(57)【要約】【課題】  自車両と先行車両との相対速度を速やかに認識できるようにした相対速度算出装置および応答性よく良好な加減速ができるようにした、車間距離制御装置を提供する。【解決手段】  車間距離検出手段１００と、車間距離情報に基づいて自車両と先行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、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１０９とを備えた相対速度算出装置において、算出した相対速度算出値の変化率が所定値以上の時又はフィルタ処理されたフィルタ後相対速度情報の変化率が所定値以上の時は、相対速度として略０を出力し、算出した相対速度算出値の変化率が所定値以上の時又はフィルタ処理された該フィルタ後相対速度情報の変化率が所定値未満のときは、相対速度としてフィルタ後相対速度情報を出力する切替手段２０７を備え、切替手段の出力値に基づいて相対速度を判定する。【選択図】        図３
2006347402.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、
該相対速度算出手段が算出した該相対速度情報をフィルタ処理するフィルタ手段と、
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が算出した相対速度算出値の変化率が所定値以上の時又は該フィルタ手段によってフィルタ処理された該フィルタ後相対速度情報の変化率が所定値以上の時は、相対速度として略０を出力し、該相対速度算出手段が算出した相対速度算出値の変化率が所定値未満の時又は該フィルタ手段によってフィルタ処理された該フィルタ後相対速度情報の変化率が所定値未満のときは、相対速度として該フィルタ後相対速度情報を出力する切替手段を備え、
該切替手段の出力値に基づいて該相対速度を判定する
ことを特徴とする、相対速度算出装置。
【請求項２】
該フィルタ手段は、予め設定された演算周期で該相対速度算出値を演算してフィルタ処理するものであって、
演算周期ｎにおけるフィルタ後相対速度情報Ｆ（ｎ）と、演算周期ｎにおける相対速度算出値Ｌ（ｎ）と、１演算周期前の演算周期（ｎ−１）におけるフィルタ後相対速度情報Ｆ（ｎ−１）とは、
Ｆ（ｎ）＝ａＦ（ｎ−１）＋ｂＬ（ｎ）    ・・・（１）
ただし、ａ＋ｂ＝１，０＜ａ，０＜ｂ
の関係を満たす
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】
該切替手段は、該相対速度算出手段が算出した該相対速度算出値の該変化率又は該フィルタ手段によってフィルタ処理されたフィルタ後相対速度情報の該変化率が所定値以上の演算周期では、該フィルタ後相対速度情報を０に設定し、該フィルタ手段は、該切替手段が設定した該フィルタ後相対速度情報に基づいて当該演算周期以降のフィルタ処理を行う
ことを特徴とする、請求項２記載の相対速度算出装置。
【請求項４】
該相対速度算出値の該変化率は、演算周期ｎで該相対速度算出手段から得られた該相対速度算出値Ｌ（ｎ）と１演算周期前の演算周期（ｎ−１）で該相対速度算出手段から得られた該相対速度算出値Ｌ（ｎ−１）との差に基づいて検出される
ことを特徴とする、請求項２又は３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させる加減速手段と、
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情報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、
該相対速度情報の変化率、または該フィルタ手段がフィルタ処理したフィルタ後相対速度情報の変化率が、所定値以上のときは、０を出力し、該相対速度情報の変化率または該フィルタ後相対速度情報の変化率が該所定値未満のときは該フィルタ後相対速度情報を出力する切替手段と、
該切替手段の出力値に基づいて該相対速度を算出するフィルタ後相対速度算出手段と、
該フィルタ後相対速度算出手段の算出した該相対速度に基づいて該加減速手段を作動させる加減速制御手段と、を備え
該フィルタ手段は該切替手段の出力値に基づいてフィルタ処理する
ことを特徴とする、車間距離制御装置。
【請求項７】
該自車両の車速を検出する車速検出手段と、
該自車両と該先行車両との目標車間距離を設定する目標車間距離設定手段と、
該車速検出手段により検出された該車速と該目標車間距離設定手段により設定された該目標車間距離と該切替手段の出力値とに基づいて該自車両の目標速度を設定する目標車速設定手段とを備え、
該加減速制御手段は、該目標速度に応じて該自車両を加速または減速させる
ことを特徴とする、請求項６記載の車間距離制御装置。
【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を算出する相対速度算出装置および相対速度に応じ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または後方の対象物（他車両）との車間距離情報に基づいて車両の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、自車両の前方を走行している先行車両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。
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。
【０００３】
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っている。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。
【０００４】
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。
【０００５】
なお、このような車間距離制御装置では、自車両と対象物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。
これらの車間距離検出センサで検出した車間距離情報は通常、電圧値等のアナログ信号として出力される。しかし、検出した信号をそのまま用いるとノイズ等の影響が大きく、安定した制御を行うことが困難であるため、車両のＥＣＵ（電子制御装置）では、車間距離センサからＥＣＵに入力された車間距離情報信号にフィルタ処理を行って信号を平滑化するようにしている。
【０００６】
このフィルタ処理は一般的に用いられるローパスフィルタ（ＬＰＦ）によって、一定周期（例えば２０ミリ秒）毎に行われる。
そして、自車両と先行車両との相対速度情報は、車間距離センサの信号をフィルタ処理をして安定化させた車間距離情報（フィルタ後車間距離情報）を微分回路等によって微分処理することによって算出されるようになっている。
【０００７】
しかし、微分処理された信号値（相対速度算出値）は、微分前の信号値（フィルタ後車間距離情報）の僅かな変動にも大きく影響されるので、相対速度算出値には、ノイズが多く含まれてしまう。このため、ＥＣＵでは入力された相対速度情報（相対速度算出値）に再びフィルタ処理を行って信号値を平滑化して安定させたもの（図６の太実線参照）を用いて目標車間距離の設定や車両の加減速の制御等を行うようになっている。
【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】
【０００８】
ところで、車間距離センサは通常、特定の対象物（先行車両や後続車両）に限ることなく、車間距離センサの検知可能範囲において自車両に最も近い対象物に対する車間距離情報を常に検出するようになっている。
例えば、自車両と自車両の前方を走行する先行車両との間に割り込み車両が現れた場合には、車間距離センサは、割り込み車両を検知した時点から車間距離情報を検出する対象物を先行車両から割り込み車両に切り替えて車間距離情報の信号値を出力する。
【０００９】
この結果、車間距離センサから出力される車間距離情報の信号値は、割り込み車両がいない時の先行車両に対する車間距離情報の値から割り込み車両に対する車間距離情報の値へと急激に変化することになる。このような車間距離の急変は、先行車両や後続車両が車線変更した場合や分岐等によって自車両レーンから外れた場合にも発生する。
しかし、このように検出対象が変わることによって車間距離情報が急変するような場合であっても車間距離センサからの車間距離情報は連続した信号として出力される。このため、車間距離情報の急変時に車間距離情報を微分処理して相対速度を算出した場合、算出した値は極端に高い（もしくは極端に低い）値となる。例えば、割り込み等によって車間距離検出値が急に１００メートルから２０メートルになった場合、微分回路では、１演算周期（２０ミリ秒）の間に車間距離が８０メートル縮まったものとして微分演算をすることになるので、この場合には相対速度算出値が４０００ｍ／ｓという極端に大きな値となり、そして反対に車間距離が急に２０メートルから１００メートルになった場合には、相対速度算出値は−４０００ｍ／ｓという極端に低い値となるのである。しかしながら、実際には特定の先行車が急激に近づいたわけでも離れたわけでもないので、実態と合わない値を算出していることになる。
【００１０】
さらに、信号をフィルタ処理する場合、フィルタ（ＬＰＦ）によって算出される値は、現在の信号値と１演算周期前に算出した算出値とに基づいて算出されるので、フィルタ後の信号値はそれ以前の各周期における相対速度算出値の影響を累積的に受けることになる。もちろんこの影響は、直近の相対速度算出値であるほど大きく、より前のフィルタ後信号値ほど小さくなるので、周期を経るごとに収束に向かうが、値が極端であるほど収束には時間がかかる。
【００１１】
このため、図６に示すように、一度、相対速度算出値が極端な値をとると、その影響は何周期にも亘って生じてしまうことになる。図６においては、Ｔ１の時点で他車両の自車両レーンへの割り込みがあり、Ｔ２の時点でこの割り込み車両が自車両レーンから離脱した場合を示している。このような場合、車両の車間距離情報が急激に変化し、相対速度算出値（車間距離情報の微分値）はＴ１の時点では極端に大きい値となり、また、Ｔ２の時点では極端に小さい値となってしまう。さらに、フィルタ後信号値は、このときの極端な値の影響を受け、フィルタ後信号値がフィルタ前信号値に近い値になるまでには、図６に示すようにある程度の時間差（ΔＴ１，ΔＴ２）が生じてしまう。
【００１２】
このように、割り込み等によって車間距離センサが出力する車間距離信号が急激に変化するような場合には、この車間距離信号に基づいて算出する相対速度算出値は、実態に合わない誤った値を算出してしまい、さらにノイズ除去するためにフィルタ処理することにより、この実態に合わない相対速度を複数周期に亘って算出し続けてしまう課題があった。さらには、ＥＣＵが実際の相対速度を複数周期に亘って誤って認識することによって、誤った情報（実態と合わない相対速度）に基づいて車間距離制御がされてしまうという課題があった。
【００１３】
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、車間距離情報の微分値（相対速度算出値）に含まれるノイズを除去できるようにするとともに、先行車両の割り込みや自車両のレーンチェンジ等に起因して、車間距離情報を微分処理しても実態と合わない相対速度算出値が算出される場合でも、実態と合った的確な相対速度を速やかに算出す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ことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
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、該相対速度算出手段が算出した該相対速度情報をフィルタ処理するフィルタ手段と、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が算出した相対速度算出値の変化率が所定値以上の時又は該フィルタ手段によってフィルタ処理された該フィルタ後相対速度情報の変化率が所定値以上の時は、相対速度として略０を出力し、該相対速度算出手段が算出した相対速度算出値の変化率が所定値以上の時又は該フィルタ手段によってフィルタ処理された該フィルタ後相対速度情報の変化率が所定値未満のときは、相対速度として該フィルタ後相対速度情報を出力する切替手段を備え、該切替手段の出力値に基づいて該相対速度を判定することを特徴としている。
【００１５】
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、該フィルタ手段は、予め設定された演算周期で該相対速度算出値を演算してフィルタ処理するものであって、演算周期ｎにおけるフィルタ後相対速度情報Ｆ（ｎ）と、演算周期ｎにおける相対速度算出値Ｌ（ｎ）と、１演算周期前の演算周期（ｎ−１）におけるフィルタ後相対速度情報Ｆ（ｎ−１）とは、
Ｆ（ｎ）＝ａＦ（ｎ−１）＋ｂＬ（ｎ）    ・・・（１）
ただし、ａ＋ｂ＝１，０＜ａ，０＜ｂ
の関係を満たすことを特徴としている。
【００１６】
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２のものにおいて、該切替手段は、該相対速度算出手段が算出した該相対速度算出値の該変化率又は該フィルタ手段によってフィルタ処理されたフィルタ後相対速度情報の該変化率が所定値以上の演算周期では、該フィルタ後相対速度情報を０に設定し、該フィルタ手段は、該切替手段が設定した該フィルタ後相対速度情報に基づいて当該演算周期以降のフィルタ処理を行う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２又は３のものにおいて、該相対速度算出値の該変化率は、演算周期ｎで該相対速度算出手段から得られた該相対速度算出値Ｌ（ｎ）と１演算周期前の演算周期（ｎ−１）で該相対速度算出手段から得られた該相対速度算出値Ｌ（ｎ−１）との差に基づいて検出されることを特徴としている。
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。
【００１８】
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させる加減速手段と、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情報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、該相対速度情報の変化率、または該フィルタ手段がフィルタ処理したフィルタ後相対速度情報の変化率が、所定値以上のときは、０を出力し、該相対速度情報の変化率または該フィルタ後相対速度情報の変化率が該所定値未満のときは該フィルタ後相対速度情報を出力する切替手段と、該切替手段の出力値に基づいて該相対速度を算出するフィルタ後相対速度算出手段と、該フィルタ後相対速度算出手段の算出した該相対速度に基づいて該加減速手段を作動させる加減速制御手段と、を備え該フィルタ手段は該切替手段の出力値に基づいてフィルタ処理することを特徴としている。
【００１９】
また、請求項７記載の本発明の車間距離制御装置は、請求項６のものにおいて、該自車両の車速を検出する車速検出手段と、該自車両と該先行車両との目標車間距離を設定する目標車間距離設定手段と、該車速検出手段により検出された該車速と該目標車間距離設定手段により設定された該目標車間距離と該切替手段の出力値とに基づいて該自車両の目標速度を設定する目標車速設定手段とを備え、該加減速制御手段は、該目標速度に応じて該自車両を加速または減速させることを特徴としている。
【発明の効果】
【００２０】
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、レーンチェンジ等に起因する車間距離情報の急変のない通常時には、算出した相対速度算出値をフィルタ処理してノイズの影響を抑制したフィルタ後相対速度情報を算出することができ、一方、車間距離情報が急変して算出した相対速度情報の変化率が所定値以上である時はフィルタ後相対速度情報を０とするので、実態に合わない誤った相対速度を算出することを抑制することができる。
【００２１】
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、相対速度算出値に含まれているノイズを確実に除去して安定した相対速度情報を算出することができる。
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２の効果に加え、相対速度急変時は、相対速度を０と認識して、これに基づいて以降の演算周期においてフィルタ処理を行うので、当該演算周期のみならず、それ以降の演算周期の演算において相対速度算出値の急変時の誤った相対速度算出値の影響を受けることがなくなり、相対速度急変時以降の演算周期において算出されるフィルタ後相対速度情報が相対速度算出値に近い値に収束し、応答性を向上させることができる。また、相対速度算出値に含まれるノイズも確実に除去され、安定したフィルタ後相対速度情報を得ることができる。
【００２２】
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２又は３の効果に加え、相対速度算出値の変化率を現在の値と１演算周期前の相対速度算出値との差によって速やかに且つ確実に検知することができる。
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、車間距離検出手段が検出した車間距離情報を車間距離フィルタ手段がフィルタ処理するので車間距離情報に含まれるノイズが確実に除去され、安定したフィルタ後車間距離情報を得る事ができる。さらに、相対速度算出手段がフィルタ後車間距離に基づいて相対速度算出値を算出するので、ノイズの振幅の小さい安定した相対速度算出値に基づいて相対速度を判定することができる。
【００２３】
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、より実態に合った相対速度に基づいて、自車両のを加減速するので、レーンチェンジ等によって車間距離センサの検出値が急変するような場合でも、適確に相対速度を判定して自車両の加減速を行うので、良好な車間距離制御を行うことができる。
また、請求項７記載の本発明の車間距離制御装置によれば、請求項６の効果に加え、自車両の車速と目標車間距離と相対速度とに基づいて目標となる自車両の目標速度が設定されるので、目標速度に応じて速やかに自車両を加速または減速させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
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５は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、車間距離フィルタ手段によるフィルタ処理にかかる演算回路を模式的に示す回路図、図３はＥＣＵにおける機能構成及び相対速度算出値のフィルタ処理にかかる演算回路を模式的に示す回路図、図４はフィルタ処理を説明するフローチャート、図５は本実施形態における相対速度情報（相対速度算出値）とフィルタ後信号値との経時変化を示すグラフである。
【００２５】
本実施形態は、本発明の相対速度算出装置および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速度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の走行速度を加減速して車間距離を制御（車間距離制御モード）する。
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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）に変換される。そして、このフィルタ後車間距離情報は目標車速算出手段１１１に入力される。
【００３０】
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、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）に変換される。そして、微分回路１０８からの出力値の変化量を考慮して、最終的な相対速度が算出される。
かかるフィルタ処理及び相対速度算出演算の詳細については後述する。
【００３１】
目標車間距離設定手段１１０には目標とするべき車間距離の情報が車速センサ１０１から入力される自車両の車速Ｖに対応するマップとして記憶されており、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。
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、オートクルーズ設定車速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）。
【００３２】
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における車間距離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
ΔＶｎ＝Ｄｎ−Ｄｎ−１・・・（Ａ）
Ｖｔｎ＝Ｖｎ＋ａ（Ｄｎ−Ｄｔｎ）＋ｂΔＶｎ・・・（Ｂ）
の演算を行うことによって目標車速Ｖｔを算出する。ただし、算出された目標車速Ｖｔがオートクルーズ設定車速Ｖ０より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Ｖｔは加減速制御手段１１２に入力される。
【００３３】
なお、相対速度ΔＶは上式（ａ）に示すように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。また、ａおよびｂは適当に設定されるフィルタ係数である。
そして、加減速制御手段１１２では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。
【００３４】
次に、図２〜図５を参照して車間距離ＬＰＦ１０７及び相対速度ＬＰＦ１０９を含むフィルタ後相対速度取得手段１１３におけるフィルタ後相対速度情報（フィルタ後信号値ともいう）の算出処理並びに相対速度算出手段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、第１増幅器３０１、第２増幅器３０２、遅延素子３０３、加算回路３０４及び信号認知部３０５によって構成されている。
【００３５】
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３０５に入力され、そして信号認識部３０５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Ｌｄ（ｎ）として出力するようになっている。
第１増幅器３０１は遅延素子３０３と加算回路３０４との間に、また、第２増幅器３０２は信号認識部３０５と加算回路３０４との間にそれぞれ介装されており、第１増幅器３０１及び第２増幅器３０２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ａｄ，ｂｄ（ただし、ａｄ＋ｂｄ＝１，ａｄ＞０，ｂｄ＞０）を乗じた値を出力するようになっている。
【００３６】
なお、フィルタ係数ａｄ，ｂｄは検出信号値Ｌｄ（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ａｄが大きい（フィルタ係数ｂｄ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Ｌｄ（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ａｄ，ｂｄ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Ｌｄ（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。
【００３７】
加算回路３０４には、第１の増幅器３０１及び第２の増幅器３０２から信号値が入力されるようになっており、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おり、遅延素子３０３は加算回路３０４と第１増幅器３０１との間に介装され、遅延素子３０３は、加算回路３０４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。
【００３８】
したがって、信号認知部３０５から第２増幅器３０２に入力された車間距離検出信号値Ｌｄ（ｎ）は第２増幅器３０２によってフィルタ係数ａｄを乗算した信号値ａｄＬｄ（ｎ）に変換されて加算回路３０４に入力され、第１増幅器３０１には遅延素子３０３から１演算周期前のフィルタ後信号値Ｆｄ（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Ｆｄ（ｎ−１）は第１増幅器３０１によってフィルタ係数ｂｄを乗算した信号値ｂｄＦｄ（ｎ−１）に変換されて加算回路３０４に入力される。
【００３９】
加算回路３０４は、第１増幅器３０１から入力された信号値ｂｄＦｄ（ｎ−１）と第２増幅器３０２から入力された信号値ａｄＬｄ（ｎ）とを加算し、加算された信号値ｂｄＦ（ｎ−１）＋ａｄＬ（ｎ）を出力する。
すなわち、車間距離ＬＰＦ１０７全体としてみれば、入力された車間距離検出信号値Ｌｄ（ｎ）を
Ｆｄ（ｎ）＝ｂｄＦｄ（ｎ−１）＋ａｄＬｄ（ｎ）・・・（Ｃ）
に変換して車間距離ＬＰＦ１０７から出力するようになっている。
【００４０】
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Ｆｄ（ｎ）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、一般に用いられるものであり、図示しないコンデンサ及び増幅回路等で構成される。微分回路１０８では、演算周期毎に入力されたフィルタ後車間距離情報Ｆｄ（ｎ）の変化率（即ち、微分値）が算出される。フィルタ後車間距離情報の微分値Ｌｒ（ｎ）は、演算周期ｎにおいて入力されたフィルタ後車間距離信号値Ｆｄ（ｎ）と１演算周期前に入力されたフィルタ後車間距離信号値Ｆｄ（ｎ−１）との差を算出することによって求められる。
【００４１】
微分回路１０８において算出されるフィルタ後車間距離情報の変化率Ｌｒ（ｎ）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１演算周期毎に車間距離情報から相対速度情報を算出して、相対速度ＬＰＦ１０９を含むフィルタ後相対速度取得手段１１３に入力するようになっている。
図３に示すように、フィルタ後相対速度取得手段１１３は相対速度ＬＰＦ１０９、ゼロ値設定手段２０５、相対速度変化判定部２０６、スイッチ（切替手段）２０７によって構成されている。
【００４２】
相対速度ＬＰＦ１０９は、第１増幅器２０１、第２増幅器２０２、遅延素子２０３及び加算回路２０４によって構成されている。
第１増幅器２０１及び第２増幅器２０２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ａ，ｂ（ただし、ａ＋ｂ＝１，ａ＞０，ｂ＞０）を乗じた値を出力するようになっている。
【００４３】
なお、フィルタ係数ａ，ｂは相対速度算出値Ｌｒ（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。この場合も車間距離ＬＰＦ１０７の場合と同様にフィルタ係数ａが大きい（フィルタ係数ｂが小さい）程大きなノイズを除去できる反面、相対速度算出値Ｌｒ（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ａ，ｂの値はノイズを確実に除去できると同時に、相対速度算出値Ｌｒ（ｎ）の変化に対する応答遅れが大きくならないような値に設定する。
【００４４】
遅延素子２０３はスイッチ２０７と第１増幅器２０１との間に介装され、遅延素子２０３は、スイッチ２０７を経由して入力された信号値を１演算周期（２０ミリ秒）遅延させて出力する。そして加算回路２０４は、第１の増幅器２０１及び第２の増幅器２０２から信号値が入力されるようになっており、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。
【００４５】
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Ｌｒ（ｎ）は、相対速度ＬＰＦ１０９の第２増幅器２０２及び相対速度変化判定部２０６に入力される。
そして第２増幅器２０２は、入力された相対速度算出値Ｌｒ（ｎ）にフィルタ係数ｂを乗算した信号値ａｒＬｒ（ｎ）を加算回路２０４に送出する。
【００４６】
一方、第１増幅器２０１には遅延素子２０３から１演算周期前のフィルタ後信号値Ｆｒ（ｎ−１）が入力され、第１増幅器２０１は入力された１演算周期前のフィルタ後信号値Ｆｒ（ｎ−１）にフィルタ係数ｂｒを乗算した信号値ｂｒＦ（ｎ−１）を加算回路２０４に送出する。
加算回路２０４は、第１増幅器２０１から入力された信号値ｂｒＦ（ｎ−１）と第２増幅器２０２から入力された信号値ａｒＬｒ（ｎ）とを加算し、加算された信号値ｂｒＦｒ（ｎ−１）＋ａｒＬｒ（ｎ）を出力する。
【００４７】
すなわち、相対速度ＬＰＦ１０９全体としてみれば、入力された相対速度算出値Ｌｒ（ｎ）を
Ｆｒ（ｎ）＝ｂｒＦｒ（ｎ−１）＋ａｒＬｒ（ｎ）・・・（Ｄ）
に変換してフィルタ後信号値Ｆ（ｎ）を出力するようになっている。
スイッチ２０７は出力側の一端が固定され、入力側の他端は図示しないソレノイドを通電することによって、Ｙ側の端子及びＮ側の端子との断接を切換可能に配設されている。そして、上記の固定された出力端子は目標車速算出手段１１１及び相対速度ＬＰＦ１０９の遅延素子２０３に接続されており、入力端たるＹ側の端子はゼロ値設定手段２０５に接続され、同じく入力端であるＮ側の端子は相対速度ＬＰＦ１０９の出力側にそれぞれ接続されている。
【００４８】
なお、ゼロ値設定手段２０５からは常に相対速度０を示す信号値が出力されるようになっている。
相対速度変化判定部２０６には微分回路１０８から相対速度算出値Ｌｒ（ｎ）が入力され、入力された相対速度算出値Ｌｒ（ｎ）は相対速度変化判定部２０６内部の記憶装置に記憶されるようになっている。
【００４９】
さらに、相対速度変化判定部２０６では、演算周期ｎにおける相対速度算出値Ｌｒ（ｎ）と記憶されている１演算周期前の相対速度算出値Ｌｒ（ｎ−１）との差を演算し、演算した値と予め設定した所定値Ｓとの大小関係が比較されるようになっている。
そして、相対速度算出値Ｌｒ（ｎ）と１演算周期前の相対速度算出値Ｌｒ（ｎ−１）との差が所定値Ｓよりも小さい場合（即ち、相対速度算出値の変化率が小さい場合）には、スイッチ２０７をＮ側の端子に接続し、上記の差が所定値Ｓ以上である場合（即ち、相対速度算出値の変化率が大きい場合）にはスイッチ２０７をＹ側の端子に接続するようにスイッチ２０７を制御するようになっている。なお、所定値Ｓは予め設定された値である。
【００５０】
したがって、スイッチ２０７がＮ側の端子に接続されている場合（即ち、｜Ｌｒ（ｎ）−Ｌｒ（ｎ−１）｜≦所定値Ｓの場合）は、相対速度ＬＰＦ１０９からフィルタ後信号値Ｆｒ（ｎ）が出力され、目標車速算出手段１１１及び相対速度ＬＰＦ１０９の遅延素子２０３へ入力されるようになっている。
また、スイッチ２０７がＹ側の端子に接続されている場合（即ち、｜Ｌｒ（ｎ）−Ｌｒ（ｎ−１）｜＞所定値Ｓの場合）は、ゼロ値設定手段２０５から相対速度０を示す信号が入力され、このとき目標車速算出手段１１１及び相対速度ＬＰＦ１０９の遅延素子２０３は相対速度が０と認識するようになっている。
【００５１】
本発明の一実施形態にかかる相対速度算出装置および車間距離制御装置（特に、フィルタ後相対速度取得手段１１３）はこのように構成されているので、図４に示すように、ステップＳ０１において、相対速度変化判定部２０６は現在の相対速度算出値Ｌｒ（ｎ）と１演算周期前の相対速度算出値Ｌｒ（ｎ−１）との差を演算し、演算した差が所定値Ｓよりも小さい場合は、車間距離センサ１００が検出した車間距離情報（検出信号）の変化率が所定値よりも小さいと判断して、ステップＳ０２へと進む。
【００５２】
また、ステップＳ０１において、現在の相対速度算出値Ｌｒ（ｎ）と１演算周期前の相対速度算出値Ｌｒ（ｎ−１）との差が所定値Ｓ以上である場合は、車間距離センサ１００が検出した車間距離情報（検出信号）の変化率が所定値よりも大きいと判断して、ステップＳ０３へと進む。
ステップＳ０２において、相対速度変化判定部２０６はスイッチ２０７をＮ側の端子に接続し、現在の相対速度算出値Ｌｒ（ｎ）及び１演算周期前のフィルタ後信号値Ｆｒ（ｎ−１）に基づいて、Ｆｒ（ｎ）＝ｂｒＦｒ（ｎ−１）＋ａｒＬｒ（ｎ）とする演算（フィルタ演算という）を行ったフィルタ後信号値Ｆ（ｎ）が相対速度ＬＰＦ１０９からスイッチ２０７を介して出力される。このとき、ａｒ＋ｂｒ＝１，ａｒ＞０，ｂｒ＞０である。
【００５３】
また、ステップＳ０３において相対速度変化判定部２０６はスイッチ２０７をＹ側の端子に接続し、ゼロ値設定手段２０５から相対速度０を示す信号値が出力される。そして、目標車速算出手段１１１及び相対速度ＬＰＦ１０９の遅延素子２０３は、相対速度情報を０と認識する。
したがって、相対速度算出値に急変のない通常時においては、相対速度ＬＰＦ１０９は、微分回路１０８から出力される相対速度算出値にフィルタ演算を行い、相対速度算出値Ｌｒ（ｎ）と１演算周期前のフィルタ後信号値Ｆｒ（ｎ−１）とを所定の割合で加算することで微小に変化する検出信号を平坦化して安定したフィルタ後相対速度情報Ｆｒ（ｎ）とするので、目標車速算出手段１１１において安定して目標車速Ｖｔを設定することができる。
【００５４】
また、本実施形態においては、例えば図５に示すように、Ｔ１の時点において割り込み車両の出現等によって車間距離が急激に短くなったり、また、Ｔ２の時点において割り込み車両がいなくなるなどして車間距離が急激に長くなったりして車間距離の急変が起こり、相対速度算出値Ｌｒ（ｎ）が極端に変化する演算周期では、相対速度認識手段はフィルタ後相対速度情報Ｆｒ（ｎ）を０と認識するので、これ以降の演算周期においてフィルタ演算を行う場合には車間距離の急変以前の極端な値の相対速度算出値Ｌｒ（ｎ）の影響を受けることがないため、フィルタ後信号値Ｆｒ（ｎ）は車間距離算出値急変後、速やかに実態に合った相対速度算出値Ｌｒ（ｎ）に近い値となるので、相対速度算出値Ｌｒ（ｎ）に含まれる不要なノイズは除去しつつ、実態に合った相対速度情報（フィルタ後信号値）を目標車速算出手段１１１に入力することができ、目標車速算出手段１１１は誤った相対速度情報の影響をあまり受けずに、安定して目標車速Ｖｔを設定することができる。
【００５５】
［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。
上述の実施形態においては、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、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。
例えば、通常においては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所定値以上の場合（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。
【００５６】
また、車間距離センサによっては車間距離が長い場合にセンサの検出精度の低下等により車間距離検出信号に含まれるノイズの振幅が大きくなることが考えられ、このとき、車間距離情報を微分処理する相対速度算出値に含まれるノイズの振幅も大きくなることが考えられる。これによりノイズによる相対速度算出値Ｌ（ｎ）の変動と実際の相対速度の変化による相対速度算出値Ｌ（ｎ）の変動とを誤判定してしまう可能性がある。
【００５７】
このような場合には上述の実施形態における所定値Ｓの値を車間距離の検出信号値Ｌｄ（ｎ）が大きい場合と小さい場合とで異なる値に設定すればよい。このとき当然、車間距離検出信号値Ｌｄ（ｎ）が大きい場合には所定値Ｓの値を大きく設定し、車間距離検出信号値Ｌｄ（ｎ）が小さいときには所定値Ｓの値は小さく設定する。また、２段階に限らず車間距離検出信号値Ｌｄ（ｎ）の大きさに対応して２つ以上の多段階で所定値Ｓの値を設定するようにしてもよい。
【００５８】
これにより、車間距離が長く、車間距離センサの検出信号に含まれるノイズの振幅が大きくなった場合でも、ノイズによる検出信号値の変動を車間距離の急変と混同することはない。また、車間距離が長い場合には割り込み車両等による車間距離の変動量も一般に大きいので車間距離の急変時には車間距離の急変を正確に判定することができる。
また、自車両の車速が大きい場合にも、センサの振動等により車間距離検出信号に含まれるノイズの振幅が大きくなることが考えられる。したがって、上述の実施形態におけるフィルタ係数ａｒ，ｂｒ及びａｄ，ｂｄの値についても一定の値に限らず、例えば検出信号値Ｌｄ（ｎ）（車間距離）が大きい場合にはフィルタ係数ａｒ，ａｄを大きく（フィルタ係数ｂｒ，ｂｄを小さく）し検出信号値Ｌｄ（ｎ）が小さい場合にはフィルタ係数ａｒ，ａｄを小さく（フィルタ係数ｂｒ，ｂｄを大きく）設定するようにしてもよい。このようにすれば、車間距離が大きく車間距離検出信号のノイズの振幅が大きい場合にあってもノイズを確実に除去することができ、また、車間距離が小さい場合には、応答性のよいフィルタ処理を行うことができる。
【００５９】
また、上述の実施形態においては、相対速度の変化率を相対速度算出値Ｌｒ（ｎ）と１演算周期前の相対速度算出値Ｌｒ（ｎ−１）あるいはフィルタ後信号値Ｆｒ（ｎ）と１演算周期前のフィルタ後信号値Ｆｒ（ｎ−１）との比較によって判定しているが、相対速度の急変をより確実に判定するために、現在の信号値Ｌｒ（ｎ），Ｆｒ（ｎ）とｔ周期前の信号値Ｌｒ（ｎ−ｔ），Ｆｒ（ｎ−ｔ）（ただし、ｔは２以上の整数）とを比較することによって判定してもよい。この場合、ｔの値が大きいほど確実な判定ができるが、車間距離の変化に対する応答性が悪くなるので応答性を損なわない範囲でｔの値を設定する（例えばｔ＝２）のが望ましい。
【００６０】
また、車間距離検出手段１００が検出した車間距離情報又は車間距離ＬＰＦ１０７でフィルタ処理した車間距離情報が急激に変化した場合にも相対速度算出値は急変するので、これらの車間距離情報と１演算周期前の車間距離情報との差が所定値以上のときに相対速度算出値の変化率が所定の変化率よりも大きいと判断するようにしてもよい。
また、演算周期の時間についても上述の実施形態のもの（２０ミリ秒）に限定されず、適宜変更可能であることはいうまでもない。また、相対速度の変化率が所定値以上の場合という条件に換えてあるいは追加して、相対速度の絶対値が所定値以上としても良い。これによってもレーンチェンジ等による車間距離センサの出力値の急変を探知し得るからである。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【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、相対速度算出装置および車間距離制御装置における車間距離フィルタ手段によるフィルタ処理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、相対速度算出装置および車間距離制御装置におけるフィルタ後相対速度取得手段の構成を示す模式的な回路図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る、フィルタ制御手段における制御を示すフローチャートである。
【図５】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説明するためのものであって、車間距離情報（相対速度算出値）とフィルタ後信号値の経時変化の一例を示すグラフである。
【図６】従来の車間距離制御装置に用いられる相対速度算出値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】
【００６２】
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  目標車間距離設定手段
１１１  目標車速算出手段（目標車速設定手段）
１１２  加減速制御手段
１１３  フィルタ後相対速度取得手段
１５０  ＥＣＵ
２０１  第１増幅器
２０２  第２増幅器
２０３  遅延素子
２０４  加算回路
２０５  ゼロ値設定手段
２０６  相対速度変化判定部
２０７  スイッチ（切替手段）
３０１  第１増幅器（車間距離）
３０２  第２増幅器（車間距離）
３０３  遅延素子（車間距離）
３０４  加算回路（車間距離）
３０５  信号認知部
【図１】
2006347402.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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