JP3033354B2 - 車間距離調整機能を備えた定速走行装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、特に設定された走行
速度で自動的に走行制御されている状態で、前方を走行
する車両との車間距離を適正に保って車両の走行制御を
行う車間距離調整機能を備えた定速走行装置に関する。

【０００２】

【０００３】

【０００４】

【従来の技術】特開昭６３−２６９７３６号公報に示さ
れた自動車の定速走行装置においては、定速走行制御シ
ステムに対して車間距離調整機能を付加した装置が提案
されている。この装置にあっては、例えば現在の車間距
離が３０ｍ以上であるならば定速走行制御を行い、３０
ｍ以下ならば車間を一定に保つ車間調整制御を行う。

【０００５】具体的には、定速走行制御時には目標車速
と現在車速の偏差によりスロットル開度をコントロール
しており、車間を一定に保つ車間調整制御時には、目標
車間と現在車間の偏差によりスロットル開度をコントロ
ールしている。

【０００６】しかし、この定速走行制御および車間を一
定に保つ車速制御を行うスロットル開度の制御ロジック
が異なって構成されているものであり、このため、この
両者の走行フィーリングを一致させるための作業が必要
となる。この点について以下に詳述する。

【０００７】走行中、ドライバが体感するフィーリング
は、スロットル開度の変化による加減速である。したが
って、このスロットル開度の制御ロジックが異なり、同
一の走行状態でも実際のスロットルバルブの開閉状態が
異なってくると、違った走行フィーリングを感じること
になる。このため、例えば定速走行制御でドライバが８
０Ｋｍ／ｈから８５Ｋｍ／ｈへセット車速を変化させた
場合のスロットル開度の変化と、車間を一定に保つ車間
調整制御で同様の速度変化が起こった場合のそれが同一
になるように、それぞれのスロットル開度演算を予め調
整しておかないと、ドライバは定速制御時と定車間制御
時で違った走行フィーリングを感じることとになる。

【０００８】この予めの調整には、制御系が同一である
かどうかを例えば周波数応答、ステップ応答で制御系の
応答性が同じになるように制御パラメータを調整し、且
つ最終的には、実車テストで実際に走行フィーリングを
チェックする作業が必要となってくる。定速制御装置は
すでに広く普及しており、その走行フィーリングも実績
がある現状を考えると、車間を一定に保つ制御のスロッ
トル開度演算を調整して、定速走行制御の走行フィーリ
ングに一致させる必要がある。

【０００９】しかし、この様にスロットル開度演算部分
の制御パラメータを調整する場合、実際の車間を一定に
保つ車間調整制御に必要な特性と必ずしも一致するとは
限らず、もし一致しない場合は他の部分で補正する（例
えば目標車間）という処理が必要となってくる。すなわ
ち、走行フィーリングを一致させるという作業を行うこ
とにより、同一のスロットル開度演算を使用した場合に
比べて開発負荷が増加し、さらに必要とする車間を一定
に保つ車間調整制御特性が実現できなくなる虞があり、
補正処理を新たに追加しなければならないという問題が
ある。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】この発明は上記のよう
な点に鑑みなされたもので、定速走行制御と車間を一定
に保つ車間調整制御の走行フィーリングを同一にするこ
とができる車間距離調整機能を備えた定速走行装置を提
供しようとするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に成された請求項１記載の発明は、前方を走行する車両
と自車両との間の実車間及び相対速度を求める計測手段
と、前記実車間と設定された目標車間との差、および前
記相対速度に基づいて前記自車両の加減速率を求める加
減速率算出手段と、前記加減速率と前回の目標車速に基
づいて今回の目標車速を求める目標車速算出手段と、こ
の目標車速算出手段で算出された今回の目標車速と現在
車速との差に基づいて、前記自車両の走行速度を前記今
回の目標車速に近付ける制御を行う車速制御手段とを具
備したことを特徴とする。

【００１２】

【作用】この様に構成される請求項１に記載の車間距離
調整機能を備えた定速走行装置においては、前方を走行
する車両と自車両との間の実車間及び相対速度を求め
る。そして、実車間と設定した目標車間との差および相
対速度との関係から自車両の加減速率を求める。この加
減速率は、例えばマップに記憶されものを用いることが
できる。その後、加減速率と前回算出された目標車速と
から今回の目標車速を算出し、自車両の走行速度を今回
の目標車速に近付ける制御を行う。この制御としては、
エンジンのスロットルの開閉制御等やトランスミッショ
ンの切り替え等を採用できる。

【００１３】

【００１４】

【実施例】以下、図面を参照してこの発明の一実施例を
説明する。図１はその概略的な構成を示すもので、制御
のための演算制御等を実行するコンピュータ11は、入力
情報を受け入れる入力インターフェース111 、制御情報
等を出力する出力インターフェース112 を備えるもの
で、演算動作はＣＰＵ113 において行われる。このＣＰ
Ｕ113 に対しては、制御動作等を実行するプログラムや
演算動作のための各種マップ等を記憶したＲＯＭ114 さ
らに演算制御等に基づく情報を記憶するＲＡＭ115 が設
定されている。

【００１５】この様なコンピュータ11に対して、車両の
車輪12等に関連して設定され、この車輪12の回転速度に
対応した信号を検出する車速センサ13からの検出信号、
また前方を走行する車両等との間の距離を計測する車間
距離センサ14からの検出信号等が入力され、さらに設定
部15からの車間距離並びに初期の設定車速が入力され
る。

【００１６】このコンピュータ11からの出力は、車両を
駆動するエンジン16の回転速度を制御するスロットル機
構を駆動するためのスロットルアクチュエータ17に制御
指令として供給され、また車輪12にエンジン16からの動
力を伝達するトランスミッション18を制御するトランス
ミッションコントローラ19に制御指令として供給され
て、この車両の走行速度が加減制御されるようにしてい
る。

【００１７】図２はその制御系統を示すもので、設定部
15はドライバが適宜設定操作するスイッチ機構等によっ
て構成された車間距離設定部151 および初期の設定車速
設定部152 によって構成されるもので、車間距離設定部
151 で設定された情報はコンピュータ11において構成さ
れる目標車間距離計算部21に入力され、この車間距離計
算部21で算出された設定車間距離情報は加減速率計算部
22に入力される。この目標車間距離は、車速等に対応し
て変更してもよいものであり、例えば車速が高いときは
車間距離を長く、車速の低い状態で車間距離を短く設定
する。

【００１８】車間距離センサ14は、例えばレーザレーダ
等によって構成されるもので、この車間距離センサ14か
らの検出信号はコンピュータ11に入力されて物体判定部
23に供給される。この物体判定部23は、車間距離センサ
14からの検出信号のばらつきの状態等を判別し、物体を
検出しているか否かを判定する。

【００１９】また、車間距離センサ14からの検出信号は
相対速度計算部24に供給され、車間距離の変化状況に基
づいて、具体的には一定制御周期毎の車間距離の変化に
基づいて、自己車両と前方車両との相対速度を計算す
る。この算出された相対速度情報は車両判定部25に供給
され、この相対速度のデータを常時監視して前方の物体
が車両であるか否かを判定する。そして、その判定結果
は加減速率計算部22に入力される。この車両判定処理
は、車間距離センサ14の内部で実行されるようにしても
よい。

【００２０】加減速率計算部22においては、目標車間距
離および相対速度、さらに物体判定部23と車両判定部25
の判定結果によって、適切な目標加減速率が求められ
る。そして、この加減速率計算部22で求められた目標加
減速率は、目標車速計算部26において積分されて目標車
速が算出されるようになるもので、その後制御方法検討
部27では現在の車速と目標車速とを比較し、通常のスロ
ットル制御でよいか、あるいはトランスミッション等を
制御する必要性があるか否かを判定する。このため、こ
の制御方法検討部27には、車速センサ13からの車速デー
タも供給されている。

【００２１】目標車速計算部26および制御方法検討部27
からの出力は、車速設定部152 からの設定情報と共に車
速制御部28に供給される。この車速制御部28において
は、車速センサ14から検出される現在車速を目標車速に
一致させるように、エンジン16のスロットルアクチュエ
ータ17を駆動してスロットルバルブの開度を制御する定
速走行制御を行う。また、トランスミッション18までも
制御する必要が生じたときは、トランスミッションコン
トローラ19に指令を与え、トランスミッション18の制御
を実行させる。

【００２２】この車速制御部28は、車速設定部152 によ
って初期の設定車速を入力したり、あるいは定速走行制
御と車間距離制御とを切り換えたり、さらには制御のキ
ャンセルやマニュアルによる加減速制御を行ったりする
機能も有する。また、定速走行制御と車間距離制御の切
り換えは、車速設定部152 によらなくとも、例えば車速
や車間距離が特定される条件を満たしたときに切り換え
られるようにしてもよい。

【００２３】次に、この様に定速走行装置における図２
で示した物体判定部23、車両判定部25、加減速率計算部
22、目標車速計算部26、制御方法検討部27等を構成する
コンピュータ11における処理を、図３のフローチャート
に基づいて説明する。

【００２４】まずステップ201 において車間距離データ
が入力されるもので、ステップ202においてこの入力車
間距離データを制御周期毎に評価して、そのばらつきを
計算する。このようにして車間距離データのばらつきを
計算した結果に基づいて、ステップ203 でそのばらつき
の程度が所定の設定値より大きいか否かを判定するもの
で、そのばらつきの程度が設定値より小さいときは、前
方に物体が存在すると判定（物体検出状態）するもの
で、次のステップ204 で車間距離データの変化から、前
方物体との相対速度を計算し、ステップ205 でその算出
相対速度をバッファに記憶する。

【００２５】ステップ203 で車間距離データのばらつき
が大きいと判定されたときは、前方に実際に物体が無い
もの（未検出状態）と判定し、ステップ206 に進む。こ
のステップ206 では、車間距離および相対速度を“０”
に設定すると共に、物体未検出状態であることを記憶す
る。

【００２６】ステップ205 で前方車両との相対速度がバ
ッファに記憶設定されたならば、次のステップ207 で例
えば制御周期毎の相対速度を比較して、その相対速度の
ばらつきの状態を計算する。そして、ステップ208 でこ
の相対速度のばらつきの状態を設定値と比較するもの
で、そのばらつきが小さい場合には前方の物体が車両で
あると（車両認識状態）判定し、ステップ209 で車間距
離並びに相対速度を記憶すると共に、車両認識状態であ
ることを記憶する。

【００２７】ステップ208 で相対速度のばらつきの状態
が設定値より大きい場合には、前方の物体が車両以外で
あると判定し、ステップ210 で物体までの距離を記憶す
ると共に、相対速度を“０”に設定し、物体検出状態で
あることを記憶する。以上のような処理は、車間距離セ
ンサ13の内部で行うようにしてもよい。

【００２８】この様な処理が終了したならば加減速率計
算部22における処理が行われるもので、ステップ206 、
209 および210 それぞれにおける物体未検出状態、車両
認識状態、さらに物体検出状態の３つのそれぞれの状態
に対応して、ステップ211 〜213 において車両の加減速
率を求める。

【００２９】すなわち、ステップ206 において物体の未
検出状態が確認されたならば、ステップ211 において未
検出時の加減速率を設定するもので、最初にドライバに
よって設定された車速まで徐々に加速制御されるよう
に、正の小さな加速率を設定する。なお、カーブ時には
車速保持、減速してもよい。

【００３０】ステップ209 で車両の認識状態が記憶され
たならば、ステップ212 において車両認識時の基本加減
率を計算する。具体的には、図５の（Ａ）で示すような
加減速率マップに基づいて基本加減率を算出する。この
マップは、横軸に現在の車間から目標車間を減じた値
（前方車両が遠いか近いか）をとっているもので、縦軸
には前方車両との相対速度（近付くか遠のくか）をとる
２次元マップデータであって、その各格子点にはその時
々の加減速率値が示されている。

【００３１】この様なマップ表中でマイナス（−）の符
号は減速を表し、プラス（＋）の符号は加速を表す。そ
して、実際に使用するデータは、その各格子点のデータ
を補間して求めるようにする。

【００３２】この様なマップデータを使用することによ
って、前方車両との車間距離は小さいものであるが、前
方車両が遠ざかって行く車両に対して不必要な減速制御
が行なわれないようにしている。また、前方との車間距
離は充分に存在するが、大きな相対速度で前方車両に近
付く状態にあるときは、早めに減速制御が開始されるよ
うにしているもので、実際の走行状況に対応したきめ細
かな車間制御が行なわれる。そして、一律のマップによ
って連続的に加減速率を求めているものであるため、不
連続感のない加減速率制御が実現される。例えば、目標
車間より１６ｍ近い所に割り込まれても、相対速度が＋
８ならば加速度が＋２Ｋｍ／ｈとなり、不要な減速が避
けられる。

【００３３】この様にしてステップ212 で加減速率が計
算されたならば、ステップ214 で加減速率の補正係数を
算出する。この補正係数の算出は、図５の（Ｂ）で示す
マップに基づいて行うもので、現在の車間距離に対応し
て補正値が求められる。すなわち、車間距離の大きい状
態では大まかな車間制御でよいものであるため、加減速
率を小さめにして、ゆったりとした制御が行われるよう
にして乗り心地の向上を図る。そして、ステップ215 に
おいて基本加減速率にこの補正係数を乗じて加減速率を
計算して求める。

【００３４】ステップ210 で物体を検出した状態とされ
たときには、ステップ213 において図６のマップを用い
て物体検出状態における加減速率を求める。このマップ
は、横軸に現在の車間距離がとられているもので、この
車間距離の状態に応じて加減速率が求められる。これは
相対速度計算部24および車両判定部25における処理に時
間を要するものであるため、車両と認識されない状況に
おいても、自己車両の前方の近距離に他の車両が割り込
んだ状態を想定して、緊急時における対応を早めに行う
ためである。

【００３５】この様にして車両の認識状態、物体の検出
状態、および物体未検出状態のそれぞれに対応した加減
速率が求められたならば、図４のステップ216 において
目標車速を計算する。この目標車速は前回の制御周期に
おける目標車速に対して、求められた加減速率を積分す
ることにより求められる。ここで、ｄt は制御周期を表
している。

【００３６】この様にして目標車速を求めることによっ
て、急激なあるいは不連続な目標車速が設定されること
をなくしているもので、通常の定常走行状態と同様の滑
らかなフィーリングの加減速制御が行われる。

【００３７】ステップ217 ではこの様にして求められた
目標車速が現在車速から大きく離れないようにリミット
制御をしている。これは、車速制御部28において急加速
あるいは急減速の制御が行われないようにする処置であ
る。尚、この実施例においては安全上の観点からドライ
バが設定した設定車速以下の状態に目標車速が設定され
る。

【００３８】制御方法検討部27においては、図７で示す
領域マップを用いて制御方法が選択される。この領域マ
ップにあっては、横軸にステップ218 で求められれる目
標車速と現在車速との差をとっているもので、この例に
おいては目標車速が現在車速に比べて４Ｋｍ／ｈ以上小
さかったときにスロットル全閉とし、６Ｋｍ／ｈ小さか
ったときにあわせて、トランスミッションのオーバドラ
イブ（ＯＤ）をカット（高い減速比の選択）することを
表している。そして、それぞれの復帰は１Ｋｍ／ｈ未満
および３Ｋｍ／ｈ未満になったときに行い、この様にヒ
ステリシスを設定したのは、制御方法が変更されたとき
の不連続性を減らすためである。

【００３９】この様な領域マップを利用した制御を実現
するため、ステップ219 〜222 においてステップ218 で
求めた目標車速と現在車速との差を、それぞれ−４、−
６、−３、−１とそれぞれ比較するもので、ステップ21
9 でその差速度が−４Ｋｍ／ｈより大きいと判定された
ときは、ステップ223 に進んでスロットル全閉の処理を
行う。またステップ220 で差速度が−６Ｋｍ／ｈより大
きいと判定されたときは、ステップ224 でＯＤのカット
を行う。

【００４０】そして、ステップ221 において差速度が−
３Ｋｍ／ｈより小さいと判定された状態で、ステップ22
5 でＯＤカットを解除し、さらにステップ222 において
差速度が−１Ｋｍ／ｈより小さくなったと判断されたと
きには、ステップ226 でスロットル全閉制御を解除す
る。

【００４１】この様な制御方法検討部27の処理を行うこ
とによって、目標車速が減少しているにも関わらず現在
車速が減少しない状況、例えば下り坂の走行時あるいは
車速が低い状態のときを自動的に検出し、この検出状況
に応じてトランスミッションを制御して、より高い減速
比が選択され、高い減速度が得られるようになる。そし
て、この様な制御と従来から知られているステップ227
の定速制御によって、ステップ216 で求められた目標速
度を目標とした車速制御が行われる。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように請求項１記載の車間
距離調整機能を備えた定速走行装置によれば、実車間と
設定した目標車間との差および相対速度との関係から、
自車両の加減速率を求め、加減速率と前回算出された目
標車速とから今回の目標車速を算出し、自車両の走行速
度を今回の目標車速に近付ける制御を行っているので、
車間を一定に保つ車間距離制御であるにもかかわらず、
従来の定速走行装置のような車速制御ロジックを用いる
ことができ、定速走行制御と車間を一定に保つ車間距離
制御の走行フィーリングを同一にすることができる。ま
た自車両の加減速率は、実車間と設定した目標車間との
差および相対速度との関係から算出しているので、前方
車両との実車間だけで車速を決定するという従来技術に
比べて実際の走行状況に対応した制御となり、前車との
間に不如意な割り込みがあっても、急激な減速を防止す
ることができる。

【００４３】

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例に係る定速走行装置を説明
するための概略的な構成図。

【図２】上記実施例の制御ロジックを示す図。

【図３】上記制御ロジックにおける処理の流れを説明す
るためのフローチャート。

【図４】図３の処理に続く処理の流れを説明するフロー
チャート。

【図５】（Ａ）は加減速基本マップ、（Ｂ）は加減速率
補正マップをそれぞれ示す図。

【図６】物体検出状態における加減速率マップを示す
図。

【図７】制御方法を選択する領域マップを示す図。

【符号の説明】

11…コンピュータ、13…車速センサ、14…車間距離のセ
ンサ、15…設定部、16…エンジン、17…スロットルアク
チュエータ、18…トランスミッション、19…トランスミ
ッションコントローラ、21…目標車間距離計算部、22…
加減速率計算部、23…物体判定部、24…相対速度計算
部、25…車両判定部、26…目標車速計算部、27…制御方
法検討部、28…車速制御部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−34206（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−146644（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−12143（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B60K 31/00 F02D 29/02

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 前方を走行する車両と自車両との間の実
   車間及び相対速度を求める計測手段と、 前記実車間と設定された目標車間との差、および前記相
   対速度に基づいて前記自車両の加減速率を求める加減速
   率算出手段と、 前記加減速率と前回の目標車速に基づいて今回の目標車
   速を求める目標車速算出手段と、 この目標車速算出手段で算出された今回の目標車速と現
   在車速との差に基づいて、前記自車両の走行速度を前記
   今回の目標車速に近付ける制御を行う車速制御手段と、 を具備したことを特徴とする車間距離調整機能を備えた
   定速走行装置。