JP6702104B2 - 車間距離制御方法と車間距離制御装置 - Google Patents

Description

本開示は、先行車と自車との車間距離を制御する車間距離制御方法と車間距離制御装置に関する。

従来、先行車への追従用目標加速度を下記の処理により選択する車両用走行制御装置が知られている。定常走行状態目標加速度演算部は、先行車両との車間距離Ｌおよび制御ゲインＫ１，Ｋ２等を用いて定常状態目標加速度ａｔ１を算出する。減速タイミング判断用目標加速度演算部は、等加速度で減速した場合の仮減速タイミング判断用目標加速度ａｔ２＿ｔｍｐを算出する。この値が所定のしきい値未満である場合には、この値を減速タイミング判断用目標加速度ａｔ２として採用し、この値が所定のしきい値以上である場合には、予め記憶された減速タイミング判断用目標加速度最大値ａｔ２＿ＭＡＸを採用する。選択部２３は、定常状態目標加速度ａｔ１と減速タイミング判断用目標加速度ａｔ２の小さい方を追従用目標加速度として選択する（例えば、特許文献１参照）。

特開２００６−２６４６４６号公報

しかしながら、従来装置にあっては、先行車がそのときの車速を維持して等速運動すると仮定している。このため、先行車が加速から減速に転じるとき、先行車が減速を開始してから所定時間が経過するまでの間は自車が加速を続けてしまい、急な車間距離の縮小によりドライバーに対し恐怖感を与えることがある、という問題があった。

本開示は、上記問題に着目してなされたもので、先行車が加速から減速に転じるとき、ドライバーに与える恐怖感を低減することを目的とする。

上記目的を達成するため、本開示は、車間距離制御方法において、先行車が減速運動をすると仮定した上で、自車が先行車に衝突するまでに要する衝突時間が閾値以下となる自車の加速度制限値を計算する。
自車の加速度を、加速度制限値により制限する。
加速度制限値を計算するとき、計算開始時点から先行車が一定減速度で減速して停車すると仮定し、かつ、自車が様々な加減速度により走行すると仮定し、自車の様々な加速度目標値に対して先行車へ衝突するまでの時間の点を繋いだ時間関数を求める。
時間関数と衝突時間の閾値との交点を、自車加速度として許容する加速度制限値とする。

このように、先行車が減速運動をすると仮定して自車の加速度を制限することで、先行車が加速から減速に転じるとき、ドライバーに与える恐怖感を低減することができる。加えて、加速度制限値を計算するとき、計算開始時点から先行車が一定減速度で減速して停車すると仮定したため、先行車が発進から減速して停止するとき、自車加速度が先行車の減速に追従するように緩やか勾配にて低下することで、ドライバーに与える違和感を低減することができる。さらに、加速度制限値を計算するとき、自車が様々な加減速度により走行すると仮定して時間関数を求めたため、より少ない計算量で衝突時間が閾値以下となる最大の加速度である加速度制限値を計算することができる。

実施例１の車間距離制御方法と車間距離制御装置が適用された車間距離制御システムを示す全体システムブロック図である。 実施例１のコントローラにて実行される目標加速度制御処理の流れを示すフローチャートである。 先行車は現在から一定減速して停止するという仮定による先行車位置変化と自車は現在から様々な走行形態をとると仮定したときの複数の自車位置変化を時間軸であらわしたとき衝突までの時間関数の求め方を示す説明図である。 横軸の加速度目標値と縦軸の衝突までの時間との２軸平面上において衝突までの時間関数と衝突時間の閾値の交点による加速度制限値の決め方を示す説明図である。 比較例において先行車が発進してから直ぐに減速して停車するという挙動を繰り返すときの先行車車速と自車車速と自車加速度の各特性を示すタイムチャートである。 実施例１において先行車が発進してから直ぐに減速して停車するという挙動を繰り返すときの先行車車速と自車車速と自車加速度の各特性を示すタイムチャートである。 実施例２の車間距離制御方法と車間距離制御装置が適用された車間距離制御システムを示す全体システムブロック図である。

以下、本開示による車間距離制御方法と車間距離制御装置を実現する最良の実施形態を、図面に示す実施例１及び実施例２に基づいて説明する。

まず、構成を説明する。
実施例１における車間距離制御方法と車間距離制御装置は、基本制御として、自車と先行車との車間距離が目標車頭時間になるように自車の自動的な加減速制御を実行する車間距離制御車両に適用したものである。以下、実施例１の構成を、「全体システム構成」、「目標加速度制御処理構成」に分けて説明する。

［全体システム構成］
図１は、実施例１の車間距離制御方法と車間距離制御装置が適用された車間距離制御システムを示す。以下、図１に基づいて全体システム構成を説明する。

実施例１の車間距離制御システムは、図１に示すように、必要な入力情報をもたらすセンサ１と、入力情報に基づいて自車の加減速制御指令を演算するコントローラ２と、コントローラ２からの制御指令により駆動するアクチュエータ３と、を備えている。

センサ１には、例えば、レーダユニットと車輪速センサを備えている。そして、センサ１からは、先行車と自車との車間距離Ｄと、先行車と自車との相対速度ＶRと、自車車速Ｖoと、をセンサデータとして出力する。なお、車間距離Ｄと相対速度ＶRについては、センサ遅れ補正処理を施すようにする。

コントローラ２は、図１に示すように、定常状態目標加速度計算部２１と、加速度制限値計算部２２と、加速度選択部２３と、ダイナミックリミッタ２４と、を備えている。

定常状態目標加速度計算部２１は、ＴＨＷコントローラ２１ａと、速度サーボ部２１ｂと、を有し、自車と先行車との車頭時間Ｔhw（Time Head Way）を一定にする制御により定常状態目標加速度Ａ^* _ACCを計算する。

ＴＨＷコントローラ２１ａは、目標車頭時間Ｔhw^*を一定値で与えたとき、自車の車速目標値Ｖo^*を出力する。速度サーボ部２１ｂは、ＴＨＷコントローラ２１ａからの車速目標値Ｖo^*と自車車速Ｖoを入力し、自車車速Ｖoを車速目標値Ｖo^*にする定常状態目標加速度Ａ^* _ACCを計算する。

ここで、「車頭時間Ｔhw」とは、下記の(1)式にて定義される時間をいう。
Ｔhw＝（Ｄ−Ｄmin）/Ｖo …(1)
但し、Ｄ：車間距離、Ｄmin：最低車間距離、Ｖo：自車車速である。
即ち、車頭時間Ｔhwとは、先行車がある地点を通過したとき、先行車の通過地点から最低車間距離を差し引いた位置まで自車が到達するのに要する時間である。そして、目標車頭時間Ｔhw^*は、定常状態目標加速度Ａ^* _ACCを計算するとき予め設定した一定値により与えられる。

加速度制限値計算部２２は、加速度目標仮値生成部２２ａと、自車位置推定部２２ｂと、先行車運動予測部２２ｃと、自車運動予測部２２ｄと、衝突判定部２２ｅと、加速度制限値選択部２２ｆと、を有する。そして、先行車が減速運動をすると仮定した上で、自車が先行車に衝突するまでに要する衝突時間が閾値以下となる自車の加速度制限値Ａ^* _TCCを計算する。

加速度目標仮値生成部２２ａは、加速度目標値Ａ_refの仮値である加速度目標仮値Ａ_ref[i]を複数個生成する。なお、“i”はインデックスである。自車位置推定部２２ｂは、自車車速Ｖoの積分処理により自車位置Ｘoを推定する。先行車運動予測部２２ｃは、必要情報を入力し、先行車が一定減速から停車すると仮定し、例えば、４次のルンゲ＝クッタ法を用いて先行車位置ｘ₁[t]をシミュレーションにより予測する。自車運動予測部２２ｄは、必要情報を入力し、自車が様々な加減速度により走行すると仮定し、例えば、４次のルンゲ＝クッタ法を用いて自車位置ｘ₀[t][i]をシミュレーションにより予測する。衝突判定部２２ｅは、各インデックｉについて、先行車までの衝突時間の閾値と対比することにより、自車と先行車が衝突するか否かを判定し、衝突判定結果ｃ[i]を出力する。加速度制限値選択部２２ｆは、衝突しないと判定されたインデックｉのうち、最大の加速度によるインデックスに対応する加速度目標仮値Ａ_ref[i]を、加速度制限値Ａ^* _TCCとして選択する。

加速度選択部２３は、自車の加速度を制限するとき、自車の目標加速度として、定常状態目標加速度計算部２１からの定常状態目標加速度Ａ^* _ACCと、加速度制限値計算部２２からの加速度制限値Ａ^* _TCCとのうち、セレクトローにより小さい値を選択する。

ダイナミックリミッタ２４は、加速度選択部２３で選択された目標加速度の時間変化幅が所定以上とならないように、選択された目標加速度を上下限値により制限し、最終的な目標加速度Ａ^*を出力する。

アクチュエータ３は、例えば、エンジンアクチュエータ、トランスミッションアクチュエータ、ブレーキアクチュエータ等を備えている。そして、ダイナミックリミッタ２４からの最終的な目標加速度Ａ^*を得るように、各アクチュエータを駆動制御する。

［目標加速度制御処理構成］
図２は、実施例１のコントローラ２にて実行される目標加速度制御処理流れを示す。以下、目標加速度制御処理構成をあらわす図２の各ステップについて説明する。

ステップＳ１では、スタートに続き、定常状態目標加速度計算部２１において、定常状態目標加速度Ａ^* _ACCを計算し、ステップＳ２へ進む。

ステップＳ２では、ステップＳ１での定常状態目標加速度Ａ^* _ACCの計算に続き、加速度選択部２３において、先行車の加速度を加味した上で、先行車までの衝突時が閾値以下となる最大の加速度制限値Ａ^* _TCCを計算し、ステップＳ３へ進む。

ステップＳ３では、ステップＳ２での加速度制限値Ａ^* _TCCの計算に続き、定常状態目標加速度Ａ^* _ACCが、加速度制限値Ａ^* _TCC以下であるか否かを判断する。YES（Ａ^* _ACC≦Ａ^* _TCC）の場合はステップＳ４へ進み、NO（Ａ^* _ACC＞Ａ^* _TCC）の場合はステップＳ５へ進む。

ステップＳ４では、ステップＳ３でのＡ^* _ACC≦Ａ^* _TCCであるとの判断に続き、定常状態目標加速度Ａ^* _ACCを選択し、ステップＳ６へ進む。

ステップＳ５では、ステップＳ３でのＡ^* _ACC＞Ａ^* _TCCであるとの判断に続き、加速度制限値Ａ^* _TCCを選択し、ステップＳ６へ進む。

ステップＳ６では、ステップＳ４又はステップＳ５に続き、Ａ^* _ACC≦Ａ^* _TCCであるときは定常状態目標加速度Ａ^* _ACCを、Ａ^* _ACC＞Ａ^* _TCCであるときは加速度制限値Ａ^* _TCCを、最終的な目標加速度Ａ^*として決定し、リターンへ進む。

次に、作用を説明する。
実施例１の作用を、「目標加速度制御処理作用」、「加速度制限値の計算作用」、「先行車が発進/停車を繰り返すときの車間距離制御作用」、「車間距離制御の特徴作用」に分けて説明する。

［目標加速度制御処理作用］
以下、図２に示すフローチャートに基づいて目標加速度制御処理の流れを説明する。
先ず、自車と先行車が車間距離を保って定常走行を継続しているような定常走行状態であって、Ａ^* _ACC≦Ａ^* _TCCであるときは、図２フローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ３→ステップＳ４→ステップＳ６へと進む流れが繰り返される。ステップＳ６では、定常状態目標加速度Ａ^* _ACCが、最終的な目標加速度Ａ^*として決定される。

一方、先行車が加速から減速へ移行したり、加速と減速を繰り返したりする走行状態であって、Ａ^* _ACC＞Ａ^* _TCCであるときは、図２フローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ３→ステップＳ５→ステップＳ６へと進む流れが繰り返される。ステップＳ６では、加速度制限値Ａ^* _TCCが、最終的な目標加速度Ａ^*として決定される。

このように、定常状態での走行シーンのときは、定常状態目標加速度Ａ^* _ACCが選択されることで、車頭時間が一定となる車間距離制御が実行されることになる。一方、先行車が加速から減速へ転じる走行シーンのときは、先行車の減速を加味して計算される加速度制限値Ａ^* _TCCが選択されることで、自車の加速が早期に制限され、先行車との車間距離を確保する車間距離制御が実行されることになる。

［加速度制限値の計算作用］
以下、図３及び図４に基づいて、加速度制限値Ａ^* _TCCがどのように計算されるかの計算作用を説明する。

先ず、加速度制限値Ａ^* _TCCを計算するとき、実施例１では、先行車が一定減速度で減速して停車すると仮定している。つまり、図３の先行車の位置特性Ｂに示すように、計算時刻t1（現在）から時刻t5までは減速により先行車の位置が自車に近づくように緩やかに変化し、時刻t5以降は先行車の位置が停車により一定位置になる特性としている。

即ち、先行技術では、先行車が車速を維持したままで等速であると仮定している。この場合、図３の先行車の位置特性Ｃに示すように、計算時刻t1（現在）から現在の先行車の車速を維持したままで自車から離れてゆく特性となる。つまり、先行車の位置特性Ｃと先行車の位置特性Ｂとは明らかに相違する。

そして、加速度制限値Ａ^* _TCCを計算するとき、実施例１では、自車が様々な加減速度により走行すると仮定し、加速度目標値Ａ_refに対する衝突までの時間関数ｆ（Ａ_ref）を求めている。つまり、図３に示すように、自車が加速し続けた場合には、自車位置特性Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３に示すように、時刻t1〜t2と時刻t1〜t3と時刻t1〜t4が衝突までの時間になる。また、自車が一定速度の場合には、自車位置特性Ｄ４に示すように、時刻t1〜t5が衝突までの時間になる。さらに、自車が減速した場合には、自車位置特性Ｄ５，Ｄ６，Ｄ７に示すように、時刻t1〜t6〜時刻t1〜∞が衝突までの時間になる。よって、加速度目標値Ａ_refに対する衝突までの時間の２次元座標面に、自車が様々な加減速度により走行すると仮定することで得られた複数の点を繋ぐと、図４に示すように、衝突までの時間関数ｆ（Ａ_ref）が、非線形特性により描かれることになる。

従って、縦軸である衝突までの時間軸上に、図４に示すように、衝突時間の閾値Ｅの直線を描くと、非線形特性による衝突までの時間関数ｆ（Ａ_ref）と衝突時間の閾値Ｅとが交わる。この交点Ｆは、交点Ｆより上の領域がＯＫ範囲で、下の領域がＮＧ範囲というように、自車加速度として許容される最大加速度になる。このため、交点Ｆに対応する加速度目標値Ａ_refを、加速度制限値Ａ^* _TCCとして計算するようにしている。

なお、先行車までの衝突時間の閾値Ｅは、自車車速Ｖoが高車速であるほど長い時間による値に設定している。このため、自車車速Ｖoが高いほど、加速度制限値Ａ^* _TCCの値が自車の加速制限を強める小さな値になり、自車車速Ｖoが低いほど、加速度制限値Ａ^* _TCCの値が自車の加速制限を弱める大きな値になる。

［先行車が発進/停車を繰り返すときの車間距離制御作用］
以下、図５及び図６に基づいて先行車が発進/停車を繰り返すときの車間距離制御作用を説明する。
先ず、先行車が車速を維持したままの等速運動により走行すると仮定し、自車が先行車に衝突するまでに要する衝突時間が閾値以下となる自車の加速度制限値を計算し、自車の加速度を加速度制限値により制限するものを比較例とする。

この比較例において、図５に示すように、先行車が時刻t0で発進してから直ぐの時刻t1にて減速を開始し、時刻t3にて停車するとする。このとき、先行車の減速開始時刻t1から所定時間Δt1を経過した時刻t2になるまでの間は自車が加速度を続けてしまう。このため、時刻t1から時刻t2までの間では、先行車の減速と自車の加速による相乗作用で車間距離が一気に縮まり、先行車へ衝突するまでの時間的余裕が無くなることで、ドライバーに対し恐怖感を与えることになる。さらに、比較例では、時刻t2になると、縮まった車間距離を拡大しようと一気に低い加速度制限値に切り替えられることで、図５の矢印Ｇによる自車加速度の枠内特性に示すように、自車加速度がステップ的に低下する。この自車加速度の急変によって、ドライバーに対して違和感（減速ショック）を与える。

なお、先行車が時刻t4で再発進してから直ぐの時刻t5にて減速を開始し、時刻t7にて再停車するときも、同様に、先行車の減速開始時刻t5から所定時間Δt1が経過した時刻t6になるまでの間は自車が加速度を続けてしまう。

これに対し、実施例１の場合、先行車が減速運動すると仮定し、自車が先行車に衝突するまでに要する衝突時間が閾値Ｅ以下となる自車の加速度制限値Ａ^* _TCCを計算し、自車の加速度を加速度制限値Ａ^* _TCCにより制限している。

よって、実施例１において、図６に示すように、先行車が時刻t0で発進してから直ぐの時刻t1にて減速を開始し、時刻t3にて停車するとする。このとき、先行車の減速開始時刻t1から時刻t2’になるまでの僅かな時間Δt2（＜Δt1）を経過すると、自車が減速を開始する。このため、時刻t2’からの自車の減速により車間距離が保たれ、先行車へ衝突するまでの時間的余裕が確保されることで、ドライバーに対する恐怖感が低減される。さらに、実施例１では、時刻t2’になって自車の減速が開始されると、先行車が一定減速から停止すると仮定して加速度制限値Ａ^* _TCCが与えられる。よって、図６の矢印Ｈによる自車加速度の枠内特性に示すように、自車加速度が緩やかな勾配にて低下する。この自車加速度の緩やかな変化によって、ドライバーに対する違和感が低減される。

なお、先行車が時刻t4で再発進してから直ぐの時刻t5にて減速を開始し、時刻t7にて再停車するときも、同様に、先行車の減速開始時刻t5から時刻t6’になるまでの僅かな時間Δt2を経過すると自車が減速を開始する。

［車間距離制御の特徴作用］
実施例１では、車間距離制御方法において、先行車が減速運動をすると仮定した上で、自車が先行車に衝突するまでに要する衝突時間が閾値Ｅ以下となる自車の加速度制限値Ａ^* _TCCを計算する。自車の加速度を、加速度制限値Ａ^* _TCCにより制限する。
即ち、先行車が減速運動をすると仮定したことで、先行車が加速から減速に転じるとき、先行車が等速運動をすると仮定する場合に比べ、自車が減速を開始するタイミングが早期になる。このため、先行車が減速すると早期に自車が減速を開始することで、先行車との車間距離が保たれ、先行車へ衝突するまでの時間的余裕が確保される。従って、先行車が加速から減速に転じるとき、ドライバーに与える恐怖感を低減することができる。

実施例１では、加速度制限値Ａ^* _TCCを計算するとき、計算開始時点から先行車が一定減速度で減速して停車すると仮定し、自車が先行車に衝突するまでに要する衝突時間を計算する。
即ち、先行車が発進から減速して停止するときは、先行車の挙動が精度良く予測されることになり、精度の良い先行車の減速運動予測に基づいた加速度制限値Ａ^* _TCCが計算され、自車の加速度が、計算された加速度制限値Ａ^* _TCCにより制限される。従って、先行車が発進から減速して停止するとき、自車加速度が先行車の減速に追従するように緩やか勾配にて低下することで、ドライバーに与える違和感を低減することができる。

実施例１では、加速度制限値Ａ^* _TCCを計算するとき、自車が様々な加減速度により走行すると仮定する。加速度目標値Ａ_refに対する衝突までの時間関数ｆ（Ａ_ref）を求め、時間関数ｆ（Ａ_ref）と衝突時間の閾値Ｅとの交点Ｆを、自車加速度として許容する加速度制限値Ａ^* _TCCとする。
即ち、加速度制限値Ａ^* _TCCを計算するとき、自車が様々な加減速度により走行すると仮定し、加速度目標値Ａ_refに対する衝突までの時間関数ｆ（Ａ_ref）を求めることで、簡単に閾値Ｅとの交点Ｆにより加速度制限値Ａ^* _TCCが計算される。従って、より少ない計算量で衝突時間が閾値Ｅ以下となる最大の加速度である加速度制限値Ａ^* _TCCを計算することができる。

実施例１では、加速度制限値Ａ^* _TCCを計算するとき、先行車までの衝突時間の閾値Ｅを、自車車速Ｖoが高車速であるほど長い時間による値に設定する。
即ち、自車車速Ｖoが高車速であるほど、高車速ほどドライバーは恐怖感を持ちやすい。このため、先行車までの衝突時間の閾値Ｅを、自車車速Ｖoが高車速であるほど長い時間による値に設定することで、自車車速Ｖoが高車速のとき、衝突するまでの余裕時間を持たせるように、先行車との車間距離を十分に確保するようにしている。従って、先行車が加速から減速に転じるとき、自車車速Ｖoの高低にかかわらず、先行車との車間距離を適正に保つことができる。

実施例１では、自車と先行車との車頭時間Ｔhwを一定にする制御により定常状態目標加速度Ａ^* _ACCを計算する。自車の加速度を制限するとき、自車の最終的な目標加速度Ａ^*として、定常状態目標加速度Ａ^* _ACCと加速度制限値Ａ^* _TCCのうち、小さい値を選択する。
即ち、先行車の定速走行シーンや先行車の加速走行シーンや先行車の緩減速走行シーンにおいは、定常状態目標加速度Ａ^* _ACCが選択される。一方、先行車の急減速走行シーンや先行車の加速から減速へ転じる走行シーンにおいては、加速度制限値Ａ^* _TCCが選択される。従って、加速から減速へ転じる走行シーンを含み先行車のあらゆる走行シーンにおいて、自車と先行車との車間距離を適正に保つ車間距離制御を実行することができる。

次に、効果を説明する。
実施例１における車間距離制御方法と車間距離制御装置にあっては、下記に列挙する効果が得られる。

(1) 先行車と自車との車間距離を制御する車間距離制御方法において、
先行車が減速運動をすると仮定した上で、自車が先行車に衝突するまでに要する衝突時間が閾値Ｅ以下となる自車の加速度制限値Ａ^* _TCCを計算する。
自車の加速度を、加速度制限値Ａ^* _TCCにより制限する（図２）。
このため、先行車が加速から減速に転じるとき、ドライバーに与える恐怖感を低減する車間距離制御方法を提供することができる。

(2) 加速度制限値Ａ^* _TCCを計算するとき、計算開始時点から先行車が一定減速度で減速して停車すると仮定し、自車が先行車に衝突するまでに要する衝突時間を計算する（図３）。
このため、(1)の効果に加え、先行車が発進から減速して停止するとき、自車加速度が先行車の減速に追従するように緩やか勾配にて低下することで、ドライバーに与える違和感を低減することができる。

(3) 加速度制限値Ａ^* _TCCを計算するとき、自車が様々な加減速度により走行すると仮定する。加速度目標値Ａ_refに対する衝突までの時間関数ｆ（Ａ_ref）を求め、時間関数ｆ（Ａ_ref）と衝突時間の閾値Ｅとの交点Ｆを、自車加速度として許容する加速度制限値Ａ^* _TCCとする（図３，４）。
このため、(2)の効果に加え、より少ない計算量で衝突時間が閾値Ｅ以下となる最大の加速度である加速度制限値Ａ^* _TCCを計算することができる。

(4) 加速度制限値Ａ^* _TCCを計算するとき、先行車までの衝突時間の閾値Ｅを、自車車速Ｖoが高車速であるほど長い時間による値に設定する（図４）。
このため、(1)〜(3)の効果に加え、先行車が加速から減速に転じるとき、自車車速Ｖoの高低にかかわらず、先行車との車間距離を適正に保つことができる。

(5) 自車と先行車との車頭時間Ｔhwを一定にする制御により定常状態目標加速度Ａ^* _ACCを計算する。
自車の加速度を制限するとき、自車の最終的な目標加速度Ａ^*として、定常状態目標加速度Ａ^* _ACCと加速度制限値Ａ^* _TCCのうち、小さい値を選択する（図２）。
このため、(1)〜(4)の効果に加え、加速から減速へ転じる走行シーンを含み先行車のあらゆる走行シーンにおいて、自車と先行車との車間距離を適正に保つ車間距離制御を実行することができる。

(6) 先行車と自車との車間距離を制御するコントローラ２を備える。
この車間距離制御装置において、コントローラ２は、
先行車が減速運動をすると仮定した上で、自車が先行車に衝突するまでに要する衝突時間が閾値以下となる自車の加速度制限値Ａ^* _TCCを計算する。
自車の加速度を、加速度制限値Ａ^* _TCCにより制限する（図２）。
このため、先行車が加速から減速に転じるとき、ドライバーに与える恐怖感を低減する車間距離制御装置を提供することができる。

実施例２は、負の車速を許容した場合の簡略化した演算方法の例である。

まず、構成を説明する。
実施例２における車間距離制御方法と車間距離制御装置は、実施例１と同様に、車間距離制御車両に適用したものである。以下、実施例２の「全体システム構成」を説明する。なお、「目標加速度制御処理構成」については、実施例１の図２と同様であるので図示、並びに説明を省略する。

［全体システム構成］
図７は、実施例２の車間距離制御方法と車間距離制御装置が適用された車間距離制御システムを示す。以下、図７に基づいて全体システム構成を説明する。

実施例２の車間距離制御システムは、図７に示すように、必要な入力情報をもたらすセンサ１と、入力情報に基づいて自車の加減速制御指令を演算するコントローラ２と、コントローラ２からの制御指令により駆動するアクチュエータ３と、を備えている。

コントローラ２は、図１に示すように、定常状態目標加速度計算部２１と、加速度制限値計算部２２’と、加速度選択部２３と、ダイナミックリミッタ２４と、を備えている。

加速度制限値計算部２２’は、衝突時間計算部２２ｇと、ダイナミックリミッタ２２ｈと、目標衝突時間選択部２２ｉと、相対加速度制限値計算部２２ｊと、先行車加速度補償部２２ｋと、加算器２２ｍと、を有する。そして、先行車が減速運動をすると仮定した上で、自車が先行車に衝突するまでに要する衝突時間が閾値以下となる自車の加速度制限値Ａ^* _TCCを計算する。

衝突時間計算部２２ｇは、τ_NOM＝−(２Ｄ/ＶR)の式により衝突時間τ_NOMを計算する。ダイナミックリミッタ２２ｈは、衝突時間τ_NOMを衝突時間上限値τ_MAXと衝突時間下限値τ_MINにより制限して下限目標衝突時間τ^* _-を計算する。目標衝突時間選択部２２ｉは、ＶR＜０のときにτ^* _-を目標衝突時間τ^*とし、ＶR＞０のときにτ^* ₊を目標衝突時間τ^*とする。相対加速度制限値計算部２２ｊは、目標衝突時間τ^*と車間距離Ｄに基づき、相対加速度制限値を{2(ＶRτ^*＋Ｄ)}/τ^*2の式により計算する。先行車加速度補償部２２ｊは、自車車速Ｖoと相対速度ＶRを入力し、先行車が一定減速から停車すると仮定して先行車加速度補償値Ａ_COMPを計算する。加算器２２ｍは、相対加速度制限値計算部２２ｊからの相対加速度制限値と、先行車加速度補償部２２ｊからの先行車加速度補償値Ａ_COMPと、を加算することにより加速度制限値Ａ^* _TCCを求める。なお、他の構成は、実施例１と同様であるので、説明を省略する。

次に、作用を説明する。
実施例２では、加速度制限値Ａ^* _TCCを計算するとき、先行車の車速と自車の車速の何れもマイナス車速を許容して先行車の位置と自車の位置を計算する。
即ち、この加速度制限値計算部２２’では、負の車速を許容することで、自車と先行車は共に２次関数の位置プロファイルとなるため、車間距離Ｄも２次関数となる。そして、自車車速Ｖo、車間距離Ｄ、相対速度ＶRのみから予測計算を行い、車間距離Ｄが負とならないような相対加速度による加速度制限値Ａ^* _TCCを導出することで、簡略化した演算になる。このように、自車と先行車の位置計算において、マイナス車速（＝後退）を許容することで、自車と先行車の位置プロファイルが単純な２次関数となるため、計算が容易になる。なお、他の作用は、実施例１と同様であるので、説明を省略する。

次に、効果を説明する。
実施例２における車間距離制御方法と車間距離制御装置にあっては、下記の効果が得られる。

(7) 加速度制限値Ａ^* _TCCを計算するとき、先行車の車速と自車の車速の何れもマイナス車速を許容して先行車の位置と自車の位置を計算する（図７）。
このため、上記(1),(2),(4),(5),(6)の効果に加え、マイナス車速を許容することで自車と先行車の位置プロファイルが単純な２次関数となり、自車と先行車の位置計算を簡略化することができる。

以上、本開示の車間距離制御方法と車間距離制御装置を実施例１及び実施例２に基づき説明してきた。しかし、具体的な構成については、これらの実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。

実施例１，２では、加速度制限値Ａ^* _TCCを計算するとき、計算開始時点から先行車が一定減速度で減速して停車すると仮定し、自車が先行車に衝突するまでに要する衝突時間を計算する例を示した。しかし、加速度制限値を計算するとき、具体的な先行車の減速運動について、走行状況を判断し、走行状況に応じて異なる減速運動に切り替えるような例としても良い。

実施例１，２では、加速度制限値Ａ^* _TCCとは別に定常状態目標加速度Ａ^* _ACCを計算し、自車の加速度を制限するとき、自車の最終的な目標加速度Ａ^*として、定常状態目標加速度Ａ^* _ACCと加速度制限値Ａ^* _TCCのうち、小さい値を選択する例を示した。しかし、加速度制限値とは別に定常状態目標加速度を計算せずに、加速度制限値が計算されたときだけ、自車の加速度を加速度制限値により制限するような例であっても良い。

実施例１では、本開示の車間距離制御方法と車間距離制御装置を、自車と先行車との車間距離が目標車頭時間になるように自車の自動的な加減速制御を実行する車間距離制御車両に適用する例を示した。しかし、本開示の車間距離制御方法と車間距離制御装置は、自動ブレーキ制御を含む車間距離支援車両や車間距離制御を含む自動運転車両に対しても適用することができる。要するに、先行車と自車との車間距離を制御する車間距離制御方法と車間距離制御装置であれば適用できる。

１ センサ
２ コントローラ
２１ 定常状態目標加速度計算部
２２，２２’ 加速度制限値計算部
２３ 加速度選択部
２４ ダイナミックリミッタ
３ アクチュエータ

Claims (4)

1. 先行車と自車との車間距離を制御する車間距離制御方法において、
   先行車が減速運動をすると仮定した上で、自車が先行車に衝突するまでに要する衝突時間が閾値以下となる自車の加速度制限値を計算し、
   自車の加速度を、前記加速度制限値により制限し、
   前記加速度制限値を計算するとき、計算開始時点から先行車が一定減速度で減速して停車すると仮定し、かつ、自車が様々な加減速度により走行すると仮定し、自車の様々な加速度目標値に対して先行車へ衝突するまでの時間の点を繋いだ時間関数を求め、
   前記時間関数と前記衝突時間の閾値との交点を、自車加速度として許容する前記加速度制限値とする
   ことを特徴とする車間距離制御方法。
2. 請求項１に記載された車間距離制御方法において、
   前記加速度制限値を計算するとき、先行車までの衝突時間の閾値を、自車車速が高車速であるほど長い時間による値に設定する
   ことを特徴とする車間距離制御方法。
3. 請求項１又は２に記載された車間距離制御方法において、
   自車と先行車との車頭時間を一定にする制御により定常状態目標加速度を計算し、
   前記自車の加速度を制限するとき、自車の最終的な目標加速度として、前記定常状態目標加速度と前記加速度制限値のうち、小さい値を選択する
   ことを特徴とする車間距離制御方法。
4. 先行車と自車との車間距離を制御するコントローラを備える車間距離制御装置において、
   前記コントローラは、
   先行車が減速運動をすると仮定した上で、自車が先行車に衝突するまでに要する衝突時間が閾値以下となる自車の加速度制限値を計算し、
   自車の加速度を、前記加速度制限値により制限し、
   前記加速度制限値を計算するとき、計算開始時点から先行車が一定減速度で減速して停車すると仮定し、かつ、自車が様々な加減速度により走行すると仮定し、自車の様々な加速度目標値に対して先行車へ衝突するまでの時間の点を繋いだ時間関数を求め、
   前記時間関数と前記衝突時間の閾値との交点を、自車加速度として許容する前記加速度制限値とする
   ことを特徴とする車間距離制御装置。