(57)【要約】【課題】先行車に追従して自車が発進するようなときの無駄な加減速を防止して追従走行性能を向上する。【解決手段】自車前方のレーダ探査に基づく自車１と先行車との車間距離及び先行車の相対速度の検出により、自車速とレーダ検出モード側の指令車速との差に基いて自車１の加減速を制御するレーダ追従モードの制御機能と、操作設定された目標車速に基づく所定の遅れ特性の演算により、その遅れ特性で目標車速に達するドライバ設定側の指令車速を演算し、自車速とドライバ設定側の指令車速との差に基いて自車１の加減速を制御するドライバ設定モードの制御機能とを備え、検出車間距離が、所定の制御切り替え距離以下に短くなるまでドライバ設定モードの制御機能によって自車の追従走行を制御し、所定の制御切り替え距離以下に短くなったときにドライバ設定モードの制御機能の制御からレーダ追従モードの制御機能の制御に切り替える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自車前方のレーダ探査に基づいて自車と先行車との車間距離及び先行車の相対速度を検出し、該検出に基いて検出車間距離を追従走行の目標車間距離に維持する自車のレーダ検出モード側の指令車速を算出し、自車速と前記レーダ検出モード側の指令車速との差に基いて自車の加減速を制御するレーダ追従モードの制御機能と、
操作設定された目標車速に基づく所定の遅れ特性の演算により、該遅れ特性で前記目標車速に達するドライバ設定側の指令車速を演算し、自車速と前記ドライバ設定側の指令車速との差に基いて自車の加減速を制御するドライバ設定モードの制御機能とを備え、
前記検出車間距離が前記目標車間距離に近い所定の制御切り替え距離以下に短くなるまで前記ドライバ設定モードの制御機能によって自車の追従走行を制御し、
前記検出車間距離が前記所定の制御切り替え距離以下に短くなったときに、自車の追従走行の制御を、前記ドライバ設定モードの制御機能の制御から前記レーダ追従モードの制御機能の制御に切り替えることを特徴とする追従走行制御方法。
【請求項２】
ドライバ設定モードの制御機能の所定の遅れ特性が、一次遅れ特性であることを特徴とする請求項１記載の追従走行制御方法。
【請求項３】
請求項２記載の追従走行制御方法において、
操作設定された目標車速と制御開始時、設定変更時の自車速との差が一定以上のときに一次遅れ特性の時定数を増大補正し、
検出車間距離が所定の制御切り替え距離より長い所定の準接近距離以下になったときに、前記時定数を前記検出車間距離の目標車間距離への接近変化量に比例して増大可変することを特徴とする追従走行制御方法。
【請求項４】
自車前方を探査するレーダと、
前記レーダの探査に基づいて自車と先行車との車間距離及び先行車の相対速度を検出し、該検出に基いて検出車間距離を追従走行の目標距離に維持する自車のレーダ検出モード側の指令車速を算出し、該レーダ検出モード側の指令車速に基いて自車の加減速を制御するレーダ追従モードの制御機能を有するレーダ追従モード制御手段と、
操作設定された目標車速に基づく所定の遅れ特性の演算により、ドライバ設定側の指令車速を演算し、該ドライバ設定側の指令車速に基いて自車の加減速を制御するドライバ設定モードの制御機能を有するドライバ設定モード制御手段と、
前記検出車間距離が前記目標距離に近い所定の制御切り替え距離以下に短くなったか否かを監視し、前記検出車間距離が前記所定の制御切り替え距離に短くなるまで前記ドライバ設定モードの制御機能によって自車の追従走行を制御し、前記検出車間距離が前記所定の制御切り替え距離以下に短くなったときに、自車の追従走行の制御を、前記ドライバ設定モードの制御機能の制御から前記レーダ追従モードの制御機能の制御に切り替える制御切り替え手段とを備えたことを特徴とする追従走行制御装置。
【請求項５】
ドライバ設定モードの制御機能の所定の遅れ特性が、一次遅れ特性であることを特徴とする請求項４記載の追従走行制御装置。
【請求項６】
請求項５記載の追従走行制御装置において、ドライバ設定モード制御手段に、
操作設定された目標車速と制御開始時、設定変更時の自車速との差が一定以上のときに一次遅れ特性の時定数を増大補正する手段と、
検出車間距離が所定の制御切り替え距離より長い所定の準接近距離以下のときに、前記時定数を前記検出車間距離の目標車間距離への接近変化量に比例して増大可変する手段とを設けたことを特徴とする追従走行制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、追従走行制御方法及び追従走行制御装置に関し、詳しくは、発進時等の先行車に追いつくときの制御に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両の追従走行制御においては、レーザーレーダ、ミリ波レーダ等による自車前方のレーダ探査に基づいて、自車と先行車との車間距離及び先行車の相対速度を検出し、この検出に基いて検出車間距離を追従走行の目標車間距離に維持する自車の指令車速を算出し、現在の自車速と指令車速との差に基いて自車のスロットル、ブレーキを制御して加減速制御している（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−２７２９６３号公報（段落［０００８］、−［００１２］、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記従来の追従制御の場合、とくに、先行車に追従して自車が発進するようなときには、レーダ探査に基づく自車と先行車との車間距離及び先行車の相対速度の検出が不安定で大きく変動するため、この検出に基いて算出される自車の指令車速に大きな誤差変動が含まれ、過剰な加減速がくり返されて無駄な加減速が行なわれ、追従走行性能の向上が図られない問題がある。
【０００５】
本発明は、先行車に追従して自車が発進するようなときの無駄な加減速を防止して追従走行性能を向上することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記した目的を達成するために、本発明の追従走行制御方法は、自車前方のレーダ探査に基づいて自車と先行車との車間距離及び先行車の相対速度を検出し、該検出に基いて検出車間距離を追従走行の目標車間距離に維持する自車のレーダ検出モード側の指令車速を算出し、自車速と前記レーダ検出モード側の指令車速との差に基いて自車の加減速を制御するレーダ追従モードの制御機能と、操作設定された目標車速に基づく所定の遅れ特性の演算により、該遅れ特性で前記目標車速に達するドライバ設定側の指令車速を演算し、自車速と前記ドライバ設定側の指令車速との差に基いて自車の加減速を制御するドライバ設定モードの制御機能とを備え、前記検出車間距離が前記目標車間距離に近い所定の制御切り替え距離以下に短くなるまで前記ドライバ設定モードの制御機能によって自車の追従走行を制御し、前記検出車間距離が前記所定の制御切り替え距離以下に短くなったときに、自車の追従走行の制御を、前記ドライバ設定モードの制御機能の制御から前記レーダ追従モードの制御機能の制御に切り替えることを特徴としている（請求項１）。
【０００７】
また、本発明の追従走行制御方法は、ドライバ設定モードの制御機能の所定の遅れ特性が、一次遅れ特性であることを特徴とし（請求項２）、操作設定された目標車速と制御開始時、設定変更時の自車速との差が一定以上のときに一次遅れ特性の時定数を増大補正し、検出車間距離が所定の制御切り替え距離より長い所定の準接近距離以下になったときに、前記時定数を前記検出車間距離の目標車間距離への接近変化量に比例して増大可変することも特徴としている（請求項３）。
【０００８】
つぎに、本発明の追従走行制御装置は、自車前方を探査して自車と先行車との車間距離及び先行車の相対速度を検出するレーダと、該レーダの検出車間距離を追従走行の目標距離に維持する自車のレーダ検出モード側の指令車速を算出し、該レーダ検出モード側の指令車速に基いて自車の加減速を制御するレーダ追従モードの制御機能を有するレーダ追従モード制御手段と、操作設定された目標車速に基づく所定の遅れ特性の演算により、ドライバ設定側の指令車速を演算し、該ドライバ設定側の指令車速に基いて自車の加減速を制御するドライバ設定モードの制御機能を有するドライバ設定モード制御手段と、前記検出車間距離が前記目標距離に近い所定の制御切り替え距離以下に短くなったか否かを監視し、前記検出車間距離が前記所定の制御切り替え距離に短くなるまで前記ドライバ設定モードの制御機能によって自車の追従走行を制御し、前記検出車間距離が前記所定の制御切り替え距離以下に短くなったときに、自車の追従走行の制御を、前記ドライバ設定モードの制御機能の制御から前記レーダ追従モードの制御機能の制御に切り替える制御切り替え手段とを備えたことを特徴としている（請求項４）。
【０００９】
また、本発明の追従走行制御装置は、ドライバ設定モードの制御機能の所定の遅れ特性が、一次遅れ特性であることを特徴とし（請求項５）、ドライバ設定モード制御手段に、
操作設定された目標車速と制御開始時、設定変更時の自車速との差が一定以上のときに一次遅れ特性の時定数を増大補正する手段と、検出車間距離が所定の制御切り替え距離より長い所定の準接近距離以下のときに、前記時定数を前記検出車間距離の目標車間距離への接近変化量に比例して増大可変する手段とを設けたことも特徴としている（請求項６）。
【発明の効果】
【００１０】
まず、請求項１、４の構成によれば、例えば先行車に追従して自車が発進する場合、自車と先行車との検出車間距離が目標車間距離に近い所定の制御切り替え距離以下程度に短くなるまでは、レーダ探査に基づく自車と先行車との車間距離及び先行車の相対速度の検出が不安定で大きく変動することから、ドライバ設定モードの制御機能の操作設定された目標車速に基づく所定の遅れ特性のドライバ設定側の指令車速により、前記の変動の影響を受けないようにして自車が目標車速に加減速制御され、この制御によって検出車間距離が前記所定の制御切り替え距離以下に短くなると、レーダ探査に基づく検出車間距離を目標車間距離に維持する自車のレーダ検出モード側の指令車速の算出により、自車速とレーダ検出モード側の指令車速との差に基いて自車の加減速が制御される。
【００１１】
そのため、先行車に追従して自車が発進するようなときに、レーダ探査に基づく自車と先行車との車間距離及び先行車の相対速度の検出が不安定で大きく変動しても、それらの影響を極力受けないようにし、無駄な加減速を防止して追従走行性能を向上することができる。
【００１２】
そして、請求項２、５の構成によれば、ドライバ設定モードの制御機能の所定の遅れ特性が一次遅れ特性であるため、簡単な一次遅れ特性の制御で、実際の追従走行の特性に即して自車速を目標車速に増大し、ドライバに違和感を与えたりすることなく、検出車間距離を前記所定の制御切り替え距離以下に短くして先行車に追いつくようにすることができ、簡単な制御で請求項１、４の効果を得ることができる。
【００１３】
さらに、請求項３、６の構成によれば、操作設定された目標車速と制御開始時、設定変更時の自車速との差が一定以上になり、先行車の発進からかなり遅れて自車が発進するような場合や、先行車が急発進したような場合に、操作設定された目標車速が自車速に対して大きくなっても、一次遅れ特性の時定数が増大補正されてレーダ検出モード側の指令車速の急変化が防止され、この指令車速に基づく自車の無駄な加減速制御を確実に防止することができる。
【００１４】
また、ドライバ設定モードの一次遅れ特性の制御により、検出車間距離が所定の制御切り替え距離より長い所定の準接近距離以下になるまで、自車が先行車に近づくと、その接近が急である程、前記時定数が増大可変され、自車の無駄な加減速制御が一層確実に防止される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
つぎに、本発明をより詳細に説明するため、その一実施形態について、図１〜図５にしたがって詳述する。
【００１６】
図１は自車１に設けられた装置のブロック図、図２は図１の動作説明用のフローチャート、図３は図２の一部の詳細なフローチャート、図４は図１の一次遅れの演算の説明図、図５は図１の制御切り替えの模式図である。
【００１７】
（構成）
図１に示す車両１の追従走行制御装置２は、操作スイッチ部３の追従走行制御の開始、停止（終了）や設定車速等の各種の操作信号、レーザレーダ４の自車前方のレーダ探査に基く自車１と先行車との車間距離及びその変化に基づく先行車の相対速度の時々刻々の検出信号、自車状態検出センサ部５の車輪速センサの時々刻々の自車速等の検出信号が入力されるマイクロコンピュータ構成の追従走行制御用ＥＣＵ６と、このＥＣＵ６により表示制御される液晶表示パネル等の走行情報表示用の表示部７と、ＥＣＵ６の指令加減速度の信号がされるマイクロコンピュータ構成のスロットル制御部８及びブレーキ制御部９と、制御部８、９により動作制御されるスロットルアクチュエータ１０、ブレーキアクチュエータ１１とを備える。
【００１８】
さらに、追従走行制御用ＥＣＵ６は、自車１のイグニッションスイッチ（図示せず）のオンにより、予め設定された図２、図３の追従走行制御のプログラムを実行し、そのソフトウエア処理によって、つぎの（ｉ）〜（ｉｉｉ）の手段を備える。
【００１９】
（ｉ）レーダ追従モード制御手段
この手段は、レーザレーダ４の自車１と先行車との車間距離及び先行車の相対速度の検出に基き、レーザレーダ４の検出車間距離を追従走行の目標距離に維持する自車１のレーダモード側の指令車速を算出し、該レーダ検出モード側の指令車速に基いて自車の加減速を制御するレーダ追従モードの制御機能を有する。
【００２０】
（ｉｉ）ドライバ設定モード制御手段
この手段は、操作設定された目標車速に基づく所定の遅れ特性の演算により、ドライバ設定側の指令車速を演算し、該ドライバ設定側の指令車速に基いて自車の加減速を制御するドライバ設定モードの制御機能を有する。
【００２１】
そして、この実施形態においては、所定の遅れ特性は一次遅れ特性であり、ドライバ設定モード制御手段に、操作設定された目標車速と制御開始時、設定変更時の自車速との差が一定以上のときに一次遅れ特性の時定数を増大補正する手段と、検出車間距離が所定の制御切り替え距離より長い所定の準接近距離以下のときに、前記時定数を前記検出車間距離の目標車間距離への接近変化量に比例して増大可変する手段とが設けられる。
【００２２】
（ｉｉｉ）制御切り替え手段
この手段は、検出車間距離が目標距離に近い所定の制御切り替え距離以下に短くなったか否かを監視し、検出車間距離が所定の制御切り替え距離に短くなるまでドライバ設定モードの制御機能によって自車１の追従走行を制御し、検出車間距離が所定の制御切り替え距離以下に短くなったときに、自車１の追従走行の制御を、ドライバ設定モードの制御機能の制御からレーダ追従モードの制御機能の制御に切り替える。
【００２３】
つぎに、スロットル制御部８は、ＥＣＵ６からの指令加減速度にしたがってスロットルアクチュエータ１０を動作制御し、自車１のスロットルバルブのスロットル開度を制御する。
【００２４】
また、ブレーキ制御部９は、ＥＣＵ６からの指令加減速度にしたがってブレーキアクチュエータ１１を動作制御し、ＥＣＵ６のブレーキ制御に即して自車１のブレーキ圧を制御する。
【００２５】
さらに、表示部７はＥＣＵ６の表示制御により、例えば、検出車間距離、目標車間距離、自車速等の追従走行の制御状態の表示を行う。
【００２６】
（動作）
つぎに、上記のように構成された追従走行制御装置２につき、図２〜図５を参照して、自車１の追従走行の発進時の動作を説明する。
【００２７】
まず、例えばイグニッションスイッチがオンして自車１が停止した状態で先行車が発進し、この先行車の発進に伴ってドライバが追従制御開始／停止のスイッチを操作し、追従走行制御の開始がＥＣＵ６に入力されると、図２のステップＳ１からステップＳ２に移行し、ＥＣＵ６は、検出車間距離が種々の実験等に基づいて予め設定された制御切り替え距離（例えば、１０メートル）以下か否かを判別する。
【００２８】
そして、発進するときは、通常、検出車間距離が制御切り替え距離より長く、このとき、前記したようにレーダ探査に基づく自車１と先行車との車間距離及び先行車の相対速度の検出が不安定で大きく変動し、この検出に基いて自車１の指令車速を算出すると、算出した車速に大きな誤差変動が含まれるため、図２のステップＳ２からステップＳ３に移行し、ドライバ設定モード制御手段のドライバ設定モードの制御機能を動作する。
【００２９】
このドライバ設定モードの動作は図３のステップＳ３１〜Ｓ３６からなり、基本的に、ドライバが操作スイッチ部３のスイッチ操作によって設定した追従走行の目標車速（設定車速）Ｖｓｅｔと、初期設定された制御時定数Ｔｄｒｖとに基き、つぎの（１）式の指令車速演算式、（２）式の時定数演算式の演算により、一次遅れ特性で目標車速Ｖｓｅｔに達する指令車速Ｖｒｅｆを算出するものである。
【００３０】
Ｖｒｅｆ［ｋ］＝Ｋｄｒｖ×Ｖｒｅｆ［ｋ−１］＋（１−Ｋｄｒｖ）×Ｖｓｅｔ［ｋ］                                                                      …（１）式
Ｋｄｒｖ＝ｅｘｐ（−（１／Ｔｄｒｖ）×ｄＴ）                        …（２）式
【００３１】
なお、（１）式、（２）式において、［ｋ−１］、［ｋ］［ｋ＋１］は、周期的にくり返されるこのプログラムの時系列の演算処理時刻であり、［ｋ］が現在の処理時刻、［ｋ−１］が直前（１回前）の処理時刻、［ｋ＋１］がつぎの処理時刻を示す。ｄＴはその演算処理の周期（秒）である。
【００３２】
また、両式の演算を実行することにより、ＥＣＵ６は等価的に、図４に示す一次遅れ演算部６ａを形成する。
【００３３】
そして、具体的には、図３のステップＳ３１により前記（２）式の演算から（１）式中の時間変化する時定数Ｋｄｒｖを算出する。
【００３４】
つぎに、制御開始時は検出車間距離が後述の準接近距離より大きいため、ステップＳ３１からステップＳ３２を介してステップＳ３３に移行する。
【００３５】
そして、とくに自車速Ｖｉが０になる制御開始時等に過大な加減速制御が発生しないようにするため、目標車速Ｖｓｅｔと自車速Ｖｉとの差（偏差）が実験等によって定めた一定値（しきい値）以上か否かを判別し、一定値以上であるときは、ステップＳ３３からステップＳ３４に移行し、算出した時定数Ｋｄｒｖを一定値又はその大きさに比例し可変値の補正量増大補正してステップＳ３５に移行する。
【００３６】
一方、目標車速Ｖｓｅｔと自車速Ｖｉとの差（偏差）が実験等によって定めた一定値（しきい値）より小さければ、ステップＳ３３からステップＳ３５にただちに移行する。
【００３７】
そして、ステップＳ３５により、時定数Ｋｄｒｖに基いて、（１）式の演算から最新の指令車速Ｖｒｅｆを演算し、この指令車速Ｖｒｅｆに基き、ステップＳ３６によって自車１の加減速制御を行なう。
【００３８】
具体的には、指令車速Ｖｒｅｆと現在の自車速Ｖｉとの差に応じた指令加減速度の信号をＥＣＵ６から制御部８、９に供給し、スロットル制御部８により周知の制御手法で対応するスロットル開度にスロットルアクチュエータ１０を制御し、制動が必要なときは、ブレーキ制御部９により周知の制御手法でブレーキアクチュエータ１１を制御する。
【００３９】
そしてこれらの制御のくり返しにより、自車速が増大して検出車間距離が前記の制御切り替え距離よりは長い設定された準接近距離、すなわち、もう少しで目標車間距離になる走行状の車間距離に達すると、図３のステップＳ３２からステップＳ３７に移行し、時定数Ｋｄｒｖを検出車間距離の目標車間距離への接近の変化量に比例して増大可変して補正し、ドライバ設定モードの動作による指令車速Ｖｒｅｆの変化を抑制し、自車１の加減速変化をさらに少なくする。
【００４０】
つぎに、検出車間距離が前記の制御切り替え距離に達すると、ドライバ設定モードの設定車速（目標車速）に基く制御では、先行車に追いつく制御は行えるが、車間距離制御は行なえないため、図２のステップＳ２からステップＳ４に移行し、ドライバ設定モードの制御からレーダ追従モードの制御に切り替える。
【００４１】
そして、このレーダ追従モードの制御により、従来からの追従制御と同様、レーザレーダ４の自車１と先行車との車間距離及び先行車の相対速度の検出に基き、ＥＣＵ６により、レーザレーダ４の検出車間距離を追従走行の目標距離に維持する自車１のレーダモード側の指令車速Ｖｒｅｆ算出し、この指令車速Ｖｒｅｆに基いて自車の加減速を制御する。
【００４２】
そして、追従走行制御中において、先行車の走行状態の変化等に基く検出車間距離の長短変化により、図２のステップＳ２の判別に基づき、図５に示すように、ドライバ設定モードの加減速と、レーダ追従モードの加減速とが、切り替えて行なわれる。
【００４３】
そのため、とくに先行車に追従して自車１が発進するようなときに、レーダ探査に基づく自車１と先行車との車間距離及び先行車の相対速度の検出が不安定で大きく変動しても、ドライバ設定モードの加減速制御により、それらの影響を極力受けないようして発進し、無駄な加減速を防止して追従走行性能を向上することができる。
【００４４】
しかも、車間距離が目標距離に近づくと、レーダ追従モードの加減速制御により、車間距離を目標距離に維持することができる。
【００４５】
そして、この実施形態にあっては、ドライバ設定モードの所定の遅れ特性を一次遅れ特性としたため、前記の（１）式、（２）式の簡単演算によって、実際の追従走行の特性に即して自車速Ｖｉを目標車速に増大し、ドライバに違和感を与えたりすることもない。
【００４６】
そして、本発明は上記した実施形態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、前記の目標距離、所定の制御切り替え距離、準接近距離等は、実験等に基づいて種々に設定することができる。また、ドライバ設定モードの所定の遅れ特性は、前記の（１）式、（２）式の一次遅れ特性以外の一次遅れ特性であってもよく、一次遅れ特性と異なる遅れ特性であってもよい。さらに、レーザ探査が、ミリ波レーダ等によって行なうようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
ところで、図１のレーザレーダ４等を、追従走行以外の他の制御に兼用し、自車１の装備部品数を少なくする場合にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の一実施形態のブロック図である。
【図２】図１の動作説明用のフローチャートである。
【図３】図２の一部の詳細なフローチャートである。
【図４】図１の一次遅れの演算の説明図である。
【図５】図１の制御切り替えの模式図である。
【符号の説明】
【００４９】
１    自車
４    レーザレーダ
６    追従走行制御用ＥＣＵ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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