(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自車と同一車線を走行している先行車との実際車間距離が目標車間距離となるように前記自車の車速を制御して追従制御を行う車両の走行制御装置において、
少なくとも前記自車と前記先行車との相対速度および前記実際車間距離と前記目標車間距離との偏差からなる走行情報の少なくともいずれかに対し相異なる複数組の制御ゲインを各々適用して複数の目標加速度候補を算出する目標加速度候補算出手段と、
前記目標加速度算出手段からの前記複数の目標加速度候補の最小値を選択する選択手段と、
前記選択手段により選択された前記最小値を目標加速度として設定する目標加速度設定手段と、
前記目標加速度設定手段により設定された前記目標加速度に基づいて前記自車の車速を制御する制御手段と
を備えることを特徴とする車両の走行制御装置。
【請求項２】
前記目標加速度候補算出手段は、少なくとも前記自車と前記先行車との相対速度および前記実際車間距離と前記目標車間距離との偏差からなる走行情報に対し各組毎に同一の重み付けをなす複数組の制御ゲインを各々適用して複数の目標加速度候補を算出することを特徴とする、請求項１記載の車両の走行制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の走行制御装置に関し、特に、追従走行時の乗り心地を向上可能とする走行制御装置に関する。
【０００２】
【関連する背景技術】
運転者の運転操作を軽減するため、追従走行用の制御装置を車両に搭載することがある。この種の走行制御装置は、カメラやレーダ等からの検出情報から検出した自車と先行車との間の車間距離が目標車間距離となるようにエンジン出力や制動力を調整する車間距離制御装置を備え、必要に応じて車両を加減速運転して先行車に追従して走行させるものとなっている。
【０００３】
一般に、車間距離制御装置は、例えば特開平１１−９１３９８号公報に記載の如く、車間距離制御のための加減速運転に先だち、車間距離から導出される判定情報に基づいて加速運転を行うべきか或いは減速運転を行うべきかを判定するようになっている。換言すれば、従来の車間距離制御装置は、判定情報に基づいて加速運転モードまたは減速運転モードを選択するモード判定部を備え、加速運転モードでは加速運転用コントローラにおいて車間距離などの走行情報に基づいて算出した目標加速度に従ってエンジン出力増大制御を実施する一方、減速運転モードでは減速運転用コントローラにて算出した目標減速度に従ってエンジン出力減少制御や制動力付与制御を行うようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記の車間距離制御装置を搭載した車両の追従走行中、先行車の走行速度変動が小さくて目標加速度や目標減速度が小さい場合には、加速運転モードと減速運転モードとの間でのモード移行時においても乗り心地を悪化させるおそれは少ないが、両コントローラの制御ゲインは、追従走行における加速運転および減速運転を適正に行えるような値にそれぞれ設定されており、制御ゲインの設定の仕方によっては先行車の速度変動が大きい場合でのモード移行時に大きな加減速ショックが発生して乗り心地が悪化することがある。
【０００５】
本発明は、追従走行時の乗り心地を向上可能とする車両の走行制御装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係る車両の走行制御装置は、少なくとも自車および先行車との相対速度および実際車間距離と目標車間距離との偏差からなる走行情報の少なくともいずれかに対し相異なる複数組の制御ゲインを各々適用して目標加速度候補算出手段が算出した複数の目標加速度候補のうちの最小値を選択手段により選択すると共に目標加速度設定手段によりこの最小値を目標加速度として設定し、この目標加速度に基づいて、制御手段が自車と先行車との車間距離が目標車間距離になるように自車の車速を制御して追従制御を行うことを特徴とする。
【０００７】
本発明の走行制御装置による追従制御中、少なくとも自車および先行車との相対速度および実際車間距離と目標車間距離との偏差からなる走行情報の少なくともいずれかに基づいて複数の目標加速度候補が算出され、目標加速度候補の最小値である目標加速度に基づいて追従制御が行われる。この追従制御では、複数の目標加速度候補が同時に算出され、最小値すなわち目標加速度の符号が正であれば車両が加速運転され、その符号が負であれば減速運転される。つまり、本発明では、追従制御に際して加速運転モードまたは減速運転モードのいずれかを選択するためのモード判定は不要である。
【０００８】
しかも、本発明によれば、乗り心地と安全性を両立可能とする追従制御が実現される。すなわち、複数の目標加速度候補の符号のいずれもが正である場合、絶対値が最小である目標加速度候補が最小値として設定されるので、この最小値を目標加速度とする加速運転での加速度は比較的小さく、緩やかな加速が行われて乗り心地が向上する。一方、目標加速度候補の符号のいずれもが負である場合には、絶対値が最大である目標加速度候補が最小値として設定されるので、これを目標加速度とする減速運転での減速度は比較的大きく、素早い減速が行われて車両走行上の安全性が確保される。
【０００９】
また、請求項２に係る車両の走行制御装置では、目標加速度候補算出手段は、少なくとも自車と先行車との相対速度および実際車間距離と目標車間距離との偏差からなる走行情報に対し各組毎に同一の重み付けをなす複数組の制御ゲインを各々適用して複数の目標加速度候補を算出することを特徴とする。
これにより、それぞれに供給される走行情報が互いに同一になって、それぞれの目標加速度候補の位相が同一になり、このように目標加速度候補算出手段により算出される複数の目標加速度候補の位相が互いに同一となるようにした場合、追従走行における加速運転と減速運転との間での移行の前後においてそれぞれの目標加速度候補の絶対値ひいては目標加速度の変化量が小さくなり、移行時の加減速ショックが大幅に減少して乗り心地が向上する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態による車両の走行制御装置を説明する。
図１に示すように、車両１の前部には、車両前方に向けてミリ波をビーム状に発射すると共に先行車や障害物等により反射されたミリ波を受信する電波レーダ２が装着され、車室内の天井には道路上の障害物や車線（白線）等を検出するＣＣＤカメラ４が装着されている。また、エンジン６には、運転者のアクセル操作に応じてスロットルバルブ８を開閉駆動するスロットルアクチュエータ１２が装着され、前輪２０及び後輪２２にはディスクブレーキ等のサービスブレーキ２４が設けられている。各サービスブレーキ２４は、負圧ブースタを備えたマスタシリンダ２６を介してブレーキペダル２８と接続され、運転者によるブレーキ操作に応じてマスタシリンダ２６に発生した油圧が各サービスブレーキ２４に供給されたときに、車輪２０，２２に制動力を作用させるものとなっている。更に、マスタシリンダ２６には、運転者のペダル操作に関係なくマスタシリンダ２６に油圧を発生させるブレーキアクチュエータ３０が設けられている。
【００１１】
車室内に設置されたＥＣＵ（電子制御ユニット）５０は、図示しない入出力装置、記憶装置、中央処理装置、タイマカウンタ等を備え、エンジン制御の他に、後述する追従制御を実行するものとなっている。ＥＣＵ５０の入力側には、電波レーダ２及びＣＣＤカメラ４が接続されると共に、ステアリング３４付近に設けられ追従制御の実行を指示するための操作スイッチ３８、従動輪である左右後輪２２の車輪速Ｖsを検出する一対の車輪速センサ３２等の各種センサ類が接続されている。又、出力側には、スロットルアクチュエータ１２およびブレーキアクチュエータ３０が接続されている。
【００１２】
追従制御に関連して、ＥＣＵ５０は図２に示す各種機能部を有している。ＥＣＵ５０において、目標加速度候補算出手段としての目標加速度候補算出部５１は互いに略同一構成の第１および第２算出部５１ａ、５１ｂを有し、各算出部は、電波レーダ２、ＣＣＤカメラ４、車輪速センサ３２及び操作スイッチ３８に接続されている。そして、各算出部５１ａ、５１ｂは、車輪速センサ３２による検出情報に基づいて自車の車速Ｖａを算出し、電波レーダ２の検出情報に基づいて自車と同一車線を走行している先行車との車間距離Ｌおよび相対速度を検出し、また、車速Ｖａと予め設定された目標車間時間とから目標車間距離Ｌｓを算出するものとなっている。更に、第１及び第２算出部５１ａ、５１ｂでは、例えば次式（１）、（２）に従って第１及び第２目標加速度候補αａ、αｂがそれぞれ算出される。
【００１３】
αａ＝Ｋ１ΔＬ−Ｋ２ΔＬｓ          ・・・（１）
αｂ＝Ｋ３ΔＬ−Ｋ４ΔＬｓ          ・・・（２）
ここで、ΔＬは先行車と自車との相対速度、ΔＬｓは目標車間距離Ｌｓと実測車間距離Ｌとの偏差を表し、Ｋ１ないしＫ４は制御ゲインを表す。
相対速度ΔＬの正負符号を車間距離変化量ΔＬと同符号になるように選択すると共に車間距離偏差ΔＬｓを目標車間距離Ｌｓから実測車間距離Ｌを減じることにより算出するものとすると、式（１）、（２）に従って算出される目標加速度候補αａ、αｂは、先行車の車速が自車の車速Ｖａよりも速いほど、また、目標車間距離Ｌｓが実測車間距離Ｌよりも大きいほど大きい正の値をとることになる。つまり、目標加速度候補αａ、αｂは、自車が先行車から目標車間距離Ｌｓよりも離れると正の値をとり、先行車に近づくと負の値をとると共に、目標加速度候補の絶対値は相対速度ΔＬや車間距離偏差ΔＬｓが大きいほど大きくなる。
【００１４】
また、第１算出部５１ａの制御ゲインＫ１、Ｋ２は第２算出部５１ｂの制御ゲインＫ３、Ｋ４よりも大きい値に設定されており、第１算出部５１ａにより算出される第１目標加速度候補αａの絶対値は第２算出部５１ｂが算出する第２目標加速度候補αｂの絶対値よりも大きくなる（図５を参照）。
制御ゲインＫ１、Ｋ２およびＫ３、Ｋ４は式（１）、（２）における第１項及び第２項の重み付けを表している。本実施形態では、Ｋ１ないしＫ４は、Ｋ１／Ｋ３＝Ｋ２／Ｋ４が成立するように設定され、これにより第１及び第２算出部５１ａ、５１ｂでの目標加速度候補算出に際して両算出部に同一の情報（自車および先行車の走行情報）が供給され、その結果、図５に示すように、第１及び第２目標加速度候補αａ、αｂの位相が互いに同一になる。なお、図５に示すような目標加速度候補の時間的変化は、例えば先行車の車速が増減変化する場合に現れる。
【００１５】
また、ＥＣＵ５０は、複数の目標加速度候補の最小値を選択する選択手段としての選択部５２と、この最小値を目標加速度として設定する目標加速度設定手段としての目標加速度設定部５３と、この目標加速度に基づいて自車の車速を制御する制御手段としての車速制御部５４とを有している。本実施形態では、図６に示すように、目標加速度候補算出部の第１、第２算出部が算出した第１、第２目標加速度候補αａ、αｂのうちの最小値min（αａ、αｂ）を選択部５２が選択し、この最小値を目標加速度設定部３が目標加速度αｃとして設定するものとなっている。そして、車輪速センサ出力Ｖｓから検出される実際加速度が目標加速度αｃになるように、更には実際車間距離Ｌが目標車間距離Ｌｓになるように、車速制御部５４により車速が制御されるものとなっている。
【００１６】
上述のように、目標加速度候補αａ、αｂが同一位相であるので、図６から明らかなように、追従走行における加速運転と減速運転との間での移行の前後において目標加速度候補αａ、αｂの絶対値ひいては目標加速度αｃの変化量が小さくなり、移行時の加減速ショックが解消され、あるいは大幅に減少する。
以下、上記構成の走行制御装置の作用を説明する。
【００１７】
操作スイッチ３８がオン操作されると、図３及び図４に示す追従制御ルーチンが開始される。この制御ルーチンはＥＣＵ５０により所定周期で実行されるものであって、同制御ルーチンでは、一対の車輪速センサ３２の検出情報の平均値が車両１の車速Ｖａとして算出され（ステップＳ１）、次に、電波レーダ２とＣＣＤカメラ４からの検出情報に基づいて先行車が認識されると、レーダ２の検出情報から自車と先行車との車間距離Ｌおよび相対速度ΔＬが算出される（ステップＳ２）。
【００１８】
そして、予め設定された目標車間時間と車速Ｖａとに基づいて車速Ｖａに応じた目標車間距離Ｌｓが算出され（ステップＳ３）、また、目標車間距離Ｌｓと実際車間距離Ｌとの偏差ΔＬｓが算出される（ステップＳ４）。次に、上記の式（１）に従って第１目標加速度候補αａが算出され（ステップＳ５）、式（２）に従って第２目標加速度候補αｂが算出される（ステップＳ６）。次いで、第１及び第２目標加速度候補の最小値ｍｉｎ（αａ、αｂ）が選択され、目標加速度αｃとして設定される（ステップＳ７、Ｓ８）。更に、目標加速度αｃが負であるか否かが判別される（ステップＳ９）。
【００１９】
ステップＳ９での判別結果が否定（Ｎｏ）であれば、実際車間距離Ｌが目標車間距離Ｌsになるようにスロットルアクチュエータ１２が駆動される（ステップＳ１０）。この結果、スロットルバルブ８が開いてエンジン６の出力が増大し、車両１が加速運転される。
一方、ステップＳ９での判別結果が肯定（Ｙｅｓ）であれば、スロットルバルブ８が閉じるようにスロットルアクチュエータ１２が駆動され（ステップＳ１１）、更に、実際車間距離Ｌが目標車間距離Ｌｓになるようにブレーキアクチュエータ３０が駆動される（ステップＳ１２）。この結果、エンジン出力が低減すると共に車輪２０、２２に制動力が加えられて、車両１が減速運転される。
【００２０】
以上で、本発明の一実施形態の説明を終えるが、本発明は、この実施形態に限定されず、種々に変形可能である。
例えば、上記実施形態では目標加速度候補算出部を第１、第２目標加速度候補をそれぞれ算出する２つの算出部で構成した場合について説明したが、目標加速度候補算出部で算出すべき目標加速度候補の数は２つに限定されず、目標加速度候補算出部は、それぞれ一つの目標加速度候補を算出する３つ以上の算出部を備えるもので良い。この場合、好ましくは、上記実施形態の場合のように、車間距離、相対速度、自車の車速などの一つ以上の走行情報パラメータの関数でそれぞれ表される複数の制御項を加算することにより目標加速度候補を求めるように各算出部を構成し、また、目標加速度候補の算出式における各制御項の制御ゲイン（重み付け）の比率が算出部間で同一になるように、各算出部の制御ゲインを設定する。これにより、３つ以上の算出部のそれぞれに供給される走行情報が互いに同一になって、これらの算出部で算出される３つ以上の目標加速度候補の位相が同一になり、追従制御における加速運転から減速運転への移行および減速運転から加速運転への移行が円滑に行われる。
【００２１】
なお、本発明において、複数の目標加速度候補の位相を互いに同一にすることは必須ではなく、例えば、図５に一点鎖線で例示するように目標加速度候補αａ、αｂと位相が異なる目標加速度候補αｄを算出し、これら３つの目標加速度候補の最小値min（αａ、αｂ、αｄ）を目標加速度として選択するようにしても良い。
【００２２】
また、目標加速度候補の算出に用いる走行情報や算出式は実施形態のものに限定されない。
更に、本発明での車速制御は実施形態のものに限定されず、例えば、追従制御ルーチンでの目標加速度の正負判別で目標加速度が負であると判別された場合に、特開平１１−１１２７３号公報に記載のように補助制動力を発生させて運転者のブレーキペダル操作による制動を支援し、先行車が急制動した場合にも余裕空走時間を確保して追従走行時の安全性向上を図るようにしても良い。或いは、走行制御装置の構成を簡略にするべく、ブレーキアクチュエータを除去して車速制御をスロットルアクチュエータの開閉駆動により行うようにしても良い。
【００２３】
【発明の効果】
本発明に係る車両の走行制御装置は、少なくとも自車および先行車との相対速度および実際車間距離と目標車間距離との偏差からなる走行情報の少なくともいずれかに対し相異なる複数組の制御ゲインを各々適用して目標加速度候補算出手段により複数の目標加速度候補を算出し、当該算出した複数の目標加速度候補のうちの最小値を選択手段により選択すると共に目標加速度設定手段によりこの最小値を目標加速度として設定し、この目標加速度に基づいて制御手段が自車と先行車との車間距離が目標車間距離になるように自車の車速を制御して追従制御を行うので、追従走行のための加速運転や減速運転に際して運転モード判定が不要であり、また、追従走行での安全性を確保しつつ、追従走行における加速運転から減速運転への移行および減速運転から加速運転への移行を円滑に行え、乗り心地を向上することができる（請求項１）。
また、目標加速度候補算出手段により算出される複数の目標加速度候補の位相が互いに同一となるようにした場合には、追従走行における加速運転と減速運転との間での移行の前後においてそれぞれの目標加速度候補の絶対値ひいては目標加速度の変化量が小さくなり、移行時の加減速ショックを大幅に減少して乗り心地を向上させることができる（請求項２）。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態による車両の走行制御装置の概略図である。
【図２】図１に示した電子制御ユニットの各種機能部を周辺要素と共に示すブロック図である。
【図３】電子制御ユニットが実行する追従制御ルーチンの一部を示すフローチャートである。
【図４】図３に続く、追従制御ルーチンの残部を示すフローチャートである。
【図５】第１及び第２目標加速度候補の時間経過に伴う変化を例示する図である。
【図６】図５に示すように変化する第１及び第２目標加速度候補から求められる目標加速度の時間変化に伴う変化を示す図である。
【符号の説明】
１  車両
２  電波レーダ
４  ＣＣＤカメラ
１２  スロットルアクチュエータ
３０  ブレーキアクチュエータ
３２  車輪速センサ
５０  電子制御ユニット
５１  目標加速度候補算出部
５２  選択部
５３  目標加速度設定部
５４  車速制御部
αａ、αｂ  目標加速度候補
αｃ  目標加速度
【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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