JP3849430B2 - 車両用走行制御装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、自車両に先行する先行車両に追従して走行する先行車両追従走行制御装置等の車両用走行制御装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
このような車両用走行制御装置としては、例えば特開2000−168395号公報に記載されるものがある。この車両用走行制御装置は、自車両に先行する先行車両までの車間距離を検出すると共に、運転者がセットした車速を設定車速として定速走行を行い、例えば先行車両が接近したり離間したりして車間距離が変化したら、それを目標車間距離に一致するように、制動力や駆動力を調整して自車両の走行状態をフィードバック制御する。この従来技術では、目標車間距離を算出するために、例えば先行車両の走行速度を検出し、この先行車両速度に車間時間を乗じ、それに停車時距離を和して求めている。なお、車間時間とは、自車両が先行車両の現在の位置に到達するのに要する時間(換言すれば、車間距離相当の距離を自車両が走行するのに要する時間)であり、例えば2秒といったように予め設定されている。また、停止時距離とは、先行車両に合わせて自車両が停止したときに先行車両との間に残されている距離であり、例えば2mといったように予め設定されている。ちなみに、先行車両に追従して自車両が所定の車間距離、つまり目標車間距離で定速走行しているときには、先行車両の走行速度と自車両の走行速度とは同等かほぼ同等であるから、前記目標車間距離の算出に自車両の走行速度を用いてもよい。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前述のような先行車両追従制御を行う車両用走行制御装置では、目標車間距離と検出された車間距離とが一致するようにフィードバック制御を行うため、車間距離が目標車間距離と相違してから、その差分値に応じた加減速要求が出される。ここで、例えば前述のように先行車両の走行速度から目標車間距離を設定しているものとして、先行車両が減速した場合には、車間距離が短くなると共に目標車間距離も短くなるため、自車両に要求する減速度(の絶対値)が小さくなり、応答性が悪く感じられてしまう。このことは、先行車両が加速した場合にも、自車両に要求する加速度が小さくなることから、同様に感じ取られてしまう。
【0004】
このような加減速の応答性を向上させる手法として、前記目標車間距離と検出された車間距離とのフィードバック制御に用いられるフィードバックゲインを大きくすることが考えられるが、そのようにすると通常の追従走行中の加減速が過敏になって乗心地が悪化するという問題がある。
本発明は、これらの諸問題を解決すべく開発されたものであり、乗心地を悪化することなく、先行車両の加減速に対する自車両の加減速の応答性が良好な車両走行制御装置を提供することを目的とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のうち請求項1に係る車両用走行制御装置は、自車両に先行する先行車両を検出し、自車両と先行車両との車間距離を検出する車間距離検出手段と、自車両の走行速度を検出する自車速度検出手段及び前記先行車両の走行速度を検出する先行車両速度検出手段の少なくとも何れか一方と、前記自車速度検出手段で検出された自車両の走行速度又は前記先行車両速度検出手段で検出された先行車両の走行速度の何れか一方に基づいて目標車間距離を設定する目標車間距離設定手段と、前記車間距離検出手段で検出された先行車両との車間距離及び前記目標車間距離設定手段で設定された目標車間距離に基づいて自車両の走行状態を制御する走行制御手段とを備えた車両用走行制御装置において、前記自車速度検出手段で検出された自車両の走行速度又は前記先行車両速度検出手段で検出された先行車両の走行速度の何れか一方のうち、前記目標車間距離設定手段にて目標車間距離の設定に用いる走行速度に遅れ処理を施す遅れ処理手段を備え、前記目標車間距離設定手段は、前記遅れ処理が施された走行速度に基づいて目標車間距離を設定することを特徴とするものである。
【0006】
また、本発明のうち請求項2に係る車両用走行制御装置は、前記請求項1の発明において、前記遅れ処理手段は、前記検出された自車両の走行速度又は前記検出された先行車両の走行速度の何れか一方に無駄時間を付加するものであることを特徴とするものである。
また、本発明のうち請求項3に係る車両用走行制御装置は、前記請求項2の発明において、前記遅れ処理手段は、前記検出された自車両の走行速度又は前記検出された先行車両の走行速度の何れか一方が小さいほど、それに付加する無駄時間を大きくすることを特徴とするものである。
【0007】
また、本発明のうち請求項4に係る車両用走行制御装置は、前記請求項2又は3の発明において、前記遅れ処理手段は、前記検出された自車両の走行速度又は前記検出された先行車両の走行速度の何れか一方が所定値以下であるときに無駄時間を付与することを特徴とするものである。
【0008】
また、本発明のうち請求項5に係る車両用走行制御装置は、前記請求項1の発明において、前記遅れ処理手段は、前記検出された自車両の走行速度又は前記検出された先行車両の走行速度の何れか一方にローパスフィルタ処理を施すものであることを特徴とするものである。
また、本発明のうち請求項6に係る車両用走行制御装置は、前記請求項5の発明において、前記遅れ処理手段は、前記検出された自車両の走行速度又は前記検出された先行車両の走行速度の何れか一方が小さいほど、前記ローパスフィルタの時定数を大きくすることを特徴とするものである。
【0009】
また、本発明のうち請求項7に係る車両用走行制御装置は、前記請求項5又は6の発明において、前記遅れ処理手段は、前記自車両の走行速度又は前記検出された先行車両の走行速度の何れか一方が所定値以下であるときにローパスフィルタ処理を施すことを特徴とするものである。
【0010】
【発明の効果】
而して、本発明のうち請求項1に係る車両用走行制御装置によれば、検出された自車両の走行速度又は先行車両の走行速度の何れか一方に基づいて目標車間距離を設定し、先行車両との車間距離及び目標車間距離に基づいて自車両の走行状態を制御するにあたり、検出された自車両の走行速度又は先行車両の走行速度のうち、目標車間距離の設定に用いる方の走行速度に遅れ処理を施すと共に、この遅れ処理が施された走行速度に基づいて目標車間距離を設定する構成としたため、先行車両又は自車両の加減速に伴う目標車間距離の変化が僅かに遅れ、この僅かに遅れた目標車間距離に検出された車間距離を一致するように自車両を加減速するため、通常の追従走行時の乗心地を悪化させることなく、先行車両の加減速に対する自車両の加減速の応答性が良好になる。
【0011】
また、本発明のうち請求項2に係る車両用走行制御装置によれば、検出された自車両の走行速度又は検出された先行車両の走行速度の何れか一方に無駄時間を付加することでそれらに遅れ処理を施す構成としたため、先行車両の加減速に伴って目標車間距離の変化を僅かに遅らせることができ、請求項1に係る発明を実施化し易い。
【0012】
また、本発明のうち請求項3に係る車両用走行制御装置によれば、検出された自車両の走行速度又は検出された先行車両の走行速度の何れか一方が小さいほど、それに付加する無駄時間を大きくする構成としたため、低速ほど初期応答が良好になって運転者の意図に適合した加減速特性が得られると共に、高速では初期応答が抑制され、本来、加減速が緩やかな高速走行時に違和感を与えることがない。
【0013】
また、本発明のうち請求項4に係る車両用走行制御装置によれば、検出された自車両の走行速度又は検出された先行車両の走行速度の何れか一方が所定値以下であるときに無駄時間を付与する構成としたため、当該所定値以上の高速走行時に加減速の応答性を抑制し、本来、加減速が緩やかな高速走行時に違和感を与えることがない。
【0014】
また、本発明のうち請求項5に係る車両用走行制御装置によれば、検出された自車両の走行速度又は検出された先行車両の走行速度の何れか一方にローパスフィルタ処理を施す構成としたため、先行車両の加減速に伴って目標車間距離の変化を僅かに遅らせることができ、請求項1に係る発明を実施化し易い。
また、本発明のうち請求項6に係る車両用走行制御装置によれば、検出された自車両の走行速度又は検出された先行車両の走行速度の何れか一方が小さいほど、前記ローパスフィルタの時定数を大きくする構成としたため、低速ほど初期応答が良好になって運転者の意図に適合した加減速特性が得られると共に、高速では初期応答が抑制され、本来、加減速が緩やかな高速走行時に違和感を与えることがない。
【0015】
また、本発明のうち請求項7に係る車両用走行制御装置によれば、検出された自車両の走行速度又は検出された先行車両の走行速度の何れか一方が所定値以下であるときにローパスフィルタ処理を施す構成としたため、当該所定値以上の高速走行時に加減速の応答性を抑制し、本来、加減速が緩やかな高速走行時に違和感を与えることがない。
【0016】
【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は本発明の車両用走行制御装置を適用した先行車両追従走行装置付き後輪駆動車両のシステム構成図である。図中の符号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り、当該後輪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、回転駆動される。
【0017】
また、前記後輪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の制動流体圧が制動制御装置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流体圧を発生すると共に、走行制御用コントロールユニット20からの制動流体圧指令値に応じた制動流体圧を発生するように構成されている。
【0018】
また、前記エンジン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は、エンジン出力の制御方法として、スロットルバルブの開度を調整してエンジン回転数を制御すると方法と、アイドルコントロールバルブの開度を調整してエンジン2のアイドル回転数を制御する方法とが考えられているが、本実施形態では、スロットルバルブの開度を調整する方法が採用されている。
【0019】
一方、車両の前方側の車体下部には、先行車両を検出し、自車両から先行車両までの車間距離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が設けられていると共に、前記後輪1RL、1RRの車輪速度を検出する車輪速度センサ13L、13Rが配設され、更にブレーキペダル8aに、その踏込みを検出するブレーキペダルスイッチ14が配設されている。
【0020】
そして、前記車間距離センサ12、車輪速度センサ13L、13R、及びブレーキペダルスイッチ14の各出力信号が走行制御用コントロールユニット20に入力され、この走行制御用コントロールユニット20によって、前記車間距離センサ12で検出された車間距離D、車輪速度センサ13L、13Rで検出された車輪速度VwRL、VwRR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、先行車両との間に適正な車間距離を維持しながら追従走行する定常追従走行制御を行うと共に、先行車両が加減速したら、それに合わせて自車両を加減速し、走行状態を制御する。
【0021】
次に、前記走行制御用コントロールユニット20で実行される先行車両追従走行制御のための演算処理について図2のフローチャートを用いて説明する。この演算処理は、所定の制御時間ΔT(例えば10msec. )毎にタイマ割込処理される。なお、このフローチャートでは、特に通信のためのステップを設けていないが、例えばフローチャート中で得られた情報は随時記憶装置に記憶されるし、必要な情報は随時記憶装置から読出される。また、各装置間も相互通信を行っており、必要な情報は、主として制御を司っている装置から常時読込まれ、送られてきた情報は、随時記憶装置に記憶される。
【0022】
この演算処理のステップS1では、前記車間距離センサ12で検出された実際の先行車両との間の車間距離Dを読込む。
次にステップS2に移行して、前記ステップS1で読込んだ車間距離Dと前回に読込んだ車間距離Dとの変化率から自車両と先行車両との相対速度Vrを算出する。
【0023】
次にステップS3に移行して、前記車輪速度センサ13L、13Rで検出した車輪速度VwRL、VwRRの平均値から自車速度Vcを算出する。
次にステップS4に移行して、運転者がセットしたセット車速Vsを読込む。次にステップS5に移行して、後述する図3の演算処理に従って、目標加減速度を算出する。
【0024】
次にステップS6に移行して、図示されない個別の演算処理に従って、前記エンジン及びブレーキによる加減速度制御を行ってからメインプログラムに復帰する。
次に、前記図2の演算処理のステップS4で行われる図3の演算処理について説明する。
【0025】
この演算処理では、まずステップS11で、図示されない個別の演算処理に従って、先行車両が検出されているか否かを判定し、先行車両が検出されている場合にはステップS15に移行し、そうでない場合にはステップS17に移行する。
前記ステップS15では、後述する図4の演算処理に従って、目標車間距離D* を算出してからステップS16に移行する。
【0026】
前記ステップS16では、後述する図5の演算処理に従って、目標車間距離D* と実車間距離Dから車間距離優先目標加減速度GD を算出してから前記ステップS17に移行する。
前記ステップS17では、目標車速Vc* を算出してからステップS18に移行する。この目標車速Vc* は、前記図2の演算処理で算出した自車速度Vcが前記セット車速Vsより小さいときには現在の自車速度Vcからセット車速Vsまで一定の加速度で増加する目標車速Vc* を設定し、そうでないときにはセット車速Vsをそのまま目標車速Vc* に設定する。
【0027】
前記ステップS18では、後述する図6の演算処理に従って、目標車速Vc* と自車速度Vcとから車速優先目標加減速度GV を算出してからステップS19に移行する。
前記ステップS19では、後述する図7の演算処理に従って、目標加減速度の選択を行ってから前記図2の演算処理のステップS6に移行する。
【0028】
次に、前記図3の演算処理のステップS15で行われる図4の演算処理について説明する。
この演算処理では、まずステップS15aで、前記図2の演算処理のステップS3で算出した自車速度Vcを読込む。
次にステップS15bに移行して、前記図2の演算処理のステップS2で算出した相対速度Vrを読込む。
【0029】
次にステップS15cに移行して、前記ステップS15aで読込んだ自車速度VcとステップS15bで読込んだ相対速度Vrを加算して先行車速度VF を算出する。
次にステップS15dに移行して、前記ステップS15cで算出した先行車速度VF が時速40km/h以下であるか否かを判定し、当該先行車速度VF が時速40km/h以下である場合にはステップS15eに移行し、そうでない場合にはステップS15fに移行する。
【0030】
前記ステップS15fでは、前記ステップS15cで算出した先行車速度VF が時速50km/h以下であるか否かを判定し、当該先行車速度VF が時速50km/h以下である場合にはステップS15gに移行し、そうでない場合にはステップS15hに移行する。
前記ステップS15hでは、前記ステップS15cで算出した先行車速度VF が時速60km/h以下であるか否かを判定し、当該先行車速度VF が時速60km/h以下である場合にはステップS15iに移行し、そうでない場合にはステップS15jに移行する。
【0031】
前記ステップS15jでは、前記ステップS15cで算出した先行車速度VF が時速70km/h以下であるか否かを判定し、当該先行車速度VF が時速70km/h以下である場合にはステップS15kに移行し、そうでない場合にはステップS15mに移行する。
前記ステップS15mでは、前記ステップS15cで算出した先行車速度VF が時速80km/h以下であるか否かを判定し、当該先行車速度VF が時速80km/h以下である場合にはステップS15nに移行し、そうでない場合にはステップS15pに移行する。
【0032】
前記ステップS14eでは、5回前先行車速度VF5を遅れ処理済み先行車速度VFFに設定してからステップS15qに移行する。
また、前記ステップS14gでは、4回前先行車速度VF4を遅れ処理済み先行車速度VFFに設定してから前記ステップS15qに移行する。
また、前記ステップS14iでは、3回前先行車速度VF3を遅れ処理済み先行車速度VFFに設定してから前記ステップS15qに移行する。
【0033】
また、前記ステップS14kでは、2回前先行車速度VF2を遅れ処理済み先行車速度VFFに設定してから前記ステップS15qに移行する。
また、前記ステップS14nでは、1回前先行車速度VF1を遅れ処理済み先行車速度VFFに設定してから前記ステップS15qに移行する。
また、前記ステップS14pでは、今回の先行車速度VF を遅れ処理済み先行車速度VFFに設定してから前記ステップS15qに移行する。
【0034】
そして、前記ステップS15qでは、前記遅れ処理済み先行車速度VFFに車間速度αを乗じ、更に停止時距離βを和して目標車間距離D* を算出する。なお、車間速度α、及び停止時距離βについては、前述した値を用いるものとする。
次にステップS15rに移行して、今回の先行車速度VF を1回前先行車速度VF1に、前回の1回前先行車速度VF1を2回前先行車速度VF2に、前回の2回前先行車速度VF2を3回前先行車速度VF3に、前回の3回前先行車速度VF3を4回前先行車速度VF4に、前回の4回前先行車速度VF4を5回前先行車速度VF5に夫々更新してから前記図3の演算処理のステップS16に移行する。
【0035】
次に、前記図3の演算処理のステップS16で行われる図5の演算処理について説明する。
この演算処理では、まずステップS16aで、前記図2の演算処理のステップS1で読込んだ車間距離Dから前記図4の演算処理で算出した目標車間距離D* を減じて車間距離の差ΔDを算出する。
【0036】
次にステップS16cに移行して、前記ステップS16aで算出した車間距離の差ΔDに所定のフィードバックゲインF1 を乗じて車間距離優先目標加減速度GD を算出してから前記図3の演算処理のステップS17に移行する。
次に、前記図3の演算処理のステップS18で行われる図6の演算処理について説明する。
【0037】
この演算処理では、まずステップS18aで、前記図2の演算処理のステップS3で算出した自車速度Vcから前記図3の演算処理のステップ17で算出した目標車速Vc* を減じて車速の差ΔVcを算出する。
次にステップS18bに移行して、前記車速の差ΔVcに比例ゲインKpを乗じた値と、車速の差ΔVcの積分値に積分ゲインKiを乗じた値と、車速の差ΔVcの微分値に微分ゲインKdを乗じた値との総和から車速優先目標加減速度GV を算出してから前記図3の演算処理のステップS19に移行する。
【0038】
次に、前記図3の演算処理のステップS19で行われる図6の演算処理について説明する。
この演算処理では、まずステップ19aで、図示されない個別の演算処理に従って、先行車両を検出しているか否かを判定し、先行車両を検出している場合にはステップS19cに移行し、そうでない場合にはステップS19bに移行する。
【0039】
前記ステップS19cでは、図示されない個別の演算処理に従って、自車速度がセット車速と同等か又はほぼ同等であることなどから、セット車速走行中であるか否かを判定し、セット車速走行中である場合にはステップS19bに移行し、そうでない場合にはステップS19dに移行する。
前記ステップS19bでは、前記図6の演算処理で算出した車速優先目標加減速度GV を目標加減速度G* に設定してから図2の演算処理のステップS6に移行する。
【0040】
また、前記ステップS19dでは、前記図5の演算処理で算出した車間距離優先目標加減速度GD と前記図6の演算処理で算出した車速優先目標加減速度GV とのうち、何れか絶対値の小さい方を目標加減速度G* に設定してから図2の演算処理のステップS6に移行する。
これらの演算処理によれば、図2の演算処理のステップS1で読込んだ車間距離Dから次のステップS2で相対速度Vrを算出し、次のステップS3で車輪速度VwRL、VwRRから自車速度Vcを算出し、次のステップS4でセット車速Vsを読込み、次のステップS5で目標加減速度を算出して、その目標加減速度に応じて次のステップS6で加減速度制御を行う。目標加減速度の算出には、図3の演算処理のステップS11で先行車両の有無を判定し、先行車両が存在している場合にはステップS15で行われる図4の演算処理に従って目標車間距離D* を算出し、この目標車間距離D* と実際の車間距離Dとの差分値から、同ステップS16で行われる図5の演算処理に従って車間距離優先目標加減速度GD を算出する。一方、先行車両が存在していない場合には前記車間距離優先目標加減速度GD は算出せず、図3のステップS17で目標車速Vc* を算出し、この目標車速Vc* と実際の自車速度Vcとの差分値から、次のステップS18で行われる図6の演算処理に従って車速優先目標加減速度GV を算出する。なお、先行車両が存在する場合も、同様に車速優先目標加減速度GV を算出する。そして、図3の演算処理のステップS19で行われる図7の演算処理によれば、先行車両があり且つセット車速で走行していないときには、それらのうちの絶対値の小さい方を最終的な目標加減速度G* とし、先行車両がないか、或いはセット車速で走行しているときには車速優先目標加減速度GV を最終的な目標加減速度G* とする。従って、先行車両に追従して走行しているときには、先行車両の加減速に合わせて、車速に応じた適切な車間距離が維持されるように加減速を制御する。一方、先行車両に追従していないときには、セット車速を優先して加減速を制御する。
【0041】
ここで、前記車間距離優先目標加減速度GD の算出に用いられる目標車間距離D* は、前記図3の演算処理のステップS15で行われる図4の演算処理に従って算出される。この演算処理では、原則的に先行車両速度VF を用いて目標車間距離D* を算出するのであるが、その算出に用いられる遅れ処理済み先行車両速度VFFは、そのときの先行車両速度VF が低速であるほど、遅れが大きい。つまり、先行車両速度VF が40km/h以下であるときには制御回数で5回前の制御時の先行車両速度、つまり5回前先行車速度VF5が遅れ処理済み先行車両速度VFFに設定され、以下同様に、先行車両速度VF が50km/h以下で40km/hを越えるときには4回前の制御時の先行車両速度、つまり4回前先行車速度VF4が遅れ処理済み先行車両速度VFFに設定され、先行車両速度VF が60km/h以下で50km/hを越えるときには3回前の制御時の先行車両速度、つまり3回前先行車速度VF3が遅れ処理済み先行車両速度VFFに設定され、先行車両速度VF が70km/h以下で60km/hを越えるときには2回前の制御時の先行車両速度、つまり2回前先行車速度VF2が遅れ処理済み先行車両速度VFFに設定され、先行車両速度VF が80km/h以下で70km/hを越えるときには1回前の制御時の先行車両速度、つまり1回前先行車速度VF1が遅れ処理済み先行車両速度VFFに設定される。
【0042】
このことは、先行車両の加減速により先行車両速度VF が変化しているにもかかわらず、先行車両速度VF の代わりに遅れ処理済み先行車両速度VFFを用いるので、目標車間距離D* の変化が遅れる(制御時間が非常に短いので、遅れは僅かである)ことを意味する。すると、本実施形態のように、目標車間距離D* に実際の車間距離Dを一致させるようにフィードバック制御を行う場合、前記目標車間距離D* と実際の車間距離Dとの差分値ΔDは、遅れのない場合に比して絶対値として小さいか、或いは遅れのない場合に得られる差分値と逆方向の値、つまり本来の差分値が正値であるのに負値になるとか、本来の差分値が負値であるのに正値になってしまうこともある。例えば先行車両の減速によって目標車間距離D* が短くなっているのに、実際の車間距離Dが目標車間距離D* より長いときには、実際の車間距離Dから目標車間距離D* を減じた差分値ΔDは正値である。このように目標車間距離D* と実際の車間距離Dとの差分値ΔDが正値に表れることは、実際の車間距離Dを短くするのであるから、少なくとも未だ減速する必要がない、或いは減速するにしてもさほど大きく減速する必要がないことになる。しかしながら、前述のように先行車両速度VF に変えて遅れ処理済み先行車両速度VFFを用いて目標車間距離D* を算出すると、目標車間距離D* は本来の値より大きくなるので、目標車間距離D* と実際の車間距離Dとの差分値ΔDが本来の値に比して小さくなったり、負値になり、車間距離を保持するか、或いは長くしなければならないことになるから、減速の要求が早く表れ、その結果、先行車両の減速に対する自車両の減速制御の応答性が良好になる。また、先行車両の加速によって目標車間距離D* が長くなっているので、実際の車間距離Dが目標車間距離D* より短いときには、実際の車間距離Dから目標車間距離D* を減じた差分値ΔDが負値となり、そのままでは実際の車間距離Dを長くするのであるから、少なくとも未だ加速する必要がない、或いは加速するにしてもさほど大きく加速する必要がないことになるのに対し、前述のように先行車両速度VF に代えて遅れ処理済み先行車両速度VFFを用いて目標車間距離D* を算出すると、目標車間距離D* は本来の値より小さくなるので、目標車間距離D* と実際の車間距離Dとの差分値ΔDが本来の値に対して大きくなったり、正値になり、車間距離を保持するか、或いは短くしなければならないことになるから、加速の要求が早く表れ、その結果、先行車両の加速に対する自車両の加速制御の応答性が良好になる。
【0043】
図8は、先行車両が30km/hから0km/hまで、つまり停車状態まで減速したときの本実施形態における(車間距離優先目標)加減速度GD 、車間距離D及び目標車間距離D* 、先行車両速度VF 及び遅れ処理済み先行車両速度VFFのタイミングチャートである。この実施形態では、前記図4の演算処理で時速40km/h以下の先行車両速度VF に対しては、常に5回前先行車両速度VF5が遅れ処理済み先行車両速度VFFに設定されるので、最も遅れが大きい。従って、ほぼ傾き一定で減速する先行車両速度VF に対して、遅れ処理済み先行車両速度VFFは平行にシフトしたように遅れる。従って、この遅れ処理済み先行車両速度VFFに応じた目標車間距離D* も、当該遅れ処理済み先行車両速度VFF同様に遅れる。これに対し、実際の車間距離Dは、先行車両の減速直後に、当該目標車間距離D* よりも小さな値になるので、当該車間距離Dから目標車間距離D* を減じた差分値ΔDは負値になってしまう。すると、前述のように車間距離を長くしなければならないことになるから、減速の要求が早く表れ、結果的に制御初期の減速度が大きくなり、車両の減速制御の応答性が良好になる。
【0044】
図9は、図8と同様に先行車両が減速したときの従来の、即ち先行車両速度VF に遅れ処理を施すことなく、当該先行車両速度VF から目標車間距離D* 0 を算出したときの(車間距離優先目標)加減速度GD0、車間距離D及び目標車間距離D* 0 、先行車両速度VF 及び遅れ処理済み先行車両速度VFFのタイミングチャートである。この場合は、実際の車間距離Dが目標車間距離D* 0 よりも常に大きな値になるので、当該車間距離Dから目標車間距離D* 0 を減じた差分値ΔDは正値である。そのため、前述したように実際の車間距離Dを短くするのであるから、少なくとも未だ減速する必要がない、或いは減速するにしてもさほど大きく減速する必要がないことになり、それが減速制御の応答性を鈍く感じさせる原因となる。
【0045】
図10は、本実施形態の(車間距離優先目標)加減速度GD 及び従来の(車間距離優先目標)加減速度GD0だけを抽出し、互いに重ね合わせたものである。この図からも明らかなように、先行車両の減速開始直後は、本実施形態の(車間距離優先目標)加減速度GD の方が従来の(車間距離優先目標)加減速度GD0より絶対値として大きく、減速制御の応答性が良好である。一方、減速制御の後半では、本実施形態の(車間距離優先目標)加減速度GD の方が従来の(車間距離優先目標)加減速度GD0より絶対値として小さく、減速制御が滑らかに収束している。しかも、本実施形態では、フィードバックゲインを大きくする必要がないことから、通常の追従走行中に加減速が過敏になりすぎて乗心地が悪化することもない。
【0046】
また、本実施形態では、先行車両速度VF が小さいほど、遅れが大きい、つまり当該先行車両速度VF に付加される無駄時間が大きくなるため、それから算出される目標車間距離D* も遅れが大きく、その分だけ減速要求が早くなり、低速ほど初期応答が良好になって運転者の意図に適合した減速特性が得られると共に、高速では初期応答が抑制され、本来、減速が緩やかな高速走行時に違和感を与えることがない。また、本実施形態では、先行車両速度VF が80km/hを越える高速走行時には遅れがない、つまり高速走行時には減速の応答性が抑制されるため、本来、減速が緩やかな高速走行時に違和感を与えることがない。ちなみに、この逆の効果が先行車両の加速時にも同様に表れるのは、前述の通りである。
【0047】
また、前述したように、先行車両に追従走行しているときには、自車両の走行速度は先行車両の走行速度と同等又はほぼ同等であるから、目標車間距離D* に自車速度Vcを用いてもよく、その場合には遅れを付加する対象は自車速度Vcになる。図11は、前記図8と同様に、先行車両に合わせて自車両が30km/hから0km/hまで、つまり停車状態まで減速したときの(車間距離優先目標)加減速度GD 、車間距離D及び目標車間距離D* 、自車速度Vc及び遅れ処理済み自車速度VCFのタイミングチャートである。この実施形態における自車速度Vcに対する遅れ処理は、前記図4の演算処理の遅れ処理の対象を先行車両速度VF から自車速度Vcに変換すると共に、自車速度Vcに付加される遅れ時間を、当該自車速度Vcの減少と共に次第に大きくなるようにした。従って、先行車両の減速と共にほぼ傾き一定で減速する自車速度Vcに対して、遅れ処理済み自車速度VCFは次第に減速傾きが小さくなりながら大きく遅れる。従って、この遅れ処理済み自車速度VCFに応じた目標車間距離D* も、当該遅れ処理済み自車速度VCF同様に大きく遅れる。これに対し、実際の車間距離Dは、常時、当該目標車間距離D* よりも相当に小さな値になるので、当該車間距離Dから目標車間距離D* を減じた差分値ΔDは、絶対値の大きな負値になってしまう。すると、前述のように車間距離を速やかに長くしなければならないことになるから、減速の要求が早く表れ、結果的に制御初期の減速度が大きくなり、車両の減速制御の応答性が良好になる。
【0048】
図12は、図11と同様に先行車両に合わせて自車両が減速したときの従来の、即ち自車速度Vcに遅れ処理を施すことなく、当該自車速度Vcから目標車間距離D* 0 を算出したときの(車間距離優先目標)加減速度GD0、車間距離D及び目標車間距離D* 0 、自車速度Vc及び遅れ処理済み自車速度VCFのタイミングチャートである。この場合は、実際の車間距離Dが目標車間距離D* 0 よりも少し小さな値になるので、当該車間距離Dから目標車間距離D* 0 を減じた差分値ΔDは、絶対値の小さな負値である。そのため、車間距離を長くする、つまり減速の要求が遅れ、それが減速制御の応答性を鈍く感じさせる原因となる。
【0049】
図13は、前記図11の本実施形態の(車間距離優先目標)加減速度GD 及び前記図12の従来の(車間距離優先目標)加減速度GD0だけを抽出し、互いに重ね合わせたものである。この図からも明らかなように、先行車両の減速開始直後は、本実施形態の(車間距離優先目標)加減速度GD の方が従来の(車間距離優先目標)加減速度GD0より絶対値として大きく、減速制御の応答性が良好である。一方、減速制御の後半では、本実施形態の(車間距離優先目標)加減速度GD の方が従来の(車間距離優先目標)加減速度GD0より絶対値として小さく、減速制御が滑らかに収束している。しかも、本実施形態でも、フィードバックゲインを大きくする必要がないことから、通常の追従走行中に加減速が過敏になりすぎて乗心地が悪化することもない。
【0050】
また、本実施形態では、自車速度Vcが小さいほど、遅れが大きい、つまり当該自車速度Vcに付加される無駄時間が大きくなるため、それから算出される目標車間距離D* も遅れが大きく、その分だけ減速要求が早くなり、低速ほど初期応答が良好になって運転者の意図に適合した減速特性が得られると共に、高速では初期応答が抑制され、本来、減速が緩やかな高速走行時に違和感を与えることがない。また、本実施形態では、自車速度Vcが80km/hを越える高速走行時には遅れがない、つまり高速走行時には減速の応答性が抑制されるため、本来、減速が緩やかな高速走行時に違和感を与えることがない。ちなみに、この逆の効果が先行車両の加速時にも同様に表れるのは、前述の通りである。
【0051】
以上より、前記車間距離センサ12及び図2の演算処理のステップS1が車間距離検出手段を構成し、以下同様に、前記図2の演算処理のステップS3が自車速度検出手段を構成し、前記図4の演算処理のステップS15cが先行車両速度検出手段を構成し、前記図3の演算処理のステップS15で行われる図4の演算処理全体が目標車間距離設定手段を構成し、前記図2の演算処理のステップS6が走行制御手段を構成し、前記図4の演算処理のステップS15dからステップS15pが遅れ処理手段を構成している。
【0052】
次に、本発明の車両用走行制御装置の異なる実施形態について説明する。この実施形態の車両構成は、前記図1のものと同様であり、また走行制御用コントロールユニット20で実行される先行車両追従走行制御のための演算処理も、前記図2のフローチャートに示すものと同様である。更に、この図2の演算処理のステップS5で行われるマイナプログラムは前記図3のものと同様であり、当該図3の演算処理のステップS16、ステップS18、ステップS19で行われるマイナプログラムは、夫々前記図5、図6、図7のものと同様である。
【0053】
この図3の演算処理のステップS15で行われるマイナプログラムは、前記図4のものから図14のものに変更されている。この演算処理では、まずステップS15sで前記図2の演算処理のステップS3で算出した自車速度Vcを読込む。
次にステップS15tに移行して、前記図2の演算処理のステップS2で算出した相対速度Vrを読込む。
【0054】
次にステップS15uに移行して、前記ステップS15sで読込んだ自車速度VcとステップS15tで読込んだ相対速度Vrを加算して先行車速度VF を算出する。
次にステップS15vに移行して、図15の制御マップに従って、前記ステップS15sで読込んだ自車速度Vcからローパスフィルタ(図ではLPF)の時定数Tを検索する。この実施形態では、図15に示すように自車速度Vcが0km/hのとき所定値T0 であり、自車速度Vcが80km/h以上のとき零であり、その間では自車速度Vcの増加に伴って、減少傾きが次第に小さくなるようにして、時定数Tが次第に小さく設定されるようにした。
【0055】
次にステップS15wに移行して、前記ステップS15vで設定した時定数Tを用いて、前記ステップS15uで算出した先行車速度VF にローパスフィルタ処理、つまり遅れ処理を施し、遅れ処理済み先行車両速度VFFを算出する。
次にステップS15xに移行して、前記遅れ処理済み先行車速度VFFに車間速度αを乗じ、更に停止時距離βを和して目標車間距離D* を算出する。なお、車間速度α、及び停止時距離βについては、前述した値を用いるものとする。
【0056】
この演算処理を含む複数の演算処理による車両走行制御の概要は前記第1の実施形態と同様である。一方、前記車間距離優先目標加減速度GD の算出に用いられる目標車間距離D* は、前記図3の演算処理のステップS15で行われる図14の演算処理に従って算出される。この演算処理では、原則的に先行車両速度VF を用いて目標車間距離D* を算出するのであるが、その算出に用いられる遅れ処理済み先行車両速度VFFは、そのときの自車速度Vcが低速であるほど、遅れが大きい。つまり、自車速度Vc(このときは先行車両を追従走行しているため、自車速度Vcは先行車両速度VF と同等又はほぼ同等である)が低速であるほど、前記図14の演算処理のステップS15vで、前記図15の制御マップに従って設定される時定数Tは大きな値になるため、その時定数Tを用いてローパスフィルタ処理が施された遅れ処理済み先行車両速度VFFは、自車速度Vc或いは先行車両速度VF が低速であるほど、大きく遅れることになる。ちなみに、自車速度Vcが80km/hを越えるときには、時定数Tが零であるから、ローパスフィルタ処理を施しても遅れはなく、遅れ処理済み先行車両速度VFFは実質的に先行車両速度VF に等しい。
【0057】
このように遅れ処理済み先行車両速度VFFが実際の先行車両速度VF よりも遅れるということは、先行車両の加減速により先行車両速度VF が変化しているにもかかわらず、目標車間距離D* の変化が遅れる(制御時間が非常に短いので、遅れは僅かである)ことを意味する。従って、本実施形態でも、目標車間距離D* に実際の車間距離Dを一致させるようにフィードバック制御を行うため、前記目標車間距離D* と実際の車間距離Dとの差分値ΔDは、遅れのない場合に比して絶対値として小さいか、或いは遅れのない場合に得られる差分値と逆方向の値、つまり本来の差分値が正値であるのに負値になるとか、本来の差分値が負値であるのに正値になってしまうこともある。例えば先行車両の減速によって目標車間距離D* が短くなっているのに、実際の車間距離Dが長いときには、実際の車間距離Dから目標車間距離D* を減じた差分値ΔDは正値である。このように目標車間距離D* と実際の車間距離Dとの差分値ΔDが正値に表れることは、実際の車間距離Dを短くするのであるから、少なくとも未だ減速する必要がない、或いは減速するにしてもさほど大きく減速する必要がないことになる。しかしながら、前述のように目標車間距離D* と実際の車間距離Dとの差分値ΔDが、絶対値として小さいとか、本来と逆方向の値、つまり負値になると、車間距離を保持するか、或いは長くしなければならないことになるから、減速の要求が早く表れ、その結果、先行車両の減速に対する自車両の減速制御の応答性が良好になる。これは、先行車両が加速した場合には、実際の車間距離Dから目標車間距離D* を減じた差分値ΔDが負値となり、そのままでは実際の車間距離Dを長くするのであるから、少なくとも未だ加速する必要がない、或いは加速するにしてもさほど大きく加速する必要がないことになるのに対し、目標車間距離D* と実際の車間距離Dとの差分値ΔDが、絶対値として小さいとか、本来と逆方向の値、つまり正値になると、車間距離を保持するか、或いは短くしなければならないことになるから、加速の要求が早く表れ、その結果、先行車両の加速に対する自車両の加速制御の応答性が良好になる。
【0058】
図16は、前記図8と同様に、先行車両が30km/hから0km/hまで、つまり停車状態まで減速したときの(車間距離優先目標)加減速度GD 、車間距離D及び目標車間距離D* 、先行車両速度VF 及び遅れ処理済み先行車両速度VFFのタイミングチャートである。従って、ほぼ傾き一定で減速する先行車両速度VF に対して、遅れ処理済み先行車両速度VFFは次第に減速傾きが小さくなりながら大きく遅れる。従って、この遅れ処理済み先行車両速度VFF応じた目標車間距離D* も、当該遅れ処理済み先行車両速度VFF同様に大きく遅れる。これに対し、実際の車間距離Dは、常時、当該目標車間距離D* よりも小さな値になるので、当該車間距離Dから目標車間距離D* を減じた差分値ΔDは負値になってしまう。すると、前述のように車間距離を速やかに長くしなければならないことになるから、減速の要求が早く表れ、結果的に制御初期の減速度が大きくなり、車両の減速制御の応答性が良好になる。
【0059】
図17は、前記図16の本実施形態の(車間距離優先目標)加減速度GD 及び前記図9の従来の(車間距離優先目標)加減速度GD0だけを抽出し、互いに重ね合わせたものである。この図からも明らかなように、先行車両の減速開始直後は、本実施形態の(車間距離優先目標)加減速度GD の方が従来の(車間距離優先目標)加減速度GD0より絶対値として大きく、減速制御の応答性が良好である。一方、減速制御の後半では、本実施形態の(車間距離優先目標)加減速度GD の方が従来の(車間距離優先目標)加減速度GD0より絶対値として小さく、減速制御が滑らかに収束している。しかも、本実施形態でも、フィードバックゲインを大きくする必要がないことから、通常の追従走行中に加減速が過敏になりすぎて乗心地が悪化することもない。
【0060】
また、本実施形態では、自車速度Vcが小さいほど、遅れが大きい、つまり先行車両速度VF に施されるローパスフィルタの時定数Tが大きくなるため、それから算出される目標車間距離D* も遅れが大きく、その分だけ減速要求が早くなり、低速ほど初期応答が良好になって運転者の意図に適合した減速特性が得られると共に、高速では初期応答が抑制され、本来、減速が緩やかな高速走行時に違和感を与えることがない。また、本実施形態では、自車速度Vcが80km/hを越える高速走行時には遅れがない、つまり高速走行時には減速の応答性が抑制されるため、本来、減速が緩やかな高速走行時に違和感を与えることがない。ちなみに、この逆の効果が先行車両の加速時にも同様に表れるのは、前述の通りである。また、ローパスフィルタ処理を施す対象を自車速度Vcに変更しても同様に効果が得られるのはいうまでもない。
【0061】
以上より、前記車間距離センサ12及び図2の演算処理のステップS1が車間距離検出手段を構成し、以下同様に、前記図2の演算処理のステップS3が自車速度検出手段を構成し、前記図14の演算処理のステップS15uが先行車両速度検出手段を構成し、前記図3の演算処理のステップS15で行われる図14の演算処理全体が目標車間距離設定手段を構成し、前記図2の演算処理のステップS6が走行制御手段を構成し、前記図14の演算処理のステップS15v、ステップS15wが遅れ処理手段を構成している。
【0062】
なお、前記実施形態では、夫々の演算処理装置にマイクロコンピュータを用いたが、これに代えて各種の論理回路を用いることも可能である。
また、車間距離の検出には、レーダ装置に代えて、CCDカメラなどの撮像装置を備え、その撮像装置でとらえた自車両前方の画像から先行車両との車間距離を求めるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の車両用走行制御装置の一実施形態を示す車両構成図である。
【図2】図1の走行制御装置で行われる先行車両追従制御のフローチャートである。
【図3】図2の演算処理のマイナプログラムのフローチャートである。
【図4】図3の演算処理のマイナプログラムのフローチャートである。
【図5】図3の演算処理のマイナプログラムのフローチャートである。
【図6】図3の演算処理のマイナプログラムのフローチャートである。
【図7】図3の演算処理のマイナプログラムのフローチャートである。
【図8】先行車両が減速したときの本発明の車両用走行制御装置の作用を説明するためのタイミングチャートである。
【図9】先行車両が減速したときの従来の車両用走行制御装置の作用を説明するためのタイミングチャートである。
【図10】図8及び図9の加減速度を重ね合わせた説明図である。
【図11】先行車両が減速したときの本発明の車両用走行制御装置の作用を説明するための異なるタイミングチャートである。
【図12】先行車両が減速したときの従来の車両用走行制御装置の作用を説明するための異なるタイミングチャートである。
【図13】図11及び図12の加減速度を重ね合わせた説明図である。
【図14】他の実施形態を示す図3の演算処理で行われるマイナプログラムのフローチャートである。
【図15】図14の演算処理で用いられる制御マップである。
【図16】先行車両が減速したときの従来の車両用走行制御装置の作用を説明するための更に異なるタイミングチャートである。
【図17】図16及び図9の加減速度を重ね合わせた説明図である。
【符号の説明】
1FL〜1RRは車輪
2はエンジン
3は自動変速機
7はディスクブレーキ
8は制動制御装置
9はエンジン制御装置
12は車間距離センサ
13L、13Rは車輪速度センサ
20は走行制御用コントロールユニット
Claims (7)
- 自車両に先行する先行車両を検出し、自車両と先行車両との車間距離を検出する車間距離検出手段と、自車両の走行速度を検出する自車速度検出手段及び前記先行車両の走行速度を検出する先行車両速度検出手段の少なくとも何れか一方と、前記自車速度検出手段で検出された自車両の走行速度又は前記先行車両速度検出手段で検出された先行車両の走行速度の何れか一方に基づいて目標車間距離を設定する目標車間距離設定手段と、前記車間距離検出手段で検出された先行車両との車間距離及び前記目標車間距離設定手段で設定された目標車間距離に基づいて自車両の走行状態を制御する走行制御手段とを備えた車両用走行制御装置において、前記自車速度検出手段で検出された自車両の走行速度又は前記先行車両速度検出手段で検出された先行車両の走行速度の何れか一方のうち、前記目標車間距離設定手段にて目標車間距離の設定に用いる走行速度に遅れ処理を施す遅れ処理手段を備え、前記目標車間距離設定手段は、前記遅れ処理が施された走行速度に基づいて目標車間距離を設定することを特徴とする車両用走行制御装置。
- 前記遅れ処理手段は、前記検出された自車両の走行速度又は前記検出された先行車両の走行速度の何れか一方に無駄時間を付加するものであることを特徴とする請求項1に記載の車両用走行制御装置。
- 前記遅れ処理手段は、前記検出された自車両の走行速度又は前記検出された先行車両の走行速度の何れか一方が小さいほど、それに付加する無駄時間を大きくすることを特徴とする請求項2に記載の車両用走行制御装置。
- 前記遅れ処理手段は、前記検出された自車両の走行速度又は前記検出された先行車両の走行速度の何れか一方が所定値以下であるときに無駄時間を付与することを特徴とする請求項2又は3に記載の車両用走行制御装置。
- 前記遅れ処理手段は、前記検出された自車両の走行速度又は前記検出された先行車両の走行速度の何れか一方にローパスフィルタ処理を施すものであることを特徴とする請求項1に記載の車両用走行制御装置。
- 前記遅れ処理手段は、前記検出された自車両の走行速度又は前記検出された先行車両の走行速度の何れか一方が小さいほど、前記ローパスフィルタの時定数を大きくすることを特徴とする請求項5に記載の車両用走行制御装置。
- 前記遅れ処理手段は、前記検出された自車両の走行速度又は前記検出された先行車両の走行速度の何れか一方が所定値以下であるときにローパスフィルタ処理を施すことを特徴とする請求項5又は6に記載の車両用走行制御装置。
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