JPH0747862A - 自動車の走行制御装置 - Google Patents
自動車の走行制御装置Info
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- JPH0747862A JPH0747862A JP19442493A JP19442493A JPH0747862A JP H0747862 A JPH0747862 A JP H0747862A JP 19442493 A JP19442493 A JP 19442493A JP 19442493 A JP19442493 A JP 19442493A JP H0747862 A JPH0747862 A JP H0747862A
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- inter
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 スロットル開度制御をトルク指令により行
う。 【構成】 自車と先行車との間の車間距離と、自車車速
Ｖa に設定時間を乗算して得た目標車間距離との差であ
る車間距離誤差を求め、車間距離誤差に応じた補正速度
を求める。一方、車間距離の時間当りの変化から自車に
対する先行車の相対速度を求め、相対速度に自車車速Ｖ
a を加えて先行車車速を求める。この先行車車速に補正
速度を加えて目標車速Ｖ0 を得る。スロットル制御部１
０７は、自車車速Ｖa が目標車速Ｖ0 となるのに必要な
エンジン出力トルクを示す目標トルクＴ0 を演算し、こ
の目標トルクＴ0 に対応したスロットル指令Ｓ0 を出力
する。スロットルアクチュエータ３は、トルク指令であ
るスロットル指令Ｓ0 で指令されたスロットル開度とな
るようにスロットルを作動する。
う。 【構成】 自車と先行車との間の車間距離と、自車車速
Ｖa に設定時間を乗算して得た目標車間距離との差であ
る車間距離誤差を求め、車間距離誤差に応じた補正速度
を求める。一方、車間距離の時間当りの変化から自車に
対する先行車の相対速度を求め、相対速度に自車車速Ｖ
a を加えて先行車車速を求める。この先行車車速に補正
速度を加えて目標車速Ｖ0 を得る。スロットル制御部１
０７は、自車車速Ｖa が目標車速Ｖ0 となるのに必要な
エンジン出力トルクを示す目標トルクＴ0 を演算し、こ
の目標トルクＴ0 に対応したスロットル指令Ｓ0 を出力
する。スロットルアクチュエータ３は、トルク指令であ
るスロットル指令Ｓ0 で指令されたスロットル開度とな
るようにスロットルを作動する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は自動車の走行制御装置に
関するものである。更に詳述すると、自車の車速に応じ
た目標車間距離を保った状態で先行車を追尾しつつ走行
する際に、エンジン出力をコントロールするスロットル
の開度を、トルク指令に応じて制御するようにしたもの
である。
関するものである。更に詳述すると、自車の車速に応じ
た目標車間距離を保った状態で先行車を追尾しつつ走行
する際に、エンジン出力をコントロールするスロットル
の開度を、トルク指令に応じて制御するようにしたもの
である。
【０００２】
【従来の技術】自動車の運転操作を軽減するために、定
速走行装置が実用化され、また車間距離制御装置が開発
されている。
速走行装置が実用化され、また車間距離制御装置が開発
されている。
【０００３】「定速走行装置」は、「オートマチック・
スピード・コントロール」や「クルーズ・コントロー
ル」とも称ばれている。この装置を備えた自動車では、
セットスイッチを押すと、アクセルペダルから足を離し
ても、設定した車速を維持して走行を行う。設定車速は
コントロールスイッチの操作により変更することができ
る。運転者がブレーキを踏んだり、クラッチを踏んだ
り、ギヤシフトをするなどの操作をすると、この機能が
キャンセルされるようになっている。
スピード・コントロール」や「クルーズ・コントロー
ル」とも称ばれている。この装置を備えた自動車では、
セットスイッチを押すと、アクセルペダルから足を離し
ても、設定した車速を維持して走行を行う。設定車速は
コントロールスイッチの操作により変更することができ
る。運転者がブレーキを踏んだり、クラッチを踏んだ
り、ギヤシフトをするなどの操作をすると、この機能が
キャンセルされるようになっている。
【０００４】上述した定速走行装置を利用したときの安
全性を確保するため、次のような機能を付加したものも
ある。即ち先行車との距離をレーザレーダ等で検出して
おき、先行車に異常接近したときには、警報を発して運
転者に注意を促したり、ギヤシフト段を４速（オーバー
ドライブ）から３速へシフトダウンしてエンジンブレー
キを作動させるオーバドライブオフにより減速したりす
る。
全性を確保するため、次のような機能を付加したものも
ある。即ち先行車との距離をレーザレーダ等で検出して
おき、先行車に異常接近したときには、警報を発して運
転者に注意を促したり、ギヤシフト段を４速（オーバー
ドライブ）から３速へシフトダウンしてエンジンブレー
キを作動させるオーバドライブオフにより減速したりす
る。
【０００５】一方「車間距離制御装置」を備えた自動車
では、セットスイッチを押すと、そのときの自車の車速
から目標車間距離を演算し、また先行車との車間距離を
検出し、先行車との車間距離が目標車間距離となるよう
にエンジン出力やブレーキの制御をして、先行車を追尾
して走行する。この場合、先行車との車間距離の検出
は、カメラでとらえた画像を画像処理して求めたり、レ
ーザレーダ等により求める。
では、セットスイッチを押すと、そのときの自車の車速
から目標車間距離を演算し、また先行車との車間距離を
検出し、先行車との車間距離が目標車間距離となるよう
にエンジン出力やブレーキの制御をして、先行車を追尾
して走行する。この場合、先行車との車間距離の検出
は、カメラでとらえた画像を画像処理して求めたり、レ
ーザレーダ等により求める。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで従来の「定速
制御装置」では、車速の遅い先行車に追いついた場合に
は、運転者が減速操作をして定速走行制御を解除しなけ
ればならない。そのため、混雑した道路では操作が頻繁
になり、かえって面倒で危険度が高くなる。
制御装置」では、車速の遅い先行車に追いついた場合に
は、運転者が減速操作をして定速走行制御を解除しなけ
ればならない。そのため、混雑した道路では操作が頻繁
になり、かえって面倒で危険度が高くなる。
【０００７】一方、従来の「車間距離制御装置」では、
先行車がいないときには制御ができない。
先行車がいないときには制御ができない。
【０００８】本願発明者は、定速制御装置と車間距離制
御装置の機能を併せ持った「自動車の走行制御装置」を
開発している。この「自動車の走行制御装置」を備えた
自動車では、詳細は後述するが、先行車がいない場合は
設定車速で定速走行し、先行車が存在する場合には目標
車間距離を保持しつつ先行車を追尾していき、更に割り
込みがあったときや高速の自車が低速の先行車に追いつ
いたときに減速制御をする。この「自動車の走行制御装
置」を高速道路の本線を走行するときに利用すれば、運
転者はハンドル操作するだけで走行でき、いわゆるイー
ジードライブが実現できる。しかもちょっとした傍見や
いねむりをしても、前方車に異常接近したり追突したり
する危険を回避できることを考えれば、安全性の向上も
期待できる。
御装置の機能を併せ持った「自動車の走行制御装置」を
開発している。この「自動車の走行制御装置」を備えた
自動車では、詳細は後述するが、先行車がいない場合は
設定車速で定速走行し、先行車が存在する場合には目標
車間距離を保持しつつ先行車を追尾していき、更に割り
込みがあったときや高速の自車が低速の先行車に追いつ
いたときに減速制御をする。この「自動車の走行制御装
置」を高速道路の本線を走行するときに利用すれば、運
転者はハンドル操作するだけで走行でき、いわゆるイー
ジードライブが実現できる。しかもちょっとした傍見や
いねむりをしても、前方車に異常接近したり追突したり
する危険を回避できることを考えれば、安全性の向上も
期待できる。
【０００９】本発明は、この「自動車の走行制御装置」
において追尾走行制御をするときの制御特性を向上させ
ることを目的とする。
において追尾走行制御をするときの制御特性を向上させ
ることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明は、自車の車速を設定する目標車速設定手段と、同目
標車速を維持するために必要なエンジントルクを算出す
る目標トルク演算手段と、同目標トルクとなるようにス
ロットル開度を変えるスロットル作動手段とを有するこ
とを特徴とする。
明は、自車の車速を設定する目標車速設定手段と、同目
標車速を維持するために必要なエンジントルクを算出す
る目標トルク演算手段と、同目標トルクとなるようにス
ロットル開度を変えるスロットル作動手段とを有するこ
とを特徴とする。
【００１１】また上記目的を達成する本発明は、自車の
車速である自車車速を検出する車速検出手段と、自車が
走行している車線と同じ車線を走行している先行車と自
車との間の車間距離を検出する車間距離検出手段と、検
出された自車車速に設定時間を乗算して目標車間距離を
演算する目標車間距離演算手段と、目標車間距離と実際
の車間距離との差である車間距離誤差に応じた補正速度
を求める補正速度演算手段と、車間距離の時間当りの変
化から自車に対する先行車の相対速度を求める相対速度
演算部と、自車車速に相対速度を加えて先行車車速を求
める先行車車速演算部と、先行車車速に補正速度を加え
て目標車速を求める目標車速演算部と、自車の車速が目
標車速になるのに必要なエンジン出力トルクを示すトル
ク指令を出力するスロットル制御手段と、トルク指令に
応じてスロットル開度を変えるスロットル作動手段とを
有することを特徴とする。
車速である自車車速を検出する車速検出手段と、自車が
走行している車線と同じ車線を走行している先行車と自
車との間の車間距離を検出する車間距離検出手段と、検
出された自車車速に設定時間を乗算して目標車間距離を
演算する目標車間距離演算手段と、目標車間距離と実際
の車間距離との差である車間距離誤差に応じた補正速度
を求める補正速度演算手段と、車間距離の時間当りの変
化から自車に対する先行車の相対速度を求める相対速度
演算部と、自車車速に相対速度を加えて先行車車速を求
める先行車車速演算部と、先行車車速に補正速度を加え
て目標車速を求める目標車速演算部と、自車の車速が目
標車速になるのに必要なエンジン出力トルクを示すトル
ク指令を出力するスロットル制御手段と、トルク指令に
応じてスロットル開度を変えるスロットル作動手段とを
有することを特徴とする。
【００１２】
【作用】本発明ではトルク指令によりスロットル開度を
制御してエンジン出力の調整をしているため、エンジン
出力（トルク）と入力指令（トルク指令）とが対応し、
制御特性が向上する。
制御してエンジン出力の調整をしているため、エンジン
出力（トルク）と入力指令（トルク指令）とが対応し、
制御特性が向上する。
【００１３】
＜「自動車の走行制御装置」の全体説明＞まずはじめに
現在開発しつつある自動車の走行制御装置を説明する。
この自動車の走行制御装置は、高速道路及び自動車専用
道路（以下両者を代表して「高速道路」と記す）を走行
するときに使用する。
現在開発しつつある自動車の走行制御装置を説明する。
この自動車の走行制御装置は、高速道路及び自動車専用
道路（以下両者を代表して「高速道路」と記す）を走行
するときに使用する。
【００１４】図１は自動車の走行制御装置を備えた自動
車を示す。同図において、１はステレオ視カメラ、２は
レーザレーダ、３はスロットルアクチュエータ、４はブ
レーキアクチュエータ、５は操作スイッチ・情報表示
部、６はコントローラ、７は車速センサ、７ａはハンド
ル角センサ、７ｂはブレーキスイッチ、７ｃはブレーキ
ペダルスイッチ、７ｄはアクセルペダルスイッチであ
る。
車を示す。同図において、１はステレオ視カメラ、２は
レーザレーダ、３はスロットルアクチュエータ、４はブ
レーキアクチュエータ、５は操作スイッチ・情報表示
部、６はコントローラ、７は車速センサ、７ａはハンド
ル角センサ、７ｂはブレーキスイッチ、７ｃはブレーキ
ペダルスイッチ、７ｄはアクセルペダルスイッチであ
る。
【００１５】ステレオ視カメラ１は、正面図である図２
に示すように、自動車の前方の景色を撮影する２つのＣ
ＣＤカメラ１１，１２を横置き配置したものであり、ボ
ディー１３内に映像基板，絞り基板等の電子部品を搭載
している。このステレオ視カメラ１は、車室内でルーム
ミラーの近傍に取り付けられている。各カメラ１１，１
２の水平面内での視野角はそれぞれ２３度である。そし
てカメラ１１，１２で撮影した画像を示すビデオ信号が
コントローラ６に送られる。
に示すように、自動車の前方の景色を撮影する２つのＣ
ＣＤカメラ１１，１２を横置き配置したものであり、ボ
ディー１３内に映像基板，絞り基板等の電子部品を搭載
している。このステレオ視カメラ１は、車室内でルーム
ミラーの近傍に取り付けられている。各カメラ１１，１
２の水平面内での視野角はそれぞれ２３度である。そし
てカメラ１１，１２で撮影した画像を示すビデオ信号が
コントローラ６に送られる。
【００１６】２つのカメラ１１，１２で撮像した画像
を、コントローラ６の画像処理部にて画像処理をするこ
とにより、次の認識をする。 先行する自動車（先行車）の認識。 高速道路の複数の車線（レーン）のうち、自車が走
行している車線を示す白線の認識。 先行車と自車との間の車間距離の認識。
を、コントローラ６の画像処理部にて画像処理をするこ
とにより、次の認識をする。 先行する自動車（先行車）の認識。 高速道路の複数の車線（レーン）のうち、自車が走
行している車線を示す白線の認識。 先行車と自車との間の車間距離の認識。
【００１７】上述したの先行車の認識は、例えば次の
ようにして行う。即ち画像の中から縦方向の直線に囲ま
れるエリアを抽出し、抽出したエリアのうち左右対称
で、且つ、次々と取り込んでいく画像の中で位置があま
り動かないものを、先行車として認識する。
ようにして行う。即ち画像の中から縦方向の直線に囲ま
れるエリアを抽出し、抽出したエリアのうち左右対称
で、且つ、次々と取り込んでいく画像の中で位置があま
り動かないものを、先行車として認識する。
【００１８】上述したの自車の走行車線を示す白線の
認識は例えば次のようにして行う。即ち、図３（ａ）に
示すように、ステレオ視カメラ１から前方道路画面の取
り込みをし、次に図３（ｂ）に示すように、水平方向の
４本のラインＷ１〜Ｗ４に沿い画素の明度を調べ、明る
い点を白線候補として選定し、図３（ｃ）に示すよう
に、上方の候補点と下方の候補点を補間して結んだ線分
を白線として抽出する。
認識は例えば次のようにして行う。即ち、図３（ａ）に
示すように、ステレオ視カメラ１から前方道路画面の取
り込みをし、次に図３（ｂ）に示すように、水平方向の
４本のラインＷ１〜Ｗ４に沿い画素の明度を調べ、明る
い点を白線候補として選定し、図３（ｃ）に示すよう
に、上方の候補点と下方の候補点を補間して結んだ線分
を白線として抽出する。
【００１９】上述したの先行車と自車との間の車間距
離の認識は次のようにして行う。即ち、ステレオ視カメ
ラ１の２つのカメラ１１，１２からは、図４（ａ）
（ｂ）に示すように２つの画像が得られる。右側の画像
のウインドウで囲まれた自動車画像と同じ画像は、左側
の画像の中に少し横方向にズレた位置にある。そこでウ
インドウで囲んだ右側の自動車画像を、左側の画像のサ
ーチ領域内で１画素づつシフトしながら、最も整合する
画の位置を求める。このとき図５に示すようにカメラ１
１，１２のレンズの焦点距離をｆ、左右カメラ１１，１
２の光軸間の距離をＬとし、ＣＣＤの画素ピッチをＰ、
図４（ａ）（ｂ）において左右の自動車画像が整合する
までに右画像をシフトした画素数をｎとすると、先行し
ている自動車までの距離（車間距離）Ｒは、三角測量の
原理により、次式で計算できる。 Ｒ＝（ｆ・Ｌ）／（ｎ・Ｐ）
離の認識は次のようにして行う。即ち、ステレオ視カメ
ラ１の２つのカメラ１１，１２からは、図４（ａ）
（ｂ）に示すように２つの画像が得られる。右側の画像
のウインドウで囲まれた自動車画像と同じ画像は、左側
の画像の中に少し横方向にズレた位置にある。そこでウ
インドウで囲んだ右側の自動車画像を、左側の画像のサ
ーチ領域内で１画素づつシフトしながら、最も整合する
画の位置を求める。このとき図５に示すようにカメラ１
１，１２のレンズの焦点距離をｆ、左右カメラ１１，１
２の光軸間の距離をＬとし、ＣＣＤの画素ピッチをＰ、
図４（ａ）（ｂ）において左右の自動車画像が整合する
までに右画像をシフトした画素数をｎとすると、先行し
ている自動車までの距離（車間距離）Ｒは、三角測量の
原理により、次式で計算できる。 Ｒ＝（ｆ・Ｌ）／（ｎ・Ｐ）
【００２０】一方、レーザレーダ２は車両の前端右側位
置と前端左側位置に１本づつ配置されている。レーザレ
ーダ２から出射するレーザビームの広がり角は２度であ
る。そしてレーザレーダ２からレーザビームを出射して
から、対象物で反射してきたレーザビームが、再びレー
ザレーダ２に戻ってくるまでの時間を計測することによ
り、対象物までの距離を計測することができる。
置と前端左側位置に１本づつ配置されている。レーザレ
ーダ２から出射するレーザビームの広がり角は２度であ
る。そしてレーザレーダ２からレーザビームを出射して
から、対象物で反射してきたレーザビームが、再びレー
ザレーダ２に戻ってくるまでの時間を計測することによ
り、対象物までの距離を計測することができる。
【００２１】レーザレーダ２は遠距離（１００ｍ〜数百
ｍ）の対象物であっても短時間でその有無を検出できる
が、対象物が自動車であるかどうかの判定はできない。
これに対しカメラを用いた画像処理は、対象物が自動車
であるかどうかの判定は正確にできるが、判定するまで
の処理時間が長くかかってしまう。そこでレーザレーダ
２により対象物の有無を検出し、対象物が存在すること
を確認したら、その検出エリアに絞ってカメラ画像の画
像処理をして自動車の有無を検出するように役割分担を
してもよい。このようにすれば先行車を迅速且つ正確に
検出することができる。
ｍ）の対象物であっても短時間でその有無を検出できる
が、対象物が自動車であるかどうかの判定はできない。
これに対しカメラを用いた画像処理は、対象物が自動車
であるかどうかの判定は正確にできるが、判定するまで
の処理時間が長くかかってしまう。そこでレーザレーダ
２により対象物の有無を検出し、対象物が存在すること
を確認したら、その検出エリアに絞ってカメラ画像の画
像処理をして自動車の有無を検出するように役割分担を
してもよい。このようにすれば先行車を迅速且つ正確に
検出することができる。
【００２２】また高速道路を走行している自動車を上方
から見た図６に示すように、レーザレーダ２から出射す
るレーザビーム２ａは直線状に進むのに対し、カメラ１
の視野１ａは２３度であるので、自車の前方に他車が急
に割り込んできたときには、まずレーザビーム２ａが他
車に当って反射してくる（このとき割り込んできた他車
はカメラ１の視野１ａに入ってきていない）。そこで割
り込み車の検出は、割り込み車を先に検出でき且つ応答
の早いレーザレーダ２が担当している。なお図６におい
て８，８ａ，８ｂは白線である。連続した白線８は高速
道路の端にあり、点線の白線８ａ，８ｂは車線を仕切る
位置にある。
から見た図６に示すように、レーザレーダ２から出射す
るレーザビーム２ａは直線状に進むのに対し、カメラ１
の視野１ａは２３度であるので、自車の前方に他車が急
に割り込んできたときには、まずレーザビーム２ａが他
車に当って反射してくる（このとき割り込んできた他車
はカメラ１の視野１ａに入ってきていない）。そこで割
り込み車の検出は、割り込み車を先に検出でき且つ応答
の早いレーザレーダ２が担当している。なお図６におい
て８，８ａ，８ｂは白線である。連続した白線８は高速
道路の端にあり、点線の白線８ａ，８ｂは車線を仕切る
位置にある。
【００２３】コントローラ６の指令によりスロットルア
クチュエータ３が作動しスロットルの開度が大きくなっ
ていったら、エンジンの回転数が上昇して車速が大きく
なる。逆にスロットルの開度を小さくしていくとエンジ
ンブレーキが作動して減速していく。後述する追尾走行
制御や定速走行制御は、スロットル開度を調整して実行
する。またコントローラ６の指令によりブレーキアクチ
ュエータ４が作動してブレーキがかかると、急減速して
いく。この急減速は、自車の直前に他車が割り込んでき
たときや、後述するブレーキ制御をするとき、即ち高速
で走行していた自車が低速走行している先行車に近づい
てきて、車間距離が安全車間距離よりも短くなったとき
などに行なう。なお、本システムではコントローラ６の
指令により、急減速することはあっても急停車すること
はなく、急停車は運転者がブレーキペダルを踏むことに
よってのみ行なわれる。
クチュエータ３が作動しスロットルの開度が大きくなっ
ていったら、エンジンの回転数が上昇して車速が大きく
なる。逆にスロットルの開度を小さくしていくとエンジ
ンブレーキが作動して減速していく。後述する追尾走行
制御や定速走行制御は、スロットル開度を調整して実行
する。またコントローラ６の指令によりブレーキアクチ
ュエータ４が作動してブレーキがかかると、急減速して
いく。この急減速は、自車の直前に他車が割り込んでき
たときや、後述するブレーキ制御をするとき、即ち高速
で走行していた自車が低速走行している先行車に近づい
てきて、車間距離が安全車間距離よりも短くなったとき
などに行なう。なお、本システムではコントローラ６の
指令により、急減速することはあっても急停車すること
はなく、急停車は運転者がブレーキペダルを踏むことに
よってのみ行なわれる。
【００２４】次に図７を基に、コントローラ６を中心と
して行う走行制御の概要を説明する。コントローラ６の
画像処理部６１は、ステレオ視カメラ１で撮影した画像
を画像処理し、車両認識部６１ａでは前方の景色の中か
ら自動車の画像を認識し、レーン認識部６１ｂでは自車
が走行している車線を示す白線を認識し、車間距離認識
部６１ｃでは先行車と自車との間の車間距離を認識す
る。目標追尾車両認識部６２は、自車が走行している車
線に先行する自動車があった場合に、この自動車を目標
追尾車両と認識する。
して行う走行制御の概要を説明する。コントローラ６の
画像処理部６１は、ステレオ視カメラ１で撮影した画像
を画像処理し、車両認識部６１ａでは前方の景色の中か
ら自動車の画像を認識し、レーン認識部６１ｂでは自車
が走行している車線を示す白線を認識し、車間距離認識
部６１ｃでは先行車と自車との間の車間距離を認識す
る。目標追尾車両認識部６２は、自車が走行している車
線に先行する自動車があった場合に、この自動車を目標
追尾車両と認識する。
【００２５】目標追尾車両認識部６２により目標追尾車
両を認識したときには、設定指令部６３は追尾走行制御
をする。つまり設定指令部６３は車間距離認識部６１ｃ
またはレーザレーダ２を利用して目標追尾車両までの車
間距離Ｄを求めると共に、車速センサ７から得た自車の
車速Ｖa に設定時間（例えば２秒）を乗算して目標車間
距離Ｄ0 を求める。そして実際の車間距離Ｄが目標車間
距離Ｄ0 に等しくなるように、スロットルアクチュエー
タ３を作動させてエンジン回転数（∽スロットル開度）
をコントロールする。このようにすれば、車速に応じた
目標車間距離Ｄ 0 をとった状態で、目標追尾車両を追尾
しつつ自車が走行していく。したがって、目標追尾車両
が高速走行（例えば１２０km／ｈ）しているときには、
目標車間距離Ｄ0 が長くなり（例えば６６．７ｍ）、自
車は目標追尾車両を追尾しつつ高速走行（例えば１２０
km／ｈ）する。また目標追尾車両が低速走行（例えば６
０km／ｈ）しているときには、目標車間距離Ｄ0 が短く
なり（例えば３３．３ｍ）、自車は目標追尾車両を追尾
しつつ低速走行（例えば６０km／ｈ）する。
両を認識したときには、設定指令部６３は追尾走行制御
をする。つまり設定指令部６３は車間距離認識部６１ｃ
またはレーザレーダ２を利用して目標追尾車両までの車
間距離Ｄを求めると共に、車速センサ７から得た自車の
車速Ｖa に設定時間（例えば２秒）を乗算して目標車間
距離Ｄ0 を求める。そして実際の車間距離Ｄが目標車間
距離Ｄ0 に等しくなるように、スロットルアクチュエー
タ３を作動させてエンジン回転数（∽スロットル開度）
をコントロールする。このようにすれば、車速に応じた
目標車間距離Ｄ 0 をとった状態で、目標追尾車両を追尾
しつつ自車が走行していく。したがって、目標追尾車両
が高速走行（例えば１２０km／ｈ）しているときには、
目標車間距離Ｄ0 が長くなり（例えば６６．７ｍ）、自
車は目標追尾車両を追尾しつつ高速走行（例えば１２０
km／ｈ）する。また目標追尾車両が低速走行（例えば６
０km／ｈ）しているときには、目標車間距離Ｄ0 が短く
なり（例えば３３．３ｍ）、自車は目標追尾車両を追尾
しつつ低速走行（例えば６０km／ｈ）する。
【００２６】追尾走行制御をしているときに、目標追尾
車両が高速走行して自車よりも先に進みステレオ視カメ
ラ１やレーザレーダ２により目標追尾車両を捕捉するこ
とができなくなったり、目標追尾車両が他の車線に移っ
たりしたときには、設定指令部６３は、その時点の自車
の速度をあらかじめ設定した保持時間（例えば２秒）だ
け保持するように、スロットルアクチュエータ３による
スロットル開度（∽エンジン回転数）をコントロールす
る。つまり追尾走行制御から車速保持制御に移行する
（図８参照）。
車両が高速走行して自車よりも先に進みステレオ視カメ
ラ１やレーザレーダ２により目標追尾車両を捕捉するこ
とができなくなったり、目標追尾車両が他の車線に移っ
たりしたときには、設定指令部６３は、その時点の自車
の速度をあらかじめ設定した保持時間（例えば２秒）だ
け保持するように、スロットルアクチュエータ３による
スロットル開度（∽エンジン回転数）をコントロールす
る。つまり追尾走行制御から車速保持制御に移行する
（図８参照）。
【００２７】上述した保持時間が経過する前に、他の先
行車を目標追尾車両と認識したとき、つまり自車の走行
車線上に先行車を捕捉することができたときには、再び
前述した追尾走行制御をする。上述した保持時間が経過
したら、次に述べる定速走行制御に移る（図８参照）。
行車を目標追尾車両と認識したとき、つまり自車の走行
車線上に先行車を捕捉することができたときには、再び
前述した追尾走行制御をする。上述した保持時間が経過
したら、次に述べる定速走行制御に移る（図８参照）。
【００２８】定速走行制御に移ったら、設定指令部６３
は、先行車を捕捉できなくなった時点の速度またはあら
かじめ設定した設定速度Ｖs で自車が走行するように、
スロットルアクチュエータ３によるスロットル開度（∽
エンジン回転数）をコントロールする。定速走行制御中
に目標追尾車両を捕捉したら追尾走行制御に移る（図８
参照）。
は、先行車を捕捉できなくなった時点の速度またはあら
かじめ設定した設定速度Ｖs で自車が走行するように、
スロットルアクチュエータ３によるスロットル開度（∽
エンジン回転数）をコントロールする。定速走行制御中
に目標追尾車両を捕捉したら追尾走行制御に移る（図８
参照）。
【００２９】また追尾走行制御や車速保持制御や定速走
行制御をしているときに、レーザレーダ２により割り込
み車の存在が検出されたときは割り込み制御に移行し、
設定指令部６３は、一定時間スロットルを全閉とするよ
うスロットルアクチュエータ３をコントロールする。全
閉とする一定時が経過した後は、目標追尾車両を捕捉で
きるときは追尾走行制御に移行し、目標追尾車両を捕捉
できないときは定速走行制御に移行する（図８参照）。
行制御をしているときに、レーザレーダ２により割り込
み車の存在が検出されたときは割り込み制御に移行し、
設定指令部６３は、一定時間スロットルを全閉とするよ
うスロットルアクチュエータ３をコントロールする。全
閉とする一定時が経過した後は、目標追尾車両を捕捉で
きるときは追尾走行制御に移行し、目標追尾車両を捕捉
できないときは定速走行制御に移行する（図８参照）。
【００３０】追尾走行制御、車速保持制御、定速走行制
御、割り込み制御をしている際に、安全車間距離（後述
するように自車と走行車との相対速度と、自車車速によ
り決定する）よりも近い位置に先行車が存在することを
検出したときには、減速走行制御に移行する。つまり設
定指令部６３は、スロットルアクチュエータ３を作動さ
せてスロットルを全閉とすると共に、ブレーキアクチュ
エータ４を作動させてブレーキを作動させて減速する。
この減速走行制御は、低速走行している先行車に高速走
行している自車が追いついていったときや、先行車が急
に減速したときなどに行なわれる。そして減速制御は、
先行車との車間距離が安全車間距離に戻るまで行なわれ
る。減速走行制御が終了したときに、目標追尾車両を捕
捉できるときは追尾走行制御に移行し、目標追尾車両を
捕捉できないときは車速保持制御に移行する（図８参
照）。
御、割り込み制御をしている際に、安全車間距離（後述
するように自車と走行車との相対速度と、自車車速によ
り決定する）よりも近い位置に先行車が存在することを
検出したときには、減速走行制御に移行する。つまり設
定指令部６３は、スロットルアクチュエータ３を作動さ
せてスロットルを全閉とすると共に、ブレーキアクチュ
エータ４を作動させてブレーキを作動させて減速する。
この減速走行制御は、低速走行している先行車に高速走
行している自車が追いついていったときや、先行車が急
に減速したときなどに行なわれる。そして減速制御は、
先行車との車間距離が安全車間距離に戻るまで行なわれ
る。減速走行制御が終了したときに、目標追尾車両を捕
捉できるときは追尾走行制御に移行し、目標追尾車両を
捕捉できないときは車速保持制御に移行する（図８参
照）。
【００３１】追尾走行制御、車速保持制御、定速走行制
御、割り込み制御、減速走行制御をしているときに、運
転者がアクセルペダル、ブレーキペダル、ウインカを操
作したときにはマニュアル操作に移行する。このときに
は、設定指令部６３からスロットルアクチュエータ３及
びブレーキアクチュエータ４への制御指令を解除し、運
転者の操作を優先させる。マニュアル操作時にセットス
イッチ（後述）を投入すると、追尾走行制御や定速走行
制御に移行する。
御、割り込み制御、減速走行制御をしているときに、運
転者がアクセルペダル、ブレーキペダル、ウインカを操
作したときにはマニュアル操作に移行する。このときに
は、設定指令部６３からスロットルアクチュエータ３及
びブレーキアクチュエータ４への制御指令を解除し、運
転者の操作を優先させる。マニュアル操作時にセットス
イッチ（後述）を投入すると、追尾走行制御や定速走行
制御に移行する。
【００３２】次に図９を基に操作・情報表示部５の構成
を説明する。５１はメイン電源スイッチであり、ＯＮす
ると走行制御装置、スロットルアクチュエータ及びブレ
ーキアクチュエータの駆動部に電源が入り、ＯＦＦする
と制御出力をクリアしさらに前記アクチュエータの駆動
電源を切り、プログラムを終了する。５２は制御スイッ
チであり、セット側に投入するとそのときに走行条件に
応じて追尾走行制御か定速走行制御が行なわれると共
に、セット側に投入したときの車速が定速走行制御モー
ドでの設定速度Ｖs となる。制御スイッチ５２をキャン
セル側に投入すると運転者による通常の手動運転を行う
モードになる。５３は増減スイッチであり、定速走行制
御モードの場合において＋側に投入すると設定速度Ｖs
が大きくなり−側に投入すると設定速度Ｖs が小さくな
り、追尾走行制御モードの場合において＋側に投入する
と車速が一旦増加することにより目標車間距離Ｄ0 が小
さくなり−側に投入すると目標車間距離Ｄ0 が大きくな
る。
を説明する。５１はメイン電源スイッチであり、ＯＮす
ると走行制御装置、スロットルアクチュエータ及びブレ
ーキアクチュエータの駆動部に電源が入り、ＯＦＦする
と制御出力をクリアしさらに前記アクチュエータの駆動
電源を切り、プログラムを終了する。５２は制御スイッ
チであり、セット側に投入するとそのときに走行条件に
応じて追尾走行制御か定速走行制御が行なわれると共
に、セット側に投入したときの車速が定速走行制御モー
ドでの設定速度Ｖs となる。制御スイッチ５２をキャン
セル側に投入すると運転者による通常の手動運転を行う
モードになる。５３は増減スイッチであり、定速走行制
御モードの場合において＋側に投入すると設定速度Ｖs
が大きくなり−側に投入すると設定速度Ｖs が小さくな
り、追尾走行制御モードの場合において＋側に投入する
と車速が一旦増加することにより目標車間距離Ｄ0 が小
さくなり−側に投入すると目標車間距離Ｄ0 が大きくな
る。
【００３３】５４は車速表示部であり、通常は自車の車
速（km／ｈ）を表示する。５５は車間距離表示部であ
り、目標追尾車両との車間距離を表示する。また追尾走
行制御モード時に増減スイッチ５３を＋側や−側に投入
すると、補正した目標車間距離Ｄ0 が車間距離表示部５
５に表示されると共に、定速走行制御モード時に増減ス
イッチ５３を＋側や−側に投入すると、補正した設定速
度Ｖs が車速表示部５４に表示される。
速（km／ｈ）を表示する。５５は車間距離表示部であ
り、目標追尾車両との車間距離を表示する。また追尾走
行制御モード時に増減スイッチ５３を＋側や−側に投入
すると、補正した目標車間距離Ｄ0 が車間距離表示部５
５に表示されると共に、定速走行制御モード時に増減ス
イッチ５３を＋側や−側に投入すると、補正した設定速
度Ｖs が車速表示部５４に表示される。
【００３４】５６は追尾ランプ、５７は定速ランプであ
り、追尾走行制御モードでは追尾ランプ５６のみが点灯
し、定速走行制御モードでは定速ランプのみが点灯し、
手動運転モードではランプ５６，５７が共に点灯する。
り、追尾走行制御モードでは追尾ランプ５６のみが点灯
し、定速走行制御モードでは定速ランプのみが点灯し、
手動運転モードではランプ５６，５７が共に点灯する。
【００３５】５８はシステム異常ランプであり、システ
ム異常時に点灯する。
ム異常時に点灯する。
【００３６】５９はモニタであり、ステレオ視カメラ１
で得た画像及びこの画像を画像処理した画像を表示す
る。
で得た画像及びこの画像を画像処理した画像を表示す
る。
【００３７】次に図１０を基に、コントローラ６の設定
指令部６３により、追尾走行制御や減速走行制御をする
ときの制御状態を説明する。
指令部６３により、追尾走行制御や減速走行制御をする
ときの制御状態を説明する。
【００３８】図１０において、目標車間距離演算部１０
１は、車速センサ７から得られる自車車速Ｖa に時間Ｔ
１（例えば２秒）を乗算することにより、目標車間距離
Ｄ0を求める。車間距離誤差演算部１０２は、車間距離
認識部６１ｃまたはレーザレーダ２から得られる車間距
離Ｄと、目標車間距離Ｄ0 の差である車間距離誤差ΔＤ
を求める。補正速度演算部１０３は、あらかじめ設定し
ているデータ変換特性（図中に特性を示している）を基
に、車間距離誤差ΔＤに応じた補正速度Ｖc を求める。
ΔＤの値が正のとき（Ｄ0 ＞Ｄのとき）にはＶc の値は
負になり、ΔＤの値が負のとき（Ｄ0 ＜Ｄのとき）には
Ｖc の値は正になる。
１は、車速センサ７から得られる自車車速Ｖa に時間Ｔ
１（例えば２秒）を乗算することにより、目標車間距離
Ｄ0を求める。車間距離誤差演算部１０２は、車間距離
認識部６１ｃまたはレーザレーダ２から得られる車間距
離Ｄと、目標車間距離Ｄ0 の差である車間距離誤差ΔＤ
を求める。補正速度演算部１０３は、あらかじめ設定し
ているデータ変換特性（図中に特性を示している）を基
に、車間距離誤差ΔＤに応じた補正速度Ｖc を求める。
ΔＤの値が正のとき（Ｄ0 ＞Ｄのとき）にはＶc の値は
負になり、ΔＤの値が負のとき（Ｄ0 ＜Ｄのとき）には
Ｖc の値は正になる。
【００３９】相対速度演算部１０４は、車間距離認識部
６１ｃまたはレーザレーダ２から一定時間毎に車間距離
Ｄを示すデータを受けており、今回の車間距離Ｄn と遅
延回路１０４ａで遅延させた１回前の車間距離Ｄn-1 と
の差Ｄn −Ｄn-1 を、減算器１０４ｂで求め、更に演算
器１０４ｃにて差Ｄn −Ｄn-1 を時間Ｔ４で割り算し、
割り算したデータ値の移動平均をとることにより、自車
と先行車との相対速度Ｖbaを求める。ここで言う先行車
とは、目標追尾車両認識部６２（図７参照）により目標
追尾車両と認識された車両、つまり自車と同じ車線で自
車に先行して走行している車両である。
６１ｃまたはレーザレーダ２から一定時間毎に車間距離
Ｄを示すデータを受けており、今回の車間距離Ｄn と遅
延回路１０４ａで遅延させた１回前の車間距離Ｄn-1 と
の差Ｄn −Ｄn-1 を、減算器１０４ｂで求め、更に演算
器１０４ｃにて差Ｄn −Ｄn-1 を時間Ｔ４で割り算し、
割り算したデータ値の移動平均をとることにより、自車
と先行車との相対速度Ｖbaを求める。ここで言う先行車
とは、目標追尾車両認識部６２（図７参照）により目標
追尾車両と認識された車両、つまり自車と同じ車線で自
車に先行して走行している車両である。
【００４０】先行車車速演算部１０５は、自車車速Ｖa
と相対速度Ｖbaとを加えることにより先行車車速Ｖb を
求める。目標速度演算部１０６は、先行車車速Ｖb に補
正速度Ｖc を加えることにより目標速度Ｖ0 を求める。
と相対速度Ｖbaとを加えることにより先行車車速Ｖb を
求める。目標速度演算部１０６は、先行車車速Ｖb に補
正速度Ｖc を加えることにより目標速度Ｖ0 を求める。
【００４１】スロットル制御部１０７は、自車車速Ｖa
が目標車速Ｖ0 となるようにスロットルアクチュエータ
３にスロットル指令を出し、この指令に応じてスロット
ルアクチュエータ３がスロットルの開度を制御する。こ
のため自車は目標車間距離Ｄ 0 をとりつつ先行車に追尾
して走行することができる。
が目標車速Ｖ0 となるようにスロットルアクチュエータ
３にスロットル指令を出し、この指令に応じてスロット
ルアクチュエータ３がスロットルの開度を制御する。こ
のため自車は目標車間距離Ｄ 0 をとりつつ先行車に追尾
して走行することができる。
【００４２】一方、安全車間距離演算部１０８は、乗算
器１０８ａにより自車車速Ｖa に時間Ｔ２を乗算して値
Ｖa ・Ｔ２を得、乗算器１０８ｂにより相対速度Ｖbaに
時間Ｔ３を乗算して値Ｖba・Ｔ３を得、減算器１０８ｃ
にて値Ｖa ・Ｔ２から値Ｖba・Ｔ３を減算して安全車間
距離Ｄs を求める。危険車間距離演算部１０９は、安全
車間距離Ｄs から車間距離Ｄを減算して危険車間距離Ｄ
d を求める。
器１０８ａにより自車車速Ｖa に時間Ｔ２を乗算して値
Ｖa ・Ｔ２を得、乗算器１０８ｂにより相対速度Ｖbaに
時間Ｔ３を乗算して値Ｖba・Ｔ３を得、減算器１０８ｃ
にて値Ｖa ・Ｔ２から値Ｖba・Ｔ３を減算して安全車間
距離Ｄs を求める。危険車間距離演算部１０９は、安全
車間距離Ｄs から車間距離Ｄを減算して危険車間距離Ｄ
d を求める。
【００４３】危険車間距離ブレーキ力演算部１１０は、
あらかじめ設定しているデータ変換特性（図中に特性を
示している）を基に、危険車間距離Ｄd に応じた危険車
間距離ブレーキ力Ｆb2を求める。ブレーキ力Ｆb2は、Ｄ
d が正のとき、つまり車間距離Ｄが安全車間距離Ｄs よ
りも短くなったときに生じ、その値はＤd の大きさに比
例する。
あらかじめ設定しているデータ変換特性（図中に特性を
示している）を基に、危険車間距離Ｄd に応じた危険車
間距離ブレーキ力Ｆb2を求める。ブレーキ力Ｆb2は、Ｄ
d が正のとき、つまり車間距離Ｄが安全車間距離Ｄs よ
りも短くなったときに生じ、その値はＤd の大きさに比
例する。
【００４４】相対速度ブレーキ力演算部１１１は、あら
かじめ設定しているデータ変換特性（図中に特性を示し
ている）を基に、相対速度Ｖbaに応じた相対車速ブレー
キ力Ｆb1を求める。ブレーキ力Ｆb1は、相対速度Ｖbaが
負のとき、つまり自車車速Ｖ a が先行車車速Ｖb よりも
大きいときに生じ、その値はＶbaの絶対値に比例する。
かじめ設定しているデータ変換特性（図中に特性を示し
ている）を基に、相対速度Ｖbaに応じた相対車速ブレー
キ力Ｆb1を求める。ブレーキ力Ｆb1は、相対速度Ｖbaが
負のとき、つまり自車車速Ｖ a が先行車車速Ｖb よりも
大きいときに生じ、その値はＶbaの絶対値に比例する。
【００４５】ブレーキ力演算部１１２は、ブレーキ力Ｆ
b1，Ｆb2を加えてブレーキ力Ｆb を求め、このブレーキ
力Ｆb が生じるようにブレーキアクチュエータ４が作動
する。したがって、車間距離Ｄが安全車間距離Ｄs より
も短くなったり、自車が高速で先行車に追いついたとき
にブレーキが作動し減速走行制御ができる。
b1，Ｆb2を加えてブレーキ力Ｆb を求め、このブレーキ
力Ｆb が生じるようにブレーキアクチュエータ４が作動
する。したがって、車間距離Ｄが安全車間距離Ｄs より
も短くなったり、自車が高速で先行車に追いついたとき
にブレーキが作動し減速走行制御ができる。
【００４６】＜本発明のポイントに対応した部分の説明
＞次に本願発明のポイントに対応した部分の説明をす
る。スロットル制御部１０７からスロットルアクチュエ
ータ３に送るスロットル指令は、自車車速Ｖa を目標車
速Ｖ0 と一致させる制御指令であればどのようなもので
もよい。このためスロットル指令として速度偏差Ｖ0 −
Ｖa の定数倍をそのまま用いることが考えられた。しか
し、エンジン出力はトルクであるためトルクに応じた入
力指令を用いれば、エンジンへの入力指令（スロットル
指令）とエンジン出力（トルク）とが一対一に対応す
る。この結果、スロットル指令としてトルク指令を用い
た方が速度偏差Ｖ0 −Ｖa を用いた場合に比べ、高精度
で高応答な制御ができることが判明した。
＞次に本願発明のポイントに対応した部分の説明をす
る。スロットル制御部１０７からスロットルアクチュエ
ータ３に送るスロットル指令は、自車車速Ｖa を目標車
速Ｖ0 と一致させる制御指令であればどのようなもので
もよい。このためスロットル指令として速度偏差Ｖ0 −
Ｖa の定数倍をそのまま用いることが考えられた。しか
し、エンジン出力はトルクであるためトルクに応じた入
力指令を用いれば、エンジンへの入力指令（スロットル
指令）とエンジン出力（トルク）とが一対一に対応す
る。この結果、スロットル指令としてトルク指令を用い
た方が速度偏差Ｖ0 −Ｖa を用いた場合に比べ、高精度
で高応答な制御ができることが判明した。
【００４７】ここで図１１を参照して、スロットル指令
Ｓ0 としてトルク指令を用いた具体例の説明をする。図
１１に示すようにスロットル制御部１０７のベーストル
ク演算部２００は、目標車速Ｖ0 を基に、車体速度をＶ
0 にするのに必要なエンジン出力トルクであるベースト
ルクＴb を求める。ベーストルクＴb は、ころがり抵
抗、空気抵抗、加速抵抗、重量・勾配抵抗を基に求めた
ものであり、その詳細は後述する。
Ｓ0 としてトルク指令を用いた具体例の説明をする。図
１１に示すようにスロットル制御部１０７のベーストル
ク演算部２００は、目標車速Ｖ0 を基に、車体速度をＶ
0 にするのに必要なエンジン出力トルクであるベースト
ルクＴb を求める。ベーストルクＴb は、ころがり抵
抗、空気抵抗、加速抵抗、重量・勾配抵抗を基に求めた
ものであり、その詳細は後述する。
【００４８】速度偏差演算部２０１は、目標車速Ｖ0 か
ら自車車速Ｖa を減算して速度偏差ΔＶを求める。比例
積分演算部２０２は、速度偏差ΔＶが入力されると次式
を用いて補正トルクＴc を求める。 Ｔc ＝Ｋp ・ΔＶ＋Ｋi ・ΣΔＶ・ｔs 但し Ｋp ： 比例ゲイン Ｋi ： 積分ゲイン ｔs ： 制御周期（0.０６７秒）
ら自車車速Ｖa を減算して速度偏差ΔＶを求める。比例
積分演算部２０２は、速度偏差ΔＶが入力されると次式
を用いて補正トルクＴc を求める。 Ｔc ＝Ｋp ・ΔＶ＋Ｋi ・ΣΔＶ・ｔs 但し Ｋp ： 比例ゲイン Ｋi ： 積分ゲイン ｔs ： 制御周期（0.０６７秒）
【００４９】目標トルク演算部２０３は、ベーストルク
Ｔb に補正トルクＴc を加えて目標トルクＴ0 を求め
る。エンジン出力トルクがＴ0 となれば、自車車速Ｖa
が目標車速Ｖ0 に等しくなるのである。そして変換部２
０４は、エンジン出力トルクがＴ0 とするのに必要なス
ロットル開度を示すスロットル指令Ｓ0 を出力する。
Ｔb に補正トルクＴc を加えて目標トルクＴ0 を求め
る。エンジン出力トルクがＴ0 となれば、自車車速Ｖa
が目標車速Ｖ0 に等しくなるのである。そして変換部２
０４は、エンジン出力トルクがＴ0 とするのに必要なス
ロットル開度を示すスロットル指令Ｓ0 を出力する。
【００５０】偏差部２０５は、スロットル指令Ｓ0 と実
際のスロットル開度Ｓとの差であるスロットル開度偏差
ΔＳを求め、更にスロットル指令部２０６はスロットル
開度偏差ΔＳが零となるよう指令Ｓ01を出力し、スロッ
トルアクチュエータ３がスロットル開度の制御動作をす
る。かくてトルク指令によりスロットル開度（＝エンジ
ン出力）の制御が実行できる。
際のスロットル開度Ｓとの差であるスロットル開度偏差
ΔＳを求め、更にスロットル指令部２０６はスロットル
開度偏差ΔＳが零となるよう指令Ｓ01を出力し、スロッ
トルアクチュエータ３がスロットル開度の制御動作をす
る。かくてトルク指令によりスロットル開度（＝エンジ
ン出力）の制御が実行できる。
【００５１】ここでベーストルクＴb の求め方を説明す
る。ベーストルクＴb を求めるには、まず、ころがり抵
抗Ｒ0 、空気抵抗ＲL 、加速抵抗Ｒa 、重量・勾配抵抗
ＲSを推定演算し、これら抵抗力の総和にタイヤ半径と
ギヤ比等を乗じた値をベーストルクＴb とする。
る。ベーストルクＴb を求めるには、まず、ころがり抵
抗Ｒ0 、空気抵抗ＲL 、加速抵抗Ｒa 、重量・勾配抵抗
ＲSを推定演算し、これら抵抗力の総和にタイヤ半径と
ギヤ比等を乗じた値をベーストルクＴb とする。
【００５２】つまり、目標車速Ｖ0 で定速走行するため
のベーストルクＴb は、次式（１）（２）に示すよう
に、このときのエンジン駆動力Ｆ0 から求めることがで
きる。 Ｆ0 ＝ころがり抵抗Ｒ0 ＋空気抵抗ＲL ＋加速抵抗Ｒa ＋重量・勾配抵抗ＲS ・・・（１） Ｔb ＝Ｆ0 ｒ／｛ｔ（ｅ）・η・ｉT ・ｉF ｝ ・・・（２） 但し ｒ ：タイヤの動半径 ｔ（ｅ）：トルクコンバータのトルク比（ｅ：速度比） η ：変速機の伝達効率 ｉT ：変速機のギヤ比 ｉF ：ディファレンシャルのギヤ比 上記抵抗Ｒ0 ，ＲL ，Ｒa は次に示すように計算で求め
られ、抵抗ＲS は次に示すように現在の走行状態から推
定できる。
のベーストルクＴb は、次式（１）（２）に示すよう
に、このときのエンジン駆動力Ｆ0 から求めることがで
きる。 Ｆ0 ＝ころがり抵抗Ｒ0 ＋空気抵抗ＲL ＋加速抵抗Ｒa ＋重量・勾配抵抗ＲS ・・・（１） Ｔb ＝Ｆ0 ｒ／｛ｔ（ｅ）・η・ｉT ・ｉF ｝ ・・・（２） 但し ｒ ：タイヤの動半径 ｔ（ｅ）：トルクコンバータのトルク比（ｅ：速度比） η ：変速機の伝達効率 ｉT ：変速機のギヤ比 ｉF ：ディファレンシャルのギヤ比 上記抵抗Ｒ0 ，ＲL ，Ｒa は次に示すように計算で求め
られ、抵抗ＲS は次に示すように現在の走行状態から推
定できる。
【００５３】ころがり抵抗Ｒ0 は次式により求めること
ができる。 Ｒ0 ＝μr ・Ｗ 但し μr ： ころがり抵抗係数 Ｗ ： 車両重量
ができる。 Ｒ0 ＝μr ・Ｗ 但し μr ： ころがり抵抗係数 Ｗ ： 車両重量
【００５４】空気抵抗ＲL は次式により求めることがで
きる。 ＲL ＝（１／２）・ρ・Ｓ・Ｃ0 ・Ｖa 2 但し ρ ： 空気密度 Ｓ ： 車両の前面投影面積 Ｃ0 ： 抗力係数 Ｖa ： 自車車速
きる。 ＲL ＝（１／２）・ρ・Ｓ・Ｃ0 ・Ｖa 2 但し ρ ： 空気密度 Ｓ ： 車両の前面投影面積 Ｃ0 ： 抗力係数 Ｖa ： 自車車速
【００５５】加速抵抗Ｒa は次式により求めることがで
きる。 Ｒa ＝（Ｗ＋ΔＷ）・ＧＸ 但し Ｗ ： 車両重量 ΔＷ： 回転部分相当重量（これは次式で示される） ＧＸ： 前後加速度（これは自車車速Ｖa の時間当りの
変化量である） ΔＷ＝Ｗ0 ｛Ｅc ＋Ｆc （ｉT ｉF ）2 ｝ 但し Ｗ0 ： 空車重量 Ｅc ： タイヤ回転部分相当重量比率 Ｆc ： エンジン回転部分相当重量比率 ｉT ： 変速機のギヤ比 ｉF ： ディファレンシャルのギヤ比
きる。 Ｒa ＝（Ｗ＋ΔＷ）・ＧＸ 但し Ｗ ： 車両重量 ΔＷ： 回転部分相当重量（これは次式で示される） ＧＸ： 前後加速度（これは自車車速Ｖa の時間当りの
変化量である） ΔＷ＝Ｗ0 ｛Ｅc ＋Ｆc （ｉT ｉF ）2 ｝ 但し Ｗ0 ： 空車重量 Ｅc ： タイヤ回転部分相当重量比率 Ｆc ： エンジン回転部分相当重量比率 ｉT ： 変速機のギヤ比 ｉF ： ディファレンシャルのギヤ比
【００５６】重量・勾配抵抗は次式により推定すること
ができる。 重量・勾配抵抗＝ エンジン駆動力−空気抵抗−ころが
り抵抗−加速抵抗 この場合、エンジン駆動力は次式により求めることがで
きる。 エンジン駆動力＝ＴE （ηE ）・ｔ（ｅ）・η・ｉT ・
ｉF ／ｒ 但し ＴE ： エンジントルク（現在値） ｉT ： 変速機のギヤ比 η ： 変速機の伝達効率 ｉF ： ディファレンシャルのギヤ比 ｒ ： タイヤの動半径 ｔ（ｅ）： トルクコンバータのトルク比（ｅ：速度
比）
ができる。 重量・勾配抵抗＝ エンジン駆動力−空気抵抗−ころが
り抵抗−加速抵抗 この場合、エンジン駆動力は次式により求めることがで
きる。 エンジン駆動力＝ＴE （ηE ）・ｔ（ｅ）・η・ｉT ・
ｉF ／ｒ 但し ＴE ： エンジントルク（現在値） ｉT ： 変速機のギヤ比 η ： 変速機の伝達効率 ｉF ： ディファレンシャルのギヤ比 ｒ ： タイヤの動半径 ｔ（ｅ）： トルクコンバータのトルク比（ｅ：速度
比）
【００５７】上述したようにベーストルクＴb は、ころ
がり抵抗、空気抵抗、加速抵抗、重量・勾配抵抗を基に
求めているので、路面勾配変化などの外乱が生じても、
変動の少ないスロットルの開度制御をすることができ
る。
がり抵抗、空気抵抗、加速抵抗、重量・勾配抵抗を基に
求めているので、路面勾配変化などの外乱が生じても、
変動の少ないスロットルの開度制御をすることができ
る。
【００５８】
【発明の効果】以上実施例と共に具体的に説明したよう
に本発明によれば、先行車を追尾しつつ走行する際に、
先行車と自車との間に目標車間距離を保つよう自車車速
を目標車速とするため、スロットル開度を制御する指令
としてトルク指令とした。この結果、自車車速を高精度
且つ高速で目標車速とすることができ、安定した追尾走
行を実現することができる。
に本発明によれば、先行車を追尾しつつ走行する際に、
先行車と自車との間に目標車間距離を保つよう自車車速
を目標車速とするため、スロットル開度を制御する指令
としてトルク指令とした。この結果、自車車速を高精度
且つ高速で目標車速とすることができ、安定した追尾走
行を実現することができる。
【００５９】また本発明では、スロットル開度を、必要
なエンジン出力が発生される開度に制御するようにして
いるので（図１１のＳ0 ，Ｓ，ΔＳ，Ｓ01）、外乱にも
強く、また制御性（車速制御性）もよい。この理由は次
のとおりである。即ち、定速走行をしようとするときに
はエンジン出力をそれに見合ったものに制御する必要が
あり、このためにはエンジン出力トルクを制御すればよ
い。このためにはスロットル開度を目標値として制御で
きればベストである。これは図１２に示すように、トル
クとスロットル開度との関係が一対一になっているから
である。なお当初に考えていたように速度偏差Ｖ0 −Ｖ
a の定数倍をスロットル指令としたとすると、ダイレク
トにエンジントルクの調整ができなくなるので、制御が
遠まわりとなり制御性が悪くなってしまう。
なエンジン出力が発生される開度に制御するようにして
いるので（図１１のＳ0 ，Ｓ，ΔＳ，Ｓ01）、外乱にも
強く、また制御性（車速制御性）もよい。この理由は次
のとおりである。即ち、定速走行をしようとするときに
はエンジン出力をそれに見合ったものに制御する必要が
あり、このためにはエンジン出力トルクを制御すればよ
い。このためにはスロットル開度を目標値として制御で
きればベストである。これは図１２に示すように、トル
クとスロットル開度との関係が一対一になっているから
である。なお当初に考えていたように速度偏差Ｖ0 −Ｖ
a の定数倍をスロットル指令としたとすると、ダイレク
トにエンジントルクの調整ができなくなるので、制御が
遠まわりとなり制御性が悪くなってしまう。
【図１】自動車の走行制御装置を備えた自動車を示す構
成図。
成図。
【図２】ステレオ視カメラを示す正面図。
【図３】画像処理により白線を検出する手法を示す説明
図。
図。
【図４】画像処理により車間距離を検出する手法を示す
説明図。
説明図。
【図５】ステレオ視カメラのレンズの配置状態を示す配
置図。
置図。
【図６】高速道路を走行している自動車を示す平面図。
【図７】コントローラを示すブロック図。
【図８】走行制御の遷移状態を示す状態図。
【図９】操作スイッチ・情報表示部を示す構成図。
【図１０】設定指令部のうち追尾走行制御や減速走行制
御をする機能部を示すブロック図。
御をする機能部を示すブロック図。
【図１１】スロットル指令部及びスロットルアクチュエ
ータを示すブロック図。
ータを示すブロック図。
【図１２】トルク−エンジン回転数の特性を示す特性
図。
図。
１ ステレオ視カメラ １ａ 視野 １１，１２ ＣＣＤカメラ １３ ボディー ２ レーザレーダ ２ａ レーザビーム ３ スロットルアクチュエータ ４ ブレーキアクチュエータ ５ 操作スイッチ・情報表示部 ５１ メイン電源スイッチ ５２ 制御スイッチ ５３ 増減スイッチ ５４ 車速表示部 ５５ 車間距離表示部 ５６ 追尾ランプ ５７ 定速ランプ ５８ システム異常ランプ ５９ モニタ ６ コントローラ ６１ 画像処理部 ６１ａ 車両認識部 ６１ｂ レーン認識部 ６１ｃ 車間距離認識部 ６２ 目標 ６３ 設定指令部 ７ 車速センサ ７ａ ハンドル角センサ ７ｂ ブレーキスイッチ ７ｃ ブレーキペダルスイッチ ７ｄ アクセルペダルスイッチ ８，８ａ，８ｂ 白線 １０１ 目標車間距離演算部 １０２ 車間距離誤差演算部 １０３ 補正速度演算部 １０４ 相対速度演算部 １０５ 先行車車速演算部 １０６ 目標速度演算部 １０７ スロットル制御部 １０８ 安全車間距離演算部 １０９ 危険車間距離演算部 １１０ 危険車間距離ブレーキ力演算部 １１１ 相対速度ブレーキ力演算部 １１２ ブレーキ力演算部 ２００ ベーストルク演算部 ２０１ 偏差速度演算部 ２０２ 比例積分制御部 ２０３ 目標トルク演算部 ２０４ 変換部 ２０５ 偏差部 ２０６ スロットル指令部 Ｖa 自車車速 Ｖb 先行車車速 Ｖba 相対速度 Ｖc 補正速度 Ｖs 設定速度 Ｖ0 目標車速 ΔＶ 速度偏差 Ｄ 車間距離 Ｄ0 目標車間距離 Ｄs 安全車間距離 Ｄd 危険車間距離 ΔＤ 車間距離誤差 Ｔc 補正トルク Ｔ0 目標トルク ｔs 制御周期 Ｓ0 スロットル指令 Ｓ スロットル開度 ΔＳ スロットル開度偏差 Ｓ01 スロットル開度指令
Claims (2)
- 【請求項１】 自車の車速を設定する目標車速設定手段
と、 同目標車速を維持するために必要なエンジントルクを算
出する目標トルク演算手段と、 同目標トルクとなるようにスロットル開度を変えるスロ
ットル作動手段とを有することを特徴とする自動車の走
行制御装置。 - 【請求項２】 自車の車速である自車車速を検出する車
速検出手段と、 自車が走行している車線と同じ車線を走行している先行
車と自車との間の車間距離を検出する車間距離検出手段
と、 検出された自車車速に設定時間を乗算して目標車間距離
を演算する目標車間距離演算手段と、 目標車間距離と実際の車間距離との差である車間距離誤
差に応じた補正速度を求める補正速度演算手段と、 車間距離の時間当りの変化から自車に対する先行車の相
対速度を求める相対速度演算部と、 自車車速に相対速度を加えて先行車車速を求める先行車
車速演算部と、 先行車車速に補正速度を加えて目標車速を求める目標車
速演算部と、 自車の車速が目標車速になるのに必要なエンジン出力ト
ルクを示すトルク指令を出力するスロットル制御手段
と、 トルク指令に応じてスロットル開度を変えるスロットル
作動手段とを有することを特徴とする自動車の走行制御
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19442493A JPH0747862A (ja) | 1993-08-05 | 1993-08-05 | 自動車の走行制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19442493A JPH0747862A (ja) | 1993-08-05 | 1993-08-05 | 自動車の走行制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0747862A true JPH0747862A (ja) | 1995-02-21 |
Family
ID=16324382
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19442493A Pending JPH0747862A (ja) | 1993-08-05 | 1993-08-05 | 自動車の走行制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| JP (1) | JPH0747862A (ja) |
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