(57)【要約】【課題】加速度制御から定速度制御に切り替わった直後の自車速の設定車速に対するオーバーシュートを極力小さくし、ドライバ等に恐怖感を与えないようにして信頼性を向上することを目的とする。【解決手段】スロットル制御ＥＣＵ１０により、加速度制御から定速度制御に切り替わったときのスロットル開度を設定車速の開度に制御し、切り替わる直前の前記加速度制御の指令値のスロットル開度によらず、切り替わった直後の自車速の設定車速に対するオーバーシュートを小さくする。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
追従走行の加速度制御により、該制御の指令値にしたがってスロットル開度を制御し、自車速がほぼ設定車速に上昇したときに、前記加速度制御から前記設定車速の定速度制御に切り替えて前記スロットル開度を制御する車両の走行制御装置であって、
前記加速度制御から前記定速度制御に切り替わったときの前記スロットル開度を前記設定車速の開度に制御するスロットル開度制御手段を備えたことを特徴とする車両の走行制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両の走行制御装置において、
スロットル開度制御手段が、スロットル開度と車速との関係のスロットル開度マップを有し、設定車速のスロットル開度を前記スロットル開度マップから導出することを特徴とする車両の走行制御装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の車両の走行制御装置において、
加速度制御により設定車速と自車速との差が所定値以下になるときに、前記加速度制御の指令値に前記差に比例して増減変化する減少係数を乗算し、前記加速度制御の指令値を減少補正する補正手段を備えたことを特徴とする車両の走行制御装置。
【請求項４】
追従走行の加速度制御により、該制御の指令値にしたがってスロットル開度を制御し、自車速がほぼ設定車速に上昇したときに、前記加速度制御から前記設定車速の定速度制御に切り替えて前記スロットル開度を制御する車両の走行制御方法であって、
前記加速度制御から前記定速度制御に切り替わったときの前記スロットル開度を、前記設定車速の開度に制御することを特徴とする車両の走行制御方法。
【請求項５】
請求項４に記載の車両の走行制御方法において、
設定車速のスロットル開度を、スロットル開度と車速との関係のスロットル開度マップから導出することを特徴とする車両の走行制御方法。
【請求項６】
請求項４又は５に記載の車両の走行制御方法において、
加速度制御により設定車速と自車速との差が所定値以下になるときに、前記加速度制御の指令値に前記差に比例して増減変化する減少係数を乗算し、前記加速度制御の指令値を減少補正することを特徴とする車両の走行制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、いわゆる追従走行により加速度制御で自車速が設定車速を越えそうになると、設定車速の定速度制御に切り替える車両の走行制御装置及び走行制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車両の走行制御装置として、車間距離制御を行う追従走行システムがあり、このシステムは、レーザーレーダ等からなる車間距離検出手段により自車（後続車）と先行車との車間距離を検出し、この車間距離と先行車の走行状態とに応じた加速度制御により、図６に示すように、自車１と先行車２との車間距離Ｌを自車速に応じた所定の目標車間距離に保持する。
【０００３】
そして、この追従走行システムは、例えば図７のブロック図に示すように構成され、車間距離検出手段としてのレーザーレーダ３の出力が車間制御ＥＣＵ４に入力される。
【０００４】
このＥＣＵ４は、レーザーレーダ３の出力から時々刻々の車間距離Ｌを検出し、この車間距離Ｌと、車速センサ（図示せず）の自車速及び車間距離Ｌの変化により求まる相対車速等とから、先行車２の時々刻々の走行状態を把握し、この把握に基づき、車間距離Ｌを自車速に応じた所定の目標車間距離に保持しつつ自車１が先行車２に追従して走行するのに必要な時々刻々の加速度制御、制動制御の指令値（目標値）を導出する。
【０００５】
そして、加速度制御の指令値である指令加速度がスロットル制御ＥＣＵ５に送られ、このＥＣＵ５により、自車１の電子スロットル６の開度（スロットル開度）が制御され、自車１の加速度制御が行われる。
【０００６】
また、制動制御の指令値がブレーキ制御ＥＣＵ７に送られ、このＥＣＵ７により、自車１のブレーキアクチュエータ８が制御され、自車１の制動制御が行われる。
【０００７】
これらの加速度制御、制動制御により、車間距離Ｌを自車速に応じた所定の目標車間距離に保持しつつ自車１がフィードバック制御で先行車２に追従走行する。
【０００８】
つぎに、この種の追従走行システムには、自車速をドライバの設定車速（目標車速）に保つ定速度制御（車速制御）の機能も備え、車間距離Ｌの大きい状態でシステムが作動すると、加速度制御（車間距離制御）で自車速が設定車速を越えそうになったときに定速度制御に切り替わるようにしたものがある。
【０００９】
この場合、加速度制御から定速度制御に切り替わるときにの安全性を高めるため、先行車の設定車速以上の車速への加速を予測し、自車速が設定車速に達する前に、早めに加速制御から定速度制御に切り替えて自車速が設定車速をオーバーシュートするのを防止することが考えられ、具体的には、自車速と設定車速との差が所定値より小さくなったときに加速度制御から定速度制御に切り替えること、及び前記所定値を自車速または先行車の車速の変化量に応じて設定することが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【００１０】
また、加速度制御から定速度制御に切り替わるときの制御の不連続性を解消して乗り心地を高めるため、加速度制御から定速度制御に切り替わるときに、重み付け係数を用いた演算やファジィ制御の演算により、スロットルアクチュエータ等の制御量変化の段差を解消して滑らかにすることも提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
【００１１】
【特許文献１】
特開平７‐７６２３６号公報  （第２‐５頁、図４）
【００１２】
【特許文献２】
特開平７‐１７２９４号公報  （第２‐４頁、図４、図８）
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の走行制御の場合、とくに、車間距離Ｌが衝突の生じ得ない程大きく、自車速と設定車速との速度差が小さい状態でシステムが作動すると、つぎのような問題が生じる。
【００１４】
つぎに、図８の自車１の加速度の時間変化特性図、図９の自車１の車速及びスロットル開度の時間変化特性図を参照して、前記の問題を説明する。
【００１５】
なお、図８において、実線ａは指令加速度、実線ｂは実加速度であり、縦軸の加速度の単位はｍ／ｓ２である。
【００１６】
また、図９において、実線ｃはスロットル開度、実線ｄは設定車速、実線ｅは自車速（検出車速）である。
【００１７】
そして、走行中の自車１と先行車２との車間距離Ｌが衝突の生じ得ない程大きい状態でドライバの釦操作等によって追従走行システムを作動すると、まず、加速度制御が行われ、このとき、車間距離Ｌが大きいため、図８の実線ａに示すように、指令加速度は急速に上限値（＝０．１５×９．８ｍ／ｓ２）に増大する。
【００１８】
一方、この追従走行システムの作動を開始したとき（図８、図９の横軸（時間軸）０（＝０ｓ））の自車速が、例えば図９の実線ｅに示すように、ほぼ１５ｋｍ／ｈで、ドライバが設定した２０ｋｍ／ｈの設定車速と自車速との差（速度偏差）Δが小さければ、換言すれば、自車速が設定車速に近い状態であれば、システムの作動開始から短時間で自車速が設定車速を超えそうになり、短時間後（図８、図９の特性では、作動開始から約１．５秒（１．５ｓ）後のｔα時）に、加速度制御から定速度制御への切り替えが発生する。
【００１９】
このとき、図８の実線ａに示すように、切り替え直前の加速度制御の指令加速度が大きいため、図９の実線ｃに示すように、定速度制御の初期スロットル開度が切り替え直前の指令加速度に基づく大きなスロットル開度になる。
【００２０】
このことは、自車速と設定車速との差が所定値より小さくなったときに加速度制御から定速度制御に切り替えるようにしたとしても、切り替え直前の指令加速度が大きくなるため、同様に生じる。
【００２１】
一方、重み付け係数を用いた演算やファジィ制御の演算により、加速度制御から定速度制御に切り替わるときのスロットルアクチュエータ等の制御量変化の段差を解消して滑らかにすると、切り替え直前の指令加速度が大きため、前記の初期スロットル開度が一層大きくなるおそれがある。
【００２２】
そして、加速度制御から定速度制御に切り替わると、図８の実線ｂに示すように、実加速度が初期スロットル開度に基づく大きな値からフィードバック制御で漸減し、図９の実線ｅに示すように、加速度制御から定速度制御に切り替わった後の自車速の設定車速に対するオーバーシュートが大きくなる問題が生じる。
【００２３】
しかも、その大きなオーバーシュートにより、自車速が設定車速を大きく超えることから、ドライバ等に恐怖感を与えて信頼性を損ねる問題もある。
【００２４】
そこで、本発明は、加速度制御から定速度制御に切り替わった直後の自車速の設定車速に対するオーバーシュートを極力小さくし、ドライバ等に恐怖感を与えないようにして信頼性を向上することを目的とする。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために、本発明にかかる車両の走行制御装置は、追従走行の加速度制御により、該制御の指令値にしたがってスロットル開度を制御し、自車速がほぼ設定車速に上昇したときに、前記加速度制御から前記設定車速の定速度制御に切り替えて前記スロットル開度を制御する車両の走行制御装置であって、前記加速度制御から前記定速度制御に切り替わったときの前記スロットル開度を前記設定車速の開度に制御するスロットル開度制御手段を備えたことを特徴としている（請求項１）。
【００２６】
また、本発明にかかる車両の走行制御方法は、追従走行の加速度制御により、該制御の指令値にしたがってスロットル開度を制御し、自車速がほぼ設定車速に上昇したときに、前記加速度制御から前記設定車速の定速度制御に切り替えて前記スロットル開度を制御する車両の走行制御方法であって、前記加速度制御から前記定速度制御に切り替わったときの前記スロットル開度を、前記設定車速の開度に制御することを特徴としている（請求項４）。
【００２７】
これらの構成によれば、加速度制御から定速度制御に切り替わったときのスロットル開度（定速制御の初期スロットル開度）が、切り替わる直前の加速度制御の指令値のスロットル開度によらず、設定車速に応じた開度になる。
【００２８】
そのため、自車と先行車との車間距離が大きく、自車速と設定車速との差が小さい状態での作動開始により、加速度制御から定速度制御に切り替わる直前の加速度制御の指令値が大きくなっても、定速度制御に切り替わった直後の自車速の設定車速に対するオーバーシュート量は小さく、定速度制御に切り替わった後、自車速が設定車速を超える事態はほとんど発生せず、ドライバ等に恐怖感を与えることがなく、信頼性が向上する。
【００２９】
つぎに、本発明にかかる車両の走行制御装置は、スロットル開度制御手段が、スロットル開度と車速との関係のスロットル開度マップを有し、設定車速のスロットル開度を前記スロットル開度マップから導出することを特徴としている（請求項２）。
【００３０】
また、本発明にかかる車両の走行制御方法は、設定車速のスロットル開度を、スロットル開度と車速との関係のスロットル開度マップから導出することを特徴としている（請求項５）。
【００３１】
これらの構成によれば、加速度制御から定速度制御に切り替わったときのスロットル開度が、スロットル開度と車速との関係のスロットル開度マップを用いた実用的な構成で導出されて設定される。
【００３２】
つぎに、本発明にかかる車両の走行制御装置は、加速度制御により設定車速と自車速との差が所定値以下になるときに、前記加速度制御の指令値に前記差に比例して増減変化する減少係数を乗算し、前記加速度制御の指令値を減少補正する補正手段を備えたことを特徴としている（請求項３）。
【００３３】
また、本発明にかかる車両の走行制御方法は、加速度制御により設定車速と自車速との差が所定値以下になるときに、前記加速度制御の指令値に前記差に比例して増減変化する減少係数を乗算し、前記加速度制御の指令値を減少補正することを特徴としている（請求項６）。
【００３４】
これらの構成によれば、加速度制御中に、自車速が設定車速に近づく程、減少係数が小さくなって加速度制御の指令値が減少補正され、加速度制御によるスロットル開度の増大が抑制される。
【００３５】
そのため、自車と先行車との車間距離が衝突のおそれがない程大きく、自車速と設定車速との差が小さい状態で作動したような場合に、加速度制御中のスロットル開度が、前記の減少補正が施されない場合より小さくなり、加速度制御から定速度制御に切り替わった直後の自車速の設定車速に対するオーバーシュートが一層小さくなって自車速が設定車速を超える事態が確実に防止され、ドライバ等に恐怖感を与えることがなく、信頼性が向上する。
【００３６】
【発明の実施の形態】
この発明の一実施形態について、図１ないし図５を参照して説明する。
【００３７】
図１は図７の従来システムの替わりに図６の自車１に搭載される本実施形態の追従走行システムのブロック図、図２は指令加速度の減少係数Ｋの特性図、図３は自車１の加速度の時間変化特性図、図４は自車１の車速及びスロットル開度の時間変化特性図、図５は図１の動作説明用のフローチャートである。
【００３８】
また、図３において、実線Ａは指令加速度（加速度制御の指令値）、実線Ｂは実加速度を示し、図８の実線ａ，ｂに対応する。
【００３９】
さらに、図４において、実線Ｃはスロットル開度、実線Ｄは設定車速、実線Ｅは自車速を示し、図９の実線ｃ、ｄ、ｅに対応する。
【００４０】
つぎに、自車１に車両の走行制御装置として搭載された図１の追従走行システムが、図７の従来システムと異なる点は、図７の車間制御ＥＣＵ４、スロットル制御ＥＣＵ５に替えて、車間制御ＥＣＵ９、スロットル制御ＥＣＵ１０を設け、従来システムに請求項１のスロットル開度制御手段、請求項２のスロットル開度マップ及び請求項３の補正手段を付加した点である。
【００４１】
そして、車間制御ＥＣＵ９のソフトウエア処理によって形成される請求項３の補正手段には、減少係数として、例えば図２の実線に示す特性の指令加速度の減少係数Ｋが設定され、この係数Ｋは、設定車速と自車速との差（速度偏差）Δが所定値Δｓより大きいときは１であり、前記差が所定値以下になると、０≦最小値Ｋｍｉｎ≦Ｋ≦１の範囲で前記差に比例して増減変化し、自車速が設定車速に近づく程、小さくなって加速度制御の指令値である指令加速度を減少補正する。
【００４２】
なお、所定値Δｓ、最小値Ｋｍｉｎは、車種等によって異なり、実験等により予め求められて設定される。
【００４３】
また、ＥＣＵ９、１０のソフトウエア処理によって形成されるスロットル開度制御手段は、加速度制御から定速度制御に切り替わったときのスロットル開度を設定車速の開度に制御する。
【００４４】
さらに、スロットル開度マップは、実験等によって求めた各車速のスロットル開度を、例えばＥＣＵ１０に記憶して形成され、具体的には、設定車速＝［Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、…、Ｖｎ］とスロットル開度＝［θ１、θ２、θ３、…、θｎ］とを一対一対応させた二次元マップからなる。
【００４５】
そして、自車１と先行車２とが衝突のおそれがない十分な距離離れて走行している状態で、ドライバの釦操作等によってこの追従走行システムが作動を開始すると、まず、加速度制御が行われ、車間制御ＥＣＵ９は、図７のＥＣＵ４と同様に、レーザーレーダ３の出力から時々刻々の車間距離Ｌを検出し、この車間距離Ｌと、車速センサ（図示せず）の自車速及び車間距離Ｌの変化により求まる相対車速等とから、先行車２の時々刻々の走行状態を把握して指令加速度を導出する。
【００４６】
このとき、自車１と先行車２との車間距離Ｌが大きいため、図３の実線Ａに示すように、指令加速度は急速に上限値に増大する。
【００４７】
ところで、設定車速等はキー操作等によって自在に設定することができ、例えば、設定車速が２０ｋｍ／ｈ、所定値Δｓが５ｋｍ／ｈに設定され、システム作動開始時の自車速が１６ｋｍ／ｈであったとすると、作動開始直後から、設定車速と自車速との差Δが所定値Δｓ以下になることから、車間制御ＥＣＵ９は、加速度補正手段により、導出した指令加速度に図２の特性の減少係数を乗算し、自車速が設定車に近づく程指令加速度を減少補正し、この補正が施された図３の実線Ａの指令加速度をスロットル制御ＥＣＵ１０に供給する。
【００４８】
そして、このＥＣＵ１０が前記の減少補正された指令加速度に従って電子スロットル６のスロットル開度を制御し、この結果、加速度制御における電子スロットル６のスロットル開度は、差Δが所定値Δｓ以下であることを条件に、図４の実線Ｃに示すように、図９の実線ｃに示す補正が施されない従来システムの開度に比して小さくなる。
【００４９】
そのため、自車速度が設定速度に近い状態でシステムを作動開始すると、自車１と先行車２との車間距離Ｌが大きくても、図３の実線Ｂに示すように、加速度制御による実加速度の増加が抑えられる。
【００５０】
つぎに、図８、図９のｔα時に相当する図３、図４のｔβ時に、自車速がほぼ設定車速に増大してこの設定車速を越えそうになると、車間制御ＥＣＵ９は加速度制御から定速度制御に移行する。
【００５１】
なお、具体的には、例えば、設定車速よりわずかに小さいしきい値の車速が設定され、自車速がこのしきい値の車速に上昇したときに、車間制御ＥＣＵ９が加速度制御から定速度制御に移行する。
【００５２】
そして、加速度制御から定速度制御に移行すると、車間制御ＥＣＵ９の指令加速度は０Ｇになり、替わりに、図４の実線Ｅの設定車速を車間制御ＥＣＵ９からスロットル制御ＥＣＵ１０に通知する。
【００５３】
このＥＣＵ１０は、設定車速の通知により、加速度制御から定速度制御への切り替えを把握すると、従来のように切り替え直前のスロットル開度を定速度制御の初期スロットル開度に設定するのではなく、前記のスロットル開度マップから設定車速のスロットル開度を読み出して導出し、このスロットル開度を定速度制御の初期スロットル開度に設定する。
【００５４】
その後は自車速が設定車速になるように、設定車速と自車速との差に基づき、ＥＣＵ９、１０により、従来システムのＥＣＵ４、５と同様の定速度制御のフィードバック制御で電子スロットル６のスロットル開度を制御する。
【００５５】
この場合、加速度制御から定速度制御に切り替わると、その初期スロットル開度が、直前の加速度制御のスロットル開度によらず、設定車速に対して過不足のない開度になるため、図４の実線Ｃと図９の実線ｃとの比較からも明らかなように、切り替え直後のスロットル開度が従来システムのように過大になることがなく、定速度制御に切り替わった後に自車速が設定車速を超える事態が極力防止される。
【００５６】
ところで、請求項１のスロットル開度制御手段及び請求項２のスロットル開度マップを備え、加速度制御から定速度制御に切り替わったときの定速度制御の初期スロットル開度を、直前の加速度制御のスロットル開度によらず、設定車速に対して過不足のない、その設定速度の開度に制御するのみでも、自車速が設定車速を超える事態を防止し、自車速の設定車速に対するオーバーハングを抑えることができるが、本実施の形態にあっては、請求項３の加速度補正手段も備え、加速度制御から定速度制御に切り替わる直前の指令加速度を減少補正したため、車間距離Ｌが大きく、自車速と設定車速との差Δが小さい状態でシステムを作動しても、図４の実線Ｄに示すように、自車速の設定車速に対するオーバーハングがほとんど発生せず、自車速が設定車速を越えることがなく、設定車速を越えることによる恐怖感をドライバ等に与えることがなく、信頼性が向上する。
【００５７】
なお、ＥＣＵ９、１０による前記制御の具体的な処理のフローチャートは、例えば、図５のステップＳ１〜ステップＳ７に示すようになる。
【００５８】
そして、システムが作動を開始すると、ステップＳ１により加速度制御を実行し、このとき、ステップＳ２の車間距離Ｌの監視と、ステップＳ３の設定車速と自車速との差Δの監視とに基づき、衝突の生じ得ない車間距離Ｌで自車速が設定車速に近づくと、係数Ｋの乗算によって指令加速度を減少補正し、自車速が設定車速を越えそうになる事態を検出すると、加速度制御から定速度制御に移行するため、ステップＳ３からステップＳ４に移ってスロットル開度マップから定速度制御のスロットル開度を導出し、ステップＳ５により、このスロットル開度を初期スロットル開度として定速度制御を実行する。
【００５９】
その後、ステップＳ５、Ｓ６、Ｓ７のループにより、ドライバの解除操作等でシステムの作動が終了するまで定速度制御を続ける。
【００６０】
そして、本発明は、上記した実施形態の構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能であり、例えば、スロットル開度制御手段が、スロットル開度マップに替えてスロットル開度と車速との関係式を有し、加速度制御から定速度制御に切り替わったときの設定車速のスロットル開度を前記関係式から導出するようにしてもよい。
【００６１】
【発明の効果】
以上のように、請求項１、４に記載の発明によれば、加速度制御から定速度制御に切り替わったときのスロットル開度（定速制御の初期スロットル開度）を、切り替わる直前の加速度制御の指令値のスロットル開度によらず、設定車速に応じた開度にすることができ、自車速と設定車速との差が小さい状態での作動開始により、加速度制御から定速度制御に切り替わる直前の加速度制御の指令値が大きくなっても、定速度制御に切り替わった直後の自車速の設定車速に対するオーバーシュートを極めて小さくすることができる。
【００６２】
その結果、定速度制御に切り替わった後、自車速（実速度）が設定車速を超える事態を極力防止して走行制御性能の向上を図り、ドライバ等に恐怖感を与えないようにして信頼性を向上することができる。
【００６３】
また、請求項２、５に記載の発明によれば、加速度制御から定速度制御に切り替わったときのスロットル開度を、スロットル開度と車速との関係のスロットル開度マップを用いた実用的な構成で設定することができる。
【００６４】
つぎに、請求項３、６に記載の発明によれば、加速度制御中に、自車速が設定車速に近づく程、加速度制御の指令値を減少補正し、加速度制御によるスロットル開度の増大を抑制することができ、とくに、自車と先行車との車間距離が衝突のおそれがない程大きく、自車速と設定車速との差が小さい状態で作動開始したような場合に、加速度制御中のスロットル開度を、自車速が設定車速に近づく程、減少補正が施されない場合より小さくし、加速度制御から定速度制御に切り替わった直後の自車速の設定車速に対するオーバーシュートを極めて小さくして自車速が設定車速を超える事態を確実に防止することができ、ドライバ等に恐怖感を与えないようにして信頼性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態のブロック図である。
【図２】図２は図１の指令加速度の減少係数の特性図である。
【図３】図３は図１の加速度の時間変化特性図である。
【図４】図４は図１の車速及びスロットル開度の時間変化特性図である。
【図５】図５は図１の動作説明用のフローチャートである。
【図６】図６は追従走行の説明図である。
【図７】図７は従来装置のブロック図である。
【図８】図８は図７の加速度の時間変化特性図である。
【図９】図９は図７の車速及びスロットル開度の時間変化特性図である。
【符号の説明】
１  自車
２  先行車
６  電子スロットル
９  車間制御ＥＣＵ
１０  スロットル制御ＥＣＵ
【図１】
2004245136.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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【図７】
2004245136.tif 000009
【図８】
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【図９】
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