JP3003335B2 - 車両用走行制御装置 - Google Patents

車両用走行制御装置

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JP3003335B2 JP3304678A JP30467891A JP3003335B2 JP 3003335 B2 JP3003335 B2 JP 3003335B2 JP 3304678 A JP3304678 A JP 3304678A JP 30467891 A JP30467891 A JP 30467891A JP 3003335 B2 JP3003335 B2 JP 3003335B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は車両用走行制御装置、特
に先行車と自車との相対速度を用いて先行車に追従走行
する車両用走行制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、高速道路走行における運転者
の運転操作低減や安全性向上等を目的とし、車両の速度
を自動調整する走行制御装置が開発されている。
【0003】このような走行制御装置では、運転者が予
め定めた設定車速で車両を巡航させる定速走行モード
や、先行車が存在する場合にこの先行車との車間距離を
安全な距離に維持しつつ先行車に追従する追従走行モー
ド等が設定されている。
【0004】ここで、追従走行モードにおいては、所定
のあるいは車速や相対速度に基づき算出された目標車間
距離に現車間距離が一致するように車速制御が行われる
が、より正確かつ滑らかな制御を実現するためには、こ
れら車速や相対速度、特に相対速度をいかに正確に検出
できるかが重要となる。
【0005】例えば、特開昭61−187100号公報
には自車両と障害物との相対速度を平滑化し、ばらつき
を低減して自車両と障害物との衝突の可能性を評価する
車両用衝突防止装置が開示されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに平滑化した相対速度を前述した追従走行制御に単に
適用する構成では、例えば先行車との車間距離が急激に
変化する状況では平滑化に要する時間だけ制御が遅れ、
先行車との車間距離が急激に減少してしまう等の問題が
生じてしまう。
【0007】一方、平滑化時間を短くすればこのような
制御遅れは解消できるものの、検出相対速度値のばらつ
きが大きくなってしまい、滑らかな制御ができず運転者
に不快感を与えてしまう。
【0008】本発明は上記従来技術の有する課題に鑑み
なされたものであり、その目的は相対速度を用いた追従
走行を行うに際し、正確かつ滑らかな制御が可能な車両
用走行制御装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は図1に示されるように先行車との車間距離
を検出する車間距離検出手段1と、自車の速度を検出す
る車速検出手段2と、前記車間距離の第1所定時間内の
変化量から実相対速度を算出する実相対速度算出手段5
と、前記車間距離の前記第1所定時間より大きい第2所
定時間内の変化量から平滑相対速度を算出する平滑相対
速度算出手段6と、前記車速と前記実相対速度とに基づ
き、または前記車速と前記平滑相対速度とに基づき目標
車間距離を算出する目標車間距離算出手段3と、先行車
との車間距離が前記目標車間距離となるようにスロット
ルを制御する制御手段4とを有することを特徴とする。
ここで、前記目標車間距離算出手段は、前記平滑相対速
度の絶対値が第1設定相対値以下であり、かつ前記車間
距離と前記目標車間距離との差分の絶対値が第1設定車
間値以下である場合には前記車速及び前記平滑相対速度
に基づき目標車間距離を算出し、前記平滑相対速度の絶
対値が前記第1設定相対値より大きい第2設定相対値以
上であるか、または前記車間距離と前記目標車間距離と
の差分の絶対値が前記第1設定車間値より大きい第2設
定車間値以上である場合に前記車速及び前記実相対速度
に基づき目標車間距離を算出することを特徴とする。
【0010】
【作用】本発明の車両用走行制御装置はこのような構成
を有しており、車速と実相対速度、あるいは車速と平滑
相対速度のいずれかを用いて追従走行を行うものであ
る。
【0011】具体的には、相対速度(平滑相対速度)が
小さく、かつ車間距離が目標車間距離にほぼ等しい走行
状態では、ばらつきのない正確な制御を行うだけの時間
的余裕があるため車速と平滑相対速度を用いて滑らかな
制御を行い、逆に相対速度が大きく先行車との位置関係
が急激に変化する可能性が高い走行状態や車間距離が目
標車間距離から大きく外れている場合には早期に制御を
開始すべく車速と実相対速度を用いて制御を行う。これ
により、応答性に優れ、かつ滑らかな制御が実現する。
【0012】
【実施例】以下、図面を用いながら本発明に係る車両用
走行制御装置の好適な実施例を説明する。
【0013】図2には本実施例の構成ブロック図が示さ
れている。車間距離検出手段として車間距離センサ10
が車両前部に設けられている。この車間距離センサ10
としては、例えば先行車像を撮影するCCDカメラやレ
ーダ装置、レーザレーダ装置等を用いることができる。
また、車速検出手段として車両のドライブシャフトの回
転速度を光学的に検知する車速センサ12が設けられて
いる。
【0014】また、定速走行時における車速設定用の設
定SW14が運転席に設けられ、さらにシステムスイッ
チ及び追従走行時の車間距離切り替え用(本実施例では
遠/近の2段階)の切替SWが同様に運転席に設けられ
る。そして、これら各センサ及びSWからの信号はマイ
クロコンピュータ18に供給される。
【0015】マイクロコンピュータ18は入出力ポー
ト、後述する処理プログラムが格納されたROM、この
処理プログラムに従って演算を行うCPU、演算結果を
記憶するRAM等を備えており、車間距離センサ10に
て検出された車間距離の時間変化率から相対速度を算出
する。
【0016】ここで、本実施例においてはマイクロコン
ピュータ18は相対速度を2種類算出する。第1の相対
速度はサンプリング時間0.8秒、サンプリング回数1
6回で算出された相対速度の平均である実相対速度VRR
1 、第2の相対速度はサンプリング時間1.6秒、サン
プリング回数32回で算出された相対速度の平均である
平滑相対速度VRR2 である。そして、このようにして算
出された2種類の相対速度VRR1 、VRR2 を先行車との
関係において適宜使い分け、スロットルアクチュエータ
20あるいはブレーキアクチュエータ22(本実施例で
は基本的にはスロットル制御による車速制御を行うので
ブレーキアクチュエータは制御されないが、必要に応じ
てブレーキ制御を行うことも可能である)に制御信号を
送って車両の走行を制御するとともに、運転席に設けら
れた警報/表示装置24で適宜現車間距離を表示し、あ
るいは許容できない車間距離となった場合に運転者に警
報を与える構成である。
【0017】以下、図3のフローチャートを用いてマイ
クロコンピュータ18の処理を詳細に説明する。まず、
車両の走行が車間距離を制御して先行車に追従走行する
追従走行時か否かが判定される(S101)。この判定
はシステムスイッチでもある切替SW16がONされて
いるか否か、そして車間距離センサ10から有限なデー
タが供給されているか否かで判定される。追従走行時に
は、次に車両検出時か否かが判定される(S102)。
この判定は、前回の処理では追従すべき先行車は存在せ
ず、今回の処理で初めて先行車を検出した場合か否かの
判定であり、初めて車間距離センサ10から有限なデー
タが供給されたか否かで判定される。
【0018】車両検出時の場合には、車間距離データの
蓄積がなく、距離データに安定性がなく、また追従すべ
きこの先行車の走行状態が不明であるから、早期に制御
を開始する必要がある。従って、算出時間の短い実相対
速度VRR1 を用いて制御を行う(S103)。具体的に
は、まず車速V及び実相対速度VRR1 を用いて目標車間
距離LTを算出する。目標車間距離の算出には幾つかの
関数を用いることができるが、本実施例においては次式
で算出している。
【0019】 LT=車速×2.5−実相対速度×4(近) LT=車速×4 −実相対速度×6(遠) なお、近/遠は切替SWで選択される近/遠に対応して
設定される算出式である。そして、この目標車間距離L
と車間距離センサ10で検出された車間距離Lとの差分
E=L−LTを算出し、さらにこの差分が0となるよう
に目標車速VTをVT =V+GE(G:ゲイン)により
決定してスロットルアクチュエータ20を制御する。制
御態様としては、加速時ではスロットル開、減速時では
スロットル全閉とオーバドライブOFFである。そし
て、この実相対速度VRR1 を用いた制御が行われている
ときにはフラグIを0にセットしておく(S104)。
このフラグIは後述するヒステリシス特性を制御にもた
せるために重要なフラグである。
【0020】一方、S102で車両検出時でないと判定
された場合には、まず平滑相対速度VRR2 の評価が行わ
れる(S105)。すなわち、平滑相対速度VRR2 の絶
対値と第1設定相対値α1 との大小比較が行われる。先
行車に比較的よく追従している場合には相対速度は小さ
い値をとり、α1 より小さくなる。この場合には、さら
に目標車間距離LTと現車間距離Lとの差分の絶対値と
第1設定車間値β1 との大小比較が行われる(S10
6)。先行車に比較的よく追従している場合には現車間
距離は目標車間距離に近いからβ1 より小さくなる。こ
のように先行車によく追従している場合には、安定した
制御を行ってハンチングを低減すべく平滑相対速度VRR
2 を用いて追従制御を行う(S107)。具体的には、
車速及び平滑相対速度から、 LT=車速×2.5−平滑相対速度×4(近) LT=車速×4 −平滑相対速度×6(遠) により目標車間距離LTを算出し、前述した実相対速度
VRR1 による制御と同様に目標車速を算出してスロット
ルアクチュエータ20を制御する。そして、この平滑相
対速度VRR2 による制御が行われているときにはフラグ
Iを1にセットする(S108)。
【0021】図4には平滑相対速度VRR2 と車間距離の
関係が示されている。図中斜線領域が平滑相対速度VRR
2 の絶対値が第1設定相対値以下であり、かつ車間距離
と目標車間距離との差分の絶対値が第1設定車間値以下
である状態(平滑相対速度VRR2 による制御)である。
【0022】一方、車両の走行状態が図4の斜線領域以
外の場合には、平滑相対速度VRR2と第2設定相対値α2
(α1 <α2 )との大小比較が行われる(S10
9)。先行車との相対速度が大きい場合には、相対速度
を早期に減少させる必要があるため、前述した算出時間
の短い実相対速度VRR1 を用いて制御を行う(S10
3)。また、相対速度がそれほど大きくなくても車間距
離が目標車間距離と大きく異なる場合、具体的には車間
距離と目標車間距離との差分の絶対値が第2設定車間値
β2 より大きい場合も早期に制御を開始すべく実相対速
度による制御が行われる(S110)。図4において
は、このように相対速度が大きい場合、または車間距離
が目標車間距離と大きく異なる場合が点線領域の外側で
示されている。
【0023】このように、追従すべき先行車を初めて検
出した場合及び走行状態(相対速度及び車間距離)が目
標とする走行状態から大きく外れている場合には実相対
速度VRR1 を用いて車速制御を行い、目標とする走行状
態近傍では平滑相対速度VRR2 を用いて車速制御を行う
が、それ以外の走行状態のとき、すなわち図4において
点線の内側領域(但し斜線領域を除く)の場合には、ヒ
ステリシス特性をもたせて車両の走行を制御する。
【0024】ここで、ヒステリシス特性とは、実相対速
度VRR1 での制御が行われた後にこの領域に移行した場
合には引き続きこの実相対速度VRR1 による制御が行わ
れ、平滑相対速度VRR2 での制御が行われた後にこの領
域に移行した場合には引き続きこの平滑相対速度VRR2
による制御が行われることを意味している。すなわち、
この領域では、この領域に移行するまでの制御内容に応
じてその制御内容が変化するのである。このようにヒス
テリシス特性をもたせることにより、実相対速度VRR1
による制御から平滑相対速度VRR2 による制御へ移行
(あるいはその逆)する際にも滑らかに移行することが
可能となるのである。
【0025】具体的には、このヒステリシス特性はフラ
グIの値によって達成される。前述したように、実相対
速度VRR1 による制御が行われたときにはフラグIは0
にセットされており(S104)、平滑相対速度VRR2
による制御が行われたときにはフラグIは1にセットさ
れている(S108)。従って、図4における斜線領域
及び点線の外側領域以外の領域に車両の走行状態がある
ときにはフラグIの値をチェックし(S111)、フラ
グIが0のときは実相対速度VRR1 による制御を行い
(S103)、フラグIが1のときは平滑相対速度VRR
2 による制御を行うことにより(S107)制御にヒス
テリシス特性をもたせ、すべての走行状態にわたって滑
らかな制御を行うことができる。
【0026】このように、本実施例においては実相対速
度と平滑相対速度の2種類の相対速度を走行状態に応じ
て使い分けて制御を行うことにより、応答性よく、かつ
ばらつきのない滑らかな制御を同時に達成することが可
能となる。
【0027】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る車両
用走行制御装置によれば、先行車追従走行時において、
応答性に優れ、正確かつ滑らかな制御を行うことができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の構成ブロック図である。
【図2】本発明の一実施例の構成ブロック図である。
【図3】同実施例の処理フローチャート図である。
【図4】同実施例の相対速度と車間距離の関係を示す説
明図である。
【符号の説明】
10 車間距離センサ 12 車速センサ 14 設定SW 16 切替SW 18 マイクロコンピュータ 20 スロットルアクチュエータ 22 ブレーキアクチュエータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B60K 31/00 - 31/18 F02D 29/00 - 29/06 G08G 1/16

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 先行車との車間距離を検出する車間距離
    検出手段と、 自車の速度を検出する車速検出手段と、 前記車間距離の第1所定時間内の変化量から実相対速度
    を算出する実相対速度算出手段と、 前記車間距離の前記第1所定時間より大きい第2所定時
    間内の変化量から平滑相対速度を算出する平滑相対速度
    算出手段と、 前記車速と前記実相対速度とに基づき、または前記車速
    と前記平滑相対速度とに基づき目標車間距離を算出する
    目標車間距離算出手段と、 先行車との車間距離が前記目標車間距離となるようにス
    ロットルを制御する制御手段と、 を有し、前記目標車間距離算出手段は、前記平滑相対速
    度の絶対値が第1設定相対値以下であり、かつ前記車間
    距離と前記目標車間距離との差分の絶対値が第1設定車
    間値以下である場合には前記車速及び前記平滑相対速度
    に基づき目標車間距離を算出し、前記平滑相対速度の絶
    対値が前記第1設定相対値より大きい第2設定相対値以
    上であるか、または前記車間距離と前記目標車間距離と
    の差分の絶対値が前記第1設定車間値より大きい第2設
    定車間値以上である場合に前記車速及び前記実相対速度
    に基づき目標車間距離を算出することを特徴とする車両
    用走行制御装置。
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