JP5664931B2 - 渋滞時車輌走行制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、交通渋滞時に先行車の進行に追従して自車を進行させるよう車輌の原動機とブレーキを自動制御する渋滞時車輌走行制御装置に係る。

下記の特許文献１には、渋滞を緩和する支援装置として、直前車が加速したか否かを判断し、これに自車の現在の車速の高低の判断を加味して、自車を加減速制御する運転支援装置が提案されている。下記の特許文献２には、渋滞時に目標車間距離で追従走行を行っている車輌の前方への他車の割り込みをスムーズに行わせるため、実車間距離検出手段で検知した実車間距離が目標車間距離設定手段で設定した目標車間距離に一致するように車速制御手段で自車の車速を制御して先行車に追従走行しているときに、実車間距離検出手段で検知した実車間距離および合流部距離検知手段で検出した合流部までの距離がそれぞれ所定値以下であり、車輌合流部検知手段および渋滞検知手段からの情報により合流部近傍に於ける渋滞が検知され、かつ割込み車輌検知手段が先行車近傍の割込み車輌を検知したときに、目標車間距離補正手段が目標車間距離を増加させることが提案されている。下記の特許文献３には、渋滞等の低速時に於いても安定した追従制御を行えるように、自車が最小車間距離を保持しつつ所定速度以下の低速で走行中に先行車が停止した場合であっても、先行車を検知し続けていれば、自車速が極低速まで減速されると共に、先行車との車間距離が停止車間距離と一致した時点で自車が停止される追従制御装置が提案されている。下記の特許文献４には、渋滞時等に於ける追従走行に於いて、先行車が加速した場合の応答性を向上させるべく、先行車の追従走行中に車速が所定車速よりも小の状態から先行車が加速した場合は、先行車の加速度に基づいて目標加速度を設定し、目標加速度に基づく加速度制御を行う。先行車と自車との相対速度が大きいほど目標加速度を大きい値に設定するが、目標加速度には上限を設定して適正な加速度で走行する。先行車の加速度が第２所定加速度以上であれば、加速度が極めて大であるとして設定車速に基づく定速制御を行う。先行車の加速度が第１所定加速度よりも小さくなったときには、加速度制御から車間距離制御に移行することが提案されている。下記の特許文献５には、先行車の追従制御に於いて、運転者の意志による加速操作を行った後に加速操作を終了して追従制御状態となったときに生じる急減速感を解消すべく、車間距離センサで検出した車間距離と車速センサで検出した自車速に基づいて車間距離制御部で目標車速を算出し、この目標車速に基づいて車速制御部で目標制駆動力を演算し、これに基づいて駆動力および制動力を制御することが提案されている。

特開２０１１-１１６１８７号公報 特開２００４-０３８８６１号公報 特開２００１-２２５６６９号公報 特開２００１-０２６２２６号公報 特開２０００-３５５２３３号公報

渋滞下にある道路での車輌の通行能力を最大限に高めるには、先行車への追突を確実に阻止しつつ先行車に対する後続車の車間距離を継続して最小値に維持することである。先行車への追突を確実に阻止する先行車に対する後続車の車間距離の最小値は、先行車が急停車しても後続車が制動により停車できるまでの制動距離である。車輌が制動により停車できるまでの制動距離は、制動装置の性能、制動操作の敏捷度、車輌の積載荷重、路面の摩擦係数等により定まるが、その最小値は車速の増大に応じて増大し、それが車速の増大に応じて増大する度合は、制動が自動制御により行われるのであれば、制動装置のハード／ソフト的性能に基づいて制動制御が適切に行われることにより、各車輌について或る所定の特性に定まるものである。

本発明は、上記の各車輌について予め設定可能な車速対制動距離の特性に着目し、渋滞時に先行車に対し安全を確保する適正な車間距離を継続的に維持して自車を自動制御により追従させることにより、渋滞下にある道路での車輌の通行能力を最大限に高めると共に、渋滞下の車輌運転に於ける運転者の負担を軽減する渋滞時車輌走行制御装置を提供することを課題としている。

上記の課題を解決すべく、本発明は、渋滞走行時に先行車の進行に追従して自車を進行させるよう車輌の原動機とブレーキを制御する渋滞時車輌走行制御装置にして、先行車および自車が共に停止しているときの最小車間距離より先行車に対する自車の車間距離が増大するに連れて自車の車速を０より始まって次第に増大させるよう車間距離に対応して目標車速を予め定めたマップを用意しておき、車間距離の実測値に基づいて実車速を前記マップ上の該車間距離に対応する目標車速に近づけるよう前記原動機の出力または前記ブレーキの制動力を制御するようになっていることを特徴とする渋滞時車輌走行制御装置を提案するものである。

実車速を目標車速に近づける制御は、運転者によりオンとオフの間に切り換えられる渋滞追従スイッチがオンとされることにより実行され、該渋滞追従スイッチがオンとされているときアクセルペダルとブレーキペダルのいずれかが踏み込まれたときには、アクセルペダルまたはブレーキペダルによる原動機またはブレーキの制御を優先させるべく、実車速を目標車速に近づける原動機出力または制動力の制御値の算出は継続されるが算出された制御値による原動機またはブレーキの制御は中断されるようになっていてよい。

実車速を目標車速に近づける制御に於いては、目標車速が実車速より大きいか否かが判断され、目標車速が実車速より大きいと判断されたときには、実車速を目標車速に近づける制御は原動機出力の制御から始められ、目標車速が実車速より小さいと判断されたときには、実車速を目標車速に近づける制御は制動力の制御から始められるようになっていてよい。この場合、目標車速が実車速より大きいと判断されて実車速を目標車速に近づける制御が原動機出力の制御から始められるときには、制動力が一度０とされ、目標車速が実車速より大きくもなく小さくもないと判断されたときには、目標車速または実車速が０であるか否かが判断され、目標車速または実車速が０であると判断されたときには、制動力が所定の停車時制動力に設定されるようになっていてよい。

実車速を目標車速に近づける制御は、原動機出力の制御として開始されたときには、原動機出力が下限値に達するまでは、目標車速と実車速の間の大小関係の如何に拘わらず原動機出力の制御として行われ、原動機出力が下限値に達したとき、目標車速と実車速の間の大小関係の判定が再度行われ、また制動力の制御として開始されたときには、制動力が下限値に達するまでは、目標車速と実車速の間の大小関係の如何に拘わらず制動力の制御として行われ、制動力が下限値に達したとき、目標車速と実車速の間の大小関係の判定が再度行われ、再度の目標車速と実車速の間の大小関係の判定以降は、目標車速が実車速より大きいと判断されたときには、実車速を目標車速に近づける制御は原動機出力の制御として再開され、目標車速が実車速より小さいと判断されたときには、実車速を目標車速に近づける制御は制動力の制御として再開されるようになっていてよい。

原動機出力の制御により実車速を目標車速に近づける制御は、微小サイクルタイム毎に繰り返される制御サイクルの各サイクルに於ける原動機出力を、該サイクルに於ける目標車速と実車速の差に基づく第一の原動機出力変更値と、該サイクルに於ける目標車速と前回のサイクルに於ける目標車速の差と該サイクルに於ける実車速と前回のサイクルに於ける実車速の差の差に基づく第二の原動機出力変更値と、該サイクルに於ける実車速と前回のサイクルに於ける実車速の差に基づく第三の原動機出力変更値の和により修正する制御であってよい。

制動力の制御により実車速を目標車速に近づける制御は、微小サイクルタイム毎に繰り返される制御サイクルの各サイクルに於ける制動力を、該サイクルに於ける実車速と目標車速の差に基づく第一の制動力変更値と、該サイクルに於ける実車速と前回のサイクルに於ける実車速の差と該サイクルに於ける目標車速と前回のサイクルに於ける目標車速の差の差に基づく第二の制動力変更値と、該サイクルに於ける実車速と前回のサイクルに於ける実車速の差に基づく第三の制動力変更値の和により修正する制御であってよい。

上記の如く、渋滞走行時に先行車の進行に追従して自車を進行させるよう車輌の原動機とブレーキを制御する渋滞時車輌走行制御装置が、先行車および自車が共に停止しているときの最小車間距離より先行車に対する自車の車間距離が増大するに連れて自車の車速を０より始まって次第に増大させるよう車間距離に対応して目標車速を予め定めたマップを用意しておき、車間距離の実測値に基づいて実車速を前記マップ上の該車間距離に対応する目標車速に近づけるよう前記原動機の出力または前記ブレーキの制動力を制御するようになっていれば、先行車の発進、加速、減速、停止、自車の発進、加速、減速、停止、およびそれらの間の相対関係の全てを、先行車に対する自車の車間距離という単一のパラメータの変化により捉え、それに対する自車の追従走行の制御を自車の車速という単一のパラメータの制御により行うことができ、制御の単純化により制御の精度と迅速性を高めることができると同時に、常時継続して自車の車速に見合った制動距離を確保することができる。

上記の実車速を目標車速に近づける制御が、運転者によりオンとオフの間に切り換えられる渋滞追従スイッチがオンとされることにより実行され、該渋滞追従スイッチがオンとされているときアクセルペダルとブレーキペダルのいずれかが踏み込まれたときには、アクセルペダルまたはブレーキペダルによる原動機またはブレーキの制御を優先させるべく、実車速を目標車速に近づける原動機出力または制動力の制御値の算出は継続されるが算出された制御値による原動機またはブレーキの制御は中断されるようになっていれば、運転者は、渋滞の状況に応じて上記の如き渋滞時車輌走行制御装置を随時選択的に作動させて、先行車への追従走行を自動化することができ、且つ望むなら何時でもアクセルペダルまたはブレーキペダルを操作して自動追従走行に介入し、それに適宜修正を加えることができる。この場合、原動機またはブレーキの作動はアクセルペダルまたはブレーキペダルの操作に従うが、その間も実車速を目標車速に近づける原動機出力または制動力の制御値の算出は継続され、その算出値は、たとえアクセルペダルまたはブレーキペダルの踏込みにより実車速が車間距離に相応しい目標車速より大きく外れても、そのような実車速の目標車速からの外れを反映して準備されているので、アクセルペダルまたはブレーキペダルの踏込みが解除されると、車間距離に相応しい目標車速への復帰が速やかに行われる。

実車速を目標車速に近づける制御に於いて、目標車速が実車速より大きいか否かが判断され、目標車速が実車速より大きいと判断されたときには、実車速を目標車速に近づける制御は原動機出力の制御から始められ、目標車速が実車速より小さいと判断されたときには、実車速を目標車速に近づける制御は制動力の制御から始められるようになっていれば、運転者が渋滞追従走行を自動追従走行に切り換えるべく渋滞追従スイッチをオンにしたとき、およびその後の原動機出力および制動力の制御に際して、その時点の先行車との車間距離と車速の状況に応じて的確に自動追従走行を実行することができる。この場合に、目標車速が実車速より大きいと判断されて実車速を目標車速に近づける制御が原動機出力の制御から始められるときには、制動力が一度０とされ、目標車速が実車速より大きくもなく小さくもないと判断されたときには、目標車速または実車速が０であるか否かが判断され、目標車速または実車速が０であると判断されたときには、制動力が所定の停車時制動力に設定されるようになっていれば、渋滞追従スイッチをオンにした渋滞時の走行に於いて、原動機出力の制御が行われるときには、それに先立ってブレーキが一度解除されることを確保した上で、先行車の停止に伴って自車が停止したとき、ブレーキを所定の停車時制動力にて作動させ、車輌を停止状態に安定して保持することができる。

実車速を目標車速に近づける制御が、原動機出力の制御として開始されたときには、原動機出力が下限値に達するまでは、目標車速と実車速の間の大小関係の如何に拘わらず原動機出力の制御として行われ、原動機出力が下限値に達したとき、目標車速と実車速の間の大小関係の判定が再度行われ、また制動力の制御として開始されたときには、制動力が下限値に達するまでは、目標車速と実車速の間の大小関係の如何に拘わらず制動力の制御として行われ、制動力が下限値に達したとき、目標車速と実車速の間の大小関係の判定が再度行われ、再度の目標車速と実車速の間の大小関係の判定以降は、目標車速が実車速より大きいと判断されたときには、実車速を目標車速に近づける制御は原動機出力の制御として再開され、目標車速が実車速より小さいと判断されたときには、実車速を目標車速に近づける制御は制動力の制御として再開されるようになっていれば、目標車速が実車速より大きいと判断されることにより、実車速を目標車速に近づける制御を原動機出力の制御として開始または再開したときには、制御の途中でハンチングにより一時的に目標車速が実車速より小さくなることがあっても、原動機出力を下げることができる間は、とにかく原動機出力の調節により実車速を目標車速に近づける制御を行い、原動機出力が下限値に達し、それ以上原動機出力の低下によって実車速を下げることができなくなった時点で、尚実車速が目標車速より高ければ、そのことを確認の上、実車速を目標車速に近づける制御を制動力の制御に切り換え、また同様に、目標車速が実車速より小さいと判断されることにより、実車速を目標車速に近づける制御を制動力の制御として開始または再開したときには、制御の途中でハンチングにより一時的に目標車速が実車速より大きくなることがあっても、制動力を下げることができる間は、とにかく制動力の調節により実車速を目標車速に近づける制御を行い、制動力が下限値に達し、それ以上制動力の低下によって実車速を上げることができなくなった時点で、尚実車速が目標車速より低ければ、そのことを確認の上、実車速を目標車速に近づける制御を原動機出力の制御に切り換え、こうして運転者が先行車との車間距離を見ながらアクセルペダルまたはブレーキペダルを踏み換える通常の手動運転と同じ操作を自動制御装置により自動的に行うことができる。

原動機出力の制御により実車速を目標車速に近づける制御が、微小サイクルタイム毎に繰り返される制御サイクルの各サイクルに於ける原動機出力を、該サイクルに於ける目標車速と実車速の差に基づく第一の原動機出力変更値と、該サイクルに於ける目標車速と前回のサイクルに於ける目標車速の差と該サイクルに於ける実車速と前回のサイクルに於ける実車速の差の差に基づく第二の原動機出力変更値と、該サイクルに於ける実車速と前回のサイクルに於ける実車速の差に基づく第三の原動機出力変更値の和により修正する制御であれば、原動機出力に対し、第一の原動機出力変更値により目標車速と実車速の差に応じたフィードバック制御を施し、第二の原動機出力変更値により目標車速の変化速度と実車速の変化速度の差に応じたフィードフォワード制御を施し、第三の原動機出力変更値により車輌の積載荷重の大小により変化する車輌の慣性質量に基づく抗加速性の変化に対する補正を施すことができる。

制動力の制御により実車速を目標車速に近づける制御が、微小サイクルタイム毎に繰り返される制御サイクルの各サイクルに於ける制動力を、該サイクルに於ける実車速と目標車速の差に基づく第一の制動力変更値と、該サイクルに於ける実車速と前回のサイクルに於ける実車速の差と該サイクルに於ける目標車速と前回のサイクルに於ける目標車速の差の差に基づく第二の制動力変更値と、該サイクルに於ける実車速と前回のサイクルに於ける実車速の差に基づく第三の制動力変更値の和により修正する制御であれば、制動力に対し、第一の制動力変更値により実車速と目標車速の差に応じたフィードバック制御を施し、第二の制動力変更値により実車速の変化速度と目標車速の変化速度の差に応じたフィードフォワード制御を施し、第三の制動力変更値により車輌の積載荷重の大小により変化する車輌の慣性質量に基づく抗減速性の変化に対する補正を施すことができる。

本発明による渋滞時車輌走行制御装置により車輌の車速を制御する構成を示すブロック図である。 本発明による渋滞時車輌走行制御装置による車速制御を一つの実施例について示すフローチャートである。 図２のフローチャートのステップ１０、３０および１１０にて参照される車間距離（Ｄ）に対応して車速（Ｖ）の目標値を予め定めたマップの一例である。 微小サイクルタイム毎に繰り返される制御サイクルの各サイクルに於いて原動機の出力に施す変更量を、該サイクルに於ける目標車速（Ｖt）と実車速（Ｖ）の差（Ｖt−Ｖ）に基づく第一の原動機出力変更値Ｆp1(Ｖt−Ｖ)として算出する関数を示すグラフである。 微小サイクルタイム毎に繰り返される制御サイクルの各サイクルに於いて原動機の出力に施す変更量を、該サイクルに於ける目標車速（Ｖt(n)）と前回のサイクルに於ける目標車速（Ｖt(n−1)）の差（ΔＶt）と該サイクルに於ける実車速（Ｖ(n)）と前回のサイクルに於ける実車速（Ｖ(n−1)）の差（ΔＶ）の差（ΔＶt−ΔＶ）に基づく第二の原動機出力変更値Ｆp2(ΔＶt−ΔＶ)として算出する関数を示すグラフである。 微小サイクルタイム毎に繰り返される制御サイクルの各サイクルに於いて原動機の出力に施す変更量を、該サイクルに於ける実車速（Ｖ(n)）と前回のサイクルに於ける実車速（Ｖ(n−1)）の差（ΔＶ）に基づく第三の原動機出力変更値Ｆp3(ΔＶ)として算出する関数を示すグラフである。 微小サイクルタイム毎に繰り返される制御サイクルの各サイクルに於いてブレーキの制動力に施す変更量を、該サイクルに於ける実車速（Ｖ）と目標車速（Ｖt）の差（Ｖ−Ｖt）に基づく第一の制動力変更値Ｆb1(Ｖ−Ｖt)として算出する関数を示すグラフである。 微小サイクルタイム毎に繰り返される制御サイクルの各サイクルに於いてブレーキの制動力に施す変更量を、該サイクルに於ける実車速（Ｖ(n)）と前回のサイクルに於ける実車速Ｖ(n−1)）の差（ΔＶ）と該サイクルに於ける目標車速（Ｖt(n)）と前回のサイクルに於ける目標車速（Ｖt(n−1)）の差（ΔＶt）の差（ΔＶ−ΔＶt）に基づく第二の制動力変更値Ｆb2(ΔＶ−ΔＶt)として算出する関数を示すグラフである。 微小サイクルタイム毎に繰り返される制御サイクルの各サイクルに於いてブレーキの制動力に施す変更量を、該サイクルに於ける実車速（Ｖ(n)）と前回のサイクルに於ける実車速（Ｖ(n−1)）の差（ΔＶ）に基づく第三の制動力変更値Ｆb3(ΔＶ)として算出する関数を示すグラフである。

図１にブロック図にて示す如く、本発明による渋滞時車輌走行制御装置の要部をなす渋滞追従制御部は、マイクロコンピュータにより車輌の挙動全体を制御する電子制御装置（ＥＣＵ）の中にその機能の一部としてソフトウェア的に設けられてよい。渋滞追従制御部には、運転者によりオンとオフの間に切り換えられる渋滞追従スイッチより渋滞時に先行車に追従する自動追従走行制御を実行するか否かの指令信号、レーダ等の車間距離センサより先行車に対する自車の車間距離の実測値を示す信号、車速センサより自車の車速を示す信号が供給される。渋滞追従制御部より原動機へ向けて発信される原動機出力制御信号およびブレーキへ向けて発信される制動力制御信号は、それぞれペダル操作優先化装置を経て原動機およびブレーキに供給されるようになっている。各ペダル操作優先化装置にはアクセルペダルおよびブレーキペダルの操作信号が供給され、アクセルペダルまたはブレーキペダルが踏み込まれたときには、渋滞追従制御部より原動機へ向けて発信される原動機出力制御信号またはブレーキへ向けて発信される制動力制御信号は途中で遮断され、原動機の出力またはブレーキの制動力はアクセルペダルまたはブレーキペダルの踏込みに応じて制御される。

図２は上記の渋滞追従制御部に於いて行われる制御の一つの実施例を示すフローチャートである。図２にフローチャートにて示す制御は、ＥＣＵのマイクロコンピュータにより、車輌の運転中、数十ミリセカンド程度のサイクルタイムにて繰り返し実行されてよい。

渋滞追従スイッチがオンとされて制御が開始されると、ステップ（Ｓ）１０にて、図１に示す車間距離センサにより検出された車間距離Ｄに基づいて図３のマップが参照され、車間距離Ｄに対応する目標車速Ｖtが求められる。ステップ１０は、渋滞追従スイッチがオンとされて渋滞時車輌走行制御が開始されたとき、１回限り実行されるステップである。次いで、制御はステップ２０へ進む。

ステップ２０に於いては、車間距離Ｄに対応する目標車速Ｖtが図１に示す車速センサにより検出された実車速Ｖより大きいか否かが判断される。答がイエス（Ｙ）であれば、制御はステップ２２にて制動力Ｂを０として一度ブレーキを解除した後、ステップ３０へ進み、答がノー（Ｎ）であれば、制御は後述のステップ１００へ進む。渋滞追従制御を開始すべく運転者が渋滞追従スイッチをオンとするときには、一応、運転者の足はアクセルペダルまたはブレーキペダルのいずれかの上に掛けられていたとしても、運転者はアクセルペダルもブレーキペダルも実質的には踏んでいないと想定されるので、ここで答がイエスであるということは、車速を車間距離に応じた目標車速に近づけるためには、現状は、車速を増大すべく、原動機出力が増大されるべきことを意味する。一方、ここで答がノーであるということは、車速を車間距離に応じた目標車速に近づけるためには、現状は、車速を低減すべく、制動力が増大されるべきであるか、または実車速が目標車速に一致していることを意味する。

今、一先ず、ステップ２０の答はイエスであるとし、制御はステップ３０へ進むとする。ステップ３０に於いては、再度、車間距離Ｄに基づいて図３のマップが参照され、車間距離Ｄに対応する目標車速Ｖtが求められ、次いで制御はステップ４０へ進む。

ステップ４０に於いては、このフローチャートを巡る繰り返しサイクル制御の今回のサイクルに於いて車間距離Ｄに基づいて図３のマップから読み取られた目標車速Ｖt(n)と前回のサイクルに於いて車間距離Ｄに基づいて図３のマップから読み取られた目標車速Ｖt(n−1)の差ΔＶtが算出される。次いで制御はステップ５０へ進む。

ステップ５０に於いては、このフローチャートを巡る繰り返しサイクル制御の今回のサイクルに於ける実車速Ｖ(n)と前回のサイクルに於ける実車速Ｖ(n−1)の差ΔＶが算出される。次いで制御はステップ６０へ進む。

ステップ６０に於いては、原動機出力を増大させるに当たって、繰り返しサイクル制御の１サイクル当りに増加されるべき原動機出力の変更値ΔＰが、該サイクルに於ける目標車速Ｖtと実車速Ｖの差に基づく第一の原動機出力変更値Ｆp1(Ｖt−Ｖ)と、該サイクルに於ける目標車速Ｖt(n)と前回のサイクルに於ける目標車速Ｖt(n−1)の差ΔＶtと該サイクルに於ける実車速Ｖ(n)と前回のサイクルに於ける実車速Ｖ(n−1)の差ΔＶの差(ΔＶt−ΔＶ)に基づく第二の原動機出力変更値Ｆp2(ΔＶt−ΔＶ)と、該サイクルに於ける実車速Ｖ(n)と前回のサイクルに於ける実車速Ｖ(n−1)の差ΔＶに基づく第三の原動機出力変更値Ｆp3(ΔＶ)の和として算出される。ここでＦp1(Ｖt−Ｖ)、Ｆp2(ΔＶt−ΔＶ)、Ｆp3(ΔＶ)は、それぞれＶt−Ｖ、ΔＶt−ΔＶ、ΔＶを変数とする関数であり、それぞれ図４、図５、図６に示されている如き特性の関数であってよい。上記の通り、第一の原動機出力変更値Ｆp1(Ｖt−Ｖ)は、目標車速に対する実車速の差に応じて該差を無くすようにフィードバック制御を施す原動機出力変更値であり、第二の原動機出力変更値Ｆp2(ΔＶt−ΔＶ)は、目標車速の変化速度と実車速の変化速度の差に応じたフィードフォワード制御を施す原動機出力変更値であり、第三の原動機出力変更値Ｆp3(ΔＶ)は、車輌の積載荷重の大小により変化する車輌の慣性質量に基づく抗加速性の変化に対する補正を施す原動機出力変更値である。次いで制御はステップ７０へ進む。

ステップ７０に於いては、原動機出力Ｐがこのサイクルに於けるΔＰにて修正される。当初はＶt＞Ｖであり、実車速を目標車速に近づけるためには実車速を上げなければならないのでΔＰは正の値であり、Ｐが０から始まったとしても、ステップ７０にて算出されたＰは正の値である。従って、次のステップ８０に於けるＰが０より大きいか否かの判断の答は、当初はイエスである。このとき制御はステップ３０へ戻る。そして、ステップ３０〜７０が上記の通り繰り返される。しかし、その間にもＶtおよびＶの値は変化し、ＶtとＶの変化の相対関係の如何によりステップ６０にて算出されるΔＰは負の値にもなり、原動機出力Ｐが負のΔＰにて修正されて低減されることがあるかもしれない。それでも、原動機出力Ｐが下限値（この例では０）まで下がるまでは、ＶtとＶの間の大小関係の如何に拘わらず、実車速を目標車速に近づける制御は原動機出力Ｐの制御により行われる。こうして原動機出力Ｐを遂次修正することにより実車速を目標車速に近づけ、それに沿わせる制御が進行する。これは、通常の手動運転に於いて運転者が先行車との車間距離を見ながらアクセルペダルを踏んだり弛めたりすることに相当する。原動機出力Ｐの調節のみで実車速を目標車速に近づけ、それに沿わせる制御が維持できれば、その間、制御はステップ３０〜８０を巡って循環を続ける。

しかし、もし実車速に対する目標車速が相対的に下がってきて、それに連れて下方修正を繰り返されたＰの値が下限値（この例では０）に達するか、それを横切って低下し、ステップ８０の答がノーになると、最早、原動機出力Ｐの調節のみで実車速を目標車速に追従させることはできないので、制御はステップ９０へ進み、原動機出力Ｐを下限値（０）にセットした後、制御はステップ２０へ戻る。

制御がステップ９０よりステップ２０へ戻ったときには、ステップ２０の答は恐らくノーの筈であり、これより制御はステップ１００へ進み、実車速Ｖが目標車速Ｖtより大きいか否かが判断される。実車速Ｖが目標車速Ｖtより大きく、答がイエスであれば制御はステップ１１０へ進む。一方、Ｖが丁度Ｖtになっていれば、ステップ１００の答はノーであり、制御はこれよりステップ１０２へ進み、目標車速Ｖtまたは実車速Ｖが０であるか否かが判断される。（このフローチャートではＶtが０であるか否かの判断として示されている。）答がノーのときには、制御はそのままステップ２０へ戻るが、答がイエスのとき、即ち先行車が停止し、それに伴って自車が最小車間距離まで近付いて停止した状態にあるときには、制御はステップ１０４へ進み、制動力Ｂが所定の停車時制動力Ｂoとされた後、制御はステップ２０へ戻る。また渋滞追従スイッチがオンとされて制御が開始され、ステップ１０にて車間距離Ｄに基づいて目標車速Ｖtが求められたとき、実車速Ｖが目標車速Ｖtより大きいときには、ステップ２０の答はノーであり、ステップ１００の答はイエスである。

いずれにしても、制御がステップ１００に至り、その答がイエスのときには、制御はステップ１１０へ進む。ステップ１１０に於いては、再度、車間距離Ｄに基づいて図３のマップが参照され、車間距離Ｄに対応する目標車速Ｖtが求められ、次いで制御はステップ１２０へ進む。

ステップ１２０に於いては、このフローチャートを巡る繰り返しサイクル制御の今回のサイクルに於いて車間距離Ｄに基づいて図３のマップから読み取られた目標車速Ｖt(n)と前回のサイクルに於いて車間距離Ｄに基づいて図３のマップから読み取られた目標車速Ｖt(n−1)の差ΔＶtが算出される。次いで制御はステップ１３０へ進む。

ステップ１３０に於いては、このフローチャートを巡る繰り返しサイクル制御の今回のサイクルに於ける実車速Ｖ(n)と前回のサイクルに於ける実車速Ｖ(n−1)の差ΔＶが算出される。次いで制御はステップ１４０へ進む。

ステップ１４０に於いては、制動力を増大させるに当たって、繰り返しサイクル制御の１サイクル当りに増加されるべき制動力の変更値ΔＢが、該サイクルに於ける実車速Ｖと目標車速Ｖtの差に基づく第一の制動力変更値Ｆb1(Ｖ−Ｖt)と、該サイクルに於ける実車速Ｖ(n)と前回のサイクルに於ける実車速Ｖ(n−1)の差ΔＶと該サイクルに於ける目標車速Ｖt(n)と前回のサイクルに於ける目標車速Ｖt(n−1)の差ΔＶtの差(ΔＶ−ΔＶt)に基づく第二の制動力変更値Ｆb2(ΔＶ−ΔＶt)と、該サイクルに於ける実車速Ｖ(n)と前回のサイクルに於ける実車速Ｖ(n−1)の差ΔＶに基づく第三の制動力変更値Ｆb3(ΔＶ)の和として算出される。ここでＦb1(Ｖ−Ｖt)、Ｆb2(ΔＶ−ΔＶt)、Ｆb3(ΔＶ)は、それぞれＶ−Ｖt、ΔＶ−ΔＶt、ΔＶを変数とする関数であり、それぞれ図７、図８、図９に示されている如き特性の関数であってよい。上記の通り、第一の制動力変更値Ｆb1(Ｖ−Ｖt)は、目標車速に対する実車速の差に応じて該差を無くすようにフィードバック制御を施す制動力変更値であり、第二の制動力変更値Ｆb2(ΔＶ−ΔＶt)は、実車速の変化速度と目標車速の変化速度の差に応じたフィードフォワード制御を施す制動力変更値であり、第三の制動力変更値Ｆb3(ΔＶ)は、車輌の積載荷重の大小により変化する車輌の慣性質量に基づく抗減速性の変化に対する補正を施す制動力変更値である。次いで制御はステップ１５０へ進む。

ステップ１５０に於いては、制動力Ｂがこのサイクルに於けるΔＢにて修正される。当初はＶ＞Ｖtであり、実車速を目標車速に近づけるためには実車速を下げなければならないのでΔＢは正の値であり、Ｂが０から始まったとしても、ステップ１５０にて算出されたＢは正の値である。従って、次のステップ１６０に於けるＢが０より大きいか否かの判断の答は、当初はイエスである。このとき制御はステップ１１０へ戻る。そして、ステップ１１０〜１６０が上記の通り繰り返される。しかし、その間にもＶtおよびＶの値は変化し、ＶtとＶの変化の相対関係の如何によりステップ１４０にて算出されるΔＢは負の値にもなり、制動力Ｂが負のΔＢにて修正されて低減されることがあるかもしれない。それでも、制動力Ｂが下限値（この例では０）まで下がるまでは、ＶtとＶの間の大小関係の如何に拘わらず、実車速を目標車速に近づける制御は制動力Ｂの制御により行われる。こうして制動力Ｂを遂次修正することにより実車速を目標車速に近づけ、それに沿わせる制御が進行する。これは、通常の手動運転に於いて運転者が先行車との車間距離を見ながらブレーキペダルを踏んだり弛めたりすることに相当する。制動力Ｂの調節のみで実車速を目標車速に近づけ、それに沿わせる制御が維持できれば、その間、制御はステップ１１０〜１６０を巡って循環を続ける。

しかし、もし実車速に対する目標車速が相対的に上がってきて、それに連れて下方修正を繰り返されたＢの値が下限値（この例では０）に達するか、それを横切って低下し、ステップ１６０の答がノーになると、最早、制動力Ｂの調節のみで実車速を目標車速に追従させることはできないので、制御はステップ１７０へ進み、制動力Ｂを下限値（０）にセットした後、制御はステップ２０へ戻る。

制御がステップ１７０よりステップ２０へ戻ったときには、ステップ２０の答は恐らくイエスの筈であり、これより制御はステップ２０へ進む。これに続く制御は、既に説明した通りである。

かくして、先行車が停止すれば、後続の自車は先行車に最小車間距離まで近付いて停止し、先行車が発進し、車間距離が増大すれば、自車も発進し、先行車の車速に対応する車間距離を保って該車間距離に対応する車速にて先行車に追走する渋滞走行制御が、先行車に対する自車の車間距離という単一のパラメータの変化に対する自車の車速という単一のパラメータの制御により行われる。

渋滞追従スイッチがオンとされ、渋滞追従制御が行われているときアクセルペダルまたはブレーキペダルが踏まれると、上記の通りペダル操作優先化装置により原動機へ向けて発信される原動機出力制御信号またはブレーキへ向けて発信される制動力制御信号は途中で遮断され、原動機の出力またはブレーキの制動力はアクセルペダルまたはブレーキペダルの踏込みに応じて制御されるが、渋滞追従制御部に於ける図２のフローチャートに沿った制御演算は継続される。この場合、原動機出力Ｐまたは制動力Ｂが算出されても、原動機またはブレーキはそれに応じては制御されず、アクセルペダルまたはブレーキペダルの踏込みに応じて制御されるので、実車速Ｖは恐らくその時の車間距離に対応する目標車速Ｖtより大小いずれかの側にずれると思われる。その場合に制御がどう進展するかについて以下に検討する。

先ず、制御がステップ３０〜８０の間にあるときにアクセルペダルが踏まれたとする。アクセルペダルの踏込みによりステップ７０にて算出された原動機出力Ｐによる原動機の制御は中断されるが、図２のフローチャートに沿う制御演算は継続される。この場合、アクセルペダルが踏まれている間も尚Ｖt＞Ｖの状態が続けば、その間、Ｐ＞０の状態が続き、ステップ３０〜８０に於いてアクセルペダルの踏込みによる実車速Ｖの変化を反映しつつ実車速Ｖを目標車速Ｖtに近づけるための原動機出力Ｐの算出が続けられる。そして、アクセルペダルの踏込みが解除されたとき、原動機出力はそのとき算出されているＰに戻される。一方、アクセルペダルが踏まれることによりＶが増大し、やがてＶt＜Ｖになる場合についてみると、それでも暫くはＰ＞０の状態が続くので、その間はステップ８０の答はイエスであり、制御はステップ３０〜８０を循環する。しかし、ＶがＶtより大きい状態でステップ３０〜８０の演算が続けられると、やがてＰ＞０でなくなる。このとき制御はステップ９０を経てステップ２０へ戻る。このときステップ２０の答はノーとなるので、これより制御はステップ１００へ進み、ステップ１００の答がイエスであることによって制御はステップ１１０へ進み、アクセルペダルが踏まれていても、制御演算はステップ１１０〜１６０を循環しつつＶtより増大したＶをＶtに近づけるために必要な制動力Ｂの算出を続ける。そして、アクセルペダルの踏込みが解除されたとき、算出されている制動力Ｂによりブレーキが作動される。アクセルペダルの踏込みによりＶがＶtより大きくなっている度合が大きい程、制動力Ｂはより大きい値に算出されており、ブレーキは直ちにより強く作動される。

制御がステップ１１０〜１６０の間にあるときにブレーキペダルが踏まれたとすると、ブレーキペダルの踏込みによりステップ１５０にて算出された制動力Ｂによるブレーキの制御は中断されるが、図２のフローチャートに沿う制御演算は継続される。この場合、ブレーキペダルが踏まれている間も尚Ｖ＞Ｖtの状態が続けば、その間、Ｂ＞０の状態が続き、ステップ１１０〜１６０に於いてブレーキペダルの踏込みによる実車速Ｖの変化を反映しつつ実車速Ｖを目標車速Ｖtに近づけるための制動力Ｂの算出が続けられ、ブレーキペダルの踏込みが解除されたとき、制動力はそのとき算出されているＢに戻される。一方、ブレーキペダルが踏まれることによりＶが減小し、やがてＶ＜Ｖtになる場合についてみると、それでも暫くはＢ＞０の状態が続くので、その間はステップ１６０の答はイエスであり、制御はステップ１１０〜１６０を循環する。しかし、ＶがＶtより小さい状態でステップ１１０〜１６０の演算が続けられると、やがてＢ＞０でなくなる。このとき制御はステップ１７０を経てステップ２０へ戻る。このときステップ２０の答はイエスとなるので、これより制御はステップ３０へ進み、ブレーキペダルが踏まれていても、制御はステップ３０〜８０を循環しつつ減小したＶをＶtに近づけるために必要な原動機出力Ｐの算出を続ける。そして、ブレーキペダルの踏込みが解除されたとき、算出されている原動機出力Ｐにより原動機が作動される。ブレーキペダルの踏込みによりＶがＶtより小さくなっている度合が大きい程、原動機出力Ｐはより大きい値に算出されており、原動機は直ちにより大きい出力で作動される。

制御がステップ３０〜８０の間にあるときにブレーキペダルが踏まれると、ブレーキペダルの踏込みによりステップ７０にて算出された原動機出力Ｐによる原動機の制御が中断され、図２のフローチャートに沿う制御演算は継続される。この場合、ステップ３０〜８０にて算出された原動機出力Ｐによる原動機の作動が中断されると同時にブレーキペダルの踏込みによるブレーキがかかるので、Ｖは大きく低下し、ステップ３０〜８０ではより大きな原動機出力Ｐが算出される。そしてブレーキペダルの踏込みが解除されたとき、Ｖtより大きく低下したＶを急速に増大させるよう、原動機出力はそのとき算出されている大きなＰに戻される。

制御がステップ１１０〜１６０の間にあるときにアクセルペダルが踏まれると、アクセルペダルの踏込みによりステップ１５０にて算出された制動力Ｂによるブレーキの制御が中断され、図２のフローチャートに沿う制御演算は継続される。この場合、ステップ１１０〜１６０にて算出された制動力Ｂにより行われていた制動が中断されると同時にアクセルペダルの踏込みによる原動機の作動が行われるので、Ｖは増大し、ステップ１１０〜１６０ではより大きな制動力Ｂが算出される。そしてアクセルペダルの踏込みが解除されたとき、Ｖtより大きく増大したＶを急速に低減させるよう、制動力はそのとき算出されている大きなＢに戻される。

以上に於いては本発明を一つの実施例について詳細に説明したが、かかる実施例について本発明の範囲内にて種々の修正が可能であることは当業者にとって明らかであろう。

Claims (5)

1. 渋滞走行時に先行車の進行に追従して自車を進行させるよう車輌の原動機とブレーキを制御する渋滞時車輌走行制御装置にして、先行車および自車が共に停止しているときの最小車間距離より先行車に対する自車の車間距離が増大するに連れて自車の車速を０より始まって次第に増大させるよう車間距離に対応して目標車速を予め定めたマップを用意しておき、車間距離の実測値に基づいて実車速を前記マップ上の該車間距離に対応する目標車速に近づけるよう前記原動機の出力または前記ブレーキの制動力を制御するようになっており、
   実車速を目標車速に近づける制御に於いては、目標車速が実車速より大きいか否かが判断され、目標車速が実車速より大きいと判断されたときには、実車速を目標車速に近づける制御は原動機出力の制御から始められ、目標車速が実車速より小さいと判断されたときには、実車速を目標車速に近づける制御は制動力の制御から始められるようになっており、
   目標車速が実車速より大きいと判断されて実車速を目標車速に近づける制御が原動機出力の制御から始められるときには、制動力が一度０とされ、目標車速が実車速より大きくもなく小さくもないと判断されたときには、目標車速または実車速が０であるか否かが判断され、目標車速または実車速が０であると判断されたときには、制動力が所定の停車時制動力に設定されるようになっていることを特徴とする渋滞時車輌走行制御装置。
2. 渋滞走行時に先行車の進行に追従して自車を進行させるよう車輌の原動機とブレーキを制御する渋滞時車輌走行制御装置にして、先行車および自車が共に停止しているときの最小車間距離より先行車に対する自車の車間距離が増大するに連れて自車の車速を０より始まって次第に増大させるよう車間距離に対応して目標車速を予め定めたマップを用意しておき、車間距離の実測値に基づいて実車速を前記マップ上の該車間距離に対応する目標車速に近づけるよう前記原動機の出力または前記ブレーキの制動力を制御するようになっており、
   原動機出力の制御により実車速を目標車速に近づける制御は、微小サイクルタイム毎に繰り返される制御サイクルの各サイクルに於ける原動機出力を、該サイクルに於ける目標車速と実車速の差に基づく第一の原動機出力変更値と、該サイクルに於ける目標車速と前回のサイクルに於ける目標車速の差と該サイクルに於ける実車速と前回のサイクルに於ける実車速の差の差に基づく第二の原動機出力変更値と、該サイクルに於ける実車速と前回のサイクルに於ける実車速の差に基づく第三の原動機出力変更値の和により修正する制御であることを特徴とする渋滞時車輌走行制御装置。
3. 渋滞走行時に先行車の進行に追従して自車を進行させるよう車輌の原動機とブレーキを制御する渋滞時車輌走行制御装置にして、先行車および自車が共に停止しているときの最小車間距離より先行車に対する自車の車間距離が増大するに連れて自車の車速を０より始まって次第に増大させるよう車間距離に対応して目標車速を予め定めたマップを用意しておき、車間距離の実測値に基づいて実車速を前記マップ上の該車間距離に対応する目標車速に近づけるよう前記原動機の出力または前記ブレーキの制動力を制御するようになっており、
   制動力の制御により実車速を目標車速に近づける制御は、微小サイクルタイム毎に繰り返される制御サイクルの各サイクルに於ける制動力を、該サイクルに於ける実車速と目標車速の差に基づく第一の制動力変更値と、該サイクルに於ける実車速と前回のサイクルに於ける実車速の差と該サイクルに於ける目標車速と前回のサイクルに於ける目標車速の差の差に基づく第二の制動力変更値と、該サイクルに於ける実車速と前回のサイクルに於ける実車速の差に基づく第三の制動力変更値の和により修正する制御であることを特徴とする渋滞時車輌走行制御装置。
4. 実車速を目標車速に近づける制御は、運転者によりオンとオフの間に切り換えられる渋滞追従スイッチがオンとされることにより実行され、該渋滞追従スイッチがオンとされているときアクセルペダルとブレーキペダルのいずれかが踏み込まれたときには、アクセルペダルまたはブレーキペダルによる原動機またはブレーキの制御を優先させるべく、実車速を目標車速に近づける原動機出力または制動力の制御値の算出は継続されるが算出された制御値による原動機またはブレーキの制御は中断されるようになっていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の渋滞時車輌走行制御装置。
5. 実車速を目標車速に近づける制御は、原動機出力の制御として開始されたときには、原動機出力が下限値に達するまでは、目標車速と実車速の間の大小関係の如何に拘わらず原動機出力の制御として行われ、原動機出力が下限値に達したとき、目標車速と実車速の間の大小関係の判定が再度行われ、また制動力の制御として開始されたときには、制動力が下限値に達するまでは、目標車速と実車速の間の大小関係の如何に拘わらず制動力の制御として行われ、制動力が下限値に達したとき、目標車速と実車速の間の大小関係の判定が再度行われ、再度の目標車速と実車速の間の大小関係の判定以降は、目標車速が実車速より大きいと判断されたときには、実車速を目標車速に近づける制御は原動機出力の制御として再開され、目標車速が実車速より小さいと判断されたときには、実車速を目標車速に近づける制御は制動力の制御として再開されるようになっていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の渋滞時車輌走行制御装置。

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