JP3957057B2 - 車両走行制御装置および方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自車と先行車との車間距離を検出し、その車間距離を所定距離に保つべく自車の走行を制御する車両走行制御技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自車と先行車との現在の車間距離である実車間距離を検出し、その実車間距離を所定の目標車間距離に保ちつつ先行車に追従して走行するシステムは従来から知られている。このシステムでは、一般に、実車間距離と目標車間距離との車間距離偏差および自車と先行車との相対速度の２値を線形加算する演算式に基づき目標加減速度を算出し、その算出した目標加減速度を実現するように自車の車速を制御することが多い。
【０００３】
しかし、このような制御では、車間距離偏差の変化や相対速度の変化に応じて自車の車速が実際に変化するまでにある程度の時間を要するため、先行車が強いブレーキ操作によって急減速した場合には、自車の減速制御が遅れて先行車との実車間距離が小さくなり、運転者に不安を与える虞があった。
【０００４】
そこで、先行車が急減速した場合に自車を速やかに減速させるために、自車と先行車との相対加速度を算出し、車間距離偏差および相対速度により算出された目標加減速度を上記相対加速度により補正することが提案されている（特開２０００−１０８７１９号公報）。
【０００５】
一般に、自車と先行車との相対加速度は、車間距離を微分することによって求められる自車と先行車との相対速度をさらに微分することによって求める。従って、上記特開２０００−１０８７１９号公報にも記載されているように、相対加速度はノイズを多く含んだものとならざるを得ない。このため、その相対加速度を用いて算出した目標加減速度も、ノイズを多く含んだものとなってしまい、乗り心地の良好な車両走行が行えない。そこで、上記特開２０００−１０８７１９号公報に記載の装置では、必要に応じて相対加速度による補正を行うか否かを切り換えるようにしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来の特開２０００−１０８７１９号公報に記載の装置は、従来と同様の演算によって得られた目標加減速度に対して、単に、相対加速度による補正を行うか否かを切り換えているに過ぎず、先行車の急減速に応じて自車の急減速を必要な時間に亘って確保できるものとは限らない。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、所定の目標車間距離を保ちつつ先行車に追従走行するシステムにおいて、特に先行車が急減速したときに、必要な時間に亘って確実に自車の急減速を実現し得る車両走行制御装置およびその方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【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に記載の発明は、自車と先行車との車間距離である実車間距離を検出する距離検出手段と、前記実車間距離と予め設定された目標車間距離との偏差である車間距離偏差および自車と先行車との相対速度を用いて第１目標加減速度を算出する第１目標加減速度演算手段と、自車と先行車との相対加速度を用いて第２目標加減速度を算出する第２目標加減速度演算手段と、予め設定された変更条件を満足するか否かを判定する条件判定手段と、先行車が急減速しているか否かを判定する先行車判定手段と、前記条件判定手段により前記変更条件を満足しないと判定されたときは前記第１目標加減速度に基づき自車の走行制御を行い、前記条件判定手段により前記変更条件を満足すると判定されたときは前記第２目標加減速度に基づき自車の走行制御を行う走行制御手段とを備え、前記条件判定手段は、前記先行車判定手段により先行車が急減速していると判定され、かつ、前記第１目標加減速度より前記第２目標加減速度の方が小さいときに、前記変更条件を満足すると判定することを特徴としている。
【０００９】
この構成によれば、実車間距離と予め設定された目標車間距離との偏差である車間距離偏差および自車と先行車との相対速度を用いて第１目標加減速度が算出され、自車と先行車との相対加速度を用いて第２目標加減速度が算出される。また、先行車が急減速していると判定され、かつ、第１目標加減速度より第２目標加減速度の方が小さいときに、変更条件を満足すると判定される。
【００１０】
そして、変更条件を満足しないと判定されたときは第１目標加減速度に基づき自車の走行制御が行われ、変更条件を満足すると判定されたときは第２目標加減速度に基づき自車の走行制御が行われることにより、先行車が急減速すると、第１目標加減速度より小さい第２目標加減速度に基づき自車が確実に急減速されることとなる。
【００１１】
この場合、先行車が急減速していないと判定されたとき、および先行車が急減速していると判定されても、第１目標加減速度が第２目標加減速度以下であるときは、第１目標加減速度に基づき自車の走行制御が行われることから、ノイズを多く含む相対加速度による影響を極力低減することが可能になる。
【００１２】
なお、先行車が急減速しているか否かの判定は、自車と先行車との相対速度、自車と先行車との相対加速度、第１目標加減速度などの値の大小に基づき行えばよい。
【００１３】
また、自車の車速である自車速を検出する車速検出手段をさらに備え、前記第２目標加減速度演算手段は、前記相対加速度と、前記相対速度を前記自車速で除算した商と、前記車間距離偏差を前記自車速で除算した商との線形加算により前記第２目標加減速度を算出するとしてもよい（請求項２）。
【００１４】
この構成によれば、相対加速度と、相対速度を自車速で除算した商と、車間距離偏差を自車速で除算した商との線形加算により第２目標加減速度が算出されることにより、先行車の急減速に対して、自車の急減速を確実に行うことが可能になる。この場合において、上記線形加算における各項の係数は、予め行った実験データやシミュレーションデータなどに基づき設定し、記憶手段に格納しておけばよい。これによって、運転者による実際の減速動作に類似する減速動作を実現することが可能になる。
【００１５】
また、前記走行制御手段は、前記走行制御に用いる目標加減速度が加速方向に変化したときは、その変化量を低減した緩和目標加減速度に基づき自車の走行制御を行うとしてもよい（請求項３）。
【００１６】
この構成によれば、走行制御に用いる目標加減速度が加速方向に変化したときは、その変化量を低減した緩和目標加減速度に基づき自車の走行制御が行われることにより、急激な加減速度の変化により車両にショックが生じるような事態が未然に防止されることとなる。
【００１７】
また、前記走行制御手段は、前記走行制御に用いる目標加減速度の変化量を低減した緩和目標加減速度に基づき自車の走行制御を行うもので、当該目標加減速度が減速方向に変化したときの変化量の低減率は、加速方向に変化したときの変化量の低減率より小さく設定されているとしてもよい（請求項４）。
【００１８】
先行車に追従走行する場合において、加速が遅れても支障を来さないが、減速が遅れると車間距離が低下して運転者に不安を与えることになる。しかし、上記構成によれば、目標加減速度が減速方向に変化したときの変化量の低減率は、加速方向に変化したときの変化量の低減率より小さく設定されていることから、減速が遅れるような事態が避けられる。
【００１９】
また、前記走行制御手段は、前記走行制御に用いる目標加減速度が前記第２目標加減速度から前記第１目標加減速度に切り換わるときは、予め設定された時間が経過するまでは、当該切換時点からの経過時間に応じた比率で前記第１目標加減速度および前記第２目標加減速度を加算した値に基づき、前記走行制御を行うとしてもよい（請求項５）。
【００２０】
この構成によれば、自車の走行制御に用いる目標加減速度が第２目標加減速度から第１目標加減速度に切り換わるときは、予め設定された時間が経過するまでは、当該切換時点からの経過時間に応じた比率で第１目標加減速度および第２目標加減速度を加算した値に基づき、走行制御が行われることにより、目標加減速度が滑らかに変化することとなり、これによって、急激な加減速度の変化により車両にショックが生じるような事態が未然に防止されることとなる。
【００２１】
また、請求項６に記載の発明は、自車と先行車との車間距離である実車間距離を検出する距離検出工程と、前記実車間距離と予め設定された目標車間距離との偏差である車間距離偏差および自車と先行車との相対速度を用いて第１目標加減速度を算出する第１目標加減速度演算工程と、自車と先行車との相対加速度を用いて第２目標加減速度を算出する第２目標加減速度演算工程と、予め設定された変更条件を満足するか否かを判定する条件判定工程と、先行車が急減速しているか否かを判定する先行車判定工程と、前記条件判定工程において前記変更条件を満足しないと判定されたときは前記第１目標加減速度に基づき自車の走行制御を行い、前記条件判定工程において前記変更条件を満足すると判定されたときは前記第２目標加減速度に基づき自車の走行制御を行う走行制御工程とを備え、前記条件判定工程では、前記先行車判定工程において先行車が急減速していると判定され、かつ、前記第１目標加減速度より前記第２目標加減速度の方が小さいときに、前記変更条件を満足すると判定されることを特徴としている。
【００２２】
この構成によれば、実車間距離と予め設定された目標車間距離との偏差である車間距離偏差および自車と先行車との相対速度を用いて第１目標加減速度が算出され、自車と先行車との相対加速度を用いて第２目標加減速度が算出される。また、先行車が急減速していると判定され、かつ、第１目標加減速度より第２目標加減速度の方が小さいときに、変更条件を満足すると判定される。
【００２３】
そして、変更条件を満足しないと判定されたときは第１目標加減速度に基づき自車の走行制御が行われ、変更条件を満足すると判定されたときは第２目標加減速度に基づき自車の走行制御が行われることにより、先行車が急減速すると、第１目標加減速度より小さい第２目標加減速度に基づき自車が確実に急減速されることとなる。
【００２４】
この場合、先行車が急減速していないと判定されたとき、および先行車が急減速していると判定されても第１目標加減速度が第２目標加減速度以下であるときは、第１目標加減速度に基づき自車の走行制御が行われることから、ノイズを多く含む相対加速度による影響を極力低減することが可能になる。
【００２５】
なお、先行車が急減速しているか否かの判定は、自車と先行車との相対速度、自車と先行車との相対加速度、第１目標加減速度などの値の大小に基づき行えばよい。
【００２６】
【発明の実施の形態】
まず、図１を参照して、本発明に係る車両走行制御装置の一実施形態の構成について説明する。図１は同実施形態の制御構成を示すブロック図、図２は記憶部に格納されている目標車間距離の一例を示す図である。
【００２７】
この車両走行制御装置は、自車の走行レーン前方を走行する先行車の動きに応じた追従走行等の車両走行の自動化に対応可能であって、運転者によるブレーキ操作に関係なく、自車と先行車との実車間距離に応じて自動的にブレーキ液圧を発生させることにより車輪に制動圧を与えて減速したり、電子スロットルの開度あるいは燃料供給量などを制御して加減速することにより、実車間距離を所定の目標車間距離に保持するように構成されている。そして、通常は車間距離偏差および自車と先行車との相対速度を用いた目標加減速度に基づき自車の走行を制御し、先行車が急減速したときは、自車と先行車との相対加速度を用いた目標加減速度に基づき自車の走行を制御するようにしている。
【００２８】
この車両走行制御装置は、図１に示すように、自動走行スイッチ１１、車間設定スイッチ１２、車輪速センサ１３、車間距離センサ１４、記憶部１５、エンジン電子制御ユニット（Electronic Control Unit：ＥＣＵ）１６、ブレーキＥＣＵ１７と、これらに電気的に接続されたメインＥＣＵ１８とを備えるとともに、エンジンＥＣＵ１６に電気的に接続されたエンジン駆動部１９と、ブレーキＥＣＵ１７に電気的に接続されたアクチュエータ部２０とを備えている。
【００２９】
自動走行スイッチ１１は、先行車に追従する自動走行を指示するためのスイッチで、運転者によりオンにされると、自動走行が行われる。車間設定スイッチ１２は、運転者により好みの目標車間距離を選択するためのスイッチである。記憶部１５には、例えば図２に示すように、自車速Ｖに応じて設定された目標車間距離曲線Ｄrfが複数種類（図２では３種類）格納されており、車間設定スイッチ１２によって選択された目標車間距離曲線が、自車の目標車間距離として設定される。
【００３０】
車輪速センサ１３は、車輪の回転速度を検出するもので、例えばパルスエンコーダなどで構成される。車間距離センサ１４は、自車と先行車との現在の車間距離である実車間距離Ｄｒを検出するもので、例えばレーザ発光部および受光部などで構成される。記憶部１５は、ＲＯＭやＲＡＭなどからなり、予め設定された値や上記目標車間距離曲線を含むメインＥＣＵ１８の制御プログラムを記憶するとともに、種々の演算データ等を一時的に記憶するものである。
【００３１】
エンジン駆動部１９は、電子スロットルやトランスミッションなどを駆動するもので、特にエンジンＥＣＵ１６からの制御信号に基づき電子スロットルの開度が制御され、車両が加減速される。アクチュエータ部２０は、自動走行のときはブレーキＥＣＵ１７からの制御信号に基づきブレーキ液圧を発生するもので、この発生したブレーキ液圧がホイルシリンダ（図示省略）に伝達され、この伝達されたブレーキ液圧に応じた制動力が車輪に印加されて車両が減速される。
【００３２】
メインＥＣＵ１８は、ＣＰＵなどで構成され、車輪速センサ１３、車間距離センサ１４により検出される検出結果に基づき、記憶部１５に格納されている制御プログラムに従って、エンジンＥＣＵ１６およびブレーキＥＣＵ１７に制御信号を送出して車両の走行を制御するもので、以下の機能▲１▼〜▲８▼を有する。
【００３３】
▲１▼自動走行スイッチ１１がオンにされると、先行車に追従する自動走行を開始するとともに、車間設定スイッチ１２により選択された目標車間距離曲線を自動走行における目標車間距離として設定する機能；
▲２▼車輪速センサ１３により検出される車輪の回転速度に基づき自車速Ｖを算出する機能；
▲３▼車間距離センサ１４により検出される実車間距離Ｄｒの変化に基づき、自車と先行車との相対速度Ｖｒおよび自車と先行車との相対加速度Ａｒを算出する機能。
【００３４】
▲４▼車間設定スイッチ１２によって選択された目標車間距離Ｄrfにおいて、自車速Ｖに対応する目標車間距離Ｄｖを抽出し、この抽出した目標車間距離Ｄｖ、検出された実車間距離Ｄｒ、算出された相対速度Ｖｒを用いて、下記式（１）により第１目標加減速度Ｇ１を算出する機能。
Ｇ１＝K1・ΔＤ＋K2・Ｖｒ…(１)
但し、K1，K2は予め設定された係数で、記憶部１５に格納されている。また、ΔＤは車間距離偏差で、ΔＤ＝(Ｄｖ−Ｄｒ)である。
【００３５】
▲５▼相対加速度Ａｒ、相対速度Ｖｒ、自車速Ｖ、車間距離偏差ΔＤを用いて、下記式（２）により第２目標加減速度Ｇ２を算出する機能。
Ｇ２＝K3・Ａｒ＋K4・Ｖｒ／Ｖ＋K5・ΔＴ…(２)
但し、K3〜K5は予め設定された係数で、記憶部１５に格納されている。また、ΔＴは車間時間偏差で、ΔＴ＝ΔＤ／Ｖである。
【００３６】
▲６▼先行車が急減速しているか否かを判定する機能。本実施形態では、以下の条件(ｉ)〜(iv)が全て満たされると、先行車が急減速していると判定する。
(ｉ)Ｖｒ＜Ｖ１
(ii)Ａｒ＜Ａ１
(iii)ΔＴ＜Ｔ１
(iv)Ｇ１＜α１
但し、Ｖ１，Ａ１，Ｔ１，α１は、それぞれ予め設定された値で、記憶部１５に格納されている。これらの値については後述する。
【００３７】
▲７▼先行車が急減速していると判定し、かつ、Ｇ２＜Ｇ１のときに、予め設定された変更条件を満足すると判定する機能。そして、上記変更条件を満足しないと判定すると、第１目標加減速度Ｇ１に基づき自車の走行制御を行い、上記変更条件を満足すると判定すると、第２目標加減速度Ｇ２に基づき自車の走行制御を行う。
【００３８】
▲８▼所定のサンプリング周期で算出される目標加減速度（第１目標加減速度Ｇ１または第２目標加減速度Ｇ２）の変化量を低減した緩和目標加減速度Ｇotを算出する機能。この緩和目標加減速度Ｇotの算出は、車両の加減速度が急変して車両にショックなどが生じないようにするために行われるもので、走行制御には、この緩和目標加減速度Ｇotが用いられる。
【００３９】
ここで、算出された目標加減速度が正方向（加速方向）に変化するときは、強めのフィルタを掛けて（例えば変化量を40％に圧縮して）、変化量を大きく低減する。一方、算出された目標加減速度が正方向に変化しない（減速方向または等速）ときは、弱めのフィルタを掛けて（例えば変化量を80％に圧縮して）、変化量を小さく低減する。すなわち、加速方向への変化は緩やかにし、減速方向への変化はほぼそのままにしておく。
【００４０】
車間距離センサ１４は距離検出手段に相当し、メインＥＣＵ１８は第１目標加減速度演算手段、第２目標加減速度演算手段、条件判定手段、先行車判定手段、走行制御手段に相当する。また、メインＥＣＵ１８および車輪速センサ１３は車速検出手段を構成する。
【００４１】
次に、相対速度Ｖｒ、相対加速度Ａｒ、目標加減速度Ｇ１，Ｇ２の各値における正負の符号について説明するとともに、上記設定値Ｖ１，Ａ１，Ｔ１，α１について説明する。
【００４２】
相対速度Ｖｒは、自車と先行車との実車間距離Ｄｒを時間微分した値、すなわちＶｒ＝ｄＤｒ／ｄｔである。従って、Ｖｒ＞０は実車間距離Ｄｒが増大していることを表わし、Ｖｒ＝０は実車間距離Ｄｒが変化しないことを表わし、Ｖｒ＜０は実車間距離Ｄｒが減少していることを表わす。先行車が急減速すると、実車間距離Ｄｒは減少する。そこで、設定値Ｖ１はＶ１＜０の適当な値に設定されている。
【００４３】
相対加速度Ａｒは、相対速度Ｖｒを時間微分した値、すなわちＡｒ＝ｄＶｒ／ｄｔである。従って、Ａｒ＞０は相対速度Ｖｒが増大していることを表わし、Ａｒ＝０は相対速度Ｖｒに変化がないことを表わし、Ａｒ＜０は相対速度Ｖｒが減少していることを表わす。さらにＡｒ＜０において、Ａｒ≒０は相対速度Ｖｒが緩やかに減少していることを表わし、Ａｒ≪０は相対速度Ｖｒが急激に減少していることを表わす。先行車が急減速すると、相対速度Ｖｒは減少する。そこで、設定値Ａ１はＡ１＜０の適当な値に設定されている。
【００４４】
目標加減速度Ｇ１において、Ｇ１＞０は加速が必要なことを表わし、Ｇ１＜０は減速が必要なことを表わし、Ｇ１≒０は加速も減速も不要なことを表わす。先行車が急減速して、Ｇ１が絶対値の大きい負の値になった後では制御に遅れが生じるので、設定値α１はα１≒０の適当な値に設定されている。
【００４５】
また、目標加減速度Ｇ１，Ｇ２において、Ｇ１＞Ｇ２＞０は、Ｇ１の方が急激な加速を目標としていることを表わし、Ｇ２＜Ｇ１＜０は、Ｇ２の方が急激な減速を目標としていることを表わす。
【００４６】
なお、上記各設定値Ｖ１，Ａ１，Ｔ１，α１は、固定された一定値であってもよく、自車速Ｖに対応して設定される値であってもよい。
【００４７】
次に、図３、図４のフローチャートに従って、メインＥＣＵ１８による走行制御手順について説明する。図３は走行制御手順の一例を示すフローチャートである。同図に示されるルーチンは、所定のサンプリング周期（例えば１０msec）で実行される。
【００４８】
まず、上記式（１）により第１目標加減速度Ｇ１が算出される（ステップ＃１０）。次いで、ステップ＃１２，＃１４，＃１６，＃１８において、相対速度Ｖｒ、相対加速度Ａｒ、車間時間偏差ΔＴ、第１目標加減速度Ｇ１について、それぞれＶｒ＜Ｖ１、Ａｒ＜Ａ１、ΔＴ＜Ｔ１、Ｇ１＜α１であるか否かが判別される。そして、Ｖｒ＜Ｖ１、Ａｒ＜Ａ１、ΔＴ＜Ｔ１、かつＧ１＜α１、すなわちステップ＃１２，＃１４，＃１６，＃１８が全てＹＥＳであれば、ステップ＃２０に進む。一方、Ｖｒ≧Ｖ１、またはＡｒ≧Ａ１、またはΔＴ≧Ｔ１、またはＧ１≧α１、すなわちステップ＃１２，＃１４，＃１６，＃１８のいずれかがＮＯであれば、ステップ＃２４に進む。
【００４９】
ステップ＃２０において、上記式（２）により第２目標加減速度Ｇ２が算出され、次いで、第１、第２目標加減速度Ｇ１，Ｇ２の大小が比較され（ステップ＃２２）、Ｇ２≧Ｇ１であれば（ステップ＃２２でＮＯ）、ステップ＃２４に進み、Ｇ２＜Ｇ１であれば（ステップ＃２２でＹＥＳ）、ステップ＃２６に進む。
【００５０】
そして、ステップ＃２４では仮目標加減速度Ｇｔ＝Ｇ１とされ、ステップ＃２６では仮目標加減速度Ｇｔ＝Ｇ２とされる。次いで、この仮目標加減速度Ｇｔを用いて緩和目標加減速度Ｇotが算出される（ステップ＃２８）。
【００５１】
図４は図３のステップ＃２８の緩和目標加減速度Ｇot算出サブルーチンを示すフローチャートである。まず、図３のステップ＃２４またはステップ＃２６で得られた仮目標加減速度Ｇｔが、前回の緩和目標加減速度Ｇotから正方向、すなわち加速方向に変化したか否かが判別される（ステップ＃３０）。
【００５２】
そして、正方向に変化していれば（ステップ＃３０でＹＥＳ）、その変化量を大きく低減して今回の緩和目標加減速度Ｇotが算出され（ステップ＃３２）、一方、正方向に変化していなければ、すなわち減速方向に変化していれば（ステップ＃３０でＮＯ）、その変化量を小さく低減して今回の緩和目標加減速度Ｇotが算出される（ステップ＃３４）。
【００５３】
次に、図５を用いて、目標加減速度Ｇ１，Ｇ２の推移について説明する。図５は第１目標加減速度Ｇ１および第２目標加減速度Ｇ２の推移と、運転者による減速度Ｇ３の推移とを示すタイミングチャートである。同図において、目標加減速度Ｇ１，Ｇ２は、先行車の車速および自車速Ｖがいずれも５０(km／ｈ)で、時刻ｔ＝０に先行車が０．３(ｇ)で減速したと仮定してシミュレーションしたものである。但し、ｇは重力加速度である。また、運転者による減速度Ｇ３は、実際のデータを収集したものである。
【００５４】
図５に示すように、時刻ｔ＝０の減速開始から、第１目標加減速度Ｇ１に比べて第２目標加減速度Ｇ２の方が、運転者による減速度Ｇ３に対して良好に追従していることが分かる。また、時刻ｔ≒５においてＧ２＜Ｇ１からＧ２＞Ｇ１に逆転しており、この時点で第２目標加減速度Ｇ２から第１目標加減速度Ｇ１に切り換えることにより、自車をより素早く減速できることが分かる。
【００５５】
次に、図６を用いて、最大到達減速度について説明する。図６は運転者がブレーキ操作を行ったときの最大到達減速度を示す図である。同図では、説明の便宜上、最大到達減速度を正の値としている。
【００５６】
図６において、◆、■、▲マークは、それぞれ先行車速および自車速を２０、５０、８０km/hとして自車の運転者が実際にブレーキ操作を行ったときの第２目標加減速度Ｇ２の値と、そのときに得られる最大到達減速度との関係を示している。また、同図の直線は、各◆、■、▲マークのデータを用いて、最小自乗法により、Ｇ２≒最大到達減速度となるように上記式（２）の係数K3〜K5を決定した結果を示している。
【００５７】
図６は相対加速度が減速側に大きいときの運転者の反応を評価したデータに基づくもので、このようなときに運転者は必要な最大減速度を想定して強めにブレーキ操作を行うと思われることから、本実施形態のメインＥＣＵ１８も運転者と同様に、想定した最大減速度を出力しており、これによって、より早い減速が可能となっている。
【００５８】
このように、本実施形態によれば、先行車が急減速するなどの所定の変更条件を満足すると判定されると、相対加速度を用いて算出した第２目標加減速度Ｇ２に基づき自車の走行制御を行うようにしているので、自車を急減速させることができ、先行車との車間距離が小さくなって運転者に不安を与えるような事態を未然に防止することができる。
【００５９】
この場合において、走行制御に相対加速度を常時採用していると、ノイズの影響が大きくなるが、本実施形態によれば、先行車が急減速するなどの所定の変更条件を満足すると判定されたときにのみ相対加速度を採用しているので、ノイズによる悪影響は可能な限り小さくすることができる。
【００６０】
また、従来と同様に算出された第１目標加減速度Ｇ１と、相対加速度を用いた第２目標加減速度Ｇ２とを比較し、より大きな減速度が得られる方を走行制御に用いるようにしているので、自車の急減速を確実に実現することができる。
【００６１】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能であり、例えば以下に示す変形形態（１）〜（３）を採用することができる。
【００６２】
（１）上記実施形態では条件(ｉ)〜(iv)の全てが満たされたときに先行車が急減速していると判定するようにしているが、これに限られず、条件(ｉ)〜(iv)の一部のみが満たされたときに先行車が急減速していると判定するようにしてもよい。
【００６３】
（２）上記図４のステップ＃３４では、減速方向に変化しているときにも変化量を低減するようにしているが、これに限られず、変化量の低減量を０とし、仮目標加減速度Ｇｔをそのまま緩和目標加減速度Ｇotとしてもよい。
【００６４】
（３）緩和目標加減速度Ｇotの算出は、上記図４に示す手順に限られない。図７は図３のステップ＃２８の異なる手順例を示すフローチャートである。この形態では、メインＥＣＵ１８は、第２目標加減速度Ｇ２に基づく走行制御により急減速を開始した後にＧ２＞Ｇ１となって、走行制御に用いる目標加減速度が第２目標加減速度Ｇ２から第１目標加減速度Ｇ１に切り換えられたときに、その切換時点から予め設定された時間τが経過するまでは、下記式（３）により、双方の目標加減速度Ｇ１，Ｇ２を補間して緩和目標加減速度Ｇotを算出する。
Ｇot＝Ｇ２・(１−ｔ／τ)＋Ｇ１・ｔ／τ…(３)
但し、ｔは目標加減速度の切換時点からの経過時間である。
【００６５】
図７において、まず、走行制御に用いる目標加減速度が第２目標加減速度Ｇ２から第１目標加減速度Ｇ１に切り換えられたか否かが判別され（ステップ＃４０）、切り換えられていなければ（ステップ＃４０でＮＯ）、仮目標加減速度Ｇｔをそのまま緩和目標加減速度Ｇotとする（ステップ＃４２）。一方、切り換えられていれば（ステップ＃４０でＹＥＳ）、上記式（３）により、双方の目標加減速度Ｇ１，Ｇ２を補間することで緩和目標加減速度Ｇotが算出される（ステップ＃４４）。
【００６６】
この形態によれば、目標加減速度の変化を滑らかにすることができ、これによって、確実に、車両の加減速度が急変して車両にショックなどが生じるような事態を未然に防止することができる。
【００６７】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１，６の発明によれば、変更条件を満足しないと判定されたときは車間距離偏差および相対速度を用いて算出された第１目標加減速度に基づき自車の走行制御を行い、変更条件を満足すると判定されたときは相対加速度を用いて算出された第２目標加減速度に基づき自車の走行制御を行うようにしており、先行車が急減速していると判定され、かつ、第１目標加減速度より第２目標加減速度の方が小さいときに、変更条件を満足すると判定するようにしているので、先行車が急減速すると、第１目標加減速度より小さい第２目標加減速度に基づき自車を確実に急減速することができる。この場合、必要なとき以外は第１目標加減速度に基づき自車の走行制御を行うことにより、ノイズを多く含む相対加速度による影響を極力低減することができる。
【００６８】
また、請求項２の発明によれば、相対加速度と、相対速度を自車速で除算した商と、車間距離偏差を自車速で除算した商との線形加算により第２目標加減速度を算出するようにしているので、先行車の急減速に対して、自車の急減速を確実に行うことができる。
【００６９】
また、請求項３の発明によれば、走行制御に用いる目標加減速度が加速方向に変化したときは、その変化量を低減した緩和目標加減速度に基づき自車の走行制御を行うようにしているので、急激な加減速度の変化により車両にショックが生じるような事態を未然に防止することができる。
【００７０】
また、請求項４の発明によれば、目標加減速度が減速方向に変化したときの変化量の低減率を加速方向に変化したときの変化量の低減率より小さく設定するようにしているので、減速が遅れるような事態を避けることができる。
【００７１】
また、請求項５の発明によれば、自車の走行制御に用いる目標加減速度が第２目標加減速度から第１目標加減速度に切り換わるときは、予め設定された時間が経過するまでは、当該切換時点からの経過時間に応じた比率で第１目標加減速度および第２目標加減速度を加算した値に基づき、走行制御を行うようにしているので、目標加減速度を滑らかに変化させることができ、これによって、急激な加減速度の変化により車両にショックが生じるような事態を未然に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る車両走行制御装置の一実施形態の制御構成を示すブロック図である。
【図２】 記憶部に格納されている目標車間距離の一例を示す図である。
【図３】 走行制御手順の一例を示すフローチャートである。
【図４】 図３のステップ＃２８の緩和目標加減速度算出サブルーチンを示すフローチャートである。
【図５】 第１目標加減速度および第２目標加減速度の推移と、運転者による減速度の推移とを示すタイミングチャートである。
【図６】 第２目標加減速度により走行制御を行ったときの最大到達減速度を示す図である。
【図７】 図３のステップ＃２８の異なる手順例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１３ 車輪速センサ（車速検出手段）
１４ 車間距離センサ（距離検出手段）
１５ 記憶部（第１記憶手段、第２記憶手段、速度記憶手段）
１８ メインＥＣＵ（第１目標加減速度演算手段、第２目標加減速度演算手段、条件判定手段、先行車判定手段、走行制御手段、車速検出手段）
【発明の属する技術分野】
本発明は、自車と先行車との車間距離を検出し、その車間距離を所定距離に保つべく自車の走行を制御する車両走行制御技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自車と先行車との現在の車間距離である実車間距離を検出し、その実車間距離を所定の目標車間距離に保ちつつ先行車に追従して走行するシステムは従来から知られている。このシステムでは、一般に、実車間距離と目標車間距離との車間距離偏差および自車と先行車との相対速度の２値を線形加算する演算式に基づき目標加減速度を算出し、その算出した目標加減速度を実現するように自車の車速を制御することが多い。
【０００３】
しかし、このような制御では、車間距離偏差の変化や相対速度の変化に応じて自車の車速が実際に変化するまでにある程度の時間を要するため、先行車が強いブレーキ操作によって急減速した場合には、自車の減速制御が遅れて先行車との実車間距離が小さくなり、運転者に不安を与える虞があった。
【０００４】
そこで、先行車が急減速した場合に自車を速やかに減速させるために、自車と先行車との相対加速度を算出し、車間距離偏差および相対速度により算出された目標加減速度を上記相対加速度により補正することが提案されている（特開２０００−１０８７１９号公報）。
【０００５】
一般に、自車と先行車との相対加速度は、車間距離を微分することによって求められる自車と先行車との相対速度をさらに微分することによって求める。従って、上記特開２０００−１０８７１９号公報にも記載されているように、相対加速度はノイズを多く含んだものとならざるを得ない。このため、その相対加速度を用いて算出した目標加減速度も、ノイズを多く含んだものとなってしまい、乗り心地の良好な車両走行が行えない。そこで、上記特開２０００−１０８７１９号公報に記載の装置では、必要に応じて相対加速度による補正を行うか否かを切り換えるようにしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来の特開２０００−１０８７１９号公報に記載の装置は、従来と同様の演算によって得られた目標加減速度に対して、単に、相対加速度による補正を行うか否かを切り換えているに過ぎず、先行車の急減速に応じて自車の急減速を必要な時間に亘って確保できるものとは限らない。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、所定の目標車間距離を保ちつつ先行車に追従走行するシステムにおいて、特に先行車が急減速したときに、必要な時間に亘って確実に自車の急減速を実現し得る車両走行制御装置およびその方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【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に記載の発明は、自車と先行車との車間距離である実車間距離を検出する距離検出手段と、前記実車間距離と予め設定された目標車間距離との偏差である車間距離偏差および自車と先行車との相対速度を用いて第１目標加減速度を算出する第１目標加減速度演算手段と、自車と先行車との相対加速度を用いて第２目標加減速度を算出する第２目標加減速度演算手段と、予め設定された変更条件を満足するか否かを判定する条件判定手段と、先行車が急減速しているか否かを判定する先行車判定手段と、前記条件判定手段により前記変更条件を満足しないと判定されたときは前記第１目標加減速度に基づき自車の走行制御を行い、前記条件判定手段により前記変更条件を満足すると判定されたときは前記第２目標加減速度に基づき自車の走行制御を行う走行制御手段とを備え、前記条件判定手段は、前記先行車判定手段により先行車が急減速していると判定され、かつ、前記第１目標加減速度より前記第２目標加減速度の方が小さいときに、前記変更条件を満足すると判定することを特徴としている。
【０００９】
この構成によれば、実車間距離と予め設定された目標車間距離との偏差である車間距離偏差および自車と先行車との相対速度を用いて第１目標加減速度が算出され、自車と先行車との相対加速度を用いて第２目標加減速度が算出される。また、先行車が急減速していると判定され、かつ、第１目標加減速度より第２目標加減速度の方が小さいときに、変更条件を満足すると判定される。
【００１０】
そして、変更条件を満足しないと判定されたときは第１目標加減速度に基づき自車の走行制御が行われ、変更条件を満足すると判定されたときは第２目標加減速度に基づき自車の走行制御が行われることにより、先行車が急減速すると、第１目標加減速度より小さい第２目標加減速度に基づき自車が確実に急減速されることとなる。
【００１１】
この場合、先行車が急減速していないと判定されたとき、および先行車が急減速していると判定されても、第１目標加減速度が第２目標加減速度以下であるときは、第１目標加減速度に基づき自車の走行制御が行われることから、ノイズを多く含む相対加速度による影響を極力低減することが可能になる。
【００１２】
なお、先行車が急減速しているか否かの判定は、自車と先行車との相対速度、自車と先行車との相対加速度、第１目標加減速度などの値の大小に基づき行えばよい。
【００１３】
また、自車の車速である自車速を検出する車速検出手段をさらに備え、前記第２目標加減速度演算手段は、前記相対加速度と、前記相対速度を前記自車速で除算した商と、前記車間距離偏差を前記自車速で除算した商との線形加算により前記第２目標加減速度を算出するとしてもよい（請求項２）。
【００１４】
この構成によれば、相対加速度と、相対速度を自車速で除算した商と、車間距離偏差を自車速で除算した商との線形加算により第２目標加減速度が算出されることにより、先行車の急減速に対して、自車の急減速を確実に行うことが可能になる。この場合において、上記線形加算における各項の係数は、予め行った実験データやシミュレーションデータなどに基づき設定し、記憶手段に格納しておけばよい。これによって、運転者による実際の減速動作に類似する減速動作を実現することが可能になる。
【００１５】
また、前記走行制御手段は、前記走行制御に用いる目標加減速度が加速方向に変化したときは、その変化量を低減した緩和目標加減速度に基づき自車の走行制御を行うとしてもよい（請求項３）。
【００１６】
この構成によれば、走行制御に用いる目標加減速度が加速方向に変化したときは、その変化量を低減した緩和目標加減速度に基づき自車の走行制御が行われることにより、急激な加減速度の変化により車両にショックが生じるような事態が未然に防止されることとなる。
【００１７】
また、前記走行制御手段は、前記走行制御に用いる目標加減速度の変化量を低減した緩和目標加減速度に基づき自車の走行制御を行うもので、当該目標加減速度が減速方向に変化したときの変化量の低減率は、加速方向に変化したときの変化量の低減率より小さく設定されているとしてもよい（請求項４）。
【００１８】
先行車に追従走行する場合において、加速が遅れても支障を来さないが、減速が遅れると車間距離が低下して運転者に不安を与えることになる。しかし、上記構成によれば、目標加減速度が減速方向に変化したときの変化量の低減率は、加速方向に変化したときの変化量の低減率より小さく設定されていることから、減速が遅れるような事態が避けられる。
【００１９】
また、前記走行制御手段は、前記走行制御に用いる目標加減速度が前記第２目標加減速度から前記第１目標加減速度に切り換わるときは、予め設定された時間が経過するまでは、当該切換時点からの経過時間に応じた比率で前記第１目標加減速度および前記第２目標加減速度を加算した値に基づき、前記走行制御を行うとしてもよい（請求項５）。
【００２０】
この構成によれば、自車の走行制御に用いる目標加減速度が第２目標加減速度から第１目標加減速度に切り換わるときは、予め設定された時間が経過するまでは、当該切換時点からの経過時間に応じた比率で第１目標加減速度および第２目標加減速度を加算した値に基づき、走行制御が行われることにより、目標加減速度が滑らかに変化することとなり、これによって、急激な加減速度の変化により車両にショックが生じるような事態が未然に防止されることとなる。
【００２１】
また、請求項６に記載の発明は、自車と先行車との車間距離である実車間距離を検出する距離検出工程と、前記実車間距離と予め設定された目標車間距離との偏差である車間距離偏差および自車と先行車との相対速度を用いて第１目標加減速度を算出する第１目標加減速度演算工程と、自車と先行車との相対加速度を用いて第２目標加減速度を算出する第２目標加減速度演算工程と、予め設定された変更条件を満足するか否かを判定する条件判定工程と、先行車が急減速しているか否かを判定する先行車判定工程と、前記条件判定工程において前記変更条件を満足しないと判定されたときは前記第１目標加減速度に基づき自車の走行制御を行い、前記条件判定工程において前記変更条件を満足すると判定されたときは前記第２目標加減速度に基づき自車の走行制御を行う走行制御工程とを備え、前記条件判定工程では、前記先行車判定工程において先行車が急減速していると判定され、かつ、前記第１目標加減速度より前記第２目標加減速度の方が小さいときに、前記変更条件を満足すると判定されることを特徴としている。
【００２２】
この構成によれば、実車間距離と予め設定された目標車間距離との偏差である車間距離偏差および自車と先行車との相対速度を用いて第１目標加減速度が算出され、自車と先行車との相対加速度を用いて第２目標加減速度が算出される。また、先行車が急減速していると判定され、かつ、第１目標加減速度より第２目標加減速度の方が小さいときに、変更条件を満足すると判定される。
【００２３】
そして、変更条件を満足しないと判定されたときは第１目標加減速度に基づき自車の走行制御が行われ、変更条件を満足すると判定されたときは第２目標加減速度に基づき自車の走行制御が行われることにより、先行車が急減速すると、第１目標加減速度より小さい第２目標加減速度に基づき自車が確実に急減速されることとなる。
【００２４】
この場合、先行車が急減速していないと判定されたとき、および先行車が急減速していると判定されても第１目標加減速度が第２目標加減速度以下であるときは、第１目標加減速度に基づき自車の走行制御が行われることから、ノイズを多く含む相対加速度による影響を極力低減することが可能になる。
【００２５】
なお、先行車が急減速しているか否かの判定は、自車と先行車との相対速度、自車と先行車との相対加速度、第１目標加減速度などの値の大小に基づき行えばよい。
【００２６】
【発明の実施の形態】
まず、図１を参照して、本発明に係る車両走行制御装置の一実施形態の構成について説明する。図１は同実施形態の制御構成を示すブロック図、図２は記憶部に格納されている目標車間距離の一例を示す図である。
【００２７】
この車両走行制御装置は、自車の走行レーン前方を走行する先行車の動きに応じた追従走行等の車両走行の自動化に対応可能であって、運転者によるブレーキ操作に関係なく、自車と先行車との実車間距離に応じて自動的にブレーキ液圧を発生させることにより車輪に制動圧を与えて減速したり、電子スロットルの開度あるいは燃料供給量などを制御して加減速することにより、実車間距離を所定の目標車間距離に保持するように構成されている。そして、通常は車間距離偏差および自車と先行車との相対速度を用いた目標加減速度に基づき自車の走行を制御し、先行車が急減速したときは、自車と先行車との相対加速度を用いた目標加減速度に基づき自車の走行を制御するようにしている。
【００２８】
この車両走行制御装置は、図１に示すように、自動走行スイッチ１１、車間設定スイッチ１２、車輪速センサ１３、車間距離センサ１４、記憶部１５、エンジン電子制御ユニット（Electronic Control Unit：ＥＣＵ）１６、ブレーキＥＣＵ１７と、これらに電気的に接続されたメインＥＣＵ１８とを備えるとともに、エンジンＥＣＵ１６に電気的に接続されたエンジン駆動部１９と、ブレーキＥＣＵ１７に電気的に接続されたアクチュエータ部２０とを備えている。
【００２９】
自動走行スイッチ１１は、先行車に追従する自動走行を指示するためのスイッチで、運転者によりオンにされると、自動走行が行われる。車間設定スイッチ１２は、運転者により好みの目標車間距離を選択するためのスイッチである。記憶部１５には、例えば図２に示すように、自車速Ｖに応じて設定された目標車間距離曲線Ｄrfが複数種類（図２では３種類）格納されており、車間設定スイッチ１２によって選択された目標車間距離曲線が、自車の目標車間距離として設定される。
【００３０】
車輪速センサ１３は、車輪の回転速度を検出するもので、例えばパルスエンコーダなどで構成される。車間距離センサ１４は、自車と先行車との現在の車間距離である実車間距離Ｄｒを検出するもので、例えばレーザ発光部および受光部などで構成される。記憶部１５は、ＲＯＭやＲＡＭなどからなり、予め設定された値や上記目標車間距離曲線を含むメインＥＣＵ１８の制御プログラムを記憶するとともに、種々の演算データ等を一時的に記憶するものである。
【００３１】
エンジン駆動部１９は、電子スロットルやトランスミッションなどを駆動するもので、特にエンジンＥＣＵ１６からの制御信号に基づき電子スロットルの開度が制御され、車両が加減速される。アクチュエータ部２０は、自動走行のときはブレーキＥＣＵ１７からの制御信号に基づきブレーキ液圧を発生するもので、この発生したブレーキ液圧がホイルシリンダ（図示省略）に伝達され、この伝達されたブレーキ液圧に応じた制動力が車輪に印加されて車両が減速される。
【００３２】
メインＥＣＵ１８は、ＣＰＵなどで構成され、車輪速センサ１３、車間距離センサ１４により検出される検出結果に基づき、記憶部１５に格納されている制御プログラムに従って、エンジンＥＣＵ１６およびブレーキＥＣＵ１７に制御信号を送出して車両の走行を制御するもので、以下の機能▲１▼〜▲８▼を有する。
【００３３】
▲１▼自動走行スイッチ１１がオンにされると、先行車に追従する自動走行を開始するとともに、車間設定スイッチ１２により選択された目標車間距離曲線を自動走行における目標車間距離として設定する機能；
▲２▼車輪速センサ１３により検出される車輪の回転速度に基づき自車速Ｖを算出する機能；
▲３▼車間距離センサ１４により検出される実車間距離Ｄｒの変化に基づき、自車と先行車との相対速度Ｖｒおよび自車と先行車との相対加速度Ａｒを算出する機能。
【００３４】
▲４▼車間設定スイッチ１２によって選択された目標車間距離Ｄrfにおいて、自車速Ｖに対応する目標車間距離Ｄｖを抽出し、この抽出した目標車間距離Ｄｖ、検出された実車間距離Ｄｒ、算出された相対速度Ｖｒを用いて、下記式（１）により第１目標加減速度Ｇ１を算出する機能。
Ｇ１＝K1・ΔＤ＋K2・Ｖｒ…(１)
但し、K1，K2は予め設定された係数で、記憶部１５に格納されている。また、ΔＤは車間距離偏差で、ΔＤ＝(Ｄｖ−Ｄｒ)である。
【００３５】
▲５▼相対加速度Ａｒ、相対速度Ｖｒ、自車速Ｖ、車間距離偏差ΔＤを用いて、下記式（２）により第２目標加減速度Ｇ２を算出する機能。
Ｇ２＝K3・Ａｒ＋K4・Ｖｒ／Ｖ＋K5・ΔＴ…(２)
但し、K3〜K5は予め設定された係数で、記憶部１５に格納されている。また、ΔＴは車間時間偏差で、ΔＴ＝ΔＤ／Ｖである。
【００３６】
▲６▼先行車が急減速しているか否かを判定する機能。本実施形態では、以下の条件(ｉ)〜(iv)が全て満たされると、先行車が急減速していると判定する。
(ｉ)Ｖｒ＜Ｖ１
(ii)Ａｒ＜Ａ１
(iii)ΔＴ＜Ｔ１
(iv)Ｇ１＜α１
但し、Ｖ１，Ａ１，Ｔ１，α１は、それぞれ予め設定された値で、記憶部１５に格納されている。これらの値については後述する。
【００３７】
▲７▼先行車が急減速していると判定し、かつ、Ｇ２＜Ｇ１のときに、予め設定された変更条件を満足すると判定する機能。そして、上記変更条件を満足しないと判定すると、第１目標加減速度Ｇ１に基づき自車の走行制御を行い、上記変更条件を満足すると判定すると、第２目標加減速度Ｇ２に基づき自車の走行制御を行う。
【００３８】
▲８▼所定のサンプリング周期で算出される目標加減速度（第１目標加減速度Ｇ１または第２目標加減速度Ｇ２）の変化量を低減した緩和目標加減速度Ｇotを算出する機能。この緩和目標加減速度Ｇotの算出は、車両の加減速度が急変して車両にショックなどが生じないようにするために行われるもので、走行制御には、この緩和目標加減速度Ｇotが用いられる。
【００３９】
ここで、算出された目標加減速度が正方向（加速方向）に変化するときは、強めのフィルタを掛けて（例えば変化量を40％に圧縮して）、変化量を大きく低減する。一方、算出された目標加減速度が正方向に変化しない（減速方向または等速）ときは、弱めのフィルタを掛けて（例えば変化量を80％に圧縮して）、変化量を小さく低減する。すなわち、加速方向への変化は緩やかにし、減速方向への変化はほぼそのままにしておく。
【００４０】
車間距離センサ１４は距離検出手段に相当し、メインＥＣＵ１８は第１目標加減速度演算手段、第２目標加減速度演算手段、条件判定手段、先行車判定手段、走行制御手段に相当する。また、メインＥＣＵ１８および車輪速センサ１３は車速検出手段を構成する。
【００４１】
次に、相対速度Ｖｒ、相対加速度Ａｒ、目標加減速度Ｇ１，Ｇ２の各値における正負の符号について説明するとともに、上記設定値Ｖ１，Ａ１，Ｔ１，α１について説明する。
【００４２】
相対速度Ｖｒは、自車と先行車との実車間距離Ｄｒを時間微分した値、すなわちＶｒ＝ｄＤｒ／ｄｔである。従って、Ｖｒ＞０は実車間距離Ｄｒが増大していることを表わし、Ｖｒ＝０は実車間距離Ｄｒが変化しないことを表わし、Ｖｒ＜０は実車間距離Ｄｒが減少していることを表わす。先行車が急減速すると、実車間距離Ｄｒは減少する。そこで、設定値Ｖ１はＶ１＜０の適当な値に設定されている。
【００４３】
相対加速度Ａｒは、相対速度Ｖｒを時間微分した値、すなわちＡｒ＝ｄＶｒ／ｄｔである。従って、Ａｒ＞０は相対速度Ｖｒが増大していることを表わし、Ａｒ＝０は相対速度Ｖｒに変化がないことを表わし、Ａｒ＜０は相対速度Ｖｒが減少していることを表わす。さらにＡｒ＜０において、Ａｒ≒０は相対速度Ｖｒが緩やかに減少していることを表わし、Ａｒ≪０は相対速度Ｖｒが急激に減少していることを表わす。先行車が急減速すると、相対速度Ｖｒは減少する。そこで、設定値Ａ１はＡ１＜０の適当な値に設定されている。
【００４４】
目標加減速度Ｇ１において、Ｇ１＞０は加速が必要なことを表わし、Ｇ１＜０は減速が必要なことを表わし、Ｇ１≒０は加速も減速も不要なことを表わす。先行車が急減速して、Ｇ１が絶対値の大きい負の値になった後では制御に遅れが生じるので、設定値α１はα１≒０の適当な値に設定されている。
【００４５】
また、目標加減速度Ｇ１，Ｇ２において、Ｇ１＞Ｇ２＞０は、Ｇ１の方が急激な加速を目標としていることを表わし、Ｇ２＜Ｇ１＜０は、Ｇ２の方が急激な減速を目標としていることを表わす。
【００４６】
なお、上記各設定値Ｖ１，Ａ１，Ｔ１，α１は、固定された一定値であってもよく、自車速Ｖに対応して設定される値であってもよい。
【００４７】
次に、図３、図４のフローチャートに従って、メインＥＣＵ１８による走行制御手順について説明する。図３は走行制御手順の一例を示すフローチャートである。同図に示されるルーチンは、所定のサンプリング周期（例えば１０msec）で実行される。
【００４８】
まず、上記式（１）により第１目標加減速度Ｇ１が算出される（ステップ＃１０）。次いで、ステップ＃１２，＃１４，＃１６，＃１８において、相対速度Ｖｒ、相対加速度Ａｒ、車間時間偏差ΔＴ、第１目標加減速度Ｇ１について、それぞれＶｒ＜Ｖ１、Ａｒ＜Ａ１、ΔＴ＜Ｔ１、Ｇ１＜α１であるか否かが判別される。そして、Ｖｒ＜Ｖ１、Ａｒ＜Ａ１、ΔＴ＜Ｔ１、かつＧ１＜α１、すなわちステップ＃１２，＃１４，＃１６，＃１８が全てＹＥＳであれば、ステップ＃２０に進む。一方、Ｖｒ≧Ｖ１、またはＡｒ≧Ａ１、またはΔＴ≧Ｔ１、またはＧ１≧α１、すなわちステップ＃１２，＃１４，＃１６，＃１８のいずれかがＮＯであれば、ステップ＃２４に進む。
【００４９】
ステップ＃２０において、上記式（２）により第２目標加減速度Ｇ２が算出され、次いで、第１、第２目標加減速度Ｇ１，Ｇ２の大小が比較され（ステップ＃２２）、Ｇ２≧Ｇ１であれば（ステップ＃２２でＮＯ）、ステップ＃２４に進み、Ｇ２＜Ｇ１であれば（ステップ＃２２でＹＥＳ）、ステップ＃２６に進む。
【００５０】
そして、ステップ＃２４では仮目標加減速度Ｇｔ＝Ｇ１とされ、ステップ＃２６では仮目標加減速度Ｇｔ＝Ｇ２とされる。次いで、この仮目標加減速度Ｇｔを用いて緩和目標加減速度Ｇotが算出される（ステップ＃２８）。
【００５１】
図４は図３のステップ＃２８の緩和目標加減速度Ｇot算出サブルーチンを示すフローチャートである。まず、図３のステップ＃２４またはステップ＃２６で得られた仮目標加減速度Ｇｔが、前回の緩和目標加減速度Ｇotから正方向、すなわち加速方向に変化したか否かが判別される（ステップ＃３０）。
【００５２】
そして、正方向に変化していれば（ステップ＃３０でＹＥＳ）、その変化量を大きく低減して今回の緩和目標加減速度Ｇotが算出され（ステップ＃３２）、一方、正方向に変化していなければ、すなわち減速方向に変化していれば（ステップ＃３０でＮＯ）、その変化量を小さく低減して今回の緩和目標加減速度Ｇotが算出される（ステップ＃３４）。
【００５３】
次に、図５を用いて、目標加減速度Ｇ１，Ｇ２の推移について説明する。図５は第１目標加減速度Ｇ１および第２目標加減速度Ｇ２の推移と、運転者による減速度Ｇ３の推移とを示すタイミングチャートである。同図において、目標加減速度Ｇ１，Ｇ２は、先行車の車速および自車速Ｖがいずれも５０(km／ｈ)で、時刻ｔ＝０に先行車が０．３(ｇ)で減速したと仮定してシミュレーションしたものである。但し、ｇは重力加速度である。また、運転者による減速度Ｇ３は、実際のデータを収集したものである。
【００５４】
図５に示すように、時刻ｔ＝０の減速開始から、第１目標加減速度Ｇ１に比べて第２目標加減速度Ｇ２の方が、運転者による減速度Ｇ３に対して良好に追従していることが分かる。また、時刻ｔ≒５においてＧ２＜Ｇ１からＧ２＞Ｇ１に逆転しており、この時点で第２目標加減速度Ｇ２から第１目標加減速度Ｇ１に切り換えることにより、自車をより素早く減速できることが分かる。
【００５５】
次に、図６を用いて、最大到達減速度について説明する。図６は運転者がブレーキ操作を行ったときの最大到達減速度を示す図である。同図では、説明の便宜上、最大到達減速度を正の値としている。
【００５６】
図６において、◆、■、▲マークは、それぞれ先行車速および自車速を２０、５０、８０km/hとして自車の運転者が実際にブレーキ操作を行ったときの第２目標加減速度Ｇ２の値と、そのときに得られる最大到達減速度との関係を示している。また、同図の直線は、各◆、■、▲マークのデータを用いて、最小自乗法により、Ｇ２≒最大到達減速度となるように上記式（２）の係数K3〜K5を決定した結果を示している。
【００５７】
図６は相対加速度が減速側に大きいときの運転者の反応を評価したデータに基づくもので、このようなときに運転者は必要な最大減速度を想定して強めにブレーキ操作を行うと思われることから、本実施形態のメインＥＣＵ１８も運転者と同様に、想定した最大減速度を出力しており、これによって、より早い減速が可能となっている。
【００５８】
このように、本実施形態によれば、先行車が急減速するなどの所定の変更条件を満足すると判定されると、相対加速度を用いて算出した第２目標加減速度Ｇ２に基づき自車の走行制御を行うようにしているので、自車を急減速させることができ、先行車との車間距離が小さくなって運転者に不安を与えるような事態を未然に防止することができる。
【００５９】
この場合において、走行制御に相対加速度を常時採用していると、ノイズの影響が大きくなるが、本実施形態によれば、先行車が急減速するなどの所定の変更条件を満足すると判定されたときにのみ相対加速度を採用しているので、ノイズによる悪影響は可能な限り小さくすることができる。
【００６０】
また、従来と同様に算出された第１目標加減速度Ｇ１と、相対加速度を用いた第２目標加減速度Ｇ２とを比較し、より大きな減速度が得られる方を走行制御に用いるようにしているので、自車の急減速を確実に実現することができる。
【００６１】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能であり、例えば以下に示す変形形態（１）〜（３）を採用することができる。
【００６２】
（１）上記実施形態では条件(ｉ)〜(iv)の全てが満たされたときに先行車が急減速していると判定するようにしているが、これに限られず、条件(ｉ)〜(iv)の一部のみが満たされたときに先行車が急減速していると判定するようにしてもよい。
【００６３】
（２）上記図４のステップ＃３４では、減速方向に変化しているときにも変化量を低減するようにしているが、これに限られず、変化量の低減量を０とし、仮目標加減速度Ｇｔをそのまま緩和目標加減速度Ｇotとしてもよい。
【００６４】
（３）緩和目標加減速度Ｇotの算出は、上記図４に示す手順に限られない。図７は図３のステップ＃２８の異なる手順例を示すフローチャートである。この形態では、メインＥＣＵ１８は、第２目標加減速度Ｇ２に基づく走行制御により急減速を開始した後にＧ２＞Ｇ１となって、走行制御に用いる目標加減速度が第２目標加減速度Ｇ２から第１目標加減速度Ｇ１に切り換えられたときに、その切換時点から予め設定された時間τが経過するまでは、下記式（３）により、双方の目標加減速度Ｇ１，Ｇ２を補間して緩和目標加減速度Ｇotを算出する。
Ｇot＝Ｇ２・(１−ｔ／τ)＋Ｇ１・ｔ／τ…(３)
但し、ｔは目標加減速度の切換時点からの経過時間である。
【００６５】
図７において、まず、走行制御に用いる目標加減速度が第２目標加減速度Ｇ２から第１目標加減速度Ｇ１に切り換えられたか否かが判別され（ステップ＃４０）、切り換えられていなければ（ステップ＃４０でＮＯ）、仮目標加減速度Ｇｔをそのまま緩和目標加減速度Ｇotとする（ステップ＃４２）。一方、切り換えられていれば（ステップ＃４０でＹＥＳ）、上記式（３）により、双方の目標加減速度Ｇ１，Ｇ２を補間することで緩和目標加減速度Ｇotが算出される（ステップ＃４４）。
【００６６】
この形態によれば、目標加減速度の変化を滑らかにすることができ、これによって、確実に、車両の加減速度が急変して車両にショックなどが生じるような事態を未然に防止することができる。
【００６７】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１，６の発明によれば、変更条件を満足しないと判定されたときは車間距離偏差および相対速度を用いて算出された第１目標加減速度に基づき自車の走行制御を行い、変更条件を満足すると判定されたときは相対加速度を用いて算出された第２目標加減速度に基づき自車の走行制御を行うようにしており、先行車が急減速していると判定され、かつ、第１目標加減速度より第２目標加減速度の方が小さいときに、変更条件を満足すると判定するようにしているので、先行車が急減速すると、第１目標加減速度より小さい第２目標加減速度に基づき自車を確実に急減速することができる。この場合、必要なとき以外は第１目標加減速度に基づき自車の走行制御を行うことにより、ノイズを多く含む相対加速度による影響を極力低減することができる。
【００６８】
また、請求項２の発明によれば、相対加速度と、相対速度を自車速で除算した商と、車間距離偏差を自車速で除算した商との線形加算により第２目標加減速度を算出するようにしているので、先行車の急減速に対して、自車の急減速を確実に行うことができる。
【００６９】
また、請求項３の発明によれば、走行制御に用いる目標加減速度が加速方向に変化したときは、その変化量を低減した緩和目標加減速度に基づき自車の走行制御を行うようにしているので、急激な加減速度の変化により車両にショックが生じるような事態を未然に防止することができる。
【００７０】
また、請求項４の発明によれば、目標加減速度が減速方向に変化したときの変化量の低減率を加速方向に変化したときの変化量の低減率より小さく設定するようにしているので、減速が遅れるような事態を避けることができる。
【００７１】
また、請求項５の発明によれば、自車の走行制御に用いる目標加減速度が第２目標加減速度から第１目標加減速度に切り換わるときは、予め設定された時間が経過するまでは、当該切換時点からの経過時間に応じた比率で第１目標加減速度および第２目標加減速度を加算した値に基づき、走行制御を行うようにしているので、目標加減速度を滑らかに変化させることができ、これによって、急激な加減速度の変化により車両にショックが生じるような事態を未然に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る車両走行制御装置の一実施形態の制御構成を示すブロック図である。
【図２】 記憶部に格納されている目標車間距離の一例を示す図である。
【図３】 走行制御手順の一例を示すフローチャートである。
【図４】 図３のステップ＃２８の緩和目標加減速度算出サブルーチンを示すフローチャートである。
【図５】 第１目標加減速度および第２目標加減速度の推移と、運転者による減速度の推移とを示すタイミングチャートである。
【図６】 第２目標加減速度により走行制御を行ったときの最大到達減速度を示す図である。
【図７】 図３のステップ＃２８の異なる手順例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１３ 車輪速センサ（車速検出手段）
１４ 車間距離センサ（距離検出手段）
１５ 記憶部（第１記憶手段、第２記憶手段、速度記憶手段）
１８ メインＥＣＵ（第１目標加減速度演算手段、第２目標加減速度演算手段、条件判定手段、先行車判定手段、走行制御手段、車速検出手段）
Claims (6)
- 自車と先行車との車間距離である実車間距離を検出する距離検出手段と、
前記実車間距離と予め設定された目標車間距離との偏差である車間距離偏差および自車と先行車との相対速度を用いて第１目標加減速度を算出する第１目標加減速度演算手段と、
自車と先行車との相対加速度を用いて第２目標加減速度を算出する第２目標加減速度演算手段と、
予め設定された変更条件を満足するか否かを判定する条件判定手段と、
先行車が急減速しているか否かを判定する先行車判定手段と、
前記条件判定手段により前記変更条件を満足しないと判定されたときは前記第１目標加減速度に基づき自車の走行制御を行い、前記条件判定手段により前記変更条件を満足すると判定されたときは前記第２目標加減速度に基づき自車の走行制御を行う走行制御手段とを備え、
前記条件判定手段は、前記先行車判定手段により先行車が急減速していると判定され、かつ、前記第１目標加減速度より前記第２目標加減速度の方が小さいときに、前記変更条件を満足すると判定することを特徴とする車両走行制御装置。 - 自車の車速である自車速を検出する車速検出手段をさらに備え、
前記第２目標加減速度演算手段は、前記相対加速度と、前記相対速度を前記自車速で除算した商と、前記車間距離偏差を前記自車速で除算した商との線形加算により前記第２目標加減速度を算出することを特徴とする請求項１に記載の車両走行制御装置。 - 前記走行制御手段は、前記走行制御に用いる目標加減速度が加速方向に変化したときは、その変化量を低減した緩和目標加減速度に基づき自車の走行制御を行うことを特徴とする請求項１または２に記載の車両走行制御装置。
- 前記走行制御手段は、前記走行制御に用いる目標加減速度の変化量を低減した緩和目標加減速度に基づき自車の走行制御を行うもので、当該目標加減速度が減速方向に変化したときの変化量の低減率は、加速方向に変化したときの変化量の低減率より小さく設定されていることを特徴とする請求項３に記載の車両走行制御装置。
- 前記走行制御手段は、前記走行制御に用いる目標加減速度が前記第２目標加減速度から前記第１目標加減速度に切り換わるときは、予め設定された時間が経過するまでは、当該切換時点からの経過時間に応じた比率で前記第１目標加減速度および前記第２目標加減速度を加算した値に基づき、前記走行制御を行うことを特徴とする請求項１または２に記載の車両走行制御装置。
- 自車と先行車との車間距離である実車間距離を検出する距離検出工程と、
前記実車間距離と予め設定された目標車間距離との偏差である車間距離偏差および自車と先行車との相対速度を用いて第１目標加減速度を算出する第１目標加減速度演算工程と、
自車と先行車との相対加速度を用いて第２目標加減速度を算出する第２目標加減速度演算工程と、
予め設定された変更条件を満足するか否かを判定する条件判定工程と、
先行車が急減速しているか否かを判定する先行車判定工程と、
前記条件判定工程において前記変更条件を満足しないと判定されたときは前記第１目標加減速度に基づき自車の走行制御を行い、前記条件判定工程において前記変更条件を満足すると判定されたときは前記第２目標加減速度に基づき自車の走行制御を行う走行制御工程とを備え、
前記条件判定工程では、前記先行車判定工程において先行車が急減速していると判定され、かつ、前記第１目標加減速度より前記第２目標加減速度の方が小さいときに、前記変更条件を満足すると判定されることを特徴とする車両走行制御方法。
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