JP3829738B2 - 先行車追従制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、先行車を認識して設定された車間距離を保ちつつ追従走行する先行車追従制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の先行車追従制御装置としては、例えば本出願人が先に提案した特開２０００−３５５２３５号公報に記載されたものが知られている。
この従来例には、車間距離センサで検出した車間距離Ｌと車速センサで検出した自車速Ｖｓとに基づいて車間距離制御部で目標車速Ｖ^* を算出し、この目標車速に基づいて車速制御部で自車速を目標車速に一致させる先行車追従制御を行う際に、車間距離制御部で、目標車間距離Ｌ^* に基づいて車間距離指令値Ｌ_T を算出するためのフィードフォワード補償器で目標車間距離Ｌに対して減衰係数ζ及び固有振動数ω_n を使用した規範モデルに従った二次遅れ形式のフィルタ処理を行うことにより、車間距離指令値Ｌ_T を算出するようにした先行車追従制御装置が開示されている。ここで、減衰係数ζ及び固有振動数ω_n は夫々実車間距離Ｌと目標車間距離Ｌ^* との偏差である車間距離偏差と、先行車との相対速度とをもとに記憶されている減衰係数算出用マップ及び固有振動数算出用マップを参照して算出するようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の先行車追従制御装置にあっては、車間距離制御系における減衰係数及び固有振動数を必要とする応答特性に合わせて選択するので、運転者に違和感を与えることなく最適な追従制御を行うことができるものであるが、通常、最適な先行車追従制御を行うためには、目標車間距離に応じて複数の減衰係数算出用マップ及び固有振動数算出用マップを用意すると共に、目標車間距離の設定値が大きく変更されたときに緩やかな加減速制御を得ることを目的として、目標車間距離の変化率を制限するリミッタを採用し、このリミッタで制限した目標車間距離制限値を目標車間距離とすることが考えられる。この場合には、目標車間距離設定値を短い値から長い値に変更したときに、設定された目標車間距離設定値に応じて該当する減衰係数算出用マップ及び固有振動数算出用マップが選択されるが、リミッタから出力される目標車間距離制限値は徐々に増加することになり、目標車間距離設定値が変更されても車間距離偏差が少ない状態を維持することから選択された減衰係数算出用マップ及び固有振動数算出用マップに基づいて算出されるフィードフォワードゲインを構成する減衰係数ζ及び固有振動数ω_n が急減して実際の車間距離が短くなる傾向となり、運転者に違和感を与えるという未解決の課題がある。
【０００４】
そこで、本発明は、上記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、目標車間距離を短い値から長い値に変更したときに車間距離が短くなることを確実に防止して、運転者に違和感を与えることがない先行車追従制御装置を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に係る先行車追従制御装置は、目標車間距離設定値を設定し、設定した目標車間距離設定値の変化量を制限した目標車間距離制限値を目標車間距離として算出する目標車間距離設定手段と、車間距離検出手段で検出した先行車との車間距離検出値と車速検出手段で検出した自車速及び先行車車速の何れか一方とに基づいて当該車間距離検出値を目標車間距離設定手段で算出した目標車間距離に一致させる目標車速を演算する車間距離制御手段と、該車間距離制御手段で演算した目標車速と前記車速検出手段で検出した自車速とを一致させるように速度制御する車速制御手段とを備えた先行車追従制御装置において、前記車間距離制御手段は、前記目標車間距離を、応答特性を決定するフィードフォワードゲインを使用した規範モデルに従って車間距離指令値に変換するフィードフォワード制御手段と、通常は少なくとも前記目標車間距離設定値の属する距離範囲に基づいて前記フィードフォワードゲインを決定し、前記距離範囲が短い値から長い値に変更されたときに、所定期間少なくとも変更後の目標車間距離設定値に基づくフィードフォワードゲイン及び変更直前のフィードフォワードゲインの何れか一方により前記車間距離指令値の一時的な低下を防止する前記フィードフォワードゲインを決定するフィードフォワードゲイン決定手段と、前記フィードフォワード制御手段から出力される車間距離指令値に基づいて目標車速を演算する目標車速演算部とを備えていることを特徴としている。
【０００６】
また、請求項２に係る先行車追従制御装置は、請求項１に係る発明において、先行車との相対速度を検出する相対速度検出手段を有し、前記フィードフォワードゲイン決定手段は、通常時に目標車間距離、前記目標車間距離と車間距離検出値との車間距離偏差及び相対速度に基づいてフィードフォワードゲインを決定するように構成されていることを特徴としている。
【０００７】
さらに、請求項３に係る先行車追従制御装置は、請求項２に係る発明において、前記フィードフォワードゲイン決定手段は、前記距離範囲が短い値から長い値に変更されたときに、所定期間前記車間距離偏差を変更後の目標車間距離設定値と車間距離検出値との偏差に保持することを特徴としている。
さらにまた、請求項４に係る先行車追従制御装置は、請求項３に係る発明において、前記フィードフォワードゲイン決定手段は、前記目標車間距離が変更後の目標車間距離設定値に一致したときに車間距離偏差を目標車間距離及び車間距離検出値の偏差に復帰させるように構成されていることを特徴としている。
【０００８】
なおさらに、請求項５に係る先行車追従制御装置は、請求項２に係る発明において、前記フィードフォワードゲイン決定手段は、前記距離範囲が短い値から長い値に変更されたときに、所定期間変更直前の目標車間距離設定値に基づいて決定されたフィードフォワードゲインを保持するように構成されていることを特徴としている。
【０００９】
また、請求項６に係る先行車追従制御装置は、請求項５に係る発明において、前記フィードフォワードゲイン決定手段は、前記目標車間距離が変更後の目標車間距離設定値に一致したときに、保持したフィードフォワードゲインを前記目標車間距離に基づいて算出されるフィードフォワードゲインに復帰させるように構成されていることを特徴としている。
【００１０】
さらに、請求項７に係る先行車追従制御装置は、請求項５に係る発明において、前記フィードフォワードゲイン決定手段は、前記目標車間距離が変更後の目標車間距離設定値に一致したときに、保持したフィードフォワードゲインを変更後の目標車間距離に基づいて算出されるフィードフォワードゲインに復帰させる際に、保持したフィードフォワードゲインを徐々に変化させるように構成されていることを特徴としている。
【００１１】
さらにまた、請求項８に係る先行車追従制御装置は、請求項１乃至７の何れか１つの発明において、前記目標車間距離設定手段は、複数の異なる目標車間距離設定値を選択する選択手段と、該選択手段で選択された目標車間距離設定値の変化量を制限する変化量制限手段とで構成されていることを特徴としている。
【００１２】
【発明の効果】
請求項１に係る先行車追従制御装置によれば、演算した目標車間距離設定値に対して変化量を制限した目標車間距離制限値を使用して車速距離制御系でフィードフォワード制御する場合、目標車間距離設定値の属する距離範囲が小さい値から大きい値に変化したときに、車間距離が一時的に短くなることを確実に防止しながら、車間距離検出値を変更した目標車間距離設定値に緩やかに追従させることができるという効果が得られる。
【００１３】
また、請求項２に係る先行車追従制御装置によれば、フィードバックゲインを目標車間距離、目標車間距離と車間距離検出値との車間距離偏差及び相対速度に基づいて決定するようにしているので、目標車間距離の変更時に急な減速を生じることなく滑らかに先行車に追従することができるという効果が得られる。
さらに、請求項３に係る先行車追従制御装置によれば、目標車間距離が短い値から長い値に変更されたときに、所定期間、車間距離偏差を、変化率が制限された目標車間距離に代えて変更前の目標車間距離設定値を適用し、この目標車間距離設定値と車間距離検出値との偏差に保持することにより、車間距離偏差を実際の車間距離偏差に対応させて、最適なフィードフォワードゲインを設定することができるという効果が得られる。
【００１４】
さらにまた、請求項４に係る先行車追従制御装置によれば、変化率が制限された目標車間距離が設定した目標車間距離に一致したときに、車間距離偏差を変化率が制限された目標車間距離及び車間距離検出値の偏差に復帰させるので、フィードフォワードゲインを不連続となることなく通常値に復帰させることができるという効果が得られる。
【００１５】
なおさらに、請求項５に係る先行車追従制御装置によれば、目標車間距離設定値の属する距離範囲が短い値から長い値に変更されたときに、所定期間変更直前の目標車間距離設定値に基づいて決定されたフィードフォワードゲインを保持するので、目標車間距離設定値を変更した直後のフィードフォワードゲインの急減を確実に防止することができるという効果が得られる。
【００１６】
また、請求項６に係る先行車追従制御装置によれば、変化率が制限された目標車間距離が設定した目標車間距離設定値に一致したときに、保持したフィードフォワードゲインを変化率が軽減された目標車間距離に基づいて算出されるフィードフォワードゲインに復帰させるので、フィードフォワードゲインの保持期間をゲイン減少期間に正確に対応させることができるという効果が得られる。
【００１７】
さらに、請求項７に係る先行車追従制御装置によれば、フィードフォワードゲインを復帰させる際に、保持したフィードフォワードゲインを徐々に変化させるので、ゲイン変化を緩やかに行うことができるという効果が得られる。
さらにまた、請求項８に係る先行車追従制御装置によれば、目標車間距離設定手段は、複数の異なる目標車間距離を選択する選択手段と、この選択手段で選択された目標車間距離の変化量を制限する変化量制限手段とで構成したので、運転者の好みに応じた車間距離を設定することができるという効果が得られる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の第１の実施形態を示す概略構成図であって、図中、１ＦＬ，１ＦＲは従動輪としての前輪、１ＲＬ，１ＲＲは駆動輪としての後輪であって、後輪１ＲＬ，１ＲＲは、エンジン２の駆動力が自動変速機３、プロペラシャフト４、最終減速装置５及び車軸６を介して伝達されて回転駆動される。
【００１９】
前輪１ＦＬ，１ＦＲ及び後輪１ＲＬ，１ＲＲには、夫々制動力を発生するディスクブレーキ７が設けられていると共に、これらディスクブレーキ７の制動油圧が制動制御装置８によって制御される。
ここで、制動制御装置８は、ブレーキペダル８ａの踏込みに応じて制動油圧を発生すると共に、追従制御用コントローラ２０から供給される制動圧指令値Ｐ_BDの大きさに応じた制動油圧を発生してディスクブレーキ７に供給するように構成されている。
【００２０】
また、エンジン２には、その出力を制御するエンジン出力制御装置９が設けられている。このエンジン出力制御装置９は、スロットル開度信号に応じてスロットルバルブ１０ａを開閉し、エンジンへの吸入空気量を変更してエンジン出力を調整するスロットルアクチュエータ１０を制御するように構成されている。
一方、車両の前方側の車体下部には、自車と先行車との間の車間距離Ｌを検出する車間距離検出手段としてのレーダ装置で構成される車間距離センサ１２が設けられている。この車間距離センサ１２としては、例えばレーザ光を前方に掃射して先行車両からの反射光を受光することにより、先行車両と自車両との車間距離Ｌを計測するレーダ装置や電波や超音波を利用して車間距離Ｌを計測する距離センサを適用することができる。
【００２１】
また、車両には、自動変速機３の出力側に配設された出力軸の回転速度を検出することにより、自車速Ｖｓを検出する車速センサ１３が配設されている。
さらに、運転席の近傍位置には運転者の意志で先行車との車間距離を短距離ＬＳ、中距離ＬＭ及び長距離ＬＬの３段階に設定することができる車間距離設定スイッチＳＷが配設されている。
【００２２】
そして、車間距離センサ１２及び車速センサ１３の各出力信号及び車間距離設定スイッチＳＷの車間距離選択信号が追従制御用コントローラ２０に入力され、この追従制御用コントローラ２０によって、車間距離センサ１２で検出した車間距離Ｌ、車速センサ１３で検出した自車速Ｖｓに基づいて、制動制御装置８及びエンジン出力制御装置９を制御することにより、先行車との間に適正な車間距離を維持しながら追従走行する追従走行制御を行う。
【００２３】
この追従制御用コントローラ２０は、マイクロコンピュータとその周辺機器を備え、マイクロコンピュータのソフトウェア形態により、図２に示す制御ブロックを構成している。
この制御ブロックは、車間距離センサ１でレーザー光を掃射してから先行車の反射光を受光するまでの時間を計測し、先行車との車間距離Ｌを演算する測距信号処理部２１と、車速センサ１３からの車速パルスの周期を計測し、自車速Ｖｓを演算する車速信号処理部３０と、測距信号処理部２１で演算された車間距離Ｌ及び車速信号処理部３０で演算した自車速Ｖｓに基づいて車間距離Ｌを目標車間距離Ｌ^* に維持する目標車速Ｖ^* を演算する車間距離制御手段としての車間距離制御部４０と、この車間距離制御部４０で演算した目標車速Ｖ^* 及び相対速度ΔＶに基づいてスロットルアクチュエータ３、自動変速機Ｔ及び制動装置Ｂを制御して、自車速を目標車速Ｖ^* に一致するように制御する車速制御手段としての車速制御部５０とを備えている。
【００２４】
車間距離制御部４０は、測距信号処理部２０から入力される車間距離Ｌに基づいて先行車との相対速度ΔＶを演算する相対速度演算部４１と、車速信号処理部３０から入力される自車速Ｖｓに基づいて先行車と自車との間の目標車間距離Ｌ^* を算出する目標車間距離設定部４２と、相対速度演算部４１で演算された相対速度ΔＶ及び目標車間距離設定部４２で算出された目標車間距離Ｌ^* に基づいて減衰係数ζ及び固有振動数ω_n を用いた規範モデルを使用するフィードフォワード補償器によって車間距離Ｌを目標車間距離Ｌ^* に一致させるための車間距離指令値Ｌ_T を演算するフィードフォワード制御手段としての車間距離指令値演算部４３と、この車間距離指令値演算部４３で演算された車間距離指令値Ｌ_T に基づいて車間距離Ｌを車間距離指令値Ｌ_T に一致させるための目標車速Ｖ^* を演算する目標車速演算部４４と、相対速度演算部４１で演算した相対速度ΔＶ、目標車間距離設定部４２で設定した目標車速Ｌ^* 、車間距離指令値演算部４３で演算した車間距離指令値Ｌ_T 及び測距信号処理部２１で計測さた車間距離Ｌに基づいて車間距離指令値演算部４３で使用する減衰係数ζ及び固有振動数ω_T を決定する制御応答決定部４５とを備えている。
【００２５】
ここで、相対速度演算部４１は、測距信号処理部２０から入力される車間距離Ｌを例えばバンドパスフィルタ処理するバンドパスフィルタで構成されている。このバンドパスフィルタは、その伝達関数が下記（１）式で表すことができ、分子にラプラス演算子ｓの微分項を有するので、実質的に車間距離Ｌを微分して相対速度ΔＶを近似的に演算することになる。
【００２６】
Ｆ(s) ＝ω_C ² ｓ／（ｓ² ＋２ζ_C ω_C ｓ＋ω_C ² ） …………（１）
但し、ω_C ＝２πｆ_C 、ｓはラプラス演算子、ζ_C は減衰係数である。
このように、バンドパスフィルタを使用することにより、車間距離Ｌの単位時間当たりの変化量から簡易的な微分演算を行って相対速度ΔＶを算出する場合のように、ノイズに弱く、追従制御中にふらつきが生じるなど、車両挙動に影響を与えやすいことを回避することができる。なお、（１）式におけるカットオフ周波数ｆ_C は、車間距離Ｌに含まれるノイズ成分の大きさと、短周期の車体前後の加速度変動の許容値とにより決定する。また、相対速度ΔＶの算出には、バンドパフィルタを使用する場合に代えて、車間距離Ｌにハイパスフィルタ処理を行うハイパスフィルタで微分処理を行うようにしてもよい。
【００２７】
また、目標車間距離設定部４２は、自車速Ｖｓに相対速度ΔＶを加算して算出した先行車車速Ｖｔ（＝Ｖｓ＋ΔＶ）と自車が現在の先行車の後方Ｌ₀ ［ｍ］の位置に到達するまでの時間Ｔ₀ （車間時間）とから下記（２）式に従って先行車と自車との間の目標車間距離設定値Ｌ_SEを算出する目標車間距離演算部４２ａと、この目標車間距離演算部４２ａで算出した目標車間距離設定値Ｌ_SEの変化率を制限するリミッタで構成される目標車間距離制限部４２ｂとで構成され、目標車間距離制限部４２ｂから変化率が制限された目標車間距離Ｌ^* が出力される。
【００２８】
Ｌ_SE＝Ｖｔ×Ｔ₀ ＋Ｌ_S …………（２）
この（２）式において、車間時間Ｔ₀ という概念を取り入れることにより、車速が速くなるほど、車間距離が大きくなるように設定される。なお、Ｌ_S は停止時車間距離である。
さらに、車間距離指令値演算部４３は、車間距離Ｌ、目標車間距離Ｌ^* に基づいて、車間距離Ｌをその目標値Ｌ^* に保ちながら追従走行するための車間距離指令値Ｌ_T を演算する。具体的には、入力される目標車間距離Ｌ^* に対して、車間距離制御系における応答特性を目標の応答特性とするための制御応答決定部４５で決定される減衰係数ζ及び固有振動数ω_T を用いた下記（３）式で表される規範モデルＧ_T (s) に従った二次遅れ形式のフィルタ処理を行うことにより、車間距離指令値Ｌ_T を演算する。
【００２９】
【数１】

【００３０】
さらにまた、目標車速演算部４４は、入力される車間距離指令値Ｌ_T に基づいてフィードバック補償器を使用して目標車速Ｖ^* を演算する。具体的には、下記（４）式に示すように、先行車車速Ｖｔから車間距離指令値Ｌ_T と実車間距離Ｌとの偏差（Ｌ_T −Ｌ）に距離制御ゲインｆｄを乗じた値と、相対速度ΔＶに速度制御ゲインｆｖを乗じた値との線形結合を減じることにより、目標車速Ｖ^* を算出する。
【００３１】
Ｖ^* ＝Ｖｔ−｛ｆｄ（Ｌ_T −Ｌ）＋ｆｖ・ΔＶ｝ …………（４）
なおさらに、制御応答決定部４５は、制御ブロックで表すと、図３に示すように、車間距離Ｌ、目標車間距離設定値Ｌ_SE及び目標車間距離Ｌ^* に基づいて車間距離偏差ΔＬを算出する車間距離偏差演算部４５ａと、目標車間距離設定値Ｌ_SEに基づいて後述する表１〜表３の固有振動数算出用マップ及び表４〜表６の減衰係数算出用マップを選択するマップ選択部４５ｂと、相対速度ΔＶと車間距離偏差ΔＬとをもとにマップ選択部４５ｂで選択した固有振動数算出用マップを参照して固有振動数ω_T を算出する固有振動数算出部４５ｃと、相対速度ΔＶと車間距離偏差ΔＬとをもとにマップ選択部４５ｂで選択した減衰係数算出用マップを参照して減衰係数ζを算出し、これを車間距離指令値演算部４３に送出する減衰係数算出部４５ｄとで構成されている。
【００３２】
ここで、車間距離偏差演算部４５ａは、常時は車間距離Ｌから目標車間距離Ｌ^* を減算して車間距離偏差ΔＬ（＝Ｌ−Ｌ^* ）を算出するが、後述するように、目標車間距離設定値Ｌ_SEが短い値から長い値に変更されたときに所定期間だけ車間距離Ｌから変更前の目標車間距離設定値Ｌ_SEを減算して車間距離偏差ΔＬ（＝Ｌ−Ｌ_SE）を算出する。
【００３３】
また、マップ選択部４５ｂは、目標車間距離設定値Ｌ_SEを、第１の車間距離閾値Ｌ_THL （例えば２０ｍ程度）及び第２の車間距離閾値Ｌ_THH （例えば４０ｍ程度）と比較して、Ｌ_SE≦Ｌ_THL であるときに下記表１及び表４に示す短距離用の固有振動数算出用マップ及び減衰係数算出用マップを選択し、Ｌ_THL ＜Ｌ_SE＜Ｌ_THH であるときに下記表２及び表５に示す中距離用の固有振動数算出用マップ及び減衰係数算出用マップを選択し、Ｌ_SE≧Ｌ_THH であるときに下記表３及び表₆ に示す長距離用の固有振動数算出用マップ及び減衰係数算出用マップを選択する。
【００３４】
具体的には、先行車が定速走行しているものと仮定した状態で、種々の追従シーンにおいて最適な車間距離制御の応答特性が得られるように、固有振動数ω_T について下記表１〜表３に示すように、目標車間距離設定値Ｌ_SEに応じて短距離用、中距離用及び長距離用の車間距離偏差ΔＬ及び相対速度ΔＶと車間距離制御系の個有振動数ω_T との関係を表す固有振動数算出用マップが設定されている。同様に、減衰係数ζについても下記表４〜表５に示すように、目標車間距離設定値Ｌ_SEに応じて短距離用、中距離用及び長距離用の車間距離偏差ΔＬ及び相対速度ΔＶと車間距離制御系の個有振動数ω_T との関係を表す減衰係数算出用マップが設定されている。
【００３５】
ここで、各固有振動数算出用マップは、表１〜表３に示すように、相対速度ΔＶが“０”であるとき及び車間距離偏差ΔＬが“０”であるときを夫々ｘ軸及びｙ軸とする４象限にスケジューリングされている。このうち車間距離偏差ΔＬが負となる２つの象限が先行車割込に対処する応答特性となるように設定され、車間距離偏差ΔＬが正となる２つの象限のうち相対速度ΔＶが負となる象限は先行車が遠方にあって自車両が接近する場合に対処する応答特性となるように設定され、残りの象限が先行車が遠方にあって自車両から離れていく場合に対処する応答特性となるように設定され、全体として実車間距離Ｌが目標車間距離Ｌ^* にゆっくりと収束する応答特性が得られるように固有振動数ω_T が設定されている。そして、接近シーンなどにおいて相対速度ΔＶが大きいときでも車間距離が長い場合は急な減速を行わず、実車間距離Ｌが目標車間距離Ｌ^* にゆっくりと収束するような応答が好ましい。このような追従シーンでは、実車間距離Ｌが目標車間距離Ｌ^* をオーバーシュート又はアンダーシュートしてから収束するような二次の応答特性となり、そのような応答は前述した（３）式のフィルタにより実現することができる。なお、固有振動数ω_T の値は短距離用マップが一番大きな値となり、中距離用マップ及び長距離用マップに行くに従い小さい値となるように設定されている。
【００３６】
【表１】

【００３７】
【表２】

【００３８】
【表３】

【００３９】
また、減衰係数算出用マップも、前述した固有振動数算出用マップと同様に、実車間距離Ｌが目標車間距離Ｌ^* に到達するまでの車間距離制御の応答特性を、車間距離偏差ΔＬと相対速度ΔＶとに応じた最適な応答特性とするために、下記表４〜表６に示すように、車間距離偏差ΔＬ及び相対速度ΔＶと減衰係数ζとを、相対速度ΔＶが“０”であるとき及び車間距離偏差ΔＬが“０”であるときを夫々ｘ軸及びｙ軸とする４象限にスケジューリングされている。この減衰係数算出用マップでも、短距離用マップが一番大きな値となり、僅かではあるが中距離用マップ及び長距離用マップに行くに従い小さい値となるように設定されている。
【００４０】
【表４】

【００４１】
【表５】

【００４２】
【表６】

【００４３】
そして、固有振動数算出部４５ｃは、相対速度ΔＶ及び車間距離偏差ΔＬをもとにマップ選択部４５ｂで選択された固有振動数算出用マップを参照して最適な応答特性を得るための固有振動数ω_T を算出し、これを車間距離指令値演算部４３に出力する。
また、減衰係数算出部４５ｄは、相対速度ΔＶ及び車間距離偏差ΔＬをもとにマップ選択部４５ｂで選択された減衰係数算出用マップを参照して最適な応答特性を得るための減衰係数ζを算出し、これを車間距離指令値演算部４３に出力する。
【００４４】
このような車間距離制御系は、ブロック線図で表すと、図４に示すように、目標車間距離演算部４２で演算された目標車間距離Ｌ^* を規範モデルＧ _T (s) に従ったフィードフォワード補償器４６で車間距離指令値Ｌ_T に変換し、この車間距離指令値Ｌ_T と実際の車間距離Ｌとの偏差を減算器４７で算出し、この偏差をフィードバック補償器４８で目標車速Ｖ^* に変換して制御対象となる車両Ｃを制御するように構成される。
【００４５】
そして、追従制御用コントローラ５では、図５に示すフローチャートに従って上述した車間距離制御系で行う車間距離制御処理を実行する。
この制御処理は、所定時間（例えば１０ｍｓｅｃ）毎のメインプログラムに対するタイマ割込処理として実行され、先ず、ステップＳ１で、測距信号処理部２１で演算した実車間距離Ｌ、及び車速信号処理部３０で換算した自車速Ｖｓを読込み、次いでステップＳ２に移行して、実車間距離Ｌに対して前記（１）式に基づくバンドパスフィルタ処理を行うことにより、相対速度ΔＶを算出し、これを相対速度記憶領域に更新記憶してからステップＳ３ａに移行する。
【００４６】
このステップＳ３ａでは、車間距離設定スイッチＳＷが操作されたか否かを判定し、これが操作されていないときには直接ステップＳ４ａに移行し、操作されたときにはステップＳ３ｂに移行して、車間距離設定スイッチＳＷで設定された目標車間距離設定値Ｌｉ（ｉ＝ＬＳ、ＬＭ、ＬＬ）を目標車間距離設定値Ｌ_SEとして設定してから後述するステップＳ５に移行する。
【００４７】
ステップＳ４ａでは、自車速Ｖｓに相対速度ΔＶを加算して先行車車速Ｖｔ（＝Ｖｓ＋ΔＶ）を算出し、これを先行車車速記憶領域に更新記憶してからステップＳ４ｂに移行し、先行車車速Ｖｔ及び車間時間Ｖ₀ に基づいて前記（２）式の演算を行って今回の目標車間距離設定値Ｌ_SE(n) を算出してからステップＳ５に移行する。
【００４８】
ステップＳ５では、算出した今回の目標車間距離設定値Ｌ_SE(n) から１サンプリング周期前の前回の目標車間距離設定値Ｌ_SE(n-1) を減算した変化量ΔＬ_SE（＝Ｌ_SE(n) −Ｌ_SE(n-1) ）が予め設定した制限値ΔＬ_LIM 以下であるか否かを判定し、ΔＬ_SE≦ΔＬ_LIM であるときにはステップＳ６に移行して、今回の目標車間距離設定値Ｌ_SE(n) を目標車間距離Ｌ^* （＝Ｌ_SE(n) ）として設定してからステップＳ８に移行し、ΔＬ_SE＞ΔＬ_LIM であるときにはステップＳ６に移行して、前回の目標車間距離設定値Ｌ_SE(n-1) に制限値ΔＬ_LIM を加算した値を目標車間距離Ｌ^* （＝Ｌ_SE(n-1) ＋ΔＬ_LIM ）として設定してからステップＳ８に移行する。
【００４９】
ステップＳ８では、後述する図６に示す応答特性決定処理を行ってフィードフォワードゲインを構成する固有振動数ω_T 及び減衰係数ζを算出してからステップＳ９に移行する。
このステップＳ９では、目標車間距離Ｌ^* に対して固有振動数記憶領域及び減衰係数記憶領域に記憶されている固有振動数ω_n 及び減衰係数ζに基づいてカットオフ周波数が例えば０．５Ｈｚに設定された前述した（３）式のフィルタ処理を行って、車間距離指令値Ｌ_T を算出し、これを車間距離指令値記憶領域に更新記憶してからステップＳ１０に移行し、前記（４）式の演算を行って、目標車速Ｖ^* を算出し、これを車速制御部５０に送出してからタイマ割込処理を終了して所定のメインプログラムに復帰する。
【００５０】
前記ステップＳ８の応答特性決定処理は、図６に示すように、先ず、ステップＳ１１で、自車両が先行車を認識しているか否かを判定し、先行車を認識していないときにはそのまま処理を終了して図５のステップＳ９に移行し、先行車を認識しているときにはステップＳ１２に移行する。
このステップＳ１２では、ステップＳ６又はＳ７で算出した目標車間距離Ｌ^* から車間距離Ｌを減算した値の絶対値（｜Ｌ^* −Ｌ｜）が小さい値に設定された一定追従閾値Ｌ_TH1 （例えば１ｍ）以下であるか否かを判定し、｜Ｌ^* −Ｌ｜＞Ｌ_TH1 であるときにはそのまま処理を終了して図５のステップＳ９に移行し、｜Ｌ^* −Ｌ｜≦Ｌ_TH1 であるときにはステップＳ１３に移行する。
【００５１】
このステップＳ１３では、ステップＳ４で算出した目標車間距離設定値Ｌ_SEを第１の車間距離閾値Ｌ_THL 及び第２の車間距離閾値Ｌ_THH と比較して短距離ＬＳ、中距離ＬＭ及び長距離ＬＬの何れの範囲に相当するかを設定する。
次いで、ステップＳ１４に移行して、応答特性を保持する保持フラグＦＨが“１”にセットされているか否かを判定し、これが“１”にセットされているときには、後述するステップＳ２６にジャンプし、保持フラグＦＨが“０”にリセットされいるときにはステップＳ１５に移行する。
【００５２】
このステップＳ１５では、設定された範囲が長距離ＬＬであるか否かを判定し、短距離ＬＳ又は中距離ＬＭであるときには後述する２２に移行し、長距離ＬＬであるときにはステップＳ１６に移行する。
このステップＳ１６では、前回１サンプリング周期前の目標車間距離設定値Ｌ_SE(n-1) の範囲が短距離ＬＳであるか否かを判定し、中距離ＬＭ又は長距離ＬＬであるときには後述するステップＳ２２に移行し、短距離ＬＳであるときには短距離から長距離ＬＬに切換えられたものと判断してステップＳ１７に移行する。
【００５３】
このステップＳ１７では、長距離ＬＬに対応する図３の固有振動数算出用マップ及び図６の減衰係数算出用マップを選択し、次いでステップＳ１８に移行して、車間距離偏差ΔＬとして目標車間距離設定値Ｌ_SEから車間距離Ｌを減算した値を設定してからステップＳ１９に移行する。
このステップＳ１９では、ステップＳ１８で設定した車間距離偏差ΔＬ及び相対速度ΔＶをもとに図３の固有振動数算出用マップを参照して固有振動数ω_T を算出し、これを固有振動数記憶領域に更新記憶してからステップＳ２０に移行する。
【００５４】
このステップＳ２０では、ステップＳ１８で設定した車間距離偏差ΔＬ及び相対速度ΔＶをもとに図６の減衰係数算出用マップを参照して減衰係数ζを算出し、これを減衰係数記憶領域に更新記憶し、次いでステップＳ２１に移行して、保持フラグＦＨを“１”にセットしてから後述するステップＳ２６に移行する。
また、ステップＳ２２では、ステップＳ１３で設定された距離範囲に応じた固有振動数算出用マップ及び減衰係数算出用マップを選択し、次いでステップＳ２３に移行して、ステップＳ６又はステップＳ７で算出した目標車間距離Ｌ^* から車間距離Ｌを減算して車間距離偏差ΔＬ（＝Ｌ^* −Ｌ）を算出してからステップＳ２４に移行する。
【００５５】
このステップＳ２４では、ステップＳ２３で設定した車間距離偏差ΔＬ及び相対速度ΔＶをもとにステップＳ２２で選択した固有振動数算出用マップを参照して固有振動数ω_T を算出し、これを固有振動数記憶領域に更新記憶してからステップＳ２５に移行する。
このステップＳ２５では、ステップＳ２３で設定した車間距離偏差ΔＬ及び相対速度ΔＶをもとにステップＳ２２で選択した減衰係数算出用マップを参照して減衰係数ζを算出し、これを減衰係数記憶領域に更新記憶してからステップＳ２５に移行する。
【００５６】
ステップＳ２６では、ステップＳ６又はＳ７で算出した目標車間距離Ｌ^* が目標車間距離設定値Ｌ_SE以上となったか否かを判定し、Ｌ^* ＜Ｌ_SEであるときにはそのまま処理を終了して図５のステップＳ９に移行し、Ｌ^* ≧Ｌ_SEであるときにはステップＳ２７に移行して、保持フラグＦＨを“０”にリセットしてから図５のステップＳ９に移行する。
【００５７】
この図５の処理において、ステップＳ２の処理が相対速度演算手段に対応し、ステップＳ４〜Ｓ１０の処理が目標車間距離制御手段に対応し、このうちＳ４〜Ｓ７の処理が目標車間距離演算手段に対応し、ステップＳ８の処理及び図６の処理がフィードフォワードゲイン決定手段に対応し、ステップＳ９の処理がフィードフォワード制御手段に対応している。
【００５８】
さらに、車速制御部５０は、入力される目標車速Ｖ^* に自車速Ｖｓを一致させるための駆動力指令値Ｆ_OR及び外乱推定値ｄ_V ′を算出し、これらの偏差でなる目標制・駆動力Ｆ^* を算出する車速サーボ系で構成され、この車速サーボ系としては例えば特開平１０−２７２９６３号に開示されているようにモデルマッチング補償器とロバスト補償器とで構成されるロバストモデルマッチング制御手法による車速サーボ系や一般的なフィードバック制御系を適用し得る。
【００５９】
そして、車速制御部５０より出力される目標制・駆動力Ｆ^* に基づいて制動制御装置８及びエンジン出力制御装置９が制御されて車間距離Ｌが目標車間距離Ｌ^* に一致するように追従制御される。
次に、上記第１の実施形態の動作を説明する。
今、車両が先行車を認識して、この先行車に例えば短距離ＬＳの範囲で追従走行しているものとする。
【００６０】
この状態で目標車間距離Ｌ^* から車間距離センサ１２で検出した車間距離Ｌを減算した車間距離偏差の絶対値｜Ｌ^* −Ｌ｜が車間距離閾値Ｌ_TH1 以下となる一定車間距離での追従走行状態しているものとすると、図５の処理で相対車速ΔＶ、先行車車速Ｖｔが算出され、これらに基づいて目標車間距離設定値Ｌ_SEが算出される。このとき、例えば先行車が定速走行しているものとすると、目標車間距離設定値Ｌ_SEは図７（ａ）に示すように比較的短い距離で一定値を維持し、この目標車間距離設定値Ｌ_SEをステップＳ５〜Ｓ７で制限処理した目標車間距離Ｌ^* も図７（ｂ）に示すように目標車間距離設定値Ｌ_SEと略等しい一定値を維持している。
【００６１】
この状態で、図６の応答特性処理では、先行車を認識し、一定車間距離で走行しているので、ステップＳ１１，Ｓ１２を経てステップＳ１３に移行し、目標車間距離設定値Ｌ_SEが比較的短いので短距離範囲ＬＳとして設定される。
このとき、車間距離範囲が変更されないので、保持フラグＦＨが“０”にリセットされており、ステップ１４からＳ１５に移行し、車間距離範囲がＬＳであるので、ステップＳ２２に移行し、車間距離範囲ＬＳに応じた表１の固有振動数算出用マップ及び表４の減衰係数算出用マップが選択される。
【００６２】
そして、ステップＳ２３で、車間距離偏差ΔＬを算出するが、目標車間距離Ｌ^* と車間距離Ｌとが略等しいので、車間距離偏差ΔＬが“０”となると共に、相対速度ΔＶも“０”となり、ステップＳ２４で表１の固有振動数算出用マップを参照したときに固有振動数ω_T として図７（ｄ）に示すように０．１３１が算出され、ステップＳ２５で表４の減衰係数算出用マップを参照したときに減衰係数ζとして０．８００が算出される。
【００６３】
これら固有振動数ω_T 及び減衰係数ζを使用して図５のステップＳ９のフィルタ処理を行うことにより、現在の追従走行状態を維持する車間距離指令値Ｌ_T が算出され、この車間距離指令値Ｌ_T に基づいて現在の自車速Ｖｓを維持する目標車速Ｖ^* が算出され、車速制御部５０で現在の非制動状態を維持する“０”の制動圧指令値Ｐ_BDが制動制御装置８に出力されると共に、現在のスロットル開度を維持するスロットル開度指令値θがエンジン出力制御装置９に出力される。
【００６４】
このため、車間距離センサ１２で検出される車間距離Ｌも図７（ｃ）に示すように目標車間距離設定値Ｌ_SE及び目標車間距離Ｌ^* と略等しい値に制御されて、追従走行を継続する。
この短距離範囲ＬＳでの追従走行状態を継続して時点ｔ１で運転者が車間距離設定スイッチＳＷを操作して長距離ＬＬを選択した場合には、目標車間距離設定値Ｌ_SEが図７（ａ）に示すように、長距離ＬＬに対応する値に即座に変更される。しかしながら、目標車間距離Ｌ^* は、目標車間距離設定値Ｌ_SEが短距離ＬＳから長距離ＬＬに変更されても、前回の目標車間距離設定値Ｌ_SE(n-1) に対して今回の目標車間距離設定値Ｌ_SE(n) が制限値ΔＬ_LIM より大きな値となるので、ステップＳ５からステップＳ７に移行して目標車間距離Ｌ^* の変化量がΔＬ_LIM に制限される。このため、目標車間距離Ｌ^* は図７（ｂ）に示すように徐々に上昇することになる。
【００６５】
このように車間距離範囲が短距離ＬＳから長距離ＬＬに変更されると、図６の応答特性算出処理で、ステップＳ１５及びＳ１６を経てステップＳ１７に移行し、長距離ＬＬに対応する表３の固有振動数算出用マップが選択されると共に、図６の減衰係数算出用マップが選択される。
一方、車間距離偏差ΔＬとしては、ステップＳ１８で増加率が制限されている目標車間距離Ｌ^* に代えて新たに設定された長距離ＬＬの目標車間距離設定値Ｌ_SEが適用され、これと実際の車間距離Ｌとの偏差として算出されるので、この車間距離偏差ΔＬが−２０ｍを超えることになり、相対速度ΔＶは殆ど変化しないので、ステップＳ１９で表３の固有振動数算出用マップを参照したときに固有振動数ω_T として０．１１１が算出され、これが固有振動数記憶領域に更新記憶される。このため、固有振動数ω_T が図７（ｄ）に示すように、０．１３１から０．１１１に低下される。また、減衰係数ζについても表６の減衰係数算出用マップを参照したときに０．９５０が算出され、これが減衰係数記憶領域に更新記憶される。次いで、ステップＳ２１に移行して、保持フラグＦＨが“１”にセットされる。
【００６６】
このため、次のサンプリング周期では、保持フラグＦＨが“１”にセットされていることにより、図６の応答特性決定処理において、ステップＳ１４から直接ステップＳ２６にジャンプし、固有振動数記憶領域及び減衰係数記憶領域に記憶されている固有振動数ω_T 及び減衰係数ζが保持されると共に、目標車間距離Ｌ^* が図７（ｂ）に示すように目標車間距離設定値Ｌ_SEに達していないので、保持フラグＦＨが“１”の状態を維持する。
【００６７】
このため、ステップＳ９で算出される車間距離指令値Ｌ_T は、目標車間距離Ｌ^* の増加率が制限値ΔＬ_LIM に制限されているが、固有振動数ω_T の値が実際の目標車間距離Ｌ^* と車間距離Ｌとの略“０”となる車間距離偏差及び“０”の相対速度ΔＶに基づいて算出される固有振動数ω_T （＝０．０８６）に比較して大きな値となることにより、前回の車間距離指令値Ｌ_T (n-1) に対して増加することになる。このため、車速制御部５０で算出されるスロットル開度指令値θが減少し、エンジン出力制御装置９でスロットルアクチュエータ１０をスロットルバルブ１０ａを閉じる方向に制御して、エンジンブレーキを作用させて減速度を発生させ、減速度が不足する場合に制動圧指令値Ｐ_BDを制動制御装置８に出力してディスクブレーキ７で制動力を発生させて減速する。この結果、車間距離センサ１２で検出される車間距離Ｌが図７（ｃ）に示すように徐々に増加する。
【００６８】
その後、時点ｔ２で、増加率が制限されている目標車間距離Ｌ^* が目標車間距離設定値Ｌ_SEに達すると、図６の応答特性決定処理でステップＳ２６からステップＳ２７に移行して、保持フラグＦＨが“０”にリセットされるので、つぎのサンプリング周期で、ステップＳ１４からステップＳ１５に移行し、長距離ＬＬが設定されているので、ステップＳ１６に移行するが前回も長距離ＬＬに設定されているので、ステップＳ２２に移行して、増加率が制限された目標車間距離Ｌ^* と車間距離Ｌとの車間距離偏差ΔＬと相対速度ΔＶとに基づいて図３の固有振動数算出用マップを参照して固有振動数ω_T が算出される。この結果、固有振動数ω_T が図７（ｄ）に示すように、車間距離偏差ΔＬに応じて徐々に低下し、長距離ＬＬを維持する追従走行状態となると、固有振動数ω_T が０．０８６近傍後に維持され、車間距離Ｌも図７（ｃ）に示すように目標車間距離設定値Ｌ_SEに略一致する状態となる。
【００６９】
このように、上記第１の実施形態によると、目標車間距離設定値が短距離ＬＳから長距離ＬＬに変更された場合でも、フィードフォワードゲインを構成する固有振動数ω_T の急減を抑制して車間距離Ｌが短くなることなく徐々に増加して緩やかに変更された長距離ＬＬに向かって制御されるので、運転者に違和感を与えることなく、円滑な車間距離増加制御を行うことができる。
【００７０】
因みに、目標車間距離設定値が短距離ＬＳから長距離ＬＬに変更されたときに、通常の追従走行状態と同様に、車間距離偏差ΔＬとして増加率が制限された目標車間距離Ｌ^* と車間距離Ｌとの偏差とする場合には、図７の時点ｔ１で目標車間距離設定値Ｌ_SEが短い値から長い値に変更されたときに、目標車間距離Ｌ^* の増加量が少ないので、車間距離偏差ΔＬが“０”に近い値となり、相対速度ΔＶも略“０”であるので、表３の固有振動数算出用マップを参照したときに、固有振動数ω_T が図７（ｄ）で二点鎖線図示のように０．０８６に設定される。また、減衰係数ζは表６の減衰係数算出用マップを参照したときに０．７６０となり、前回の０．８００より僅かに減少する。
【００７１】
このように固有振動数ω_T ０．１３１から０．０８６に急減することにより、図５のステップＳ９で算出される車間距離指令値Ｌ_T が前回値より短くなり、これに応じて車速制御部５０でスロットル開度指令値θが増加されて、緩加速状態となって車間距離Ｌが図７（ｃ）で二点鎖線図示のように一旦減少してから増加することになる。このため、運転者は車間距離Ｌを長くする設定を行ったにもかかわらず一時的に車間距離が短くなるので違和感を抱くことになる。しかしながら、第１の実施形態では目標車間距離設定値Ｌ_SEを短い値から長い値に変更したときに車間距離が短くなることを確実に防止して円滑な車間距離制御を行うことができる。
【００７２】
次に、本発明の第２の実施形態を図８及び図９について説明する。
この第２の実施形態は、目標車間距離Ｌ_SEが短い値から長い値に変更されたときに、変更前の固有振動数ω_T 及び減衰係数ζを所定期間保持することにより、車間距離が一時的に短くなることを防止するようにしたものである。
すなわち、第２の実施形態では、応答特性決定処理が図８に示すように、前述した第１の実施形態における図６の処理において、ステップＳ１７〜Ｓ２０が省略され、これに代えてステップＳ１６で前回距離範囲が短距離ＬＳであると判定されたときに、ステップＳ３１に移行して、１サンプリング周期前の固有振動数ω_T (n-1) 及び減衰係数ζ(n-1) を今回の固有振動数ω_T (n) 及び減衰係数ζ(n) として設定し、これらを固有振動数記憶領域及び減衰係数記憶領域に更新記憶してから前記ステップＳ２１に移行するように構成されていることを除いては図６と同様の処理を行い、図６との対応処理には同一ステップ番号を付し、その詳細説明はこれを省略する。
【００７３】
この第２の実施形態によると、先行車を認識して、短距離ＬＳで車間距離Ｌを略一定として追従走行しているときに、図９（ａ）に示すように時点ｔ１で車間距離設定スイッチＳＷを操作して目標車間距離設定値Ｌ_SEを長距離ＬＬに設定したときに、図６の応答特性決定処理でステップＳ１６からステップＳ３１に移行して、前回の応答特性即ち表１の短距離ＬＳに対応する固有振動数算出用マップを参照して算出した車間距離偏差ΔＬ＝０、相対速度ΔＶ＝０の固有振動数ω_T (n-1) （＝０．１３１）を今回の固有振動数ω_T (n) として設定し、減衰係数ζについても前回の減衰係数ζ(n-1) （＝０．８００）を今回の減衰係数ζ(n) として設定することにより、固有振動数ω_T 及び減衰係数ζを目標車間距離設定値Ｌ_SEの変更前の前回値に保持する。このため、固有振動数ω_T が図９（ｄ）に示すように、減少することなく大きな値に保持されるので、これら固有振動数ω_T 及び減衰係数ζをフィードフォワードゲインとしてフィルタ処理によって車間距離指令値Ｌ_T を算出することにより、目標車間距離Ｌ^* が制限値ΔＬ_LIM 分長くなるため、車間距離指令値Ｌ_T が変更前より短くなることなく、徐々に長くなる。
【００７４】
この結果、車間距離Ｌが、図９（ｃ）に示すように、短くなることがなく円滑に増加することになり、第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。その後、時点ｔ２で目標車間距離Ｌ^* が目標車間距離設定値Ｌ_SEに達すると、図６の応答特性決定処理でステップＳ２６からステップＳ２７に移行して、保持フラグＦＨが“０”にリセットされることにより、ステップＳ１６からステップＳ２２に移行して、長距離ＬＬの目標車間距離設定値Ｌ_SEに応じた表３の固有振動数算出用マップ及び表６の減衰係数算出用マップが選択され、このときの目標車間距離Ｌ^* と車間距離Ｌとの車間距離偏差ΔＬ及び相対速度ΔＶをもとに表３の固有振動数算出用マップ及び表６の減衰係数算出用マップを参照して固有振動数ω_T 及び減衰係数ζが算出される。このとき、車間距離偏差ΔＬが−２０ｍ程度であるので、固有振動数ω_T は０．１１０となり、減衰係数ζは０．９５０となる。このため、固有振動数ω_T は前回まで保持されていた値０．１３１から０．１１０へと変更されるので、その減少量が第１の実施形態における目標車間距離設定値の変更時点と同程度となり、車間距離Ｌが低下することを防止することができ、円滑な車間距離制御を継続することができる。
【００７５】
次に、本発明の第３の実施形態を図１０及び図１１について説明する。
この第３の実施形態は、第２の実施形態におけるフィードフォワードゲインの保持状態を解除する際に、固有振動数ω_T 及び減衰係数ζを徐々に減少させるようにしたものである。
すなわち、第３の実施形態においては、応答特性決定処理が図１０に示すように、前述した第２の実施形態における図８の処理において、ステップＳ２２の前にステップＳ４１を設け、このステップＳ４１でゲイン保持状態の解除状態であることを表す解除フラグＦＣが“１”にセットされているか否かを判定し、これが“０”にリセットされているときにはステップＳ４２に移行して、前回保持フラグＦＨが“１”にセットされていたか否かを判定し、これが“０”にリセットされていたときには前記ステップＳ２２に移行し、“１”にセットされていたときにはステップＳ４３に移行する。
【００７６】
このステップＳ４３では、解除フラグＦＣを“１”にセットし、次いでステップＳ４４に移行して、前回の固有振動数ω_T (n-1) から所定減少量Δωを減算した値を今回の固有振動数ω_T (n) として設定すると共に、前回の減衰係数ζ(n-1) から所定減少量Δζを減算した値を今回の減衰係数ζ(n) として設定してからステップＳ４５に移行する。
【００７７】
このステップＳ４５では、前記ステップＳ２２〜Ｓ２５と同様の処理を行って、現在の距離範囲に応じた固有振動数算出用マップ及び減衰係数算出用マップを選択すると共に、目標車間距離Ｌ^* 及び車間距離Ｌの車間距離偏差ΔＬを算出し、算出した車間距離偏差ΔＬ及び相対速度ΔＶをもとに選択した固有振動数算出用マップ及び減衰係数算出用マップを参照して通常の固有振動数ω_TN及び減衰係数ζ_N を算出してからステップＳ４６に移行する。
【００７８】
このステップＳ４６では、ステップＳ４４で算出した固有振動数ω_T (n) がステップＳ４５で算出した固有振動数ω_TN以下であるか否かを判定し、ω_T (n) ＞ω_TNであるときにはステップＳ４７に移行して、固有振動数ω_T (n) を固有振動数ω_T として設定し、これを固有振動数記憶領域に更新記憶してから処理を終了して図５のステップＳ９に移行し、ω_T (n) ≦ω_TNであるときにはステップＳ４８に移行して、固有振動数ω_T として固有振動数ω_TNを設定し、これを固有振動数記憶領域に更新記憶してからステップＳ４９に移行し、解除フラグＦＣを“０”にリセットしてから処理を終了して図５のステップＳ９に移行する。
【００７９】
この第３の実施形態によると、先行車を認識して、短距離ＬＳで先行車に略一定車間距離で追従走行している状態で、車間距離設定スイッチＳＷを操作して長距離ＬＬを目標車間距離設定値Ｌ_SEとして設定したときに、図１１に示すように、前述した第２の実施形態と同様に変更前の固有振動数ω_T 及び減衰係数ζを保持する。
【００８０】
その後、目標車間距離Ｌ^* が目標車間距離設定値Ｌ_SEに達した時点ｔ２で、保持フラグＦＨが“０”にリセットされると、図６の応答特性決定処理でステップＳ１６からステップＳ４１に移行して、解除フラグＦＣが“０”にリセットされているので、ステップＳ４２に移行し、前回保持フラグＦＨが“１”であったので、ステップＳ４３に移行して、解除フラグＦＣを“１”にセットしてからステップＳ４４に移行して、前回の固有振動数ω_T (n-1) から所定減少量Δωを減算した値を今回の固有振動数ω_T (n) として設定すると共に、前回の減衰係数ζ(n-1) から所定減少量Δζを減算した値を今回の減衰係数ζ(n) として設定する。
【００８１】
これによって、図１１（ｄ）に示すように、固有振動数ω_T が所定減少量Δωで減少量が制限されて徐々に低下し、このときに解除フラグＦＣが“１”にセットされる。このため、固有振動数ω_T 及び減衰係数ζの減少処理が継続される。
その後、時点ｔ３で減少した固有振動数ω_T (n) が目標車間距離Ｌ^* 及び車間距離Ｌの車間距離偏差ΔＬを算出し、算出した車間距離偏差ΔＬ及び相対速度ΔＶをもとに選択した固有振動数算出用マップを参照して算出される通常の固有振動数ω_TN以下となると、通常の固有振動数ω_TNが固有振動数ω_T として設定されて固有振動数記憶領域に更新記憶されると共に、解除フラグＦＣが“０”にリセットされ、以後、ステップＳ４１及びＳ４２を経てステップＳ２２に移行して、通常の固有振動数ω_TN及び減衰係数ζ_N の設定処理に復帰する。
【００８２】
したがって、第３の実施形態によれば、変化率が制限された目標車間距離Ｌ^* が目標車間距離設定値Ｌ_SEに達したときに、固有振動数ω_T 及び減衰係数ζが緩やかに減少することになり、前述した第２の実施形態に比較して車間距離Ｌの変化を緩やかに行ってことができ、運転者に違和感を与えることをより確実に減少させることができる。
【００８３】
なお、上記第３の実施形態においては、前述した第２の実施形態におけるフィードフォワードゲインの保持状態から解除するときに固有振動数ω_T 及び減衰係数ζを徐々に減少させる場合について説明したが、これに限定されるものではなく、前述した第１の実施形態における時点ｔ１で固有振動数ω_T 及び減衰係数ζを徐々に減少させるようにしてもよい。
【００８４】
また、上記第１〜３の実施形態においては、固有振動数ω_T 及び減衰係数ζを共に減少処理する場合について説明したが、固有振動数ω_T の方がフィードフォワードゲインに与える影響が大きいので、固有振動数ω_T のみを減少処理し、減衰係数ζについてはマップで参照した値をそのまま使用するようにしてもよい。
さらに、上記第１〜第３の実施形態においては、目標車間距離設定部４２で先行車車速Ｖｔに基づいて目標車間距離設定値Ｌ_SEを算出する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、先行車車速Ｖｔに代えて自車速Ｖｓを適用し、これに基づいて目標車間距離設定値Ｌ_SEを算出するようにしてもよく、さらには、目標車間距離設定値Ｌ_SEの算出を省略して、車間距離設定スイッチＳＷで設定する目標車間距離設定値ＬＳ，ＬＭ，ＬＬのみを使用するようにしてもよい。
【００８５】
さらにまた、上記第１〜第３の実施形態においては、車間距離制御系のフィードフォワード制御系として、図４に示すようにフィードフォワード補償器４６のみで構成する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、図１２に示すように、フィードフォワード制御系をフィードフォワード補償器４６と位相補償器４９とで構成し、位相補償器４９で、下記（５）式に示すフィルタ処理を行って補償車速指令値Ｖ_FFを演算し、これをフィードバック補償器４８の出力Ｖ_FBに加算する構成とすることもでき、この場合には、実車間距離が長い状態で、相対速度の減少度合いを緩やかにすることができ、スムーズな追従走行制御を行うことができる。
【００８６】
【数２】

【００８７】
ここで、ω_V は車速制御部伝達特性の折点角周波数である。
なおさらに、上記第１〜第３の実施形態においては、固有振動数算出用記憶テーブル及び減衰係数算出用記憶テーブルを使用して固有振動数及び減衰係数を算出する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、特性方程式から算出してもよいことはいうまでもない。
【００８８】
また、上記第１〜第３の実施形態においては、追従制御用コントローラ５で車間距離演算処理を実行する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、関数発生器、比較器、演算器等を組み合わせて構成した電子回路でなるハードウェアを適用して構成するようにしてもよい。
また、上記実施形態においては、後輪駆動車に本発明を適用した場合について説明したが、前輪駆動車に本発明を適用することもでき、また回転駆動源としてエンジン２を適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、電動モータを適用することもでき、さらには、エンジンと電動モータとを使用するハイブリッド車にも本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す概略構成図である。
【図２】図１の追従制御用コントローラの具体的構成を示すブロック図である。
【図３】図２の制御応答決定部の具体例を示すブロック図である。
【図４】車間距離制御系の概略構成を示すブロック線図である。
【図５】車間距離制御部における車間距離制御処理の一例を示すフローチャートである。
【図６】図５の応答特性決定処理の一例を示すフローチャートである。
【図７】第１の実施形態の動作の説明に供するタイムチャートである。
【図８】本発明の第２の実施形態における応答特性決定処理の一例を示すフローチャートである。
【図９】第２の実施形態の動作の説明に供するタイムチャートである。
【図１０】本発明の第３の実施形態における応答特性決定処理の一例を示すフローチャートである。
【図１１】第３の実施形態の動作の説明に供するタイムチャートである。
【図１２】本発明に適用し得るフィードフォワード制御系の他の例を示すブロック図である。
【符号の説明】
２ エンジン
３ 自動変速機
７ ディスクブレーキ
８ 制動制御装置
９ エンジン出力制御装置
１０ スロットルアクチュエータ
１２ 車間距離センサ
１３ 車速センサ
４０ 車間距離制御部
４１ 相対速度演算部
４２ 目標車間距離設定部
４２ａ 目標車間距離演算部
４２ｂ 目標車間距離制限部
４３ 車間距離指令値演算部
４４ 目標車速演算部
４５ 制御応答決定部
４５ａ 車間距離偏差演算部
４５ｂ マップ選択部
４５ｃ 固有振動数算出部
４５ｄ 減衰係数算出部
５０ 車速制御部

Claims (8)

1. 目標車間距離設定値を設定し、設定した目標車間距離設定値の変化量を制限した目標車間距離制限値を目標車間距離として算出する目標車間距離設定手段と、車間距離検出手段で検出した先行車との車間距離検出値と車速検出手段で検出した自車速及び先行車車速の何れか一方とに基づいて当該車間距離検出値を目標車間距離設定手段で算出した目標車間距離に一致させる目標車速を演算する車間距離制御手段と、該車間距離制御手段で演算した目標車速と前記車速検出手段で検出した自車速とを一致させるように速度制御する車速制御手段とを備えた先行車追従制御装置において、
   前記車間距離制御手段は、前記目標車間距離を、応答特性を決定するフィードフォワードゲインを使用した規範モデルに従って車間距離指令値に変換するフィードフォワード制御手段と、通常は少なくとも前記目標車間距離設定値の属する距離範囲に基づいて前記フィードフォワードゲインを決定し、前記距離範囲が短い値から長い値に変更されたときに、所定期間少なくとも変更後の目標車間距離設定値に基づくフィードフォワードゲイン及び変更直前のフィードフォワードゲインの何れか一方により前記車間距離指令値の一時的な低下を防止する前記フィードフォワードゲインを決定するフィードフォワードゲイン決定手段と、前記フィードフォワード制御手段から出力される車間距離指令値に基づいて目標車速を演算する目標車速演算部とを備えていることを特徴とする先行車追従制御装置。
2. 先行車との相対速度を検出する相対速度検出手段を有し、前記フィードフォワードゲイン決定手段は、通常時に目標車間距離、前記目標車間距離と車間距離検出値との車間距離偏差及び相対速度に基づいてフィードフォワードゲインを決定するように構成されていることを特徴とする請求項１記載の先行車追従制御装置。
3. 前記フィードフォワードゲイン決定手段は、前記距離範囲が短い値から長い値に変更されたときに、所定期間前記車間距離偏差を変更後の目標車間距離設定値と車間距離検出値との偏差に保持することを特徴とする請求項２記載の先行車追従制御装置。
4. 前記フィードフォワードゲイン決定手段は、前記目標車間距離が変更後の目標車間距離設定値に一致したときに車間距離偏差を目標車間距離及び車間距離検出値の偏差に復帰させるように構成されていることを特徴とする請求項３に記載の先行車追従制御装置。
5. 前記フィードフォワードゲイン決定手段は、前記距離範囲が短い値から長い値に変更されたときに、所定期間変更直前の目標車間距離に基づいて決定されたフィードフォワードゲインを保持するように構成されていることを特徴とする請求項１記載の先行車追従制御装置。
6. 前記フィードフォワードゲイン決定手段は、前記目標車間距離が変更後の目標車間距離設定値に一致したときに、保持したフィードフォワードゲインを前記目標車間距離に基づいて算出されるフィードフォワードゲインに復帰させるように構成されていることを特徴とする請求項５記載の先行車追従制御装置。
7. 前記フィードフォワードゲイン決定手段は、前記目標車間距離が変更後の目標車間距離設定値に一致したときに、保持したフィードフォワードゲインを変更後の目標車間距離に基づいて算出されるフィードフォワードゲインに復帰させる際に、保持したフィードフォワードゲインを徐々に変化させるように構成されていることを特徴とする請求項５記載の先行車追従制御装置。
8. 前記目標車間距離設定手段は、複数の異なる目標車間距離設定値を選択する選択手段と、該選択手段で選択された目標車間距離設定値の変化量を制限する変化量制限手段とで構成されていることを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載の先行車追従制御装置。

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