(57)【要約】【課題】  車両走行制御装置において、複数の設定車間時間の設定がある際に、ドライバの感性にあわせることができるように、先行車との挙動に対する応答を示す。応答特性を変更又は切り替える。【解決手段】  設定車間時間の変更に伴ない追従制御の応答特性を変更し、設定車間時間が長い時間の場合には先行車両の挙動に対して遅い応答特性とし、設定車間時間が短い時間の場合には早い応答特性とすることで、ドライバの感性にあわせた追従制御が実現できる。【選択図】図７
2005329776.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
先行車両と自車両との車間時間を算出する手段と、ドライバの操作から設定車間時間を設定する手段と、追従制御の応答特性を決定する手段と、前記応答特性に応じて前記車間時間が前記設定車間時間になるように加減速度を制御する手段とを有し、
前記設定車間時間の設定の変更に応じて前記応答特性を変更することを特徴とする、車両走行制御装置。
【請求項２】
請求項１において、前記設定車間時間の設定を長くすると前記応答特性を遅く設定することを特徴とする、車両走行制御装置。
【請求項３】
請求項１において、前記設定車間時間の設定を短くすると前記応答特性を早く設定することを特徴とする、車両走行制御装置。
【請求項４】
先行車両の追従制御のための応答特性を設定する応答特性設定部と、
前記応答特性設定部により設定された応答特性に応じた車間時間を設定する車間時間設定部と、
設定された前記応答特性と前記車間時間に従って車間制御を行う車間制御部とを有して車両の走行制御を行うことを特徴とする、車両制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、原動機もしくはモータによる加減速と、ブレーキによる減速と、により先行車両との車間距離を制御する車両走行制御装置に関し、特に設定車間時間の変更に伴い追従制御の応答特性を変化させ追従制御を行う技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より自車と自車前方の車両（先行車）との車間距離（時間）を予め設定した距離
（設定車間時間）に保つように制御する自動追従制御などの車両走行制御装置が開発されており、ドライバの嗜好や走行状態にあわせて設定車間時間の設定を切り替えられるシステムも開発されている。
【０００３】
例えば特開平１１−４２９５７号公報には、追従制御において複数の設定車間時間の設定を切り替え、現在の設定状態を一目でドライバに認知させる技術が公開されている。
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−４２９５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来技術では、設定車間時間を変更しても、追従制御の応答特性は変わらないため、設定車間時間を長い時間に合わせて応答特性を遅く決めていた場合に、ドライバの嗜好により設定車間時間を短い時間に変更しても、先行車両の急激な変化例えば車速の変化に対して応答特性は変わらず、遅いままであるためドライバのアクセルまたはブレーキ介入の必要が生じるという欠点がある。
【０００６】
また、設定車間時間を短い時間に合わせて応答特性を早く決めていた場合に、ドライバの嗜好により設定車間時間を長い時間に変更すると、先行車両の急激な変化が生じても車間時間に対して余裕がある場合でさえも必要以上に先行車両の動きにあわせて加減速を行い、乗り心地が悪化するという欠点がある。
【０００７】
本発明は、設定車間時間の変更に伴なって追従制御の応答特性をも変更し、設定車間時間が長い時間の時には先行車両の挙動に対して遅く反応する応答特性とすることで、ドライバの感性にあわせた車両走行制御装置を提供することを目的とする。
【０００８】
本発明は、設定車間時間の変更に伴ない追従制御の応答特性を変更し、設定車間時間が短い時間の時には先行車両の挙動に対して早く反応する応答特性とすることで、ドライバの感性にあわせた車両走行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】
【０００９】
本発明は、先行車両と自車両との車間時間を算出する手段と、ドライバの操作から設定車間時間を設定する手段と、追従制御の応答特性を決定する手段と、前記応答特性に応じて前記車間時間が前記設定車間時間になるように加減速度を制御する手段とを有し、前記設定車間時間の変更を行うことにより、前記応答特性を変化させることを特徴とする、車両走行制御装置である。
【００１０】
また本発明は、前記において前記設定車間時間の設定を長くすると前記応答特性を遅く設定することを特徴とする、車両走行制御装置である。
【００１１】
また本発明は、前記において前記応答特性を早く設定することを特徴とする、車両走行制御装置である。
【発明の効果】
【００１２】
設定車間時間の変更に伴ない、設定車間時間に応じた、車両の応答特性を変更することができ、より乗り心地を向上させた追従制御を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図を用いて本発明の実施例を説明する。図１は本発明の車両走行制御装置が搭載された車両の一構成例である。
【００１４】
図１に示す車両のパワートレインは、原動機１１，変速機１２，ブレーキ１３ｃ、および駆動輪１４から構成される。原動機１１と変速機１２は駆動連結されており、変速機
１２は変速比を変化させ駆動輪１４に最適な駆動力を伝える。また、ブレーキ１３ｃは駆動輪１４に連結されている。
【００１５】
原動機１１は、車両の駆動力を発生させる機関であり、エンジンやモータで構成される。
【００１６】
原動機制御装置２１は、上記の様な原動機１１の出力を制御する手段であり、運転者の運転操作による通常走行時は運転者のアクセルペダル操作に基づいて原動機の出力を制御するが、車両走行制御装置２６が動作しているときは、運転者の操作がない場合にも車両走行制御装置２６からの指令に基づいて原動機１１の出力を制御できる。
【００１７】
変速機１２は液体式やベルト式やトロイダル式などの無段変速機または複数のギヤを切り替える有段変速機であり、変速比を無段階に若しくは数段階に調節することができる。
【００１８】
変速機制御装置２２は、マイクロコンピューターとその周辺部品を備え、運転者の運転操作による通常走行時は、自車速やエンジン回転数などに基づいて、変速機１２のアクチュエータ（図示せず）を制御し、減速比を変更する。例えば、停止状態からアクセルを踏んで加速した場合には、あらかじめ定めた車速と減速比とのマップに従って、減速比を徐々に低下させる。変速機１２が有段変速機である場合は、上記のマップ上に定められた変更線を超えたときに変速段を切り替え、減速比を変化させる。
【００１９】
ブレーキ１３ｃは、各輪と共に回転する回転体（ブレーキディスクやブレーキドラム）に固定されている摩擦部材を接触、または、各輪と共に回転する回転体（ディスクやドラム）に固定されている永久磁石若しくは電磁石の磁界を加える、または、各輪と共に回転する羽根車と固定されている羽根車の間に液体を送り込むことで、速度エネルギーを熱エネルギーに変換することで制動力を発生させる。一例として本実施例ではディスクと摩擦部材を用いたブレーキを示す。ブースタ１３ａは原動機１１等で発生する負圧を利用して、運転者のブレーキ操作力を増幅してマスタシリンダ１３ｂに伝達する。ここでマスタシリンダ１３ｂから各輪のブレーキ１３ｃには油圧配管が接続されており、マスタシリンダ１３ｂが押されると油圧配管内の油圧が上昇して各輪のブレーキ１３ｃに設けられたピストンを動作させ、摩擦部材をブレーキディスクに押しつける構成となっている。
【００２０】
ここでブースタ１３ａにはソレノイド（図示せず）が内蔵されており、このソレノイドを駆動することでドライバがブレーキペダル（図示せず）を操作した場合と同様にマスタシリンダ１３ｂ内にブレーキ液圧を発生させ、ブレーキ１３ｃを作動させ、制動力を発生させることができる。
【００２１】
ブレーキ制御装置２３はマイクロコンピューターとその周辺部品を備えており、車両走行制御装置２６が動作しているときは、ドライバのブレーキ操作がない場合でも、車両走行制御装置２６からの指令に基づいて上記のソレノイドを駆動し、制動力を発生させることができる。
【００２２】
レーダ１５はレーザ式または電波式などであり、車両の前部に取り付けられており、レーザービームまたは電波などを前方に送出し先行車両からの反射を受信する。
【００２３】
レーダ制御装置２５はマイクロコンピューターとその周辺部品を備え、レーダ１５を駆動し、先行車両からの反射から先行車両との車間距離，相対速を計算し、車内通信２７上に送信する。
【００２４】
車両走行制御装置２６は、マイクロコンピューターとその周辺部品を備え、レーダ制御装置２５からの車間距離，相対速，ドライバ操作による設定車間時間と設定車速の設定とから目標駆動トルクを算出し、原動機１１の出力トルク、変速機１２の変速比、ブレーキ１３ｃの制動力などを制御する。このとき、原動機１１，変速機１２，ブレーキ１３ｃへの指令は車内通信２７を通じて与えられる。
【００２５】
車両走行制御装置２６は、図２に示すような機器が接続されている。クルーズＳＷ３１，セットＳＷ３２，キャンセルＳＷ３３，設定車速ＵＰＳＷ３４，設定車速ＤＯＷＮＳＷ３５，車間時間切替ＳＷ３６，リジュームＳＷ３７はそれぞれのスイッチボタンもしくはレバー（それぞれ図示せず）のドライバ操作に応じて、それぞれのスイッチがオンする。それぞれのＳＷのオンを検出した動作については後述する。
【００２６】
ワイパーＳＷ３８は雨天時等でドライバがワイパー（図示せず）を作動した状態（この時、ワイパースイッチ  オン）を検出し、ワイパースイッチオンにより、追従制御を中断する。
【００２７】
ブレーキランプＳＷ３９はブレーキペダル（図示せず）の踏み込み状態（この時、スイッチ  オン）を検出する。
【００２８】
ドライバブレーキＳＷ４０はドライバのブレーキ操作状態（この時、スイッチ  オン）を検出し、ドライバブレーキＳＷオンにより追従制御を中断する。
【００２９】
スノーモードＳＷ４１は滑りやすい路面等でドライバがスノーモードスイッチ（図示せず）を押下した状態（この時、スイッチ  オン）を検出し、スノーモードＳＷオンにより追従制御を中断する。
【００３０】
ＤレンジＳＷ４２はシフトレバー（図示せず）のレンジ位置がＤレンジ状態（この時、スイッチ  オン）を検出し、ＤレンジＳＷオフにより追従制御を中断する。
【００３１】
設定車速表示５１は追従制御中に現在の設定車速を表示し、追従制御中以外では消灯する。
【００３２】
先行車両表示５２は追従制御中にレーダによる先行車両の捕捉状態を反映して表示し、追従制御中以外では消灯する。
【００３３】
自車両表示５３は追従制御中に点灯し、追従制御中以外では消灯する。
【００３４】
設定車間表示５４は追従制御中に現在の設定車間を表示し、追従制御中以外では消灯する。
【００３５】
クルーズ中表示５５は追従制御中に点灯し、追従制御中以外では消灯する。
【００３６】
警告灯表示５６は追従制御の異常時に警告灯を点灯させる。
【００３７】
警報ブザー５７は追従制御の故障時と衝突警報時に警報音を鳴らす。
【００３８】
ブレーキリレー５８は追従制御中に車両走行制御装置がブレーキを掛けた際にブレーキランプを点灯させる。
【００３９】
図３に、車両走行制御装置２６の動作状態を示す状態遷移図を示す。
【００４０】
イグニッションＯＮした直後はクルーズオフ状態６１である。この状態では設定車速表示５１，先行車両表示５２，自車両表示５３，設定車間表示５４，クルーズ中表示５５の何れも点灯しておらず、追従制御も行っていない。
【００４１】
クルーズオフ状態６１でクルーズＳＷ３１のオフ→オンを検出したら、自車両表示５３を点灯させ、設定車間時間を設定車間表示５４に表示し、クルーズ中表示５５を点灯させ、クルーズスタンバイ状態６２に遷移する（７１）。
【００４２】
クルーズスタンバイ状態６２でクルーズＳＷ３１のオフ→オンを検出したら、自車両表示５３を消灯させ、設定車間表示５４を消灯させ、クルーズ中表示５５を消灯させ、クルーズオフ状態６１に遷移する（７２）。
【００４３】
クルーズスタンバイ状態６２でセットＳＷ３２のオフ→オンを検出したら、現在の車速を設定車速として設定車速表示５１に表示し、先行車両の有無を先行車両表示５２に反映させ、追従制御を開始し、クルーズ中状態６３に遷移する（７３）。
【００４４】
クルーズスタンバイ状態６２でリジュームＳＷ３７のオフ→オンを検出したら、前回の設定車速を設定車速として設定車速表示５１に表示し、先行車両の有無を先行車両表示
５２に反映させ、追従制御を開始し、クルーズ中状態６３に遷移する（７３）。
【００４５】
クルーズ中状態６３でキャンセルＳＷ３３のオフ→オンを検出したら、設定車速表示
５１と先行車両表示５２を消灯し、追従制御を中断しクルーズスタンバイ状態６２に遷移する（７４）。
【００４６】
クルーズスタンバイ状態６２で車間時間切替ＳＷ３６のオフ→オンを検出したら、設定車間時間が長なら中、中なら短、短なら長に切り替えて設定車間表示５４に表示する。設定車間時間は自車両が現在の速度で先行車両の現在の地点を通過するまでの時間であり、例えば長は２.２秒 、中は１.８秒、短は１.４秒の設定時間を持つ（７５）。
【００４７】
クルーズ中状態６３でクルーズＳＷ３１のオフ→オンを検出したら、設定車速表示５１と先行車両表示５２と自車両表示５３と設定車間表示５４とクルーズ中表示５５を消灯し、追従制御を停止し、クルーズオフ状態６１に遷移する（７６）。
【００４８】
クルーズ中状態６３で車両走行制御装置の異常を検出したら、設定車速表示５１と先行車両表示５２と自車両表示５３と設定車間表示５４を消灯し、警告灯表示５６を点灯し、警報ブザー５７より警告音を鳴らし、異常表示の状態に遷移する（７７）。
【００４９】
クルーズ中状態６３で車間時間切替ＳＷ３６のオフ→オンを検出したら、設定車間時間が長なら中，中なら短，短なら長に切り替えて設定車間表示５４に表示する（７８）。
【００５０】
クルーズ中状態６３で設定車速ＵＰＳＷ３４のオフ→オンを検出したら、設定車速を
＋５km／ｈする（７８）。
【００５１】
クルーズ中状態６３で設定車速ＤＯＷＮＳＷ３５のオフ→オンを検出したら、設定車速を−５km／ｈする（７８）。
【００５２】
クルーズスタンバイ状態６２で車両走行制御装置の異常を検出したら、自車両表示５３と設定車間表示５４を消灯し、警告灯表示５６を点灯し、警報ブザー５７より警告音を鳴らし、異常表示の状態に遷移する（７９）。
【００５３】
異常表示状態６４でクルーズＳＷ３１のオフ→オンを検出したら、クルーズ中表示５５と警告灯表示５６を消灯し、クルーズオフ状態６１に遷移する（８０）。
【００５４】
図９に車両走行制御装置２６の一実施例を示す。車間時間の設定を行う入力部２６１は、例えば車間時間切替ＳＷ３６などである。追従制御の応答特性を設定しても良く、その場合は入力部２６２のスイッチなどで設定する。設定時間の入力は車間時間設定部２６３で設定され、この車間時間に応じた応答特性が応答特性設定部２６４で設定されて、その結果に応じて車間距離（時間）制御部２６０３で制御される。応答特性の入力は応答特性設定部２６４で設定され、この応答特性に応じた車間時間が車間時間設定部２６３で設定され、その結果に応じて車間距離（時間）制御部２６０３で制御される。車間時間の設定の場合は、実線矢印２６６，２６８，２６０２（又は２６０１及び２６０２）の流れで車両走行制御部２６５へ信号を出力できる。応答特性の設定の場合は、破線矢印２６７，
２６９，２６０１(又は２６０１及び２６０２)の流れで車両走行制御部２６５へ信号を出力できる。
【００５５】
尚、２６３，２６４，２６０３は図４のＳ１２に機能的には相当するが、本発明の特徴を含むのであれば付随した回路や処理部，プログラム等を含んでいても良い。
【００５６】
さらに、車間時間の設定と応答特性の設定は、どちらか１つを設定できる装置又はシステムでもよく、さらには、両方設定できるものでも良い。
【００５７】
図４に、車両走行制御装置２６による車両走行制御を示すブロック図を示す。
【００５８】
ドライバ操作処理Ｓ１１では、設定車速ＵＰＳＷ３４と設定車速ＤＯＷＮＳＷ３５の操作により設定車速を設定し、車間時間切替ＳＷ３６の操作により設定車間時間を設定する。
【００５９】
車間距離制御Ｓ１２では、相対速度と車速より先行車両速度を求め、先行車両速度と設定車間時間から設定車間距離を算出し、車間距離を設定車間距離に収束させるべく後述応答特性に従い車速指令を相対速度および車速から求める。
【００６０】
車速制御Ｓ１３では、車速指令と車速からトルク指令を算出し、トルク指令から原動機トルク指令値とブレーキ液圧指令値とＯ／Ｄ（オーバドライブ）解除要求を求める。
【００６１】
求めたＯ／Ｄ解除要求を変速機制御装置２２に車内通信２７を通じて送信し原動機ブレーキを発生させ、また原動機トルク指令値を原動機制御装置２１に車内通信２７を通じて送信し原動機トルクを発生させ、またブレーキ液圧指令値をブレーキ制御装置２３に送信し制動力を得ることで、先行車両に追従して走行を行う。
【００６２】
次に、車間距離制御Ｓ１２について詳細に説明する。
【００６３】
車間距離制御のモデルは２次系であり、２次系の伝達関数は一般的に数式１で表すことができる。
【００６４】
【数１】
2005329776.tif 000003
【００６５】
ここでωｎ は固有角周波数、ζは減衰比とする。
【００６６】
いま、数式１に単位ステップ入力が加わったとすると、数式２になる。
【００６７】
【数２】
2005329776.tif 000004
【００６８】
数式２に不足減衰を仮定すると、数式３になる。
【００６９】
【数３】
2005329776.tif 000005
【００７０】
数式３を逆ラプラス変換すると、数式４になる。
【００７１】
【数４】
2005329776.tif 000006
【００７２】
数式４をグラフに示すと図５になる。
【００７３】
図６に、設定車間時間の変更による車間距離制御の応答特性選択のフローを示す。
【００７４】
車間時間切替ＳＷ３６がオフからオンになったとき、Ｓ２２の処理を行う、それ以外のときは何もしない（Ｓ２１）。
【００７５】
現在の設定車間時間が長のとき、設定車間時間を中にしζ＝０.９ にし、それ以外のときはＳ２４の処理を行う（Ｓ２２，Ｓ２３）。
【００７６】
現在の設定車間時間が中のとき、設定車間時間を短にしζ＝０.８ にし、それ以外のときはＳ２６の処理を行う（Ｓ２４，Ｓ２５）。
【００７７】
現在の設定車間時間が短のとき、設定車間時間を長にしζ＝１.０ にし、それ以外のときはなにもしない（Ｓ２６，Ｓ２７）。
【００７８】
設定車間時間と応答特性ζの関係を図７に示す。図の様に設定車間時間が長の時、応答特性ζ＝１.０ を選択し、設定車間時間が中の時、応答特性ζ＝０.９ を選択し、設定車間時間が短の時、応答特性ζ＝０.８ を選択する。
【００７９】
また、設定車間時間と応答特性ζの関係は図８の様にしても良い。図の様に応答特性ζ＝１.０ の時、設定車間時間を長を選択し、応答特性ζ＝０.９ の時、設定車間時間を中を選択し、応答特性ζ＝０.８ の時、設定車間時間を短を選択する。
【００８０】
このような設定車間時間に対応した応答特性は、設定のたびに演算してもよく、又、予めメモリ等に保持しているデータ，マップから選択してもよい。また、応答特性を運転者に設定させることで車間時間を設定することも可能である。
【００８１】
この処理により、追従制御の応答特性を設定車間時間が長の時には遅い応答に、設定車間時間が短の時には早い応答にすることができ、ドライバの感性にあわせた追従制御が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明の車両走行制御装置に関する車両構成図。
【図２】本発明の車両走行制御装置の接続機器ブロック図。
【図３】本発明の動作状態遷移図。
【図４】本発明の全体制御ブロック図。
【図５】減衰比に依存した２次系の応答図。
【図６】本発明の車間距離制御の応答特性選択フロー。
【図７】本発明の設定車間時間と応答特性ζの関係図１。
【図８】本発明の設定車間時間と応答特性ζの関係図２。
【図９】本発明の車両走行制御装置の一実施例。
【符号の説明】
【００８３】
１１…原動機、１２…変速機、１３ａ…ブースタ、１３ｂ…マスタシリンダ、１３ｃ…ブレーキ、１４…駆動輪、１５…レーダ、２１…原動機制御装置、２２…変速機制御装置、２３…ブレーキ制御装置、２５…レーダ制御装置、２６…車両走行制御装置、２７…車内通信、３１…クルーズＳＷ、３２…セットＳＷ，３３…キャンセルＳＷ、３４…設定車速ＵＰＳＷ、３５…設定車速ＤＯＷＮＳＷ、３６…車間時間切替ＳＷ、３７…リジュームＳＷ、３８…ワイパーＳＷ、３９…ブレーキランプＳＷ、４０…ドライバブレーキＳＷ、４１…スノーモードＳＷ、４２…ＤレンジＳＷ、５１…設定車速表示、５２…先行車両表示、５３…自車両表示、５４…設定車間表示、５５…クルーズ中表示、５６…警告灯表示、５７…警報ブザー、５８…ブレーキリレー。
【図１】
2005329776.tif 000007
【図２】
2005329776.tif 000008
【図３】
2005329776.tif 000009
【図４】
2005329776.tif 000010
【図５】
2005329776.tif 000011
【図６】
2005329776.tif 000012
【図７】
2005329776.tif 000013
【図８】
2005329776.tif 000014
【図９】
2005329776.tif 000015