JP2015051716A - 車両走行制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】運転者の違和感を低減する態様で自車の加減速度を制御することができる車両走行制御装置の提供。
【解決手段】車両走行制御装置は、先行車の状態を表す先行車情報を取得するセンサと、前記先行車で生成される先行車加減速度情報を前記先行車との通信により取得する通信装置と、前記先行車情報に基づいて自車の目標加減速度に関する第１目標値と、前記先行車加減速度情報に基づいて自車の目標加減速度に関する第２目標値とを生成し、生成した前記第１目標値と前記第２目標値とに基づいて、自車の加減速度を制御する制御装置とを備え、前記制御装置は、走行シーンに応じて前記先行車加減速度情報を補正して前記第２目標値を生成する。
【選択図】図４

Description

本開示は、車両走行制御装置に関する。

従来から、先導車との車間距離偏差に基づくフィードバック制御系によるＰＩＤ制御と、車車間通信を介して取得する加減速調整情報に基づく先導車の加減速調整状態に応じたフィードフォワード制御系による制御とを併用して、後続車両の加減速制御を実行することが知られている（例えば、特許文献１参照）。加減速調整情報は、先導車におけるアクセル操作情報（アクセル開度）とブレーキ操作情報（ブレーキ開度）とからなる。先導車のアクセル開度とブレーキ開度に相当するフィードフォワード制御量を、車間距離偏差に基づいて求められたフィードバック制御量に加えて後続車両の加減速制御を制御している。

特開平11-013507号公報

しかしながら、上記の特許文献１に記載の構成では、先導車の加減速調整情報（先導車のアクセル開度とブレーキ開度に相当する制御量）をそのままフィードフォワード制御量として用いているので、走行シーンによっては運転者に違和感を与える虞がある。例えば、車間距離が長い場合に、先導車の制御量をそのままフィードフォワード制御量として使用すると、応答が過敏であると感じられる（運転者に違和感を与える）虞がある。また、低速域で先導車の制御量をそのままフィードフォワード制御量として使用すると、車間が開きすぎたまま停止に至りうり、運転者に違和感を与える虞がある。

そこで、本開示は、運転者の違和感を低減する態様で自車の加減速度を制御することができる車両走行制御装置の提供を目的とする。

本開示の一局面によれば、先行車の状態を表す先行車情報を取得するセンサと、
前記先行車で生成される先行車加減速度情報を前記先行車との通信により取得する通信装置と、
前記先行車情報に基づいて自車の目標加減速度に関する第１目標値と、前記先行車加減速度情報に基づいて自車の目標加減速度に関する第２目標値とを生成し、生成した前記第１目標値と前記第２目標値とに基づいて、自車の加減速度を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、走行シーンに応じて前記先行車加減速度情報を補正して前記第２目標値を生成する、車両走行制御装置が提供される。

本開示によれば、運転者の違和感を低減する態様で自車の加減速度を制御することができる車両走行制御装置が得られる。

一実施例による車両走行制御装置１００の構成を示す図である。 第２及び第３のＦＦ要求Ｇ算出方法における係数Ｋ_tauの決定方法の一例を示す図である。 第４及び第５のＦＦ要求Ｇ算出方法における係数Ｋ_ｖの決定方法の一例を示す図である。 車両制御ＥＣＵ１０により実行されてよい処理の一例を示すフローチャートである。 図４に示す処理の変形例を示すフローチャートである。 図５による処理の効果をシミュレーションで確認したグラフである。

以下、添付図面を参照しながら各実施例について詳細に説明する。

図１は、一実施例による車両走行制御装置１００の構成を示す図である。車両走行制御装置１００は、車両制御ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１０を含む。車両制御ＥＣＵ１０は、ＣＰＵを含む処理装置により構成されてよい。車両制御ＥＣＵ１０の各種機能（以下で説明する機能を含む）は、任意のハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア又はそれらの組み合わせにより実現されてもよい。例えば、車両制御ＥＣＵ１０の機能の任意の一部又は全部は、特定用途向けＡＳＩＣ（application-specific integrated circuit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＤＳＰ（digital signal processor）により実現されてもよい。また、車両制御ＥＣＵ１０は、複数の処理装置により実現されてもよい。

車両制御ＥＣＵ１０には、通信・センサ系ＣＡＮ（controller area network）１２などの適切なバスを介して、センサＥＣＵ１４及び無線制御ＥＣＵ１８が接続される。

センサＥＣＵ１４は、前方レーダセンサ１６が接続される。センサＥＣＵ１４は、前方レーダセンサ１６の動作を制御する。

前方レーダセンサ１６は、電波（例えばミリ波）、光波（例えばレーザー）又は超音波を検出波として用いて、車両前方における先行車の状態（先行車情報）を検出する。前方レーダセンサ１６は、先行車と自車との関係を示す情報、例えば自車を基準とした先行車の相対速度や相対距離、方位（横位置）を所定の周期で検出する。尚、前方レーダセンサ１６がミリ波レーダセンサの場合、ミリ波レーダセンサは、例えば電子スキャン型のミリ波レーダーであってよく、この場合、電波のドップラー周波数（周波数シフト）を用いて先行車の相対速度が検出され、反射波の遅れ時間を用いて先行車の相対距離が検出され、複数の受信アンテナ間での受信波の位相差に基づいて先行車の方位が検出される。このようにして得られた先行車情報は、車両制御ＥＣＵ１０に所定の周期で送信される。尚、前方レーダセンサ１６の機能（例えば、先行車の位置算出機能）はセンサＥＣＵ１４や車両制御ＥＣＵ１０により実現されてもよい。

尚、前方レーダセンサ１６に代えて又はそれに加えて、画像センサが使用されてもよい。画像センサは、ＣＣＤ（charge-coupled device）やＣＭＯＳ（complementary metal oxide semiconductor）等の撮像素子を含むカメラ及び画像処理装置を含み、先行車の状態を画像認識する。画像センサのカメラは、ステレオカメラであってもよい。画像センサは、画像認識結果に基づいて、先行車と自車との関係を示す情報、例えば自車を基準とした先行車の速度や位置情報を所定の周期で検出する。先行車の位置情報は、自車前後方向における先行車の位置（距離）に関する情報、及び、横方向（幅方向）における先行車の横位置に関する情報を含んでよい。先行車の横位置は、先行車の係る画素集合の横方向の中心位置に基づいて算出されてもよいし、左端の横位置と右端の横位置との間の範囲として算出されてもよい。このようにして画像センサにより取得された先行車情報は、例えば所定のフレーム周期で車両制御ＥＣＵ１０に送信されてよい。なお、画像処理装置の画像処理機能（例えば、先行車の位置算出機能）は車両制御ＥＣＵ１０により実現されてもよい。

無線制御ＥＣＵ１８は、無線アンテナ２０を介して先行車と車車間通信を行う。無線制御ＥＣＵ１８は、車車間通信を介して先行車から先行車加減速度情報を取得する。先行車加減速度情報は、初期的には先行車において生成（取得）される情報であり、先行車の加減速に関する任意の情報であってよい。例えば、先行車加減速度情報は、先行車の加減速の目標値（要求加減速度）であってもよいし、先行車の実際の加減速度（センサ検出値）であってよいし、それらの組み合わせ（フィルタリングした値）であってもよい。また、先行車加減速度情報は、必ずしも加速度の次元（物理量）である必要はなく、目標駆動力（又は目標制動力）や目標駆動トルク（又は目標制動トルク）、先行車の位置情報、速度情報のような、先行車の加減速に関する任意の情報であってよい。例えば、先行車の位置情報は、２回微分することで先行車の加速度を表すこととなる。以下では、一例として、先行車加減速度情報は、先行車の加減速の目標値（以下、「先行車要求Ｇ」という）であるとする。このようにして取得された先行車加減速度情報は、車両制御ＥＣＵ１０に所定の周期で送信される。先行車加減速度情報は、無線制御ＥＣＵ１８にて前処理等を受けた後に、車両制御ＥＣＵ１０に供給されてもよい。尚、無線制御ＥＣＵ１８の機能は車両制御ＥＣＵ１０により実現されてもよい。

尚、無線制御ＥＣＵ１８は、車車間通信を介して先行車から先行車加減速度情報以外の情報を取得してもよい。無線制御ＥＣＵ１８は、車車間通信を介して先行車の速度情報（先行車車速情報）を取得してもよい。この場合、先行車車速情報は、先行車加減速度情報と共に取得されてもよいし、先行車加減速度情報とは別に取得されてもよい。尚、前者の場合、無線制御ＥＣＵ１８は、車車間通信を介して先行車加減速度情報及び先行車車速情報を含む信号を受信することになる。

車両制御ＥＣＵ１０には、制御系ＣＡＮ１３などの適切なバスを介して、自車の加減速を制御するＥＣＵ、即ちエンジン制御ＥＣＵ２０及びブレーキ制御ＥＣＵ２２が接続される。尚、ハイブリッド車や電気自動車の場合は、モータ（インバータ）を制御するＥＣＵが車両制御ＥＣＵ１０に接続されてもよい。また、トランスミッションがエンジン制御ＥＣＵ２０以外のＥＣＵ（トランスミッションＥＣＵ）で制御される場合は、トランスミッションＥＣＵが車両制御ＥＣＵ１０に接続されてもよい。

車両制御ＥＣＵ１０は、ユーザにより操作される自動運転スイッチ（図示せず）がオンされている間、前方レーダセンサ１６からの先行車情報に基づいて、自動運転のための目標加減速度である自車要求加速度（以下、「自車要求Ｇ」という）を決定する。この際、車両制御ＥＣＵ１０は、前方レーダセンサ１６からの先行車情報に基づいて、フィードバック制御用の目標加減速度（以下、「ＦＢ要求Ｇ」という）を算出すると共に、車車間通信を介して得た先行車加減速度情報に基づいて、フィードフォワード制御用の目標加減速度（以下、「ＦＦ要求Ｇ」という）を算出する。車両制御ＥＣＵ１０は、ＦＢ要求ＧとＦＦ要求Ｇとに基づいて、自車要求Ｇを決定する。尚、以下では、便宜上、自車要求Ｇ、ＦＢ要求Ｇ、ＦＦ要求Ｇ及び先行車要求Ｇ等は、正が"加速"を加速を表し、負が"減速"を表す。

車両制御ＥＣＵ１０は、上述の如く決定した自車要求Ｇに基づく制御目標値をエンジン制御ＥＣＵ２０及びブレーキ制御ＥＣＵ２２に出力する。例えば、車両制御ＥＣＵ１０は、自車要求Ｇに基づく目標駆動力をエンジン制御ＥＣＵ２０に出力し、又は、自車要求Ｇに基づく目標制動力をブレーキ制御ＥＣＵ２２に出力する。エンジン制御ＥＣＵ２０及びブレーキ制御ＥＣＵ２２は、かかる制御目標値が実現されるようにエンジン及びブレーキ装置を制御する。例えば、エンジン制御ＥＣＵ２０は、目標制動力が実現されるようにエンジンの燃料噴射量及び／又はスロットル開度を制御し、ブレーキ制御ＥＣＵ２２は、目標制動力が実現されるように各輪のホイールシリンダ圧を制御する。尚、ハイブリッド車の場合は、エンジンの出力に代えて又はそれに加えて、モータの出力が制御されてよい。また、電気自動車の場合は、エンジンの出力に代えて、モータの出力が制御されてよい。

ＦＢ要求Ｇの算出方法は、任意であり、例えばＡＣＣ（アダプティブクルーズコントロール）又はその類で採用される算出方法が使用されてよい。例えば、ＦＢ要求Ｇは、先行車と自車との間の車間時間（＝車間距離／車速）が所定の目標車間時間となるように決定されてもよい。この場合、目標車間時間は、車速（自車の車速）毎に設定されてよい。また、目標車間時間は、ユーザの設定により所定の範囲内で可変されてもよい。

尚、ＦＢ要求Ｇのみで自車の加減速を制御する場合（即ち、一般的なＡＣＣの場合）は、先行車の加減速に伴って車間時間が現に増減したことに応答して、自車の加減速が実現されるので、先行車の加減速に対する自車の加減速の応答性は相対的に良好ではない。他方、ＦＦ要求Ｇを取り入れて自車の加減速を制御する場合は、先行車の加減速要求の発生時から、それに対応した自車の加減速が実現されるので、応答性は相対的に良好となる。このように、ＦＦ要求Ｇを取り入れて自車の加減速を制御することで、先行車の加減速に対する自車の加減速の応答性が向上する。

ＦＦ要求Ｇは、先行車加減速度情報（先行車要求Ｇ）をそのまま用いるのではなく、走行シーンを考慮して決定される。走行シーンは、先行車、自車、又は、先行車と自車との関係に関連する走行シーンであり、例えば、先行車の加減速状態、先行車との車間距離又は車間時間、及び、自車の車速等に関連する。換言すると、ＦＦ要求Ｇは、先行車要求Ｇを走行シーンに応じて補正して得られる。走行シーンを考慮したＦＦ要求Ｇの算出方法は、多種多様であり、任意である。走行シーンを考慮したＦＦ要求Ｇの算出方法は、例えば以下のような各種方法の１つ若しくは任意の組み合わせであってよい。

第１のＦＦ要求Ｇ算出方法として、ＦＦ要求Ｇは、先行車の加減速状態が加速状態である場合（即ち先行車要求Ｇが０より大きい場合）は、先行車の加減速状態が減速状態である場合（即ち先行車要求Ｇが０以下である場合）よりも、先行車要求Ｇに対する差が大きくなる態様（先行車の加減速に対する自車の加減速の応答性が低下する態様）で決定される。これは、先行車と同じ態様の加速は運転者に違和感を与え易い一方、先行車と同じ態様の減速は運転者に安心感を与えるためである。例えば、ＦＦ要求Ｇ＝先行車要求Ｇ×Ｋ１で算出される場合、係数Ｋ１は、先行車の加減速状態が加速状態である場合は、１より小さい値（例えば、０．６）に設定され、先行車の加減速状態が減速状態である場合は、１に設定されてよい。これにより、先行車の加速時は遅れ気味に加速して追従することで違和感を低減しつつ、先行車の減速時には応答性良く減速して安心感を増大することができる。尚、係数Ｋ１は、先行車の加減速状態が加速状態である場合又は先行車の加減速状態が減速状態である場合のいずれの場合も、一定値である必要はなく、可変されてもよい。例えば、先行車の加減速状態が減速状態である場合、係数Ｋ１は、先行車要求Ｇの大きさが大きくなるにつれて１に近づく態様で可変されてもよい。

尚、先行車の加減速に対する自車の加減速の応答性が低下する態様とは、上述の如く、先行車要求Ｇに対するＦＦ要求Ｇの差が大きくなる態様である。従って、先行車と自車とが定常走行状態（加速度が実質的に０）で走行している状況下で先行車が加速状態に変化した場合は、先行車の加速度よりも小さい加速度で自車が加速し始めることになる。又、同様に、先行車と自車とが定常走行状態（加速度が実質的に０）で走行している状況下で先行車が減速状態に変化した場合は、先行車の減速度よりも小さい減速度（絶対値が小さい減速度）で自車が減速し始めることになる。

第２のＦＦ要求Ｇ算出方法として、ＦＦ要求Ｇは、先行車の加減速状態が加速状態であるとき、車間距離又は車間時間が第１の値である場合と、車間距離又は車間時間が第２の値である場合には、車間距離又は車間時間が第１の値と第２の値の間の第３の値である場合よりも、先行車要求Ｇに対する差が大きくなる態様（先行車の加減速に対する自車の加減速の応答性が低下する態様）で決定される。これは、車間距離又は車間時間が短いときに先行車と同じ態様の加速は運転者に違和感を与え易く、また、車間距離又は車間時間が長いときに先行車と同じ態様の加速は運転者に違和感を与え易いためである。例えば、ＦＦ要求Ｇ＝先行車要求Ｇ×Ｋ_tauで算出される場合、係数Ｋ_tauは、車間距離又は車間時間が第１の値である場合と、車間距離又は車間時間が第２の値である場合には、１より小さい値に設定され、車間距離又は車間時間が第３の値である場合は、１に設定されてよい。

図２（Ａ）は、第２のＦＦ要求Ｇ算出方法における係数Ｋ_tauの決定方法の一例を示す図であり、車間時間と係数Ｋ_tauとの関係の一例を示す図である。尚、図２（Ａ）に示す車間時間と係数Ｋ_tauとの関係は、マップの形態で所定のメモリに保持されてよい。

図２（Ａ）に示す例では、車間距離又は車間時間が所定時間Ｔ１以下であるとき、係数Ｋ_tauは０である。車間時間がＴ１を越えると、係数Ｋ_tauは徐々に増加し、車間時間がＴ２になると係数Ｋ_tauは１とになり、車間時間がＴ３まで係数Ｋ_tauは１を維持する。車間時間がＴ３を越えると、係数Ｋ_tauは徐々に減少し、車間時間がＴ４以上になると、係数Ｋ_tauは０となる。これにより、車間時間が比較的短いＴ２からＴ３までの間では、先行車の加減速にぴったりと応答する加減速を実現することができる。また、車間時間が非常に短いＴ１未満では、安全性を重視して、応答性を敢えて落とす仕様とすることができる。

尚、図２（Ａ）に示す例は、あくまで一例であり、各種の変更がなされてもよい。例えば、係数Ｋ_tauが０である区間は、係数Ｋ_tauが０よりも僅かに大きい区間を含んでもよい。同様に、係数Ｋ_tauが１である区間は、係数Ｋ_tauが１よりも僅かに小さい区間を含んでもよい。また、図２（Ａ）に示す例では、車間時間がＴ１を越えると、係数Ｋ_tauは線形的に増加しているが、非線形的に増加してもよい。同様に、図２（Ａ）に示す例では、車間時間がＴ３を越えると、係数Ｋ_tauは線形的に減少しているが、非線形的に減少してもよい。

第３のＦＦ要求Ｇ算出方法として、ＦＦ要求Ｇは、先行車の加減速状態が減速状態であるとき、車間距離又は車間時間が第４の値である場合には、車間距離又は車間時間が第５の値（＜第４の値）である場合よりも、先行車要求Ｇに対する差が大きくなる態様（先行車の加減速に対する自車の加減速の応答性が低下する態様）で決定される。これは、車間距離又は車間時間が長いときに先行車と同じ態様の減速は運転者に違和感を与え易い一方、車間距離又は車間時間が短いときに先行車と同じ態様の減速は運転者に安心感を与えるためである。例えば、ＦＦ要求Ｇ＝先行車要求Ｇ×Ｋ_tauで算出される場合、係数Ｋ_tauは、車間距離又は車間時間が第４の値である場合には、１より小さい値に設定され、車間距離又は車間時間が第５の値である場合は、１に設定されてよい。

図２（Ｂ）は、第３のＦＦ要求Ｇ算出方法における係数Ｋ_tauの決定方法の一例を示す図であり、車間時間と係数Ｋ_tauとの関係の一例を示す図である。尚、図２（Ｂ）に示す車間時間と係数Ｋ_tauとの関係は、マップの形態で所定のメモリに保持されてよい。

図２（Ｂ）に示す例では、車間時間が所定時間Ｔ５以下であるとき、係数Ｋ_tauは１である。車間時間がＴ５を越えると、係数Ｋ_tauは徐々に減少し、車間時間がＴ６以上になると、係数Ｋ_tauは０となる。

尚、図２（Ｂ）に示す例は、あくまで一例であり、各種の変更がなされてもよい。例えば、係数Ｋ_tauが０である区間は、係数Ｋ_tauが０よりも僅かに大きい区間を含んでもよい。同様に、係数Ｋ_tauが１である区間は、係数Ｋ_tauが１よりも僅かに小さい区間を含んでもよい。また、図２（Ｂ）に示す例では、車間時間がＴ５を越えると、係数Ｋ_tauは線形的に減少しているが、非線形的に減少してもよい。

第４のＦＦ要求Ｇ算出方法として、先行車の加減速状態が加速状態であるとき、ＦＦ要求Ｇは、自車の車速が高速領域内である場合、自車の車速が中速領域又は低速領域内である場合よりも、先行車要求Ｇに対する差が大きくなる態様（先行車の加減速に対する自車の加減速の応答性が低下する態様）で決定される。これにより、高速領域では、応答性を落として、ＦＢ要求Ｇによる加速を実現して違和感を低減することができる。例えば、ＦＦ要求Ｇ＝先行車要求Ｇ×Ｋ_ｖで算出される場合、係数Ｋ_ｖは、自車の車速が高速領域内である場合には、１より小さい値に設定され、自車の車速が中速領域又は低速領域内である場合は、１に設定されてよい。但し、発進時は高い応答性は不要であるので、自車の車速が極低速域であるときは、係数Ｋ_ｖは非常に小さい値に設定されてもよい。

図３（Ａ）は、第４のＦＦ要求Ｇ算出方法における係数Ｋ_ｖの決定方法の一例を示す図であり、自車の車速と係数Ｋ_ｖとの関係の一例を示す図である。尚、図３（Ａ）に示す自車の車速と係数Ｋ_ｖとの関係は、マップの形態で所定のメモリに保持されてよい。

図３（Ａ）に示す例では、係数Ｋ_ｖは自車の車速が０ときは０であり、自車の車速がＶ１になると係数Ｋ_ｖは１に増加する。Ｖ１は、比較的小さい車速であってよい。自車の車速がＶ１からＶ２までは係数Ｋ_ｖは１を維持し、自車の車速がＶ２を超えると係数Ｋ_ｖは徐々に減少し、自車の車速がＶ３になると係数Ｋ_ｖは０．５になる。自車の車速がＶ３からＶ４までは係数Ｋ_ｖは０．５を維持し、自車の車速がＶ４を超えると係数Ｋ_ｖは徐々に減少し、自車の車速がＶ５以上になると係数Ｋ_ｖは０になる。

尚、図３（Ａ）に示す例は、あくまで一例であり、各種の変更がなされてもよい。例えば、係数Ｋ_ｖは０である区間は、係数Ｋ_ｖが０よりも僅かに大きい区間を含んでもよい。同様に、係数Ｋ_ｖが１である区間は、係数Ｋ_tauが１よりも僅かに小さい区間を含んでもよい。また、図３（Ａ）に示す例では、自車の車速が０からＶ１に増加するにつれて係数Ｋ_ｖは０から１に徐々に増加するが、非線形的に増加してもよい。また、係数Ｋ_ｖは、車速がＶ１からＶ４までの間、１を維持してもよい。或いは、係数Ｋ_ｖは、自車の車速がＶ３になると０まで低減してもよい。

第５のＦＦ要求Ｇ算出方法として、先行車の加減速状態が減速状態であるとき、ＦＦ要求Ｇは、自車の車速が第１車速である場合、自車の車速が第２車速（＞第１車速）である場合よりも、先行車要求Ｇに対する差が大きくなる態様（先行車の加減速に対する自車の加減速の応答性が低下する態様）で決定される。例えば、ＦＦ要求Ｇ＝先行車要求Ｇ×Ｋ_ｖで算出される場合、係数Ｋ_ｖは、自車の車速が低速領域内である場合には、１より小さい値に設定され、自車の車速が中速領域又は低速領域内である場合は、１に設定されてよい。これにより、低速領域では、応答性を落として、ＦＢ要求Ｇによる減速によって停止を実現して違和感を低減することができる。

図３（Ｂ）は、第５のＦＦ要求Ｇ算出方法における係数Ｋ_ｖの決定方法の一例を示す図であり、自車の車速と係数Ｋ_ｖとの関係の一例を示す図である。尚、図３（Ｂ）に示す自車の車速と係数Ｋ_ｖとの関係は、マップの形態で所定のメモリに保持されてよい。

図３（Ｂ）に示す例では、係数Ｋ_ｖは自車の車速が０ときは０であり、自車の車速がＶ６になると係数Ｋ_ｖは徐々に増加し、自車の車速がＶ７以上になると係数Ｋ_ｖは１を維持する。Ｖ７は、図３に示したＶ１よりも大きい車速であってよい。

尚、図３（Ｂ）に示す例は、あくまで一例であり、各種の変更がなされてもよい。例えば、係数Ｋ_ｖは０である区間は、係数Ｋ_ｖが０よりも僅かに大きい区間を含んでもよい。同様に、係数Ｋ_ｖが１である区間は、係数Ｋ_tauが１よりも僅かに小さい区間を含んでもよい。また、図３（Ｂ）に示す例では、自車の車速がＶ６からＶ７に増加するにつれて係数Ｋ_ｖは０から１に徐々に増加するが、非線形的に増加してもよい。

図４は、車両制御ＥＣＵ１０により実行されてよい処理の一例を示すフローチャートである。図４に示す処理ルーチンは、自動運転スイッチがオン状態である間、所定周期毎に繰り返し実行されてよい。

ステップ４００では、無線制御ＥＣＵ１８から最新の先行車加減速度情報（先行車要求Ｇ）を取得する。尚、無線制御ＥＣＵ１８における車車間通信の周期は任意であるが、好ましくは、図４に示す処理ルーチンの所定周期と同様の短い周期であってよい。

ステップ４０２では、先行車との車間距離及び自車の車速の最新の情報を取得し、車間時間を演算する。車間距離の情報は、前方レーダセンサ１６からの先行車情報に含まれる情報であってもよいし、先行車加減速度情報に含まれうる情報（この場合、先行車にて計測した車間距離）であってもよい。車速の情報は、例えばブレーキ制御ＥＣＵ２２から取得されてもよい。車速の情報は、車輪速センサの検出値に基づくものであってよい。但し、車速の情報は、ＧＰＳ（Global Positioning System）受信機で測位される自車位置に基づいて算出されてもよいし、トランスミッションのアウトプットシャフトの回転数の検出値に基づいて算出されてもよい。車間時間は、車間距離を自車の速度で除することで算出されてよい。

ステップ４０４では、上記ステップ４００で取得した先行車要求Ｇが０より大きいか否か、即ち先行車が加速状態であるか否かを判定する。先行車要求Ｇが０より大きい場合は、ステップ４０６に進み、それ以外の場合（即ち、先行車が減速状態又は定常走行状態）、ステップ４１２に進む。

ステップ４０６では、係数Ｋ１を加速用補正係数に設定する。加速用補正係数は、後述の減速用補正係数よりも小さい値である。

ステップ４０８では、加速時用マップ（例えば図２（Ａ）に示すような関係を規定したマップ）を用いて、上記ステップ４０２で算出した現在の車間時間に応じた係数Ｋ_tauを決定する。

ステップ４１０では、加速時用マップ（例えば図３（Ａ）に示すような関係を規定したマップ）を用いて、現在の自車の車速に応じた係数Ｋ_ｖを決定する。

ステップ４１２では、係数Ｋ１を減速用補正係数に設定する。減速用補正係数は、例えば１であってよい。

ステップ４１４では、減速時用マップ（例えば図２（Ｂ）に示すような関係を規定したマップ）を用いて、上記ステップ４０２で算出した現在の車間時間に応じた係数Ｋ_tauを決定する。

ステップ４１６では、減速時用マップ（例えば図３（Ｂ）に示すような関係を規定したマップ）を用いて、現在の自車の車速に応じた係数Ｋ_ｖを決定する。

ステップ４１８では、上記ステップ４００で取得した先行車要求Ｇと、上記ステップ４０６、ステップ４０８及びステップ４１０又は上記ステップ４１２、ステップ４１４及びステップ４１６で決定した各係数Ｋ１、Ｋ_tau及びＫ_ｖと基づいて、ＦＦ要求Ｇを例えば以下の式で演算する。
ＦＦ要求Ｇ＝先行車要求Ｇ×Ｋ１×Ｋ_tau×Ｋ_ｖ
即ち、ＦＦ要求Ｇに各係数Ｋ１、Ｋ_tau及びＫ_ｖを乗じることでＦＦ要求Ｇを算出する。

ステップ４２０では、先行車との車間距離等に関する情報に基づいて、ＦＢ要求Ｇを算出する。上述の如く、車間距離に関する情報は、前方レーダセンサ１６からの先行車情報に含まれる情報であってもよいし、先行車加減速度情報に含まれうる情報（この場合、先行車にて計測した車間距離等）であってもよい。

ステップ４３０では、上記ステップ４１８で算出したＦＦ要求Ｇと、上記ステップ４２０で算出したＦＢ要求Ｇとに基づいて、自車要求Ｇを算出する。この際、自車要求Ｇは、例えば以下の式で演算されてよい。
自車要求Ｇ＝ＦＦ要求Ｇ＋ＦＢ要求Ｇ
即ち、ＦＦ要求ＧとＦＢ要求Ｇとを加算することで自車要求Ｇを算出する。尚、このようにして自車要求Ｇが算出されると、上述の如く、自車要求Ｇが実現されるように自車の加減速制御が実行される。ステップ４３０の処理が終了すると、次の処理周期でステップ４００の処理から開始される。

図４に示す処理によれば、走行シーンに応じた各係数Ｋ１、Ｋ_tau及びＫ_ｖを先行車要求Ｇに乗じることでＦＦ要求Ｇが算出されるので、先行車要求ＧをＦＦ要求Ｇとしてそのまま用いる比較構成に比べて、走行シーンに合わせた違和感の無い且つ応答性の高い加減速制御を実現することができる。

尚、図４に示す処理では、３つの係数Ｋ１、Ｋ_tau及びＫ_ｖを使用しているが、このうちの任意の1つ又は任意の２つの組み合わせのみを用いてもよい。また、走行シーンに関連する他のパラメータに応じた係数を追加してもよい。或いは、走行シーンに関連しない他の係数を追加してもよい。例えば、ユーザの好みを反映するためのＫ_userを追加して、ＦＦ要求Ｇを例えば以下の式で演算してもよい。
ＦＦ要求Ｇ＝先行車要求Ｇ×Ｋ１×Ｋ_tau×Ｋ_ｖ×Ｋ_user
Ｋ_userは、ユーザにより設定されうる自動運転用設定情報（例えば、目標車間時間の設定情報）に基づいて決定されてもよい。この場合、ユーザにより設定された目標車間時間が相対的に短い場合は、ユーザにより設定された目標車間時間が相対的に長い場合よりも係数Ｋ_userを大きく設定してもよい。これは、目標車間時間を短く設定するユーザは、応答性が高いことを好む傾向があるためである。

また、図４に示す処理では、３つの係数Ｋ１、Ｋ_tau及びＫ_ｖを独立して算出しているが、例えば係数Ｋ１は、係数Ｋ_tau又は係数Ｋ_ｖに含めることとしてもよい。即ち、係数Ｋ_tau又は係数Ｋ_ｖは、係数Ｋ１を加味した態様で算出されてもよい。同様の観点から、係数Ｋ_tau又は係数Ｋ_ｖを独立して算出することに代えて、車速と車間時間を組み合わせた２次元マップ（車速と車間時間の組み合わせに応じた係数を定めたマップ）から係数を決定することとしてもよい。

図５は、図４に示す処理の変形例を示すフローチャートである。図４に示す処理のステップ４２０以降は、図５に示すステップ４２２、ステップ４２４及びステップ４２６の処理に変更されてもよい。

ステップ４２２では、ステップ４１８で算出したＦＦ要求Ｇが０より大きいか否か、即ちＦＦ要求Ｇが加速を表すか否かを判定する。ＦＦ要求Ｇが０より大きい場合は、ステップ４２４に進み、それ以外の場合（即ち、ＦＦ要求Ｇが減速又は定常走行を表す場合）、ステップ４２６に進む。

ステップ４２４では、ＦＦ要求Ｇを以下の式に従って補正する。
ＦＦ要求Ｇ＝ｍｅｄ（Ｇ１，ＦＦ要求Ｇ，０）
ここで、ｍｅｄは、カッコ内の３つの数値の中間値を意味する。Ｇ１は、以下の通りである。
Ｇ１＝先行車要求Ｇ−ＦＢ要求Ｇ＋Ｅｐ
ここで、Ｅｐはマージンであり、固定値であってよい。或いは、Ｅｐは、先行車要求ＧまたはＦＦ要求Ｇの大きさに応じて設定される可変値であってもよい。また、Ｅｐは０であってもよい。

ステップ４２６では、ＦＦ要求Ｇを以下の式に従って補正する。
ＦＦ要求Ｇ＝ｍｅｄ（０，ＦＦ要求Ｇ，Ｇ２）
ここで、Ｇ２は、以下の通りである。
Ｇ２＝先行車要求Ｇ−ＦＢ要求Ｇ−Ｅｓ
ここで、Ｅｓはマージンであり、固定値であってよい。或いは、Ｅｓは、先行車要求ＧまたはＦＦ要求Ｇの大きさに応じて設定される可変値であってもよい。また、Ｅｓは０であってもよい。

ステップ４３０では、上記ステップ４２４又はステップ４２６で算出したＦＦ要求Ｇと、上記ステップ４２０で算出したＦＢ要求Ｇとに基づいて、自車要求Ｇを算出する。この際、自車要求Ｇは、例えば以下の式で演算されてよい。
自車要求Ｇ＝ＦＦ要求Ｇ＋ＦＢ要求Ｇ
即ち、ＦＦ要求ＧとＦＢ要求Ｇとを加算することで自車要求Ｇを算出する。尚、このようにして自車要求Ｇが算出されると、上述の如く、自車要求Ｇが実現されるように自車の加減速制御が実行される。

図５に示す処理によれば、図４に示す処理による効果に加えて、以下のような効果が得られる。上述の如くＦＦ要求Ｇは、上記のステップ４２４又はステップ４２６により補正を受けることで、補正を受けない場合に比べて、先行車の急加速時又は急減速時にもスムーズな制御を実現することができる。

具体的には、ステップ４２４において、上述の如くＦＦ要求Ｇは０よりも大きいので、例えば、先行車要求Ｇ−ＦＢ要求Ｇ＋Ｅｐ＞ＦＦ要求Ｇのときは、ＦＦ要求Ｇ＝ＦＦ要求Ｇとなる（即ち、ＦＦ要求Ｇは補正されずにそのまま利用される）。他方、ＦＦ要求Ｇ＞先行車要求Ｇ−ＦＢ要求Ｇ＋Ｅｐのとき、先行車要求Ｇ−ＦＢ要求Ｇ＋Ｅｐ＞０の場合は、ＦＦ要求Ｇ＝先行車要求Ｇ−ＦＢ要求Ｇ＋Ｅｐとなる（即ち、ＦＦ要求Ｇは「先行車要求Ｇ−ＦＢ要求Ｇ＋Ｅｐ」に補正される）。ここで、ステップ４３０では上述の如く自車要求ＧはＦＦ要求ＧとＦＢ要求Ｇとを加算して得られる。従って、ＦＦ要求Ｇ＞先行車要求Ｇ−ＦＢ要求Ｇ＋Ｅｐのときに、ＦＦ要求Ｇを補正しない場合は、自車要求Ｇ＞先行車要求Ｇ＋Ｅｐとなるので、加速時にＦＦ要求Ｇに起因して自車要求Ｇが先行車要求Ｇよりも有意に（マージンＥｐ分を超えて）大きくなる場合がある。これに対して、ステップ４２４によりＦＦ要求ＧがＦＦ要求Ｇ＝先行車要求Ｇ−ＦＢ要求Ｇ＋Ｅｐと補正される場合は、自車要求Ｇ＝先行車要求Ｇ＋Ｅｐとなる。従って、加速時にＦＦ要求Ｇに起因して自車要求Ｇが先行車要求Ｇよりも有意に大きくなることが防止される。

また、ステップ４２４において、ＦＦ要求Ｇ＞先行車要求Ｇ−ＦＢ要求Ｇ＋Ｅｐのとき、先行車要求Ｇ−ＦＢ要求Ｇ＋Ｅｐ≦０の場合は、ＦＦ要求Ｇ＝０となる（即ち、ＦＦ要求Ｇは０に補正される）。従って、この場合は、次のステップ４３０で、自車要求Ｇ＝ＦＢ要求Ｇになり、ＦＢ要求Ｇに起因した加速が許容される。従って、ＦＢ要求Ｇの大きさによっては、例えば自車要求Ｇが先行車要求Ｇよりも有意に（マージンＥｐ分を超えて）大きくなるような加速も許容される。

同様に、ステップ４２６において、上述の如くＦＦ要求Ｇは０以下であるので、例えば、先行車要求Ｇ−ＦＢ要求Ｇ−Ｅｓ≦ＦＦ要求Ｇのときは、ＦＦ要求Ｇ＝ＦＦ要求Ｇとなる（即ち、ＦＦ要求Ｇは補正されずにそのまま利用される）。他方、ＦＦ要求Ｇ＜先行車要求Ｇ−ＦＢ要求Ｇ−Ｅｓのとき、先行車要求Ｇ−ＦＢ要求Ｇ−Ｅｓ＜０の場合は、ＦＦ要求Ｇ＝先行車要求Ｇ−ＦＢ要求Ｇ−Ｅｓとなる（即ち、ＦＦ要求Ｇは「先行車要求Ｇ−ＦＢ要求Ｇ−Ｅｓ」に補正される）。ここで、ステップ４３０では上述の如く自車要求ＧはＦＦ要求ＧとＦＢ要求Ｇとを加算して得られる。従って、ＦＦ要求Ｇ＜先行車要求Ｇ−ＦＢ要求Ｇ−Ｅｓのときに、ＦＦ要求Ｇを補正しない場合は、自車要求Ｇ＜先行車要求Ｇ−Ｅｓとなるので、減速時にＦＦ要求Ｇに起因して自車要求Ｇの大きさ（減速度の絶対値）が先行車要求Ｇの大きさよりも有意に（マージンＥｓ分を超えて）大きくなる場合がある。これに対して、ステップ４２６によりＦＦ要求Ｇ＝先行車要求Ｇ−ＦＢ要求Ｇ−Ｅｓと補正される場合は、自車要求Ｇ＝先行車要求Ｇ−Ｅｓとなる。従って、減速時にＦＦ要求Ｇに起因して自車要求Ｇの大きさが先行車要求Ｇの大きさよりも有意に大きくなることが防止される。

また、ステップ４２６において、ＦＦ要求Ｇ＜先行車要求Ｇ−ＦＢ要求Ｇ−Ｅｓのとき、先行車要求Ｇ−ＦＢ要求Ｇ−Ｅｓ≧０の場合は、ＦＦ要求Ｇ＝０となる（即ち、ＦＦ要求Ｇは０に補正される）。従って、この場合は、次のステップ４３０で、自車要求Ｇ＝ＦＢ要求Ｇになり、ＦＢ要求Ｇに起因した減速が許容される。従って、ＦＢ要求Ｇの大きさによっては、例えば自車要求Ｇが先行車要求Ｇよりも有意に（マージンＥｐ分を超えて）大きくなるような減速も許容される。

図６は、図５による処理の効果をシミュレーションで確認したグラフであり、（Ａ）は、ＦＦ要求Ｇの補正を行わない構成（図４参照）の場合を示し、（Ｂ）は、ＦＦ要求Ｇの補正を行う構成（図５参照）の場合を示す。図６（Ａ）及び（Ｂ）では、先行車と自車の２台の車両の所定パラメータの時系列波形が各グラフに示されおり、各グラフは、上から順に、先行車と自車のそれぞれの要求加速度ｕ１，ｕ２の波形、自車のＦＦ要求Ｇ(u_ff)とＦＢ要求Ｇ(u_fb)の波形、先行車と自車のそれぞれの実加速度（ａ１，ａ２）の波形、先行車と自車のそれぞれの速度（ｖ１、ｖ２）の波形、先行車と自車の間の車間距離（dist）の波形が示されている。

図６に示すシミュレーションでは、時間ｔ＝５付近で先行車が減速している。即ち、先行車要求Ｇが負の値に急変する。これに伴い、ＦＦ要求Ｇの補正を行わない構成（図４参照）では、図６（Ａ）に示すように、ＦＦ要求Ｇは、先行車要求Ｇの変化に合わせて変化するのに対して、ＦＦ要求Ｇの補正を行う構成（図５参照）の場合、図６（Ｂ）にてＸ１内に示すように、ＦＦ要求Ｇは補正（抑制）される。この結果、ＦＦ要求Ｇの補正を行う構成（図５参照）の場合、図６（Ａ）及び（Ｂ）にＸ２及びＸ３にて示すように、ＦＦ要求Ｇの補正を行わない構成（図４参照）の場合に比べて、速度の低下を防止することができる。

以上、各実施例について詳述したが、特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。また、前述した実施例の構成要素を全部又は複数を組み合わせることも可能である。

例えば、上述した実施例では、一例として、ＦＦ要求Ｇは、先行車要求Ｇに各種係数Ｋ１、Ｋ_tau及びＫ_ｖを乗じることで算出されているが、ＦＦ要求Ｇは、先行車要求Ｇから各種補正量を足し引きすることで算出されてもよい。この場合も、各種補正量は、各種係数Ｋ１、Ｋ_tau及びＫ_ｖと同様の考え方で設定されればよい。また、上述した実施例では、一例として、ＦＦ要求Ｇは、先行車要求Ｇを直接的に補正することで算出されているが、先行車要求Ｇを間接的に補正することで算出されてもよい。例えば、先行車要求Ｇからフィードフォワード用の制御値（中間値）を算出し、該制御値を補正することでＦＦ要求Ｇを得ることとしてもよい。いずれの場合も、結果として、ＦＦ要求Ｇを得るために先行車加減速度情報を補正していることになる。

また、上述した実施例では、一例として、先行車加減速度情報が先行車要求Ｇである場合を説明したが、先行車加減速度情報は、上述の如く、先行車の加減速に関する任意の情報であってよい。例えば、先行車加減速度情報は、先行車のスロットル開度とブレーキ開度であってもよい。この場合、スロットル開度及びブレーキ開度から先行車要求Ｇを自車において算出（推定）し、算出した先行車要求Ｇを同様に使用してもよい。或いは、スロットル開度及びブレーキ開度自体を走行シーンに応じて補正してから先行車要求Ｇに変換してもよい。この場合は、得られた先行車要求Ｇは、そのままＦＦ要求Ｇとして使用されてもよい（但し、図５に示す補正処理を受けてもよい）。また、先行車加減速度情報は、上述の如く、先行車の要求加減速度Ｇと先行車の実際の加減速度との組み合わせ（フィルタリングした値）であってもよく、この場合、この組み合わせ処理は、自車側（例えば車両制御ＥＣＵ１０）において実行されてもよい。

１０ 無線制御ＥＣＵ
１６ 前方レーダセンサ
１８ 無線制御ＥＣＵ
２０ 無線アンテナ
１００ 車両走行制御装置

Claims (13)

1. 先行車の状態を表す先行車情報を取得するセンサと、
   前記先行車で生成される先行車加減速度情報を前記先行車との通信により取得する通信装置と、
   前記先行車情報に基づいて自車の目標加減速度に関する第１目標値と、前記先行車加減速度情報に基づいて自車の目標加減速度に関する第２目標値とを生成し、生成した前記第１目標値と前記第２目標値とに基づいて、自車の加減速度を制御する制御装置とを備え、
   前記制御装置は、走行シーンに応じて前記先行車加減速度情報を補正して前記第２目標値を生成する、車両走行制御装置。
2. 前記制御装置は、前記先行車の加減速状態、前記先行車との車間距離又は車間時間、及び、自車の車速のうちの少なくともいずれか1つに基づいて前記先行車加減速度情報を補正する、請求項１に記載の車両走行制御装置。
3. 前記制御装置は、前記先行車の加減速状態が加速状態である場合は、前記先行車の加減速状態が減速状態である場合よりも、前記先行車の加減速に対する自車の加減速の応答性が低下する態様で、前記先行車加減速度情報を補正する、請求項２に記載の車両走行制御装置。
4. 前記制御装置は、前記先行車の加減速状態が加速状態であるとき、前記先行車との車間距離又は車間時間が第１の値である場合と、前記先行車との車間距離又は車間時間が第２の値である場合には、前記先行車との車間距離又は車間時間が前記第１の値と前記第２の値の間の第３の値である場合よりも、前記先行車の加減速に対する自車の加減速の応答性が低下する態様で、前記先行車加減速度情報を補正する、請求項２に記載の車両走行制御装置。
5. 前記制御装置は、前記先行車の加減速状態が減速状態であるとき、前記先行車との車間距離又は車間時間が第４の値である場合には、前記先行車との車間距離又は車間時間が前記第４の値よりも小さい第５の値である場合よりも、前記先行車の加減速に対する自車の加減速の応答性が低下する態様で、前記先行車加減速度情報を補正する、請求項２に記載の車両走行制御装置。
6. 前記制御装置は、前記先行車の加減速状態が減速状態であるとき、自車の車速が第１車速である場合、自車の車速が前記第１車速よりも大きい第２車速である場合よりも、前記先行車の加減速に対する自車の加減速の応答性が低下する態様で、前記先行車加減速度情報を補正する、請求項２に記載の車両走行制御装置。
7. 前記制御装置は、前記先行車の加減速状態が加速状態であるとき、自車の車速が所定車速よりも高い高速領域内である場合、自車の車速が前記高速領域よりも小さい場合よりも、前記先行車の加減速に対する自車の加減速の応答性が低下する態様で、前記先行車加減速度情報を補正する、請求項２に記載の車両走行制御装置。
8. 前記先行車加減速度情報は、前記先行車の目標加減速度を含み、
   前記第２目標値は、前記先行車の目標加減速度に対して所定の係数を乗じることで生成され、
   前記先行車の加減速に対する自車の加減速の応答性が低下する態様で、前記先行車加減速度情報を補正することは、前記所定の係数の値を小さくすることを含む、請求項３〜６のうちのいずれか1項に記載の車両走行制御装置。
9. 前記先行車加減速度情報は、前記先行車の目標加減速度を含み、
   前記制御装置は、前記第１目標値と前記第２目標値とを加算して得られる第３目標値に基づいて、自車の加減速度を制御し、
   前記制御装置は、前記第３目標値に対応する加減速度の大きさが前記先行車の目標加減速度の大きさよりも所定値以上超えないように前記第２目標値を補正する、請求項１〜６のうちのいずれか1項に記載の車両走行制御装置。
10. 前記制御装置は、前記先行車の加減速状態が加速状態であるとき、０と、前記先行車の目標加減速に前記所定値を足した値から前記第１目標値に対応する加減速度を引いた値と、前記第２目標値とからなる３つの値のうちの中間値に、前記第２目標値を補正する、請求項９に記載の車両走行制御装置。
11. 前記制御装置は、前記先行車の加減速状態が減速状態であるとき、０と、前記先行車の目標加減速に前記所定値を引いた値から前記第１目標値に対応する加減速度を引いた値と、前記第２目標値とからなる３つの値のうちの中間値に、前記第２目標値を補正する、請求項９に記載の車両走行制御装置。
12. 前記先行車の加減速に対する自車の加減速の応答性が低下する態様とは、前記先行車と自車とが定常走行状態で走行している状況下で前記先行車が加速した場合は、前記先行車の加速度よりも小さい加速度で自車が加速し始める態様であり、記先行車と自車とが定常走行状態で走行している状況下で前記先行車が減速した場合は、前記先行車の減速度よりも小さい減速度で自車が減速し始める態様である、請求項３〜７のうちのいずれか1項に記載の車両走行制御装置。
13. 先行車の状態を表す先行車情報を取得するセンサと、
    前記先行車で生成される先行車加減速度情報を前記先行車との通信により取得する通信装置と、
    前記先行車情報及び前記先行車加減速度情報に基づいて自車の加減速度を制御する制御装置とを備え、
    前記制御装置は、前記先行車と自車とが定常走行状態で走行している状況下で前記先行車が加速した場合は、そのときの走行シーンに応じて前記先行車の加速度よりも小さい加速度で自車を加速させ、前記先行車と自車とが定常走行状態で走行している状況下で前記先行車が減速した場合は、そのときの走行シーンに応じて前記先行車の減速度よりも小さい減速度で自車を減速させる、車両走行制御装置。

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