JP6347233B2 - 車両の運転支援装置 - Google Patents

Description

本発明は、自車両を先行車両に追従走行させる制御である追従制御を実行する車両の運転支援装置に関する。

従来から、特許文献１に提案されているように、ドライブモードを、ノーマルモード、エコモード、および、スポーツモード等、複数に切り替え可能な車両が知られている。このドライブモードは、アクセル操作量に対するエンジンの出力特性を特定する。エコモードでは、燃費向上のためにアクセル操作量に対するエンジン出力がノーマルモードに比べて小さく制限される。一方、スポーツモードでは、アクセル操作に対してエンジン出力の応答性を高めるように、アクセル操作量に対するエンジン出力がノーマルモードに比べて大きめに設定される。こうしたドライブモードは、ドライバーの選択操作によって（好みに応じて）切り替えられる。

特開２００８−２４５６号公報

ところで、ドライバーの運転操作を軽減するために、自車両の前方を走行している先行車両に追従するように自車両を走行させる車両の運転支援装置が知られている。こうした自車両を先行車両に追従させる制御を追従制御と呼ぶ。追従制御中においては、自車両から先行車両までの車間距離を所定範囲内の距離に保つように、自車両を先行車両に追従させるための目標加速度が演算され、この目標加速度に基づいてエンジンあるいはブレーキ装置が制御される。

しかしながら、ドライブモードが切り替え可能であって、且つ、追従制御機能を備えた車両においては、追従制御の実行時に、ドライバーが選択しているドライブモードが反映されていない。つまり、追従制御にて演算される目標加速度が、ドライブモードを考慮せずに演算されるため、ドライバーの好みに沿った追従制御を実施することができない。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、ドライバーの好みに沿った追従制御を実施できるようにすることを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の特徴は、
アクセル操作量に対する走行用駆動源（３１）の出力特性を特定するドライブモードを、ドライバーの選択操作によって切り替え可能な車両に適用され、
自車両から先行車両までの車間距離を所定範囲内の距離に保つように前記自車両を前記先行車両に追従走行させる制御である追従制御を実行する車両の運転支援装置において、
前記自車両のドライブモードを取得するドライブモード取得手段（１０，１１，２５）と、
前記自車両が販売される地域である仕向け地を取得する仕向け地取得手段（１１，５０）と、
前記ドライブモード取得手段によって取得されたドライブモードと前記仕向け地取得手段によって取得された仕向け地とに基づいて、前記アクセル操作量に対する走行用駆動源の出力が大きいドライブモードほど大きくなる、前記仕向け地に対応した、前記追従制御を実行するための目標加速度を演算する目標加速度演算手段（１０，１３）と、
前記ドライブモード取得手段によって取得されたドライブモードに基づいて、前記アクセル操作量に対する走行用駆動源の出力が大きいドライブモードほど大きくなる、前記目標加速度の上限値である上限目標加速度を演算する上限目標加速度演算手段（１０，１６）と、
前記上限目標加速度を上限値として前記目標加速度で前記自車両が加速するように前記走行用駆動源の駆動力を制御する駆動力制御手段（１０，１７，１８，３０）と
を備えたことにある。

本発明の車両の運転支援装置は、アクセル操作量に対する走行用駆動源の出力特性を特定するドライブモードを、ドライバーの選択操作によって切り替え可能な車両に適用される。このドライブモードは、例えば、通常のドライブモードであるノーマルモードに加えて、燃費向上に有利なエコモード、および、アクセル操作に対して走行用駆動源の出力応答性の高いスポーツモード等の少なくとも１つが選択可能となっている。走行用駆動源としては、エンジン、あるいは、モータを採用することができる。勿論、ハイブリッド自動車のように、エンジンとモータとを組み合わせた走行用駆動源を採用することもできる。

運転支援装置は、自車両から先行車両までの車間距離を所定範囲内の距離に保つように自車両を先行車両に追従走行させる制御である追従制御を実行する。運転支援装置は、ドライバーの好みに沿った追従制御を実施できるようにドライブモード取得手段と、仕向け地取得手段と、目標加速度演算手段と、上限目標加速度演算手段と、駆動力制御手段とを備えている。

ドライブモード取得手段は、自車両のドライブモードを取得する。このドライブモードは、ドライバーの選択操作によって、つまり、ドライバーの好みに応じて設定される。仕向け地取得手段は、自車両が販売される地域（使用される地域）である仕向け地を取得する。仕向け地は、例えば、欧州、アジア、北アメリカといった広い範囲を表してもよいし、細かく区分されてもよい。目標加速度演算手段は、ドライブモードと仕向け地とに基づいて、アクセル操作量に対する走行用駆動源の出力が大きいドライブモードほど大きくなる、仕向け地に対応した、追従制御を実行するための目標加速度を演算する。上限目標加速度演算手段は、アクセル操作量に対する走行用駆動源の出力が大きいドライブモードほど大きくなる、目標加速度の上限値である上限目標加速度を演算する。

駆動力制御手段は、上限目標加速度を上限値として目標加速度で自車両が加速するように走行用駆動源の駆動力を制御する。従って、本発明によれば、仕向け地のそれぞれに適した追従加速度特性が得られる範囲で、ドライバーの好みに沿った追従制御を実施できる。

上記説明においては、発明の理解を助けるために、実施形態に対応する発明の構成要件に対して、実施形態で用いた符号を括弧書きで添えているが、発明の各構成要件は、前記符号によって規定される実施形態に限定されるものではない。

本実施形態に係る車両の運転支援装置の概略システム構成図である。 各ドライブモードにおけるエンジン出力特性を表すグラフである。 運転支援ＥＣＵ１０におけるマイクロコンピュータの機能ブロック図である。 ドライブモードと仕向け地とによって追従加速度特性を設定する追従加速度特性テーブルである。 目標車間時間マップを表すグラフである。 加速側ゲインマップを表すグラフである。 定速走行用加速度ゲインマップを表すグラフである。 上限加速度マップを表すグラフである。

以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。図１は、本実施形態の車両の運転支援装置の概略システム構成図である。

本実施形態の車両の運転支援装置は、運転支援ＥＣＵ１０を備えている。この運転支援ＥＣＵ１０は、ドライバーの運転を支援するための装置であって、マイクロコンピュータを主要部として備えている。本実施形態の運転支援ＥＣＵ１０は、先行車両と自車両との車間距離を所定範囲内の距離に保つように先行車両に対して自車両を追従走行させるとともに、先行車両が存在しない場合には、ドライバーの設定した設定車速で自車両を定速走行させ、それによりドライバーの運転を支援する。尚、本明細書において、マイクロコンピュータは、ＣＰＵとＲＯＭ及びＲＡＭ等の記憶装置と等を含み、ＣＰＵはＲＯＭに格納されたインストラクション（プログラム）を実行することにより各種機能を実現するようになっている。また、ＥＣＵは、Electric Control Unitの略である。

運転支援ＥＣＵ１０は、エンジンＥＣＵ３０、ブレーキＥＣＵ４０、および、ボディーＥＣＵ５０と、ＣＡＮ（Controller Area Network）によって相互に信号を送受信可能に接続されている。

運転支援ＥＣＵ１０は、先行車両センサ部２１、支援用操作スイッチ２２、車速センサ２３、ヨーレートセンサ２４、および、ドライブモード選択スイッチ２５に接続されている。先行車両センサ部２１は、自車両の前方に存在する先行車両の情報を取得する機能を有し、例えば、レーダセンサ２１ａおよびカメラセンサ２１ｂを備えている。先行車両センサ部２１は、先行車両の検出、および、自車両と先行車両との距離を検出することができる装置であればよく、必ずしも、レーダセンサ２１ａとカメラセンサ２１ｂとの両方を備える必要は無く、何れか一方を備える構成であってもよいし、他のセンサを備える構成であってもよい。

レーダセンサ２１ａは、例えば、ミリ波帯の電波を前方に照射し、先行車両が存在する場合には、その先行車両からの反射波を受信する。そして、レーダセンサ２１ａは、その電波の照射タイミングと受信タイミングと等に基づいて、先行車両の有無、自車両と先行車両との距離（先行車車間距離と呼ぶ）、および、自車両と先行車両との相対速度（先行車相対速度と呼ぶ）などを演算し、その演算結果を運転支援ＥＣＵ１０に出力する。カメラセンサ２１ｂは、例えば、ステレオカメラを備え、車両前方の左および右の風景を撮影する。カメラセンサ２１ｂは、そうして撮影した左右の画像データに基づいて、先行車両の有無、先行車車間距離、および、先行車相対速度などを演算し、演算結果を運転支援ＥＣＵ１０に出力する。以下、先行車両の有無、先行車車間距離、および、先行車相対速度などを表す情報を、先行車両情報と呼ぶ。

支援用操作スイッチ２２は、ドライバーの操作によって作動するスイッチであって、この操作信号を運転支援ＥＣＵ１０に出力する。この支援用操作スイッチ２２は、以下の操作信号を出力する。
（１） 運転支援機能のオン／オフ
（２） 定速制御モードと追従制御モードとの切り替え
（３） 定速走行用の車速の設定
（４） 追従制御モードにおける車間距離の設定（長・中・短）

定速制御モードでは、定速制御が実施される。追従制御モードでは、先行車両が存在する場合には追従制御が実施され、先行車両が存在しない場合（車間制御対象となる先行車両を捉えていない場合）には定速制御が実施される。定速制御とは、支援用操作スイッチ２２によって設定された設定車速にて自車両を定速走行させる制御である。追従制御とは、先行車両情報に基づいて、先行車両と自車両との車間距離を車速に応じた所定範囲内の距離に保つように自車両を先行車両に追従走行させる制御である。定速制御あるいは追従制御が実施される場合には、ドライバーのアクセルペダル操作は不要となる。

支援用操作スイッチ２２は、１つの操作子（レバーなど）によって上記機能を達成するように構成されている必要はなく、複数の操作子を組み合わせて上記機能を実現するように構成されていてもよい。運転支援ＥＣＵ１０は、ドライバーが支援用操作スイッチ２２を使って設定したパラメータ（定速走行用の車速、および、追従制御時の車間距離等）を不揮発性メモリに記憶する。ドライバーが支援用操作スイッチ２２を使って設定した定速走行用の車速を設定車速Ｖsetと呼ぶ。

車速センサ２３は、自車両の車速Ｖｎを表す検出信号を運転支援ＥＣＵ１０に出力する。ヨーレートセンサ２４は、自車両のヨーレートＹawを表す検出信号を運転支援ＥＣＵ１０に出力する。

ドライブモード選択スイッチ２５は、ドライバーがドライブモードを好みに応じて選択する操作スイッチである。本実施形態におけるドライブモード選択スイッチ２５は、ノーマルモード、エコモード、および、スポーツモードという３種類のドライブモードから１つを選択できるようになっている。ドライブモード選択スイッチ２５によって選択されたドライブモードを表すドライブモード選択信号は、運転支援ＥＣＵ１０およびエンジンＥＣＵ３０に出力される。尚、ドライブモードは、この３種類に限るものではなく、２種類以上、選択可能に設けられていればよい。

ドライブモードは、エンジン３１のアクセル操作量に対する出力特性を特定する。図２は、各ドライブモードにおけるエンジン出力特性を表すグラフである。エコモードでは、ノーマルモードに比べて、燃費向上のためにアクセル操作量に対するエンジン出力（スロットルバルブ開度）が小さな値に設定されている。一方、スポーツモードでは、ノーマルモードに比べて、アクセル操作に対してエンジン出力の応答性を高めるように、アクセル操作量に対するエンジン出力が大きな値に設定されている。

エンジンＥＣＵ３０は、各ドライブモードのエンジン出力特性を記憶している。各ドライブモードのエンジン出力特性は、同じ車種であっても、車両が販売される地域（仕向け地と呼ぶ）によって異なる。つまり、仕向け地ごとに、その仕向け地で販売される車両のエンジンＥＣＵ３０に記憶されている各ドライブモードのエンジン出力特性が異なっている。例えば、仕向け地Ａ，Ｂ，Ｃにおいて、同じスポーツモードであっても、アクセル操作量に対するエンジン出力は、（仕向け地Ａ仕様値）＜（仕向け地Ｂ仕様値）＜（仕向け地Ｃ仕様値）という関係となっている。また、例えば、仕向け地Ａ，Ｂ，Ｃにおいて、同じノーマルモードであっても、アクセル操作量に対するエンジン出力は、（仕向け地Ａ仕様値）＜（仕向け地Ｂ仕様値）＜（仕向け地Ｃ仕様値）という関係となっている。また、エコモードに関しては、例えば、仕向け地Ａ，Ｂ，Ｃの何れにおいても、アクセル操作量に対するエンジン出力は、（仕向け地Ａ仕様値）＝（仕向け地Ｂ仕様値）＝（仕向け地Ｃ仕様値）という関係となっている。このように各ドライブモードにおけるエンジン出力特性は、仕向け地を単位として、個別に設定されている。尚、仕向け地は、例えば、欧州、アジア、北アメリカなど、広い範囲を表すが、細かく区分されてもよい。

エンジンＥＣＵ３０は、エンジン３１の制御、および、トランスミッション３２の制御に必要となる各種のセンサ３３に接続されている。エンジンＥＣＵ３０は、ドライブモードに応じて演算される要求駆動力に基づいて、エンジン３１の燃料噴射制御、点火制御、および、吸入空気量制御を実施する。また、エンジンＥＣＵ３０は、車速とスロットル開度に対して予め定められているシフトアップ線とシフトダウン線とに基づいてトランスミッション３２の変速を制御する。

運転支援ＥＣＵ１０は、定速制御、および、追従制御の実行時においては、自車両の目標加速度を演算し、更に、この目標加速度にて自車両が加速（目標加速度が負の値となる減速も含む）するために必要となる要求駆動力Ｆ*（負の値、即ち、要求制動力である場合も含む）を演算する。運転支援ＥＣＵ１０は、この要求駆動力Ｆ*をエンジンＥＣＵ３０に送信する。エンジンＥＣＵ３０は、要求駆動力Ｆ*に従ってエンジン３１およびトランスミッション３２を制御する。エンジンＥＣＵ３０は、要求駆動力Ｆ*が大きな制動力を必要とする値となりエンジン３１およびトランスミッション３２だけでは要求に応えられない場合には、その不足分を油圧ブレーキで発生させるようにブレーキＥＣＵ４０に対して要求制動力を送信する。尚、定速制御が実施されている場合は、油圧ブレーキが必要となるほどの制動力が要求されないように、定速走行用目標加速度が演算される。

ブレーキＥＣＵ４０は、マイクロコンピュータを主要部として備えおり、ブレーキアクチュエータ４１に接続されている。ブレーキアクチュエータ４１は、ブレーキペダルによってブレーキ油を加圧するマスタシリンダと、各車輪のブレーキキャリパに内蔵されているホイールシリンダとの間の油圧回路に設けられる（図示略）。ブレーキＥＣＵ４０は、ブレーキアクチュエータ４１の制御に必要となる各種のセンサ４２が接続されている。ブレーキＥＣＵ４０は、要求制動力に基づいて、ブレーキアクチュエータ４１の作動を制御して車輪に摩擦制動力を発生させる。

ボディーＥＣＵ５０は、車型情報を記憶している。この車型情報の一つが、仕向け地情報である。仕向け地情報は、自車両が販売される地域である仕向け地を表す情報である。本明細書においては、販売地域が、仕向け地Ａ、仕向け地Ｂ、および、仕向け地Ｃの３つに区分されているものとして説明する。ボディーＥＣＵ５０は、ＣＡＮに車型情報（仕向け地情報を含む）を送信する。

次に、運転支援ＥＣＵ１０の機能について説明する。上述したエンジンＥＣＵ３０は、自車両が販売される仕向け地に応じた仕様に設定されている。例えば、エンジンＥＣＵ３０は、各仕向け地に対応したエンジン出力特性、および、自車両の仕向け地を表す仕向け地情報を記憶しており、自車両の仕向け地に対応したエンジン出力特性が得られるように構成されている。あるいは、エンジンＥＣＵ３０は、特定の仕向け地に対応したエンジン出力特性が得られる専用のＥＣＵであってもよい。一方、運転支援ＥＣＵ１０は、部品共通化のために、全ての仕向け地に対して共通の仕様である。このため、運転支援ＥＣＵ１０は、後述するように、ボディーＥＣＵ５０から仕向け地情報を取得して、仕向け地に応じた追従加速度特性を使って、追従制御を実施する。

図３は、運転支援ＥＣＵ１０に設けられたマイクロコンピュータの機能ブロック図である。運転支援ＥＣＵ１０は、加速度特性設定部１１、目標車間時間演算部１２、追従用目標加速度演算部１３、定速走行用目標加速度演算部１４、カーブ走行用目標加速度演算部１５、上限目標加速度演算部１６、目標加速度調停部１７、および、要求駆動力演算部１８を備えている。各制御ブロック（１１〜１８）は、支援用操作スイッチ２２によって運転支援機能がオンされている期間中、並行して、後述する演算処理を所定の演算周期にて繰り返し実施する。尚、実際には運転支援ＥＣＵ１０のＣＰＵが、運転支援ＥＣＵ１０のＲＯＭに格納されているプログラムを実行することにより、これら各制御ブロック（１１〜１８）の機能が実現される。また、運転支援ＥＣＵ１０は、各種の演算の実行にあたって、各種のセンサ検出値を用いるが、そのセンサ検出値は、ことわりのない限り、演算時点における最新の値である。

＜加速度特性設定部＞
加速度特性設定部１１は、ドライバーによって選択されているドライブモードと、自車両の仕向け地とに基づいて追従加速度特性を設定する制御ブロックである。加速度特性設定部１１は、ドライブモード選択スイッチ２５から出力されるモード選択信号と、ボディーＥＣＵ５０から送信される仕向け地情報とを入力する。加速度特性設定部１１は、図４に示す追従加速度特性設定テーブルを記憶している。この追従加速度特性設定テーブルは、モード選択信号によって表されるドライブモードと、仕向け地情報によって表される仕向け地との組み合わせにより、４種類の追従加速度特性の中から、その１つが一義的に決定されるように関連付けたテーブルである。

追従加速度特性は、自車両を先行車両に追従させるときの加速度特性を表し、本実施形態においては、エコ走行用加速度特性と、スポーツ走行用加速度特性と、２種類のノーマル走行用加速度特性とが用意されている。この追従加速度特性によって、自車両を先行車両に追従させるときの目標加速度を決める制御パラメータの大きさが設定される。追従加速度特性の種類数を、ドライバーがドライブモード選択スイッチ２５を使って設定できるドライブモードの種類よりも多くしている理由は、全ての仕向け地におけるドライブモード毎のエンジン出力特性に対応できるようにするためである。

ノーマル走行用加速度特性は、エコ走行用加速度特性に近いノーマルＬＯ走行用加速度特性と、スポーツ走行用加速度特性に近いノーマルＨＩ走行用加速度特性との２種類用意されている。

自車両を先行車両に追従させるときの加速度は、スポーツ走行用加速度特性が最も高く、ノーマルＨＩ走行用加速度特性、ノーマルＬＯ走行用加速度特性、エコ走行用加速度特性の順に低くなっている。

各仕向け地における追従加速度特性は、それぞれの仕向け地仕様のエンジン出力特性に合わせて設定される。つまり、エンジン出力特性（アクセル操作量に対するエンジン出力）が高めに設定される仕向け地仕様の車両では、大きな加速度で追従制御が実施されるような追従加速度特性が設定され、エンジン出力特性が低めに設定される仕向け地仕様の車両では、小さな加速度で追従制御が実施されるような追従加速度特性が設定される。

例えば、ドライブモードが同じスポーツモードである場合、エンジン出力特性は、（仕向け地Ａ仕様値）＜（仕向け地Ｂ仕様値）＜（仕向け地Ｃ仕様値）という関係となっているため、追従加速度特性に関しても、それに合わせて設定される。この例では、ドライブモードが同じスポーツモードである場合、追従加速度特性は、仕向け地ＡにおいてはノーマルＬＯ走行用加速度特性が、仕向け地ＢにおいてはノーマルＨＩ走行用加速度特性が、仕向け地Ｃにおいてはスポーツ走行用加速度特性が設定される。

また、ドライブモードが同じノーマルモードである場合、エンジン出力特性は、（仕向け地Ａ仕様値）＜（仕向け地Ｂ仕様値）＜（仕向け地Ｃ仕様値）という関係となっているため、追従加速度特性に関しても、それに合わせて設定される。この例では、ドライブモードが同じノーマルモードである場合、追従加速度特性は、仕向け地Ａ，ＢにおいてはノーマルＬＯ走行用加速度特性が、仕向け地ＣにおいてはノーマルＨＩ走行用加速度特性が設定される。尚、仕向け地Ａ，Ｂにおいては同じ追従加速度特性が設定されるが、これは、必要以上に追従加速度特性の種類を増やさないためである。

また、エコモードに関しては、エンジン出力特性は、（仕向け地Ａ仕様値）＝（仕向け地Ｂ仕様値）＝（仕向け地Ｃ仕様値）という関係となっているため、追従加速度特性に関しても、仕向け地Ａ，Ｂ，Ｃの全てにおいて、共通のエコ走行用加速度特性が設定される。

尚、こうした追従加速度特性の設定は、あくまでも一例であり、各仕向け地仕様におけるドライブモード毎のエンジン出力特性の傾向に合わせて設定されるものであればよい。

加速度特性設定部１１は、加速度特性設定テーブル（図４）を参照して、モード選択信号によって表されるドライブモードと、仕向け地情報によって表される仕向け地との組み合わせにより追従加速度特性ＡＦを設定する。加速度特性設定部１１は、設定した追従加速度特性ＡＦを追従用目標加速度演算部１３および上限目標加速度演算部１６に供給する。

＜目標車間時間演算部＞
目標車間時間演算部１２は、自車両が先行車両を追従する場合の目標車間時間を演算する制御ブロックである。目標車間時間演算部１２は、車速センサ２３によって検出される車速Ｖｎと、ドライバーが設定して記憶されている設定車間距離（長・中・短）とに基づいて、目標車間時間を演算する。より具体的に述べると、目標車間時間演算部１２は、目標車間時間マップを記憶している。目標車間時間マップは、図５に示すように、車速Ｖｎが速いほど、かつ、設定車間距離が短いほど短くなる目標車間時間ｔｄ*が設定される特性を有する。目標車間時間演算部１２は、車速Ｖｎと設定車間距離とを目標車間時間マップに適用することにより目標車間時間ｔｄ*を演算する。目標車間時間演算部１２は、その演算した目標車間時間ｔｄ*を追従用目標加速度演算部１３に供給する。

＜追従用目標加速度演算部＞
追従用目標加速度演算部１３は、先行車両が検出されて追従制御を実施する場合の基本となる目標加速度を演算する制御ブロックである。追従用目標加速度演算部１３は、加速度特性設定部１１によって設定された追従加速度特性ＡＦ、目標車間時間演算部１２によって演算された目標車間時間ｔｄ*、先行車両センサ部２１から送信された先行車両情報（先行車車間距離、先行車相対速度）、および、車速センサ２３により検出された車速Ｖｎを入力して追従用目標加速度Ａfollow*を演算する。

追従用目標加速度演算部１３は、以下の式（１）および（２）に示すように、加速側追従用目標加速度Ａfollow１*と、減速側追従用目標加速度Ａfollow２*とを演算する。追従用目標加速度演算部１３は、減速側追従用目標加速度Ａfollow２*が負の値（Ａfollow２*＜０ｍ／ｓ²）となる場合には、追従用目標加速度Ａfollow*として減速側追従用目標加速度Ａfollow２*を採用し（Ａfollow*＝Ａfollow２*）、そうでない場合には、追従用目標加速度Ａfollow*として加速側追従用目標加速度Ａfollow１を採用する（Ａfollow*＝Ａfollow１*）。

Ａfollow１*＝（（ΔＤ×Ｋ１）＋（Ｖｒ×Ｋ２））×Ｋａ ・・・（１）
Ａfollow２*＝（（ΔＤ×Ｋ１）＋（Ｖｒ×Ｋ２）） ・・・（２）

ここで、ΔＤは後述する車間偏差であり、Ｋ１，Ｋ２はゲイン、Ｖｒは後述する先行車相対速度、Ｋａは加速側ゲインである。また、加速側追従用目標加速度Ａfollow１*は、下限値がゼロに設定されており、演算結果が負の値となる場合には、下限処理によってゼロに設定される。また、減速側追従用目標加速度Ａfollow２*は、上限値がゼロに設定されており、演算結果が正の値となる場合には、上限処理によってゼロに設定される。

車間偏差ΔＤは、実際の先行車車間距離から目標車間距離（目標車間時間ｔｄ*に車速Ｖｎを乗算して算出される）を減算した値である。従って、実際の先行車車間距離が目標車間距離よりも長い状況では、車間偏差ΔＤは正の値となり、追従用目標加速度Ａfollow*を増加させる方向に働く。
ゲインＫ１，Ｋ２は、調整用の正の値であって、固定値でもよいし他のパラメータによって調整される値であってもよい。
先行車相対速度Ｖｒは、自車両に対する先行車両の相対速度であって、先行車両の車速から自車両の車速を減算した値である。従って、先行車両が自車両から遠ざかって行く状況では、先行車相対速度Ｖｒは正の値となり、追従用目標加速度Ａfollow*を増加させる方向に働く。

加速側ゲインＫａは、加速側追従用目標加速度Ａfollow１の大きさを調整する正の値である。この加速側ゲインＫａは、加速度特性設定部１１によって設定された追従加速度特性ＡＦ、および、車速Ｖｎに基づいて演算される。より具体的に述べると、追従用目標加速度演算部１３は、図６に示す加速側ゲインマップを記憶しており、追従加速度特性ＡＦと車速Ｖｎとを加速側ゲインマップに適用することにより加速側ゲインＫａを演算する。

加速側ゲインマップは、要求されるエンジン出力特性が高いドライブモードに対応する追従加速度特性ＡＦほど、加速側ゲインＫａが大きくなるような特性を有する。つまり、加速側ゲインＫａは、スポーツ走行用加速度特性における値が最も大きく、ノーマルＨＩ走行用加速度特性、ノーマルＬＯ走行用加速度特性、エコ走行用加速度特性の順に小さくなるように設定される。従って、ドライバーの選択したドライブモードが、エンジン出力特性が高いドライブモードであるほど、大きな加速側ゲインＫａが設定される。また、各追従加速度特性ＡＦにおける加速側ゲインＫａは、車速Ｖｎが高くなるにしたがって徐々に低くなる特性を有している。

追従用目標加速度演算部１３は、このように設定した加速側ゲインＫａを上記式（１）に代入して加速側追従用目標加速度Ａfollow１を演算する。

追従用目標加速度演算部１３は、所定の演算周期で追従用目標加速度Ａfollow*を演算し、その都度、演算した追従用目標加速度Ａfollow*を目標加速度調停部１７に供給する。尚、追従用目標加速度演算部１３は、先行車が検出されない場合、自車両が事実上発生することができないような大きな値を追従用目標加速度Ａfollow*として設定する。

＜定速走行用目標加速度演算部＞
定速走行用目標加速度演算部１４は、定速制御を実施する場合の目標加速度を演算する制御ブロックである。定速走行用目標加速度演算部１４は、車速センサ２３によって検出される車速Ｖｎと、ドライバーが支援用操作スイッチ２２を使って設定した設定車速Ｖsetとに基づいて、次式（３）に示すように、定速走行用目標加速度Ａconst*を演算する。
Ａconst*＝（Ｖset−Ｖｎ）×Ｋ３ ・・・（３）

ここで、Ｋ３は、定速走行用加速度ゲインであって、車速Ｖｎに応じた正の値に設定される。より具体的に述べると、定速走行用目標加速度演算部１４は、定速走行用加速度ゲインマップを記憶している。この定速走行用加速度ゲインマップは、例えば、図７に示すように、車速Ｖｎが高い場合には低い場合に比べて小さくなる定速走行用加速度ゲインＫ３を設定する特性を有している。定速走行用目標加速度演算部１４は、実際の車速Ｖｎを定速走行用加速度ゲインマップに適用することにより、定速走行用加速度ゲインＫ３を演算する。

（３）式右辺第１項の車速偏差（Ｖset−Ｖｎ）が正の場合には、自車両を加速させる方向に働く定速走行用目標加速度Ａconst*が演算され、車速偏差（Ｖset−Ｖｎ）が負の場合には、自車両を減速させる方向に働く定速走行用目標加速度Ａconst*が演算される。

定速走行用目標加速度演算部１４は、定速走行用目標加速度Ａconst*を所定の演算周期で演算し、その都度、演算した定速走行用目標加速度Ａconst*を目標加速度調停部１７に供給する。

＜カーブ走行用目標加速度演算部＞
カーブ走行用目標加速度演算部１５は、カーブした道路を走行する場合の目標加速度であるカーブ走行用目標加速度Ａcurve*を演算するブロックである。カーブ目標加速度演算部は、車速センサ２３によって検出される車速Ｖｎと、ヨーレートセンサ２４によって検出されるヨーレートＹawとに基づいて、次式（４）、（４−１）および（４−２）によってカーブ走行用目標加速度Ａcurve*を演算する。
Ａcurve*＝（Ｖcurve−Ｖｎ）×Ｋ４ ・・・（４）

ここで、Ｖcurveは、カーブ走行時に許容される許容速度であって次式（４−１）によって演算される。ｓｑｒｔは、平方根の値を求める関数を意味する。
Ｖcurve＝ｓｑｒｔ（Ｒ×Ｇcy） ・・・（４−１）

Ｒは、自車両が走行している位置における道路の推定カーブ半径であって、次式（４−２）によって演算される。Ｋｒは、換算係数である。尚、推定カーブ半径Ｒは、例えば、カメラセンサ２１ｂによって走行車線の左右のレーンマーカー（白線）を検出して、そのレーンマーカーのラインからカーブ半径を演算することもできる。
Ｒ＝Ｋｒ×（Ｖｎ／Ｙaw） ・・・（４−２）
更に、Ｇcyは、カーブ走行において許容される横加速度であって、予め設定されている。Ｋ４は、予め設定された大きさのゲインである。

カーブ走行用目標加速度Ａcurve*は、下限値がゼロに設定されており、演算結果が負の値となる場合には、下限処理によってゼロに設定される。

カーブ走行用目標加速度演算部１５は、カーブ走行用目標加速度Ａcurve*を所定の演算周期で演算し、その都度、演算したカーブ走行用目標加速度Ａcurve*を目標加速度調停部１７に供給する。

＜上限目標加速度演算部＞
上限目標加速度演算部１６は、目標加速度の上限値を演算する制御ブロックである。上限目標加速度演算部１６は、車速センサ２３によって検出される車速Ｖｎと、加速度特性設定部１１によって設定された追従加速度特性ＡＦと、先行車両センサ部２１から送信された先行車両情報（ここでは先行車両の有無を表す情報）とを入力して、上限目標加速度Ａlimit*を演算する。

上限目標加速度演算部１６は、図８に示す上限加速度マップを記憶しており、この上限加速度マップを参照して、上限目標加速度Ａlimit*を演算する。上限加速度マップは、先行車両が検出されている場合と、先行車両が検出されていない場合とに分けて、追従加速度特性ＡＦに応じた上限目標加速度Ａlimit*を設定したデータである。上限加速度マップは、要求されるエンジン出力特性が高いドライブモードに対応する追従加速度特性ＡＦほど、上限目標加速度Ａlimit*が大きくなるような特性を有する。つまり、上限目標加速度Ａlimit*は、スポーツ走行用加速度特性における値が最も大きく、ノーマルＨＩ走行用加速度特性、ノーマルＬＯ走行用加速度特性、エコ走行用加速度特性の順に小さくなるように設定される。従って、ドライバーの選択したドライブモードが、エンジン出力特性が高いドライブモードであるほど、大きな上限目標加速度Ａlimit*が設定される。また、上限目標加速度Ａlimit*は、先行車両が検出されている場合には、先行車両が検出されていない場合に比べて、大きな上限目標加速度Ａlimit*が設定される。

＜目標加速度調停部＞
目標加速度調停部１７は、追従用目標加速度演算部１３によって演算された追従用目標加速度Ａfollow*と、定速走行用目標加速度演算部１４によって演算された定速走行用目標加速度Ａconst*と、カーブ走行用目標加速度演算部１５によって演算されたカーブ走行用目標加速度Ａcurve*と、上限目標加速度演算部１６によって演算された上限目標加速度Ａlimit*を入力する。

目標加速度調停部１７は、次式（５）に示すように、入力した追従用目標加速度Ａfollow*、定速走行用目標加速度Ａconst*、カーブ走行用目標加速度Ａcurve*、および、上限目標加速度Ａlimit*のうちの最も小さな値を選択し、その選択した値を最終的な目標加速度Ａ*に設定する。
Ａ*＝ｍｉｎ（ Ａfollow*，Ａconst*，Ａcurve*，Ａlimit* ） ・・・（５）
ここで、ｍｉｎは、括弧内の数値の最小値を選択する関数を意味する。

目標加速度調停部１７は、所定の演算周期で目標加速度Ａ*を演算（最小値選択処理）し、その都度、演算した目標加速度Ａ*を要求駆動力演算部１８に供給する。

＜要求駆動力演算部＞
要求駆動力演算部１８は、目標加速度Ａ*と、実際の自車両の加速度である実加速度Ａｎとの偏差である加速度偏差ΔＡ（＝Ａ*−Ａｎ）を演算し、この加速度偏差ΔＡに基づいて要求駆動力Ｆ*を演算する。例えば、要求駆動力演算部１８は、次式（６）に示すように、加速度偏差ΔＡにゲインＫ５を乗算した値に、１演算周期前の要求駆動力Ｆ*(n-1)を加算した値を、要求駆動力Ｆ*に設定する。
Ｆ*＝（Ａ*−Ａｎ）×Ｋ５＋Ｆ*(n-1) ・・・（６）

要求駆動力演算部１８は、所定の演算周期で要求駆動力Ｆ*を演算し、その都度、演算した要求駆動力Ｆ*をエンジンＥＣＵ３０に供給する。これにより、自車両が目標加速度Ａ*で加速（減速も含む）するように駆動力が制御される。従って、追従制御、あるいは、定速制御に適した加速度で車両を走行させることができる。尚、上記式（６）で使用される実加速度Ａｎは、車速Ｖｎを微分演算することにより取得されてもよいし、前後加速度センサ（図示略）を車体に設けて、前後加速度センサの検出値から取得されてもよい。エンジンＥＣＵ３０は、大きな制動力が要求されており、エンジン３１およびトランスミッション３２だけでは要求に応えられない場合、その不足分を油圧ブレーキで発生させるようにブレーキＥＣＵ４０に対して要求制動力を送信する。

以上説明した本実施形態の車両の運転支援装置によれば、ドライバーによって選択されているドライブモードに基づいて、ドライブモードで特定されるエンジン出力特性の高低に合わせて、追従用目標加速度Ａfollow*および上限目標加速度Ａlimit*の値が大小調整される。例えば、エンジン出力特性が高いドライブモードほど、追従用目標加速度Ａfollow*および上限目標加速度Ａlimit*が大きな値に設定され、逆に、エンジン出力特性が低いドライブモードほど、追従用目標加速度Ａfollow*および上限目標加速度Ａlimit*が小さな値に設定される。このため、ドライバーの好みに沿った追従制御を実施することができる。また、車両の仕向け地に応じた追従加速度特性ＡＦが設定されるため、仕向け地のそれぞれに適した加速度特性が得られる範囲で、ドライバーの好みに沿った追従制御を実施できる。

以上、本実施形態に係る車両の運転支援装置について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。

例えば、本実施形態においては、目標加速度調停部１７において、４種類の目標加速度が入力され、そのうちの最小となる値が、最終的な目標加速度Ａ*として選択される構成であるが、こうした構成に限るものではない。例えば、追従用目標加速度Ａfollow*と上限目標加速度Ａlimit*とのうちの小さい方の値を、最終的な目標加速度Ａ*として採用することもできる。

また、本実施形態の運転支援装置の適用される車両は、走行用駆動源としてエンジンを備えた車両であるが、それに限定されるものではなく、例えば、電気自動車、ハイブリッド自動車、燃料電池自動車など、他の車両にも適用できる。

１０…運転支援ＥＣＵ、１１…加速度特性設定部、１２…目標車間時間演算部、１３…追従用目標加速度演算部、１４…定速走行用目標加速度演算部、１５…カーブ走行用目標加速度演算部、１６…上限目標加速度演算部、１７…目標加速度調停部、１８…要求駆動力演算部、２１…先行車両センサ部、２１ａ…レーダセンサ、２１ｂ…カメラセンサ、２２…支援用操作スイッチ、２５…ドライブモード選択スイッチ、３０…エンジンＥＣＵ、３１…エンジン、４１…ブレーキアクチュエータ、２３…車速センサ、４０…ブレーキＥＣＵ、５０…ボディーＥＣＵ。

Claims (2)

1. アクセル操作量に対する走行用駆動源の出力特性を特定するドライブモードを、ドライバーの選択操作によって切り替え可能な車両に適用され、
   自車両から先行車両までの車間距離を所定範囲内の距離に保つように前記自車両を前記先行車両に追従走行させる制御である追従制御を実行する車両の運転支援装置において、
   前記自車両のドライブモードを取得するドライブモード取得手段と、
   前記自車両が販売される地域である仕向け地を取得する仕向け地取得手段と、
   前記ドライブモード取得手段によって取得されたドライブモードと前記仕向け地取得手段によって取得された仕向け地とに基づいて、前記アクセル操作量に対する走行用駆動源の出力が大きいドライブモードほど大きくなる、前記仕向け地に対応した、前記追従制御を実行するための目標加速度を演算する目標加速度演算手段と、
   前記ドライブモード取得手段によって取得されたドライブモードに基づいて、前記アクセル操作量に対する走行用駆動源の出力が大きいドライブモードほど大きくなる、前記目標加速度の上限値である上限目標加速度を演算する上限目標加速度演算手段と、
   前記上限目標加速度を上限値として前記目標加速度で前記自車両が加速するように前記走行用駆動源の駆動力を制御する駆動力制御手段と
   を備えた車両の運転支援装置。
2. 請求項１記載の車両の運転支援装置において、
   前記目標加速度演算手段は、
   ドライバーによって選択可能なドライブモードの種類数よりも多い種類の追従加速度特性を記憶しており、
   前記ドライブモードと前記仕向け地との組み合わせに基づいて、前記記憶している複数種類の追従加速度特性の中から１つを選択して、前記選択した追従加速度特性に従って前記目標加速度を演算するように構成された車両の運転支援装置。

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