JP2016150591A - 車両制御装置、車両制御システム、および、車両制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】自車両が先行車両を追従している場合に、先行車両が急減速したときでも自車両の減速の制御を適正に行う技術を提供する。【解決手段】車両制御装置は、自車両と先行車両との車間距離の実測値から目標車間距離を差し引いた車間偏差が略０となるまでの目標時間を算出する。そして車両制御装置は、車間偏差が略０から先行車両に近づく側の自車両の位置に対応する偏差となった場合に、目標減速度よりも減速度を増加させた補正減速度を算出する。そして車両制御装置は、補正減速度の大きさに応じた減速ジャークにより目標時間の到達時に車間偏差が略０となるように自車両の減速度を制御する。これにより車両制御装置は、補正減速度の大きさに応じた減速ジャークにより自車両の減速度を制御することで、揺り戻し等の自車両のユーザの快適性を阻害する要因の発生を防止しつつ、自車両を適正に減速させる制御を行える。【選択図】図２

Description

本発明は、追従対象に対する自車両の制御に関する。

従来、自車両を加速や減速させながら、先行車両に追従して走行させる車両制御システムがある。この車両制御システムは、例えば自車両に搭載された車両制御装置とレーダ装置等の各種センサから構成される。車両制御装置は、レーダ装置から先行車両の車間距離や角度等の位置情報や相対速度等の速度情報を取得し、車間偏差が略０（ゼロ）ｍとなるように自車両のスロットルやブレーキを制御する。車間偏差は、自車両と先行車両との車間距離の実測値から車間距離の目標値である目標車間距離を差し引いた値である。

このように車両制御装置は、自車両と先行車両とが目標車間距離を保った状態で走行するように自車両の加速度および減速度の少なくともいずれかを自動で制御し、車両のユーザ（例えば、ドライバ）の運転をサポートしていた。以下、自車両の加速度および減速度の少なくともいずれかを「加減速度」と定義して説明を行う。また、本発明と関連する技術を説明する資料としては特許文献１がある。

特開２００２−０３６９０８号公報

ところで車両制御装置は、先行車両が等速で走行することを前提に、自車両の走行する速度の加減速度を自動で制御していた。そのため先行車両が急減速した場合、自車両と先行車両との車間偏差が瞬間的に大きくなる。その結果、車間偏差は、略０ｍから先行車両に近づく側の自車両の位置に対応する偏差となる。車両制御装置は、このように自車両が先行車両に対して目標車間距離よりも近づきすぎた場合、自車両がこれ以上先行車に近づくことを回避するために、自車両の減速度を増加させる。その結果、自車両が急減速することとなり、自車両の加減速の制御を適正に行えないことがあった。

本発明は、自車両が先行車両を追従している場合に、先行車両が急減速したときでも自車両の減速の制御を適正に行うことを目的とする。

上記課題を解決するため、請求項１の発明は、自車両を先行車両へ追従させる車両制御装置であって、前記自車両と前記先行車両との車間距離の実測値から目標車間距離を差し引いた車間偏差が略０となるまでの目標時間を算出する算出手段と、前記車間偏差が、略０から前記先行車両に近づく側の前記自車両の位置に対応する偏差となった場合に、目標減速度よりも減速度を増加させた補正減速度を算出する補正手段と、前記補正減速度の大きさに応じた減速ジャークにより前記目標時間の到達時に前記車間偏差が略０となるように前記自車両の減速度を制御する制御手段と、を備える。

また、請求項２の発明は、請求項１に記載の車両制御装置において、前記補正手段は、前記車間偏差が、略０から前記先行車両に近づく側の前記自車両の位置に対応する第１偏差となった場合に、目標減速度よりも減速度を増加させた第１補正減速度を算出し、前記制御手段は、前記目標減速度に応じた減速ジャークよりも大きい減速ジャークとなる前記第１補正減速度に応じた減速ジャークにより、前記目標時間の到達時に前記車間偏差が略０となるように前記自車両の減速度を制御する。

また、請求３の発明は、請求項２に記載の車両制御装置において、前記補正手段は、前記車間偏差が略０から前記先行車両に近づく側の前記自車両の位置に対応する偏差であって、かつ、前記第１偏差よりも前記先行車両から離れた側の前記自車両の位置に対応する第２偏差の場合に、前記第１補正減速度よりも前記減速度を減少させた第２補正減速度を算出し、前記制御手段は、前記第１補正減速度に応じた減速ジャークよりも小さい減速ジャークとなる前記第２補正減速度に応じた減速ジャークにより、前記目標時間の到達時に前記車間偏差が略０となるように前記自車両の減速度を制御する。

また、請求項４の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載の車両制御装置において、前記自車両を進行方向に進める駆動トルクに関する情報を取得する取得手段をさらに備え、前記制御手段は、前記自車両がドライバの操作によらずに自動で停車する場合に、前記自車両の進行を制動する制動トルクが前記駆動トルクを上回るように、前記自車両の減速度を制御する。

また、請求項５の発明は、先請求項１ないし３のいずれかに記載の車両制御装置において、前記自車両の停車直前の駆動トルクを記憶する記憶手段をさらに備え、前記制御手段は、前記自車両がドライバの操作によらずに自動で停車する場合に、前記自車両を減速させる制動トルクが前記自車両の停車直前の駆動トルクを上回るように、前記自車両の減速度を制御する。

また、請求項６の発明は、先行車両の位置および相対速度に関する物標情報を検出するレーダ装置と、以下の（ａ）〜（ｃ）を有する車両制御装置と、（ａ）自車両と前記先行車両との車間距離の実測値から目標車間距離を差し引いた車間偏差が略０となるまでの目標時間を算出する算出手段、（ｂ）前記車間偏差が、略０から前記先行車両に近づく側の前記自車両の位置に対応する偏差となった場合に、目標減速度よりも減速度を増加させた補正減速度を算出する補正手段、（ｃ）前記補正減速度の大きさに応じた減速ジャークにより前記目標時間の到達時に前記車間偏差が略０となるように前記自車両の減速度を制御する制御手段、を備える。

また、請求項７の発明は、自車両を先行車両へ追従させる車両制御方法であって、前記自車両と前記先行車両との車間距離の実測値から目標車間距離を差し引いた車間偏差が略０となるまでの目標時間を算出する工程と、前記車間偏差が、略０から前記先行車両に近づく側の前記自車両の位置に対応する偏差となった場合に、目標減速度よりも減速度を増加させた補正減速度を算出する工程と、前記補正減速度の大きさに応じた減速ジャークにより前記目標時間の到達時に前記車間偏差が略０となるように前記自車両の減速度を制御する工程と、を備える。

また、請求項８の発明は、自車両を先行車両へ追従させる車両制御装置であって、前記自車両を進行方向に進める駆動トルクに関する情報を取得する取得手段と、前記自車両が該自車両のドライバの操作によらずに自動で停車する場合に、前記自車両の進行を制動する制動トルクが前記駆動トルクを上回るように、前記自車両の減速度を制御する制御手段と、を備える。

本発明によれば、車両制御装置は、補正減速度の大きさに応じた減速ジャークにより自車両の減速度を制御することで、揺り戻し等の自車両のユーザの快適性を阻害する要因の発生を防止しつつ、自車両を適正に減速させる制御を行える。

また本発明によれば、車両制御部は、更新減速度を算出して自車両を減速させて、制動トルクの大きさが駆動トルクの大きさを上回るようにすることで、自車両のユーザが先行車両との衝突の危険性を感じることはなく、自車両のユーザの安全性を確保できる。

図１は、自車両が先行車両を追従する状態を説明する図である。 図２は、車両制御システムの構成について説明する図である。 図３は、制御部の処理を示すフローチャートである。 図４は、補正判定の処理を示すフローチャートである。 図５は、自車両の速度と減速度との時間ごとの推移を示す図である。 図６は、自車両の速度と減速度との時間ごとの推移を示す図である。 図７は、停車直前の自車両の駆動トルクと制動トルクとの関係について説明する図である。 図８は、トルク判定の処理を示すフローチャートである。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。ここで、最初に実施の形態に係る車従制御の手法の概要を説明し、その後、実施の形態に係る車両制御の手法を適用した車両制御装置について説明する。

＜第１の実施の形態＞
＜１．車両制御の手法の概要＞
図１は、自車両ＣＲが先行車両ＦＲを追従する状態を説明する図である。自車両ＣＲに搭載された車両制御装置は、目標車間距離Ｔｄを維持しながら、自車両ＣＲが先行車両ＦＲに追従するよう走行させる。具体的には、車両制御装置は、自車両ＣＲのスロットルおよびブレーキを制御して、自車両ＣＲが走行する速度の加速度および減速度の少なくともいずれか（加減速度）を制御する。車両制御装置の構成および機能については後述する。また目標車間距離Ｔｄは、自車両ＣＲと先行車両ＦＲとの理想的な車間距離である。目標車間距離は、自車両ＣＲのユーザが車室内に設けられた表示装置等を用いて設定したり、車両制御装置が自車両の速度に基づき設定する。目標車間距離は、例えば８０ｍである。

そして車両制御装置は、自車両ＣＲと先行車両ＦＲとの車間距離の実測値である実測車間距離から目標車間距離Ｔｄを差し引いた差分値である車間偏差Ｄｅを算出する。実測車間距離と相対速度Ｒｖは、後述するレーダ装置が検出する。車両制御装置は、レーダ装置から先行車両ＦＲの実測車間距離と相対速度Ｒｖとを取得する。

車間偏差Ｄｅは、自車両ＣＲと先行車両ＦＲとの車間距離の実測値が目標車間距離と略同一の場合に、値が略０（ゼロ）ｍとなる。例えば、図１の上段に示すように先行車両ＦＲの位置に対して自車両ＣＲの位置が基準位置Ｐ０となる場合、車間偏差Ｄｅは略０ｍとなる。そして図１の下段に示すように、先行車両ＦＲの位置に対して自車両ＣＲの位置が基準位置Ｐ０から先行車両ＦＲに近づく側の近接位置Ｐ１となる場合、車間偏差Ｄｅは負（マイナス）となる。また先行車両ＦＲの位置に対して自車両ＣＲの位置が基準位置Ｐ０より先行車両ＦＲから離れた側の遠隔位置となる場合、車間偏差Ｄｅは正（プラス）となる。

相対速度Ｒｖは、自車両ＣＲから先行車両ＦＲをみた場合の速度である。相対速度Ｒｖは、先行車両ＦＲの速度が自車両ＣＲの速度（以下、「自車速」という。）よりも速い場合は正（プラス）の値となる。そして相対速度Ｒｖは、先行車両ＦＲの速度が自車速よりも遅い場合は、負（マイナス）の値となる。なお、図１に示す相対速度Ｒｖの右向きの矢印は、相対速度Ｒｖが負の値であることを示す。すなわち先行車両ＦＲが自車両ＣＲに近づいていることを示している。

車両制御装置は、車間偏差Ｄｅと相対速度Ｒｖとを用いて目標制御時間を算出する。目標制御時間は、車両制御装置が例えば自車両ＣＲの減速度を制御して、自車両ＣＲと先行車両ＦＲとの車間偏差Ｄｅが略０となるまでの理想的な時間である。車両制御装置はこのように目標制御時間（以下、「目標時間」という。）の到達時に車間偏差Ｄｅが略０となるように自車両ＣＲの減速度を制御する。

＜２．システムブロック図＞
次に、本実施の形態の車両制御システムについての構成について説明する。図２は、車両制御システム１の構成について説明する図である。車両制御システム１は、車両制御装置１０とレーダ装置２１、走行制御装置３１、車速センサ４１、スロットル制御装置５１、および、ブレーキ制御装置６１を主に有する。

車両制御装置１０は、自車両ＣＲに設けられ、レーダ装置２１、走行制御装置３１、および、車速センサ４１から自車両ＣＲの車両制御に用いる各種情報を取得する装置である。そして車両制御装置１０は、取得した各種情報に基づき、スロットル制御装置５１に自車両ＣＲの加速に関する信号を出力し、ブレーキ制御装置６１に自車両ＣＲの減速に関する信号を出力して、自車両ＣＲの加減速を制御する装置である。

レーダ装置２１は、自車両ＣＲに設けられ、自車両ＣＲの周囲に存在する物標を検出する装置である。具体的にはレーダ装置２１は、自車両ＣＲが走行する車線と同一車線を走行する先行車両ＦＲの実測車間距離および相対速度Ｒｖを検出し、これらの情報を車両制御装置１０に出力する。

走行制御装置３１は、自車両ＣＲのエンジンのトルクに関するエンジントルク情報と、自車両ＣＲが現在選択しているギアに関するギア情報とを車両制御装置１０に出力する。

車速センサ４１は、自車両ＣＲの車軸の回転数に基づき、自車両ＣＲの自車速を車両制御装置１０に出力する。

スロットル制御装置５１は、車両制御装置１０からの加速に関する信号に基づき、エンジンのスロットルの開閉を制御して、自車両ＣＲを加速させる装置である。

ブレーキ制御装置６１は、車両制御装置１０からの減速に関する信号に基づき、自車両ＣＲの車輪を制動させて、自車両ＣＲを減速させる装置である。

次に、車両制御装置１０の構成について説明する。車両制御装置１０は、制御部１１、および、記憶部１２を主に有する。

制御部１１は、ＣＰＵなどを含むマイクロコンピュータを備え、車両制御装置１０の全体制御を行う。

記憶部１２は、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable Read Only memory）やフラッシュメモリ等で構成され、パラメータ情報２０１を記憶する。パラメータ情報２０１は、自車両ＣＲの車両制御に用いられる情報であり、最大トルク、および、ギア比等の情報である。最大トルクは自車両ＣＲのエンジンのトルクの最大値である。またギア比は、自車両ＣＲが選択しているギア情報に対応付けられた変速比である。

制御部１１は、先行車両判定部１０１、目標車間距離設定部１０２、目標時間算出部１０３、目標加減速度算出部１０４、補正判定部１０５、トルク反転判定部１０６、および、加減速制御部１０７を主に有する。

＜３．処理＞
制御部１１の各部の処理について図３の処理フローチャートを用いて説明する。図３は、制御部１１の処理を示すフローチャートである。この処理は例えば、レーダ装置２１が自車両ＣＲの周囲に存在する物標の情報を導出する周期（例えば、５０ｍｓｅｃ）で繰り返し行われる。
先行車両判定部１０１は、レーダ装置２１が検出した物標の実測車間距離および相対速度Ｒｖ等の情報を取得する。

そして先行車両判定部１０１は、この物標の情報から追従対象となる先行車両ＦＲが検出されているか否かを判定する（ステップＳ１１）。具体的には先行車両判定部１０１は、レーダ装置２１から取得した物標の実測車間距離、相対速度、および、角度の情報に基づいて、自車両ＣＲと同一車線内で、自車両ＣＲと同方向に移動する物標が存在するか否かを判定する。

先行車両判定部１０１は、先行車両ＦＲの物標が存在すると判定した場合（ステップＳ１２でＹｅｓ）、目標車間距離設定部１０２が自車両ＣＲと先行車両ＦＲとの目標車間距離Ｔｄを設定する（ステップＳ１３）。上述のように自車両ＣＲのユーザの操作により設定されている場合は、その設定値が目標車間距離Ｔｄとなる。また、目標車間距離設定部１０２は、車両制御装置１０が車速センサ４１から取得した自車速に基づき目標車間距離Ｔｄを設定する。

次に、目標時間算出部１０３は、車間偏差Ｄｅおよび相対速度Ｒｖに基づき、車間偏差０ｍ、かつ、相対速度０ｍ／ｓとなるまでに要する目標時間Ｔｍを算出する（ステップＳ１４）。目標時間算出部１０３は、例えば、車間偏差Ｄｅと相対速度Ｒｖとをパラメータとするガウス関数を用いた公知の手法により目標時間Ｔｍを算出する。

次に、目標加減速度算出部１０４は、車間偏差０ｍ、かつ、相対速度０ｍ／ｓとなる加減速度の目標値である目標加減速度Ｍｖを算出する（ステップＳ１５）。ここで目標加減速度Ｍｖは、先行車両ＦＲが等速で移動していることを前提とし、数１により求められる。

なお、以下では主に減速度についての説明を行うため、目標加減速度Ｍｖを目標減速度Ｍｖとして説明を続ける。

＜３−１．目標減速度の補正判定＞
次に、補正判定部１０５は、目標減速度Ｍｖの補正判定を行う。ここで、目標減速度Ｍｖの補正判定について、図４〜図６を用いて詳細に説明する。図４は、補正判定の処理を示すフローチャートである。補正判定部１０５は、車速センサ４１から取得した自車速に基づき、自車両ＣＲが減速しているか否かを判定する（ステップＳ１０１）。補正判定部１０５は、自車両ＣＲが減速している場合（ステップＳ１０１でＹｅｓ）、自車速が６０ｋｍ／ｈ以下か否かを判定する（ステップＳ１０２）。

補正判定部１０５は、自車両ＣＲの速度が６０ｋｍ／ｈ以下の場合（ステップＳ１０２でＹｅｓ）、補正減速度ＭＡｖを算出する（ステップＳ１０３）。補正減速度ＭＡｖは、後述するように、補正判定部１０５が車間偏差Ｄｅに応じて、目標減速度を補正した減速度である。これまでのステップＳ１０１およびＳ１０２の処理で、自車両ＣＲが、先行車両ＦＲに対して減速し続けていることが判定される。なお、補正判定部１０５は、ステップＳ１０１の処理で自車両ＣＲが減速していない場合（ステップＳ１０１でＮｏ）や、ステップＳ１０２の処理で自車速が６０ｋｍ／を超える場合（ステップＳ１０２でＮｏ）は、目標減速度の補正処理を終了する。

補正判定部１０５は、車間偏差Ｄｅが（ａ１）の条件を満たす場合は、数２により補正減速度ＭＡｖを算出する。また補正判定部１０５は、車間偏差Ｄｅが（ａ１）の条件を満たさない場合、すなわち（ａ２）の条件を満たす場合は、数３により補正減速度ＭＡｖを算出する。

（ａ１）Ｄｅ＜−１ｍ

（ａ２）Ｄｅ≧―１ｍ

（ａ１）の条件より、車間偏差Ｄｅが略０ｍの基準位置Ｐ０から先行車両ＦＲに近づく側の自車両ＣＲの近接位置Ｐ１における車間偏差Ｄｅが−１ｍ未満の場合、補正判定部１０５は、目標減速度Ｍｖよりも減速度を２倍に増加させた第１補正減速度ＭＡｖを新たな目標減速度として算出する。すなわち補正判定部１０５は、自車両ＣＲが先行車両ＦＲに対して比較的近づいている場合、目標減速度Ｍｖよりも減速度を大幅に増加させた第１補正減速度ＭＡｖを算出する。

これに対して（ａ２）の条件より、基準位置Ｐ０から先行車両ＦＲに近づく側の自車両ＣＲの位置であって、かつ、近接位置Ｐ１よりも先行車両ＦＲから離れた位置における車間偏差Ｄｅが−１ｍ以上の場合、補正判定部１０５は、第１補正減速度ＭＡｖより減速度を減少させた第２補正減速度ＭＡｖを新たな目標減速度として算出する。すなわち補正判定部１０５は、自車両ＣＲが先行車両ＦＲに対して近づいていてもその車間偏差が比較的小さい場合、目標減速度Ｍｖよりも減速度を少し増加させた第２補正減速度ＭＡｖを算出する。

補正判定部１０５は、このように自車両ＣＲと先行車両ＦＲとの車間偏差Ｄｅが（ａ１）の条件を満たす場合は、自車両ＣＲが先行車両ＦＲと衝突する危険性が比較的高い場合として、目標減速度Ｍｖの減速度を大幅に増加させる補正を行う。また補正判定部１０５は、車間偏差Ｄｅが（ａ２）の条件を満たす場合は、自車両ＣＲが先行車両ＦＲと衝突する危険性が比較的の低い場合として、目標減速度Ｍｖの減速度を少し増加させる補正を行う。このように補正判定部１０５は、自車両ＣＲと先行車両ＦＲとの衝突の危険度に応じた目標減速度Ｍｖの補正量を設定して、補正減速度ＭＡｖを算出する。

次に補正判定部１０５は、補正減速度ＭＡｖと目標時間とに応じて、減速ジャークＪｖを算出する（ステップＳ１０４）。減速ジャークＪｖは、減速度を時間微分した値であり、時間ごとの減速度の変化量を示す値である。具体的には、補正判定部１０５は（ｂ１）〜（ｂ３）の条件に基づき、補正減速度ＭＡｖに対応する減速ジャークＪｖを算出する。

（ｂ１）−１ｍ／ｓ^２＜ＭＡｖ≦０ｍ／ｓ^２
（ｂ２）−２ｍ／ｓ^２＜ＭＡｖ≦−１ｍ／ｓ^２
（ｂ３）ＭＡｖ≦−２ｍ／ｓ^２
補正判定部１０５は、補正減速度ＭＡｖが（ｂ１）の条件を満たす場合は、最低値が−０．７ｍ／ｓ^３となる減速ジャークＪｖを算出する。（ｂ１）の条件より、補正減速度ＭＡｖが比較的小さい減速度の場合は、減速ジャークＪｖも比較的小さい値となる。すなわち減速ジャークは、Ｊｖ≧−０．７ｍ／ｓ^３となり、−０．７ｍ／ｓ^３を下回る（例えば、−０．８ｍ／ｓ^３となる）ことはない。

ここで、図５を用いて具体的に説明する。図５は、自車両ＣＲの速度と減速度との時間ごとの推移を示す図である。図５上段の自車両ＣＲの速度グラフは、横軸が時間［ｓｅｃ］、縦軸が速度［ｍ／ｓ］を示す。また図５下段の減速度のグラフは、横軸が時間［ｍｓｅｃ］、縦軸が減速度［ｍ／ｓ^２］を示す。ここで、自車両ＣＲは、時刻ｔ０からｔ１まで自車速６０ｋｍ／ｈを超える速度で走行し、時刻ｔ１では自車速６０ｋｍ／ｈ以下の速度で走行していることを前提に説明する。なお、図５下段の減速度グラフの時刻ｔ０〜ｔ４aに示す減速度の変化は、図５上段の速度グラフの時刻ｔ１前後の微小時間における速度の変化に対応している。

図５の時刻ｔ０では、自車両ＣＲの速度はＶ０（Ｖ０＞６０ｋｍ／ｈ）となり、減速度はａ１となる。そして時刻ｔ１まで自車両ＣＲの速度は減速度ａ１で減速し続けて、速度Ｖ０からＶ１に減少する（Ｖ０＞Ｖ１,Ｖ１≦６０ｋｍ／ｈ）。なお時刻ｔ２は時刻ｔ１時点において、時刻ｔ２到達時に自車両ＣＲと先行車両ＦＲとの車間偏差Ｄｅが略０ｍとなり、かつ、相対速度が略０ｍ／ｓとなる目標時間Ｔｍ１である。

そして補正判定部１０５は、時刻ｔ１で自車速が６０ｋｍ／ｈ以下になると、減速度を変化させる。すなわち補正判定部１０５は、時刻ｔ１からｔ２ａまでの間に減速度をａ１からａ２に減少させる（ａ１＞ａ２）。このように減速度が（ｂ１）の条件を満たした場合に適用される減速ジャークＪｖは、最低値が−０．７ｍ／ｓ^３となる。すなわち補正判定部１０５は、時刻ｔ１において算出された補正減速度ＭＡｖに基づき、図５下段の減速度を示すライン（以下、「減速度ライン」という。）の傾きに対応する減速ジャークＪｖを最低値の範囲内で算出する。

図５下段の減速度ラインの傾きである第１の傾きは、時刻ｔ１以前の減速度ラインの傾きよりも急な傾きとなるものの、後述する（ｂ２）および（ｂ３）の条件における減速度ラインの傾きと比べて緩やかな傾きとなる。これにより車両制御装置１０は、揺り戻し等の自車両ＣＲのユーザの快適性を阻害する要因の発生を防止しつつ、自車両ＣＲを適正に減速させる制御を行える。

次に補正判定部１０５は、補正減速度ＭＡｖが（ｂ２）の条件を満たす場合は、最低値が−２．０ｍ／ｓ^３となる減速ジャークＪｖを算出する。（ｂ２）の条件より、補正減速度ＭＡｖが比較的大きい減速度の場合は、減速ジャークＪｖも比較的大きい値となる。
すなわち減速ジャークは、Ｊｖ≧−２．０ｍ／ｓ^３となり、−２．０ｍ／ｓ^３を下回る（例えば、−２・１ｍ／ｓ^３となる）ことはない。

ここで、図６を用いて具体的に説明する。図６は、自車両ＣＲの速度と減速度との時間ごとの推移を示す図である。この図６に示す減速度は、上述の図５の減速度と比べてその値を増加させたものである。図６上段の自車両ＣＲの速度グラフは、横軸が時間［ｓｅｃ］、縦軸が速度［ｍ／ｓ］を示す。また図６下段の減速度のグラフは、横軸が時間［ｍｓｅｃ］、縦軸が減速度［ｍ／ｓ^２］を示す。ここで、自車両ＣＲは、時刻ｔ０からｔ１まで自車速６０ｋｍ／ｈを超える速度で走行し、時刻ｔ１では自車速６０ｋｍ／ｈ以下の速度で走行していることを前提に説明する。なお、図６下段の減速度グラフの時刻ｔ０〜ｔ５aに示す減速度の変化は、図６上段の速度グラフの時刻ｔ１前後の微小時間における速度の変化に対応している。

図６の時刻ｔ０では、自車両ＣＲの速度はＶ０（Ｖ０＞６０ｋｍ／ｈ）となり、減速度はａ１となる。そして時刻ｔ１まで自車両ＣＲの速度は減速度ａ１で減速し続け、速度Ｖ０からＶ１に減少する（Ｖ０＞Ｖ１,Ｖ１≦６０ｋｍ／ｈ）。なお時刻ｔ３は時刻ｔ１時点において、この時刻ｔ３到達時に自車両ＣＲと先行車両ＦＲとの車間偏差Ｄｅが略０ｍとなり、かつ、相対速度が略０ｍ／ｓとなる目標時間Ｔｍ２である。この目標時間Ｔｍ２は、上述の目標時間Ｔｍ１のよりも短い時間となる。

そして補正判定部１０５は、時刻ｔ１で自車度が６０ｋｍ／ｈ以下になると、減速度を変化させる。すなわち補正判定部１０５は、時刻ｔ１からｔ３ａまでの間に減速度ａ１をからａ３に減少させる（ａ１＞ａ３）。このように減速度が（ｂ２）の条件を満たした場合に適用される減速ジャークＪｖは、最低値が−２．０ｍ／ｓ^３となる。すなわち補正判定部１０５は、時刻ｔ１において減速度の増加した値に基づき、減速度ラインの傾きに対応する減速ジャークＪｖを最低値の範囲内で算出する。なお、上述の（ｂ１）の条件を満たした場合の減速度ラインの第１の傾きに比べて、（ｂ２）の条件を満たした場合の減速度ラインの第２の傾きは負（マイナス）側に大きい傾きとなる。これにより車両制御装置１０は比較的減速度が大きい場合であっても、できるだけ揺り戻し等の自車両のユーザの快適性を阻害する要因の発生を防止しつつ、自車両を適正に減速させる制御を行える。

さらに補正判定部１０５は、補正減速度ＭＡｖが（ｂ３）の条件を満たす場合は、（ｂ２）の条件に基づく減速ジャークＪｖよりも大きい減速ジャークＪｖを算出する。このような（ｂ３）の条件より、補正減速度ＭＡｖが（ｂ２）の条件の減速度よりも大きい場合は、減速ジャークＪｖの最低値は特定の値に制限されることはない。すなわち（ｂ３）の条件を満たした場合の減速ラインの傾きは、第２の傾きと比べて、より急な傾きの第３の傾きとなる。

このような（ｂ３）の条件を満たす場合、自車両ＣＲは先行車両ＦＲとの衝突を回避するために非常に大きな減速度を必要とする。したがって、車両制御装置１０は、自車両ＣＲのユーザの安全を確保するために、ユーザに対する揺り戻し等の負担が発生しても、自車両ＣＲを停車させることを優先する。

このように車両制御装置１０は、補正減速度ＭＡｖに基づく減速ジャークＪｖにより、目標時間の到達時に車間偏差Ｄｅが略０ｍとなり、かつ、相対速度が略０ｍ／ｓとなるように、自車両ＣＲの減速度を制御することで、自車両ＣＲのユーザの安全性を確保でき、自車両ＣＲに対する適正な車両制御を実現できる。

＜３−２．トルク反転判定＞
次に、トルク反転判定部１０６が自車両ＣＲの駆動トルクと制動トルクとの反転に関する判定を行う。このような判定を行う理由は次のような理由による。車両制御装置１０が、自車両ＣＲを減速させた場合、自車速の低下に伴い自車両ＣＲのギアが低下する。そしてこのようなギアの低下に伴い、駆動トルクが増加する。駆動トルクは自車両ＣＲを進行方向に進めるトルクである。また自車両ＣＲの速度が低下するのに伴い、制動トルクは減少する。制動トルクは自車両ＣＲの進行を制動するトルクである。

その結果、自車両ＣＲが基準位置Ｐ０に到達した際に、駆動トルクの大きさが制動トルクの大きさを上回り、自車両ＣＲが目標車間距離よりも短い距離で停車することがある。これにより自車両ＣＲのユーザは自車両ＣＲと先行車両ＦＲとの衝突の危険を感じることとなり、自車両ＣＲのユーザに対する安全を阻害していた。

ここで図７を用いて、停車直前の自車両ＣＲの駆動トルクＤｔと制動トルクＢｔとの関係について説明する。図７は、停車直前の自車両ＣＲの駆動トルクＤｔと制動トルクＢｔとの関係について説明する図である。図７は、上述の図１と略同一の図である。図７において図１と異なる点は、駆動トルクＤｔと制動トルクＢｔとが示されている点である。具体的には図７には、基準手前位置Ｐ０ａの駆動トルクＤｔおよび制動トルクＢｔと、近接手前位置Ｐ１ａの駆動トルクＤｔおよび制動トルクＢｔとが示されている。基準手前位置Ｐ０ａは、基準位置Ｐ０に対する自車両ＣＲの停車直前の位置である。近接手前位置Ｐ１ａは、近接位置Ｐ１に対する自車両ＣＲの停車直前の位置である。

最初に図７下段について説明する。自車両ＣＲがドライバの操作によらずに自動で停車する場合、停車直前の近接手前位置Ｐ１ａで、クリーピングによる駆動トルクＤｔが制動トルクＢｔを上回る。その結果、自車両ＣＲは基準位置Ｐ０を通り過ぎた近接位置Ｐ１で停車し、自車両ＣＲのユーザは先行車両ＦＲとの衝突の危険を感じることとなる。そのためトルク反転判定部１０６は、後述するトルク反転の判定を行い、この判定結果に応じた減速度を算出する。これにより図７上段に示すように、基準手前位置Ｐ０ａで、制動トルクＢｔが駆動トルクＤｔを上回り、自車両ＣＲは車間偏差が略０ｍとなる基準位置Ｐ０で停車できる。

以下、トルク反転の判定処理について説明する。図３の処理においてトルク反転判定部１０６は、トルク反転判定の処理を行う（ステップＳ１７）。このトルク反転判定の処理について、図８を用いて詳細に説明する。図８は、トルク判定の処理を示すフローチャートである。

トルク反転判定部１０６は、自車両ＣＲの駆動トルクＤｔを数４により算出する（ステップＳ２０１）。すなわちトルク反転判定部１０６は、パラメータ情報２０１の最大トルクＭｔ［Ｎｍ］、および、ギア比Ｇｒと、エンジントルクＥｔ［％］を用いて、駆動トルクＤｔ［Ｎｍ］を算出する。なお、エンジントルクＥｔは、走行制御装置３１から取得したエンジントルク情報に基づき導出される。またギア比Ｇｒは、走行制御装置３１から取得したギア情報に基づき導出される。

トルク反転判定部１０６は、駆動トルクＤｔと制動トルクＢｔとが反転する可能性が比較的高いか否か所定条件により判定する（ステップＳ２０２）。すなわちトルク反転判定部１０６は、駆動トルクＤｔの大きさが、制動トルクＢｔの大きさを上回る可能性が比較的高いか否かを以下の（ｃ１）〜（ｃ３）の条件により判定する。

（ｃ１）ギア＝２速
（ｃ２）−１［ｍ／ｓ^２］＜Ｍｖ＜０［ｍ／ｓ^２］
（ｃ３）Ｄｔ＞２５０［Ｎｍ］
ここで、（ｃ２）の条件における目標減速度Ｍｖは、上述の目標減速度の補正判定（ステップＳ１６）の処理で、補正減速度ＭＡｖが算出された場合は、補正減速度ＭＡｖが該当し、補正減速度ＭＡｖが算出されていない場合は、補正前の目標減速度Ｍｖが該当する。

（ｃ１）および（ｃ２）の条件により、先行車両ＦＲに追従走行している自車両ＣＲが停車前の状態か否かが判定される。また（ｃ３）の条件により、駆動トルクの大きさが判定される。

トルク反転判定部１０６は、（ｃ１）〜（ｃ３）の全ての条件が満たされる場合（ステップＳ２０３でＹｅｓ）、自車両ＣＲにおける加減速の制御データのトルク反転フラグをＯＮにする（ステップＳ２０４）。またトルク反転判定部１０６は、（ｃ１）〜（ｃ３）のいずれかの条件を満たさない場合（ステップＳ２０３でＮｏ）、制御データのトルク反転フラグをＯＦＦにする。なお、制御データのトルク反転フラグが既にＯＦＦの場合は、ＯＦＦの状態を維持する。

トルク反転フラグがＯＮの制御データは、先行車両ＦＲを追従対象とする自車両ＣＲがドライバの操作によらず自動で停車する場合に、自車両ＣＲの停車直前の駆動トルクＤｔが制動トルクＢｔを上回る可能性が比較的高いデータである。またトルク反転フラグがＯＦＦの制御データは、先行車両ＦＲを追従対象とする自車両ＣＲがドライバの操作によらず自動で停車する場合に、自車両ＣＲの停車直前の駆動トルクＤｔが制動トルクＢｔを上回る可能性が比較的低いデータである。

トルク反転判定部１０６は、トルク反転フラグのＯＮ、および、ＯＦＦに応じた新たな目標減速度である更新減速度ＭＲｖを算出する（ステップＳ２０５）。具体的にはトルク反転判定部１０６は、制御データのトルク反転フラグがＯＮの場合、数５により更新減速度ＭＲｖを算出する。

次に、図３のステップＳ１８に戻り、加減速制御部１０７は、更新減速度ＭＲｖに基づき、自車両ＣＲの加減速度を制御する（ステップＳ１８）。

このように車両制御装置１０は、更新減速度ＭＲｖを算出して自車両を減速させて、制動トルクの大きさが駆動トルクの大きさを上回るようにすることで、先行車両ＦＲに対して自車両ＣＲを目標車間距離Ｔｄに対して車間偏差Ｄｅが略０ｍの状態で、ドライバの操作によらず自動で停車させられる。これにより自車両ＣＲのユーザが先行車両ＦＲとの衝突の危険性を感じることはなく、自車両ＣＲのユーザの安全性を確保できる。

なおトルク反転判定部１０６は、トルク反転フラグがＯＦＦの場合は、目標減速度Ｍｖをそのまま用いて、自車両ＣＲの加減速の制御を行う。この場合も、車両制御装置１０は、車間偏差が略０ｍの状態で自車両ＣＲを停車させることができ、自車両ＣＲのユーザの安全性を確実に確保できる。

＜変形例＞
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、この発明は上記実施の形態に限定されるものではなく様々な変形が可能である。以下では、このような変形例について説明する。上記実施の形態及び以下で説明する形態を含む全ての形態は、適宜に組み合わせ可能である。

上記実施の形態では、自車両ＣＲの駆動トルクＤｔを数４により算出し、更新減速度ＭＲｖを数５により算出して、自車両ＣＲの停車直前に制動トルクＢｔが駆動トルクＤｔを上回るように自車両ＣＲを制御することについて説明した。これに対して加減速制御部１０７は、自車両ＣＲの停車直前の駆動トルクＤｔの最大値を予め記憶部１２に記憶しておき、この駆動トルクＤｔの最大値を上回る制動トルクＢｔとなるような更新減速度を算出して、この更新減速度に基づき自車両ＣＲを制御するようにしてもよい。これにより、車両制御装置１０は、駆動トルクＤｔを算出する処理を削減でき、処理負荷の軽減を図れる。

また上記実施の形態では、自車両ＣＲと先行車両ＦＲとの実測車間距離や相対速度Ｒｖの検出にはレーダ装置２１を用いた。これに対して、実測車間距離や相対速度Ｒｖが検出できるのであれば、レーダ装置２１以外の装置を用いてもよい。例えばカメラを用いてその撮影画像の情報から実測車間距離や相対速度Ｒｖを検出してもよい。

また上記実施の形態では、プログラムに従ったＣＰＵの演算処理によってソフトウェア的に各種の機能が実現されると説明したが、これら機能のうちの一部は電気的なハードウェア回路により実現されてもよい。また逆に、ハードウェア回路によって実現されるとした機能のうちの一部は、ソフトウェア的に実現されてもよい。

１ 車両制御システム
１０ 車両制御装置
１１ 制御部
１２ 記憶部
２１ レーダ装置
３１ 走行制御装置
４１ 車速センサ
５１ スロットル制御装置
６１ ブレーキ制御装置

Claims (8)

1. 自車両を先行車両へ追従させる車両制御装置であって、
   前記自車両と前記先行車両との車間距離の実測値から目標車間距離を差し引いた車間偏差が略０となるまでの目標時間を算出する算出手段と、
   前記車間偏差が、略０から前記先行車両に近づく側の前記自車両の位置に対応する偏差となった場合に、目標減速度よりも減速度を増加させた補正減速度を算出する補正手段と、
   前記補正減速度の大きさに応じた減速ジャークにより前記目標時間の到達時に前記車間偏差が略０となるように前記自車両の減速度を制御する制御手段と、
   を備えること、
   を特徴とする車両制御装置。
   
2. 請求項１に記載の車両制御装置において、
   前記補正手段は、前記車間偏差が、略０から前記先行車両に近づく側の前記自車両の位置に対応する第１偏差となった場合に、目標減速度よりも減速度を増加させた第１補正減速度を算出し、
   前記制御手段は、前記目標減速度に応じた減速ジャークよりも大きい減速ジャークとなる前記第１補正減速度に応じた減速ジャークにより、前記目標時間の到達時に前記車間偏差が略０となるように前記自車両の減速度を制御すること、
   を特徴とする車両制御装置。
   
3. 請求項２に記載の車両制御装置において、
   前記補正手段は、前記車間偏差が略０から前記先行車両に近づく側の前記自車両の位置に対応する偏差であって、かつ、前記第１偏差よりも前記先行車両から離れた側の前記自車両の位置に対応する第２偏差の場合に、前記第１補正減速度よりも前記減速度を減少させた第２補正減速度を算出し、
   前記制御手段は、前記第１補正減速度に応じた減速ジャークよりも小さい減速ジャークとなる前記第２補正減速度に応じた減速ジャークにより、前記目標時間の到達時に前記車間偏差が略０となるように前記自車両の減速度を制御すること、
   を特徴とする車両制御装置。
   
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載の車両制御装置において、
   前記自車両を進行方向に進める駆動トルクに関する情報を取得する取得手段をさらに備え、
   前記制御手段は、前記自車両がドライバの操作によらずに自動で停車する場合に、前記自車両の進行を制動する制動トルクが前記駆動トルクを上回るように、前記自車両の減速度を制御すること、
   を特徴とする車両制御装置。
   
5. 請求項１ないし３のいずれかに記載の車両制御装置において、
   前記自車両の停車直前の駆動トルクを記憶する記憶手段をさらに備え、
   前記制御手段は、前記自車両がドライバの操作によらずに自動で停車する場合に、前記自車両を減速させる制動トルクが前記自車両の停車直前の駆動トルクを上回るように、前記自車両の減速度を制御すること、
   を特徴とする車両制御装置。
6. 先行車両の位置および相対速度に関する物標情報を検出するレーダ装置と、
   以下の（ａ）〜（ｃ）を有する車両制御装置と、
   （ａ）自車両と前記先行車両との車間距離の実測値から目標車間距離を差し引いた車間偏差が略０となるまでの目標時間を算出する算出手段、
   （ｂ）前記車間偏差が、略０から前記先行車両に近づく側の前記自車両の位置に対応する偏差となった場合に、目標減速度よりも減速度を増加させた補正減速度を算出する補正手段、
   （ｃ）前記補正減速度の大きさに応じた減速ジャークにより前記目標時間の到達時に前記車間偏差が略０となるように前記自車両の減速度を制御する制御手段、
   を備える車両制御システム。
   
7. 自車両を先行車両へ追従させる車両制御方法であって、
   前記自車両と前記先行車両との車間距離の実測値から目標車間距離を差し引いた車間偏差が略０となるまでの目標時間を算出する工程と、
   前記車間偏差が、略０から前記先行車両に近づく側の前記自車両の位置に対応する偏差となった場合に、目標減速度よりも減速度を増加させた補正減速度を算出する工程と、
   前記補正減速度の大きさに応じた減速ジャークにより前記目標時間の到達時に前記車間偏差が略０となるように前記自車両の減速度を制御する工程と、
   を備えること、
   を特徴とする車両制御方法。
   
8. 自車両を先行車両へ追従させる車両制御装置であって、
   前記自車両を進行方向に進める駆動トルクに関する情報を取得する取得手段と、
   前記自車両が該自車両のドライバの操作によらずに自動で停車する場合に、前記自車両の進行を制動する制動トルクが前記駆動トルクを上回るように、前記自車両の減速度を制御する制御手段と、
   を備えること、
   を特徴とする車両制御装置。

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