JP3785959B2 - 車両用走行制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用走行制御装置の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車両用走行制御装置としては、例えば、特開平１０−１６６８８９号公報や特開平１０−１６６８９０号公報や特開２０００−５４８６０号公報に記載のものが知られている。
【０００３】
これらの従来公報には、自動走行中に、レーダで検出された車間距離に基づき、アクセルペダルの操作反力を変更する技術が記載されている。
その狙いは、車間距離が所定値より小さくなった場合に、ペダル反力が重くなるように変更してドライバに警報を与えることであったり（特開平１０−１６６８８９号公報や特開平１０−１６６８９０号公報）、単純に自動走行中にドライバが楽にアクセルペダルに足をおけるようにペダル反力特性を重くすることである（特開２０００−５４８６０号公報）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の車両用走行制御装置にあっては、単に、自動走行中に警報を与えたり、足を楽に置くことができる等の狙いのためにアクセルペダル反力を制御しているのみであるため、ドライバが現在の走行状態を常にモニターすることができないという問題がある。
【０００５】
例えば、アクセルペダルを踏み込まなくても、先行車までの車間距離を検出して、適切な車間距離を保って自動的に走行する、いわゆる、車間制御型定速走行装置（アダプティブ・クルーズ・コントロール：ＡＣＣ）が搭載された車両での自動追従走行中は、通常、ドライバはアクセルペダルより足を離し、システムに追従走行を任せてドライバはシステムの作動状態をモニター表示や警報音によって監視するものとなっている。よって、自動追従走行中において、レーダ等による距離検出状況やシステムの制御状態や先行車の急接近等の走行状態に関する情報を、ドライバがアクセルペダルから受けることができず、緊急の際のドライバによる適切なアクセル介入操作の実現等、走行状態に応じた適切な対応を行うことができない。
【０００６】
本発明は、上記問題点に着目してなされたもので、その目的とするところは、アクセル操作手段の操作反力によりドライバが現在の走行状態を常にモニターすることが可能となる車両用走行制御装置を提供することにある。
【０００７】
【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に係る発明では、
アクセル操作を行うことなく自動的に走行が可能な走行制御を行う車両用走行制御装置において、
自動走行中の自車速や先行車までの距離といった走行状態を検出する走行状態検出手段と、
アクセル操作手段の操作反力特性を変更するアクセル操作反力制御手段と、
前記走行状態検出手段により検出された走行状態から先行車に追従するための現在の車速制御の目標値である目標車速を決定し、決定した目標車速に比例して増加する値によるアクセル操作量しきい値を設定するアクセル操作量しきい値設定手段と、
自動走行中、アクセル操作量が設定されたアクセル操作量しきい値以下のとき、アクセル操作量に対して非自動走行時における通常の反力特性指令を、前記アクセル操作反力制御手段に対し出力し、アクセル操作量が設定されたアクセル操作量しきい値よりも大きいとき、アクセル操作量に対する前記通常の反力特性よりも操作反力が大きな反力特性に変更する指令を、前記アクセル操作反力制御手段に対し出力するアクセル操作反力特性変更手段と、
を備えていることを特徴とする。
【０００８】
請求項２に係る発明では、請求項１に記載の車両用走行制御装置において、
前記アクセル操作反力特性変更手段は、自動走行中であって、アクセル操作量が設定されたアクセル操作量しきい値よりも大きいとき、アクセル操作量に対する反力特性のアクセル操作量を増減する時の遊び量であるヒステリシスを、非自動走行時における通常の反力特性のヒステリシスより小さく変更するヒステリシス設定手段を有することを特徴とする。
【０００９】
請求項３に係る発明では、請求項１に記載の車両用走行制御装置において、
自車と前方の物標までの距離を検出する距離検出手段による検出確信度を、検出精度が高い距離検出時であるほど高いと検出する手段を設け、
前記アクセル操作反力特性変更手段は、前記検出確信度が高く、自動走行制御が安定していて制御信頼性が高いほど、アクセル操作量に対する反力特性のヒステリシスが小さくなるように変更するヒステリシス設定手段を有することを特徴とする。
【００１０】
請求項４に係る発明では、請求項１ないし請求項３の何れかに記載の車両用走行制御装置において、
前記走行状態検出手段は、先行車の車速や車間距離に応じて決定される追従走行目標車速を検出する手段であり、
前記アクセル操作量しきい値設定手段は、追従走行目標車速が小さいほどアクセル操作量しきい値を小さく設定する手段であることを特徴とする。
【００１１】
請求項５に係る発明では、請求項４に記載の車両用走行制御装置において、
前記アクセル操作量しきい値設定手段は、追従走行目標車速がゼロとなった場合に、アクセル操作量しきい値をゼロに設定する手段であり、
前記アクセル操作反力特性変更手段は、実際のアクセル操作量がゼロとなった場合に通常よりも大きな操作反力を発生させるまで、アクセル操作手段を半固定させるアクセル操作半固定手段を有することを特徴とする。
【００１２】
請求項６に係る発明では、請求項５に記載の車両用走行制御装置において、
前記アクセル操作半固定手段は、発進に必要な操作反力を、前記距離検出手段からの距離検出値が小さいほど大きく設定することを特徴とする。
【００１３】
請求項７に係る発明では、請求項１に記載の車両用走行制御装置において、
前記アクセル操作量しきい値設定手段により設定されたアクセル操作量しきい値未満の操作量で所定時間以上安定して走行している状態を検出する安定走行状態検出手段を設け、
前記安定走行状態検出手段において安定走行状態を検出した場合、アクセル操作量しきい値を減少させる走行状況学習制御手段を設けたことを特徴とする。
【００１４】
請求項８に係る発明では、請求項７に記載の車両用走行制御装置において、
前記安定走行状態検出手段において安定走行状態を複数回検出した場合、アクセル操作量しきい値を減少させる個人差学習制御手段を設けたことを特徴とする。
【００１５】
請求項９に係る発明では、請求項７または請求項８に記載の車両用走行制御装置において、
安定走行状態の検出に基づいてアクセル操作量しきい値を減少させた状態で、所定値以上のアクセル操作量を検出した場合、アクセル操作量しきい値を通常値へ復帰させるアクセル操作量しきい値復帰手段を設けたことを特徴とする。
【００１６】
【発明の作用および効果】
請求項１に係る発明にあっては、アクセル操作量しきい値設定手段において、走行状態検出手段により検出された自車速や先行車までの距離といった走行状態から先行車に追従するための現在の車速制御の目標値である目標車速が決定され、決定された目標車速に比例して増加する値によるアクセル操作量しきい値が設定される。そして、アクセル操作反力特性変更手段において、自動走行中、アクセル操作量が設定されたアクセル操作量しきい値以下のとき、アクセル操作量に対して非自動走行時における通常の反力特性指令が、アクセル操作反力制御手段に対し出力される。一方、アクセル操作量が設定されたアクセル操作量しきい値よりも大きいとき、アクセル操作量に対する通常の反力特性よりも操作反力が大きな反力特性に変更する指令が、アクセル操作手段の操作反力特性を変更するアクセル操作反力制御手段に対し出力される。
すなわち、走行状態から決定される目標車速は、先行車に追従するための現在の車速制御の目標値であるから、先行車が存在し、その車速が低速の場合には小さく、高速の場合には大きくなる。そして、決定された目標車速に比例して増加する値に設定されたアクセル操作量しきい値の前後においてアクセル操作手段の操作反力特性が変更されるため、アクセル操作手段の操作反力がアクセル操作量しきい値の前後で変化することにより、ドライバが現在の走行状態を常にモニターすることが可能となる。
【００１７】
請求項２に係る発明にあっては、アクセル操作反力特性変更手段のヒステリシス設定手段において、自動走行中であって、アクセル操作量が設定されたアクセル操作量しきい値よりも大きいとき、アクセル操作量に対する反力特性のアクセル操作量を増減する時の遊び量であるヒステリシスが、非自動走行時における通常の反力特性のヒステリシスより小さく変更される。
このため、先行車への自動追従走行状態、あるいは、追従する先行車が存在する状態の場合にアクセル操作手段の遊びが小さくなり、システムが確実に自動追従走行を行っていること、あるいは、システムが先行車の存在を認識していることを、アクセル操作反力のヒステリシス特性（遊び）の大小によりドライバに知覚させることができる。
【００１８】
請求項３に係る発明にあっては、アクセル操作反力特性変更手段のヒステリシス設定手段において、距離検出手段による検出確信度が高く、自動走行制御が安定していて制御信頼性が高いほど、アクセル操作量に対する反力特性のヒステリシスが小さくなるように変更される。
このため、検出確信度や制御信頼度が下がってきて、自動追従走行状態が解除されマニュアル運転に戻される状態を、ドライバが事前に察知することが可能となり、ドライバは事前察知により適切な対応をとることができる。
【００１９】
請求項４に係る発明にあっては、アクセル操作量しきい値設定手段において、先行車の車速や車間距離に応じて決定される追従走行目標車速が小さいほどアクセル操作量しきい値が小さく設定されるため、遅い車の割り込みや先行車の減速等、追従走行目標車速が小さく変化した場合にアクセル操作反力が増加し、ドライバに対し走行状況の変化を適切に情報提供することが可能となる。
【００２０】
請求項５に係る発明にあっては、アクセル操作反力特性変更手段のアクセル操作半固定手段において、実際のアクセル操作量がゼロとなった場合に通常よりも大きな操作反力を発生させるまで、アクセル操作手段が半固定とされるため、先行車の停止等に続いて自車も停止状態に至ることが理解しやすくなると共に、不用意なアクセル操作による再発進を防止することが可能になる。
【００２１】
請求項６に係る発明にあっては、アクセル操作半固定手段において、発進に必要な操作反力が、距離検出手段からの自車と前方の物標までの距離検出値が小さいほど大きく設定される。
このため、停止状態から発進する際に不用意なアクセル操作による再発進を防止することが可能となる。
【００２２】
請求項７に係る発明にあっては、安定走行状態検出手段において、アクセル操作量しきい値設定手段により設定されたアクセル操作量しきい値未満の操作量で所定時間以上安定して走行している状態が検出された場合、走行状況学習制御手段において、アクセル操作量しきい値が減少されるため、ドライバが現在の走行状態において設定車間距離よりも長い走行状態を好む場合、つまり、通常より安全意識が高いドライバに対し、学習によりドライバの好みにあったアクセル操作量で楽に走行できる特性に変更することが可能となる。
【００２３】
請求項８に係る発明にあっては、個人差学習制御手段において、安定走行状態検出手段において安定走行状態を複数回検出した場合、アクセル操作量しきい値が減少されるため、ドライバが現在の走行状態において設定車間距離よりも長い走行状態を好む場合、つまり、通常より安全意識が高いドライバに対し、複数回の学習によりドライバの好みを確実に把握し、ドライバの好みにあったアクセル操作量で楽に走行できる特性に変更することが可能となる。
【００２４】
請求項９に係る発明にあっては、アクセル操作量しきい値復帰手段において、安定走行状態の検出に基づいてアクセル操作量しきい値を減少させた状態で、所定値以上のアクセル操作量を検出した場合、アクセル操作量しきい値が通常値へ復帰されるため、不必要となった学習による特性変更を解除し、通常の特性で走行することが可能となる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明における車両用走行制御装置を実現する実施の形態を、請求項１〜請求項９に対応する第１実施例に基づいて説明する。
【００２６】
（第１実施例）
第１実施例は、車両用走行制御装置として、アクセルペダルを踏み込まなくても、先行車までの車間距離を検出して、適切な車間距離を保って自動的に走行する、いわゆる、車間制御型定速走行装置（ＡＣＣ）へ適用した例であって、図１は第１実施例の車両用走行制御装置１の構成を示すシステム図であり、図２は第１実施例の車両用走行制御装置１を搭載した車両を示す斜視図であり、図３はアクセルペダルとサーボモータの構成図である。
【００２７】
まず、構成を説明すると、図１〜図３において、１０はレーザレーダ（距離検出手段）、２０は前方カメラ、３０は画像処理装置、４０は車速センサ、５０は追従制御コントローラ、６０はアクセルペダル（アクセル操作手段）、７０はアクセルペダル反力制御装置（アクセル操作反力制御手段）、７１はサーボモータ、８０はブレーキセンサ、９０はスロットルアクチュエータ、１００はブレーキアクチュエータである。
【００２８】
前記レーザレーダ１０は、車両の前方グリル部もしくはバンパ部等に取り付けられ、水平方向にスキャンしながら赤外光パルスを伝播し、前方にある複数の反射物（通常、前方車の後端）で反射された反射波を計測し、反射波の到達時間より、複数の前方車までの車間距離とその存在方向を検出し、検出した車間距離及び方向を追従制御コントローラ５０へ出力する。このレーザーレーダ１０によりスキャンされる前方の領域は、自車正面に対して±6deg程度であり、この範囲内に存在する前方物体が検出される。
【００２９】
前記前方カメラ２０は、フロントウィンドウ上部に取り付けられた小型のＣＣＤカメラ、もしくは、ＣＭＯＳカメラ等であり、前方道路の状況を画像として検出し、画像処理装置３０へ出力する。この前方カメラ２０による検知領域は水平方向に±30deg程度であり、この領域に含まれる前方道路風景が取り込まれる。
【００３０】
前記画像処理装置３０は、前方カメラ２０からの画像入力に対し、フィルタ処理や認識処理等の各種画像処理を施し、追従制御コントローラ５０と連動して、前方カメラ２０の画像からレーザレーダ１０で検出している複数の前方車の中で、自車線内に存在し追従すべき先行車とそれまでの距離を検出する。
【００３１】
前記追従制御コントローラ５０は、車速センサ４０からの自車速と、レーザーレーダ１０からの車間距離と、画像処理装置３０からの認識結果と、ブレーキセンサ８０からのブレーキ操作情報とを入力し、自車線上の先行車までの車間距離とその確からしさ（検出確信度）を算出し、先行車に自車を追従させる追従制御を行う。この追従制御の内容は、先行車までの車間距離と車速に基づき、別途設定された設定車速以下で先行車に追従するように、スロットルアクチュエータ９０とブレーキアクチュエータ１００に適切な指令値を出力し、自車の加減速を制御する。同時にアクセルペダル反力制御装置７０に適切な指令値を出力し、走行状況に応じたアクセルペダル反力を発生させる。
【００３２】
前記アクセルペダル反力制御装置７０は、アクセルペダル６０に対し、リンク機構で接続されており、アクセルペダル６０のストローク量とそこで発生する反力をサーボモータ７１により制御する機構となっている。すなわち、図３に示すように、アクセルペダル６０のストローク量（踏み込み量）は、リンク機構を介してサーボモータ７１の回転角に変換され、サーボモータ７１ではこの回転各を検出することにより、ストローク量を算出すると共に、アクセルペダル反力制御装置７０の指令値に応じて、発生させるトルクと回転角を制御してアクセルペダル６０における操作反力の値とストローク値を任意に制御することができる。
【００３３】
次に、作用を説明する。
【００３４】
追従制御コントローラ５０は、車間距離や走行車速といった走行状況から判断して適切な追従走行状態を保つように、スロットルアクチュエータ９０やブレーキアクチュエータ１００へと指令値を出力する。この追従制御内容は、アクセルペダルを踏み込まなくても、先行車までの車間距離を検出して、適切な車間距離を保って自動的に走行する、いわゆる、車間制御型定速走行装置（ＡＣＣ）として知られていて、詳細な説明は省略する。
同時に、アクセルペダル反力制御装置７０に対して、走行状態に応じたアクセルペダル反力特性指令値を出力する。この制御内容は、本実施例において特徴的な点であり、以下、この点について詳しく説明する。
【００３５】
アクセルペダル反力制御装置７０は、アクセルペダル反力特性指令値に応じて、適切なアクセルペダル反力特性を算出し、それに基づいてサーボモータ７１を連続的に制御する。ここでの処理内容は、アクセルペダルストローク量Ｓに対するペダル反力Ｆを図４に示すような特性となるように制御する。ここで、設定ストローク量ＳＡ（アクセル操作量しきい値）とヒステリシス量△ＦＡは追従制御コントローラ５０より入力されるアクセルペダル反力特性指令値であり、図４に示すような特性を連続的に維持するよう、アクセルペダル反力制御装置７０ではサーボモータ７１を、例えば、１msecといったごく小さい周期で制御する。
【００３６】
自動追従制御を行わない状態でのストローク反力特性を図５に示す。図４においては、図５と比較して設定ストローク量ＳＡ以上のストローク量で操作している場合に、傾きＫＡが大きくなっており（ＫＡ＞ＫＯ）、より大きなペダル反力を発生させる。このことにより、運転者は設定ストローク量ＳＡに応じた車速よりも低い車速で走行する場合には、自由に車速を選択できると共に、それよりも高い車速で走行したい場合には、通常よりも大きなペダル反力を感じながら走行することとなる。そのため、現在の車速の状態がどのようになっているかを常にモニターし、適切にコントロールすることが容易になる。また、それと共に、設定ストローク量ＳＡ以上のストローク量でヒステリシス量△ＦＡが小さく設定される（△ＦＡ＜△Ｆ）。このことにより、この領域ではアクセルペダル６０の遊びが小さくなり、車間距離をシステムがコントロールしている状態を知覚し易くなる。
【００３７】
［アクセルペダル反力制御処理］
基本的に上記のようなアクセルペダル反力制御を行う中で、どのようにアクセルペダル反力特性指令値を決定するかについて、図６のフローチャートを用い、追従制御コントローラ５０での処理内容を説明する（アクセル操作反力特性変更手段）。本処理内容は、例えば、100msecに１回の周期で連続的に行われる。
【００３８】
まず、ステップＳ１１０にて、自車速や先行車までの車間距離といった走行状態を読み込み、続いて、ステップＳ１２０にて、アクセルペダル６０の現在のストローク量Ｓを読み込む。
【００３９】
ステップＳ１３０では、読み込まれた走行状態に応じて、設定ストローク量ＳＡを算出する（アクセル操作量しきい値設定手段）。ここで、設定ストローク量ＳＡは、走行状態から決定される自動追従走行における目標車速Ｖtargetに応じて、図７に示すように設定される。
この目標車速Ｖtargetは、先行車に追従するための現在の車速制御の目標値であるから、先行車が存在し、その車速が低速の場合には小さく、高速の場合には大きくなる。また、自動追従走行の設定車速ＶＳＥＴよりも先行車の車速の方が速い場合、追従走行を行わず、設定車速ＶＳＥＴを維持して走行する。
従って、設定ストローク量ＳＡは、図７に示すように、目標車速Ｖtargetに比例して増加し、設定車速ＶＳＥＴの時、最大値ＳＭＡＸをとる。例えば、先行車が減速し、目標車速Ｖtargetが小さくなった場合には、設定ストローク量ＳＡは小さくなる。この状況を図８に示す。
例えば、先行車の停止時等、目標車速Ｖtargetがゼロとなり、かつ、アクセルペダルストロークがゼロとなった場合には、アクセルペダル反力制御装置７０において、アクセルペダル反力特性を図９に示すように変更する。すなわち、ストローク量Ｓがゼロの状態において、ペダル反力ＦがＦfix以上となるまで、ストロークしないようにアクセルペダル６０を半固定する（アクセル半固定手段）。このことにより、先行車の停止等に続いて自車の停止状態に至る場合に、停止するという走行状態を理解し易くなると共に、停止後の不用意なペダル操作による再発進を防止することが可能となる。
また、このアクセルペダル６０を半固定したときの発進に必要な操作反力Ｆfixは、先行車までの検出距離の値が小さいほど大きく設定する。このことにより、停止状態から発進する際に不用意なペダル操作による先行車への急接近を防止できると共に、先行車までの車間距離が長い場合には、スムーズな発進を実現することが可能となる。
【００４０】
ステップＳ１４０では、走行状態に応じて、ヒステリシス量△ＦＡを算出する（ヒステリシス設定手段）。ここで、ヒステリシス量△ＦＡは、先行車までの車間距離の検出確信度や追従制御の信頼度に応じて、検出確信度や信頼度設定が小さくなるほど、ヒステリシスが大きくなるように設定する。
例えば、検出確信度が高く、制御が安定していて制御信頼度が高い場合には、図１０に示すように、ストローク量Ｓが設定ストローク量ＳＡ以上の領域でのヒステリシス量△ＦＡがほぼゼロとなるように設定することにより、アクセルペダル６０の遊びが小さくなり、システムが自信を持って追従制御を行っている状態であることを、ドライバは直感的に感じることが可能となる。
一方、検出確信度が低く、制御が不安定で制御信頼度が低い場合には、図１１に示すように、ストローク量Ｓが設定ストローク量ＳＡ以上の領域でのヒステリシス量△ＦＡを通常よりも大きくなるように設定する。このことにより、アクセルペダル６０の遊びが大きくなり、マニュアル運転状態に近い特性に変化するため、近い将来に追従制御が解除され、自ら修正操作を行わなければならない可能性があることを、ドライバは直感的に感じることが可能になる。
【００４１】
ステップＳ１５０では、設定ストローク量ＳＡについて、学習制御中であるかどうかを判断する。学習制御中ではなく、通常設定のままの場合には、ステップＳ２１０移行の処理へ進む。逆に、学習制御中である場合にはステップＳ３１０移行の処理へ進む。
【００４２】
学習制御中でない場合には、ステップＳ２１０でストローク量Ｓが設定ストローク量ＳＡ未満（すなわち、図１２のハッチング領域）で、所定時間ＴＳＴ（例えば、３０秒）以上安定しているか否かを判定する（安定走行状態検出手段）。安定している場合、ステップＳ２２０へ進み、システム作動（エンジンオン）からこの安定状態の回数を記憶する。ステップＳ２３０で安定状態が所定回数（例えば、５回）以上、検出された場合には、ステップＳ２５０へ進んで個人差学習制御を行い（個人差学習制御手段）、所定回数未満の場合には、ステップＳ２４０へ進んで走行状況学習制御を行う（走行状況学習制御手段）。
【００４３】
ここで、ステップＳ２４０の走行状況学習制御では、図１２のように設定ストローク量ＳＡを、安定状態での現在のストローク量Ｓと同じ値に設定する。このようにすることにより、現在走行中のストローク量よりも踏み込む際の反力を大きく設定することとなり、現在の車間距離設定により楽に安定して走行することができる。
【００４４】
また、ステップＳ２５０の個人差学習制御では、ステップＳ２４０と同様、図１２のように設定ストローク量ＳＡを、安定状態での現在のストローク量Ｓと同じ値に設定すると共に、ステップＳ２１０で安定状態を検出するための所定時間ＴＳＴを通常より短くなるよう（例えば、１０秒）に修正する。このようにすることにより、同じ安定状態を検出して学習制御に至るまでの判定時間を短くすることができ、ドライバの好みにより、設定車間距離よりも長い車間距離を好む場合には、その長い車間距離を設定車間距離に設定することができる。
【００４５】
一方、ステップＳ１５０で学習制御中であると判定された場合、ステップＳ３１０でストローク量Ｓが設定ストローク量ＳＡより△Ｓ以上踏み込まれているかどうかを判断する。これ以上の踏み込みがなされた場合には、ドライバは学習制御による車間距離設定を解除したいと想定し、ステップＳ３２０で走行状態及び個人差の学習制御を解除する。すなわち、ステップＳ２４０やステップＳ２５０で修正した設定ストローク量ＳＡを通常値へ復帰させる（アクセル操作量しきい値復帰手段）。
【００４６】
その後、ステップＳ４１０で設定ストローク量ＳＡとヒステリシス量△ＦＡを、アクセルペダル反力特性指令値としてアクセルペダル反力制御装置７０へと出力し、今回の処理を終了する。
【００４７】
次に、効果を説明する。
【００４８】
(1)走行状態に応じて設定ストローク量ＳＡを設定し、その設定ストローク量ＳＡよりも大きなアクセル操作量の場合には、アクセル操作量に対し通常よりも大きな反力が発生する反力特性に変更するため、アクセルペダル６０の操作反力によりドライバが現在の走行状態を常にモニターすることが可能となる。
すなわち、図６のステップＳ１３０において、図５に示すペダル反力特性が図４に示すペダル反力特性に変更され、設定ストローク量ＳＡまでのストローク領域では通常通りのペダル操作により走行できるが、設定ストローク量ＳＡより大きなストローク量Ｓで走行する場合には通常より大きなペダル反力を感じる。
【００４９】
(2)先行車への自動追従走行状態かどうかや、追従する先行車の有無に応じて、アクセルペダル反力のヒステリシス特性の大きさを変更するため、先行車への自動追従走行状態の場合にアクセルペダル６０の遊びが小さくなり、システムが確実に自動追従走行を行っていることが理解し易くなる。
すなわち、先行車への自動追従走行状態の場合、図６のステップＳ１４０において、図４に示すように、設定ストローク量ＳＡより大きなストローク領域において、ヒステリシス量△ＦＡが、設定ストローク量ＳＡ以下でのヒステリシス量△Ｆより小さく設定される。
【００５０】
(3)距離検出の検出確信度や制御信頼度が大きいほど、アクセルペダル反力のヒステリシス特性の大きさを小さくするように変更する構成としているため、検出確信度や制御信頼度が下がってきて、自動追従走行状態が解除されマニュアル運転に戻される状態をドライバが事前に察知することが可能となり、適切な対応をとることが可能となる。
すなわち、図６のステップＳ１４０において、検出確信度が高く、制御が安定していて制御信頼度が高い場合には、図１０に示すように、ストローク量Ｓが設定ストローク量ＳＡ以上の領域でのヒステリシス量△ＦＡがほぼゼロとなるように設定される。
【００５１】
(4)追従走行目標車速Ｖtargetが小さいほど設定ストローク量ＳＡを小さく変更するため、遅い車の割り込みや先行車の減速等、追従走行目標車速Ｖtargetがより小さく変化した場合にアクセルペダル反力が増加し、ドライバに走行状況の変化を適切に情報提供することが可能となる。
すなわち、図６のステップＳ１３０において、先行車が減速し、目標車速Ｖtargetが小さくなった場合には、図８に示すように、設定ストローク量ＳＡは小さく変更される。
【００５２】
(5)追従走行目標車速Ｖtargetがゼロとなり、実際のアクセルペダルストロークがゼロとなった場合に、アクセルペダル６０を半固定させ、通常より大きな操作反力が発生するまでアクセルペダル６０がストロークしないようにしたため、先行車の停止等に続いて自車も停止状態に至ることが理解し易くなると共に、不用意なペダル操作による再発進を防止することが可能となる。
すなわち、図６のステップＳ１３０において、先行車の停止時等で、目標車速Ｖtargetがゼロとなり、かつ、アクセルペダルストロークがゼロとなった場合には、アクセルペダル反力制御装置７０において、アクセルペダル反力特性が図９に示すように変更される。
【００５３】
(6)アクセルペダル６０を半固定した時の操作反力を、検出距離の値が小さいほど大きく設定するようにしたため、停止状態から発進する際に不用意なペダル操作による先行車への急接近等を防止できると共に、車間距離が長い場合にはスムーズな発進を実現することが可能となる。
すなわち、図６のステップＳ１３０において、アクセルペダル反力特性が図９に示す半固定特性に変更された場合、発進に必要な操作反力Ｆfixは、先行車までの検出距離の値が小さいほど大きく設定される。
【００５４】
(7)設定ストローク量ＳＡ未満のストローク量Ｓで所定時間以上安定して走行している状態を検出した場合には、設定ストローク量ＳＡが減少するように変更するため、ドライバが現在の走行状態において設定車間距離よりも長い走行状態を好む場合には、それにあったストローク量Ｓで楽に走行できる特性に変更することが可能となる。
すなわち、設定ストローク量ＳＡ未満のストローク量Ｓで所定時間以上安定して走行している状態を検出した場合には、図６のフローチャートにおいて、ステップＳ２１０→ステップＳ２２０→ステップＳ２３０→ステップＳ２４０へと進む流れとなり、設定ストローク量ＳＡが現在のストローク量Ｓまで減少される。
【００５５】
(8)設定ストローク量ＳＡ未満のストローク量Ｓでの安定して走行している状態を複数回検出した場合にも、設定ストローク量ＳＡが減少するように変更するため、ドライバの好みにより設定車間距離よりも長い走行状態を好む場合には、それにあったストローク量Ｓで楽に走行できる特性に変更することが可能となる。
すなわち、設定ストローク量ＳＡ未満のストローク量Ｓでの安定して走行している状態を複数回（例えば、５回）検出した場合、図６のフローチャートにおいて、ステップＳ２１０→ステップＳ２２０→ステップＳ２３０→ステップＳ２５０へと進む流れとなり、設定ストローク量ＳＡが現在のストローク量Ｓまで減少される。併せて、安定状態を検出するための所定時間ＴＳＴが通常より短くなるように修正される。
【００５６】
(9)設定ストローク量ＳＡを減少させるように変更している状態において、所定値以上のアクセルペダル６０の踏み込みを検出した場合には、設定ストローク量ＳＡを通常値に復帰させるようにしたため、不必要となった学習による特性変更を解除し、通常の特性で走行することが可能となる。
すなわち、図６のフローチャートのステップＳ１５０で学習制御中であると判定された場合、ステップＳ３１０でストローク量Ｓが設定ストローク量ＳＡより△Ｓ以上踏み込まれているかどうかが判断され、これ以上の踏み込みがなされた場合には、ステップＳ３２０で走行状態及び個人差の学習制御を解除、すなわち、ステップＳ２４０やステップＳ２５０で修正した設定ストローク量ＳＡが通常値へ復帰させられる。
【００５７】
（他の実施例）
以上、本発明の車両用走行制御装置を第１実施例に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この第１実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
【００５８】
例えば、第１実施例では、車間制御型定速走行装置（ＡＣＣ）へ適用した例を示したが、設定された目標車速を維持するように自動走行させる定速走行制御装置や、設定された車間距離を維持するように自動走行させる車間維持走行制御装置や、目標車線に自車を追従させるレーンキープ制御装置（または、レーンアシスト制御装置）等、他の走行制御制御装置にも適用できる。
【００５９】
第１実施例では、アクセル操作手段として、アクセルペダルによるペダル操作手段の例を示したが、アクセルレバーによるレバー操作手段等、他のアクセル操作によるものに対しても適用できる。
【００６０】
第１実施例では、アクセル操作反力制御手段として、アクセルペダルのストローク量とそこで発生する反力をサーボモータにより制御する機構の例を示したが、アクセル操作反力特性を変更できる手段であれば、ソレノイド等を用いた機構でも良く、サーボモータによる機構に限られることはない。
【００６１】
第１実施例では、距離検出手段として、レーザレーダを用いる手段の例を示したが、ミリ波レーダ等の別方式のレーダによる手段であっても全く同様の効果が得られることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例の車両用走行制御装置を示す全体システム図である。
【図２】第１実施例の車両用走行制御装置が搭載された車両を示す斜視図である。
【図３】第１実施例の車両用走行制御装置におけるアクセルペダル部を示す図である。
【図４】第１実施例の車両用走行制御装置において自動追従走行時のペダル反力特性を示す図である。
【図５】第１実施例の車両用走行制御装置において通常時のペダル反力特性を示す図である。
【図６】第１実施例の車両用走行制御装置における追従制御コントローラでアクセルペダル反力特性指令値をどのように決定するかの処理内容を示すフローチャートである。
【図７】目標車速に対する設定ストローク量マップを示す図である。
【図８】目標車速が小さくなった場合、設定ストローク量が減少方向に変化したときのペダル反力特性図である。
【図９】目標車速がゼロとなった場合のペダル反力特性図である。
【図１０】車間距離の検出確信度が高く、追従制御の信頼度が高い場合のペダル反力特性図である。
【図１１】車間距離の検出確信度が低く、追従制御の信頼度が低い場合のペダル反力特性図である。
【図１２】ドライバのアクセル操作に対する学習制御で設定ストローク量を減少方向に変化させる場合のペダル反力特性図である。
【符号の説明】
１０ レーザレーダ（距離検出手段）
２０ 前方カメラ
３０ 画像処理装置
４０ 車速センサ
５０ 追従制御コントローラ
６０ アクセルペダル（アクセル操作手段）
７０ アクセルペダル反力制御装置（アクセル操作反力制御手段）
７１ サーボモータ
８０ ブレーキセンサ
９０ スロットルアクチュエータ
１００ ブレーキアクチュエータ
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用走行制御装置の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車両用走行制御装置としては、例えば、特開平１０−１６６８８９号公報や特開平１０−１６６８９０号公報や特開２０００−５４８６０号公報に記載のものが知られている。
【０００３】
これらの従来公報には、自動走行中に、レーダで検出された車間距離に基づき、アクセルペダルの操作反力を変更する技術が記載されている。
その狙いは、車間距離が所定値より小さくなった場合に、ペダル反力が重くなるように変更してドライバに警報を与えることであったり（特開平１０−１６６８８９号公報や特開平１０−１６６８９０号公報）、単純に自動走行中にドライバが楽にアクセルペダルに足をおけるようにペダル反力特性を重くすることである（特開２０００−５４８６０号公報）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の車両用走行制御装置にあっては、単に、自動走行中に警報を与えたり、足を楽に置くことができる等の狙いのためにアクセルペダル反力を制御しているのみであるため、ドライバが現在の走行状態を常にモニターすることができないという問題がある。
【０００５】
例えば、アクセルペダルを踏み込まなくても、先行車までの車間距離を検出して、適切な車間距離を保って自動的に走行する、いわゆる、車間制御型定速走行装置（アダプティブ・クルーズ・コントロール：ＡＣＣ）が搭載された車両での自動追従走行中は、通常、ドライバはアクセルペダルより足を離し、システムに追従走行を任せてドライバはシステムの作動状態をモニター表示や警報音によって監視するものとなっている。よって、自動追従走行中において、レーダ等による距離検出状況やシステムの制御状態や先行車の急接近等の走行状態に関する情報を、ドライバがアクセルペダルから受けることができず、緊急の際のドライバによる適切なアクセル介入操作の実現等、走行状態に応じた適切な対応を行うことができない。
【０００６】
本発明は、上記問題点に着目してなされたもので、その目的とするところは、アクセル操作手段の操作反力によりドライバが現在の走行状態を常にモニターすることが可能となる車両用走行制御装置を提供することにある。
【０００７】
【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に係る発明では、
アクセル操作を行うことなく自動的に走行が可能な走行制御を行う車両用走行制御装置において、
自動走行中の自車速や先行車までの距離といった走行状態を検出する走行状態検出手段と、
アクセル操作手段の操作反力特性を変更するアクセル操作反力制御手段と、
前記走行状態検出手段により検出された走行状態から先行車に追従するための現在の車速制御の目標値である目標車速を決定し、決定した目標車速に比例して増加する値によるアクセル操作量しきい値を設定するアクセル操作量しきい値設定手段と、
自動走行中、アクセル操作量が設定されたアクセル操作量しきい値以下のとき、アクセル操作量に対して非自動走行時における通常の反力特性指令を、前記アクセル操作反力制御手段に対し出力し、アクセル操作量が設定されたアクセル操作量しきい値よりも大きいとき、アクセル操作量に対する前記通常の反力特性よりも操作反力が大きな反力特性に変更する指令を、前記アクセル操作反力制御手段に対し出力するアクセル操作反力特性変更手段と、
を備えていることを特徴とする。
【０００８】
請求項２に係る発明では、請求項１に記載の車両用走行制御装置において、
前記アクセル操作反力特性変更手段は、自動走行中であって、アクセル操作量が設定されたアクセル操作量しきい値よりも大きいとき、アクセル操作量に対する反力特性のアクセル操作量を増減する時の遊び量であるヒステリシスを、非自動走行時における通常の反力特性のヒステリシスより小さく変更するヒステリシス設定手段を有することを特徴とする。
【０００９】
請求項３に係る発明では、請求項１に記載の車両用走行制御装置において、
自車と前方の物標までの距離を検出する距離検出手段による検出確信度を、検出精度が高い距離検出時であるほど高いと検出する手段を設け、
前記アクセル操作反力特性変更手段は、前記検出確信度が高く、自動走行制御が安定していて制御信頼性が高いほど、アクセル操作量に対する反力特性のヒステリシスが小さくなるように変更するヒステリシス設定手段を有することを特徴とする。
【００１０】
請求項４に係る発明では、請求項１ないし請求項３の何れかに記載の車両用走行制御装置において、
前記走行状態検出手段は、先行車の車速や車間距離に応じて決定される追従走行目標車速を検出する手段であり、
前記アクセル操作量しきい値設定手段は、追従走行目標車速が小さいほどアクセル操作量しきい値を小さく設定する手段であることを特徴とする。
【００１１】
請求項５に係る発明では、請求項４に記載の車両用走行制御装置において、
前記アクセル操作量しきい値設定手段は、追従走行目標車速がゼロとなった場合に、アクセル操作量しきい値をゼロに設定する手段であり、
前記アクセル操作反力特性変更手段は、実際のアクセル操作量がゼロとなった場合に通常よりも大きな操作反力を発生させるまで、アクセル操作手段を半固定させるアクセル操作半固定手段を有することを特徴とする。
【００１２】
請求項６に係る発明では、請求項５に記載の車両用走行制御装置において、
前記アクセル操作半固定手段は、発進に必要な操作反力を、前記距離検出手段からの距離検出値が小さいほど大きく設定することを特徴とする。
【００１３】
請求項７に係る発明では、請求項１に記載の車両用走行制御装置において、
前記アクセル操作量しきい値設定手段により設定されたアクセル操作量しきい値未満の操作量で所定時間以上安定して走行している状態を検出する安定走行状態検出手段を設け、
前記安定走行状態検出手段において安定走行状態を検出した場合、アクセル操作量しきい値を減少させる走行状況学習制御手段を設けたことを特徴とする。
【００１４】
請求項８に係る発明では、請求項７に記載の車両用走行制御装置において、
前記安定走行状態検出手段において安定走行状態を複数回検出した場合、アクセル操作量しきい値を減少させる個人差学習制御手段を設けたことを特徴とする。
【００１５】
請求項９に係る発明では、請求項７または請求項８に記載の車両用走行制御装置において、
安定走行状態の検出に基づいてアクセル操作量しきい値を減少させた状態で、所定値以上のアクセル操作量を検出した場合、アクセル操作量しきい値を通常値へ復帰させるアクセル操作量しきい値復帰手段を設けたことを特徴とする。
【００１６】
【発明の作用および効果】
請求項１に係る発明にあっては、アクセル操作量しきい値設定手段において、走行状態検出手段により検出された自車速や先行車までの距離といった走行状態から先行車に追従するための現在の車速制御の目標値である目標車速が決定され、決定された目標車速に比例して増加する値によるアクセル操作量しきい値が設定される。そして、アクセル操作反力特性変更手段において、自動走行中、アクセル操作量が設定されたアクセル操作量しきい値以下のとき、アクセル操作量に対して非自動走行時における通常の反力特性指令が、アクセル操作反力制御手段に対し出力される。一方、アクセル操作量が設定されたアクセル操作量しきい値よりも大きいとき、アクセル操作量に対する通常の反力特性よりも操作反力が大きな反力特性に変更する指令が、アクセル操作手段の操作反力特性を変更するアクセル操作反力制御手段に対し出力される。
すなわち、走行状態から決定される目標車速は、先行車に追従するための現在の車速制御の目標値であるから、先行車が存在し、その車速が低速の場合には小さく、高速の場合には大きくなる。そして、決定された目標車速に比例して増加する値に設定されたアクセル操作量しきい値の前後においてアクセル操作手段の操作反力特性が変更されるため、アクセル操作手段の操作反力がアクセル操作量しきい値の前後で変化することにより、ドライバが現在の走行状態を常にモニターすることが可能となる。
【００１７】
請求項２に係る発明にあっては、アクセル操作反力特性変更手段のヒステリシス設定手段において、自動走行中であって、アクセル操作量が設定されたアクセル操作量しきい値よりも大きいとき、アクセル操作量に対する反力特性のアクセル操作量を増減する時の遊び量であるヒステリシスが、非自動走行時における通常の反力特性のヒステリシスより小さく変更される。
このため、先行車への自動追従走行状態、あるいは、追従する先行車が存在する状態の場合にアクセル操作手段の遊びが小さくなり、システムが確実に自動追従走行を行っていること、あるいは、システムが先行車の存在を認識していることを、アクセル操作反力のヒステリシス特性（遊び）の大小によりドライバに知覚させることができる。
【００１８】
請求項３に係る発明にあっては、アクセル操作反力特性変更手段のヒステリシス設定手段において、距離検出手段による検出確信度が高く、自動走行制御が安定していて制御信頼性が高いほど、アクセル操作量に対する反力特性のヒステリシスが小さくなるように変更される。
このため、検出確信度や制御信頼度が下がってきて、自動追従走行状態が解除されマニュアル運転に戻される状態を、ドライバが事前に察知することが可能となり、ドライバは事前察知により適切な対応をとることができる。
【００１９】
請求項４に係る発明にあっては、アクセル操作量しきい値設定手段において、先行車の車速や車間距離に応じて決定される追従走行目標車速が小さいほどアクセル操作量しきい値が小さく設定されるため、遅い車の割り込みや先行車の減速等、追従走行目標車速が小さく変化した場合にアクセル操作反力が増加し、ドライバに対し走行状況の変化を適切に情報提供することが可能となる。
【００２０】
請求項５に係る発明にあっては、アクセル操作反力特性変更手段のアクセル操作半固定手段において、実際のアクセル操作量がゼロとなった場合に通常よりも大きな操作反力を発生させるまで、アクセル操作手段が半固定とされるため、先行車の停止等に続いて自車も停止状態に至ることが理解しやすくなると共に、不用意なアクセル操作による再発進を防止することが可能になる。
【００２１】
請求項６に係る発明にあっては、アクセル操作半固定手段において、発進に必要な操作反力が、距離検出手段からの自車と前方の物標までの距離検出値が小さいほど大きく設定される。
このため、停止状態から発進する際に不用意なアクセル操作による再発進を防止することが可能となる。
【００２２】
請求項７に係る発明にあっては、安定走行状態検出手段において、アクセル操作量しきい値設定手段により設定されたアクセル操作量しきい値未満の操作量で所定時間以上安定して走行している状態が検出された場合、走行状況学習制御手段において、アクセル操作量しきい値が減少されるため、ドライバが現在の走行状態において設定車間距離よりも長い走行状態を好む場合、つまり、通常より安全意識が高いドライバに対し、学習によりドライバの好みにあったアクセル操作量で楽に走行できる特性に変更することが可能となる。
【００２３】
請求項８に係る発明にあっては、個人差学習制御手段において、安定走行状態検出手段において安定走行状態を複数回検出した場合、アクセル操作量しきい値が減少されるため、ドライバが現在の走行状態において設定車間距離よりも長い走行状態を好む場合、つまり、通常より安全意識が高いドライバに対し、複数回の学習によりドライバの好みを確実に把握し、ドライバの好みにあったアクセル操作量で楽に走行できる特性に変更することが可能となる。
【００２４】
請求項９に係る発明にあっては、アクセル操作量しきい値復帰手段において、安定走行状態の検出に基づいてアクセル操作量しきい値を減少させた状態で、所定値以上のアクセル操作量を検出した場合、アクセル操作量しきい値が通常値へ復帰されるため、不必要となった学習による特性変更を解除し、通常の特性で走行することが可能となる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明における車両用走行制御装置を実現する実施の形態を、請求項１〜請求項９に対応する第１実施例に基づいて説明する。
【００２６】
（第１実施例）
第１実施例は、車両用走行制御装置として、アクセルペダルを踏み込まなくても、先行車までの車間距離を検出して、適切な車間距離を保って自動的に走行する、いわゆる、車間制御型定速走行装置（ＡＣＣ）へ適用した例であって、図１は第１実施例の車両用走行制御装置１の構成を示すシステム図であり、図２は第１実施例の車両用走行制御装置１を搭載した車両を示す斜視図であり、図３はアクセルペダルとサーボモータの構成図である。
【００２７】
まず、構成を説明すると、図１〜図３において、１０はレーザレーダ（距離検出手段）、２０は前方カメラ、３０は画像処理装置、４０は車速センサ、５０は追従制御コントローラ、６０はアクセルペダル（アクセル操作手段）、７０はアクセルペダル反力制御装置（アクセル操作反力制御手段）、７１はサーボモータ、８０はブレーキセンサ、９０はスロットルアクチュエータ、１００はブレーキアクチュエータである。
【００２８】
前記レーザレーダ１０は、車両の前方グリル部もしくはバンパ部等に取り付けられ、水平方向にスキャンしながら赤外光パルスを伝播し、前方にある複数の反射物（通常、前方車の後端）で反射された反射波を計測し、反射波の到達時間より、複数の前方車までの車間距離とその存在方向を検出し、検出した車間距離及び方向を追従制御コントローラ５０へ出力する。このレーザーレーダ１０によりスキャンされる前方の領域は、自車正面に対して±6deg程度であり、この範囲内に存在する前方物体が検出される。
【００２９】
前記前方カメラ２０は、フロントウィンドウ上部に取り付けられた小型のＣＣＤカメラ、もしくは、ＣＭＯＳカメラ等であり、前方道路の状況を画像として検出し、画像処理装置３０へ出力する。この前方カメラ２０による検知領域は水平方向に±30deg程度であり、この領域に含まれる前方道路風景が取り込まれる。
【００３０】
前記画像処理装置３０は、前方カメラ２０からの画像入力に対し、フィルタ処理や認識処理等の各種画像処理を施し、追従制御コントローラ５０と連動して、前方カメラ２０の画像からレーザレーダ１０で検出している複数の前方車の中で、自車線内に存在し追従すべき先行車とそれまでの距離を検出する。
【００３１】
前記追従制御コントローラ５０は、車速センサ４０からの自車速と、レーザーレーダ１０からの車間距離と、画像処理装置３０からの認識結果と、ブレーキセンサ８０からのブレーキ操作情報とを入力し、自車線上の先行車までの車間距離とその確からしさ（検出確信度）を算出し、先行車に自車を追従させる追従制御を行う。この追従制御の内容は、先行車までの車間距離と車速に基づき、別途設定された設定車速以下で先行車に追従するように、スロットルアクチュエータ９０とブレーキアクチュエータ１００に適切な指令値を出力し、自車の加減速を制御する。同時にアクセルペダル反力制御装置７０に適切な指令値を出力し、走行状況に応じたアクセルペダル反力を発生させる。
【００３２】
前記アクセルペダル反力制御装置７０は、アクセルペダル６０に対し、リンク機構で接続されており、アクセルペダル６０のストローク量とそこで発生する反力をサーボモータ７１により制御する機構となっている。すなわち、図３に示すように、アクセルペダル６０のストローク量（踏み込み量）は、リンク機構を介してサーボモータ７１の回転角に変換され、サーボモータ７１ではこの回転各を検出することにより、ストローク量を算出すると共に、アクセルペダル反力制御装置７０の指令値に応じて、発生させるトルクと回転角を制御してアクセルペダル６０における操作反力の値とストローク値を任意に制御することができる。
【００３３】
次に、作用を説明する。
【００３４】
追従制御コントローラ５０は、車間距離や走行車速といった走行状況から判断して適切な追従走行状態を保つように、スロットルアクチュエータ９０やブレーキアクチュエータ１００へと指令値を出力する。この追従制御内容は、アクセルペダルを踏み込まなくても、先行車までの車間距離を検出して、適切な車間距離を保って自動的に走行する、いわゆる、車間制御型定速走行装置（ＡＣＣ）として知られていて、詳細な説明は省略する。
同時に、アクセルペダル反力制御装置７０に対して、走行状態に応じたアクセルペダル反力特性指令値を出力する。この制御内容は、本実施例において特徴的な点であり、以下、この点について詳しく説明する。
【００３５】
アクセルペダル反力制御装置７０は、アクセルペダル反力特性指令値に応じて、適切なアクセルペダル反力特性を算出し、それに基づいてサーボモータ７１を連続的に制御する。ここでの処理内容は、アクセルペダルストローク量Ｓに対するペダル反力Ｆを図４に示すような特性となるように制御する。ここで、設定ストローク量ＳＡ（アクセル操作量しきい値）とヒステリシス量△ＦＡは追従制御コントローラ５０より入力されるアクセルペダル反力特性指令値であり、図４に示すような特性を連続的に維持するよう、アクセルペダル反力制御装置７０ではサーボモータ７１を、例えば、１msecといったごく小さい周期で制御する。
【００３６】
自動追従制御を行わない状態でのストローク反力特性を図５に示す。図４においては、図５と比較して設定ストローク量ＳＡ以上のストローク量で操作している場合に、傾きＫＡが大きくなっており（ＫＡ＞ＫＯ）、より大きなペダル反力を発生させる。このことにより、運転者は設定ストローク量ＳＡに応じた車速よりも低い車速で走行する場合には、自由に車速を選択できると共に、それよりも高い車速で走行したい場合には、通常よりも大きなペダル反力を感じながら走行することとなる。そのため、現在の車速の状態がどのようになっているかを常にモニターし、適切にコントロールすることが容易になる。また、それと共に、設定ストローク量ＳＡ以上のストローク量でヒステリシス量△ＦＡが小さく設定される（△ＦＡ＜△Ｆ）。このことにより、この領域ではアクセルペダル６０の遊びが小さくなり、車間距離をシステムがコントロールしている状態を知覚し易くなる。
【００３７】
［アクセルペダル反力制御処理］
基本的に上記のようなアクセルペダル反力制御を行う中で、どのようにアクセルペダル反力特性指令値を決定するかについて、図６のフローチャートを用い、追従制御コントローラ５０での処理内容を説明する（アクセル操作反力特性変更手段）。本処理内容は、例えば、100msecに１回の周期で連続的に行われる。
【００３８】
まず、ステップＳ１１０にて、自車速や先行車までの車間距離といった走行状態を読み込み、続いて、ステップＳ１２０にて、アクセルペダル６０の現在のストローク量Ｓを読み込む。
【００３９】
ステップＳ１３０では、読み込まれた走行状態に応じて、設定ストローク量ＳＡを算出する（アクセル操作量しきい値設定手段）。ここで、設定ストローク量ＳＡは、走行状態から決定される自動追従走行における目標車速Ｖtargetに応じて、図７に示すように設定される。
この目標車速Ｖtargetは、先行車に追従するための現在の車速制御の目標値であるから、先行車が存在し、その車速が低速の場合には小さく、高速の場合には大きくなる。また、自動追従走行の設定車速ＶＳＥＴよりも先行車の車速の方が速い場合、追従走行を行わず、設定車速ＶＳＥＴを維持して走行する。
従って、設定ストローク量ＳＡは、図７に示すように、目標車速Ｖtargetに比例して増加し、設定車速ＶＳＥＴの時、最大値ＳＭＡＸをとる。例えば、先行車が減速し、目標車速Ｖtargetが小さくなった場合には、設定ストローク量ＳＡは小さくなる。この状況を図８に示す。
例えば、先行車の停止時等、目標車速Ｖtargetがゼロとなり、かつ、アクセルペダルストロークがゼロとなった場合には、アクセルペダル反力制御装置７０において、アクセルペダル反力特性を図９に示すように変更する。すなわち、ストローク量Ｓがゼロの状態において、ペダル反力ＦがＦfix以上となるまで、ストロークしないようにアクセルペダル６０を半固定する（アクセル半固定手段）。このことにより、先行車の停止等に続いて自車の停止状態に至る場合に、停止するという走行状態を理解し易くなると共に、停止後の不用意なペダル操作による再発進を防止することが可能となる。
また、このアクセルペダル６０を半固定したときの発進に必要な操作反力Ｆfixは、先行車までの検出距離の値が小さいほど大きく設定する。このことにより、停止状態から発進する際に不用意なペダル操作による先行車への急接近を防止できると共に、先行車までの車間距離が長い場合には、スムーズな発進を実現することが可能となる。
【００４０】
ステップＳ１４０では、走行状態に応じて、ヒステリシス量△ＦＡを算出する（ヒステリシス設定手段）。ここで、ヒステリシス量△ＦＡは、先行車までの車間距離の検出確信度や追従制御の信頼度に応じて、検出確信度や信頼度設定が小さくなるほど、ヒステリシスが大きくなるように設定する。
例えば、検出確信度が高く、制御が安定していて制御信頼度が高い場合には、図１０に示すように、ストローク量Ｓが設定ストローク量ＳＡ以上の領域でのヒステリシス量△ＦＡがほぼゼロとなるように設定することにより、アクセルペダル６０の遊びが小さくなり、システムが自信を持って追従制御を行っている状態であることを、ドライバは直感的に感じることが可能となる。
一方、検出確信度が低く、制御が不安定で制御信頼度が低い場合には、図１１に示すように、ストローク量Ｓが設定ストローク量ＳＡ以上の領域でのヒステリシス量△ＦＡを通常よりも大きくなるように設定する。このことにより、アクセルペダル６０の遊びが大きくなり、マニュアル運転状態に近い特性に変化するため、近い将来に追従制御が解除され、自ら修正操作を行わなければならない可能性があることを、ドライバは直感的に感じることが可能になる。
【００４１】
ステップＳ１５０では、設定ストローク量ＳＡについて、学習制御中であるかどうかを判断する。学習制御中ではなく、通常設定のままの場合には、ステップＳ２１０移行の処理へ進む。逆に、学習制御中である場合にはステップＳ３１０移行の処理へ進む。
【００４２】
学習制御中でない場合には、ステップＳ２１０でストローク量Ｓが設定ストローク量ＳＡ未満（すなわち、図１２のハッチング領域）で、所定時間ＴＳＴ（例えば、３０秒）以上安定しているか否かを判定する（安定走行状態検出手段）。安定している場合、ステップＳ２２０へ進み、システム作動（エンジンオン）からこの安定状態の回数を記憶する。ステップＳ２３０で安定状態が所定回数（例えば、５回）以上、検出された場合には、ステップＳ２５０へ進んで個人差学習制御を行い（個人差学習制御手段）、所定回数未満の場合には、ステップＳ２４０へ進んで走行状況学習制御を行う（走行状況学習制御手段）。
【００４３】
ここで、ステップＳ２４０の走行状況学習制御では、図１２のように設定ストローク量ＳＡを、安定状態での現在のストローク量Ｓと同じ値に設定する。このようにすることにより、現在走行中のストローク量よりも踏み込む際の反力を大きく設定することとなり、現在の車間距離設定により楽に安定して走行することができる。
【００４４】
また、ステップＳ２５０の個人差学習制御では、ステップＳ２４０と同様、図１２のように設定ストローク量ＳＡを、安定状態での現在のストローク量Ｓと同じ値に設定すると共に、ステップＳ２１０で安定状態を検出するための所定時間ＴＳＴを通常より短くなるよう（例えば、１０秒）に修正する。このようにすることにより、同じ安定状態を検出して学習制御に至るまでの判定時間を短くすることができ、ドライバの好みにより、設定車間距離よりも長い車間距離を好む場合には、その長い車間距離を設定車間距離に設定することができる。
【００４５】
一方、ステップＳ１５０で学習制御中であると判定された場合、ステップＳ３１０でストローク量Ｓが設定ストローク量ＳＡより△Ｓ以上踏み込まれているかどうかを判断する。これ以上の踏み込みがなされた場合には、ドライバは学習制御による車間距離設定を解除したいと想定し、ステップＳ３２０で走行状態及び個人差の学習制御を解除する。すなわち、ステップＳ２４０やステップＳ２５０で修正した設定ストローク量ＳＡを通常値へ復帰させる（アクセル操作量しきい値復帰手段）。
【００４６】
その後、ステップＳ４１０で設定ストローク量ＳＡとヒステリシス量△ＦＡを、アクセルペダル反力特性指令値としてアクセルペダル反力制御装置７０へと出力し、今回の処理を終了する。
【００４７】
次に、効果を説明する。
【００４８】
(1)走行状態に応じて設定ストローク量ＳＡを設定し、その設定ストローク量ＳＡよりも大きなアクセル操作量の場合には、アクセル操作量に対し通常よりも大きな反力が発生する反力特性に変更するため、アクセルペダル６０の操作反力によりドライバが現在の走行状態を常にモニターすることが可能となる。
すなわち、図６のステップＳ１３０において、図５に示すペダル反力特性が図４に示すペダル反力特性に変更され、設定ストローク量ＳＡまでのストローク領域では通常通りのペダル操作により走行できるが、設定ストローク量ＳＡより大きなストローク量Ｓで走行する場合には通常より大きなペダル反力を感じる。
【００４９】
(2)先行車への自動追従走行状態かどうかや、追従する先行車の有無に応じて、アクセルペダル反力のヒステリシス特性の大きさを変更するため、先行車への自動追従走行状態の場合にアクセルペダル６０の遊びが小さくなり、システムが確実に自動追従走行を行っていることが理解し易くなる。
すなわち、先行車への自動追従走行状態の場合、図６のステップＳ１４０において、図４に示すように、設定ストローク量ＳＡより大きなストローク領域において、ヒステリシス量△ＦＡが、設定ストローク量ＳＡ以下でのヒステリシス量△Ｆより小さく設定される。
【００５０】
(3)距離検出の検出確信度や制御信頼度が大きいほど、アクセルペダル反力のヒステリシス特性の大きさを小さくするように変更する構成としているため、検出確信度や制御信頼度が下がってきて、自動追従走行状態が解除されマニュアル運転に戻される状態をドライバが事前に察知することが可能となり、適切な対応をとることが可能となる。
すなわち、図６のステップＳ１４０において、検出確信度が高く、制御が安定していて制御信頼度が高い場合には、図１０に示すように、ストローク量Ｓが設定ストローク量ＳＡ以上の領域でのヒステリシス量△ＦＡがほぼゼロとなるように設定される。
【００５１】
(4)追従走行目標車速Ｖtargetが小さいほど設定ストローク量ＳＡを小さく変更するため、遅い車の割り込みや先行車の減速等、追従走行目標車速Ｖtargetがより小さく変化した場合にアクセルペダル反力が増加し、ドライバに走行状況の変化を適切に情報提供することが可能となる。
すなわち、図６のステップＳ１３０において、先行車が減速し、目標車速Ｖtargetが小さくなった場合には、図８に示すように、設定ストローク量ＳＡは小さく変更される。
【００５２】
(5)追従走行目標車速Ｖtargetがゼロとなり、実際のアクセルペダルストロークがゼロとなった場合に、アクセルペダル６０を半固定させ、通常より大きな操作反力が発生するまでアクセルペダル６０がストロークしないようにしたため、先行車の停止等に続いて自車も停止状態に至ることが理解し易くなると共に、不用意なペダル操作による再発進を防止することが可能となる。
すなわち、図６のステップＳ１３０において、先行車の停止時等で、目標車速Ｖtargetがゼロとなり、かつ、アクセルペダルストロークがゼロとなった場合には、アクセルペダル反力制御装置７０において、アクセルペダル反力特性が図９に示すように変更される。
【００５３】
(6)アクセルペダル６０を半固定した時の操作反力を、検出距離の値が小さいほど大きく設定するようにしたため、停止状態から発進する際に不用意なペダル操作による先行車への急接近等を防止できると共に、車間距離が長い場合にはスムーズな発進を実現することが可能となる。
すなわち、図６のステップＳ１３０において、アクセルペダル反力特性が図９に示す半固定特性に変更された場合、発進に必要な操作反力Ｆfixは、先行車までの検出距離の値が小さいほど大きく設定される。
【００５４】
(7)設定ストローク量ＳＡ未満のストローク量Ｓで所定時間以上安定して走行している状態を検出した場合には、設定ストローク量ＳＡが減少するように変更するため、ドライバが現在の走行状態において設定車間距離よりも長い走行状態を好む場合には、それにあったストローク量Ｓで楽に走行できる特性に変更することが可能となる。
すなわち、設定ストローク量ＳＡ未満のストローク量Ｓで所定時間以上安定して走行している状態を検出した場合には、図６のフローチャートにおいて、ステップＳ２１０→ステップＳ２２０→ステップＳ２３０→ステップＳ２４０へと進む流れとなり、設定ストローク量ＳＡが現在のストローク量Ｓまで減少される。
【００５５】
(8)設定ストローク量ＳＡ未満のストローク量Ｓでの安定して走行している状態を複数回検出した場合にも、設定ストローク量ＳＡが減少するように変更するため、ドライバの好みにより設定車間距離よりも長い走行状態を好む場合には、それにあったストローク量Ｓで楽に走行できる特性に変更することが可能となる。
すなわち、設定ストローク量ＳＡ未満のストローク量Ｓでの安定して走行している状態を複数回（例えば、５回）検出した場合、図６のフローチャートにおいて、ステップＳ２１０→ステップＳ２２０→ステップＳ２３０→ステップＳ２５０へと進む流れとなり、設定ストローク量ＳＡが現在のストローク量Ｓまで減少される。併せて、安定状態を検出するための所定時間ＴＳＴが通常より短くなるように修正される。
【００５６】
(9)設定ストローク量ＳＡを減少させるように変更している状態において、所定値以上のアクセルペダル６０の踏み込みを検出した場合には、設定ストローク量ＳＡを通常値に復帰させるようにしたため、不必要となった学習による特性変更を解除し、通常の特性で走行することが可能となる。
すなわち、図６のフローチャートのステップＳ１５０で学習制御中であると判定された場合、ステップＳ３１０でストローク量Ｓが設定ストローク量ＳＡより△Ｓ以上踏み込まれているかどうかが判断され、これ以上の踏み込みがなされた場合には、ステップＳ３２０で走行状態及び個人差の学習制御を解除、すなわち、ステップＳ２４０やステップＳ２５０で修正した設定ストローク量ＳＡが通常値へ復帰させられる。
【００５７】
（他の実施例）
以上、本発明の車両用走行制御装置を第１実施例に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この第１実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
【００５８】
例えば、第１実施例では、車間制御型定速走行装置（ＡＣＣ）へ適用した例を示したが、設定された目標車速を維持するように自動走行させる定速走行制御装置や、設定された車間距離を維持するように自動走行させる車間維持走行制御装置や、目標車線に自車を追従させるレーンキープ制御装置（または、レーンアシスト制御装置）等、他の走行制御制御装置にも適用できる。
【００５９】
第１実施例では、アクセル操作手段として、アクセルペダルによるペダル操作手段の例を示したが、アクセルレバーによるレバー操作手段等、他のアクセル操作によるものに対しても適用できる。
【００６０】
第１実施例では、アクセル操作反力制御手段として、アクセルペダルのストローク量とそこで発生する反力をサーボモータにより制御する機構の例を示したが、アクセル操作反力特性を変更できる手段であれば、ソレノイド等を用いた機構でも良く、サーボモータによる機構に限られることはない。
【００６１】
第１実施例では、距離検出手段として、レーザレーダを用いる手段の例を示したが、ミリ波レーダ等の別方式のレーダによる手段であっても全く同様の効果が得られることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例の車両用走行制御装置を示す全体システム図である。
【図２】第１実施例の車両用走行制御装置が搭載された車両を示す斜視図である。
【図３】第１実施例の車両用走行制御装置におけるアクセルペダル部を示す図である。
【図４】第１実施例の車両用走行制御装置において自動追従走行時のペダル反力特性を示す図である。
【図５】第１実施例の車両用走行制御装置において通常時のペダル反力特性を示す図である。
【図６】第１実施例の車両用走行制御装置における追従制御コントローラでアクセルペダル反力特性指令値をどのように決定するかの処理内容を示すフローチャートである。
【図７】目標車速に対する設定ストローク量マップを示す図である。
【図８】目標車速が小さくなった場合、設定ストローク量が減少方向に変化したときのペダル反力特性図である。
【図９】目標車速がゼロとなった場合のペダル反力特性図である。
【図１０】車間距離の検出確信度が高く、追従制御の信頼度が高い場合のペダル反力特性図である。
【図１１】車間距離の検出確信度が低く、追従制御の信頼度が低い場合のペダル反力特性図である。
【図１２】ドライバのアクセル操作に対する学習制御で設定ストローク量を減少方向に変化させる場合のペダル反力特性図である。
【符号の説明】
１０ レーザレーダ（距離検出手段）
２０ 前方カメラ
３０ 画像処理装置
４０ 車速センサ
５０ 追従制御コントローラ
６０ アクセルペダル（アクセル操作手段）
７０ アクセルペダル反力制御装置（アクセル操作反力制御手段）
７１ サーボモータ
８０ ブレーキセンサ
９０ スロットルアクチュエータ
１００ ブレーキアクチュエータ
Claims (9)
- アクセル操作を行うことなく自動的に走行が可能な走行制御を行う車両用走行制御装置において、
自動走行中の自車速や先行車までの距離といった走行状態を検出する走行状態検出手段と、
アクセル操作手段の操作反力特性を変更するアクセル操作反力制御手段と、
前記走行状態検出手段により検出された走行状態から先行車に追従するための現在の車速制御の目標値である目標車速を決定し、決定した目標車速に比例して増加する値によるアクセル操作量しきい値を設定するアクセル操作量しきい値設定手段と、
自動走行中、アクセル操作量が設定されたアクセル操作量しきい値以下のとき、アクセル操作量に対して非自動走行時における通常の反力特性指令を、前記アクセル操作反力制御手段に対し出力し、アクセル操作量が設定されたアクセル操作量しきい値よりも大きいとき、アクセル操作量に対する前記通常の反力特性よりも操作反力が大きな反力特性に変更する指令を、前記アクセル操作反力制御手段に対し出力するアクセル操作反力特性変更手段と、
を備えていることを特徴とする車両用走行制御装置。 - 請求項１に記載の車両用走行制御装置において、
前記アクセル操作反力特性変更手段は、自動走行中であって、アクセル操作量が設定されたアクセル操作量しきい値よりも大きいとき、アクセル操作量に対する反力特性のアクセル操作量を増減する時の遊び量であるヒステリシスを、非自動走行時における通常の反力特性のヒステリシスより小さく変更するヒステリシス設定手段を有することを特徴とする車両用走行制御装置。 - 請求項１に記載の車両用走行制御装置において、
自車と前方の物標までの距離を検出する距離検出手段による検出確信度を、検出精度が高い距離検出時であるほど高いと検出する手段を設け、
前記アクセル操作反力特性変更手段は、前記検出確信度が高く、自動走行制御が安定していて制御信頼性が高いほど、アクセル操作量に対する反力特性のヒステリシスが小さくなるように変更するヒステリシス設定手段を有することを特徴とする車両用走行制御装置。 - 請求項１ないし請求項３の何れかに記載の車両用走行制御装置において、
前記走行状態検出手段は、先行車の車速や車間距離に応じて決定される追従走行目標車速を検出する手段であり、
前記アクセル操作量しきい値設定手段は、追従走行目標車速が小さいほどアクセル操作量しきい値を小さく設定する手段であることを特徴とする車両用走行制御装置。 - 請求項４に記載の車両用走行制御装置において、
前記アクセル操作量しきい値設定手段は、追従走行目標車速がゼロとなった場合に、アクセル操作量しきい値をゼロに設定する手段であり、
前記アクセル操作反力特性変更手段は、実際のアクセル操作量がゼロとなった場合に通常よりも大きな操作反力を発生させるまで、アクセル操作手段を半固定させるアクセル操作半固定手段を有することを特徴とする車両用走行制御装置。 - 請求項５に記載の車両用走行制御装置において、
前記アクセル操作半固定手段は、発進に必要な操作反力を、前記距離検出手段からの自車と前方の物標までの距離検出値が小さいほど大きく設定することを特徴とする車両用走行制御装置。 - 請求項１に記載の車両用走行制御装置において、
前記アクセル操作量しきい値設定手段により設定されたアクセル操作量しきい値未満の操作量で所定時間以上安定して走行している状態を検出する安定走行状態検出手段を設け、
前記安定走行状態検出手段において安定走行状態を検出した場合、アクセル操作量しきい値を減少させる走行状況学習制御手段を設けたことを特徴とする車両用走行制御装置。 - 請求項７に記載の車両用走行制御装置において、
前記安定走行状態検出手段において安定走行状態を複数回検出した場合、アクセル操作量しきい値を減少させる個人差学習制御手段を設けたことを特徴とする車両用走行制御装置。 - 請求項７または請求項８に記載の車両用走行制御装置において、
安定走行状態の検出に基づいてアクセル操作量しきい値を減少させた状態で、所定値以上のアクセル操作量を検出した場合、アクセル操作量しきい値を通常値へ復帰させるアクセル操作量しきい値復帰手段を設けたことを特徴とする車両用走行制御装置。
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