JP6158523B2

JP6158523B2 - 車間距離制御装置

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Publication number: JP6158523B2
Application number: JP2013019598A
Authority: JP
Inventors: 郁佑松元
Original assignee: Denso Corp; Toyota Motor Corp
Current assignee: Denso Corp; Toyota Motor Corp
Priority date: 2013-02-04
Filing date: 2013-02-04
Publication date: 2017-07-05
Anticipated expiration: 2033-02-04
Also published as: JP2014148293A

Description

本発明は、自車両前方の先行車を検知して先行車と自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。

先行車両との車間距離を検出して自車両の車速に応じて車間距離や速度を自動制御する車間距離制御装置が知られている。このような車間距離制御装置では、先行車両との車間距離を制御中に他車両が割り込んできたり、先行車両が離脱したりした場合、追従すべき先行車両が切り替わる。先行車両の車速と車間距離が変わるため、加減速が生じやすい状況となる。このため、従来から、車両の割込みや離脱等に対応して車間距離制御を適切に継続する技術が考えられている（例えば、特許文献１〜３参照）。

図１０（ａ）は特許文献１の技術を説明する図の一例である。特許文献１では、割込み又は離脱する他車両の横速度を監視して早期に追従走行する先行車両を切り替える技術が記載されている。

図１０（ｂ）は特許文献２の技術を説明する図の一例である。特許文献２では、レーン変更の過渡状態において、自車両の操舵量を制限することで不要な操舵を抑制する技術が開示されている。

図１０（ｃ）は特許文献３の技術を説明する図の一例である。特許文献３では、車両の走行状態に基づいてドライバにとって望ましくない走行領域への車両の進入を予測し、ドライバにとって望ましくない走行領域への車両の進入を回避するように出力を調整する（早期にブレーキ制御する）技術が開示されている。

特開2004-58920号公報特開2007-176290号公報特開2010-274887号公報

しかしながら、特許文献１〜３では、割り込んだ車両が、自車両に対し同じレーンを遠ざかる方向に移動する場合について考慮されていないという問題がある。

図１０（ｄ）は自車両に対し同じレーンを遠ざかる方向に割り込んだ車両が移動する場合を模式的に示す図である。それぞれの車両の車速はＶａ＝Ｖｂ＜Ｖｃである。他車両Ｃが割り込んだ場合、自車両Ａは他車両Ｃに追従するため、Ｖａ→Ｖｃの加速制御を実行する。しかし、他車両Ｃが自車両の加速後、すぐに離脱した場合、自車両Ａは先行車両Ｂへの追従を再開するので、Ｖａ→Ｖｂの減速制御を実行する。すなわち、短期間に加速・減速という不要な制御を実行してしまう。

本発明は、上記課題に鑑み、割り込んだ車両が、自車両に対し同じレーンを遠ざかる方向に移動する場合に不要制御を抑制する車間距離制御装置を提供することを目的とする。

本発明は、自車両前方の先行車を検知して先行車と自車両との車間距離を制御する車間距離制御装置であって、前記先行車との相対速度及び自車両との距離を検出する車速距離検出手段と、前記車速距離検出手段が検出した前記相対速度及び前記距離に基づいて、前記先行車との車間距離を目標車間距離に制御するための加速度又は減速度を決定する加減速度決定手段と、前記加減速度決定手段が決定した前記加速度又は前記減速度で前記先行車に追従走行している状態で、前記先行車と自車両との間に別の先行車が割り込んだ場合、前記先行車と前記別の先行車との間の車間時間を算出する車間時間算出手段と、前記車間時間が閾値より小さいため前記別の先行車が自車両よりも遠ざかると判断される場合、割り込んだ前記別の先行車との車間距離を目標車間距離に制御するために前記加減速度決定手段が決定する前記加速度を、前記車速距離検出手段が割り込んだ前記別の先行車に対し検出した前記相対速度及び前記距離に基づいて決定される加速度よりも抑制する加減速制御手段と、を有し、前記加減速制御手段は、前記別の先行車が割り込んだ直後に最も大きく加速度を抑制し、割り込んだ直後から時間と共に加速度の抑制量を低減し、前記車間時間よりも短い一定時間の経過後に加速度を抑制する制御を終了する、ことを特徴とする。

割り込んだ車両が、自車両に対し同じレーンを遠ざかる方向に移動する場合に不要制御を抑制する車間距離制御装置を提供することができる。

本実施形態の車間距離制御装置の概略的な特徴について説明する図の一例である。車間距離制御装置の概略構成図の一例である。車間距離制御の概略的な手順を示すフローチャート図の一例である。車間制御ＥＣＵの機能ブロック図の一例である。目標加速度を抑制する手順を示すフローチャート図の一例である。目標加速度の抑制について説明する図の一例である。割り込みする他車両Ｃの挙動に対する、車間制御ＥＣＵの制御例を説明する図の一例である。割込みと離脱が生じうる別の車両状況について説明する図の一例である。割込みと離脱が生じうる別の車両状況について説明する図の一例である。従来技術の技術を説明する図の一例である。

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。しかしながら、本発明の技術的範囲が、本実施の形態に限定されるものではない。

図１を用いて、本実施形態の車間距離制御装置の概略的な特徴について説明する。車間距離制御装置は、他車両Ｃが自車両前方に割り込んできた場合、先行車両Ｂと他車両Ｃの車間時間Ｔｂｃを用いて加速が必要か否かを判定する。
Ｔｂｃ＝（Ｄｂ−Ｄｃ）／（Ｖｂ−Ｖｃ） …（１）
Ｄｂ：自車両Ａと先行車両Ｂとの距離
Ｄｃ：自車両Ａと他車両Ｃとの距離
車間時間Ｔｂｃが閾値以上であれば、他車両Cがすぐに離脱する可能性が低いと推定できる。また、自車両Ａが加速した後に他車両Ｃが離脱しても、自車両Ａから先行車両Ｂまでの距離（車間時間）も長いと推定でき、先行車両Ｂに追従走行するための減速度も比較的緩やかになると期待できる。このため、車間時間Ｔｂｃが閾値より大きければ、他車両Ｃに対し従来の車間距離を行う。

これに対し、車間時間Ｔｂｃが閾値未満であれば、他車両Cがすぐに離脱する可能性が高いと推定できる。また、自車両Ａが加速した後に他車両Ｃが離脱すると、自車両Ａから先行車両Ｂまでの距離（車間時間）も短いと推定でき、先行車両Ｂに追従走行するための減速度も比較的大きいと考えられる。そこで、車間時間Ｔｂｃが閾値未満の場合、車間距離制御装置は目標加速度を抑制する。これにより、他車両Ｃに追従走行しても、自車両Ａの車速が上昇しにくくなり、離脱後の減速を抑制できる。

したがって、車間時間Ｔｂｃを閾値と比較して加速度を低減することで、割り込んだ他車両Ｃが、自車両Ａに対し同じレーンを遠ざかる方向に移動する場合に不要制御を抑制することができる。つまり、加減速制御の変更の必要性を判断できる。

また、車間時間Ｔｂｃが閾値未満の場合に目標加速度をゼロに制限すれば、自車両Ａは加速しないので、不要制御をさらに抑制することができる。つまり、加減速制御の必要性を判断できる。

〔構成例〕
図２は、車間距離制御装置の概略構成図の一例である。車間距離制御装置１００の一般的な車間距離制御は以下のようになる。なお、車間距離制御装置１００はＡＣＣ（Adaptive Cruise Control）と呼ばれる場合がある。また、本実施形態では車間距離制御という用語と追従走行という用語を特に区別せずに使用している。
Ｉ．レーダ等で先行車両を検出する。先行車両が検出されている場合は、レーダで検出した先行車両との距離が車速に応じた目標車間距離となるように追従走行する。
II．先行車両が検出されなくなった場合、運転者がセットした車速で定速走行する。

また、I、IIの制御を、低速域から停止時にかけて可能とした車間距離制御装置１００を「全車速域定速走行・車間距離制御装置（又は全車速ＡＣＣ）」と称する場合がある。

全車速域定速走行・車間距離制御装置は、以下のような機能をさらに備える。
III．先行車両が停止した場合、適正な車間距離を維持して停車する。
IV．先行車両が走行を再開した場合、車速に応じた車間距離を維持しながら追従走行を開始する。

本実施形態の車間距離制御装置１００は低速域においても上記の制御が可能である。したがって、ＡＣＣと全車速ＡＣＣの区別なしに、以下で説明する不要減速の低減が可能である。

車間距離制御は車間制御ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１３が、センサ部１２、エンジンＥＣＵ１４、及び、スキッド制御ＥＣＵ１５等と協働することで行われる。センサ部１２、車間制御ＥＣＵ１３、エンジンＥＣＵ１４、及び、スキッド制御ＥＣＵ１５はＣＡＮ（Controller Area Network)などの車載ネットワーク又は専用線を介して通信可能に接続されている。車間制御ＥＣＵ１３にはクルーズコントロールスイッチ１１、エンジンＥＣＵ１４にはトランスミッション１６、スロットルモータ１７、スロットルポジションセンサ1８、スキッド制御ＥＣＵ１５には車輪速センサ１９とブレーキＡＣＴ（アクチュエータ）２０がそれぞれシリアル通信などの専用線で接続されている。

各ＥＣＵはマイコン、電源、ワイヤーハーネスのインタフェースなどを搭載した情報処理装置である。マイコンは、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発メモリ、Ｉ／Ｏ、及び、ＣＡＮ通信装置等を備えた公知の構成を有する。図示されている各ＥＣＵと各ＥＣＵが有する機能の対応は固定ではなく、例えばエンジンＥＣＵ１４が車間制御ＥＣＵ１３の機能を備えることなども可能であり、図示する構成は一例に過ぎない。

センサ部１２は、レーダセンサ２１とカメラセンサ２２を有している。いずれも少なくとも先行車両との距離を検出することが可能であり、少なくとも一方を有していればよい。レーダセンサ２１は、車両のフロントグリルなど車両の前方の中央部に配置され、車両の前方を中心に所定の角度（例えば、正面を中心に左右１０度）にミリ波を出射し、この範囲に存在する物体により反射したミリ波を受信する。レーダセンサ２１は、例えばＦＭＣＷ（Frequency Modulated Continuous Wave）レーダやパルスレーダである。レーダセンサ２１は、送信信号と受信信号をミキサーでミキシングすることで、受信アンテナ毎にビート信号を生成する。送信信号が送信されてから受信信号が受信されるまでの時間は対象物との距離に比例し、またビート信号の周波数は相対速度によりシフトする。よって、ビート信号を例えばＦＦＴ解析することで距離及び相対速度（＝Ｖｂ−Ｖａ。距離が長くなる相対速度が正、接近する相対速度が負）が得られる。また、レーダセンサ２１は、ＭＵＳＩＣ（Multiple Signal Classification）解析やＤＢＦ（Digital Beam Forming)処理により障害物の横位置ｘ（方位θ）を検出することも可能である。

カメラセンサ２２は、単眼カメラでもステレオカメラでもよいが、好ましくはステレオカメラである。カメラセンサ２２は、例えば、光軸を車両前方に向けてルームミラーに配置される。ステレオカメラの場合、予め用意されているキャリブレーションデータを用いて各カメラが撮像したフレーム（画像データ）にレンズ歪み、光軸ずれ、焦点距離ずれ及び撮像素子歪み等を取り除く前処理を行う。これにより２つのカメラのフレームは視差に相当する違いのみを有するようになる。ステレオカメラは、左右の画像データの相関をブロックマッチングなどの手法により評価して、同一の対象物が撮影された画素に生じている視差やレンズの焦点距離ｆなどを用いて、画素毎に距離情報を算出する。

単眼カメラの場合、周期的に撮影される複数の画像データにオプティカルフロー処理を施し、同じ撮影物の移動量を監視して、距離情報を推定する。

また、距離情報を得た後又は距離情報を得る前に、カメラセンサ２２はＨＯＧ（Histograms of Oriented Gradients)、Joint HOG、ＣＰＦ（Co-occurrence Probability Features）、CoHOG (Co-occurrence Histograms of Oriented Gradients)、などの手法で先行車両を認識する。先行車両として認識された画素の距離情報により、先行車両との距離を特定できる。カメラセンサ２２は、１秒間に所定数（３０〜６０個）の画像を撮影することを繰り返すので、フレーム毎に先行車両の距離が得られる。したがって、フレーム間の距離Ｌの変化などから相対速度Ｖが得られる。また、先行車両の横位置（車幅方向の中央）は認識結果から明らかになっている。

このように、レーダセンサ２１とカメラセンサ２２は同等の情報を得られる。センサ部１２は、周期的に物標の距離、相対速度、及び、横位置（以下、物標情報という）を車間制御ＥＣＵ１３に送信する。

車間制御ＥＣＵ１３は、センサ部１２から送信される物標情報、現在の車速及び加速度等、に基づき、目標加速度（要求駆動力）をエンジンＥＣＵ１４やスキッド制御ＥＣＵ１５に送信する。目標加速度は正値又は負値であり、正値であればエンジンＥＣＵ１４が加速制御し、負値であり制動が必要な目標加速度であればスキッド制御ＥＣＵ１５がブレーキＡＣＴ２０を制御して減速する。

クルーズコントロールスイッチ１１は、車間距離制御装置１００について運転者の操作を受け付け車間制御ＥＣＵ１３に通知する。例えば、以下のような操作が可能である。
(i) 車間距離制御のＯＮ／ＯＦＦ
(ii) 車間距離制御モードと定速制御モードの切り換え
(iii) 減速、加速及び定速走行用の車速のセット
(iv) 車間距離の設定（例えば、長・中・短の３種類から選択でき、長・中・短のそれぞれで車速に応じて車間距離が決定される）
本実施形態では車間距離制御モードで動作するものとし、先行車両が検出（捕捉）されない場合は車間距離制御モードのまま定速走行用の車速で車両が定速走行する。

エンジンＥＣＵ１４は、スロットルポジションセンサ１８が検出するスロットル開度を監視しながらスロットルモータ１７を制御する。後述するような手順で目標加速度を決定し、例えば、以下の式からスロットル開度を決定する。
ＭＡ_n＝ＭＡ_n-1 ＋Ｇ × Ｄ_dn × Ｔ_sk
Ｄ_dn＝（Ａｔ_n−ΔＶ_n）
ＭＡ_n：今回スロットル開度
ＭＡ_n-1：前回スロットル開度
Ｇ：制御ゲイン
Ｔ_sk：スキップ時間
Ａｔ_n：目標加速度
ΔＶ_n：車両加速度（実加速度）
Ｄ_ｄｎ：現在加速度偏差
また、エンジンＥＣＵ１４は車速とスロットル開度に対して定められているシフトアップ線とシフトダウン線に基づき変速段の切り換えの必要性を判断し、必要であればトランスミッション１６に変速段を指示する。トランスミッション１６は、ＡＴ（オートマチックトランスミッション）又はＣＶＴ（Continuously Variable Transmission）など、どのような機構でもよい。

スキッド制御ＥＣＵ１５は、ブレーキＡＣＴ２０のバルブの開閉及び開度を制御することで車両を制動する。ブレーキＡＣＴ２０はポンプが作動流体に発生させた油圧により各輪のホイルシリンダ圧を増圧・維持・減圧することで、車両の加速度（減速度）を制御する。

〔車間距離制御〕
図３は、車間距離制御の概略的な手順を示すフローチャート図の一例である。車間制御ＥＣＵ１３は、クルーズコントロールスイッチ１１がＯＮの間、周期的に図３の処理を繰り返す。
S10：車間制御ＥＣＵ１３は、センサ部１２から先行車両との距離と相対速度を、車輪速センサ１９から自車両の車速をそれぞれ取得する。
S20：車間制御ＥＣＵ１３は、運転者が設定した車間距離の設定（長・中・短）と現在の車速から目標車間距離を決定する。
S30：車間制御ＥＣＵ１３は、目標車間距離を現在の車速で除算することで目標車間時間を算出し、現在の先行車両との距離を車速で除算することで車間時間を算出する。目標車間時間は目標車間距離を現在の車速で移動した場合に先行車両に到達するために必要な時間である。車間時間は現在の距離を現在車速で移動した場合に先行車両に到達するために必要な時間である。
S40：車間制御ＥＣＵ１３は、目標車間時間から車間時間を減じて車間時間偏差を算出する。車間時間偏差が正値の場合、目標車間距離に対し車間距離が短く、負値の場合、目標車間距離に対し車間距離が長いことになる。
S50：車間制御ＥＣＵ１３は、相対速度と車間時間偏差を演算して、目標加速度を算出する。相対速度が正値の場合、先行車両が遠ざかっているので自車両を加速すべきであり、相対速度が負値の場合、先行車両が近づいてくるので自車両を減速すべきである。車間時間偏差が正値の場合、目標車間距離に対し現在の距離が短いので、車両を減速すべきであり、車間時間偏差が負値の場合、目標車間距離に対し現在の距離が長いので、車両を加速すべきである。したがって、適切な係数（ゲイン）を相対速度と車間時間偏差にそれぞれ乗じて符号を逆にして加算すれば、目標加速度が得られる。
目標加速度＝−Ｋ１×相対速度＋Ｋ２×車間時間偏差
なお、相対速度や車間時間偏差の他、相対速度の微分値や車間時間偏差の微分値などから目標加速度を決定してもよく、目標加速度の決定方法は一例である。
S60：車間制御ＥＣＵ１３は目標加速度から現在の加速度を減じることで加速度偏差を算出する。加速度偏差からエンジンＥＣＵ１４とスキッド制御ＥＣＵ１５に指示する要求駆動力を決定する。

〔目標加速度の抑制〕
図４は、本実施形態の車間制御ＥＣＵ１３の機能ブロック図の一例を、図５は目標加速度を抑制する手順を示すフローチャート図の一例である。速度判定部３２は自車両Ａの車速Ｖａと先行車両Ｂの車速Ｖｂが同定度か否かを判定する。車間時間算出部３３は上式（１）から車間時間Ｔｂｃを算出する。加速度抑制判定部３４は、車間時間Ｔｂｃと閾値を比較して目標加速度を抑制するか否かを判定する。目標加速度演算部３１は例えば図３の手順で目標加速度を演算し、目標加速度を抑制するよう指示された場合は目標加速度を抑制する。詳細は後述する。

図５の手順は、他車両Ｃが割り込んでくる場合に有効な処理を示しており、自車両Ａが先行車両以外の他車両Ｃを捕捉し、他車両Ｃが割り込んだ場合または割り込んでくることが予測される場合に実行される。予測される場合とは、例えば、他車両Ｃの横位置が所定値以上の速度で自車レーンに移動している場合、他車両Ｃの横位置が自車レーンに達した場合、又は、他車両Ｃのウィンカランプが点滅した場合などである。

目標加速度演算部３１は上記に一例として示した方法や他の方法で、他車両Ｃに対する目標加速度を演算する（Ｓ１）。

次に、速度判定部３２は、自車両Ａの車速Ｖａと先行車両Ｂの車速Ｖｂが近いか否かを判定する（Ｓ２）。車速Ｖａと先行車両の車速Ｖｂが近いとは、例えば差が数〔ｋｍ／ｈ〕以内など、同一視できる程度の差しかないこと、換言すると先行車両Ｂに追従走行していると確定してよい状態をいう。先行車両Ｂに追従走行していなければ、他車両Ｃに追従して加速したが他車両Ｃが離脱した後に、自車両Ａが減速しない可能性がある。

車速Ｖａと車速Ｖｂが近くない場合（Ｓ２のＮｏ）、車間制御ＥＣＵ１３はステップＳ１で算出された目標加速度で車両を制御する（Ｓ６）。したがって、Ｓ２の判定により目標加速度を過剰に抑制することを防止できる。

車速Ｖａと車速Ｖｂが近い場合（Ｓ２のＹｅｓ）、車間時間算出部３３は他車両Ｃが先行車両Ｂに到達するまでの車間時間Ｔｂｃを算出する（Ｓ３）。

車間時間Ｔｂｃが小さいことは割り込んだ他車両Ｃが短時間に先行車両Ｂに接近する可能性があるので、他車両Ｃの運転者がすぐに離脱するおそれがあると推定できる。このため、加速度抑制判定部３４は、車間時間Ｔｂｃが閾値未満か否かを判定する（Ｓ４）。閾値は例えば数秒などの固定値又は自車両の車速に応じた可変値である。

車間時間Ｔｂｃが閾値未満でない場合（Ｓ４のＮｏ）、車間制御ＥＣＵ１３はステップＳ１で算出された目標加速度で車両を制御する（Ｓ６）。他車両Ｃが割り込んだと判定された後、車速の関係としてＶｃ＞Ｖａ、Ｖa＞Ｖｃ、及び、Ｖｃ＝Ｖａの場合があるが、Ｖｃ＞Ｖａであれば加速され、Ｖa＞Ｖｃであれば減速され、Ｖｃ＝Ｖａの場合は先行車両Ｂを捕捉していた場合よりも車間距離が短くなる分、減速される。いずれの場合も目標加速度は抑制されていないので、車間制御ＥＣＵは速やかに他車両Ｃとの車間距離を適切に維持するようになる。

車間時間Ｔｂｃが閾値未満の場合（Ｓ４のＹｅｓ）、加速度抑制判定部３４は目標加速度演算部３１に目標加速度を抑制させる（Ｓ５）。

目標加速度演算部３１が目標加速度を抑制することで、自車両Ａと先行車両Ｂとの間に割り込んですぐ離脱する可能性がある他車両Ｃに対し、車間距離を維持するように加速する際の目標加速度を抑制できる。他車両Ｃが離脱した場合に、先行車両Ｂの車速が一定であると仮定して、車間距離制御のために減速する必要性を低減したり、減速が必要でも車間距離制御のために必要な減速度を低減できる。

図６は、目標加速度の抑制について説明する図の一例である。目標加速度を抑制することを、例えば目標加速度に「１／制限係数」を乗じることで表す。但し、「制限係数＞１」である。
抑制された目標加速度＝目標加速度／制限係数
図６（ａ）では一定の比率で目標加速度を抑制する場合の制限係数を示している。目標加速度の抑制は、他車両Ｃが離脱するか又は目標加速度の抑制が不要になるまで行えばよい。目標加速度の抑制が不要になるのは、他車両Ｃが先行車両Ｂに近づき減速した場合や割込み後に所定時間が経過した場合である。他車両Ｃが先行車両Ｂに近づき減速した場合は、車速Ｖｃ＞Ｖｂでなくなるので離脱しない場合と同一視できる。割込み後に所定時間が経過した場合は、他車両Ｃが徐々に減速して車速Ｖｃ＞Ｖｂでなくなった場合や他車両Ｃが離脱しても検知しなかったことなどが考えられる。

上記の所定時間は、以下のように設定される。他車両Ｃが先行車両Ｂに近づき減速することは、車間時間Ｔｂｃよりも短い時間内に生じると考えられる。よって、所定時間は車間時間Ｔｂｃの５０％〜９０％などである。図６ではこの時間を抑制時間としている。抑制時間が経過した場合は離脱しないと判定してよいので、他車両Ｃに対し通常の目標加速度で追従走行してよい。

このように、車間制御ＥＣＵ１３は他車両Ｃが離脱するか、目標加速度の抑制が不要になると目標加速度の抑制を終了する。目標加速度の抑制を終了することで、先行車両Ｂ又は他車両Ｃとの車間距離を速やかに目標車間距離に維持できるようになる。

また、どの程度、抑制するかは実験的に最適な値とすることができる。図では制限係数が１．２〜３（目標加速度は０．３３〜０．８３程度に抑制される）となっているがあくまで一例である。また、制限係数は自車両の車速Ｖａに応じて可変としてもよい。例えば、自車両の車速が大きいほど制限係数を大きくすることで、割込み・離脱が生じた際に高速域だった場合の加減速を低減しやすい。

また、目標加速度の抑制には、目標加速度をゼロに設定することを含めてよい（制限係数が無限大となることに相当する）。この場合、車間制御ＥＣＵ１３が目標加速度を制限している間、自車両Ａは定速走行する。目標加速度がゼロの間に、他車両Ｃが離脱すれば、車速Ｖｂ＝Ｖａのまま先行車両Ｂへの追従走行を開始できる。また、目標加速度がゼロの間に他車両Ｃが離脱しなくても、他車両Ｃが減速するので抑制時間が経過した時には、自車両Ａは車速Ｖｃ＝Ｖｂの他車両Ｃに追従走行する。よって、車速Ｖｃ＝Ｖａの状態から先行車両Ｂへの追従走行を開始できる。したがって、目標加速度をゼロに設定することで、目標加速度をゼロより大きい値に抑制するよりも減速量を低減できる。

図６（ｂ）は時間と共に小さくなる場合の制限係数を示す図の一例である。予め定められた最大値又は車速に応じて決まった最大値から、時間と共に制限係数が小さくなっている。他車両Ｃが割り込んだ直後は抑制量が大きいため、離脱した場合には、他車両Ｃが離脱するまでの間の加速を極力低減できる。また、他車両Ｃが離脱しない場合は、抑制量が徐々に小さくなるので、他車両Ｃが先行車両Ｂに近づき減速した場合に目標加速度の抑制量が小さくなっているため、他車両Ｃとの車間距離を目標車間距離に速やかに制御できるようになる。

〔車両挙動の例〕
図７（ａ）〜図７（ｅ）は割り込みする他車両Ｃの挙動に対する、車間制御ＥＣＵ１３の制御例を説明する図の一例である。

図７（ａ）は自車両Ａ、先行車両Ｂ、及び、他車両Ｃの初期位置を示す図である。この状態は、図４のステップＳ２０が想定する状態と近い。

図７（ｂ）は他車両Ｃが割込みを開始する状況又は割り込みすると判定された状況を示す図である。すでに、他車両Ｃとの距離、相対速度、横位置などは取得され、車間時間Ｔｂｃが算出される。算出された車間時間Ｔｂｃは閾値未満か否かが判定される。

図７（ｃ）は他車両Ｃが割込んだ直後の状況を示す図である。Ｖｃ＞Ｖｂであれば、他車両Ｃは先行車両Ｂに接近する。自車両Ａは、車間時間Ｔｂｃが閾値未満であると判定して、目標加速度を抑制する。自車両Ａは他車両Ｃが割り込むか又は割り込むと予測した時点で、目標加速度を抑制したまま、車両Ｃを先行車両として車間距離制御を開始する。

図７（ｄ）は図７（ｃ）の後、他車両Ｃが離脱しない状況を示す図である。Ｖｃ＞Ｖｂであるが離脱しないので、他車両Ｃは先行車両Ｂに接近しすぎ、他車両Ｃは減速する。減速により、Ｖｃは小さくなりＶｂに近くなる。

自車両Ａは他車両Ｃの減速を検出して、他車両Ｃを先行車両とする車間距離制御において目標加速度の抑制を終了し、抑制されない（通常の）目標加速度の制御を行う。

図７（ｅ）は図７（ｃ）の後、他車両Ｃが離脱した状況を示す図である。他車両Ｃが離脱したので、自車両Ａは車両Ｃを先行車両とする車間距離制御及び目標加速度の抑制を終了し、先行車両Ｂを対象に、抑制されない（通常の）目標加速度にて車間距離制御を行う。

したがって、図７（ｅ）の状況では、自車両Ａは他車両Ｃに接近していないので、先行車両Ｂを追従走行の対象に切り換えても、不要な減速を抑制できる。

図８は、割込みと離脱が生じうる別の車両状況について説明する図の一例である。
図８（ａ）は左側のレーンから他車両Ｃが割り込みして離脱する車両状況を示す図の一例である。これまで説明した例えば図７とは他車両Ｃの進入方向が左右逆になるのだけなので、車間制御ＥＣＵ１３は同様に目標加速度を抑制できる。

図８（ｂ）は片側三車線の道路において割込みと離脱が生じうる車両状況について説明する図の一例である。自車両Ａと先行車両Ｂは中央のレーンを走行している。他車両Ｃが割り込んだ場合、左のレーンと右のレーンのどちらにも離脱する可能性がある。このうち右のレーンに離脱する場合は図７等と同じと考えてよい。左のレーンに離脱する場合も、車間制御ＥＣＵ１３は同様に目標加速度を抑制すればよいが、この場合、他車両Ｃによっては連続して車線変更する場合があるため、一時的にせよ、他車両Ｃに追従走行する必要性は低い。このため、車両制御ＥＣＵは例えば、他車両Ｃを先行車両とした場合の目標加速度をゼロ（定速走行）に制限し定速走行した後、他車両Ｃが離脱しない場合に（抑制時間が経過した場合）、追従走行を開始する。これにより、先行車両Ｂが頻繁に切り替わることによる短時間の加速と減速の繰り替えを抑制できる。図８（ｃ）は図８（ｂ）と左右の関係が逆になった車両状況を示すため、図８（ｂ）と同様に制御すればよい。

なお、自車両Ａにとって、走行中の道路が片側三車線でありその中央のレーンを走行していることは、ナビ情報、白線の認識結果、路車間通信などから特定できる。

図９（ａ）は、割込みと離脱が生じうる別の車両状況について説明する図の一例である。図９（ａ）では片側二車線の道路において、他車両Ｃが自車両Ａの前方に割り込んできたが、自車両Ａの右側のレーンを車両Ｂと同程度の車速の他車両Ｄが走行している。このような車両状況では、他車両Ｃが離脱する可能性は低いと考えられ、他車両Ｃは割込み後、短時間に先行車両Ｂに接近して減速すると考えられる。減速後の車速Ｖｃは先行車両Ｂの車速Ｖｂと同程度と考えられるので、自車両Ａは、他車両Ｃが割り込んだ直後から他車両Ｃの車速ＶｃをＶｂとみなして、追従走行することができる。

これにより、先行車両Ｂの車速Ｖｂは同じまま車間距離が短くなったことになるため、他車両Ｃの車速Ｖｃが先行車両Ｂの車速Ｖｂより大きくても、加速することなく、車間距離を空けながら（弱い減速により）他車両Ｃに対し追従走行できる。

なお、他車両Ｃが離脱しないことは（他車両Ｄが存在していること）は、先行車両Ｂを捕捉している間に他車両Ｄが検出されるので、他車両Ｄの車速を推定できる。

同様に、図９（ｂ）では片側三車線の道路において、他車両Ｃが自車両Ａの前方に割り込んできたが、自車両の左側のレーンを車両Ｂと同程度の車速の他車両Ｄが走行している。この場合も、他車両Ｃが離脱する可能性は低いと考えられ、図９（ａ）と同様に目標加速度を抑制することが有効となる。

以上説明したように、本実施形態の車間距離制御装置１００は、先行車両Ｂよりも車速が大きい他車両Ｃが自車両Ａの前方に割り込んできた場合、車間時間Ｔｂｃを算出し、他車両Ｃが離脱するか近い将来に減速するか否かを判定できるので、加速制御の変更や加速の必要性を判定できる。

１２センサ部
１３車間制御ＥＣＵ
１４エンジンＥＣＵ
１５スキッド制御ＥＣＵ
１７スロットルモータ
１９車輪速センサ
２０ブレーキＡＣＴ
２１レーダセンサ
２２カメラセンサ
３１目標加速度演算部
３２速度判定部
３３車間時間算出部
３４加速度抑制判定部

Claims

自車両前方の先行車を検知して先行車と自車両との車間距離を制御する車間距離制御装置であって、
前記先行車との相対速度及び自車両との距離を検出する車速距離検出手段と、
前記車速距離検出手段が検出した前記相対速度及び前記距離に基づいて、前記先行車との車間距離を目標車間距離に制御するための加速度又は減速度を決定する加減速度決定手段と、
前記加減速度決定手段が決定した前記加速度又は前記減速度で前記先行車に追従走行している状態で、前記先行車と自車両との間に別の先行車が割り込んだ場合、前記先行車と前記別の先行車との間の車間時間を算出する車間時間算出手段と、
前記車間時間が閾値より小さいため前記別の先行車が自車両よりも遠ざかると判断される場合、割り込んだ前記別の先行車との車間距離を目標車間距離に制御するために前記加減速度決定手段が決定する前記加速度を、前記車速距離検出手段が割り込んだ前記別の先行車に対し検出した前記相対速度及び前記距離に基づいて決定される加速度よりも抑制する加減速制御手段と、を有し、
前記加減速制御手段は、前記別の先行車が割り込んだ直後に最も大きく加速度を抑制し、割り込んだ直後から時間と共に加速度の抑制量を低減し、前記車間時間よりも短い一定時間の経過後に加速度を抑制する制御を終了する、ことを特徴とする車間距離制御装置。
前記加減速制御手段は、前記車間時間により前記別の先行車が自車両よりも遠ざかると判断される場合、前記別の先行車との車間距離を目標車間距離に制御するための加減速度を一定時間ゼロに抑制する、
ことを特徴とする請求項１に記載の車間距離制御装置。
自車両の車速と前記先行車の車速が同程度の場合にのみ、
前記車間時間により前記別の先行車が自車両よりも遠ざかると判断される場合、前記加減速制御手段は、前記別の先行車との車間距離を目標車間距離に制御するための加速度を、前記先行車との相対速度及び距離から決定される加速度よりも抑制する、
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。
前記加減速制御手段は、前記別の先行車が離脱した場合、前記加速度を抑制する制御を終了する、ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の車間距離制御装置。
前記別の先行車が割り込む前に走行していたレーンを前記先行車の並走走行車が走行している場合、
前記加減速度決定手段は、前記先行車との相対速度と等しいと見なした前記別の先行車との前記相対速度及び前記別の先行車との前記距離に基づいて、前記別の先行車との車間距離を目標車間距離に制御するための加速度を決定し、決定した該加速度自体で前記別の先行車に追従走行する、
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の車間距離制御装置。