JP2006347433A - 車間距離情報の処理装置および車間距離制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 車間距離が急激に変化した場合でも車間距離を速やかに認識できるようにして応答性を向上させることができるようにした、車間距離情報の処理装置および車間距離制御装置を提供する。
【解決手段】 自車両と先行車両との車間距離情報を検出する車間距離検出手段１００と、車間距離情報をフィルタ処理するフィルタ手段１０６とを備え、車間距離情報を処理して出力する車間距離情報の処理装置において、車間距離検出手段１００が検出した車間距離情報の変化率又はフィルタ手段１０６によってフィルタ処理されたフィルタ後車間距離情報の変化率が所定値以上の時は検出した車間距離情報を出力し、車間距離検出手段１００が検出した車間距離情報の変化率又はフィルタ手段１０６によってフィルタ処理されたフィルタ後車間距離情報の変化率が所定値未満のときはフィルタ後車間距離情報を出力する切替手段２０７を備えて構成する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、車両を所定の速度で自動的に走行させるオートクルーズ制御装置等に用いて好適な、自車両と先行車両との車間距離情報を検出し、車間距離情報を処理する車間距離情報の処理装置および車間距離制御装置に関する。

近年、自車両と自車両前方の対象物（先行車両）との車間距離情報に基づいて車両の走行を制御する技術が開発されており、例えば、車両を、設定された速度で自動的に定速走行させるオートクルーズ装置に、先行車との車間距離を検出し、これを所定距離に維持する車間距離制御機能を付加したものが実用化されている。
このような車間距離制御機能付オートクルーズ装置では、先行車両の有無を検知し、先行車両が検知されない場合には設定された車速を設定車速に維持する定速制御を行い、先行車両が検知された場合には自車両と先行車両との車間距離を検出し、検出した車間距離情報に基づいて車間距離を所定距離に維持する車間距離制御を行っている。

このような車間距離制御では、レーザーレーダーやカメラ等の車間距離センサによって車間距離情報を検出する。そして、検出した車間距離情報は例えば電圧値信号等として出力されて車両のＥＣＵ（電子制御装置）に入力され、この車間距離情報に基づいて、ＥＣＵが車両の目標加速度等を設定して車両の加減速を制御することで自車両と先行車両との車間距離を設定された車間距離に維持するようになっている。

このとき、車間距離センサから入力される車間距離情報の信号値（図７の細実線参照）は、そのまま用いるとノイズ等の影響が大きく、安定した制御を行うことが困難なため、ＥＣＵでは、車間距離センサから入力された車間距離情報の信号にフィルタ処理を行って信号値を平滑化して安定させたもの（図７の太実線参照）を用いて車間距離を認識している。なお、フィルタ処理は一般的に用いられるローパスフィルタ（ＬＰＦ）によって、一定周期（例えば２０ｍｓｅｃ）毎に行われる。

車間距離センサは通常、特定の対象物（先行車両）に限ることなく、自車両の前方において自車両に最も近い対象物に対する車間距離情報を常に検出するようになっている。
例えば、自車両と自車両の前方を走行する先行車両との間に割り込み車両が現れた場合には、車間距離センサは、割り込み車両を検知した時点から車間距離情報を検出する対象物を先行車両から割り込み車両に切り替えて車間距離情報の信号値を出力する。

この結果、車間距離センサから出力される車間距離情報の信号値は、割り込み車両がいない時の先行車両に対する車間距離情報の値から割り込み車両に対する車間距離情報の値へと急激に変化することになる。このような車間距離の急変は、先行車両が車線変更や分岐等によって自車両レーンから外れた場合にも発生する。
ところで、信号をフィルタ処理する場合、フィルタ（ＬＰＦ）によって算出される値（フィルタ後信号値）は、現在の信号値（検出信号値）と１周期前に算出した算出値（フィルタ後信号値）とに基づいて算出される。

したがって、フィルタ後の信号値はそれ以前の各周期における検出信号値の影響を累積的に受けることになる。もちろんこの影響は、直近の検出信号値であるほど大きく、より前のフィルタ後信号値ほど小さくなる。
このため、図７に示すように、検出信号値が変化しても、フィルタ後信号値はすぐには変化せず、これによって、検出信号値の微小な変動（ノイズ）がカットされてフィルタ後信号値は滑らかな変動特性となる。

しかしながらこれと同時に、フィルタ後の信号値は検出信号値の変化に対してどうしても変化に遅れが生じてしまうことになる。特に、Ｔ１の時点で他車両の自車両レーンへの割り込みがあり、Ｔ２の時点でこの割り込み車両が自車両レーンからいなくなるなどして検出信号値が急激に変化する場合でも、フィルタ後信号値は急激には変化しないため、フィルタ前とフィルタ後の信号値に大きな差が生じ、フィルタ後信号値がフィルタ前信号値に近い値になるまでには、図７に示すようにある程度の時間差（ΔＴ）が生じてしまう。

このため、割り込み等によって車間距離が急激に狭くなるような場合には、車間距離センサの信号値をフィルタ処理する際に車間距離センサの信号値の変化に対する上述のフィルタ後信号値の応答が遅れ、その結果ＥＣＵが実際の車間距離を認識するのが遅れ、ひいてはＥＣＵによる車間距離制御に遅れが生じてしまうという課題があった。
本発明はこのような課題に鑑み創案されたもので、オートクルーズ制御装置等に好適に用いることができ、検出した車間距離（情報）に含まれたノイズを除去できるようにするとともに、車間距離が急激に変化した場合でも車間距離を速やかに認識できるようにした、車間距離情報の処理装置および車間距離制御装置を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するために、請求項１記載の本発明の車間距離情報の処理装置は、自車両と該自車両の前方を走行する先行車両との車間距離情報を検出する車間距離検出手段と、該車間距離検出手段が検出した該車間距離情報をフィルタ処理するフィルタ手段と、を備え、該車間距離情報を処理して出力する車間距離情報の処理装置において、該車間距離検出手段が検出した車間距離情報の変化率又は該フィルタ手段によってフィルタ処理されたフィルタ後車間距離情報の変化率が所定値以上の時は該車間距離検出手段が検出した車間距離情報を出力し、該車間距離検出手段が検出した車間距離情報の変化率又は該フィルタ手段によってフィルタ処理されたフィルタ後車間距離情報の変化率が所定値未満のときは該フィルタ後車間距離情報を出力する切替手段を備えていることを特徴としている。

また、請求項２記載の車間距離情報の処理装置は、上記請求項１のものにおいて、該フィルタ手段は、予め設定された演算周期で該車間距離情報をフィルタ処理するものであって、演算周期ｎにおけるフィルタ後車間距離情報Ｆ（ｎ）と、演算周期ｎにおける車間距離情報Ｌ（ｎ）と、１演算周期前の演算周期（ｎ−１）におけるフィルタ後車間距離情報Ｆ（ｎ−１）とは、
Ｆ（ｎ）＝ａＦ（ｎ−１）＋ｂＬ（ｎ） ・・・（１）
ただし、ａ＋ｂ＝１，０＜ａ，０＜ｂ
の関係を満たすことを特徴としている。

また、請求項３記載の車間距離情報の処理装置は、上記請求項２のものにおいて、該車間距離情報の該変化率は、演算周期ｎで該車間距離検出手段から得られた該車間距離情報Ｌ（ｎ）と１演算周期前の演算周期（ｎ−１）で該車間距離検出手段から得られた該車間距離情報Ｌ（ｎ−１）との差に基づいて検出されることを特徴としている。
また、請求項４記載の車間距離制御装置は、自車両を加速または減速させる加減速手段と、該自車両と該自車両の前方を走行する先行車両との車間距離を検出する車間距離検出手段と、該車間距離検出手段が検出した車間距離情報をフィルタ処理するフィルタ手段と、該車間距離検出手段が検出した車間距離情報の変化率または該フィルタ手段によってフィルタ処理されたフィルタ後車間距離情報の変化率が所定値以上のときは該車間距離検出手段が検出した車間距離情報を出力し、該車間距離検出手段が検出した車間距離情報の変化率または該フィルタ手段によってフィルタ処理されたフィルタ後車間距離情報の変化率が所定値未満のときは該フィルタ手段によってフィルタ処理されたフィルタ後車間距離情報を出力する切替手段とを備え、該切替手段の出力値に基づいて該加減速手段を制御することを特徴としている。

したがって、請求項１記載の本発明の車間距離情報の処理装置によれば、通常時は、検出した車間距離情報をフィルタ処理して、ノイズの影響を抑制するので、安定した制御を実施することができ、一方、例えば、自車両の走行レーンに割り込み車両が現れる等して、車間距離が急激に短くなるなど、車間距離が急変した場合には、検出した車間距離情報（検出信号値）の変化率又はフィルタ処理されたフィルタ後車間距離情報の変化率が所定値以上の車間距離急変時は加減速制御手段が車間距離検出手段が検出した車間距離情報（検出信号値）を出力するので、割り込み車両の出現などによって車間距離が急激に変化した場合であっても応答性よく車間距離を認識することができる。

また、請求項２記載の本発明の車間距離情報の処理装置によれば、請求項１の効果に加え、検出信号値に含まれている微小な変動（ノイズ）を確実に除去することができるので、安定して車間距離情報の処理を行うことができる。
また、請求項３記載の本発明の車間距離情報の処理装置によれば、請求項２の効果に加え、検出信号値の変化率を現在の値と１演算周期前の検出信号値との差によって速やかに且つ確実に検知することができる。

また、請求項４記載の本発明の車間距離制御装置によれば、ノイズが除去された応答性のよい車間距離情報に基づいて自車両が加減速されるので、応答遅れに起因するオーバーシュートやハンチングを起こしにくい、安定した制御を行うことができる。

［第１実施形態］
以下、図面を参照しながら、本発明の第１実施形態について説明する。
図１〜図４は本発明の一実施形態としての第１実施形態に係る、車間距離情報の処理装置および車間距離制御装置を説明するためのものであって、図１はその構成を示すブロック図、図２はそのフィルタ処理にかかる演算回路を模式的に示す回路図、図３はフィルタ処理を説明するフローチャート、図４は本実施形態における車間距離情報（検出信号値）とフィルタ後信号値の経時変化を示すグラフである。

本実施形態は、本発明の車間距離情報の処理装置および車間距離制御装置をオートクルーズ制御装置に適用したものである。このオートクルーズ制御装置では、自車両の前方に先行車両がいない場合、もしくは自車両と先行車両との車間距離が十分に広い場合（車間距離が所定距離以上の場合）に車両を設定速度で自動的に定速走行させる定速制御モードと、上記車間距離が所定距離よりも短い場合に、車間距離がこの所定距離を維持するように自車両の走行速度を加減速して車間距離を制御する車間距離制御モードとを実施するようになっている。このオートクルーズ制御装置の定速走行モードを実施する機能部分が定速制御装置に相当し、車間距離制御モードを実施する機能部分が本発明の車間距離制御装置に相当する。

なお、この場合の所定距離は最もシンプルには一定値とすることができるが、走行速度に対応して、車速が大きい程所定距離も大きくなる（例えば２次関数的に大きくなる）値に設定してもよい。
図１に示すように、本実施形態におけるオートクルーズ制御装置は、メモリ（ＲＯＭ，ＲＡＭ）及びＣＰＵ等で構成されるＥＣＵ（電子コントロールユニット）１０５、車間距離検出手段（車間距離センサ）１００、車速センサ１０１、ブレーキスイッチ１０２、アクセル開度センサ１０３、及び作動スイッチ１０４を備え、さらにスロットルアクチュエータ１０８、ブレーキアクチュエータ１０９を備えている。

ＥＣＵ１０５の入力側には、車間距離検出手段（車間距離センサ）１００、車速センサ１０１、ブレーキスイッチ１０２、アクセル開度センサ１０３、及び作動スイッチ１０４が接続され、ＥＣＵ１０５の出力側には、スロットルアクチュエータ１０８及びブレーキアクチュエータ１０９が接続されている。
車速センサ１０１、ブレーキスイッチ１０２、スロットル開度センサ１０３はそれぞれ自車両の走行速度、図示しないブレーキペダルのオン／オフ、スロットル弁の開度の情報を検出するセンサである。作動スイッチ１０４はＥＣＵ１０５にオートクルーズ制御の開始を指示するためのスイッチであり、運転者が作動スイッチ１０４をオンとすることでその時の走行車速でのオートクルーズ制御を開始するようになっている。なお、作動スイッチ１０４には、オートクルーズ時の設定車速を増減調整しうる機能も付設されている。

また、オートクルーズ制御の作動解除は、作動スイッチ１０４をオフとすることでも行えるが、ブレーキスイッチ１０２の信号から検知されるブレーキ作動によってもオートクルーズ制御が解除されるようになっている。
車間距離センサ１００は、例えばレーザーレーダー等によって自車両前方の対象物（先行車両）の有無及び自車両と先行車両との車間距離を検出するセンサであり、ここでは検出した車間距離情報を電圧値信号（検出信号値）として出力するようになっている。また、車間距離センサ１００には検出限度値Ｄｌｉｍ（ここでは１５０メートル）があるが、先行車両がいない場合あるいは車間距離が検出限度値Ｄｌｉｍ以上の場合には車間距離センサ１００はこの検出限度値Ｄｌｉｍを車間距離情報として出力するようになっている。

また、ＥＣＵ１０５は機能要素としてフィルタ後車間距離取得手段１１１及び加減速制御手段１０７を備えている。
車間距離センサ１００からＥＣＵ１０５に入力された検出信号（車間距離情報）は、フィルタ後車間距離取得手段１１１によって処理され、検出信号（車間距離情報）に含まれる微小な変動（ノイズ）が除去されて、不必要な変動の少ない安定した信号値（フィルタ後車間距離情報）に変換される。そして、このフィルタ後車間距離情報に基づいて、車間距離認識部１１０が先行車量の有無及び自車両と先行車両との車間距離を認識するようになっている。

ＥＣＵ１０５は、フィルタ後車間距離取得手段１１１によって処理されたフィルタ後車間距離情報が予め設定された所定値Ｄ０以上である場合は、自車両前方に先行車両がいないか、あるいは自車両と先行車両との車間距離が十分であると判断して上述の定速制御モードを行い、車間距離が所定値Ｄ０より小さい場合には上述の車間距離制御モードを行うようになっている。

なお、所定値Ｄ０の値は車速Ｖに対応するマップとしてＥＣＵ１０５の記憶装置に記憶されており、ＥＣＵ１０５は車速センサ１０１から入力される自車両の車速Ｖに対応した所定値Ｄ０の値を設定する。
すなわち、ＥＣＵ１０５は作動スイッチ１０４がオン、且つ、フィルタ後車間距離情報が所定値Ｄ０以上であることを認識すると定速モード制御を開始し、その時点において車速センサ１０１から入力された車速Ｖを設定車速Ｖ０としてＥＣＵ１０５に記憶し、ＥＣＵ１０５の加減速制御手段１０７は、車速センサ１０１、ブレーキスイッチ１０２及びスロットル開度センサ１０３からの入力に基づいて、スロットルアクチュエータ１０８及びブレーキアクチュエータ１０９を制御して自車両を加減速させて自車両が設定車速Ｖ０で走行するように制御するようになっている。

また、ＥＣＵ１０５は作動スイッチが１０４オン、且つ、フィルタ後車間距離が所定値Ｄ０よりも小さいことを認識すると車間距離モード制御を開始し、ＥＣＵ１０５の加減速制御手段１０７は、車間距離認識部１１０によって認識されたフィルタ後車間距離情報、車速センサ１０１、ブレーキスイッチ１０２及びスロットル開度センサ１０３からの入力に基づいて、加減速手段としてのスロットルアクチュエータ１０８及びブレーキアクチュエータ１０９を制御して自車両を加減速させて、車間距離が所定値Ｄ０となるように車間距離を制御するようになっている。

次に、図２、図３及び図４を参照して、ＬＰＦ１０６を含むフィルタ後車間距離取得手段１１１においてのフィルタ後車間距離情報（フィルタ後信号値ともいう）の算出処理について説明する。なお、本発明の車間距離情報の処理装置はフィルタ後車間距離取得手段１１１と車間距離センサ１００とによって構成される。
図２に示すように、フィルタ後車間距離取得手段１１１は信号認識部２０５、ＬＰＦ１０６、切替手段としての車間距離変化判定部２０６及びスイッチ２０７によって構成されており、ＬＰＦ１０６は、第１増幅器２０１、第２増幅器２０２、遅延素子２０３及び加算回路２０４によって構成されている。なお、これらの各要素である第１増幅器２０１、第２増幅器２０２、遅延素子２０３、加算回路２０４はそれぞれを単体部材としてそなえる必要はなく、例えばコンピュータの機能要素として備えていればよい。

信号認識部２０５は車間距離センサ１００と接続され、車間距離センサ１００の検出信号が入力されるようになっている。そして信号認識部２０５は、１演算周期（ここでは２０ミリ秒）毎に車間距離センサ１００から入力される検出信号の値を認識し、認識した値を検出信号値Ｌ（ｎ）として１演算周期毎に出力するようになっている。
ＬＰＦ１０６が備える機能要素ついてさらに説明すると、第１増幅器２０１は遅延素子２０３と加算回路２０４との間に、また、第２増幅器２０２は信号認識部２０５と加算回路２０４との間にそれぞれ介装されており、第１増幅器及び第２増幅器は入力された信号値にそれぞれ設定されたフィルタ係数ａ，ｂ（ただし、ａ＋ｂ＝１，ａ＞０，ｂ＞０）を乗じた値を出力するようになっている。なお、フィルタ係数ａ，ｂは検出信号値Ｌ（ｎ）の微小変化（ノイズ）を十分に除去できるように予め設定された値である。一般に、フィルタ係数ａが大きい（フィルタ係数ｂが小さい）程大きなノイズを除去できる反面、検出信号値Ｌ（ｎ）の変化に対する応答遅れが大きくなるので、フィルタ係数ａ，ｂの値はノイズを確実に除去できると同時に、検出信号値Ｌ（ｎ）の変化に対する応答遅れがあまり大きくならないような値に設定する。

なお、ここでいう応答遅れ（すなわち、フィルタ係数ａ，ｂを決めるにあたって考慮すべき応答遅れ）には、先行車の割り込みや車線変更による急な車間距離の変化に対する応答遅れは含まない。これらの急な車間距離の変化に対する応答速度は車間距離変化判定部２０６およびスイッチ２０７により確保されるからである。したがって本発明においては、ＬＰＦの係数を決めるにあたり、割り込みや車線変更を考慮しなくても良いので、より適切な係数を定めることができる。

加算回路２０４は、第１の増幅器２０１及び第２の増幅器２０２から信号値が入力されるようになっており、入力された信号値の値を加算して出力するようになっている。
遅延素子２０３はスイッチ２０７と第１増幅器２０１との間に介装され、スイッチ２０７を経由して入力された信号値（即ち、フィルタ後信号値）を１演算周期（２０ミリ秒）遅延させて出力するようになっている。

したがって、車間距離センサ１００からフィルタ後車間距離取得手段１１１に入力された車間距離情報（検出信号）は、まず信号認識部２０５に入力されて１演算周期（２０ミリ秒）毎に信号値が認識される。信号認識部２０５は認識した信号値を検出信号値Ｌ（ｎ）として、第２増幅器２０２、スイッチ２０７及び車間距離変化判定部２０６に送出する。

ここで、信号認識部２０５から第２増幅器２０２および加算回路２０４を経由してスイッチ２０７に入力される経路すなわちＬＰＦ１０６を通る経路をルート１と呼び、ＬＰＦ１０６を通らずに信号認識部２０５からスイッチ２０７に直接入力される経路をルート２と呼ぶ。
そして、ルート１において、第２増幅器２０２は信号認識部２０５から入力された検出信号値Ｌ（ｎ）にフィルタ係数ｂを乗算した信号値ｂＬ（ｎ）を加算回路２０４に送出する。

一方、第１増幅器２０１には遅延素子２０３から１演算周期前のフィルタ後信号値Ｆ（ｎ−１）が入力され、第１増幅器は入力された１演算周期前のフィルタ後信号値Ｆ（ｎ−１）にフィルタ係数ａを乗算した信号値ａＦ（ｎ−１）を加算回路２０４に送出する。
加算回路２０４は、第１増幅器２０１から入力された信号値ａＦ（ｎ−１）と第２増幅器２０２から入力された信号値ｂＬ（ｎ）とを加算し、加算された信号値ａＦ（ｎ−１）＋ｂＬ（ｎ）を出力する。

すなわち、ルート１全体としてみれば、入力された検出信号値Ｌ（ｎ）を、ＬＰＦ１０６を通して、すなわち、
Ｆ（ｎ）＝ａＦ（ｎ−１）＋ｂＬ（ｎ）・・・（１）
として出力するようになっている。
また、ルート２においては、検出信号値Ｌ（ｎ）はＬＰＦ１０６を通さずそのままの値即ち、
Ｆ（ｎ）＝Ｌ（ｎ）・・・（２）
として出力するようになっている。

スイッチ２０７は一端（出力端）が固定され、他端（入力端）は図示しないソレノイドを通電することによって、Ｙ側の端子及びＮ側の端子との断接を切換可能に配設されている。そして上記の固定された端子（出力端）は加減速制御手段１０７及びにＬＰＦ１０６の遅延素子２０３に接続されて出力信号としてフィルタ後信号値Ｆ（ｎ）を出力する。一方、入力端としてのＹ側の端子は信号認識部２０５（即ち、ルート２）に接続され、同じく入力端としてのＮ側の端子はＬＰＦ１０６の加算回路２０４（即ち、ルート１）にそれぞれ接続されている。

車間距離変化判定部２０６には信号認識部２０５から検出信号値Ｌ（ｎ）が入力され、入力された検出信号値Ｌ（ｎ）は車間距離変化判定部２０６内部の記憶装置に記憶されるようになっている。
また、車間距離変化判定部２０６では、現演算周期の検出信号値Ｌ（ｎ）と記憶されている１演算周期前の検出信号値Ｌ（ｎ−１）との差を演算し、演算した値と予め設定した所定値Ｓとの大小関係が比較されるようになっている。そして、検出信号値Ｌ（ｎ）と１演算周期前の検出信号値Ｌ（ｎ−１）との差が所定値Ｓよりも小さい場合（即ち、検出信号の変化率が小さい場合）には、車間距離の急変がないとしてスイッチ２０７をＮ側の端子に接続し、上記の差が所定値Ｓ以上である場合（即ち、検出信号の変化率が大きい場合）には車間距離が急変したとしてスイッチ２０７をＹ側の端子に接続するようにスイッチ２０７を制御するようになっている。なお、検出信号値Ｌ（ｎ）に含まれるノイズによる信号値の変動は車間距離の急変による信号値の変動に対して十分小さいので、所定値Ｓをノイズによる信号値変動量と車間距離の急変による信号値の変動量との中間の値に設定することにより、検出信号値Ｌ（ｎ）に含まれるノイズと車間距離の急変とを誤判定しないようにすることができる。

したがって、スイッチ２０７がＮ側の端子に接続されている場合（即ち、｜Ｌ（ｎ）−Ｌ（ｎ−１）｜≦所定値Ｓの場合）は、ＬＰＦ１０６（ルート１）からフィルタ後信号値Ｆ（ｎ）が出力され、加減速制御手段１０７及びＬＰＦ１０６の遅延素子２０３へ入力されるようになっている。
また、スイッチ２０７がＹ側の端子に接続されている場合（即ち、｜Ｌ（ｎ）−Ｌ（ｎ−１）｜＞所定値Ｓの場合）は、ＬＰＳ１０６（ルート２）からフィルタ後車間距離Ｆ（ｎ）が出力され、加減速制御手段１０７及びＬＰＦ１０６の遅延素子２０３へ入力されるようになっている。

本発明の第１実施形態にかかる車間距離情報の処理装置および車間距離制御装置はこのように構成されているので、図３に示すように、ステップＳ０１において、車間距離変化判定部２０６は現在の検出信号値Ｌ（ｎ）と１演算周期前の検出信号値Ｌ（ｎ−１）との差を演算し、演算した差が所定値Ｓよりも小さい場合は、車間距離センサ１００が検出した車間距離情報（検出信号）の変化率が小さいと判断して、ステップＳ０２へと進む。

また、ステップＳ０１において、現在の検出信号値Ｌ（ｎ）と１演算周期前の検出信号値Ｌ（ｎ）との差が所定値Ｓ以上である場合は、車間距離センサ１００が検出した車間距離情報（検出信号）の変化率が大きいと判断して、ステップＳ０３へと進む。
ステップＳ０２において、車間距離変化判定部２０６は、スイッチ２０７をＮ側の端子に接続し、フィルタ後車間距離取得手段手段１１１のルート１において、現在の検出信号値Ｌ（ｎ）及び１演算周期前のフィルタ後信号値Ｆ（ｎ−１）に基づいて、Ｆ（ｎ）＝ａＦ（ｎ−１）＋ｂＬ（ｎ）とする演算（フィルタ演算という）を行ったフィルタ後信号値Ｆ（ｎ）がＬＰＦ１０６からスイッチ２０７を介して出力される。このとき、ａ＋ｂ＝１，ａ＞０，ｂ＞０である。

また、ステップＳ０３において、車間距離変化判定部２０６は、スイッチ２０７をＹ側の端子に接続し、ＬＰＦ１０６からは信号認識部２０５で認識した検出信号値Ｌ（ｎ）がフィルタ演算されることなくスイッチ２０７を介して出力される。
したがって、車間距離の急変のない通常時においては車間距離センサ１００から出力される検出信号にフィルタ演算を行い、検出信号値Ｌ（ｎ）と１演算周期前のフィルタ後信号値Ｆ（ｎ−１）とを所定の割合でなますことで微小に変化する検出信号を平坦化して安定したフィルタ後信号値Ｆ（ｎ）とするので、加減速制御手段１０７において安定した制御を行うことができる。

また、図４に示すように、Ｔ１の時点において割り込み車両の出現等によって車間距離が急激に短くなったり、また、Ｔ２の時点において割り込み車両がいなくなるなどして車間距離が急激に長くなったりして車間距離の急変が起こった演算周期では、検出信号値Ｌ（ｎ）をそのままフィルタ後信号値Ｆ（ｎ）とするので、加減速制御手段１０７は車間距離の急変に対して遅れることなく車間距離の制御を行うことができる。

さらにこの場合、検出信号値Ｌ（ｎ）をそのままフィルタ後信号値Ｆ（ｎ）として設定するので、これ以降の演算周期においてフィルタ演算を行う場合には車間距離の急変以前のフィルタ後信号値の影響を受けることがないため、算出されるフィルタ後信号値Ｆ（ｎ）は車間距離急変後の検出信号値Ｌ（ｎ）に近い値となり、不要なノイズは除去されながらも安定した信号値を加減速制御手段１０７に入力することができ、加減速制御手段１０７は車間距離の急変に対して遅れることなく、安定した車間距離制御を行うことができる。

［第２実施形態］
次に、図１及び図５図６を参照して本発明の第２実施形態について説明する。図５及び図６は本発明の一実施形態としての第２実施形態に係る、車間距離情報の処理装置および車間距離制御装置を説明するためのものであって、図５はフィルタ処理にかかる演算を示す演算回路を模式的に示す回路図、図６はフィルタ手段における制御を示すフローチャートである。

本実施形態は、上述した第１実施形態と同様に、本発明の車間距離情報の処理装置および車間距離制御装置をオートクルーズ制御装置に適用したものであり、大部分の構成は図１に示す第１実施形態のものと同様であるため、ここでは第１実施形態のものと異っている部分についてのみ説明する。
なお、第１実施形態に相当するものについては同符号を用いて説明する。

本実施形態においては、図５に示すように、フィルタ後車間距離取得手段２５１の構成が第１実施形態のものと異なっている。
本実施形態において、ＬＰＦ１０６の構成は第１実施形態のものと同じであり、第１増幅器２０１、第２増幅器２０２、遅延素子２０３及び加算回路２０４によって構成されており、車間距離センサ１００から入力された検出信号は信号認識部２０５に入力され、信号認識部２０５において所定の演算周期毎にフィルタ演算前の検出信号値Ｌ（ｎ）が出力されるようになっている。

そして、ＬＰＦ１０６を通る経路であるルート１では車間距離センサ１００から入力された検出信号にフィルタ演算
Ｆ（ｎ）＝ａＦ（ｎ−１）＋ｂＬ（ｎ）・・・（１）
を行い、フィルタ後信号値Ｆ（ｎ）を出力する。また、ＬＰＦ１０６を通らない経路であるルート２では、
Ｆ（ｎ）＝Ｌ（ｎ）・・・（２）
を行い、フィルタ後信号値Ｆ（ｎ）を出力するようになっている。

車間距離変化判定部２５０には、ＬＰＦ１０６の加算回路２０４から、ＬＰＦ１０６のルート１におけるフィルタ後信号値Ｆ（ｎ）が入力され、また、ＬＰＦ１０６の遅延素子２０３を介して、１演算周期前フィルタ後信号値Ｆ（ｎ−１）が入力されるようになっている。
そして、車間距離変化判定部２５０では、入力された演算周期ｎにおけるフィルタ後信号値Ｆ（ｎ）と１演算周期前のフィルタ後信号値Ｆ（ｎ−１）との差を演算し、演算した値と予め設定した所定値Ｓ’との大小関係が比較され、フィルタ後信号値Ｆ（ｎ）と１演算周期前のフィルタ後信号値Ｆ（ｎ−１）との差が所定値Ｓ’よりも小さい場合（即ち、検出信号の変化率が小さい場合）には、車間距離の急変がないとしてスイッチ２０７をＮ側の端子に接続し、上記の差が所定値Ｓ以上である場合（即ち、検出信号の変化率が大きい場合）には車間距離が急変したとしてスイッチ２０７をＹ側の端子に接続するようにスイッチ２０７を制御するようになっている。なお、本実施形態における所定値Ｓ’は、車間距離の急変を判定できるように予め設定された値であり、第１実施形態における所定値Ｓよりも小さい値を設定することが好ましい。

これにより、車間距離の急変のない通常時には、スイッチ２０７によりルート１が選択され、ＬＰＦ１０６でフィルタ演算されたフィルタ後信号値Ｆ（ｎ）が遅延素子２０３及び加減速制御手段１０７に入力され、また、車間距離の急変が起こった時には、スイッチ２０７によりルート２が選択され、ＬＰＦ１０６を介さずに信号認識部２０５から検出信号値Ｌ（ｎ）がフィルタ後信号値Ｆ（ｎ）として遅延素子２０３及び加減速制御手段１０７に入力されるようになっている。

つまり、本実施形態では、車間距離検出手段が検出する車間距離情報の変化率をフィルタ後信号値Ｆ（ｎ）と１演算周期前のフィルタ後信号値Ｆ（ｎ−１）との差｜Ｆ（ｎ）−Ｆ（ｎ−１）｜と予め設定した所定値Ｓ’とを比較することによって検出するようになっている。
本発明の第２実施形態に係る車間距離情報の処理装置および車間距離制御装置はこのように構成されているので、図５に示すように、ステップＳ１１において、車間距離変化判定部２５０はＬＰＦ１０６の加算回路２０４から入力され、フィルタ演算されたフィルタ後信号値Ｆ（ｎ）とＬＰＦ１０６の遅延素子２０３から入力された１演算周期前のフィルタ後信号値Ｆ（ｎ−１）との差を演算し、演算した差が所定値Ｓ'よりも小さい場合は、車間距離センサ１００が検出した車間距離情報（検出信号）の変化率が小さいと判断して、ステップＳ１２へと進む。

また、ステップＳ１１において、現演算周期のフィルタ後信号値Ｆ（ｎ）と１演算周期前のフィルタ後信号値Ｆ（ｎ−１）との差が所定値Ｓ'以上である場合は、車間距離センサ１００が検出した車間距離情報（検出信号）の変化率が大きいと判断して、ステップＳ１３へと進む。
ステップＳ１２において、車間距離変化判定部２５０は、スイッチ２０７をＮ側の端子に接続することで、ルート１を選択し、現演算周期の検出信号値Ｌ（ｎ）及び１演算周期前のフィルタ後信号値Ｆ（ｎ−１）に基づいてフィルタ演算を行った値がフィルタ後信号値Ｆ（ｎ）としてスイッチ２０７を介して出力される。なおこの場合も、ａ＋ｂ＝１，ａ＞０，ｂ＞０である。

また、ステップＳ１３において、車間距離変化判定部２５０は、スイッチ２０７をＹ側の端子に接続することでルート２を選択し、ＬＰＦ１０６によってフィルタ演算されることなく信号認識部２０５で認識した検出信号値Ｌ（ｎ）がスイッチ２０７を介して出力される。
したがって、本実施形態においては、フィルタ演算を行った値と１演算周期前のフィルタ後信号値Ｆ（ｎ−１）との差と所定値Ｓ’とを比較することで検出信号値Ｌ（ｎ）の変化率の大小を判断することができ、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

また、車間距離変化判定部２５０では現在入力されている２つの信号値［即ちフィルタ後信号値Ｆ（ｎ）と１演算周期前のフィルタ後信号値Ｆ（ｎ−１）］とを演算及び比較するので、１演算周期前の値を記憶する必要がなく、ＣＰＵ等に負担がかからないという利点がある。
［その他］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

例えば、車間距離センサによっては車間距離が長い場合にセンサの検出精度の低下等により車間距離検出信号に含まれるノイズの振幅が大きくなることが考えられ、このとき、ノイズによる検出信号値Ｌ（ｎ）の変動と車間距離の急変による検出信号値Ｌ（ｎ）の変動とを誤判定してしまう可能性がある。
このような場合には上述の実施形態における所定値ＳまたはＳ’の値を車間距離の検出信号値Ｌ（ｎ）が大きい場合と小さい場合とで異なる値に設定すればよい。このとき当然、検出信号値Ｌ（ｎ）が大きい場合には所定値ＳまたはＳ’の値を大きく設定し、検出信号値Ｌ（ｎ）が小さいときには所定値ＳまたはＳ’の値は小さく設定する。また、２段階に限らず検出信号値Ｌ（ｎ）の大きさに対応して２つ以上の多段階で所定値ＳまたはＳ’の値を設定するようにしてもよい。

これにより、車間距離が長く、車間距離センサの検出信号に含まれるノイズの振幅が大きくなった場合でも、ノイズによる検出信号値の変動を車間距離の急変と混同することはない。また、車間距離が長い場合には割り込み車両等による車間距離の変動量も一般に大きいので車間距離の急変時には車間距離の急変を正確に判定することができる。
また、自車両の車速が大きい場合にも、センサの振動等により車間距離検出信号に含まれるノイズの振幅が大きくなることが考えられる。したがって、上述の実施形態におけるフィルタ係数ａ，ｂの値についても一定の値に限らず、例えば検出信号値Ｌ（ｎ）（車間距離）が大きい場合にはフィルタ係数ａを大きく（フィルタ係数ｂを小さく）し検出信号値Ｌ（ｎ）が小さい場合にはフィルタ係数ａを小さく（フィルタ係数ｂを大きく）設定するようにしてもよい。このようにすれば、車間距離が大きく車間距離検出信号のノイズの振幅が大きい場合にあってもノイズを確実に除去することができ、また、車間距離が小さい場合には、応答性のよいフィルタ処理を行うことができる。

また、上述の実施形態においては、車間距離の変化率を検出信号値Ｌ（ｎ）と１演算周期前の検出信号値Ｌ（ｎ−１）あるいはフィルタ後信号値Ｆ（ｎ）と１演算周期前のフィルタ後信号値Ｆ（ｎ−１）との比較によって判定しているが、車間距離の急変をより確実に判定するために、現在の信号値Ｌ（ｎ），Ｆ（ｎ）とｔ周期前の信号値Ｌ（ｎ−ｔ），Ｆ（ｎ−ｔ）（ただし、ｔは２以上の整数）とを比較することによって判定してもよい。この場合、ｔの値が大きいほど確実な判定ができるが、車間距離の変化に対する応答性が悪くなるので応答性を損なわない範囲でｔの値を設定する（例えばｔ＝２）のが望ましい。

また、演算周期の時間についても上述の実施形態のもの（２０ミリ秒）に限定されず、適宜変更可能であることはいうまでもない。また、本発明に係る車間距離情報の処理装置を車間距離警報装置等に用いてもよい。

本発明の第１実施形態に係る、車間距離情報の処理装置を適用したオートクルーズ制御装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第１実施形態に係る、車間距離情報の処理装置におけるフィルタ処理にかかる演算回路を模式的に示す回路図である。 本発明の第１実施形態に係る、フィルタ処理を説明するフローチャートである。 本発明の第１実施形態に係る、車間距離情報の処理装置を説明するためのものであって、検出車間距離情報（検出信号値）と処理後の車間距離情報信号値の経時変化の一例を示すグラフである。 本発明の第２実施形態に係る、車間距離制御装置におけるフィルタ処理にかかる演算回路を模式的に示す回路図である。 本発明の第２実施形態に係る、フィルタ処理を説明するフローチャートである。 従来の車間距離制御装置に用いられる車間距離情報に関するフィルタ前の信号値及びフィルタ後の信号値の経時変化の一例を示すグラフである。

符号の説明

１００ 車間距離検出手段（車間距離センサ）
１０１ 車速センサ
１０２ ブレーキスイッチ
１０３ スロットル開度センサ
１０４ 作動スイッチ
１０５ ＥＣＵ（電子制御装置）
１０６ ＬＰＦ（フィルタ手段）
１０７ 加減速制御手段
１０８ スロットルアクチュエータ
１０９ ブレーキアクチュエータ
１１０ 車間距離認識部
１１１，２５１ フィルタ後車間距離取得手段
２０１ 第１増幅器
２０２ 第２増幅器
２０３ 遅延素子
２０４ 加算回路
２０５ 信号認識部
２０６，２５０ 車間距離変化判定部（切替手段）
２０７ スイッチ（切替手段）

Claims (4)

1. 自車両と該自車両の前方を走行する先行車両との車間距離情報を検出する車間距離検出手段と、
   該車間距離検出手段が検出した該車間距離情報をフィルタ処理するフィルタ手段と、を備え、該車間距離情報を処理して出力する車間距離情報の処理装置において、
   該車間距離検出手段が検出した車間距離情報の変化率又は該フィルタ手段によってフィルタ処理されたフィルタ後車間距離情報の変化率が所定値以上の時は該車間距離検出手段が検出した車間距離情報を出力し、該車間距離検出手段が検出した車間距離情報の変化率又は該フィルタ手段によってフィルタ処理されたフィルタ後車間距離情報の変化率が所定値未満のときは該フィルタ後車間距離情報を出力する切替手段を備えている
   ことを特徴とする、車間距離情報の処理装置。
2. 該フィルタ手段は、予め設定された演算周期で該車間距離情報をフィルタ処理するものであって、
   演算周期ｎにおけるフィルタ後車間距離情報Ｆ（ｎ）と、演算周期ｎにおける車間距離情報Ｌ（ｎ）と、１演算周期前の演算周期（ｎ−１）におけるフィルタ後車間距離情報Ｆ（ｎ−１）とは、
   Ｆ（ｎ）＝ａＦ（ｎ−１）＋ｂＬ（ｎ） ・・・（１）
   ただし、ａ＋ｂ＝１，０＜ａ，０＜ｂ
   の関係を満たす
   ことを特徴とする、請求項１記載の車間距離情報の処理装置。
3. 該車間距離情報の該変化率は、演算周期ｎで該車間距離検出手段から得られた該車間距離情報Ｌ（ｎ）と１演算周期前の演算周期（ｎ−１）で該車間距離検出手段から得られた該車間距離情報Ｌ（ｎ−１）との差に基づいて検出される
   ことを特徴とする、請求項２記載の車間距離情報の処理装置。
4. 自車両を加速または減速させる加減速手段と、
   該自車両と該自車両の前方を走行する先行車両との車間距離を検出する車間距離検出手段と、
   該車間距離検出手段が検出した車間距離情報をフィルタ処理するフィルタ手段と、
   該車間距離検出手段が検出した車間距離情報の変化率または該フィルタ手段によってフィルタ処理されたフィルタ後車間距離情報の変化率が所定値以上のときは該車間距離検出手段が検出した車間距離情報を出力し、該車間距離検出手段が検出した車間距離情報の変化率または該フィルタ手段によってフィルタ処理されたフィルタ後車間距離情報の変化率が所定値未満のときは該フィルタ手段によってフィルタ処理されたフィルタ後車間距離情報を出力する切替手段とを備え、
   該切替手段の出力値に基づいて該加減速手段を制御する
   ことを特徴とする、車間距離制御装置。

Images