JPH04170605A - 車両用走行制御装置 - 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］ 本発明は車両用走行制御装置、特に自車両の走行状態を
自車両の総重量に応じて制御し、前方を両に自動追従さ
せる車両用走行制御装置に関する。

［従来の技術］ 最近、乗員の保護や運転操作の容易化を主目的として車
両にレーダ装置を搭載して前方車両との車間距離や相対
速度を常時監視し、危険度に応して自車両の加減速を行
う走行制御装置が開発されている。

このような走行制御装置の一例として実開昭５９−１８
２７０４号公報に開示された車両走行制御装置がある。

この装置においては、定速走行指令手段の作動時であっ
て加減速率制御手段が車間距離検出装置の検出出力から
車間距離が安全車間距離算出手段にて算出された安全車
間距離を越えているときには、自車両の車速を車速設定
手段の作動により車速検出手段の検出出力に基づいて設
定された車速に調整する加速率または減速率を算出し、
また、車間距離が安全車間距離より短いときには自車両
の車速を車間距離に応じた車速に調整する加速率または
減速率を算出するものである。

そして、このようにして算出された加速率または減速率
に応じてスロットルバルブ開度制御手段を介して車速制
御している際に、変化判断手段が車間距離検出装置の出
力からこの車間距離検出装置に検出範囲内に先行車がい
なくなったことを検出したときに車速保持手段の駆動に
より車速を現在の車速に保持させるものである。

〔発明が解決しようとする課題］ このように、従来の車両走行制御装置では、車間距離が
安全車間距離より短いときには自車両の車速を車間距離
に応じた車速に調整するように加減速制御を行うもので
あるが、例えば乗員数や荷物の増減によって車両重量が
変化した場合、このように車間距離のみに基づいてフィ
ードバック制御を行っていたのでは、ドライバビリティ
が悪化してしまう問題があった。

すなわち、同一車間距離であっても車両重量が小なる時
と大なる時とでは同一駆動トルクに対する加減速応答性
が異なり、従って、車両重量が小なる時の制御ゲインで
車速をフィードバック制御すると、車両重量が大なる場
合では応答性が悪くなり目標値に短時間に到達すること
ができない問題があった。

本発明は上記従来の課題に鑑みなされたものであり、そ
の目的は、乗員数や荷物量の増減に伴なう車両重量の変
化をも考慮して運転者の実際の運転操作感覚に合致した
最適な自動追従走行を可能とする車両用走行制御装置を
提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明に係る車両用走行制
御装置は、前方車との車間距離、相対速度及び前方車と
自車との走行方向の偏位を示す相対位置を検出するスキ
ャン型レーザレーダ装置と、自車の走行速度を検出する
車速センサと、自車の操舵角を検出する操舵角センサと
、自車の重量を検出する重量センサと、前記レーザレー
ダ装置、車速センサ及び操舵角センサからの検出信号に
基づき危険度指数を算出する危険度算出手段と、この危
険度算出手段で算出された危険度指数に基づき前方車と
自車との適正車間距離を算出する適正車間距離算出手段
と、この適正車間距離算出手段で算出された適正車間距
離及び前記重量センサにて検出された重量に基づき自車
の加減速制御量を算出する適正車速操作量制御手段とを
具備することを特徴としている。

〔作用］ 本発明はこのような構成を有しており、危険度を評価す
るパラメータとして、前方車との車間距離、相対速度、
及び自車速のみを用いるのではなく、前方車との走行方
向の偏位を示す相対位置並びに自車の操舵角をも加味し
て評価することにより、より実際の運転感覚に近い危険
度評価を行う事ができる。すなわち、前方車との車間距
離、相対速度、自車速か同一でも、前方車と自車との相
対位置がゼロでなく、かつ自車の操舵角がこの相対位置
と同一方向でない、つまり自車の走行方向が前方車から
離れていく場合には危険度を小さく評価することにより
実際の運転者が感じるであろう危険度により適合させる
ことができる。

そして、この危険度に基づいて適正車間距離を算出し、
この適正車間距離に自車を維持するために自車速を制御
するが、本発明においては自車の重量に応じて操作量を
制御することにより、応答性の悪化を防ぎ最導な自動追
従を可能とするのである。

［実施例］ 以下、図面を用いながら本発明に係る車両用走行制御装
置の好適な実施例を説明する。第１図は本実施例の構成
ブロック図である。図において、自車に搭載されたスキ
ャン型レーザレーダ装置２０は所定のパルス間隔でレー
ザ光を照射しつつ自車前方をスキャンする。スキャンさ
れたレーザ光は自車の前方を走行する前方車によって反
射され、その反射レーザ光を受光することにより前方車
との車間距離、相対速度及び前方車と口車の走行方向の
偏位を表す相対位置が検出される。

一方、自車の走行速度は車速センサ２２により検出され
、また口車の操舵角はポテンシオメータ等を利用した操
舵角センサ２４により検出される。

更に、自車の重量を検出する歪量センサとして自車の車
高を検出する車高センサ２５がボディとサスペンション
の間に設けられる。第２図に本実施例で用いた車高セン
サ２５の斜視図を示す。ボディとタイヤの相対運動はリ
ンク２５ｇを介してシャフト２５ｂの回転運動に変換さ
れる。シャフト２５ｂにはスリット板２５ｃが同軸上に
取り付けられており、このスリット板２５ｃを挾むよう
にフォトインクラブタ２５ｄが設けられている。

ここで、車両重量に応じてボディとタイヤの位置関係が
変化すると、この位置関係に応じた量だけリンク２５ａ
が回転し、フォトインタラプタ２５ｄがスリット板２５
ｃにより遮光されたりされなかったりする。このＯＮ、
ＯＦＦにより口車の重量を検出することができる。

そして、レーザレーダ装置２０、車速センサ２２、操舵
角センサ２４によって検出された車間距離、相対速度、
相対位置、自車速及び操舵角は危険度算出手段２６に送
られる。危険度算出手段２６は送られてきた各検出信号
をパラメータとしてファジィ推論を行い、運転者の感覚
に合致した危険度を指数で算出する。以下、この危険度
算出手段２６で行われるファジィ推論を第３図乃至第５
図を用いて詳細に説明する。

第３図はレーザレーダ装置２０、車速センサ２２及び操
舵角センサ２４から送られてくる各パラメータを評価す
る評価基準を示したものである。

図に示すように、自車速、車間距離には３つの評価基準
Ｓ（Ｓｍａｌｌ：小さい）　、Ｍ　（Ｍｉ　ｄｄ］ｅ：
中位）、Ｂ（Ｂｉｇ：大きい）を割当て、相対位置、操
舵角には評価基準Ｌ（Ｌｅｆｔ：左）、ＺｃＺｅｒｏ：
ゼロ）、Ｒ（Ｒｉｇｈｔ　：右）を割当てている。また
、相対速度にはＮ（Ｎｅｇａｔｉｖｅ：負）、Ｚ（Ｚｅ
ｒｏ：ゼロ）、Ｐ　（Ｐｏｓ　ｉ　ｔ　ｉｖｅ　：正）
を割当てている。さらに、算出すべき出力の危険度には
４つの評価基準ＶＳ　（Ｖｅ　ｒｙＳｍａ　ｌ　１　：
極めて小さい）、Ｓ（Ｓｍａｉｌ：小さい）　、Ｍ　（
Ｍｉｄｄ　ｌｅ　：中位）、Ｂ（Ｂｉｇ：大きい）を割
当てている。

第４図はこのように各パラメータに割当てた評価基準に
よって表現したファジィ制御則を示す。

このファジィ制御則は運転者の感覚に合致したルールを
採用したものであり、例えば図中１段目は「もし自車速
がＢ（大きい）かつ相対速度がＮ（負）かつ車間距離が
Ｓ（小さい）かつ相対位置がＺ（ゼロ）かつ操舵角がＺ
（ゼロ）であるならば危険度はＢ（大きい）」 なるルールを表しており、図中３段目は、「もし自車速
がＢ（大きい）かつ相対速度がＮ（負）かつ車間距離が
Ｓ（小さい）かつ相対位置がＬ（左）かつ操舵角がＲ（
右）であるならば危険度はＳ（小さい）」 なるルールを表している。

このように、自車速、相対速度、車間距離が同一でも相
対位置、操舵角によって危険度を実際の感覚に合うよう
に評価することにより、後述のごとくより最適な危険度
評価が可能となるのである。

第５図は各パラメータに割当てた評価基準のメンバーシ
ップ関数を示したものであり、第５図（Ａ）は自車速の
Ｓ（小さい）、Ｍ（中位）、Ｂ（大きい）のメンバーシ
ップ関数を、第５図（Ｂ）は相対速度のＮ（負）、Ｚ（
ゼロ）、Ｐ（正）のメンバーシップ関数を、第５図（Ｃ
）は車間距離のＳ（小さい）、Ｍ（中位）、Ｂ（大きい
）のメンバーシップ関数を、第５図（Ｄ）は相対位置の
しく左）、Ｚ（ゼロ）、Ｒ（右）のメンバーシップ関数
を、第５図（Ｅ）は操舵角のしく左）、Ｚ（ゼロ）、Ｒ
（右）のメンバーシップ関数を、そして第５図（Ｆ）は
危険度のＶＳ（極めて小さい）、Ｓ（小さい）、Ｍ（中
位）、Ｂ（大きい）のメンバーシップ関数をそれぞれ表
している。周知のごとく、メンバーシップ関数とはある
物理量が人間の感覚に当てはまる度合いを示すものであ
り、例えば第５図（Ａ）の自車速のメンバーシッブ関数
では、自車速か５０Ｋｍ／ｈであるときには各評価基準
の度合いが、 Ｓ（小さい）−Ｂ（大きい）−〇 Ｍ（中位）−０，７５ となり、自車速５０　Ｋ　ｍ　／　ｈは運転者の感覚で
は０．７５の度合いて中位のスピードと判断される事を
示している。

さて、危険度算出手段２６はレーザレーダ装置２０、車
速センサ２２、操舵角センサ２４から送られてきた各パ
ラメータの値を入力してこれらのメンバーシップ関数よ
りその評価基準の度合いを求める。例えば、 自車速＝１００Ｋｍ／ｈ 相対速度−−５０Ｋｍ／ｈ 車間距離−２５ｍ 相対位置−−２ｍ 操舵角−４５ｄｅｇ なる検出値のときは、メンバーシップ関数より、自車速
： Ｓ　−Ｍ−０ Ｂ−１，０ 相対速度： ｐ−ｚ−。

Ｎ−０，５ 車間距離： Ｓ−０，２ Ｍ−０，２ 相対位置： Ｒ−Ｚ鞠０ Ｌ−１，０ 操舵角： Ｌ−Ｚ詭０ Ｒ−１，０ なる度合いとなる。

そして、この度合いより基本ルールである第４図のファ
ジィ制御則の満足度を評価する。すなわち、前述の例に
おいては、第４図第３段目のルールに対して、 自車速がＢの度合い−１，０ 相対速度がＮの度合い−０，５ 車間距離がＳの度合い−０，２ 相対位置がＬの度合い−１，０ 操舵角がＲの度合い−１，０ となり、このルールの条件部の満足度は、結局１、ＯＸ
ｏ、５ＸＯ，２Ｘ１．ＯＸＩ、０麿０，１ となる。そして、このルールの結論部である危険度がＳ
のメンバーシップ関数にこの条件部の満足度を乗じてメ
ンバーシップ関数を満足度に応じて補正する。

このような操作を第４図のすべてのファジィ制御則につ
いて行って満足度に応じて結論部のメンバーシップ関数
を補正し、これら補正されたメンバーシップ関数の論理
和をとる。そして、この論理和の重心を算出することに
より運転者の感覚に合致した危険度を算出することがで
きる。

危険度算出手段２６にて算出された危険度は、次に適正
車間距離算出手段２８に送られる。適正車間距離算出手
段２８は送られてきた危険度指数及びレーザレーダ装置
２０からの相対速度、並びに車速センサ２２からの自車
速を用いて前方車と自車との適正な車間距離を算出する
。すなわち、まず、相対速度Ｖ「及び自車速Ｖより次式
に従って前方車に衝突せずに停止できる基準車間距離Ｌ
ｏを求める。

Ｌｏ−ＶＸｒ＋　（Ｖｓ”−Ｖ−）／２ａＶｓ−Ｖ十Ｖ
ｒ 但し、自車の空走時間をτ、減速度をαとした。

そして、この基準車間距離Ｌｏを危険度算出手段２６に
よって算出された危険度指数りによって補正し適正車間
距離りを算出する。

Ｌ−ＧＩＸ　（１＋Ｄ）ＸＬ。

但し、車間距離ゲインをＧｌとした。

そして、算出された適正車間側＃ｌＬは適正車速操作量
制御手段３０に送られる。この適正車速操作量制御手段
３０では送られてきた適正車間距離に基づいて、適正車
速にするためにスロットルアクチュエータ３２、ブレー
キアクチュエータ３４に指令を送るべき補正量を危険度
算出手段２６と同様にファジィ推論により算出する。

第６図は第３図と同様にファジィ推論に用いられる各パ
ラメータの評価基準を示したものである。

適正車間距離とともに適正車速操作量制御手段３０に送
られる自車速並びに相対速度は第３図と同様の３つの評
価基準Ｓ、Ｍ、Ｂ及びＮ、Ｚ、Ｐを割当てている。また
、車間距離差は適正車間距離と実際の車間距離との差を
表しており、このパラメータに対してはＮ（Ｎｅｇａｔ
ｉｖｅ：適正車間距離より短い）、Ｚ（Ｚｅｒｏ：適正
車間距離）、Ｐ　（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ：適正車間距離よ
り長い）を割当てている。

更に、本実施例では車高センサ２５にて検出された車両
重量ｇｔに対しては３つの評価基準Ｓ（Ｓｍａ　ｌ　ｌ
　：小さい）、Ｍ（Ｍｉｄｄｌｅ：中位）、Ｂ（Ｂｉｇ
：大きい）を割り当てている。

また、出力である操作補正量に対しては評価基準ＮＲａ
　Ｓ　（かなり小さく減速）、ＮＳ（小さく減速）、Ｎ
Ｒｅ５（比較的小さく減速）　、ＮＲｅＢ（比較的大き
く減速）　、ＮＢ　（大きく減速）、ＮＲａ　Ｂ　（か
なり大きく減速）、Ｚ（現車速維持）、ＰＲａＳ（かな
り小さく加速）、ＰＳ（小さく加速）、ＰＲｅＳ（比較
的小さく加速）、ＰＲｅＢ（比較的大きく減速）、ＰＢ
（大きく加速）、ＰＲａＢ（かなり大きく加速）を割り
当てている。

第７図はこのように各パラメータに割当てた評価基準に
よって表現したファジィ制御則を示す。

このファジィ制御則も第４図と同様に運転者の感覚に合
致したルールを採用したものであり、例えば図中１段目
は 「もし自車速がＢ（大きい）かつ車間距離差かＮ（適正
車間距離より短い）かつ相対速度がＮ（負）かつ車両重
量がＢ（大きい）であるならば操作補正量がＮＲａ　Ｂ
　（かなり大きく減速）」なるルールを表し、図中３段
目は 「もし自車速がＢ（大きい）かつ車間距離差がＮ（適正
車間距離より短い）かつ相対速度がＮ（負）かつ車両重
量がＳ（小さい）であるならば操作補正量がＮＲｅ　Ｂ
　（比較的小さく減速）」なるルールを表している。

第８図はこれらのルールの満足度を評価するために用い
た各評価基準のメンバーシップ関数を示したものであり
、第８図（Ａ）は自車速のＳ、Ｍ。

Ｂのメンバーシップ関数を、第８図（Ｂ）は相対速度の
Ｎ、Ｚ、Ｂのメンバーシップ関数を、第８図（Ｃ）は車
間距離差のＮ５ＺＳＰのメンバーシップ関数を、そして
第８図（Ｄ）は車両重量のＳ、Ｍ、Ｂのメンバーシップ
関数を、第８図（Ｅ）は操作補正量のＮＲａ　Ｂ５ＮＢ
５ＮＲｅ　Ｂ。

ＮＲｅ　Ｓ、、ＮＳ、ＮＲａ　Ｓ、ＺＳＰＲｅ　Ｓ、Ｐ
Ｓ。

ＰＲａ　ＳＳ　ＰＲｅ　Ｂ、ＦＢ、ＰＲａ　Ｂのメンバ
ーシップ関数をそれぞれ表している。

操作補正量を算出する際には、まず各パラメータの度合
いを求める。例えば車両重量が１３００Ｋｇで車間距離
差が一５０ｍ、すなわち適正車間距離より５０ｍ短かい
ときには、自車速−１００Ｋ　ｍ　／　ｈ　、相対速度
−一５０ｍであることを考えると、メンバーシップ関数
より、 自車速： Ｓ−〇 Ｍ−０，２ Ｂ−１，０ 車間距離差。

−Ｚ−Ｑ Ｎ−１，０ 相対速度： Ｎ−Ｚ−０，５ 車両重量ニ −５−Ｏ Ｂ−１，０ なる度合いとなる。すると、第７図のファジィ制御則に
おける第１段目のルールに対しては、自車速がＢの度合
い　　−１，０ 車間距離差がＮの度合い−１，０ 相対速度がＮの度合い　−０，５ 車両重量がＢの度合い　−１，０ となり、このルールの条件部の満足度は、１、、ＯＸｌ
、ＯＸｏ、５Ｘ１．０ −〇、　５ となる。そして、このルールの結論部である操作補正量
がＮＲａ　Ｂ　（かなり大きく減速）のメンバーシップ
関数にこの条件部の満足度を乗じてメンバーシップ関数
を満足度に応じて補正する。

このような操作を第７図のすべてのファジィ制御則につ
いて行い条件部の満足度に応じて結論部のメンバーシッ
プ関数を補正し、これら補正されたメンバーシップ関数
の論理和をとる。そして、この論理和の重心を算出する
ことにより運転者の感覚に合致する操作補正量を算出し
てスロットルアクチュエータ３２及びブレーキアクチュ
エータ３４に指令することができる。

このように、本実施例では車両重量をも考慮して適正車
速操作補正量をファジィ推論により算出して自車速を適
正車速となるように制御することにより、応答性よく、
かつ実際の運転感覚に合致した制御を行うことができる
。

なお、本実施例においては適正車速操作量を車両重量に
応じて変化させたが、例えば第９図に示されるように制
御補正量調整手段３１を設け、第１０図に示されるよう
に乗員重量に応して調整ケインヲ定めてスロットルアク
チュエータ３２及びブレーキアクチュエータ３４に指令
する構成としても良い。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明に係る車両用走行制御装置
によれば運転者の実際の操作感覚に合致して危険度を評
価し、かつ車両重量も考慮して適正な車速に制御するの
で応答性良く最適な追従走行を行うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る車両用走行制御装置の一実施例の
ブロック図、 第２図は同実施例の車高センサ斜視図、第３図は同実施
例の危険度制御パラメータ評価基準を表す表図、 第４図は同実施例の危険度ファジィ制御則を表す表図、 第５図は同実施例のメンバーシップ関数を表すグラフ図
、 第６図は同実施例の操作補正量制御パラメータ評価基準
を表す表図、 第７図は同実施例の操作補正量ファジィ制＃則を表す表
図、 第８図は同実施例のメンバーシップ関数を表すグラフ図
、 第９図は他の実施例の構成ブロック図、第１０図は他の
実施例における乗員重量と調整ゲインの関係を示すグラ
フ図である。 ２０　・・・　レーザレーダ装置 ２２　・・・　車速センサ ２４　・・・　操舵角センサ ２５　・・・　車高センサ ２６　・・・　危険度算出手段 ２８　・・・　適正車間距離算出手段 ３０　・・・　適正車速操作量制御手段３２　・・・　
スロットルアクチュエータ３４　・・・　ブレーキアク
チュエータ車高センサ 第２図 ７フーソイ隼りｔｔＪｐＭｌ 第４図 自転Ｊ−（ｋｍｌｈ）　　　　　　　　　　　　　　　
　　４Ｂｔ−すＪｌｆｌ　（ｋｐｍ／ｈ）（Ａ）　　　
　　　　　　　　　　　　（Ｂ）１卜間Ｅｍ（ｍ）　　
　　　　　　　　　　　　　　　Ｈナナｆｂｌｔｒｎノ
（Ｃ）　　　　　　　　　　　　　　　　（Ｄ）メンバ
ーシツア関ｆダ ｗ５図 ネ桑イ乍判「、正量！１ｆ！甲／シラメークを平（品尊
準第６図 ファジィ制待ｐす１１ 第７図 メンバーシツア関数 ＩＪ！８図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 前方車との車間距離、相対速度及び前方車と自車との走
   行方向の偏位を示す相対位置を検出するスキャン型レー
   ザレーダ装置と、 自車の走行速度を検出する車速センサと、 自車の操舵角を検出する操舵角センサと、 自車の重量を検出する重量センサと、 前記レーザレーダ装置、車速センサ及び操舵角センサか
   らの検出信号に基づき危険度指数を算出する危険度算出
   手段と、 この危険度算出手段で算出された危険度指数に基づき前
   方車と自車との適正車間距離を算出する適正車間距離算
   出手段と、 この適正車間距離算出手段で算出された適正車間距離及
   び前記重量センサにて検出された重量に基づき自車の加
   減速制御量を算出する適正車速操作量制御手段と、 を具備し、自車の重量及び自車の操舵角に応じて走行を
   制御することを特徴とする車両用走行制御装置。