(57)【要約】【課題】  相対速度算出値に含まれるノイズを抑制と、相対速度算出値をフィルタ処理する際に生じる応答遅れの低減とを両立させることができるようにした、相対速度算出装置および車間距離制御装置を提供する。【解決手段】  自車両と該自車両の前方または後方を走行する他車両との車間距離情報を検出する車間距離検出手段１００と、車間距離情報に基づいて予め設定された演算周期（例えば２０ミリ秒）毎に自車両と他車両との相対速度情報を算出する相対速度算出手段１０８とを備えた車間距離制御装置において、相対速度算出手段１０８は、演算周期ｎにおいて入力された車間距離情報と所定周期数ｒ（例えば、ｒ＝１５）だけ前の演算周期（ｎ−ｒ）において入力された車間距離情報とに基づいて、相対速度情報を算出する。【選択図】        図２
2006347403.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自車両と該自車両の前方または後方を走行する他車両との車間距離情報を検出する車間距離検出手段と、
該車間距離情報に基づいて予め設定された演算周期毎に該自車両と該他車両との相対速度情報を算出する相対速度算出手段と、を備えた相対速度算出装置において、
該相対速度算出手段は、演算周期ｎにおいて入力された該車間距離情報と所定周期数ｒだけ前の演算周期（ｎ−ｒ）において入力された該車間距離情報とに基づいて、該相対速度情報を算出する
ことを特徴とする、相対速度算出装置。
【請求項２】
該相対速度算出手段によって算出された該相対速度情報をフィルタ処理するフィルタ手段をそなえる
ことを特徴とする、請求項１記載の相対速度算出装置。
【請求項３】
該相対速度算出手段は、該演算周期毎に、演算周期ｎにおいて入力された該車間距離情報と所定周期前の演算周期（ｎ−ｒ）において入力された該車間距離情報との差を該所定周期数ｒに相当する時間で除算して該相対速度情報を算出する
ことを特徴とする、請求項１又は２記載の相対速度算出装置。
【請求項４】
該演算周期の周期は１０〜４０ミリ秒であり、該所定周期数ｒは５〜５０であり、該相対速度算出手段は、１演算周期毎に当該演算周期において入力された該車間距離情報と、該所定周期数ｒだけ前の演算周期（ｎ−ｒ）において入力された該車間距離情報との差を該所定周期数ｒに相当する時間で除算して該相対速度情報を算出する
ことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の相対速度算出装置。
【請求項５】
該車間距離検出手段が検出した該車間距離情報をフィルタ処理する車間距離フィルタ手段を備え、
該相対速度算出手段は、該車間距離フィルタ手段によってフィルタ処理されたフィルタ後車間距離情報に基づいて該相対速度情報を算出する
ことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の相対速度算出装置。
【請求項６】
自車両を加速または減速する加減速手段と、
該自車両と該自車両の前方を走行する先行車両との車間距離を検出する車間距離検出手段と、
該車間距離検出手段が検出した車間距離情報に基づいて予め設定された演算周期毎に該自車両と該先行車両との相対速度を算出する相対速度算出手段と、
該相対速度算出手段が算出した相対速度情報をフィルタ処理するフィルタ手段と、
該フィルタ手段がフィルタ処理した相対速度情報および該車間距離検出手段が検出した車間距離情報に基づいて、該自車両と該先行車両との車間距離が所定の目標値となるように該加減速手段の作動を制御する加減速制御手段と、を備えた車間距離制御装置において、
該相対速度算出手段が、演算周期ｎにおいて入力された該車間距離情報を所定周期数ｒだけ前の演算周期（ｎ−ｒ）において入力された該車間距離情報に基づいて、該相対速度を算出する
ことを特徴とする、車間距離制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両を所定の速度で自動的に走行させるオートクルーズ制御装置等に用いて好適な、自車両と他車両との相対速度算出装置、および、相対速度を用いて設定された車間距離を維持する車間距離制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自車両と自車両前方の対象物（先行車両）または自車両後方の対象物（後続車両）との車間距離情報に基づいて車両と対象物との相対速度を算出する技術や相対速度に基づいて走行を制御する技術が開発されており、例えば、車両を設定された速度で自動的に定速走行させるオートクルーズ装置に、先行車との車間距離を所定距離に維持する車間距離制御機能を付加したものが実用化されている。
【０００３】
このような車間距離制御機能付オートクルーズ装置では、先行車両の有無及び先行車両がある場合には自車両と先行車両との車間距離を検知又は検出し、先行車両が検知されない場合には設定された車速を設定車速に維持する定速制御を行い、先行車両が検知された場合には、検出した車間距離情報に基づいて車間距離を所定距離に維持する車間距離制御を行っている。
【０００４】
この車間距離制御では、検出された車間距離情報が目標とする車間距離（所定距離）となるように自車両を加速または減速させるフィードバック制御を行えばよい。なお、目標車間距離は、最もシンプルには、一定距離とすることもできるが、自車両の車速に応じて目標とする車間距離（所定距離）を設定することが好ましい。この場合、当然ながら、目標車間距離は自車両の車速が大きい程大きく設定される。
【０００５】
また、このような車間距離制御に自車両と先行車両との相対速度を用いる技術が提案されている（例えば特許文献１，２参照）。
例えば、特許文献１には、自車両と先行車両との車間距離情報と目標車間距離との差と、自車両と先行車両との相対速度とに基づいて自車両の車速を制御する技術が公開されている。
【０００６】
なお、このような車間距離制御装置では、自車両と先行車両との車間距離をレーザーレーダーやカメラ等の車間距離センサによって検出している。
また、自車両と先行車両との相対速度情報は車間距離の変化率を算出することで求めることができ、一般に車間距離情報を所定の演算周期（ここでは、２０ミリ秒）毎に微分処理することによって相対速度情報（相対速度算出値）を算出するようになっている。
【０００７】
しかしながら、車間距離検出センサで検出した車間距離情報及び車間距離情報を微分処理することによって算出した相対速度算出値は、そのまま用いるとノイズ等の影響が大きいのでＥＣＵによる車間距離制御が不安定になる。そのため、ＥＣＵでは所定のフィルタ係数でこれらの信号にフィルタ処理を行うことによって信号値を平滑化したものを用いている。
【０００８】
このフィルタ処理にはローパスフィルタ（ＬＰＦ）が用いられ、ＬＰＦでは、所定の演算周期（例えば２０ミリ秒）毎に所定のフィルタ係数に基づいてフィルタ演算が行われる。
また、ＬＰＦでは、（ａ＋ｂ＝１，ａ＞０，ｂ＞０）を満たすフィルタ係数ａ，ｂを設定し、１演算周期前にＬＰＦが算出したフィルタ後信号値Ｆ（ｎ−１）と入力された信号値（フィルタ前信号値）Ｌ（ｎ）とにフィルタ係数ａ，ｂをそれぞれ乗算したものを加算することによってフィルタ後信号値Ｆ（ｎ）を算出するようになっている［Ｆ（ｎ）＝ａＦ（ｎ−１）＋ｂＬ（ｎ）］。
【０００９】
これにより、フィルタ前信号値に含まれるノイズ（微小変化）分は、ＬＰＦによるフィルタ処理によってカット又は抑制されてフィルタ後信号値は滑らかな変動特性となる。
なお、ＬＰＦによってフィルタ処理されたフィルタ後信号値はそれ以前の各周期におけるフィルタ前信号値の影響を累積的に受けることになるが、この影響は、その時点に近いフィルタ前信号値ほど大きく、その時点から遠いフィルタ前信号値ほど小さくなる。
【００１０】
このとき、１演算周期前のフィルタ後信号値Ｆ（ｎ−１）を乗算するフィルタ係数ａの値を大きく（入力信号値Ｌ（ｎ）を乗算するフィルタ係数ｂの値を小さく）する（フィルタを重くするともいう）ほど、算出されるフィルタ後信号値は当該演算周期における入力信号値Ｌ（ｎ）内のノイズがより強く抑制されるので、振幅の大きなノイズでも除去することができる。
【００１１】
しかしこのようにフィルタ係数ａの値を大きくすると直近の入力信号値Ｌ（ｎ）が軽視されることになるので、例えば、図４に示すようにフィルタ前信号値Ｌ（ｎ）が変動した場合、フィルタ後信号値の値にフィルタ前信号値の変動が反映されるまでの応答遅れΔＴが大きくなってしまう。
反対に、フィルタ係数ａの値を小さく（フィルタ係数ｂの値を大きく）設定する（フィルタを軽くするともいう）と応答遅れΔＴを小さくすることができるが、ノイズの振幅が大きい場合にはノイズを十分に除去することができず、車間距離制御が不安定になってしまう。
【００１２】
したがって、フィルタ係数ａ，ｂの値はノイズを確実に除去できると同時に、フィルタ前信号値の変動に対して応答遅れを許容限度内に抑えながらノイズを一定レベル以上除去することができる値に設定することが望ましい。
【特許文献１】特開２００４−１２７９２６公報
【特許文献２】特開２０００−２８５３９５公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、車間距離情報を微分処理して算出する相対速度算出値は、車間距離情報に含まれるノイズが増幅されることになるため、従来の相対速度算出方法では図４に示すようにこのノイズを除去できるように上述のフィルタ係数ａをある程度大きく（フィルタ係数ｂを小さく）設定すると、図４に示すようにフィルタ後の相対速度算出値許容できない程度のに大きな応答遅れ（ΔＴ）が生じてしまうことになる。
【００１４】
このように、従来の技術によれば、相対速度算出値のノイズを除くようにフィルタ処理を行うと、フィルタ後の相対速度算出値の応答遅れが大きくなり、ひいてはＥＣＵによる車間距離制御に遅れが生じてしまうことになり、ノイズの除去と応答遅れの回避とを同時に実現することが困難であった。
本発明はこのような課題に鑑み創案されたもので、オートクルーズ制御装置等に好適に用いることができ、車間距離情報に基づいて算出した相対速度算出値に含まれるノイズの抑制と、相対速度算出値をフィルタ処理する際に生じる応答遅れの低減とを両立させることができるようにした、相対速度算出装置および相対速度を用いた車間距離制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上述の目的を達成するために、請求項１記載の本発明の相対速度算出装置は、自車両と該自車両の前方または後方を走行する他車両との車間距離情報を検出する車間距離検出手段と、該車間距離情報に基づいて予め設定された演算周期毎に該自車両と該他車両との相対速度情報を算出する相対速度算出手段と、を備えた相対速度算出装置において、該相対速度算出手段は、演算周期ｎにおいて入力された該車間距離情報と所定周期数ｒだけ前の演算周期（ｎ−ｒ）において入力された該車間距離情報とに基づいて、該相対速度情報を算出することを特徴としている。
【００１６】
また、請求項２記載の本発明の相対速度算出装置は請求項１のものにおいて、該相対速度算出手段によって算出された該相対速度情報をフィルタ処理するフィルタ手段をそなえることを特徴としている。
また、請求項３記載の本発明の相対速度算出装置は請求項１又は２のものにおいて、該相対速度算出手段は、該演算周期毎に、演算周期ｎにおいて入力された該車間距離情報と所定周期前の演算周期（ｎ−ｒ）において入力された該車間距離情報との差を該所定周期数ｒに相当する時間で除算して該相対速度情報を算出することを特徴としている。
【００１７】
また、請求項４記載の本発明の相対速度算出装置は、請求項１〜３のいずれか１項のものにおいて、該演算周期の周期は１０〜４０ミリ秒であり、該所定周期数ｒは５〜５０であり、該相対速度算出手段は、１演算周期毎に当該演算周期において入力された該車間距離情報と、該所定周期数ｒだけ前の演算周期（ｎ−ｒ）において入力された該車間距離情報との差を該所定周期数ｒに相当する時間で除算して該相対速度情報を算出することを特徴としている。
【００１８】
演算周期を短くすると、この演算周期に応じて車間距離制御を行えば、高精度な制御が行えるが、演算及び制御の頻度が高くなって、コントローラ系の大きな負担となる。一方、演算周期を長くすると演算や制御の頻度は低く抑えられるが、制御の精度が低下してしまう。このような観点から、演算周期は１０〜４０ミリ秒を設定している。
また、上記の所定周期数ｒに相当する時間は、長すぎると実際の相対速度に対する応答遅れが大きくなりすぎ、また、短すぎると相対速度算出値のノイズの振幅抑制効果が薄れるので、好適には、上記の所定周期数ｒに相当する時間が２００ミリ秒から５００ミリ秒程度の範囲になるようにｒの値を設定する。
【００１９】
また、請求項５記載の本発明の相対速度算出装置は、請求項１〜４のいずれか１項のものにおいて、該車間距離検出手段が検出した該車間距離情報をフィルタ処理する車間距離フィルタ手段を備え、該相対速度算出手段は、該車間距離フィルタ手段によってフィルタ処理されたフィルタ後車間距離情報に基づいて該相対速度情報を算出することを特徴としている。
【００２０】
また、請求項６記載の本発明の車間距離制御装置は、自車両を加速または減速する加減速手段と、該自車両と該自車両の前方を走行する先行車両との車間距離を検出する車間距離検出手段と、該車間距離検出手段が検出した車間距離情報に基づいて予め設定された演算周期毎に該自車両と該先行車両との相対速度を算出する相対速度算出手段と、該相対速度算出手段が算出した相対速度情報をフィルタ処理するフィルタ手段と、該フィルタ手段がフィルタ処理した相対速度情報および該車間距離検出手段が検出した車間距離情報に基づいて、該自車両と該先行車両との車間距離が所定の目標値となるように該加減速手段の作動を制御する加減速制御手段と、を備えた車間距離制御装置において、該相対速度算出手段が、演算周期ｎにおいて入力された該車間距離情報を所定周期数ｒだけ前の演算周期（ｎ−ｒ）において入力された該車間距離情報に基づいて、該相対速度を算出することを特徴としている。
【発明の効果】
【００２１】
したがって、請求項１記載の本発明の相対速度算出装置によれば、演算周期ｎにおいて相対速度情報を算出する際には、演算周期ｎの車間距離情報と所定周期ｒだけ前の演算周期（ｎ−ｒ）の車間距離情報とに基づいて相対速度情報を算出するので、従来のものよりも長い時間における車間距離情報の変化率を算出することにより、算出した相対速度算出値に含まれるノイズの振幅を抑制することができる。
【００２２】
また、請求項２記載の本発明の相対速度算出装置によれば、請求項１の効果に加え、相対速度算出手段が算出した相対速度情報をフィルタ処理して安定した相対速度情報を得ることができ、また、これをフィルタ処理する際には比較的軽めのフィルタでも十分にノイズが抑制されるので、実際の相対速度の変動に対して応答性よく相対速度を算出することができる。
【００２３】
また、請求項３記載の本発明の相対速度算出装置によれば、請求項１又は２の効果に加え、演算周期ｎにおける車間距離情報と所定周期前の演算周期（ｎ−ｒ）における車間距離情報との差をｒ演算周期で除算することで相対速度を算出できるので、簡単かつ確実に相対速度を得ることができる。
また、請求項４記載の本発明の相対速度算出装置によれば、請求項１〜３の効果に加え、１０〜４０ミリ秒である各演算周期毎に、現在の演算周期と５〜５０周期である演算周期数ｒだけ前に入力された該車間距離情報との差を演算周期数ｒに相当する時間で除算して該相対速度情報を算出するので、実際の相対速度の変動に対して遅れることなく相対速度情報を算出できる上、算出した相対速度情報に含まれるノイズの振幅を抑制することができる。
【００２４】
また、請求項５記載の本発明の相対速度算出装置によれば、請求項１〜４の効果に加え、フィルタ処理を行ってノイズを少なくした車間距離情報に基づいて相対速度情報を算出するのでさらに相対速度算出値に含まれるノイズの振幅を低減することができる。
また、請求項６記載の本発明の車間距離制御装置によれば、相対速度算出手段が所定数の周期を遡ったときの車間距離情報を用いて相対速度を算出し、さらにこれをフィルタ処理することでノイズを除去しているのでフィルタを通常よりも軽く設定することができ、ノイズ・遅れ、共に少ない良好な相対速度を得ることができる。したがって、安定した応答性の良い加減速制御が可能となり、無用な加減速の少ない車間距離制御を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。
図１〜図３は本発明の一実施形態に係る相対速度算出装置を含む車間距離制御装置を説明するためのものであって、図１はその構成を示すブロック図、図２は車間距離情報及び相対速度情報のフィルタ処理にかかる演算回路並びに相対速度算出にかかる演算回路を模式的に示す回路図、図３は本実施形態における相対速度情報（車間距離情報の微分値）とフィルタ後信号値との経時変化を示すグラフである。
【００２６】
本実施形態は、本発明の相対速度算出装置ならびに車間距離制御装置をオートクルーズ制御装置に適用したものである。このオートクルーズ制御装置では、自車両の前方に先行車両がいない場合、もしくは自車両と先行車両との車間距離Ｄが車間距離制御開始閾値Ｄｓ以上の十分に広い場合には車両を設定車速Ｖ０で自動的に定速走行（定速制御モード）させ、上記車間距離Ｄが車間距離制御開始閾値Ｄｓよりも短い場合には、車間距離Ｄが目標車間距離Ｄｔを維持するように自車両を加減速して車間距離を制御（車間距離制御モード）する。
【００２７】
なお、車間距離制御開始閾値Ｄｓは車間距離センサの検出限度値に設定してもよく、あるいは、検出限度値よりも短く設定してもよい。
図１に示すように、本実施形態におけるオートクルーズ制御装置は、メモリ（ＲＯＭ，ＲＡＭ）及びＣＰＵ等で構成されるＥＣＵ（電子制御装置）１５０、車間距離検出手段（車間距離センサ）１００、車速センサ１０１、ブレーキスイッチ１０２、スロットル開度センサ１０３、及び作動スイッチ１０４を備え、さらに加減速手段としてのスロットルアクチュエータ１０５、ブレーキアクチュエータ１０６を備えている。
【００２８】
ＥＣＵ１５０の入力側には、車間距離検出手段１００、車速センサ１０１、ブレーキスイッチ１０２、スロットル開度センサ１０３、及び作動スイッチ１０４が接続され、ＥＣＵ１５０の出力側には、スロットルアクチュエータ１０５及びブレーキアクチュエータ１０６が接続されている。
車速センサ１０１、ブレーキスイッチ１０２、スロットル開度センサ１０３はそれぞれ自車両の走行速度、図示しないブレーキペダルのオン／オフ、スロットル弁の開度の情報を検出するセンサである。作動スイッチ１０４はＥＣＵ１５０にオートクルーズ制御の開始を指示するためのスイッチであり、運転者が作動スイッチ１０４をオンとすることでその時の走行車速を設定車速Ｖ０に設定してオートクルーズ制御を開始するようになっている。なお、作動スイッチ１０４には、オートクルーズ時の設定車速Ｖ０を増減調整しうる機能も付設されている。
【００２９】
また、オートクルーズ制御の作動解除は、作動スイッチ１０４をオフとすることでも行えるが、ブレーキスイッチ１０２の信号から検知されるブレーキ作動によってもオートクルーズ制御が解除されるようになっている。
車間距離検出手段（車間距離センサ）１００は、例えばレーザーレーダー等によって自車両前方の対象物（先行車両）の有無及び自車両と先行車両との車間距離を検出するセンサであり、ここでは検出した車間距離情報を電圧値信号として出力するようになっている。なお、車間距離センサ１００の検出限度値はここでは１５０メートルであり、先行車両がいない場合あるいは車間距離が検出限度値以上の場合には車間距離検出手段はこの検出限度値（１５０メートル）を車間距離情報として出力するようになっている。
【００３０】
また、ＥＣＵ１５０は機能要素として車間距離ＬＰＦ１０７、微分回路（相対速度算出手段）１０８、相対速度ＬＰＦ（フィルタ手段としてのローパスフィルタ）１０９、目標車間距離設定手段１１０、目標車速算出手段（目標車速設定手段）１１１及び加減速制御手段１１２を備えている。
車間距離検出手段１００からＥＣＵ１５０に入力された車間距離検出信号は、車間距離ＬＰＦ１０７によってフィルタ処理がなされる。これによって車間距離検出信号（車間距離情報）に含まれる微小な変動（ノイズ）が除去されて、不必要な変動の少ない安定した信号値（フィルタ後車間距離情報Ｄ）に変換される。そして、このフィルタ後車間距離情報Ｄは目標車速算出手段１１１に入力される。
【００３１】
また、車間距離ＬＰＦ１０７によってフィルタ処理されたフィルタ後車間距離情報Ｄは微分回路（相対速度算出手段）１０８にも入力される。微分回路１０８では入力されたフィルタ後車間距離情報に微分処理が行われ、フィルタ後車間距離情報の変化率から相対速度情報（相対速度算出値）を算出するようになっている。
そして、算出された相対速度算出値は、相対速度ＬＰＦ１０９に入力されてフィルタ処理がなされる。これによって微分回路１０８から出力される相対速度算出値に含まれる微小な変動（ノイズ）が除去されて、不必要な変動の少ない安定した信号値（フィルタ後相対速度情報）ΔＶに変換される。
【００３２】
かかるフィルタ処理及び相対速度情報の算出の詳細については後述する。
目標車間距離設定手段１１０には目標とするべき車間距離が自車両の車速Ｖに対応したマップとして記憶されており、このマップを用いて、車速センサ１０１から入力された自車両の車速Ｖに基づいて、目標とする車間距離（目標車間距離）Ｄ０を設定するようになっている。
【００３３】
目標車速算出手段１１１は車間距離ＬＰＦ１０７から入力される車間距離（フィルタ後車間距離情報）Ｄが、車間距離制御開始閾値Ｄｓ以上である場合は、自車両前方に先行車両がいないか、あるいは自車両と先行車両との車間距離が十分であると判断して、設定車速Ｖ０を目標車速Ｖｔに設定して加減速制御手段１１２に送出する（定速モード）。
また、車間距離Ｄが車間距離制御開始閾値Ｄｓよりも小さい場合には、演算周期ｎにおいて車間距離ＬＰＦ１０７から入力される車間距離（フィルタ後車間距離）Ｄｎ、相対速度ＬＰＦ１０９から入力される相対速度（フィルタ後相対速度情報）ΔＶｎ、目標車間距離設定手段１１０から入力される目標車間距離Ｄｔｎ及び車速センサ１０２から入力される自車両の車速Ｖｎとに基づいて
Ｖｔｎ＝Ｖｎ＋ａ（Ｄｎ−Ｄｔｎ）＋ｂΔＶｎ・・・（Ａ）
の演算を行って目標車速Ｖｔｎを算出する。ただし、算出された目標車速Ｖｔｎが設定車速Ｖ０よりも大きい場合には設定車速Ｖ０を目標車速Ｖｔに設定する。このようにして設定した目標車速Ｖｔｎは各演算周期毎に加減速制御手段１１２に入力される。
【００３４】
なお、相対速度ΔＶは自車両と先行車両との車間距離が大きくなる方向が正となる。
そして、加減速制御手段１１２では車速センサ１０１より入力された自車両の車速Ｖが目標車速Ｖｔになるように自車両を加速または減速させるフィードバック制御を行う。これによって定速モードでは自車両は設定車速Ｖ０で定速走行し、車間距離制御モードでは、自車両と先行車両との車間距離が目標車間距離Ｄ０に維持されるようになっている。
【００３５】
次に、図２を参照して車間距離ＬＰＦ１０７及び相対速度ＬＰＦ１０９におけるのフィルタ処理並びに相対速度算出手段（微分回路）１０８における相対速度の算出について説明する。
図２に示すように、車間距離ＬＰＦ１０７は、信号認知部２０１、第１増幅器２０２、第２増幅器２０３、遅延素子２０４、加算回路２０５によって構成されている。
【００３６】
車間距離センサ１００によって検出された車間距離情報の信号（電圧値）はまず、車間距離ＬＰＦ１０７の信号認知部２０１に入力され、そして信号認識部２０１は１演算周期（ここでは２０ミリ秒）毎に入力される車間距離検出信号の値を認識して、認識した値を車間距離検出信号値Ｌ1（ｎ）として出力するようになっている。
第１増幅器２０２は遅延素子２０４と加算回路２０５との間に、また、第２増幅器２０３は信号認識部２０１と加算回路２０５との間にそれぞれ介装されており、第１増幅器２０２及び第２増幅器２０３は入力された信号値にそれぞれ設定されたフィルタ係数ａ1，ｂ1（ただし、ａ1＋ｂ1＝１，ａ1＞０，ｂ1＞０）を乗じた値を出力するようになっている。
【００３７】
なお、フィルタ係数ａ1，ｂ1は車間距離検出信号値Ｌ1（ｎ）の微小変化（ノイズ）を十分に除去できるように予め設定された値である。この場合フィルタ係数ａ1が大きい（フィルタ係数ｂ1が小さい）程大きなノイズを除去できる反面、車間距離検出信号値Ｌ1（ｎ）の変化に対する応答遅れが大きくなるので、フィルタ係数ａ1，ｂ1の値はノイズを確実に除去できると同時に、車間距離検出信号値Ｌ1（ｎ）の変化に対する応答遅れがあまり大きくならないような値に設定する。
【００３８】
加算回路２０５には、第１増幅器２０２及び第２増幅器２０３から信号値が入力され、加算回路２０５は入力された信号値の値を加算して出力するようになっている。遅延素子２０４は加算回路２０５と第１増幅器２０２との間に介装され、遅延素子２０４は、加算回路２０５から入力された信号値（即ち、フィルタ後車間距離情報）を１演算周期（２０ミリ秒）遅延させて出力するようになっている。
【００３９】
したがって、信号認知部２０１から第２増幅器２０３に入力された車間距離検出信号値Ｌ1（ｎ）は第２増幅器２０３によってフィルタ係数ｂ1を乗算した信号値ｂ1Ｌ1（ｎ）に変換されて加算回路２０５に入力され、第１増幅器２０２には遅延素子２０４から１演算周期前のフィルタ後信号値Ｆ1（ｎ−１）が入力され、入力された１演算周期前のフィルタ後信号値Ｆ1（ｎ−１）は第１増幅器２０２によってフィルタ係数ａ1を乗算した信号値ａ1Ｆ1（ｎ−１）に変換されて加算回路２０５に入力される。
【００４０】
加算回路２０５は、第１増幅器２０２から入力された信号値ａ1Ｆ1（ｎ−１）と第２増幅器２０３から入力された信号値ｂ1Ｌ1（ｎ）とを加算し、加算された信号値ａ1Ｆ1（ｎ−１）＋ｂ1Ｌ1（ｎ）を出力する。
すなわち、車間距離ＬＰＦ１０７全体としてみれば、車間距離センサ１００から入力された車間距離検出信号値Ｌ1（ｎ）を
Ｆ1（ｎ）＝ａ1Ｆ1（ｎ−１）＋ｂ1Ｌ1（ｎ）・・・（Ｂ）
に変換して車間距離ＬＰＦ１０７から出力するようになっている。
【００４１】
そして、車間距離ＬＰＦ１０７において演算周期毎にフィルタ処理されたフィルタ後車間距離情報は微分回路（相対速度算出手段）１０８及び目標車速設定手段１１１に入力されるようになっている。
微分回路１０８は、遅延素子２０６、加算回路２０７及び除算回路２０８によって構成される。
【００４２】
演算周期ｎにおいて、車間距離ＬＰＦ１０７から微分回路１０８に入力されたフィルタ後車間距離情報Ｆ1（ｎ）は、微分回路１０８の遅延素子２０６及び加算回路２０７に入力されるようになっている。
遅延素子２０６は、入力されたフィルタ後車間距離情報を１０〜２５演算周期（ここでは１５演算周期とする）遅延させて出力するようになっており、遅延されたフィルタ後車間距離情報Ｆ1（ｎ−１５）を正負を反転させた上で加算回路２０７に入力するようになっている。
【００４３】
そして、加算回路２０７は演算周期ｎにおいて入力されたフィルタ後車間距離情報Ｆ1（ｎ）と正負を反転させた１５演算周期前のフィルタ後車間距離情報−Ｆ1（ｎ−１５）とを加算した信号値を出力する。
そして、加算回路２０７から出力された信号は除算回路２０８に入力され、１５演算周期に相当する時間（即ち、３００ミリ秒）で除算された値を出力するようになっている。
【００４４】
つまり、微分回路１０８全体とすると
Ｌ2（ｎ）＝［Ｆ1（ｎ）−Ｆ1（ｎ−１５）］／１５演算周期・・・（Ｃ）
として演算周期ｎにおける相対速度算出値Ｌ2（ｎ）を出力する。
ちなみに、次演算周期（ｎ＋１）において微分回路１０８は
Ｌ2（ｎ＋１）＝［Ｆ1（ｎ＋１）−Ｆ1（ｎ−１４）］／１５演算周期・・（Ｃ´）
を出力することになる。つまり、微分回路１０８では各演算周期（２０ミリ秒）毎に現在の演算周期において入力されたフィルタ後車間距離情報と現在の演算周期よりも１５演算周期前に入力されたフィルタ後車間距離情報との差を１５演算周期に相当する時間（３００ミリ秒）で除した信号値を出力するようになっている。
【００４５】
このようにして微分回路１０８において算出された信号値は車間距離情報（フィルタ後車間距離情報）の変化率は、即ち、自車両と先行車両との速度差（相対速度）を示す。つまり、微分回路１０８は各演算周期毎に相対速度算出値を算出して、相対速度ＬＰＦ１０９に入力するようになっている。
相対速度ＬＰＦ１０９の構成は車間距離ＬＰＦ１０７の構成とほぼ同じであり、第１増幅器２０９、第２増幅器２１０、遅延素子２１１及び加算回路２１２によって構成されている。ただし、相対速度ＬＰＦ１０９には、すでに演算周期毎に相対速度算出値Ｌ2（ｎ）が入力されるため、車間距離ＬＰＦ１０７における信号認知部２０１のように信号を演算周期毎に認識する手段を備える必要はない。
【００４６】
第１増幅器２０９及び第２増幅器２１０は入力された信号値にそれぞれ設定されたフィルタ係数ａ2，ｂ2（ただし、ａ2＋ｂ2＝１，ａ2＞０，ｂ2＞０）を乗じた値を出力するようになっている。
なお、フィルタ係数ａ2，ｂ2は、相対速度算出値Ｌ2（ｎ）に対応して相対速度算出値Ｌ2（ｎ）の微小変化（ノイズ）を十分に除去できるように予め設定された値であるが、本発明によれば、相対速度算出値Ｌ2（ｎ）に含まれるノイズの振幅が従来のものよりも抑制されるので、フィルタ係数ａ2は小さく（フィルタ係数ｂ2が大きく）設定して相対速度算出値Ｌ2（ｎ）の変化に対する応答遅れが大きくならないようにする。
【００４７】
したがって、微分回路１０８から演算周期ｎにおいて入力された相対速度算出値Ｌ2（ｎ）は、相対速度ＬＰＦ１０９において
Ｆ2（ｎ）＝ａ2Ｆ2（ｎ−１）＋ｂ2Ｌ2（ｎ）・・・（Ｄ）
に変換してフィルタ後信号値Ｆ2（ｎ）を出力するようになっている。
本発明の一実施形態に係る、車間距離制御装置（特に微分回路１０８）はこのように構成されているので、現在の演算周期における車間距離情報と１５演算周期前における車間距離情報との差を１５演算周期に相当する時間（３００ミリ秒）で除算して算出するので、算出した相対速度算出値のばらつき（ノイズ）の幅を小さく抑えることができる（図３参照）。
【００４８】
また、これによって、相対速度ＬＰＦ１０９において設定されるフィルタ係数ａ2の値を小さく（ｂ2の値を大きく）設定しても相対速度算出値に含まれるノイズを十分に除去することができる。したがって、フィルタを通常よりも軽く設定することで応答遅れの少ない構成とすることができる。
また、微分回路１０８は、１演算周期（２０ミリ秒）毎に相対速度算出値を算出するので、実際の相対速度に変化に対して遅れることなく相対速度算出値を算出することができる。
【００４９】
したがって、本実施形態における相対速度算出装置は、図３に示すように相対速度算出値Ｌ2（ｎ）に対するフィルタ後相対速度情報Ｆ2（ｎ）の応答遅れΔＴを低減することができ、相対速度算出値Ｌ2（ｎ）に含まれるノイズは確実に除去されながら、応答遅れΔＴが小さく、安定した相対速度情報（フィルタ後信号値）を算出することができる。また、このようにして得られた相対速度が目標車速算出手段１１１に入力されるので、本実施形態における車間距離制御装置は目標車速算出手段１１１が実際の相対速度の変化に対して遅れることなく、安定した目標車速Ｖｔを設定するので、加減速制御手段１１２が自車両を加速または減速させて安定し、かつ、応答性の良好な車間距離制御を行うことができる。
［その他］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【００５０】
例えば、上述の実施形態においては、フィルタ処理及び微分処理に係る演算周期は１演算周期が２０ミリ秒であるが１演算周期の時間はこれに限定するものではない。
ただし、演算周期を４０ミリ秒程度よりも長く設定すると演算及び制御の頻度が低減するのでＣＰＵ等にかかる負荷は低減するが、相対速度算出値の精度（データ密度）が低下し、目標車速設定手段１１１及び加減速制御手段１１２における制御の精度が粗くなる上、実際の相対速度に対する相対速度算出値の応答遅れも増大する。
【００５１】
また、演算周期を１０ミリ秒程度よりも短く設定すると、制御の精度及び相対速度算出応答性は向上するが、それよりも、時間当たりの演算及び制御の頻度が過多となり、ＣＰＵにかかる負荷が大きくなりすぎる。
このため、演算処理にかかる負荷を抑えながら、相対速度算出値の応答遅れの増大及び制御上の精度の悪化が生じないように、演算周期の長さは１０〜４０ミリ秒の範囲に設定するのが好ましい。
【００５２】
また、実施形態において、微分回路１０８の遅延素子２０６が遅延させる時間（即ち所定周期数ｒに相当する時間）についてもこれに限定するものではない。
ただし、所定周期数ｒに相当する時間が長すぎると実際の相対速度に対する相対速度算出値応答遅れが大きくなってしまう。また、所定周期数ｒに相当する時間が短すぎると相対速度算出値に含まれるノイズを十分に抑制することができない。このため、所定周期数ｒに相当する時間は、２００ミリ秒から５００ミリ秒の範囲に設定するのが好ましい。
【００５３】
例えば、１演算周期を１０ミリ秒に設定した場合には所定周期数ｒの値は２０〜５０の範囲に設定し、１演算周期を２０ミリ秒に設定した場合には所定周期数ｒの値は１０〜２５の範囲に設定し、１演算周期を４０ミリ秒に設定した場合には所定周期数ｒの値は５〜１２の範囲に設定するのが好ましい。
また、上述の実施形態では目標車速設定手段１１１がフィルタ後相対速度情報を用いて目標車速を算出するが、相対速度算出装置の出力であるフィルタ後相対速度情報の用途はこれに限定するものではない。
【００５４】
例えば、相対速度情報に基づいた目標車速を設定せずに、目標車間距離と検出した車間距離とに基づいてスロットル制御によって自車両の加速または減速をフィードバック制御するような場合でも、相対速度が負で絶対値がかなり大きな値の場合（即ち、先行車両に急接近している場合）には、スロットルの制御のみでは、十分に自車両を減速させることができない可能性があるため、例えば相対速度が負で絶対値が所定値以上の場合には運転者に警告するようにしたり、ブレーキによる減速を行うようにしてもよい。
【００５５】
また、上述の実施形態においては、検出した車間距離及び算出した相対速度をそれぞれフィルタ処理してノイズを除去しているが、本発明における相対速度算出手段のように、現在の車間距離と所定演算周期前の車間距離との差に着目して相対速度を算出することで、ノイズが十分に抑制され、応答遅れも十分に抑制されるのであれば、車間距離ＬＰＦ（車間距離フィルタ手段）及び相対速度ＬＰＦ（フィルタ手段）のどちらか一方もしくは両方は省略して実施することも可能である。
【００５６】
特に、車間距離ＬＰＦによって、ノイズが抑制されたフィルタ後車間距離情報に基づいて相対速度算出値を算出すれば、相対速度ＬＰＦを用いずとも十分な効果が得られることが考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の一実施形態に係る、相対速度算出装置および車間距離制御装置を適用したオートクルーズ制御装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る、車間距離情報及び相対速度情報のフィルタ処理にかかる演算回路並びに相対速度算出にかかる演算回路を模式的に示す回路図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る、相対速度情報（車間距離情報の微分値）とフィルタ後信号値との経時変化の一例を示すグラフである。
【図４】従来の車間距離制御装置に用いられる相対速度情報に関するフィルタ前の信号値及びフィルタ後の信号値の経時変化の一例を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５８】
１００  車間距離検出手段（車間距離センサ）
１０１  車速センサ
１０２  ブレーキスイッチ
１０３  スロットル開度センサ
１０４  作動スイッチ
１０５  スロットルアクチュエータ
１０６  ブレーキアクチュエータ
１０７  車間距離ＬＰＦ
１０８  微分回路
１０９  相対速度ＬＰＦ（フィルタ手段）
１１０  相対速度認識手段
１１１  目標車間距離設定手段
１１２  加減速制御手段
１５０  ＥＣＵ
２０１  信号認知部
２０２  第１増幅器（車間距離）
２０３  第２増幅器（車間距離）
２０４  遅延素子（車間距離）
２０５  加算回路（車間距離）
２０６  遅延素子（微分回路）
２０７  加算回路（微分回路）
２０８  除算回路
２０９  第１増幅器（相対速度）
２１０  第２増幅器（相対速度）
２１１  遅延素子（相対速度）
２１２  加算回路（相対速度）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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