JP3260208B2 - 自動車の走行制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、所定の目標車速で定速
走行するよう車速を制御する車速制御部と、自車と先行
車との車間距離が所定の目標距離となるよう制御する車
間距離制御部とを備えた自動車の走行制御装置に関し、
特に、車速制御と車間距離制御との切換え時の制御に係
わるものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、自動車の走行制御装置として、車
速を一定に保って走行する車速制御機能に加えて、自車
と先行車との車間距離を検出する赤外線レーザレーダ装
置等の車間距離検出装置を搭載し、単独走行のみならず
他の自動車がいる場合でも安全な車間距離を保って走行
する車間距離制御機能を備えたものが種々開発されてい
る。例えば特開平１−１１４５５０号公報には、レーダ
装置で検出した車間距離が車速に応じた安全車間距離を
保つように車速を制御して先行車に追従走行し、また安
全車間距離内に先行車がない場合には予め設定された目
標車速まで加速走行し、その後該目標車速で定速走行す
るものが開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
ものでは、車速制御と車間距離制御との切換え時の制御
に問題がある。すなわち、車間距離制御中に先行車の加
速に追従して自車が加速し、その車速が車速制御で予め
設定された目標車速（設定車速）に達することがある。
その際、車間距離制御から車速制御に変更されるが、制
御の時間的な遅れ等から自車の車速が目標車速を大きく
上回るいわゆるオーバーシュートが生じるという問題で
ある。

【０００４】本発明はかかる点に鑑みてなされたもので
あり、その目的とするところは、車速制御と車間距離制
御との切換え時に自車の車速が目標車速を大きく上回る
オーバーシュートの発生を防止して、安全性を高め得る
自動車の走行制御装置を提供せんとするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、所定の目標車速で定速走行
するよう車速を制御する車速制御部と、自車と先行車と
の車間距離を車間距離検出装置で検出し上記車間距離が
所定の目標車間距離となるよう制御する車間距離制御部
とを備えた自動車の走行制御装置において、上記車間距
離制御部による制御中に、先行車の車速及び加速度を算
出して該算出結果から先行車の所定時間経過後の車速が
上記車速制御部による制御の目標車速以上になることを
判断する判断手段と、該判断手段が、上記先行車の所定
時間経過後の車速が上記目標車速以上になると判断した
場合には、自車の車速が上記目標車速に達する前に車速
制御部による制御に切換える一方、上記判断が行われな
い場合には、上記車間距離制御部による制御を継続する
制御切換え手段とを備える構成とする。

【０００６】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明に従属し、その一つの構成要素である制御切換え手段
による制御の切換え時点をより具体的に示す。つまり、
上記制御切換え手段は、自車の車速と目標車速との差が
所定値より小さくなった時に車速制御部による制御に切
換えるものである。ここで、上記所定値は、請求項３記
載の発明では自車または先行車の車速の変化量が大きい
程大きな値に設定されており、請求項４記載の発明では
走行抵抗に応じて変化する値に設定されている。

【０００７】

【作用】上記の構成により、請求項１記載の発明では、
車間距離制御部による制御中つまり車間距離制御中に、
先行車の車速及び加速度の算出結果から先行車の所定時
間経過後の車速が上記車速制御部による制御つまり車速
制御の目標車速以上になることを判断手段で判断し、該
判断手段が、上記先行車の所定時間経過後の車速が上記
目標車速以上になると判断した場合には、制御切換え手
段によって自車の車速が上記目標車速に達する前に車速
制御に切換えられる。これにより、自車の車速が目標車
速を上回ることはない。

【０００８】ここで、請求項２記載の発明の如く自車の
車速と目標車速との差が所定値より小さくなった時に車
速制御に切換える場合、自車または先行車の車速の変化
量が大きい程車速のオーバーシュートが発生し易い。従
って、請求項３記載の発明の如く上記所定値が自車また
は先行車の車速の変化量が大きい程大きな値に設定され
ていると、オーバーシュートの発生度合いに応じて車速
制御に切換えられることになり、オーバーシュートの防
止と共に、自車の車速を目標車速に早期に到達させるこ
とができることになる。また、走行抵抗によっても車速
オーバーシュートの発生度合いが異なることから、請求
項４記載の発明の如く上記所定値が走行抵抗に応じて変
化する値に設定されている場合にも、オーバーシュート
の防止と目標車速への早期到達とが共に図られることに
なる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００１０】図１は本発明の一実施例に係わる自動車の
走行制御装置の全体構成を示し、１はエンジン吸気系の
スロットル弁（図示せず）の開度を自動調整するスロッ
トル制御装置、２は電子制御式自動変速機（ＥＡＴ）の
制御装置、３は各車輪に付与する制動力を自動調整する
ブレーキ制御装置であり、これら三種類の制御装置１〜
３は、いずれも図示していないがアクチュエータを有
し、該各アクチュエータは、コントロールユニット４に
より制御される。すなわち、コントロールユニット４
は、スロットル制御装置１のアクチュエータに対し目標
スロットル開度信号を出力して制御を行うとともに、ブ
レーキ制御装置３のアクチュエータに対し目標ブレーキ
量信号を出力して制御を行う。またコントロールユニッ
ト４は、ＥＡＴ制御装置２のシフト位置を検出するセン
サ（図示せず）からのシフト位置信号を受けつつ、該Ｅ
ＡＴ制御装置２のアクチュエータに対しシフト制御信号
を出力して制御を行う。

【００１１】また、６は車室内のインストルメントパネ
ル等に設けられる情報表示装置であって、該情報表示装
置６は、図示していないが、上記コントロールユニット
４からの警報信号を受けて点灯する警報ランプと、コン
トロールユニット４からの自己診断信号を受けて画面表
示する表示部とを備えている。７は自車と先行車との車
間距離を検出する車間距離検出装置であって、該車間距
離検出装置７は、本実施例の場合レーザレーダ装置から
なり、自車の前方に向けてレーザ光を発信するととも
に、先行車に当たって反射してくるレーザ光を受信し、
このレーザ光の受信時点と発信時点との遅れ時間によっ
て自車と先行車との車間距離を検出するように構成され
ており、その検出信号である車間距離信号はコントロー
ルユニット４に入力される。

【００１２】さらに、１１はスロットル弁の開度を検出
するスロットル開度センサ、１２は車速を検出する車速
センサ、１３はハンドル舵角を検出する舵角センサ、１
４はブレーキペダルの踏込み時にＯＮ作動するブレーキ
スイッチ、１５はヨーレートを検出するヨーレートセン
サ、１６は自動車の横加速度を検出する横Ｇセンサ、１
７はクラッチの作動状態に応じてＯＮ作動するクラッチ
スイッチであり、これらセンサ・スイッチ類１１〜１７
の検出信号は、いずれもコントロールユニット４に入力
される。尚、図示していないエンジン回転数センサ等そ
の他のセンサ・スイッチ類の検出信号もコントロールユ
ニット４に入力される。

【００１３】上記コントロールユニット４は、図２に示
すように、車間距離検出装置７からの検出信号を始め、
各種のセンサ・スイッチ類１１〜１７からの検出信号を
受けて所定の情報処理を行う入力情報処理部２１と、ド
ライバー操作による通常の制御を行う通常制御部２２
と、所定の目標車速で定速走行するよう車速を制御する
車速制御部２３と、自車と先行車との車間距離が所定の
目標距離となるよう車速を制御する車間距離制御部２４
と、上記入力情報処理部２１で得られた情報に基づい
て、上記三種類の制御部２２〜２４のいずれか一つに対
し制御指令を発して制御を切換える制御切換え部２５
と、上記各制御部２２〜２４からの信号を受け、スロッ
トル制御装置１等の作動部（アクチュエータ等）に出力
する出力情報を処理する出力情報処理部２６とを備えて
いる。

【００１４】ここで、上記制御切換え部２５による制御
の切換えを、図３を用いて説明するに、自車と先行車と
の車間距離ＤＩＳが所定の車間距離Ｌa よりも短いとき
には、車間距離制御部２４による制御つまり車間距離制
御を行い、自車と先行車との車間距離ＤＩＳが所定の車
間距離Ｌa よりも長いときには、車速制御部２３による
制御つまり車速制御を行う。また、車間距離制御中に自
車または先行車の車速が車速制御の目標車速以上になっ
たとき、上記制御切換え部２５は車速制御に切換える。
尚、車間距離制御領域のうち、自車と先行車との相対速
度ＲＥＬが正の方向（接近方向）に大きく危険度の高い
Ａ領域では警報表示装置６の作動による警報とブレーキ
制御装置３の作動による制動とが行われ、危険度が中程
度のＢ領域ではブレーキ制御装置３の作動による制動と
ＥＡＴ制御装置２の作動によるシフトダウンとが行わ
れ、危険度の低いＣ領域ではスロットル制御装置１の作
動によるスロットル開度調整のみが行われる。

【００１５】次に、車間距離制御中に自車または先行車
の車速が車速制御の目標車速以上になったとき、上記制
御切換え部２５による車速制御への切換えについて、図
４に示すフローチャートに従って説明する。

【００１６】図４において、先ず初めに、ステップＳ1
において車速センサ１２で検出された自車の車速（以
下、自車速という）ＶＳＰ及び車間距離検出装置２４で
検出された自車と先行車との車間距離ＤＩＳ等の入力情
報を読み込んだ後、ステップＳ2 で自車と先行車との相
対速度ＲＥＬを演算する。この相対速度ＲＥＬは、自車
と先行車との車間距離ＤＩＳの時間当たりの変化量であ
り、車間距離ＤＩＳの前回値に対する今回値の差分をサ
ンプリング周期Δｔ（例えば７ms）で除して算出され
る。

【００１７】続いて、ステップＳ3 で先行車の車速（以
下、先行車速という）ＶＳＰＦを演算する。この先行車
速ＶＳＰＦは、自車速ＶＳＰから上記相対速度ＲＥＬを
減算することで算出される。つまり、 ＶＳＰＦ＝ＶＳＰ−ＲＥＬ の関係式が成り立つのである。

【００１８】続いて、ステップＳ4 で車速制御の予めセ
ットされた目標車速ＶＳＰＯを認識するとともに、ステ
ップＳ5 で目標車間距離ＤＩＳＯを演算する。目標車間
距離ＤＩＳＯは、図５に示すようなマップを用いて演算
される。このマップでは、目標車間距離ＤＩＳＯは、先
行車速ＶＳＰＦの増加に伴い二次曲線的に増加する。し
かる後、ステップＳ6 で先行車の加速度ＧＦＶを演算す
る。この加速度ＧＦＶは、先行車速ＶＳＰＦの前回値に
対する今回値の差分をサンプリング周期Δｔで除して算
出される。

【００１９】続いて、ステップＳ7 で上記加速度ＧＦＶ
と現在の先行車速ＶＳＰＦとから先行車の所定時間ＴＭ
Ｋ後の車速ＶＳＰＦＴを推定する。つまり、この推定
は、下記の式により、 ＶＳＰＦＴ＝ＶＳＰＦ＋ＧＦＶ×ＴＭＫ 行う。そして、ステップＳ8 で上記先行車の所定時間Ｔ
ＭＫ後の車速ＶＳＰＦＴが目標車速ＶＳＰＯよりも小さ
いか否かを判定する。つまり、先行車が所定時間ＴＭＫ
後車速制御の目標車速ＶＳＰＯ以上に加速するか否かを
判断するのである。よって、ステップＳ7 ，Ｓ8 によ
り、車間距離制御中に、先行車の所定時間経過後の車速
が車速制御の目標車速ＶＳＰＯ以上になることを判断す
る判断手段３１が構成されている。

【００２０】上記ステップＳ8 の判定がＮＯのときに
は、ステップＳ9 で車間距離制御を行うべく目標車間距
離ＤＩＳＯと実際の車間距離ＤＩＳとの差分に応じた制
御量ＤＡＣＴＰ（＝ｆ（ＤＩＳＯ−ＤＩＳ））を演算
し、しかる後、ステップＳ16で上記制御量ＤＡＣＴＰに
対応する要求スロットル開度ＴＶＰ（＝ｆ（ＤＡＣＴ
Ｐ））を演算し、リターンする。

【００２１】一方、上記ステップＳ8 の判定がＹＥＳの
とき、つまり先行車が車速制御の目標車速ＶＳＰＯ以上
に加速するときには、ステップＳ10で自車の発生加速度
ＧＳＶを演算し、ステップＳ11で発生軸トルクＴＲＱを
演算する。上記発生加速度ＧＦＶは、自車速ＶＳＰの前
回値に対する今回値の差分をサンプリング周期Δｔで除
して算出される。また、上記発生軸トルクＴＲＱは、図
６に示すマップを用いて、実際のスロットル開度ＴＶＯ
とエンジン回転数ＮＥとから算出される。

【００２２】続いて、ステップＳ12で自車の発生加速度
ＧＳＶと発生軸トルクＴＲＱと自車速ＶＳＰとから走行
路面の勾配ｓｉｎθ（＝ｆ（ＧＳＶ，ＴＲＱ，ＶＳ
Ｐ））を推定し、ステップＳ13で自車の発生加速度ＧＳ
Ｖと走行路面の勾配ｓｉｎθとから所定値αを演算す
る。この所定値αの演算では、図７に示すマップが用い
られる。このマップでは、所定値αは、自車の発生加速
度ＧＳＶが大きい程大きな値に設定されている。また所
定値αは、勾配ｓｉｎθが零である平地のときと比較し
て、勾配ｓｉｎθが負の値つまり下り坂のときは大きく
なり、勾配ｓｉｎθが正の値つまり上り坂のときは小さ
くなる。

【００２３】続いて、ステップＳ14で車速制御の目標車
速ＶＳＰＯと自車速ＶＳＰとの差が上記所定値αよりも
小さいか否かを判定する。この判定がＮＯのときには、
ステップＳ9 へ移行して車間距離制御の制御量を演算す
る一方、判定がＹＥＳのときには、ステップＳ15で車速
制御を行うべく目標車速ＶＳＰＯと自車速ＶＳＰとの差
分に応じた制御量ＤＡＣＴＰ（＝ｆ（ＶＳＰＯ−ＶＳ
Ｐ））を演算し、しかる後、ステップＳ16で上記制御量
ＤＡＣＴＰに対応する要求スロットル開度ＴＶＰ（＝ｆ
（ＤＡＣＴＰ））を演算し、リターンする。ステップＳ
8 ，Ｓ9 ，Ｓ10〜Ｓ15の制御フローにより、上記判断手
段３１が、先行車の所定時間経過後の車速が車速制御の
目標車速ＶＳＰＯ以上になると判断した場合には、自車
速ＶＳＰが上記目標車速ＶＳＰＯに達する前（詳しくは
その差が所定値αより小さくなった時）に車速制御に切
換える一方、先行車の所定時間経過後の車速が車速制御
の目標車速ＶＳＰＯ以上になるという判断が行われない
場合には、車間距離制御を継続する制御切換え手段３２
が構成されている。

【００２４】次に、上記実施例の作用・効果について説
明する。

【００２５】今、車間距離制御部２４により車間距離制
御が行われ、自車が先行車と所定の目標車間距離ＤＩＳ
Ｏを保ったまま走行している。この車間距離制御中に、
図８に示すように、先行車が加速し、先行車速ＶＳＰＦ
が直線的に増加すると、それに追従して自車も加速し、
自車速ＶＳＰが、所定時間を遅れた状態で先行車速ＶＳ
ＰＦと同様に直線的に増加する。そして、先行車が車速
制御の目標車速ＶＳＰＯ以上に加速するときには、それ
以前に判断手段３１が、先行車の現在の車速ＶＳＰＦと
加速度ＧＦＶとから先行車の所定時間後の車速ＶＳＰＦ
Ｔを推定し、この車速ＶＳＰＦＴから上記の状況を予測
する。制御切換え手段３２は、この予測結果を受け、自
車速ＶＳＰが上記目標車速ＶＳＰＯより所定値α低い速
度になった時点で車間距離制御から車速制御部２３によ
る車速制御に切換える。これにより、自車速ＶＳＰは目
標車速ＶＳＰＯに漸近的に近付くようになり、目標車速
ＶＳＰＯを上回るオーバーシュートの発生を防止するこ
とができる。

【００２６】ここで、車速のオーバーシュートは、自車
または先行車の車速の変化量つまり加速度ＧＳＶが大き
い程発生し易い。これに対応して、上記所定値αは、上
記加速度ＧＳＶが大きい程大きな値に設定されるように
なっているので、オーバーシュートの防止を図ることが
できるとともに、自車速ＶＳＰを目標車速ＶＳＰＯに早
期に到達させることができることになる。

【００２７】また、平地に比較して、走行抵抗が作用す
る上り坂では車速のオーバーシュートは発生し難く、走
行抵抗が負の方向つまり加速方向に作用する下り坂では
車速のオーバーシュートは発生し易い。これに対応し
て、上記所定値αは、上り坂（ｓｉｎθ＞０）では小さ
く、下り坂（ｓｉｎθ＜０）では大きくなるので、オー
バーシュートの防止と目標車速への早期到達との両立化
をより図ることができる。

【００２８】

【発明の効果】以上の如く、請求項１〜４記載の各発明
によれば、車間距離制御中に先行車の所定時間経過後の
車速が車速制御の目標車速以上になる場合には、自車の
車速が上記目標車速に達する前に車速制御に切換えられ
るので、自車の車速が目標車速を上回るオーバーシュー
トの発生を防止することができ、安全性の向上を図るこ
とができる。

【００２９】特に、請求項３及び４記載の発明では、オ
ーバーシュートの発生度合いに応じて車速制御への切換
えタイミングを調整しているので、オーバーシュートの
発生の防止と目標車速への早期到達とを共に図ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係わる自動車の走行制御装置
のブロック構成図である。

【図２】コントロールユニットのブロック構成図であ
る。

【図３】車間距離等と制御方式との関係を説明するため
の図である。

【図４】車間距離制御中に自車または先行車の車速が車
速制御の目標車速以上になったとき車速制御に切換える
制御内容を示すフローチャート図である。

【図５】車間距離制御における目標車間距離の演算に用
いられるマップを示す図である。

【図６】発生軸トルクの演算に用いられるマップを示す
図である。

【図７】所定値αの演算に用いられるマップを示す図で
ある。

【図８】先行車速及び自車速の変化状態を示す図であ
る。

【符号の説明】

７ 車間距離検出装置 ２３ 車速制御部 ２４ 車間距離制御部 ３１ 判断手段 ３２ 制御切換え手段

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−34439（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B60K 31/00 F02D 29/02 301

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の目標車速で定速走行するよう車速
   を制御する車速制御部と、自車と先行車との車間距離を
   車間距離検出装置で検出し上記車間距離が所定の目標車
   間距離となるよう制御する車間距離制御部とを備えた自
   動車の走行制御装置において、 上記車間距離制御部による制御中に、先行車の車速及び
   加速度を算出して該算出結果から先行車の所定時間経過
   後の車速が上記車速制御部による制御の目標車速以上に
   なることを判断する判断手段と、 該判断手段が、上記先行車の所定時間経過後の車速が上
   記目標車速以上になると判断した場合には、自車の車速
   が上記目標車速に達する前に車速制御部による制御に切
   換える一方、上記判断が行われない場合には、上記車間
   距離制御部による制御を継続する制御切換え手段とを備
   えたことを特徴とする自動車の走行制御装置。
2. 【請求項２】 上記制御切換え手段は、自車の車速と目
   標車速との差が所定値より小さくなった時に車速制御部
   による制御に切換えるようになっている請求項１記載の
   自動車の走行制御装置。
3. 【請求項３】 上記所定値は、自車または先行車の車速
   の変化量が大きい程大きな値に設定されている請求項２
   記載の自動車の走行制御装置。
4. 【請求項４】 上記所定値は、走行抵抗に応じて変化す
   る値に設定されている請求項２記載の自動車の走行制御
   装置。