JP2012228979A - 先行車追従走行装置 - Google Patents

Abstract

【課題】燃費の悪化が抑制でき、且つ、先行車に対する追従性も良好な先行車追従走行装置を提供する。
【解決手段】先行車追従制御において、摩擦ブレーキ開始閾値式（Ｌ１）、エンジンブレーキ開始閾値式（Ｌ２）、加速制御終了閾値式（Ｌ３）を用いて、摩擦ブレーキ開始閾値、エンジンブレーキ開始閾値、加速制御終了閾値を逐次算出する。そして、エンジンブレーキ開始閾値と加速制御終了閾値の間を等速領域とし、ＫｄＢ＿ｃの現在値が等速領域にあれば等速制御を行う。等速制御を行うことができる結果、加減速の頻度が低下するので、燃費の悪化が抑制できる。また、減速の頻度が少なくなることにより、割り込み車が加速した場合や、先行車が減速後、再加速した場合に、先行車に追従するための加速が少なくて済むので、追従性も良好となる。
【選択図】図４

Description

本発明は、先行車追従走行装置に関し、特に、先行車追従走行における省燃費技術に関する。

従来、先行車に自動的に追従して走行することができる先行車追従走行装置が知られている（たとえば、特許文献１、２、３）。特許文献１では、車両の減速度合いや車間距離を大きくさせるための操作部がハンドルの周囲に設けられ、オートクルーズ運転中にこの操作部を操作することによって、車両の減速度合いや車間距離が調整できる。また、特許文献２では、自車両の運転モードが通常追従モードかエコ追従モードかを判断し、エコ追従モードでは、通常追従モードよりも小さい加速度で先行車を追従する。

特許文献３には、補正接近離間状態評価指標ＫｄＢ＿ｃを用いて先行車追従走行を行う技術が開示されている。上記補正接近離間状態評価指標ＫｄＢ＿ｃは、先行車の速度を考慮して、接近離間状態評価指標ＫｄＢを補正した指標である。また、接近離間状態評価指標ＫｄＢは、前方物体のドライバの目に映る像を想定し、当該想定した像の面積の単位時間当たりの変化度合いを表す指標である。この接近離間状態評価指標ＫｄＢおよび前述の補正接近離間状態評価指標ＫｄＢ＿ｃは、たとえば、それぞれ、下記式１、２で表される。なお、式１、２において、Ｄは自車両と先行車との車間距離、Ｖｒは自車両に対する先行車の相対速度、ａは乗数、Ｖｐは先行車速度である。

上記式１に示すように、補正接近離間状態評価指標ＫｄＢ＿ｃは、先行車に接近する相対速度Ｖｒの絶対値が高くなるほど大きくなる。また、先行車速度Ｖｐが高いほど小さくなる。また、車間距離が短くなるほど大きくなる。また、車間距離Ｄは三乗項であることから、車間距離Ｄが短くなる変化に対する補正接近離間状態評価指標ＫｄＢ＿ｃの増加勾配は、車間距離Ｄが短くなるほど急峻になる。特許文献３のように、先行車追従走行を、補正接近離間状態評価指標を用いて行うと、ドライバにとって違和感の少ない追従走行が可能となる。

特許第３８８９１３１号公報 特開２００９−１１３７６３号公報 特開２００８−２８００１７号公報

特許文献１の装置では、先行車と自車との間に他車が割り込んできたり、あるいは、先行車が減速したりする等により車間距離が設定距離よりも狭くなった場合には、制御モデルで求めた減速度に基づいて自車速を割り込み車の速度まで減速させる。これにより、割り込み車があり、先行車がそれまでとは別の車になった場合や、先行車が減速した場合にも、車間距離を維持する。しかし、その後、割り込み車あるいは先行車が加速することにより車間距離が設定距離よりも広がった場合には加速することになるため、頻繁な加減速により、燃費の悪化を招く恐れがある。なお、燃料を搭載しない電気自動車においても一般に燃費という概念が用いられるのと同様、本明細書の「燃費」も、電気自動車における燃費を含む概念である。

また、特許文献２の装置でも、車間距離が常に一定距離となるように制御するので、割り込みがあった場合や、先行車が減速した場合には、車間距離を上記一定距離とするために減速を行う。従って、その後、割り込み車あるいは先行車が加速することにより車間距離が設定距離よりも広がった場合には加速することになるため、頻繁な加減速により燃費の悪化を招く恐れがある。また、特許文献２の装置では、エコ追従モードであれば、燃費の悪化がある程度抑制されるが、このエコ追従モードでは、加速が抑制されるので、先行車に対する追従性が悪化する。

また、特許文献３の装置は、車間距離ではなく、補正接近離間状態評価指標ＫｄＢ＿ｃにより加減速の判断を行っている。しかし、割り込みがあった場合や、先行車が減速した場合には、補正接近離間状態評価指標ＫｄＢ＿ｃが大きい値となるため、補正接近離間状態評価指標ＫｄＢ＿ｃを低下させるために減速を行う。そして、その後、割り込み車あるいは先行車が加速すると補正接近離間状態評価指標ＫｄＢ＿ｃの値が低下するため、補正接近離間状態評価指標ＫｄＢ＿ｃを大きくするために加速を行う。従って、特許文献１、２と同様に、頻繁な加減速により燃費の悪化を招く恐れがあった。

本発明は、この事情に基づいて成されたものであり、その目的とするところは、燃費の悪化が抑制でき、且つ、先行車に対する追従性も良好な先行車追従走行装置を提供することにある。

その目的を達成するための請求項１記載の発明は、上述の補正接近離間状態評価指標ＫｄＢ＿ｃを用いて先行車追従走行を行う。記憶手段には、ブレーキ開始閾値式および加速制御終了閾値式を記憶する。これらは、いずれもブレーキ判別式にオフセット値を加えた式である。ブレーキ判別式は、運転者のブレーキ操作開始時点における補正接近離間状態評価指標と車間距離との関係を示す式である。ブレーキ開始閾値式は、このブレーキ判別式に同一の車間距離に対する補正接近離間状態評価指標を低下させるブレーキ用オフセット値を加えた式であって、ブレーキ制御開始時点における補正接近離間状態評価指標と車間距離との関係を示す式である。加速制御終了閾値式は、ブレーキ判別式にブレーキ用オフセット値よりも同一の車間距離に対する補正接近離間状態評価指標をさらに低下させる加速用オフセット値を加えた式であって、加速制御終了時点における補正接近離間状態評価指標と車間距離との関係を示す式である。現在値算出手段は、補正接近離間状態評価指標の現在値を逐次算出し、閾値算出手段は、ブレーキ開始閾値式と車間距離の現在値とからブレーキ開始閾値を算出するとともに、加速制御終了閾値式と車間距離の現在値とから加速制御終了閾値を算出する。そして、速度制御手段は、現在値算出手段が算出した補正接近離間状態評価指標の現在値と、閾値算出手段が算出したブレーキ開始閾値、加速制御終了閾値とを比較する。比較の結果、補正接近離間状態評価指標の現在値がブレーキ開始閾値よりも高ければブレーキを作動させ、補正接近離間状態評価指標の現在値が加速制御終了閾値よりも低ければ加速制御を行い、補正接近離間状態評価指標の現在値がブレーキ開始閾値と加速制御終了閾値との間であれば自車両を等速で走行させる。

従来の補正接近離間状態評価指標を用いた先行車追従走行装置では、一つの閾値よりも補正接近離間状態評価指標の現在値が上であれば減速制御を行い、補正接近離間状態評価指標の現在値がその閾値以下であれば加速制御を行っていた。従って、等速制御をすることができなかった。これに対して、本発明では、ブレーキ開始閾値と、加速制御終了閾値とを設けており、補正接近離間状態評価指標の現在値が、ブレーキ開始閾値と加速制御終了閾値との間であれば等速制御を行う。その結果、加減速の頻度が低下するので、燃費の悪化が抑制できる。また、減速の頻度が少なくなることにより、割り込み車が加速した場合や、先行車が減速後、再加速した場合に、先行車に追従するための加速が少なくて済むので、追従性も良好となる。

請求項２記載の発明は、ブレーキ開始閾値として、摩擦ブレーキ開始閾値と原動機ブレーキ開始閾値の２つの閾値を用いる発明である。なお、原動機ブレーキとは、エンジンブレーキや回生ブレーキを指す。記憶手段には、ブレーキ開始閾値式として、摩擦ブレーキ開始閾値式と原動機ブレーキ開始閾値式とが記憶されている。摩擦ブレーキ開始閾値式は、摩擦ブレーキの作動開始時点における補正接近離間状態評価指標と車間距離との関係を示す式であって、ブレーキ判別式に同一の車間距離に対する補正接近離間状態評価指標を低下させる第１ブレーキ用オフセット値を加えた式である。原動機ブレーキ開始閾値式は、原動機ブレーキの作動開始時点における補正接近離間状態評価指標と車間距離との関係を示す式であって、ブレーキ判別式に、同一の車間距離に対する補正接近離間状態評価指標を第１ブレーキ用オフセット値よりもさらに低下させる第２ブレーキ用オフセット値を加えた式である。閾値算出手段は、３つの閾値を算出する。すなわち、摩擦ブレーキ開始閾値式と車間距離の現在値とから摩擦ブレーキ開始閾値を算出し、原動機ブレーキ開始閾値式と車間距離の現在値とから原動機ブレーキ開始閾値を算出し、加速制御終了閾値式と車間距離の現在値とから加速制御終了閾値を算出する。速度制御手段は、現在値算出手段が算出した補正接近離間状態評価指標の現在値と、閾値算出手段が算出した摩擦ブレーキ開始閾値、原動機ブレーキ開始閾値、加速制御終了閾値とを比較する。比較の結果、補正接近離間状態評価指標の現在値が摩擦ブレーキ開始閾値よりも高ければ摩擦ブレーキを作動させ、補正接近離間状態評価指標の現在値が摩擦ブレーキ開始閾値と原動機ブレーキ開始閾値との間であれば原動機ブレーキを作動させ、補正接近離間状態評価指標の現在値が加速制御終了閾値よりも低ければ加速制御を行い、補正接近離間状態評価指標の現在値がブレーキ開始閾値と加速制御終了閾値との間であれば自車両を等速で走行させる。

この発明によれば、補正接近離間状態評価指標の現在値に応じて、摩擦ブレーキと原動機ブレーキの２種類のブレーキが行われる。運転者は、自ら運転する場合、摩擦ブレーキと原動機ブレーキとを適宜使い分けて運転することが通常であることから、この発明によれば、追従走行時の減速制御が、運転者にとってより違和感の少ない減速となる。

請求項３記載の発明は、安定車間距離算出手段を備える。この安定車間距離算出手段は、安定車間距離算出式と、現在の先行車の速度とから、安定車間距離の現在値を逐次算出する。なお、安定車間距離算出式は、補正接近離間状態評価指標を算出するための評価指標算出式と加速制御終了閾値式とに基づいて定まる式であって、先行車の速度に基づいて安定車間距離が算出できる式である。速度制御手段は、現在の車間距離が安定車間距離の現在値よりも短い場合には、補正接近離間状態評価指標の現在値によらず、摩擦ブレーキを作動させる。

この発明によれば、現在の車間距離が安定車間距離の現在値よりも短い場合には、必ず摩擦ブレーキが作動し、これにより、車間距離が速やかに安定車間距離まで広がることから、実際の車間距離が安定車間距離よりも短くなった場合の安全性が向上する。

請求項４記載の発明では、ブレーキ用オフセット値および加速用オフセット値が乗員によって変更できるようになっている。オフセット値が変化すると、ブレーキ制御が開始されるタイミングや加速制御を終了させるタイミングが変化する。よって、これらを運転者が変更できるようになっていると、運転者は、ブレーキ制御開始タイミングや加速制御終了タイミングを自分の好みに応じたタイミングにすることができる。

本実施形態の先行車追従走行装置の全体構成を示す図である。 ブレーキ判別式曲線Ｌ０、摩擦ブレーキ開始閾値曲線Ｌ１、エンジンブレーキ開始閾値曲線Ｌ２、加速制御終了閾値曲線Ｌ３を対比して示すグラフである。 従来の先行車追従制御における自車Ｏ、先行車Ｐ１、先行車Ｐ２（割り込み車）の相対位置関係を例示する図である。 先行車追従制御の具体例であって、割り込み車によりＫｄＢ＿ｃの現在値が等速領域となる場合の例である。 先行車追従制御の具体例であって、図４の場合よりも、ＫｄＢ＿ｃの現在値が摩擦ブレーキ開始閾値に近い場合の例である。 先行車追従制御の具体例であって、割り込み車によりＫｄＢ＿ｃの現在値がエンジンブレーキ領域となる場合の例である。 先行車追従制御の具体例であって、割り込み車によりＫｄＢ＿ｃの現在値が摩擦ブレーキ開始閾値を越える場合の例である。 先行車追従制御の具体例であって、安定車間距離内における摩擦ブレーキによる減速制御を説明する図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本実施形態の先行車追従走行装置の全体構成を示す。同図に示すように、図１の先行車追従走行装置は、ＶＳＣ＿ＥＣＵ１０、舵角センサ２０、Ｇセンサ３０、ヨーレートセンサ４０、ＥＮＧ＿ＥＣＵ５０、レーダ７０、操作ＳＷ８０、及び車両制御ＥＣＵ１００によって構成される。

ＶＳＣ＿ＥＣＵ１０は、自車に制動力を印加するブレーキアクチュエータ（図示せず）を制御するもので、自車の横滑りを抑制するＶＳＣ（Vehicle Stability Control、登録商標）の制御機能を備える。このＶＳＣ＿ＥＣＵ１０は、車内ＬＡＮから目標減速度の情報を受信し、この目標減速度が自車に発生するように、ブレーキアクチュエータを制御する。ブレーキアクチュエータが制御されると摩擦ブレーキが作動することになる。また、ＶＳＣ＿ＥＣＵ１０は、自車の速度（車速）Ｖ_０、及びブレーキ圧力の情報を車内ＬＡＮに送信する。舵角センサ２０は、自車のステアリングの操舵角の情報を検出するセンサであり、検出した操舵角の情報を車内ＬＡＮに送信する。

Ｇセンサ３０は、自車の前後方向に発生する加速度（前後Ｇ）と、横（左右）方向に発生する加速度（横Ｇ）を検出する加速度センサであり、検出した前後Ｇ及び横Ｇの情報を車内ＬＡＮに送信する。ヨーレートセンサ４０は、自車の鉛直軸まわりの角速度（ヨーレート）を検出するセンサであり、検出したヨーレートの情報を車内ＬＡＮに送信する。

ＥＮＧ＿ＥＣＵ５０は、車内ＬＡＮから目標加速度の情報を受信し、自車が目標加速度を発生するように、図示しないスロットルアクチュエータを制御して、自車両を加速させる。また、目標減速度の情報を受信した場合にも、スロットルアクチュエータを制御してエンジンブレーキを発生させる。

レーダ７０は、例えば、レーザ光を自車前方の所定範囲に照射し、その反射光を受信して、先行車との車間距離Ｄ、先行車との相対速度Ｖｒ、自車幅中心軸と先行車の中心軸とのズレ量（横ずれ量）等を検出し、車両制御ＥＣＵ１００へ出力する。

操作ＳＷ８０は、自車のドライバが操作するスイッチ群であり、スイッチ群の操作情報は車両制御ＥＣＵ１００へ出力される。この操作ＳＷ８０の操作により、運転者は、後述するオフセット値を変更できる。

メモリ９０は、特許請求の範囲の記憶手段に相当し、摩擦ブレーキ開始閾値式、エンジンブレーキ開始閾値式、加速制御終了閾値式の３つの閾値式が記憶されている。これらの閾値式は、いずれも、ブレーキ判別式にオフセット値を加えた式である。式３にブレーキ判別式を示す。

このブレーキ判別式は、運転者のブレーキ操作開始時点におけるＫｄＢ＿ｃと車間距離Ｄとの関係を示す式であり、式３において、ａ、ｂ、ｃはいずれも定数であり、実験に基づいて定められる。また、ａは式２におけるａを意味する。ａ、ｂ、ｃは、たとえば、それぞれ０．２、−２２．６６、７４．７１である。

ブレーキ判別式が式３に示す式であることから、摩擦ブレーキ開始閾値式、エンジンブレーキ開始閾値式、加速制御終了閾値式は、いずれも式４に示す式となる。式４におけるΔｃがオフセット値であり、このオフセット値として、摩擦ブレーキ開始閾値式では第１ブレーキ用オフセット値Δｃ１を用い、エンジンブレーキ開始閾値式では第２ブレーキ用オフセット値Δｃ２を用い、加速制御終了閾値式では加速用オフセット値Δｃ３を用いる。これらのオフセット値Δｃ１、Δｃ２、Δｃ３は、たとえば、−３ｄＢ、−４ｄＢ、−６ｄＢである。

図２は、ブレーキ判別式が示す曲線（ブレーキ判別式曲線）Ｌ０、摩擦ブレーキ開始閾値式が示す曲線（摩擦ブレーキ開始閾値曲線）Ｌ１、エンジンブレーキ開始閾値式が示す曲線（エンジンブレーキ開始閾値曲線）Ｌ２、加速制御終了閾値式が示す曲線（加速制御終了閾値曲線）Ｌ３を対比して示すグラフである。このグラフからも分かるように、オフセット値の大小関係により、同一の車間距離Ｄにおける補正接近離間状態評価指標ＫｄＢ＿ｃ（以下、単にＫｄＢ＿ｃ）は、ブレーキ判別式、摩擦ブレーキ開始閾値式、エンジンブレーキ開始閾値式、加速制御終了閾値式の順に低下する。

図１に戻り、車両制御ＥＣＵ１００は、主にマイクロコンピュータとして構成され、何れも周知のＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏ、及びこれらを接続するバスによって構成される。この車両制御ＥＣＵ１００は、車内ＬＡＮ等により接続される各種機器を利用して先行車追従走行制御を行う。なお、先行車追従制御は、運転者が操作ＳＷ８０を操作して、先行車追従制御開始指示を行なったことにより開始し、また、運転者の終了操作により、先行車追従制御は終了する。

この先行車追従走行制御においては、車両制御ＥＣＵ１００は、特許請求の範囲の現在値算出手段、閾値算出手段、安定車間距離算出手段、速度制御手段としての機能を実行する。以下、先行車追従走行制御の内容を詳しく説明する。

（現在値算出手段としての機能）
車両制御ＥＣＵ１００は、先行車追従走行制御中は、ＫｄＢ＿ｃの現在値を逐次算出する。ＫｄＢ＿ｃは、式２に示した評価指標算出式から算出する。従って、ＫｄＢ＿ｃの現在値の算出には、相対速度Ｖｒ、先行車速度Ｖｐ、車間距離Ｄを決定する必要がある。相対速度Ｖｒ、車間距離Ｄは、たとえばレーダ７０からの信号に基づいて決定する。先行車速度Ｖｐは、上記相対速度ＶｒとＶＳＣ＿ＥＣＵ１０からの自車速Ｖ_０とから算出する。そして、これらを式２に代入することで、ＫｄＢ＿ｃの現在値を逐次算出する。

（閾値算出手段としての機能）
また、車両制御ＥＣＵ１００は、先行車追従走行制御中は、３つの閾値、すなわち、摩擦ブレーキ開始閾値、エンジンブレーキ開始閾値、加速制御終了閾値を逐次算出する。これらはメモリ９０に記憶されている３つの閾値式、すなわち、摩擦ブレーキ開始閾値式、エンジンブレーキ開始閾値式、加速制御終了閾値式と、車間距離Ｄの現在値とから算出する。

（安定車間距離算出手段としての機能）
また、車両制御ＥＣＵ１００は、先行車追従走行制御中は、安定車間距離Ｄｔも逐次算出する。この安定車間距離Ｄｔとは、式２の評価指標算出式における相対速度Ｖｒがゼロ（つまり、先行車に接近しない）として算出する車間距離Ｄである。この安定車間距離Ｄｔの算出式（以下、安定車間距離算出式）の導出を次に説明する。安定車間距離算出式の導出には、上記評価指標算出式と加速制御終了閾値式とを用いる。

式２においてａ＝０．２として、式２を変形すると、下記式５が得られる。なお、先行車への接近時のＶｒは負とする。この式のＫｄＢ＿ｃに、式４の加速制御終了閾値式の右辺をｂ＝−２２．６６、ｃ＝７４．７１とした上で代入すると、式６が得られる。

ここで、衝突余裕時間ＴＴＣはＴＴＣ＝Ｄ／Ｖｒで表され、Ｖｒ＝０ならばＴＴＣは無限大となる。つまり、Ｖｒ＝０となる車間距離である安定車間距離Ｄｔでは、衝突余裕時間ＴＴＣが無限大となる。式６においてＶｒ＝０として、対数をとる等の式変形を行うと、式７に示す安定車間距離算出式が得られる。この式７に、先行車の速度Ｖｐを代入することで、安定車間距離Ｄｔを逐次算出する。

（速度制御手段としての機能）
そして、車両制御ＥＣＵ１００は、先行車追従走行制御中は、安定車間距離Ｄｔの現在値と、現在の車間距離Ｄとを比較し、現在の車間距離Ｄが安定車間距離Ｄｔの現在値よりも短い場合には、ＫｄＢ＿ｃの現在値がどのような値であるかに関係なく、ＶＳＣ＿ＥＣＵ１０に摩擦ブレーキを作動させる指示を行う。

一方、現在の車間距離Ｄが安定車間距離Ｄｔの現在値よりも長い場合には、ＫｄＢ＿ｃの現在値と、摩擦ブレーキ開始閾値、エンジンブレーキ開始閾値、加速制御終了閾値とを比較する。比較の結果としては、次の（１）〜（４）の結果がある。すなわち、（１）ＫｄＢ＿ｃの現在値が摩擦ブレーキ開始閾値よりも高い場合、（２）ＫｄＢ＿ｃの現在値が摩擦ブレーキ開始閾値とエンジンブレーキ開始閾値との間の場合、（３）ＫｄＢ＿ｃの現在値がブレーキ開始閾値と加速制御終了閾値との間の場合、（４）補正接近離間状態評価指標の現在値が加速制御終了閾値よりも低い場合がある。（１）の場合には摩擦ブレーキを作動させ、（２）の場合にはエンジンブレーキを作動させ、（３）の場合には自車両を等速で走行させ、（４）の場合には加速制御を行う。

なお、自車両を減速あるいは加速させる場合の加速度（マイナスの加速度、すなわち減速度も含む）Ｇ_Ｄｐは、たとえば、下記式８により算出する。

この式８におけるＶｒ＿ｐは自車の現在の相対速度を表し、Ｖｒ＿ｔは、ブレーキ判別式から求まる、現在の車間距離ＤにおけるＫｄＢ＿ｃを、式２に代入することで求まる目標相対速度である。また、Ｔは、自車の現在の相対速度Ｖｒ＿ｐと、目標相対速度Ｖｒ＿ｔとの差分を、目標となる加速度Ｇ_Ｄｐに変換するための除数であり、適宜、設定されるものである。

次に、本実施形態の先行車追従制御の具体的制御を様々な場面において説明するが、その前に、比較として、まず、従来の先行車追従制御を説明する。図３は、従来の先行車追従制御における自車Ｏ、先行車Ｐ１、先行車Ｐ２（割り込み車）の相対位置関係を例示する図である。

図３（Ａ）では、自車Ｏに対する先行車はＰ１であり、自車Ｏと先行車Ｐ１との車間何距離ＤはＤ_ＡCC＿１であり、この車間距離Ｄ_ＡCC＿１は設定車間距離と一致している。また、先行車Ｐ１は速度Ｖ_１で走行しており、先行車Ｐ１に対して追従走行を行なっている自車Ｏも速度Ｖ_１で走行している。

この状態から図３（Ｂ）に示すように、先行車Ｐ２（割り込み車）が先行車Ｐ１と自車Ｏとの間に割り込んできた場合、自車Ｏは、この先行車Ｐ２を対象として追従走行を行なう。先行車Ｐ２が割り込んでくると、それまで先行車Ｐ１を対象として車間距離Ｄが設定車間距離となっていたことから、先行車Ｐ２の割り込みにより車間距離Ｄは設定車間距離よりも狭くなる。従来の先行車追従制御では、実際の車間距離Ｄが常に設定車間距離となるように速度制御を行うことから、車間距離Ｄは設定車間距離よりも狭くなると、自車Ｏは減速する。そして、先行車Ｐ２を対象とした車間距離Ｄ_ＡCC＿２が再び設定車間距離となるまで車間距離Ｄ_ＡCC＿２が広がった場合には、図３（Ｃ）に示すように、自車Ｏは、先行車Ｐ２と同じ速度Ｖ_２で走行する。

次に、本実施形態の先行車追従制御の具体的制御を、様々な場面において説明する。図４は、割り込み車によりＫｄＢ＿ｃの現在値が等速領域となる場合の例である。なお、図４（Ａ）の横軸である距離Ｄの尺度と、図４（Ｂ）以下の横方向の尺度とは対応しており、図４（Ｂ）以下において自車Ｏの先端から図４（Ａ）に延びる直線は、その時点における車間距離Ｄを示している。また、図４（Ｂ）以下において破線で示す自車Ｏは、次の図（たとえば図４（Ｂ）に対して図４（Ｃ））における自車Ｏの位置を示している。これらの図の示し方は、図５〜図８においても同様である。

図４（Ｂ）、（Ｃ）は、それぞれ図３（Ａ）、（Ｂ）と同じ状態であり、割り込み車が自車Ｏと先行車Ｐ１との間に割り込んで来て、制御対象となる先行車がＰ２へ変更となった状態である。この後、図３の従来例では、自車Ｏは即座に減速をしていた。しかし、図４の例では自車Ｏは即座には減速しない。図４（Ｃ）の状態では、車間距離ＤはＤ１であり、ＫｄＢ＿ｃの現在値は、エンジンブレーキ開始閾値曲線Ｌ２と加速制御終了閾値曲線Ｌ３との間、すなわち、等速領域にある。

図４（Ｃ）の状態におけるＫｄＢ＿ｃの現在値が等速領域であることから、自車Ｏは、それまでと同じ速度Ｖ_１での等速走行を継続する。その結果、同図にＯ’で示す位置、すなわち、車間距離Ｄが安定車間距離Ｄｔとなるまで、等速で先行車Ｐ２に接近する。なお、図４（Ａ）におけるＬ４は、式５において相対速度Ｖｒ＝０としたときの曲線であり、この曲線Ｌ４と加速制御終了閾値曲線Ｌ３との交点における距離Ｄが前述の安定車間距離Ｄｔである。

そして、車間距離Ｄが安定車間距離Ｄｔを超えると（図４（Ｄ））と、摩擦ブレーキを作動させて減速が開始される。そして、自車速Ｖ_Ｏが、Ｖ_１から、先行車速度Ｖ_２まで低下し（図４（Ｅ））、車間距離Ｄが安定車間距離Ｄｔとなると（図４（Ｆ））、その速度Ｖ_２で等速走行を行う。

図５も、図４と同様に、割り込み車によりＫｄＢ＿ｃの現在値が等速領域となる場合の例であるが、図４の場合よりも、ＫｄＢ＿ｃの現在値が摩擦ブレーキ開始閾値に近い場合の例である。

図（Ｂ）に示すように、先行車がＰ１である状態から、図（Ｃ）に示すように、割り込みにより、新たな先行車Ｐ２となると、車間距離Ｄがそれまでよりも狭くなる。しかし、ＫｄＢ＿ｃの現在値が等速領域にあるので、自車Ｏはそれまでと同じ速度Ｖ_１で等速走行を行う。その後、先行車Ｖ_２との車間距離Ｄが図（Ｄ）に示すように安定車間距離Ｄｔとなると、摩擦ブレーキによる減速を開始する（図（Ｅ））。車間距離Ｄが安定車間距離Ｄｔよりも狭いうちは摩擦ブレーキによる減速を継続し、それにより、自車速Ｖ_Ｏは速度Ｖ_１からＶ_２まで低下する。ただし、図５の例では、制御のオーバーシュートが図４よりも大きく、車間距離Ｄが、一旦、安定車間距離Ｄｔよりも広くなり、また、そのときのＫｄＢ＿ｃの現在値が加速領域となる。そこで、再加速を行い（図（Ｆ））、安定車間距離Ｄｔとなり、自車速Ｖ_ＯがＶ_２となると、等速走行を行う（図（Ｇ））。

図６は、割り込み車によりＫｄＢ＿ｃの現在値がエンジンブレーキ領域となる場合の例である。先行車がＰ１である状態から（図（Ｂ））、割り込みにより、新たな先行車Ｐ２となると、車間距離Ｄがそれまでよりも狭くなる（図（Ｃ））。図６の例では、先行車がＰ２となった時点のＫｄＢ＿ｃの現在値はエンジンブレーキ領域にある（図（Ａ）参照）。そこで、自車Ｏは、エンジンブレーキを作動させて自車速Ｖ_Ｏの減速を開始する（図（Ｄ））。しかし、エンジンブレーキを作動させても車間距離Ｄが短くなり、安定車間距離Ｄｔよりも車間距離Ｄが短くなっている。そのため、摩擦ブレーキが作動する（図（Ｅ））。これにより、車間距離Ｄが広がり、一旦は、安定車間距離Ｄｔよりも長い車間距離となり、ＫｄＢ＿ｃの現在値が加速領域であることから、再加速を行う（図（Ｆ））。再加速により、安定車間距離Ｄｔとなり、自車速Ｖ_ＯがＶ_２となると、等速走行を行う（図（Ｇ））。

図７は、割り込み車によりＫｄＢ＿ｃの現在値が摩擦ブレーキ開始閾値を越える場合の例である。先行車がＰ１である状態から（図（Ｂ））、割り込みにより、新たな先行車Ｐ２となると、車間距離Ｄがそれまでよりも狭くなる（図（Ｃ））。図７の例では、先行車がＰ２となった時点のＫｄＢ＿ｃの現在値は、摩擦ブレーキ開始閾値曲線Ｌ１により定まる摩擦ブレーキ開始閾値を超えている（図（Ａ）参照）。そこで、自車Ｏは、摩擦ブレーキを作動させて自車速Ｖ_Ｏの減速を開始する。摩擦ブレーキによる減速開始により、ＫｄＢ＿ｃの現在値はエンジンブレーキ領域に入るが、安定車間距離Ｄｔよりも車間距離Ｄが短いため、エンジンブレーキには移行せず、目標車速をＶ_２として摩擦ブレーキを継続する（図（Ｄ）。

その後、ＫｄＢ＿ｃの現在値は等速領域に入るが、車間距離Ｄが安定車間距離Ｄｔよりも短いため、摩擦ブレーキをさらに継続する（図（Ｅ））。そして、安定車間距離Ｄｔよりも車間距離Ｄが広がった時点では、ＫｄＢ＿ｃの現在値が加速領域にあり、また、一時的に車速がＶ_２よりも低下するため、一時的に加速を行う（図（Ｆ））。その後、車速がＶ_２となると、等速走行を継続する（図（Ｇ））。

図８は、安定車間距離内における摩擦ブレーキによる減速制御を説明する図である。安定車間距離内では、安定車間距離Ｄｔと実際の車間距離Ｄとの差が大きい場合、車間距離Ｄによらず一定の減速度で減速し、車間距離Ｄが安定車間距離Ｄｔまで広がってくると、車間距離Ｄに応じて絶対値が小さくなる減速度で減速を行う。

以上、説明した本実施形態によれば、先行車追従制御において、摩擦ブレーキ開始閾値式、エンジンブレーキ開始閾値式、加速制御終了閾値式を用いて、摩擦ブレーキ開始閾値、エンジンブレーキ開始閾値、加速制御終了閾値を逐次算出している。そして、エンジンブレーキ開始閾値と加速制御終了閾値の間を等速領域としており、ＫｄＢ＿ｃの現在値が等速領域にあれば等速制御を行う。等速制御を行うことができる結果、加減速の頻度が低下するので、燃費の悪化が抑制できる。また、減速の頻度が少なくなることにより、割り込み車が加速した場合や、先行車が減速後、再加速した場合に、先行車に追従するための加速が少なくて済むので、追従性も良好となる。

また、本実施形態では、ブレーキ制御として、摩擦ブレーキとエンジンブレーキの２種類のブレーキ制御が可能となっている。運転者は、自ら運転する場合、摩擦ブレーキとエンジンブレーキとを適宜使い分けて運転することが通常であることから、本実施形態によれば、追従走行時の減速制御が、運転者にとってより違和感の少ない減速となる。

また、本実施形態によれば、安定車間距離Ｄｔを逐次算出しており、現在の車間距離Ｄが安定車間距離Ｄｔの現在値よりも短い場合には、必ず摩擦ブレーキが作動する。これにより、車間距離Ｄが速やかに安定車間距離Ｄｔまで広がることから、車間距離Ｄが安定車間距離Ｄｔよりも短くなった場合の安全性が向上する。

また、本実施形態によれば、閾値式のオフセット値Δｃを運転者が変更できるようになっていることから、運転者は、ブレーキ制御開始タイミングや加速制御終了タイミングを自分の好みに応じたタイミングにすることができる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。

１０：VSC_ECU、 ２０：舵角センサ、 ３０：Ｇセンサ、 ４０：ヨーレートセンサ、 ５０：ENG_ECU、 ７０：レーダ、 ８０：操作ＳＷ、 ９０：メモリ（記憶手段）、 １００：車両制御ECU（現在値算出手段、閾値算出手段、速度制御手段、安定車間距離算出手段）

Claims (4)

1. 先行車に対する接近離間状態を前記先行車の速度を考慮して表す指標であって、前記先行車に接近する相対速度が高くなるほど大きくなり、且つ、前記先行車との車間距離が短くなるほど大きくなるとともに、前記車間距離が短くなる変化に対する増加勾配が前記車間距離が短くなるほど急峻になる指標を補正接近離間状態評価指標とし、
   前記補正接近離間状態評価指標を用いて先行車追従制御を行う先行車追従走行装置であって、
   運転者のブレーキ操作開始時点における前記補正接近離間状態評価指標と前記車間距離との関係を示す式であるブレーキ判別式に、同一の車間距離に対する前記補正接近離間状態評価指標を低下させるブレーキ用オフセット値を加えた式であって、ブレーキ制御開始時点における前記補正接近離間状態評価指標と前記車間距離との関係を示すブレーキ開始閾値式、および、前記ブレーキ判別式に前記ブレーキ用オフセット値よりも同一の車間距離に対する前記補正接近離間状態評価指標をさらに低下させる加速用オフセット値を加えた式であって、加速制御終了時点における前記補正接近離間状態評価指標と前記車間距離との関係を示す加速制御終了閾値式を記憶する記憶手段と、
   前記補正接近離間状態評価指標の現在値を逐次算出する現在値算出手段と、
   前記ブレーキ開始閾値式と前記車間距離の現在値とからブレーキ開始閾値を算出するとともに、前記加速制御終了閾値式と前記車間距離の現在値とから加速制御終了閾値を算出する閾値算出手段と、
   前記現在値算出手段が算出した補正接近離間状態評価指標の現在値と、前記閾値算出手段が算出したブレーキ開始閾値、加速制御終了閾値とを比較し、補正接近離間状態評価指標の現在値がブレーキ開始閾値よりも高ければブレーキを作動させ、補正接近離間状態評価指標の現在値が加速制御終了閾値よりも低ければ加速制御を行い、補正接近離間状態評価指標の現在値がブレーキ開始閾値と加速制御終了閾値との間であれば自車両を等速で走行させる速度制御手段と
   を含むことを特徴とする先行車追従走行装置。
2. 請求項１において、
   前記記憶手段には、ブレーキ開始閾値式として、摩擦ブレーキの作動開始時点における前記補正接近離間状態評価指標と前記車間距離との関係を示す式であって、前記ブレーキ判別式に同一の車間距離に対する前記補正接近離間状態評価指標を低下させる第１ブレーキ用オフセット値を加えた摩擦ブレーキ開始閾値式と、原動機ブレーキの作動開始時点における前記補正接近離間状態評価指標と前記車間距離との関係を示す式であって、前記ブレーキ判別式に、同一の車間距離に対する前記補正接近離間状態評価指標を前記第１ブレーキ用オフセット値よりもさらに低下させる第２ブレーキ用オフセット値を加えた原動機ブレーキ開始閾値式とが記憶されており、
   前記閾値算出手段は、摩擦ブレーキ開始閾値式と前記車間距離の現在値とから摩擦ブレーキ開始閾値を算出し、原動機ブレーキ開始閾値式と前記車間距離の現在値とから原動機ブレーキ開始閾値を算出し、加速制御終了閾値式と前記車間距離の現在値とから加速制御終了閾値を算出し、
   前記速度制御手段は、前記現在値算出手段が算出した補正接近離間状態評価指標の現在値と、前記閾値算出手段が算出した摩擦ブレーキ開始閾値、原動機ブレーキ開始閾値、加速制御終了閾値とを比較し、補正接近離間状態評価指標の現在値が摩擦ブレーキ開始閾値よりも高ければ摩擦ブレーキを作動させ、補正接近離間状態評価指標の現在値が摩擦ブレーキ開始閾値と原動機ブレーキ開始閾値との間であれば原動機ブレーキを作動させ、補正接近離間状態評価指標の現在値が加速制御終了閾値よりも低ければ加速制御を行い、補正接近離間状態評価指標の現在値がブレーキ開始閾値と加速制御終了閾値との間であれば自車両を等速で走行させる、ことを特徴とする先行車追従走行装置。
3. 請求項２において、
   前記補正接近離間状態評価指標を算出するための評価指標算出式と前記加速制御終了閾値式とに基づいて定まる式であって、前記先行車の速度に基づいて安定車間距離が算出できる安定車間距離算出式と、現在の前記先行車の速度とから、安定車間距離の現在値を逐次算出する安定車間距離算出手段を備え、
   前記速度制御手段は、現在の車間距離が前記安定車間距離の現在値よりも短い場合には、前記補正接近離間状態評価指標の現在値によらず、摩擦ブレーキを作動させることを特徴とする先行車追従走行装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項において、
   前記ブレーキ用オフセット値および前記加速用オフセット値が運転者によって変更できるようになっていることを特徴とする先行車追従走行装置。

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