JP2015067203A - 追従走行制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】減速増幅率を１未満に保持しつつ、乗員の違和感を低減させることができる追従走行制御装置を提供することを目的とする。【解決手段】前方車から送信される加速度データを受信する加速度データ受信部２を備え、該加速度データ受信部２が受信した前記加速度データに基づいて、自車の追従走行制御を行うものであって、前記加速度データに基づいて、前方車の加速度ｕを所定の車間時間ＴＨＷだけ遅延させることにより目標加速度ｕｔｇｔを算出する制御部４を備えている。【選択図】図２

Description

この発明は、前方車から送信される加速度データを受信する加速度データ受信部を備え、該加速度データ受信部が受信した前記加速度データに基づいて、自車の追従走行制御を行う追従走行制御装置に関する。

例えば、複数台の車両がサグ部を走行している状態で先頭車両が減速したとき、図１２にグラフで示すように、先頭車両に追従する２台目以降の車両の車速は大きく乱れることになる。

図１２は、先頭車両がサグ部を走行したことによって７０（ｋｍ／ｓ）付近から５０（ｋｍ／ｓ）付近まで減速した場合の後続車両の速度変化を示すグラフである。図１２では、先頭車両が減速したことによって、後続車両が前方車との車間距離を確保すべく次々に減速している傾向が現れており、後方に位置する車両程その減速量が増大し、７台目、８台目では、その車速がそれぞれ最大で２５（ｋｍ／ｓ）前後まで低下している。このように、減速走行する車両が何台も連なることによって、サグ部では渋滞が発生し易くなる。

このような渋滞を緩和するためには、自車の減速時に前方車よりも車速が低下しないようにすること、換言すれば、自車減速量を前方車減速量で割った比率（以下、これを減速増幅率という）が１未満になるように自車を走行させることが要件となる。

そこで、従来、自車を前方車に対して追従走行させることが可能な追従走行制御装置が提案されている。下記特許文献１では、車車間通信により受信した前方車の減速度データに基づいて自車の減速度を制御するものが開示されている。下記特許文献１では、前方車の減速度に一致するように自車の減速度を制御することで、減速増幅率を１未満に保持しつつ、車間距離を常に一定に保持することができるようになっている。

また、追従走行制御装置として、下記特許文献２では、自車速に応じて目標車間距離を算出するための車間時間（車間時間＝車間距離／自車速）を変更して、乗員の違和感を与えることを防止するようにしたものが開示されている。

特開２００５−２９７６１２号公報 特開２００３−１２７７０５号公報

しかしながら、一般的に、乗員が追従走行を行う場合、所定の車間時間を基準にして前方車との間隔を決定する習性があることが知られており、自車速に応じて車間時間が変化する前記特許文献１、２では、乗員の違和感を十分に低減できない場合があった。

例えば、前記特許文献１の場合、高車速域に合わせて車間距離を長く設定してしまうと、低車速域では、車間時間が長くなることによって車間距離が必要以上に長いという感覚を与えてしまう。また、逆に、低車速域に合わせて車間距離を短く設定してしまうと、高車速域では、車間時間が短くなることによって車間距離が必要以上に短いという感覚を与えてしまう。

この発明は、減速増幅率を１未満に保持しつつ、乗員の違和感を低減させることができる追従走行制御装置を提供することを目的とする。

この発明の追従走行制御装置は、前方車から送信される加速度データを受信する加速度データ受信部を備え、該加速度データ受信部が受信した前記加速度データに基づいて、自車の追従走行制御を行う追従走行制御装置であって、前記加速度データに基づいて、前方車の加速度を所定の車間時間だけ遅延させることにより目標加速度を算出する制御部を備えたものである。

この構成によれば、車間距離を所定の車間時間を基準にして決定される目標車間距離に一致させることが可能になり、自車の加減速の前後において、自然と所定の車間時間を保持することができる。これにより、乗員の習性に合致した追従走行を実現でき、乗員の違和感を確実に低減することができる。また、この場合、自車速が前方車の車速以下にはならないため、減速増幅率を確実に１未満に保持することができる。

この発明の一実施態様においては、乗員の操作により前記車間時間の設定を受付ける車間時間設定部を備えたものである。

この構成によれば、乗員の運転スタイルや走行環境（夜間、トンネル内、雨天、降雪、濃霧、…）等の諸条件を考慮した車間時間を、乗員の感覚に基づいて設定することができる。これにより、乗員の習性により合致した追従走行を実現でき、乗員の違和感をより確実に低減することができる。

この発明の一実施態様においては、前記制御部は、２次遅れ系の伝達関数を用いて前記目標加速度をフィルタリングする加速度フィルタ部を有し、該加速度フィルタ部では、自車の加減速後の車間距離が、前記目標加速度に基づいて算出される目標車間距離と一致するように、前記伝達関数のパラメータが、前記車間時間に応じて設定されたものである。

この構成によれば、２次遅れ系の伝達関数を用いて目標加速度をフィルタリングすることで、例えば、前方車の乗員が車両を急加減速させる等の手荒な運転をした場合であっても、自車速の変化を滑らかにすることができ、これによって、乗員の乗り心地を大幅に改善することができる。

そして、自車の加減速後の車間距離が目標車間距離と一致するように、前記パラメータを車間時間に応じて設定することで、自車の加減速後における車間距離を、フィルタリングの影響を受けることなく目標車間距離に一致させることができる。

この発明の一実施態様においては、前記伝達関数のパラメータは、前方車の車速変化グラフと、前記加速度フィルタ部出力後の車速変化グラフとの間において、加減速中間点における時間差が前記車間時間と一致するように設定されたものである。

この構成によれば、フィルタリングの影響が最も小さい（フィルタリングによる変化が最も小さい）減速中間点を基準にして前記パラメータを特定することになるため、車間時間に応じたパラメータの特定をより正確に行うことができる。

この発明によれば、車間距離を、所定の車間時間を基準にして決定される目標車間距離に一致させることが可能になり、自車の加減速の前後において、自然と所定の車間時間を保持することができる。これにより、乗員の習性に合致した追従走行を実現でき、乗員の違和感を確実に低減することができる。また、この場合、自車速が前方車の車速以下にはならないため、減速増幅率を確実に１未満に保持することができる。

本発明の実施形態に係る追従走行制御装置のシステム構成を示すブロック図。 前方車の車速がＶ_ｓ１からＶ_ｓ２まで低下した場合の前方車の車速変化と、自車の目標車速変化とを示すグラフ。 （ａ）は、前方車の車速変化と、自車の目標車速変化と、加速度フィルタ部出力後の自車の車速変化とを示すグラフ、（ｂ）は、前方車の躍度と、加速度フィルタ部出力後の自車の躍度とを示すグラフ。 加速度フィルタ部の伝達関数Ｇ_１（ｓ）のω_１ｍと車間時間との関係を示すグラフ。 ω_１ｍの算出方法を説明するための説明図。 目標車間距離と、加速度フィルタ部出力後の車間距離とを示すグラフ。 （ａ）は、前方車の車速がＶ_ｓ１からＶ_ｓ２まで低下した場合の前方車の加速度変化と、加速度フィルタ部出力後の自車の加速度変化とを示すグラフ、（ｂ）は、躍度フィルタ部出力後の躍度変化を示すグラフ。 （ａ）は、躍度フィルタ部の伝達関数Ｇ_２（ｓ）のＣ_２ｍとω_２ｍとの関係を示すグラフ、（ｂ）は、Ｃ_２ｍとＦＦゲインとの関係を示すグラフ。 （ａ）は、加速度フィルタ部の出力に躍度フィルタ部の出力を加算した場合の加速度変化を示すグラフ、（ｂ）は、加速度フィルタ部の出力に躍度フィルタ部の出力を加算した場合の躍度変化を示すグラフ。 （ａ）は、前方車の車速変化と、自車の目標車速変化と、躍度フィルタ部出力加算後の自車の車速変化とを示すグラフ、（ｂ）は、目標車間距離と、躍度フィルタ部出力後の車間距離とを示すグラフ。 追従走行制御を示すフローチャート。 先頭車両がサグ部を走行したことによって減速した場合の後続車両の速度変化を示すグラフ。

以下、図面に基づいて本発明の実施形態を詳述する。
図１は、本発明の実施形態に係る追従走行制御装置１のシステム構成を示すブロック図である。追従走行制御装置１は、前方車から送信される加速度データを受信する加速度データ受信部２と、後述する車間時間ＴＨＷを設定するための車間時間設定部３と、制御部４と、該制御部４からの制御指令信号に基づいて駆動する動力系（駆動系及び制動系を含む）としてのエンジンスロットル５、ブレーキ装置６、及びトランスミッション７とを備えている。

追従走行制御装置１を備えた車両（自車）は、加速度データ受信部２を備えることにより、前方車を含む他車との間で走行状態に関連する各種データを送受信する車車間通信を行うことが可能になっている。加速度データ受信部２は、例えば、ＧＰＳからの位置情報に基づいて前方車であると判定した車両から加速度データを受信し、この加速度データを制御部４に出力する。

車間時間設定部３は、乗員の適宜の操作によって車間時間ＴＨＷの設定を受付けるものであり、例えば、スイッチボタンやダイヤル、ディスプレイ装置のタッチパネル、専用のリモコン、または制御部４との通信が可能な携帯通信端末等により構成される。乗員は、例えば、ショート、…、ミドル、…、ロングといった段階に応じて予め用意された車間時間ＴＨＷ１、ＴＨＷ２、…、ＴＨＷｎの中から希望するものを１つ選択して設定を行う。

制御部４は、加速度フィルタ部４０と、第１出力選択部４１と、微分器４２と、躍度フィルタ部４３と、第２出力選択部４４と、加算器４５と、ＰＣＭ（Ｐｏｗｅｒ−ｔｒａｉｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｍｏｄｕｌｅ）４６と、スロットル制御部４７と、ブレーキ液圧制御部４８と、シフトギア制御部４９とを有する。この制御部４は、加速度データ受信部２が受信した前方車の加速度データと、車間時間設定部３で設定された車間時間ＴＨＷとに基づいて、自車の目標加速度ｕ_ｔｇｔを算出し、この目標加速度ｕ_ｔｇｔに基づく制御指令信号をスロットル制御部４７、ブレーキ液圧制御部４８、及びシフトギア制御部４９に出力して、エンジンスロットル５、ブレーキ装置６、及びトランスミッション７をフィードフォワード制御するものである。

制御部４のうち、加速度フィルタ部４０は、車間時間設定部３で予め用意された車間時間ＴＨＷ１、ＴＨＷ２、…、ＴＨＷｎに応じた複数の２次遅れ系フィルタ４０ａ、４０ｂ、…、４０ｎにより構成されている。

各２次遅れ系フィルタ４０ａ、４０ｂ、…、４０ｎは、加速度データ受信部２から前方車の加速度データを入力可能としている。そして、これら２次遅れ系フィルタ４０ａ、４０ｂ、…、４０ｎは、前記加速度データに基づき、前方車の加速度ｕを車間時間ＴＨＷ１、ＴＨＷ２、…、ＴＨＷｎだけ遅延させた目標加速度ｕ_ｔｇｔをそれぞれ同時並行で算出する。

ここで、前方車の速度変化と自車の速度変化目標値との関係を見てみると、例えば、図２に示すように、前方車の車速がＶ_ｓ１からＶ_ｓ２まで低下した場合、自車の目標加速度ｕ_ｔｇｔに基づく目標車速変化グラフは、図２に二点鎖線で示す前方車の車速変化グラフに対して車間時間ＴＨＷだけシフトした実線のグラフとなる。図２の場合、前方車の車速変化グラフと自車の目標車速変化グラフとにより囲まれた平行四辺形の領域Ａ１の面積が、前方車、自車の減速に伴う車間距離の変化（減少）量ΔＬを示すことになり、この車間距離の変化量ΔＬは、下記（１）式のようになる。

ところで、乗員は、所定の車間時間を基準にして前方車との間隔を決定する習性があることから、結果的に、前記車間時間に自車速を積算した距離だけ前方車との間隔を空けようとする。従って、所定の車間時間をＴＨＷ、自車速をＶ_ｓとすると、乗員が感覚的に決定する目標車間距離Ｌ_ｔｇｔは、下記（２）式により表すことができる。

前記（２）式において、Ｌ_０は定数であり、車両停止時に確保すべき停止時車間距離（いわゆる安全マージン）である。ここで、例えば、自車速がＶ_ｓ１からＶ_ｓ２まで低下した場合を考えると、この場合、目標車間距離Ｌ_ｔｇｔの変化（減少）量ΔＬ_ｔｇｔは下記（３）式のようになる。

このように、前方車の加速度ｕを車間時間ＴＨＷ１、ＴＨＷ２、…、ＴＨＷｎだけ遅延させたものを目標加速度ｕ_ｔｇｔとした場合の車間距離の変化量ΔＬは、目標車間距離Ｌ_ｔｇｔの変化量ΔＬ_ｔｇｔと一致している。

つまり、本実施形態では、前方車の加速度ｕを車間時間ＴＨＷ１、ＴＨＷ２、…、ＴＨＷｎだけ遅延させたものを目標加速度ｕ_ｔｇｔとすることで、車間距離Ｌを、車間時間ＴＨＷを基準にして決定される目標車間距離Ｌ_ｔｇｔに一致させることが可能になっている。また、自車速が前方車の車速以下にはならないため、減速増幅率を１未満に保持することもできる。

加速度フィルタ部４０は、さらに、下記（４）式に示す２次遅れ系の伝達関数Ｇ_１（ｓ）を用いて目標加速度ｕ_ｔｇｔをフィルタリングする。

前記（４）式において、ω_１ｍは固有角周波数、Ｃ_１ｍは減衰係数、ｓはラプラス演算子である。図３（ａ）では、前方車の車速がＶ_ｓ１からＶ_ｓ２まで低下した場合の加速度フィルタ部４０出力後の自車の車速変化を一点鎖線のグラフで示しており、図３（ａ）から、２次遅れ系の伝達関数Ｇ_１（ｓ）を用いたフィルタリングによって、速度変化が滑らかになっていることが示されている。

図３（ｂ）は、前方車の躍度（ジャークまたは加加速度ともいう）変化と、加速度フィルタ部４０出力後の自車の躍度変化とを示すグラフであり、前方車の躍度変化を二点鎖線、加速度フィルタ部４０出力後の自車の躍度変化を実線で示している。図３（ｂ）では、自車の減速開始時及び減速終了時に生じる躍度のピーク値（絶対値）が、前方車の減速開始時及び減速終了時に生じる躍度（ｄｕ／ｄｔ）のピーク値（絶対値）に対して大幅に減少している。一般的に、躍度は加減速時における乗員の乗り心地を表す指標として知られており、図３（ｂ）では、フィルタリングに伴う躍度の大幅な減少により、乗員の乗り心地が大幅に改善されることが示されている。

ここで、前記（４）式に示す伝達関数Ｇ₁（ｓ）のＣ_１ｍ、ω_１ｍは、乗員の乗り心地の他、車間距離Ｌの精度にも影響を及ぼすものであり、要求される乗り心地や、車間距離Ｌの精度を考慮してＣ_１ｍ、ω_１ｍの値を適切に設定する必要がある。

前記（４）式に示す伝達関数Ｇ₁（ｓ）のＣ_１ｍは、これを１未満に設定すると、不足制動となって、振動を伴ったオーバーシュートが発生する。この場合、減速増幅率を１未満に保持することができなくなる虞があるため、Ｃ_１ｍは１以上に設定される。また、Ｃ_１ｍを大きくすると、過制動となって応答が遅れる。この場合、変化がより滑らかになり、乗り心地の改善効果は大きくなるが、加速度や加速時間の変動に対するロバスト性が低下する。このため、車間距離Ｌの精度低
下を招き、自車の加減速後の車間距離Ｌが目標車間距離Ｌ_ｔｇｔからずれることに
なる。従って、２次遅れ系フィルタ４０ａ、４０ｂ、…、４０ｎでは、Ｃ_１１、Ｃ_１２、…、Ｃ_１ｎ＝１に設定される。

また、伝達関数Ｇ₁（ｓ）のω_１ｍは、その値の大小によって応答の即応性を変化させるものであり、ω_１ｍが大きくなる程、応答の即応性は向上する（加速度の遅れ時間は短くなる）。図４は、ω_１ｍと車間時間ＴＨＷとの関係を示すグラフであり、自車の加減速後の車間距離Ｌと目標車間距離Ｌ_ｔｇｔとが一致するようなω_１ｍを各車間時間毎に算出した結果を示している。なお、下記（５）式は、図４に示すグラフに基づいて導出したω_１ｍと車間時間ＴＨＷとの関係を示す近似式である。

実際には、図５に示すように、前方車の車速変化グラフと加速度フィルタ部４０出力後の車速変化グラフとの間において、フィルタリングの影響が最も小さい（フィルタリングによる変化が最も小さい）減速中間点Ｖ_ｃにおける時間差が、予め定めた車間時間ＴＨＷと一致するようなω_１ｍをシミュレーションにより特定するという方法でω_１ｍが算出される。

２次遅れ系フィルタ４０ａ、４０ｂ、…、４０ｎでは、図４に示すグラフ及び前記（５）式に基づいて、車間時間ＴＨＷ１、ＴＨＷ２、…、ＴＨＷｎに応じたω_１１、ω_１２、…、ω_１ｎが設定されている。

このように、伝達関数Ｇ_１（ｓ）のＣ_１ｍ、ω_１ｍを適切に設定することで、例えば、図３（ａ）の場合には、フィルタリングによって車速が低下した期間（減速開始時の期間ｔ１〜ｔ２）における車間距離の増加分（領域Ａ２の面積）と、フィルタリングによって車速が増加した期間（減速終了時の期間ｔ３〜ｔ４）における車間距離の減少分（領域Ａ３の面積）とが同じになり、フィルタリングによる車間距離Ｌの変化は全体として相殺される。これにより、自車の減速後における車間距離Ｌを、図６に示すように、フィルタリングの影響を受けることなく目標車間距離Ｌ_ｔｇｔと一致させることができるようになっている。

第１出力選択部４１は、内部のスイッチを切り換えることによって各２次遅れ系フィルタ４０ａ、４０ｂ、…、４０ｎのうちいずれか１つを選択して加算器４５に接続するものである。この第１出力選択部４１には、車間時間設定部３が接続されており、車間時間ＴＨＷの設定値に関連する情報が入力されるようになっている。制御部４では、第１出力選択部４１により、２次遅れ系フィルタ４０ａ、４０ｂ、…、４０ｎの中から、車間時間設定部３で設定された車間時間ＴＨＷに対応するものが自動的に選択され、加算器４５に接続される。

ところで、加速度フィルタ部４０のフィルタリングによって速度変化が滑らかになることで、自車の減速時には、乗員が前方車の接近を感じてから自車の減速開始を知覚できるまでに時間差が生じ、乗員が不安を感じる虞がある。そこで、本実施形態では、微分器４２、躍度フィルタ部４３、第２出力選択部４４、及び加算器４５によって、加速度フィルタ部４０の出力ｕ_ｔｇｔｆに、前方車の躍度（ｄｕ／ｄｔ）を躍度フィルタ部４３でフィルタリングした出力（ｄｕ／ｄｔ）_ｆを加算する構成となっている。

微分器４２は、加速度データ受信部２から前方車の加速度データを入力可能としている。そして、前記加速度データに基づき、前方車の加速度ｕを時間微分して前方車の躍度（ｄｕ／ｄｔ）を算出する。

躍度フィルタ部４３は、車間時間設定部３で予め用意された車間時間ＴＨＷ１、ＴＨＷ２、…、ＴＨＷｎに応じた複数の２次遅れ系フィルタ４３ａ、４３ｂ、…、４３ｎにより構成されている。

各２次遅れ系フィルタ４３ａ、４３ｂ、…、４３ｎは、微分器４２の算出結果を入力可能としている。そして、これら２次遅れ系フィルタ４３ａ、４３ｂ、…、４３ｎは、下記（６）式に示す２次遅れ系の伝達関数Ｇ_２（ｓ）を用いてそれぞれ同時並行で前方車の躍度（ｄｕ／ｄｔ）をフィルタリングする。

前記（６）式において、Ｋ_２ｍは定数、ω_２ｍは固有角周波数、Ｃ２_ｍは減衰係数である。第２出力選択部４４は、内部のスイッチを切り換えることによって各２次遅れ系フィルタ４３ａ、４３ｂ、…、４３ｎのうちいずれか１つを選択して加算器４５に接続するものである。この第２出力選択部４４には、車間時間設定部３が接続されており、車間時間ＴＨＷの設定に関連する情報が入力されるようになっている。制御部４では、第２出力選択部４４により、２次遅れ系フィルタ４３ａ、４３ｂ、…、４３ｎの中から、車間時間設定部３で設定された車間時間ＴＨＷに対応するものが自動的に選択され、加算器４５に接続される。

加算器４５では、第１出力選択部４１で選択された加速度フィルタ部４０の出力ｕ_ｔｇｔｆに、第２出力選択部４４で選択された躍度フィルタ部４３の出力（ｄｕ／ｄｔ）_ｆが加算される。そして、この加算結果が、最終目標加速度ｕ_ｔｇｔ ^*としてＰＣＭ４６に入力される。

図７（ａ）は、前方車の車速がＶ_ｓ１からＶ_ｓ２まで低下した場合の加速度変化を示すグラフであり、前方車の加速度変化を二点鎖線、加速度フィルタ部４０出力後の自車の加速度変化を実線で示している。また、図７（ｂ）は、躍度フィルタ部４３出力後の躍度（ｄｕ／ｄｔ）_ｆの変化を示すグラフである。

一般的に、車両の加減速の変化を知覚できる最低限のレベル（下限値）は、０．１（ｍ／ｓ^３）程度であることが知られており、躍度フィルタ部４３では、２次遅れ系の伝達関数Ｇ_２（ｓ）を用いたフィルタリングによって、図７（ｂ）に示すように出力（ｄｕ／ｄｔ）_ｆのピーク値（絶対値）が略０．１（ｍ／ｓ^３）となるように調整される。また、躍度フィルタ部４３では、出力継続時間、つまりは出力≠０の継続時間が車間時間ＴＨＷだけ継続するように調整される。

ここで、前記（６）式に示す伝達関数Ｇ_２（ｓ）のＣ_２ｍ、ω_２ｍは、出力継続時間に影響を及ぼすものであり、前記出力継続時間が車間時間ＴＨＷとなるようにＣ_２ｍ、ω_２ｍの値を適切に設定する必要がある。

図８（ａ）は、Ｃ_２ｍとω_２ｍとの関係を示すグラフであり、躍度フィルタ部４３の出力（ｄｕ／ｄｔ）_ｆが車間時間ＴＨＷだけ継続するようなω_２ｍを、各車間時間毎にＣ_２ｍを変化させて算出した結果を示している。なお、下記（７）式は、図８（ａ）に示すグラフに基づいて導出したＣ_２ｍ、ω_２ｍと車間時間ＴＨＷとの関係を示す近似式である。

また、伝達関数Ｇ_２（ｓ）のＣ_２ｍ、ω_２ｍが変化すると、出力（ｄｕ／ｄｔ）_ｆのピーク値も変化する。このため、図８（ａ）及び前記（７）式に示すＣ_２ｍ、ω_２ｍの関係を満たした上で、出力（ｄｕ／ｄｔ）_ｆのピーク値（絶対値）が略０．１（ｍ／ｓ^３）となるように伝達関数Ｇ_２（ｓ）のＦＦ（ＦｅｅｄＦｏｒｗａｒｄ）ゲインを調整する。

図８（ｂ）は、Ｃ_２ｍとＦＦゲインとの関係を示すグラフであり、出力（ｄｕ／ｄｔ）_ｆのピーク値（絶対値）が略０．１（ｍ／ｓ^３）となるようなＦＦゲインを、各車間時間毎にＣ_２ｍを変化させて算出した結果を示している。なお、下記（８）〜（１０）式は、図８（ｂ）に示すグラフに基づいて導出したＫ_２ｍ、Ｃ_２ｍ、ＦＦゲインと車間時間ＴＨＷとの関係を示す近似式である。

ここで、前記（８）式に示すＮ_２ｍは、Ｃ_２ｍとＦＦゲインとの関係式における定数であり、Ｎ_２ｍの近似式を示す前記（１０）式は、括弧内の要素のうち、最大のものを選択することを表す。

図９（ａ）は、加速度フィルタ部４０の出力ｕ_ｔｇｔｆに躍度フィルタ部４３の出力（ｄｕ／ｄｔ）_ｆを加算した場合の加速度変化を示すグラフであり、図９（ｂ）は、加速度フィルタ部４０の出力ｕ_ｔｇｔｆに躍度フィルタ部４３の出力（ｄｕ／ｄｔ）_ｆを加算した場合の躍度変化を示すグラフである。上述したように、加速度フィルタ部４０の出力ｕ_ｔｇｔｆに躍度フィルタ部４３の出力（ｄｕ／ｄｔ）_ｆを加算することで、図９（ｂ）に一点鎖線で示すように、躍度の応答の即応性が向上しており、その結果、図９（ａ）に一点鎖線で示すように、減速開始の応答が早くなっている。これにより、乗員が前方車の接近を感じてから自車の減速開始を知覚できるまでの時間差を減少させることができるようになっている。

また、図９（ｂ）に一点鎖線で示すように、躍度の応答の即応性が向上することで、自車の躍度のピーク値（絶対値）が低く抑えられている。このため、乗員の乗り心地を改善することもできるようになっている。

また、図７（ｂ）に示す出力は、正負の２つのピークが同様の形状をなしていることから、これを時間積分した結果は０になる。このため、自車の減速後における速度及び車間距離Ｌは、図１０（ａ）及び図１０（ｂ）に示すように、躍度フィルタ部４３の出力（ｄｕ／ｄｔ）_ｆの影響を受けることなく加算前と同じ値に維持される。

次に、図１１に示すフローチャートとともに、本実施形態に係る追従走行制御について説明する。
先ず、加速度データ受信部２が、車車間通信によって前方車から加速度データを受信する（ステップＳ１）。

制御部４では、加速度フィルタ部４０の各２次遅れ系フィルタ４０ａ、４０ｂ、…、４０ｎが、ステップＳ１で受信した加速度データに基づいて、前方車の加速度ｕを車間時間ＴＨＷ１、ＴＨＷ２、…、ＴＨＷｎだけ遅延させた目標加速度ｕ_ｔｇｔをそれぞれ同時並行で算出する（ステップＳ２）。そして、この目標加速度ｕ_ｔｇｔを、車間時間ＴＨＷ１、ＴＨＷ２、…、ＴＨＷｎ毎に設定した伝達関数Ｇ_１（ｓ）を用いてフィルタリングする（ステップＳ３）。

さらに、微分器４２が、ステップＳ１で受信した加速度データに基づいて、前方車の加速度ｕを時間微分し、躍度（ｄｕ／ｄｔ）を算出する（ステップＳ４）。そして、躍度フィルタ部４３の各２次遅れ系フィルタ４３ａ、４３ｂ、…、４３ｎは、微分器４２で算出された前方車の躍度（ｄｕ／ｄｔ）を、車間時間ＴＨＷ１、ＴＨＷ２、…、ＴＨＷｎ毎に設定した伝達関数Ｇ_２（ｓ）を用いて同時並行でフィルタリングする（ステップＳ５）。

次に、制御部４は、車間時間設定部３で車間時間ＴＨＷが設定されているか否かを判定する（ステップＳ６）。ここで、乗員の操作により車間時間ＴＨＷが設定されていた場合（ステップＳ６：ＹＥＳ）、ステップＳ７に移行して設定された車間時間ＴＨＷを読み込む一方、車間時間ＴＨＷが設定されていなければ（ステップＳ６：ＮＯ）、車間時間ＴＨＷが設定されるまでステップＳ６の処理を繰り返し、待機する。

ステップＳ７で設定時間ＴＨＷを読み込むと、第１出力選択部４１及び第２出力選択部４４のスイッチを切り換えることによって、２次遅れ系フィルタ４０ａ、４０ｂ、…、４０ｎ、及び２次遅れ系フィルタ４３ａ、４３ｂ、…、４３ｎの中から、車間時間設定部３で設定された車間時間ＴＨＷに対応するものをそれぞれ選択し、加算器４５に出力する（ステップＳ８）。

加算器４５は、第１出力選択部４１により選択された加速度フィルタ部４０の出力ｕ_ｔｇｔｆと、第２出力選択部４４により選択された躍度フィルタ部４３の出力（ｄｕ／ｄｔ）_ｆとを加算し（ステップＳ９）、その加算結果を、最終目標加速度ｕ_ｔｇｔ ^*としてＰＣＭ４６に入力する（ステップＳ１０）。

ＰＣＭ４６は、この最終目標加速度ｕ_ｔｇｔ ^*に基づいて、スロットル開度指令値θ_ｃ、ブレーキ液圧指令値Ｐ_ｃ、シフトポジション指令値Ｘ_ｃに関連する制御指令信号を生成する。そして、スロットル制御部４７、ブレーキ液圧制御部４８、及びシフトギア制御部４９は、それぞれ上述したスロットル開度指令値θ_ｃ、ブレーキ液圧指令値Ｐ_ｃ、シフトポジション指令値Ｘ_ｃに基づき、車両の動力系を構成するエンジンスロットル５、ブレーキ装置６、及びトランスミッション７をフィードフォワード制御する（ステップＳ１１）。

以上に示したように、本実施形態の追従走行制御装置１は、前方車から送信される加速度データを受信する加速度データ受信部２を備え、該加速度データ受信部２が受信した前記加速度データに基づいて、自車の追従走行制御を行うものであって、前記加速度データに基づいて、前方車の加速度ｕを所定の車間時間ＴＨＷだけ遅延させることにより目標加速度ｕ_ｔｇｔを算出する制御部４を備えている。

上述した追従走行制御装置１によれば、車間距離Ｌを、所定の車間時間ＴＨＷを基準にして決定される目標車間距離Ｌ_ｔｇｔに一致させることが可能になり、自車の加減速の前後において、自然と所定の車間時間ＴＨＷを保持することができる。これにより、乗員の習性に合致した追従走行を実現でき、乗員の違和感を確実に低減することができる。また、この場合、自車速が前方車の車速以下にはならないため、減速増幅率を確実に１未満に保持することができる。

また、本実施形態の追従走行制御装置１では、乗員の操作により車間時間ＴＨＷの設定を受付ける車間時間設定部３を備えている。
上述した追従走行制御装置１によれば、乗員の運転スタイルや走行環境（夜間、トンネル内、雨天、降雪、濃霧、…）等の諸条件を考慮した車間時間ＴＨＷを、乗員の感覚に基づいて設定することができる。これにより、乗員の習性により合致した追従走行を実現でき、乗員の違和感をより確実に低減することができる。

また、本実施形態の追従走行制御装置１では、制御部４は、２次遅れ系の伝達関数Ｇ_１（ｓ）を用いて目標加速度ｕ_ｔｇｔをフィルタリングする加速度フィルタ部４０を有し、該加速度フィルタ部４０では、自車の加減速後の車間距離Ｌが、目標加速度ｕ_ｔｇｔに基づいて算出される目標車間距離Ｌ_ｔｇｔと一致するように、伝達関数Ｇ_１（ｓ）のω_１ｍが、車間時間ＴＨＷに応じて設定されている。

上述した追従走行制御装置１によれば、２次遅れ系の伝達関数Ｇ_１（ｓ）を用いて目標加速度ｕ_ｔｇｔをフィルタリングすることで、例えば、前方車の乗員が車両を急加減速させる等の手荒な運転をした場合であっても、自車速の変化を滑らかにすることができ、これによって、乗員の乗り心地を大幅に改善することができる。

そして、自車の加減速後の車間距離Ｌが目標車間距離Ｌ_ｔｇｔと一致するように、ω_１ｍを車間時間ＴＨＷに応じて設定することで、自車の加減速後における車間距離Ｌを、フィルタリングの影響を受けることなく目標車間距離Ｌ_ｔｇｔと一致させることができる。

また、本実施形態の追従走行制御装置１では、伝達関数Ｇ_１（ｓ）のω_１ｍは、前方車の車速変化グラフと、前記加速度フィルタ部出力後の車速変化グラフとの間において、加減速中間点Ｖ_ｃにおける時間差が車間時間ＴＨＷと一致するように設定されている。

上述した追従走行制御装置１によれば、フィルタリングの影響が最も小さい（フィルタリングによる変化が最も小さい）減速中間点Ｖ_ｃを基準にしてω_１ｍを特定することになるため、車間時間ＴＨＷに応じたω_１ｍの特定をより正確に行うことができる。

なお、上述した実施形態では、車間時間設定部３を乗員が操作することにより、予め用意されたＴＨＷ１、ＴＨＷ２、…、ＴＨＷｎの中から希望するものを１つ選択して設定を行うこととしたが、本発明が必ずしもこれに限定されるものではない。例えば、地図情報、現在地情報、簡易的な経路誘導情報等の付加的な運転支援情報を提供するナビゲーション装置からの情報や、車外から送信される気象情報等に基づいて、適切な車間時間ＴＨＷを自動的に設定、または既に設定した車間時間ＴＨＷを微調整するようにしてもよい。

また、自車が電気自動車である場合にも本発明を適用することができる。この場合、エンジン（エンジンスロットル５）、スロットル制御部４７に代えて、モータ、インバータが備えられ、ＰＣＭは、前記インバータに対して周波数指令値、電流・電圧指令値等に関連する制御指令信号を生成、出力する構成となる。

この発明の構成と、上述の実施形態との対応において、
この発明の伝達関数のパラメータは、伝達関数Ｇ₁（ｓ）のω_１ｍ（ω_１１、ω_１２、…、ω_１ｎ）に対応するも、
この発明は、上述の実施形態の構成のみに限定されるものではなく、多くの実施の形態を得ることができる。

１…追従走行制御装置
２…加速度データ受信部
３…車間時間設定部
４…制御部
４０…加速度フィルタ部

Claims (4)

1. 前方車から送信される加速度データを受信する加速度データ受信部を備え、
   該加速度データ受信部が受信した前記加速度データに基づいて、自車の追従走行制御を行う追従走行制御装置であって、
   前記加速度データに基づいて、前方車の加速度を所定の車間時間だけ遅延させることにより目標加速度を算出する制御部を備えた
   追従走行制御装置。
2. 乗員の操作により前記車間時間の設定を受付ける車間時間設定部を備えた
   請求項１記載の追従走行制御装置。
3. 前記制御部は、２次遅れ系の伝達関数を用いて前記目標加速度をフィルタリングする加速度フィルタ部を有し、
   該加速度フィルタ部では、自車の加減速後の車間距離が、前記目標加速度に基づいて算出される目標車間距離と一致するように、前記伝達関数のパラメータが、前記車間時間に応じて設定された
   請求項１または２記載の追従走行制御装置。
4. 前記伝達関数のパラメータは、前方車の車速変化グラフと、前記加速度フィルタ部出力後の車速変化グラフとの間において、加減速中間点における時間差が前記車間時間と一致するように設定された
   請求項３記載の追従走行制御装置。

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