JP5293699B2

JP5293699B2 - 車両制御装置

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Publication number: JP5293699B2
Application number: JP2010180452A
Authority: JP
Inventors: 充央志田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2010-08-11
Filing date: 2010-08-11
Publication date: 2013-09-18
Anticipated expiration: 2030-08-11
Also published as: JP2012038258A; DE112011102687B4; DE112011102687T5; US20130144465A1; CN103079917A; WO2012020736A1; US9058246B2; CN103079917B

Description

本発明は、車両制御装置に関する。

近年の車両では、車両の走行時における運転の容易性の向上や、運転者による運転操作の負担の軽減、さらに、車両の走行時における安全性を向上させるために、車両の走行時における運転操作の支援を行う制御装置が開発されている。

例えば、特許文献１に記載された追突防止装置では、車両間で無線通信を行うことが可能に設けられており、先行車が、急制動が予想される状況を無線通信によって送信し、この先行車からの情報を受信した自車は、ブレーキシステムをブレーキ作動待機状態に維持する。これにより、自車の運転者が制動操作をした場合には、自車は直ちに制動を開始するため、先行車が急制動した場合でも自車が先行車に追突することを防止することができる。

特開２００５−１３２３３８号公報

しかしながら、車両間で無線通信によって走行情報を送受信する場合、通信状態によっては、他の車両の走行情報、例えば、先行車の走行情報を適切に取得することができない場合がある。このため、先行車の走行情報を適切に受信することができない場合は、自車の走行制御を、先行車の走行情報を利用して行う走行制御から、この走行情報を利用しない走行制御に切り替えるなど、通信状態によって走行制御の形態を切り替える必要がある。

一方、先行車の走行情報を利用して行う走行制御を行っている場合でも、自車の走行状態によっては、走行情報の重要度があまり高くない場合もある。このような場合においても、走行情報を適切に受信できなくなったら直ちに走行制御の形態を切り替えた場合、必要以上に走行制御を切り替えることになり、制御が煩雑になる場合があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、車車間通信によって先行車の走行情報を取得しながら行う自車の走行制御を、より適切に行うことのできる車両制御装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る車両制御装置は、自車前方を走行する先行車の車車間通信情報を取得し、取得した前記先行車の車車間通信情報に基づいて自車の走行状態を制御する車両制御を行う車両制御装置であって、前記車両制御時のパラメータに応じて、前記車車間通信の制御を変化させることを特徴とする。

また、上記車両制御装置において、前記車両制御時のパラメータとは、前記先行車と前記自車との車間時間であり、前記車車間通信の制御を変化させる場合には、通信途絶判定時間を変化させることが好ましい。

また、上記車両制御装置において、前記通信途絶判定時間は、前記車両制御時における制御信号に対する応答の遅れ時間を前記車間時間から引いた時間よりも短い時間であることが好ましい。

また、上記車両制御装置において、前記車車間通信を行う際に通信の途絶時間が前記通信途絶判定時間を越えた場合には、前記車車間通信を停止することが好ましい。

本発明に係る車両制御装置は、車車間通信によって先行車の走行情報を取得しながら行う自車の走行制御を、より適切に行うことができる、という効果を奏する。

図１は、本発明の実施形態に係る車両制御装置が設けられた車両の概略図である。図２は、図１に示す車両制御装置の要部構成図である。図３は、追従走行についての説明図である。図４は、先行車の減速時における先行車と自車との加速度及び相対加速度を示す説明図である。図５は、先行車の減速開始後に遅れて自車が減速をする場合における説明図である。図６は、図５で説明する減速に対して小さい減速度で減速をする場合における説明図である。図７は、図５で説明する減速に対して初速が遅い場合における説明図である。図８は、減速時における自車と先行車との加速度、相対加速度、相対速度の関係を示す説明図である。図９は、追従走行制御時における減速時の先行車と自車との加速度の説明図である。図１０は、等価反応時間についての説明図である。図１１は、通信途絶の発生時における制御の説明図である。

以下に、本発明に係る車両制御装置の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、或いは実質的に同一のものが含まれる。

〔実施形態〕
図１は、本発明の実施形態に係る車両制御装置が設けられた車両の概略図である。実施形態に係る車両制御装置２を備える車両１は、内燃機関であるエンジン５が動力源として搭載され、エンジン５で発生する動力が自動変速機（図示省略）等の駆動装置を経由して車輪３に伝達されることにより、走行可能になっている。また、この車両１は、車輪３を制動することにより走行中の車両１の制動をする制動手段であるブレーキ装置（図示省略）が設けられており、ブレーキ装置を作動させる際における油圧を制御するブレーキ油圧制御装置８が設けられている。また、駆動装置には、エンジン５の動力を車輪３に伝達する際における回転速度を検出することを介して車速を検出する車速検出手段である車速センサ１０が設けられている。

また、車両１には、前方を走行する他の車両や走行方向に位置する障害物等を検出する前方状況検出手段であるレーダー１２と、他の車両との間で走行状態の情報等の通信が可能な車車間通信手段である車車間通信装置１５とが設けられている。このうち、レーダー１２は、検出波としてレーザーを用いるレーザーレーダーや、ミリ波を用いるミリ波レーダーなど、車両１に搭載可能なレーダーであれば、その形態は問わない。また、車車間通信装置１５には、電磁波の送受信を行うアンテナや、信号の送信装置、受信装置等、無線通信を行うのに必要な各装置が含まれる。

これらのエンジン５やブレーキ油圧制御装置８、車速センサ１０、レーダー１２、車車間通信装置１５は、車両１に搭載されると共に車両１の各部を制御するＥＣＵ（ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ）に接続されている。このＥＣＵとしては、車両１の走行制御を行う走行制御ＥＣＵ２０と、他の車両と通信を行いながら、先行車に追従する走行を行う走行制御である通信追従走行制御を行う通信追従走行制御ＥＣＵ４０と、他の車両とは通信を行わず、自律して先行車に追従する走行を行う走行制御である自律追従走行制御を行う自律追従走行制御ＥＣＵ６０と、を有している。

図２は、図１に示す車両制御装置の要部構成図である。ＥＣＵに接続される各部のうち、エンジン５やブレーキ油圧制御装置８、車速センサ１０等の、車両１の走行に用いる装置は走行制御ＥＣＵ２０に接続されており、また、この走行制御ＥＣＵ２０には、車両１の減速時に運転者が操作をするブレーキペダル（図示省略）の操作量を検出するブレーキセンサ９が接続されている。走行制御ＥＣＵ２０は、車速センサ１０やブレーキセンサ９等の検出手段による検出結果に基づいてエンジン５やブレーキ油圧制御装置８等を作動させることにより、車両１の走行制御を行う。

また、他の車両との通信に用いる車車間通信装置１５は、通信追従走行制御ＥＣＵ４０に接続されており、通信追従走行制御ＥＣＵ４０は、車車間通信装置１５によって他の車両と走行状態の情報等の通信を行いつつ、走行制御ＥＣＵ２０に制御信号を送信して車両１の走行制御を行うことにより、取得した他の車両の車車間通信情報に基づいて車両１の走行状態を制御する車両制御である通信追従走行制御を行う。また、前方を走行する他の車両等を検出することにより自律追従走行制御において自車と先行車との車間距離を検出する車間距離検出手段として使用されるレーダー１２は、自律追従走行制御ＥＣＵ６０に接続されており、自律追従走行制御ＥＣＵ６０は、レーダー１２によって自車と先行車との車間距離を検出しつつ、走行制御ＥＣＵ２０に制御信号を送信し、レーダー１２で検出した車間距離を目標値に維持する走行制御を行うことにより、自律追従走行制御を行う。

また、走行制御ＥＣＵ２０、通信追従走行制御ＥＣＵ４０、自律追従走行制御ＥＣＵ６０は、それぞれ互いに接続され、情報や信号のやり取りが可能になっている。これらの走行制御ＥＣＵ２０、通信追従走行制御ＥＣＵ４０、自律追従走行制御ＥＣＵ６０のハード構成は、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）等を有する処理部や、ＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）等の記憶部等を備えた公知の構成であるため、説明は省略する。

これらのＥＣＵのうち、走行制御ＥＣＵ２０は、エンジン５の運転制御を行うエンジン制御部２１と、ブレーキ油圧制御装置８を制御することにより制動力の制御を行うブレーキ制御部２２と、車速センサ１０での検出結果より車速を取得する車速取得部２５と、ブレーキセンサ９での検出結果よりブレーキペダルの操作の状態を取得するブレーキ操作取得部２６と、車両１の走行時における走行モードを、通信追従走行制御と自律追従走行制御、及びこれらの追従走行制御を行わずに運転者の運転操作によって行う走行制御であるマニュアル走行制御との間で切り替える走行モード切替部２８と、レーダー１２での検出結果に基づいて先行車との車間時間を検出する車間時間検出手段である車間時間検出部３０と、先行車の減速度に基づいて自車の減速度を算出する減速度算出部３３と、レーダー１２での検出結果に基づいて先行車との相対速度を算出する相対速度算出部３４と、減速制御を行う際に用いる相対速度を算出する減速時相対速度算出部３５と、を有している。

また、通信追従走行制御ＥＣＵ４０は、通信追従走行制御時における車間距離を、通信追従走行制御時用に予め設定される車間時間に基づいて車間距離を設定する車間距離設定部４１と、車車間通信装置１５で行なう車車間通信により先行車の走行情報を取得する先行車走行情報取得部４５と、先行車の減速時における最大減速度を導出する先行車最大減速度導出部４６と、追従走行制御のパラメータに応じて通信途絶判定時間を設定する通信途絶判定時間設定部５０と、車車間通信装置１５によって行う先行車との通信が途絶しているか否かを判定する通信途絶判定部５１と、を有している。

また、自律追従走行制御ＥＣＵ６０は、レーダー１２での検出結果より、車両１の前方の状態を取得する前方状態取得部６１と、自律追従走行制御時における車間距離を、自律追従走行制御時用に予め設定される車間時間と車速取得部２５で取得した車速とに基づいて車間距離を設定する車間距離設定部６２と、先行車の減速時における減速度を導出する先行車減速度導出部６３と、を有している。

この実施形態に係る車両制御装置２は、以上のごとき構成からなり、以下、その作用について説明する。車両１の通常の走行時は、運転者がアクセルペダル（図示省略）やブレーキペダルを操作することにより、エンジン５やブレーキ油圧制御装置８等の各アクチュエータが作動し、車両１は運転者の運転操作に応じて走行をする。例えば、エンジン５で発生する動力を調節する場合には、走行制御ＥＣＵ２０が有するエンジン制御部２１によってエンジン５を制御し、制動力を発生させる場合には、走行制御ＥＣＵ２０が有するブレーキ制御部２２でブレーキ油圧制御装置８を制御することにより、制動力を発生させる。

また、この車両１の走行時には、車両１の各部に設けられるセンサ類によって車両１の走行状態や運転者の運転操作が検出され、車両１の走行制御に用いられる。例えば、車速センサ１０で検出した検出結果は、走行制御ＥＣＵ２０が有する車速取得部２５で取得し、車速を用いて走行制御を行う際に使用される。同様に、ブレーキセンサ９で検出した検出結果は、運転者が行うブレーキ操作の操作量として走行制御ＥＣＵ２０が有するブレーキ操作取得部２６で取得し、取得した操作量に応じてブレーキ制御部２２でブレーキ油圧制御装置８を制御し、制動力を発生させる。

また、この車両１は、追従走行の操作スイッチ（図示省略）を操作する等、運転者の意思に基づいて必要に応じて、当該車両１の前方を走行する他の車両を追従する追従走行制御を行うことが可能に設けられている。つまり、運転者による運転操作を支援する走行制御として、追従走行制御を行うことが可能に設けられている。この追従走行制御は、車両１の走行時の状態に応じて、通信追従走行制御と自律追従走行制御とが使い分けられる。

図３は、追従走行についての説明図である。まず、自律追従走行制御について説明すると、自律追従走行制御を行う場合は、レーダー１２によって車両１の前方の状態を検出し、レーダー１２での検出結果に基づいて、自律追従走行制御ＥＣＵ６０が有する前方状態取得部６１によって車両１の前方の状態を取得する。この前方状態取得部６１では、車両１の前方を走行する他の車両である先行車１００の有無を検出し、先行車１００が存在する場合には、先行車１００との距離を、レーダー１２での検出結果に基づいて取得する。

また、自律追従走行制御時には、車間距離設定部６２によって、走行制御ＥＣＵ２０が有する車速取得部２５で取得した車速に応じた車間距離を設定する。この車間距離を設定する場合には、車間距離設定部６２は、自律追従走行を行う際に適した先行車１００との間の時間として予め設定されて記憶部に記憶されている自律追従走行用の車間時間と、走行制御ＥＣＵ２０が有する車速取得部２５で取得した車速とに基づいて設定する。

自律追従走行制御ＥＣＵ６０は、前方状態取得部６１で取得する先行車１００との車間距離が、車間距離設定部６２で設定した車間距離と同程度になるように車両１の速度を調節するように、走行制御ＥＣＵ２０に信号を送信する。この信号を受けた走行制御ＥＣＵ２０は、エンジン制御部２１やブレーキ制御部２２で駆動力や制動力を調節することにより、先行車１００との車間距離を車間距離設定部６２で設定した車間距離と同程度の距離に維持する。これにより、先行車１００に追従する追従走行を行う。

次に、通信追従走行制御について説明すると、通信追従走行制御は、周囲を走行する他の車両が、互いに走行情報の通信を行うことができる車両である通信車の場合に行う。即ち、先行車１００が通信車である場合に、通信追従走行制御を行うことができる。通信追従走行制御を行う場合には、車車間通信装置１５を介して先行車１００との間で車車間通信を行い、先行車１００の走行情報を取得する。

先行車１００の走行情報の取得は、車車間通信装置１５によって先行車１００との間で行った車車間通信により、先行車１００より送信された走行情報を、通信追従走行制御ＥＣＵ４０が有する先行車走行情報取得部４５で取得する。なお、この走行情報には、通信車の運動状態の情報や運転者の運転操作の情報、さらに、通信車の位置情報も含まれている。

先行車１００の走行情報を取得したら、車速取得部２５で取得した車速、及び先行車１００の車速や先行車１００の運転者の現在の運転操作に応じて、車間距離設定部４１で先行車１００との車間距離を設定する。通信追従走行制御時の車間距離を設定する場合は、自律追従走行制御時の車間距離を設定する場合と同様に、車間距離設定部４１は、通信追従走行を行う際に適した先行車１００との間の時間として予め設定されて記憶部に記憶されている通信追従走行用の車間時間と、車速取得部２５で取得した車速、及び先行車走行情報取得部４５で取得した先行車１００の走行情報とに基づいて設定する。なお、通信追従走行用の車間時間は、自律追従走行用の車間時間よりも短い時間で設定されている。このため、通信追従走行時の車間距離は、自律追従走行時の車間距離よりも短い距離で設定される。

通信追従走行制御ＥＣＵ４０は、先行車走行情報取得部４５で取得した先行車１００の位置情報に基づいて、先行車１００との車間距離が、車間距離設定部４１で設定した車間距離と同程度になるように車両１の速度を調節するように、走行制御ＥＣＵ２０に信号を送信する。このように、信号が送信された走行制御ＥＣＵ２０で信号に従って駆動力や制動力を調節し、先行車１００との車間距離を車間距離設定部４１で設定した車間距離と同程度の距離に維持することにより、先行車１００に追従する追従走行を行う。

これらの追従走行制御は、通信追従走行制御と自律追従走行制御とのうち、通信追従走行制御を優先して使用し、通信追従走行制御での先行車１００との通信状態によって使い分ける。具体的には、追従走行制御を行う場合には、車車間通信装置１５によって行う先行車１００との通信が、途絶しているか否かを、通信追従走行制御ＥＣＵ４０が有する通信途絶判定部５１で判定し、通信追従走行制御ＥＣＵ４０は走行制御ＥＣＵ２０に対して判定結果を送信する。判定結果が伝達された走行制御ＥＣＵ２０は、判定結果に応じて走行モード切替部２８で走行モードの切り替えを行う。

この走行モード切替部２８は、通信追従走行制御と、自律追従走行制御と、さらに、追従走行制御を行わずに運転者が運転操作を行うことにより全ての運転指示を運転者が行うマニュアルモードと、を走行モードとして切り替えることができるように設けられており、走行モードの切り替えを行う場合には、通信途絶判定部５１での判定も用いて切り替える。

走行モード切替部２８では、これらのように走行モードを切り替えるが、追従走行を行うことを運転者が指示している状態で、先行車１００と通信を行っているとの判定が伝達された場合には、走行モードを通信追従走行制御に切り替える。また、追従走行を行うことを運転者が指示している状態で、先行車１００と通信が途絶しているとの判定が伝達された場合には、走行モードを自律追従走行制御に切り替える。つまり、追従走行を行うことを運転者が指示している場合には、先行車１００との間で通信が可能な場合には通信追従走行制御を行い、先行車１００と通信が途絶したら自律追従走行制御に切り替える。また、追従走行を行うことを運転者が指示していない場合には、先行車１００と通信を行っているか否かの判定を行わずに、走行モードをマニュアルモードに切り替える。

追従走行を行う場合には、これらのように先行車１００との通信の状況によって通信追従走行制御と自律追従走行制御とを切り替え、先行車１００の走行状態に合わせて走行制御を行う。また、通信追従走行制御と自律追従走行制御を行っている場合における先行車１００の減速時は、いずれの追従走行制御時においても、先行車１００に対する車間時間が経過するまでに、先行車１００の減速度と同じ大きさの減速度を、自らの車両１、即ち自車１に発生させる。

追従走行制御時には、このように先行車１００の減速度に応じて自車１を減速させるが、ここで、先行車１００が減速する場合における自車１と先行車１００との双方の車両の加速度の変化について説明する。

図４は、先行車の減速時における先行車と自車との加速度及び相対加速度を示す説明図である。自車１と先行車１００とが同じ速度で走行し、双方の車両の相対加速度が０の状態で先行車１００の後方を自車１が走行している場合に、先行車１００が減速した場合、減速方向の加速度が大きくなるため、先行車１００の加速度である先行車加速度１１０が大きくなる。このように、自車１の速度が変化しない状態で先行車１００が減速し、先行車加速度１１０が大きくなった場合、先行車１００と自車１との間に加速度の差が発生する。これにより、自車１と先行車１００との相対加速度１１５は大きくなる。

通常、車両が減速をする場合には、減速度は減速度が０の状態から、そのときの運転状況に応じた最大減速度など所定の減速度まで時間が経過するに従って大きくなり、所定の減速度になったら、車両はその減速度で減速を続ける。このため、先行車１００は、先行車加速度１１０が最大減速度ａ_{１＿ｍａｘ}で一定の状態になり、この最大減速度ａ_{１＿ｍａｘ}で減速を続ける。また、このように先行車加速度１１０が最大減速度ａ_{１＿ｍａｘ}で一定になった場合には、相対加速度１１５も一定になる。

その後、自車１が減速を開始すると、自車１の加速度である自車加速度１１１が大きくなる。このように、先行車加速度１１０が一定の状態で自車加速度１１１が大きくなると、自車１と先行車１００との加速度の差は小さくなり始めるので、一定の状態になっていた相対加速度１１５は小さくなり始める。さらに自車加速度１１１が大きくなり、自車加速度１１１が先行車加速度１１０と同じ大きさになったら、相対加速度１１５は０になる。

先行車１００の減速時には、自車１と先行車１００との加速度はこのように変化するが、この加速度の変化に基づいて、先行車１００の減速時における車間距離について説明すると、先行車１００が減速をした場合には、自車１は先行車１００の減速に対して、上述したように減速遅れが発生して減速をする。このため、相対加速度１１５が大きくなるが、相対加速度１１５が大きくなった場合には、相対速度も変化する。つまり、自車１が減速を開始していない状態の場合には、車速が一定の自車１の速度に対して、先行車１００の速度は低下するため、相対速度が大きくなる方向に変化する。これにより、自車１と先行車１００との車間距離は、時間が経過するに従って小さくなる。

相対速度が大きくなる方向への変化は、自車１が減速を開始しても、自車１の減速度が先行車１００の減速度と同じ大きさになるまで続く。このため、先行車１００の減速後、自車１の減速度が先行車１００の減速度と同じ大きさになるまでは相対速度が大きくなり続け、自車１の減速度が先行車１００の減速度と同じ大きさになったら、相対速度は一定になる。自車１と先行車１００との減速度が同じ大きさになった場合、このように相対速度は一定になるが、速度差は存在し続けるので、減速度が同じ大きさになった場合でも双方の車間距離は小さくなり続ける。

次に、先行車１００と自車１との減速時における車間距離の変化について説明する。図５は、先行車の減速開始後に遅れて自車が減速をする場合における説明図である。なお、この図５は、減速前の車速Ｖ_０＝１００ｋｍ／ｈ、減速度ａ_１＝０．８Ｇ、先行車１００の減速に対する自車１の応答遅れｄｔ＝１ｓの場合についての説明図になっている。自車１が先行車１００の後方を、所定の車間距離をあけてほぼ同じ車速で走行をしている場合に、先行車１００が減速を開始して先行車加速度１１０が減速方向に大きくなると、自車１に対する先行車１００の相対加速度１１５は、自車１に対して減速する方向に大きくなる。また、この例では、減速度が０．８Ｇの場合について説明するので、先行車加速度１１０は０．８Ｇまで大きくなったら、その後は、先行車１００は０．８Ｇの減速度で減速を続ける。このため、相対加速度１１５は、先行車加速度１１０が０．８Ｇに到達した以降は、所定の期間は一定になる。

また、このように先行車１００が減速を開始して減速度を発生させている場合には、時間が経過するに従って先行車速度１１７が低下するが、自車１が減速していない場合には、自車１と先行車１００との相対速度１２０は、先行車１００の速度が自車１の速度に対して減速する方向に大きくなる。これらにより、自車１と先行車１００との車間距離１２５は、時間が経過するに従って小さくなる。

このように先行車１００が減速することにより、先行車１００と自車１との車間距離１２５は小さくなるが、自車１が応答遅れ時間ｄｔの経過後に減速を開始すると、自車加速度１１１も先行車加速度１１０と同様に減速方向に大きくなる。これにより、先行車加速度１１０と自車加速度１１１との差が小さくなるので、自車１に対して減速する方向に大きくなっている先行車１００の相対加速度１１５は小さくなる。また、この例では、自車加速度１１１も先行車加速度１１０と同様に０．８Ｇまで大きくなったら、その後は、自車１は０．８Ｇの減速度で減速を続けるので、自車加速度１１１が０．８Ｇに到達したら、自車加速度１１１は０．８Ｇで一定になる。この場合、自車加速度１１１と先行車加速度１１０とは差が無くなるので、相対加速度１１５は０になる。

また、自車１が減速を開始すると、自車速度１１８が低下するため相対速度１２０の変化が緩やかになり、自車加速度１１１が一定になった場合には、相対速度１２０も一定の大きさになる。先行車加速度１１０と自車加速度１１１とが共に０．８Ｇで同じ大きさになり、相対加速度１１５が０になった場合でも、先行車１００の減速に対する自車１の減速の応答遅れにより、先行車速度１１７と自車速度１１８とは共に低下しつつ、相対速度１２０は一定の大きさで維持される。このため、車間距離１２５は、時間が経過するに従って小さくなる。

この状態で先行車１００と自車１とが共に同じ大きさの減速度で減速し続けると、先に減速を開始した先行車１００が先に停止をし、その後に自車１が停止をする。このように、減速前の車速Ｖ_０＝１００ｋｍ／ｈで、減速度ａ_１＝０．８Ｇ、先行車１００の減速に対する自車１の応答遅れｄｔ＝１ｓの場合に、先行車１００と自車１とが共に停止をするまで減速し続けた場合、詰まる車間距離１２５は、約２７．７ｍになる。この距離は、減速前の車速Ｖ_０＝１００ｋｍ／ｈに、応答遅れｄｔ＝１ｓを乗算した値になっている。

図６は、図５で説明する減速に対して小さい減速度で減速をする場合における説明図である。この図６は、図５を用いて説明した減速時と同様に、減速前の車速Ｖ_０＝１００ｋｍ／ｈで、先行車１００の減速に対する自車１の応答遅れｄｔ＝１ｓだが、減速度ａ_１＝０．４Ｇで減速をする場合についての説明図になっている。このように、減速度が０．４Ｇで減速をする場合も、先行車１００が減速をすると、先行車１００は、先行車加速度１１０が０．４Ｇになるまで減速度が大きくなり、先行車加速度１１０が０．４Ｇになったら、先行車１００は０．４Ｇの減速度で減速を続ける。また、先行車１００が減速し、自車１が減速前の状態の場合には、相対加速度１１５は先行車加速度１１０が大きくなるに従って大きくなり、先行車加速度１１０が０．４Ｇに到達したら、減速度が０．８Ｇの場合よりも小さい大きさで所定の期間維持される。

また、このように０．４Ｇの減速度で先行車１００が減速する場合には、先行車速度１１７は、減速度が０．８Ｇの場合よりも緩やかな傾きで低下する。このため、自車１が減速していない場合には、自車１と先行車１００との相対速度１２０は、減速度が０．８Ｇの場合よりも緩やかな傾きで大きくなる。これらにより、自車１と先行車１００との車間距離１２５は、時間が経過するに従って、減速度が０．８Ｇの場合よりも緩やかな傾きで小さくなる。

このように先行車１００が減速を開始した後、自車１が応答遅れ時間ｄｔの経過後に減速を開始すると、自車加速度１１１も先行車加速度１１０と同様に０．４Ｇまで大きくなり、自車加速度１１１が０．４Ｇに到達したら、自車加速度１１１は０．４Ｇで一定になる。これにより、相対加速度１１５は０になる。

また、自車１が減速を開始し、自車加速度１１１が一定になった場合には、減速度が０．８Ｇの場合と同様に相対速度１２０も一定の大きさになる。また、このように０．４Ｇの減速度で減速する場合も０．８Ｇの減速度で減速をする場合と同様に、相対加速度１１５が０になっても先行車１００の減速に対する自車１の減速の応答遅れにより、相対速度１２０は一定の大きさで維持され、車間距離１２５は、時間が経過するに従って小さくなる。

この状態で、先行車１００と自車１とが共に停止をするまで減速を続けると、詰まる車間距離１２５は、減速度が０．８Ｇの場合と同様に約２７．７ｍになる。つまり、先行車１００と自車１との初速が同じ車速で、減速時における減速度が同じ大きさの場合には、減速度の大きさに関わらず、詰まる車間距離１２５は応答遅れに応じた距離になる。

減速時における車間距離１２５は、先行車１００と自車１との初速と減速度とが同じ大きさであれば、このように減速度の大きさに関わらず詰まる距離は同じ距離になるが、先行車１００と自車１の初速は、減速時に詰まる車間距離１２５に影響する。次に、異なる初速の場合について説明する。

図７は、図５で説明する減速に対して初速が遅い場合における説明図である。この図７は、図５を用いて説明した減速時と同様に、減速時における減速度ａ_１＝０．８Ｇで、先行車１００の減速に対する自車１の応答遅れｄｔ＝１ｓだが、減速前の車速Ｖ_０＝５０ｋｍ／ｈである場合についての説明図になっている。

このように、減速前の車速が遅い場合でも、０．８Ｇの減速度で減速をする場合には、減速前の車速が１００ｋｍ／ｈの場合と同様の傾きで先行車加速度１１０や自車加速度１１１は変化し、相対加速度１１５も減速前の車速が１００ｋｍ／ｈの場合と同様な変化をする。これにより、先行車速度１１７や自車速度１１８が、減速前の車速が１００ｋｍ／ｈの場合と同様な変化をするため、相対速度１２０や車間距離１２５も、減速前の車速が１００ｋｍ／ｈの場合と同様な変化をする。

しかし、減速前の速度が５０ｋｍ／ｈの場合は、減速を開始してから停止をするまでの距離が短くなるため、詰まる車間距離１２５は短くなる。つまり、先行車１００の減速の開始後、応答遅れを有して自車１が減速をする場合、車間距離１２５の変化の度合いは、減速前の速度が１００ｋｍ／ｈの場合と変わらないが、減速前の速度が５０ｋｍ／ｈの場合は初速が遅いため、減速を開始してから車両が停止するまでの時間が短くなっている。このため、減速時に詰まる車間距離１２５は短くなっており、具体的には、詰まる車間距離１２５は、減速前の車速Ｖ_０＝５０ｋｍ／ｈに応答遅れｄｔ＝１ｓを乗算した約１３．９ｍになる。

これらのように、先行車１００と同じ減速度で自車１が減速をする場合に詰まる車間距離１２５は、減速時における減速度に関わらず、応答遅れ時間×初速になる。このため、減速度に関わらず、応答遅れ時間が短くなるに従って詰まる車間距離１２５は小さくなり、応答遅れ時間が０ｓ、即ち、先行車１００と全く同じ減速ができれば、減速後の車間距離１２５は、減速前の車間時間と同じ車間時間で示される距離になる。

先行車１００の後方を自車１が走行している場合に、先行車１００が減速することにより自車１も減速をする場合に詰まる車間距離１２５は、このように応答遅れ時間の影響が大きいが、次に、先行車１００と自車１とが減速する際に、追突が発生する可能性を低減できる減速状態について説明する。

図８は、減速時における自車と先行車との加速度、相対加速度、相対速度の関係を示す説明図である。減速時における複雑な事象をシンプルに抽象化して説明すると、先行車１００と自車１とが減速する場合には、自車１は、先行車１００の減速後に車間時間と同じ反応時間で反応して、先行車１００の減速度以上の減速度で減速をすることにより、追突が発生する可能性を低減できる。例えば、車間時間が０．８ｓの場合は、先行車１００の減速開始後、０．８ｓで反応して減速を開始し、先行車１００の減速度以上の減速度で減速をすることにより、自車１は先行車１００への追突が発生する可能性を低減できる。

つまり、経過時間に対する減速度の変化の度合いであるジャークが、先行車１００と自車１とで同じ場合には、先行車１００の制動に対する自車１の応答遅れ時間である反応時間ｔ_{ｄｅｌａｙ}と、設定車間時間τとの関係が（ｔ_{ｄｅｌａｙ}≦τ）を満たすことができれば、追突が発生する可能性を低減できる。即ち、応答遅れにより発生する相対速度を、ある値以下にすることにより、追突が発生する可能性を低減できる。

減速時の追突発生の可能性低減を相対速度の観点で考慮する場合について説明すると、まず、自車１と先行車１００とで減速度のジャークが同じ場合には、先行車１００の減速時における減速度を示す先行車加速度１１０と、自車１の減速時における減速度を示す自車加速度１１１とは、経過時間に対して同じ傾きになる。

このため、先行車加速度１１０と自車加速度１１１とが同じジャークで、自車加速度１１１の最大値が先行車加速度１１０の最大値である先行車最大減速度ａ_{１＿ｍａｘ}よりも大きい場合に、自車加速度１１１が先行車加速度１１０に対して反応時間ｔ_{ｄｅｌａｙ}の分遅れて発生する場合における、応答遅れ時間に起因する加速度の差の総量は、先行車加速度１１０と自車加速度１１１との傾き部分と、先行車最大減速度ａ_{１＿ｍａｘ}及び減速度の最小値（０）で囲まれる平行四辺形の面積Ｓ_ａによって示すことができる。

この加速度（減速度）の差の総量を、相対加速度で示すと、先行車１００が減速を開始し、応答遅れによって自車１が減速を開始していない場合には、相対加速度の最大値は先行車最大減速度ａ_{１＿ｍａｘ}になる。また、先行車１００の減速時に自車１の応答遅れ時間が発生する場合には、相対加速度としてこの先行車最大減速度ａ_{１＿ｍａｘ}が応答遅れ時間の間、即ち、反応時間ｔ_{ｄｅｌａｙ}の間発生することになる。このため、応答遅れ時間に起因する相対加速度の総量は、先行車最大減速度ａ_{１＿ｍａｘ}に反応時間ｔ_{ｄｅｌａｙ}を乗算した値になり、先行車最大減速度ａ_{１＿ｍａｘ}と反応時間ｔ_{ｄｅｌａｙ}とで囲まれる部分の面積Ｓ_ｒによって示すことができる。

これらのように、応答遅れが発生する場合における加速度や相対加速度の総量は、加速度の平行四辺形の面積Ｓ_ａや相対加速度の面積Ｓ_ｒによって示すことができ、これらの面積は、先行車最大減速度ａ_{１＿ｍａｘ}と反応時間ｔ_{ｄｅｌａｙ}とを乗算することによって算出することができる。また、先行車１００の減速開始後に自車１が減速をする場合に追突が発生する可能性を低減するためには、反応時間ｔ_{ｄｅｌａｙ}と、設定車間時間τとの関係が（ｔ_{ｄｅｌａｙ}≦τ）を満たすことができればよいので、これらを整理すると、下記の式（１）で示すことができる。
Ｓ_ｒ（相対加速度面積）＝Ｓ_ａ（平行四辺形の面積）≦τ（設定車間時間）・ａ_{１＿ｍａｘ}（先行車最大減速度）・・・（１）

また、この相対加速度面積Ｓ_ｒは、反応時間ｔ_{ｄｅｌａｙ}の間の加速度の総量であるため、換言すると、反応時間ｔ_{ｄｅｌａｙ}の経過後の自車１と先行車１００との相対速度Ｖ_ｒを表すことになる。また、先行車１００と自車１との減速度のジャークが同じ場合には、追突が発生する可能性を低減するには｛ｔ_{ｄｅｌａｙ}（反応時間）≦τ（設定車間時間）｝の関係が満たされていればよいため、先行車１００と自車１の減速終了時に、自車１が先行車１００に追突する直前の距離になる相対速度の最大値をＶ_{ｒ＿ｍａｘ}とすると、この相対速度の最大値Ｖ_{ｒ＿ｍａｘ}は、設定車間時間τと先行車最大減速度ａ_{１＿ｍａｘ}とを乗じた値になる。このため、自車１の応答遅れにより発生する相対速度Ｖ_ｒを、下記の式（２）に示すように相対速度の最大値Ｖ_{ｒ＿ｍａｘ}以下にすることにより、追突が発生する可能性を低減できる。
Ｖ_ｒ（相対速度）≦Ｖ_{ｒ＿ｍａｘ}＝τ（設定車間時間）・ａ_{１＿ｍａｘ}（先行車最大減速度）・・・（２）

この式（２）では、制動の立ち上がりのみでなく、制動定常領域も含めた追突発生の可能性低減の条件となっている。このため、先行車１００が減速した際に、自車１の制動の立ち上がりが遅れた場合でも、最終的に式（２）を満たす制動を行うことにより、先行車１００への追突が発生する可能性を低減できる。つまり、制動の立ち上がり以降も、レーダー１２を用いて先行車１００との相対速度を検出するなどの適切なフィードバック制御を行い、最終的に式（２）を満たす制動を行うことにより、追突発生の可能性を低減する制御を行うための時間を確保することができる。

図９は、追従走行制御時における減速時の先行車と自車との加速度の説明図である。先行車１００の減速開始後に自車１を減速させる場合には、上述したように自車１の応答遅れが大きく関わってくるため、先行車１００の後方を走行する際に追突が発生する可能性を低減する場合には、自車１の応答遅れを考慮して走行する必要がある。次に、減速時の応答遅れを考慮して車間時間を設定する場合について説明する。例えば、０．８ｓの車間時間での追従走行制御時に、先行車１００が急制動を行った場合には、通信追従走行制御では応答遅れは通信遅れ（０．１ｓ）程度なので、先行車１００の減速とほぼ同じタイミングで減速をすることができる。このため、通信追従走行制御では、０．８ｓの車間時間で追従走行を行っている場合に十分な早さで制動を開始することができる。

また、通信追従走行時に通信途絶によって自律追従走行制御を行う場合には、設定車間時間である０．８ｓ以内に先行車１００の減速度以上の減速度で減速をすれば、先行車１００への追突が発生する可能性を低減できる。自律追従走行制御時には、レーダー１２での検出結果に基づいて先行車１００の減速度を推定し、０．８ｓ以内に推定した減速度を発生させることにより、追突が発生する可能性を低減できる。

また、定常速度での追従走行時には、初期相対速度は０になるが、追いつきや割り込みなどの場合には、初期相対速度が発生する。例えば、先行車１００が減速を開始した時点での先行車１００の車速が８０ｋｍ／ｈで、その時点での自車１の車速が１００ｋｍ／ｈの場合には、初期相対速度は２０ｋｍ／ｈになる。このように初期相対速度がある場合に、先行車１００が急減速した場合でも追突発生の可能性を低減できる制御について説明すると、車両間で発生する応答遅れによる相対速度と初期相対速度との和が、車両間で持っている相対速度マージンと同じになる等価反応時間を定義する。自車１を減速させる際には、この等価反応時間が設定車間時間を越えないように減速度を制御する。

図１０は、等価反応時間についての説明図である。この等価反応時間について説明すると、等価反応時間は、初期相対速度Ｖ_ｒ０に対応する値を加えた際に相対加速度面積Ｓ_ｒ（図８参照）と同じ面積になり、且つ、高さが先行車最大減速度ａ_{１＿ｍａｘ}になる平行四辺形の底辺の大きさが、等価反応時間ｘになる。相対加速度面積Ｓ_ｒは、先行車最大減速度ａ_{１＿ｍａｘ}と設定車間時間τとを乗算した値になっているため、これらを式で表すと、下記の式（３）になる。
ａ_{１＿ｍａｘ}・ｘ＋Ｖ_ｒ０＝ａ_{１＿ｍａｘ}・τ・・・（３）

この式（３）を、等価反応時間ｘを求める式に変形すると、下記の式（４）になる。
ｘ＝τ−（Ｖ_ｒ０／ａ_{１＿ｍａｘ}）・・・（４）

この式（４）で明らかなように、設定車間時間τから初期相対速度Ｖ_ｒ０対応分を引いた時間内に、先行車１００と同じ減速度以上の減速度を自車１に発生させることにより、先行車１００の減速時に初期相対速度Ｖ_ｒ０が発生している場合でも、先行車１００への追突が発生する可能性を低減できる。

また、この等価反応時間ｘは、設定車間時間τと比較することにより自車１と先行車１００との追突発生の可能性を低減する制御を行うことができる時間となっているため、初期相対速度Ｖ_ｒ０が発生していない場合の反応時間ｔ_{ｄｅｌａｙ}と同様に扱うことができる。即ち、初期相対速度Ｖ_ｒ０が発生している場合でも、等価反応時間ｘに換算することにより、初期相対速度Ｖ_ｒ０が発生していない場合と同様に、等価反応時間ｘ＝ｔ_{ｄｅｌａｙ}として扱い、｛ｔ_{ｄｅｌａｙ}（等価反応時間）≦τ（設定車間時間）｝を満たす等価反応時間を導出することにより、追突発生の可能性を低減できる制動制御を行うことができる。

先行車１００の減速に合わせて自車１を減速させる場合には、これらのように先行車１００の減速度と車間時間とを用いて、上述した各式を満たすことができる自車１の減速度を導出して自車１を減速させることにより、先行車１００への追突が発生する可能性を低減できる。次に、追従走行制御時に、先行車１００の減速時に上述した条件を用いて先行車１００への追突発生の可能性を低減できる制御について、通信追従走行制御と自律追従走行制御とに分けて具体的に説明する。まず、通信追従走行制御では、車車間通信によって先行車１００の走行情報を取得して追従走行制御を行うため、先行車１００が減速をする際には、その情報も取得する。例えば、先行車１００の運転者がブレーキペダルに対して制動操作を行うことによって減速をする場合には、制動操作の情報を先行車走行情報取得部４５で取得する。また、先行車１００が、さらにその前方の車両に対して追従走行制御を行っている場合など、運転者の運転支援制御を行っている場合には、運転支援制御によって先行車１００を減速させる際の減速制御の情報を先行車走行情報取得部４５で取得する。

車車間通信を用いて先行車１００の減速時における走行情報を先行車走行情報取得部４５で取得した通信追従走行制御ＥＣＵ４０は、先行車走行情報取得部４５で取得した減速時の情報に基づいて、先行車最大減速度導出部４６で先行車１００の最大減速度を導出する。先行車最大減速度導出部４６で先行車１００の最大減速度を導出する場合には、例えば、先行車１００の減速時の情報として制動操作の情報を用いる場合には、運転者がブレーキペダルを操作する際における操作量や操作速度に基づいて、この運転者の制動操作によって発生する減速度を導出し、さらに、この制動操作を行った場合における最大減速度を、先行車最大減速度導出部４６で導出する。

また、先行車１００の減速時の情報として運転支援制御によって先行車１００を減速させる際の減速制御の情報を用いる場合には、運転支援制御によって指示する減速度の指示に基づいて先行車１００の減速度を取得し、さらに、この減速指示を行った場合における最大減速度を、先行車最大減速度導出部４６で導出する。通信追従走行制御ＥＣＵ４０の先行車最大減速度導出部４６で導出した先行車１００の最大減速度である先行車最大減速度は、走行制御ＥＣＵ２０に伝達され、この先行車最大減速度に基づいて、走行制御ＥＣＵ２０の減速度算出部３３で自車１の減速度を算出する。

減速度算出部３３で自車１の減速度を算出する場合には、減速前の自車１の車速に基づいて設定される車間時間に基づいて算出し、この車間時間が経過する時点で、自車１の減速度が先行車１００の減速度と同じ大きさになるように、減速度の変位量、即ち、経過時間に対する減速度の変化の度合いを算出する。この減速度の変化の度合いを算出する場合には、減速度の立ち上がり以降の減速度も含めて制御可能な値として算出する。具体的には、通信追従走行用に予め設定されている設定車間時間τと、先行車最大減速度導出部４６で導出した先行車１００の最大減速度である先行車最大減速度ａ_{１＿ｍａｘ}とを用いて、上記式（２）である（Ｖ_{ｒ＿ｍａｘ}＝τ・ａ_{１＿ｍａｘ}）を減速時相対速度算出部３５で演算して、相対速度の最大値Ｖ_{ｒ＿ｍａｘ}を算出する。これにより、減速度の立ち上がり以降も含めて自車１の減速度を制御可能な値を算出する。つまり、相対速度の最大値Ｖ_{ｒ＿ｍａｘ}は、自車１を減速させる際における減速度を、現在の車速から車間時間が経過する時点で先行車１００の減速度と同じ大きさの減速度にするのに必要な減速度の変化量を実現できる値になっている。

これに対し、自律追従走行制御を行う場合には、自律追従走行制御ＥＣＵ６０は、前方状態取得部６１で取得する先行車１００との車間距離に基づいて、先行車１００の減速度を導出する。つまり、前方状態取得部６１で取得する自車１と先行車１００との車間距離の変化の度合いに基づいて、先行車１００の減速時における減速度を先行車減速度導出部６３で導出する。

また、この先行車減速度導出部６３では、導出した先行車１００の減速度の変化の度合いや車速、そのときの走行環境等に基づいて、先行車１００の最大減速度である先行車最大減速度を導出する。自律追従走行制御ＥＣＵ６０の先行車減速度導出部６３で導出した先行車最大減速度は、先行車１００の走行情報として走行制御ＥＣＵ２０に伝達され、この先行車最大減速度に基づいて、走行制御ＥＣＵ２０の減速度算出部３３で自車１の減速度を算出する。

自律追従走行制御時に減速度算出部３３で自車１の減速度を算出する場合には、通信追従走行制御時と同様に、減速前の自車１の車速に基づいて設定される車間時間に基づいて算出する。つまり、自律追従走行用に予め設定されている設定車間時間τと、先行車減速度導出部６３で導出した先行車１００の最大減速度である先行車最大減速度ａ_{１＿ｍａｘ}とを用いて、上記式（２）である（Ｖ_{ｒ＿ｍａｘ}＝τ・ａ_{１＿ｍａｘ}）を減速時相対速度算出部３５で演算して、相対速度の最大値Ｖ_{ｒ＿ｍａｘ}を算出する。これにより、自車１を減速させる際における減速度を、減速度の立ち上がり以降も含めて制御可能にし、現在の車速から車間時間が経過する時点で先行車１００の減速度と同じ大きさの減速度にするのに必要な減速度の変化量を実現できる値である相対速度の最大値Ｖ_{ｒ＿ｍａｘ}を算出する。

なお、通信追従走行制御では、車車間通信によって先行車１００の走行情報を取得するため、先行車１００の減速度や減速開始のタイミングを、より正確に認識することができるが、自律追従走行制御では、自車１と先行車１００との車間距離に基づいて先行車１００の減速度を導出する。このため、自律追従走行制御で導出する先行車１００の減速度は、通信追従走行制御で導出する先行車１００の減速度よりも精度が低くなっている。これにより、自律追従走行制御では、実際の先行車１００と自車１との相対的な走行状態に最適な自車１の減速制御を、通信追従走行制御と比較して行い難くなっているが、この自律追従走行制御でも、通信追従走行制御時と同様に、極力車間時間が経過する時点を目標として自車１の減速度を算出するのが好ましい。

通信追従走行制御や自律追従走行制御で、これらのように先行車１００の減速度に基づいて自車１の減速度を導出したら、ブレーキ制御部２２では、この導出した減速度を自車１に発生させるために、導出した減速度に応じてブレーキ油圧制御装置８を制御する。その際に、通信追従走行制御と自律追従走行制御とのいずれの場合でも、レーダー１２での検出結果の変化の度合いより相対速度算出部３４で先行車１００との相対速度Ｖ_ｒを算出し、この相対速度Ｖ_ｒが、減速時相対速度算出部３５で算出した相対速度の最大値Ｖ_{ｒ＿ｍａｘ}以下になるように減速度を制御する。このため、実際に制動力を調節して自車１に減速度を発生させる場合には、減速度の立ち上がり以降の制御も含めて減速度の制御を行い、減速度のフィードバック制御を行う。これにより、算出した減速度を適切に自車１に発生させる。

また、通信追従走行制御中は、通信途絶の判定を行いながら制御をするが、通信途絶時の先行車１００への追突が発生する可能性をより確実に低減するために、通信途絶が発生し始めたら、通信途絶判定が確定する前に、通信途絶中にブレーキ制御の準備を開始する。図１１は、通信途絶の発生時における制御の説明図である。例えば、０．８ｓの車間時間で通信追従走行制御を行う場合について説明すると、車間時間が０．８ｓの場合には、先行車１００の減速度と同じ大きさの減速度を自車１で発生させることができる場合には、先行車１００の減速開始後、０．８ｓ以内に自車１の減速を開始することにより、先行車１００への追突発生の可能性を低減する。つまり、先行車加速度１１０の立ち上がり後、自車加速度１１１は、０．８ｓ以内に立ち上げるが、通信追従走行制御に用いる車車間通信では、０．１ｓ程度の通信遅れが発生する。このため、通信追従走行制御時に車車間通信によって自車１で検出することができる先行車加速度１１０である通信検出先行車加速度１３０は、先行車加速度１１０の０．１ｓ後に自車１で検出する。

また、先行車１００の減速は、レーダー１２によっても検出することができ、通信追従走行制御時における通信途絶時には、先行車１００の減速はレーダー１２で検出するが、先行車１００の減速をレーダー１２で検出する場合、０．３ｓ程度のレーダー認識遅れが発生する。このため、レーダー１２によって自車１で検出することができる先行車加速度１１０であるレーダー検出先行車加速度１３１は、先行車加速度１１０の０．３ｓ後に自車１で検出する。

また、ブレーキ油圧制御装置８に制御信号を送信し、ホイールシリンダ等のアクチュエータで実際に制動力を発生させる場合には、０．３ｓ程度の応答遅れが発生する。このため、先行車１００の減速開始後の自車１の反応時間が、自車１と先行車１００との間に車間時間を設定される設定車間時間以下になるように減速度の制御を行う場合には、遅くとも設定車間時間よりも０．３ｓ前には、自車１に自車加速度１１１を発生させる自車要求加速度１３５で減速指示を行う。このため、通信追従走行制御時に先行車１００が減速を開始したことを先行車走行情報取得部４５で取得した後に、通信が途絶した場合には、設定車間時間の０．３ｓ前、つまり、先行車１００の減速開始後０．５ｓまでは通信の途絶判定を待つ。

詳しくは、先行車１００の減速開始後に通信が途絶した場合には、レーダー１２で先行車１００の走行状態を検出できる０．３ｓが経過するまでは、通信が途絶してもレーダー１２での検出結果を用いて自車１の減速制御を行うことができるので、０．３ｓが経過するまでは通信が復帰するのを待つ。先行車１００の減速開始後、０．３ｓが経過したら、レーダー１２での検出結果を用いて自車１の減速制御を行うことができなくなるので、ブレーキ油圧制御装置８で発生させる油圧立ち上げを準備した状態で、通信の途絶判定を待つ。

この状態で、先行車１００の減速開始後０．５ｓまでに通信が復帰しなかったら、通信途絶判定部５１で通信途絶を判定し、ブレーキ制御部２２からブレーキ油圧制御装置８に対して制御信号を送信し、自車要求加速度１３５で減速指示を行う。これにより、アクチュエータの応答遅れの経過後、即ち０．３ｓ後に、自車加速度１１１が発生する。即ち、車車間通信を行う際に通信の途絶時間が通信途絶判定時間を越えた場合には、車車間通信を停止して、追従走行制御を通信追従走行制御から自律追従走行制御に切り替える。

一方、ブレーキ油圧制御装置８で発生させる油圧立ち上げを準備した状態で、先行車１００の減速開始後０．５ｓまでに通信が復帰した場合には、油圧を０にして、通常の通信追従走行制御に戻る。つまり、先行車１００が減速を開始し、レーダー認識遅れ後にレーダー１２で先行車１００の検出が可能になる時間であるｔ_１と、自車要求加速度１３５で減速指示を行う時間であるｔ_２とが（ｔ_１≦ｔ_２）の関係を満たさない場合において、通信途絶が発生した場合に、通信途絶判定前のブレーキアクチュエータへの要求を開始する。換言すると、通信追従走行制御を行う場合には、先行車１００の減速制御の開始時点ｔ_０から、先行車１００の減速制御の開始を走行情報に基づいて自車１が検出するまでの検出遅れ時間であるレーダー認識遅れτ_{ｓｅｎｓｏｒ}と、自車１が減速制御信号を送信した時点から自車１が実際に減速制御を開始するまでの制御応答遅れ時間であるアクチュエータ応答遅れτ_ａｃｔと、先行車１００と自車１との車間時間である設定車間時間τ_ｓｅｔと、の関係が（τ_{ｓｅｎｓｏｒ}＋τ_ａｃｔ≦τ_ｓｅｔ）を満たすことが要件となる。レーダー認識遅れτ_{ｓｅｎｓｏｒ}と、アクチュエータ応答遅れτ_ａｃｔと、設定車間時間τ_ｓｅｔとが、この要件を満たさない場合に、上記通信途絶時の制御を行う。

また、通信途絶判定時間要件は、通信途絶判定時間τ_ｃｏｍと、アクチュエータ応答遅れτ_ａｃｔと、設定車間時間τ_ｓｅｔとの関係が（τ_ｃｏｍ＋τ_ａｃｔ≦τ_ｓｅｔ）になる通信途絶判定時間τ_ｃｏｍとなっている。このため、設定車間時間τ_ｓｅｔのアクチュエータ応答遅れτ_ａｃｔ分前には、減速度指令を開始する。つまり、通信途絶の判定を我慢できるのは、設定車間時間τ_ｓｅｔのアクチュエータ応答遅れτ_ａｃｔ分前までになる。

設定車間時間τ_ｓｅｔは、このように通信途絶判定時間τ_ｃｏｍとアクチュエータ応答遅れτ_ａｃｔとを足し合わせた時間以上であることが要件になるが、設定車間時間は、自車１の走行状況によって変化する場合がある。このため、設定車間時間τ_ｓｅｔが比較的長時間の場合には、通信途絶判定時間τ_ｃｏｍが比較的長めでも通信途絶の判定を適切に行うことができるが、設定車間時間τ_ｓｅｔが短い場合には、適切な追従走行制御を行うために、通信途絶判定時間τ_ｃｏｍも短くする必要がある。

このため、上記の通信途絶判定時間τ_ｃｏｍとアクチュエータ応答遅れτ_ａｃｔと設定車間時間τ_ｓｅｔとの関係式を書き換えて通信途絶判定時間τ_ｃｏｍの要件を表す式にすると、（τ_ｃｏｍ≦τ_ｓｅｔ−τ_ａｃｔ）になる。通信途絶判定時間τ_ｃｏｍは、このように、設定車間時間τ_ｓｅｔからアクチュエータ応答遅れτ_ａｃｔを引いた時間以下になるように設定する。

通信追従走行制御を行う場合には、車車間通信の制御に用いる通信途絶判定時間τ_ｃｏｍを、追従走行制御時のパラメータである先行車１００と自車１との設定車間時間τ_ｓｅｔに応じて変化させる。具体的には、通信追従走行制御中に、制御に用いる先行車１００と自車１との車間時間である設定車間時間τ_ｓｅｔが変化した場合には、通信追従走行制御ＥＣＵ４０が有する通信途絶判定時間設定部５０で、設定車間時間τ_ｓｅｔとアクチュエータ応答遅れτ_ａｃｔとより、通信途絶判定時間τ_ｃｏｍを算出する。通信途絶判定部５１は、この車車間通信の途絶時間が、この通信途絶判定時間設定部５０で算出した通信途絶判定時間τ_ｃｏｍよりも長い場合には、通信の途絶が発生したと判定をする。

なお、アクチュエータ応答遅れτ_ａｃｔは、車両１ごとの固有の反応時間になるため、アクチュエータ応答遅れτ_ａｃｔは、概ね一定の時間になる。このため、アクチュエータ応答遅れτ_ａｃｔが、例えば０．３ｓである場合について説明すると、設定車間時間τ_ｓｅｔが０．６ｓの場合には、通信途絶判定時間τ_ｃｏｍは０．３ｓになり、設定車間時間τ_ｓｅｔが０．７ｓの場合には、通信途絶判定時間τ_ｃｏｍは０．４ｓになる。以下、同様に、設定車間時間τ_ｓｅｔが０．８ｓ、０．９ｓ、１．０ｓの場合には、通信途絶判定時間τ_ｃｏｍは０．５ｓ、０．６ｓ、０．７ｓになる。

このように、設定車間時間τ_ｓｅｔに応じて通信途絶判定時間τ_ｃｏｍを変化させることにより、通信の途絶を厳密判定するために通信途絶判定時間τ_ｃｏｍを短くする必要がなくなり、通信追従走行制御時に、自律追従走行制御に切り替える頻度が低減する。

また、通信途絶判定時間は、このように車間時間に応じて変化させるが、ここでいう通信途絶判定時間は、単に車車間通信の通信途絶を判定する時間のみでなく、自車１が外部からの信号の受信を待つ信号受信待ち状態を継続する時間も含まれる。即ち、この通信途絶判定時間には、受信の有無に関わらず、自車１の制御状態として通信追従走行制御を継続し続ける全般の時間が含まれる。このような通信途絶判定時間を、車間時間等の追従走行制御で用いるパラメータに応じて変化させることにより、通信追従走行制御中に受信を検出できない場合でも、極力通信追従走行制御を維持し、制御を頻繁に切り替えることを抑制する。

また、通信追従走行制御時における先行車１００の減速時に通信途絶判定がされた場合には、先行車１００との通信が途絶されている旨を運転者に伝達する。例えば、通信途絶判定時間τ_ｃｏｍが経過した時点で警報音を発することにより、通信が途絶している旨を運転者に伝達する。運転者は、この警報を聞いてから所定時間経過後に、ブレーキ操作を行う。つまり、運転者は警報を聞いてから運転者自身の反応遅れにより、通信の途絶が判定されてから運転者ブレーキ操作遅れτ_{ｄｒｉｖｅｒ}の経過後にブレーキ操作をする。

これらのように、通信追従走行制御中に通信が途絶した場合でも、自車１の減速度が立ち上がるまでの領域Ａでは、等価反応時間ｔ_{ｄｅｌａｙ}と設定車間時間τとが（ｔ_{ｄｅｌａｙ}≦τ）の関係を満たすように、設定車間時間τ_ｓｅｔからアクチュエータ応答遅れτ_ａｃｔ分早く、先行車１００以上の減速度を指令開始する。また、自車１の減速度が立ち上がった後の領域Ｂでは、相対速度Ｖ_ｒと、設定車間時間τと、先行車最大減速度ａ_{１＿ｍａｘ}とが（Ｖ_ｒ≦Ｖ_{ｒ＿ｍａｘ}＝τ・ａ_{１＿ｍａｘ}）の関係を満たすように、自車１の減速度の立ち上がり以降もレーダー１２での検出結果に基づいて、適切なフィードバック制御を行う。

また、通信追従走行制御中、または自律追従走行制御中に、先行車１００と自車１との間に他の車両が割り込んだ場合には、この車両と自車１との車間時間は、通信追従走行制御や自律追従走行制御で設定されている車間時間とは異なる車間時間になる。この場合は、レーダー１２で、この車両を検出し、検出結果に基づいて車間時間を設定する。

つまり、通信追従走行制御中と自律追従走行制御中とのいずれの場合においても、追従走行制御中はレーダー１２で自車１の前方の状態を検出し、検出結果を自律追従走行制御ＥＣＵ６０が有する前方状態取得部６１で取得しながら追従走行制御を行っているが、追従走行制御中に先行車１００と自車１との車間距離よりも近い位置に、自車１との相対速度があまり大きくない障害物が現れた場合には、この障害物を他の車両として判断する。この場合、この車両を先行車１００として判断し、レーダー１２での検出結果に基づいて前方状態取得部６１で、この新たな先行車１００との車間距離を取得し、前方状態取得部６１で取得した車間距離と車速取得部２５で取得した現在の車速とに基づいて、車間時間検出部３０で車間時間を検出する。

通信追従走行制御中や自律追従走行制御中に、自車１の前方に他の車両が割り込むことにより新たな先行車１００が現れた場合には、このように車間時間検出部３０で検出した車間時間に基づいて追従走行制御を行う。このため、この新たな先行車１００が減速した場合には、車間時間検出部３０で検出した車間時間が経過するまでに、先行車１００との減速度と同じ大きさの減速度を自車１に発生させる。

以上の車両制御装置２は、車車間通信によって取得した先行車１００の走行情報に基づいて行う追従走行制御時のパラメータに応じて、車車間通信の制御を変化させるので、追従走行制御をする際における先行車１００の走行情報に応じて、車車間通信の制御を変化させることができる。これにより、例えば、追従走行制御時における先行車１００の走行情報の重要度があまり高くない場合には、車車間通信による走行情報の取得状況が良好であるか否かの判断を緩やかにすることにより、車車間通信が困難な状況になっても、車車間通信を利用して行う追従走行制御を維持することができる。従って、車車間通信の制御の状態に応じて自車１の走行制御の形態を切替える頻度を低減させることができる。この結果、車車間通信によって先行車１００の走行情報を取得しながら行う自車１の走行制御を、より適切に行うことができる。

また、追従走行制御時のパラメータとして先行車１００と自車１との車間時間が用いられ、車車間通信の制御を変化させる場合には、通信途絶判定時間を変化させるので、車車間通信の通信途絶判定時間を、車間時間に応じて変更することができる。このため、例えば車間時間が長く設定され、先行車１００の走行情報の重要度が低い場合には、通信途絶判定時間を長くすることにより、車車間通信が途絶しているか否かの判定基準を、通信が途絶しているとの判定が行われ難くすることができる。これにより、車車間通信が困難な状況になっても、車車間通信を利用して行う追従走行制御を維持することができ、自車１の走行制御の形態を切替える頻度を低減させることができる。この結果、車車間通信によって先行車１００の走行情報を取得しながら行う自車１の走行制御を、より適切に行うことができる。

また、通信途絶判定時間は、減速制御信号を送信した時点から実際に減速制御を開始するまでの制御応答遅れ時間、つまり、追従走行制御時における制御信号に対する応答の遅れ時間であるアクチュエータ応答遅れτ_ａｃｔを、設定車間時間τ_ｓｅｔから引いた時間よりも短い時間で設定するので、アクチュエータを実際に作動させる際における応答時間も考慮して通信途絶判定を行うことができる。これにより、追従走行制御時に、車車間通信を行うことができるか否かの判定を、精度よく行うことができる。この結果、車車間通信によって先行車１００の走行情報を取得しながら行う自車１の走行制御を、より適切に行うことができる。

また、車車間通信を行う際に通信の途絶時間が通信途絶判定時間を越えた場合には、車車間通信を停止し、追従走行制御を通信追従走行制御から自律追従走行制御に切り替えるので、車車間通信を行うことができない場合に車車間通信を用いる制御を継続することによって、制御が行えなくなることを抑制することができる。この結果、車車間通信によって先行車１００の走行情報を取得しながら行う自車１の走行制御を行う場合に、適切に走行制御を継続して行うことができる。

なお、実施形態に係る車両制御装置２では、車間時間等の追従走行制御時のパラメータに応じて変化させる通信制御は、車車間通信の通信途絶判定時間になっているが、追従走行制御時のパラメータに応じて変化させる通信制御は、通信途絶判定時間には限られない。例えば、車間時間等の追従走行制御時のパラメータに応じて、車車間通信の許可と遮断との切り替えや、通信時における通信レート、途絶判定制御等の、車車間通信に関わる制御を変化させる。

また、通信制御を変化させる際の基準になる追従走行制御時のパラメータは、車間時間以外でもよい。例えば、運転者が設定するパラメータや、それにより決定される制御量、追従走行制御時に使用するセンサで取得した取得情報等、追従走行制御時に用いられるパラメータであれば、その種類は問わない。これらのように、追従走行制御時に用いられるパラメータに応じて車車間通信の通信制御を変化させることにより、各時点での追従走行制御の状態に適した通信制御を行うことができるので、自車１の走行制御を、より適切に行うことができる。

また、上述した実施形態に係る車両制御装置２における各数値は、車両制御装置２、或いは追従走行制御時の一例を示したものであるため、車両制御装置２や追従走行制御時における各数値は、上述したものに限られない。

また、上述した実施形態に係る車両制御装置２では、先行車１００への追従走行制御を行っている場合に、先行車１００の減速時における自車１の減速度が、車間時間が経過するまでに先行車１００の減速度と同じ大きさの減速度になるように制御を行うが、車両１には、他の装置を備えて減速制御を行なってもよい。車両１には、例えば、実施形態に係る車両制御装置２の他に、通常の走行時に先行車１００に追突しそうな場合に、運転者に対して警告したりブレーキをかけたりする装置であるプリクラッシュセーフティ（ＰＣＳ）装置が備えられていてもよい。この場合、通信追従走行制御ＥＣＵ４０や自律追従走行制御ＥＣＵ６０とは別に、ＰＣＳ制御を行うＰＣＳ制御部としてＰＣＳＥＣＵ（図示省略）を設け、レーダー１２での検出結果よりＰＣＳ制御を行うとＰＣＳＥＣＵで判断した場合には、ブレーキ油圧制御装置８を制御して減速度を自車１に発生させる。これにより、ＰＣＳ制御時でも、極力先行車１００への追突発生の可能性を低減することができる。

つまり、実施形態に係る車両制御装置２では、先行車１００の走行情報を積極的に取得し、先行車１００の減速度に応じて自車１の減速度が大きくなり過ぎないように適切な減速を行うが、ＰＣＳ装置では、先行車１００への追突が発生する可能性がある場合に、この可能性を低減するように自車１を減速させる。このように、実施形態に係る車両制御装置２とＰＣＳ装置とを備えることにより、走行時の状況に応じて異なる減速制御を行うことができ、より適切に走行状況に応じた減速を行うことができる。また、このようにＰＣＳ装置を設けることにより、追従走行時のみでなく、追従走行を行わない通常の走行時でも、ＰＣＳ装置によって先行車１００への追突が発生する可能性を低減することができる。

また、ＰＣＳ装置によるＰＣＳ制御は、追従走行制御と併用して行ってもよく、追従走行制御時における先行車１００の通常の減速時には車両制御装置２で減速制御を行い、先行車１００が急激な減速を行うことにより先行車１００に追突しそうになった場合には、ＰＣＳ装置で減速制御を行ってもよい。これにより、追従走行制御における先行車１００への追突が発生する可能性を、より確実に低減することができる。

以上のように、本発明に係る車両制御装置は、先行車への追従走行制御を行う車両に有用であり、特に、先行車との間で車車間通信を行なう場合に適している。

１車両（自車）
２車両制御装置
１２レーダー
１５車車間通信装置
２０走行制御ＥＣＵ
２２ブレーキ制御部
２８走行モード切替部
３０車間時間検出部
３３減速度算出部
３４相対速度算出部
３５減速時相対速度算出部
４０通信追従走行制御ＥＣＵ
４１車間距離設定部
４５先行車走行情報取得部
４６先行車最大減速度導出部
５０通信途絶判定時間設定部
５１通信途絶判定部
６０自律追従走行制御ＥＣＵ
６１前方状態取得部
６２車間距離設定部
６３先行車減速度導出部
１００先行車

Claims

自車前方を走行する先行車の車車間通信情報を取得し、取得した前記先行車の車車間通信情報に基づいて自車の走行状態を制御する車両制御を行う車両制御装置であって、
前記先行車と前記自車との車間時間に応じて、前記車両制御時における制御信号に対する応答の遅れ時間を前記車間時間から引いた時間よりも短い時間である通信途絶判定時間を変化させることにより、前記車車間通信の制御を変化させることを特徴とする車両制御装置。
前記車車間通信を行う際に通信の途絶時間が前記通信途絶判定時間を越えた場合には、前記車車間通信を停止することを特徴とする請求項１に記載の車両制御装置。