(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自車速を検知する自車速検知手段（Ｓｖ）と、
先行車との車間距離および相対速を検知する先行車検知手段（Ｓｔ）と、
自車速に基づいて先行車との目標車間距離を算出する目標車間距離算出手段（Ｍ１）と、
自車速および先行車との相対速に基づいて先行車の車速を算出する先行車車速算出手段（Ｍ２）と、
目標車間距離および先行車の車速に基づいて自車の目標車速を算出する目標車速算出手段（Ｍ３）と、
目標車速に基づいて自車速を制御する自車速制御手段（Ｍ４）と、
を備えた車両用追従走行制御装置において、
目標車速算出手段（Ｍ３）が出力する自車の目標車速をフィルタリングするフィルタ手段（Ｍ５）と、
先行車の車速に基づいて先行車の加減速度を算出する先行車加減速度算出手段（Ｍ６）と、
先行車の加減速度に応じてフィルタ手段（Ｍ５）の特性を変更するフィルタ特性変更手段（Ｍ７）と、
を備え、
前記フィルタ手段（Ｍ５）はカットオフ周波数が０．０８Ｈｚから２Ｈｚの間の値となる複数のローパスフイルタから構成され、
前記フィルタ特性変更手段（Ｍ７）は、先行車の加減速度が所定値以上になった場合に、より高いカットオフ周波数を持つローパスフイルタに切り換えることを特徴とする車両用追従走行制御装置。
【請求項２】
自車速を検知する自車速検知手段（Ｓｖ）と、
先行車との車間距離および相対速を検知する先行車検知手段（Ｓｔ）と、
自車速に基づいて先行車との目標車間距離を算出する目標車間距離算出手段（Ｍ１）と、
自車速および先行車との相対速に基づいて先行車の車速を算出する先行車車速算出手段（Ｍ２）と、
目標車間距離および先行車の車速に基づいて自車の目標車速を算出する目標車速算出手段（Ｍ３）と、
目標車速に基づいて自車速を制御する自車速制御手段（Ｍ４）と、
を備えた車両用追従走行制御装置において、
目標車速算出手段（Ｍ３）が出力する自車の目標車速をフィルタリングするフィルタ手段（Ｍ５）と、
先行車との車間距離に基づいて先行車との追突予測時間を算出する追突予測時間算出手段（Ｍ６′）と、
先行車との追突予測時間に応じてフィルタ手段（Ｍ５）の特性を変更するフィルタ特性変更手段（Ｍ７）と、
を備え、
前記フィルタ手段（Ｍ５）はカットオフ周波数が０．０８Ｈｚから２Ｈｚの間の値となる複数のローパスフイルタから構成され、
前記フィルタ特性変更手段（Ｍ７）は、先行車との追突予測時間が所定値以下になった場合に、より高いカットオフ周波数を持つローパスフイルタに切り換えることを特徴とする車両用追従走行制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、先行車との間に所定の目標車間距離を置いて先行車に追従走行するための車両用追従走行制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特開平１０−１６６８９４号公報には、自車が追従走行する先行車が急激な加減速を行った場合に、自車は先行車にそのまま追従走行することなく、自車の車速を所定時間一定値に保持したり、ブレーキ制御の制御ゲインを所定時間小さく変更したりすることにより、自車が急激に加減速して乗り心地が損なわれるのを防止する車両用追従走行制御装置が記載されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来のものは、先行車が継続して急加速を行った場合でも自車は目標車速を所定時間保持するので、先行車との相対速度および車間距離が極端に増加してしまい、先行車との車間距離を設定車間距離に復帰させるために通常よりも長い加速時間や加速度が必要となる問題があった。
【０００４】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、先行車の加減速状態に応じて自車の追従走行特性を変更し、乗り心地性能および追従性能の両立を図ることを目的とする。
【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、請求項１に記載された発明によれば、自車速を検知する自車速検知手段と、先行車との車間距離および相対速を検知する先行車検知手段と、自車速に基づいて先行車との目標車間距離を算出する目標車間距離算出手段と、自車速および先行車との相対速に基づいて先行車の車速を算出する先行車車速算出手段と、目標車間距離および先行車の車速に基づいて自車の目標車速を算出する目標車速算出手段と、目標車速に基づいて自車速を制御する自車速制御手段とを備えた車両用追従走行制御装置において、目標車速算出手段が出力する自車の目標車速をフィルタリングするフィルタ手段と、先行車の車速に基づいて先行車の加減速度を算出する先行車加減速度算出手段と、先行車の加減速度に応じてフィルタ手段の特性を変更するフィルタ特性変更手段とを備え、前記フィルタ手段はカットオフ周波数が０．０８Ｈｚから２Ｈｚの間の値となる複数のローパスフイルタから構成され、前記フィルタ特性変更手段は、先行車の加減速度が所定値以上になった場合に、より高いカットオフ周波数を持つローパスフイルタに切り換えることを特徴とする車両用追従走行制御装置が提案される。
【０００６】
上記構成によれば、先行車加減速度算出手段で算出した先行車の加減速度に応じて、自車の目標車速をフィルタリングするフィルタ手段の特性をフィルタ特性変更手段が変更するので、先行車の加減速度の変化に対する自車の目標車速の変化特性を任意に変更し、自車の乗り心地性能および追従性能を両立させることができる。しかも先行車の加減速度が所定値以上になると、フィルタ特性変更手段が、フィルタ手段を構成するカットオフ周波数が０．０８Ｈｚから２Ｈｚの間の値となる複数のローパスフイルタのうち、より高いカットオフ周波数を持つローパスフイルタに切り換えるので、目標車速に対する自車速の応答特性が高くなって先行車に対する追従性能が向上する。逆に先行車の加減速度が所定値未満になると、より低いカットオフ周波数を持つローパスフイルタに切り換えるので、目標車速に対する自車速の応答特性が低くなって乗り心地性能が向上する。
【０００７】
また請求項２に記載された発明によれば、自車速を検知する自車速検知手段と、先行車との車間距離および相対速を検知する先行車検知手段と、自車速に基づいて先行車との目標車間距離を算出する目標車間距離算出手段と、自車速および先行車との相対速に基づいて先行車の車速を算出する先行車車速算出手段と、目標車間距離および先行車の車速に基づいて自車の目標車速を算出する目標車速算出手段と、目標車速に基づいて自車速を制御する自車速制御手段とを備えた車両用追従走行制御装置において、目標車速算出手段が出力する自車の目標車速をフィルタリングするフィルタ手段と、先行車との車間距離に基づいて先行車との追突予測時間を算出する追突予測時間算出手段と、先行車との追突予測時間に応じてフィルタ手段の特性を変更するフィルタ特性変更手段とを備え、前記フィルタ手段はカットオフ周波数が０．０８Ｈｚから２Ｈｚの間の値となる複数のローパスフイルタから構成され、前記フィルタ特性変更手段は、先行車との追突予測時間が所定値以下になった場合に、より高いカットオフ周波数を持つローパスフイルタに切り換えることを特徴とする車両用追従走行制御装置が提案される。
【０００８】
上記構成によれば、追突予測時間算出手段で算出した先行車との追突予測時間に応じて、自車の目標車速をフィルタリングするフィルタ手段の特性をフィルタ特性変更手段で変更するので、先行車との追突予測時間の変化に対する自車の目標車速の変化特性を任意に変更し、自車の乗り心地性能および追従性能を両立させることができる。しかも先行車との衝突予測時間が所定値以下になると、フィルタ特性変更手段が、フィルタ手段を構成するカットオフ周波数が０．０８Ｈｚから２Ｈｚの間の値となる複数のローパスフイルタのうち、より高いカットオフ周波数を持つローパスフイルタに切り換えるので、目標車速に対する自車速の応答特性が高くなって先行車に対する追従性能が向上する。逆に先行車との衝突予測時間が所定値を越えると、より低いカットオフ周波数を持つローパスフイルタに切り換えるので、目標車速に対する自車速の応答特性が低くなって乗り心地性能が向上する。
【０００９】
尚、実施例のレーザーレーダー装置Ｓｔは本発明の先行車検知手段に対応する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
【００１１】
図１〜図６は本発明の第１実施例を示すもので、図１はレーダー装置のブロック図、図２はレーダー装置の斜視図、図３は車両用追従走行制御装置の構成を示すブロック図、図４はフィルタ手段の特性を示すグラフ、図５は作用を説明するフローチャート、図６はフィルタ手段を通過した目標車速の変化特性を示すグラフである。
【００１２】
図１および図２に示すように、先行車のような自車前方の物体を検知するためのレーザーレーダー装置Ｓｔは本発明の先行車検知手段を構成するもので、送光部１と、送光走査部２と、受光部３と、受光走査部４と、距離計測処理部５とを備える。送光部１は、送光レンズを一体に備えたレーザーダイオード１１と、レーザーダイオード１１を駆動するレーザーダイオード駆動回路１２とを備える。送光走査部２は、レーザーダイオード１１が出力したレーザーを反射させる送光ミラー１３と、送光ミラー１３を上下軸１４回りに往復回動させるモータ１５と、モータ１５の駆動を制御するモータ駆動回路１６とを備える。送光ミラー１３から出る送光ビームは左右幅が制限されて上下方向に細長いパターンを持ち、それが所定周期で左右方向に往復移動して物体を走査する。
【００１３】
受光部３は、受光レンズ１７と、受光レンズ１７で収束させた反射波を受けて電気信号に変換するフォトダイオード１８と、フォトダイオード１８の出力信号を増幅する受光アンプ回路１９とを備える。受光走査部４は、物体からの反射波を反射させて前記フォトダイオード１８に導く受光ミラー２０と、受光ミラー２０を左右軸２１回りに往復回動させるモータ２２と、モータ２２の駆動を制御するモータ駆動回路２３とを備える。上下幅が制限されて左右方向に細長いパターンを持つ受光エリアは、受光ミラー２０によって所定周期で上下方向に往復移動して物体を走査する。
【００１４】
距離計測処理部５は、前記レーザーダイオード駆動回路１２やモータ駆動回路１６，２３を制御する制御回路２４と、全速度領域追従システムを制御する電子制御ユニット２５との間で通信を行う通信回路２６と、レーザーの送光から受光までの時間をカウントするカウンタ回路２７と、物体までの距離および物体の方向を算出する中央演算処理装置２８とを備える。
【００１５】
而して、上下方向に細長い送光ビームと左右方向に細長い受光エリアとが交わる部分が瞬間的な検知エリアになり、この検知エリアは、送光ビームの左右走査幅と等しい左右幅を持ち、受光エリアの上下走査幅と等しい上下幅を持つ検知領域の全域をジグザグに移動して物体を走査する。そして送光ビームが送光されてから、該送光ビームが物体に反射された反射波が受光されるまでの時間に基づいて物体までの距離が検知され、そのときの瞬間的な検知エリアの方向に基づいて物体の方向が検知される。更に、前回の走査で検知した物体までの距離と今回の走査で検知した物体までの距離との差分を走査周期で除算することにより、自車に対する物体の相対速を検知することができる。
【００１６】
図３に示すように、先行車がない場合にはセット車速で定速走行制御を行い、先行車がある場合にはセット車間距離で追従走行制御を行うＡＣＣシステム（アダプティブ・クルーズ・コントロール・システム）の電子制御ユニットＵには、車輪速に基づいて自車速を検知する自車速検知手段Ｓｖからの信号と、前記レーザーレーダー装置Ｓｔ（先行車検知手段）からの信号とが入力される。尚、図示されていないが、ＡＣＣシステムの電子制御ユニットＵには、自車速検知手段Ｓｖおよびレーザーレーダー装置Ｓｔ以外に、メインスイッチ、セットスイッチ、レジュームスイッチ、キャンセルスイッチ、アクセルペダルスイッチ、スロットル開度センサ、ブレーキ油圧センサ等が接続される。
【００１７】
電子制御ユニットＵは、目標車間距離算出手段Ｍ１と、先行車車速算出手段Ｍ２と、目標車速算出手段Ｍ３と、自車速制御手段Ｍ４と、フィルタ手段Ｍ５と、先行車加減速度算出手段Ｍ６と、フィルタ特性変更手段Ｍ７とを備える。
【００１８】
目標車間距離算出手段Ｍ１は、自車速検知手段Ｓｖで検知した自車速に基づいて、追従走行制御を行うための目標車間距離を算出する。目標車間距離は自車速が大きいときに増加し、自車速が小さいときに減少する。先行車車速算出手段Ｍ２は、自車速検知手段Ｓｖで検知した自車速と、レーザーレーダー装置Ｓｔで検知した先行車の相対速とに基づいて先行車車速を算出する。先行車車速は、自車速＋先行車の相対速で与えられる。目標車速算出手段Ｍ３は、目標車間距離算出手段Ｍ１で算出した目標車間距離と、先行車車速算出手段Ｍ２で算出した先行車車速とに基づいて先行車に追従走行するための自車の目標車速を算出する。目標車速は、先行車車速＋距離偏差補正項で与えられ、前記距離偏差補正項は、α×（実車間距離−目標車間距離）で与えられる。ここで、αは状況に応じて変化する係数である。
【００１９】
フィルタ手段Ｍ５は、高周波成分をカットして低周波成分だけをパスさせるローパスフイルタで構成される。図４に示すように、目標車速算出手段Ｍ３からの目標車速信号が入力されるフィルタ手段Ｍ５は、入力周波数が閾値未満の場合にはゲインが一定に保持されるが、入力周波数が前記閾値以上になるとゲインが０に向かってリニアに減少する特性を有している。そして前記閾値は、０．０８Ｈｚから２Ｈｚの範囲で可変である。先行車加減速度算出手段Ｍ６は、先行車車速算出手段Ｍ２で算出した先行車車速を時間微分して先行車の加減速度を算出し、フィルタ特性変更手段Ｍ７は、先行車の加減速度（絶対値）が小さいときには前記閾値を小さい側（０．０８Ｈｚ側）に変更し、先行車の加減速度（絶対値）が大きいときには前記閾値を大きい側（２Ｈｚ側）に変更する。
【００２０】
しかして、自車速制御手段Ｍ４は、フィルタ手段Ｍ５が出力する目標車速に基づいてスロットルやブレーキのアクチュエータＡを作動させ、自車速を目標車速に制御することで実車間距離を目標車間距離に一致させる。
【００２１】
以上のように、先行車が急加速や急減速を行った場合には、フィルタ手段Ｍ５のカットオフ周波数が高い側に変化するので、急加速や急減速を行う先行車に自車を確実に追従させて追従性能を高めることができ、これにより先行車が急加速したときに車間距離が極端に増加したり、先行車が急減速したときに車間距離が極端に減少したりする不具合を回避することができる。逆に、先行車が緩やかに加速や減速を行った場合には、フィルタ手段Ｍ５のカットオフ周波数が低い側に変化するので、先行車の加減速に対する自車の応答性を低くし、自車速の変動を最小限に抑えて乗り心地性能を高めることができる。
【００２２】
上記作用を図５のフローチャートに基づいて説明する。
【００２３】
先ず、ステップＳ１で現在ＡＣＣシステムによる制御中であるとき、ステップＳ２で先行車が存在し、かつステップＳ３で定速走行制御の設定車速Ｖｍｅｍが追従走行制御の目標車速Ｖａｃｃよりも大きければ、ステップＳ４で先行車の加減速度を算出し、ステップＳ５で前記加減速度に応じたフィルタ設定を選択する。そしてステップＳ６で、前記選択したフィルタ設定が現在のフィルタ設定と異なっていれば、ステップＳ７でフィルタ設定の切替えを行う。尚、前記ステップＳ２で先行車が存在しない場合、あるいは前記ステップＳ３で設定車速Ｖｍｅｍが目標車速Ｖａｃｃ以下の場合には、ステップＳ８で予め設定したフィルタ設定に切替える。
【００２４】
図６には、フィルタ手段Ｍ５を通過した目標車速の変化特性が示される。同図から明らかなように、先行車車速の変化率が小さい領域ではフィルタ手段Ｍ５のカットオフ周波数が低くなるため、目標車速の変化率が小さくなって乗り心地性能が向上する。一方、先行車が急制動を行って先行車車速が急激に低下したときには、フィルタ手段Ｍ５のカットオフ周波数が高くなるため、自車速が先行車車速に速やかに追従して追従性能が向上する。
【００２５】
次に、図７に基づいて本発明の第２実施例を説明する。
【００２６】
第１実施例を示す図３と本第２実施例を示す図７とを比較すると明らかなように、第１実施例の車両用追従走行制御装置が先行車加減速度算出手段Ｍ６を備えているのに対し、本第２実施例の車両用追従走行制御装置は衝突予測時間算出手段Ｍ６′を備えており、その衝突予測時間算出手段Ｍ６′で算出した衝突予測時間に応じてフィルタ特性変更手段Ｍ７がフィルタ手段Ｍ５の特性を変更する。衝突予測時間はレーザーレーダー装置Ｓｔ（先行車検知手段）で検知した先行車との車間距離に基づいて算出されるが、先行車の相対速や自車速を併せて考慮すれば衝突予測時間を更に精度良く算出することができる。
【００２７】
そして衝突予測時間算出手段Ｍ６′で算出した衝突予測時間が長くなるほどフィルタ手段Ｍ５のカットオフ周波数が低くなるため、目標車速の変化率が小さくなって乗り心地性能が向上する。一方、衝突予測時間算出手段Ｍ６′で算出した衝突予測時間が短くなるほどフィルタ手段Ｍ５のカットオフ周波数が高くなるため、自車速が先行車車速に速やかに追従して追従性能が向上する。このように、本第２実施例によっても、乗り心地性能と追従性能とを効果的に両立させることができる。
【００２８】
次に、図８に基づいて本発明の第３実施例を説明する。
【００２９】
図４で説明したように、第１実施例および第２実施例ではフィルタ手段Ｍ５のカットオフ周波数を無段階に（つまり連続的に）変化させていたが、図８に示すように、本実施例ではフィルタ手段Ｍ５のカットオフ周波数を先行車加減速度あるいは衝突予測時間に応じて段階的に（つまり不連続に）に変化させるようになっている。この場合、フィルタ手段Ｍ５のカットオフ周波数を切り替えるときのノイズを防止するために、前回の選択されていたフィルタの出力値を用いて新たに選択されたフィルタの出力値を初期化する必要がある。
【００３０】
以上、本発明の実施例を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【００３１】
例えば、実施例で先行車検知装置としてレーザーレーダー装置Ｓｔを例示したが、レーザーレーダー装置Ｓｔに代えてミリ波レーダー装置を用いることができる。
【００３２】
【発明の効果】
以上のように請求項１に記載された発明によれば、先行車加減速度算出手段で算出した先行車の加減速度に応じて、自車の目標車速をフィルタリングするフィルタ手段の特性をフィルタ特性変更手段が変更するので、先行車の加減速度の変化に対する自車の目標車速の変化特性を任意に変更し、自車の乗り心地性能および追従性能を両立させることができる。しかも先行車の加減速度が所定値以上になると、フィルタ特性変更手段が、フィルタ手段を構成するカットオフ周波数が０．０８Ｈｚから２Ｈｚの間の値となる複数のローパスフイルタのうち、より高いカットオフ周波数を持つローパスフイルタに切り換えるので、目標車速に対する自車速の応答特性が高くなって先行車に対する追従性能が向上する。逆に先行車の加減速度が所定値未満になると、より低いカットオフ周波数を持つローパスフイルタに切り換えるので、目標車速に対する自車速の応答特性が低くなって乗り心地性能が向上する。
【００３３】
また請求項２に記載された発明によれば、追突予測時間算出手段で算出した先行車との追突予測時間に応じて、自車の目標車速をフィルタリングするフィルタ手段の特性をフィルタ特性変更手段で変更するので、先行車との追突予測時間の変化に対する自車の目標車速の変化特性を任意に変更し、自車の乗り心地性能および追従性能を両立させることができる。しかも先行車との衝突予測時間が所定値以下になると、フィルタ特性変更手段が、フィルタ手段を構成するカットオフ周波数が０．０８Ｈｚから２Ｈｚの間の値となる複数のローパスフイルタのうち、より高いカットオフ周波数を持つローパスフイルタに切り換えるので、目標車速に対する自車速の応答特性が高くなって先行車に対する追従性能が向上する。逆に先行車との衝突予測時間が所定値を越えると、より低いカットオフ周波数を持つローパスフイルタに切り換えるので、目標車速に対する自車速の応答特性が低くなって乗り心地性能が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  レーダー装置の全体構成を示すブロック図
【図２】  レーダー装置の斜視図
【図３】  車両用追従走行制御装置の構成を示すブロック図
【図４】  フィルタ手段の特性を示すグラフ
【図５】  作用を説明するフローチャート
【図６】  フィルタ手段を通過した目標車速の変化特性を示すグラフ
【図７】  本発明の第２実施例に係る車両用追従走行制御装置の構成を示すブロック図
【図８】  本発明の第３実施例に係るフィルタ手段を示す図
【符号の説明】
Ｍ１        目標車間距離算出手段
Ｍ２        先行車車速算出手段
Ｍ３        目標車速算出手段
Ｍ４        自車速制御手段
Ｍ５        フィルタ手段
Ｍ６        先行車加減速度算出手段
Ｍ６′      追突予測時間算出手段
Ｍ７        フィルタ特性変更手段
Ｓｖ        自車速検知手段
Ｓｔ        レーダー装置（先行車検知手段）
【図１】
0004007769.tif 000002
【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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