JP2000355233A - 先行車追従制御装置 - Google Patents
先行車追従制御装置Info
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- Control Of Velocity Or Acceleration (AREA)
Abstract
る加速操作を行った後に加速操作を終了して追従制御状
態となったときに生じる急減速感を解消する。 【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
車速制御部で目標制・駆動力FORを演算し、これに基づ
いて駆動力及び制動力を制御する。このとき、高速走行
状態で、自車速Vsが設定車速VSET を設定可能な上限
車速VLMAXを越えた状態で、加速操作を終了したとき
に、一定減速度で減速制御を行い、自車速Vsが設定車
速VSET まで低下したときに車間距離に基づく車速制御
を開始する。
Description
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。
えば特開平10−114237号公報に記載されたもの
が知られている。この従来例には、追従走行制御時に、
運転者が追い越しのためにアクセルペダルを踏込んで加
速レーンチェンジをしようとしたときに、先行車との車
間距離が所定範囲となるように制御される、アクセルペ
ダルによる駆動と独立してスロットルバルブを駆動する
スロットル駆動手段のスロットル開度推定値と、実際の
スロットル開度検出値との偏差に基づいて加速状態を判
別し、追従走行制御を解除するようにした追従走行制御
装置が開示されている。
来の先行車追従制御装置にあっては、アクセルペダルを
踏込んで加速状態として、スロットル開度検出値とスロ
ットル開度推定値との偏差が閾値を越えたときに追従走
行制御が解除されるので、運転者の意志に従った走行を
行うことができるものであるが、アクセルペダルの踏込
を開放したときには自動的に追従走行制御状態に復帰す
るため、目標車間距離より短い車間距離で先行車を捕捉
していたり、相対速度が大きいときには、追従走行制御
状態に復帰したときに大きな制動力が作用して運転者に
違和感を与えるという未解決の課題がある。
課題に着目してなされたものであり、運転者の意志によ
り加速した状態から先行車を捕捉した追従走行制御状態
に復帰する際に、運転者に違和感を与えることなく復帰
する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。
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、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と前記自車速検出手
段で検出した自車速とを一致させるように加減速制御す
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、前記自車速検出手段で検出した自車速が設定可能な
上限車速より高く設定された制御継続判断用車速を越え
たことを検出する判断用車速到達検出手段と、加速操作
状態を検出する加速操作状態検出手段と、前記判断用車
速到達検出手段で自車速が制御継続判断用車速を越えた
ことを検出した状態で、前記加速操作状態検出手段で加
速操作の終了を検出し、且つ前記車間距離検出手段で先
行車を捕捉しているときに、設定車速まで設定減速度で
減速させる優先減速制御手段とを備えたことを特徴とし
ている。
ば高速道路等で先行車を捕捉することなく運転者の設定
車速で定速走行している状態で、運転者の意志により加
速操作を行い、自車速が設定可能な上限車速より高い制
御継続判断用車速を越えた状態で、アクセルペダルを開
放して減速状態となり、且つ先行車を捕捉したときに
は、車間距離制御手段による減速制御に優先させて優先
減速制御手段によって一定の減速度で設定車速まで減速
させて急減速を抑制する。
は、請求項1に係る発明において、前記加速操作状態検
出手段は、アクセルペダルの踏込みを検出する踏込直接
検出手段及び前記車速制御手段によるスロットル開度指
令値と実際のスロットル開度との偏差に基づいてアクセ
ルペダルの踏込みを検出する踏込間接検出手段の何れか
で構成されていることを特徴としている。
者の意志による加速操作状態を、アクセルペダルの踏込
みを直接検出するか又は車速制御手段で制御しているス
ロットル開度指令値と実際のスロットル開度との偏差に
基づいて間接的に検出することによって、確実に検出す
る。さらに、請求項3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、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と前記自車
速検出手段で検出した自車速とを一致させるように加減
速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、前記時車速検出手段で検出した自車速が設定
可能な上限車速より高く設定された制御継続判断用車速
を越えたことを検出する判断用車速到達検出手段と、設
定車速を記憶する設定車速記憶手段と、追従制御状態へ
の復帰を指示する制御復帰指示手段と、前記判断用車速
到達検出手段で制御継続判断用車速を越えたことを検出
したときに、追従制御を解除する制御解除手段と、該制
御解除手段で追従制御を解除した後に前記自車速検出手
段で検出した自車速が前記上限車速以下となり、且つ前
記制御復帰指示手段で追従制御復帰が指示されたときに
前記設定車速記憶手段で記憶された設定車速に基づく追
従制御状態に復帰させる制御復帰手段とを備えているこ
とを特徴としている。
者の意志によって加速操作手段によって自車両を加速さ
せて、自車速が設定可能な上限車速より高い制御継続判
断用車速を越える状態となると、制御解除手段によっ
て、追従制御が解除され、その後、アクセルペダルの開
放又は制動装置を作動させることにより、自車速が設定
上限車速以下となったときに、運転者が制御復帰指示手
段で追従制御復帰を指示したときに、制御復帰手段によ
って、設定車速に基づく追従制御状態に復帰する。
れば、例えば先行車を捕捉していない状態で、運転者の
意志によって、設定上限車速より高い制御継続判断用車
速を越えて加速したときに、追従制御が継続され、この
加速状態から加速操作を終了しし、且つ先行車を捕捉し
ているときには、優先減速制御手段で、一定減速度で設
定車速まで減速させるので、車間距離制御手段によって
車間距離に基づく過大減速状態となることなく、安定し
た減速を行うことができ、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。
によれば、運転者の意志による加速操作を、アクセルペ
ダルの踏込みを直接検出するか、車速制御手段によるス
ロットル開度指令値と実際のスロットル開度検出値との
偏差に基づいて間接的に検出することにより、確実に検
出することができるという効果が得られる。さらに、請
求項3に係る先行車追従制御装置によれば、自車速が設
定上限車速より高い制御継続判断用車速を越えたとき
に、追従制御を解除し、その後自車速が設定上限車速以
下に低下し、且つ制御復帰指示手段で追従制御復帰を指
示したときに設定車速に基づく追従制御状態に復帰する
ので、この間の減速を運転者の操作によって行うことに
なり、運転者に違和感を与える減速制御を省略すること
ができるという効果が得られる。
に基づいて説明する。図1は本発明の第1の実施形態を
示す概略構成図であって、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
が自動変速機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。
Rには、夫々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込みに
応じて制動油圧を発生すると共に、追従制御用コントロ
ーラ20から供給される制動圧指令値PBDの大きさに応
じた制動油圧を発生してディスクブレーキ7に供給する
ように構成されている。
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。
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、後述する追従制御用コントロー
ラ20より論理値“1”のOD禁止制御信号TSが入力
されると、これに応じて自動変速機3における4速(O
D)ギヤ位置での変速を禁止して、3速ギヤ位置にシフ
トダウンし、この3速ギヤ位置にシフトダウンしている
状態で、OD禁止制御信号TSが論理値“0”に復帰す
ると、4速ギヤ位置にシフトアップするように構成され
ている。
車両との間の車間距離Lを検出する車間距離検出手段と
してのレーダ装置で構成される車間距離センサ12が設
けられている。この車間距離センサ12としては、例え
ばレーザ光を前方に掃射して先行車両からの反射光を受
光することにより、先行車両と自車両との車間距離Lを
計測するレーダ装置や電波や超音波を利用して車間距離
Lを計測する距離センサを適用することができる。
配設された出力軸の回転数を検出することにより、自車
速Vsを検出する車速センサ13が配設され、さらにア
クセルペダル(図示せず)の踏込みを検出し、アクセル
ペダルの開放時に論理値“0”、踏込み時に論理値
“1”のスイッチ信号ASを出力するアクセルスイッチ
14が配設されている。
13及びアクセルスイッチ14の各出力信号が追従制御
用コントローラ20に入力され、この追従制御用コント
ローラ20によって、車間距離センサ12で検出した車
間距離L、車輪速度センサ13で検出した自車速Vsに
基づいて、制動制御装置8、エンジン出力制御装置9及
び変速機制御装置10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
従走行制御を行うと共に、アクセルスイッチ14のスイ
ッチ信号ASに基づいて運転者の加速意志を判断して、
設定上限車速を越えたときの減速制御を行う。
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12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V
s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。
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。
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。
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。
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。
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フィルタ処理
を行うことにより、車間距離指令値LT を演算する。
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。
となるようにエンジン出力制御装置9に対するスロット
ルバルブ開度θと、変速機制御装置10に対するシフト
位置と、制動制御装置8に対する制動圧指令値PBDとを
制御する。すなわち、車速制御部50は、図2に示すよ
うに、入力される目標車速V* に自車速Vsを一致させ
るための目標加減速度α1及び外乱推定値α2を算出
し、これらの偏差に車体質量Mを乗算して目標制・駆動
力FORを算出する車速サーボ部51と、この車速サーボ
部51で算出された目標制・駆動力FOR及び前述した目
標車速V* に基づいて減速力余裕度FDMを算出する減速
力余裕度算出部52と、この減速力余裕度算出部52で
算出された減速力余裕度FDM及び相対速度演算部41で
算出された相対速度ΔVに基づいてシフト位置判断を行
うシフト位置判断部53とを備えている。
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。
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。
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。
(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。
頻繁なシフトダウンとシフトハンチングとを防止するた
めに、目標制・駆動力FORに例えば0.5Hz程度のフ
ィルタ処理を行って減速力要求値FD を出力するフィル
タ52aと、目標車速V* が入力され、これをもとに、
4速(OD)でスロットルバルブを全閉にしたときの車
速Vに対する減速度αの関係を示す特性記憶テーブルを
参照して、最大減速度αMAX を算出する最大減速度算出
部52bと、この最大減速度算出部52bで算出した最
大減速度αMAX に車両質量Mを総減速比(4速ギヤ比×
ファイナルギヤ比)で除した値を乗算して4速(OD)
での最大減速力FDMAXを算出する乗算部52cと、減速
力要求値FD より最大減速力FDMAXを減算して減速力余
裕度FDMを算出する減算器52dとを備えている。
離制御部30の相対速度演算部41で演算された相対速
度ΔV、減速力余裕度算出部52で算出された減速力余
裕度FDM、予め設定されたダウンシフト用閾値THD 及
びアップシフト用閾値THUとが入力され、自動変速機
3が4速(OD)ギヤ位置であるときに、FDM≦TH D
且つΔV≦0であるときに4速(OD)ギヤ位置を禁止
する論理値“1”のOD禁止制御信号TSを変速機制御
装置10に出力し、自動変速機3が3速ギヤ位置にある
ときに、FDM≧THU 且つΔV>0であるときに4速
(OD)ギヤ位置を許容する論理値“0”のOD禁止制
御信号TSを変速機制御装置10に出力する。
車速制御演算処理を所定サンプリング周期(例えば10
msec)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。この車速制御演算処理は、図4
に示すように、先ず、ステップS1で、自車速Vs、運
転者が設定した設定車速VSET 及びアクセルスイッチ1
4のスイッチ信号ASを読込み、次いでステップS2に
移行して、追従制御中であるか否かを判断し、追従制御
が解除されているときにはそのまま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し、追従制御中で
あるときにはステップS3に移行する。
設定した設定車速VSET として設定可能な上限車速V
LMAXより例えば10km/h程度高い値に設定された制
御継続判断用車速VTH以上であるか否かを判定し、Vs
≧VTHであるときには、ステップS4に移行して、アク
セルスイッチ14のスイッチ信号ASが論理値“0”で
あるか否かを判定し、スイッチ信号ASが論理値“1”
であるときには運転者の意志によってアクセルペダルを
踏込んで加速状態にあるものと判断してそのままタイマ
割込処理を終了し、スイッチ信号ASが論理値“0”で
あるときには、運転者の意志による加速状態が終了して
アクセルペダルを開放したものと判断してステップS5
に移行する。
2で検出した実車間距離Lを読込み、これが設定値未満
であるか否かを判定することにより、先行車を捕捉して
いるか否かを判定し、先行車を捕捉しているときには、
ステップS6に移行して、減速制御状態であるかか否か
を表す減速状態フラグFBが減速制御状態を表す“1”
にセットされているか否かを判定し、これが“1”にセ
ットされているときには後述するステップS10に移行
し、“0”にリセットされているときには、ステップS
7に移行する。
算を行って目標減速度β* を算出する。 β* =KB (Vs−VSET ) …………(9) ここで、KB は定数である。次いで、ステップS8に移
行して、目標減速度β* に基づいて図5に示す目標制動
圧算出用マップを参照して目標制動圧PB * を算出し、
これを目標制動圧記憶領域に更新記憶する。この目標制
動圧算出用マップは、図5に示すように、横軸に目標減
速度β* を取り、縦軸に目標制動圧PB * を取り、目標
減速度β* が“0”であるときに目標制動圧PB * も
“0”となり、これから目標減速度β*が増加するに応
じて目標制動圧PB * も直線的に増加するように設定さ
れている。
態フラグFBを減速制御状態中であることを表す“1”
にセットしてからステップS10に移行する。このステ
ップS10では、スロットル開度を“0”即ち全閉とす
るスロットル開度指令値θをエンジン出力制御装置9に
出力すると共に、目標制動圧記憶領域に記憶されている
目標制動圧PB * を制動制御装置8に出力して、目標制
動圧P B * に応じた制動力をディスクブレーキ7で発生
させてからステップS11に移行し、自車速Vsが設定
車速VSET 以下となったか否かを判定し、Vs>VSET
であるときにはそのままタイマ割込処理を終了し、Vs
≦VSET であるときにはステップS12に移行して、減
速状態フラグFBを“0”にリセットしてからステップ
S13に移行して、車間距離演算部40で算出した目標
車速V* 又は運転者が設定した設定車速VSET に自車速
Vsが一致するように制動制御装置8、エンジン出力装
置9及び変速制御装置を制御する車速制御処理を実行す
る。
s<VTHであるときには、ステップS14に移行して、
アクセルスイッチ14のスイッチ信号ASが論理値
“1”であるか否かを判定し、これが論理値“1”でと
きには運転者の意志による加速状態であると判断してそ
のままタイマ割込処理を終了し、論理値“0”であると
きには、ステップS15に移行して、減速状態フラグF
Bが“1”にセットされているか否かを判定し、これが
“0”にリセットされているときには直接前記ステップ
S13に移行し、“1”にセットされているときには前
記ステップS10に移行する。
車を捕捉していないものであるときには直接前記ステッ
プS13に移行する。そして、ステップS13の車速制
御処理は、図6に示すように、先ず、ステップS21
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し、これを選択目標車
速V* sとして設定する。
速Vs(n) 及び実車間距離L(n) を読込み、次いでステ
ップS23に移行し、ロバスト補償器52における補償
器C1(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y2(n) を算出し、これらに基づいて下記(11)式
の演算を行って外乱推定値α2(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(12)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(13)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。
(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S25に移行し
て、算出された目標制・駆動力FORより目標エンジント
ルクTE を算出し、この目標エンジントルクTE をもと
にエンジン回転数NE 毎に予め記憶された非線形特性デ
ータマップを参照して、スロットル開度θを算出し、こ
れをエンジン出力制御装置9に出力する。
に示す減速力余裕度演算部52に対応する演算処理を行
って、目標車速V* をもとに予め記憶された最大減速度
算出マップを参照して4速(OD)ギヤ位置での最大減
速度αODを算出し、この最大減速度αODに車体質量M/
総減速比を乗算して最大減速力FBMAXを算出すると共
に、目標制・駆動力をローパスフィルタ処理して要求減
速力FD を算出し、この要求減速力FD から最大減速力
FBMAXを減算して減速力余裕度FDMを算出し、この減速
力余裕度FDMがアップシフト閾値THU を上回り、且つ
相対車速ΔVが正であるときには論理値“0”のOD禁
止信号TSを変速機制御装置10に出力し、減速力余裕
度FBMがダウンシフト閾値THD を下回り、且つ相対速
度ΔVが負又は“0”であるときには論理値“1”のO
D禁止信号TSを変速制御装置10に出力して、自動変
速機3のシフトダウン及びシフトアップを制御する。
制・駆動力FORをもとに図7に示す目標制動圧算出用マ
ップを参照して目標制動圧PB * (n) を算出する。ここ
で、目標制動圧算出用マップは、図7に示すように、横
軸に目標制・駆動力FORを取り、縦軸に目標制動圧PB
* を取り、目標制・駆動力FORが正であるとき及び負で
あって所定値−Fsを上回っている間は目標制動圧PB
* が“0”を維持し、目標制・駆動力FORが所定値−F
sを下回ると、目標制・駆動力FORの負方向への増加に
比例して目標制動圧PB * が直線的に増加するように設
定されている。
された目標制動圧PB * (n) を制動制御装置8に出力し
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。この図4の車速制御演算処理において、
ステップS3の処理が判断用車速到達検出手段に対応
し、ステップS4の処理及びアクセルスイッチ14が加
速操作状態検出手段に対応し、ステップS5〜S12の
処理が優先減速制御手段に対応し、ステップS13の処
理が車速制御手段に対応している。
今、車両が図8(a)に示すように、時点t0で例えば
平坦な高速道路を設定車速VSET が設定可能範囲の上限
車速VLMAXに近い例えば100km/hに設定された追
従制御状態で、アクセルペダルを開放し、且つ先行車を
捕捉しないで設定車速VSET で定速走行しているものと
する。
検出される実車間距離Lが図8(b)に示すように先行
車捕捉しているか否かを判定する閾値LTHを上回ってお
り、図4の車速制御演算処理が実行されたときに、ステ
ップS2からステップS3に移行し、自車速Vsが制御
継続判断用車速VTH未満であるので、ステップS14に
移行し、制動状態フラグFBが“0”にリセットされて
いるので、直接ステップS13に移行し、図6の車速制
御処理が実行される。
間距離Lが図8(b)に示すように閾値LTHを越える上
限値に制限されているので、目標車間距離L* が大きな
値となっていると共に、目標車速V* も設定車速VSET
を越える値となっており、ステップS21で、設定車速
VSET が選択目標車速V* sとして設定される。このた
め、ステップS23で選択目標車速V* sと自車速Vs
との偏差に応じた“0”に近い正負の値となる目標加減
速度α* が算出され、これに車体質量Mを乗算して目標
制・駆動力FORが算出されるため、エンジン出力制御装
置9で選択目標車速V* sを維持するスロットル開度に
制御されると共に、減速力余裕度FDMもシフトダウン閾
値THD を上回って論理値“0”のOD禁止信号TSが
変速制御装置10に出力され、自動変速機3が4速(O
D)ギヤ位置に維持され、目標制・駆動力FORが小さい
値となるので、目標制動圧PB * も“0”となり、制動
制御装置8でディスクブレーキ7が非制動状態に制御さ
れる。
から時点t1で、運転者の意志によってアクセルペダル
を踏込んで加速状態とすると、アクセルスイッチ14の
スイッチ信号ASが図8(c)に示すように論理値
“1”となり、図4の車速制御演算処理において、ステ
ップS3からステップS14に移行し、そのままタイマ
割込処理を終了することになり、ステップS13の設定
車速VSET を維持する車速制御処理が実行されない状態
となるため、運転者の意志による加速状態が継続され
る。
判断用車速VTH以上となると、図4の車速制御演算処理
におけるステップS3からステップS4に移行し、アク
セルペダルの踏込みを継続しているので、ステップS1
3に移行することなくそのままタイマ割込処理を終了
し、運転者の意志による加速状態が継続される。その
後、自車速Vsより遅い先行車に追いつき、実車間距離
Lが閾値LTHを下回り、目標車間距離L* も下回る状態
となった時点t3で、運転者がアクセルペダルを開放す
ると、図4の車速制御演算処理におけるステップS4か
らステップS5に移行し、先行車を捕捉しているので、
ステップS6を経てステップS7に移行し、現在の自車
速Vsと設定車速VSET との偏差に基づいて目標減速度
β*を算出し、これに応じた目標制動圧PB * が算出さ
れてから、減速状態フラグFBが“1”にセットされ
る。
がエンジン出力制御装置9に出力されることにより、ス
ロットル開度が全閉状態に維持され、且つ目標制動圧P
B *が制動制御装置8に出力されることにより、ディス
クブレーキ7で目標制動圧P B * に応じた制動力が発生
されて減速状態となり、このとき自車速Vsが設定車速
VSET を上回っているので、ステップS11からステッ
プS13に移行することなくタイマ割込処理を終了し、
車間距離に基づく車速制御処理が中断状態を維持する。
4の車速制御演算処理が行われると、自車速Vsが減速
しているが制御継続判断用車速VTH以上を継続するた
め、ステップS3からステップS4,S5を経てステッ
プS6に移行し、減速状態フラグFBが“1”にセット
されているので、直接ステップS10に移行し、スロッ
トル開度が“0”に維持されると共に、目標制動圧PB
* に応じた制動力が継続されて発生される。
速制御され、時点t4で自車速Vsが制御継続判断用車
速VTH未満となると、図4の処理におけるステップS3
からステップS14に移行し、アクセルペダルが開放状
態でアクセルスイッチ14のスイッチ信号ASが“0”
であるので、ステップS15に移行し、減速状態フラグ
FBが“1”にセットされているので、ステップS10
に移行して、一定減速度の減速制御が継続される。
で、時点t5で自車速Vsが設定車速VSET 以下となる
と、ステップS11からステップS12に移行して、減
速状態フラグFBを“0”にリセットしてからステップ
S13に移行して、車速制御処理を再開し、実車間距離
Lを目標車間距離L* に維持する目標車速V* に従った
追従制御に移行する。
速VLMAXに近い値に設定された状態で、この設定車速V
SET より低い車速で走行する先行車に追従制御している
状態で、先行車が設定車速VSET より高い車速となるか
先行車が他車線に車線変更して先行車を捕捉しない状態
となったときには、自車両は設定車速VSET まで加速さ
れるが、この設定車速VSET で定速走行状態となり、こ
の状態から又はその前から運転者の意志で加速状態とし
た場合も、前述した場合と同様の処理が行われる。
又は設定車速VSET より低い車速で先行車に追従制御し
ている状態から運転者の意志による加速を行って、自車
速Vsが制御継続判定用車速VTHに達する以前に、加速
状態を終了したときには、図4の処理において、ステッ
プS3からステップS14を経てステップS15に移行
し、減速状態フラグFBが“0”にリセットされている
ので、ステップS13に移行し、前述した減速制御を行
うことなく、車速制御処理を開始する。このため、先行
車を捕捉している場合には、先行車との車間距離を目標
車間距離L* に一致するように車速制御し、先行車を捕
捉していない場合には、設定車速VSETに一致するよう
に車速制御する。
ば、高速道路等で設定可能な上限車速VLMAXに近い設定
車速VSET で定速走行している状態で、運転者の意志に
より加速状態とし、自車速Vsが制御継続判断用車速V
THを越えてから先行車を捕捉する状態となって加速操作
を終了する状態となると、そのときの自車速Vsと設定
車速VSET との偏差に応じて設定される一定減速度で減
速する減速制御が、車速制御処理に優先させて行われる
ことにより、一時的に急減速状態が発生することなく、
安定した減速状態を確保して、減速することができ、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。このとき、減速制御が自車速Vsが設定車速VSET
以下となるまで継続されるので、車間距離による車速制
御を開始した時点で急減速感を与えることをより確実に
防止することができる。しかも、運転者の意志による加
速操作状態をアクセルスイッチ14によって検出するの
で、誤検出を行うことなく確実に検出することができ
る。
転者の意志による加速操作をアクセルスイッチ14で検
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、車速制御処理13におけるスロットル開度指
令値θと実際のスロットル開度θR との偏差が設定値以
上であるか否かを判定することにより、運転者の加速操
作を間接的に検出するようにしてもよい。
標制動圧PB * を図5の目標制動圧算出マップを参照し
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、図5の特性線を表す方程式を使用して、
演算によって目標制動圧PB * を算出するようにしても
よい。さらに、上記第1の実施形態においては、一定減
速度を得るための目標減速度β* を自車速Vsと設定車
速VSET と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、予め設定した制動
圧を目標制動圧PB * として設定するようにしてもよ
い。
図10について説明する。この第2の実施形態は、運転
者の意志による加速状態から加速を終了したときに、自
動的に減速制御を行う場合に代えて、運転者の意志によ
る減速制御を行ってから追従制御に復帰するようにした
ものである。すなわち、第2の実施形態では、図9に示
すように、前述した第1の実施形態における図1におい
て、アクセルスイッチ14が省略され、これに代えて追
従制御状態に復帰することを指示する制御復帰指示手段
としてのリジュームスイッチ15が運転席の近傍に設け
られ、このスイッチ信号RSが追従制御用コントローラ
20に入力されていることを除いては図1と同様の構成
を有し、図1との対応部分には同一符号を付し、その詳
細説明はこれを省略する。また、車速制御部50で図4
の車速制御演算処理が省略されて図6に示す車速制御処
理のみが実行され、これに代えて追従制御用コントロー
ラ20で、図10に示す、追従制御管理処理が所定時間
(例えば10msec)毎のタイマ割込処理として実行
される。
S31で、自車速Vs、設定車速V SET 及びリジューム
スイッチ15のスイッチ信号RSを読込み、次いでステ
ップS32に移行して、追従制御が解除された状態であ
るか否かを表す制御状態フラグFRが追従制御解除状態
を表す“1”にセットされているか否かを判定し、制御
状態フラグFRが追従制御状態を表す“0”にリセット
されているときには、ステップS33に移行して、自車
速Vsが設定可能な上限車速VLMAXより高い値に設定さ
れた制御継続判断用車速VTH以上であるか否かを判定
し、Vs<VTHであるときには追従制御を継続可能であ
ると判断してそのままタイマ割込処理を終了し、Vs≧
VTHであるときには、追従制御を解除するものと判断し
てステップS34に移行する。
を所定の記憶領域に記憶し、次いでステップS35に移
行して、車間距離制御部40及び車速制御部50による
追従制御処理を解除し、次いでステップS36に移行し
て、制御状態フラグFRを“1”にセットしてからタイ
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。
制御状態フラグFRが“1”にセットされているもので
あるときには、ステップS37に移行して、自車速Vs
が設定上限車速VLMAX以下となったか否かを判定し、V
s>VLMAXであるときには、追従制御への復帰は不可能
と判断してそのままタイマ割込処理を終了し、Vs≦V
LMAXであるときには追従制御への復帰が可能であると判
断してステップS38に移行し、リジュームスイッチ1
5のスイッチ信号RSが論理値“1”であるか否かを判
定し、これが論理値“0”であるときには運転者が追従
制御への復帰を指示していないものと判断してそのまま
タイマ割込処理を終了し、論理値“1”であるときには
運転者が追従制御への復帰を指示しているものと判断し
てステップS39に移行し、設定車速記憶領域に記憶さ
れている設定車速VSET をもとに車間距離制御部40及
び車速制御部50による追従制御処理を再開させて追従
制御状態に復帰させ、次いでステップS40に移行して
制御状態フラグFRを“0”にリセットしてからタイマ
割込処理を終了する。
4の処理が設定車速記憶手段に対応し、ステップS35
の処理が制御解除手段に対応し、ステップS37〜S3
9の処理が制御復帰手段に対応している。この第2の実
施形態によると、例えば高速道路等を走行していて、先
行車が加速するか又は他車線に車線変更するか、さらに
は自車両が他車線に車線変更して、先行車を捕捉しない
状態となることにより、運転者の意志による加速が可能
な状態となったときに、運転者の意志によってアクセル
ペダルを踏込んで加速状態とし、自車速Vsが制御継続
判断用車速VTHに達するまでの間は車間距離制御部40
及び車速制御部50による追従制御処理を実行してお
り、加速状態を終了すると直ちに追従制御処理に移行す
る。
用車速VTH以上となると、図10の処理において、ステ
ップS33からステップS34に移行し、設定車速V
SET を設定車速記憶領域に記憶し、次いでステップS3
5に移行して、車間距離制御部40及び車速制御部50
による追従制御処理を解除して、追従制御解除状態と
し、このことを表す制御状態フラグFRを“1”にセッ
トする。
速VTH以上となってから先行車に追くことにより、アク
セルペダルの踏込みを徐々に解除すると、運転者による
通常操作状態となっているので、エンジン2の駆動力が
減少されて、自車速Vsが徐々に低下する。ところが、
自車速Vsが設定上限車速VLMAX以下に低下するまでの
間は、ステップS37からそのままタイマ割込処理を終
了するので、追従制御状態への復帰が禁止され、自車速
Vsが設定上限車速VLMAX以下となると、ステップS3
7からステップS38に移行するので、この時点で運転
者がリジュームスイッチ15を操作して、スイッチ信号
RSを論理値“1”とすることにより、ステップS39
に移行して、車間距離制御部40及び車速制御部50に
よる追従制御処理状態に復帰させる。このとき、設定車
速記憶領域に記憶されている設定車速VSET がそのまま
設定されることにより、煩わしい設定車速の設定処理を
行うことなく追従制御に復帰することができる。
転者の意志によって加速状態として、自車速Vsが制御
継続判断用車速VTH以上となると、自動的に追従制御が
解除されることにより、加速操作を終了した時点で追従
制御に復帰することがないので、追従制御復帰時の急減
速が発生することはなく、運転者の意志によるスロット
ル開度の調整又はブレーキ操作によって設定上限車速V
LMAX以下に自車速Vsを低下させて初めて追従制御への
復帰が可能となり、このときにリジュームスイッチ15
を操作することにより、追従制御状態に復帰することに
なり、追従制御への復帰時に急減速を伴うことなく、運
転者に違和感を与えることを確実に回避することができ
る。
御復帰指示手段としてリジュームスイッチ15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、他のスイッチや任意の指示手段を適用することが
できる。また、上記第1及び第2の実施形態において
は、制御継続判断用車速VTHとして、設定車速VSET と
して設定可能な上限車速VLMAXより10km/h程度高
い値に設定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、上限車速VLMAXより高い値であれば
任意の値に設定することができる。
は、制御継続判断用車速VTHを同一車速とした場合につ
いて説明したが、これに限定されるものではなく、異な
る値の2つの制御継続判断用車速VTH1 及びVTH2 (V
TH1 <VTH2 )を設定し、自車速Vsが制御継続判断用
車速VTH1 を越えてVTH2 未満であるときに、加速操作
を終了したときに前述した第1の実施形態と同様の処理
を行い、自車速Vsが制御判断用車速VTH2 以上となっ
たときに前述した第2の実施形態と同様の処理を行うよ
うにしてもよい。
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。なおさらに、上記第1及び第2の実施形
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。
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2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仕様車にも本発明を適用
することができる。
る。
示すブロック図である。
る。
示すフローチャートである。
動圧算出用マップを示す説明図である。
例を示すフローチャートである。
標制動圧算出用マップを示す説明図である。
ある。
る。
一例を示すフローチャートである。
Claims (3)
- 【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、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
標車速と前記自車速検出手段で検出した自車速とを一致
させるように加減速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、前記自車速検出手段で検出
した自車速が設定可能な上限車速より高く設定された制
御継続判断用車速を越えたことを検出する判断用車速到
達検出手段と、加速操作状態を検出する加速操作状態検
出手段と、前記判断用車速到達検出手段で自車速が制御
継続判断用車速を越えたことを検出した状態で、前記加
速操作状態検出手段で加速操作の終了を検出し、且つ前
記車間距離検出手段で先行車を捕捉しているときに、設
定車速まで設定減速度で減速させる優先減速制御手段と
を備えたことを特徴とする先行車追従制御装置。 - 【請求項2】 前記加速操作状態検出手段は、アクセル
ペダルの踏込みを検出する踏込直接検出手段及び前記車
速制御手段によるスロットル開度指令値と実際のスロッ
トル開度との偏差に基づいてアクセルペダルの踏込みを
検出する踏込間接検出手段の何れかで構成されているこ
とを特徴とする請求項1記載の先行車追従制御装置。 - 【請求項3】 先行車との車間距離を検出する車間距離
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
標車速と前記自車速検出手段で検出した自車速とを一致
させるように加減速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、前記時車速検出手段で検出
した自車速が設定可能な上限車速より高く設定された制
御継続判断用車速を越えたことを検出する判断用車速到
達検出手段と、設定車速を記憶する設定車速記憶手段
と、追従制御状態への復帰を指示する制御復帰指示手段
と、前記判断用車速到達検出手段で制御継続判断用車速
を越えたことを検出したときに、追従制御を解除する制
御解除手段と、該制御解除手段で追従制御を解除した後
に前記自車速検出手段で検出した自車速が前記上限車速
以下となり、且つ前記制御復帰指示手段で追従制御復帰
が指示されたときに前記設定車速記憶手段で記憶された
設定車速に基づく追従制御状態に復帰させる制御復帰手
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。
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16826499A JP3608433B2 (ja) | 1999-06-15 | 1999-06-15 | 先行車追従制御装置 |
US09/592,566 US6389351B1 (en) | 1999-06-15 | 2000-06-12 | Preceding vehicle follow-up control system |
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