JPH03213438A - 走行制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、先行車との車間距離を最適に保ちながら追
従走行を行なえるようにした走行制御装置に関するもの
である。

〔従来の技術〕

先行車との車間距離を測定し自動速度制御装置を動作さ
せて車間距離を一定の値に保つ走行制御装置は例えば特
公昭５７−２２７７１号公報等で開示されているように
、従来の定速走行制御の応用として考えられたもので、
定速走行制御の速度信号の代わりに車間距離と相対速度
で制御量を演算し、エンジン出力を調整して、先行車と
の車間距離を一定に保つように構成されている。

例えば、車間距離制御の制御量演算は、予め設定した目
標車間距離と、実際に測定した車間距離、この車間距離
測定値の時間変化から求めた自車と先行車との相対速度
を用いて、目標車間距離を維持するのに必要な駆動力を
下記の演算式により算出して行なっている。さらにこの
駆動力を目標スロットル弁開度に変換して、スロットル
弁を駆動することによりエンジン出力を調整して車間距
離を制御する。

駆動力−に１×（目標車間距離−車間距離）十に２×相
相対変　　　　　　・・・ｔａ＋ここでＫｌ、に２は比
例係数である。

〔発明が解決しようとする課題〕

以上のような走行制御装置は先行車及び自車がほぼ定速
で走行中であれば車間距離制御による追従走行が望み通
り行なわれるので、高速道路のような走行条件では車間
距離に細心の注意を払う必要がなくなり運転手の疲労が
軽減されるという効果が期待できる。

しかし、車両の発進時を含めての追従走行という点に関
しては、発進手段、および発進時の先行車と自車の走行
状態を考慮していないため、従来の車間距離制御による
追従走行には問題がある。

例えば発進前の動作を考えれば、停止時の先行車と自車
の車間距離は制御において予め定められた目標車間距離
であることはほとんどはなく、その時々により様々な値
を取り得る。

上記の式（ａｌなどによる従来の車間距離制御方法では
、発進時の車間距離によって駆動力の演算値が異なり、
先行車が発進から加速していく運転状態が同じであって
も、初期の車間距離によって追従車の発進加速の程度が
大きく変わることになる。

特に、初期の車間距離が目標車間距離よりも短い場合、
弐（ａｌにおける目標車間距離と車間距離測定値の差の
効果が先行車の発進時の相対速度による効果よりも大き
く駆動力の演算に寄与するので、先行車は発進している
にもかかわらず自車は発進しない。先行車がさらに進行
し車間距離が開いた時点で自車は発進することになるが
、そのときはすでに先行車の速度が高いため短時間で車
間距離が開く。その後自車は車間距離を測定値にずべく
急加速をすることになる。つまり、発進は非常に応答が
悪く車間距離が見る間に広がり、その後急に加速してい
くという加速度の変化を感じることになり、運転手は著
しい不快感を覚え、また発進後の加速度の連続的上昇に
より運転手は先行車への追突の恐怖感を抱くことにもな
る。

このため、車間距離制御による追従走行は、発進後はぼ
定速走行状態に移行してからしが実現できなかった。従
って、−船道路のように発進、加速、減速、停止が頻繁
にある走行条件の下では、発進後に度々車間距離制御に
よる追従走行を設定する必要があり、運転手の疲労は決
して軽減されなかった。また、設定のし忘れ等があると
、運転手の意志と車両の走行が一致せず危険ですらあっ
た。

この発明は、このような問題点を解消するためになされ
たものであり、車両停止状態から先行車の発進にともな
い自車を発進させ以降車間距離制御による追従走行を行
なうことができ、また先行車が減速、停止するときには
それに従い減速停止でき、発進停止が繰り返される一般
道路等でも追従走行を可能とし運転手の疲労を軽減する
ことのできる走行制御装置を得ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係わる走行制御装置は、先行車との車間距離
および相対速度を測定するための車間距離測定装置と、
自車の走行速度を測定する車速センサと、エンジン出力
を制御するスロットル弁開度制御装置と、ブレーキを制
御するブレーキ制御装置と、上記車間距離測定装置の車
間距離測定値および相対速度に応して先行車との車間距
離が所定値に設定された車間距離制御目標値となるよう
に上記スロットル弁開度制御装置およびブレーキ制御装
置を駆動する駆動手段を備え、上記車速センサの出力信
号により自車が発進状態であるごとを判別し、この発進
状態では上記車間距離測定値が上記所定値より小さい場
合に車間距離制御を上記車間距離測定値によらず相対速
度に応じて行なうようにしたものである。

〔作　用〕

この発明における走行制御装置は、追従走行状態におい
て、コンピュータがその時の自車の走行状態における目
標車間距離を算出し、車間距離測定装置で測定した車間
距離と、この車間距離の時間変化から求めた自車と先行
車の相対速度と、自車の速度から前記目標車間距離を維
持するのに必要な駆動力を所定の演算式により算出し、
エンジン出力に換算し、さらに目標スロットル弁開度に
変換して、スロットル弁開度制御装置を制御することが
できる。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図はこの発明による走行制御装置のブロック図を示すも
ので、図において、２は車間距離測定装置で近赤外光の
り、　Ｅ　Ｄをパルス駆動して先行車に照射し、ＬＥＤ
から所定の距離離れた光位置検出器に先行車からの反射
光を結像させ、その検出位置により三角測量の方法を用
いて車間距離を測定する。ＬＥＤ駆動パルス周期は１０
ｍ５であり測定は１０ｍ５毎に行なわれるが、外乱等に
よる測定誤差を吸収するため測定値を平均化して５０ｍ
５毎に車間距離測定値を出力する。１はコンピュータユ
ニノ１−で、車間距離検出器２の車間距離検出信号の他
に、エンジン３の回転数を検出するエンジン回転センサ
３１、速度検出のために変速機４の出力軸の回転数を検
出する車速センサ４１の信号、そして運転手が追従走行
モードの設定をする追従指令スイッチ７の信号を入力す
る。変速機４は流体結合型のいわゆるトルクコンバータ
を持った自動変速機であるが無段変速機とクラッチを組
み合わせたものでもよい。５はスロットル弁開度制御装
置でありスロットル弁５１とスロットル弁５１の開閉駆
動をするモータ５２より構成されコンピュータユニット
１により制御される。６はブレーキ制御装置でありコン
ピュータユニット１の指令に応じて、エンジンの負圧、
あるいは油圧ポンプを作動させ得られた油圧を用いてブ
レーキ油圧を制御し、車両の減速度を調整する。このブ
レーキ制御装置６は運転手が操作するメインのフレーキ
系と並列に組み込まれ操作時の油圧が高い方が選択され
てブレーキ油圧となるよう構成されている。

一方、追従走行状態において、コンピュータユニット１
がその走行状態における目標車間距離を算出し、車間距
離測定装置で測定した車間距離と、この車間距離の時間
変化から求めた自車と先行車の相対速度と、自車の速度
から上記目標車間距離を維持するのに必要な駆動力を上
記した＋ａｌ弐の演算式により算出し、これをエンジン
出力に換算し、さらに目標スロットル弁開度に変換して
スロットル弁開度制御装Ｗ５を制御する。

駆動力からエンジン出力への換算は一般には駆動力をト
ランスミッションのギヤ比で除すればよいが、トルクコ
ンバータを有した自動変速機を使用する場合にはさらに
トルクコンバータの入出力軸回転数の比をパラメータと
したトルク比で除すれば換算することができる。ここで
トルクコンバータの入力軸回転数はエンジン回転数であ
り、出力軸回転数は自車の速度より求められる。エンジ
ン出力はエンジン回転数とスロットル弁開度で決定され
るので、目標スロットル弁開度は、エンジン回転数とエ
ンジン出力をパラメータとして例えばマツプという形で
記憶されているデータから計算で得ることができる。

先行車が減速し、エンジン出力の低下のみでは目標車間
距離を維持できない場合すなわち上式（ａｌで演算した
駆動力が負に大きい値となった時は、ブレーキ制御装置
を駆動してブレーキ圧を上記駆動力に比例するよう制御
して、減速し目標車間距離を維持する。さらに先行車が
停止した場合は、スロットル弁を閉じることによりエン
ジン出力を最低にして、ブレーキを自車が確実に停止で
きるよう作動させる。

先行車の発進はコンピュータが車間距離測定値の変化か
ら検出し、所定の距離以上先行車が離間したことを確認
した後ブレーキを解除して自車を発進させる。このとき
の駆動力の演算は、車間距離測定値が目標車間距離以上
であれば通常の弐（例えば式（ａ））とし、車間距離測
定値が目標車間距離未満であれば、相対速度のみで駆動
力を決定する下式の演算式を用いてコンピュータで算出
し、目標スロットル弁開度を求め、スロットル弁開度制
御装置を制御して発進させる。

駆動力−に２０×相対速度　　　　　　・・・（ｂｌこ
こでに２０は比例係数である。

再び追従走行が始まり車間距離が目標車間距離以」二に
なれば、上記駆動力の演算式は通常の式例０ えば弐（ａｌに変更される。

次に第２図〜第６図に示したフローチャートを用いて動
作について説明する。コンピュータユニットにおける全
体の演算処理の流れを示すのが第２図である。この演算
処理は車間距離測定毎に、すなわち５０ｍ５毎に行なう
。まずステップ１００で車間距離測定値を読み込みメモ
リに記憶する。

このメモリは過去１０回の測定値を更新記憶できるよう
に構成されており、ＣＰＵ　（中央処理装置、ここでは
図示しない）は随時過去の車間距離測定値を読み出せる
ようになっている。次のステップ１０１では今回の車間
距離測定値と１回前の車間距離測定値の差を求める。こ
の差は演算周期５０ｍ５間の車間距離の変化であるから
、相対速度に相当する値となる。続いて１１０で追従指
令スイッチ７の状態をチエツクし、追従指令スイッチ７
がオフの時にはステップ１５０の通常走行処理を実行し
てステップ２００へ進む。

ステップ１１０で追従指令スイッチ７がオンの時にはス
テップ１２０に分岐し自車が停止してい１す るか、すなわち車速センサ４１の出力する自車の速度が
０であるか否かを判定する。自車が停止している場合は
ステップ１２１へ分岐しステップ１２１で今回の車間距
離測定値と４回前すなわち２００ｍ５以前の車間距離測
定値を比較し、車間距離が１０ｃｍ以上増えた場合先行
車が発進したと判断してステップ１２２へ分岐しステッ
プ１２２では走行モードを発進モードとしステップ１３
０へ進む。ステップ１２１で車間距離に変化がないと判
定された場合はステップ１２３で走行モードを停止モー
ドとしてステップ１３０へ進む。ステップ１２０で自車
が走行中と判定した場合はそのままステップ１３０へ進
む。

ステップ１３０では現在の走行モードか発進モードか判
別し、発進モードの時はステ１．プ１３１で車間距離測
定値を目標車間距離と比較し、車間距離測定値が目標車
間距離以上の時は走行モードを追従モードとする。

次のステップ１４０では走行モードを判定し停止モード
の時ステップ１８０の停止処理を実行し２ てステップ２００へ進む。ステップ１４０で停止モード
以外の時はステップ１４１に進み走行モードが発進モー
ドか否かを判定し、発進モードの時はステップ１７０の
発進処理へそれ以外の時はステップ１６０の追従処理へ
分岐しそれぞれの処理を実行後ステップ２００へと進む
。

次にステップ１５０の通常走行処理を第３図のフローチ
ャートにより説明すると、ステップ１５１でスロットル
弁の目標開度を例えば図示しないアクセルペダルの踏み
込み量に比例した値に設定し、運転手が操作できるよう
にする。ステップ１５２で目標ブレーキ圧をＯに設定し
、運転手のブレーキ操作によってのみブレーキに油圧が
印加されるようにする。従って通常走行モードでは通常
の自動車と一切違いなく運転手は自動車を操作できるよ
うにスロットル弁、ブレーキの制御目標値を設定する。

第４図はステップ１６０の追従処理のフローチャートで
、ここではステップ１６１で目標車間距離、車間距離測
定値、そしてステップ１０１で求３ めた相対速度から上記した式（ａ）によって駆動力を求
める。ステップ１６２で式（ａ）の値を評価し、式ｔａ
）の結果が正の場合ステップ１６３に分岐し目標ブレー
キを０に設定して、ステップ〕６４で弐［ａ）で求めた
駆動力をギヤ比、トルクコンバータトルク比で除するこ
とにより目標エンジン出力を求める。一方、ステップ１
６２で弐＋ａｌの評価結果が負の場合は、ステップ１６
５で駆動力（式（５））の絶対値に係数（Ｋ　ｂｒｋ）
を乗じて目標ブレーキ圧を設定し、ステップ１６６で目
標エンジン出力をＯに設定する。ステップ１６７では、
ステップ１６４あるいはステップ１６６で求められたエ
ンジン出力とエンジン回転数からスロットル弁開度を予
め測定されマツプの形に記憶されているスロットル開度
マツプから補間計算により読み出し目標スロットル弁開
度とする。

第５図はステップ１７０の発進処理のフローチャートで
あり、発進処理では、ステップ１７１でステップ１０１
で求めた相対速度から上記の式（ｂ）によって駆動力を
求める。ステップ１７２では式ｆｂｌの稙を評価し、式
（ｂ）の演算結果が正の場合ステップ１７３に分岐し目
標ブレーキをＯに設定して、ステ、プ１７４で駆動力演
算値をギヤ比、トルクコンバータトルク比で除すること
により目標エンジン出力を求める。ステップ１７２で式
（ｂｌの評価結果が負の場合は、ステップ１７５で駆動
力演算値の絶対値に係数（Ｋ　ｂｒｋｏ）を乗じて目標
ブレーキ圧を設定し、ステップ１７６で目標エンジン出
力を０に設定する。ステップ１７７では、ステップ１７
４あるいはステップ１７６で求められたエンジン出力と
エンジン回転数からスロットル弁開度を予め測定されマ
ツプの形に記ｊｌされているスロットル開度マツプから
補間計算により読み出し目標スロットル弁開度とする。

第６図はステップ１８０の停止処理のフローチャー１・
で、ここではステップ１８１で目標フ゛レーキ圧をブレ
ーキ制御装置６が制御可能な最大ブレーキ圧に設定し、
ステップ１８２で目標スロットル弁開度を０　（全閉）
に設定する。

再び第２図に戻りステップ２００では前の処理５ で設定されたスロットル弁開度になるようにスロットル
弁開度制御装置５のモータ５２を駆動してスロットル弁
５１を調整し、ステップ２１０で演算設定された目標ブ
レーキ圧をブレーキ制御装置６に指令してブレーキ圧を
制御して処理を終了する。

次に上記した演算処理による追従走行の動作例を第７図
〜第９図について説明する。これら各図は目標車間距離
を５（ｍ）に設定し先行車との初期車間距離３（ｍ）の
時、−船釣な発進の状態として先行車が速度０　（ｋｍ
／ｈ）から４０（ｋｍ／ｈ）まで１４秒という一定の加
速度で発進したときの自車速度（第７図）、加速度（第
８図）、車間距離（第９図）を図示したものである。そ
れぞれの図において実線で示した特性がこの発明の実施
例による特性である。またそれぞれの図の中で、−点鎖
線で示した特性は、比較のために従来の車間距離制御に
よる追従走行の発進からの走行例を示したものである。

第７図の速度特性によれば、実線で示したこの６ 発明の実施例の自車速度は、先行車（図中点線で速度を
示す）が発進した後、約１秒後に発進しほぼ直線的に速
度を上昇させ、先行車の速度に追従している。これに対
し一点鎖線で示した従来例では先行車発進後約１．２秒
後に発進し始めのうちは速度の上昇が鈍くその後急激に
速度が上昇する特性が出ている。

第８図の加速度特性では、実線で示したこの発明の実施
例の加速度は、先行車（図中点線で加速度を示す）が発
進した後、約１秒後に先行車の加速度よりも若干高い加
速度を示し、その後先行車の加速度と大きな差もなく追
従する。−点鎖線で示した従来例では先行車発進後約１
．２秒後に徐々に加速度が上昇し先行車発進後約３秒の
時点で最大の加速度を示し、この発明の実施例の最大の
加速度を上回る。第８図はこの発明の実施例の方が従来
例より先行車の加速状態に近いことを示している。この
従来例のような発進後に加速度が増していく特性は運転
手に先行車への追突の恐怖感を与えかねない。この発明
の実施例では発進後の加７ 速度の差が小さいので上記のような恐怖感を運転手に与
えることはない。

第９図の車間距離特性によれば、実線で示したこの発明
の実施例の車間距離は発進後徐々に開いて行くのに対し
、−点鎖線で示した従来例では車間距離の変化が速く発
進後すぐに車間距離が開いてしまう。このような発進後
急激に車間距離が離れる特性は運転手にとって一瞬追従
走行の失敗窓を抱かせる。

上記のように従来に比べ優れた追従特性を有するこの発
明の実施例での発進、停止の繰り返される走行時の処理
の流れを説明すれば、車両停止時にはステップ１８０の
停止処理で停止し、先行車が発進すると車間距離が目標
車間距離未満ではステップ１７０の発進処理で発進し発
進時の加速度は式（ｂｌで演算する駆動力によって設定
されるため速度の上昇が一様で、先行車に急激に車間距
離を離されることなく追従を開始できる。車間距離が目
標車間距離になればステップ１６０で従来と同様の式ｆ
ａｒで追従走行をする。先行車が停止すると８ ステップ１６０の追従処理内で自動的にブレーキがかか
り車両は停止状態となる。再び、先行車が発進すると１
７０以下の処理が繰り返されるので一般道路のような発
進、停止の繰り返される走行状態でも追従走行ができる
。また、発進モードで車間距離が目標車間距離未満の状
態で例えば先行車が減速停止しても、ステップ１７０の
発進処理でブレーキが作動するため自車は停止し、追突
することはない。

さらに発進モードでの目標ブレーキ圧演算の係数（Ｋ　
ｂｒｋｏ）を追従走行時の目標ブレーキ圧演算の係数（
Ｋ　ｂｒｋ）より大きな値とすることにより先行車が発
進直後に急制動をするといった極端な運転をした場合に
も余力をもって制動ができ、安全性を増すことができる
。

なお、上記実施例では駆動力からエンジン出力、そして
目標スロットル弁開度といった一連の演算でエンジンの
出力調整をしたが、簡易的に車間距離、相対速度、自車
の速度から直接スロットル弁開度を演算する方法を用い
ても上記実施例と同様９ の効果が得られる。

〔発明の効果〕

以上説明したようにこの発明によれば、車間距離制御に
よる追従走行において、発進時の車間距離が目標車間距
離未満のときは、駆動力の演算を先行車との相対速度で
行なうようにしたので、発進から滑らかに先行車を追従
することが可能となり、この結果、従来のように運転者
に追従できるかどうかの不安感や、先行車への追突の恐
怖感を与えることもなく、しかも、発進、走行、停止の
頬繁にくり返される一般道路での追従走行が可能となる
。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による走行制御装置のブロ
ック図、第２図〜第６図はこの発明の詳細な説明するだ
めの各々のフローチャート図、第７図〜第９図は速度、
加速度および車間距離の各特性図である。 １・・・コンピュータユニット、２・・・車間距離測定
装置、３・・・エンジン、４・・・自動変速機、５・・
・スロ０ ソトル弁開度制御装置、６・・・ブレーキ制御装置、３
１・・・エンジン回転センサ、４１・・・車速センサ、
５１・・・スロットル弁、５２・・・モータ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 先行車との車間距離および相対速度を測定するための車
   間距離測定装置と、自車の走行速度を測定する車速セン
   サと、エンジン出力を制御するスロットル弁開度制御装
   置と、ブレーキを制御するブレーキ制御装置と、上記車
   間距離測定装置の車間距離測定値および相対速度に応じ
   て先行車との車間距離が所定値に設定された車間距離制
   御目標値となるように上記スロットル弁開度制御装置お
   よびブレーキ制御装置を駆動する駆動手段を備え、上記
   車速センサの出力信号により自車が発進状態であること
   を判別し、この発進状態では上記車間距離測定値が上記
   所定値より小さい場合に車間距離制御を上記車間距離測
   定値によらず相対速度に応じて行なうことを特徴とする
   走行制御装置。