(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車間距離を検出し、車間距離検出値を出力する車間距離検出手段と、
自車速を検出する自車速検出手段と、
先行車の停止を判断する先行車停止判断手段と、
先行車の停止判断以降の経過時間と自車速検出値により自車移動量を算出する自車移動量算出手段と、
先行車停止判断時の車間距離検出値から前記先行車停止判断以降の自車移動量を減じることで先行車停止時車間距離である第２の車間距離を演算する第２の車間距離演算手段と、
前記車間距離検出値と前記第２の車間距離演算値を入力し、前記先行車停止判断手段により先行車が非停止との判断時には車間距離検出値を出力し、先行車が停止との判断時には第２の車間距離演算値を出力する車間距離切り替え手段と、
前記車間距離切り替え手段から出力される車間距離検出値または第２の車間距離演算値が目標車間距離に応じた値になるように、車速あるいは制駆動力を制御する車間距離制御手段と、
を備えていることを特徴とする車両用走行制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両用走行制御装置において、
前記車間距離検出手段は、車間距離と相対速度を検出し、車間距離検出値と相対速度検出値を出力する手段であり、
前記車間距離切り替え手段は、車間距離検出値と相対速度検出値と第２の車間距離演算値と自車速検出値を入力し、前記先行車停止判断手段により先行車が非停止との判断時には車間距離検出値と相対速度検出値を出力し、先行車が停止との判断時には第２の車間距離演算値と自車速に応じた相対速度値を出力する手段であり、
前記車間距離制御手段は、車間距離切り替え手段から出力される車間距離と相対速度が目標車間距離と目標相対速度に応じた値になるように、車速あるいは制駆動力を制御する手段であることを特徴とする車両用走行制御装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の車両用走行制御装置において、
前記先行車停止判断手段により先行車が停止と判断した場合、前記車間距離制御手段の制御ゲインを増加する制御ゲイン設定手段を設けたことを特徴とする車両用走行制御装置。
【請求項４】
請求項３に記載の車両用走行制御装置において、
前記先行車停止判断手段により先行車が停止と判断した場合であって、車間距離検出値が所定値よりも大きいとき、或いは、車間距離検出値と第２の車間距離演算値の偏差が所定値より大きいときは、前記車間距離切り替え手段は、車間距離検出値、または、車間距離検出値と相対速度検出値を出力し、前記制御ゲイン設定手段は、車間距離制御手段の制御ゲインを増加しないことを特徴とする車両用走行制御装置。
【請求項５】
請求項３に記載の車両用走行制御装置において、
前記先行車停止判断手段により先行車が停止と判断した場合であって、車間距離検出手段からの信号が非検出となったとき、前記車間距離切り替え手段は、第２の車間距離演算値、第２の車間距離演算値と自車速に応じた相対速度値を出力し、前記制御ゲイン設定手段は、車間距離制御手段の制御ゲインを増加することを特徴とする車両用走行制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車間距離制御中に先行車が停止する場合や、既に停止している先行車への車間距離制御が要求される場合において適切な車間距離制御を行う車両用走行制御装置の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
レーダ等を用いて先行車との車間距離を検出し、車間距離が車速に応じた適値となるようにエンジン出力やブレーキ圧力を制御するアダプティブ・クルーズ・コントロール・システム（ＡＣＣ）や、渋滞時に先行車追従を行うインチングシステムが公知となっている。
【０００３】
従来例（特開平１１−２６８５５８号公報）では、先ず車間距離コントローラで車間距離や相対速度のフィードバックを行い、各信号の目標値との偏差に制御ゲインを乗じて車間距離を目標値に追従させるための車速指令値を演算する。次に車速コントローラで車速を指令値に追従させるための駆動軸トルク指令値を演算している。駆動軸コントローラでは、駆動軸が指令値に応じた値になるようにエンジントルク操作量と、ブレーキアクチュエータ操作量を演算する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、渋滞時等、低速時において車間距離を制御する従来のシステムにあっては、車間距離制御中に先行車が停止する場合や、既に停止している先行車への車間距離制御が要求される場合、制御精度と乗り心地を両立させるのが難しいという問題点が生じる。
【０００５】
一般に、停車時の車間距離制御精度を向上させる場合は、制御ゲインを大きくし、ノミナル値からの車重変化や、勾配変化の影響を受け難くすることが必要である。ところが、自車の停止間際等での近距離の車間距離計測において、自車の加減速で発生するピッチ変化等で測定距離にノイズがのりやすくなる。以上により、特に、停止間際の車間距離制御精度を上げるために制御ゲインを大きくすると車間距離センサにのっているノイズを増幅することになり乗り心地が悪化する。逆に、乗り心地を良くするために制御ゲインを下げると制御精度が悪化するため所望の距離で車両を停止させるのが難しくなる。よって、制御精度と乗り心地を両立させるのが難しい。
【０００６】
このような問題を解決するため、複数のレーダを有し、走行状況に適した車間距離センサを切り替えて使用することが考えられるが、複数のレーダを搭載する必要があることから、コストが高くなる。また、測定した距離の信頼度に応じて、車間距離のみを用いた制御と、車間距離と相対速度を用いた制御とを切り替える方式も出願されている（特開平０７−８９３６９号公報）。しかし、一般に車間距離制御の安定性や収束性を向上させるためには相対速度のフィードバックが必要であり、この方式では車間距離のみを用いた車間距離制御を行う場合の車間距離の目標値への収束性が劣ってしまうという問題点が生じる。
【０００７】
本発明は、上記問題点に着目してなされたもので、その目的とするところは、先行車が停止との判断時、車間距離検出値に代えて第２の車間距離演算値を用いることにより、乗り心地が良好な車間距離制御を行うことができる車両用走行制御装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に係る発明では、
車間距離を検出し、車間距離検出値を出力する車間距離検出手段と、
自車速を検出する自車速検出手段と、
先行車の停止を判断する先行車停止判断手段と、
先行車の停止判断以降の経過時間と自車速検出値により自車移動量を算出する自車移動量算出手段と、
先行車停止判断時の車間距離検出値から前記先行車停止判断以降の自車移動量を減じることで先行車停止時車間距離である第２の車間距離を演算する第２の車間距離演算手段と、
前記車間距離検出値と前記第２の車間距離演算値を入力し、前記先行車停止判断手段により先行車が非停止との判断時には車間距離検出値を出力し、先行車が停止との判断時には第２の車間距離演算値を出力する車間距離切り替え手段と、
前記車間距離切り替え手段から出力される車間距離検出値または第２の車間距離演算値が目標車間距離に応じた値になるように、車速あるいは制駆動力を制御する車間距離制御手段と、
を備えていることを特徴とする。
【０００９】
請求項２に係る発明では、請求項１に記載の車両用走行制御装置において、
前記車間距離検出手段は、車間距離と相対速度を検出し、車間距離検出値と相対速度検出値を出力する手段であり、
前記車間距離切り替え手段は、車間距離検出値と相対速度検出値と第２の車間距離演算値と自車速検出値を入力し、前記先行車停止判断手段により先行車が非停止との判断時には車間距離検出値と相対速度検出値を出力し、先行車が停止との判断時には第２の車間距離演算値と自車速に応じた相対速度値を出力する手段であり、
前記車間距離制御手段は、車間距離切り替え手段から出力される車間距離と相対速度が目標車間距離と目標相対速度に応じた値になるように、車速あるいは制駆動力を制御する手段であることを特徴とする。
【００１０】
請求項３に係る発明では、請求項１または請求項２に記載の車両用走行制御装置において、
前記先行車停止判断手段により先行車が停止と判断した場合、前記車間距離制御手段の制御ゲインを増加する制御ゲイン設定手段を設けたことを特徴とする。
【００１１】
請求項４に係る発明では、請求項３に記載の車両用走行制御装置において、
前記先行車停止判断手段により先行車が停止と判断した場合であって、車間距離検出値が所定値よりも大きいとき、或いは、車間距離検出値と第２の車間距離演算値の偏差が所定値より大きいときは、前記車間距離切り替え手段は、車間距離検出値、または、車間距離検出値と相対速度検出値を出力し、前記制御ゲイン設定手段は、車間距離制御手段の制御ゲインを増加しないことを特徴とする。
【００１２】
請求項５に係る発明では、請求項３に記載の車両用走行制御装置において、
前記先行車停止判断手段により先行車が停止と判断した場合であって、車間距離検出手段からの信号が非検出となったとき、前記車間距離切り替え手段は、第２の車間距離演算値、第２の車間距離演算値と自車速に応じた相対速度値を出力し、前記制御ゲイン設定手段は、車間距離制御手段の制御ゲインを増加することを特徴とする。
【００１３】
【発明の作用および効果】
請求項１に係る発明にあっては、車間距離検出手段において、車間距離が検出され、車間距離検出値が出力される。また、第２の車間距離演算手段において、先行車停止判断手段による先行車停止判断時の車間距離検出値から自車移動量算出手段により算出される先行車停止判断以降の自車移動量を減じることで先行車停止時車間距離である第２の車間距離が演算される。そして、車間距離切り替え手段において、車間距離検出値と第２の車間距離演算値を入力し、先行車停止判断手段により先行車が非停止との判断時には車間距離検出値が出力され、先行車が停止との判断時には第２の車間距離演算値が出力され、車間距離制御手段において、車間距離切り替え手段から出力される車間距離検出値または第２の車間距離演算値が目標車間距離に応じた値になるように、車速あるいは制駆動力が制御される。
よって、先行車が停止との判断時には、第２の車間距離演算値が目標車間距離に応じた値になるように車間距離が制御されるため、車間距離検出手段からの車間距離検出値のような自車の加減速で発生する車両ピッチ変化等のノイズによる変動がなく、車間距離検出値より滑らかな値となる第２の車間距離演算値を用いることで、乗り心地が良好な車間距離制御を行うことができる。
【００１４】
請求項２に係る発明にあっては、車間距離検出手段において、車間距離と相対速度が検出され、車間距離検出値と相対速度検出値が出力される。そして、車間距離切り替え手段において、車間距離検出値と相対速度検出値と第２の車間距離演算値と自車速検出値を入力し、先行車停止判断手段により先行車が非停止との判断時には車間距離検出値と相対速度検出値が出力され、先行車が停止との判断時には第２の車間距離演算値と自車速に応じた相対速度値が出力され、車間距離制御手段において、車間距離切り替え手段から出力される車間距離と相対速度が目標車間距離と目標相対速度に応じた値になるように、車速あるいは制駆動力が制御される。
よって、車間距離と相対速度を用いた車間距離制御となるため、相対速度によるフィードバック制御が加わることで、車間距離の目標車間距離への収束性や安定性を向上させることができる。
【００１５】
請求項３に係る発明にあっては、制御ゲイン設定手段において、先行車停止判断手段により先行車が停止と判断した場合、車間距離制御手段の制御ゲインが増加されるため、先行車停止時に高い車間距離制御精度と良好な乗り心地を両立させることができる。
すなわち、先行車停止時には、第２の車間距離演算値を車間距離制御に用いているため、車間距離制御精度を上げるために制御ゲインを増加させても車間距離検出値のようにノイズを増幅させることがない。
【００１６】
請求項４に係る発明にあっては、先行車停止判断手段により先行車が停止と判断した場合であって、車間距離検出値が所定値よりも大きいとき、或いは、車間距離検出値と第２の車間距離演算値の偏差が所定値より大きいときは、車間距離切り替え手段において、車間距離検出値、または、車間距離検出値と相対速度検出値が出力され、制御ゲイン設定手段において、車間距離制御手段の制御ゲインが増加されないため、自車速から自車移動量を算出する際の積分誤差が少ない正確な車間距離制御を行うことができる。
これは、車間距離が長く車間距離検出値が所定値よりも大きいときは、車間距離制御の制御ゲインを増加させる必要がないこと、路面の滑りやすい状況等で車間距離検出値と第２の車間距離演算値の偏差が所定値より大きいときは、第２の車間距離演算に用いる自車速検出値が実際の車体速度と異なる可能性が大きいことの理由による。
【００１７】
請求項５に係る発明にあっては、先行車停止判断手段により先行車が停止と判断した場合であって、車間距離検出手段からの信号が非検出となったとき、車間距離切り替え手段において、第２の車間距離演算値、第２の車間距離演算値と自車速に応じた相対速度値が出力され、制御ゲイン設定手段において、車間距離制御手段の制御ゲインが増加されるため、自車が停止するまでの車間距離制御を続行することができる。
すなわち、先行車停止判断の途中で車間距離検出手段からの信号が非検出になった場合は、先行車停止判断条件が非成立になる可能性が大きいが、既に先行車停止判断が行われている状態では先行車が停止し、自車の止まり際であるため、そのまま車間距離制御による停止動作を継続させるほうが望ましいことによる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明における車両用走行制御装置を実現する実施の形態を、請求項１〜請求項５に対応する第１実施例と第２実施例に基づいて説明する。
【００１９】
（第１実施例）
まず、構成を説明する。
図１は第１実施例の車両用走行制御装置を示す全体システムであり、図中１は車間距離相対速度検出部（車間距離検出手段）、２は先行車停止判断部（先行車停止判断手段）、３は車速検出部（自車速検出手段）、４は第２の車間距離演算部（第２の車間距離演算手段）、５はセンサ切り替え部（車間距離切り替え手段）、６は車間距離制御部（制御ゲイン設定手段、車間距離制御手段）、７は車両駆動系である。
【００２０】
前記車間距離相対速度検出部１は、例えば、レーダ等を用いて車間距離と相対速度を検出し、車間距離検出値Ｌ１と相対速度検出値ＶＲ１を出力する。なお、相対速度を直接検出できない場合は、車間距離測定値の変化率を演算して相対速度を求めても良い。
【００２１】
前記先行車停止判断部２は、相対速度検出値ＶＲ１と自車速ＶＳＰとから先行車車速ＶＰＲを演算し、演算された先行車車速ＶＰＲが予め設定された停止判断車速以下であるとき、先行車停止信号ＶＰＲ＿ＳＴＯＰを第２の車間距離演算部４とセンサ切り替え部５と車間距離制御部６に出力する。
【００２２】
前記車速検出部３は、例えば、車輪と同期して回転するロータ歯車の位置変化を電磁ピックアップで検出し、ロータ歯車と同期して出力されるパルス信号の周期をマイクロコンピュータで検知することで、自車速ＶＳＰを測定する。
【００２３】
前記第２の車間距離演算部４は、自車速ＶＳＰと先行車停止信号ＶＰＲ＿ＳＴＯＰを入力し、先行車が停止していると判断したときの第２の車間距離演算値Ｌ２を求める。
【００２４】
前記センサ切り替え部５は、先行車停止信号ＶＰＲ＿ＳＴＯＰに応じて、車間距離制御部６で使用する車間距離Ｌと相対速度ＶＲの切り替えを行う。
【００２５】
前記車間距離制御部６は、センサ切り替え部５から入力される車間距離Ｌと相対速度ＶＲを目標値に一致させるためのエンジントルク指令値とブレーキ液圧指令値を演算する。また、先行車停止判断部２からの先行車停止信号ＶＰＲ＿ＳＴＯＰに基づいて、制御ゲインｆＤ，ｆＶを変更する。
【００２６】
前記車両駆動系７は、図２に示すように、エンジントルクをエンジントルク指令値ＴＥＲに応じた値とするエンジンコントローラ７−１と、エンジン７−２と、自動変速機７−３と、ディファレンシャルギア７−４と、ブレーキ液圧をブレーキ液圧指令値ＰＢＲに応じた値とするブレーキ液圧サーボ系７−５と、ブレーキ７−６と、タイヤ７−７とを有して構成される。
【００２７】
前記車間距離制御部６の構成について、図３〜図６に基づいて説明する。
先ず、車間距離制御系を設計する際の制御対象について説明する。
図３に示すように、車間距離制御系から見た場合、制御対象への入力は車速指令値ＶＣＭＤ、出力は車間距離Ｌと相対速度ＶＲ（＝ｄＬ／ｄｔ）となり、先行車車速ＶＰＲが外乱となる。また、車速制御系は、後述するように、車速指令値ＶＣＭＤに対する自車速ＶＳＰの時定数がＴＶ（すなわちカットオフ周波数がωＶ＝１／ＴＶ）となる一次遅れ系ＧＶ（ｓ）に制御されているとする。従って、制御対象は次式で表される。
Ｌ（ｓ）＝ｓ−１・（ＶＰＲ（ｓ）−ＧＶ（ｓ）・ＶＣＭＤ（ｓ））                      （１）
但し、
ＧＶ（ｓ）＝ＢＶ（ｓ）／ＡＶ（ｓ）                                              （２）
ＢＶ（ｓ）＝１                                                                （３）
ＡＶ（ｓ）＝ＴＶ・ｓ＋１                                                      （４）
車間距離制御部６は、車間距離制御演算部６−１と、制駆動力制御部６−２とから構成されている。以下、車間距離制御演算部６−１と制駆動力制御部６−２について説明する。
【００２８】
［車間距離制御演算部６−１］
図４に車間距離制御演算部６−１のブロック図を示す。自車と先行車が共に一定走行している場合の最終的な車間距離目標値ＬＣＭＤは、確保したい車間時間をＴＨＷ、先行車の車速をＶＰＲとすると、例えば、次式で算出することができる。
ＬＣＭＤ＝ＴＨＷ・ＶＰＲ＋ＬＯ                                                    （５）
但し、ＬＯは先行車停止時の目標車間距離である。ＶＰＲは先行車車速であり、次式で演算する。
ＶＰＲ＝ＶＲ＋ＶＳＰ                                                              （６）
但し、ＶＳＰは自車速、ＶＲはセンサ切り替え部５が出力する相対速度信号である。車間距離を目標値に一致させるための車速指令値ＶＣＭＤを、例えば次式で演算する。
ＶＣＭＤ＝−ｆＤ・（ＬＣＭＤ−Ｌ）−ｆＶ・ＶＲ＋ＶＳＰ＋ＶＲ                          （７）
（７）式で演算される車速指令値ＶＣＭＤを時定数がＴＶの車速制御系に入力したときの車間距離目標値ＬＣＭＤに対する車間距離Ｌの応答は次式となる。
Ｌ（ｓ）＝ｓ・ＧＤ（ｓ）・ＶＰＲ（ｓ）＋ＧＭ（ｓ）・ＬＣＭＤ（ｓ）                    （８）
但し、
ＧＤ（ｓ）＝１／ＡＭ（ｓ）                                                          （９）
ＧＭ（ｓ）＝ＢＭ（ｓ）／ＡＭ（ｓ）                                                    （１０）
ＢＭ（ｓ）＝（１／ＴＶ）・ｆＤ                                                      （１１）
ＡＭ（ｓ）＝ｓ２＋（１／ＴＶ）（１−ｆＶ）・ｓ＋（１／ＴＶ）・ｆＤ                        （１２）
（１２）式から、車間距離制御系の固有振動数ωと、減衰率ζは以下となる。
ω＝√（ｆＤ／ＴＶ）                                                            （１３）
ζ＝（１−ｆＶ）／（２√（ｆＤ・ＴＶ）                                            （１４）
従って、固有振動数ωをより大きく、減衰率ζを１以上となるように車間距離ゲインｆＤ、及び相対速度ゲインｆＶを調整すれば、車間距離目標値ＬＣＭＤに対する実車間距離Ｌの応答性が向上し、制御誤差が少なくなることがわかる。ところが、これらのゲインｆＤ，ｆＶを増加させることは、車間距離信号や相対速度信号に含まれるノイズまで増幅することになり、乗り心地が悪化する。そこで、先行車停止判断部２からの信号に基づき、以下のようにゲインｆＤ，ｆＶを切り替える構成とする。
先行車停止判断部２からの信号が、先行車非停止の場合：ω＝ωＬ，ζ＝ζＬ
先行車停止判断部２からの信号が、先行車停止の場合：ω＝ωＨ，ζ＝ζＨ
但し、ωＨ＞ωＬ，ζＨ＞ζＬであり、ωＬ，ζＬは乗り心地を重視したゲインとなるように、ωＨ，ζＨは先行車停止時の車間距離位置決め精度が向上するように、実験やシミュレータ等で調整する。実際の車間距離制御ゲインｆＤ，ｆＶは、固有振動数ωと減衰率ζとから次式で求める。
ｆＤ＝ＴＶ・ω２                                                                （１５）
ｆＶ＝１−２・ζ・ω・ＴＶ                                                  （１６）
また、これらのゲインｆＤ，ｆＶの切り替えは、ゲインｆＤ，ｆＶがステップ適に変化するのではなく徐々に変更させても良い。
【００２９】
［制駆動力制御部６−２］
次に、制駆動力制御部６−２について説明する。制駆動力制御部６−２は、車速制御部６−２−１と駆動軸トルク制御部６−２−２とから構成されている。車速制御部６−２−１は、車間距離制御演算部６−１からの車速指令値ＶＣＭＤに対する自車速ＶＳＰの応答が、時定数ＴＶとなる一次遅れ系となるような駆動力指令値ＦＷＣＭＤを演算する。車速制御系は、例えば、図５に示す構成となる。ここで、駆動力制御系の伝達遅れは無視できるとする。車速制御系から見た制御対象は、入力が駆動力指令値ＦＷＣＭＤ、出力が自車速ＶＳＰ、空気抵抗と転がり抵抗の和ＦＤと勾配抵抗ＦＧが外乱となり、次式で表すことができる。
ＶＳＰ（ｓ）＝ＧＰ（ｓ）・｛ＦＷＣＭＤ（ｓ）−ＦＧ（ｓ）−ＦＤ（ｓ）｝                      （１７）
ＧＰ（ｓ）＝ｓ−１・ＫＰ                                                            （１８）
ＫＰ＝１／Ｍ                                                                      （１９）
但し、Ｍは車重である。上式で空気抵抗と転がり抵抗の和ＦＤは、次式で予め計算し、制御対象に加えることでこれらの影響を除去する。
ＦＤ＝μＡ・ＳＶ・ＶＳＰ２＋μＲ・Ｍ・ｇ                                      （２０）
但し、μＡは空気抵抗係数、ＳＶは前面投影面積、μＲは転がり抵抗係数、ｇは重力加速度である。
勾配抵抗ＦＧは、駆動力指令値ＦＷＣＭＤと自車速ＶＳＰとから、次式を用いて推定する。ＦＧＨ（ｓ）＝ＧＶＰ（ｓ）・ＶＳＰ（ｓ）−ＧＶＨ（ｓ）・ＦＷＣＭＤ（ｓ）                  （２１）
但し、
ＧＶＨ（ｓ）＝ＢＶＨ（ｓ）／ＡＶＨ（ｓ）                                                （２２）
ＢＨ（ｓ）＝ωＶＨ                                                                （２３）
ＡＶＨ（ｓ）＝ｓ＋ωＶＨ                                                            （２４）
ＧＶＰ（ｓ）＝ＧＶＨ（ｓ）／ＧＰ（ｓ）                                                  （２５）
次に、入力ＦＷＣＭＤ０に対して次式のように駆動力指令値ＦＷＣＭＤを演算することで、入力ＦＷＣＭＤ０から自車速ＶＳＰまでの伝達特性への勾配抵抗等の影響を排除する。
ＦＷＣＭＤ＝ＦＷＣＭＤ０−ＦＧＨ                                                        （２６）
車速制御が演算した駆動軸トルク指令値ＴＷＣＭＤは、タイヤ半径をＲＷとすると、次式となる。
ＴＷＣＭＤ＝ＲＷ・（ＦＷＣＭＤ＋ＦＤ）                                                  （２７）
以上の走行抵抗補償により、入力ＦＷＣＭＤ０から自車速ＶＳＰまでの伝達特性への外乱が除去されたと仮定すると、入力ＦＷＣＭＤ０から自車速ＶＳＰまでの伝達特性は次式となることから、
ＶＳＰ（ｓ）＝ＧＰ（ｓ）・ＦＷＣＭＤ０（ｓ）                                              （２８）
上記システムに対して入力ＦＷＣＭＤ０を次式のように発生させれば、
ＦＷＣＭＤ０＝ＫＳＰ・（ＶＣＭＤ−ＶＳＰ）                                                （２９）
車速指令値ＶＣＭＤから自車速ＶＳＰまでの応答ＧＶ（ｓ）は次式となる。
ＧＶ（ｓ）＝ＢＶ（ｓ）／ＡＶ（ｓ）                                                        （３０）
ＢＶ（ｓ）＝ＫＳＰ／Ｍ                                                                  （３１）
ＡＶ（ｓ）＝ｓ＋（ＫＳＰ／Ｍ）                                                            （３２）
上式で、
ＫＳＰ／Ｍ＝１／ＴＶ                                                                    （３３）
となるようにＫＳＰを設定すれば、車速制御系は時定数がＴＶ、すなわちカットオフ周波数ωＶ（＝１／ＴＶ）の一次遅れ系となる。
【００３０】
［駆動軸トルク制御部６−２−２］
次に、駆動軸トルク制御部６−２−２について説明する。駆動軸トルク制御系は、車速制御部で演算された駆動軸トルク指令値ＴＷＣＭＤを実現するためのエンジントルク指令値ＴＥＲと、ブレーキ液圧指令値ＰＢＲを演算する。
トルクコンバータのトルク増幅率をＲＴ、変速ギア比をＲＡＴ、ディファレンシャルギア比をＲＤＥＦ、エンジンイナーシャＪＥ、エンジン回転数をＮＥとすると、駆動軸トルクＴＷとエンジントルクＴＥ、ブレーキトルクＴＢＲの関係は、次式となる。
ＴＷ＝ＫＧＥＡＲ・｛ＴＥ−ＪＥ・（ｄＮＥ／ｄｔ）｝−ＴＢＲ                                  （３４）
但し、
ＫＧＥＡＲ＝ＲＴ・ＲＡＴ・ＲＤＥＦ                                                      （３５）
ここで、アダプティブ・クルーズ・コントロール・システム（ＡＣＣ）等で加速度が所定値内に制限されており、エンジン回転数ＮＥの変化率が小さい場合は、エンジンイナーシャＪＥの影響は小さいとみなせるので、これをゼロをおくと、（３４）式は次式となる。
ＴＷ＝ＫＧＥＡＲ・ＴＥ−ＴＢＲ                                                            （３６）
（３６）式により駆動軸トルク指令値ＴＷＣＭＤに対して、次式でエンジントルク指令値ＴＥＲを計算し、
ＴＥＲ＝ＴＷＣＭＤ／ＫＧＥＡＲ                                                              （３７）
エンジントルク指令値ＴＥＲがエンジンブレーキトルクＴＥ＿ＩＤＬＥよりも大きいか否かを判断する。エンジンブレーキトルクＴＥ＿ＩＤＬＥは、概ねエンジン回転数ＮＥで定まるため、図６に示すような、エンジン回転数ＮＥに応じたテーブルマップを参照することで求める。
エンジントルク指令値ＴＥＲが、エンジンブレーキトルクＴＥ＿ＩＤＬＥ以上であれば、ブレーキを使わずにエンジントルクのみで駆動軸トルク指令値ＴＷＣＭＤ通りのトルクを実現できる。エンジントルク指令値ＴＥＲが、エンジンブレーキトルクＴＥ＿ＩＤＬＥ以下となれば、エンジンブレーキトルクによる制動トルクを考慮して駆動軸トルクを駆動軸トルク指令値ＴＷＣＭＤに一致させるためのブレーキ操作量を演算する。
以上により、エンジントルク指令値ＴＥＲと、ブレーキトルク指令値ＴＢＲの分配制御則は以下のようになる。
（Ａ）エンジントルク指令値ＴＥＲ≧ＴＥ＿ＩＤＬＥのとき
ＴＢＲ＝０                                                                                （３８）
ＴＥＲ＝ＴＷＣＭＤ／ＫＧＥＡＲ                                                                （３９）
（Ｂ）エンジントルク指令値ＴＥＲ＜ＴＥ＿ＩＤＬＥのとき
スロットル開度がゼロ、又はスロットルがアイドルポジション自のエンジントルクをＴＥ＿ＩＤＬＥとすると、（３６）式は次式となる。
ＴＷ＝ＫＧＥＡＲ・ＴＥ＿ＩＤＬＥ−ＴＥＲ                                                      （４０）
従って、駆動軸トルク指令値ＴＷＣＭＤに対して次式のブレーキトルクを発生させればよい。
ＴＢＲ＝ＫＧＥＡＲ・ＴＥ＿ＩＤＬＥ−ＴＷＣＭＤ                                                  （４１）
ブレーキシリンダー面積をＡｂ、ロータ有効半径をＲｂ、パッド摩擦係数をμｂとすると、ブレーキトルク指令値ＴＢＲに対して、ブレーキ操作量であるブレーキ液圧指令値ＰＢＲは次式となる。
ＰＢＲ＝ＴＢＲ／ＫＢＲＫ                                                                      （４２）
ＫＢＲＫ＝８・Ａｂ・Ｒｂ・μｂ                                                          （４３）
次に、本発明の特徴である第２の車間距離演算部４と、先行車停止判断部２と、センサ切り替え部５の動作について説明する。
【００３１】
［第２の車間距離演算部４］
先ず、第２の車間距離演算部４の動作について説明する。先行車が停止した時の車間距離をＬ０とすると、第２の車間距離演算値Ｌ２は、先行車停止時車間距離Ｌ０から自車の移動距離ＬＨを差し引くことで演算できる。自車の移動距離ＬＨは、自車速信号を積分することで演算する。この積分は、先行車停止判断部２からの先行車停止信号ＶＰＲ＿ＳＴＯＰがクリアされているとき常時ゼロクリアされ、先行車停止信号ＶＰＲ＿ＳＴＯＰがセットされると積分を開始する。
先行車停止時車間距離Ｌ０は、先行車停止信号ＶＰＲ＿ＳＴＯＰがセットされたときの車間距離検出値Ｌ１をラッチした値とし、先行車停止信号ＶＰＲ＿ＳＴＯＰがセットされているときの車速積分値である自車移動距離ＬＨとすると、第２の車間距離演算値Ｌ２は、次式で演算できる。
Ｌ２＝Ｌ０−ＬＨ                                                                            （４４）
また、先行車停止信号ＶＰＲ＿ＳＴＯＰがクリアされているときは、Ｌ０＝Ｌ１、ＬＨ＝０となるので、Ｌ２＝Ｌ１−０となり、第２の車間距離演算値Ｌ２には車間距離検出値Ｌ１が代入される。
【００３２】
［先行車停止判断部２］
前述のように、第２の車間距離演算値Ｌ２を演算するには、少なくとも先行車が停止していることが必要である。また、車間距離が長い場合では車間距離制御ゲインを増加させる必要がないこと、路面の滑りやすい状況等では車速センサ信号が実際の車体速度と異なる可能性が大きいこと等の理由から、下記の条件が全て成立した場合に先行車停止信号ＶＰＲ＿ＳＴＯＰをセットする構成とする。
（１）先行車車速ＶＰＲが所定値以下の場合
（２）車間距離検出値Ｌ１が所定値以下の場合
（３）第２の車間距離演算値Ｌ２と車間距離検出値Ｌ１との偏差が所定値以下の場合図７は先行車停止判断部２で実行される先行車停止判断処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する。
【００３３】
ステップＳ１〜ステップＳ４では、先行車停止信号ＶＰＲ＿ＳＴＯＰを保持するか否かを判定する。
ステップＳ１では、先行車停止信号過去値ＶＰＲ＿ＳＴＯＰ＿１が、ＶＰＲ＿ＳＴＯＰ＿１＝１（先行車停止信号ＶＰＲ＿ＳＴＯＰがセット状態）で、かつ、先行車非検知かどうかが判断される。
ステップＳ２では、車間距離制御キャンセル無し、かつ、自車非停止、かつ、アクセル介入無しかどうかが判断される。
そして、ステップＳ１とステップＳ２の両条件が成立する時は、ステップＳ３へ進み、先行車停止信号ＶＰＲ＿ＳＴＯＰのセット状態を保持させるための保持フラグＨＯＪＩがＨＯＪＩ＝１（セット）とされる。また、ステップＳ１とステップＳ２の少なくとも一方の条件が成立しない時は、ステップＳ４へ進み、先行車停止信号ＶＰＲ＿ＳＴＯＰのセット状態を保持させるための保持フラグＨＯＪＩがＨＯＪＩ＝０（セット状態の保持解除）される。
【００３４】
ステップＳ５〜ステップＳ８では、先行車車速ＶＰＲが所定値ＶＣＮＳＴ１以下か否かを判定する。
ステップＳ５では、先行車車速ＶＰＲが、車間距離相対速度検出部１が出力する相対速度ＶＲ、或いは、車間距離相対速度検出部１が出力する車間距離検出値Ｌ１変化率を演算することで求めた相対速度ＶＲに、自車速ＶＳＰを加えることで先行車車速ＶＰＲが求められる。
ＶＰＲ＝ＶＲ＋ＶＳＰ                                                          （４５）
ステップＳ６では、先行車車速ＶＰＲが所定値ＶＣＮＳＴ１以下か否かが判断される。つまり、車間距離相対速度検出部１の出力に基づいて得られる信号である相対速度ＶＲのノイズを考慮し、先行車車速ＶＰＲがゼロか否かで先行車停止を判断するのではなく、先行車車速ＶＰＲが所定値ＶＣＮＳＴ１以下であれば先行車停止と判断し、先行車車速ＶＰＲが所定値ＶＣＮＳＴ１を超えていれば先行車非停止と判断し、先行車停止フラグＣＨＡＮＧ＿ＯＫ＿Ｖをセット／クリアする。
つまり、ＶＰＲ≦ＶＣＮＳＴ１が成立した場合、ステップＳ７へ進み、先行車停止フラグＣＨＡＮＧ＿ＯＫ＿Ｖがセットされる。また、ＶＰＲ＞ＶＣＮＳＴ１が成立した場合、ステップＳ８へ進み、先行車停止フラグＣＨＡＮＧ＿ＯＫ＿Ｖがクリアされる。
【００３５】
ステップＳ９〜ステップＳ１１では、車間距離検出値Ｌ１が所定値ＬＣＮＳＴ１以下か否かを判定する。
ステップＳ９では、車間距離検出値Ｌ１が所定値ＬＣＮＳＴ１以下か否かが判断され、Ｌ１≦ＬＣＮＳＴ１が成立した場合、ステップＳ１０へ進み、車間距離フラグＣＨＡＮＧ＿ＯＫ＿Ｌがセットされる。また、Ｌ１＞ＬＣＮＳＴ１が成立した場合、ステップＳ１１へ進み、車間距離フラグＣＨＡＮＧ＿ＯＫ＿Ｌがクリアされる。
【００３６】
ステップＳ１２〜ステップＳ１５では、第２の車間距離演算値Ｌ２と車間距離検出値Ｌ１との偏差ＡＢＳ＿ＥＲＲが所定値ＬＣＮＳＴ２以下か否かを判定する。
ステップＳ１２では、第２の車間距離演算値Ｌ２と車間距離検出値Ｌ１との差の絶対値により偏差ＡＢＳ＿ＥＲＲが演算される。
ＡＢＳ＿ＥＲＲ＝ＡＢＳ（Ｌ１−Ｌ２）                                                    （４６）
ステップＳ１３では、偏差ＡＢＳ＿ＥＲＲが所定値ＬＣＮＳＴ２以下か否かが判断され、ＡＢＳ＿ＥＲＲ≦ＬＣＮＳＴ２が成立した場合、ステップＳ１４へ進み、車間距離偏差フラグＣＨＡＮＧ＿ＯＫ＿ＬＥＲＲがセットされる。また、ＡＢＳ＿ＥＲＲ＞ＬＣＮＳＴ２が成立した場合、ステップＳ１５へ進み、車間距離偏差フラグＣＨＡＮＧ＿ＯＫ＿ＬＥＲＲがクリアされる。
【００３７】
ステップＳ１６〜ステップＳ１９では、先行車停止条件と車間距離条件と車間距離偏差条件に基づいて先行車停止信号ＶＰＲ＿ＳＴＯＰのセット／クリアを行う。
ステップＳ１６では、保持フラグＨＯＪＩがＨＯＪＩ＝０（クリア）かどうかが判断される。保持フラグＨＯＪＩがクリアされている場合には、ステップＳ１７へ進み、先行車停止フラグＣＨＡＮＧ＿ＯＫ＿Ｖ＝１、かつ、車間距離フラグＣＨＡＮＧ＿ＯＫ＿Ｌ＝１、かつ、車間距離偏差フラグＣＨＡＮＧ＿ＯＫ＿ＬＥＲＲ＝１の場合のみ、車間信号切り替えと車間距離ゲイン増加をおこなうため、各信号のＡＮＤをとり、先行車停止信号ＶＰＲ＿ＳＴＯＰを演算する。
ＶＰＲ＿ＳＴＯＰ＝（ＣＨＡＮＧ＿ＯＫ＿Ｖ）ＡＮＤ（ＣＨＡＮＧ＿ＯＫ＿Ｌ）ＡＮＤ（ＣＨＡＮＧ＿ＯＫ＿ＬＥＲＲ）    （４７）
保持フラグＨＯＪＩがセットされている場合には、ステップＳ１８へ進み、先行車停止信号ＶＰＲ＿ＳＴＯＰをＶＰＲ＿ＳＴＯＰ＝１として、先行車停止信号ＶＰＲ＿ＳＴＯＰのセット状態を保持する。
そして、ステップＳ１９へ進み、先行車停止信号ＶＰＲ＿ＳＴＯＰの過去値ＶＰＲ＿ＳＴＯＰ＿１に現在の値を代入する。
【００３８】
［センサ切り替え部５］
次に、センサ切り替え部５の動作について説明する。センサ切り替え部５は、先行車停止判断部２からの先行車停止信号ＶＰＲ＿ＳＴＯＰに基づいて、車間距離制御に使用する車間距離信号と相対速度信号の切り替えを行う。
ＶＰＲ＿ＳＴＯＰ＝０の場合
車間距離出力信号：車間距離相対速度検出部１からの車間距離検出値（Ｌ１）
相対速度出力信号：車間距離相対速度検出部１からの相対速度検出値（ＶＲ１）
ＶＰＲ＿ＳＴＯＰ＝１の場合
車間距離出力信号：第２の車間距離演算部４からの第２の車間距離演算値（Ｌ２）
相対速度出力信号：自車速ＶＳＰの符号をマイナスとした相対速度値（ＶＲ２）
［車間距離制御作用］
まず、車間距離制御システムの作動中であり、先行車に追従して自車が走行しているとき、車間距離相対速度検出部１において、検出された車間距離検出値Ｌ１と相対速度検出値ＶＲ１が先行車停止判断部２とセンサ切り替え部５に出力される。一方、第２の車間距離演算部４において、先行車停止時車間距離Ｌ０から自車の移動距離ＬＨを差し引くことで第２の車間距離演算値Ｌ２が求められる。さらに、車速検出部３により検出される自車速ＶＳＰの符号をマイナスとすることで相対速度値ＶＲ２（＝−ＶＳＰ）が求められる。
【００３９】
そして、センサ切り替え部５において、車間距離検出値Ｌ１と相対速度検出値ＶＲ１及び第２の車間距離演算値Ｌ２と相対速度値ＶＲ２を入力し、先行車停止判断部２から入力される先行車停止信号ＶＰＲ＿ＳＴＯＰがＶＰＲ＿ＳＴＯＰ＝０である時には車間距離制御部６に対し、車間距離検出値Ｌ１が車間距離Ｌとして出力され、相対速度検出値ＶＲ１が相対速度ＶＲとして出力され、また、先行車停止判断部２から入力される先行車停止信号ＶＰＲ＿ＳＴＯＰがＶＰＲ＿ＳＴＯＰ＝１である時には車間距離制御部６に対し第２車間距離検出値Ｌ２が車間距離Ｌとして出力され、相対速度値ＶＲ２が相対速度ＶＲとして出力される。
【００４０】
そして、車間距離制御部６において、センサ切り替え部５からの車間距離Ｌと相対速度ＶＲを入力情報とし、相対速度ＶＲによるフィードバック制御を加え、車間距離Ｌが車間距離目標値ＬＣＭＤに一致するように車速及び制駆動力が制御される。また、この車間距離制御部６では、先行車停止判断部２から先行車停止信号ＶＰＲ＿ＳＴＯＰを入力し、ＶＰＲ＿ＳＴＯＰ＝０である時には、車間距離制御系の固有振動数ωをωＬとし減衰率ζをζＬとし、ＶＰＲ＿ＳＴＯＰ＝１である時には、車間距離制御系の固有振動数ωをωＨ（＞ωＬ）とし減衰率ζをζＨ（＞ζＬ）とし、車間距離ゲインｆＤ及び相対速度ゲインｆＶが設定される。ここで、ωＬ，ζＬは乗り心地を重視したゲインとなるように、ωＨ，ζＨは先行車停止時の車間距離位置決め精度を向上させるゲインとなるように調整される。
【００４１】
ちなみに、図８及び図９に従来例（先行車が停止しても車間距離検出値Ｌ１及び相対速度検出値ＶＲ１を用いる例）と第１実施例とのシミュレーション結果を示す。なお、両者共に車間距離センサの出力信号にはノイズ成分として、±０．１ｍのランダムノイズを含ませている。
両者の対比から明らかなように、図９に示す第１実施例では、先行車が停止したと判断した場合、車間距離信号をノイズが少ない第２の車間距離演算値Ｌ２とし、相対速度信号を自車速ＶＳＰの極性を変えた相対速度値ＶＲ２としているため、図８に示す従来例と比較して止まり際で加速度信号のノイズ成分が減少している。
また、図９に示す第１実施例では、先行車が停止と判断した場合に、制御ゲインｆＤ，ｆＶを増加させているため、図８に示す従来例と比較して停止時の車間距離誤差が減少していることがわかる。
【００４２】
次に、効果を説明する。
【００４３】
（１）先行車が停止との判断時には、車間距離制御部６において、センサ切り替え部５からの車間距離Ｌを入力情報とし、車間距離Ｌが車間距離目標値ＬＣＭＤに一致するように車速及び制駆動力が制御されるため、車間距離相対速度検出部１からの車間距離検出値Ｌ１のような自車の加減速で発生する車両ピッチ変化等のノイズによる変動がなく、車間距離検出値Ｌ１より滑らかな値となる第２の車間距離演算値Ｌ２を用いることで、乗り心地が良好な車間距離制御を行うことができる。
【００４４】
（２）先行車が停止との判断時には、車間距離制御部６において、センサ切り替え部５からの車間距離Ｌと相対速度ＶＲを入力情報とし、相対速度ＶＲによるフィードバック制御を加え、車間距離Ｌが車間距離目標値ＬＣＭＤに一致するように車速及び制駆動力が制御されるため、車間距離Ｌの車間距離目標値ＬＣＭＤへの収束性や安定性を向上させることができる。
【００４５】
（３）先行車が停止との判断時には、車間距離制御の制御ゲインｆＤ，ｆＶが増加されるため、先行車停止時に高い車間距離制御精度と良好な乗り心地を両立させることができる。
【００４６】
（４）先行車車速ＶＰＲが所定値以下の場合、車間距離検出値Ｌ１が所定値以下の場合、第２の車間距離演算値Ｌ２と車間距離検出値Ｌ１との偏差が所定値以下の場合の条件が全て成立した場合に先行車停止信号ＶＰＲ＿ＳＴＯＰをセットする構成としたため、車間距離検出値Ｌ１が所定値よりも大きいとき、或いは、第２の車間距離演算値Ｌ２と車間距離検出値Ｌ１との偏差が所定値より大きいときは、センサ切り替え部５において、車間距離検出値Ｌ１と相対速度検出値ＶＲ１が出力され、車間距離制御の制御ゲインｆＤ，ｆＶが増加されないため、第２の車間距離演算値Ｌ２を用いる場合のように、自車速ＶＳＰから自車の移動距離ＬＨを算出する際の積分誤差が少ない正確な車間距離制御を行うことができる。
【００４７】
（５）先行車停止判断部２により先行車が停止と判断した場合であって、車間距離相対速度検出部１からの信号が非検出となったとき、センサ切り替え部５において、第２の車間距離演算値Ｌ２と自車速ＶＳＰに応じた相対速度値ＶＲ２が出力され、車間距離制御の制御ゲインｆＤ，ｆＶが増加されるため、自車が停止するまでの車間距離制御を続行することができる。
すなわち、図７のステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ３と進んで保持フラグＨＯＪＩがセットされると、ステップＳ１６からステップＳ１８へ進み、先行車停止信号ＶＰＲ＿ＳＴＯＰのセットが維持される。
【００４８】
（第２実施例）
第１実施例は、車輪と同期して回転するロータ歯車の位置変化を電磁ピックアップで検出し、ロータ歯車と同期して出力されるパルス信号をマイクロコンピュータで検知することで得られた車速信号を積分することで自車移動量を求めていたが、第２実施例では、ロータ歯車と同期して出力されるパルス信号を直接カウントすることで求めた自車移動量を使用する例について説明する。
【００４９】
図１０において、８は自車移動量検出部であり、例えば、車輪と同期して回転するロータ歯車の位置変化を電磁ピックアップで検出し、ロータ歯車と同期して出力されるパルス信号の数をマイクロコンピュータでカウントすることで自車移動量ＬＨＳを測定する。例えば、ロータの歯数がｍ（枚）、タイヤ半径がｒ（ｍ）とすると、１パルス当たりの自車両移動量ＬＨＳは次式で演算することができる。
ＬＨＳ＝２πｒ／ｍ                                                            （４８）
９は自車両移動量ＬＨＳの変化量演算部であり、自車速ＶＳＰを演算する。自車速ＶＳＰの演算は、自車両移動量ＬＨＳにバンドパスフィルタ処理を施すことで変化率を計算してもよいし、前述のパルス信号の周期をマイクロコンピュータで検知してもよい。
【００５０】
４’は第２の車間距離演算部であり、車両移動量ＬＨＳと先行車停止信号ＶＰＲ＿ＳＴＯＰを入力し、先行車が停止していると判断したときの第２の車間距離演算値Ｌ２を演算する。先行車停止判断部２からの先行車停止信号ＶＰＲ＿ＳＴＯＰがセットされたときの移動距離をＬＨＬとすると、自車移動量ＬＨ２は、
ＬＨ２＝ＬＨＳ−ＬＨＬ                                                            （４９）
となる。また、第１実施例と同様に、先行車停止信号ＶＰＲ＿ＳＴＯＰがセットされた時の車間距離検出値Ｌ１をＬ０とすると、第２の車間距離演算値Ｌ２は次式で求めることができる。
Ｌ２＝Ｌ０−ＬＨ２                                                                （５０）
他の動作は第１実施例と同様である。
【００５１】
（他の実施例）
以上、本発明の車両用走行制御装置を第１実施例及び第２実施例に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例の車両用走行制御装置を示す全体システム図である。
【図２】第１実施例の車両用走行制御装置における車両制駆動系ブロック図である。
【図３】第１実施例の車両用走行制御装置における車間距離制御系の制御対象ブロック図である。
【図４】第１実施例の車両用走行制御装置における車間距離制御系ブロック図である。
【図５】第１実施例の車両用走行制御装置における制駆動力制御部ブロック図である。
【図６】第１実施例の車両用走行制御装置における駆動軸トルク制御部で用いられるエンジン回転数に応じたエンジントルクマップを示す図である。
【図７】第１実施例の先行車停止判断部で行われる先行車停止判断処理を示すフローチャートである。
【図８】従来例のシミュレーション結果図である。
【図９】第１実施例のシミュレーション結果図である。
【図１０】第２実施例の車両用走行制御装置を示す全体システム図である。
【符号の説明】
１  車間距離相対速度検出部（車間距離検出手段）
２  先行車停止判断部（先行車停止判断手段）
３  車速検出部（自車速検出手段）
４  第２の車間距離演算部（第２の車間距離演算手段）
５  センサ切り替え部（車間距離切り替え手段）
６  車間距離制御部（制御ゲイン設定手段、車間距離制御手段）
６−１  車間距離制御演算部
６−２  制駆動力制御部
７  車両駆動系
８  自車両移動量検出部
９  変化量演算部
【図１】
0003596493.tif 000002
【図２】
0003596493.tif 000003
【図３】
0003596493.tif 000004
【図４】
0003596493.tif 000005
【図５】
0003596493.tif 000006
【図６】
0003596493.tif 000007
【図７】
0003596493.tif 000008
【図８】
0003596493.tif 000009
【図９】
0003596493.tif 000010
【図１０】
0003596493.tif 000011