JP2013193573A - 車両追従装置 - Google Patents

Abstract

【課題】走行状況に応じた適切な車両追従を行うこと。
【解決手段】制御目標時間演算部が、自車両と先行車両との車間距離の実測値からかかる車間距離の目標値を差し引いた差分値である車間偏差を０とするまでの目標時間を関数値として出力し、パラメータ調整部が、制御目標時間演算部におけるパラメータを、自車両からみた場合の先行車両の相対速度、自車両の車速および車間偏差に基づいて調整し、目標加減速値演算部が、制御目標時間演算部によって出力された関数値に基づいて自車両を加減速させる加減速値を演算し、加減速制御部が、加減速値に基づいて自車両を加減速させるように車両追従装置を構成する。
【選択図】 図３

Description

開示の実施形態は、車両追従装置に関する。

従来、車両に搭載され、運転者の運転を支援するアダプティブクルーズコントロール（Adaptive Cruise Control；以下、「ＡＣＣ」と記載する）システムが知られている。また、かかるＡＣＣシステムに備えられ、ＡＣＣの一機能として、目標車間距離を保ちつつ自車両を先行車に追従させる車両追従機能を提供する車両追従装置が知られている。

かかる車両追従装置は、たとえば、実際の車間距離から目標車間距離を差し引いた差分値（以下、「車間偏差」と記載する）、および、自車両から先行車をみた場合の相対速度に基づいて必要となる加減速値を決定する。

なお、かかる加減速値の決定にあたっては、たとえば、横軸に車間偏差をとり、縦軸に相対速度をとって、かかる車間偏差および相対速度の組み合わせごとにあらかじめ加減速値を一意に定めた２次元マップなどが用いられる（たとえば、特許文献１参照）。

特開平６−２５５３９１号公報

しかしながら、従来技術を用いた場合、走行状況によっては適切な車両追従を行いにくい場合があるという問題があった。たとえば、先行車が目標車間距離よりも遠方にあるが、その車速は自車両よりも遅い（すなわち、自車両へ近づいてくる）ものとする。

このとき、自車両は、車間偏差を埋め、目標車間距離を確保するために加速するべきなのか、近づいてくる先行車との衝突を回避するために減速するべきなのか、一概には定めにくい。

これらのことから、走行状況に応じた適切な車両追従を行うことができる車両追従装置をいかにして実現するかが大きな課題となっている。

実施形態の一態様は、上記に鑑みてなされたものであって、走行状況に応じた適切な車両追従を行うことができる車両追従装置を提供することを目的とする。

実施形態の一態様に係る車両追従装置は、自車両を先行車両へ追従させる車両追従装置であって、前記自車両と前記先行車両との車間距離の実測値から該車間距離の目標値を差し引いた差分値である車間偏差を０とするまでの目標時間を関数値として出力する第１の演算部と、前記第１の演算部におけるパラメータを、前記自車両からみた場合の前記先行車両の相対速度、前記自車両の車速および前記車間偏差に基づいて調整する調整部と、前記第１の演算部によって出力された前記関数値に基づいて前記自車両を加減速させる加減速値を演算する第２の演算部と、前記加減速値に基づいて前記自車両を加減速させる加減速制御部とを備えることを特徴とする。

実施形態の一態様によれば、走行状況に応じた適切な車両追従を行うことができるという効果を奏する。

図１Ａは、実施形態に係る車両追従制御手法の概要を示す図（その１）である。 図１Ｂは、実施形態に係る車両追従制御手法の概要を示す図（その２）である。 図１Ｃは、実施形態に係る車両追従制御手法の概要を示す図（その３）である。 図２は、ガウス関数で用いるパラメータの概略図である。 図３は、第１の実施形態に係る車両追従装置の構成を示すブロック図である。 図４は、車間偏差および相対速度の組み合わせによる走行状況の違いを示す図である。 図５Ａは、各パラメータの説明図（その１）である。 図５Ｂは、各パラメータの説明図（その２）である。 図５Ｃは、各パラメータの説明図（その３）である。 図５Ｄは、各パラメータの説明図（その４）である。 図５Ｅは、各パラメータの説明図（その５）である。 図６は、変形例に係る制御目標時間演算の説明図である。 図７Ａは、車両追従制御の制御例を示す図（その１）である。 図７Ｂは、車両追従制御の制御例を示す図（その２）である。 図７Ｃは、車両追従制御の制御例を示す図（その３）である。 図８は、車両追従装置が実行する処理手順を示すフローチャートである。 図９は、第２の実施形態に係る車両追従装置の構成を示すブロック図である。 図１０Ａは、スイッチの構成例を示す図（その１）である。 図１０Ｂは、スイッチの構成例を示す図（その２）である。 図１０Ｃは、スイッチの構成例を示す図（その３）である。 図１１は、第３の実施形態に係る車両追従装置の構成を示すブロック図である。

以下、添付図面を参照して、本願の開示する車両追従装置の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。

また、以下では、実施形態に係る車両追従制御手法の概要について図１Ａ〜図２を用いて説明した後に、実施形態に係る車両追従制御手法を適用した車両追従装置について、図３〜図１１を用いて説明することとする。

まず、実施形態に係る車両追従制御手法の概要について図１Ａ〜図２を用いて説明する。図１Ａ〜図１Ｃは、実施形態に係る車両追従制御手法の概要を示す図である。また、図２は、ガウス関数で用いるパラメータの説明図である。

なお、ここで、以下の記載における理解を助けるために、用語の定義について確認しておく。図１Ａに示すように、自車両ＭＣの自車線前方を先行車ＬＣが走行している状況が前提である。

そして、車両追従装置は、目標車間距離Ｓ（目標値）を保ちつつ自車両ＭＣを先行車ＬＣに追従して走行させる。ここで、車間偏差Ｄｅｖは、実際の車間距離（実測値）から目標車間距離Ｓを差し引いた差分値である。したがって、車間偏差Ｄｅｖは、先行車ＬＣが目標車間距離Ｓよりも遠くを走行している場合には正の値をとり、先行車ＬＣが目標車間距離Ｓよりも近くを走行している場合には負の値をとることとなる。

また、相対速度Ｒｖは、自車両ＭＣから先行車ＬＣをみた場合の速度である。したがって、相対速度Ｒｖは、先行車ＬＣの車速が自車両ＭＣの車速（以下、「自車速」と記載する）よりも速い場合には正の値をとり、先行車ＬＣの車速が自車速よりも遅い場合には負の値をとることとなる。なお、図１Ａに示す相対速度Ｒｖの左向き矢印は、先行車ＬＣが自車両ＭＣから遠ざかる、すなわち、相対速度Ｒｖが正の値をとっていることを示している。

なお、以下の説明で用いる各図では、目標車間距離Ｓ、車間偏差Ｄｅｖおよび相対速度Ｒｖについてそれぞれ順に、「Ｓ」、「Ｄｅｖ」、「Ｒｖ」と単に符号のみで簡略的に図示する場合がある。

そして、図１Ａに示すように、実施形態に係る車両追従制御手法では、制御目標時間Ｔｔ（関数値）を算出し、かかる制御目標時間Ｔｔの経過後に車間偏差Ｄｅｖが０となるような自車両ＭＣの加減速値を算出することとした（図中の「Ｄｅｖ→０」参照）。

そして、図１Ｂに示すように、実施形態に係る車両追従制御手法では、かかる制御目標時間Ｔｔを、相対速度Ｒｖおよび車間偏差Ｄｅｖに基づくガウス分布（以下、「ガウス関数」と記載する場合がある）を用いて演算することとした。

なお、実施形態に係る車両追従制御手法では、かかるガウス関数のパラメータを走行状況などに応じて調整することによって、ガウス関数が描くこととなるガウス分布の曲面の形状を変化させる。これにより、走行状況に応じた適切な制御目標時間Ｔｔの算出が可能となるので、たとえば、自車両ＭＣのドライバに不安感を与えるような急加速や急減速などを防ぐことができる。

ここで、ガウス関数のパラメータについて図２を用いて説明しておく。図２は、ガウス関数で用いるパラメータの概略図である。なお、図２では、説明を分かりやすくする観点から、ガウス分布の示す曲面を、相対速度軸および車間偏差軸を同軸とした２次元的表現としている。

図２に示すように、車両追従制御手法では、ガウス関数のパラメータとして、Ｘ、Ｙ、α、βおよびσを用いる。ＸおよびＹは、ガウス分布の中心からの距離を示すパラメータである。

ここで、Ｘは相対速度Ｒｖに対応しており、自車速などに基づいて相対速度Ｒｖを重み付けする役割を果たす。同様に、Ｙは車間偏差Ｄｅｖに対応しており、自車速などに基づいて車間偏差Ｄｅｖを重み付けする役割を果たす。

また、図２に示すように、αは、制御目標時間Ｔｔの最大値を示すパラメータである。βは、制御目標時間Ｔｔの最小値を示すパラメータである。σは、分散、すなわち、平均から変曲点までの距離を示すパラメータである。

実施形態に係る車両追従制御手法では、これらのパラメータを調整することによって、いわばガウス分布の曲面の形状を走行状況などに応じた適切な形状へ適宜変化させる。これにより、走行状況に応じた適切な制御目標時間Ｔｔの算出が可能となる。なお、これらのパラメータの調整については、図５Ａ〜図５Ｅを用いて後述する。

図１Ｂの説明に戻る。そして、実施形態に係る車両追従制御手法では、制御目標時間Ｔｔを図１Ｂに示すようにガウス関数を用いて算出した後、算出された制御目標時間Ｔｔ、上述の相対速度Ｒｖおよび車間偏差Ｄｅｖに基づいて自車両ＭＣの加減速値を算出する。

かかる加減速値については、先行車ＬＣが等加速度直線運動をしていると仮定して、いわゆる等加速度直線運動の公式を用いて算出する。したがって、図１Ｃに示すように、制御目標時間Ｔｔと加減速値とは反比例の関係となる。すなわち、制御目標時間Ｔｔが短ければ加減速値は大きくなる、いわば自車両ＭＣは急な挙動を示すこととなり、制御目標時間Ｔｔが長ければ加減速値は小さくなる、いわば自車両ＭＣは緩やかな挙動を示すこととなる。

実施形態に係る車両追従制御手法は、走行状況などに応じた適切な制御目標時間Ｔｔおよび加減速値を算出することによって、かかる自車両ＭＣの急な挙動あるいは緩やかな挙動を使い分けた適切な車両追従を行うことを目的とするものである。

このように、実施形態に係る車両追従制御手法では、制御目標時間Ｔｔ経過後に車間偏差Ｄｅｖが０となるように、かかる制御目標時間Ｔｔを、走行状況に応じてパラメータ調整したガウス関数を用いて算出することとした。また、算出された制御目標時間Ｔｔなどに基づいて等加速度直線運動の公式を用いて自車両ＭＣの加減速値を算出することとした。

したがって、走行状況に応じた適切な車両追従を行うことができる。以下では、図１を用いて説明した車両追従制御手法を適用した車両追従装置についての実施形態を「第１の実施形態」として、図３〜図８を用いて詳細に説明する。

なお、上述したガウス関数のパラメータ調整にあたっては、走行状況だけでなく、ドライバによるスイッチ入力操作に基づいてもよい。以下では、かかる場合の実施形態を「第２の実施形態」として、図９〜図１０Ｃを用いて詳細に説明する。

また、同様に、ドライバによる運転操作に基づいてパラメータ調整を行うこととしてもよい。以下では、かかる場合の実施形態を「第３の実施形態」として、図１１を用いて詳細に説明する。

なお、以下では、Ｘなどのパラメータが異なる値をとる場合については、Ｘ_１やＸ_２のように、下付きの添字を付して識別する場合がある。

（第１の実施形態）
図３は、第１の実施形態に係る車両追従装置１０の構成を示すブロック図である。なお、図３では、車両追従装置１０の特徴を説明するために必要な構成要素のみを示しており、一般的な構成要素についての記載を省略している。

図３に示すように、車両追従装置１０は、制御部１１と、記憶部１２とを備える。制御部１１は、初期情報取得部１１ａと、パラメータ調整部１１ｂと、制御目標時間演算部１１ｃと、目標加減速値演算部１１ｄと、加減速制御部１１ｅとをさらに備える。記憶部１２は、パラメータ情報１２ａを記憶する。

また、図３に示すように、車両追従装置１０の外部には、レーダ２０や車速センサ３０などの検出デバイスが配設されている。また、同様に車両追従装置１０の外部には、電子スロットル４０と、ブレーキ５０とが配設されている。

まず、これら車両追従装置１０の外部に配設される各種デバイスについて説明する。レーダ２０は、周波数変調した送信信号を自車両ＭＣの前方へ射出して、かかる送信信号に基づく反射波を受信信号として受信するデバイスである。なお、受信された受信信号は、初期情報取得部１１ａへ受け渡される。

車速センサ３０は、自車速を検出し、検出した車速を初期情報取得部１１ａへ通知するデバイスである。なお、走行状況を検出する検出デバイスは、これらレーダ２０や車速センサ３０に限られるものではないが、ここでの記載を省略している。

電子スロットル４０は、電子制御を介してエンジンのスロットルを開閉するユニットである。ブレーキ５０は、自車両ＭＣを制動するユニットである。

次に、車両追従装置１０の内部の構成要素について説明する。制御部１１は、車両追従装置１０の全体制御を行う。初期情報取得部１１ａは、車両追従制御に必要となる初期情報を取得する。

具体的には、初期情報取得部１１ａは、たとえば、レーダ２０から受け取った受信信号を解析して自車両ＭＣの周囲に存在する物標に関する情報である物標情報を取得する。また、取得した物標情報に基づいて先行車ＬＣが存在するか否かを判定する。

ここで、先行車ＬＣが存在した場合、初期情報取得部１１ａは、物標情報に含まれる先行車ＬＣの距離（すなわち、実際の車間距離）に基づいて車間偏差Ｄｅｖを算出する。このとき、かかる算出に必要となる目標車間距離Ｓは、あらかじめ初期情報取得部１１ａが取得済みであるものとする。

なお、車速センサ３０によって検出される自車速に基づき、初期情報取得部１１ａにおいてかかる目標車間距離Ｓを算出することとしてもよい。たとえば、通常、高速道路など車両追従が行われる機会が多い状況では、自車速が高いときほど車間距離が大きく、自車速が低いときほど車間距離が小さくなる傾向にあることから、目標車間距離Ｓを、自車速が高いほど大きく、自車速が低いほど小さくなるように算出してもよい。

また、初期情報取得部１１ａは、物標情報に含まれる先行車ＬＣの相対速度Ｒｖを抽出する。そして、初期情報取得部１１ａは、車間偏差Ｄｅｖ、相対速度Ｒｖおよび車速センサ３０によって検出された自車速をパラメータ調整部１１ｂへ受け渡す。

パラメータ調整部１１ｂは、初期情報取得部１１ａから受け取った車間偏差Ｄｅｖ、相対速度Ｒｖおよび自車速に基づいてガウス関数のパラメータ調整を行う。また、パラメータ調整部１１ｂは、あらかじめ各パラメータが格納されているパラメータ情報１２ａを調整後の各パラメータで更新する。また、パラメータ調整部１１ｂは、車間偏差Ｄｅｖおよび相対速度Ｒｖを制御目標時間演算部１１ｃへ受け渡す。

ここで、かかるパラメータ調整に関連して、車間偏差Ｄｅｖおよび相対速度Ｒｖの組み合わせによる走行状況の違いについて説明しておく。図４は、車間偏差Ｄｅｖおよび相対速度Ｒｖの組み合わせによる走行状況の違いを示す図である。

なお、図４には、車間偏差Ｄｅｖが正の値をとるか否か、および、相対速度Ｒｖが正の値をとるか否かによって組み合わせた４つの走行状況を示している。以下の説明では、かかる組み合わせのそれぞれを指す際に、紙面を上面視した場合の左上、右上、左下、右下といった表現をとることがある。

図４に左上の組み合わせとして示すように、車間偏差Ｄｅｖおよび相対速度Ｒｖのいずれも正の値をとる場合（図中の「Ｄｅｖ＞０」および「Ｒｖ＞０」参照）とは、先行車ＬＣが目標車間距離Ｓよりも遠くにあり、かつ、さらに遠ざかる場合である。

かかる場合、車両追従装置１０は、車間偏差Ｄｅｖを埋め、かつ、相対速度Ｒｖが０となるように、自車両ＭＣを自明として「加速」させることとなる。このとき、パラメータ調整部１１ｂは、車間偏差Ｄｅｖや相対速度Ｒｖなどに応じて、かかる「加速」における緩急といった特性が適切なものとなるようにパラメータ調整を行う。

また、図４に右下の組み合わせとして示すように、車間偏差Ｄｅｖおよび相対速度Ｒｖのいずれも負の値をとる場合（図中の「Ｄｅｖ＜０」および「Ｒｖ＜０」参照）とは、先行車ＬＣが目標車間距離Ｓよりも近くにあり、かつ、さらに近づく場合である。

かかる場合、車両追従装置１０は、自車両ＭＣを自明として「減速」させることとなる。このとき、パラメータ調整部１１ｂは、車間偏差Ｄｅｖや相対速度Ｒｖなどに応じて、かかる「減速」における緩急といった特性が適切なものとなるようにパラメータ調整を行う。なお、ここでは、衝突の危険性を回避する観点から、制御目標時間Ｔｔを他の組み合わせよりも短くする、すなわち、急減速させる調整を行うことが好ましい。

また、図４に左下の組み合わせとして示すように、車間偏差Ｄｅｖが負の値をとり、相対速度Ｒｖが正の値をとる場合（図中の「Ｄｅｖ＜０」および「Ｒｖ＞０」参照）とは、先行車ＬＣが目標車間距離Ｓよりも近くにあるが、遠ざかる場合である。

かかる場合には、「加速」あるいは「減速」の選択肢があるといえる。たとえば、車間偏差Ｄｅｖがなくなるように自車両ＭＣを「減速」させてもよいし、相対速度Ｒｖが０となるように自車両ＭＣを「加速」させてもよい。かかる点は、「加速」あるいは「減速」にどのような緩急をつけるかといった特性によって定めることができる。すなわち、パラメータ調整部１１ｂは、車間偏差Ｄｅｖ、相対速度Ｒｖおよび自車速のとる値に応じてかかる特性が適切なものとなるようにパラメータ調整を行う。

この点は、図４に右上の組み合わせとして示す、車間偏差Ｄｅｖが正の値をとり、相対速度Ｒｖが負の値をとる場合（図中の「Ｄｅｖ＞０」および「Ｒｖ＜０」参照）についても同様である。

なお、図４に破線の閉曲線Ｍ１で囲んで示す左下の組み合わせについては、図７Ａ〜図７Ｃを用いつつ、具体的な車両追従制御の一例を挙げて後述する。

ここで、パラメータ調整部１１ｂが各パラメータを調整することによってガウス分布の曲面の形状にどう影響を与えるか、すなわち、ガウス関数にどのような特性を与えるかについて、図５Ａ〜図５Ｅを用いて説明する。

図５Ａ〜図５Ｅは、各パラメータの説明図である。なお、図５Ａ〜図５Ｅにはそれぞれ順に、Ｘ、Ｙ、α、βおよびσの説明図を示している。

図５Ａに示すように、Ｘは、相対速度Ｒｖに応じて重み付けられるガウス分布の中心からの距離である。かかるＸは、たとえば、式「Ｘ＝相対速度Ｒｖ×係数値」によって算出される。ここで、パラメータ調整部１１ｂは、相対速度Ｒｖがとる値の正負によって重み付けを変える。

具体的には、図５Ａに示すように、前述の式の係数値を調整することによって、相対速度Ｒｖ≧０の場合のＸ_１よりも、相対速度Ｒｖ＜０の場合のＸ_２を大きくする。これにより、ガウス関数に対して、たとえば、相対速度Ｒｖ≧０の場合に比べて衝突の危険性の高い相対速度Ｒｖ＜０の場合に、より「急」に加減速を行わせるという特性を与えることができる。

車間偏差Ｄｅｖの場合も同様である。すなわち、図５Ｂに示すように、車間偏差Ｄｅｖに応じて重み付けられるガウス分布の中心からの距離であるＹは、たとえば、式「Ｙ＝車間偏差Ｄｅｖ×係数値」によって算出される。

そして、パラメータ調整部１１ｂは、前述の式の係数値を調整することによって、車間偏差Ｄｅｖ≧０の場合のＹ_１よりも、車間偏差Ｄｅｖ＜０の場合のＹ_２を大きくする。これにより、たとえば、車間偏差Ｄｅｖ≧０の場合に比べて衝突の危険性の高い車間偏差Ｄｅｖ＜０の場合に、より「急」に加減速を行わせるという特性をガウス関数に対して与えることができる。

また、図５Ｃに示すように、αは、制御目標時間Ｔｔの最大値である。かかるαは、パラメータ調整部１１ｂにより、たとえば、自車速に応じて調整される。

具体的には、図５Ｃに示すように、自車速が低速の場合のα_１よりも、自車速が高速の場合のα_２を大きくする。これにより、ガウス分布の頂をより押し上げることとなるので、自車速が低速の場合よりも、自車速が高速の場合に、より「緩」やかに加減速を行わせるという特性をガウス関数に対して与えることができる。

βの場合も同様である。すなわち、図５Ｄに示すように、制御目標時間Ｔｔの最小値であるβは、パラメータ調整部１１ｂにより、たとえば、自車速に応じて調整される。

具体的には、図５Ｄに示すように、自車速が低速の場合のβ_１よりも、自車速が高速の場合のβ_２を大きくする。これにより、ガウス分布の曲面の裾（すそ）にあたる部分をより押し上げることとなるので、自車速が低速の場合よりも、自車速が高速の場合に、より「緩」やかに加減速を行わせるという特性をガウス関数に対して与えることができる。

なお、図５Ｃおよび図５Ｄで説明した特性は、上述のように自車速が高いときほど車間距離が大きく、自車速が低いときほど車間距離が小さくなる傾向にある点に基づく。

また、図５Ｅに示すように、σは、平均から変曲点までの距離である。言い換えるならば、ガウス分布の裾の広がりを示す。かかるσもまた、パラメータ調整部１１ｂにより、たとえば、自車速に応じて調整される。

具体的には、図５Ｅに示すように、自車速が低速の場合のσ_２よりも、自車速が高速の場合のσ_１を大きくしてガウス分布の裾を広くなだらかにする。これにより、相対速度Ｒｖあるいは車間偏差Ｄｅｖのとる値ｖ１について、自車速が高速の場合と低速の場合とで、それぞれの制御目標時間Ｔｔ_１，Ｔｔ_２に「Ｔｔ_１＞Ｔｔ_２」の差異をつけることができる。すなわち、自車速が低速の場合よりも、自車速が高速の場合に、より緩やかに加減速を行わせるという特性をガウス関数に対して与えることができる。

そして、パラメータ調整部１１ｂは、これまで説明してきた各パラメータの調整を組み合わせることによって、走行状況に応じた特性をガウス関数に対して与えることとなる。

図３の説明に戻り、制御目標時間演算部１１ｃについて説明する。制御目標時間演算部１１ｃは、パラメータ情報１２ａに含まれる各パラメータであるＸ、Ｙ、α、βおよびσに基づき、下記の式（１）であらわされるガウス関数を用いて制御目標時間Ｔｔを算出する。

また、制御目標時間演算部１１ｃは、算出した制御目標時間Ｔｔと、パラメータ調整部１１ｂから受け取った車間偏差Ｄｅｖおよび相対速度Ｒｖとを、目標加減速値演算部１１ｄへ受け渡す。

目標加減速値演算部１１ｄは、制御目標時間演算部１１ｃから受け取った制御目標時間Ｔｔ、車間偏差Ｄｅｖおよび相対速度Ｒｖに基づき、等加速度直線運動の公式を用いて自車両ＭＣの加減速値を算出する。なお、このときの算出式は、「加減速値＝｛２＊（相対速度Ｒｖ＊制御目標時間Ｔｔ＋車間偏差Ｄｅｖ）｝／制御目標時間Ｔｔ^２」であらわされる。

また、目標加減速値演算部１１ｄは、算出した加減速値を加減速制御部１１ｅへ受け渡す。

加減速制御部１１ｅは、目標加減速値演算部１１ｄから受け取った加減速値に基づいて電子スロットル４０およびブレーキ５０を制御する。また、加減速制御部１１ｅは、電子スロットル４０およびブレーキ５０の制御後、初期情報取得部１１ａへ制御を移す。

そして、初期情報取得部１１ａは、あらたな初期情報を取得してこれまで説明してきた以降の処理を繰り返すこととなる。

記憶部１２は、ハードディスクドライブや不揮発性メモリ、レジスタといった記憶デバイスで構成される記憶部であり、パラメータ情報１２ａを記憶する。

パラメータ情報１２ａは、既に述べたが、各パラメータの最新値が含まれる情報である。なお、パラメータ情報１２ａは、車両追従装置１０の出荷前の段階で、かかる車両追従装置１０が搭載される自車両ＭＣの種別や特性などに応じた各パラメータを初期値として含んであらかじめ格納される。

ところで、これまでは、左右対称となるガウス分布（すなわち、正規分布）が示すガウス関数を用いて制御目標時間Ｔｔを演算する場合について説明したが、これに限られるものではない。そこで、かかる制御目標時間Ｔｔ演算の変形例について、図６を用いて説明する。

図６は、変形例に係る制御目標時間Ｔｔ演算の説明図である。図６に示すように、制御目標時間演算部１１ｃは、用いる関数が左右非対称な分布（たとえば、ガンベル分布など）を示すものであってもよい。したがって、ガウス関数に限られない。

たとえば、図６に示す分布曲線の場合、相対速度Ｒｖあるいは車間偏差Ｄｅｖの原点から等距離（すなわち、絶対値が同一）の値であるｖ_１、ｖ_２につき、負の値であるｖ_１については制御目標時間Ｔｔ_１を出力することができる。また、正の値であるｖ_２については、制御目標時間Ｔｔ_１よりも大きい制御目標時間Ｔｔ_２を出力することができる。

これにより、たとえば、絶対値の同一な車間偏差Ｄｅｖであっても、目標車間距離Ｓより手前に先行車ＬＣがある（すなわち、車間偏差Ｄｅｖ＜０である）ことによってドライバへ恐怖心を与えやすい場合に、急な加減速でかかる恐怖心を解消させることができる。

次に、これまで説明した車両追従制御の制御例について、図７Ａ〜図７Ｃを用いて説明する。図７Ａ〜図７Ｃは、車両追従制御の制御例を示す図である。

図７Ａには、制御例の対象となるケースを示している。図７Ａに示すように、自車両ＭＣが先行車ＬＣの走行している車線にカットインしたものとする。また、カットイン直後には、目標車間距離Ｓに対して車間偏差Ｄｅｖは負の値（図中の「Ｄｅｖ＜０」参照）、相対速度Ｒｖは正の値（図中の「Ｒｖ＞０」参照）をそれぞれとっていたものとする。

これは、既に図４に破線の閉曲線Ｍ１で囲んで示したケースに相当する。かかる場合、カットイン直後の自車両ＭＣは、「減速」するか「加速」するかのいずれの挙動も示すことができる。

ここで、パラメータ調整部１１ｂによってβのパラメータにつき、β_１およびβ_２の２通りの値を想定する。そして、図７Ａに示すように、「β_１＜β_２」であるものとする。また、かかるβ_１およびβ_２について制御目標時間演算部１１ｃがそれぞれ出力した制御目標時間Ｔｔ_１，Ｔｔ_２は、「制御目標時間Ｔｔ_１＜制御目標時間Ｔｔ_２」の関係にあるものとする。

図７Ｂには、β＝β_１の場合を示している。図７Ｂに示すように、かかる場合、たとえば、一定の先行車速で走行する先行車ＬＣに対して、自車両ＭＣは一旦自車速を減速した後、自車速を先行車速まで上げてゆき、相対速度Ｒｖを０にする。

また、図７Ｃには、β＝β_２の場合を示している。図７Ｃに示すように、かかる場合、たとえば、自車両ＭＣは自車速を減速させることなく、徐々に自車速を先行車速まで上げてゆき、相対速度Ｒｖを０にする。

ここで、図７Ｂおよび図７Ｃそれぞれの場合には、各々特有の利点がある。すなわち、図７Ｂの場合には、一旦減速することによってドライバの恐怖心を解消させることができる。また、比較的短い時間で理想的な車両追従状態へ移行することができる。

また、図７Ｃの場合には、減速することなく比較的長い時間をかけて徐々に加速することによって理想的な車両追従状態へ移行するので、自車両ＭＣの機構にかけるストレスが少ない。また、急な加減速によってドライバに与えるストレスを抑えることができる。

このように、βほか各パラメータを調整することによって、走行状況に応じた適切な車両追従を行うことが可能となる。

次に、第１の実施形態に係る車両追従装置１０が実行する処理手順について説明する。図８は、車両追従装置１０が実行する処理手順を示すフローチャートである。

図８に示すように、まず、初期情報取得部１１ａが、初期情報を取得する（ステップＳ１０１）。そして、初期情報取得部１１ａは、取得した初期情報に基づいて先行車ＬＣを検索し（ステップＳ１０２）、先行車ＬＣが存在するか否かを判定する（ステップＳ１０３）。

ここで、先行車ＬＣが存在すると判定された場合（ステップＳ１０３，Ｙｅｓ）、パラメータ調整部１１ｂが、取得された情報に基づいてパラメータを調整する（ステップＳ１０４）。そして、制御目標時間演算部１１ｃが、調整されたパラメータを用いて制御目標時間Ｔｔを演算する（ステップＳ１０５）。

つづいて、目標加減速値演算部１１ｄが、制御目標時間Ｔｔに基づいて目標加減速値を演算する（ステップＳ１０６）。このとき、必要に応じて目標加減速値を補正してもよい（ステップＳ１０７）。

そして、加減速制御部１１ｅが、目標加減速値に基づいて自車両ＭＣの加減速を制御する（ステップＳ１０８）。そして、ステップＳ１０１の処理へ制御を移し、以降の処理を繰り返す。

なお、ステップＳ１０３の判定条件を満たさなかった場合（ステップＳ１０３，Ｎｏ）、車両追従装置１０は、ＡＣＣシステムの終了か否かを判定する（ステップＳ１０９）。ここで、ステップＳ１０９の判定条件を満たす場合（ステップＳ１０９，Ｙｅｓ）、処理を終了する。また、ステップＳ１０９の判定条件を満たさない場合（ステップＳ１０９，Ｎｏ）、ステップＳ１０１の処理へ制御を移し、車両追従制御を継続する。

上述してきたように、第１の実施形態では、第１の演算部（制御目標時間演算部）が、自車両と先行車両との車間距離の実測値からかかる車間距離の目標値を差し引いた差分値である車間偏差を０とするまでの目標時間を関数値として出力し、調整部（パラメータ調整部）が、第１の演算部におけるパラメータを、自車両からみた場合の先行車両の相対速度、自車両の車速および車間偏差に基づいて調整し、第２の演算部（目標加減速値演算部）が、第１の演算部によって出力された関数値に基づいて自車両を加減速させる加減速値を演算し、加減速制御部が、加減速値に基づいて自車両を加減速させるように車両追従装置を構成した。したがって、第１の実施形態によれば、走行状況に応じた適切な車両追従を行うことができる。

ところで、上述した第１の実施形態では、初期情報取得部が取得した情報に基づいてのみパラメータ調整部がパラメータ調整を行う場合について説明したが、あわせてドライバによるスイッチ入力操作に基づくこととしてもよい。そこで、以下では、かかる第２の実施形態について図９〜図１０Ｃを用いて説明する。

（第２の実施形態）
図９は、第２の実施形態に係る車両追従装置１０ａの構成を示すブロック図であり、図１０Ａ〜図１０Ｃは、スイッチの構成例を示す図である。

なお、図９では、図３に示した第１の実施形態に係る車両追従装置１０と同一の構成要素には同一の符号を付しており、第１の実施形態と重複する構成要素についての説明は省略するか簡単な説明にとどめることとする。

図９に示すように、第２の実施形態に係る車両追従装置１０ａは、ドライバ６０からのスイッチ入力操作を受け付けるスイッチ操作受付部１１ｆをさらに備える点で、上述した第１の実施形態に係る車両追従装置１０とは異なる。

スイッチ操作受付部１１ｆは、受け付けたスイッチ入力操作の内容をパラメータ調整部１１ｂへ受け渡す。

そして、パラメータ調整部１１ｂは、スイッチ操作受付部１１ｆから受け取ったスイッチ入力操作の内容と、初期情報取得部１１ａから受け取った初期情報とに基づいてパラメータ調整を行うこととなる。

ここで、スイッチの構成例について説明する。図１０Ａに示すように、車両追従装置１０ａのスイッチは、ステアリングｗｈに配設されたＡＣＣ制御に関するスイッチ類とあわせて設けることができる（図中の破線の閉曲線Ｍ２で囲まれた部分参照）。

そして、かかるスイッチは、ドライバが車両追従制御に関する調整を行うにあたり、ドライバ６０からみて分かりやすい文言などが配されることが好ましい。たとえば、図１０Ｂには、「強」および「弱」の文言が配された、加減速の強弱を調整するのに好適なスイッチＳＷ１を示している。

かかるスイッチＳＷ１を用いる場合、たとえば、第１の実施形態に示したパラメータのβであれば、「強」方向に指定されれば現在値より小さな値をとるように調整され、「弱」方向に指定されれば現在値より大きな値をとるように調整されることとなる。

また、図１０Ｃに示すように、加減速の緩急を示す「急」、「中」、「緩」の文言が配されたスイッチＳＷ２でもよい。かかるスイッチＳＷ２を用いる場合、たとえば、第１の実施形態に示したパラメータのαやσであれば、「急」を指定されれば現在値より小さな値をとるように調整され、「緩」を指定されれば現在値より大きな値をとるように調整されることとなる。なお、「中」を指定されれば、たとえば、中程度の緩急を示す既定値にリセットすることとしてもよい。

上述してきたように、第２の実施形態では、第１の演算部（制御目標時間演算部）が、自車両と先行車両との車間距離の実測値からかかる車間距離の目標値を差し引いた差分値である車間偏差を０とするまでの目標時間を関数値として出力し、調整部（パラメータ調整部）が、第１の演算部におけるパラメータを、自車両からみた場合の先行車両の相対速度、自車両の車速および車間偏差に基づいて調整し、第２の演算部（目標加減速値演算部）が、第１の演算部によって出力された関数値に基づいて自車両を加減速させる加減速値を演算し、加減速制御部が、加減速値に基づいて自車両を加減速させるように車両追従装置を構成した。

また、受け付け部（スイッチ操作受付部）が、自車両の運転者のスイッチ入力操作を受け付け、調整部が、受付部によって受け付けられたスイッチ入力操作の入力値に基づいてパラメータを調整するように車両追従装置を構成した。したがって、第２の実施形態によれば、ドライバの好みに応じた適切な車両追従を行うことができる。

ところで、上述した第２の実施形態では、パラメータ調整部が、ドライバによるスイッチ入力操作に基づいてパラメータ調整を行う場合について説明したが、ドライバの運転操作に基づくこととしてもよい。そこで、以下では、かかる第３の実施形態について図１１を用いて説明する。

（第３の実施形態）
図１１は、第３の実施形態に係る車両追従装置１０ｂの構成を示すブロック図である。なお、図１１では、図３に示した第１の実施形態に係る車両追従装置１０と同一の構成要素には同一の符号を付しており、第１の実施形態と重複する構成要素についての説明は省略するか簡単な説明にとどめることとする。

図１１に示すように、第３の実施形態に係る車両追従装置１０ｂは、車両追従装置１０ｂの外部に配設されたアクセル開度センサ７０やブレーキセンサ８０からのセンサ信号を取得する運転操作取得部１１ｇをさらに備える点で、上述した第１の実施形態に係る車両追従装置１０とは異なる。

運転操作取得部１１ｇは、取得したセンサ信号に基づいてドライバ６０の運転操作傾向を解析し、解析結果をパラメータ調整部１１ｂへ通知する。

そして、パラメータ調整部１１ｂは、運転操作取得部１１ｇから通知されたドライバ６０の運転操作傾向の解析結果と、初期情報取得部１１ａから受け取った初期情報とに基づいてパラメータ調整を行うこととなる。

具体的には、車両追従装置１０ｂによる車両追従制御中に、ドライバ６０がブレーキ５０を多用していると解析されたものとする。かかる場合、たとえば、パラメータ調整部１１ｂは、車両追従装置１０ｂによる減速制御に対する自車両ＭＣの減速の挙動が不十分である（すなわち、感度が弱い）と判定し、次のようなパラメータ調整を行う。

たとえば、相対速度Ｒｖ＜０の場合にブレーキ５０が多用されているのであれば、第１の実施形態に示したパラメータのＸを、現在値より大きな値をとるように調整する。また、車間偏差Ｄｅｖ＜０の場合にブレーキ５０が多用されているのであれば、第１の実施形態に示したパラメータのＹを、現在値より大きな値をとるように調整する。

なお、車両追従装置１０ｂによる車両追従制御中に、運転操作取得部１１ｇによってドライバ６０のアクセル操作やブレーキ操作がほとんど検出されないのであれば、かかる状態におけるパラメータ情報１２ａを自動的に学習情報として蓄積してもよい。かかる蓄積した学習情報をフィードバックして再現することによって、より安定した車両追従を行うことが可能となる。

上述してきたように、第３の実施形態では、第１の演算部（制御目標時間演算部）が、自車両と先行車両との車間距離の実測値からかかる車間距離の目標値を差し引いた差分値である車間偏差を０とするまでの目標時間を関数値として出力し、調整部（パラメータ調整部）が、第１の演算部におけるパラメータを、自車両からみた場合の先行車両の相対速度、自車両の車速および車間偏差に基づいて調整し、第２の演算部（目標加減速値演算部）が、第１の演算部によって出力された関数値に基づいて自車両を加減速させる加減速値を演算し、加減速制御部が、加減速値に基づいて自車両を加減速させるように車両追従装置を構成した。

また、操作取得部（運転操作取得部）が、自車両の運転者の運転操作を取得し、調整部が、操作取得部によって取得された運転操作の内容に応じてパラメータを調整するように車両追従装置を構成した。したがって、第３の実施形態によれば、ドライバの運転操作に応じた適切な車両追従を行うことができる。

なお、上述した第２の実施形態に示したスイッチ操作受付部、および、第３の実施形態に示した運転操作取得部をあわせて備えるように車両追従装置を構成することとしてもよい。

さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。

以上のように、実施形態に係る車両追従装置は、走行状況に応じた適切な車両追従を行いたい場合に有用であり、特に、渋滞など走行状況に変化が生じやすい場合でも安定かつ滑らかな車両追従が求められる場合の適用に適している。

１０ 車両追従装置
１０ａ 車両追従装置
１０ｂ 車両追従装置
１１ 制御部
１１ａ 初期情報取得部
１１ｂ パラメータ調整部
１１ｃ 制御目標時間演算部
１１ｄ 目標加減速値演算部
１１ｅ 加減速制御部
１１ｆ スイッチ操作受付部
１１ｇ 運転操作取得部
１２ 記憶部
１２ａ パラメータ情報
２０ レーダ
３０ 車速センサ
４０ 電子スロットル
５０ ブレーキ
６０ ドライバ
７０ アクセル開度センサ
８０ ブレーキセンサ
Ｄｅｖ 車間偏差
ＬＣ 先行車
ＭＣ 自車両
Ｒｖ 相対速度
Ｓ 目標車間距離
ＳＷ１ スイッチ
ＳＷ２ スイッチ
Ｔｔ 制御目標時間
ｗｈ ステアリング

Claims (6)

1. 自車両を先行車両へ追従させる車両追従装置であって、
   前記自車両と前記先行車両との車間距離の実測値から該車間距離の目標値を差し引いた差分値である車間偏差を０とするまでの目標時間を関数値として出力する第１の演算部と、
   前記第１の演算部におけるパラメータを、前記自車両からみた場合の前記先行車両の相対速度、前記自車両の車速および前記車間偏差に基づいて調整する調整部と、
   前記第１の演算部によって出力された前記関数値に基づいて前記自車両を加減速させる加減速値を演算する第２の演算部と、
   前記加減速値に基づいて前記自車両を加減速させる加減速制御部と
   を備えることを特徴とする車両追従装置。
2. 前記第１の演算部は、
   ガウス関数を用いて前記関数値の演算を行う
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両追従装置。
3. 前記調整部は、
   前記相対速度および前記車間偏差のいずれもが０より小さい場合に、前記相対速度および前記車間偏差の少なくとも一方が０以上である場合よりも小さい値で前記関数値が出力されるように前記パラメータを調整する
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の車両追従装置。
4. 前記パラメータは、
   前記関数値の最大値および最小値を含むものであって、
   前記調整部は、
   前記最大値および前記最小値の一方または双方を増加させることによって、前記第１の演算部へ前回の前記関数値よりも大きい値で該関数値を出力させる特性を与える
   ことを特徴とする請求項１、２または３に記載の車両追従装置。
5. 前記自車両の運転者のスイッチ入力操作を受け付ける受付部
   をさらに備え、
   前記調整部は、
   前記受付部によって受け付けられたスイッチ入力操作の入力値に基づいて前記パラメータを調整する
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の車両追従装置。
6. 前記運転者の運転操作を取得する操作取得部
   をさらに備え、
   前記調整部は、
   前記操作取得部によって取得された運転操作の内容に応じて前記パラメータを調整する
   ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の車両追従装置。
   

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