(57)【要約】【課題】隊列走行制御において、先行車の要求加速度及び実加速度間の誤差に起因する制御性能の低下を抑制する。【解決手段】走行制御装置（１００）は、自車両（２）の前方を走行する先行車（１）における要求加速度及び実加速度を、通信を介して、先行車から取得する取得手段（２３）と、取得された要求加速度にハイパスフィルタ処理を施して得られる値と、取得された実加速度にローパスフィルタ処理を施して得られる値とを加算した値を、先行車に係る先行車要求加速度として求める演算手段（１０）と、を備える。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自車両の前方を走行する先行車における要求加速度及び実加速度を、通信を介して、前記先行車から取得する取得手段と、
前記取得された要求加速度にハイパスフィルタ処理を施して得られる値と、前記取得された実加速度にローパスフィルタ処理を施して得られる値とを加算した値を、前記先行車に係る先行車要求加速度として求める演算手段と、
を備えることを特徴とする走行制御装置。
【請求項２】
前記求められた先行車要求加速度に基づいて、前記自車両に係る車間制御を実行する制御手段を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の走行制御装置。
【請求項３】
前記ハイパスフィルタ処理に係る伝達関数のゲインと、前記ローパスフィルタ処理に係る伝達関数のゲインとの合計値は一定であることを特徴とする請求項１又は２に記載の走行制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば自動車等の車両の走行状態を制御する走行制御装置の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の装置として、例えば、複数の車両が隊列を組んで走行する隊列走行において車両を制御する装置が提案されている。該装置では特に、先行車の要求加速度と実加速度との誤差の積分量を後続車の要求加速度に加算するフィードバック制御が実行される（特許文献１参照）。或いは、先導車との車間距離と目標車間距離との偏差と、車車間通信によって求められる先導車の加減速調整情報とに基づいて、自車両を加減速制御する装置が提案されている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１７６３５３号公報
【特許文献２】特開平１１−０１３５０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述の特許文献１に記載の技術によれば、先行車の要求加速度と実加速度との間に大きな誤差が生じた場合に、該誤差に起因して走行状態の制御性能が低下する可能性があるという技術的問題点がある。上述の特許文献２に記載の技術では、該技術的問題点を解決することは極めて困難である。
【０００５】
本発明は、例えば上記問題点に鑑みてなされたものであり、先行車の要求加速度及び実加速度間の誤差に起因する制御性能の低下を抑制することができる走行制御装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の走行制御装置は、上記課題を解決するために、自車両の前方を走行する先行車における要求加速度及び実加速度を、通信を介して、前記先行車から取得する取得手段と、前記取得された要求加速度にハイパスフィルタ処理を施して得られる値と、前記取得された実加速度にローパスフィルタ処理を施して得られる値とを加算した値を、前記先行車に係る先行車要求加速度として求める演算手段と、を備える。
【０００７】
本発明の走行制御装置によれば、取得手段は、自車両の前方を走行する先行車における要求加速度及び実加速度を、例えば車車間通信等の通信を介して、該先行車から取得する。ここで、「要求加速度」は、例えばＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ：電子制御ユニット）等から出力される加速度の要求値を意味する。「実加速度」は、例えば加速度センサ等により検出された実際の加速度の値を意味する。
【０００８】
例えばメモリ、プロセッサ等を備える演算手段は、取得された要求加速度にハイパスフィルタ処理を施して得られる値と、取得された実加速度にローパスフィルタ処理を施して得られる値とを加算した値を、先行車に係る先行車要求加速度として求める。
【０００９】
ここで本願発明者の研究によれば、以下の事項が判明している。即ち、さまざまな外乱に起因して要求加速度と実加速度との間に誤差が生じる。特に、道路に勾配がある場合、該誤差が顕著になる。
【００１０】
例えば上述した特許文献１に記載の技術では、フィードバック制御において、誤差の積分量が後続車の要求加速度に加算される。このため、望ましい効果を得るためには、誤差を考慮して十分に小さなフィードバックゲインを設定しなければならない。しかしながら、フィードバックゲインが小さいと、誤差を補償するために比較的長い時間が必要となるという技術的問題点が生じる。また、特許文献１に記載の技術では、誤差の積分項を適切なタイミングで初期化する必要がある。
【００１１】
しかるに本発明では、上述の如く、演算手段により、取得された要求加速度にハイパスフィルタ処理を施して得られる値と、取得された実加速度にローパスフィルタ処理を施して得られる値とを加算した値が、先行車に係る先行車要求加速度として求められる。このため、要求加速度と実加速度との誤差の影響を低減することができることが、本願発明者の研究により判明している。加えて、誤差の積分値を用いていないため、積分値の初期化をする必要がなくなる。
【００１２】
以上の結果、本発明の走行制御装置によれば、先行車の要求加速度及び実加速度間の誤差に起因する制御性能の低下を抑制することができる。
【００１３】
本発明の走行制御装置の一態様では、前記求められた先行車要求加速度に基づいて、前記自車両に係る車間制御を実行する制御手段を更に備える。
【００１４】
この態様によれば、先行車の要求加速度及び実加速度間の誤差の影響の少ない車間制御を実現することができ、実用上非常に有利である。
【００１５】
本発明の走行制御装置の他の態様では、前記ハイパスフィルタ処理に係る伝達関数のゲインと、前記ローパスフィルタ処理に係る伝達関数のゲインとの合計値は一定である。
【００１６】
この態様によれば、比較的容易にして、先行車の要求加速度及び実加速度間の誤差の影響を低減することができる。尚、ハイパスフィルタ処理に係る伝達関数のゲインと、ローパスフィルタ処理に係る伝達関数のゲインとの合計値は、例えば“１”等の一定（固定）値である。該合計値は、伝達関数が発散せず、且つ減衰しないような値として設定されている。
【００１７】
本発明の作用及び他の利得は次に説明する実施するための形態から明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施形態に係る車両の構成を示すブロック図である。
【図２】実施形態に係る隊列走行の概念を示す概念図である。
【図３】実施形態に係る隊列走行制御処理を示すフローチャートである。
【図４】要求加速度、実加速度及びフィルタ処理結果各々の時間変動の一例である。
【図５】要求加速度の高周波成分及び実加速度の低周波成分各々の一例である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の走行制御装置に係る実施形態について、図面に基づいて説明する。
【００２０】
先ず、実施形態に係る車両の構成について、図１を参照して説明する。図１は、実施形態に係る車両の構成を示すブロック図である。尚、図１では、実施形態に直接関連する構成要素のみを示し、その他の部材については図示を省略している。
【００２１】
図１において、走行制御装置１００は、車両制御ＥＣＵ１０と、前方車間距離センサ２１ａ及び後方車間距離センサ２２ａ等の自車両の走行状態を検知するためのセンサ類と、自車両の加減速・操舵等の操作を実施可能とするエンジン制御ＥＣＵ３１、ブレーキ制御ＥＣＵ３２及びステアリング制御ＥＣＵ３３と、を備えて構成されている。
【００２２】
車両制御ＥＣＵ１０は、走行制御装置１００の全体の制御を行う電子制御ユニットであり、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を含むコンピュータを主体として構成されている。車両制御ＥＣＵ１０は、情報を一時的又は長期的に保存することが可能な情報記憶部（図示せず）を有している。
【００２３】
前方車間距離センサ２１ａは、自車両の直ぐ前方を走行する車両との車間距離を検知することができる。同様に、後方車間距離センサ２２ａは、自車両の直ぐ後方を走行する車両との車間距離を検知することができる。このような前方車間距離センサ２１ａ及び後方車間距離センサ２２ａとしては、例えば、車両の前部及び後部に設けられたミリ波レーダが採用される。前方車間距離センサ２１ａで得られる信号は、前方センサＥＣＵ２１で処理され、前方車間距離情報として車両制御ＥＣＵ１０に送信される。他方、後方車間距離センサ２２ａで得られる信号は、後方センサＥＣＵ２２で処理され、後方車間距離情報として車両制御ＥＣＵ１０に送信される。
【００２４】
前方センサＥＣＵ２１及び後方センサＥＣＵ２２は、車両内ネットワークとして構築された通信・センサ系ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）２０を介して車両制御ＥＣＵ１０に接続されている。
【００２５】
エンジン制御ＥＣＵ３１は、車両制御ＥＣＵ１０から送信される加速度要求値情報を受信し、該加速度要求値に対応する操作量でスロットルアクチュエータ（図示せず）等を操作する。ブレーキ制御ＥＣＵ３２は、加速度要求値情報を受信し、該加速度要求値に対応する操作量でブレーキアクチュエータ（図示せず）等を操作する。ステアリング制御ＥＣＵ３３は、車両制御ＥＣＵ１０から送信される操舵指令値情報を受信し、該操舵指令値に対応する操作量でステアリングアクチュエータ（図示せず）等を操作する。
【００２６】
エンジン制御ＥＣＵ３１、ブレーキ制御ＥＣＵ３２及びステアリング制御ＥＣＵ３３は、車両内ネットワークとして構築された制御系ＣＡＮ３０を介して車両制御ＥＣＵ１０に接続されている。
【００２７】
走行制御装置１００は、他の車両との間で情報等の交換をすべく、無線アンテナ２３ａ及び無線制御ＥＣＵ２３を備えている。該無線制御ＥＣＵ２３は、通信・センサ系ＣＡＮ２０を介して車両制御ＥＣＵ１０に接続されている。
【００２８】
（隊列走行制御）
次に、以上のように構成された走行制御装置１００による隊列走行制御について、図２乃至図５を参照して説明する。
【００２９】
本実施形態では、先行車１と後続車２とにより構成される隊列（図２参照）において、後続車２に搭載された走行制御装置１００により実行される隊列走行制御について説明する。尚、本実施形態に係る「後続車２」は、本発明に係る「自車両」の一例である。また、先行車１にも走行制御装置１００が搭載されているものとする。
【００３０】
図３において、先行車１及び後続車２による隊列走行が開始されると、後続車２に搭載された走行制御装置１００の車両制御ＥＣＵ１０は、アンテナ２３ａ及び通信制御ＥＣＵ２３を介した車車間通信により、先行車１における要求加速度ｕ及び実加速度ａを受信する（ステップＳ１０１）。
【００３１】
次に、車両制御ＥＣＵ１０は、受信された要求加速度ｕに対してハイパスフィルタ処理を施す（ステップＳ１０２）。具体的には下記式（１）（即ち、伝達関数）に従って“ｕ＿ｆ”を算出する。
ｕ＿ｆ＝（１−Ｇ（ｓ））ｕ・・・・・（１）
ここで、関数Ｇ（ｓ）は下記式（２）により表わされる。尚、“Ｔ”は時定数である。
【００３２】
【数１】
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・・・・・（２）
上記ステップＳ１０２の処理と並行して又は相前後して、車両制御ＥＣＵ１０は、受信された実加速度ａに対してローパスフィルタ処理を施す（ステップＳ１０３）。具体的には下記式（３）（即ち、伝達関数）に従って“ａ＿ｆ”を算出する。
ａ＿ｆ＝Ｇ（ｓ）ａ・・・・・（３）
上記式（１）及び（３）からわかるように、ハイパスフィルタ処理に係る伝達関数のゲインと、ローパスフィルタ処理に係る伝達関数のゲインとの合計値は一定となる。
【００３３】
次に、車両制御ＥＣＵ１０は、要求加速度ｕにハイパスフィルタ処理を施して得られる値ｕ＿ｆと、実加速度ａにローパスフィルタ処理を施して得られる値ａ＿ｆとを加算した値ｕ＿ｆｉｌを算出する（ステップＳ１０４）。
【００３４】
ここで、上記ステップＳ１０２〜Ｓ１０４の処理による効果について、図４を参照して説明をする。図４は、要求加速度、実加速度及びフィルタ処理結果各々の時間変動の一例である。一例として、先行車１及び後続車２が上り勾配を隊列走行している場合を挙げる。
【００３５】
上り勾配を走行している場合、先行車１における要求加速度ｕと実加速度ａとの間には、上り勾配に起因して定常誤差（図４参照）が発生する。このような場合、先行車１における要求加速度ｕが、そのまま後続車２における制御に用いられると、実加速度ａから乖離した値に基づいて後続車２が制御されることとなる。他方、先行車１における実加速度ａが、そのまま後続車２における制御に用いられると、立ち上がり時の応答性が問題となる可能性がある。また、上述した特許文献１に記載の技術では、定常誤差に起因して誤差の積分値が過大となる可能性がある。
【００３６】
しかるに、上記ステップＳ１０４の処理で算出される値ｕ＿ｆｉｌ（図４における“フィルタ後”参照）は、要求加速度ｕと同様に素早く立ち上がり、且つ、時間と共に実加速度ａに収束する。このため、応答の素早さと、定常誤差の影響の低減とを両立することができる。
【００３７】
尚、上記ステップＳ１０２の処理の結果は、図５における実線（“要求加速度高周波成分”）のようになり、ステップＳ１０３の処理の結果は、図５における破線（“実加速度低周波成分”）のようになる。
【００３８】
再び図３に戻り、車両制御ＥＣＵ１０は、上記ステップＳ１０４の処理で算出される値ｕ＿ｆｉｌを、先行車１に係る先行車要求加速度とみなして、後続車２（即ち、自車両）に係る車間制御を実行する（ステップＳ１０５）。
【００３９】
車間制御は、例えば下記式（４）に従って実行される。
ｕ＿ｏｕｔ＝Ｋ＊ｕ＿ｆｉｌ＋ｕ＿ａｃｃ・・・・・（４）
ここで、“ｕ＿ｏｕｔ”は、後続車２の車間制御に係る出力要求Ｇであり、“Ｋ”は、先行車要求加速度に係る補正係数であり、“ｕ＿ａｃｃ”は、ＡＣＣ（Ａｄａｐｔｉｖｅ  Ｃｒｕｉｓｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）に係る要求加速度である。
【００４０】
以上の結果、本実施形態に係る走行制御装置１００によれば、先行車１における要求加速度ｕと実加速度ａとの間の誤差の影響を低減して、後続車２の車間制御を適切に実行することができる。
【００４１】
本実施形態に係る「無線アンテナ２３ａ」及び「無線制御ＥＣＵ２３」は、本発明に係る「取得手段」の一例である。本実施形態に係る「車両制御ＥＣＵ１０」は、本発明に係る「演算手段」の一例である。
【００４２】
尚、本実施形態では、先行車１及び後続車２による隊列走行を一例として示したが、本発明は３台以上の車両による隊列走行に係る隊列走行制御にも適用可能である。この場合、先行車は、自車両の直ぐ前方を走行する車両に限らず、隊列の先頭を走行する車両であってもよい。
【００４３】
本実施形態では、本発明の効果がわかりやすい例として上り勾配の走行時を挙げたが、上り勾配の走行時に限らず、平地や下り勾配の走行時にも本発明を適用可能である。
【００４４】
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う走行制御装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００４５】
１…先行車、２…後続車、１０…車両制御ＥＣＵ、２０…通信・センサ系ＣＡＮ、２１…前方センサＥＣＵ、２１ａ…前方車間距離センサ、２２…後方センサＥＣＵ、２２ａ…後方車間距離センサ、２３…無線制御ＥＣＵ、２３ａ…無線アンテナ、３０…制御系ＣＡＮ、３１…エンジン制御ＥＣＵ、３２…ブレーキ制御ＥＣＵ、３３…ステアリング制御ＥＣＵ、１００…走行制御装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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