に応じた最適な
加減速度制限を行い、先行車捕捉検出手段で先行車を捕
捉しない状態となることにより、加速状態となったとき
に、加速時制限手段で、加速度を小さい値に制限するこ
とにより、コーナー通過時のように一時的に先行車を捕
捉しない状態となったときの急加速を制限する一方、加
速度制限増加手段で、運転者の要求があったときに加速
度制限値を増加させる。
【００１０】さらに、請求項３に係る先行車追従制御装
置は、請求項１又は２に係る発明において、前記目標加
減速度制限手段が、低車速領域で前記目標加減速度を小
さな加速度に制限し、高車速領域で前記目標加減速度の
制限を緩和するように構成されていることを特徴として
いる。この請求項３に係る発明においては、市街地等を
低車速領域で走行する場合には、加速度が小さい値に設
定されることにより、車速変化の急変を防止して、車間
距離変化を少なくし、高速道路等で高車速領域で走行す
る場合には、加速度制限を緩和して、先行車が他車線に
車線変更して、その前の先行車との車間距離が大きくな
ったときに、十分な加速を得ることができる。
【００１１】さらにまた、請求項４に係る先行車追従制
御装置は、請求項３に係る発明において、前記目標加減
速度制限手段は、低車速領域で加速度制限値が車速にか
かわらず一定値に設定されていることを特徴としてい
る。この請求項４に係る発明においては、低車速領域で
は、市街地を走行している場合が多く、加速度制限値を
一定値に設定することにより、加速感覚の変化を抑制し
て安定走行を確保する。
【００１２】なおさらに、請求項５に係る先行車追従制
御装置は、請求項１乃至４の何れかの発明において、前
記目標加減速度制限手段は、高車速領域で前記目標加減
速度を小さな減速度に制限し、低車速領域で前記目標加
減速度の制限を緩和するように構成されていることを特
徴としている。この請求項５に係る発明においては、市
街地等で低車速領域で走行する場合には、減速度制限が
緩和されているので、目標加減速度を制限することな
く、停止際などで比較的大きな減速度を得ることがで
き、安定した停止動作を確保することができると共に、
先行車の割込等によって車間距離が急減したときに、大
きな減速度で自車速を低下させて、車間距離を確保する
ことができ、高速道路等で高車速領域で走行する場合に
は、減速度が小さい値に設定されることにより、急な減
速を抑制してゆっくりと車間距離を広げる。
【００１３】
【発明の効果】請求項１に係る先行車追従制御装置によ
れば、目標加減速度を目標加減速度制限手段で自車速に
基づいて制限することにより、低車速領域及び高車速領
域の双方で最適な加減速度制限を行うことができ、運転
者の走行感覚に適合した車速制御を行うことができると
いう効果が得られる。
【００１４】また、請求項２に係る先行車追従制御装置
によれば、先行車捕捉検出手段で先行車を捕捉しない状
態となることにより、加速状態となったときに、加速時
制限手段で、加速度を小さい値に制限することにより、
コーナー通過時のように一時的に先行車を捕捉しない状
態となったときの急加速を制限してコーナー通過後に先
行車を再捕捉したときに大きな減速を行う必要がなく、
安定走行を確保することができると共に、運転者からの
要求があったときに加速度制限値を増加させることが可
能であるので、運転者の運転感覚に応じた加速制御を行
うことができるという効果が得られる。
【００１５】さらに、請求項３に係る先行車追従制御装
置によれば、市街地等を低車速領域で走行する場合に
は、車速変化の急変を防止して、車間距離変化を少なく
し、高速道路等で高車速領域で走行する場合には、先行
車の急加速や先行車が他車線に車線変更して、車間距離
が急増して加速する場合に、十分な加速を得ることがで
き、車両の走行速度に応じた最適な加速制御を行うこと
ができるという効果が得られる。
【００１６】さらにまた、請求項４に係る先行車追従制
御装置によれば、市街地等で低車速領域で走行している
場合に、車速の変化にかかわらず加速感覚を一定とし
て、安定走行を確保し、運転者に違和感を与えることを
確実に防止することができるという効果が得られる。な
おさらに、請求項５に係る先行車追従制御装置によれ
ば、市街地等で低車速領域で走行する場合には、停止際
などで比較的大きな減速度を得ることができ、安定した
停止動作を確保することができると共に、先行車の割込
等によって車間距離が急減したときに、大きな減速度で
自車速を低下させて、車間距離を確保することができ、
高速道路等で高車速領域で走行する場合には、急な減速
を抑制してゆっくりと車間距離を広げることができ、運
転者の運転感覚に最適な減速制御を行うことができると
いう効果が得られる。
【００１７】
【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は本発明の一実施形態を示す
概略構成図であって、図中、Ｃは車両であって、その前
方端にレーザ光を掃射して先行車からの反射光を受光す
るレーダ方式の構成を有する車間距離センサ１が配設さ
れている。なお、車間距離センサ１としては、レーザ光
に限らず電波や超音波を利用して車間距離を計測するよ
うにしてもよい。
【００１８】また、エンジンＥで発生される回転駆動力
が車速とエンジントルクに応じて変速ギヤ比が制御され
る自動変速機Ｔに伝達され、この自動変速機Ｔから後輪
又は前輪の駆動輪に伝達され、各車輪にディスクブレー
キ等の制動装置Ｂが設けられている。そして、自動変速
機Ｔの出力軸に車速センサ２が取付けられ、この車速セ
ンサ２から出力軸の回転速度に応じた周期のパルス列を
出力する。また、エンジンＥにはスロットルバルブ開度
信号に応じてスロットルバルブを開閉し、エンジンへの
吸入空気量を変更してエンジン出力を調整するスロット
ルアクチュエータ３が配設されている。さらに、運転席
の近傍例えばインストルメントパネル、ステアリングホ
イール、セレクトノブ等の何れかに設置された運転者の
加速要求時に操作するセルフロック式の加速要求スイッ
チ４が配設されている。
【００１９】さらに、スロットルアクチュエータ３、自
動変速機Ｔ及び制動装置Ｂが追従制御用コントローラ５
によって制御される。この追従制御用コントローラ５に
は、車間距離センサ１、車速センサ２及び加速要求スイ
ッチ４の各出力信号が入力され、この追従制御用コント
ローラ５によって、車間距離センサ１で検出した車間距
離Ｌ、車輪速度センサ２で検出した自車速Ｖｓ及び加速
要求スイッチ４のスイッチ信号ＡＳに基づいて、スロッ
トルアクチュエータ３、自動変速機Ｔ及び制動装置Ｂを
制御することにより、先行車両との間に適正な車間距離
を維持しながら追従走行する追従走行制御を行う。
【００２０】この追従制御用コントローラ２０は、マイ
クロコンピュータとその周辺機器を備え、マイクロコン
ピュータのソフトウェア形態により、図２に示す制御ブ
ロックを構成している。この制御ブロックは、車間距離
センサ１でレーザー光を掃射してから先行車の反射光を
受光するまでの時間を計測し、先行車との車間距離Ｌを
演算する測距信号処理部２１と、車速センサ１３からの
車速パルスの周期を計測し、自車速Ｖｓを演算する車速
信号処理部３０と、測距信号処理部２１で演算された車
間距離Ｌ及び車速信号処理部３０で演算した自車速Ｖｓ
に基づいて車間距離Ｌを目標車間距離Ｌ* に維持する目
標車速Ｖ* を演算する車間距離制御手段としての車間距
離制御部４０と、この車間距離制御部４０で演算した目
標車速Ｖ* 及び相対速度ΔＶに基づいてスロットルアク
チュエータ３、自動変速機Ｔ及び制動装置Ｂを制御し
て、自車速を目標車速Ｖ* に一致するように制御する車
速制御手段としての車速制御部５０とを備えている。
【００２１】車間距離制御部４０は、測距信号処理部２
１から入力される車間距離Ｌに基づいて先行車との相対
速度ΔＶを演算する相対速度演算部４１と、車速信号処
理部３０から入力される自車速Ｖｓに基づいて先行車と
自車との間の目標車間距離Ｌ * を算出する目標車間距離
設定部４２と、相対速度演算部４１で演算された相対速
度ΔＶ及び目標車間距離設定部４２で算出された目標車
間距離Ｌ* に基づいて減衰係数ζ及び固有振動数ωn を
使用する規範モデルによって車間距離Ｌを目標車間距離
Ｌ* に一致させるための車間距離指令値ＬT を演算する
車間距離指令値演算部４３と、この車間距離指令値演算
部４３で演算された車間距離指令値ＬTに基づいて車間
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Ｖ* を演算する目標車速演算部４４とを備えている。
【００２２】ここで、相対速度演算部４１は、測距信号
処理部２１から入力される車間距離Ｌを例えばバンドパ
スフィルタ処理するバンドパスフィルタで構成されてい
る。このバンドパスフィルタは、その伝達関数が下記
（１）式で表すことができ、分子にラプラス演算子ｓの
微分項を有するので、実質的に車間距離Ｌを微分して相
対速度ΔＶを近似的に演算することになる。
【００２３】 Ｆ(s) ＝ωC 2 ｓ／（ｓ2 ＋２ζC ωC ｓ＋ωC 2 ） …………（１） 但し、ωC ＝２πｆC 、ｓはラプラス演算子、ζC は減
衰係数である。このように、バンドパスフィルタを使用
することにより、車間距離Ｌの単位時間当たりの変化量
から簡易的な微分演算を行って相対速度ΔＶを算出する
場合のように、ノイズに弱く、追従制御中にふらつきが
生じるなど、車両挙動に影響を与えやすいことを回避す
ることができる。なお、（１）式におけるカットオフ周
波数ｆC は、車間距離Ｌに含まれるノイズ成分の大きさ
と、短周期の車体前後の加速度変動の許容値とにより決
定する。また、相対速度ΔＶの算出には、バンドパフィ
ルタを使用する場合に代えて、車間距離Ｌにハイパスフ
ィルタ処理を行うハイパスフィルタで微分処理を行うよ
うにしてもよい。
【００２４】また、目標車間距離設定部４２は、自車速
Ｖｓに相対速度ΔＶを加算して算出した先行車車速Ｖｔ
（＝Ｖｓ＋ΔＶ）と自車が現在の先行車の後方Ｌ
0 ［ｍ］の位置に到達するまでの時間Ｔ0 （車間時間）
とから下記（２）式に従って先行車と自車との間の目標
車間距離Ｌ* を算出する。 Ｌ* ＝Ｖｔ×Ｔ0 ＋ＬS …………（２） この車間時間という概念を取り入れることにより、車速
が速くなるほど、車間距離が大きくなるように設定され
る。なお、ＬS は停止時車間距離である。
【００２５】さらに、車間距離指令値演算部４３は、車
間距離Ｌ、目標車間距離Ｌ* に基づいて、車間距離Ｌを
その目標値Ｌ* に保ちながら追従走行するための車間距
離指令値ＬT を演算する。具体的には、入力される目標
車間距離Ｌ* に対して、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に決定される減衰係数ζ
及び固有振動数ωn を用いた下記（３）式で表される規
範モデルＧT (s) に従った二次遅れ形式のローパスフィ
ルタ処理を行うことにより、車間距離指令値Ｌ T を演算
する。
【００２６】
【数１】
【００２７】ここで、減衰係数ζ及び固有振動数ω
n は、実車間距離Ｌから目標車間距離Ｌ * を減算した車
間距離偏差ΔＬと相対車速ΔＶとによってスケジューリ
ングして、先行車割込、先行車離脱、先行車への遠方か
らの接近等の追従走行状況に応じて応答特性を変更する
ようにすることが好ましい。さらにまた、目標車速演算
部４４は、入力される車間距離指令値ＬT に基づいてフ
ィードバック補償器を使用して目標車速Ｖ* を演算す
る。具体的には、下記（４）式に示すように、先行車車
速Ｖｔから車間距離指令値ＬT と実車間距離Ｌとの偏差
（ＬT −Ｌ）に距離制御ゲインｆｄを乗じた値と、相対
速度ΔＶに速度制御ゲインｆｖを乗じた値との線形結合
を減じることにより、目標車速Ｖ* を算出する。
【００２８】 Ｖ* ＝Ｖｔ−｛ｆｄ（ＬT −Ｌ）＋ｆｖ・ΔＶ｝ …………（４） そして、車速制御部５０は、自車速Ｖｓが目標車速Ｖ*
となるようにスロットルアクチュエータ３によるスロッ
トルバルブ開度と、自動変速機Ｔの変速比と、制動装置
Ｂの制動力とを制御する。すなわち、車速制御部５０で
は、図３に示すように、道路勾配変動などの外乱に強い
サーボ系とするために、ロバストマッチング制御手法で
設計されている。このサーボ系は、制御対象の伝達特性
をパルス伝達関数Ｐ（ｚ-1）と置くと、各補償器は図３
に示すように表され、ｚは遅延演算子であり、ｚ-1を乗
じた形式で１サンプリング周期前の値を表す。
【００２９】図３のサーボ系は、モデルマッチング補償
器５１と、外乱補償器としてのロバスト補償器５２と、
モデルマッチング補償器５１から出力される加減速度指
令値α１よりロバスト補償器５２から出力される外乱推
定値α２を減算して目標加減速度α* を算出する減算器
５３と、この目標加減速度α* に車体質量Ｍを乗算して
目標制・駆動力ＦORを算出する乗算器５４とを備えてい
る。
【００３０】ここで、モデルマッチング補償器５１は、
目標車速Ｖ* を入力、実際の自車速Ｖｓを出力としたと
きの制御対象の応答特性が予め定めた一次遅れとむだ時
間を持つ規範モデルＨ（ｚ-1）の特性と一致するように
設定されている。目標加速度を入力、実際の自車速Ｖｓ
を出力とする部分を制御対象と置くと、パルス伝達関数
Ｐ（ｚ-1）は下記（５）に示す積分要素Ｐ１（ｚ-1）と
むだ時間要素Ｐ２（ｚ-1）＝ｚ-2との積と置くことがで
きる。ただし、Ｔはサンプリング周期である。
【００３１】 Ｐ１（ｚ-1）＝Ｔ・ｚ-1／（１−ｚ-1） …………（５） このとき、ロバスト補償器５２を構成する補償器Ｃ１
（ｚ-1）及びＣ２（ｚ-1）は下記（６）及び（７）式で
表される。但し、γ＝exp(−Ｔ／Ｔｂ）である。 Ｃ１（ｚ-1）＝（１−γ）・ｚ-1／（１−γ・ｚ-1） …………（６） Ｃ２（ｚ-1）＝（１−γ）・（１−ｚ-1）／Ｔ・（１−γ・ｚ-1）……（７） 制御対象のむだ時間を無視して、規範モデルを時定数Ｔ
ａの１次ローパスフィルタとすると、モデルマッチング
補償器５１のフィードバック補償器Ｃ３は、下記（８）
式のように定数となる。
【００３２】 Ｃ３＝Ｋ＝｛１−exp(−Ｔ／Ｔａ）｝／Ｔ …………（８） そして、車速制御部５０では、図４に示す車速制御処理
を所定サンプリング周期（例えば１０ｍｓｅｃ）毎に所
定メインプログラムに対するタイマ割込処理として実行
する。この車速制御処理は、図４に示すように、先ず、
ステップＳ１で、ステップＳ１で、車間距離制御部４０
で算出された目標車速Ｖ* を読込むと共に、運転者が設
定した設定車速ＶSET を読込み、これらの内の小さい方
を選択目標車速Ｖ* ｓとして設定する。
【００３３】次いで、ステップＳ２に移行して、自車速
Ｖｓ(n) 及び実車間距離Ｌ(n) を読込み、次いでステッ
プＳ３に移行し、ロバスト補償器５２における補償器Ｃ
１（ｚ-1）及びＣ２（ｚ-1）に相当する下記（９）式及
び（１０）式の演算を行って補償器出力ｙ１(n) 及びｙ
２(n) を算出すると共に、選択目標車速Ｖ* ｓ及び自車
速Ｖｓをもとにモデルマッチング補償器５１に相当する
下記（１１）式の演算を行って補償器出力α１を算出
し、算出した補償器出力ｙ１(n) ，ｙ２(n) 及びα１に
基づいて下記（１２）式の演算を行って目標加減速度α
* を算出し、これを今回の目標加減速度α* (n) として
目標加減速度今回値記憶領域に更新記憶すると共に、前
回の目標加減速度α* (n-1) を目標加減速度前回値記憶
領域に更新記憶する。
【００３４】 ｙ１(n) ＝γ・ｙ１(n-1) ＋（１−γ）・α* (n-1) …………（９） ｙ２(n) ＝γ・ｙ２(n-1) ＋（１−γ）／Ｔ・Ｖｓ(n) −（１−γ）／Ｔ・Ｖｓ(n-1) ……（１０） α１(n) ＝Ｋ・（Ｖ* ｓ(n) −Ｖｓ(n) ） …………（１１） α* ＝α１(n) ＋ｙ１(n) −ｙ２(n) …………（１２） 次いで、ステップＳ４に移行して、先行車を捕捉してい
るか否かを判定する。この判定は、ステップＳ２で読込
んだ実車間距離Ｌが予め設定した捕捉判定用閾値ＬTH以
上であるか否かを判定することにより行い、Ｌ≦ＬTHで
あるときには先行車を捕捉しているものと判断して、ス
テップＳ５に移行する。
【００３５】このステップＳ５では、自車速Ｖｓ(n) を
もとに図５に示す加速度制限値算出用マップを参照して
加速度制限値αU を算出し、これを加速度制限値記憶領
域に更新記憶する。ここで、加速度制限値算出用マップ
は、図５に示すように、例えば自車速Ｖｓ(n) が低車速
領域では、加速度制限値αU が所定値αU1に設定され、
且つ自車速Ｖｓ(n) が高車速領域では加速度制限値αU
が所定値αU2に選定され、中車速領域では、自車速Ｖｓ
(n) の増加に応じて増加するように設定されている。
【００３６】次いで、ステップＳ６に移行して、自車速
Ｖｓ(n) をもとに図６に示す減速度制限値算出用マップ
を参照して減速度制限値αD を算出し、これを減速度制
限値記憶領域に更新記憶する。この減速度制限値算出用
マップは、図６に示すように、例えば自車速Ｖｓ(n)が
低・中車速領域では、減速度制限値αD が所定値αＤ１
に設定され、高車速領域では、自車速Ｖｓ(n) の増加に
応じて減速度制限値αD が徐々に大きくなるように設定
されている。
【００３７】次いで、ステップＳ７に移行して、加速要
求であるか否かを判定する。この判定は、目標加減速度
今回記憶領域に記憶されている目標加減速度α* (n) が
正であるか否かを判定することにより行い、α* (n) ＞
０であるときには加速要求があるものと判断してステッ
プＳ８に移行し、目標加減速度α* が加速度制限値α U
より大きいか否かを判定し、α* ＞αU であるときには
ステップＳ９に移行して、加速度制限値αU を今回の目
標加減速度α* (n) として目標加減速度記憶領域に更新
記憶してからステップＳ１０に移行し、α* ≦αU であ
るときにはそのままステップＳ１０に移行する。
【００３８】ステップＳ１０では、目標加減速度今回値
記憶領域に記憶されている目標加減速度α* (n) に車両
質量Ｍを乗算して目標制・駆動力ＦOR（＝Ｍ・α* (n)
）を算出し、次いでステップＳ１１に移行して、算出
した目標制・駆動力ＦORを基にスロットルアクチュエー
タ３のスロットルバルブ開度、自動変速機Ｔ及び制動装
置Ｂを制御して、自車速Ｖｓが目標車速Ｖ* に一致する
ように制御してからタイマ割込処理を終了して所定のメ
インプログラムに復帰する。
【００３９】また、前記ステップＳ７の判定結果がα≦
０であって加速要求ではないときには、ステップＳ１２
に移行して、目標加減速度今回値記憶領域に記憶されて
いる目標加減速度α* (n) が減速度制限値記憶領域に記
憶されている減速度制限値α D より小さいか否かを判定
し、α* (n) ＜αD であるときには、ステップＳ１３に
移行して、減速度制限値αD を目標加減速度α* (n) と
して目標加減速度今回値記憶領域に更新記憶してから前
記ステップＳ１０に移行し、α* (n) ≧αD であるとき
にはそのまま前記ステップＳ１０に移行する。
【００４０】一方、前記ステップＳ３の判定結果が、Ｌ
＞ＬTHで先行車を捕捉していないものであるときには、
ステップＳ１４に移行して、前記ステップＳ７と同様に
α*(n) ＞０である加速要求であるか否かを判定し、α
* (n) ＞０であるときには、ステップＳ１５に移行し
て、加速要求スイッチ４のスイッチ信号ＡＳを読込み、
次いでステップＳ１６に移行して、スイッチ信号ＡＳが
論理値“１”であるか否かを判定し、スイッチ信号ＡＳ
が論理値“０”であるときには、運転者の加速要求がな
いものと判断してステップＳ１７に移行し、前述した加
速度制限値算出用マップの最小値と等しい最小加速度制
限値αUMINを加速度制限値αU として加速度制限値記憶
領域に更新記憶してから前記ステップＳ８に移行し、ス
イッチ信号ＡＳが論理値“１”であるときには、運転者
の加速要求があるものと判断してステップＳ１８に移行
し、前述した加速度制限値算出用マップの最大値より僅
かに大きい最大加速度制限値αUMAXを加速度制限値αU
として加速度制限値記憶領域に更新記憶してから前記ス
テップＳ８に移行する。
【００４１】また、ステップＳ１４の判定結果がα
* (n) ≦０であるときにはステップＳ１９に移行して、
前述した減速度制限値算出用マップの最大値（絶対値が
小さい値）より僅かに大きい最大減速度制限値αUMAXを
減速度制限値αD として減速度制限値記憶領域に更新記
憶してから前記ステップＳ１２に移行する。この図３の
車速制御御処理において、ステップＳ１〜Ｓ３の処理が
目標加減速度演算手段に対応し、ステップＳ４の処理が
先行車捕捉検出手段に対応し、ステップＳ５〜Ｓ９，Ｓ
１２，Ｓ１３の処理が目標加減速度制限手段に対応し、
ステップＳ１４〜Ｓ１７の処理が加速時制限手段に対応
し、ステップＳ１４〜Ｓ１６及びＳ１８の処理が加速度
制限増加手段に対応している。
【００４２】次に、上記実施形態の動作を説明する。
今、車両が図７（ａ）に示すように、時点ｔ０で例えば
市街地を設定車速ＶSE T より低い低車速領域内で定速走
行する先行車を捕捉した状態で目標車間距離を維持しな
がら直進走行しているものとすると、この状態では、車
間距離センサ１で検出される実車間距離Ｌが図７（ｂ）
に示すように目標車間距離Ｌ* に一致しており、先行車
が定速走行しているので、車間距離指令値ＬT も実車間
距離Ｌと略一致することにより、車間距離制御部４０の
相対速度演算部４１で算出される相対速度ΔＶが略
“０”となり、車間距離制御部４０の目標車速演算部４
４で算出される目標車速Ｖ* も先行車の車速Ｖｔと等し
い値となっている。そして、目標車速Ｖ* が運転者が設
定した設定車速ＶSET より小さいことにより、この目標
車速Ｖ* が選択目標車速Ｖ* ｓとして設定される。
【００４３】この定速走行状態で、時点ｔ１で先行車が
急加速すると、これに応じて車間距離センサ１で検出さ
れる実車間距離Ｌが急増することから、相対速度演算部
４１で算出される相対速度ΔＶが正方向に急増し、目標
車間距離設定部４２で算出される目標車間距離Ｌ* も増
加することにより、車間距離指令値演算部４３で算出さ
れる車間距離指令値ＬT が増加して、目標車速演算部４
４で算出される目標車速Ｖ* が図７（ａ）で鎖線図示の
如く急増する。
【００４４】このため、車速制御部５０での図４の車速
制御処理で、選択目標車速Ｖ* ｓが増加することによ
り、ステップＳ３で算出される目標加減速度α* が図７
（ｃ）に示すように加速度を現す正方向に増加する。こ
のとき、先行車を捕捉して追従制御中であるので、ステ
ップＳ４からステップＳ５に移行し、自車速Ｖｓ(n) が
低車速領域であるので、図７（ｃ）で一点鎖線図示のよ
うに小さい値の加速度制限値αU が設定される。
【００４５】そして、時点ｔ２までの間は、目標加減速
度α* が加速度制限値αU より小さいので、直接ステッ
プＳ１０に移行して、目標加減速度α* を制限すること
なくそのまま使用して目標制・駆動力ＦORを算出し、次
いでステップＳ１１に移行して、目標制・駆動力ＦORに
基づいてスロットルアクチュエータ３によってスロット
ル開度を制御することにより、自車速Ｖｓが増加する。
【００４６】その後、時点ｔ２で、目標加減速度α* が
加速度制限値αU を越えることになるので、図４の車速
制御処理において、ステップＳ８からステップＳ９に移
行し、目標加減速度α* を加速度制限値αU に制限する
ことになり、このため、自車速Ｖｓの増加量は図７
（ａ）で実線図示の如く目標車速Ｖ* の増加量に比較し
て抑制され、これに応じて実車間距離Ｌが図７（ｂ）に
示す如く目標車間距離Ｌ*より大きい状態を継続する。
【００４７】その後、時点ｔ３で先行車が定速走行状態
となり、時点ｔ４で自車速Ｖｓが先行車の車速を越える
ことにより、実車間距離Ｌが減少し始め、これに応じて
目標車速Ｖ* も減少し始め、ステップＳ３で算出される
目標加減速度α* も減少を開始する。そして、時点ｔ５
で目標加減速度α* が加速度制限値αU 以下となると、
図４処理において、ステップＳ８から直接ステップＳ１
０に移行することになり、ステップＳ３で算出された目
標加減速度α* に基づいて目標制・駆動力ＦORが算出さ
れることになり、自車速Ｖｓの増加量が鈍り、時点ｔ６
で自車速Ｖｓが目標車速Ｖ* を上回ると、目標加減速度
α* が減速度を現す負の“０”に近い値となり、これに
よって自車速Ｖｓが減速して時点ｔ７で、車間距離Ｌが
目標車間距離Ｌ * と略一致して先行車と同速度の定速走
行状態に復帰する。
【００４８】このように、自車両が低車速領域で走行し
ている場合には、ステップＳ５で加速度制限値算出用マ
ップを参照して算出される加速度制限値αU は自車速Ｖ
ｓの変化にかかわらず、一定値を維持するので、目標加
減速度α* を加速度制限値α U で制限している状態で、
加速度変化を生じることがなく、安定した加速状態を得
ることができる。
【００４９】その後、時点ｔ８で赤信号等により先行車
が急減速して停止状態に移行すると、これに応じて先行
車との実車間距離Ｌが急減することにより、図４の処理
におけるステップＳ３で算出される目標加減速度α* が
図７（ｄ）に示すように、負方向に急増することになる
が、自車両が低車速領域で走行していることから、ステ
ップＳ６で算出される減速度制限値αD が小さい値（絶
対値で大きな値）となることから、大きな減速度を許容
することになり、このとき、ステップＳ１０で算出され
る目標制・駆動力ＦORも負となることにより、制動装置
Ｂが作動されて大きな制動力を発生し、先行車の急減速
に応じて自車速Ｖｓも急減速することになり、所定の車
間距離を確保しながら停止状態に移行する。同様に、低
車速領域で走行中に他車線から短い車間距離で先行車が
割込んできたときにも大きな減速度で減速して車間距離
を確保することができる。
【００５０】一方、自車両が高速道路を高車速領域で先
行車との実車間距離Ｌを目標車間距離Ｌ* に一致させて
追従走行している状態で、先行車が前述した低車速領域
での追従走行時と同様に急加速した場合には、図４の処
理におけるステップＳ５で算出される加速度制限値αU
が図７（ｃ）で二点鎖線図示の如く所定値αU2と大きな
値に設定されることにより、ステップＳ３で算出される
加速度を表す目標加減速度α* が僅かに制限されるだけ
で、先行車の加速状態に略追従する加速状態が得られ、
運転者の運転感覚に適合した加速感覚を得ることができ
る。
【００５１】同様に、高車速領域で追従走行中に、先行
車が減速したり、他車線から先行車が割込んできたた場
合には、図４の処理におけるステップＳ６で算出される
減速度制限値αD が低車速領域の場合に比較して大きい
値（絶対値では小さい値）となるが、十分小さな値とな
るので、負の目標加減速度α* を制限することなく、例
えば先行車が渋滞中の最後尾に接近する場合のような比
較的急な減速状態となっても、これに追従した減速状態
となる。このとき、先行車が急減速して、ステップＳ３
で算出される目標加減速度α* が減速度制限値αD を下
回る状態となると、目標加減速度α* が減速度制限値α
D に制限されるが、この減速度制限値α D は自車速Ｖｓ
の低下に応じて徐々に小さくなるので、目標加減速度α
* の制限が徐々に解かれて、先行車の減速状態に追従す
る減速状態に移行する。
【００５２】また、高速道路を高車速領域で追従走行し
ている状態で、先行車の減速等により、自車速Ｖｓが低
車速領域まで減速し、次いで先行車が加速した場合に
は、自車速Ｖｓが低車速領域を走行しているときには加
速度制限値αU が小さい値となるので、目標加減速度α
* が制限されるが、自車速Ｖｓが中車速領域となると、
自車速Ｖｓの増加に応じて加速度制限値αU が増加する
ことにより、目標加減速度α* の制限が徐々に緩和され
て、加速度が順次大きくなることにより、運転者の感覚
に合わせた最適な加速制御を行うことができる。
【００５３】さらに、例えば市街地を低車速領域で走行
している状態で、先行車がコーナー走行状態となって車
間距離センサ１で先行車を捕捉できない状態となると、
車間距離制御部４０の目標車速演算部４４で算出される
目標車速Ｖ* が運転者が設定した設定車速ＶSET を上回
ることになり、図４の車速制御処理におけるステップＳ
１で選択目標車速Ｖ* ｓとして設定車速ＶSET が設定さ
れる。
【００５４】このため、ステップＳ３で算出される目標
加減速度α* (n) が正の大きな値となるが、ステップＳ
４で先行車を捕捉していないので、ステップＳ１４に移
行し、加速要求中であるので、ステップＳ１５に移行
し、加速要求スイッチ４のスイッチ信号ＡＳを読込み、
次いでステップＳ１６に移行して、スイッチ信号ＡＳが
“１”であるか否かを判定する。このとき、運転者は、
先行車がコーナーを走行することにより、捕捉できない
状態であることを認識しているので、加速要求スイッチ
４を操作することがなく、スイッチ信号ＡＳが論理値
“０”となっていることにより、ステップＳ１７に移行
して、加速度制限値αU として図５に示す加速度制限値
算出用マップにおける最小値αUMINが設定されることか
ら、目標加減速度α* が最小値αUMINに制限されて比較
的ゆっくりとした加速状態となり、その後自車両がコー
ナーを通過して先行車を再度捕捉する状態となると、目
標加減速度α* (n) がそのときの実車間距離Ｌに応じて
小さい値となり、先行車に追従した走行状態に復帰す
る。
【００５５】ところが、直進路を走行している状態で、
先行車が他車線に車線変更することにより、車間距離セ
ンサ１で先行車を捕捉しない状態となったときには、運
転者に自己の設定した設定車速ＶSET まで速く加速させ
たい要求があるときには、加速要求スイッチ４を操作し
て、スイッチ信号ＡＳを論理値“１”とすることによ
り、ステップＳ１６からステップＳ１８に移行して、図
５に示す加速度制限値算出用マップにおける最大値より
僅かに大きい加速度制限値αUMAXが設定されることか
ら、ステップＳ３で算出される目標加減速度α* の制限
が抑制されて、運転者の要求に応じた加速状態を得るこ
とができる。
【００５６】高車速領域で走行している場合も、上記と
同様に加速制御されるが、高車速領域では、もともと加
速度制限値αU が大きな値に設定されていることから、
運転者の加速要求は少ないが、加速要求がある場合には
加速要求スイッチ４を操作することにより、加速度制限
値αU が一応増加するので、運転者の加速要求に応える
ことができる。
【００５７】その後、自車速Ｖｓが設定車速ＶSET に達
すると、この設定車速ＶSET を維持するように、比較的
小さい値で正負が反転する目標加減速度α* が算出さ
れ、目標加減速度α* が“０”又は負となると、ステッ
プＳ１４からステップＳ１９に移行し、減速度制限値α
D が最小値αDMINに設定されるが、目標加減速度α* が
“０”に近い値であるので、これが制限されることはな
く、スロットルアクチュエータ３によるスロットル開度
制御で設定車速を維持する加減速制御が行われる。
【００５８】このように、上記実施形態によると、実車
間距離Ｌを目標車間距離Ｌ* に一致させるために演算さ
れる目標車速Ｖ* と自車速Ｖｓとを一致させるように目
標加減速度α* を演算し、この目標加減速度α* に基づ
いてスロットルアクチュエータ３、自動変速機Ｔ及び制
動装置Ｂを制御して加減速制御を行う際に、自車速Ｖｓ
に応じて目標加減速度α* を制限するようにしたので、
運転者に違和感を与えることなく、車両の走行状態に応
じた最適な加減速制御を行うことができる。
【００５９】また、先行車を捕捉している状態から先行
車を捕捉しない状態となったときに、加速度制限値αU
を小さい値に設定することにより、先行車がコーナーを
通過する状態等で先行車を捕捉しない状態となったとき
に、不用意に加速することを抑制することができ、運転
者が加速要求スイッチ４を操作して加速要求を行った場
合のみ急加速を許容するので、運転者の運転感覚に応じ
た最適な加速制御を行うことができる。
【００６０】なお、上記実施形態においては、図４の車
速制御処理におけるステップＳ５で図５に示す加速度制
限値算出用マップを参照して加速度制限値αU を算出す
る場合について説明したが、これに限定されるものでは
なく、図４で破線図示のように自車速Ｖｓの増加に応じ
て増加する近似直線を表す方程式（例えばαU ＝ｋ1＋
ｋ2 ×Ｖｓ）に従って加速度制限値αU を算出するよう
にしてもよい。
【００６１】同様に、図６に示す減速度制限値算出用マ
ップを参照して減速度制限値αD を算出する場合に代え
て、図６で破線図示のように自車速Ｖｓの増加に応じて
減少する近似直線を表す方程式（例えばαD ＝ｋ3 ＋ｋ
4 ×Ｖｓ）に従って減速度制限値αU を算出するように
してもよい。また、上記実施形態においては、加速度制
限値αU 及び減速度制限値αD の双方を自車速Ｖｓに応
じて変更する場合について説明したが、これに限定され
るものではなく、加速度制限値αU のみを自車速Ｖｓに
応じて変更し、減速度制限値αD は一定値に設定するよ
うにしてもよい。
【００６２】さらに、上記実施形態においては、目標車
間距離Ｌ* を先行車車速Ｖｔに基づいて算出する場合に
ついて説明したが、これに限定されるものではなく、先
行車車速Ｖｔに代えて自車速Ｖｓを適用するようにして
もよい。さらにまた、上記実施形態においては、目標加
減速度α* を直接制限する場合について説明したが、こ
れに限定されるものではなく、目標制・駆動力ＦORやス
ロットルアクチュエータ３に対するスロットル開度や制
動装置Ｂでの制動力を制限するようにしてもよい。
【００６３】なおさらに、上記実施形態においては、追
従制御用コントローラ５でソフトウェアによる車速演算
処理を行う場合について説明したが、これに限定される
ものではなく、関数発生器、比較器、演算器等を組み合
わせて構成した電子回路でなるハードウェアを適用して
構成するようにしてもよい。また、上記実施形態におい
ては、後輪駆動車に本発明を適用した場合について説明
したが、前輪駆動車に本発明を適用することもでき、ま
た回転駆動源としてエンジンＥを適用した場合について
説明したが、これに限定されるものではなく、電動モー
タを適用することもでき、さらには、エンジンと電動モ
ータとを使用するハイブリッド車にも本発明を適用する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す概略構成図である。
【図２】図１の追従制御用コントローラの具体的構成を
示すブロック図である。
【図３】車速制御部の具体例を示すブロック線図であ
る。
【図４】車速制御部における車速制御処理の一例を示す
フローチャートである。
【図５】自車速と加速度制限値との関係を表す加速度制
限値算出用マップを示す説明図である。
【図６】自車速と減速度制限値との関係を表す加速度制
限値算出用マップを示す説明図である。
【図７】車速制御部での低車速領域での車速制御状態を
示すタイムチャートである。
【符号の説明】
Ｅ エンジン Ｔ 自動変速機 Ｂ 制動装置 １ 車間距離センサ ２ 車速センサ ３ スロットルアクチュエータ ４ 加速要求スイッチ ５ 追従制御用コントローラ ４０ 車間距離制御部 ４１ 相対速度演算部 ４２ 目標車間距離設定部 ４３ 車間距離演算部 ４４ 目標車速演算部 ５０ 車速制御部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 浅田 哲也 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 東又 章 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 AA41 AB01 AC01 AC15 AC18 AC26 AD46 AD51 AE04 AE31 AE41 AF01 3D044 AA41 AA45 AB01 AC26 AC59 AD04 AD17 AD21 AE04 AE15 AE19 AE21 3G093 AA01 AA05 BA02 BA14 BA23 CB02 CB03 CB06 CB07 DB05 DB16 EA09 EB03 EB04 FA04 FA07 FA08 FA10 FB01 FB02 FB03 FB05

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 先行車との車間距離を検出する車間距離
    検出手段と、先行車との相対速度を検出する相対速度検
    出手段と、自車速を検出する自車速検出手段と、前記車
    間距離検出手段で検出した車間距離検出値と前記自車速
    検出検出手段で検出した自車速とに基づいて車間距離検
    出値を目標車間距離に一致させる目標車速を演算する車
    間距離制御手段と、該車間距離制御手段で演算した目標
    車速に自車速を一致させるように制御する車速制御手段
    とを備えた先行車追従制御装置において、前記車速制御
    手段は、前記目標車速に基づいて目標加減速度を演算す
    る目標加減速度演算手段と、該目標加速度演算手段で演
    算した目標加減速度を前記自車速検出手段で検出した自
    車速に基づいて制限する目標加減速度制限手段とを備え
    ていることを特徴とする先行車追従制御装置。
  2. 【請求項２】 先行車との車間距離を検出する車間距離
    検出手段と、先行車との相対速度を検出する相対速度検
    出手段と、自車速を検出する自車速検出手段と、前記車
    間距離検出手段で検出した車間距離検出値と前記自車速
    検出検出手段で検出した自車速とに基づいて車間距離検
    出値を目標車間距離に一致させる目標車速を演算する車
    間距離制御手段と、該車間距離制御手段で演算した目標
    車速に自車速を一致させるように制御する車速制御手段
    とを備えた先行車追従制御装置において、前記車速制御
    手段は、先行車を捕捉している状態であることを検出す
    る先行車捕捉検出手段と、前記目標車速に基づいて目標
    加減速度を演算する目標加減速度演算手段と、前記先行
    車捕捉検出手段で先行車の捕捉を検出しているときに、
    前記目標加速度演算手段で演算した目標加減速度を前記
    自車速検出手段で検出した自車速に基づいて制限する目
    標加減速度制限手段と、前記先行車捕捉検出手段で先行
    車を捕捉しない加速状態となったときに目標加減速度を
    小さく制限する加速時制限手段と、該加速時制限手段の
    加速度制限値を運転者の要求に応じて増加させる加速度
    制限増加手段とを備えていることを特徴とする先行車追
    従制御装置。
  3. 【請求項３】 前記目標加減速度制限手段は、低車速領
    域で前記目標加減速度を小さな加速度に制限し、高車速
    領域で前記目標加減速度の制限を緩和するように構成さ
    れていることを特徴とする請求項１又は２に記載の先行
    車追従制御装置。
  4. 【請求項４】 前記目標加減速度制限手段は、低車速領
    域で加速度制限値が車速にかかわらず一定値に設定され
    ていることを特徴とする請求項３記載の先行車追従制御
    装置。
  5. 【請求項５】 前記目標加減速度制限手段は、高車速領
    域で前記目標加減速度を小さな減速度に制限し、低車速
    領域で前記目標加減速度の制限を緩和するように構成さ
    れていることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記
    載の先行車追従制御装置。
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