JP2002225589A - 車両用走行制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】先行車両追従走行時の乗心地を悪化することな
く、特に減速時の応答性を向上する。 【解決手段】車間距離差に車間距離差制御ゲインＫ_L を
乗じた値と相対速度に相対速度制御ゲインＫ_V を乗じた
値との和から目標車速Ｖ_spr を設定するにあたり、走行
抵抗から転がり抵抗、空気抵抗を減じて勾配抵抗を算出
し、その勾配抵抗に応じた制御ゲイン補正係数Ｋ_V を、
例えば相対速度制御ゲインＫ_V0に乗じて補正することに
より、勾配走行時の応答性を向上する。勾配抵抗に相当
する駆動軸トルク換算値Ｔ_dhg の絶対値が大きいほど、
制御ゲイン補正係数Ｋ_V を大きくすることにより、勾配
の大きい走行路で加減速時の応答性が向上する。また、
目標車速の最小値Ｖ_spmin を設け、先行車両が停止した
ようなときに離れた箇所で急激に減速するのを避ける。
また、目標車速最小値Ｖ_spmin への移行にフィルタをか
け、加減速度の変動を抑制防止する。

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、自車両に先行す
る先行車両に追従して走行する先行車両追従走行制御装
置等の車両用走行制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】このような車両用走行制御装置として
は、例えば特開平１１−２６８５５８号公報に記載され
るものがある。この車両用走行制御装置では、自車両を
減速する際に、先行車両との車間距離や相対速度から自
車両の目標加減速度を設定すると共に、例えばスロット
ル開度とエンジン回転数とからエンジンの駆動トルク、
具体的にはエンジンブレーキトルクを算出し、前記目標
加減速度を達成するために必要なブレーキトルクから当
該エンジンブレーキトルクを減じた値をホイールシリン
ダによる目標ブレーキトルクとし、当該目標ホイールシ
リンダブレーキトルクが達成されるように、例えば制動
流体圧制御装置に指令値を出力するように構成されてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の車両用走行制御装置では、エンジンブレーキトルク
をエンジン回転数から推定しているため、定常状態では
問題ないものの、エンジンが駆動トルク、つまり車両を
駆動するための正のトルクを発生している状態から、制
動のための負のトルク、即ち前記エンジンブレーキトル
クを発生するまでの過渡期において、エンジンブレーキ
トルクを実際の値よりも大きく推定する恐れがある。即
ち、登坂路走行中若しくは加速状態から、例えばエンジ
ンブレーキトルクによって減速すべくスロットル開度を
減少させる（閉じる）ように指令しても、スロットルア
クチュエータの応答遅れや実際の吸入空気の遅れ（スロ
ットルが閉じる前に吸気管内に吸入された空気がエンジ
ンに流入することによる遅れ）によって、駆動トルクが
負に転ずるまでに時間がかかる。この駆動トルクが負に
転ずるまでの過渡期には、正の駆動トルクによってエン
ジン回転数が大きくなっており、この大きなエンジン回
転数を用いて、駆動トルクが負であるとしてエンジンブ
レーキトルクを算出すると、実際に発生しているエンジ
ンブレーキトルクよりも大きな値を推定してしまうこと
になる。従って、前記目標加減速度を達成するために必
要なブレーキトルクから、この大きめに推定したエンジ
ンブレーキトルクを減じた値からなる目標ホイールシリ
ンダブレーキトルクは、実際に必要なホイールシリンダ
ブレーキトルクよりも小さくなり、前記目標加減速度が
達成できない。

【０００４】このような問題は、例えば特開平６−２９
７９８２号公報に記載されるように制御ゲインを大きく
することでホイールシリンダブレーキトルクを大きめに
設定し、もって目標加減速度が達成されるようにするこ
とも可能であるが、そのようにしたのでは通常の先行車
両追従制御で加減速の頻度が大きくなって乗心地が悪化
するという問題の他、平地走行時や降坂路では先行車両
の手前で大きく減速し、その後に徐々に先行車両に接近
するような挙動が表れる可能性がある。

【０００５】本発明は、これらの諸問題を解決すべく開
発されたものであり、乗心地を悪化することなく、目標
加減速度を達成することができる車両走行制御装置を提
供することを目的とするものである。

【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、本発明のうち請求項１に係る車両用走行制御装置
は、先行車両との車間距離が目標車間距離になるように
自車両の速度を制御して先行車両に追従する車両用走行
制御装置において、自車両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、自車両と先行車両との相対
速度を検出する相対速度検出手段と、自車両の速度を検
出する自車両速度検出手段と、自車両と先行車両との目
標車間距離を設定する目標車間距離設定手段と、前記車
間距離検出手段で検出された車間距離と前記目標車間距
離設定手段で設定された目標車間距離との差を算出する
車間距離差算出手段と、前記車間距離差算出手段で算出
された車間距離差及び前記相対速度検出手段で検出され
た相対速度及びそれらに対して設定された制御ゲインに
基づいて自車両の目標加減速度を設定する目標加減速度
設定手段と、前記目標加減速度設定手段で設定された目
標加減速度から自車両の目標速度を設定する目標速度設
定手段と、前記自車両速度検出手段で検出された自車両
の速度が前記目標速度設定手段で設定された自車両の目
標速度に一致するように自車両の制駆動力を制御する制
御手段と、走行路の勾配抵抗を検出する勾配抵抗検出手
段と、前記勾配抵抗検出手段で検出された走行路の勾配
抵抗に基づいて前記制御ゲインを補正する制御ゲイン補
正手段とを備えたことを特徴とするものである。

【０００７】また、本発明のうち請求項２に係る車両用
走行制御装置は、前記請求項１の発明において、前記制
御ゲイン補正手段は、前記勾配抵抗検出手段で検出され
た走行路の勾配抵抗の絶対値が大きいほど、前記目標加
減速度設定手段で設定される自車両の目標加減速度が大
きくなるように制御ゲインを補正することを特徴とする
ものである。

【０００８】また、本発明のうち請求項３に係る車両用
走行制御装置は、前記請求項１又は２の発明において、
前記制御ゲイン補正手段は、前記勾配抵抗検出手段で検
出された走行路の勾配抵抗が登坂路であるときに、前記
目標加減速度設定手段で設定される自車両の目標加減速
度が大きくなるように制御ゲインを補正することを特徴
とするものである。

【０００９】また、本発明のうち請求項４に係る車両用
走行制御装置は、前記請求項２又は３の発明において、
前記制御ゲイン補正手段は、前記勾配抵抗検出手段で検
出された走行路の勾配抵抗の絶対値が大きいほど、少な
くとも前記目標加減速度設定手段で設定される自車両の
目標加減速度の減速の度合いが大きくなるように制御ゲ
インを補正することを特徴とするものである。

【００１０】また、本発明のうち請求項５に係る車両用
走行制御装置は、前記請求項１乃至４の発明において、
前記車間距離検出手段で検出された車間距離に基づいて
自車両の目標速度の最小値を設定する目標速度最小値設
定手段と、前記目標速度設定手段で設定された自車両の
目標速度が前記目標速度最小値設定手段で設定された自
車両の目標速度の最小値以下となったときに、自車両の
目標速度を当該目標速度最小値に補正する目標速度補正
手段とを備えたことを特徴とするものである。

【００１１】また、本発明のうち請求項６に係る車両用
走行制御装置は、前記請求項５の発明において、前記目
標速度最小値設定手段は、前記車間距離検出手段で検出
された車間距離が大きいほど、自車両の目標速度の最小
値を大きく設定することを特徴とするものである。ま
た、本発明のうち請求項７に係る車両用走行制御装置
は、前記請求項５又は６の発明において、前記目標速度
補正手段は、自車両の目標速度を前記目標速度最小値に
補正するとき、目標速度を滑らかに変化することを特徴
とするものである。

【００１２】

【発明の効果】而して、本発明のうち請求項１に係る車
両用走行制御装置によれば、走行路の勾配抵抗を検出
し、その走行路の勾配抵抗に基づいて制御ゲインを補正
する構成としたため、登坂路などにおいてエンジンブレ
ーキトルクが発生するまでのホイールシリンダブレーキ
トルクを大きめに設定することが可能となり、目標加減
速度を達成することが可能となる。

【００１３】また、本発明のうち請求項２に係る車両用
走行制御装置によれば、走行路の勾配抵抗の絶対値が大
きいほど、自車両の目標加減速度が大きくなるように制
御ゲインを補正する構成としたため、急勾配の登坂路ほ
ど、ホイールシリンダブレーキトルクを大きめに設定す
ることが可能となり、目標加減速度の達成が容易にな
る。

【００１４】また、本発明のうち請求項３に係る車両用
走行制御装置によれば、走行路の勾配抵抗が登坂路であ
るときに、自車両の目標加減速度が大きくなるように制
御ゲインを補正する構成としたため、登坂路におけるエ
ンジンブレーキトルクが発生するまでのホイールシリン
ダブレーキトルクを大きめに設定することが可能となる
と共に、降坂路ではホイールシリンダブレーキトルクを
大きくすることがなく、目標加減速度の達成が容易にな
る。

【００１５】また、本発明のうち請求項４に係る車両用
走行制御装置によれば、走行路の勾配抵抗の絶対値が大
きいほど、少なくとも自車両の目標加減速度の減速の度
合いが大きくなるように制御ゲインを補正する構成とし
たため、急勾配の登坂路ほど、ホイールシリンダブレー
キトルクを大きめに設定することが可能となり、目標加
減速度の達成が容易になる。

【００１６】また、本発明のうち請求項５に係る車両用
走行制御装置によれば、車間距離に基づいて自車両の目
標速度の最小値を設定し、自車両の目標速度が最小値以
下となったときに、自車両の目標速度を当該目標速度最
小値に補正する構成としたため、先行車両が停止したよ
うなときに自車両の速度が減速しすぎてしまうのを防止
することができ、極低速で先行車両に接近するような違
和感のある挙動を防止することができる。

【００１７】また、本発明のうち請求項６に係る車両用
走行制御装置によれば、車間距離が大きいほど、自車両
の目標速度の最小値を大きく設定する構成としたため、
車間距離が短くなるにつれて自車両の速度が減じられる
ので、違和感のない挙動を得ることができる。また、本
発明のうち請求項７に係る車両用走行制御装置によれ
ば、自車両の目標速度を目標速度最小値に補正すると
き、目標速度を滑らかに変化する構成としたため、目標
速度が最小値に補正されるときの加減速度の変動を抑制
防止することができる。

【００１８】

【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は本発明の車両用走行制御装
置を展開した先行車両追従走行装置付き後輪駆動車両の
システム構成図である。図中の符号１ＦＬ、１ＦＲは従
動輪としての前輪、１ＲＬ、１ＲＲは駆動輪としての後
輪であり、当該後輪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、回転駆動される。

【００１９】また、前記後輪１ＲＬ、１ＲＲ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の制動流体圧が制動
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、ブレーキペダル８ａの踏込みに応じて制動流体圧
を発生すると共に、走行制御用コントロールユニット２
０からの制動流体圧指令値に応じた制動流体圧を発生す
るように構成されている。

【００２０】また、前記エンジン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
を制御すると方法と、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
法とが考えられているが、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。

【００２１】一方、車両の前方側の車体下部には、先行
車両を検出し、自車両から先行車両までの車間距離を検
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が設けられていると共に、前記後
輪１ＲＬ、１ＲＲの車輪速度を検出する車輪速度センサ
１３Ｌ、１３Ｒが配設され、更にブレーキペダル８ａ
に、その踏込みを検出するブレーキペダルスイッチ１４
が配設されている。

【００２２】そして、前記車間距離センサ１２、車輪速
度センサ１３Ｌ、１３Ｒ、及びブレーキペダルスイッチ
１４の各出力信号が走行制御用コントロールユニット２
０に入力され、この走行制御用コントロールユニット２
０によって、前記車間距離センサ１２で検出された車間
距離Ｌ、車輪速度センサ１３Ｌ、１３Ｒで検出された車
輪速度Ｖｗ_RL、Ｖｗ_RRに基づいて、制動制御装置８及び
エンジン出力制御装置９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
定常追従走行制御を行うと共に、先行車両が加減速した
ら、それに合わせて自車両を加減速し、走行状態を制御
する。

【００２３】次に、この車両で展開される車速制御系に
ついて、図２のブロック図を用いて説明する。最終的な
出力値は自車両の速度、即ち車速である。自車両の速度
Ｖ_spは前記車輪速度センサ１３Ｌ、１３Ｒで検出された
車輪速度Ｖｗ_RL、Ｖｗ_RRの平均値から得られる。この車
速Ｖ_spをフィードバックして車間距離指令値設定部３１
では車間距離指令値Ｌ_r 、つまり目標車間距離を設定す
る。一方、前記車間距離センサ１２で構成される車間距
離検出部３２では、先行車両との車間距離Ｌ及び相対速
度Ｖ_b を検出し、車間距離制御部３３に出力する。ちな
みに、先行車両の速度Ｖ_T は、前記相対速度Ｖ_b に自車
速度Ｖ_r を加えて算出される。前記車間距離制御部３３
では、前記車間距離指令値設定部３１で設定された車間
距離指令値Ｌ_r 及び車間距離検出部３２で検出された車
間距離Ｌ及び相対速度Ｖ_b 及び自車速度Ｖ_r を用いて目
標車速Ｖ_spr 、即ち目標速度を設定する。車速制御部３
４では、この目標車速Ｖ_spr 及び車速Ｖ_spに基づいて駆
動軸トルク指令値Ｔ_wrを設定する。駆動軸トルク制御部
３５では、この駆動軸トルク指令値Ｔ_wrに基づいて制動
流体圧指令値Ｐ_br及びスロットル開度指令値θ_r を設定
し、夫々、制動流体圧サーボ系３６及びスロットル開度
サーボ系３７に出力する。そして、夫々のサーボ系３
６、３７では、自車両３８に対して、夫々、制動力及び
駆動力のフィードバック制御を行って車速を制御する。

【００２４】次に、前記車間距離指令値設定部３１で行
われる前記車間距離指令値Ｌ_r の算出方法について説明
する。ここでは、前記先行車両の速度Ｖ_T 、確保したい
車間時間Ｔ_h 、停止時の車間距離Ｌ₀ を用いて、下記１
式に従って車間距離指令値Ｌ _r を算出する。ちなみに、
車間時間とは、自車両が先行車両の現在の位置に到達す
るのに要する時間（換言すれば、実車間距離Ｌ相当の距
離を自車両が走行するのに要する時間）のことであり、
例えば２秒といった数値に設定されている。また、停止
時の車間距離とは、例えば先行車両が急停止し、自車両
がそれに追従して急停止したときに、先行車両と自車両
との間に残される車間距離のことであり、例えば２ｍと
いった数値に設定される。

【００２５】 Ｌ_r ＝Ｖ_T ×Ｔ_h ＋Ｌ₀ ……… (1) 次に、前記車間距離制御部３３の構成について説明す
る。今、目標車速Ｖ_sprに対する実車速Ｖ_spの応答が時
定数τ_V （＝１／ω）の一次遅れ系で近似できるものと
すると、車間距離制御系は例えば図３のように表れる。
そして、このときの車間距離指令値Ｌ_r から実車間距離
Ｌまでの伝達特性は、前記先行車速度Ｖ_Tを用いて下記
２式で表れる。

【００２６】

【数１】

【００２７】なお、式中のｓはラプラス演算子である。
また、Ｋ_L は、加減算器２９で得られる前記車間距離指
令値Ｌ_r と実車間距離Ｌとの差分値に乗算器２８で乗じ
られる車間距離差制御ゲインであり、Ｋ_V は、車間距離
Ｌを微分器３０で微分した微分値、即ち相対速度に乗算
器２７で乗じられる相対速度制御ゲインであり、これら
の制御ゲインＫ_L 、Ｋ_V を適切に設定することで極を変
えることができ、追従応答性を所望の特性に設定するこ
とができる。この実施形態では、前記二つの乗算器２
７、２８で得られた値を加減算器２６で加減算して目標
加減速度を求め、それを加算器２５で自車両の車速Ｖ_sp
に加算して目標車速を算出する。また、この実施形態で
は、走行抵抗推定部４１で走行抵抗を駆動軸トルク換算
値に換算した値Ｔ_dhを求め、この走行抵抗の駆動軸トル
ク換算値Ｔ_dhから勾配抵抗推定部４２で勾配抵抗の駆動
軸トルク換算値Ｔ_dhg を算出し、この勾配抵抗の駆動軸
トルク換算値Ｔ_dhg に基づいて制御ゲイン補正部４３で
各制御ゲインＫ_L 、Ｋ_V を補正するのであるが、その詳
細については後段に説明する。

【００２８】次に、前記車速制御部３４の構成について
説明する。ここでは、駆動軸トルク制御系の伝達遅れは
無視できるものとして、当該車速制御系は図４のように
表れる。ここで、車速制御部３４内に設けられた走行抵
抗推定部４１は、前記図３で説明したものと同じであ
り、車速Ｖ_sp、駆動軸トルク指令値Ｔ_wr、車重Ｍ_V 、タ
イヤ転がり動半径Ｒ_W を用いて、下記３式から走行抵抗
の駆動軸トルク換算値Ｔ _dhを算出する。

【００２９】

【数２】

【００３０】従って、前記目標車速Ｖ_spr から実車速Ｖ
_spを減じた値に車速制御ゲインＫ_spを乗じて得られる総
駆動軸トルク指令値Ｔ_Trから走行抵抗の駆動軸トルク換
算値Ｔ_dhを減ずれば、走行路の勾配や空気抵抗、転がり
抵抗等の影響を排除して、純粋な駆動軸トルク指令値Ｔ
_Wrを求めることができる。そして、その状態での目標車
速Ｖ_spr から実車速Ｖ_spまでの伝達特性は下記４式で表
れる。

【００３１】

【数３】

【００３２】従って、車速制御ゲインＫ_spを適切に設定
することにより、車速制御系の応答を所望の特性に設定
することができる。次に、前記駆動軸トルク制御部３５
の構成について説明する。この駆動軸トルク制御部３５
は、図５のブロック図に示すように構成されている。こ
の実施形態の車両がトルクコンバータ付き自動変速機を
搭載しているものであるとして、トルクコンバータのト
ルク増幅率をＲ_t 、自動変速機で選択されているギヤ比
をＲ _at、ディファレンシャルギヤ比をＲ_def 、エンジン
のイナーシャをＪ_e 、エンジン回転数をＮ_e とすると、
駆動軸トルクＴ_W とエンジントルクＴ_e とは下記５式で
表れる。

【００３３】

【数４】

【００３４】従って、前記駆動軸トルクＴ_W を駆動軸ト
ルク指令値Ｔ_Wrとし、エンジントルクＴ_e をエンジント
ルク指令値Ｔ_erとして、当該エンジントルク指令値Ｔ_er
について解けば下記６式が得られる。

【００３５】

【数５】

【００３６】このようにしてエンジントルク指令値Ｔ_er
が求まれば、図６の制御マップからスロットル開度指令
値θ_r が得られる。そして、得られたスロットル開度指
令値θ_r が正値であればエンジントルクのみで駆動軸ト
ルク指令値通りの駆動トルクを実現できる。これに対
し、スロットル開度指令値θ_r が“０”以下であるとき
には、スロットル開度指令値θ_r を“０”とし、そのと
きにエンジンによって出力される駆動軸トルクを考慮し
て、前記駆動軸トルク指令値Ｔ_Wrを達成するためのホイ
ールシリンダによる制動力を算出する。即ち、エンジン
トルク指令値Ｔ_erとホイールシリンダによるブレーキト
ルク指令値Ｔ_brとの分配制御則は以下のようになる。

【００３７】スロットル開度指令値θ_r ＞０のとき： Ｔ_br＝０ ……… (7)

【００３８】

【数６】

【００３９】スロットル開度指令値θ_r ＝０のとき：ス
ロットル開度θが“０”のときのエンジンから出力され
るトルクをＴ_e0とすると、前記５式は下記９式に変換さ
れる。

【００４０】

【数７】

【００４１】従って、駆動軸トルク指令値Ｔ_Wrを達成す
るためのホイールシリンダによるブレーキトルク指令値
Ｔ_brは下記１０式で与えられる。

【００４２】

【数８】

【００４３】このブレーキトルク指令値Ｔ_brを達成する
ための制動流体圧指令値Ｐ_brは、前記ディスクブレーキ
のホイールシリンダ面積をＡ_b 、ロータ有効半径を
Ｒ_b 、パッド摩擦係数をμ_b として下記１１式で与えら
れる。

【００４４】

【数９】

【００４５】また、このときのエンジントルク指令値Ｔ
_erは、形式上、下記１２式になる。

【００４６】

【数１０】

【００４７】以上の演算処理を図５のブロック図に基づ
いて説明すると、エンジントルク指令値設定部４５は、
前記８式に従ってエンジントルク指令値Ｔ_erを算出設定
する。スロットル開度設定部４６では、前記エンジント
ルク指令値Ｔ_er及びエンジン回転数Ｎ_e を用いて、前記
図６に示すエンジンマップに従ってスロットル開度指令
値θ_r を算出設定する。一方、エンジントルク算出部４
７では、例えば図７に示すようなエンジンマップからス
ロットル開度θが“０”のときのエンジントルクＴ_e0を
算出する。制駆動力補正値算出部４８では、このスロッ
トル開度が“０”のときのエンジントルクＴ_e0を用いて
前記１０式の右辺第２項を算出する。従って、加減算器
４９によって負値の駆動軸トルク指令値（−Ｔ_Wr）と前
記１０式の右辺第２項とを加算することで、当該１０式
のホイールシリンダによるブレーキトルク指令値Ｔ_brを
算出することができる。そして、制動力設定部５０で
は、前記１１式に従って制動流体圧指令値Ｐ_brを算出設
定する。

【００４８】次に、前記勾配抵抗推定部４２で行われる
演算処理について説明する。前記走行抵抗推定部４１で
前記３式に基づいて算出された走行抵抗の駆動軸トルク
換算値Ｔ_dhには、勾配抵抗に相当する駆動軸トルク換算
値Ｔ_dhg の他、空気抵抗Ｆ_aによる抵抗分、転がり抵抗
Ｆ_r による抵抗分を含んでいる。これら空気抵抗Ｆ_a及
び転がり抵抗Ｆ_r は下記１３式、１４式で得られる。

【００４９】

【数１１】

【００５０】但し、μ_a は空気抵抗係数、Ｓ_V は前面投
影面積、μ_r は転がり抵抗係数、ｇは重力加速度であ
る。従って、これら空気抵抗Ｆ_a による抵抗分、転がり
抵抗Ｆ_r による抵抗分を除いた勾配抵抗の駆動軸トルク
換算値Ｔ_dhg は下記１５式で与えられる。

【００５１】

【数１２】

【００５２】前記勾配抵抗推定部４２では、この１５式
に基づいて勾配抵抗の駆動軸トルク換算値Ｔ_dhg を算出
する。次に、前記制御ゲイン補正部４３で行われる演算
処理について説明する。この制御ゲイン補正部４３は、
例えば図８のように表れる。この制御ゲイン補正部４３
では、前述のように車間距離検出部３２で検出された車
間距離Ｌの微分値から相対速度Ｖ_b を求め、この相対速
度Ｖ_b に応じた相対速度制御ゲインＫ_V0を下記表１に従
って設定すると共に、車間距離Ｌと車間距離指令値Ｌ_r
との差分値に応じた車間距離差制御ゲインＫ_L を下記表
２に従って設定する。

【００５３】

【表１】

【００５４】このうち、相対速度制御ゲインＫ_V0は、相
対速度Ｖ_b が“０”であるときに最も小さく、先行車両
と自車両とが近づく場合も、遠のく場合も、相対速度Ｖ
_b の絶対値が大きいほど、大きく設定される。これは、
相対速度Ｖ_b が“０”である定常追従走行時には後述す
る車間距離差制御ゲインＫ_L による加減速が過敏になり
すぎるのを抑制し、先行車両が加減速した結果、相対速
度が大きくなってしまったときには、自車両が先行車両
を追従できなくならないように加減速制御の応答性を向
上させるためである。なお、この相対速度制御ゲインＫ
_V0は、車間距離差については変化させていない。また、
この相対速度制御ゲインＫ_V0は、後述する車間距離差制
御ゲインＫ_L に比較して大幅に小さいので、その作用
は、当該車間距離差制御ゲインＫ_L による制御特性を補
正するように作用する。

【００５５】

【表２】

【００５６】これに対し、車間距離差制御ゲインＫ
_L は、何れの場合も前記相対速度制御ゲインＫ_V0より大
幅に大きい。そして、車間距離指令値Ｌ_r に対して実際
の車間距離Ｌが少し遠いとき、例えば車間距離差が２ｍ
とか４ｍといったときに最大であり、それより車間距離
差が大きくなるほど、つまり先行車両と自車両とが遠い
ほど、或いは車間距離差が小さくなるほど、つまり先行
車両と自車両とが近いほど、小さく設定される。これ
は、先行車両が加減速した結果、車間距離差が少し大き
くなったり小さくなったときの自車両の加減速制御の応
答性を向上させるためであり、特に先行車両が加速した
結果、車間距離差が少し大きくなったときの加速制御の
応答性を向上させるようにしてあり、そのようにするこ
とにより俊敏な加減速の印象を与えて違和感を払拭する
ようにしている。ちなみに、車間距離が近すぎたり遠す
ぎたりする場合には、むしろ目標とする車間距離にゆっ
くりと一致させる方が、制御のハンチングを避けること
ができて、感覚的には良好なものとなる。

【００５７】また、この車間距離差制御ゲインＫ_L は、
相対速度Ｖ_b が“０”であるときに最も大きく、先行車
両と自車両とが近づく場合も、遠のく場合も、相対速度
Ｖ_bの絶対値が大きいほど、小さく設定される。これ
は、相対速度Ｖ_b が“０”である定常追従走行時には、
先行車両の加減速に対する自車両の加減走の応答性を向
上させるためである。ちなみに、先行車両に近づきすぎ
たり遠ざかりすぎたりしたとき、つまり相対速度の絶対
値が大きいときには、むしろ目標とする相対速度にゆっ
くりと一致させる方が、制御のハンチングを避けること
ができて、感覚的には良好なものとなる。

【００５８】また、この制御ゲイン補正部４３では、前
記勾配抵抗推定部４２で算出された勾配抵抗の駆動軸ト
ルク換算値Ｔ_dhg から図９に示す制御マップに従って、
前記相対速度制御ゲインＫ_V0に乗ずる制御ゲイン補正係
数ｋ_V を算出する。この制御ゲイン補正係数ｋ_V は、勾
配抵抗が上り坂になっても下り坂になっても、その勾配
抵抗の絶対値が大きいほど、大きく設定される。即ち、
勾配抵抗が大きいほど、目標とする加減速度が大きくな
るように構成されている。これは、前述したように、登
坂路走行中の減速制御時に、エンジンブレーキトルクが
発生するまでに時間がかかり、その結果、十分な減速度
が得られないという問題を回避するためであり、少なく
とも登坂路の勾配抵抗が大きければ大きいほど、速やか
に減速される効果が得られる。逆に、降坂路走行中の減
速制御時にも、勾配抵抗が大きければ大きいほど（この
場合は急な下りであることを意味する）、速やかに減速
される効果が得られる。勿論、このような効果は、勾配
抵抗、つまり登坂路又は降坂路でのみ発生するため、通
常の平坦路で定常的に先行車両に追従制御しているとき
には、加減速の応答性が過敏になることなく、もって乗
心地が悪化することもない。

【００５９】以上より、前記車間距離センサ１２及び図
２の車間距離検出部３２が車間距離検出手段を構成し、
以下同様に、図３の微分器３０が相対速度検出手段を構
成し、前記車輪速センサ１３Ｌ、１３Ｒが自車両速度検
出手段を構成し、前記車間距離指令値設定部３１が目標
車間距離設定手段を構成し、図３の加減算器２９が車間
距離差算出手段を構成し、図３の乗算器２７、２８、加
減算器２６が目標加減速度設定手段を構成し、図３の加
算器２５が目標速度設定手段を構成し、図２の車速制御
部３４、駆動軸トルク制御部３５、制動流体圧サーボ系
３６、スロットル開度サーボ系３７が制御手段を構成
し、図３の走行抵抗推定部４１及び勾配抵抗推定部４２
が勾配抵抗検出手段を構成し、図３及び図８の制御ゲイ
ン補正部が制御ゲイン補正手段を構成している。

【００６０】次に、本発明の車両用走行制御装置の第２
実施形態について説明する。この実施形態の車両の概略
構成は、前記第１実施形態の図１のものと同様であり、
構成されるシステムの概略構成も図２のものと同様であ
る。この実施形態では、このシステム中の車間距離制御
部３３が、前記第１実施形態の図３のものから図１０の
ものに変更されている。この実施形態の車間距離制御部
３３では、前記目標車速を算出するための加算器２５と
車速制御系との間に目標車速補正部５１が介装されてい
る。

【００６１】この目標車速補正部５１では、図１１に示
すように、目標車速最小値設定部５２で、図１２に示す
制御マップから車間距離Ｌに基づいて目標車速最小値Ｖ
_{spmi n} を求め、前記加算器２５で算出される目標車速Ｖ
_spr0（ここでは目標車速補正部５１で補正されて得られ
る目標車速をＶ_spr とし、加算器２５で算出される目標
車速は差別化してＶ_spr0と表す）と目標車速最小値Ｖ
_spmin とのうち、何れか大きい方を最大値選出部５３で
最終的な目標車速Ｖ_spr として選出する。換言すれば、
車間距離差と相対速度とに基づいて算出された目標車速
Ｖ_spr0が目標車速最小値Ｖ_spmin を下回るときには当該
最小値Ｖ_spmin を目標車速Ｖ_spr とすることになる。な
お、前記図１２の制御マップでは、車間距離Ｌが大きい
ほど、自車両の目標車速最小値Ｖ_spmin が大きくなる、
上に凸の二次関数曲線のように構成されている。

【００６２】図１３は、先行車両が減速し、それに合わ
せて自車両が追従して減速しているときの車間距離Ｌに
応じて設定される目標車速最小値Ｖ_spmin と、車間距離
差と相対速度とに基づいて算出された目標車速Ｖ_spr0と
のうち、何れか大きい方を最終的な目標車速Ｖ_spr に選
出したタイミングチャートである。このシミュレーショ
ンでは、先行車両が後半、停止してしまうため、車間距
離差と相対速度とに基づいて算出される目標車速Ｖ_spr0
は、その停止タイミングに合わせて急速に小さくなり、
もしもその通りに車速を制御したならば、先行車両に対
して手前で減速しすぎてしまう違和感があると共に、そ
の後、自車両が極低速で先行車両に接近するような違和
感のある挙動を示してしまう。

【００６３】これに対し、前記目標車速最小値Ｖ_spmin
を最終的な目標車速Ｖ_spr に選出する本実施形態では、
先行車両が停止した後も、車間距離に応じて次第に小さ
く設定される目標車速最小値Ｖ_spmin によって自車両を
滑らかに減速させ、やがて停止させることができるた
め、前述のような違和感がない。以上より、前記車間距
離センサ１２及び図２の車間距離検出部３２が車間距離
検出手段を構成し、以下同様に、図１０の微分器３０が
相対速度検出手段を構成し、前記車輪速センサ１３Ｌ、
１３Ｒが自車両速度検出手段を構成し、前記車間距離指
令値設定部３１が目標車間距離設定手段を構成し、図１
０の加減算器２９が車間距離差算出手段を構成し、図１
０の乗算器２７、２８、加減算器２６が目標加減速度設
定手段を構成し、図１０の加算器２５が目標速度設定手
段を構成し、図２の車速制御部３４、駆動軸トルク制御
部３５、制動流体圧サーボ系３６、スロットル開度サー
ボ系３７が制御手段を構成し、図１０の走行抵抗推定部
４１及び勾配抵抗推定部４２が勾配抵抗検出手段を構成
し、図１０及び図８の制御ゲイン補正部が制御ゲイン補
正手段を構成し、図１１の目標車速最小値設定部５２が
目標速度最小値設定手段を構成し、図１１の最大値選出
部５３が目標速度補正手段を構成している。

【００６４】次に、本発明の車両用走行制御装置の第３
実施形態について説明する。この実施形態の車両の概略
構成は、前記第１実施形態の図１のものと同様であり、
構成されるシステムの概略構成も図２のものと同様であ
る。また、この実施形態では、前記システム中の車間距
離制御部３３に、前記第２実施形態の図１０のものが採
用されている。そして、この実施形態では、前記車間距
離制御部３３の目標車速補正部５１が、前記第２実施形
態の図１１のものから図１４のものに変更されている。

【００６５】この目標車速補正部５１では、図１４に示
すように、前記第２実施形態と同様に、目標車速最小値
設定部５２で、前記図１２に示す制御マップから車間距
離Ｌに基づいて目標車速最小値Ｖ_spmin を求め、前記加
算器２５で算出される目標車速Ｖ_spr0と目標車速最小値
Ｖ_spmin とのうち、何れか大きい方を最大値選出部５３
で選出し、その値に、例えば最大加速度が０．１Ｇ、最
大減速度がー０．２５Ｇといった変化率の制限をリミッ
タ５４で施して目標車速Ｖ_spr1（ここでは、更に複数段
の処理を施すため、リミッタ５４の出力目標車速をＶ
_spr1として差別化する）を算出する。そして、更にこの
目標車速Ｖ_spr1から後述する遅れ処理済み目標車速Ｖ
_spr3を加減算器５５で減じて遅れ処理前目標車速Ｖ_spr2
を算出する。

【００６６】一方、加減算器５６では、前記リミッタ処
理済み目標車速Ｖ_spr1から前記目標車速最小値Ｖ_spmin
を減じ、遅れ角速度設定部５７では、例えば図１５に示
す制御マップに従って、この目標車速と最小値との差分
値Ｖ_spr1−Ｖ_spmin に応じた遅れ角速度ω₁ を算出設定
する。この制御マップでは、目標車速と最小値との差分
値Ｖ_spr1−Ｖ_spmin の絶対値が小さい領域では遅れ角速
度ω₁ が小さく、当該差分値Ｖ_spr1−Ｖ_spmin の絶対値
が大きくなるほど遅れ角速度ω₁ が大きく設定されるよ
うになっている。従って、乗算器５８で前記遅れ処理前
目標車速Ｖ_spr2と遅れ角速度ω₁ とを乗じ、更にローパ
スフィルタ５９で遅れ処理を施した遅れ処理済み目標車
速Ｖ_spr3の伝達特性は下記１６式で表れる。この実施形
態では、前述のように目標車速と最小値との差分値Ｖ
_spr1−Ｖ_spmin の絶対値が大きいほど遅れ角速度ω₁ が
大きく設定されるため、目標車速と最小値との差分値が
大きいときには遅れ処理済み目標車速Ｖ_spr3は目標車速
最小値Ｖ_spmin にゆっくりと近づくことになる。

【００６７】

【数１３】

【００６８】そして、このようにして得られた遅れ処理
済み目標車速Ｖ_spr3と前記リミッタ処理済み目標車速Ｖ
_spr1とを比較器６０に入力し、その比較結果からスイッ
チ６１を切り換えて、前記１６式における入力、つまり
リミッタ処理済み目標車速Ｖ _spr1が出力、つまり遅れ処
理済み目標車速Ｖ_spr3より大きいときには当該出力値、
遅れ処理済み目標車速Ｖ_spr3を最終的な目標車速Ｖ_spr
に選出し、入力が出力より小さいときには、当該入力
値、即ちリミッタ処理済み目標車速Ｖ_spr1を目標車速Ｖ
_spr に選出する。

【００６９】図１６は、前記第２実施形態における図１
３と同様に、先行車両が減速し、それに合わせて自車両
が追従して減速しているときの車間距離Ｌに応じて設定
される目標車速最小値Ｖ_spmin と、前記遅れ処理済み目
標車速Ｖ_spr3とを求め、そのうちから前記図１４の比較
器６０及びスイッチ６１で最終的な目標車速Ｖ_spr を選
出したタイミングチャートである。このシミュレーショ
ンでも、先行車両が後半、停止してしまうため、車間距
離差と相対速度とに基づいて算出される遅れ処理済み目
標車速Ｖ_spr3は、その停止タイミングに合わせて急速に
小さくなり、もしもその通りに車速を制御したならば、
先行車両に対して手前で減速しすぎてしまう違和感があ
ると共に、その後、自車両が極低速で先行車両に接近す
るような違和感のある挙動を示してしまう。

【００７０】これに対し、前記目標車速最小値Ｖ_spmin
を最終的な目標車速Ｖ_spr に選出する本実施形態では、
先行車両が停止した後も、車間距離に応じて次第に小さ
く設定される目標車速最小値Ｖ_spmin によって自車両を
滑らかに減速させ、やがて停止させることができるた
め、前述のような違和感がない。更に、本実施形態で
は、前述した遅れ処理により目標車速最小値Ｖ_spmin に
滑らかに移行することにより、加減速度（図ではＧ）変
動の小さい挙動が得られる。

【００７１】また、図１７は、自車両が先行車両に対し
て、遠くから加速して追いつく場合であるが、自車両が
加速しながら目標車速最小値Ｖ_spmin を越えてゆくよう
な場合（時刻ｔ₁ ）には、前記図１４の回路によって遅
れ処理が施されない（図ではフィルタがかからない）、
即ち遅れ処理済み目標車速Ｖ_spr3がスイッチ６１によっ
て選出されないので、通常の加速が行われる。一方、減
速時（時刻ｔ₂ ）には前記図１６の場合と同様に遅れ処
理が施される（図ではフィルタがかかる）ので、滑らか
に目標車速最小値Ｖ_spmin に移行する。

【００７２】以上より、前記車間距離センサ１２及び図
２の車間距離検出部３２が車間距離検出手段を構成し、
以下同様に、図１０の微分器３０が相対速度検出手段を
構成し、前記車輪速センサ１３Ｌ、１３Ｒが自車両速度
検出手段を構成し、前記車間距離指令値設定部３１が目
標車間距離設定手段を構成し、図１０の加減算器２９が
車間距離差算出手段を構成し、図１０の乗算器２７、２
８、加減算器２６が目標加減速度設定手段を構成し、図
１０の加算器２５が目標速度設定手段を構成し、図２の
車速制御部３４、駆動軸トルク制御部３５、制動流体圧
サーボ系３６、スロットル開度サーボ系３７が制御手段
を構成し、図１０の走行抵抗推定部４１及び勾配抵抗推
定部４２が勾配抵抗検出手段を構成し、図１０及び図８
の制御ゲイン補正部が制御ゲイン補正手段を構成し、図
１４の目標車速最小値設定部５２が目標速度最小値設定
手段を構成し、図１４の最大値選出部５３からスイッチ
６１までの回路が目標速度補正手段を構成している。

【００７３】なお、車間距離の検出には、レーダ装置に
代えて、ＣＣＤカメラなどの撮像装置を備え、その撮像
装置でとらえた自車両前方の画像から先行車両との車間
距離を求めるようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の車両用走行制御装置の一実施形態を示
す車両構成図である。

【図２】図１の走行制御装置で行われる先行車両追従制
御装置のブロック図である。

【図３】図２の車間距離制御部のブロック図である。

【図４】図２の車速制御部のブロック図である。

【図５】図２の駆動軸トルク制御部のブロック図であ
る。

【図６】図５の駆動軸トルク制御部で用いられるエンジ
ンマップである。

【図７】図５の駆動軸トルク制御部で用いられるエンジ
ンマップである。

【図８】図２の制御ゲイン補正部のブロック図である。

【図９】図８の制御ゲイン補正部で用いられる制御マッ
プである。

【図１０】本発明の車両用走行制御装置の第２実施形態
を示す車間距離制御部のブロック図である。

【図１１】図１０の目標車速補正部のブロック図であ
る。

【図１２】図１１の目標車速補正部で用いられる制御マ
ップである。

【図１３】図１０の車間距離制御部による自車両減速時
の作用を示すタイミングチャートである。

【図１４】本発明の車両用走行制御装置の第３実施形態
を示す目標車速補正部のブロック図である。

【図１５】図１４の目標車速補正部で用いられる制御マ
ップである。

【図１６】図１４の目標車速補正部による自車両減速時
の作用を示すタイミングチャートである。

【図１７】図１４の目標車速補正部による自車両加減速
時の作用を示すタイミングチャートである。

【符号の説明】

１ＦＬ〜１ＲＲは車輪 ２はエンジン ３は自動変速機 ７はディスクブレーキ ８は制動制御装置 ９はエンジン制御装置 １２は車間距離センサ １３Ｌ、１３Ｒは車輪速度センサ ２０は走行制御用コントロールユニット ２５は加算器 ２６は加減算器 ２７、２８は乗算器 ２９は加減算器 ３０は微分器 ３１は車間距離指令値設定部 ３２は車間距離検出部 ３３は車間距離制御部 ３４は車速制御部 ３５は駆動軸トルク制御部 ３６は制動流体圧サーボ系 ３７はスロットル開度サーボ系 ４１は走行抵抗推定部 ４２は勾配抵抗推定部 ４３は制御ゲイン補正部 ５１は目標車速補正部 ５２は目標車速最小値設定部 ５３は最大値選出部 ５７は遅れ角速度設定部 ５９は積分器

───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｆ０２Ｄ 29/02 ３０１ Ｆ０２Ｄ 29/02 ３０１Ｄ ５Ｈ１８０ 41/14 ３２０ 41/14 ３２０Ｄ Ｇ０８Ｇ 1/16 Ｇ０８Ｇ 1/16 Ｅ (72)発明者 瀬戸 陽治 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 山村 吉典 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 AA41 AA66 AB01 AC01 AC26 AD00 AD04 AD41 AD47 AD51 AE04 AE41 AF01 3D044 AA25 AA45 AB01 AC00 AC03 AC24 AC26 AC35 AC56 AC59 AD04 AD21 AE01 AE04 AE14 AE19 AE22 3D046 BB18 GG02 HH02 HH20 HH23 HH36 HH49 JJ00 JJ24 KK07 3G093 AA05 BA14 BA23 CB10 DA06 DB00 DB05 DB15 DB16 DB18 EA09 EB04 EC01 EC04 FA02 FA05 FA08 FA10 FA11 FA12 3G301 JA03 KB02 LA03 LB02 LC01 LC03 LC07 NA05 NA06 NA08 NB03 NC04 ND02 ND05 NE17 NE19 PA11Z PF01A PF01Z PF05Z PG00 5H180 AA01 CC14 LL04 LL09

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 先行車両との車間距離が目標車間距離に
   なるように自車両の速度を制御して先行車両に追従する
   車両用走行制御装置において、自車両と先行車両との車
   間距離を検出する車間距離検出手段と、自車両と先行車
   両との相対速度を検出する相対速度検出手段と、自車両
   の速度を検出する自車両速度検出手段と、自車両と先行
   車両との目標車間距離を設定する目標車間距離設定手段
   と、前記車間距離検出手段で検出された車間距離と前記
   目標車間距離設定手段で設定された目標車間距離との差
   を算出する車間距離差算出手段と、前記車間距離差算出
   手段で算出された車間距離差及び前記相対速度検出手段
   で検出された相対速度及びそれらに対して設定された制
   御ゲインに基づいて自車両の目標加減速度を設定する目
   標加減速度設定手段と、前記目標加減速度設定手段で設
   定された目標加減速度から自車両の目標速度を設定する
   目標速度設定手段と、前記自車両速度検出手段で検出さ
   れた自車両の速度が前記目標速度設定手段で設定された
   自車両の目標速度に一致するように自車両の制駆動力を
   制御する制御手段と、走行路の勾配抵抗を検出する勾配
   抵抗検出手段と、前記勾配抵抗検出手段で検出された走
   行路の勾配抵抗に基づいて前記制御ゲインを補正する制
   御ゲイン補正手段とを備えたことを特徴とする車両用走
   行制御装置。
2. 【請求項２】 前記制御ゲイン補正手段は、前記勾配抵
   抗検出手段で検出された走行路の勾配抵抗の絶対値が大
   きいほど、前記目標加減速度設定手段で設定される自車
   両の目標加減速度が大きくなるように制御ゲインを補正
   することを特徴とする請求項１に記載の車両用走行制御
   装置。
3. 【請求項３】 前記制御ゲイン補正手段は、前記勾配抵
   抗検出手段で検出された走行路の勾配抵抗が登坂路であ
   るときに、前記目標加減速度設定手段で設定される自車
   両の目標加減速度が大きくなるように制御ゲインを補正
   することを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用走
   行制御装置。
4. 【請求項４】 前記制御ゲイン補正手段は、前記勾配抵
   抗検出手段で検出された走行路の勾配抵抗の絶対値が大
   きいほど、少なくとも前記目標加減速度設定手段で設定
   される自車両の目標加減速度の減速の度合いが大きくな
   るように制御ゲインを補正することを特徴とする請求項
   ２又は３に記載の車両用走行制御装置。
5. 【請求項５】 前記車間距離検出手段で検出された車間
   距離に基づいて自車両の目標速度の最小値を設定する目
   標速度最小値設定手段と、前記目標速度設定手段で設定
   された自車両の目標速度が前記目標速度最小値設定手段
   で設定された自車両の目標速度の最小値以下となったと
   きに、自車両の目標速度を当該目標速度最小値に補正す
   る目標速度補正手段とを備えた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。
6. 【請求項６】 前記目標速度最小値設定手段は、前記車
   間距離検出手段で検出された車間距離が大きいほど、自
   車両の目標速度の最小値を大きく設定することを特徴と
   する請求項５に記載の車両用走行制御装置。
7. 【請求項７】 前記目標速度補正手段は、自車両の目標
   速度を前記目標速度最小値に補正するとき、目標速度を
   滑らかに変化することを特徴とする請求項５又は６に記
   載の車両用走行制御装置。