JP2817327B2

JP2817327B2 - 車両用追従走行制御装置

Info

Publication number: JP2817327B2
Application number: JP2062341A
Authority: JP
Inventors: 敏彦鈴木; 啓二青木; 昌宏美尾; 歳康勝野
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1990-03-13
Filing date: 1990-03-13
Publication date: 1998-10-30
Anticipated expiration: 2013-10-30
Also published as: JPH03262736A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は自車にそれの前車に追従した追従走行を行わ
せる車両用追従走行制御装置に関するものであり、特に
それの信頼性を向上させる技術に関するものである。

発明の背景追従走行制御装置の一形式が特開昭60−121130号公報
に記載されている。これは、（ａ）自車と前車との車間
距離を検出する車間距離センサと、（ｂ）自車の車速を
検出する車速センサと、（ｃ）車速センサによる検出車
速に応じて目標車間距離を決定し、その目標車間距離と
車間距離センサによる検出車間距離とに基づいて加減速
装置の制御量を決定する車間距離制御式制御量決定手段
と、（ｄ）その制御量で加減速装置を制御する加減速装
置制御手段とを含む形式である。

また、別の形式が本出願人によって既に提案されてい
る。これは、本出願人の出願である特願平２−13989号
明細書に記載されているように、（ａ）前記車間距離セ
ンサと、（ｂ）前記車速センサと、（ｃ）車間距離セン
サによる検出車間距離に応じた目標車速を決定し、その
目標車速と車速センサによる検出車速とに基づいて加減
速装置の制御量を決定する車速制御式制御量決定手段
と、（ｄ）前記加減速装置制御手段とを含む形式であ
る。

以上要するに、追従走行制御装置は一般に、（ａ）車
間距離センサと、（ｂ）車速センサと、（ｃ）検出車間
距離と検出車速とに基づいて、自車に車間距離センサの
検出領域内に現実に存在する現実前車に追従した追従走
行を行わせるのに適当な加減速装置の制御量（以下、単
に加減速制御量という）を決定する制御量決定手段と、
（ｄ）加減速装置制御手段とを含むように構成されるの
である。

制御量決定手段は普通、前車が車間距離センサの検出
領域内に存在するか否かを判定するとともに、前車が存
在すると判定した場合には、自車に追従走行を行わせる
のに適当な加減速制御量を決定する一方、前車が存在し
ないと判定した場合には、自車に、それの車速が例えば
運転者によって設定された設定車速に維持される定速走
行を行わせるのに適当な加減速制御量を決定するものと
される。

また、車間距離センサの検出領域は普通、自車と前車
とが同じ真直な道路（以下、単に直路という）上を走行
しており、かつ、前車が、自車が前車を追尾するのに適
当な直路上の位置に位置するならば、前車がその検出領
域内に存在するように設計される。しかし、自車と前車
とが走行する道路が常に直路であるとは限らず、曲がっ
た道路（以下、単に曲路という）である場合がある。こ
の場合には、前車が現実には存在していても前車が検出
領域から外れるため、車間距離センサが前車が存在しな
いことを示す誤った信号を出力してしまい、その結果、
自車に定速走行を行わせるべく自車が不適当に加速させ
られるという事態が発生する。

この事態の発生を回避すべく為されたのが本出願人の
出願に係る実開昭58−44231号公報に記載の追従走行制
御装置である。これは、前記車間距離センサ，車速セン
サ，制御量決定手段および加減速装置制御手段の他に、
自車が曲路上を走行しているか否かを判定する曲路走行
判定手段を備え、かつ、制御量決定手段が、前車が検出
領域内に存在すると判定した場合には、曲路走行判定手
段が曲路走行時ではないと判定すれば、自車に追従走行
を行わせるのに適当な加減速制御量を決定し、曲路走行
時であると判定すれば、自車にそれの車速がその曲路走
行の開始時における大きさに維持される現状維持走行を
行わせるのに適当な加減速制御量を決定する一方、前車
が検出領域内に存在しないと判定した場合には、自車に
定速走行を行わせるのに適当な加減速制御量を決定する
ものとされている。

発明が解決しようとする課題しかし、本出願人の研究によりこの開発装置にも改良
の余地があることが判明した。開発装置では、曲路走行
時には前車が車間距離センサの検出領域から外れても自
車が定速走行させられることはないから、自車が不適当
に加速させられることはないのであるが、前車が存在す
る可能性のある位置を勘案して自車の走行状態を制御す
るようにはなっていないため、例えば前車が急に自車に
接近して検出領域に進入した場合には、前車が突然検出
領域の境界付近に現れたように認識されて、自車が急に
減速させられるという問題があることが判明したのであ
る。

本発明はその問題を解決することを課題として為され
たものである。

課題を解決するための手段そして、本発明の要旨は、第１図に示すように、車両
追従走行制御装置を、（ａ）自車と前車との車間距離を
検出する車間距離センサと、（ｂ）自車の車速を検出す
る車速センサと、（ｃ）自車の舵角を検出する舵角セン
サと、（ｄ）前車が車間距離センサの検出領域内に存在
する場合には、少なくとも車間距離センサによる検出車
間距離と車速センサによる検出車速とに基づいて、自車
に検出領域内に現実に存在する現実車両に追従した現実
的追従走行を行わせるのに適当な前記加減速装置の制御
量を決定する一方、検出領域内に存在しない場合には、
舵角センサによる検出舵角と検出車速とに基づいて、自
車に、前車が検出領域の境界と自車の将来の走行経路と
の交点近傍に存在すると想定した場合のその仮想前車に
追従した仮想的追従走行を行わせるのに適当な制御量を
決定する制御量決定手段と、（ｅ）その制御量で前記加
減速装置を制御する加減速装置制御手段とを含むものと
したことにある。

そして、本発明の一実施態様は、前記制御量決定手段
が、（ａ）車間距離センサか８らの信号に基づいて、前
車が検出領域内に存在する場合には、検出車間距離に基
づいて自車の第１目標車速を決定する一方、検出領域内
に存在しない場合には、車間距離センサが検出可能な最
大距離に基づいて第１目標車速を決定する第１目標車速
決定手段と、（ｂ）検出舵角に基づいて、仮想前車と自
車との距離を仮想車間距離として決定するとともに、決
定した仮想車間距離に基づいて自車の第２目標車速を決
定する第２目標車速決定手段と、（ｃ）決定された第１
および第２目標車速のうち小さい方を真の目標車速に決
定する真正目標車速決定手段とを含むものとすることが
できる。

なお、本発明における『検出領域』は例えば、車間距
離センサが前車を現実に検出することが可能な検出可能
領域、すなわち、車間距離センサの検出能力から決まる
領域とすることができる。ところで制御量決定手段は、
前車が検出可能領域内に存在すれば直ちに前車が存在す
ると判定するように設計されるとは限らず、前車が検出
可能領域内に存在しても前車が自車からかなり離れてい
る場合には前車が存在しないと判定するように設計され
る場合もある。この場合には、検出可能領域のうち前車
が存在すると判定される部分が本発明における『検出領
域』となる。

制御量決定手段はまた、検出舵角が実質的に０でない
場合に限って作動するものとすることも、検出舵角の値
とは無関係に作動するものとすることもできる。自車が
例えば曲路上を走行する場合に限って作動するものとす
ることも、自車の操舵状況とは無関係に作動するものと
することもできるのである。

制御量決定手段はさらに、前車が検出領域内に存在す
る場合における制御量の決定を、検出車間距離と検出車
速とに基づいて行うものとすることも、それら検出車間
距離および検出車速と検出舵角とに基づいて行うものと
することもできる。制御量の決定を検出舵角を勘案しな
いで行うものとすることも勘案して行うものとすること
もできるのである。

作用以上のように構成された本発明装置は、前車が検出領
域内に存在すれば、自車に検出領域内に存在する現実前
車に追従した現実的追従走行を行わせる一方、存在しな
ければ、前車が検出領域の境界と自車の将来の走行経路
との交点近傍に存在すると想定した場合のその仮想前車
に追従した仮想的追従走行を行わせる。

前車が車間距離センサの検出領域内に存在しない場
合、すなわち、車間距離センサが前車を検出しない場合
には、検出すべき前車が現実に存在しない場合と、検出
すべき前車が現実には存在するが前車が検出領域から外
れた場合とがある。それらいずれの場合においても、自
車を存在する前車との関係において安全に走行させるに
は、前車が検出領域の境界上またはそれに十分近い位置
に存在すると想定した場合のその仮想前車を勘案して自
車の走行状態を制御することが望ましい。そこで、本発
明装置は、前車が検出領域内に存在しない場合には、前
車が検出領域の境界上またはそれに十分近い位置であっ
て、かつ、自車がこれから走行しようとする走行経路上
の位置に存在すると想定し、その想定した仮想前車の位
置を勘案して自車の走行状態を制御する。

発明の効果このように、本発明に従えば、車間距離センサが前車
を検出しない場合でも、自車を存在する前車との関係に
おいて安全に走行させることが可能となって、追従走行
制御装置の信頼性が向上するという効果が得られる。

実施例以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明
する。

本発明の実施例である追従走行制御装置は第２図に示
すように、コンピュータ10を備えている。コンピュータ
10はCPU,ROM,RAM,バス，入力インタフェース，出力イン
タフェース等から構成されている。入力インタフェース
には、前車と自車との車間距離を検出する車間距離セン
サ12,自車の車速を検出する車速センサ14,自車の舵角を
検出する舵角センサ16および自車の加減速度を検出する
Ｇセンサ18が接続されている。

車間距離センサ12は第３図に示すように、自車の前端
中央部に取り付けられるとともに、自車前方に拡がる三
角形を検出可能領域とするものである。車間距離センサ
12の検出可能距離L_MAXによって規定される三角形が本発
明における『検出領域』なのである。なお、車間距離セ
ンサ12は、前車が検出可能領域内に存在する場合には前
車と自車との現実車間距離を表す信号を出力するが、前
車が検出可能領域内に存在しない場合には検出可能距離
L_MAXを表す信号を出力するものとされている。また、舵
角センサ16は例えば、自車のステアリングホイールの操
作角を検出する形式とすることができる。

一方、出力インタフェースには、第２図に示すように
自車の４つの車輪の各々のブレーキを制御するブレーキ
アクチュエータ20、およびエンジンの吸気マニホールド
に設けられたスロットルバルブを制御するスロットルア
クチュエータ22が接続されている。

前記ROMには第４図にフローチャートで表す追従走行
制御ルーチンを始め、各種制御プログラムが記憶されて
いる。ROMにはまた、第５図にグラフで表す車間距離と
目標車速との関係を規定する車間距離−目標車速マップ
も記憶されている。なお、このマップを用いて決定され
る目標車速には上限が設けられており、その上限は運転
者による設定車速である。

ROMにはまた、自車の舵角と仮想車間距離との対応関
係を規定する舵角−仮想車間距離マップも記憶されてい
る。舵角は左旋回時の最大角度と右旋回時の最大角度と
の範囲とされていて、０を含んでいる。仮想車間距離
は、前車が、自車の舵角に応じて推定される自車の将来
の走行経路（以下、単に推定走行経路という）と検出可
能領域の境界との交点に存在すると想定した場合のその
仮想前車と自車との車間距離である。仮想前車と自車と
の、自車の前後方向に関する直線距離なのである。例え
ば、舵角が０゜,X゜,Y゜およびＺ゜（０＜Ｘ＜Ｙ＜Ｚ）
である場合には、第３図に矢印付き実線で示す経路がそ
れぞれ推定されることになる。

追従走行制御は第４図のルーチンが所定時間毎に実行
されることによって実現される。本ルーチンの各回の実
行時にはまず、ステップS1（以下、単にS1で表す。他の
ステップについても同じ）において、車間距離センサ12
の出力信号に基づいて今回車間距離が計測されるととも
に、それがコンピュータ10のRAMに記憶される。続い
て、S2において舵角センサ16と出力信号に基づいて自車
の舵角が計測され、S3においてその舵角に対応する仮想
車間距離が前記舵角−仮想車間距離マップを用いて決定
される。その後、S4において、その仮想車間距離に応じ
た目標車速が前記車間距離−目標車速マップを用いて決
定されるとともに、その目標車速が最大車速とされる。

例えば、舵角が前記Ｘ゜,Y゜およびＺ゜であって、仮
想車間距離がL_X,L_YおよびL_Zである３つの場合にはそれ
ぞれ、第５図に示す最大車速V_X,V_YおよびV_Zが決定され
ることになる。

その後、S5において、今回車間距離に応じた目標車速
が決定されるとともに、その目標車速が通常車速とさ
れ、S6において、通常車速が最大車速より小さいか否か
が判定されることにより、前車が車間距離センサ12の検
出可能領域内に存在するか否かが判定される。そうであ
ればS7において通常車速が真の目標車速とされ、そうで
なければS8において最大車速が真の目標車速とされる。

いずれの場合にもその後、S9において、車速センサ14
の出力信号に基づく自車の車速と真の目標車速とに基づ
いて自車の目標加減速度が演算され、Ｇセンサ18の出力
信号に基づく自車の加減速度と目標加減速度とに基づい
て、ブレーキアクチュエータ20のブレーキ制御量とスロ
ットルアクチュエータ22のスロットル制御量とがそれぞ
れ演算される。その後、S10において、ブレーキアクチ
ュエータ20がそのブレーキ制御量で制御され、S11にお
いて、スロットルアクチュエータ22がそのスロットル制
御量で制御される。

したがって、S1〜S7およびS9〜S11の実行が何回も繰
り返されれば、車間距離と自車の車速との関係が第５図
に示す関係に保たれるように自車の加減速度が制御され
ることになる。一方、S1〜S6およびS8〜S11の実行が何
回も繰り返されれば、自車は、前車が検出可能領域の境
界と自車の推定走行経路との交点に存在すると想定した
場合のその仮想前車に追従した仮想的追従走行を行うこ
とになる。

以上の説明から明らかなように、本実施例において
は、車間距離センサ12が前車を検出し得ない状況におい
ても、自車を存在する前車との関係において安全に走行
させ得ることとなって、追従走行制御装置の信頼性が向
上する。

また、本実施例においては、前車が検出可能領域内に
存在しない場合でも例えば曲路上を走行するために自車
を旋回させる場合には、舵角が大きい程すなわち自車の
旋回半径が小さい程自車の車速が小さくされる。そのた
め、本実施例においては、仮想的追従走行時には旋回走
行時における走行安定性が向上するという付随的な効果
が得られる。

車間距離センサ12は従来、自車の前方の像を帯状を成
して真直に延びる撮像領域（これは、自車の中心を通っ
て自車の前後方向に延びる直線に直角な一平面で検出可
能領域を切断した場合の断面に相当する領域である）で
撮像する撮像部を備えていて、前車が撮像領域内におい
て位置する可能性がある位置を予想することなく、撮像
領域全域について信号処理を行うようにされていた。と
ころで、自車の将来の走行経路を推定することは結局、
撮像領域のうち自車が安全に走行するために撮像するこ
とが特に必要な部分を予想することである。したがっ
て、車間距離センサ12を、撮像領域全域について信号処
理を行うのではなく、撮像領域のうち特に信号処理が必
要である部分についてのみ信号処理を行うものとすれ
ば、無駄な信号処理が省略されることとなって車間距離
計測にかかる時間が短縮されるという効果が得られる。
例えば、第３図において、舵角がＹ゜である場合には、
撮像領域のうち例えば図において右半分についてのみ信
号処理を行えばよいのである。

以上の説明から明らかなように、本実施例において
は、ブレーキアクチュエータ20,スロットルアクチュエ
ータ22等が加減速装置を構成し、コンピュータ10の、第
３図のS1〜S9を実行する部分がＧセンサ18と共同して、
舵角が実質的に０であるか否かを問わず作動する車速制
御式制御量決定手段を構成し、コンピュータ10の、同図
のS10およびS11を実行する部分が加減速装置制御手段を
構成している。

以上、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明
したが、本発明はその他の態様で実施することができ
る。

例えば、前記仮想車間距離は例えば、仮想前車と自車
との最短距離としたり、仮想前車と自車との推定走行経
路上における曲線距離とすることもできる。

また、前記実施例においては、最大車速が車間距離−
目標車速マップを用いて決定されていたが、最大車速の
決定に専用のマップを設けて最大車速をその専用マップ
を用いて決定することもできる。専用マップは例えば、
仮想車間距離内で実現可能な減速度で停止し得る目標車
速を決定するものとすることができる。

また、前記実施例においては、自車の加減速度がＧセ
ンサ18の出力信号に基づいて直接検出されていたが、車
速センサ14の出力信号に基づいて間接的に検出してもよ
い。

また、本発明はこれらの他にも当業者の知識に基づい
て種々の変形，改良を施した態様で実施することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を概念的に示すブロック図であ
る。第２図は本発明の一実施例である車両用追従走行制
御装置の構成を示すブロック図である。第３図は第２図
における車間距離センサの検出可能領域を示す図であ
る。第４図は第２図におけるコンピュータのROMに記憶
されている追従走行制御ルーチンを示すフローチャート
である。第５図は上記ROMに記憶されている車間距離−
目標車速マップを示すグラフである。 10:コンピュータ、12:車間距離センサ 14:車速センサ、16:舵角センサ 18:Gセンサ 20:ブレーキアクチュエータ 22:スロットルアクチュエータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者勝野歳康愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内 (56)参考文献特開平３−118699（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B60K 41/20 B60K 31/00 F02D 29/02 B60T 8/58

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】車両にその前車に追従した追従走行を行わ
せるために、自車を加，減速させる加減速装置を制御す
る車両用追従走行制御装置であって、自車と前車との車間距離を検出する車間距離センサと、自車の車速を検出する車速センサと、自車の舵角を検出する舵角センサと、前車が前記車間距離センサの検出領域内に存在する場合
には、少なくとも車間距離センサによる検出車間距離と
前記車速センサによる検出車速とに基づいて、自車に検
出領域内に現実に存在する現実車両に追従した現実的追
従走行を行わせるのに適当な前記加減速装置の制御量を
決定する一方、検出領域内に存在しない場合には、前記
舵角センサによる検出舵角と検出車速とに基づいて、自
車に、前者が検出領域の境界と自車の将来の走行経路と
の交点近傍に存在すると想定した場合のその仮想前車に
追従した仮想的追従走行を行わせるのに適当な制御量を
決定する制御量決定手段と、その制御量で前記加減速装置を制御する加減速装置制御
手段とを含むことを特徴とする車両用追従走行制御装置。
【請求項２】前記制御量決定手段が、前記車間距離センサからの信号に基づいて、前車が検出
領域内に存在する場合には、前記検出車間距離に基づい
て自車の第１目標車速を決定する一方、検出領域内に存
在しない場合には、車間距離センサが検出可能な最大距
離に基づいて第１目標車速を決定する第１目標車速決定
手段と、前記検出舵角に基づいて、前記仮想前車と自車との距離
を仮想車間距離として決定するとともに、決定した仮想
車間距離に基づいて自車の第２目標車速を決定する第２
目標車速決定手段と、決定された第１および第２目標車速のうち小さい方を真
の目標車速に決定する真正目標車速決定手段とを含む請求項１に記載の車両用追従走行制御装置。