JPH03217341A - 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
上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． 駆動力一Ｋ１×（目標車間距離一車間距ｗｓ）十Ｋ２×
相対速度　　　　　　・・・（ａｌここでＫｌ，Ｋ２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遣
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、式（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すぺ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、発道後ほぼ
定速走行状態に移行してからしか実現できなかった．従
って、一般道路のように発進５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敗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じて先行車との車間距
離が所定の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、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１Ｉ目標値を上記車間距離測定値としたこ
とを特徴とする．〔作　用〕 この発明における走行制御装置は、違従走行状態におい
て、コンビ二一タがその時の自車の走行状態において予
め車間距離設定値を算出し目標車間距離として、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
ＬＥＤ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１０−３で
あり測定は１０ｍｓ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５０ｍｓ毎に
車間距離測定値を出力する．ｌはコンピュータユニット
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４ｌの信号、そして運転手が遍従走行モードの
設定をする違従指令スイッチ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５ｌ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ｌの指令
に応じて、エンジンの負圧、あるいは油圧ボンブを作動
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ブ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
がその時の自車の走行状態において予め車間距離設定値
を夏出し、これを目標車間距離として車間距離測定装置
で測定した車間距離と、この車間距離の時間変化から求
めた自車と先行車との相対速度と、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式
＋ａ）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
ル弁開度制御装置５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ップという形で
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ｆａｔ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、スロン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ビ二一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
の駆動力の演算では、車間距離測定値が上記車間距離設
定値未満の時には発進モードとして目標車間距離を上記
車間距離設定値から車間距離測定値に変更し駆動力を式
（ａｌで求める． 発進時車間距離が上記車間距離設定値以上であるか、あ
るいは発進後車間距離が上記車間距離設定値以上になれ
ば、通常の追従モードとして、以降停止するまで目標車
間距離を上記車間距離設定値にして駆動力の演算を式（
ａｌで行なう．次にこの発明の動作を第２図〜第５図に
示したフローチャート図について説明する。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５０ｍｓ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５
０＋ｍｓ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で追従指令スイノチ７の
状態をチェックし、追従指令スイッチ７がオフの時には
ステノブ１５０の通常走行処理を実行してステップ２０
０へ進む。

ステップ１１０で追従指令スイノチ７がオンの時にはス
テソプ１２０に分岐し自車が停止しているか、すなわち
車速センサ４１の出力する自車の速度がＯ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２００ｍｓ以前の車間距離測定値を比較し、
車間距離が１０１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１３０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１８０の停止処理を実行してステップ２００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、発進モードでないときはステップ１６０の追従処
理へ進み、ステップ１３０で発進モードと判別された時
はステップ１３１で車間距離測定値を予め算出されてい
る車間距離設定値と比較し、車間距離測定値が車間距離
設定値未満の時はステップ１３２で目標車間距離を車間
距離測定値としステップ１６０へ進む．ステップ１３１
で車間距離測定値が車間距離設定値以上と判定された時
はステップ１３３で走行モードを追従モードとしステッ
プ１３４で目標車間距離を車間距離設定値としてステッ
プ１６０の追従処理へ進む。

ステップ１６０の追従処理を示すのが第４図のフローチ
ャートで、ここではステソブ１６１で先にステップ１３
２あるいはステップ１３４で決定された目標車間距離、
車間距離測定値、そしてステップ１０１で求めた相対速
度から式（８）によって駆動力を求める。ステップ１６
２で弐ｆａ）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１６４で式（ａｌ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、ステソプ１６２で式（ａｌの評
価結果が負の場合は、ステップ１６５で駆動力（式（ａ
））の絶対値に係数（　Ｋ　ｂｒｋ）を乗して目標ブレ
ーキ圧を設定し、ステップ１６６で目標エンジン出力を
０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ソトル弁間度を予め測定されマップ
の形に記憶されているスロットル開度マップから補間計
算により読み出し目標スロットル弁開度とする。ステッ
プ１６０の処理を実行した後はステップ２００へと進む
． 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でスロソトル弁の
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５図はステソプ１８０の停止処理のフローチャートで
、ここではステップ１８１で目標フ゛レーキ圧をブレー
キ制′４Ｂ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Ｏ（全閉）
に設定する。

再び第２図に戻りステノプ２００では前の処理で設定さ
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、ステノプ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
、演算処理を終了する。

次に上記した演算処理による追従走行の動作例を第６図
〜第８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＃　３　（
ｍ）の時、一般的な発進の状態として先行車が速度０（
ｋｍ／ｈ）から４０（ｋｓ／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６図）、加速度
（第７図）、車間距離（第８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６図の速度特性によれば、実線で示したこの発明の実
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７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違
従する．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７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惑を与えかねない．この発明
の実施例では発進後の加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８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
、一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
走行の失敗感を抱かせる。

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車間
距離設定値未満では目標車間距離が車間距離測定値に設
定されステノプ１６０の追従処理で発進し発進時の加速
度は式ｆａｔで演算されるが駆動力演算における初期の
車間距離に依存する項が等価的に０となり駆動力が相対
速度の項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． 車間距離が車間距離設定値以上になれば目標車間距離を
車間距離設定埴としてステップ１６０で追従走行をする
．先行車が停止するとステップ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再びステップ１８０以降の処理が繰
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１６０の追従処理内でブレー
キが作動するため自車は停止し、逼突することはない。

なお、上記実施例では駆動力からエンジン出力、そして
目標スロソ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予め求めら
れた車間距離設定値未満のときは目標車間距離を上記車
間距離設定値から車間距離測定値に変更するように構成
したので、駆動力の演算値が発進初期の車間距離による
影響を受けずに発進から滑らかな追従走行が可能となり
、この結果、従来のように運転者に先行車を追従できる
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，停止の頻繁にくり返
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５図はこの発明の動作を説明するた
めの各々のフローチャート図、第６図〜第８図は速度，
加速度および車間距離の各特性図である．

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の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、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目標値を上記車間距
   離測定値としたことを特徴とする走行制御装置。