JP2005028896A

JP2005028896A - 追従走行制御装置

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Publication number: JP2005028896A
Application number: JP2003193012A
Authority: JP
Inventors: Susumu Sato; 行佐藤
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2003-07-07
Filing date: 2003-07-07
Publication date: 2005-02-03
Anticipated expiration: 2023-07-07
Also published as: JP4161822B2

Abstract

【課題】ブレーキフェード状態に至りつつある状態であっても、より長い期間追従走行制御を行うことの可能な追従走行制御を提供する。
【解決手段】ブレーキパッドの温度Ｔｂｋが、このまま追従走行制御を継続するとブレーキフェード状態に至ると予測されるフェード抑制開始温度ＴＭＰ_Ｌを上回ったときに、追従走行制御における制御特性を決定する減衰係数ζ及び固有振動数ωｎの、相対速度ΔＶが接近方向にあるときの特性を、加速度変化がより小さい制御特性となるように変更する。加速方向への速度変化がより小さくなるように追従走行制御が行い、制動力を発生させる必要のある状況に至ることを軽減して制動力の発生頻度を抑制し、ブレーキパッドの温度上昇を抑制することで、ブレーキパッド温度Ｔｂｋがフェード温度ＴＭＰ_Ｈに達する時点を遅らせ、追従走行制御が不可となる時点を遅らせる。
【選択図】図８

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、先行車両との相対位置関係を目標となる相対位置関係に保ちつつ走行させるようにした追従走行制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自車両と先行車両との相対位置関係を目標となる相対位置関係に保ちつつ走行させるために制駆動力を制御するようにした追従走行制御装置として、数々のものが提案されている。また、例えば、追従走行制御中、長い下り坂を走行する際等に、ブレーキフェード状態に達することを回避するために、制動力の積分値を算出し、この制動力の積分値がしきい値を超えるときには、ブレーキフェード状態に達する可能性が高いとして、追従走行制御を中止するようにしたもの等も提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１２−３１３２４６号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このように、ブレーキフェード状態に達する可能性が高いときには追従走行制御を中止するようにした場合、ブレーキフェード状態となることを回避することができるものの、制動力の積分値がしきい値を超えブレーキフェード状態に達する可能性が高いと判定された時点で追従走行制御が中止されてしまい、以後、追従走行制御を行うことができず、利便性が悪いという問題がある。
そこで、この発明は、上記従来の未解決の問題に着目してなされたものであり、ブレーキフェード状態に至りつつある状態であっても、より長い期間追従走行制御を行うことの可能な追従走行制御装置を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る追従走行制御装置は、自車両と先行車両との相対位置関係が目標とする相対位置関係となるように、追従制御手段により制駆動力を制御する。
このとき、ブレーキフェード状態に至ると予想されるフェード抑制開始状態であると判定された時点で、前記追従制御手段による追従制御内容を、前記ブレーキフェード状態に至る方向への変化を抑制可能な追従制御内容に変更する。この時点から、追従制御手段による追従制御内容が変更され、ブレーキフェード状態に至る方向への変化がこれまでに比較して抑制されるから、ブレーキフェード状態に至る時点がその分遅れることになり、追従制御手段による追従制御をその分、より長く継続することが可能となる。
【０００６】
【発明の効果】
本発明に係る追従走行制御装置によれば、ブレーキフェード状態に至る前のフェード抑制開始状態であると判定された時点で、追従制御手段による追従制御内容を、ブレーキフェード状態に至る方向への変化を抑制可能な追従制御内容に変更するようにしたから、ブレーキフェード状態に至る時点を遅らせることができ、追従制御の性能は多少低下するものの、追従制御手段による追従制御をその分延長して実行することができる。
【０００７】
【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、本発明における追従走行制御装置の概略構成図である。
図中１は、自車両前方に位置する先行車両との間の車間距離を検出するための車間距離センサ、３は、図示しない車輪のうちの何れかの車輪に設けられ、この車輪に制動力を付与するための図示しないブレーキパッドの温度を検出する温度センサ、４は、自車速を検出するための車速センサであって、後述の自動変速機６の出力側の回転速度を検出することにより、自車速を検出するようになっている。
【０００８】
前記車間距離センサ１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、自車両前方に存在する車両と自車両との間の車間距離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を計測する測距センサ等を適用することができる。
また、図中５は、スロットル開度信号に応じてスロットルバルブを開閉し、エンジンの吸入空気量を変えてエンジン出力を調節するスロットルアクチュエータ、６は、車速及びスロットル開度に応じて変速比を変える自動変速機、７は、車両に制動力を発生させる制動制御装置、８は走行制御処理の中止をドライバに通知するための表示装置等の通報装置である。
【０００９】
そして、各種センサの検出信号は、コントローラ１０に入力され、コントローラ１０では、これら各種センサの検出信号に基づいて目標車速Ｖ^＊を算出し、自車速Ｖｓｐが目標車速Ｖ^＊となるように、スロットルアクチュエータ５、自動変速機６及び制動制御装置７を制御する。また、温度センサ３の検出信号に基づいてブレーキフェード状態に至りつつあることが検出されたときには、走行制御における収束特性を変更して、ブレーキフェード状態に至るタイミングの延長を図る。
【００１０】
前記コントローラ１０は、マイクロコンピュータとその周辺機器とを備え、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、公知の走行制御装置における制御ブロックと同様に構成され、例えば、車速センサ４からの車速パルスの周期を計測し、自車速を演算する車速信号処理部１１と、車間距離センサ１でレーザ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、自車両前方の走行車線上に存在する先行車両と自車両との間の車間距離Ｌを演算する測距信号処理部１４と、車速信号処理部１１で演算した自車速Ｖｓｐ及び測距信号処理部１４で演算された先行車両と時車両との間の車間距離Ｌに基づいて、目標車間距離Ｌ^＊を設定すると共に、車間距離Ｌを目標車間距離Ｌ^＊に維持するための目標車速Ｖ^＊を算出する走行制御部３０と、この走行制御部３０で算出した目標車速Ｖ^＊に基づいて、自車速Ｖｓｐを目標車速Ｖ^＊に一致させるように、スロットルアクチュエータ５、自動変速機６及び制動制御装置７を制御する車速制御部１３とを備えている。
【００１１】
前記走行制御部３０は、測距信号処理部１４で算出された車間距離Ｌに基づいて自車両と先行車両との相対速度ΔＶを算出する相対速度演算部３１と、車速信号処理部１１から入力される自車速Ｖｓｐ及び速度演算部３１から入力される相対速度ΔＶ、或いは図示しない手動スイッチでの操作により運転者により設定される車間距離設定値Ｌｓに基づいて目標車間距離Ｌ^＊を設定する目標車間距離設定部３２と、相対速度演算部３１で算出した相対速度ΔＶ及び測距信号処理部１４で算出した車間距離Ｌに基づき、車間距離Ｌを前記目標車間距離設定部３２で算出された目標車間距離Ｌ^＊に一致させるための目標車速Ｖ^＊を算出すると共に、目標車速Ｖ^＊を算出する際の制御特性を、温度センサ３で検出されるブレーキ温度Ｔｂｋに基づいて変更する車間距離制御部３３とから構成されている。
【００１２】
そして、前記車速制御部１３では、目標車速Ｖ^＊と自車速Ｖｓｐとの差分値から例えば、ＰＩＤ（比例−積分−微分）制御により公知の手順で目標加速度を算出し、目標加減速度が負値である場合には、この目標加減速度を実現し得るように制動制御装置７を制御して制動力を発生させ、逆に、目標加減速度が正値である場合には、前記目標加減速度を実現し得るようにスロットルアクチュエータ５のスロットル開度及び自動変速機６の変速比を制御する。
【００１３】
次に、前記測距信号処理部１４と走行制御部３０とを詳細に説明する。
まず、先行車両と自車両との相対速度ΔＶの演算方法について説明する。相対速度ΔＶは、図３及び図４に示すように、測距信号処理部１４で算出された先行車両までの車間距離Ｌを入力とし、バンドパスフィルタ或いはハイパスフィルタを用いて近似的に求めることができる。例えば、バンドパスフィルタは、次式（１）で表す伝達関数で実現することができる。
【００１４】
Ｆ（ｓ）＝ωｃ^２・ｓ／（ｓ^２＋２ζ・ωｃ・ｓ＋ωｃ^２）……（１）
なお、式（１）において、ωｃはωｃ＝２π・ｆｃ、ｓはラプラス演算子である。なお、フィルタ関数のカットオフ周波数ｆｃは、車間距離Ｌに含まれるノイズ成分の大きさと、短周期の車体前後加速度変動の許容値とにより決定する。
次に、車間距離Ｌを目標車間距離Ｌ^＊に保ちつつ走行するための制御則について説明する。基本的な制御系の構成は、図２に示すように、走行制御部３０と、車速制御部１３とをそれぞれ独立に備える。なお、走行制御部３０の出力は目標車速（車速指令値）Ｖ^＊であり、車間距離Ｌを直接に制御する構成としていない。
【００１５】
走行制御部３０の車間距離制御部３３では、車間距離Ｌと相対速度ΔＶとに基づいて、車間距離Ｌを目標車間距離Ｌ^＊に保ちながら走行するための目標車速Ｖ^＊を演算する。具体的には、図５及び次式（２）で示すように、目標車間距離Ｌ^＊と実際の車間距離Ｌとの差（Ｌ^＊−Ｌ）に制御ゲインｆｄを乗算した値と、相対速度ΔＶに制御ゲインｆｖを乗算した値との和であるΔＶ^＊を算出し、これを、先行車の車速Ｖｔから減算した値を目標車速Ｖ^＊とする。
【００１６】
Ｖ^＊＝Ｖｔ−ΔＶ^＊ ……（２）
ΔＶ^＊＝ｆｄ・（Ｌ^＊−Ｌ）＋ｆｖ・ΔＶ
なお、前記制御ゲインｆｄ及びｆｖは、走行制御性能を決めるパラメータである。ここでは、２個の目標値（車間距離と相対速度）を１個の入力（目標車速）で制御する１入力２出力系であることから、制御法として状態フィードバック（レギュレータ）を用いて制御系を設計している。
【００１７】
以下、前記制御系の設計手順を説明する。
まず、システムの状態変数ｘ１，ｘ２を次式（３）で定義する。なお、Ｖは、自車速を表す。
ｘ１＝Ｖｔ−Ｖ
ｘ２＝Ｌ^＊−Ｌ ……（３）
【００１８】
また、制御入力（コントローラの出力）ΔＶ^＊を次式（４）で定義する。
ΔＶ^＊＝Ｖｔ−Ｖ^＊ ……（４）
ここで、車間距離Ｌは次式（５）のように表すことができる。
Ｌ＝∫（Ｖｔ−Ｖ）ｄｔ＋Ｌ０ ……（５）
なお、（５）式中のＬ０は、車間距離制御における停止時の目標車間距離である。
【００１９】
また、車速サーボ系は線形伝達関数によって、例えば次式（６）のように目標車速Ｖ^＊に対して、自車速Ｖが一次遅れで近似的に表現することができる。
Ｖ＝１／（１＋τｖ・ｓ）
ｄＶ／ｄｔ＝１／τｖ（Ｖ^＊−Ｖ） ……（６）
したがって、先行車車速Ｖｔが一定であるとすると、前記（３）、（４）及び（６）式より、前記状態変数ｘ１は次式（７）で表すことができる。
ｄｘ１／ｄｔ＝−１／τｖ・ｘ１＋１／τｖ・ΔＶ^＊ ……（７）
【００２０】
また、目標車間距離Ｌ^＊が一定であるとすると、前記（３）式及び（５）式より、前記状態変数ｘ２は次式（８）で表すことができる。
ｘ２＝−（Ｖｔ−Ｖ）＝−ｘ１ ……（８）
したがって、前記（７）式及び（８）式より、システムの状態方程式は次式（９）で表すことができる。
【００２１】
【数１】

【００２２】
また、状態フィードバックが施された全体システムの状態方程式は次式（１０）で表すことができる。
ｄＸ／ｄｔ＝（Ａ＋ＢＦ）Ｘ ……（１０）
ただし、制御入力ｕ＝ＦＸ，Ｆ＝［ｆｖｆｄ］である。
したがって、前記（１０）式より、全体システムの特性方程式は次式（１１）で表すことができる。
｜ｓＩ−Ａ’ ｜＝ｓ^２＋（１−ｆｖ）／τｖ・ｓ＋ｆｄ／τｖ＝０
Ａ’ ＝Ａ＋ＢＦ ……（１１）
【００２３】
【数２】

【００２４】
ここで、前記車速制御部１３の車速サーボ系は近似的に線形伝達関数で表現でき、この伝達特性に基づき、車間距離Ｌが目標車間距離Ｌ^＊へ、また、相対速度ΔＶが０へ収束する収束特性が、減衰係数ζ、固有振動数ωｎで特定される収束特性となるように、次式（１２）に従って制御ゲインｆｄ，ｆｖを設定する。
ｆｖ＝１−２ζ・ωｎ・τｖ
ｆｄ＝ωｎ^２・τｖ ……（１２）
【００２５】
ここで、図６に示すように、相対速度ΔＶは先行車両と自車両との車速差であることから、先行車車速Ｖｔは実車速Ｖと相対速度ΔＶとに基づいて次式（１３）から算出することができる。
Ｖｔ＝Ｖ＋ΔＶ ……（１３）
したがって、前記（２）式及び（１３）式より、目標車速Ｖ^＊は次式（１４）で表すことができる。
Ｖ^＊＝Ｖ−ｆｄ（Ｌ^＊−Ｌ）＋（１−ｆｖ）ΔＶ ……（１４）
【００２６】
なお、目標車間距離Ｌ^＊は接近警報などで用いられる車間時間という概念を用いて設定してもよいが、ここでは制御の収束性にまったく影響を及ぼさないという観点から先行車車速Ｖｔの関数とする。前記（１３）式で定義した先行車車速Ｖｔを用いて、目標車間距離Ｌ^＊を、次式（１５）に示すように設定する。
Ｌ^＊＝ａ・Ｖｔ＋Ｌ０＝ａ・（Ｖ＋ΔＶ）＋Ｌ０ ……（１５）
【００２７】
なお、（１５）式に示すように、先行車車速Ｖｔを自車速Ｖと相対速度ΔＶとから算出した値を用いて目標車間距離Ｌ^＊を設定した場合、相対速度検出値に重畳されるノイズの影響を受けるため、図７に示すように、次式（１６）で表される目標車間距離Ｌ^＊を自車速Ｖの関数として設定してもよい。
Ｌ^＊＝ａ・Ｖ＋Ｌ０ ……（１６）
【００２８】
なお、前記車間距離制御部３３においては、このようにして設定された目標車間距離Ｌ^＊が、図示しない手動スイッチによって設定された車間距離設定値Ｌｓを下回るときには、この車間距離設定値Ｌｓを、目標車間距離Ｌ^＊として設定するようになっている。
以上が、車間距離Ｌを目標車間距離Ｌ^＊に保ちつつ、自車両を走行させるための制御則である。
そして、本実施形態においては、前記温度センサ３からの検出結果に基づきブレーキフェード状態に至りつつあることが検出されたときに、前記（１２）式に示す制御ゲインｆｄ及びｆｖを特定するための固有振動数ωｎ及び減衰係数ζを補正するようになっている。
【００２９】
図８は、コントローラ１０で実行される、演算処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。コントローラ１０では、図示しない指示スイッチによって追従走行が指示されている間、この演算処理を予め設定した所定周期で実行する。
コントローラ１０では、まず、ステップＳ１で、自車両を先行車両に追従して走行させるための走行制御処理の実行が禁止されているかどうかを判定する。この判定は例えば後述のフラグを参照することにより行う。そして、走行制御処理の実行が禁止されている場合には、そのまま処理を終了する。
【００３０】
一方、ステップＳ１で走行制御処理の実行が禁止されていない場合には、ステップＳ２に移行し、温度センサ３で検出した、任意の車輪のブレーキパッドのブレーキ温度Ｔｂｋを読み込む。
次いでステップＳ３に移行し、このブレーキ温度Ｔｂｋが予め設定したフェード温度ＴＭＰ_Ｈを上回っているかどうかを判定する。このフェード温度ＴＭＰ_Ｈは、ブレーキフェード状態に達したとみなすことの可能な値に設定される。
【００３１】
そして、ブレーキ温度Ｔｂｋがフェード温度ＴＭＰ_Ｈを上回っている場合には、ステップＳ２０に移行し、走行制御の禁止処理を行う。例えば、走行制御禁止状態であるかどうかを表すフラグを走行制御禁止状態に設定する。また、前記通報装置８を操作してドライバに対し、走行制御処理は実行禁止中であることを通知する。
【００３２】
なお、前記走行制御禁止状態であるかどうかを表すフラグは、初期値として走行制御可能状態として設定しておき、例えば、走行制御禁止状態となってから所定時間経過したときにリセットするようにしたり、或いは、一旦エンジンが停止された後、再度エンジンが起動されたときに初期値にリセットするようにすればよい。
【００３３】
一方、ブレーキ温度Ｔｂｋがフェード温度ＴＭＰ_Ｈを上回っていない場合には、ブレーキ性能には影響がないと判断してステップＳ４に移行し、固有振動数ωｎ及び減衰係数ζを設定するための参照マップとして、フェード抑制用マップが選択されているかどうかを判定する。フェード抑制用マップが選択されていない場合にはステップＳ５に移行し、フェード抑制用マップが選択されているときにはステップＳ１１に移行する。
【００３４】
前記ステップＳ５では、ブレーキ温度Ｔｂｋが、フェード抑制開始温度ＴＭＰ_Ｌを上回っているかどうかを判定する。このフェード抑制開始温度ＴＭＰ_Ｌは、前記フェード温度ＴＭＰ_Ｈよりも小さな値に設定される。
そして、前記ブレーキ温度Ｔｂｋがフェード抑制開始温度ＴＭＰ_Ｌを上回っていない場合には、ブレーキ性能に影響はないと判断してそのまま後述のステップＳ１０に移行する。
【００３５】
一方、前記ステップＳ５で、ブレーキ温度Ｔｂｋがフェード抑制開始温度ＴＭＰ_Ｌを上回っている場合には、制動力制御を行うことは可能であるが、このままの制御を継続した場合にはブレーキフェード状態に至ると判断してステップＳ６に移行し、後述のマップ切替禁止タイマがタイムアップしたかどうかに基づいてマップ切替が禁止されているかどうかを判定する。また、走行制御処理によって制動力制御を行っている状態であるかどうかを判定する。そして、マップ切替禁止タイマがタイムアップしていない場合つまり、マップ切替禁止中であるとき、或いは、走行制御処理によって制動力制御中である場合には、そのまま後述のステップＳ１０に移行する。
【００３６】
一方、ステップＳ６で、マップ切替禁止タイマがタイムアップしている場合つまりマップ切替が禁止されていないとき、且つ、走行制御処理による制動力制御中でないときにはステップＳ７に移行し、固有振動数ωｎ及び減衰係数ζを設定するための参照マップとして、フェード抑制用マップを選択する。そして、ステップＳ１０に移行する。
【００３７】
一方、前記ステップＳ１１では、走行制御処理によって制動制御装置７を制御して制動力制御を行っている状態かどうかを判定する。
そして、制動力制御が行われている場合には、そのまま後述のステップＳ１３に移行し、制動力制御が行われていない場合にはステップＳ１２に移行してブレーキ温度Ｔｂｋと、フェード抑制開始温度ＴＭＰ_Ｌから温度ヒステリシス相当分ΔＴを減算した値（ＴＭＰ_Ｌ−ΔＴ）とを比較する。そして、Ｔｂｋ＜ＴＭＰ_Ｌ−ΔＴである場合には、ステップＳ１３に移行し、固有振動数ωｎ及び減衰係数ζを設定するための参照マップとして、通常時用マップを選択する。さらに、マップ切替禁止タイマを起動し、ステップＳ１０に移行する。
【００３８】
ここで、前記マップ切替禁止タイマは、固有振動数ωｎ及び減衰係数ζとして、通常時用マップとフェード抑制用マップとの間で、頻繁に切替が行われ、収束特性が変化することを回避するために設けられたものであって、例えば１０〔ｓｅｃ〕程度に設定される。
一方、ステップＳ１２で、Ｔｂｋ＜ＴＭＰ_Ｌ−ΔＴでない場合にはステップＳ１４に移行し、車間距離Ｌと目標車間距離Ｌ^＊との偏差（以後、車間偏差という。）ΔＬと、しきい値Ｌｔｈとを比較する。そして、車間偏差ΔＬがしきい値Ｌｔｈを下回るとき（ΔＬ＜Ｌｔｈ）にはステップＳ１５に移行して相対速度ΔＶがしきい値Ｖｔｈを下回るかどうかを判定する。
【００３９】
そして、相対速度ΔＶがしきい値Ｖｔｈを下回る場合には、そのまま処理を終了する。一方、ステップＳ１４で車間偏差ΔＬがしきい値Ｌｔｈを下回らないとき、或いは、ステップＳ１５で相対速度ΔＶがしきい値Ｖｔｈを下回らないときには、そのままステップＳ１０に移行する。
ここで、前記フェード抑制用マップ及び通常時用マップは、例えば、図９及び図１０に示すように設定される。
【００４０】
図９は、固有振動数ωｎと相対速度ΔＶとの対応を表す制御マップであって、（ａ）は、フェード抑制用の固有振動数ωｂｋを表すフェード抑制用マップ、（ｂ）は、通常時の固有振動数ωｎｏｒｍを表す通常時用マップであって、それぞれ、横軸は相対速度ΔＶ、縦軸は固有振動数を表す。
図９に示すように、固有振動数ωｎは、相対速度ΔＶが零近傍のときに、零となり、相対速度ΔＶの絶対値が大きくなるほど、増加するように設定され、さらに、フェード抑制用の固有振動数ωｂｋ（図９（ａ））は、通常時の固有振動数ωｎｏｒｍ（図９（ｂ））よりも小さな値に設定される。通常、この固有振動数ωの値が大きいほど、制御の反応が良くなる傾向にある。
【００４１】
一方、図１０は、減衰係数ζ、相対速度ΔＶ及び目標車間距離Ｌ^＊と実際の車間距離Ｌとの車間偏差ΔＬとの対応を表す制御マップであって、（ａ）は、フェード抑制用の減衰係数ζｂｋを表すフェード抑制用マップ、（ｂ）は、通常時の減衰係数ζｎｏｒｍを表す通常時用マップであって、それぞれ、横軸は相対速度ΔＶ、縦軸は減衰係数を表す。
【００４２】
図１０に示すように、減衰係数ζは、相対速度ΔＶの絶対値が比較的小さい領域で最大となり、相対速度ΔＶの絶対値が大きくなるほど、小さくなるように設定され、また、車間偏差ΔＬが小さいときほど大きな値に設定される。さらに、フェード抑制用の減衰係数ζｂｋは通常時の減衰係数ζｎｏｒｍよりも大きな値に設定される。通常、この減衰係数ζの値が小さいほど、制御が強くなる傾向にある。
【００４３】
図１１は、固有振動数ωｎ及び減衰係数ζを変化させた場合の、自車速Ｖｓｐの応答状況を表したものである。
図１１（ａ）は、固有振動数ωｎを変化させた場合の応答を表したものであって、実線は通常時の固有振動数ωｎｏｒｍを用いた場合、一点鎖線はフェード抑制用の固有振動数ωｂｋを用いた場合、つまり固有振動数ωｎがより小さい場合を表す。図１１（ａ）に示すように、固有振動数ωｎが小さい方が緩やかな加速となることから、フェード抑制時には、通常時よりもより緩やかに自車速Ｖｓｐが目標車速Ｖ^＊に収束し、先行車速度の変化が大きい場合の自車両の追従性が緩やかになることがわかる。
【００４４】
そして、固有振動数ωｎは、相対速度ΔＶが大きくなるほど大きな値となるように設定されるから、相対速度ΔＶが大きく加速度合或いは減速度合が大きいほどより速やかに自車速Ｖｓｐが目標車速Ｖ^＊に収束するように制御されることになる。
また、図１１（ｂ）は、減衰係数ζを変化させた場合の応答を表したものであって、実線は通常時の減衰係数ζｎｏｒｍを用いた場合、一点鎖線はフェード抑制用の減衰係数ζｂｋを用いた場合、つまりは減衰係数ζがより大きい場合を表す。図１１（ｂ）に示すように、減衰係数ζが大きい方が、加速及び減速度合がより緩やかになり、オーバーシュート量が少ないことがわかる。
【００４５】
そして、減衰係数ζは図１０に示すように、相対速度Δｖが大きくなるほど小さくなるように設定されるから、相対速度ΔＶが小さいときほど、緩やかな加速或いは緩やかな減速となるように制御されることになり、また、車間偏差ΔＬが小さいときほど緩やかな加速或いは緩やかな減速となるように制御されることになる。
【００４６】
そして、前記ステップＳ１０の走行制御処理では、参照マップとして設定されている通常時用マップ或いはフェード抑制用マップにしたがって、相対速度ΔＶに応じた固有振動数ωｎ、減衰係数ζを検出して、前記ゲインｆｖ、ｆｄを決定し、これに基づいて、前述のように公知の手順で算出した目標車間距離Ｌ^＊と、車間距離Ｌとをもとに、前記ゲインｆｖ、ｆｄで特定される制御特性に基づいて目標車速Ｖ^＊を算出し、自車速Ｖｓｐが目標車速Ｖ^＊と一致するように、スロットルアクチュエータ５、自動変速機６及び制動制御装置７を制御する。
【００４７】
次に、上記実施の形態の動作を、図１２〜図１４のタイミングチャートを伴って説明する。
なお、図１２〜図１４において、（ａ）は、走行路面の路面勾配、（ｂ）は先行車両の速度、（ｃ）は自車両の走行速度Ｖｓｐ、（ｄ）は自車両と先行車両との間の車間距離Ｌ、（ｅ）は走行制御処理により発生される駆動力、（ｆ）は走行制御処理により発生される制動力、（ｇ）はブレーキ温度Ｔｂｋを表す。
【００４８】
今、自車両が先行車両と所定の位置関係を保って走行しているものとする。温度センサ３で検出されるブレーキ温度Ｔｂｋがフェード抑制開始温度ＴＭＰ_Ｌよりも小さい場合には、図８のステップＳ１からステップＳ２、Ｓ３、Ｓ４を経てステップＳ５に移行し、ブレーキ温度Ｔｂｋはフェード抑制開始温度ＴＭＰ_Ｌよりも小さいから、そのままステップＳ１０に移行する。このとき、参照マップとして通常のマップが設定されている場合には、この時点における相対速度ΔＶ及び車間偏差ΔＬに応じた固有振動数ωｎｏｒｍ、減衰係数ζｎｏｒｍが設定され、これに基づいて走行制御処理が行われる。したがって、通常時の収束特性で制御が行われるから、自車両は先行車両の動きに速やかに追従して走行することになる。
【００４９】
この状態から、図１２の時点ｔ１で、下り路面に差しかかり、先行車速度が上昇すると、自車両も走行制御が行われることによって、先行車両に追従して加速する。
ここで、先行車両は、その変速位置が変速比の大きいＨＩレンジであってエンジンブレーキ力が弱い状態であり、自車両は、エンジンブレーキ力が強い状態を想定する。
先行車両は下り勾配によって加速するが、エンジンブレーキ力が弱く十分な減速度を得ることができないため、先行車両のドライバがブレーキをかける。
【００５０】
自車両では、先行車両がブレーキをかけると、先行車両との車間距離が小さくなると共に、自車両と先行車両との相対速度が大きくなるため、通常時の収束特性により、反応よくしかも比較的強い制動制御が行われる。また、自車両ではエンジンブレーキ力もあることから、いったん先行車両と引き離される傾向となるため、今度は先行車両に追従しようと反応よくしかも比較的強い加速制御が行われることになる。これをうけて、自車両は制動力を頻繁に発生させるようになる。このため、ブレーキ温度Ｔｂｋが徐々に増加する。ブレーキ温度Ｔｂｋがフェード抑制開始温度ＴＭＰ_Ｌを上回らない間は、ステップＳ５からそのままステップＳ１０に移行するから、引き続き、通常時用マップに基づいて走行制御が行われ、自車両は比較的速やかに先行車両の動きに追従することになる。
【００５１】
この状態から、ブレーキ温度Ｔｂｋがフェード抑制開始温度ＴＭＰ_Ｌを上回ると、ステップＳ５からステップＳ６に移行するが、制動力制御が行われているときには、参照マップの切替は行われず、時点ｔ２で制動力制御が終了した時点で、ステップＳ６からステップＳ７に移行し、参照マップが、フェード抑制用マップに切り替えられる。
【００５２】
そして、走行制御処理によって制動力制御が行われず、且つブレーキ温度Ｔｂｋがフェード抑制開始温度ＴＭＰ_Ｌからヒステリシス相当分ΔＴを減算した値を下回らない間は、ステップＳ４からステップＳ１１、Ｓ１２を経てステップＳ１４に移行し、このとき車間偏差ΔＬがしきい値Ｌｔｈ以上、或いは、相対速度ΔＶがしきい値Ｖｔｈ以上である場合（ステップＳ１５）には、ステップＳ１４又はステップＳ１５からステップＳ１０に移行し、引き続きフェード抑制用マップにしたがって制御が行われる。
【００５３】
そして、このように、参照マップとしてフェード抑制用マップが設定されている状態で、走行制御処理によって制動力が発生される状態となると、ステップＳ１１からステップＳ１３に移行し、通常時用マップへの切替が行われる。
このように、フェード抑制用マップは、走行制御処理によって制動力が発生されていないときにのみ用いられることになるから、参照マップをフェード抑制用マップに切り替えることによって、自車両の加速方向への速度変化を抑制するように作用することになる。
【００５４】
そして、前記図１１（ａ）に示すように、フェード抑制用マップに切り替えることによって、固有振動数ωｎは、より緩やかな加速となるように制御され、先行車速度の変化が大きいときの加速方向への追従性がより緩やかになるから、制動力を発生させる必要がある状態となったときに、必要とされる制動量の低減が図られることになる。また、図１１（ｂ）に示すように、フェード抑制用マップに切り替えることによって、減衰係数ζは、加速度が緩やかになるように制御されることから、オーバーシュート量が少なくなるため、その分、必要な制動量の低減及び制動力の発生時間の短縮が図られることになる。さらに、自車両の速度変化が抑制されることになるから、制動力を必要とする状況が少なくなることになる。
【００５５】
したがって、フェード抑制用マップを用いた場合、通常時用マップに基づいて走行制御を行う場合に比較して制動力を発生させる状況及び必要な制動量の低減を図ることができるから、その分、ブレーキ温度Ｔｂｋの上昇を抑制することができ、ブレーキフェード状態となる時点を遅らせることができる。
また、このとき、加速方向への追従性を抑制するようにしており、制動力が必要な状態となった時点（ステップＳ１１）で通常時用マップに切り替え（ステップＳ１３）、収束特性を確保するようにしているから、速やかに目標車速Ｖ^＊への収束を図り減速処理を終了させることができる。よって、結果的に、制動量及び制動力の発生時間の短縮を図ることができ、ブレーキ温度Ｔｂｋの上昇を抑制することができる。
【００５６】
このとき、参照マップとしてフェード抑制マップが設定されている状態で、制動力が発生されず、ブレーキ温度Ｔｂｋがしきい値ＴＭＰ_ＬからΔＴを減算した値を下回らない状態で、自車両と先行車両との車間距離Ｌと目標車間距離Ｌ^＊とが同等であり、車間距離Ｌと目標車間距離Ｌ^＊との車間偏差ΔＬがしきい値Ｌｔｈよりも小さく、且つ、自車両と先行車両とが比較的同等速度で走行し相対速度ΔＶがしきい値Ｖｔｈを下回る状態となると、ステップＳ１１からステップＳ１２、Ｓ１４、Ｓ１５を経てそのまま処理を終了する。つまり、走行制御処理が行われないようにした不感帯領域に入り、走行制御処理を行わない。ここで、先行車両が加速・減速を繰り返す場合において、追従走行制御（車間制御）を行うときには、フェード抑制用マップを選択することにより加速・減速が抑えられた走行制御であっても、頻繁に制動力が発生されるおそれがある。しかしながら、不感帯領域では、先行車両の多少の減速ならば制動力を発生させない状態となる。このとき、多少の減速ならば接近度合は小さいから問題ない。また、先行車両の多少の加速で、自車両が先行車両から離されたとしても加速しない状態となる。したがって、先行車両の多少の減速或いは加速に対して走行制御処理を行わないから、さらにブレーキフェード状態に至ることを抑制することができる。
【００５７】
ここで、自車両と先行車両との車間距離Ｌは目標車間距離Ｌ^＊よりも長く十分確保され、また、このとき制動力を発生させない状態であり且つ自車両と先行車両とは比較的同等速度で走行しているから、走行制御処理を中止したとしても何ら問題はなく、逆に、先行車両の動きに追従して、頻繁に加速或いは減速を行うことを回避することができるから、その分、制動力を発生させる状況となることを回避することができ、つまり、ブレーキパッドの温度低下を促進することができる。つまり、ブレーキフェード状態に達する時点を遅らせることができる。
【００５８】
そして、ブレーキ温度Ｔｂｋが低下し、フェード抑制開始温度ＴＭＰ_Ｌからヒステリシス相当分ΔＴを減算した値を下回り、このとき、走行制御処理によって制動力制御が行われていなければ、ステップＳ１１からステップＳ１２を経てステップＳ１３に移行し、参照マップが、通常時用マップに切り替えられると共に、マップ切替禁止タイマが起動される。
したがって、この時点から、通常の制御特性で走行制御が行われることになり、以後、自車速Ｖｓｐは先行車両の動きに速やかに追従することになる。
【００５９】
この状態から、頻繁に制動力が発生されることによって、再度ブレーキ温度Ｔｂｋがフェード抑制開始温度ＴＭＰ_Ｌを上回るとステップＳ５からステップＳ６に移行するが、このとき、マップ切替禁止タイマがタイムアップしていない場合には、マップ切替禁止として、そのままステップＳ１０に移行し、参照マップの切替は行われない。そして、マップ切替禁止タイマがタイムアップし、且つ、走行制御処理によって制動力制御が行われていないときに、参照マップの切替が行われる。
【００６０】
ここで、フェード抑制用マップから通常時用マップに切り替えた後、ブレーキ温度Ｔｂｋがフェード抑制開始温度ＴＭＰ_Ｌを再度下回った時点で、マップ切替を行うようにした場合、例えば、フェード抑制用マップに切り替えてフェード対策を行ったことに起因してブレーキ温度Ｔｂｋが低下した場合等には、フェード抑制用マップと通常時用マップとの切替が頻繁に行われることになり、却って、加減速度変化が頻繁に生じることになってドライバに違和感を与える場合がある。しかしながら、一旦通常時用マップに切り替えた後は、マップ切替禁止タイマで特定される所定時間が経過するまでの間は、参照マップの切替を行わないようにしているから、参照マップを切り替えることに起因してドライバに違和感を与えることを回避することができる。
【００６１】
そして、上述のように、平坦路或いは短い下り路面を走行している場合には、ブレーキ温度Ｔｂｋの増加に応じてフェード抑制用マップへの切替を行うことによって、ブレーキ温度Ｔｂｋをフェード抑制開始温度ＴＭＰ_Ｌ以下に抑えることができる。しかしながら、図１４に示すように、時点ｔ４で、勾配が一定の比較的長い下り路面に移行すると、先行車両が緩ブレーキで車速を一定に保つ状態となると、自車両も制動力を発生させることになり、ブレーキ温度Ｔｂｋも増加する。そして、時点ｔ５でブレーキ温度Ｔｂｋがフェード対策温度ＴＭＰ_Ｌを上回るが制動力作用中であることから、参照マップとして引き続き通常時のマップが設定される。
【００６２】
したがって、ブレーキ温度Ｔｂｋは引き続き上昇し、時点ｔ６でフェード温度ＴＭＰ_Ｈを上回ると、ステップＳ３からステップＳ２０に移行し、追従走行制御処理が停止され、ドライバにブレーキフェード状態となったため、追従走行制御処理を禁止した旨の通知を行う。
これによって、ブレーキフェード状態で、追従走行制御処理が継続されることが回避される。
【００６３】
このように、ブレーキ温度Ｔｂｋがブレーキ対策時温度ＴＭＰ_Ｌを上回った時点で、自車両の車速変動を抑制するように制御し、制動力を発生させる必要のある状態になることを抑制するようにしたから、ブレーキ温度Ｔｂｋの温度上昇を抑制することができる。したがって、その分、ブレーキフェード状態に達するタイミングを遅らせることができ、追従走行制御処理を実行可能な期間の延長を図ることができる。
【００６４】
また、このとき、加速側の追従性のみを抑制するようにし、減速側の追従性は確保するようにしているから、減速時には速やかに減速処理を終了させることができ安全性を確保することができる。
なお、上記実施の形態においては、固有振動数ωｎ及び減衰係数ζを補正し、車間距離制御部３３において目標車速Ｖ^＊を算出する際の収束特性を変更することによって車速変動を抑制するようにした場合について説明したが、これに限るものではなく、目標車間距離Ｌ^＊を補正するようにしてもよい。この場合、相対速度ΔＶが接近方向にあるときにのみ目標車間距離Ｌ^＊に“１”より大きい補正係数を乗算して、目標車間距離Ｌ^＊が長くなる方向に補正して加速度合を小さくするように補正すればよい。
【００６５】
また、前記収束特性に替えて、前記車速制御部１３において、前記スロットルアクチュエータ５、自動変速機６及び制動制御装置７を制御する際に、前記目標車速Ｖ^＊に基づいて算出している目標加減速度を補正するようにしてもよい。つまり、車速制御部１３において、自車速Ｖｓｐを目標車速Ｖ^＊に一致させるための目標加減速度を算出した後、目標加減速度に“１”より小さい補正係数を乗算し、目標加減速度がより小さくなる方向に補正するか、或いは、目標加減速度の最大値をより小さな値に変更することによって目標加減速度の最大値を低減するようにし、相対速度ΔＶが接近方向にあるときにのみ、目標加減速度或いは目標加減速度の最大値を補正するようにし、この補正を行った後の目標加減速度を実現するように、前記スロットルアクチュエータ５、自動変速機６及び制動制御装置７を制御するようにしてもよい。
【００６６】
ここで、上記実施の形態において、図８のステップＳ１０での走行制御処理が追従制御手段に対応し、ステップＳ５の処理がフェード抑制開始状態判定手段に対応し、ステップＳ４〜ステップＳ７及びステップＳ１１〜ステップＳ１５の処理がフェード抑制手段に対応し、ステップＳ１４及びＳ１５の処理が接近度合検出手段に対応している。
【００６７】
なお、上記実施の形態においては、自車両と先行車両との相対位置関係が目標とする相対位置関係となるように制駆動力を制御する追従制御手段を備えた追従走行制御装置において、ブレーキフェード状態に至ると予想されるフェード抑制開始状態となったかどうかを判定するフェード抑制開始状態判定手段と、当該フェード抑制開始状態判定手段で、フェード抑制開始状態と判定されたときに、前記ブレーキフェード状態に達する方向への変化を抑制可能な追従制御内容に変更するフェード抑制手段と、を備える構成としたから、追従制御手段による追従制御の制御性能は多少低下するものの、ブレーキフェード状態に至る時点を遅らせることができ、その分、追従制御を延長して実行することができる。
【００６８】
また、前記フェード抑制手段は、自車両と先行車両との接近度合を検出する接近度合検出手段を有し、当該接近度合検出手段で、接近度合が小さいことを検出したときには、前記追従制御手段による追従制御を行わないようにその制御内容を変更する構成としたから、追従制御により無理に加速制御或いは減速制御が行われることを抑制することで、制動力の発生頻度を低減し、ブレーキフェード状態に至る方向への変化を抑制することができる。
【００６９】
また、前記フェード抑制手段は、前記追従制御手段での加速制御時における制御内容を変更する構成としたから、加速方向への速度変化を抑制することで、結果的に制動力の発生頻度を低減し、ブレーキフェード状態に至る方向への変化を抑制することができる。
また、前記追従制御手段は、自車両と先行車両との相対位置関係が目標とする相対位置関係となるように予め設定された収束特性で制御を行い、前記フェード抑制手段は、前記収束特性を決定するゲインを、前記収束特性が非変更時よりも、より緩やかな変動となるように変更する構成としたから、ゲインを調整することで、加速方向への速度変化を容易に抑制することができる。
【００７０】
また、前記追従制御手段は、自車両の加速度が、予め設定した設定加速度以下の範囲で追従制御を行い、前記フェード抑制手段は、前記設定加速度を、より小さな値に変更する構成としたから、設定加速度を調整することで、加速方向への速度変化を容易に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のにおける追従走行制御装置の概略構成図である。
【図２】図１のコントローラ１０の構成を示すブロック図である。
【図３】図２の測距信号処理部を説明するためのブロック図である。
【図４】図２の相対速度演算部を説明するためのブロック図である。
【図５】図２の車間距離制御部を説明するためのブロック図である。
【図６】図２の車間距離制御部を説明するためのブロック図である。
【図７】図２の目標車間距離設定部を説明するためのブロック図である。
【図８】コントローラ１０で実行される演算処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図９】固有振動数ωｎに関する、通常時用マップ及びフェード抑制用マップである。
【図１０】減衰係数ζに関する、通常時用マップ及びフェード抑制用マップである。
【図１１】固有振動数ωｎ、減衰係数ζと、自車速Ｖｓｐの目標車速Ｖ^＊への収束特性との関係を表す説明図である。
【図１２】本発明の動作説明に供するタイミングチャートである。
【図１３】本発明の動作説明に供するタイミングチャートである。
【図１４】本発明の動作説明に供するタイミングチャートである。
【符号の説明】
１車間距離センサ
３温度センサ
４車速センサ
５スロットルアクチュエータ
７制動制御装置
８通報装置
１０コントローラ
１３車速制御部
３０走行制御部

Claims

自車両と先行車両との相対位置関係が目標とする相対位置関係となるように制駆動力を制御する追従制御手段を備えた追従走行制御装置において、
ブレーキフェード状態に至ると予想されるフェード抑制開始状態であると判定された時点で、前記追従制御手段による追従制御内容を、前記ブレーキフェード状態に至る方向への変化を抑制可能な追従制御内容に変更するようにしたことを特徴とする追従走行制御装置。
自車両と先行車両との相対位置関係が目標とする相対位置関係となるように制駆動力を制御する追従制御手段を備えた追従走行制御装置において、
ブレーキフェード状態に至ると予想されるフェード抑制開始状態となったかどうかを判定するフェード抑制開始状態判定手段と、
当該フェード抑制開始状態判定手段で、フェード抑制開始状態であると判定されたときに、前記ブレーキフェード状態に達する方向への変化を抑制可能な追従制御内容に変更するフェード抑制手段と、を備えることを特徴とする追従走行制御装置。
前記フェード抑制手段は、自車両と先行車両との接近度合を検出する接近度合検出手段を有し、
当該接近度合検出手段で、接近度合が小さいことを検出したときには、前記追従制御手段による追従制御を行わないようにその制御内容を変更することを特徴とする請求項２記載の追従走行制御装置。
前記フェード抑制手段は、前記追従制御手段での加速制御時における制御内容を変更するようになっていることを特徴とする請求項２又は３に記載の追従走行制御装置。
前記追従制御手段は、自車両と先行車両との相対位置関係が目標とする相対位置関係となるように予め設定された収束特性で制御を行い、
前記フェード抑制手段は、前記収束特性を決定するゲインを、前記収束特性が非変更時よりも、より緩やかな変動となるように変更するようになっていることを特徴とする請求項４記載の追従走行制御装置。
前記追従制御手段は、自車両の加速度が、予め設定した設定加速度以下の範囲で追従制御を行い、
前記フェード抑制手段は、前記設定加速度を、より小さな値に変更するようになっていることを特徴とする請求項４記載の追従走行制御装置。