(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自車両と先行車両との車間距離を検出する車間距離検出手段と、自車両の走行速度を検出する自車両速度検出手段と、自車両の速度を制御することにより、自車両と先行車両との車間距離を目標車間距離に一致させるように制御する車間距離制御手段と、自車両前方の路面状態及び当該路面状態の位置に関する情報を情報提供装置から受信する情報受信手段と、前記情報受信手段で受信された自車両前方の路面状態に関する情報から前記自車両と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、前記路面状態の位置に関する情報及び自車両の走行速度に基づいて、路面状態が変化している自車両前方の路面に到達するまでに実際の車間距離の制御が完了するように前記目標車間距離の設定開始タイミングを設定する制御開始タイミング設定手段とを備えたことを特徴とする車間距離制御装置。
【請求項２】
前記目標車間距離設定手段が目標車間距離を設定しているときには、前記車間距離制御手段による自車両の加速を制限する加速制限手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の車間距離制御装置。
【請求項３】
前記情報受信手段は、少なくとも自車両前方の路面の路面摩擦係数状態及び路面状態が変化する路面までの距離の情報を受信することを特徴とする請求項１又は２に記載の車間距離制御装置。
【請求項４】
自車両と先行車両との相対速度を検出する相対速度検出手段を備え、前記車間距離制御手段は、前記車間距離検出手段で検出された自車両と先行車両との車間距離及び前記相対速度検出手段で検出された自車両と先行車両との相対速度に応じて、当該車間距離が目標車間距離に一致するように自車両の走行状態を制御することを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の車間距離制御装置。
【請求項５】
前記目標車間距離設定手段は、少なくとも前記情報受信手段で受信された路面摩擦係数状態の情報及び前記自車両速度検出手段で検出された自車両の走行速度に基づいて目標車間距離を設定することを特徴とする請求項３又は４に記載の車間距離制御装置。
【請求項６】
目標車間距離を変化させるときの目標車間距離変化率を設定する目標車間距離変化率設定手段を備え、前記目標車間距離設定手段は、前記目標車間距離変化率設定手段で設定された目標車間距離変化率に基づいて目標車間距離を設定することを特徴とする請求項５に記載の車間距離制御装置。
【請求項７】
目標車間距離を変化させるときの目標車間距離変化率を設定する目標車間距離変化率設定手段を備え、前記制御開始タイミング設定手段は、前記目標車間距離設定手段で設定された目標車間距離及び前記目標車間距離変化率設定手段で設定された目標車間距離変化率及び前記自車両速度検出手段で検出された自車両の走行速度に基づいて目標車間距離の設定開始タイミングを設定することを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載の車間距離制御装置。
【請求項８】
前記目標車間距離変化率設定手段は、前記制御開始タイミング設定手段により最も早いタイミングで制御が開始されても、路面状態が変化している自車両前方の路面に到達するまでに車間距離の制御が完了しないときには、目標車間距離変化率を大きく設定することを特徴とする請求項６又は７に記載の車間距離制御装置。
【請求項９】
乗員に情報を提示する情報提示手段を備え、前記車間距離制御手段は、前記目標車間距離設定手段によって設定された目標車間距離が変化し、それに応じて車間距離を変更するときに、前記情報提示手段に向けて、その内容を情報提示することを特徴とする請求項１乃至８の何れか一項に記載の車間距離制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、自車両の走行状態を制御して先行車両との車間距離を制御する車間距離制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
先行車両がないときには乗員の設定した走行速度に応じて走行し、先行車両があるときには、先行車両との車間距離を検出し、前記乗員の設定した速度よりも低い速度で、車間距離や自車両と先行車両との相対速度に応じて、走行制御するようにした車間距離制御装置が提案されている。このような車間距離制御装置のうち、例えば特開平１０−３２０６９１号公報に記載されるものでは、現在の自車両の位置に先行車両がいたときの走行速度を参照し、この速度を上限として自車両の走行速度を制御するように構成されている。つまり、追従走行している先行車両の走行速度を、その位置に到達したときの自車両の上限速度に設定する。また、この従来技術では、路面摩擦係数の状態を検出し、路面摩擦係数が小さいとき、つまり低μ路面を走行しているときに限り、前記参照速度を上限値として適用するように構成されている。従って、低μ路面で、先行車両が何らかの理由で減速した場合には、それに応じて自車両の走行速度も減速されることになり、車両の走行安定性が向上する。また、近年、道路環境、所謂インフラストラクチャから正確な路面摩擦係数状態等の情報を提供することが提案されており、これを用いることにより、より一層、効果的な車間距離制御が行われるようになる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の車間距離制御装置では、路面摩擦係数の小さい路面に移行する以前に自車両の走行速度を減速することができるものの、車間距離制御が継続しており、一旦減速した自車両走行速度を、車間距離調整のために再び加速することもあり得る。すると、場合によっては、路面摩擦係数の小さい路面に加速しながら移行する可能性があり、自車両の運転者は違和感を感じる。これを回避するためには、自車両走行速度の減速タイミングを早めればよいが、そのようにしたのでは、路面摩擦係数が小さい路面に移行する以前に車間距離が大きくなることになり、やはり運転者は違和感を感じる。
【０００４】
本発明は、上記課題を解決するため、インフラストラクチャ等から得られた自車両前方の路面状態に関する情報に基づいて、減速制御を開始するタイミングを路面状態及び自車両の走行状態に応じて設定することにより、運転者に違和感を感じさせない車間距離制御装置を提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のうち請求項１に係る車間距離制御装置は、自車両と先行車両との車間距離を検出する車間距離検出手段と、自車両の走行速度を検出する自車両速度検出手段と、自車両の速度を制御することにより、自車両と先行車両との車間距離を目標車間距離に一致させるように制御する車間距離制御手段と、自車両前方の路面状態及び当該路面状態の位置に関する情報を情報提供装置から受信する情報受信手段と、前記情報受信手段で受信された自車両前方の路面状態に関する情報から前記自車両と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、前記路面状態の位置に関する情報及び自車両の走行速度に基づいて、路面状態が変化している自車両前方の路面に到達するまでに実際の車間距離の制御が完了するように前記目標車間距離の設定開始タイミングを設定する制御開始タイミング設定手段とを備えたことを特徴とするものである。
【０００６】
また、本発明のうち請求項２に係る車間距離制御装置は、前記請求項１の発明において、前記目標車間距離設定手段が目標車間距離を設定しているときには、前記車間距離制御手段による自車両の加速を制限する加速制限手段を備えたことを特徴とするものである。
また、本発明のうち請求項３に係る車間距離制御装置は、前記請求項１又は２の発明において、前記情報受信手段は、少なくとも自車両前方の路面の路面摩擦係数状態及び路面状態が変化する路面までの距離の情報を受信することを特徴とするものである。
【０００７】
また、本発明のうち請求項４に係る車間距離制御装置は、前記請求項１乃至３の発明において、自車両と先行車両との相対速度を検出する相対速度検出手段を備え、前記車間距離制御手段は、前記車間距離検出手段で検出された自車両と先行車両との車間距離及び前記相対速度検出手段で検出された自車両と先行車両との相対速度に応じて、当該車間距離が目標車間距離に一致するように自車両の走行状態を制御することを特徴とするものである。
【０００８】
また、本発明のうち請求項５に係る車間距離制御装置は、前記請求項３又は４の発明において、前記目標車間距離設定手段は、少なくとも前記情報受信手段で受信された路面摩擦係数状態の情報及び前記自車両速度検出手段で検出された自車両の走行速度に基づいて目標車間距離を設定することを特徴とするものである。
【０００９】
また、本発明のうち請求項６に係る車間距離制御装置は、前記請求項５の発明において、目標車間距離を変化させるときの目標車間距離変化率を設定する目標車間距離変化率設定手段を備え、前記目標車間距離設定手段は、前記目標車間距離変化率設定手段で設定された目標車間距離変化率に基づいて目標車間距離を設定することを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明のうち請求項７に係る車間距離制御装置は、前記請求項１乃至６の発明において、目標車間距離を変化させるときの目標車間距離変化率を設定する目標車間距離変化率設定手段を備え、前記制御開始タイミング設定手段は、前記目標車間距離設定手段で設定された目標車間距離及び前記目標車間距離変化率設定手段で設定された目標車間距離変化率及び前記自車両速度検出手段で検出された自車両の走行速度に基づいて目標車間距離の設定開始タイミングを設定することを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明のうち請求項８に係る車間距離制御装置は、前記請求項６又は７の発明において、前記目標車間距離変化率設定手段は、前記制御開始タイミング設定手段により最も早いタイミングで制御が開始されても、路面状態が変化している自車両前方の路面に到達するまでに車間距離の制御が完了しないときには、目標車間距離変化率を大きく設定することを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明のうち請求項９に係る車間距離制御装置は、前記請求項１乃至８の発明において、乗員に情報を提示する情報提示手段を備え、前記車間距離制御手段は、前記目標車間距離設定手段によって設定された目標車間距離が変化し、それに応じて車間距離を変更するときに、前記情報提示手段に向けて、その内容を情報提示することを特徴とするものである。
【００１３】
【発明の効果】
而して、本発明のうち請求項１に係る車間距離制御装置によれば、受信された自車両前方の路面状態に関する情報から自車両と先行車両との目標車間距離を設定するに際し、路面状態が変化している自車両前方の路面に到達するまでに実際の車間距離の制御が完了するように当該目標車間距離の設定開始タイミングを設定する構成としたため、路面摩擦係数状態や自車両の走行状態等に応じて目標車間距離の設定開始タイミングを適切に設定することにより、路面状態が変化する路面に到達するまでの実際の車間距離の制御が完了し、乗員に違和感を与えない。
【００１４】
また、本発明のうち請求項２に係る車間距離制御装置によれば、目標車間距離を設定しているときには、自車両の加速を制限する構成としたため、路面摩擦係数状態が小さい路面に移行するときにも乗員に違和感を与えることがない。
また、本発明のうち請求項３に係る車間距離制御装置によれば、少なくとも自車両前方の路面の路面摩擦係数状態及び路面状態が変化する路面までの距離の情報を受信する構成としたため、それらに応じて目標車間距離の設定開始タイミングを適切に設定することができる。
【００１５】
また、本発明のうち請求項４に係る車間距離制御装置によれば、検出された自車両と先行車両との車間距離及び自車両と先行車両との相対速度に応じて、当該車間距離が目標車間距離に一致するように自車両の走行状態を制御する構成としたため、的確な先行車両追従制御が可能となる。
また、本発明のうち請求項５に係る車間距離制御装置によれば、受信された路面摩擦係数状態の情報及び自車両の走行速度に基づいて目標車間距離を設定する構成としたため、適切な目標車間距離の設定が可能となる。
【００１６】
また、本発明のうち請求項６に係る車間距離制御装置によれば、設定された目標車間距離変化率に基づいて目標車間距離を設定する構成としたため、目標車間距離の変化を路面摩擦係数状態や自車両の走行状態に応じて適切なものとすることができる。
また、本発明のうち請求項７に係る車間距離制御装置によれば、設定された目標車間距離及び設定された目標車間距離変化率及び検出された自車両の走行速度に基づいて目標車間距離の設定開始タイミングを設定する構成としたため、路面状態が変化するまでの車間距離制御をより一層正確なものとすることができる。
【００１７】
また、本発明のうち請求項８に係る車間距離制御装置によれば、最も早いタイミングで制御が開始されても、路面状態が変化している自車両前方の路面に到達するまでに車間距離の制御が完了しないときには、目標車間距離変化率を大きく設定する構成としたため、乗心地や車両挙動をやや不安定にしても、路面状態が変化する以前に自車両の速度を適切に減速することが可能となる。
【００１８】
また、本発明のうち請求項９に係る車間距離制御装置によれば、設定された目標車間距離が変化し、それに応じて車間距離を変更するときに、その内容を情報提示する構成としたため、乗員は、その制御内容を認識し、より一層、違和感を払拭することが可能となる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の車間距離制御装置を適用した先行車両追従走行制御装置付き車両の一実施形態を示すシステム構成図である。この車両は、後輪１ＲＬ、１ＲＲが駆動輪、前輪１ＦＬ、１ＦＲが従動輪となる後輪駆動車両であり、エンジン２の駆動トルクが自動変速機３を介して前記後輪１ＲＬ、１ＲＲに伝達される。
【００２０】
前記エンジン２の回転状態、トルク、出力等はエンジン制御装置１１によって制御可能である。具体的には、スロットルバルブ開度、アイドルバルブ開度、点火時期、燃料噴射量、燃料噴射タイミング等を調整することによってエンジンの回転状態、トルク、出力等を制御することができる。
また、前記自動変速機３は変速機制御装置１２によって制御可能である。具体的には、自動変速機３内のクラッチやブレーキに供給する作動流体圧を調整することにより、選択されるギヤ比を変更し、所望する減速比を得るようにすることができる。
【００２１】
また、前記各車輪１ＦＬ〜１ＲＲは、所謂ディスクブレーキを構成するホイールシリンダ４ＦＬ〜４ＲＲを備えている。このホイールシリンダ４ＦＬ〜４ＲＲは供給される制動流体圧によって各車輪１ＦＬ〜１ＲＲに制動力を付与するものである。そして、各車輪１ＦＬ〜１ＲＲに付与する制動力は制動流体圧制御装置１３によって制御可能である。具体的には、例えば駆動力制御装置（ＴＣＳ）のように制動流体圧を増圧したり、アンチスキッド制御装置（ＡＢＳ）のように制動流体圧を減圧したりすることにより、各ホイールシリンダ４ＦＬ〜４ＲＲへの制動流体圧を調整し、各車輪１ＦＬ〜１ＲＲへの制動力を制御することができる。なお、この制動流体圧制御装置１３内で調圧される制動流体圧は、ブレーキペダル２１の踏込みによって昇圧されるマスタシリンダ２２から供給される。
【００２２】
これらの制御装置は、何れも車両の走行状態を制御するものであり、結果的に自車両の加減速度、前後方向速度等を調整して、走行状態を制御することができる。
これらの制御装置は、勿論、単独でも作動可能であるが、全体機能としては車間距離制御や先行車両追従走行制御を含む自動走行制御装置１０によって司られている。この自動走行制御装置１０は、種々の演算処理を行って車両の走行状態を制御し、もって車間距離制御や先行車両追従走行制御等を行う。
【００２３】
また、車両には、例えばＣＣＤカメラ等を備えて自車両の前方の状態、例えば走行車線の状態や先行車両の有無、或いは先行車両までの距離を検出する前方状態検出装置１６や、各車輪１ＦＬ〜１ＲＲの回転速度を検出する車輪速度センサ１７、車両に発生する前後及び横加速度を検出する加速度センサ１８、制動流体圧を検出する制動流体圧センサ１９、アクセルペダルの踏込み量を検出するアクセル開度センサ２０を備えている。また、この車両には、運転者の手動入力によって自車両の走行状態を調整するための手動スイッチ９が備えられている。更に、この車両には、前記自動走行制御装置１０による制御内容を乗員、特に運転者に提示するためのディスプレイ及びスピーカ２３が備えられている。
【００２４】
また、この車両には、道路環境、所謂インフラストラクチャと情報の通信を行うための路車間通信装置７が備えられている。この路車間通信装置７では、勿論、道路や交通に関する種々の情報が通信されるが、本実施形態で特に重要なのは路面摩擦係数状態である。この路面摩擦係数状態の伝達は図２のように構成されている。即ち、基準点Ｏより前方の道路を所定の長さの区間Ｘｍに区切り、その夫々の区間の路面摩擦係数μを路面摩擦係数検出器Ｒで検出し、検出された各区間の位置Ｘｍ(i) の路面摩擦係数μi をビーコンＢから車両に向けて送信する。この路面摩擦係数状態情報を路車間通信装置７で受信したら、それを用いて、後述する演算処理によって、目標車間距離変更制御開始位置Ｘｓを算出設定し、その位置Ｘｓから目標車間距離変更制御を開始して、路面摩擦係数μi が低路面摩擦係数μn に変化する区間位置Ｘｍ(n) に到達するまでの車間距離変更制御を完了するように目標車間距離を設定して、前記各車両走行制御装置を制御する。
【００２５】
次に、前記自動走行制御装置１０内で行われる車間距離制御の演算処理について図３のフローチャートに従って説明する。この演算処理は、例えば１０msec. 程度に設定された所定サンプリング時間ΔＴ毎にタイマ割込によって実行される。なお、このフローチャートでは、特に通信のためのステップを設けていないが、演算処理によって得られた結果は随時記憶装置に更新記憶されると共に、必要な情報やプログラムは随時記憶装置から読込まれる。また、前述したエンジン制御装置１１、変速機制御装置１２、制動流体圧制御装置１３とは随時通信を行い、必要な情報や命令は随時双方向に授受される。また、ここでは、前記図２に示すように区間Ｘｍ(n) で路面摩擦係数μn が低くなるものとする。
【００２６】
この演算処理では、まずステップＳ１で、前記加速度センサ１８で検出された前後加速度Ｘｇ、横加速度Ｙｇ、前記車輪速度センサ１７で検出された車輪速度Ｖｗj （ｊ＝ＦＬ〜ＲＲ）、前記アクセル開度センサ２０で検出されたアクセル開度Ａｃｃ、前記制動流体圧センサ１９で検出された制動流体圧Ｐｍ、前記手動スイッチ９で設定されている設定速度Ｖｃ、前記路車間通信装置７で受信された区間位置Ｘｍ(i) と各区間Ｘｍにおける路面摩擦係数μi 及び、基準点Ｏの基準位置Ｘｂ、前記前方状態検出装置１６で検出された先行車両との車間距離Ｌｘ、前記エンジン制御装置１１で制御されているエンジン駆動トルクＴｗを読込む。
【００２７】
次にステップＳ２に移行して、前記ステップＳ１で読込んだ車輪速度Ｖｗj のうち、従動輪である前左右輪速度ＶｗFL、ＶｗFRの平均値から自車両の走行速度Ｖを算出する。
次にステップＳ３に移行して、前記ステップＳ１で読込んだ先行車両との車間距離の今回値Ｌｘ(n) と前回値Ｌｘ(n-1) との差分値を前記所定サンプリング時間ΔＴで除して、自車両と先行車両との相対速度ｄＬｘを算出する。
【００２８】
次にステップＳ４に移行して、前記ステップＳ２で算出した自車両の走行速度Ｖに応じた基準目標車間距離Ｌｃ0 を算出する。具体的には、自車両の走行速度Ｖに所定の制御ゲインを乗じ、それに所定の制御定数を和して求める。なお、この制御ゲイン及び制御定数は、例えば運転者の要求する車間距離に応じて変更可能としてもよい。
【００２９】
次にステップＳ５に移行して、前記ステップＳ１で読込んだ区間位置Ｘｍ(i) 及び各区間Ｘｍの路面摩擦係数μi から、自車両前方路面に路面摩擦係数μの変化があるか否かを判定し、路面摩擦係数μの変化がある場合にはステップＳ６に移行し、そうでない場合にはステップＳ１１に移行する。
前記ステップＳ６では、前記ステップＳ１で読込んだ路面摩擦係数μi 及び前記ステップＳ２で算出した自車両の走行速度Ｖに応じて、図４の制御マップに従い、目標車間距離補正量ΔＬｃを算出してからステップＳ７に移行する。ここでは、前記路面摩擦係数μi と区間位置Ｘｍ(i) とを関連づけ、各区間位置Ｘｍ(i) における目標車間距離補正量ΔＬｃを算出するようにする。前記図４の制御マップは、路面摩擦係数μi が、例えば０．２程度に設定された比較的小さい所定値μi1以下の領域では、目標車間距離補正量ΔＬｃは目標車間距離補正量最大値ΔＬｃMAX 一定であり、路面摩擦係数μi が、例えば０．８程度に設定された比較的大きい所定値μi2以上の領域では、目標車間距離補正量ΔＬｃは“０”一定であり、前記比較的小さい所定値μi1から比較的大きい所定値μi2の間では、路面摩擦係数μi の増加に伴って目標車間距離補正量ΔＬｃがリニアに減少するように設定されている。また、前記目標車間距離補正量最大値ΔＬｃMAX は、前記自車両の走行速度Ｖに制御ゲインを乗じ、それに制御定数を和した値である。従って、目標車間距離補正量最大値ΔＬｃMAX は自車両の走行速度Ｖが大きいほど、大きく設定される。なお、この目標車間距離補正量ΔＬｃは、入手した道路の状態によって更に変更するようにしてもよい。
【００３０】
前記ステップＳ７では、前記ステップＳ４で算出した基準目標車間距離Ｌｃ0 に前記目標車間距離補正量ΔＬｃを和して目標車間距離補正値ＬｃH を算出してからステップＳ８に移行する。
前記ステップＳ８では、前記ステップＳ６で算出した目標車間距離補正量ΔＬｃを用いて、下記１式に従って目標車間距離変更制御開始タイミングＴｈを算出してからステップＳ９に移行する。
【００３１】
Ｔｈ＝ΔＬｃ／ｄＬｃ＋Ｔｈｍ                              ……… (1)
ここで、式中のｄＬｃは目標車間距離変化率であり、本実施形態では予め設定された所定値とする。また、式中のＴｈｍは、登降坂等の道路環境や、エンジンの回転状態、ブレーキの操作状態等の自車両の走行状態に応じて変化する応答の補償量である。
【００３２】
前記ステップＳ９では、前記ステップＳ８で算出された目標車間距離変更制御開始タイミングＴｈ及び前記ステップＳ２で算出された自車両の走行速度Ｖ及び前記ステップＳ１で読込んだ路面摩擦係数μi が低路面摩擦係数μn となる区間位置Ｘｍ(n) を用いて、下記２式に従って前記目標車間距離変更開始位置Ｘｓを算出してからステップＳ１０に移行する。
【００３３】
Ｘｓ＝Ｘｍ(n) −Ｔｈ・Ｖ                                  ……… (2)
前記ステップＳ１０では、目標車間距離変更制御の開始判定を行ってから前記ステップＳ１１に移行する。具体的には、前記図２に示す基準点Ｏを通過してからの自車両の走行距離を、前記自車両の走行速度の積分値で算出し、それを前記基準点Ｏの位置Ｘｂに和して自車両の走行位置Ｘｃを算出する。この自車両の走行位置Ｘｃが前記目標車間距離変更開始位置Ｘｓより手前、つまり小さければ目標車間距離の変更を開始する必要がないし、逆に自車両の走行位置Ｘｃが当該目標車間距離変更開始位置Ｘｓより先方、つまり大きければ目標車間距離の変更を開始する必要があると判定する。
【００３４】
前記ステップＳ１１では、以下のようにして目標車間距離Ｌｃを設定する。まず、前記ステップＳ５で前方路面に路面摩擦係数の変化がないと判定された場合には、前記ステップＳ４で算出された基準目標車間距離Ｌｃ0 をそのまま目標車間距離Ｌｃに設定する。また、前記ステップＳ５で前方路面に路面摩擦係数の変化があり、且つ前回のサンプリング時刻に設定された目標車間距離Ｌｃが前記ステップＳ７で算出された目標車間距離補正値ＬｃH 以下であるときには、前記ステップＳ４で算出された基準目標車間距離Ｌｃ0 に、前記目標車間距離変化率ｄＬｃの現在までの積分値を和した値を新たな目標車間距離Ｌｃに設定する。また、前記ステップＳ５で前方路面に路面摩擦係数の変化があり、且つ前回のサンプリング時刻に設定された目標車間距離Ｌｃが前記ステップＳ７で算出された目標車間距離補正値ＬｃH 以上であるときには、当該目標車間距離ＬｃH を目標車間距離Ｌｃに設定する。
【００３５】
次にステップＳ１２に移行して、以下のようにして目標車速Ｖｓを算出する。ここでは、まず前記ステップＳ１１で算出した目標車間距離Ｌｃと前記ステップＳ１で読込んだ実際の車間距離Ｌｘとの差分値に比例制御ゲインを乗じた値と、前記ステップＳ３で算出した相対速度ｄＬｘに微分ゲインを乗じた値との加算値から基準目標車速Ｖｓ0 を算出し、この基準目標車速Ｖｓ0 と前記ステップＳ１で読込んだ設定車速Ｖｃとのうち、何れか小さい方を目標車速Ｖｓに設定する。
【００３６】
次にステップＳ１４に移行して、前記ステップＳ１２で算出した目標車速Ｖｓ及び前記ステップＳ２で算出した自車両の走行速度Ｖとの差分値から、例えばＰＩＤ（比例ー微分ー積分）制御による目標加速度Ｘｇｓを算出する。
次にステップＳ１５に移行して、前記ステップＳ１４で算出した目標加速度Ｘｇｓが負である場合、つまり減速を必要とする場合に、当該目標加速度Ｘｇｓにブレーキ諸元係数を乗じた値と、前記ステップＳ１で読込んだ制動流体圧Ｐｍにブレーキ諸元係数を乗じた値とのうち、何れか大きい方を目標制動流体圧Ｐｗｓj として算出する。なお、ブレーキ諸元係数とは、例えば各車輪のディスクローターパッド間摩擦係数、ホイールシリンダ断面積、ディスクロータ有効径、タイヤ転がり動半径等によって決まる係数である。
【００３７】
次にステップＳ１６に移行して、前記ステップＳ１４で算出した目標加速度Ｘｇｓが正である場合、つまり加速を必要とする場合に、当該目標加速度Ｘｇｓに駆動系諸元変数を乗じた値と、前記ステップＳ１で読込んだアクセル開度Ａｃｃに駆動系諸元変数を乗じた値とのうち、何れか大きい方を目標駆動トルクＴｅｓとして算出する。なお、駆動系諸元変数とは、例えば歯車慣性、減速比、伝達効率、エンジン特性等によって決まる変数である。
【００３８】
次にステップＳ１７に移行して、前記ステップＳ１５で算出した目標制動流体圧Ｐｗｓj や目標駆動トルクＴｅｓを前記制動流体圧制御装置１３やエンジン制御装置１１、変速機制御装置１２に向けて出力すると共に、目標車間距離制御の情報提示信号を前記ディスプレイ及びスピーカ２３に向けて出力してからメインプログラムに復帰する。このディスプレイ及びスピーカ２３による情報提示は、例えば前方路面の路面摩擦係数が低下しているときには、例えば「この先、路面が滑り易くなっています」と音声や表示によって情報を提示したり、或いは目標車間距離を変更制御するときには、その前に、例えば「車間距離を広げます」といった内容を音声や表示によって提示したりすることが挙げられる。
【００３９】
このように、本実施形態では、前方路面の路面摩擦係数μが変化するときには、例えば自車両の走行速度Ｖに応じて目標車間距離補正量ΔＬｃを算出し、その目標車間距離補正量ΔＬｃと基準目標車間距離Ｌｃ0 とから目標車間距離補正値ＬｃH を算出すると共に、前記目標車間距離補正量ΔＬｃから目標車間距離変更制御開始タイミングＴｈを算出し、この目標車間距離変更制御開始タイミングＴｈと自車両の走行速度Ｖ、並びに路車間通信で受信した路面摩擦係数μi が低路面摩擦係数μn となる区間位置Ｘｍ(n) とから目標車間距離変更制御開始位置Ｘｓを算出する。
【００４０】
ここで、前回のサンプリング時刻に設定された目標車間距離Ｌｃが前記目標車間距離補正値ＬｃH 以下であるときには、基準目標車間距離Ｌｃ0 に、目標車間距離変化率ｄＬｃの現在までの積分値を和した値を新たな目標車間距離Ｌｃに設定し、前回のサンプリング時刻に設定された目標車間距離Ｌｃが前記目標車間距離補正値ＬｃH 以上であるときには、当該目標車間距離ＬｃH を目標車間距離Ｌｃに設定する。つまり、現在の目標車間距離Ｌｃが目標車間距離補正値ＬｃH より短いときには、目標車間距離Ｌｃを前記目標車間距離変化率ｄＬｃ分ずつ長く設定し、目標車間距離Ｌｃが目標車間距離補正値ＬｃH になったらその値を保持する。そして、自車両の位置Ｘｃが目標車間距離変更制御開始位置Ｘｓを越えたら目標制動流体圧Ｐｗｓj を算出設定して自車両を減速したり、目標駆動トルクＴｅｓを算出設定して自車両を加速したりすることにより目標車間距離Ｌｃを変更する。従って、路面摩擦係数μi が低路面摩擦係数μn となる区間位置Ｘｍ(n) の直前に目標車間距離Ｌｃの変更制御を完了することができ、当該低路面摩擦係数μn となる区間位置Ｘｍ(n) に移行するときには定速走行状態とすることができる。
【００４１】
図５ａは、路面摩擦係数μが高い路面で、定速走行中の先行車両を、車間距離一定で定速走行している、先行車両追従走行制御の状態を示している。そして、前方の区間位置Ｘｍ(n) では路面摩擦係数μi が低路面摩擦係数μn となる。前述のように、本実施形態では、路面摩擦係数μi が低路面摩擦係数μn となる区間位置Ｘｍ(n) の直前で目標車間距離Ｌｃの変更制御を完了することができるので、図５ｅに示すように、先行車両が定速で低路面摩擦係数区間位置Ｘｍ(n) に移行するときには、自車両の定速で低路面摩擦係数区間位置Ｘｍ(n) に移行することができ、違和感がない。また、何らかの理由により、低路面摩擦係数区間位置Ｘｍ(n) に移行した先行車両が加速しても、図５ｆに示すように、自車両はほぼ定速で低路面摩擦係数区間位置Ｘｍ(n) に移行するので、違和感がない。
【００４２】
これに対し、目標車間距離の変更制御を実施しないと、先行車両が定速で低路面摩擦係数区間位置Ｘｍ(n) に移行しても、図５ｂに示すように車間距離一定のまま、自車両が低路面摩擦係数区間位置Ｘｍ(n) に移行するために、違和感がある。また、何らかの理由により、低路面摩擦係数区間位置Ｘｍ(n) に移行した先行車両が加速すると、図５ｃに示すように、車間距離一定を保持するために自車両の加速しながら低路面摩擦係数区間位置Ｘｍ(n) に移行するために、違和感がある。逆に、低路面摩擦係数区間位置Ｘｍ(n) に到達する以前、未だ先行車両も自車両も十分な高路面摩擦係数区間にあるときに目標車間距離を長くすると、高路面摩擦係数区間で自車両が減速するために、違和感がある。
【００４３】
また、路面摩擦係数μ及び自車両の走行速度Ｖに基づいて前記目標車間距離補正量ΔＬｃ及び目標車間距離変更制御開始タイミングＴｈを設定するようにしたため、路面状態が変化するまでの車間距離制御をより一層正確なものとすることができる。
なお、前記実施形態では、前記目標車間距離補正量ΔＬｃの最大値ΔＬｃMAX を自車両の走行速度Ｖにのみ応じた値としたが、予測される自車両の走行状態に応じて目標車間距離補正量最大値ΔＬｃMAX 、即ち目標車間距離補正量ΔＬｃそのものを変化させるようにしてもよい。例えば、路車間通信で得られる情報に、路面摩擦係数以外にも、例えば道路の曲率等が含まれている場合、自車両は旋回中に低路面摩擦係数路面に進入することが考えられ、そのような場合にはより一層車間距離を長く設定した方がよいので、例えば現在の自車両の走行速度Ｖとカーブ路の曲率とから予測される旋回中の横加速度に応じて目標車間距離補正量最大値ΔＬｃMAX を大きくするようにしてもよい。このような情報は、路車間通信のみならず、例えばナビゲーションシステムと地図情報とからも得ることが可能である。
【００４４】
次に、本発明の車間距離制御装置の第２実施形態について説明する。この実施形態における車両の概略構成は、前記第１実施形態の図１と同様であるため、詳細な説明を省略する。また、車間距離制御のためのロジックも、前記第１実施形態の図３のフローチャートとほぼ同様であるため、同等のステップに関する説明を省略する。
【００４５】
この実施形態では、前記図３の演算処理のステップＳ８で行われる目標車間距離変更制御開始タイミングＴｈの算出方法を以下のように変更すると共に、後述するように、その演算に用いる目標車間距離変化率ｄＬｃを状況に応じて変更するようにする。
まず、例えば図６に示すように時刻ｔ02から低路面摩擦係数路面（図では低μ路面）に移行するとして、自車両の走行速度は、それ以前に定常状態になっているのが望ましい。例えば、この例では、時刻ｔ00から前述のような目標車間距離変更制御が開始されるものとすると、時刻ｔ00から時刻ｔ02までの時間が前記目標車間距離変更制御開始タイミングＴｈに相当する。この実施形態では、この目標車間距離変更制御開始タイミングＴｈを二つの段階、即ち目標車間距離Ｌｃが目標車間距離補正値ＬｃH に到達する時刻ｔ00から時刻ｔ01までの第一段階タイミングＴｈ1 と、車間距離Ｌｘが目標車間距離Ｌｃ、即ち目標車間距離補正値ＬｃH に到達する時刻ｔ01から時刻ｔ02までの第二段階タイミングＴｈ2 とに区分する。このうち、第一段階タイミングＴｈ1 では、出力に相当する車間距離Ｌｘが、入力に相当する目標車間距離Ｌｃに対してランプ応答し、第二段階タイミングＴｈ2 では、車間距離Ｌｘが目標車間距離Ｌｃに対してインデシャル応答するものとして、夫々のタイミングＴｈ1 、Ｔｈ2 を算出設定する。なお、第一段階タイミングＴｈ1 は、前記目標車間距離補正値ＬｃH と基準目標車間距離Ｌｃ0 との差分値を前記目標車間距離変化率ｄＬｃで除した値となる。
【００４６】
ランプ応答は、図６ｂに示すように、目標車間距離Ｌｃを前記基準目標車間距離Ｌｃ0 から前記目標車間距離変化率ｄＬｃで傾き一様に変化させたとき、それに遅れて車間距離Ｌｘが滑らかに変化する応答であり、ここでは、前述のように時刻ｔ00から目標車間距離Ｌｃを目標車間距離変化率ｄＬｃで変化させたとき、時刻ｔ01で車間距離Ｌｘが到達車間距離Ｌｘt になるものとする。従って、関数ｆ（ｄＬｃ、ｔ01−ｔ00）を、ランプ応答に基づき、引数ｄＬｃ、ｔ01−ｔ00から、到達車間距離Ｌｘt と基準目標車間距離Ｌｃ0 との差分値を求める関数としたとき、当該到達車間距離Ｌｘt は下記３式で表される。
【００４７】
Ｌｘt ＝ｆ（ｄＬｃ、ｔ01−ｔ00）＋Ｌｃ0                   ……… (3)
インデシャル応答は、図６ｃに示すように、目標車間距離Ｌｃを前記到達車間距離Ｌｘt からステップ的に変化させたとき、それに遅れて車間距離Ｌｘが滑らかに変化する応答であり、ここでは、前述のように時刻ｔ01から目標車間距離Ｌｃをステップ的に変化させたとき、時刻ｔ01で車間距離Ｌｘが目標車間距離Ｌｃになるものとする。従って、関数ｈ（ＬｃH −Ｌｘt ）を、インデシャル応答に基づき、引数ＬｃH −Ｌｘt から時間ｔ02−ｔ01を求める関数としたとき、前記第二段階タイミングＴｈ2 は下記４式で与えられる。
【００４８】
Ｔｈ2 ＝ｔ02−ｔ01＝ｈ（ＬｃH ーＬｘt ）                  ……… (4)
このようにして得られた第一段階タイミングＴｈ1 と第二段階タイミングＴｈ2 との和から目標車間距離変更制御開始タイミングＴｈを算出するようにすることで、より一層、正確で滑らかな目標車間距離変更制御を行うことができる。なお、前述した応答補償量Ｔｈｍを加味してもよい。
【００４９】
また、この実施形態では、前述のように目標車間距離変化率ｄＬｃの変更を行う。即ち、例えば路面摩擦係数μi に関する情報を得るタイミングが遅いと、例えば路面摩擦係数μi が低路面摩擦係数μn となる区間位置Ｘｍ(n) までの距離が短くなり、目標車間距離変化率ｄＬｃを一定のままにしておいたのでは、前記目標車間距離変更制御開始位置Ｘｓよりも自車両の位置Ｘｃが先方に位置し、即座に目標車間距離変更制御を開始しても、前記低路面摩擦係数区間位置Ｘｍ(n) に移行するまでに車間距離変更制御を完了することができない。
【００５０】
そこで、本実施形態では、前記目標車間距離変更制御開始位置Ｘｓよりも自車両の位置Ｘｃが先方に位置するとき、即ち自車両の位置Ｘｃが目標車間距離変更制御開始位置Ｘｓより大きいときには、前記目標車間距離変化率ｄＬｃを次第に大きくしながら、前記図３の演算処理のステップＳ８からステップＳ１０までの演算処理を繰り返し、自車両の位置Ｘｃが目標車間距離変更制御開始位置Ｘｓ以下となったときの目標車間距離変化率ｄＬｃを用いて、目標車間距離変更制御開始タイミングＴｈ及び目標車間距離変更制御開始位置Ｘｓを算出すると共に、前記図３の演算処理のステップＳ１２で目標車速Ｖｓの算出を行う。これは、結果的に、図７に示すように目標車間距離Ｌｃを目標車間距離補正値ＬｃH まで大きくするタイミングを早めることであり、同時に自車両の走行速度の減速量を大きくすることになるが、路面摩擦係数μi の情報入手タイミングの遅れをリカバーし、例えば前記低路面摩擦係数区間位置Ｘｍ(n) に移行するまでに目標車間距離の変更制御を完了することを可能とする。
【００５１】
次に、本発明の車間距離制御装置の第３実施形態について説明する。この実施形態における車両の概略構成は、前記第１実施形態の図１と同様であるため、詳細な説明を省略する。この実施形態では、車間距離制御のための演算処理が、前記第１実施形態の図３のフローチャートに代えて、図８のものに変更されている。この図８の演算処理は、図３の演算処理に類似している。具体的には、前記図３の演算処理のステップＳ１２とステップＳ１４との間に新たにステップＳ１３が付加され、当該図３の演算処理のステップＳ１４がステップＳ１４’に変更されているだけであり、その他は全く同等である。
【００５２】
前記ステップＳ１３では、図９の制御マップに従って、路面摩擦係数μi に応じた目標加速度制限値ＸｇL を設定する。この制御マップでは、路面摩擦係数μi が前記比較的小さい所定値μi1以下の領域では目標加速度制限値ＸｇL は比較的小さな所定値ＸｇLMIN一定であり、路面摩擦係数μi が前記比較的大きい所定値μi2以上の領域では目標加速度制限値ＸｇL は比較的大きな所定値ＸｇLMAX一定であり、路面摩擦係数μi が前記比較的小さい所定値μi1から比較的大きい所定値μi2までの領域では、路面摩擦係数μi の増大に伴って目標加速度制限値ＸｇL もリニアに増加するように設定されている。即ち、路面摩擦係数μi が大きいほど、目標加速度制限値ＸｇL も大きく設定されることになる。
【００５３】
そして、前記ステップＳ１４’では、前記図３の演算処理のステップＳ１４で算出した目標加速度の値と前記ステップＳ１３で算出設定された目標加速度制限値ＸｇL とのうち、何れか小さい方を目標加速度Ｘｇｓに設定する。
従って、この実施形態では、例えば前記低路面摩擦係数区間位置Ｘｇ(n) に進入するときの自車両の加速度を前記目標加速度制限値ＸｇL で制限し、それ以上の加速度で低路面摩擦係数路面に進入しないようにすることができる。前述のように、前記第１及び第２実施形態では、先行車両が低路面摩擦係数区間位置Ｘｍ(n) に進入してから加速しても、自車両はほぼ定速で走行することができるが、その後も先行車両が加速を継続すると、目標車間距離Ｌｃを維持するために自車両が加速し、そのまま低路面摩擦係数区間位置Ｘｍ(n) に進入することが考えられる。それに対し、本実施形態では、低路面摩擦係数区間位置Ｘｍ(n) における自車両の目標加速度Ｘｇｓを前記目標加速度制限値ＸｇL で制限することにより、低路面摩擦係数区間位置Ｘｍ(n) に自車両が加速しながら進入するのを抑制防止することができる。
【００５４】
なお、前記実施形態では、先行車両との車間距離に基づいて自車両速度を制御する部分に所謂フィードバック制御を用いたが、例えば自動車技術会誌1999. 11月号（p98 〜p103、「車間自動制御システムの開発」、飯島他）にあるように、フィードバック制御とフィードフォワード制御とを組み合わせたものを適用するようにしてもよい。即ち、本発明は目標車間距離を変更する場合の制御開始タイミングに関するものであり、車間距離の制御については各種の制御則が適用可能である。
【００５５】
また、路車間通信の対象はビーコンに限らず、種々の対象物を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の車間距離制御装置を備えた先行車両追従走行制御付き車両の一例を示す車両構成図である。
【図２】路面摩擦係数を路車間通信によって受信する構成の説明図である。
【図３】図１の自動走行制御装置で行われる車間距離制御のための演算処理を示すフローチャートである。
【図４】図３の演算処理で用いられる制御マップである。
【図５】図３の演算処理の作用説明図である。
【図６】目標車間距離変更制御開始タイミングの算出方法の説明図である。
【図７】目標車間距離変化率を変更したときの目標車間距離の説明図である。
【図８】図１の自動走行制御装置で行われる車間距離制御のための他の演算処理を示すフローチャートである。
【図９】図８の演算処理で用いられる制御マップである。
【符号の説明】
１ＦＬ〜１ＲＲは車輪
２はエンジン
３は自動変速機
４ＦＬ〜４ＲＲはホイールシリンダ
７は車車間通信装置
９は手動スイッチ
１０は自動走行制御装置
１１はエンジン制御装置
１２は変速機制御装置
１３は制動流体圧制御装置
１６は前方状態検出装置
１７は車輪速センサ
１８は加速度センサ
１９は制動流体圧センサ
２０はアクセル開度センサ
２１はブレーキペダル
２２はマスタシリンダ
２３はディスプレイ及びスピーカ
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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