JP2017052393A - 車両走行制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】先行車の要求加速度と先行車の実加速度との差が小さい場合にはＣＡＣＣ制御を継続し、且つ、その差が大きい場合には制御態様をＣＡＣＣ制御からＡＣＣ制御に確実に切り替えることが可能な車両走行制御装置を提供すること。【解決手段】先行車の要求加速度と実加速度との間に誤差が生じる誤差発生状態の開始時点からの経過時間を測定する時間測定手段と、開始時点以降に発生した要求加速度と実加速度との誤差の積算値を前記経過時間で除した平均誤差量を算出する平均誤差量算出手段と、を備え、加速度制御手段は、経過時間が長くなる程小さくなるように設定された閾値を平均誤差量が超えたとき、要求加速度に基づくことなくフィードバック要求加速度に基づいて自車の加速度を制御する。【選択図】図４

Description

本発明は、自車とその前方に位置する先行車との間で通信を行いながら自車の走行制御を行う車両走行制御装置に関する。

自車とその前方に位置する先行車との間で通信を行いながら自車の走行制御を行う所謂ＣＡＣＣ制御（Cooperative Adaptive Cruise Control）が知られている。

特許文献１はＣＡＣＣ制御の従来例を開示している。特許文献１に開示された車両（自車）は、レーダセンサと、無線通信手段と、制御装置と、を備えている。制御装置は、レーダセンサを用いて自車と先行車との車間距離（相対距離）を算出する。

無線通信手段は先行車との間で無線通信を行うことにより、先行車から様々な情報を取得する。この情報には、先行車の要求加速度及び先行車の実加速度が含まれる。要求加速度は、先行車のアクセルペダル又はブレーキペダルのペダルの操作量またはＡＣＣ（Adaptive Cruise Control）などの加減速制御の要求値に基づいて算出される。実加速度は、先行車に搭載された車輪速センサから得られる車速の時間微分値である。

自車の制御装置は、自車の走行モードが追従制御モードにあるとき、レーダセンサによって検出された先行車との車間時間（＝自車と先行車との車間距離／自車の速度）を所定の目標車間時間（＝目標車間距離／自車の速度）に一致させるための加速度を算出する。この加速度は、目標加速度又はＦＢ要求Ｇ（フィードバック要求加速度）と称呼される。さらに自車の制御装置は、無線通信手段が受信した「先行車の要求加速度及び先行車の実加速度」に基づいて要求加速度を算出する。この要求加速度は、ＦＦ要求Ｇ（フィードフォワード要求加速度）と称呼される。そして、自車の制御装置は、ＦＢ要求ＧとＦＦ要求Ｇとに基づいて最終的な要求加速度（以下、「ＣＡＣＣ要求Ｇ」と称呼する。）を算出し、自車の実際の加速度がＣＡＣＣ要求Ｇに一致するように、自車のエンジン及びブレーキを制御する。

ＦＢ要求Ｇは、例えば、先行車が加速した結果として車間時間（従って、車間距離）が目標車間時間（従って、目標車間距離）よりも長くなったことが検出されてから変化する。これに対し、ＦＦ要求Ｇは、例えば、先行車のアクセルペダルが踏み込まれてから先行車が実際に加速を開始する前の時点から変化する。従って、ＦＢ要求Ｇのみに基づいて自車の加速度を制御する場合に比べ、ＣＡＣＣ要求Ｇに基づいて自車の加速度を制御すれば、自車を応答性よく先行車に追従走行させることができ、車間時間（従って、車間距離）が目標車間時間（従って、目標車間距離）から大きく乖離することを回避することができる。

特開２０１５−５１７１６号公報

ところで、先行車はアクセルペダル操作量及びブレーキペダル操作量等に基づいて先行車の要求加速度を算出している。そのため、例えば、先行車が急な上り坂を走行している場合、路面の摩擦係数が低いために先行車に加速スリップが発生している場合、或いは先行車のＲＯＭに記憶されているインストラクション（プログラム）が改竄されている場合等において、先行車の要求加速度と先行車の実加速度との間に比較的大きな差（誤差）が生じる場合が発生する。このような場合、先行車の要求加速度が反映されるＦＦ要求Ｇに基づいて算出されるＣＡＣＣ要求Ｇに応じて自車の加速度を制御してしまうと、一時的に（即ち、ＦＢ要求Ｇが大きくなって車間時間が補償されるまで）、車間時間が目標車間時間から比較的大きく乖離する（車間距離が目標車間距離から大きく乖離する）。

そのため、このような場合、制御装置は、ＦＦ要求Ｇが反映されるＣＡＣＣ要求Ｇに基づく加速度制御（即ち、ＣＡＣＣ制御）を中止し、ＦＢ要求Ｇのみに基づく加速度制御（即ち、ＡＣＣ制御（Adaptive Cruise Control））を実行すべきである。

そこで、発明者は、先行車の要求加速度と先行車の実加速度との差の平均誤差量（即ち、図７にハッチングを付した領域の面積を時刻ｔ０からの経過時間ｔで除した値）Ｅaveが所定の閾値Ｅthを超えた場合にＣＡＣＣ制御を中止し、制御態様をＡＣＣ制御に切り替えることを検討した。

しかしながら、先行車のアクセルペダルの踏み込みによって発生する要求加速度の変化に対して先行車の実加速度の変化は必ず遅れて発生する。即ち、図８に示すように、先行車の要求加速度が時刻ｔ０で増加し始めた場合、先行車の実加速度は時刻ｔ０から僅かな時間Δｔだけ遅れた時刻ｔ１から増加し始める。この実加速度の増加開始遅れは不可避的な遅れであり、先行車が平坦であり且つ路面摩擦係数が高い通常の道路を走行しているときにも発生する。

そのため、前述の閾値Ｅthが小さいと、殆どの場合において時刻ｔ１を過ぎる前までに前記平均誤差量Ｅaveが閾値Ｅthを超えてしまう。従って、先行車の要求加速度と先行車の実加速度との差が小さい場合（図８の破線Ｃ１により示した「その差が値Ｅ１となる場合」を参照。）にも、制御態様がＣＡＣＣ制御からＡＣＣ制御に切り替えられてしまう。

これに対し、前述の閾値Ｅthを大きくしすぎると、先行車の要求加速度と先行車の実加速度との差が大きい場合（図８の一点鎖線Ｃ２により示した「その差が値Ｅ２となる場合」を参照。）に、制御態様がＣＡＣＣ制御からＡＣＣ制御に切り替えられなくなってしまう。

本発明は、上述した課題に対処するためになされたものである。即ち、本発明の目的の１つは、上述の閾値Ｅthを適切に設定することにより、先行車の要求加速度と先行車の実加速度との差が小さい場合にはＣＡＣＣ制御を継続し、且つ、その差が大きい場合には制御態様をＣＡＣＣ制御からＡＣＣ制御に確実に切り替えることが可能な車両走行制御装置を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明の車両走行制御装置は、
自車（１０）の前方に位置する先行車（４０）の加速度操作手段の操作量に基づいて算出される要求加速度及び同先行車の実際の加速度である実加速度を通信によって取得する、先行車加速度取得手段（１９、２０）と、
前記自車と前記先行車との車間距離を測定する測距手段（１７、１８）と、
前記測定された車間距離を所定の目標車間距離に近づけるための前記自車の加速度であるフィードバック要求加速度を算出するＦＢ要求Ｇ算出手段（１６）と、
前記要求加速度及び前記フィードバック要求加速度に基づいて前記自車の加速度を制御する加速度制御手段（１６）と、
前記要求加速度と前記実加速度との間に誤差が生じる誤差発生状態の開始時点からの経過時間を測定する時間測定手段（１６）と、
前記開始時点以降に発生した前記要求加速度と前記実加速度との誤差の積算値を前記経過時間で除した平均誤差量を算出する平均誤差量算出手段（１６）と、
を備え、
前記加速度制御手段は、前記経過時間が長くなる程小さくなるように設定された閾値を前記平均誤差量が超えたとき、前記要求加速度に基づくことなく前記フィードバック要求加速度に基づいて前記自車の加速度を制御するように構成された、
車両走行制御装置である。

本発明の閾値は、要求加速度と実加速度との間に誤差が生じる誤差発生状態の経過時間が長くなればなる程小さくなるように設定されている。
そのため、要求加速度と実加速度の発生初期時に両者の間に必然的に生じる誤差が、この閾値を超えるおそれは小さい。従って、この誤差の影響を受けることなく自車を先行車からの要求加速度に基づいてフィードフォワード制御することが可能になる。
さらに、要求加速度の発生からある程度の時間が経過した後において要求加速度と実加速度との誤差がある程度の大きさになっている場合は、この誤差が閾値を超える可能性が高いので、フィードバック要求加速度のみに基づいて自車の加速度を制御できる。換言すると、要求加速度に基づくフィードフォワード制御を確実に中止できる。

上記説明においては、発明の理解を助けるために、実施形態に対応する発明の構成に対して、実施形態で用いた符号を括弧書きで添えているが、発明の各構成要件は、前記符号によって規定される実施形態に限定されるものではない。
本発明の他の目的、他の特徴及び付随する利点は、以下の図面を参照しつつ記述される本発明の各実施形態についての説明から容易に理解されるであろう。

本発明の一実施形態に係る車両走行制御装置を搭載した自車と先行車を示す図である。 車両走行制御装置が、フィードフォワード制御を中止するか否かを判定するためのフローチャートである。 車両走行制御装置が、フィードフォワード制御の中止状態を維持するか否かを判定するためのフローチャートである。 （ａ）は上り坂を走行している先行車の要求加速度と実加速度の時間経過に伴う変化を表すグラフであり、（ｂ）は先行車の要求加速度と実加速度との平均誤差量及び閾値の時間経過に伴う変化を表すグラフであり、（ｃ）は先行車と自車との車間距離の時間経過に伴う変化を表すグラフである。 上り坂を走行している先行車の要求加速度が図４の場合より大きいときの図４と同様のグラフである。 変形例の図２に対応するフローチャートである。 先行車の要求加速度と実加速度の時間経過に伴う変化を表すグラフである。 先行車の要求加速度と実加速度の時間経過に伴う変化を表すグラフである。

以下、添付図面を参照しながら本発明の一実施形態について説明する。
本実施形態の車両１０（以下、自車１０と称する）は図１に示した車両走行制御装置１５を搭載している。車両走行制御装置１５は、車両制御ＥＣＵ１６、センサＥＣＵ１７、前方レーダセンサ１８、無線制御ＥＣＵ１９、無線アンテナ２０、ＣＡＮ２１、エンジン制御ＥＣＵ２２及びブレーキ制御ＥＣＵ２３を備えている。

ＥＣＵは、Electric Control Unitの略であり、ＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭ等の記憶装置を含むマイクロコンピュータを備える。ＣＰＵはＲＯＭに格納されたインストラクション（プログラム）を実行することにより各種機能を実現するようになっている。更に、ＥＣＵ１６、１７、１９、２２及び２３は、ＣＡＮ（Controller Area Network）２１を介して、各種の制御情報や要求信号を相互に送受信可能に接続されている。

車両制御ＥＣＵ１６は、ＣＡＮ２１を介して他のＥＣＵに接続されているセンサの検出信号を受信するとともに、自車１０の車輪速センサ及び他の複数のセンサと接続され、これらのセンサの検出信号を受信するようになっている。

センサＥＣＵ１７は、前方レーダセンサ１８と接続されていて、前方レーダセンサ１８の動作を制御する。

前方レーダセンサ１８は、電波（例えばミリ波）を検出波として自車１０の前方へ出射する。自車１０の前方に先行車４０が存在する場合は、自車１０から出射された検出波は先行車４０によって後方に反射され、反射された検出波は前方レーダセンサ１８によって受信される。

センサＥＣＵ１７は、この検出波の発射タイミング及び受信波の受信タイミング、並びに、これらの波の周波数等に基づいて先行車情報を取得（検出）する。この先行車情報には、自車１０を基準とした先行車４０の相対速度及び相対距離（車間距離）が含まれる。前方レーダセンサ１８及びセンサＥＣＵ１７により取得された先行車情報は、センサＥＣＵ１７から車両制御ＥＣＵ１６へ所定の周期で送信される。なお、前方レーダセンサ１８は、ミリ波に代わり、光波（例えばレーザー）又は超音波等を出射及び受信するようになっていてもよい。

無線制御ＥＣＵ１９は、無線アンテナ２０と接続されている。無線制御ＥＣＵ１９は無線アンテナ２０の動作を制御する。無線制御ＥＣＵ１９は、無線アンテナ２０を介して先行車４０と車車間通信（無線通信）を行うことにより先行車４０の要求加速度ｕと実加速度ｒに関する信号を周期的に取得する。

先行車４０から送信される要求加速度ｕは、先行車４０のアクセルペダル及びブレーキペダルの踏込量を検出するセンサ（後述するアクセル操作量センサ２４及びブレーキ操作量センサ２６）からの出力値に基づいて先行車４０の車両制御ＥＣＵによって算出される。

先行車４０から送信される実加速度ｒは、先行車４０の複数の車輪速センサの平均値を時間に関して微分した値である。この計算は、先行車４０の車両制御ＥＣＵによって行われる。

エンジン制御ＥＣＵ２２にはアクセル操作量センサ２４が接続されている。アクセル操作量センサ２４は、アクセルペダル（アクセル操作子。加速度操作手段）Ａ／Ｐの操作量を検出し、その操作量ＡＰを表す信号をエンジン制御ＥＣＵ２２に出力する。さらにエンジン制御ＥＣＵ２２には「エンジンアクチュエータとしてのスロットルアクチュエータ２５」が接続されている。

スロットルアクチュエータ２５は、自車１０のエンジン（図示略）の吸気ダクトに設けられたスロットル弁を駆動してスロットル弁開度を変更する装置である。

エンジン制御ＥＣＵ２２は、自車１０のアクセル操作量センサ２４により検出されるアクセル操作量ＡＰ及び自車１０の他のエンジン状態量センサ（図示略）により検出される運転状態量（例えば、エンジン回転速度）に基づいてスロットルアクチュエータ２５を操作する。スロットルアクチュエータ２５が操作されるとエンジンの発生トルク及び出力が変化するので、自車１０の加速度が変化する。

ブレーキ制御ＥＣＵ２３にはブレーキ操作量センサ２６及び車輪速センサ２７が接続されている。
ブレーキ操作量センサ２６は、ブレーキペダル（ブレーキ操作子。加速度操作手段）Ｂ／Ｐの操作量ＢＰを検出し、その操作量ＢＰを表す信号をブレーキ制御ＥＣＵ２３に出力する。
車輪速センサ２７は、実際には各車輪毎に設けられていて、各車輪の回転速度を表す信号をブレーキ制御ＥＣＵ２３に出力する。

さらにブレーキ制御ＥＣＵ２３にはブレーキアクチュエータ２８が接続されている。ブレーキアクチュエータ２８は、ブレーキペダルＢ／Ｐの踏力によって作動油を加圧するマスタシリンダと、各車輪に設けられる摩擦ブレーキ機構との間の油圧回路に設けられる。摩擦ブレーキ機構は、ブレーキアクチュエータ２８から供給される作動油の油圧によってホイールシリンダを作動させることによりブレーキパッドをブレーキディスクに押し付けて油圧制動力を発生させる。ブレーキアクチュエータ２８は、ホイールシリンダに供給する油圧を調整する周知のアクチュエータであり、ブレーキＥＣＵ２３からの指令に応じた油圧をホイールシリンダに供給して各車輪に制動力を発生させる。

ブレーキ制御ＥＣＵ２３は、ブレーキ操作量センサ２６により検出されるブレーキ操作量ＢＰ及び自車１０の他の運転状態量センサ（図示略）により検出される運転状態量に基づいてブレーキアクチュエータ２８を操作する。ブレーキアクチュエータ２８が操作されると各車輪に制動力が付与されるので自車１０が減速する。そのため、この場合も自車１０の加速度が変化する。

なお、先行車４０は自車１０と同様の構成（車両走行制御装置１５、スロットルアクチュエータ２５、ブレーキアクチュエータ２８及びセンサ等）を備えている。

（Ｃ−ＡＣＣの基本的制御）
続いて自車１０が走行しているときの車両走行制御装置１５による自車１０の基本的な制御方法について説明する。

自車１０には追従制御スイッチ（図示略）が設けられている。この追従制御スイッチは車両制御ＥＣＵ１６に接続されている。追従制御スイッチがオフ位置にある場合、自車１０の走行モードは通常走行モード（非追従制御モード）になる。通常走行モードにおいて、エンジン制御ＥＣＵ２２はアクセルペダル操作量ＰＡに応じてスロットルアクチュエータ２５を制御し、ブレーキ制御ＥＣＵ２３はブレーキ操作量ＰＢに基づいてブレーキアクチュエータ２８を制御する。従って、自車１０は運転者の運転操作に従って走行する。

自車１０の乗員が追従制御スイッチを操作することによって追従制御スイッチがオン位置に変更されると、自車１０の走行モードは追従制御モードになる。追従制御モードにおいて、自車１０は先行車４０を特定し、その先行車４０に追従して走行する。

より具体的に述べると、前方レーダセンサ１８及びセンサＥＣＵ１７は、先行車情報（自車１０と先行車４０との「相対速度Ｖｒ及び車間距離Ｌ」等）を所定の周期で取得し、先行車情報を車両制御ＥＣＵ１６へ送信する。

前方レーダセンサ１８が受信した検出波情報はセンサＥＣＵ１７を介して車両制御ＥＣＵ１６へ送信される。すると車両制御ＥＣＵ１６が、検出波情報に基づいて自車１０と先行車４０との車間距離を算出する。さらに車両制御ＥＣＵ１６は、車輪速センサ２７からの信号に基づいて自車１０の車速（自車速）Ｖｊを取得（算出）し、自車１０と先行車４０との車間時間（＝車間距離Ｌ／自車速Ｖｊ）Ｔｊを算出する。

さらに車両制御ＥＣＵ１６は、算出された車間時間Ｔｊと所定の目標車間時間Ｔｔｇｔとの差をゼロにするための加速度である目標加速度を車間時間Ｔｊと所定の目標車間時間Ｔｔｇｔとに基づいてＦＢ要求Ｇ（フィードバック要求加速度）として算出する。目標車間時間Ｔｔｇｔは、目標車間距離Ｌｔｇｔを自車速度Ｖｊにより除した値である。従って、換言すれば、車両制御ＥＣＵ１６は、車間距離Ｌと目標車間車間距離Ｌｔｇｔとの差をゼロにするためのＦＢ要求Ｇを算出する。なお、目標車間時間Ｔｔｇｔは、一定値であってもよいし、図示しない設定スイッチにより自車１０の乗員により選択される可変値であってもよい。

さらに車両制御ＥＣＵ１６は、無線制御ＥＣＵ１９及び無線アンテナ２０を用いて受信した「先行車４０からの要求加速度ｕ及び先行車４０の実加速度ｒ」を取得し、要求加速度ｕ及び実加速度ｒに基づいてＦＦ要求Ｇ（フィードフォワード要求加速度）を算出する。より具体的に述べると、本例において、車両制御ＥＣＵ１６は、要求加速度ｕに対してハイパスフィルタ処理を施した値と、実加速度ｒにローパスフィルタ処理した値と、の和に基づいてＦＦ要求Ｇを算出する。

そして車両制御ＥＣＵ１６は、ＦＢ要求ＧとＦＦ要求Ｇとの和を、最終的に自車１０に要求される加速度（以下、便宜上「ＣＡＣＣ要求Ｇ」と称呼する。）として算出する。

さらに車両制御ＥＣＵ１６は、算出したＣＡＣＣ要求Ｇに基づく要求指令信号を、エンジン制御ＥＣＵ２２及びブレーキ制御ＥＣＵ２３にＣＡＮ２１を介して送信する。エンジン制御ＥＣＵ２２及びブレーキ制御ＥＣＵ２３は、要求指令信号を受信すると、その要求指令信号に応じてスロットルアクチュエータ２５及びブレーキアクチュエータ２８をそれぞれ制御する。この結果、自車１０の加速度がＣＡＣＣ要求Ｇに一致するように制御される。以上が、ＣＡＣＣ制御における基本的作動である。
（フィードフォワード制御の中止）
ところで、ＦＢ要求Ｇに基づくスロットルアクチュエータ２５又はブレーキアクチュエータ２８の制御は、実際に発生している自車１０と先行車４０との実際の車間時間（車間距離）の変化に基づいて行われる事後的な制御、即ち、フィードバック制御である。

一方、ＦＦ要求Ｇに基づくスロットルアクチュエータ２５又はブレーキアクチュエータ２８の制御は、先行車４０の加速度変化に基づく車間時間（車間距離）の変化を早い時点で予測して事前に低減しようとする制御、即ち、実際の車間時間（車間距離）の変化に基づかないフィードフォワード制御である。

このように、ＣＡＣＣ要求Ｇに基づくスロットルアクチュエータ２５又はブレーキアクチュエータ２８の制御（自車１０の加速度制御、ＣＡＣＣ制御）は、フィードバック制御とフィードフォワード制御との両者を含む制御である。従って、自車１０をＣＡＣＣ要求Ｇに基づいてＣＡＣＣ制御すれば、自車１０は先行車４０に時間的な遅れなく追従できるので、先行車４０が加速又は減速した場合であっても車間時間（車間距離）を目標車間時間（目標車間距離）に精度良く一致させることができる。

しかしながら、例えば、先行車４０が勾配の大きい登坂路を走行している場合、路面の摩擦係数が低いために先行車４０に加速スリップが発生している場合、或いは先行車４０のＲＯＭに記憶されているインストラクション（プログラム）が改竄されている場合等においては、先行車４０の要求加速度ｕは将来的に生じる先行車４０の実加速度ｒに対して過大となる。このような場合、車両制御ＥＣＵ１６が「ＦＦ要求Ｇを成分に含むＣＡＣＣ要求Ｇ」に基づいて自車１０の加速度制御を行うと、特に、先行車４０からの要求加速度ｕがＦＦ要求Ｇに占める割合が大きい期間（要求加速度ｕの変化直後の所定期間）において、車間時間Ｔｊが目標車間時間Ｔｔｇｔに対して過小となり、自車１０が先行車４０に必要以上に近づいてしまうおそれがある。

そこで、車両制御ＥＣＵ１６は、先行車の要求加速度ｕと先行車の実加速度ｒとの差の平均誤差量（即ち、図７にハッチングを付した領域の面積を時刻ｔ０からの経過時間ｔで除した値）Ｅaveが上記ＲＯＭに記憶させた閾値Ｅthを超えた場合にＣＡＣＣ制御を中止し、制御態様をＡＣＣ制御に切り替える。

ところで、図７及び図８を参照しながら説明したように、先行車４０のアクセルペダルＡ／Ｐ又はブレーキペダルＢ／Ｐの踏み込みによって発生する要求加速度ｕの変化に対して先行車４０の実加速度ｒの変化は必ず遅れて発生する。
図４及び図５は、大きさがゼロから所定値まで上昇した要求加速度ｕが所定時間にわたって当該所定値におおよそ維持される場合を示している。要求加速度ｕの立ち上がり開始（時刻ｔ０）から所定時間（時刻ｔ２）が経過するまでは、先行車４０の要求加速度ｕと実加速度ｒとの間にはある程度の大きさの誤差Ａ１が必然的に生じる。なお図４及び図５は先行車４０が上り坂を走行する場合の例を示しているが、先行車４０がいかなる走行路を走行する場合も誤差Ａ１に相当する誤差が必然的に生じる。
そのためＲＯＭに記憶する上記閾値Ｅｔｈは、誤差Ａ１を異常値と判定しない大きさに設定する必要がある。

なお、仮に先行車４０が平坦な道を走行する場合は、図４（ａ）及び図５（ａ）の二点鎖線で示すように、実加速度ｒは時間がある程度経過すると要求加速度ｕに近い値になる。即ち、時刻ｔ２以降において実加速度ｒは要求加速度ｕに対して接近する。そのため、図４（ａ）及び図５（ａ）に示すように、時刻ｔ２以降における要求加速度ｕと実加速度ｒとの誤差Ａ２は小さな値となる。即ちこの場合は、要求加速度ｕと実加速度ｒとの誤差Ａ２は時刻ｔ２以降において誤差Ａ１より小さくなる。この誤差Ａ２は小さいため、誤差Ａ２が発生しても車両制御ＥＣＵ１６はＦＦ要求Ｇに基づく自車１０のＦＦ制御を中止する必要がない。
そのため上記閾値Ｅｔｈは誤差Ａ２を異常値と判定しない大きさに設定する必要がある。

その一方で、例えば先行車４０が上り坂を走行している場合は、図４（ａ）及び図５（ａ）の鎖線で示すように、要求加速度ｕと実加速度ｒとの誤差は時刻ｔ２以降において誤差Ａ２よりも大きくかつ誤差Ａ１とおおよそ等しい誤差Ａ３となる。この誤差Ａ３は大きいため、誤差Ａ３が発生した場合は、車両制御ＥＣＵ１６はＦＦ要求Ｇに基づく自車１０のＦＦ制御を中止する必要がある。
従って、上記閾値Ｅｔｈは誤差Ａ３を異常値と判定する大きさに設定する必要がある。

このように上記閾値は誤差Ａ１、Ａ２、Ａ３を考慮した大きさにする必要がある。
そのため本実施形態では上記閾値Ｅthを以下の式（１）により定めている。
Ｅth＝（ａ／ｔ）+ｂ・・・式（１）（但し、ｔは時刻ｔ０からの経過時間、ａ、ｂは定数である。）
閾値Ｅthは図４及び図５のグラフ（ｂ）に記入した大きさである。即ち、時刻ｔ０からの経過時間ｔに反比例して徐々に小さくなる大きさである。
閾値Ｅthをこのように設定すると時刻ｔ０と時刻ｔ２との間において閾値Ｅthが誤差Ａ１より大きくなる。さらにこの誤差Ａ１は、誤差Ａ１が発生している間の要求加速度ｕと実加速度ｒとの誤差の合計量（時間ｔに基づく積分値）を時間ｔで除した平均誤差量Ｅave１と略同一である。即ち、閾値Ｅthは平均誤差量Ｅave１（≒誤差Ａ１）より大きく、平均誤差量Ｅave１（及び差Ａ１）を異常値と判定するおそれがない。

さらに先行車４０が平坦な道を走行する場合は、時刻ｔ０から時刻ｔ２以降の任意に時刻までの間の要求加速度ｕと実加速度ｒとの誤差の合計量（時間ｔに基づく積分値）を時間ｔで除した平均誤差量Ｅave２は、時刻ｔ２以降における誤差Ａ２より多少大きい値（Ａ２+α）となる。そして式（１）中のｂは平均誤差量Ｅave２より大きい値として設定されている。そのため、時刻ｔ２から時間がどれだけ経過しても閾値Ｅthは平均誤差量Ｅave２より大きいままである。従って、閾値Ｅthが平均誤差量Ｅave２（及び誤差Ａ２）を異常値として判定するおそれはない。

また、図４の例ではその（ａ）に示されるように、先行車４０が（中程度の）上り坂を走行する場合は、要求加速度ｕと実加速度ｒとの誤差Ａ３は時刻ｔ２以降において誤差Ａ１とほぼ同じ大きさを維持する。さらに先行車４０が（中程度の）上り坂を走行する場合は、時刻ｔ０から時刻ｔ２以降の任意に時刻までの間の要求加速度ｕと実加速度ｒとの誤差の合計量（時間ｔに基づく積分値）を時間ｔで除した平均誤差量Ｅave３は、時刻ｔ２以降における誤差Ａ３より多少大きい値（Ａ３+α）となる。そのため、時間の経過に伴って閾値Ｅthの大きさが徐々に小さくなると、閾値Ｅthが徐々に平均誤差量Ｅave３に近づいていく。そして所定の時刻ｔ３を経過したときに、平均誤差量Ｅave３が閾値Ｅthを超えることになる。従って、車両制御ＥＣＵ１６は時刻ｔ３を経過したときに自車１０に対するＦＦ制御を中止する。
なお、図４の例では先行車４０で発生した要求加速度ｕがそれほど大きくはないため、時刻ｔ２以降における平均誤差量Ｅave３もあまり大きくはならない。そのため図４の例では、平均誤差量Ｅave３が閾値Ｅthを超えるまでにある程度の時間を要することになる。換言すると、本来中止すべきであったＦＦ制御の実行時間がある程度長くなってしまう。しかしこの場合の誤差Ａ３が大きくないので、図４（ｃ）に示すように、ＦＦ制御を実行することに起因して生じる自車１０と先行車４０の車間距離の変化量はあまり大きくならない。

一方、図５の例では図４の場合よりも先行車４０で発生した要求加速度ｕが大きい。従って、この場合は誤差Ａ１（平均誤差量Ｅave１）及び誤差Ａ３（平均誤差量Ｅave３）が図４の場合よりも大きくなる。
しかし、この場合は図４の時刻ｔ３よりも早い時刻ｔ４において平均誤差量Ｅave３が閾値Ｅthを超え、車両制御ＥＣＵ１６は時刻ｔ４を経過したときに自車１０に対するＦＦ制御を中止する。換言すると、本来中止すべきであったＦＦ制御の実行時間が図４の場合よりも短い。そのため図５（ｃ）に示すように、ＦＦ制御を実行することに起因して生じる自車１０と先行車４０の車間距離の変化量はあまり大きくならない。

なお、閾値Ｅthと各誤差Ａ１、Ａ２、Ａ３との大小関係を比較する場合は、例えば要求加速度ｕの出力にノイズが重畳したときに、実際は誤差Ａ１、Ａ２が閾値Ｅthを超えていないにも拘わらず、「誤差Ａ１、Ａ２が閾値Ｅthを超えた」と車両制御ＥＣＵ１６が誤判定するおそれがある。しかし、閾値Ｅthと各平均誤差量Ｅave１、２、３とを比較すれば、車両制御ＥＣＵ１６がこのような誤判定を行うおそれをなくすことが可能になる。

（実際の作動）
続いて車両走行制御装置１５の実際の作動について説明する。車両制御ＥＣＵ１６のＣＰＵ（以下、単に「ＣＰＵ」と表記する。）は、追従制御スイッチがオン位置にあり、且つ、先行車４０を特定した場合、所定時間が経過する毎に図２にフローチャートにより示したルーチンを実行するようになっている。なお、先行車の特定方法については周知であり、例えば、特許第５５２２１９３号に開示された技術を用いることができる。

ＣＰＵはステップ２００から処理を開始してステップ２１０に進むと、無線アンテナ２０及び無線制御ＥＣＵ１９が取得した「先行車４０の要求加速度ｕ及び先行車４０の実加速度ｒ」をＣＡＮ２１を介して受信する。

続いてＣＰＵはステップ２２０において、「要求加速度ｕ−実加速度ｒ」の符号が、前回のＣＰＵが本ルーチンを実行した時点から反転したか否かを判定する。

例えば、先行車４０の「アクセルペダルＡ／Ｐ及びブレーキペダルＢ／Ｐ」の何れもが操作されていない場合、要求加速度ｕ及び実加速度ｒは何れも実質的にゼロである。しかし、アクセル操作量センサ２４又はブレーキ操作量センサ２６の出力にはノイズが重畳するため、アクセルペダルＡ／Ｐ及びブレーキペダルＢ／Ｐを踏んでいない場合であっても要求加速度ｕは完全にゼロにはならない。即ち、要求加速度ｕは絶対値がゼロより僅かに大きい微小値の範囲内でプラスとマイナスの間を往復する。同様に、実加速度ｒもエンジンブレーキ等の影響により、絶対値がゼロより僅かに大きい微小値の範囲内でプラスとマイナスの間を往復する。そのため、先行車４０の「アクセルペダルＡ／Ｐ及びブレーキペダルＢ／Ｐ」の何れもが操作されていない場合、「要求加速度ｕ−実加速度ｒ」の符号は頻繁に反転する。

従って、ステップ２２０の判定がＹＥＳと判定される場合、先行車４０のアクセルペダルＡ／Ｐ及びブレーキペダルＢ／Ｐは何れも踏まれていないと判断できる。従って、この場合、ＣＰＵはステップ２３０に進み、後述する経過時間ｔ及び合計積分値Ｉｎｔを初期化（ゼロ）し、その後、ステップ２４０に進む。

これに対し、ステップ２２０の判定がＮＯと判定される場合、先行車４０の「アクセルペダルＡ／Ｐ及びブレーキペダルＢ／Ｐ」の何れかが踏込操作されたと判断できる。従って、この場合、ＣＰＵはステップ２４０へ直接進む。

ＣＰＵはステップ２４０にて、要求加速度ｕと実加速度ｒとの誤差（ｕ−ｒ）を前回のステップ２４０の処理時から現在までの経過時間ｔで積分した積分値（∫（ｕ−ｒ）ｄｔ）に、前回のステップ２４０の処理時に算出された累積積分値Ｉｎｔ（＝Ｉｎｔ（ｎ−１））を加えることにより、合計積分値Ｉｎｔ（＝Ｉｎｔ（ｎ））を算出（更新）する。

続いてＣＰＵはステップ２５０に進み、上記式（１）に基づいて現在の時刻における閾値Ｅｔｈを算出する。前述したように、閾値Ｅｔｈは、先行車４０の「アクセルペダルＡ／Ｐ及びブレーキペダルＢ／Ｐ」の何れかが踏込操作された時刻からの経過時間ｔが長くなるほど小さくなる。

さらにＣＰＵはステップ２６０に進み、以下の条件１及び条件２の両方が共に成立しているか否かを判定する。
（条件１）経過時間ｔが時間（ｔｘ−ｔ０）よりも長い。
（条件２）合計積分値Ｉｎｔを経過時間ｔで除した値（＝Ｉｎｔ／ｔ）が閾値Ｅｔｈよりも大きい。

条件１において時刻ｔ０は、値（ｕ−ｒ）の符号が最後に反転した時刻である。換言すると、時刻ｔ０は、先行車４０の「アクセルペダルＡ／Ｐ及びブレーキペダルＢ／Ｐ」の何れかが踏込操作された時点の時刻である。更に、条件１において時刻ｔｘは時刻ｔ０から微小時間が経過した時刻である。

更に、条件２の判定に使用される値（Ｉｎｔ／ｔ）は、先行車４０の「アクセルペダルＡ／Ｐ及びブレーキペダルＢ／Ｐ」の何れかが踏込操作されてから現在までの「要求加速度ｕと実加速度ｒとの誤差」を経過時間ｔで平均化した平均誤差量Eaveである。

上記条件１及び条件２が共に成立する場合、現在の要求加速度ｕと実加速度ｒとの誤差は、ＦＦ要求Ｇに基づく制御（ＣＡＣＣ要求Ｇに基づくフィードフォワード制御、ＦＦ制御）を中止する必要がある程度に大きいと考えられる。

従って、ＣＰＵはステップ２６０にてＹＥＳと判定したときは、ステップ２７０に進み、「先行車４０の加速度情報に異常がある」と判定するとともに、ＦＦ要求Ｇを含んだＣＡＣＣ要求Ｇに基づくフィードフォワード制御（ＦＦ制御）を中止する。より具体的には、ＣＰＵは制御の態様をＣＡＣＣ制御からＡＣＣ制御に切り替える。つまり、ＣＰＵは、ＦＦ要求Ｇを「０」に設定し、ＦＢ要求Ｇのみに基づいて自車１０の加速度を制御する。その後、ＣＰＵはステップ２９５に進み、本ルーチンを一旦終了する。

一方、上記条件１又は条件２が成立していない場合、ＣＰＵはステップ２６０にＮＯと判定し、ステップ２９５に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。この場合、ＣＰＵは、ＦＦ要求Ｇ及びＦＢ要求Ｇの両者（即ち、ＣＡＣＣ要求Ｇ）に基づいて自車１０の加速度を制御する。

さらにＣＰＵは、所定時間が経過する毎に図３にフローチャートにより示したルーチンを実行するようになっている。

ＣＰＵは、ステップ３００から処理を開始してステップ３１０に進み、現在の時刻が図２のステップ２７０の処理を実行してから所定時間（例えば１０秒）以内であるか否かを判定する。

ＣＰＵがステップ３１０にてＹＥＳと判定したとき、ＣＰＵはステップ３３０に進んでステップ２７０において出した「先行車４０の加速度情報に異常がある」という判定結果を保持する。即ち、ＣＰＵはＦＦ制御の中止状態を所定時間に渡って維持する。その後、ＣＰＵはステップ３９５に進み本ルーチンを一旦終了する。なお、ＦＦ制御の中止状態が維持されている場合、ＣＰＵは図２のルーチンの処理を行わない。

一方、ＣＰＵはステップ３１０にてＮＯと判定したとき、ＣＰＵはステップ３２０に進んでステップ２７０において出した「先行車４０の加速度情報に異常がある」という判定結果を初期化する。即ち、ＣＰＵはＦＦ制御の中止状態を解除する。この結果、ＦＦ制御の中止状態が解除されるので、ＣＰＵは図２のルーチンの処理を再び所定時間が経過する毎に繰り返し実行するようになる。

以上、本発明を上記各実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。
例えば、車両走行制御装置１５が図２のフローチャートに代えて図６に示すフローチャートに基づいて自車１０を制御してもよい。
自車１０は無線アンテナ２０を利用した先行車４０との車間通信により、先行車４０からの速度ｖ及び実加速度ｒに関する信号を取得する（ステップ６０１）。そして自車１０の車両制御ＥＣＵ１６はステップ６０２において、受信した速度ｖを微分することにより、先行車４０の要求加速度ｕを演算する。
これ以降の処理は、図２のフローチャートのステップ２２０以降の処理と同じである。但し、要求加速度ｕの算出方法が図２の場合とは異なるので、ステップ６０６、６０７で登場する判定閾値Ｅｔｈ’の計算式が図２とは異なる。なお、判定閾値Ｅｔｈ’の計算式中のａ’、ｂ’は定数でありかつｂ‘は平均誤差量Ｅave２（及び誤差Ａ２）より大きい値である。
この変形例では、先行車４０が正しい加速度情報（実加速度ｒ）と速度情報（速度ｖ）を自車１０に送信している場合は、ステップ６０２で取得される速度ｖの微分値と実加速度ｒはほぼ一致するはずである。即ち、両者の誤差は殆ど無くなるはずである。この場合は、自車１０は先行車４０から送信された実加速度ｒと速度ｖとに基づいてＣＡＣＣ制御を行っても問題はない。従って、両者の誤差が殆どない場合は、ＣＰＵがステップ６０７でＮＯと判定し自車１０をＣＡＣＣ制御する。
その一方で、例えば先行車４０がスリップを起こしていたり、先行車４０の車輪速センサが故障していたり、或いは先行車４０のＲＯＭに記憶されているインストラクション（プログラム）が改竄されている場合には、速度ｖの微分値と実加速度ｒとの間に大きな誤差が生じる。この場合は、自車１０は先行車４０から送られてくる実加速度ｒと速度ｖとに基づいてＣＡＣＣ制御を行なうべきではない。そのため、この場合はＣＰＵがステップ６０７でＹＥＳと判定し自車１０をＣＡＣＣ制御からＡＣＣ制御に切り替える。

上記実施形態及び変形例において、経過時間ｔを引数とするルックアップテーブル形式（マップ形式）とした判定閾値ＥｔｈをＲＯＭに記憶させておき、車両走行制御装置１５がステップ２６０、６０７においてルックアップテーブルから判定閾値Ｅｔｈを読み込んでもよい。
また判定閾値Ｅｔｈとして、経過時間ｔの経過とともに直線的に減少する値を利用してもよい。

１０・・・車両（自車両）、１５・・・車両走行制御装置、１６・・・車両制御ＥＣＵ（ＦＢ要求Ｇ算出手段）（加速度制御手段）（時間測定手段）（平均誤差量算出手段）、１７・・・センサＥＣＵ（測距手段）、１８・・・前方レーダセンサ（測距手段）、１９・・・無線制御ＥＣＵ（先行車加速度取得手段）、２０・・・無線アンテナ（先行車加速度取得手段）、２１・・・ＣＡＮ、２２・・・エンジン制御ＥＣＵ、２３・・・ブレーキ制御ＥＣＵ、４０・・・先行車。

Claims (1)

1. 自車の前方に位置する先行車の加速度操作手段の操作量に基づいて算出される要求加速度及び同先行車の実際の加速度である実加速度を通信によって取得する、先行車加速度取得手段と、
   前記自車と前記先行車との車間距離を測定する測距手段と、
   前記測定された車間距離を所定の目標車間距離に近づけるための前記自車の加速度であるフィードバック要求加速度を算出するＦＢ要求Ｇ算出手段と、
   前記要求加速度及び前記フィードバック要求加速度に基づいて前記自車の加速度を制御する加速度制御手段と、
   前記要求加速度と前記実加速度との間に誤差が生じる誤差発生状態の開始時点からの経過時間を測定する時間測定手段と、
   前記開始時点以降に発生した前記要求加速度と前記実加速度との誤差の積算値を前記経過時間で除した平均誤差量を算出する平均誤差量算出手段と、
   を備え、
   前記加速度制御手段は、前記経過時間が長くなる程小さくなるように設定された閾値を前記平均誤差量が超えたとき、前記要求加速度に基づくことなく前記フィードバック要求加速度に基づいて前記自車の加速度を制御するように構成された、
   車両走行制御装置。

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