JP4061890B2 - 車間距離制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、自車両の走行状態を制御して先行車両との車間距離を制御する車間距離制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
先行車両がないときには乗員の設定した走行速度に応じて走行し、先行車両があるときには、先行車両との車間距離を検出し、前記乗員の設定した速度よりも低い速度で、車間距離や自車両と先行車両との相対速度に応じて、走行制御するようにした車間距離制御装置が提案されている。先行車両の検出には、レーザレーダやミリ波レーダ、ＣＣＤカメラ等のセンサを用いている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前述のような車間距離制御装置において、例えばカーブ路や坂道等で先行車両検出センサが先行車両を見失う、所謂ロストしてしまうと、車間距離が検出できなくなるため、それ以後は先行車両追従走行を中止するのが一般的である。しかしながら、このように先行車両追従走行を行っているときに、突然、先行車両追従走行が中止されてしまうと、乗員に違和感が生じる。
【０００４】
本発明は、上記課題を解決するため、カーブ路や坂道等で先行車両検出センサが先行車両を見失いにくく、先行車両追従走行を継続可能な車間距離制御装置を提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のうち請求項１に係る車間距離制御装置は、自車両と先行車両との車間距離を検出する車間距離検出手段と、自車両の速度を制御することにより、自車両と先行車両との車間距離を目標車間距離に一致させるように制御する車間距離制御手段と、自車両前方の道路形状から走行経路を検出する走行経路検出手段と、前記走行経路検出手段で検出された走行経路上の自車両の位置を検出する自車両位置検出手段と、前記走行経路検出手段で検出された走行経路及び前記自車両位置検出手段で検出された走行経路上の自車両の位置に基づいて、自車両前方の走行経路を走行する際に先行車両が検出可能な見通し距離を先行車両追従継続可能距離として検出する先行車両追従継続可能距離検出手段と、前記先行車両追従継続可能距離検出手段で検出された先行車両追従継続可能距離に基づいて前記目標車間距離を設定する目標車間距離設定手段とを備え、前記先行車両追従継続可能距離検出手段は、先行車両を検出し続けるために必要な加速度を先行車両検出継続可能加速度として検出する先行車両検出継続可能加速度検出手段を備え、前記車間距離制御手段は、前記先行車両検出継続可能加速度検出手段で検出された先行車両検出継続可能加速度が、前記自車両前方の走行経路を走行する際に先行車両が検出可能な見通し距離に基づいて算出された先行車両見通し目標加速度以上であるときに、当該先行車両検出継続可能加速度に基づいて自車両の速度を制御することを特徴とするものである。
【０００６】
また、本発明のうち請求項２に係る車間距離制御装置は、前記請求項１の発明において、前記目標車間距離設定手段は、先行車両の減速に伴う自車両の減速を抑制するように前記目標車間距離を設定することを特徴とするものである。
また、本発明のうち請求項３に係る車間距離制御装置は、前記請求項１又は２の発明において、前記目標車間距離設定手段は、先行車両の走行経路と自車両の走行経路とが一致しないとき、前記先行車両追従継続可能距離に基づく目標車間距離の設定を中止することを特徴とするものである。
【０００７】
また、本発明のうち請求項４に係る車間距離制御装置は、前記請求項１乃至３の何れかの発明において、前記先行車両追従継続可能距離検出手段は、前記走行経路検出手段で検出された走行経路の形状に基づいて、前記自車両前方の走行経路を走行する際に先行車両が検出可能な見通し距離を検出することを特徴とするものである。
また、本発明のうち請求項５に係る車間距離制御装置は、前記請求項１乃至３の何れかの発明において、前記先行車両追従継続可能距離検出手段は、前記走行経路検出手段で検出された走行経路の属性情報に基づいて、前記自車両前方の走行経路を走行する際に先行車両が検出可能な見通し距離を検出することを特徴とするものである。
【０００８】
また、本発明のうち請求項６に係る車間距離制御装置は、前記請求項１乃至３の何れかの発明において、前記先行車両追従継続可能距離検出手段は、前記車間距離検出手段で検出可能な自車両と先行車両との車間距離に基づいて、前記自車両前方の走行経路を走行する際に先行車両が検出可能な見通し距離を検出することを特徴とするものである。
【０００９】
また、本発明のうち請求項７に係る車間距離制御装置は、前記請求項１乃至６の発明において、前記先行車両検出継続可能加速度検出手段は、先行車両の速度及び加速度及び自車両の速度に応じて、前記先行車両を検出し続けるために必要な先行車両検出継続可能加速度を検出することを特徴とするものである。
【００１０】
【発明の効果】
而して、本発明のうち請求項１に係る車間距離制御装置によれば、自車両と先行車両との車間距離を目標車間距離に一致するに際し、自車両前方の道路形状から走行経路を検出し、その走行経路上の自車両の位置を検出し、その走行経路及び走行経路上の自車両の位置に基づいて、自車両前方の走行経路を走行する際に先行車両が検出可能な見通し距離を先行車両追従継続可能距離として検出し、その先行車両追従継続可能距離に基づいて目標車間距離を設定する構成としたため、例えばカーブ路や坂道等で先行車両をロストする可能性があるときには、例えば当該走行経路の形状などから先行車両が検出可能な見通し距離を先行車両追従継続可能距離として検出し、その先行車両追従継続可能距離に基づいて目標車間距離を設定すれば、自車両と先行車両との車間距離は当該先行車両追従継続可能距離となるので、先行車両をロストすることなく、先行車両追従走行を継続可能となる。また、先行車両を検出し続けるために必要な加速度を先行車両検出継続可能加速度として検出し、この先行車両検出継続可能加速度が、自車両前方の走行経路を走行する際に先行車両が検出可能な見通し距離に基づいて算出された先行車両見通し目標加速度以上であるときに、当該先行車両検出継続可能加速度に基づいて自車両の速度を制御する構成としたため、例えば先行車両をロストする可能性があるときに、先行車両を見通せるだけでなく、先行車両を検出し続けるために必要な先行車両検出継続可能加速度を目標車間加速度とすることにより、先行車両をロストすることなく、確実に先行車両追従走行を継続可能となる。
【００１１】
また、本発明のうち請求項２に係る車間距離制御装置によれば、先行車両の減速に伴う自車両の減速を抑制するように前記目標車間距離を設定する構成としたため、先行車両をロストしないようにするために自車両が不用意に加速することがなく、違和感がない。
また、本発明のうち請求項３に係る車間距離制御装置によれば、先行車両の走行経路と自車両の走行経路とが一致しないとき、先行車両追従継続可能距離に基づく目標車間距離の設定を中止する構成としたため、例えば車線変更などにより先行車両の走行経路と自車両の走行経路とが一致しなくなったときなどに、不要な先行車両追従走行を回避することができる。
【００１２】
また、本発明のうち請求項４に係る車間距離制御装置によれば、検出された走行経路の形状に基づいて、自車両前方の走行経路を走行する際に先行車両が検出可能な見通し距離を検出する構成としたため、例えばカーブ路や坂道等における先行車両検出可能な見通し距離を正確に検出することができる。
また、本発明のうち請求項５に係る車間距離制御装置によれば、検出された走行経路の属性情報に基づいて、自車両前方の走行経路を走行する際に先行車両が検出可能な見通し距離を検出する構成としたため、例えば地図情報や路車間通信によって得た走行経路情報と共に、例えばカーブ路や坂道等における先行車両検出可能な見通し距離を正確に検出することができる。
【００１３】
また、本発明のうち請求項６に係る車間距離制御装置によれば、検出可能な自車両と先行車両との車間距離に基づいて、自車両前方の走行経路を走行する際に先行車両が検出可能な見通し距離を検出する構成としたため、例えばレーザレーダやミリ波レーダ、ＣＣＤカメラといった車間距離検出手段の性能に基づいて先行車両検出可能な見通し距離を正確に検出することができる。
【００１４】
また、本発明のうち請求項７に係る車間距離制御装置によれば、先行車両の速度及び加速度及び自車両の速度に応じて、先行車両を検出し続けるために必要な先行車両検出継続可能加速度を検出する構成としたため、例えば先行車両をロストする地点までの間に、自車両の走行速度を先行車両の走行速度と同等とするようにすることで、先行車両を検出し続けるために必要な先行車両検出継続可能加速度を正確に検出することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の車間距離制御装置を適用した先行車両追従走行制御装置付き車両の一実施形態を示すシステム構成図である。この車両は、後輪１ＲＬ、１ＲＲが駆動輪、前輪１ＦＬ、１ＦＲが従動輪となる後輪駆動車両であり、エンジン２の駆動トルクが自動変速機３を介して前記後輪１ＲＬ、１ＲＲに伝達される。
【００１６】
前記エンジン２の回転状態、トルク、出力等はエンジン制御装置１１によって制御可能である。具体的には、スロットルバルブ開度、アイドルバルブ開度、点火時期、燃料噴射量、燃料噴射タイミング等を調整することによってエンジンの回転状態、トルク、出力等を制御することができる。
また、前記自動変速機３は変速機制御装置１２によって制御可能である。具体的には、自動変速機３内のクラッチやブレーキに供給する作動流体圧を調整することにより、選択されるギヤ比を変更し、所望する減速比を得るようにすることができる。
【００１７】
また、前記各車輪１ＦＬ〜１ＲＲは、所謂ディスクブレーキを構成するホイールシリンダ４ＦＬ〜４ＲＲを備えている。このホイールシリンダ４ＦＬ〜４ＲＲは供給される制動流体圧によって各車輪１ＦＬ〜１ＲＲに制動力を付与するものである。そして、各車輪１ＦＬ〜１ＲＲに付与する制動力は制動流体圧制御装置１３によって制御可能である。具体的には、例えば駆動力制御装置（ＴＣＳ）のように制動流体圧を増圧したり、アンチスキッド制御装置（ＡＢＳ）のように制動流体圧を減圧したりすることにより、各ホイールシリンダ４ＦＬ〜４ＲＲへの制動流体圧を調整し、各車輪１ＦＬ〜１ＲＲへの制動力を制御することができる。なお、この制動流体圧制御装置１３内で調圧される制動流体圧は、ブレーキペダル２１の踏込みによって昇圧されるマスタシリンダ２２から供給される。
【００１８】
また、本来、運転者によって操舵されるステアリングホイール５、厳密にはそれに連結するステアリングシャフト６の操舵方向、操舵角、操舵速度は操舵制御装置１４によって制御可能である。具体的には、ステアリングシャフト６に連結されているモータ８の回転方向、回転角、回転速度を調整することにより、操舵方向、操舵角、操舵速度を制御することができる。
これらの制御装置は、何れも車両の走行状態を制御するものであり、結果的に自車両の加減速度、前後方向速度、走行方向、横速度、旋回量等を調整して、走行状態を制御することができる。
【００１９】
これらの制御装置は、勿論、単独でも作動可能であるが、全体機能としては車間距離制御や先行車両追従走行制御を含む自動走行制御装置１０によって司られている。この自動走行制御装置１０は、種々の演算処理を行って車両の走行状態を制御し、もって車間距離制御や先行車両追従走行制御等を行う。
また、車両には、例えばＣＣＤカメラ等を備えて自車両の前方の状態、例えば走行車線の状態や先行車両の有無、或いは先行車両までの距離を検出する前方状態検出装置１６や、各車輪１ＦＬ〜１ＲＲの回転速度を検出する車輪速度センサ１７ＦＬ〜１７ＲＲ、車両に発生する前後及び横加速度を検出する加速度センサ１８、制動流体圧を検出する制動流体圧センサ１９、アクセルペダルの踏込み量を検出するアクセル開度センサ２０を備えている。また、この車両には、運転者の手動入力によって自車両の走行状態、具体的には先行車両との車間距離を入力するための手動スイッチ９が備えられている。更に、この車両には、前記自動走行制御装置１０による制御内容を乗員、特に運転者に提示するためのディスプレイ及びスピーカ２３が備えられている。なお、前記前方状態検出装置１６は、自車両前方の車両が、自車両と同じ車線を先行する先行車両であるか否かを検出する機能を有する。
【００２０】
また、この車両には、所謂ＧＰＳ（Global Positioning System ）等の自車両位置検出装置７を備えている。この自車両位置検出装置７内には、全国地図情報装置１５が内装されている。また、この自車両位置検出装置７内には、前記全国地図情報装置１５から、自車両が走行している周辺の走行経路やその形状、例えばカーブ路の半径や坂道の勾配といった地形情報、車線数や車線幅、或いは環境、所謂インフラストラクチャと情報の通信を行って走行径路の環境を検出する走行経路情報装置２４も内装されている。また、この走行経路情報装置２４によれば、走行経路の属性情報として、例えば現在走行している走行経路の凡その見通し距離も得られるように構成されている。
【００２１】
次に、前記自動走行制御装置１０内で行われる車間距離制御の演算処理について図２のフローチャートに従って説明する。この演算処理は、例えば１０msec. 程度に設定された所定サンプリング時間ΔＴ毎にタイマ割込によって実行される。なお、このフローチャートでは、特に通信のためのステップを設けていないが、演算処理によって得られた結果は随時記憶装置に更新記憶されると共に、必要な情報やプログラムは随時記憶装置から読込まれる。また、前述したエンジン制御装置１１、変速機制御装置１２、制動流体圧制御装置１３、操舵制御装置１４とは随時通信を行い、必要な情報や命令は随時双方向に授受される。
【００２２】
この演算処理では、まずステップＳ１で、前記加速度センサ１８で検出された前後加速度Ｘｇ、横加速度Ｙｇ、前記車輪速度センサ１７で検出された車輪速度Ｖｗj （ｊ＝ＦＬ〜ＲＲ）、前記アクセル開度センサ２０で検出されたアクセル開度Ａｃｃ、前記制動流体圧センサ１９で検出された制動流体圧Ｐｍ、前記手動スイッチ９で設定されている設定車間距離Ｌ0 、前記前方状態検出装置１６で検出された先行車両との車間距離Ｌｘ、前記エンジン制御装置１１で制御されているエンジン駆動トルクＴｗ、前記自車両位置検出装置７で検出された自車両位置、前記走行経路情報装置２４で検出された走行経路情報を読込む。
【００２３】
次にステップＳ２に移行して、前記ステップＳ１で読込んだ車輪速度Ｖｗj のうち、従動輪である前左右輪速度ＶｗFL、ＶｗFRの平均値から自車両の走行速度Ｖを算出する。
次にステップＳ３に移行して、前記ステップＳ１で読込んだ先行車両との車間距離の今回値Ｌｘ(n) と前回値Ｌｘ(n-1) との差分値を前記所定サンプリング時間ΔＴで除して、自車両と先行車両との相対速度ｄＬｘを算出する。
【００２４】
次にステップＳ４に移行して、前記ステップＳ２で算出した自車両の走行速度Ｖに応じた基準目標車間距離Ｌｃ0 を算出する。具体的には、自車両の走行速度Ｖに所定の制御ゲインを乗じ、それに所定の制御定数を和して求める。なお、この制御ゲイン及び制御定数は、前記手動スイッチ７による運転者の要求する設定車間距離Ｌ0 に応じて変更可能とする。
次にステップＳ５に移行して、前記ステップＳ１で読込んだ走行経路情報、詰まり走行経路の形状や自車両の位置、及び前記ステップＳ２で算出された自車両の走行速度Ｖ、前記ステップＳ３で算出された先行車両との相対速度ｄＬX に基づいて先行車両を見通せる距離を先行車両見通し距離ＬL として算出する。具体的には、例えばカーブ路の場合、図３ａに示すようにカーブの先方に先行車両が移動すると先行車両を見通すことができないので、そうなる直前の距離を先行車両見通し距離ＬL とする。また、例えば坂道の場合、図４ａに示すように坂道の頂上から先方に先行車両が移動すると先行車両を見通すことができないので、そうなる直前の距離を先行車両見通し距離ＬL とする。なお、この先行車両見通し距離ＬL は、前記走行経路情報の属性情報として得られた見通し距離をそのまま用いてもよいし、或いはその値を参照として、更に詳細に算出するようにしてもよい。
【００２５】
次にステップＳ６に移行して、前記ＣＣＤカメラ等の前方状態検出装置１６のセンサ見通し距離ＬS を算出する。このセンサ見通し距離ＬS は、例えば先行車両との車間距離の標準偏差をノイズ指標とし、このノイズ指標が多くなるほど、センサ見通し距離ＬS を短く設定する。また、例えば車両のピッチング運動等によって見通せる距離が短くなった場合には、それを考慮して設定してもよい。
次にステップＳ７に移行して、前記ステップＳ５で算出された先行車両見通し距離ＬL が前記ステップ６で算出されたセンサ見通し距離ＬS 以下であるか否かを判定し、先行車両見通し距離ＬL がセンサ見通し距離ＬS 以下である場合にはステップＳ８に移行し、そうでない場合にはステップＳ９に移行する。
【００２６】
前記ステップＳ８では、前記ステップＳ５で算出された先行車両見通し距離ＬL をそのまま先行車両見通し距離ＬL に設定してからステップＳ１０に移行する。
また、前記ステップＳ９では、前記ステップＳ６で算出されたセンサ見通し距離ＬS を先行車両見通し距離ＬL に設定してから前記ステップ１０に移行する。前記ステップＳ１０では、以下のようにして基準目標車速Ｖｓ0 を算出する。ここでは、まず前記ステップＳ２で算出された自車両走行速度Ｖと前記ステップＳ３で算出された先行車両との相対速度ｄＬX とを加算して先行車両の走行速度を算出し、この先行車両の走行速度と、前記ステップＳ４で算出した基準目標車間距離Ｌｃと前記ステップＳ１で読込んだ実際の車間距離Ｌｘとの差分値に比例制御ゲインを乗じた値と、前記ステップＳ３で算出した相対速度ｄＬｘに微分ゲインを乗じた値との加算値から基準目標車速Ｖｓ0 を算出する。
【００２７】
次にステップＳ１１に移行して、以下のようにして先行車両見通し目標車速ＶL を算出する。ここでは、まず前記ステップＳ２で算出された自車両走行速度Ｖと前記ステップＳ３で算出された先行車両との相対速度ｄＬX とを加算して先行車両の走行速度を算出し、この先行車両の走行速度と、前記ステップＳ８又はステップＳ９で設定された先行車両見通し距離ＬL と前記ステップＳ１で読込んだ実際の車間距離Ｌｘとの差分値に比例制御ゲインを乗じた値と、前記ステップＳ３で算出した相対速度ｄＬｘに微分ゲインを乗じた値との加算値から先行車両見通し目標車速ＶL を算出する。
【００２８】
次にステップＳ１２に移行して、前記ステップＳ１０で算出した基準目標車速Ｖｓ0 及び前記ステップＳ２で算出した自車両の走行速度Ｖとの差分値から、例えばＰＩＤ（比例ー微分ー積分）制御による基準目標加速度Ｘｇｓ0 を算出する。
次にステップＳ１３に移行して、前記ステップＳ１１で算出した先行車両見通し目標車速ＶL 及び前記ステップＳ２で算出した自車両の走行速度Ｖとの差分値から、例えばＰＩＤ（比例ー微分ー積分）制御による先行車両見通し目標加速度ＸｇL を算出する。
【００２９】
次にステップＳ１４に移行して、以下のようにして先行車両速度と同等に到達するための加速度、先行車両速度到達加速度ＸｇE を算出する。即ち、例えば図３ａに示すカーブ路では、図３ｂに示すように設定車間距離と見通し不可領域との交点がロスト時刻になる。また、図４ａに示す坂道では、図４ｂに示すように設定車間距離と見通し不可領域との交点がロスト時刻になる。従って、このロスト時刻までに先行車両を検出し続ける車間距離とし、且つ先行車両と同等の速度であれば、その後も先行車両をロストすることはない。そこで、このロスト時刻までの移動距離、つまりロストまでの時間に現在の車速を乗じた距離を車間距離短縮終了点までの距離ｓとする。そして、この車間距離短縮終了点までの距離ｓ及び前記ステップＳ２で算出された自車両の走行速度Ｖ、前記ステップＳ１１で算出された先行車両見通し目標車速ＶL 及び前記ステップＳ８又はステップＳ９で設定された先行車両見通し距離ＬL を用いて、下記１式に従って先行車両速度到達加速度ＸｇE を算出する。
【００３０】
ＸｇE ＝（Ｖ2 ーＶL 2 ）／（２×（ｓ−ＬL )) ……… (1)
次にステップＳ１５に移行して、前記ステップＳ１４で算出された先行車両速度到達加速度ＸｇE が前記ステップＳ１３で算出された先行車両見通し目標加速度ＸｇL 以上であるか否かを判定し、当該先行車両速度到達加速度ＸｇE が先行車両見通し目標加速度ＸｇL 以上である場合にはステップＳ１６に移行し、そうでない場合にはステップＳ１７に移行する。
【００３１】
前記ステップＳ１６では、前記ステップＳ１４で算出された先行車両速度到達加速度ＸｇE を先行車両見通し目標加速度ＸｇL に設定してからステップＳ１８に移行する。
また、前記ステップＳ１７では、前記ステップＳ１３で算出された先行車両見通し目標加速度ＸｇL をそのまま先行車両見通し目標加速度ＸｇL に設定してから前記ステップＳ１８に移行する。
【００３２】
前記ステップＳ１８では、前記ステップＳ１６又はステップＳ１７で設定された先行車両見通し目標加速度ＸｇL が前記ステップＳ１２で算出された基準目標加速度Ｘｇｓ0 、即ち前記基準目標車間距離Ｌｃ0 に基づいて算出された加速度以上であるか否かを判定し、当該先行車両見通し目標加速度ＸｇL が基準目標加速度Ｘｇｓ0 以上である場合にはステップＳ１９に移行し、そうでない場合にはステップＳ２０に移行する。
【００３３】
前記ステップＳ１９では、前記前方状態検出装置１６で検出された自車両前方の状態から、自車両は先行車両と同じ車線を走行しているか否かを判定し、自車両が先行車両と同じ車線を走行している場合にはステップＳ２１に移行し、そうでない場合には前記ステップＳ２０に移行する。
前記ステップＳ２１では、前記先行車両見通し目標加速度ＸｇL を目標加速度Ｘｇｓに設定してからステップＳ２２に移行する。
【００３４】
また、前記ステップＳ２０では、前記基準目標加速度Ｘｇｓ0 を目標加速度Ｘｇｓに設定してから前記ステップＳ２２に移行する。
前記ステップＳ２２では、前記ステップＳ２０又はステップＳ２１で設定された目標加速度Ｘｇｓが負である場合、つまり減速を必要とする場合に、当該目標加速度Ｘｇｓにブレーキ諸元係数を乗じた値と、前記ステップＳ１で読込んだ制動流体圧Ｐｍにブレーキ諸元係数を乗じた値とのうち、何れか大きい方を目標制動流体圧Ｐｗｓj として算出する。なお、ブレーキ諸元係数とは、例えば各車輪のディスクローターパッド間摩擦係数、ホイールシリンダ断面積、ディスクロータ有効径、タイヤ転がり動半径等によって決まる係数である。
【００３５】
次にステップＳ２３に移行して、前記ステップＳ２０又はステップＳ２１で設定された目標加速度Ｘｇｓが正である場合、つまり加速を必要とする場合に、当該目標加速度Ｘｇｓに駆動系諸元変数を乗じた値と、前記ステップＳ１で読込んだアクセル開度Ａｃｃに駆動系諸元変数を乗じた値とのうち、何れか大きい方を目標駆動トルクＴｅｓとして算出する。なお、駆動系諸元変数とは、例えば歯車慣性、減速比、伝達効率、エンジン特性等によって決まる変数である。
【００３６】
次にステップＳ２４に移行して、前記ステップＳ２２で算出された目標制動流体圧Ｐｗｓj や前記ステップＳ２３で算出された目標駆動トルクＴｅｓを前記制動流体圧制御装置１３やエンジン制御装置１１、変速機制御装置１２に向けて出力すると共に、目標車間距離制御の情報提示信号を前記ディスプレイ及びスピーカ２３に向けて出力してからメインプログラムに復帰する。
このように、本実施形態では、自車両の走行速度Ｖに基づく基準目標車間距離Ｌｃ0 から算出された基準目標加速度Ｘｇｓ0 が、先行車両見通し目標車間距離ＬL から算出された先行車両見通し目標加速度ＸｇL より大きいときには、当該自車両の走行速度Ｖに基づく基準目標車間距離Ｌｃ0 から算出された基準目標加速度Ｘｇｓ0 に基づいて自車両の速度を制御することにより、先行車両との車間距離ＬX を前記基準目標車間距離ＬL に一致させることができ、これにより通常時、先行車両追従走行が可能となる。
【００３７】
これに対し、前記先行車両見通し目標車間距離ＬL から算出された先行車両見通し目標加速度ＸｇL が、前記自車両の走行速度Ｖに基づく基準目標車間距離Ｌｃ0 から算出された基準目標加速度Ｘｇｓ0 以上であるときには、当該先行車両見通し目標加速度ＸL に基づいて自車両の速度を制御することにより、先行車両との車間距離ＬX を前記先行車両見通し距離ＬL に一致させることができ、これによりカーブ路や坂道等、先行車両をロストする可能性があるときに、先行車両を見通してロストしにくくし、もって先行車両追従走行を継続することが可能となる。
【００３８】
更に、先行車両を検出し続けるために必要な前記車間距離短縮終了点までの距離ｓから算出された先行車両速度到達加速度ＸｇE が、前記先行車両見通し目標車間距離ＬL から算出された先行車両見通し目標加速度ＸｇL 以上であるときには、当該先行車両速度到達加速度ＸｇE を先行車両見通し目標加速度ＸｇL とし、それが前記基準目標加速度Ｘｇｓ0 以上であるときには、当該先行車両見通し目標加速度ＸL 、つまり先行車両速度到達加速度ＸｇE に基づいて自車両の速度を制御する。これは、例えば図５に示すように、現在の車間距離を維持したままでは、時刻ｔS で先行車両をロストしてしまうとき、図に太線で示すように、当該時刻ｔS までの間に先行車両との車間距離を詰め、更に先行車両速度と同等の走行速度とすることにより、先行車両をロストしないようにすることができる。なお、先行車両をロストする可能性がないときには、再びそれまでの車間距離、つまり設定車間距離に復帰する。
【００３９】
これにより、例えば図６ａに示すように、カーブ路で先行車両をロストする可能性があるときには、先行車両がカーブの先方に移動する前に、自車両と先行車両との車間距離を詰め、その結果、先行車両がカーブの先方に移動しても、ロストしないようにすること、つまり先行車両を検出し続けることができる。また、同様に例えば図６ｂに示すように、坂道で先行車両をロストする可能性があるときには、先行車両が坂道の先方に移動する前に、自車両と先行車両との車間距離を詰め、その結果、先行車両が坂道の先方に移動しても、ロストしないようにすること、つまり先行車両を検出し続けることができる。一般にカーブ路の手前や坂道の頂上では、車両は減速する。車間距離を保持しようとすると、先行車両の減速に伴って自車両の減速する。しかしながら、前述のようにより大きな加速度を用いて車間距離を詰めることは、先行車両の減速に伴う自車両の減速を抑制することであり、実際の走行時に、先行車両をロストしないために加速することはなく、違和感もない。
【００４０】
これに対して、先行車両が車線変更するなどして、自車両が先行車両と同じ車線を走行していないときには、前記基準目標加速度Ｘｇｓ0 に基づいて自車両の速度を制御する、即ち前記先行車両見通し目標加速度ＸｇL に基づく自車両速度の制御を中止することにより、追従する必要のない先行車両を不必要に追従することがない。
なお、前記実施形態では、先行車両との車間距離に基づいて自車両速度を制御する部分に所謂フィードバック制御を用いたが、例えば自動車技術会誌1999. 11月号（p98 〜p103、「車間自動制御システムの開発」、飯島他）にあるように、フィードバック制御とフィードフォワード制御とを組み合わせたものを適用するようにしてもよい。即ち、本発明は目標車間距離に変更に関するものであり、車間距離の制御については各種の制御則が適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の車間距離制御装置を備えた先行車両追従走行制御付き車両の一例を示す車両構成図である。
【図２】図１の自動走行制御装置で行われる車間距離制御のための演算処理を示すフローチャートである。
【図３】カーブ路で先行車両をロストするときの説明図である。
【図４】坂道で先行車両をロストするときの説明図である。
【図５】先行車両速度到達加速度の説明図である。
【図６】先行車両速度到達加速度による作用の説明図である。
【符号の説明】
１ＦＬ〜１ＲＲは車輪
２はエンジン
３は自動変速機
４ＦＬ〜４ＲＲはホイールシリンダ
５はステアリングホイール
６はステアリングシャフト
７は車車間通信装置
８はモータ
９は手動スイッチ
１０は自動走行制御装置
１１はエンジン制御装置
１２は変速機制御装置
１３は制動流体圧制御装置
１４は操舵制御装置
１５は全国地図情報装置
１６は前方状態検出装置
１７ＦＬ〜１７ＲＲは車輪速センサ
１８は加速度センサ
１９は制動流体圧センサ
２０はアクセル開度センサ
２１はブレーキペダル
２２はマスタシリンダ
２３はディスプレイ及びスピーカ
２４は走行経路情報装置
【発明の属する技術分野】
この発明は、自車両の走行状態を制御して先行車両との車間距離を制御する車間距離制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
先行車両がないときには乗員の設定した走行速度に応じて走行し、先行車両があるときには、先行車両との車間距離を検出し、前記乗員の設定した速度よりも低い速度で、車間距離や自車両と先行車両との相対速度に応じて、走行制御するようにした車間距離制御装置が提案されている。先行車両の検出には、レーザレーダやミリ波レーダ、ＣＣＤカメラ等のセンサを用いている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前述のような車間距離制御装置において、例えばカーブ路や坂道等で先行車両検出センサが先行車両を見失う、所謂ロストしてしまうと、車間距離が検出できなくなるため、それ以後は先行車両追従走行を中止するのが一般的である。しかしながら、このように先行車両追従走行を行っているときに、突然、先行車両追従走行が中止されてしまうと、乗員に違和感が生じる。
【０００４】
本発明は、上記課題を解決するため、カーブ路や坂道等で先行車両検出センサが先行車両を見失いにくく、先行車両追従走行を継続可能な車間距離制御装置を提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のうち請求項１に係る車間距離制御装置は、自車両と先行車両との車間距離を検出する車間距離検出手段と、自車両の速度を制御することにより、自車両と先行車両との車間距離を目標車間距離に一致させるように制御する車間距離制御手段と、自車両前方の道路形状から走行経路を検出する走行経路検出手段と、前記走行経路検出手段で検出された走行経路上の自車両の位置を検出する自車両位置検出手段と、前記走行経路検出手段で検出された走行経路及び前記自車両位置検出手段で検出された走行経路上の自車両の位置に基づいて、自車両前方の走行経路を走行する際に先行車両が検出可能な見通し距離を先行車両追従継続可能距離として検出する先行車両追従継続可能距離検出手段と、前記先行車両追従継続可能距離検出手段で検出された先行車両追従継続可能距離に基づいて前記目標車間距離を設定する目標車間距離設定手段とを備え、前記先行車両追従継続可能距離検出手段は、先行車両を検出し続けるために必要な加速度を先行車両検出継続可能加速度として検出する先行車両検出継続可能加速度検出手段を備え、前記車間距離制御手段は、前記先行車両検出継続可能加速度検出手段で検出された先行車両検出継続可能加速度が、前記自車両前方の走行経路を走行する際に先行車両が検出可能な見通し距離に基づいて算出された先行車両見通し目標加速度以上であるときに、当該先行車両検出継続可能加速度に基づいて自車両の速度を制御することを特徴とするものである。
【０００６】
また、本発明のうち請求項２に係る車間距離制御装置は、前記請求項１の発明において、前記目標車間距離設定手段は、先行車両の減速に伴う自車両の減速を抑制するように前記目標車間距離を設定することを特徴とするものである。
また、本発明のうち請求項３に係る車間距離制御装置は、前記請求項１又は２の発明において、前記目標車間距離設定手段は、先行車両の走行経路と自車両の走行経路とが一致しないとき、前記先行車両追従継続可能距離に基づく目標車間距離の設定を中止することを特徴とするものである。
【０００７】
また、本発明のうち請求項４に係る車間距離制御装置は、前記請求項１乃至３の何れかの発明において、前記先行車両追従継続可能距離検出手段は、前記走行経路検出手段で検出された走行経路の形状に基づいて、前記自車両前方の走行経路を走行する際に先行車両が検出可能な見通し距離を検出することを特徴とするものである。
また、本発明のうち請求項５に係る車間距離制御装置は、前記請求項１乃至３の何れかの発明において、前記先行車両追従継続可能距離検出手段は、前記走行経路検出手段で検出された走行経路の属性情報に基づいて、前記自車両前方の走行経路を走行する際に先行車両が検出可能な見通し距離を検出することを特徴とするものである。
【０００８】
また、本発明のうち請求項６に係る車間距離制御装置は、前記請求項１乃至３の何れかの発明において、前記先行車両追従継続可能距離検出手段は、前記車間距離検出手段で検出可能な自車両と先行車両との車間距離に基づいて、前記自車両前方の走行経路を走行する際に先行車両が検出可能な見通し距離を検出することを特徴とするものである。
【０００９】
また、本発明のうち請求項７に係る車間距離制御装置は、前記請求項１乃至６の発明において、前記先行車両検出継続可能加速度検出手段は、先行車両の速度及び加速度及び自車両の速度に応じて、前記先行車両を検出し続けるために必要な先行車両検出継続可能加速度を検出することを特徴とするものである。
【００１０】
【発明の効果】
而して、本発明のうち請求項１に係る車間距離制御装置によれば、自車両と先行車両との車間距離を目標車間距離に一致するに際し、自車両前方の道路形状から走行経路を検出し、その走行経路上の自車両の位置を検出し、その走行経路及び走行経路上の自車両の位置に基づいて、自車両前方の走行経路を走行する際に先行車両が検出可能な見通し距離を先行車両追従継続可能距離として検出し、その先行車両追従継続可能距離に基づいて目標車間距離を設定する構成としたため、例えばカーブ路や坂道等で先行車両をロストする可能性があるときには、例えば当該走行経路の形状などから先行車両が検出可能な見通し距離を先行車両追従継続可能距離として検出し、その先行車両追従継続可能距離に基づいて目標車間距離を設定すれば、自車両と先行車両との車間距離は当該先行車両追従継続可能距離となるので、先行車両をロストすることなく、先行車両追従走行を継続可能となる。また、先行車両を検出し続けるために必要な加速度を先行車両検出継続可能加速度として検出し、この先行車両検出継続可能加速度が、自車両前方の走行経路を走行する際に先行車両が検出可能な見通し距離に基づいて算出された先行車両見通し目標加速度以上であるときに、当該先行車両検出継続可能加速度に基づいて自車両の速度を制御する構成としたため、例えば先行車両をロストする可能性があるときに、先行車両を見通せるだけでなく、先行車両を検出し続けるために必要な先行車両検出継続可能加速度を目標車間加速度とすることにより、先行車両をロストすることなく、確実に先行車両追従走行を継続可能となる。
【００１１】
また、本発明のうち請求項２に係る車間距離制御装置によれば、先行車両の減速に伴う自車両の減速を抑制するように前記目標車間距離を設定する構成としたため、先行車両をロストしないようにするために自車両が不用意に加速することがなく、違和感がない。
また、本発明のうち請求項３に係る車間距離制御装置によれば、先行車両の走行経路と自車両の走行経路とが一致しないとき、先行車両追従継続可能距離に基づく目標車間距離の設定を中止する構成としたため、例えば車線変更などにより先行車両の走行経路と自車両の走行経路とが一致しなくなったときなどに、不要な先行車両追従走行を回避することができる。
【００１２】
また、本発明のうち請求項４に係る車間距離制御装置によれば、検出された走行経路の形状に基づいて、自車両前方の走行経路を走行する際に先行車両が検出可能な見通し距離を検出する構成としたため、例えばカーブ路や坂道等における先行車両検出可能な見通し距離を正確に検出することができる。
また、本発明のうち請求項５に係る車間距離制御装置によれば、検出された走行経路の属性情報に基づいて、自車両前方の走行経路を走行する際に先行車両が検出可能な見通し距離を検出する構成としたため、例えば地図情報や路車間通信によって得た走行経路情報と共に、例えばカーブ路や坂道等における先行車両検出可能な見通し距離を正確に検出することができる。
【００１３】
また、本発明のうち請求項６に係る車間距離制御装置によれば、検出可能な自車両と先行車両との車間距離に基づいて、自車両前方の走行経路を走行する際に先行車両が検出可能な見通し距離を検出する構成としたため、例えばレーザレーダやミリ波レーダ、ＣＣＤカメラといった車間距離検出手段の性能に基づいて先行車両検出可能な見通し距離を正確に検出することができる。
【００１４】
また、本発明のうち請求項７に係る車間距離制御装置によれば、先行車両の速度及び加速度及び自車両の速度に応じて、先行車両を検出し続けるために必要な先行車両検出継続可能加速度を検出する構成としたため、例えば先行車両をロストする地点までの間に、自車両の走行速度を先行車両の走行速度と同等とするようにすることで、先行車両を検出し続けるために必要な先行車両検出継続可能加速度を正確に検出することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の車間距離制御装置を適用した先行車両追従走行制御装置付き車両の一実施形態を示すシステム構成図である。この車両は、後輪１ＲＬ、１ＲＲが駆動輪、前輪１ＦＬ、１ＦＲが従動輪となる後輪駆動車両であり、エンジン２の駆動トルクが自動変速機３を介して前記後輪１ＲＬ、１ＲＲに伝達される。
【００１６】
前記エンジン２の回転状態、トルク、出力等はエンジン制御装置１１によって制御可能である。具体的には、スロットルバルブ開度、アイドルバルブ開度、点火時期、燃料噴射量、燃料噴射タイミング等を調整することによってエンジンの回転状態、トルク、出力等を制御することができる。
また、前記自動変速機３は変速機制御装置１２によって制御可能である。具体的には、自動変速機３内のクラッチやブレーキに供給する作動流体圧を調整することにより、選択されるギヤ比を変更し、所望する減速比を得るようにすることができる。
【００１７】
また、前記各車輪１ＦＬ〜１ＲＲは、所謂ディスクブレーキを構成するホイールシリンダ４ＦＬ〜４ＲＲを備えている。このホイールシリンダ４ＦＬ〜４ＲＲは供給される制動流体圧によって各車輪１ＦＬ〜１ＲＲに制動力を付与するものである。そして、各車輪１ＦＬ〜１ＲＲに付与する制動力は制動流体圧制御装置１３によって制御可能である。具体的には、例えば駆動力制御装置（ＴＣＳ）のように制動流体圧を増圧したり、アンチスキッド制御装置（ＡＢＳ）のように制動流体圧を減圧したりすることにより、各ホイールシリンダ４ＦＬ〜４ＲＲへの制動流体圧を調整し、各車輪１ＦＬ〜１ＲＲへの制動力を制御することができる。なお、この制動流体圧制御装置１３内で調圧される制動流体圧は、ブレーキペダル２１の踏込みによって昇圧されるマスタシリンダ２２から供給される。
【００１８】
また、本来、運転者によって操舵されるステアリングホイール５、厳密にはそれに連結するステアリングシャフト６の操舵方向、操舵角、操舵速度は操舵制御装置１４によって制御可能である。具体的には、ステアリングシャフト６に連結されているモータ８の回転方向、回転角、回転速度を調整することにより、操舵方向、操舵角、操舵速度を制御することができる。
これらの制御装置は、何れも車両の走行状態を制御するものであり、結果的に自車両の加減速度、前後方向速度、走行方向、横速度、旋回量等を調整して、走行状態を制御することができる。
【００１９】
これらの制御装置は、勿論、単独でも作動可能であるが、全体機能としては車間距離制御や先行車両追従走行制御を含む自動走行制御装置１０によって司られている。この自動走行制御装置１０は、種々の演算処理を行って車両の走行状態を制御し、もって車間距離制御や先行車両追従走行制御等を行う。
また、車両には、例えばＣＣＤカメラ等を備えて自車両の前方の状態、例えば走行車線の状態や先行車両の有無、或いは先行車両までの距離を検出する前方状態検出装置１６や、各車輪１ＦＬ〜１ＲＲの回転速度を検出する車輪速度センサ１７ＦＬ〜１７ＲＲ、車両に発生する前後及び横加速度を検出する加速度センサ１８、制動流体圧を検出する制動流体圧センサ１９、アクセルペダルの踏込み量を検出するアクセル開度センサ２０を備えている。また、この車両には、運転者の手動入力によって自車両の走行状態、具体的には先行車両との車間距離を入力するための手動スイッチ９が備えられている。更に、この車両には、前記自動走行制御装置１０による制御内容を乗員、特に運転者に提示するためのディスプレイ及びスピーカ２３が備えられている。なお、前記前方状態検出装置１６は、自車両前方の車両が、自車両と同じ車線を先行する先行車両であるか否かを検出する機能を有する。
【００２０】
また、この車両には、所謂ＧＰＳ（Global Positioning System ）等の自車両位置検出装置７を備えている。この自車両位置検出装置７内には、全国地図情報装置１５が内装されている。また、この自車両位置検出装置７内には、前記全国地図情報装置１５から、自車両が走行している周辺の走行経路やその形状、例えばカーブ路の半径や坂道の勾配といった地形情報、車線数や車線幅、或いは環境、所謂インフラストラクチャと情報の通信を行って走行径路の環境を検出する走行経路情報装置２４も内装されている。また、この走行経路情報装置２４によれば、走行経路の属性情報として、例えば現在走行している走行経路の凡その見通し距離も得られるように構成されている。
【００２１】
次に、前記自動走行制御装置１０内で行われる車間距離制御の演算処理について図２のフローチャートに従って説明する。この演算処理は、例えば１０msec. 程度に設定された所定サンプリング時間ΔＴ毎にタイマ割込によって実行される。なお、このフローチャートでは、特に通信のためのステップを設けていないが、演算処理によって得られた結果は随時記憶装置に更新記憶されると共に、必要な情報やプログラムは随時記憶装置から読込まれる。また、前述したエンジン制御装置１１、変速機制御装置１２、制動流体圧制御装置１３、操舵制御装置１４とは随時通信を行い、必要な情報や命令は随時双方向に授受される。
【００２２】
この演算処理では、まずステップＳ１で、前記加速度センサ１８で検出された前後加速度Ｘｇ、横加速度Ｙｇ、前記車輪速度センサ１７で検出された車輪速度Ｖｗj （ｊ＝ＦＬ〜ＲＲ）、前記アクセル開度センサ２０で検出されたアクセル開度Ａｃｃ、前記制動流体圧センサ１９で検出された制動流体圧Ｐｍ、前記手動スイッチ９で設定されている設定車間距離Ｌ0 、前記前方状態検出装置１６で検出された先行車両との車間距離Ｌｘ、前記エンジン制御装置１１で制御されているエンジン駆動トルクＴｗ、前記自車両位置検出装置７で検出された自車両位置、前記走行経路情報装置２４で検出された走行経路情報を読込む。
【００２３】
次にステップＳ２に移行して、前記ステップＳ１で読込んだ車輪速度Ｖｗj のうち、従動輪である前左右輪速度ＶｗFL、ＶｗFRの平均値から自車両の走行速度Ｖを算出する。
次にステップＳ３に移行して、前記ステップＳ１で読込んだ先行車両との車間距離の今回値Ｌｘ(n) と前回値Ｌｘ(n-1) との差分値を前記所定サンプリング時間ΔＴで除して、自車両と先行車両との相対速度ｄＬｘを算出する。
【００２４】
次にステップＳ４に移行して、前記ステップＳ２で算出した自車両の走行速度Ｖに応じた基準目標車間距離Ｌｃ0 を算出する。具体的には、自車両の走行速度Ｖに所定の制御ゲインを乗じ、それに所定の制御定数を和して求める。なお、この制御ゲイン及び制御定数は、前記手動スイッチ７による運転者の要求する設定車間距離Ｌ0 に応じて変更可能とする。
次にステップＳ５に移行して、前記ステップＳ１で読込んだ走行経路情報、詰まり走行経路の形状や自車両の位置、及び前記ステップＳ２で算出された自車両の走行速度Ｖ、前記ステップＳ３で算出された先行車両との相対速度ｄＬX に基づいて先行車両を見通せる距離を先行車両見通し距離ＬL として算出する。具体的には、例えばカーブ路の場合、図３ａに示すようにカーブの先方に先行車両が移動すると先行車両を見通すことができないので、そうなる直前の距離を先行車両見通し距離ＬL とする。また、例えば坂道の場合、図４ａに示すように坂道の頂上から先方に先行車両が移動すると先行車両を見通すことができないので、そうなる直前の距離を先行車両見通し距離ＬL とする。なお、この先行車両見通し距離ＬL は、前記走行経路情報の属性情報として得られた見通し距離をそのまま用いてもよいし、或いはその値を参照として、更に詳細に算出するようにしてもよい。
【００２５】
次にステップＳ６に移行して、前記ＣＣＤカメラ等の前方状態検出装置１６のセンサ見通し距離ＬS を算出する。このセンサ見通し距離ＬS は、例えば先行車両との車間距離の標準偏差をノイズ指標とし、このノイズ指標が多くなるほど、センサ見通し距離ＬS を短く設定する。また、例えば車両のピッチング運動等によって見通せる距離が短くなった場合には、それを考慮して設定してもよい。
次にステップＳ７に移行して、前記ステップＳ５で算出された先行車両見通し距離ＬL が前記ステップ６で算出されたセンサ見通し距離ＬS 以下であるか否かを判定し、先行車両見通し距離ＬL がセンサ見通し距離ＬS 以下である場合にはステップＳ８に移行し、そうでない場合にはステップＳ９に移行する。
【００２６】
前記ステップＳ８では、前記ステップＳ５で算出された先行車両見通し距離ＬL をそのまま先行車両見通し距離ＬL に設定してからステップＳ１０に移行する。
また、前記ステップＳ９では、前記ステップＳ６で算出されたセンサ見通し距離ＬS を先行車両見通し距離ＬL に設定してから前記ステップ１０に移行する。前記ステップＳ１０では、以下のようにして基準目標車速Ｖｓ0 を算出する。ここでは、まず前記ステップＳ２で算出された自車両走行速度Ｖと前記ステップＳ３で算出された先行車両との相対速度ｄＬX とを加算して先行車両の走行速度を算出し、この先行車両の走行速度と、前記ステップＳ４で算出した基準目標車間距離Ｌｃと前記ステップＳ１で読込んだ実際の車間距離Ｌｘとの差分値に比例制御ゲインを乗じた値と、前記ステップＳ３で算出した相対速度ｄＬｘに微分ゲインを乗じた値との加算値から基準目標車速Ｖｓ0 を算出する。
【００２７】
次にステップＳ１１に移行して、以下のようにして先行車両見通し目標車速ＶL を算出する。ここでは、まず前記ステップＳ２で算出された自車両走行速度Ｖと前記ステップＳ３で算出された先行車両との相対速度ｄＬX とを加算して先行車両の走行速度を算出し、この先行車両の走行速度と、前記ステップＳ８又はステップＳ９で設定された先行車両見通し距離ＬL と前記ステップＳ１で読込んだ実際の車間距離Ｌｘとの差分値に比例制御ゲインを乗じた値と、前記ステップＳ３で算出した相対速度ｄＬｘに微分ゲインを乗じた値との加算値から先行車両見通し目標車速ＶL を算出する。
【００２８】
次にステップＳ１２に移行して、前記ステップＳ１０で算出した基準目標車速Ｖｓ0 及び前記ステップＳ２で算出した自車両の走行速度Ｖとの差分値から、例えばＰＩＤ（比例ー微分ー積分）制御による基準目標加速度Ｘｇｓ0 を算出する。
次にステップＳ１３に移行して、前記ステップＳ１１で算出した先行車両見通し目標車速ＶL 及び前記ステップＳ２で算出した自車両の走行速度Ｖとの差分値から、例えばＰＩＤ（比例ー微分ー積分）制御による先行車両見通し目標加速度ＸｇL を算出する。
【００２９】
次にステップＳ１４に移行して、以下のようにして先行車両速度と同等に到達するための加速度、先行車両速度到達加速度ＸｇE を算出する。即ち、例えば図３ａに示すカーブ路では、図３ｂに示すように設定車間距離と見通し不可領域との交点がロスト時刻になる。また、図４ａに示す坂道では、図４ｂに示すように設定車間距離と見通し不可領域との交点がロスト時刻になる。従って、このロスト時刻までに先行車両を検出し続ける車間距離とし、且つ先行車両と同等の速度であれば、その後も先行車両をロストすることはない。そこで、このロスト時刻までの移動距離、つまりロストまでの時間に現在の車速を乗じた距離を車間距離短縮終了点までの距離ｓとする。そして、この車間距離短縮終了点までの距離ｓ及び前記ステップＳ２で算出された自車両の走行速度Ｖ、前記ステップＳ１１で算出された先行車両見通し目標車速ＶL 及び前記ステップＳ８又はステップＳ９で設定された先行車両見通し距離ＬL を用いて、下記１式に従って先行車両速度到達加速度ＸｇE を算出する。
【００３０】
ＸｇE ＝（Ｖ2 ーＶL 2 ）／（２×（ｓ−ＬL )) ……… (1)
次にステップＳ１５に移行して、前記ステップＳ１４で算出された先行車両速度到達加速度ＸｇE が前記ステップＳ１３で算出された先行車両見通し目標加速度ＸｇL 以上であるか否かを判定し、当該先行車両速度到達加速度ＸｇE が先行車両見通し目標加速度ＸｇL 以上である場合にはステップＳ１６に移行し、そうでない場合にはステップＳ１７に移行する。
【００３１】
前記ステップＳ１６では、前記ステップＳ１４で算出された先行車両速度到達加速度ＸｇE を先行車両見通し目標加速度ＸｇL に設定してからステップＳ１８に移行する。
また、前記ステップＳ１７では、前記ステップＳ１３で算出された先行車両見通し目標加速度ＸｇL をそのまま先行車両見通し目標加速度ＸｇL に設定してから前記ステップＳ１８に移行する。
【００３２】
前記ステップＳ１８では、前記ステップＳ１６又はステップＳ１７で設定された先行車両見通し目標加速度ＸｇL が前記ステップＳ１２で算出された基準目標加速度Ｘｇｓ0 、即ち前記基準目標車間距離Ｌｃ0 に基づいて算出された加速度以上であるか否かを判定し、当該先行車両見通し目標加速度ＸｇL が基準目標加速度Ｘｇｓ0 以上である場合にはステップＳ１９に移行し、そうでない場合にはステップＳ２０に移行する。
【００３３】
前記ステップＳ１９では、前記前方状態検出装置１６で検出された自車両前方の状態から、自車両は先行車両と同じ車線を走行しているか否かを判定し、自車両が先行車両と同じ車線を走行している場合にはステップＳ２１に移行し、そうでない場合には前記ステップＳ２０に移行する。
前記ステップＳ２１では、前記先行車両見通し目標加速度ＸｇL を目標加速度Ｘｇｓに設定してからステップＳ２２に移行する。
【００３４】
また、前記ステップＳ２０では、前記基準目標加速度Ｘｇｓ0 を目標加速度Ｘｇｓに設定してから前記ステップＳ２２に移行する。
前記ステップＳ２２では、前記ステップＳ２０又はステップＳ２１で設定された目標加速度Ｘｇｓが負である場合、つまり減速を必要とする場合に、当該目標加速度Ｘｇｓにブレーキ諸元係数を乗じた値と、前記ステップＳ１で読込んだ制動流体圧Ｐｍにブレーキ諸元係数を乗じた値とのうち、何れか大きい方を目標制動流体圧Ｐｗｓj として算出する。なお、ブレーキ諸元係数とは、例えば各車輪のディスクローターパッド間摩擦係数、ホイールシリンダ断面積、ディスクロータ有効径、タイヤ転がり動半径等によって決まる係数である。
【００３５】
次にステップＳ２３に移行して、前記ステップＳ２０又はステップＳ２１で設定された目標加速度Ｘｇｓが正である場合、つまり加速を必要とする場合に、当該目標加速度Ｘｇｓに駆動系諸元変数を乗じた値と、前記ステップＳ１で読込んだアクセル開度Ａｃｃに駆動系諸元変数を乗じた値とのうち、何れか大きい方を目標駆動トルクＴｅｓとして算出する。なお、駆動系諸元変数とは、例えば歯車慣性、減速比、伝達効率、エンジン特性等によって決まる変数である。
【００３６】
次にステップＳ２４に移行して、前記ステップＳ２２で算出された目標制動流体圧Ｐｗｓj や前記ステップＳ２３で算出された目標駆動トルクＴｅｓを前記制動流体圧制御装置１３やエンジン制御装置１１、変速機制御装置１２に向けて出力すると共に、目標車間距離制御の情報提示信号を前記ディスプレイ及びスピーカ２３に向けて出力してからメインプログラムに復帰する。
このように、本実施形態では、自車両の走行速度Ｖに基づく基準目標車間距離Ｌｃ0 から算出された基準目標加速度Ｘｇｓ0 が、先行車両見通し目標車間距離ＬL から算出された先行車両見通し目標加速度ＸｇL より大きいときには、当該自車両の走行速度Ｖに基づく基準目標車間距離Ｌｃ0 から算出された基準目標加速度Ｘｇｓ0 に基づいて自車両の速度を制御することにより、先行車両との車間距離ＬX を前記基準目標車間距離ＬL に一致させることができ、これにより通常時、先行車両追従走行が可能となる。
【００３７】
これに対し、前記先行車両見通し目標車間距離ＬL から算出された先行車両見通し目標加速度ＸｇL が、前記自車両の走行速度Ｖに基づく基準目標車間距離Ｌｃ0 から算出された基準目標加速度Ｘｇｓ0 以上であるときには、当該先行車両見通し目標加速度ＸL に基づいて自車両の速度を制御することにより、先行車両との車間距離ＬX を前記先行車両見通し距離ＬL に一致させることができ、これによりカーブ路や坂道等、先行車両をロストする可能性があるときに、先行車両を見通してロストしにくくし、もって先行車両追従走行を継続することが可能となる。
【００３８】
更に、先行車両を検出し続けるために必要な前記車間距離短縮終了点までの距離ｓから算出された先行車両速度到達加速度ＸｇE が、前記先行車両見通し目標車間距離ＬL から算出された先行車両見通し目標加速度ＸｇL 以上であるときには、当該先行車両速度到達加速度ＸｇE を先行車両見通し目標加速度ＸｇL とし、それが前記基準目標加速度Ｘｇｓ0 以上であるときには、当該先行車両見通し目標加速度ＸL 、つまり先行車両速度到達加速度ＸｇE に基づいて自車両の速度を制御する。これは、例えば図５に示すように、現在の車間距離を維持したままでは、時刻ｔS で先行車両をロストしてしまうとき、図に太線で示すように、当該時刻ｔS までの間に先行車両との車間距離を詰め、更に先行車両速度と同等の走行速度とすることにより、先行車両をロストしないようにすることができる。なお、先行車両をロストする可能性がないときには、再びそれまでの車間距離、つまり設定車間距離に復帰する。
【００３９】
これにより、例えば図６ａに示すように、カーブ路で先行車両をロストする可能性があるときには、先行車両がカーブの先方に移動する前に、自車両と先行車両との車間距離を詰め、その結果、先行車両がカーブの先方に移動しても、ロストしないようにすること、つまり先行車両を検出し続けることができる。また、同様に例えば図６ｂに示すように、坂道で先行車両をロストする可能性があるときには、先行車両が坂道の先方に移動する前に、自車両と先行車両との車間距離を詰め、その結果、先行車両が坂道の先方に移動しても、ロストしないようにすること、つまり先行車両を検出し続けることができる。一般にカーブ路の手前や坂道の頂上では、車両は減速する。車間距離を保持しようとすると、先行車両の減速に伴って自車両の減速する。しかしながら、前述のようにより大きな加速度を用いて車間距離を詰めることは、先行車両の減速に伴う自車両の減速を抑制することであり、実際の走行時に、先行車両をロストしないために加速することはなく、違和感もない。
【００４０】
これに対して、先行車両が車線変更するなどして、自車両が先行車両と同じ車線を走行していないときには、前記基準目標加速度Ｘｇｓ0 に基づいて自車両の速度を制御する、即ち前記先行車両見通し目標加速度ＸｇL に基づく自車両速度の制御を中止することにより、追従する必要のない先行車両を不必要に追従することがない。
なお、前記実施形態では、先行車両との車間距離に基づいて自車両速度を制御する部分に所謂フィードバック制御を用いたが、例えば自動車技術会誌1999. 11月号（p98 〜p103、「車間自動制御システムの開発」、飯島他）にあるように、フィードバック制御とフィードフォワード制御とを組み合わせたものを適用するようにしてもよい。即ち、本発明は目標車間距離に変更に関するものであり、車間距離の制御については各種の制御則が適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の車間距離制御装置を備えた先行車両追従走行制御付き車両の一例を示す車両構成図である。
【図２】図１の自動走行制御装置で行われる車間距離制御のための演算処理を示すフローチャートである。
【図３】カーブ路で先行車両をロストするときの説明図である。
【図４】坂道で先行車両をロストするときの説明図である。
【図５】先行車両速度到達加速度の説明図である。
【図６】先行車両速度到達加速度による作用の説明図である。
【符号の説明】
１ＦＬ〜１ＲＲは車輪
２はエンジン
３は自動変速機
４ＦＬ〜４ＲＲはホイールシリンダ
５はステアリングホイール
６はステアリングシャフト
７は車車間通信装置
８はモータ
９は手動スイッチ
１０は自動走行制御装置
１１はエンジン制御装置
１２は変速機制御装置
１３は制動流体圧制御装置
１４は操舵制御装置
１５は全国地図情報装置
１６は前方状態検出装置
１７ＦＬ〜１７ＲＲは車輪速センサ
１８は加速度センサ
１９は制動流体圧センサ
２０はアクセル開度センサ
２１はブレーキペダル
２２はマスタシリンダ
２３はディスプレイ及びスピーカ
２４は走行経路情報装置
Claims (7)
- 自車両と先行車両との車間距離を検出する車間距離検出手段と、自車両の速度を制御することにより、自車両と先行車両との車間距離を目標車間距離に一致させるように制御する車間距離制御手段と、自車両前方の道路形状から走行経路を検出する走行経路検出手段と、前記走行経路検出手段で検出された走行経路上の自車両の位置を検出する自車両位置検出手段と、前記走行経路検出手段で検出された走行経路及び前記自車両位置検出手段で検出された走行経路上の自車両の位置に基づいて、自車両前方の走行経路を走行する際に先行車両が検出可能な見通し距離を先行車両追従継続可能距離として検出する先行車両追従継続可能距離検出手段と、前記先行車両追従継続可能距離検出手段で検出された先行車両追従継続可能距離に基づいて前記目標車間距離を設定する目標車間距離設定手段とを備え、前記先行車両追従継続可能距離検出手段は、先行車両を検出し続けるために必要な加速度を先行車両検出継続可能加速度として検出する先行車両検出継続可能加速度検出手段を備え、前記車間距離制御手段は、前記先行車両検出継続可能加速度検出手段で検出された先行車両検出継続可能加速度が、前記自車両前方の走行経路を走行する際に先行車両が検出可能な見通し距離に基づいて算出された先行車両見通し目標加速度以上であるときに、当該先行車両検出継続可能加速度に基づいて自車両の速度を制御することを特徴とする車間距離制御装置。
- 前記目標車間距離設定手段は、先行車両の減速に伴う自車両の減速を抑制するように前記目標車間距離を設定することを特徴とする請求項１に記載の車間距離制御装置。
- 前記目標車間距離設定手段は、先行車両の走行経路と自車両の走行経路とが一致しないとき、前記先行車両追従継続可能距離に基づく目標車間距離の設定を中止することを特徴とする請求項１又は２に記載の車間距離制御装置。
- 前記先行車両追従継続可能距離検出手段は、前記走行経路検出手段で検出された走行経路の形状に基づいて、前記自車両前方の走行経路を走行する際に先行車両が検出可能な見通し距離を検出することを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の車間距離制御装置。
- 前記先行車両追従継続可能距離検出手段は、前記走行経路検出手段で検出された走行経路の属性情報に基づいて、前記自車両前方の走行経路を走行する際に先行車両が検出可能な見通し距離を検出することを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の車間距離制御装置。
- 前記先行車両追従継続可能距離検出手段は、前記車間距離検出手段で検出可能な自車両と先行車両との車間距離に基づいて、前記自車両前方の走行経路を走行する際に先行車両が検出可能な見通し距離を検出することを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の車間距離制御装置。
- 前記先行車両検出継続可能加速度検出手段は、先行車両の速度及び加速度及び自車両の速度に応じて、前記先行車両を検出し続けるために必要な先行車両検出継続可能加速度を検出することを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載の車間距離制御装置。
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