JP3988647B2 - 車間距離制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自車両の走行を制御することにより自車両とそれの先行車両との車間距離を制御する技術に関するものであり、特に、自車両が追尾していた先行車両が自車両と同じ車線から逸脱したことに応答して自車両を加速させる技術の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自車両の走行を制御することにより自車両とそれの先行車両との車間距離を制御する車間距離制御装置が既に知られている。この車間距離制御装置は、一般に、（ａ）自車両に設けられて先行車両を検出するセンサと、（ｂ）そのセンサの出力信号に基づき、自車両を加速させることが必要である場合に、自車両の加速制御を行うコントローラとを含むように構成される。
【０００３】
自車両は一般に、エンジン、モータ等の動力源とそれの出力を駆動車輪に伝達するトランスミッションとを有する駆動系によって駆動される一方、ブレーキによって制動される。ブレーキには、摩擦式、空力式、モータを発電機として利用して制動を行う回生式等がある。
【０００４】
また、コントローラは、一般に、駆動系を制御して自車両を加速させるように構成される。
【０００５】
この種の車間距離制御装置の一従来例が存在する（特許文献１参照。）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１１−９１３９８号公報
この従来例においては、自車両と先行車両との相対速度が算出され、自車両と先行車両との車間距離の目標状態に対する偏差を表す車間偏差として、実車間距離の目標車間距離からの偏差または実車間時間の目標車間時間からの偏差が算出される。ここに「車間時間」は、ある瞬間に先行車両が通過した位置と同じ位置をそのある瞬間から自車両が通過するまでに経過することが予想される時間を意味する。
【０００７】
この従来例においては、さらに、それら算出された相対速度および車間偏差とそれぞれの制御ゲインとに基づいて自車両の目標加速度が算出される。相対速度または車間偏差が０付近にあるときには、それら相対速度および車間偏差のうち０付近にあるものに対応する制御ゲインが、０または通常より小さい値に設定される。
【０００８】
そして、特許文献１には、この従来例によれば、相対速度または車間偏差が０付近にあるときには、それら相対速度または車間偏差の変化に対して目標加速度が敏感に変化することが抑制され、その結果、自車両の乗り心地を容易に向上できると記載されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者らは、自車両が追尾していた先行車両が自車両と同じ車線から逸脱したことに応答して自車両が自動的に加速させられる加速制御について研究を行い、その結果、次のような知見を得た。
【００１０】
自車両の実車速が目標車速（例えば、運転者による設定車速）に到達すべき時期よりかなり手前であるか、その時期の直前であるかを問わず、自車両の目標加速度を一定値として決定すると、実車速が目標車速に到達する直前において運転者が感じる加速感が過剰となる傾向がある。
【００１１】
また、加速制御の開始時から終了時まで自車両の目標加速度を一定値として決定すると、運転者が感じる加速感が加速制御期間の初期においては不足する一方、加速制御期間の後期においては過剰となる傾向がある。
【００１２】
したがって、自車両が追尾していた先行車両が自車両と同じ車線から逸脱したことに応答して自車両が自動的に加速させられる加速制御に際し、自車両の目標加速度を、自車両の実車速と目標車速との関係と、加速制御の開始時からの経過時間の長さとのうちの少なくとも一方を考慮して可変値として決定することが、加速制御中に運転者が違和感を感じないようにするために望ましい。
【００１３】
本発明者らは、自らの研究によってそのような知見を得たのであり、この知見は前記特許文献１に開示されていない。
【００１４】
上述の知見に基づき、本発明は、自車両が追尾していた先行車両が自車両と同じ車線から逸脱したことに応答して自車両が目標車速に向かって自動的に加速させられる加速制御に際し、自車両の目標加速度を適正に決定することにより、加速制御中に運転者が違和感を感じないようにすることを課題としてなされたものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
本発明によって下記の各態様が得られる。各態様は、項に区分し、各項に番号を付し、必要に応じて他の項の番号を引用する形式で記載する。これは、本明細書に記載の技術的特徴のいくつかおよびそれらの組合せのいくつかの理解を容易にするためであり、本明細書に記載の技術的特徴やそれらの組合せが以下の態様に限定されると解釈されるべきではない。
（１） 自車両の走行を制御することにより自車両とそれの先行車両との車間距離を制御する車間距離制御装置であって、
自車両に設けられて先行車両を検出するセンサと、
そのセンサの出力信号に基づき、自車両が追尾していた先行車両が自車両と同じ車線から逸脱したことに応答して自車両を目標車速に向かって加速させるために、自車両の駆動系の制御によって自車両の加速制御を行うコントローラであって、その加速制御中における自車両の目標加速度を、自車両の実車速の目標車速からの偏差である車速偏差と、その加速制御の開始時からの経過時間である加速制御時間の長さとのうちの少なくとも一方に基づいて決定するものと
を含む車間距離制御装置。
【００１６】
この装置によれば、自車両が追尾していた先行車両が自車両と同じ車線から逸脱したことに応答して開始される加速制御中に、自車両の目標加速度が、自車両の実車速の目標車速からの偏差である車速偏差と、その加速制御の開始時からの経過時間である加速制御時間の長さとのうちの少なくとも一方に基づいて決定される。
【００１７】
したがって、この装置によれば、自車両の目標加速度を、車速偏差に適合させることと、加速制御時間の長さに適合させることとの少なくとも一方を容易に行い得る。
【００１８】
本項における「コントローラ」の一態様によれば、加速制御中における自車両の目標加速度が、車速偏差と加速制御時間の長さとのうちの少なくとも一方に基づき、その少なくとも一方の時間的変化に伴って時間的に変化するように決定される。
（２） 前記コントローラが、前記目標加速度を、前記車速偏差に基づき、自車両の実車速が目標車速に近づくにつれて減少するように決定する第１決定手段を含む（１）項に記載の車間距離制御装置。
【００１９】
この装置によれば、自車両の実車速が目標車速に到達すべき時期よりかなり手前である場合と、その時期の直前である場合とで、自車両の目標加速度を互いに異なるように決定することが可能となる。
【００２０】
さらに、この装置によれば、自車両の目標加速度を、自車両の実車速が目標車速に到達すべき時期の直前である場合において、その時期よりかなり手前である場合におけるより小さな値を有するように決定することが可能となる。
【００２１】
したがって、この装置によれば、実車速が目標車速に到達する直前において運転者が感じる加速感が過剰となることを容易に回避できる。
（３） 前記コントローラが、前記目標加速度を、前記加速制御時間の長さに基づき、加速制御期間の初期においては加速制御時間の経過につれて増加してやがて基本加速度を超えるように決定する一方、加速制御期間の後期においては加速制御時間の経過につれて減少してやがて基本加速度において飽和するように決定する第２決定手段を含む（１）または（２）項に記載の車間距離制御装置。
【００２２】
この装置によれば、目標加速度が、加速制御期間の初期においては加速制御時間の経過につれて増加してやがて基本加速度を超えるように決定される一方、加速制御期間の後期においては加速制御時間の経過につれて減少してやがて基本加速度において飽和するように決定される。
【００２３】
したがって、この装置によれば、運転者が感じる加速感が加速制御期間の初期において不足することも、加速制御期間の後期において過剰となることも容易に回避できる。
（４） 前記コントローラが、前記目標加速度を、基本加速度と係数Ａと係数Ｂとの積によって決定するとともに、係数Ａを、前記車速偏差に基づき、自車両の実車速が目標車速に近づくにつれて１から０に近づくように決定する一方、係数Ｂを、前記加速制御時間の長さに基づき、加速制御期間の初期においては加速制御時間の経過につれて０から増加してやがて１を超えるように決定する一方、加速制御期間の後期においては加速制御時間の経過につれて減少してやがて１において飽和するように決定する第３決定手段を含む（１）項に記載の車間距離制御装置。
【００２４】
この装置によれば、前記（２）および（３）項に記載の原理と同じ原理に従い、自車両の実車速が目標車速に到達する直前において運転者が感じる加速感が過剰となることを容易に回避できるとともに、運転者が感じる加速感が加速制御期間の初期において不足することも、加速制御期間の後期において過剰となることも容易に回避できる。
（５） 前記コントローラが、前記基本加速度を、自車両の実車速が増加するにつれて、上に凸のグラフで表される特性を有して変化するように決定する第４決定手段を含む（３）または（４）項に記載の車間距離制御装置。
【００２５】
この装置によれば、自車両の実車速とは無関係に基本加速度を一定に決定する場合とは異なり、運転者が感じる加速感が低速域においては不足し、高速域においては過剰となる傾向を容易に回避できる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のさらに具体的な実施の形態のいくつかを図面に基づいて詳細に説明する。
【００２７】
図１には、本発明の第１実施形態に従う車間距離制御装置のハードウエア構成がブロック図で概念的に示されている。
【００２８】
この車間距離制御装置は車両に搭載されている。その車両は、動力源としてのエンジン（モータでも可。）の駆動力がトランスミッション（有段式でも無段式でも可。）を経て複数の駆動車輪に伝達されることによって駆動される。
【００２９】
この車両は、それら複数の駆動車輪を含む複数の車輪をそれぞれ制動するブレーキ（例えば、摩擦式、回生制動式等）１０を備えている。それら複数の車輪は、左右の前輪と左右の後輪とを含むように構成されている。図１において「ＦＬ」は左前輪、「ＦＲ」は右前輪、「ＲＬ」は左後輪、「ＲＲ」は右後輪をそれぞれ意味している。車両は、各車輪のブレーキ１０を電気的に制御するブレーキ・アクチュエータ１２（例えば、モータ駆動式、電磁圧力制御式等）を備えている。
【００３０】
エンジンは、それの吸気マニホールド内においてスロットルを備えており、そのスロットルの開度に応じてエンジンの出力が変化させられる。スロットルの開度は、スロットル・アクチュエータ２０（例えば、電動モータ）によって電気的に制御可能となっている。
【００３１】
トランスミッションにおいては、それの入力シャフトと出力シャフトとの変速比が変化させられる。その変速比を電気的に制御するために、トランスミッション・アクチュエータ２２（例えば、ソレノイド）が設けられている。
【００３２】
この車両は、さらに、ブレーキ・アクチュエータ１２によってブレーキ１０を制御するブレーキＥＣＵ（Electronic Control Unit）３０を備えるとともに、スロットル・アクチュエータ２０およびトランスミッション・アクチュエータ２２によってエンジンおよびトランスミッションをそれぞれ制御するエンジンＥＣＵ３２を備えている。それらブレーキＥＣＵ３０およびエンジンＥＣＵ３２は、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭを含むコンピュータを主体として構成されている。このことは、後述の他のＥＣＵについても同様である。
【００３３】
図１に示すように、本実施形態に従う車間距離制御装置は、自車両に先行する先行車両を検出するセンサとしてレーダ４０を備えている。レーダ４０は、電磁波（光、音等を含む）を放射し、その放射された電磁波のうち、レーダ４０の検出ゾーン内の目標物によって反射した電磁波を受けることにより、目標物の自車両からの距離と、目標物の自車両に対する相対的な方向とを探知する装置である。レーダ４０は、例えば、電磁波のビームをそれの進行方向と交差する方向に設定角度範囲内で往復揺動させてレーダ４０の前方をスキャンすることにより、概して扇状を成す検出ゾーンの全域をカバーする。
【００３４】
レーダ４０により探知される目標物が先行車両である場合には、レーダ４０は、先行車両の自車両からの距離である車間距離と、先行車両の自車両に対する相対的な方位とを探知することとなる。図２には、自車両のレーダ４０の検出ゾーン内に１台の先行車両が存在する様子の一例が示されている。
【００３５】
レーダ４０が放射する電磁波としては、例えば、レーザ光（例えば、レーザビーム）やミリ波を選ぶことができる。ところで、あらゆる車両は、一般に、それの後面に、左右に隔たった一対のリフレクタを有している。各車両における一対のリフレクタからの反射波を利用することにより、レーダ４０は、それの検出ゾーン内において各車両を他の車両から識別することが可能である。
【００３６】
このレーダ４０の出力信号に基づき、自車両と先行車両との車間距離が目標距離に近づくように自車両の走行を制御する車間距離ＥＣＵ５０（これが前記コントローラの一例である。）が、図１に示すように、車間距離制御装置に設けられている。
【００３７】
この車間距離ＥＣＵ５０は、自車両の減速のためには、基本的には、ブレーキＥＣＵ３０およびブレーキ・アクチュエータ１２を介してブレーキ作動力を制御し、一方、自車両の加速のためには、エンジンＥＣＵ３２、スロットル・アクチュエータ２０およびトランスミッション・アクチュエータ２２を介してスロットル開度および変速比を制御する。
【００３８】
図１に示すように、本実施形態に従う車間距離制御装置は、さらに、車速センサ６０と、ヨーレートセンサ６２と、操舵角センサ６４とを備えている。
【００３９】
車速センサ６０は、自車両の車速を実測または推定によって検出するセンサである。この車速センサ６０は、例えば、各車輪ごとに車輪速度を検出する複数の車輪速度センサを有し、それらの出力信号を用いて自車両の車速を推定する形式とすることが可能である。
【００４０】
ヨーレートセンサ６２は、自車両に実際に発生したヨーレートを検出するセンサである。このヨーレートセンサ６２は、音叉型の振動子を有し、自車両のヨーモーメントに基づいて振動子に生じた歪を検出することによって自車両のヨーレートを検出する形式とすることが可能である。
【００４１】
操舵角センサ６４は、自車両の運転者により自車両のステアリングホイールが回転操作された角度を操舵角として検出するセンサである。
【００４２】
図１に示すように、本実施形態に従う車間距離制御装置は、さらに、制御許可スイッチ７０と、モード選択スイッチ７２とを備えている。
【００４３】
制御許可スイッチ７０は、車間距離制御を許可するか否かに関する運転者の意思表示を車間距離ＥＣＵ５０に入力するために運転者により操作されるスイッチである。
【００４４】
モード選択スイッチ７２は、車間距離を制御するために予め用意された複数の制御モードの中から、運転者が希望する制御モードを選択するために運転者による操作されるスイッチである。
【００４５】
それら複数の制御モードは、例えば、ある瞬間に先行車両が通過した位置と同じ位置をそのある瞬間から自車両が通過するまでに経過することが予想される時間である車間時間に関して用意される。この場合、それら複数の制御モードは、例えば、長い車間時間を実現すべく、先行車両との間に長い車間距離が維持されるように車間距離を制御する長時間制御モードと、短い車間時間を実現すべく、先行車両との間に短い車間距離が維持されるように車間距離を制御する短時間制御モードと、それら２つのモードの中間に位置する中時間制御モードとを含むように定義することが可能である。
【００４６】
次に、本実施形態に従う車間距離制御装置のソフトウエア構成を説明する。
【００４７】
車間距離ＥＣＵ５０のコンピュータのＲＯＭには、上述の車間距離制御を実施するために各種プログラムが予め格納されている。図３には、そのうちの一つである加速制御プログラムの内容が概念的にフローチャートで表されている。ただし、図３においては、その加速制御プログラムのうち、本発明を理解するために不可欠ではない部分についての図示が省略されている。
【００４８】
本実施形態においては、レーダ４０を用いた車間距離制御により、先行車両との間に設定車間距離を保持しつつ先行車両に追従するように自車両の走行が制御される。車間距離制御により、自車両が先行車両を自動的に追尾するのである。
【００４９】
このように自車両が先行車両に追従している状態から、自車両が先行車両を喪失する状態、すなわち、先行車両が自車両と同じ車線から離脱した状態に移行すると、本実施形態においては、車間距離制御により、自車両が自動的に加速させられてそれの実車速が目標車速に上昇させられ、以後、自車両がその設定車速で定速走行させられる。
【００５０】
このように、先行車両が自車両と同じ車線から離脱した場合には、自車両は、加速走行という過渡状態を経て、定速走行という定常状態に移行させられるのであるが、本実施形態においては、過渡状態における自車両の加速度が適正に自動設定される。
【００５１】
そして、図３には、そのような加速制御を行う加速制御プログラムがフローチャートで概念的に表されている。
【００５２】
この加速制御プログラムにおいては、まず、ステップＳ６０１（以下、単に「Ｓ６０１」で表す。他のステップについても同じとする。）において、レーダ４０の出力信号に基づき、自車両が先行車両に追従しているか否かが判定される。先行車両に追従中であれば、判定がＹＥＳとなり、Ｓ６０２に移行するが、先行車両に追従中でなければ、判定がＮＯとなり、Ｓ６０１に戻る。
【００５３】
Ｓ６０２においては、レーダ４０の出力信号に基づき、先行車両がその後、自車両と同じ車線から離脱したか否かが判定される。先行車両が離脱しない場合には、判定がＮＯとなり、Ｓ６０２に戻るが、先行車両が離脱した場合には、判定がＹＥＳとなり、Ｓ６０３に移行する。
【００５４】
このＳ６０３においては、自車両が現に走行中の道路が一般道であるか否かが判定される。この判定は、例えば、一連の加速制御の開始時における自車両の車速Ｖｎが設定値Ｖ０以下である場合に、自車両が走行中の道路が一般道であると判定するように実行することが可能である。
【００５５】
今回は、自車両が走行中の道路が一般道ではないと仮定すると、Ｓ６０３の判定がＮＯとなり、Ｓ６０４において、車速センサ６０により検出された自車両の車速Ｖｎが目標車速ＶＴ以下であるか否か、すなわち、自車両を加速させることが必要であるか否かが判定される。ここに、「目標車速」は、例えば、自車両の運転者が制御許可スイッチ７０をＯＮに操作する際に運転者によって設定することが可能である。
【００５６】
今回は、車速Ｖｎが目標車速ＶＴ以下であると仮定すれば、Ｓ６０４の判定がＹＥＳとなり、Ｓ６０５において、自車両を加速制御するための基本加速度ＡＢＡＳＥが決定される。本実施形態においては、基本加速度ＡＢＡＳＥが車速Ｖｎ（例えば、今回の加速制御の開始時における車速）に応じて決定される。具体的には、車速Ｖｎと基本加速度ＡＢＡＳＥとの関係が前記ＲＯＭに予め格納されており、その関係に従い、車速Ｖｎに対応する基本加速度ＡＢＡＳＥが今回の基本加速度ＡＢＡＳＥとして決定される。
【００５７】
それら車速Ｖｎと基本加速度ＡＢＡＳＥとの関係は、低速域においては車速Ｖｎと共に基本加速度ＡＢＡＳＥが上昇し、中速域においては基本加速度ＡＢＡＳＥが飽和し、高速域においては車速Ｖｎと共に基本加速度ＡＢＡＳＥが低下するように定義することが可能である。このように定義された関係の一例が図４にグラフで概念的に表されている。
【００５８】
その後、図３のＳ６０６において、係数Ａが決定される。係数Ａは、実車速Ｖｎの目標車速ＶＴからの偏差である車速偏差ΔＶ（＝ＶＴ−Ｖｎ）に応じて決定される。具体的には、車速偏差ΔＶと係数Ａとの関係が前記ＲＯＭに予め格納されており、その関係に従い、車速偏差ΔＶに対応する係数Ａが今回の係数Ａとして決定される。
【００５９】
それら車速偏差ΔＶと係数Ａとの関係は、車速偏差ΔＶが０に近い領域においては車速偏差ΔＶが０から増加するにつれて係数Ａが０から増加し、係数Ａが１まで増加した後には、車速偏差ΔＶの増加にもかかわらず１に保持されるように定義することが可能である。このように定義された関係の一例が図５にグラフで概念的に表されている。
【００６０】
したがって、このように定義された関係に従って決定される係数Ａは、後に詳述するように、基本加速度ＡＢＡＳＥに掛け算されて使用されるため、その結果値は、実車速Ｖｎが目標車速ＶＴから大きく外れている状態においては、基本加速度ＡＢＡＳＥの値がそのまま最終値に反映されるように決定される一方、実車速Ｖｎが目標車速ＶＴに近づくにつれて、基本加速度ＡＢＡＳＥの値が減殺されて最終値に反映されるように決定されることとなる。
【００６１】
続いて、図３のＳ６０７において、今回の加速制御の開始時からの経過時間ＴＡが測定される。その後、Ｓ６０８において、その測定された経過時間ＴＡの長さに応じて係数Ｂが決定される。具体的には、経過時間ＴＡと係数Ｂとの関係が前記ＲＯＭに予め格納されており、その関係に従い、経過時間ＴＡに対応する係数Ｂが今回の係数Ｂとして決定される。
【００６２】
それら経過時間ＴＡと係数Ｂとの関係は、経過時間ＴＡが０から増加するにつれて、係数Ｂが０から増加し、やがて１を超え、その後、係数Ｂが飽和し、続いて、経過時間ＴＡの増加につれて係数Ｂが減少し、その後、１に維持されるように定義することが可能である。このように定義された関係の一例が図６にグラフで概念的に表されている。
【００６３】
したがって、このように定義された関係に従って決定される係数Ｂは、後に詳述するように、基本加速度ＡＢＡＳＥに掛け算されて使用されるため、その結果値は、経過時間ＴＡが短い領域においては、係数Ｂが経過時間ＴＡの増加につれて増加して１を超えるため、基本加速度ＡＢＡＳＥの値が減殺されて最終値に反映される状態から増幅されて反映される状態に移行し、一方、経過時間ＴＡが長い領域においては、基本加速度ＡＢＡＳＥの値がそのまま最終値に反映されるように決定されることとなる。
【００６４】
続いて、図３のＳ６０９において、以上決定された基本加速度ＡＢＡＳＥと係数Ａと係数Ｂとの積として目標加速度ＡＴが決定される。その後、Ｓ６１０において、その決定された目標加速度ＡＴがエンジンＥＣＵ３２に送信される。その結果、エンジンＥＣＵ３２は、スロットル・アクチュエータ２０およびトランスミッッション・アクチュエータ２２のうち必要なものを介してスロットル開度およびトランスミッションの変速比とのうち必要なものを制御し、それにより、自車両が適正な加速度勾配変化特性のもとに自動的に加速させられる。続いて、Ｓ６０２に戻る。
【００６５】
以上、自車両の実車速Ｖｎが目標車速ＶＴ以下である場合を説明したが、目標車速ＶＴ以下ではない場合には、Ｓ６０４の判定がＮＯとなる。この場合には、自車両を加速させることが必要ではないため、Ｓ６１１において、目標加速度ＡＴが０に決定され、その後、Ｓ６１０に移行する。
【００６６】
また、以上、自車両が現に走行中の道路が一般道ではない場合を説明したが、一般道である場合には、Ｓ６０３の判定がＹＥＳとなり、Ｓ６１２において、Ｓ６０５と同様にして、基本加速度ＡＢＡＳＥが決定される。その後、Ｓ６１３において、Ｓ６０６と同様にして、係数Ａが決定される。
【００６７】
続いて、Ｓ６１４において、係数Ｂが決定されるが、Ｓ６０８とは異なり、経過時間ＴＡに依存しない固定値である１に決定される。仮に係数ＢをＳ６０８と同様な規則に従って決定すると、係数Ｂが１より大きい値に決定される結果、基本加速度ＡＢＡＳＥが増幅されて最終的な目標加速度ＡＴに反映される可能性がある。目標加速度ＡＴが基本加速度ＡＢＡＳＥより大きな値に決定されることは、一般道において、そうではない道路（例えば、高速道路）とは異なり、自車両の運転者が感じる加速感が過剰となる可能性がある。
【００６８】
このような知見に基づき、本実施形態においては、自車両が一般道を走行中である場合には、係数Ｂが１に決定され、運転者の加速感が過剰となることが回避されるようになっている。
【００６９】
その後、Ｓ６０９に移行する。
【００７０】
図７には、この加速制御プログラムの実行によって自車両の車速Ｖｎおよび目標加速度ＡＴが制御される一例が概念的にグラフで表されている。この制御例においては、自車両の車速Ｖｎが車速Ｖ１であるときに、先行車両が自車両と同じ車線から離脱したため、以後、自車両の車速Ｖｎが車速Ｖ１から目標車速ＶＴ（＝Ｖ２）に増加させられる。
【００７１】
加速初期においては、係数Ｂの作用（経過時間ＴＡにつれて増加して１より大きい値に至るという特性）により、目標加速度ＡＴが適度に増加させられる結果、自車両の加速感が向上している。高速域（目標車速ＶＴに近い領域）においては、係数Ａの作用（車速偏差ΔＶが０に近づくにつれて０に近づくという特性）により、目標加速度ＡＴが適度に減少させられる結果、自車両の加速感が過剰になることが抑制されている。
【００７２】
比較例として、図８には、自車両の、初速Ｖ１から目標車速Ｖ２までの加速を、ほぼ一定の目標加速度ＡＴで行う例が示されている。この例では、自車両の車速Ｖｎが初速Ｖ１から目標車速Ｖ２に到達するまでに長い時間がかかってしまう。
【００７３】
別の比較例として、図９には、自車両の、初速Ｖ１から目標車速Ｖ２までの加速を、運転者による特別のリジューム操作を伴って行う例が示されている。リジューム操作が行われると、自車両が図８の比較例におけるより大きな目標加速度ＡＴで加速させられるが、この目標加速度ＡＴは、図８の比較例におけると同様に、時間と共に変化しない。そのため、加速初期においては、自車両の加速感が不足する傾向があり、また、高速域においては、自車両の加速感が過剰になる傾向がある。
【００７４】
それら比較例に対し、本実施形態によれば、自車両の運転者が自ら自車両を操縦して加速させる場合の車速変化を再現するように自車両が自動的に加速させられるため、自車両の自動加速時に運転者が大きな違和感を抱かずに済む。
【００７５】
次に、本発明の第２実施形態を説明する。
【００７６】
第１実施形態においては、自車両の減速制御中に、自車両がそれまで追尾していた先行車両が自車両と同じ車線から逸脱すると、自車両の走行状態に対する制御要求が減速要求から加速要求に転換される。そして、その加速要求に応じ、図３の加速制御プログラムが実行される。
【００７７】
減速要求から加速要求への転換に際しては、自車両のブレーキ１０（減速装置の一例である。）の作動によって自車両に減速力が発生している状態においてブレーキ１０にそれの作動を終了させる信号が入力されると、応答遅れを伴って減速力が消滅する場合がある。このような応答遅れが存在するにもかかわらず、ブレーキ１０の作動力の消滅を待つことなく自車両の加速装置（エンジンまたはトランスミッション）にそれの作動を開始させる信号が入力されると、ブレーキ１０の作動力が消滅しないうちに加速装置が作動し始めることがあり得る。この場合には、ブレーキ１０が加速装置の作動を邪魔することとなる。
【００７８】
これに対して、本実施形態においては、自車両の走行状態に対する要求が減速要求から加速要求に転じた場合には、ブレーキ１０の作動力が消滅するまで、加速制御の開始時期が遅延させられる。
【００７９】
そして、図１０には、車間距離制御中に自車両が減速状態から加速状態に遷移する状態を制御するための遷移制御プログラムの内容がフローチャートで概念的に表されている。
【００８０】
この遷移制御プログラムにおいては、まず、Ｓ３０１において、車間距離情報に基づいて自車両の目標減速度ＧＴが決定される。車間距離情報と目標減速度ＧＴとの関係がマップ、テーブル等の形式で前記ＲＯＭに予め格納されており、その関係に従い、今回の車間距離情報に対応する目標減速度ＧＴが今回の目標減速度ＧＴとして決定される。目標減速度ＧＴは、正で自車両を減速させることを意味し、一方、負で自車両を加速させることを意味する。
【００８１】
ここに「車間距離情報」は、例えば、自車両に対する先行車両の相対速度Ｖｒと、ある瞬間に先行車両が通過した位置と同じ位置をそのある瞬間から自車両が通過するまでに経過することが予想される時間である車間時間Ｔとの双方を含むように定義することが可能である。
【００８２】
ここに「相対速度Ｖｒ」は、それの符号が正であれば、自車両が先行車両から離間して車間距離が増加する離間傾向があることを示し、一方、それの符号が負であれば、自車両が先行車両に接近して車間距離が減少する傾向があることを示す。
【００８３】
換言すれば、相対速度Ｖｒは、自車両の先行車両に対する現在の相対位置が前回の相対位置に対して、自車両が先行車両に接近する向きにずれているのか、先行車両から離間する向きにずれているのか、すなわち、自車両の先行車両に対する相対移動の向きを表すとともに、その程度を表す物理量の一例である。
【００８４】
これに対して、「車間時間Ｔ」は、同じ車速のもとに車間時間Ｔが長い場合と短い場合とを互いに比較すると、車間時間Ｔが長いほど車間距離が長いことを意味する。適正車間距離は、一定値とするのではなくむしろ、車速に応じて決まる可変値とするのが望ましく、そうすると、適正車間距離が長いか短いかを判断するためにはいちいちそのときの車速を参照しなければならない。それに対し、車間時間Ｔを採用すれば、それ単独で、自車両が先行車両に追突しないようにするために自車両の運転者が払うべき注意の程度を表現することが可能となる。このように、車間時間Ｔは、運転者の感覚をより忠実に表現するパラメータなのである。
【００８５】
換言すれば、車間時間Ｔは、自車両の先行車両に対する実際の相対位置が目標の相対位置に対して、自車両が先行車両に接近する向きにずれているのか、先行車両から離間する向きにずれているのか、すなわち、自車両の先行車両に対する相対位置の偏差（誤差）の向きを表すとともに、その程度を表す物理量の一例である。
【００８６】
次に、Ｓ３０２において、車間距離制御中であるか否かが判定される。例えば、運転者により制御許可スイッチ７０が車間距離制御を許可するために操作されたか否かが判定される。今回は、制御許可スイッチ７０が操作されてはいないと仮定すれば、判定がＮＯとなり、Ｓ３０１に戻るが、今回は、制御許可スイッチ７０が操作されたと仮定すれば、判定がＹＥＳとなり、Ｓ３０３に移行する。
【００８７】
このＳ３０３においては、自車両を減速させるためにブレーキ制御が実行中であるか否かが判定される。今回は、ブレーキ制御が実行中ではないと仮定すれば、判定がＮＯとなり、Ｓ３０１に戻るが、今回は、ブレーキ制御が実行中であると仮定すれば、判定がＹＥＳとなり、Ｓ３０４に移行する。
【００８８】
このＳ３０４においては、今回のブレーキ制御を終了させる要求が出されるのが待たれる。そのブレーキ制御終了要求が出されたならば、Ｓ３０５において、前記決定された目標減速度ＧＴが負であるか否か、すなわち、その目標減速度ＧＴが自車両を加速させることが必要であることを意味するのか否かが判定される。
【００８９】
その目標減速度ＧＴが負である場合には、それに応答してブレーキＥＣＵ３０が、ブレーキ１０の作動を解除するためのブレーキ作動解除信号をブレーキ・アクチュエータ１２に入力する。
【００９０】
しかし、ブレーキＥＣＵ３０は、ブレーキ１０の作動力の実際値を速やかに０に減少させることが理論的には可能であっても、そのような急な減少に起因したショックが自車両の乗員に発生することが回避すべく、実際には、ブレーキ１０の作動力を緩やかに０に減少させるように設計される場合がある。この場合、ブレーキ１０の作動力は、制限された勾配を有して時間と共に変化させられ、その結果、ブレーキ作動解除信号の入力に対してブレーキ１０の作動力の応答が積極的に遅延させられることとなる。
【００９１】
今回は、目標減速度ＧＴが負ではないと仮定すると、Ｓ３０５の判定がＮＯとなり、Ｓ３０１に戻る。これに対し、今回は、目標減速度ＧＴが負であると仮定すると、Ｓ３０５の判定がＹＥＳとなり、Ｓ３０６に移行する。
【００９２】
このＳ３０６においては、自車両の加速開始時期を遅延させることが必要であるか否かが判定される。具体的には、例えば、そのときのブレーキ１０の作動力（目標値または実際値）が０より大きい場合に、加速開始時期を遅延させることが必要であると判定され、または、上記ブレーキ作動解除信号の発生時期から、ブレーキ１０の作動力の実際値が０に減少するまでに経過することが必要であると予想される時間が経過していない場合に、加速開始時期を遅延させることが必要であると判定される。
【００９３】
今回は、自車両の加速開始時期を遅延させることが必要であると仮定すれば、Ｓ３０６の判定がＹＥＳとなり、Ｓ３０７において、目標減速度ＧＴが強制的に０に変更させられる。その後、Ｓ３０８において、その変更させられた目標減速度ＧＴがエンジンＥＣＵ３２に対して送信される。エンジンＥＣＵ３２は、負である目標減速度ＧＴを受信した場合には、自車両を加速させるべく、例えば、スロットル開度を増加させるが、０ないしは正である目標減速度ＧＴを受信した場合には、自車両を加速させるための処理を行わない。したがって、今回は、元の目標減速度ＧＴが負であるにもかかわらず、自車両の加速が禁止される。その後、Ｓ３０６に戻る。
【００９４】
これに対し、今回は、自車両の加速開始時期を遅延させることが必要ではないと仮定すれば、Ｓ３０６の判定がＮＯとなり、目標減速度ＧＴが、元の値から０に強制的に変更されることなく、エンジンＥＣＵ３２に対して送信される。エンジンＥＣＵ３２は、負である目標減速度ＧＴを受信すれば、自車両を加速させるべく、例えば、スロットル開度を増加させる。その後、Ｓ３０１に戻る。
【００９５】
以上、本発明の実施形態のいくつかを図面に基づいて詳細に説明したが、これらは例示であり、前記［課題を解決するための手段および発明の効果］の欄に記載の態様を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変形、改良を施した他の形態で本発明を実施することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に従う車間距離制御装置のハードウエア構成を示すブロック図である。
【図２】図１におけるレーダ４０により先行車両が検出される様子を概念的に説明するための平面図である。
【図３】図１における車間距離ＥＣＵ５０のコンピュータにより実行される加速制御プログラムの内容を概念的に表すフローチャートである。
【図４】第１実施形態における車速Ｖｎと基本加速度ＡＢＡＳＥとの関係を説明するためのグラフである。
【図５】第１実施形態における車速偏差ΔＶと係数Ａとの関係を説明するためのグラフである。
【図６】第１実施形態における加速制御時間ＴＡの長さと係数Ｂとの関係を説明するためのグラフである。
【図７】図３の加速制御プログラムの実行による車速Ｖｎおよび目標加速度ＡＴの時間的推移を説明するためのグラフである。
【図８】車速Ｖｎおよび目標加速度ＡＴの時間的推移の一比較例を説明するためのグラフである。
【図９】車速Ｖｎおよび目標加速度ＡＴの時間的推移の別の比較例を説明するためのグラフである。
【図１０】本発明の第２実施形態に従う車間距離制御装置における車間距離ＥＣＵ５０のコンピュータにより実行される遷移制御プログラムの内容を概念的に表すフローチャートである。
【符号の説明】
１０ ブレーキ
１２ ブレーキ・アクチュエータ
３０ ブレーキＥＣＵ
４０ レーダ
５０ 車間距離ＥＣＵ
【発明の属する技術分野】
本発明は、自車両の走行を制御することにより自車両とそれの先行車両との車間距離を制御する技術に関するものであり、特に、自車両が追尾していた先行車両が自車両と同じ車線から逸脱したことに応答して自車両を加速させる技術の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自車両の走行を制御することにより自車両とそれの先行車両との車間距離を制御する車間距離制御装置が既に知られている。この車間距離制御装置は、一般に、（ａ）自車両に設けられて先行車両を検出するセンサと、（ｂ）そのセンサの出力信号に基づき、自車両を加速させることが必要である場合に、自車両の加速制御を行うコントローラとを含むように構成される。
【０００３】
自車両は一般に、エンジン、モータ等の動力源とそれの出力を駆動車輪に伝達するトランスミッションとを有する駆動系によって駆動される一方、ブレーキによって制動される。ブレーキには、摩擦式、空力式、モータを発電機として利用して制動を行う回生式等がある。
【０００４】
また、コントローラは、一般に、駆動系を制御して自車両を加速させるように構成される。
【０００５】
この種の車間距離制御装置の一従来例が存在する（特許文献１参照。）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１１−９１３９８号公報
この従来例においては、自車両と先行車両との相対速度が算出され、自車両と先行車両との車間距離の目標状態に対する偏差を表す車間偏差として、実車間距離の目標車間距離からの偏差または実車間時間の目標車間時間からの偏差が算出される。ここに「車間時間」は、ある瞬間に先行車両が通過した位置と同じ位置をそのある瞬間から自車両が通過するまでに経過することが予想される時間を意味する。
【０００７】
この従来例においては、さらに、それら算出された相対速度および車間偏差とそれぞれの制御ゲインとに基づいて自車両の目標加速度が算出される。相対速度または車間偏差が０付近にあるときには、それら相対速度および車間偏差のうち０付近にあるものに対応する制御ゲインが、０または通常より小さい値に設定される。
【０００８】
そして、特許文献１には、この従来例によれば、相対速度または車間偏差が０付近にあるときには、それら相対速度または車間偏差の変化に対して目標加速度が敏感に変化することが抑制され、その結果、自車両の乗り心地を容易に向上できると記載されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者らは、自車両が追尾していた先行車両が自車両と同じ車線から逸脱したことに応答して自車両が自動的に加速させられる加速制御について研究を行い、その結果、次のような知見を得た。
【００１０】
自車両の実車速が目標車速（例えば、運転者による設定車速）に到達すべき時期よりかなり手前であるか、その時期の直前であるかを問わず、自車両の目標加速度を一定値として決定すると、実車速が目標車速に到達する直前において運転者が感じる加速感が過剰となる傾向がある。
【００１１】
また、加速制御の開始時から終了時まで自車両の目標加速度を一定値として決定すると、運転者が感じる加速感が加速制御期間の初期においては不足する一方、加速制御期間の後期においては過剰となる傾向がある。
【００１２】
したがって、自車両が追尾していた先行車両が自車両と同じ車線から逸脱したことに応答して自車両が自動的に加速させられる加速制御に際し、自車両の目標加速度を、自車両の実車速と目標車速との関係と、加速制御の開始時からの経過時間の長さとのうちの少なくとも一方を考慮して可変値として決定することが、加速制御中に運転者が違和感を感じないようにするために望ましい。
【００１３】
本発明者らは、自らの研究によってそのような知見を得たのであり、この知見は前記特許文献１に開示されていない。
【００１４】
上述の知見に基づき、本発明は、自車両が追尾していた先行車両が自車両と同じ車線から逸脱したことに応答して自車両が目標車速に向かって自動的に加速させられる加速制御に際し、自車両の目標加速度を適正に決定することにより、加速制御中に運転者が違和感を感じないようにすることを課題としてなされたものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
本発明によって下記の各態様が得られる。各態様は、項に区分し、各項に番号を付し、必要に応じて他の項の番号を引用する形式で記載する。これは、本明細書に記載の技術的特徴のいくつかおよびそれらの組合せのいくつかの理解を容易にするためであり、本明細書に記載の技術的特徴やそれらの組合せが以下の態様に限定されると解釈されるべきではない。
（１） 自車両の走行を制御することにより自車両とそれの先行車両との車間距離を制御する車間距離制御装置であって、
自車両に設けられて先行車両を検出するセンサと、
そのセンサの出力信号に基づき、自車両が追尾していた先行車両が自車両と同じ車線から逸脱したことに応答して自車両を目標車速に向かって加速させるために、自車両の駆動系の制御によって自車両の加速制御を行うコントローラであって、その加速制御中における自車両の目標加速度を、自車両の実車速の目標車速からの偏差である車速偏差と、その加速制御の開始時からの経過時間である加速制御時間の長さとのうちの少なくとも一方に基づいて決定するものと
を含む車間距離制御装置。
【００１６】
この装置によれば、自車両が追尾していた先行車両が自車両と同じ車線から逸脱したことに応答して開始される加速制御中に、自車両の目標加速度が、自車両の実車速の目標車速からの偏差である車速偏差と、その加速制御の開始時からの経過時間である加速制御時間の長さとのうちの少なくとも一方に基づいて決定される。
【００１７】
したがって、この装置によれば、自車両の目標加速度を、車速偏差に適合させることと、加速制御時間の長さに適合させることとの少なくとも一方を容易に行い得る。
【００１８】
本項における「コントローラ」の一態様によれば、加速制御中における自車両の目標加速度が、車速偏差と加速制御時間の長さとのうちの少なくとも一方に基づき、その少なくとも一方の時間的変化に伴って時間的に変化するように決定される。
（２） 前記コントローラが、前記目標加速度を、前記車速偏差に基づき、自車両の実車速が目標車速に近づくにつれて減少するように決定する第１決定手段を含む（１）項に記載の車間距離制御装置。
【００１９】
この装置によれば、自車両の実車速が目標車速に到達すべき時期よりかなり手前である場合と、その時期の直前である場合とで、自車両の目標加速度を互いに異なるように決定することが可能となる。
【００２０】
さらに、この装置によれば、自車両の目標加速度を、自車両の実車速が目標車速に到達すべき時期の直前である場合において、その時期よりかなり手前である場合におけるより小さな値を有するように決定することが可能となる。
【００２１】
したがって、この装置によれば、実車速が目標車速に到達する直前において運転者が感じる加速感が過剰となることを容易に回避できる。
（３） 前記コントローラが、前記目標加速度を、前記加速制御時間の長さに基づき、加速制御期間の初期においては加速制御時間の経過につれて増加してやがて基本加速度を超えるように決定する一方、加速制御期間の後期においては加速制御時間の経過につれて減少してやがて基本加速度において飽和するように決定する第２決定手段を含む（１）または（２）項に記載の車間距離制御装置。
【００２２】
この装置によれば、目標加速度が、加速制御期間の初期においては加速制御時間の経過につれて増加してやがて基本加速度を超えるように決定される一方、加速制御期間の後期においては加速制御時間の経過につれて減少してやがて基本加速度において飽和するように決定される。
【００２３】
したがって、この装置によれば、運転者が感じる加速感が加速制御期間の初期において不足することも、加速制御期間の後期において過剰となることも容易に回避できる。
（４） 前記コントローラが、前記目標加速度を、基本加速度と係数Ａと係数Ｂとの積によって決定するとともに、係数Ａを、前記車速偏差に基づき、自車両の実車速が目標車速に近づくにつれて１から０に近づくように決定する一方、係数Ｂを、前記加速制御時間の長さに基づき、加速制御期間の初期においては加速制御時間の経過につれて０から増加してやがて１を超えるように決定する一方、加速制御期間の後期においては加速制御時間の経過につれて減少してやがて１において飽和するように決定する第３決定手段を含む（１）項に記載の車間距離制御装置。
【００２４】
この装置によれば、前記（２）および（３）項に記載の原理と同じ原理に従い、自車両の実車速が目標車速に到達する直前において運転者が感じる加速感が過剰となることを容易に回避できるとともに、運転者が感じる加速感が加速制御期間の初期において不足することも、加速制御期間の後期において過剰となることも容易に回避できる。
（５） 前記コントローラが、前記基本加速度を、自車両の実車速が増加するにつれて、上に凸のグラフで表される特性を有して変化するように決定する第４決定手段を含む（３）または（４）項に記載の車間距離制御装置。
【００２５】
この装置によれば、自車両の実車速とは無関係に基本加速度を一定に決定する場合とは異なり、運転者が感じる加速感が低速域においては不足し、高速域においては過剰となる傾向を容易に回避できる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のさらに具体的な実施の形態のいくつかを図面に基づいて詳細に説明する。
【００２７】
図１には、本発明の第１実施形態に従う車間距離制御装置のハードウエア構成がブロック図で概念的に示されている。
【００２８】
この車間距離制御装置は車両に搭載されている。その車両は、動力源としてのエンジン（モータでも可。）の駆動力がトランスミッション（有段式でも無段式でも可。）を経て複数の駆動車輪に伝達されることによって駆動される。
【００２９】
この車両は、それら複数の駆動車輪を含む複数の車輪をそれぞれ制動するブレーキ（例えば、摩擦式、回生制動式等）１０を備えている。それら複数の車輪は、左右の前輪と左右の後輪とを含むように構成されている。図１において「ＦＬ」は左前輪、「ＦＲ」は右前輪、「ＲＬ」は左後輪、「ＲＲ」は右後輪をそれぞれ意味している。車両は、各車輪のブレーキ１０を電気的に制御するブレーキ・アクチュエータ１２（例えば、モータ駆動式、電磁圧力制御式等）を備えている。
【００３０】
エンジンは、それの吸気マニホールド内においてスロットルを備えており、そのスロットルの開度に応じてエンジンの出力が変化させられる。スロットルの開度は、スロットル・アクチュエータ２０（例えば、電動モータ）によって電気的に制御可能となっている。
【００３１】
トランスミッションにおいては、それの入力シャフトと出力シャフトとの変速比が変化させられる。その変速比を電気的に制御するために、トランスミッション・アクチュエータ２２（例えば、ソレノイド）が設けられている。
【００３２】
この車両は、さらに、ブレーキ・アクチュエータ１２によってブレーキ１０を制御するブレーキＥＣＵ（Electronic Control Unit）３０を備えるとともに、スロットル・アクチュエータ２０およびトランスミッション・アクチュエータ２２によってエンジンおよびトランスミッションをそれぞれ制御するエンジンＥＣＵ３２を備えている。それらブレーキＥＣＵ３０およびエンジンＥＣＵ３２は、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭを含むコンピュータを主体として構成されている。このことは、後述の他のＥＣＵについても同様である。
【００３３】
図１に示すように、本実施形態に従う車間距離制御装置は、自車両に先行する先行車両を検出するセンサとしてレーダ４０を備えている。レーダ４０は、電磁波（光、音等を含む）を放射し、その放射された電磁波のうち、レーダ４０の検出ゾーン内の目標物によって反射した電磁波を受けることにより、目標物の自車両からの距離と、目標物の自車両に対する相対的な方向とを探知する装置である。レーダ４０は、例えば、電磁波のビームをそれの進行方向と交差する方向に設定角度範囲内で往復揺動させてレーダ４０の前方をスキャンすることにより、概して扇状を成す検出ゾーンの全域をカバーする。
【００３４】
レーダ４０により探知される目標物が先行車両である場合には、レーダ４０は、先行車両の自車両からの距離である車間距離と、先行車両の自車両に対する相対的な方位とを探知することとなる。図２には、自車両のレーダ４０の検出ゾーン内に１台の先行車両が存在する様子の一例が示されている。
【００３５】
レーダ４０が放射する電磁波としては、例えば、レーザ光（例えば、レーザビーム）やミリ波を選ぶことができる。ところで、あらゆる車両は、一般に、それの後面に、左右に隔たった一対のリフレクタを有している。各車両における一対のリフレクタからの反射波を利用することにより、レーダ４０は、それの検出ゾーン内において各車両を他の車両から識別することが可能である。
【００３６】
このレーダ４０の出力信号に基づき、自車両と先行車両との車間距離が目標距離に近づくように自車両の走行を制御する車間距離ＥＣＵ５０（これが前記コントローラの一例である。）が、図１に示すように、車間距離制御装置に設けられている。
【００３７】
この車間距離ＥＣＵ５０は、自車両の減速のためには、基本的には、ブレーキＥＣＵ３０およびブレーキ・アクチュエータ１２を介してブレーキ作動力を制御し、一方、自車両の加速のためには、エンジンＥＣＵ３２、スロットル・アクチュエータ２０およびトランスミッション・アクチュエータ２２を介してスロットル開度および変速比を制御する。
【００３８】
図１に示すように、本実施形態に従う車間距離制御装置は、さらに、車速センサ６０と、ヨーレートセンサ６２と、操舵角センサ６４とを備えている。
【００３９】
車速センサ６０は、自車両の車速を実測または推定によって検出するセンサである。この車速センサ６０は、例えば、各車輪ごとに車輪速度を検出する複数の車輪速度センサを有し、それらの出力信号を用いて自車両の車速を推定する形式とすることが可能である。
【００４０】
ヨーレートセンサ６２は、自車両に実際に発生したヨーレートを検出するセンサである。このヨーレートセンサ６２は、音叉型の振動子を有し、自車両のヨーモーメントに基づいて振動子に生じた歪を検出することによって自車両のヨーレートを検出する形式とすることが可能である。
【００４１】
操舵角センサ６４は、自車両の運転者により自車両のステアリングホイールが回転操作された角度を操舵角として検出するセンサである。
【００４２】
図１に示すように、本実施形態に従う車間距離制御装置は、さらに、制御許可スイッチ７０と、モード選択スイッチ７２とを備えている。
【００４３】
制御許可スイッチ７０は、車間距離制御を許可するか否かに関する運転者の意思表示を車間距離ＥＣＵ５０に入力するために運転者により操作されるスイッチである。
【００４４】
モード選択スイッチ７２は、車間距離を制御するために予め用意された複数の制御モードの中から、運転者が希望する制御モードを選択するために運転者による操作されるスイッチである。
【００４５】
それら複数の制御モードは、例えば、ある瞬間に先行車両が通過した位置と同じ位置をそのある瞬間から自車両が通過するまでに経過することが予想される時間である車間時間に関して用意される。この場合、それら複数の制御モードは、例えば、長い車間時間を実現すべく、先行車両との間に長い車間距離が維持されるように車間距離を制御する長時間制御モードと、短い車間時間を実現すべく、先行車両との間に短い車間距離が維持されるように車間距離を制御する短時間制御モードと、それら２つのモードの中間に位置する中時間制御モードとを含むように定義することが可能である。
【００４６】
次に、本実施形態に従う車間距離制御装置のソフトウエア構成を説明する。
【００４７】
車間距離ＥＣＵ５０のコンピュータのＲＯＭには、上述の車間距離制御を実施するために各種プログラムが予め格納されている。図３には、そのうちの一つである加速制御プログラムの内容が概念的にフローチャートで表されている。ただし、図３においては、その加速制御プログラムのうち、本発明を理解するために不可欠ではない部分についての図示が省略されている。
【００４８】
本実施形態においては、レーダ４０を用いた車間距離制御により、先行車両との間に設定車間距離を保持しつつ先行車両に追従するように自車両の走行が制御される。車間距離制御により、自車両が先行車両を自動的に追尾するのである。
【００４９】
このように自車両が先行車両に追従している状態から、自車両が先行車両を喪失する状態、すなわち、先行車両が自車両と同じ車線から離脱した状態に移行すると、本実施形態においては、車間距離制御により、自車両が自動的に加速させられてそれの実車速が目標車速に上昇させられ、以後、自車両がその設定車速で定速走行させられる。
【００５０】
このように、先行車両が自車両と同じ車線から離脱した場合には、自車両は、加速走行という過渡状態を経て、定速走行という定常状態に移行させられるのであるが、本実施形態においては、過渡状態における自車両の加速度が適正に自動設定される。
【００５１】
そして、図３には、そのような加速制御を行う加速制御プログラムがフローチャートで概念的に表されている。
【００５２】
この加速制御プログラムにおいては、まず、ステップＳ６０１（以下、単に「Ｓ６０１」で表す。他のステップについても同じとする。）において、レーダ４０の出力信号に基づき、自車両が先行車両に追従しているか否かが判定される。先行車両に追従中であれば、判定がＹＥＳとなり、Ｓ６０２に移行するが、先行車両に追従中でなければ、判定がＮＯとなり、Ｓ６０１に戻る。
【００５３】
Ｓ６０２においては、レーダ４０の出力信号に基づき、先行車両がその後、自車両と同じ車線から離脱したか否かが判定される。先行車両が離脱しない場合には、判定がＮＯとなり、Ｓ６０２に戻るが、先行車両が離脱した場合には、判定がＹＥＳとなり、Ｓ６０３に移行する。
【００５４】
このＳ６０３においては、自車両が現に走行中の道路が一般道であるか否かが判定される。この判定は、例えば、一連の加速制御の開始時における自車両の車速Ｖｎが設定値Ｖ０以下である場合に、自車両が走行中の道路が一般道であると判定するように実行することが可能である。
【００５５】
今回は、自車両が走行中の道路が一般道ではないと仮定すると、Ｓ６０３の判定がＮＯとなり、Ｓ６０４において、車速センサ６０により検出された自車両の車速Ｖｎが目標車速ＶＴ以下であるか否か、すなわち、自車両を加速させることが必要であるか否かが判定される。ここに、「目標車速」は、例えば、自車両の運転者が制御許可スイッチ７０をＯＮに操作する際に運転者によって設定することが可能である。
【００５６】
今回は、車速Ｖｎが目標車速ＶＴ以下であると仮定すれば、Ｓ６０４の判定がＹＥＳとなり、Ｓ６０５において、自車両を加速制御するための基本加速度ＡＢＡＳＥが決定される。本実施形態においては、基本加速度ＡＢＡＳＥが車速Ｖｎ（例えば、今回の加速制御の開始時における車速）に応じて決定される。具体的には、車速Ｖｎと基本加速度ＡＢＡＳＥとの関係が前記ＲＯＭに予め格納されており、その関係に従い、車速Ｖｎに対応する基本加速度ＡＢＡＳＥが今回の基本加速度ＡＢＡＳＥとして決定される。
【００５７】
それら車速Ｖｎと基本加速度ＡＢＡＳＥとの関係は、低速域においては車速Ｖｎと共に基本加速度ＡＢＡＳＥが上昇し、中速域においては基本加速度ＡＢＡＳＥが飽和し、高速域においては車速Ｖｎと共に基本加速度ＡＢＡＳＥが低下するように定義することが可能である。このように定義された関係の一例が図４にグラフで概念的に表されている。
【００５８】
その後、図３のＳ６０６において、係数Ａが決定される。係数Ａは、実車速Ｖｎの目標車速ＶＴからの偏差である車速偏差ΔＶ（＝ＶＴ−Ｖｎ）に応じて決定される。具体的には、車速偏差ΔＶと係数Ａとの関係が前記ＲＯＭに予め格納されており、その関係に従い、車速偏差ΔＶに対応する係数Ａが今回の係数Ａとして決定される。
【００５９】
それら車速偏差ΔＶと係数Ａとの関係は、車速偏差ΔＶが０に近い領域においては車速偏差ΔＶが０から増加するにつれて係数Ａが０から増加し、係数Ａが１まで増加した後には、車速偏差ΔＶの増加にもかかわらず１に保持されるように定義することが可能である。このように定義された関係の一例が図５にグラフで概念的に表されている。
【００６０】
したがって、このように定義された関係に従って決定される係数Ａは、後に詳述するように、基本加速度ＡＢＡＳＥに掛け算されて使用されるため、その結果値は、実車速Ｖｎが目標車速ＶＴから大きく外れている状態においては、基本加速度ＡＢＡＳＥの値がそのまま最終値に反映されるように決定される一方、実車速Ｖｎが目標車速ＶＴに近づくにつれて、基本加速度ＡＢＡＳＥの値が減殺されて最終値に反映されるように決定されることとなる。
【００６１】
続いて、図３のＳ６０７において、今回の加速制御の開始時からの経過時間ＴＡが測定される。その後、Ｓ６０８において、その測定された経過時間ＴＡの長さに応じて係数Ｂが決定される。具体的には、経過時間ＴＡと係数Ｂとの関係が前記ＲＯＭに予め格納されており、その関係に従い、経過時間ＴＡに対応する係数Ｂが今回の係数Ｂとして決定される。
【００６２】
それら経過時間ＴＡと係数Ｂとの関係は、経過時間ＴＡが０から増加するにつれて、係数Ｂが０から増加し、やがて１を超え、その後、係数Ｂが飽和し、続いて、経過時間ＴＡの増加につれて係数Ｂが減少し、その後、１に維持されるように定義することが可能である。このように定義された関係の一例が図６にグラフで概念的に表されている。
【００６３】
したがって、このように定義された関係に従って決定される係数Ｂは、後に詳述するように、基本加速度ＡＢＡＳＥに掛け算されて使用されるため、その結果値は、経過時間ＴＡが短い領域においては、係数Ｂが経過時間ＴＡの増加につれて増加して１を超えるため、基本加速度ＡＢＡＳＥの値が減殺されて最終値に反映される状態から増幅されて反映される状態に移行し、一方、経過時間ＴＡが長い領域においては、基本加速度ＡＢＡＳＥの値がそのまま最終値に反映されるように決定されることとなる。
【００６４】
続いて、図３のＳ６０９において、以上決定された基本加速度ＡＢＡＳＥと係数Ａと係数Ｂとの積として目標加速度ＡＴが決定される。その後、Ｓ６１０において、その決定された目標加速度ＡＴがエンジンＥＣＵ３２に送信される。その結果、エンジンＥＣＵ３２は、スロットル・アクチュエータ２０およびトランスミッッション・アクチュエータ２２のうち必要なものを介してスロットル開度およびトランスミッションの変速比とのうち必要なものを制御し、それにより、自車両が適正な加速度勾配変化特性のもとに自動的に加速させられる。続いて、Ｓ６０２に戻る。
【００６５】
以上、自車両の実車速Ｖｎが目標車速ＶＴ以下である場合を説明したが、目標車速ＶＴ以下ではない場合には、Ｓ６０４の判定がＮＯとなる。この場合には、自車両を加速させることが必要ではないため、Ｓ６１１において、目標加速度ＡＴが０に決定され、その後、Ｓ６１０に移行する。
【００６６】
また、以上、自車両が現に走行中の道路が一般道ではない場合を説明したが、一般道である場合には、Ｓ６０３の判定がＹＥＳとなり、Ｓ６１２において、Ｓ６０５と同様にして、基本加速度ＡＢＡＳＥが決定される。その後、Ｓ６１３において、Ｓ６０６と同様にして、係数Ａが決定される。
【００６７】
続いて、Ｓ６１４において、係数Ｂが決定されるが、Ｓ６０８とは異なり、経過時間ＴＡに依存しない固定値である１に決定される。仮に係数ＢをＳ６０８と同様な規則に従って決定すると、係数Ｂが１より大きい値に決定される結果、基本加速度ＡＢＡＳＥが増幅されて最終的な目標加速度ＡＴに反映される可能性がある。目標加速度ＡＴが基本加速度ＡＢＡＳＥより大きな値に決定されることは、一般道において、そうではない道路（例えば、高速道路）とは異なり、自車両の運転者が感じる加速感が過剰となる可能性がある。
【００６８】
このような知見に基づき、本実施形態においては、自車両が一般道を走行中である場合には、係数Ｂが１に決定され、運転者の加速感が過剰となることが回避されるようになっている。
【００６９】
その後、Ｓ６０９に移行する。
【００７０】
図７には、この加速制御プログラムの実行によって自車両の車速Ｖｎおよび目標加速度ＡＴが制御される一例が概念的にグラフで表されている。この制御例においては、自車両の車速Ｖｎが車速Ｖ１であるときに、先行車両が自車両と同じ車線から離脱したため、以後、自車両の車速Ｖｎが車速Ｖ１から目標車速ＶＴ（＝Ｖ２）に増加させられる。
【００７１】
加速初期においては、係数Ｂの作用（経過時間ＴＡにつれて増加して１より大きい値に至るという特性）により、目標加速度ＡＴが適度に増加させられる結果、自車両の加速感が向上している。高速域（目標車速ＶＴに近い領域）においては、係数Ａの作用（車速偏差ΔＶが０に近づくにつれて０に近づくという特性）により、目標加速度ＡＴが適度に減少させられる結果、自車両の加速感が過剰になることが抑制されている。
【００７２】
比較例として、図８には、自車両の、初速Ｖ１から目標車速Ｖ２までの加速を、ほぼ一定の目標加速度ＡＴで行う例が示されている。この例では、自車両の車速Ｖｎが初速Ｖ１から目標車速Ｖ２に到達するまでに長い時間がかかってしまう。
【００７３】
別の比較例として、図９には、自車両の、初速Ｖ１から目標車速Ｖ２までの加速を、運転者による特別のリジューム操作を伴って行う例が示されている。リジューム操作が行われると、自車両が図８の比較例におけるより大きな目標加速度ＡＴで加速させられるが、この目標加速度ＡＴは、図８の比較例におけると同様に、時間と共に変化しない。そのため、加速初期においては、自車両の加速感が不足する傾向があり、また、高速域においては、自車両の加速感が過剰になる傾向がある。
【００７４】
それら比較例に対し、本実施形態によれば、自車両の運転者が自ら自車両を操縦して加速させる場合の車速変化を再現するように自車両が自動的に加速させられるため、自車両の自動加速時に運転者が大きな違和感を抱かずに済む。
【００７５】
次に、本発明の第２実施形態を説明する。
【００７６】
第１実施形態においては、自車両の減速制御中に、自車両がそれまで追尾していた先行車両が自車両と同じ車線から逸脱すると、自車両の走行状態に対する制御要求が減速要求から加速要求に転換される。そして、その加速要求に応じ、図３の加速制御プログラムが実行される。
【００７７】
減速要求から加速要求への転換に際しては、自車両のブレーキ１０（減速装置の一例である。）の作動によって自車両に減速力が発生している状態においてブレーキ１０にそれの作動を終了させる信号が入力されると、応答遅れを伴って減速力が消滅する場合がある。このような応答遅れが存在するにもかかわらず、ブレーキ１０の作動力の消滅を待つことなく自車両の加速装置（エンジンまたはトランスミッション）にそれの作動を開始させる信号が入力されると、ブレーキ１０の作動力が消滅しないうちに加速装置が作動し始めることがあり得る。この場合には、ブレーキ１０が加速装置の作動を邪魔することとなる。
【００７８】
これに対して、本実施形態においては、自車両の走行状態に対する要求が減速要求から加速要求に転じた場合には、ブレーキ１０の作動力が消滅するまで、加速制御の開始時期が遅延させられる。
【００７９】
そして、図１０には、車間距離制御中に自車両が減速状態から加速状態に遷移する状態を制御するための遷移制御プログラムの内容がフローチャートで概念的に表されている。
【００８０】
この遷移制御プログラムにおいては、まず、Ｓ３０１において、車間距離情報に基づいて自車両の目標減速度ＧＴが決定される。車間距離情報と目標減速度ＧＴとの関係がマップ、テーブル等の形式で前記ＲＯＭに予め格納されており、その関係に従い、今回の車間距離情報に対応する目標減速度ＧＴが今回の目標減速度ＧＴとして決定される。目標減速度ＧＴは、正で自車両を減速させることを意味し、一方、負で自車両を加速させることを意味する。
【００８１】
ここに「車間距離情報」は、例えば、自車両に対する先行車両の相対速度Ｖｒと、ある瞬間に先行車両が通過した位置と同じ位置をそのある瞬間から自車両が通過するまでに経過することが予想される時間である車間時間Ｔとの双方を含むように定義することが可能である。
【００８２】
ここに「相対速度Ｖｒ」は、それの符号が正であれば、自車両が先行車両から離間して車間距離が増加する離間傾向があることを示し、一方、それの符号が負であれば、自車両が先行車両に接近して車間距離が減少する傾向があることを示す。
【００８３】
換言すれば、相対速度Ｖｒは、自車両の先行車両に対する現在の相対位置が前回の相対位置に対して、自車両が先行車両に接近する向きにずれているのか、先行車両から離間する向きにずれているのか、すなわち、自車両の先行車両に対する相対移動の向きを表すとともに、その程度を表す物理量の一例である。
【００８４】
これに対して、「車間時間Ｔ」は、同じ車速のもとに車間時間Ｔが長い場合と短い場合とを互いに比較すると、車間時間Ｔが長いほど車間距離が長いことを意味する。適正車間距離は、一定値とするのではなくむしろ、車速に応じて決まる可変値とするのが望ましく、そうすると、適正車間距離が長いか短いかを判断するためにはいちいちそのときの車速を参照しなければならない。それに対し、車間時間Ｔを採用すれば、それ単独で、自車両が先行車両に追突しないようにするために自車両の運転者が払うべき注意の程度を表現することが可能となる。このように、車間時間Ｔは、運転者の感覚をより忠実に表現するパラメータなのである。
【００８５】
換言すれば、車間時間Ｔは、自車両の先行車両に対する実際の相対位置が目標の相対位置に対して、自車両が先行車両に接近する向きにずれているのか、先行車両から離間する向きにずれているのか、すなわち、自車両の先行車両に対する相対位置の偏差（誤差）の向きを表すとともに、その程度を表す物理量の一例である。
【００８６】
次に、Ｓ３０２において、車間距離制御中であるか否かが判定される。例えば、運転者により制御許可スイッチ７０が車間距離制御を許可するために操作されたか否かが判定される。今回は、制御許可スイッチ７０が操作されてはいないと仮定すれば、判定がＮＯとなり、Ｓ３０１に戻るが、今回は、制御許可スイッチ７０が操作されたと仮定すれば、判定がＹＥＳとなり、Ｓ３０３に移行する。
【００８７】
このＳ３０３においては、自車両を減速させるためにブレーキ制御が実行中であるか否かが判定される。今回は、ブレーキ制御が実行中ではないと仮定すれば、判定がＮＯとなり、Ｓ３０１に戻るが、今回は、ブレーキ制御が実行中であると仮定すれば、判定がＹＥＳとなり、Ｓ３０４に移行する。
【００８８】
このＳ３０４においては、今回のブレーキ制御を終了させる要求が出されるのが待たれる。そのブレーキ制御終了要求が出されたならば、Ｓ３０５において、前記決定された目標減速度ＧＴが負であるか否か、すなわち、その目標減速度ＧＴが自車両を加速させることが必要であることを意味するのか否かが判定される。
【００８９】
その目標減速度ＧＴが負である場合には、それに応答してブレーキＥＣＵ３０が、ブレーキ１０の作動を解除するためのブレーキ作動解除信号をブレーキ・アクチュエータ１２に入力する。
【００９０】
しかし、ブレーキＥＣＵ３０は、ブレーキ１０の作動力の実際値を速やかに０に減少させることが理論的には可能であっても、そのような急な減少に起因したショックが自車両の乗員に発生することが回避すべく、実際には、ブレーキ１０の作動力を緩やかに０に減少させるように設計される場合がある。この場合、ブレーキ１０の作動力は、制限された勾配を有して時間と共に変化させられ、その結果、ブレーキ作動解除信号の入力に対してブレーキ１０の作動力の応答が積極的に遅延させられることとなる。
【００９１】
今回は、目標減速度ＧＴが負ではないと仮定すると、Ｓ３０５の判定がＮＯとなり、Ｓ３０１に戻る。これに対し、今回は、目標減速度ＧＴが負であると仮定すると、Ｓ３０５の判定がＹＥＳとなり、Ｓ３０６に移行する。
【００９２】
このＳ３０６においては、自車両の加速開始時期を遅延させることが必要であるか否かが判定される。具体的には、例えば、そのときのブレーキ１０の作動力（目標値または実際値）が０より大きい場合に、加速開始時期を遅延させることが必要であると判定され、または、上記ブレーキ作動解除信号の発生時期から、ブレーキ１０の作動力の実際値が０に減少するまでに経過することが必要であると予想される時間が経過していない場合に、加速開始時期を遅延させることが必要であると判定される。
【００９３】
今回は、自車両の加速開始時期を遅延させることが必要であると仮定すれば、Ｓ３０６の判定がＹＥＳとなり、Ｓ３０７において、目標減速度ＧＴが強制的に０に変更させられる。その後、Ｓ３０８において、その変更させられた目標減速度ＧＴがエンジンＥＣＵ３２に対して送信される。エンジンＥＣＵ３２は、負である目標減速度ＧＴを受信した場合には、自車両を加速させるべく、例えば、スロットル開度を増加させるが、０ないしは正である目標減速度ＧＴを受信した場合には、自車両を加速させるための処理を行わない。したがって、今回は、元の目標減速度ＧＴが負であるにもかかわらず、自車両の加速が禁止される。その後、Ｓ３０６に戻る。
【００９４】
これに対し、今回は、自車両の加速開始時期を遅延させることが必要ではないと仮定すれば、Ｓ３０６の判定がＮＯとなり、目標減速度ＧＴが、元の値から０に強制的に変更されることなく、エンジンＥＣＵ３２に対して送信される。エンジンＥＣＵ３２は、負である目標減速度ＧＴを受信すれば、自車両を加速させるべく、例えば、スロットル開度を増加させる。その後、Ｓ３０１に戻る。
【００９５】
以上、本発明の実施形態のいくつかを図面に基づいて詳細に説明したが、これらは例示であり、前記［課題を解決するための手段および発明の効果］の欄に記載の態様を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変形、改良を施した他の形態で本発明を実施することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に従う車間距離制御装置のハードウエア構成を示すブロック図である。
【図２】図１におけるレーダ４０により先行車両が検出される様子を概念的に説明するための平面図である。
【図３】図１における車間距離ＥＣＵ５０のコンピュータにより実行される加速制御プログラムの内容を概念的に表すフローチャートである。
【図４】第１実施形態における車速Ｖｎと基本加速度ＡＢＡＳＥとの関係を説明するためのグラフである。
【図５】第１実施形態における車速偏差ΔＶと係数Ａとの関係を説明するためのグラフである。
【図６】第１実施形態における加速制御時間ＴＡの長さと係数Ｂとの関係を説明するためのグラフである。
【図７】図３の加速制御プログラムの実行による車速Ｖｎおよび目標加速度ＡＴの時間的推移を説明するためのグラフである。
【図８】車速Ｖｎおよび目標加速度ＡＴの時間的推移の一比較例を説明するためのグラフである。
【図９】車速Ｖｎおよび目標加速度ＡＴの時間的推移の別の比較例を説明するためのグラフである。
【図１０】本発明の第２実施形態に従う車間距離制御装置における車間距離ＥＣＵ５０のコンピュータにより実行される遷移制御プログラムの内容を概念的に表すフローチャートである。
【符号の説明】
１０ ブレーキ
１２ ブレーキ・アクチュエータ
３０ ブレーキＥＣＵ
４０ レーダ
５０ 車間距離ＥＣＵ
Claims (5)
- 自車両の走行を制御することにより自車両とそれの先行車両との車間距離を制御する車間距離制御装置であって、
自車両に設けられて先行車両を検出するセンサと、
そのセンサの出力信号に基づき、自車両が追尾していた先行車両が自車両と同じ車線から逸脱したことに応答して自車両を目標車速に向かって加速させるために、自車両の駆動系の制御によって自車両の加速制御を行うコントローラであって、その加速制御中における自車両の目標加速度を、自車両の実車速の目標車速からの偏差である車速偏差と、その加速制御の開始時からの経過時間である加速制御時間の長さとのうちの少なくとも一方に基づいて決定する目標加速度決定手段を含むコントローラとを含み、
前記コントローラが、自車両が現に走行中の道路が一般道であるか否かを判定する判定手段を含み、
前記目標加速度決定手段が、前記判定手段による判定結果に応じて前記目標加速度の決定方法を変更し、走行中の道路が一般道でないと判定された場合には、前記目標加速度を、前記加速制御時間の長さに基づき、加速制御期間の初期においては加速制御時間の経過につれて増加してやがて基本加速度を超えるように決定する一方、加速制御期間の後期においては加速制御時間の経過につれて減少してやがて基本加速度において飽和するように決定する、車間距離制御装置。 - 前記目標加速度決定手段が、前記目標加速度を、前記車速偏差に基づき、自車両の実車速が目標車速に近づくにつれて減少するように決定する、請求項１に記載の車間距離制御装置。
- 前記目標加速度決定手段が、前記判定手段により走行中の道路が一般道でないと判定された場合に、前記目標加速度を、基本加速度と係数Ａと係数Ｂとの積によって決定するとともに、係数Ａを、前記車速偏差に基づき、自車両の実車速が目標車速に近づくにつれて１から０に近づくように決定する一方、係数Ｂを、前記加速制御時間の長さに基づき、加速制御期間の初期においては加速制御時間の経過につれて０から増加してやがて１を超えるように決定する一方、加速制御期間の後期においては加速制御時間の経過につれて減少してやがて１において飽和するように決定し、
前記目標加速度決定手段が、前記判定手段により走行中の道路が一般道であると判定された場合に、前記目標加速度を、基本加速度と係数Ａと係数Ｂとの積によって決定するとともに、係数Ａを、前記車速偏差に基づき、自車両の実車速が目標車速に近づくにつれて１から０に近づくように決定する一方、係数Ｂを１に決定する、請求項１に記載の車間距離制御装置。 - 前記目標加速度決定手段が、前記基本加速度を、自車両の実車速が増加するにつれて、上に凸のグラフで表される特性を有して変化するように決定する、請求項１または３に記載の車間距離制御装置。
- 前記目標加速度決定手段が、前記判定手段により走行中の道路が一般道でないと判定された場合には、前記加速制御時間に依存して前記目標加速度を決定し、前記判定手段により走行中の道路が一般道であると判定された場合には、前記加速制御時間に依存せずに前記目標加速度を決定する、請求項１に記載の車間距離制御装置。
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