JP2006335174A - 車両用走行制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ドライバの意識が一旦運転から離れて再び戻ったとき、ドライバが走行状況を認知・判断し、逸脱回避等の操作を行うための十分な車間距離を確保できる車両用走行制御装置を提供する。
【解決手段】 先行車との車間距離を目標車間距離に維持するコントローラ１０を有する車両用走行制御装置において、自車の走行路からの逸脱傾向を判定する逸脱傾向判定手段を備え、コントローラ１０は、自車が逸脱傾向にあるとき、車間距離制御の各パラメータを先行車に対する余裕時間が長くなる方向に変更する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、先行車との車間距離を目標車間距離に維持する車両用走行制御装置の技術分野に属する。

従来の車両用走行制御装置では、レーザレーダを利用して先行車までの車間距離を制御し、先行車がいない場合には、あらかじめ設定した目標車速を維持するべく車速制御を行っている（例えば、特許文献１参照）。また、走行車線内から自車が逸脱すると予測された場合には、車速を抑制する方向に制御している（例えば、特許文献２参照）
特開平７−８９３６６号公報 特開２００３−３２７０１１号公報

しかしながら、上記従来技術にあっては、例えば、自車が走行路から逸脱しそうなとき、すなわち居眠りや脇見など、ドライバの意識が運転から離れてしまった場合について、加速の抑制または減速制御を行っているものの、先行車に対する追従特性については何ら考慮されておらず、ドライバ操作により逸脱しそうな状況を回避したとしても、先行車に対して急接近してしまうとドライバに違和感を与えるという問題があった。

本発明は、上記問題に着目してなされたもので、その目的とするところは、ドライバの意識が一旦運転から離れて再び戻ったとき、ドライバが走行状況を認知・判断し、逸脱回避等の操作を行うための十分な車間距離を確保できる車両用走行制御装置を提供することにある。

上述の目的を達成するため、本発明では、
先行車との車間距離を目標車間距離に維持する車間距離制御手段を有する車両用走行制御装置において、
自車の走行路からの逸脱傾向を判定する逸脱傾向判定手段を備え、
前記車間距離制御手段は、自車が逸脱傾向にあると前記逸脱傾向判定手段が判定したとき、前記車間距離制御手段における制御パラメータを先行車に対する余裕時間が長くなる方向に変更することを特徴とする。
ここで、余裕時間とは、自車が先行車に到達すると予想されるまでの時間をいう。

本発明では、自車が逸脱傾向にある場合、逸脱傾向にない場合よりも先行車に対する余裕時間を長くするため、ドライバの意識が一旦運転から離れて再び戻ったとき、ドライバが走行状況を認知・判断し、逸脱回避等の操作を行うための十分な車間距離を確保できる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を、実施例１に基づいて説明する。

まず、構成を説明する。
図１は、実施例１の車両用走行制御装置のシステム構成図であり、実施例１の車両用走行制御装置は、車間距離センサ１と、CCDカメラ２と、ナビゲーション装置３と、車速センサ４と、スロットルアクチュエータ５と、自動変速機６と、コントローラ（車間距離制御手段）１０と、を備えている。

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からの反射光を受光することにより、自車前方に存在する車両と自車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、少なくとも、自車の走行車線および、自車の走行車線に隣接する左右の走行車線において、自車より前方に位置する車両を検出可能に構成されている。CCDカメラ２は、車両前部あるいは車室内部に取り付けられ、自車の走行路前方を撮像する。

ナビゲーション装置３は、ドライバに目的地までの推奨経路や、走行路に関する情報等を提供するもので、道路地図データを記録するメモリを内蔵しており、自車の現在位置をGPSにより検出し、あらかじめ記憶されている地図情報に基づいて、自車の周辺情報を検索する。また、自車の位置および地図情報に基づいて指示された目的地に達するまでの推奨経路を検索しこれを図示しない表示装置に表示してドライバに通知すると共に、この推奨経路に沿って、交差点、あるいはジャンクションランプといった進路変更ポイントの位置座標および、この進路変更ポイントを通過するにあたり進入すべき車線情報、自車の位置座標、自車の走行路における走行レーン数等のナビゲーション情報を、後述のコントローラ１０に通知する。

スロットルアクチュエータ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。自動変速機６は、車速およびスロットル開度に応じて変速比を変える。制動制御装置７は、車両に制動力を発生させる。

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、自車速度（以下、自車速）Ｖ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および制動制御装置７を制御する。

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、車速信号処理部１１と、測距信号処理部１２と、車速制御部１３と、画像処理部１４と、走行制御部３０と、を備えている。

車速信号処理部１１は、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。測距信号処理部１２は、自車の走行車線前方および自車の走行車線に隣接する隣接車線前方に位置する前方車両を検出し、車間距離センサ１でレーザ光を掃射してから前方車両の反射光を受光するまでの時間を計測して前方車両と自車との間の車間距離Ｌを演算し、自車の走行車線前方の車両を先行車として捕捉すると共に、後述の先行車切替処理部３６からの切替指示に従って、隣接車線前方に位置する前方車両を先行車として捕捉するよう切り替える。

走行制御部３０は、車速信号処理部１１で演算した自車速Ｖ、測距信号処理部１２で演算された先行車との車間距離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。

車速制御部１３は、走行制御部３０で算出した目標車速Ｖ^＊に基づいて、自車速Ｖ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および制動制御装置７を制御する。画像処理部１４は、CCDカメラ２からの撮像情報を処理する。

先行車切替処理部３６は、画像処理部１４で画像解析を行った解析結果、測距信号処理部１２で検出した自車前方および隣接車線に位置する前方車両との車間距離、ナビゲーション装置３のナビゲーション情報に基づいて、自車が進路変更ポイントよりも所定距離手前の領域に達したとき、車線変更先に存在する車両を先行車として捕捉するよう、測距信号処理部１２に切替指示を行うと共に、走行制御部３０における制御特性を変更する。

前記走行制御部３０は、相対速度演算部３１と、目標車間距離設定部３２と、車間距離制御部３３とから構成される。相対速度演算部３１は、測距信号処理部１４で算出された先行車と自車との間の車間距離Ｌに基づいて自車と先行車との相対速度ΔＶを算出する。

目標車間距離設定部３２は、車速信号処理部１１から入力される自車速Ｖおよび速度演算部３１から入力される相対速度ΔＶ、あるいは図示しない手動スイッチでの操作によりドライバ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。 車間距離制御部３３は、相対速度演算部３１で算出した相対速度ΔＶ、測距信号処理部１４で算出した車間距離Ｌ、前記ナビゲーション装置３からのナビゲーション情報に基づき、車間距離Ｌを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。

そして、前記車速制御部１３では、目標車速Ｖ^＊と自車速Ｖ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減速度を算出し、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る。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のスロットル開度および自動変速機６の変速比を制御する。

次に、作用を説明する。
［車間距離制御ロジック］
まず、先行車と自車との相対速度ΔＶの演算方法について説明する。相対速度ΔＶは、図３および図４に示すように、測距信号処理部１４で算出された先行車までの車間距離Ｌを入力とし、バンドパスフィルタある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、下記の式(1)で表す伝達関数で実現することができる。
Ｆ(s)＝ω_ｃ ^２×ｓ／（ｓ^２＋２ζ_ｃ×ω_ｃ×ｓ＋ω_ｃ ^２） …(1)
なお、式(1)において、ω_ｃ＝２π×ｆ_ｃ、ｓはラプラス演算子、ζ_ｃは減衰係数である。また、フィルタ関数のカットオフ周波数ｆ_ｃ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に示したように、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。

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、下記の式(2)に示すように、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ｆ_ｄを乗算した値と、相対速度ΔＶに制御ゲインｆ_ｖを乗算した値との和であるΔＶ^＊を算出し、これを、先行車速度（以下、先行車車速）Ｖ_Tから減算した値を目標車速Ｖ^＊とする（図５参照。なお、図６に示すように、相対速度ΔＶと自車速Ｖを加算して先行車車速Ｖ_Tを求めてもよい。）。
Ｖ^＊＝Ｖ_T−ΔＶ^＊ …(2)
ΔＶ^＊＝ｆ_ｄ×（Ｌ^＊−Ｌ）＋ｆ_ｖ×ΔＶ
なお、制御ゲインｆ_ｄおよびｆ_ｖは、走行制御制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。

以下、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、下記の式(3)で定義する。
ｘ１＝Ｖ_T−Ｖ
ｘ２＝Ｌ^＊−Ｌ …(3)

また、制御入力（コントローラの出力）ΔＶ^＊を、下記の式(4)で定義する。
ΔＶ^＊＝Ｖ_T−Ｖ^＊ …(4)
ここで、車間距離Ｌは、下記の式(5)のように表すことができる。
Ｌ＝∫（Ｖ_T−Ｖ）dt＋Ｌ₀ …(5)
なお、式(5)式中のＬ_０は、車間距離制御における停止時の目標車間距離である。

また、車速サーボ系は線形伝達関数によって、例えば、下記の式(6)のように目標車速Ｖ^＊に対して、実車速Ｖが一次遅れで近似的に表現することができる。
Ｖ＝１／（１＋τ_ｖ×ｓ）
dＶ／dt＝１／τ_ｖ（Ｖ^＊−Ｖ） …(6)

したがって、先行車車速Ｖ_Tが一定であるとすると、式(3)、式(4)および式(6)より、状態変数ｘ１は下記の式(7)で表すことができる。
ｄｘ１／dt＝−１／τ_ｖ×ｘ１＋１／τ_ｖ×ΔＶ^＊ …(7)
また、目標車間距離Ｌ^＊が一定であるとすると、式(3)および式(5)より、状態変数ｘ２は、下記の式(8)で表すことができる。
ｘ２＝−（Ｖ_T−Ｖ）＝−ｘ１ …(8)

したがって、式(7)および式(8)より、システムの状態方程式は、下記の式(9)で表すことができる。

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、下記の式(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＝［ｆ_ｖ ｆ_ｄ］である。
したがって、式(10)より、全体システムの特性方程式は、下記の式(11)で表すことができる。
｜ｓＩ−Ａ'｜＝ｓ^２＋（１−ｆ_ｖ）／τ_ｖ×ｓ＋ｆ_ｄ／τ_ｖ＝０
Ａ'＝Ａ＋ＢＦ …(11)

ここで、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、それぞれ収束する収束特性が、設計者の意図する特性（減衰係数ζ_n、固有振動数ω_ｎ）となるように、下記の式(12)に従って、制御ゲインｆ_ｄ，ｆ_ｖを設定する。
ｆ_ｖ＝１−２ζ_ｎ×ω_ｎ×τ_ｖ
ｆ_ｄ＝ω_ｎ ^２×τ_ｖ …(12)
ここで、相対速度ΔＶは、先行車と自車との車速差であることから、先行車車速Ｖ_Tは自車速Ｖと相対速度ΔＶとに基づいて、下記の式(13)から算出することができる。
Ｖ_T＝Ｖ＋ΔＶ …(13)

したがって、式(2)および式(13)より、目標車速Ｖ^＊は、下記の式(14)で表すことができる。
Ｖ^＊＝Ｖ−ｆ_ｄ（Ｌ^＊−Ｌ）＋（１−ｆ_ｖ）ΔＶ …(14)

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Ｖ_Tの関数とする。式(13)で定義した先行車車速Ｖ_Tを用いて、目標車間距離Ｌ^＊を、下記の式(15)に示すように設定する。
Ｌ^＊＝ａ×Ｖ_T＋Ｌ₀＝ａ×（Ｖ＋ΔＶ）＋Ｌ₀ …(15)
なお、式(15)に示すように、先行車車速Ｖ_T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、下記の式(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)

なお、車間距離制御部３３においては、上記のように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Ｌ_ｓを下回るときには、この車間距離設定値Ｌ_ｓ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、自車を走行させるための制御則である。

［車線逸脱傾向算出ロジック］
次に、車線逸脱傾向の算出について説明する。
コントローラ１０は、ナビゲーション装置３からCCDカメラ２での認識可能範囲よりも前方の道路曲率β、道路の混雑情報、車速センサ４から車速（車体速）、制動制御装置７からマスタシリンダ圧Ｐm、ハンドルに設けられた操舵角センサから操舵角δ、方向指示スイッチの信号、CCDカメラ２から自車の走行車線に対する車両のヨー角φ、走行車線までの自車横変位ｘ₀、および走行車線の曲率βをそれぞれ読み込む。コントローラ１０は、CCDカメラ２からの信号に基づく前方映像を画像処理し、走行レーン（白線）あるいはセンターライン等の前方車線の境界線が抽出識別され、ヨー角φや横変位ｘや曲率β、自車横変位ｘ₀を求める。

実施例１では、所定時間Ｔ_t（所定値、例えば１sec）後の走行レーンに対する車両の横位置である推定横変位ｘSを算出し、この推定横変位ｘSと逸脱判断ラインである走行レーンの端からｘLの位置とを比較し、車線逸脱を判断する（図７参照）。ここで、ｘLは、例えば、0.1mとする。また、Ｗ_rは自車の中心と逸脱判断ラインまでの距離である。

現在の車両の横変位ｘ₀、走行車線曲線β、車速Ｖ、走行レーンと自車との成すヨー角φを用いて、所定時間Ｔ_t後の車両の位置ｘSは、下記の式(16)のように算出できる。
ｘS＝Ｖ×Ｔ_t×（φ−β×Ｖ×Ｔ_t）＋ｘ₀ …(16)
なお、走行レーンの幅Ｌは、CCDカメラ２の画像を処理することで算出する。

次に、境界線の位置と推定横変位ｘSとを比較し、|ｘS|≧|Ｌ＋Ｈ/２−ｘL|、すなわち、自車の端が逸脱判断ラインと重なった場合に逸脱の可能性を判断し、逸脱判断フラグＦout＝ONとすると同時に、タイマーを作動させ、連続でＦout＝ONである時間TDを計測する。
逆に、|ｘS|<|Ｌ＋Ｈ/２−ｘL|である場合には、Ｆout＝OFFにし、TD＝０にする。同時に、推定横変位ｘSより逸脱方向Ｄoutも判断する（Ｄout＝right or left）。

［車間距離制御パラメータの変更制御処理］
図８は、実施例１のコントローラ１０で実行される車間距離制御パラメータの変更制御処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する。なお、この制御処理は、所定のサンプリング周期で繰り返し実行される。

ステップS1では、各センサから出力される各種データを読み込み、ステップS2へ移行する。

ステップS2では、車線逸脱傾向を算出し、ステップS3へ移行する（逸脱傾向判定手段に相当）。

ステップS3では、車線逸脱傾向があるか否かを判定する。YESの場合にはステップS4へ移行し、NOの場合にはステップS9へ移行する。

ステップS4では、車間距離制御パラメータの変更量を算出し、ステップS5へ移行する。ここで、車間距離制御パラメータは、目標車間距離Ｌ^*を長くし、あるいは追従特性を変えるようなパラメータとする。変更するパラメータおよび変更方法の詳細については後述する。

ステップS5では、ドライバの運転操作（ハンドル操作またはアクセル操作）があるか否かを判定する。YESの場合にはステップS7へ移行し、NOの場合にはステップS6へ移行する。

ステップS6では、ステップS4で算出した変更量に基づき、車間距離制御パラメータを変更し、リターンへ移行する。

ステップS7では、ドライバの運転操作が急操作であるか否かを判定する。YESの場合にはステップS6へ移行し、NOの場合にはステップS8へ移行する。ここで、急操作の判定は、ハンドルの操舵角速度、アクセルペダルの踏み込み速度等から判定する。

ステップS8では、車間距離制御パラメータを、自車が逸脱傾向にない場合に用いられる通常の値に戻し、リターンへ移行する。

ステップS9では、１サンプリング前に車間距離制御パラメータの変更が行われたか否か、すなわち、車線逸脱判断が「あり」→「なし」に変わったか否かを判定する。YESの場合にはステップS4へ移行し、NOの場合にはステップS10へ移行する。

ステップS10では、車間距離制御パラメータを通常の値に戻し、リターンへ移行する。

［車間距離制御パラメータの変更制御作動］
自車が車線逸脱傾向ある場合には、図８のフローチャートにおいて、ステップS1→ステップS2→ステップS3→ステップS4→ステップS5へと進み、ドライバ操作がない場合には、ステップS5→ステップS6へと進んで車間距離制御パラメータが変更される。すなわち、従来は、車線逸脱傾向があり、居眠りや脇見などからドライバの意識が運転に戻った場合に、ドライバの無意識のうちに先行車との車間距離が縮まっている等、ドライバに違和感を与えるという問題があった。これに対し、実施例１では、車線逸脱傾向を考慮し、追従特性を変えることで、車間距離を車速に応じた車間距離よりも長くし、十分な車間距離を維持することでき、上記違和感を払拭できる。

ドライバがハンドル操作を行ったとき、ステップS5→ステップS7へと進み、ハンドル操作が急でない場合には、ステップS7→ステップS8へと進み、車間距離制御パラメータが通常の値に戻される。すなわち、ドライバの意識が運転に戻った場合には、車速に応じた最適な車間距離を維持できる。

ドライバがハンドルを急操作した場合には、ステップS7→ステップS6へと進み、車間距離制御パラメータが変更される。すなわち、ドライバがハンドルを急操作した場合には、パラメータの変更を維持することで、車両挙動が安定するまで先行車に対する余裕時間を稼ぐことができ、先行車への接近を抑制することができる。

車線逸脱判断が「あり」→「なし」に変化した場合には、ステップS1→ステップS2→ステップS3→ステップS9→ステップS4→ステップS5→ステップS6へと進み、ある規定時間（例えば、４秒間）はパラメータの変更が継続される。すなわち、車線逸脱傾向がなくなっても、ある規定時間はパラメータ変更を継続することで、通常状態に戻るまでの間、居眠りや脇見などからドライバの意識が運転に戻った場合にも十分な車間距離を維持でき、ドライバが走行状況を認知・判断する時間を十分確保できる。

［パラメータ変更方法］
上記のパラメータ変更には、車間距離の補正および追従特性の変更があり、制御ゲインｆ_dおよびｆ_vを特定するための減衰係数ζ_ｃ、固有振動数ω_ｎ、および目標車間距離を補正する。以下、各パラメータの変更方法を説明する。

（目標車間距離の変更方法）
実施例１では、目標車間距離に係数Ｎを掛けることで、車間距離を大としている。この係数Ｎは１以上の値であり、走行レーンへの接近度合いに応じて変化させる。図９に示すように、係数Ｎは、N1を最大値、N2を最小値とし、走行レーンへの接近度合いが高い、すなわち逸脱判断ラインまでの距離Ｗ_rが短いほど、大きな値となるように設定されている。また、係数Ｎは、車線逸脱傾向が続いている時間TDに応じて変化させる。図１０に示すように、係数Ｎは、経過時間TDが長くなるほど、大きな値となるように設定されている。

さらに、係数Ｎは、周囲の混雑度合いに応じて変化させる。図１１に示すように、係数Ｎは、周囲車両の数、渋滞度合いが大きいほど、大きな値となるように設定されている。ここで、混雑度合いは、CCDカメラ２により周囲に存在する車両の数を検出し、その数が多いほど混雑度合いが高いと判定する。

加えて、実施例１では、車両に付与されたヨーモーメントが大きいほど、係数Ｎを大きな値に設定する。これにより、旋回挙動変化が大きいほど、目標車間距離が長くなるため、車両の旋回挙動が収束し、車両が定常状態となるまでの間の車間距離を十分に確保できる。

（追従特性の変更方法）
実施例１では、減衰係数ζ_ｃ、固有振動数ω_ｎに対し、係数K1，K2を掛けて追従特性を変化させる。ここで、K1<1.0、K2>1.0とすることで、目標車間距離に対する応答特性を変化させる。

係数K1は、走行レーンへの接近度合いに応じて変化させる。図１２に示すように、係数K1は、K1aを最大値、K1bを最小値とし、走行レーンへの接近度合いが高い、すなわち逸脱判断ラインまでの距離Ｗ_rが短いほど、小さな値となるように設定されている。また、係数K1は、車線逸脱傾向が続いている時間TDに応じて変化させる。図１３に示すように、係数K1は、経過時間TDが長くなるほど、小さな値となるように設定されている。さらに、係数K1は、周囲の混雑度合いに応じて変化させる。図１４に示すように、係数K1は、周囲車両の数、渋滞度合いが大きいほど、小さな値となるように設定されている。

係数K2は、走行レーンへの接近度合いに応じて変化させる。図１５に示すように、係数K2は、K2aを最大値、K2bを最小値とし、走行レーンへの接近度合いが高い、すなわち逸脱判断ラインまでの距離Ｗ_rが短いほど、大きな値となるように設定されている。また、係数K2は、車線逸脱傾向が続いている時間TDに応じて変化させる。図１６に示すように、係数K2は、経過時間TDが長くなるほど、大きな値となるように設定されている。さらに、係数K2は、周囲の混雑度合いに応じて変化させる。図１７に示すように、係数K2は、周囲車両の数、渋滞度合いが大きいほど、大きな値となるように設定されている。例えば、上記係数K2の変更により、固有振動数ω_ｎを大とした場合、図１８に示すように、目標車間距離までの追従性が高くなる。

上記のように、係数K1，K2を設定することで、逸脱判断ラインまでの距離Ｗ_rが短いほど、経過時間TDが長いほど、周囲の混雑度合いが大きいほど、式(14)により、目標車速Ｖ^*が小さな値に設定されるため、ドライバに長い余裕時間を与えることができる。

（加減速応答特性の変更方法）
また、実施例１では、追従特性を変える手段として、加速時は加速度にリミッタ（例えば、0.03G）を設け、減速時には比較的大きな減速度（例えば、0.02G）を一定に目標加速度に設定して制御を行う。

［警報タイミングの変更方法］
自車の走行路からの車線逸脱傾向がある場合、接近警報のタイミングを早くする。公知技術として、特開２００４−２１９６６号公報には、警報タイミングの変更手段が記載されている。実施例１では、目標車間距離の変更と同様に、走行レーンへ接近するほど、あるいは車線逸脱傾向が続いている時間TDが長いほど、あるいは周囲が混雑しているほど、警報タイミングを早める。

また、実施例１では、ドライバがハンドルまたはアクセル操作を行ったとき、警報タイミングを通常に戻す。これにより、車線逸脱傾向がなくなったにもかかわらず、通常よりも早めに警報が鳴ることによって、ドライバに違和感を与えるのを防止できる。

［自車走行路の推定値補正］
自車の走行路からの車線逸脱傾向がある場合、自車の走行路の推定値（車線幅、曲率）を補正する。通常、ヨーレイトセンサ等により自車の曲率を推定し、自車と同じ走行レーンを走行する先行車を決定している。また、別のパラメータとして、車線幅がある。

例えば、直線道路を走行中に車線逸脱傾向が生じた後、ドライバの意識が運転に戻り、ドライバが自車を走行路に沿わせるためのハンドル操作を行った場合、車両にヨーレイトが発生する。このとき、従来技術では、あたかも自車がカーブに進入したと判断し、先行車を見失っていた。これに対し、実施例１では、自車走行路の算出値（推定値）を補正することで、先行車を捕獲し続けやすくすることができる。

ここで、自車走行路の補正方法としては、例えば、車線幅を広くする補正、道路曲率の補正等が挙げられる。道路曲率の補正は、例えば、求めた道路曲率をフィルタに通す方法がある。実施例１では、算出した道路曲率を１次遅れフィルタ（1/1+Ts）に通すことで、ヨーレイトの変化を鈍らせ、先行車をロスト（見失う）しにくくすることができる。時定数Tは、操舵速度やヨーレイトに応じて変化させる。実際の例として、図１９に示すように、従来（検出値）を補正することで、先行車を見失いにくくすることができる（図２０）。

次に、効果を説明する。
実施例１の車両用走行制御装置にあっては、以下に列挙する効果が得られる。

(1) 先行車との車間距離を目標車間距離に維持するコントローラ１０を有する車両用走行制御装置において、自車の走行路からの逸脱傾向を判定する逸脱傾向判定手段（ステップS2）を備え、コントローラ１０は、自車が逸脱傾向にあるとき、車間距離制御パラメータを先行車に対する余裕時間が長くなる方向、すなわち先行車への接近を抑制する方向に変更する。よって、居眠りや脇見などからドライバの意識が運転に戻った場合に、ドライバが走行状況を認知・判断し、逸脱回避操作等を行うための余裕時間を与えることができる。

(2) コントローラ１０は、自車が逸脱傾向にあるとき、目標車間距離Ｌ^*を長くするため、ドライバの意識が運転に戻った場合に、通常の車間距離制御における余裕時間よりも長い余裕時間をドライバに与えることができる。

(3) コントローラ１０は、自車が逸脱傾向にあるとき、目標減速度を比較的大きな減速度（0.25G）とし、車両の減速側の応答特性を高めるため、ドライバの意識が運転に戻った場合に、通常の車間距離制御における余裕時間よりも長い余裕時間をドライバに与えることができる。

(4) コントローラ１０は、自車が逸脱傾向にあるとき、目標加速度にリミッタ（0.03G）を設け、車両の加速側の応答特性を低下させるため、ドライバの意識が運転に戻った場合に、通常の車間距離制御における余裕時間よりも長い余裕時間をドライバに与えることができる。

(5) コントローラ１０は、自車が逸脱傾向にあるとき、ドライバに対する先行車接近警報のタイミングを、自車が逸脱傾向にないときのタイミングよりも早めるため、ドライバの意識が運転に戻った場合に、通常の車間距離制御における余裕時間よりも長い余裕時間をドライバに与えることができる。

(6) コントローラ１０は、自車の走行レーンへの接近度合いが大きいほど（逸脱判断ラインまでの距離Ｗ_rが短いほど）、余裕時間がより長くなるようにパラメータ（減衰係数ζ_ｃ、固有振動数ω_ｎ）の変更量を設定するため、必要に応じて最適な余裕時間を設定できる。

(7) コントローラ１０は、逸脱傾向の継続時間が長いほど（車線逸脱傾向が続いている時間TDが長いほど）、余裕時間がより長くなるようにパラメータ（減衰係数ζ_ｃ、固有振動数ω_ｎ）の変更量を設定するため、必要に応じて最適な余裕時間を設定できる。

(8) コントローラ１０は、周囲の混雑度合が大きいほど、余裕時間がより長くなるようにパラメータ（減衰係数ζ_ｃ、固有振動数ω_ｎ）の変更量を設定するため、必要に応じて最適な余裕時間を設定できる。

(9) コントローラ１０は、自車が逸脱傾向にあるとき、車両に付与されたヨーモーメントが大きいほど、余裕時間がより長くなるようにパラメータの変更量を設定する。すなわち、旋回挙動変化が大きいほど、車間距離を長くするため、車両挙動が収束するまでの時間を稼ぐことができる。

(10) コントローラ１０は、ドライバが自車の逸脱傾向をなくす運転操作を行った場合には、変更したパラメータを元に戻すため、車線逸脱傾向がなくなったにもかかわらず、車間距離が長めに設定されたり、通常よりも早めに警報がなったりすることによって、ドライバに違和感を与えるのを防止できる。

(11) コントローラ１０は、ドライバの運転操作が急操作である場合には、パラメータの変更を維持するため、車両挙動が安定するまでの余裕時間を稼ぐことができる。

(12) コントローラ１０は、ドライバが自車の逸脱傾向をなくす運転操作を行ってから所定時間が経過するまでの間、パラメータの変更を維持するため、ドライバが走行状況を認知・判断する時間を十分確保できる。

（他の実施例）
以上、本発明を実施するための最良の形態を、実施例１に基づいて説明したが、本発明の具体的な構成は、実施例１に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。

例えば、実施例１では、車間距離制御パラメータとして、減衰係数ζ_ｃと固有振動数ω_ｎを用いたが、パラメータは、車間距離制御に用いられ、先行車に対する余裕時間を調整可能なパラメータであればよい。

実施例１では、走行レーンの幅Ｌを、CCDカメラ２の画像を処理して算出する例を示したが、ナビゲーション装置３の情報により、車両の位置を地図データから車線幅の情報として取り込んでもよい。

また、実施例１では、周囲の混雑度合いを、CCDカメラ２の画像を用いて周囲に存在する車両の数を検出して判定する例を示したが、ナビゲーション装置３の渋滞情報によって混雑度合いを判定してもよい。

さらに、実施例１では、パラメータ（減衰係数ζ_ｃ、固有振動数ω_ｎ）を可変する係数K1，K2を共に変化させる例を示したが、K1またはK2の一方のみを変化させてもよい。さらに、組み合わせは実験的にチューニングすることができる。

本発明は、操向輪を転舵して自車走行路からの逸脱を防止する逸脱防止装置、または逸脱をドライバに知らせる逸脱警報装置と組み合わせてもよい。この場合、逸脱防止制御によりヨーモーメントが付加されたとき、余裕時間がより長くなるように車間距離制御のパラメータを補正する。

実施例１の車両用走行制御装置のシステム構成図である。 実施例１の制御ブロック図である。 先行車との相対速度の算出方法を示す制御ブロック図である。 バンドパスフィルタを用いた相対速度の算出方法を示す制御ブロック図である。 目標車速の算出方法を示す制御ブロック図である。 バンドバスフィルタを用いた目標車速の算出方法を示す制御ブロック図である。 車線逸脱傾向の算出方法を示す説明図である。 実施例１のコントローラ１０で実行される車間距離制御パラメータの変更制御処理の流れを示すフローチャートである。 逸脱判断ラインまでの距離Ｗ_rに応じた係数Ｎの設定マップである。 経過時間TDに応じた係数Ｎの設定マップである。 周囲の混雑度合いに応じた係数Ｎの設定マップである。 逸脱判断ラインまでの距離Ｗ_rに応じた係数K1の設定マップである。 経過時間TDに応じた係数K1の設定マップである。 周囲の混雑度合いに応じた係数K1の設定マップである。 逸脱判断ラインまでの距離Ｗ_rに応じた係数K2の設定マップである。 経過時間TDに応じた係数K2の設定マップである。 周囲の混雑度合いに応じた係数K2の設定マップである。 固有振動数ω_ｎを大とした場合の、目標車間距離までの追従性の変化を示す説明図である。 ヨーレイトに対する曲率補正方法を示す図である。 ヨーレイトに対する曲率補正効果を示す図である。

符号の説明

１ 車間距離センサ
２ CCDカメラ
３ ナビゲーション装置
４ 車速センサ
５ スロットルアクチュエータ
６ 自動変速機
７ 制動制御装置
１０ コントローラ

Claims (13)

1. 先行車との車間距離を目標車間距離に維持する車間距離制御手段を有する車両用走行制御装置において、
   自車の走行路からの逸脱傾向を判定する逸脱傾向判定手段を備え、
   前記車間距離制御手段は、自車が逸脱傾向にあると前記逸脱傾向判定手段が判定したとき、前記車間距離制御手段における制御パラメータを先行車に対する余裕時間が長くなる方向に変更することを特徴とする車両用走行制御装置。
2. 請求項１に記載の車両用走行制御装置において、
   前記車間距離制御手段は、自車が逸脱傾向にあると前記逸脱傾向判定手段が判定したとき、前記目標車間距離を長くすることを特徴とする車両用走行制御装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の車両用走行制御装置において、
   前記車間距離制御手段は、自車が逸脱傾向にあると前記逸脱傾向判定手段が判定したとき、車両の減速側の応答特性を高めることを特徴とする車両用走行制御装置。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の車両用走行制御装置において、
   前記車間距離制御手段は、自車が逸脱傾向にあると前記逸脱傾向判定手段が判定したとき、車両の加速側の応答特性を低下させることを特徴とする車両用走行制御装置。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の車両用走行制御装置において、
   前記車間距離制御手段は、自車が逸脱傾向にあると前記逸脱傾向判定手段が判定したとき、ドライバに対する先行車接近警報のタイミングを、自車が逸脱傾向にないときのタイミングよりも早めることを特徴とする車両用走行制御装置。
6. 請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の車両用走行制御装置において、
   前記車間距離制御手段は、自車の白線への接近度合いが大きいほど、前記余裕時間がより長くなるように前記パラメータの変更量を設定することを特徴とする車両用走行制御装置。
7. 請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の車両用走行制御装置において、
   前記車間距離制御手段は、逸脱傾向の継続時間が長いほど、前記余裕時間がより長くなるように前記パラメータの変更量を設定することを特徴とする車両用走行制御装置。
8. 請求項１ないし請求項７のいずれか1項に記載の車両用走行制御装置において、
   前記車間距離制御手段は、周囲の混雑度合が大きいほど、前記余裕時間がより長くなるように前記パラメータの変更量を設定することを特徴とする車両用走行制御装置。
9. 請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載の車両用走行制御装置において、
   前記車間距離制御手段は、自車が逸脱傾向にあると前記逸脱傾向判定手段が判定したとき、車両に付与されたヨーモーメントが大きいほど、前記余裕時間がより長くなるように前記パラメータの変更量を設定することを特徴とする車両用走行制御装置。
10. 請求項１ないし請求項９のいずれか１項に記載の車両用走行制御装置において、
    前記車間距離制御手段は、ドライバが自車の逸脱傾向を回避する運転操作を行った場合には、変更したパラメータを元に戻すことを特徴とする車両用走行制御装置。
11. 請求項１０に記載の車両用走行制御装置において、
    前記車間距離制御手段は、ドライバの運転操作が急操作である場合には、パラメータの変更を維持することを特徴とする車両用走行制御装置。
12. 請求項１０または請求項１１に記載の車両用走行制御装置において、
    前記車間距離制御手段は、ドライバが自車の逸脱傾向を回避する運転操作を行ってから所定時間が経過するまでの間、パラメータの変更を維持することを特徴とする車両用走行制御装置。
13. 先行車との車間距離を目標車間距離に維持する車両用走行制御装置において、
    自車の走行路からの逸脱傾向を判定し、自車が逸脱傾向にあるとき、車間距離制御のパラメータを先行車に対する余裕時間が長くなる方向に変更することを特徴とする車両用走行制御装置。
    

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