JP2770533B2 - 車両用追従走行制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は自車両に前方車両に追従した追従走行を行わ
せる車両用追従走行制御装置に関するものであり、特に
それの信頼性を向上させる技術に関するものである。

従来の技術 追従走行制御装置の一例が特開昭60−215432号公報に
記載されている。これは、（ａ）自車両の前方に車両が
存在するか否かを判定する前方車両存否判断手段と、
（ｂ）前方車両からの電磁波を受けて、自車両と前方車
両との車間距離を検出する車間距離センサと、（ｃ）そ
の車間距離センサが検出した車間距離に基づいて、前方
車両存否判定手段が前方車両が存在すると判定した場合
には、自車両に追従走行を行わせるべく、自車両を加，
減速させる加減速装置を制御するが、存在しないと判定
した場合には自車両にそれの車速を運転者による設定車
速に維持すべく加減速装置を制御する加減速装置制御手
段とを含むように構成されている。

発明が解決しようとする課題 追従走行制御装置は一般に、自車両が追尾すべき前方
車両が存在する場合には、その前方車両が必ず車間距離
センサの検出可能領域内に存在するとの前提の下に設計
されるのであるが、本出願人の研究により、自車両が走
行している路面の傾斜に起因して前方車両が検出可能領
域から自車両の上下方向に外れてしまい、上記前提が成
立しないことがあることが判明した。

例えば、第５図に示す自車両Ａのように、自車両が平
坦路から登坂路へ移行する場合や、自車両Ｄのように、
降坂路から平坦路へ移行する場合のように、路面の傾斜
角（図においてθで表す）が正の方向（路面が自車両の
進行方向を上方に変化させる場合には正の方向、下方に
変化させる場合には負の方向）に急に増加して、前方車
両が車間距離センサの検出可能領域（自車両の前方に直
線的または平面的に拡がる有限の領域）から上方に外れ
てしまう。

なお、図において、傾斜角θの、自車両の単位走行距
離当たりの変化量である傾斜角変化率をｄθ/dlで表
す。また、図において路面の傾斜角が相当大きく描かれ
ているが、これは、路面の傾斜に起因して前方車両が検
出可能領域から外れる様子を分かり易く説明するためで
あって、実際にはそれ程大きくはない。

前方車両が検出可能領域から上方に外れると、車間距
離センサは路面を前方車両として検出してしまうため、
車間距離が確実にはほとんど変化しなくても、車間距離
センサは自車両が前方車両に急に接近したとの誤った判
定をし、また、その判定結果に応じて、前方車両存否判
定手段は車間距離センサが現実には前方車両を検出して
いないにもかかわらず前方車両が存在するとの誤った判
定をすることとなる。その結果、車間距離を増加させる
べく、自車両がその必要がないのに減速させられるとい
う問題が生ずる。

また、同図に示す自車両Ｂのように、自車両が登坂路
から平坦路へ移行する場合や、自車両Ｃのように、平坦
路から降坂路へ移行する場合のように、路面の傾斜角が
負の方向に急に増加する場合には、前方車両が車間距離
センサの検出可能領域から下方へ外れるため、車間距離
センサは例えば空を検出し、また、前方車両存否判定手
段は、追尾すべき前方車両が現実に存在するにもかかわ
らず存在しないとの誤った判定をしてしまう。この判定
結果に従って、追従走行制御に代えて設定車速による定
速走行制御が行われると、自車両の車速を設定車速まで
増加させるべく、自車両が不適当に加速させられるとい
う問題が生ずる。

本発明は、路面の傾斜に起因した自車両の不適当な走
行制御を防止し得る車両用追従走行制御装置を提供する
ことを課題としてなされたものである。

課題を解決するための手段 そして、本発明の要旨は、第１図に示すように、自車
両に前方車両に追従した追従走行を行わせるために、自
車両を加，減速させる加減速装置を制御する車両用追従
走行制御装置を、（ａ）自車両と前方車両との車間距離
を検出する車間距離センサと、（ｂ）その車間距離セン
サが検出した車間距離に基づいて、自車両に追従走行を
行わせるべく加減速装置を制御する追従走行制御を行う
加減速装置制御手段と、（ｃ）自車両が走行している路
面の傾斜角が単位走行距離または単位時間当たりに変化
した傾斜角変化量を検出する傾斜角変化量検出手段と、
（ｄ）それら傾斜角変化量検出手段と加減速装置制御手
段とに接続され、傾斜角変化量検出手段が検出した傾斜
角変化量が設定量以上である場合に、加減速装置制御手
段に追従走行制御を禁止させる制御禁止手段とを含むも
のとしたことにある。

作用 本発明に係る車両用追従走行制御装置においては、傾
斜角変化量検出手段により、自車両が走行している路面
の傾斜角の変化量が検出されるとともに、制御禁止手段
により、傾斜角変化量が設定量以上である場合に追従走
行制御が禁止される。

その制御禁止手段の一態様は、傾斜角変化量が第１設
定量以上であり、かつ、車間距離が単位走行距離または
単位時間当たりに変化した車間距離変化量が第２設定量
以上である場合に、加減速装置制御手段に追従走行制御
を禁止させる態様である。

なお、制御禁止手段が追従走行制御を禁止させた後に
は、自車両の特定の走行を行わせることが必要である。
このために例えば、加減速装置制御手段を、追従走行制
御の禁止後に、自車両の車速または車間距離を車間距離
センサがまさに前方車両を検出しなくなった可能性があ
る時期の値に維持する現状維持走行制御，所定減速度で
の減速走行制御，運転者の操作に基づくマニュアル走行
制御等を行うものとすることが望ましい。

発明の効果 このように、本発明に従えば、路面の傾斜に起因した
自車両の不適当な走行制御が回避されるから、追従走行
制御装置の信頼性が向上するという効果が得られる。

実施例 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明
する。

本発明の実施例である追従走行制御装置は第２図に示
すように、コンピュータ10を備えている。コンピュータ
10はCPU,ROM,RAM,バス，入力インタフェース，出力イン
タフェース等から構成されている。入力インタフェース
には、前方車両と自車両との車間距離を検出する車間距
離センサ12,自車両の車速を検出する車速センサ14,路面
の傾斜角を検出する傾斜角センサ16および自車両の加減
速度を検出するＧセンサ18が接続されている。一方、出
力インタフェースには、自車両の４つの車輪の各々のブ
レーキを制御するブレーキアクチュエータ20、およびエ
ンジンの吸気マニホールドに設けられたスロットルバル
ブを制御するスロットルアクチュエータ22が接続されて
いる。

ROMには第３図にフローチャートで表す追従走行制御
ルーチンを始め、各種制御プログラムが記憶されてい
る。ROMにはまた、第４図にグラフで表す車間距離と目
標車速との関係を規定する２つのマップも記憶されてい
る。前方車両が自車両に対して相対的に接近する接近時
における追従走行制御に用いられる接近時用マップと、
前方車両が自車両に対して相対的に離間するかまたは車
間距離が一定である非接近時における追従走行制御に用
いられる非接近時用マップとの記憶されているのであ
る。以下、追従走行制御が行われる様子を説明する。

第３図のルーチンは所定時間毎に実行される。このル
ーチンの各回の実行時にはまず、ステップS1（以下、単
にS1で表す。他のステップについても同じ）において、
車間距離センサ12の出力信号に基づいて現車間距離が計
測されるとともに、それがコンピュータ10のRAMにスト
アされる。続いて、S2において、セット状態で接近時で
あることを示し、リセット状態で非接近時であることを
示す接近フラグがリセットされた後、S3において、上記
現車間距離が、本ルーチンの前回の実行時に現車間距離
としてストアされた前車間距離より短いか否かが判定さ
れることにより、現在が接近時であるか否かが判定され
る。そうであればS4において接近フラグがセットされ、
そうでなければS4の実行がバイパスされて接近フラグが
リセットのままとされる。

いずれの場合にもその後、S5において、車速センサ14
の出力信号に基づいて現車速である自車速が計測される
とともに、それがRAMにストアされる。続いて、S6にお
いて、傾斜角センサ16の出力信号とＧセンサ18の出力信
号とに基づいて路面の現傾斜角が計測される。傾斜角セ
ンサ16の出力信号は路面の傾斜角のみならず自車両の加
減速度の影響を受けたものであるから、その出力信号か
ら加減速度の影響を除去するためにＧセンサ18が用いら
れるのである。S6においてはさらに、現傾斜角がRAMに
ストアされる。

S7において、路面の傾斜角変化率が演算される。上記
現傾斜角から本ルーチンの前回の実行時に現傾斜角とし
てRAMにストアされた前傾斜角を差し引いた値が演算さ
れるとともに、その値を上記自車速と本ルーチンの実行
周期との積で割算した値が傾斜角変化量としての傾斜角
変化率とされるのである。自車速と実行周期との積は本
ルーチンが一回実行される間に自車両が走行した距離と
して用いられるのである。その後、S8において、傾斜角
変化率の絶対値が設定量としての正のしきい値αより大
きいか否かが判定される。路面の自車両の位置における
傾斜角が正の方向に急に増加したかまたは負の方向に急
に増加した場合であるか否かが判定されるのである。今
回は、傾斜角変化率の絶対値がしきい値αより大きくは
ないと仮定すれば、判定結果がNOとなり、S9において、
セット状態で追従走行制御を禁止することを示し、リセ
ット状態で禁止しないことを示す禁止フラグがリセット
される。

続いて、S10において現車間距離に対応する目標車速
が決定される。今回も前回と同様に非接近状態にある場
合には非接近時用マップ、接近状態にある場合には接近
時用マップを用いて目標車速が決定され、一方、前回は
非接近状態であったが今回は接近状態である場合、また
は前回は接近状態であったが今回は非接近状態である場
合、すなわち、今回が非接近状態から接近状態への移行
時、または接近状態から非接近状態への移行時である場
合には、目標車速が上記の場合とは異なる手法で決定さ
れる。なお、この決定手法については本出願人が平成２
年１月24日に特許出願した明細書に詳細に記載されてい
るので、ここでは簡単に説明する。

今回が非接近状態から接近状態への移行時である場合
には、目標車速が、本ルーチンの前回の実行時に目標車
速としてストアされた値とされる。また、移行時から、
現車間距離が、その目標車速が第４図に示す接近時用の
グラフにおいて対応する車間距離に減少するまでの間、
今回の目標車速が前回の目標車速とされるようにもなっ
ている。一方、今回が接近状態から非接近状態への移行
時である場合には、目標車速が、本ルーチンの前回の実
行時に目標車速としてストアされた値とされる。また、
移行時から、現車間距離が、その目標車速が同図に示す
非接近時用のグラフにおいて対応する車間距離に増加す
るまでの間、今回の目標車速が前回の目標車速とされる
ようにもなっている。

なお、それら２つのマップによってそれぞれ決定され
る目標車速には上限が設けられており、その上限は運転
者による設定車速である。したがって、現車間距離が設
定車速に対応する車間距離より長い場合には、現実には
追従走行ではなく定速走行が行われることになる。

さらに同ステップにおいては、以上のようにして決定
された目標車速がRAMにストアされる。

その後、S12において、その目標車速と自車速とに基
づいて自車両の目標加減速度が演算される。続いて、S1
3において、Ｇセンサ18の出力信号に基づく自車両の現
加減速度と上記目標加減速度とに基づいてブレーキアク
チュエータ20の制御量が演算されるとともに、ブレーキ
アクチュエータ20がその制御量で制御され、その後、S1
4において、上記現加減速度と目標加減速度とに基づい
てスロットルアクチュエータ22の制御量が演算されると
ともに、スロットルアクチュエータ22がその制御量で制
御される。以上の実行が何回も繰り返されれば、車間距
離が十分長いかまたは現実に前車が存在しないために自
車両が追尾すべき前方車両が存在しないと判定された場
合には、自車両は設定車速による定速走行を行い、一
方、車間距離はそれ程長くはないために追尾すべき前方
車両が存在すると判定された場合には、現車間距離と自
車速との関係が第４図に示す関係に保たれるように自車
両の現加減速度が制御され、その結果、自車両は前方車
両に追従した加，減速および発進，停止を行うことにな
る。

以上、傾斜角変化率の絶対がしきい値αより大きくは
ない場合を説明したが、大きい場合には、S8の判定結果
がYESとなり、S16以後のステップが実行される。

S16においては、禁止フラグがセットされているか否
かが判定される。現在そうではないと仮定すれば、判定
の結果がNOとなり、S17において車間距離変化量として
の車間距離変化率が演算される。上記現車間距離と、本
ルーチンの前回の実行時に現車間距離としてRAMにスト
アされた前車間距離との差が車間距離変化率の絶対値と
されるのである。続いて、S18において、車間距離変化
率の絶対値が正のしきい値βより大きいか否かが判定さ
れる。そうでなければ、判定の結果がNOとなって、S9以
後のステップが実行されて追従走行制御が行われるが、
そうであれば、判定の結果がYESとなって、S19において
禁止フラグがセットされた後、S12が実行される。S12に
おいては、本ルーチンの前回の実行時に目標車速として
ストアされた前回の目標車速が今回の目標車速とされる
から、S12〜S14,S1〜S8およびS16〜S19の実行が何回も
繰り返されれば、車間距離センサ12がまさに前方車両を
検出しなくなったと予想される時期の目標車速に自車速
を保つ現状維持走行制御が行われることになる。

なお、禁止フラグが一度セットされたならば、傾斜角
変化率の絶対値がしきい値αより大きいが車間距離変化
率の絶対値がしきい値β以下である状態へ移行しても追
従走行制御へ復帰せず、傾斜角変化率の絶対値がしきい
値α以下である状態へ移行したときに始めて追従走行制
御へ復帰するようにされている。

前方車両と自車両とが同じ路面を走行する場合には、
路面の前方車両の位置における傾斜角も自車両の位置に
おける傾斜角もほぼ同じパターンで変化するのである
が、前方車両が自車両より先に路面の各位置を通過する
ため、前方車両の位置における傾斜角の変化が自車両の
位置における傾斜角の変化に先行して現れる。したがっ
て、自車両の傾斜角変化率の絶対値がしきい値αに達し
た時期には前方車両における傾斜角の変化量（傾斜角の
変化が現れ始めるまでに走行して来た路面に対する変化
量）が自車両における傾斜角の変化量より大きくなって
いると推定され、この時期に前方車両が車間距離センサ
12の検出可能領域から自車両の上下方向に外れた可能性
があると判定される。

しかし、本実施例においては、その可能性があるから
といって直ちに追従走行制御を禁止することはせず、車
間距離変化率の絶対値がしきい値βより大きい事実が確
認された後に始めて追従走行制御を禁止するようになっ
ている。これは、傾斜角変化率の絶対値がしきい値α以
上であれば必ず前方車両が車間距離センサ12の検出可能
領域から外れるとは限らず、例えば、現車間距離が短い
場合には傾斜角変化率の絶対値がしきい値αより大きく
ても車間距離センサ12が前方車両を検出し続けている可
能性があると考えられるからである。なお、本実施例の
ように、可能性のある事象を２つまたはそれより多く判
定すれば、可能性有無の判定の確度が向上するという効
果が得られる。

以上の説明から明らかなように、本実施例において
は、車間距離センサ12によって前方車両が現実に検出さ
れる場合に限って追従走行制御が行われるから、追従走
行制御装置の信頼性が向上する。

なお付言すれば、前方車両が車間距離センサ12の検出
可能領域内に存在しない可能性があるか否かの判定を、
傾斜角変化率と車間距離変化率との双方を勘案して行う
のではなく、車間距離変化率のみを勘案して行うことは
可能であるが、このようにすると、例えば、追従走行中
に、自車両と前方車両との間にそれらと同じ向きに進行
する第３の車両が急に侵入した場合に、前方車両が検出
領域内に存在しない可能性があると判定されて、現状維
持走行制御が一時的に行われ、次いで追従走行制御が行
われることになる。つまり、車間距離を速やかに増加さ
せることが必要であるにもかかわらず、一時的な現状維
持走行制御によって自車両と第３の車両との車間距離が
一時的に減少する事態が発生する可能性があるのであ
る。しかし、本実施例においては、第３の車両の侵入が
傾斜角変化率の絶対値がしきい値αを超えない状態で行
われる場合には、車間距離変化率から前方車両が車間距
離センサ12の検出可能領域内に存在しない可能性がある
か否かの判定は行われないから、依然として追従走行制
御が行われることとなって、自車両と第３の車両との車
間距離が速やかに増加させられる。

以上の説明から明らかなように、本実施例において
は、ブレーキアクチュエータ20,スロットルアクチュエ
ータ22等が加減速装置を構成し、コンピュータ10の、第
３図のS1〜S5およびS10を実行する部分がＧセンサ18と
共同して、追従走行制御と定速走行制御と現状維持走行
制御とを択一的に行う形式の加減速装置制御手段を構成
し、傾斜角センサ16およびＧセンサ18と、コンピュータ
10の第３図のS6およびS7を実行する部分とが互いに共同
して傾斜角変化量検出手段を構成し、コンピュータ10
の、第３図のS8,S9およびS16ないしS19を実行する部分
が制御禁止手段を構成している。

なお、上記実施例においては、現状維持走行制御が、
目標車速を車間距離センサ12が前方車両をまさに検出し
得なくなった時期の大きさとするものとされていたが、
現状維持走行制御の継続時間が基準値より長い場合に
は、例えばエンジンブレーキ相当の減速度で自車両を減
速させるようにしてもよい。

また、前記実施例においては、自車両の加減速度がＧ
センサ18の出力信号に基づいて直接検出されていたが、
車速センサ14の出力信号に基づいて間接的に検出しても
よい。

また、前記実施例においては、前方車両が車間距離セ
ンサ12の検出可能領域から自車両の上方に外れた可能性
がある場合と下方に外れた可能性がある場合との両方が
判定されるようになっていたが、それらの何れか一方の
みを判定するようにしてもよい。

また、前記実施例においては、自車両の傾斜角変化率
のみならず前方車両の傾斜角変化率（自車両の傾斜角変
化率から推定される値）を勘案して前方車両が車間距離
センサ12の検出可能領域内に存在しない可能性があるか
否かの可能性有無判定が行われるようになっていたが、
自車両の傾斜角変化率のみを勘案して行うことが可能で
ある。車間距離センサ12の前方車両の位置における検出
可能領域の高さが自車両の傾斜角の変化によって変化す
る量は、自車両の傾斜角の変化量と自車両と前方車両と
の車間距離との積によって決まるため、前方車両が車間
距離センサ12の検出可能領域から外れるか否かは、前方
車両の傾斜角の変化より自車両の傾斜角の変化に強く依
存すると推定されるからである。

また、前記実施例においては、傾斜角変化率が可能性
有無判定のためにのみ用いられるようになっていたが、
例えば、ブレーキアクチュエータ20,スロットルアクチ
ュエータ22等の各制御量を決定する際にも用いることも
できる。

また、本発明はこれらの他にも当業者の知識に基づい
て種々の変形，改良を施した態様で実施することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を概念的に示すブロック図であ
る。第２図は本発明の一実施例である車両用追従走行制
御装置の構成を示すブロック図である。第３図は第２図
におけるコンピュータのROMに記憶されている追従走行
制御ルーチンを示すフローチャートである。第４図は上
記ROMに記憶されている車間距離と目標車速との関係を
示すグラフである。第５図は路面の傾斜に起因して前方
車両が車間距離センサの検出可能領域から外れる場合を
説明するための図である。 10:コンピュータ、12:車間距離センサ 14:車速センサ、16:傾斜角センサ 18:Gセンサ 20:ブレーキアクチュエータ 22:スロットルアクチュエータ

フロントページの続き (72)発明者 勝野 歳康 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−265037（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−265038（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−8836（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−150835（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B60K 31/00 - 31/18

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】自車両に前方車両に追従した追従走行を行
   わせるために、自車両を加，減速させる加減速装置を制
   御する車両用追従走行制御装置であって、 自車両と前方車両との車間距離を検出する車間距離セン
   サと、 その車間距離センサが検出した車間距離に基づいて、自
   車両に前記追従走行を行わせるべく前記加減速装置を制
   御する追従走行制御を行う加減速装置制御手段と、 自車両が走行している路面の傾斜角が単位走行距離また
   は単位時間当たりに変化した傾斜角変化量を検出する傾
   斜角変化量検出手段と、 それら傾斜角変化量検出手段と加減速装置制御手段とに
   接続され、傾斜角変化量検出手段が検出した傾斜角変化
   量が設定量以上である場合に、加減速装置制御手段に追
   従走行制御を禁止させる制御禁止手段と を含むことを特徴とする車両用追従走行制御装置。