JP3777799B2 - 車間距離制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、先行車との車間距離を制御する車間距離制御装置に関し、特に、割込車があった場合にも、車両の急減速を避けることができる車間距離制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車間距離制御装置としては、割込車の発生を考慮せずに、単に、先行車のみを監視対象として、車間距離制御を行うものが知られている。
【０００３】
一方、割込車の発生を考慮する技術としては、特開平６−７２１８４号公報に、割込車に対して急減速を避ける技術が報告されている。この技術では、割込車が発生した場合に、目標車間距離との差及び相対速度に基づいて車両の加減速率を求め、加減速率と目標車速に基づいて新たな目標車速を決定して、車両の急減速を防止するように制御している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、割込車は減速ぎみに割り込んだ後、割込車の前を走行する先行車が加速ぎみのときには、割込車も先行車に追随して加速するようになる。特に、割込前に先行車が加速中である場合には、自車も加速中である場合が多い。
【０００５】
このような場合、従来の車間距離制御装置にあっては、割込車を新たな先行車として扱うため、車間距離を大きく取るために自車は一旦ブレーキを掛けて急減速するので、乗り心地が悪化するといった問題があった。
この原因は、割込車の前方の先行車が加速中であり、割込車もそれに追随して加速することを考慮していなかったことにある。
【０００６】
また、特開平６−７２１８４号公報に報告されているような急減速を避ける技術を用いたとしても、図２６に示す動作特性例グラフのように、割込車が発生した時点（３０ｓｅｃ）以後では、自車速度は割込車と比較してやや減速気味になり、円滑な追従走行ができないといった問題が依然として解消されていなかった。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたもので、その目的として、割込車があった場合にも、自車の走行速度の変化率を大きくすることなく、割込車との車間距離を安全に維持することができる車間距離制御装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、上記課題を解決するため、自車と先行車との車間距離を検出する車間距離検出手段と、自車の車速を検出する車速検出手段と、制駆動力を制御して車速を目標車速に制御する車速制御手段と、車速を制御して車間距離を目標車間距離に制御する車間距離制御手段を備えた車間距離制御装置において、前記車間距離制御手段により自車と先行車とが目標車間距離に制御されて自車が先行車に追従走行している際に、自車と先行車との間に進入した割込車を検出する割込車検出手段と、前記割込車検出手段で自車と先行車との間に割込車が進入したことが検出されると、割込車が検出される前の先行車の加速度、自車との相対速度、又は自車との相対加速度が正の値である場合は割込車は加速するものと予測する割込車挙動予測手段と、前記割込車挙動予測手段により割込車が加速すると予測された場合には、車速あるいは加速度を一定に保持するように目標車速を生成する目標車速生成手段とを備えたことを要旨とする。
【０００９】
請求項２記載の発明は、上記課題を解決するため、自車と先行車との車間距離を検出する車間距離検出手段と、自車の車速を検出する車速検出手段と、制駆動力を制御して車速を目標車速に制御する車速制御手段と、車速を制御して車間距離を目標車間距離に制御する車間距離制御手段を備えた車間距離制御装置において、前記車間距離制御手段により自車と先行車とが目標車間距離に制御されて自車が先行車に追従走行している際に、自車と先行車との間に進入した割込車を検出する割込車検出手段と、前記割込車検出手段で自車と先行車との間に割込車が進入したことが検出されると、割込車が検出される前の先行車の加速度、自車との相対速度、又は自車との相対加速度が正の値である場合は割込車は加速するものと予測する割込車挙動予測手段と、前記割込車挙動予測手段により割込車が加速すると予測された場合に、車速あるいは加速度を一定に保持するように目標車速出力により現在の自車速を得ているときに、割込車との車間距離を制御する目標車速が前記現在の自車速より大きくなったときには、前記割込車との車間距離を制御する目標車速を生成する目標車速生成手段とを備えたことを要旨とする。
【００１０】
請求項３記載の発明は、上記課題を解決するため、自車と先行車との車間距離を検出する車間距離検出手段と、自車の車速を検出する車速検出手段と、制駆動力を制御して車速を目標車速に制御する車速制御手段と、車速を制御して車間距離を目標車間距離に制御する車間距離制御手段を備えた車間距離制御装置において、前記車間距離制御手段により自車と先行車とが目標車間距離に制御されて自車が先行車に追従走行している際に、自車と先行車との間に進入した割込車を検出する割込車検出手段と、前記割込車検出手段で自車と先行車との間に割込車が進入したことが検出されると、割込車が検出される前の先行車の加速度、自車との相対速度、又は自車との相対加速度が正の値である場合は割込車は加速するものと予測する割込車挙動予測手段と、前記割込車挙動予測手段により割込車が加速すると予測された場合に、車速あるいは加速度を一定に保持するように目標車速出力により現在の自車速を得ているときに、割込車が所定の距離以内に接近したときには、前記割込車との車間距離を制御する目標車速を生成する目標車速生成手段とを備えたことを要旨とする。
【００１１】
請求項４記載の発明は、上記課題を解決するため、自車と先行車との車間距離を検出する車間距離検出手段と、自車の車速を検出する車速検出手段と、制駆動力を制御して車速を目標車速に制御する車速制御手段と、車速を制御して車間距離を目標車間距離に制御する車間距離制御手段を備えた車間距離制御装置において、前記車間距離制御手段により自車と先行車とが目標車間距離に制御されて自車が先行車に追従走行している際に、自車と先行車との間に進入した割込車を検出する割込車検出手段と、前記割込車検出手段で自車と先行車との間に割込車が進入したことが検出されると、割込車が検出される前の先行車の加速度、自車との相対速度、又は自車との相対加速度が正の値である場合は割込車は加速するものと予測する割込車挙動予測手段と、前記割込車挙動予測手段で前記割込車が加速するものと予測された場合には、割込車が検出されたときの自車と割込車との車間距離から時間の経過とともに距離が徐々に大きくなる目標車間距離を生成する目標車間距離生成手段とを備えたことを要旨とする。
【００１９】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、割込車が加速すると予測した場合には、車速あるいは加速度を一定に保持するように目標車速を生成するようにしたので、割込車があった場合にも現在の自車の速度を大きく変化させることのない、割込車に対する円滑な追従走行ができるようになる。
【００２０】
請求項２記載の本発明によれば、割込車が加速すると予測された場合に、車速あるいは加速度を一定に保持するように目標車速出力により現在の自車速を得ているときに、割込車との車間距離を制御する目標車速が前記現在の自車速より大きくなったときには、前記割込車との車間距離を制御する目標車速に切り換えるようにしたので、割込車があって割込車の速度乃至は加速度が大きい場合にも、割込車との車間距離が引き離されることのない円滑な追従走行ができるようになる。
【００２１】
請求項３記載の本発明によれば、割込車が加速すると予測された場合に、車速あるいは加速度を一定に保持するように目標車速出力により現在の自車速を得ているときに、割込車が所定の距離以内に接近したときには、前記割込車との車間距離を制御する目標車速に切り換えるようにしたので、割込車があって割込車の速度が小さいか又は減速中の場合にも、割込車との車間距離を所定の範囲に保った、安全かつ円滑な追従走行ができるようになる。
【００２２】
請求項４記載の本発明によれば、割込車が加速するものと予測された場合には、割込車が検出されたときの自車と割込車との車間距離から時間の経過とともに距離が徐々に大きくなる目標車間距離を生成するようにしたので、割込車があって割込車の速度や加減速度にかかわらず、割込車との車間距離を所定の範囲に保った、安全かつ円滑な追従走行ができるようになる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る車間距離制御装置の全体構成を示す図である。
【００３１】
車間距離検出部１は、レーザレーダ等を用いて先行車と自車との車間距離を検出する。車速検出部２は、車輪の回転に応じて、パルス信号を発生する車輪速センサ等を用いて自車の車速を検出する。相対速度演算部３は、先行車と自車との車間距離を微分や差分演算することにより相対速度を求める。
【００３２】
先行車速度演算部４は、自車の車速に相対速度を加えて先行車速度を求める。車間距離制御部５は、車間距離を制御するための目標車速を演算する。割込車挙動予測部６は、先行車速度に基づいて先行車加速度を演算して、割込車の割込後の挙動を予測する。
【００３３】
目標車速生成部７は、割込車予測結果に応じて自車の車速あるいは加速度を保持する。車速制御部８は、自車の車速を目標車速になるように制御するための駆動力を演算する。駆動軸トルク制御部９は、目標トルクになるよに駆動軸トルクをなすスロットル開度及びブレーキ減圧を制御する。
なお、上記の各部は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、タイマ等を有するマイクロコンピュータにより構成するようにしてもよい。
【００３４】
スロットルアクチュエータ１０は、モータでワイヤを引っ張る方式や、電子スロットル等を用いる。ブレーキアクチュエータ１１は、モータなどによりピストンを制御する方式のもの等を用いることができる。
【００３５】
次に、本発明の第１の実施の形態に係る車間距離制御装置の各構成要素の作用を説明する。
図１において、車間距離検出部１により先行車と自車との車間距離Ｌを検出し、相対速度演算部３により車間距離を微分あるいは差分演算することにより先行車と自車との相対速度を求める。一方、車速検出部２により自車の車速を検出する。
【００３６】
そして、先行車速度演算部４は、自車速度Ｖspと相対速度ｄＬ／ｄｔに基づいて、先行車速度Ｖspfを下記の（１）式から求める。
【００３７】
【数１】
Ｖspf＝Ｖsp＋ｄＬ／ｄｔ （１）
車間距離制御部５は、車速制御系を目標車速Ｖsprに対する実車速Ｖspの応答が時定数τvの１次遅れ系で近似できるものとすると、例えば図２に示す構成となり、車間距離Ｌvを目標車間距離Ｌrに制御するための目標車速Ｖsprを、下記の（２）式のように車間距離検出値Ｌと相対速度ｄＬ／ｄｔと先行車速度Ｖspfに応じて求める。
【００３８】
【数２】
Ｖspr＝−ＫL・（Ｌr−Ｌ）−Ｋv・ｄＬ／ｄｔ＋Ｖspf （２）
但し、ＫL，ＫVは制御ゲインである。
このとき、目標車間距離Ｌｒから車間距離Ｌまでの伝達特性は下記の（３）式のようになる。
【００３９】
【数３】
制御ゲインＫL，ＫVを適当な値に設定することで、追従特性を所望の応答に一致させることができる。
割込車検出部１２は、例えば前回の車間距離検出値より今回の検出値の方が所定値以下に短くなった場合に割込車と判断する。
【００４０】
次に本発明の特徴である割込車挙動予測部６、目標車速生成部７について説明する。
割込車挙動予測部６は、（１）式で演算した先行車速度Ｖspfを微分あるいは差分演算することにより、先行車の加速度を演算する。割込車挙動予測部６は、割込車を検出して、割込前の先行車の加速度αFが正、すなわち下記（４）式の条件で示される場合は、割込車が加速すると予測する。逆に、割込前の先行車の加速度αFが負、すなわち下記の（４）式が成り立たない場合は割込車が減速すると予測する。
【００４１】
【数４】
αF＞０ （４）
目標車速生成部７は、図３に示す構成となり、割込車挙動予測部６は、割込車が加速すると予測した場合は、保持車速を出力し、一方、割込車が減速すると予測した場合は、割込車と車間制御する目標速度を出力する。
【００４２】
ここで、保持車速は、割込車を検出した時の自車速を記憶した値である。また、目標車速生成部７は、割込車が加速すると予測して、割込車と車間制御する目標速度が保持車速より大きくなった場合は、割込車と車間制御する目標速度を出力する。さらに、割込車が所定距離以内に接近した場合は、割込車と車間制御する目標速度を出力する。
【００４３】
図７は、本発明の第１の実施の形態に係る車間距離制御装置の割込車挙動予測部６、目標車速生成部７の動作を示すフローチャートである。
以下、図１を参照しつつ、図７に示す本発明の第１の実施の形態に係る車間距離制御装置の割込車挙動予測部６、目標車速生成部７の動作を説明する。
【００４４】
まず、ステップＳ８０１では、割込車挙動予測部６で割込車の挙動を予測する。
【００４５】
以下は、目標車速生成部７の動作である。
まず、ステップＳ８０３では、割込車挙動予測部６において割込車が加速すると予測されたか否かを判断する。割込車が加速すると予測されていない場合には、ステップＳ８１１に移り、割込車との車間距離を制御して終了する。
【００４６】
一方、割込車が加速すると予測された場合には、下記のステップＳ８０５以下の処理に移る。
ステップＳ８０５では、自車の現在の状態、すなわち割込車が発生する前の車速もしくは加速度を維持する。
そして、ステップＳ８０７では、割込車と自車との車間距離を制御する場合の目標速度が現在の自車速度よりも大きいか否かを判断する。割込車と自車との車間距離を制御する場合の目標速度が現在の自車速度よりも大きい場合には上記のステップＳ８１１に移る。
【００４７】
割込車と自車との車間距離を制御する場合の目標速度が現在の自車速度よりも大きくない場合には、ステップＳ８０９では、割込車が所定距離内に接近しているか否かを判断する。割込車が自車に所定距離内に接近している場合には、上記のステップＳ８１１に移る。
【００４８】
一方、割込車が自車に所定距離内に接近していない場合には、自車の現在の状態、すなわち割込車が発生する前の車速もしくは加速度を維持したまま終了する。
【００４９】
車速制御部８は、目標車速生成部７で演算した目標車速Ｖsprを指令値とし、選択された車速指令値に実車速を一致させる。車速制御系は例えば図４に示す構成となる。なお、図４に示す車速制御系では、駆動軸トルク制御系の伝達遅れは無視できるものとする。
【００５０】
走行抵抗推定部５１は、駆動軸トルク指令値Ｔwrと車速Ｖspとに基づいて、下記の（５）式を用いて走行抵抗Ｔdhを推定し、フイードバックすることで勾配や空気抵抗、及び、転がり抵抗等の走行抵抗による影響を削除する。
【００５１】
【数５】
Ｔdh＝Ｈ（ｓ）・Ｍv・ｓ・Ｖsp−Ｈ（ｓ）・Ｔwr （５）
ここで、Ｍvは車両質量、H（ｓ）はゲイン１のローパスフィルタである。
【００５２】
車速制御部８は、実車速Ｖspを指令値Ｖsprに制御するための駆動軸トルク指令値Ｔwrを走行低抗補正値Ｔdhを用いて下記の（６）式により演算する。
【００５３】
【数６】
Ｔwr＝Ｋsp・（Ｖspr−Ｖsp）−Ｔdh （６）
ただし、Ｅspは制御ゲインである。走行抵抗の補正によって、制御系への外乱が排除されたこととすると、車速指令値から実車速までの伝達特性は、下記の（７）式となる。
【００５４】
【数７】
（７）式から、Ｋspを適当な値に設定することで、車速制御系の応答性を所望の応答に一致させることができる。
【００５５】
駆動軸トルク制御部９は、車速制御部８が（６）式で演算した目標駆動軸トルクを満たすためのスロットル開度指令値及びブレーキ液圧指令値を演算して求める。制御系を簡略化するためトルクコンバータのトルク増幅率を無視した場合には、駆動軸トルク指令値Ｔwrに対してエンジントルク指令値は下記の（８）式となる。
【００５６】
【数８】
但し、Ｋdefはデフアレンシヤルギヤ比、Ｅatはトランスミッションの変速比である。
【００５７】
次に、（８）式で求めたエンジントルク指令値と、エンジン回転数とに基づいて、図５に示すエンジンマップを用いてスロットル開度指令値Ｔhcmdを求める。一方、ブレーキは、スロットル開度がゼロのときに作動させるものとすれば、ブレーキによる駆動軸トルクＴwrcは、駆動軸トルク指令値Ｔwrからエンジンブレーキによる駆動軸トルク分Ｔebを差し引く必要がある。
従って、駆動軸トルクＴwrcは下記の（９）式となる。
【００５８】
【数９】
Ｔwrc＝Ｔwr−Ｔeb （９）
但し、Ｔebは下記の（１０）式で演算され、Ｔeng0はスロットル開度がゼロのときのエンジントルクである。
【数１０】
Ｔeb＝Ｋdef・Ｋat・Ｔeng0 （１０）
ブレーキシリンダ面積をＳb，ブレーキローター半径をＲb，ブレーキパッド摩擦係数をμbとし、マスタシリンダ液庄が４輪に等しく分配されると仮定すると、駆動軸トルク指令値Ｔwrcに対してプレーキ液庄指令値Ｐbrは下記の（１１）式となる。
【００５９】
【数１１】
以上の駆動軸トルク制御系をまとめると、図６に示す機能構成となる。スロットルアクチュエータ９は、スロットル開度を指令値として制御する。ブレーキアクチュエータ１０は、ブレーキ液庄を指令値として制御する。
【００６０】
図８は、本発明の第１の実施の形態に係る車間距離制御装置の全体の動作を示すフローチャートである。
以下、図１〜図７を参照しつつ、図８に示すフローチャートに基づいて車間距離制御装置の全体動作を説明する。
【００６１】
まず、ステップＳ９０１では、車間距離検出部１は、先行車と自車との車間距離を読み込む。そして、ステップＳ９０３では、相対速度演算部３は、車間距離検出部１で検出された車間距離に基づいて、自車と先行車との相対速度を演算する。そして、ステップＳ９０５では、車速検出部２は、自車速度の読み込みを行う。
【００６２】
そして、ステップＳ９０７では、先行車速度演算部４は、相対速度に自車速度を加えて先行車の速度を算出する。そして、ステップＳ９０９では、割込車挙動予測部６は、先行者速度演算部４で演算された先行車の速度に基づいて先行車の加速度を算出する。
【００６３】
そして、ステップＳ９１１では、割込車検出部１２は、割込車を検出したか否かを判断し、割込車を検出した場合にはステップＳ９３１以下の動作に移る。一方、割込車を検出していない場合にはステップＳ９１３以下の動作に移る。
【００６４】
割込車を検出していない場合、ステップＳ９１３では、車間距離制御部５は、先行車と自車との車間距離を制御するための目標車速を算出する。そして、ステップＳ９１５では、目標車速生成部７は、車速制御の指令値として上記の先行車と自車との車間距離を制御するための目標車速を設定する。
【００６５】
そして、ステップＳ９１７では、車速制御部８は、車速を制御するための駆動軸トルク制御量を演算して算出する。そして、ステップＳ９１９では、駆動軸トルク制御部９は、駆動軸トルク制御のためのアクチュエータ制御量を算出する。そして、ステップＳ９２１では、駆動軸トルク制御部９で算出されたアクチュエータ制御量に応じて、スロットルアクチュエータ１０とブレーキアクチュエータ１１を制御して制駆動を発生する。
【００６６】
一方、ステップＳ９３１では、車間距離制御部５は、割込車と自車との車間距離を制御するための目標車速を演算して算出する。そして、ステップＳ９３３では、ステップＳ９０９で算出しておいた割込車を検出する前の先行車の加速度が零よりも大であるか否かを判断し、零よりも大きい場合には割込車が加速すると予測してステップＳ９３５以下の動作に移る。一方、先行者の加速度が零よりも大きくない場合には割込車が減速すると予測してステップＳ９４１以下の動作に移る。
【００６７】
先行者の加速度が零よりも大きい場合、ステップＳ９３５では、目標車速生成部７は、車速制御のための指令値として、現在の自車速度の保持を設定する。
【００６８】
そして、ステップＳ９３７では、目標車速生成部７は、ステップＳ９３１で算出しておいた割込車と自車との車間距離を制御するための目標車速が現在の自車の保持速度よりも大きいか否かを判断し、割込車と自車との車間距離を制御するための目標車速が現在の自車の保持速度よりも大きい場合にはステップＳ９４１以下の動作に移り、さもなければ、ステップＳ９３９以下の動作に移る。
【００６９】
そして、ステップＳ９３９では、割込車挙動予測部６は、現在の割込車と自車との車間距離が所定距離よりも小さいか否かを判断し、現在の割込車と自車との車間距離が所定距離よりも小さい場合にはステップＳ９４１以下の動作に移り、さもなければ、上記のステップＳ９１７の動作に移る。
【００７０】
ここで、ステップＳ９４１では、目標車速生成部７は、車速制御のための指令値として、ステップＳ９３１で算出しておいた割込車と自車との車間距離を制御するための目標車速を設定し、上記のステップＳ９１７の動作に移る。
【００７１】
次に、図９は、本発明の第１の実施の形態に係る車間距離制御装置において、割込車の挙動予測が加速すると判断し、実際でも割込車が加速した場合の動作特性例を示すグラフである。
【００７２】
図９に示すように、割込車が発生する前の時点（１６〜３０ｓｅｃ）で先行車が加速していたので、上述したように、割込前の先行車の加速度αFが正となり、（４）式が成り立つため、割込車挙動予測部６は、割込車も加速すると予測する。従って、目標車速生成部７は保持車速を目標車速として生成し、車速が保持される（３０〜３６ｓｅｃ）。
次に、割込車と自車との間での車間制御するための目標速度が保持車速より大きくなった時点（３６ｓｅｃ）で、割込車と自車との間での車間制御に切り換わる。
【００７３】
図１０は、本発明の第１の実施の形態に係る車間距離制御装置において、割込車の挙動予測が加速すると判断し、実際には割込時に減速してから、直ぐに加速した場合の動作特性例を示すグラフである。
【００７４】
図９に示す動作特性グラフと同様に、割込車が発生する前の時点（１６〜３０ｓｅｃ）で先行車が加速していたので、割込前の先行車の加速度αFが正となり、（４）式が成り立つため、割込車挙動予測部６は、割込車が加速すると予測する。従って、目標車速生成部７は、保持車速を目標車速として生成し、車速が維持される（３０〜４５ｓｅｃ）。一方、この予測と反し、実際には割込車が減速した場合には、前の先行車が加速していたので、割込車もすぐに加速するため、自車は不必要な減速を避けることができる。
【００７５】
次に、割込車と自車との間での車間制御するための目標速度が保持車速より大きくなった時点（４５ｓｅｃ）で、割込車と自車との間での車間制御に切り換わる。
【００７６】
次に、図１１は、本発明の第１の実施の形態に係る車間距離制御装置において、割込車の挙動予測が減速すると判断し、実際でも割込車が減速した場合の動作特性例を示すグラフである。
【００７７】
割込前の時点（１６〜３０ｓｅｃ）で先行車が減速していたので、すなわち、割込前の先行車の加速度αFが負となり、（４）式が成り立たないため、割込車挙動予測部６は、割込車が減速すると予測する。従って、目標車速生成部７は、直ちに割込車と自車との間での車間制御するための目標速度を出力するため、割込車と自車との間での車間制御が行われる。
【００７８】
（第２の実施の形態）
図１２は、本発明の第２の実施の形態に係る車間距離制御装置の全体構成を示す図である。
本実施の形態に係る車間距離制御装置の全体構成は、第１の実施の形態に係る車間距離制御装置とは異なって、割込車挙動予測部６は、割込前の先行車との相対速度に基づいて、割込車の割込後の挙動を予測する。
【００７９】
次に、第２の実施の形態に係る車間距離制御装置の各構成要素の作用を説明する。第１の実施の形態に係る車間距離制御装置と比べ、割込車挙動予測部６に特徴があるので、以下、割込車挙動予測部６について説明する。
【００８０】
割込車挙動予測部６は、割込車を検出して、割込前の先行車との相対速度が正の値であり、先行車から離れることを示している場合、すなわち上記の相対速度が下記の（１２）式で示される場合は、割込車が加速するものと予測する。逆に割込前の先行車との相対速度が負の値であり、先行車に近づくことを示している場合、すなわち下記の（１２）式が成り立たない場合は、割込車が減速するものと予測する。
【００８１】
【数１２】
ｄＬ／ｄｔ＞０ （１２）
図１３は、本発明の第２の実施の形態に係る車間距離制御装置の全体の動作を示すフローチャートである。
図１３に示す本発明の第２の実施の形態に係る車間距離制御装置の全体の動作を示すフローチャートは、図８に示す本発明の第１の実施の形態に係る車間距離制御装置の全体の動作を示すフローチャートと比べてステップＳ９３３だけがステップＳ９３３１に置き代わったものであり、他の処理ステップについては図７に示すフローチャートと同様である。
【００８２】
従って、以下、図１２を参照しつつ、図１３に示す本発明の第２の実施の形態に係る車間距離制御装置のステップＳ９３３１の動作についてのみ説明する。
【００８３】
ステップＳ９３３１では、ステップＳ９０３で算出しておいた割込車検出前の先行車と自車との相対速度が零よりも大きいか否かを判断し、零よりも大きい場合には、ステップＳ９３５以下の動作に移り、さもなければ、ステップＳ９４１以下の動作に移る。
【００８４】
図１４は、本発明の第２の実施の形態に係る車間距離制御装置の割込車挙動予測部６において、割込車は加速すると判断し、実際には割込時に減速してから、直ぐに加速した場合の動作特性例を示すグラフである。
割込前の時点（１６〜３０ｓｅｃ）では先行車が加速していたので、すなわち相対速度が正となり、（１２）式が成り立つため、割込車挙動予測部６は、割込車が加速すると予測する。従って、目標車速生成部７は、保持車速を目標車速として生成し、車速が保持される。この予測と反し、実際には割込車は減速したは、前の先行車が加速していたので、割込車もすぐに加速したため、自車は不必要な減速を避けることができる。
【００８５】
次に、割込車と自車との間での車間制御するための目標速度が保持車速より大きくなった時点（４５ｓｅｃ）で、割込車との車間制御に切り換わる。
【００８６】
（第３の実施の形態）
図１５は、本発明の第３の実施の形態に係る車間距離制御装置の全体構成を示す図である。
相対加速度演算部１４は、例えば相対速度を疑似微分や差分することにより相対加速度を求める。割込車挙動予測部６は、自車と割込前の先行車との相対加速度から、割込車の割込後の挙動を予測する。
【００８７】
次に、第３の実施の形態に係る車間距離制御装置の各構成要素の作用を説明する。第１及び第２の実施の形態と比べて特徴がある割込車挙動予測部６について説明する。
【００８８】
割込車挙動予測部６は、割込車を検出して、割込前の先行車との相対加速度が正の値であり、先行車から離れることを示している場合、すなわち上記の相対加速度が下記の（１３）式で示される場合は、割込車が加速するものと予測する。逆に割込前の先行車との相対加速度が負の値であり、先行車に近づくことを示している場合、すなわち下記の（１３）式が成り立たない場合は、割込車が減速するものと予測する。
【００８９】
【数１３】
ｄ2L／ｄｔ2＞０ （１３）
図１６は、本発明の第３の実施の形態に係る車間距離制御装置の全体の動作を示すフローチャートである。
図１６に示す本発明の第３の実施の形態に係る車間距離制御装置の全体の動作を示すフローチャートは、図８に示す本発明の第１の実施の形態に係る車間距離制御装置の全体の動作を示すフローチャートと比べてステップＳ９３３だけがステップＳ９３３２に置き代わったものであり、他の処理ステップについては図８に示すフローチャートと同様である。
【００９０】
従って、以下、図１５を参照しつつ、図１６に示す本発明の第３の実施の形態に係る車間距離制御装置の全体動作をステップＳ９３３２について説明する。
【００９１】
ステップＳ９３３２では、ステップＳ９０３で算出しておいた割込車検出前の先行車と自車との相対速度から相対加速度を算出し、該相対加速度が零よりも大であるか否かを判断し、零よりも大きい場合には、ステップＳ９３５以下の動作に移り、さもなければ、ステップＳ９４１以下の動作に移る。
【００９２】
図１７は、本発明の第３の実施の形態に係る車間距離制御装置の割込車挙動予測部６において、割込車は加速すると判断し、実際にも割込車が加速した場合の動作特性例を示すグラフである。
【００９３】
割込前の時点（１０〜２０ｓｅｃ）で先行車が加速していたので、すなわち（１３）式が成り立つため、割込車挙動予測部６は、割込車が加速すると予測する。従って、目標車速生成部７は、保持車速を目標車速として生成し、車速が保持される。
【００９４】
次に、割込車と自車との間での車間制御するための目標速度が保持車速より大きくなった時点（２６ｓｅｃ）で、割込車と自車との間での車間制御に切り換わる。
【００９５】
（第４の実施の形態）
図１８は、本発明の第４の実施の形態に係る車間距離制御装置の全体構成を示す図である。
目標車間距離生成部１３は、割込車の割込車挙動予測結果に基づいて、目標車間距離を生成する。
【００９６】
次に、第４の実施の形態に係る車間距離制御装置の各構成要素の作用を説明する。第１〜第３の実施の形態と比べて特徴がある部分は、目標車速生成部７に代えて、目標車間距離生成部１３が設置されて、その出力が車間距離生成部５に入力される。
【００９７】
割込車挙動予測部６により、割込車が加速すると予測された場合は、目標車間距離生成部１３は、目標車間距離Ｌrを変更する。例えば、下記の（１４）式に示すＬr′のように、割込車検出時の割込車との車間距離Ｌwに目標距離を変更して、徐々に元の目標車間距離に近付ける。
【００９８】
【数１４】
Ｌr′＝Ｌw・（１−ｋ）＋Ｌr・ｋ （１４）
但し、（１４）式におけるｋは、下記の（１５）式で示される。
【００９９】
【数１５】
ｋ＝Ｃ・ｔ （０＜ｋ＜１） （１５）
但し、（１５）式において、ｔは時間であり、Ｃは定数である。例えば、Ｃ＝０．０３３３とすれば３０秒で元の目標車間距離に切り換わる。
【０１００】
車間距離制御部５は、この目標車間距離Ｌr′に車間距離を制御する。
【０１０１】
図１９は、本発明の第４の実施の形態に係る車間距離制御装置の全体の動作を示すフローチャートである。
図１９に示す本発明の第４の実施の形態に係る車間距離制御装置の全体の動作を示すフローチャートは、図８に示す本発明の第１の実施の形態に係る車間距離制御装置の全体の動作を示すフローチャートと比べてステップＳ９３１以下の一連の動作だけがステップＳ１０１以下の一連の動作に置き代わったものであり、他の処理ステップについては図８に示すフローチャートと同様である。
従って、以下、図１８を参照しつつ、図１９に示す本発明の第４の実施の形態に係る車間距離制御装置のステップＳ１０１以下の動作について説明する。
【０１０２】
ステップＳ１０１では、割込車挙動予測部６は、割込車の挙動を予測する。
【０１０３】
次に、ステップＳ１０３では、目標車間距離生成部１３は、上記の割込車挙動予測結果に基づいて、目標車間距離を算出する。
次に、ステップＳ１０５では、車間距離制御部５は、割込車と自車との車間距離を制御するための目標車速を算出する。
【０１０４】
次に、ステップＳ１０７では、車速制御部８は、車速制御の指令値を、上記の割込車と自車との車間距離を制御するための目標車速に設定し、ステップＳ９１７の動作に移る。
【０１０５】
図２０は、本発明の第４の実施の形態に係る車間距離制御装置の割込車挙動予測部６において、割込車の挙動予測が加速すると判断し、実際でも割込車が加速した場合の動作特性例を示すグラフである。
割込車が割込む前の時点（１６〜３０ｓｅｃ）で先行車が加速していたので、すなわち、相対速度が正となり（１２）式が成り立つため、割込車挙動予測部６は、割込車が加速すると予測する。従って、目標車間距離生成部１３は、（１４）式のように目標車間距離を生成し、割込車と車間距離制御が行われる。
【０１０６】
（第５の実施の形態）
図２１は、本発明の第５の実施の形態に係る車間距離制御装置の全体構成を示す図である。図２２は、本発明の第５の実施の形態に係る車間距離制御装置の割込車挙動予測部６，目標車速生成部７，車間距離制御部５を中心にした機能構成を示す図である。
【０１０７】
本実施の形態に係る車間距離制御装置の割込車挙動予測部６は、その構成要素として、先行車モデル６１と、車間距離制御モデル６２と、割込車モデル６３とを擁している。
次に、第５の実施の形態に係る車間距離制御装置の各構成要素の作用を説明する。第１〜第４の実施の形態と比べて特徴がある割込車挙動予測部６、目標車速生成部７について説明する。
【０１０８】
割込車挙動予測部６は、割込前の先行車との車間距離と相対速度，割込車との車間距離と相対速度に基づいて、自車の車間距離制御のモデルを割込車に当てはめて、割込車の割込後の挙動を予測する。すなわち、割込車検出部１２が割込車を検出すると、割込車挙動予測部６は、先行車モデル６１、車間距離制御モデル６２、割込車モデル６３により、自車の車間距離制御部５を割込車に当てはめて、割込車の挙動を予測する。
【０１０９】
先行車モデル６１は、下記の（１６）式に示すように、割込車が発生する前の、先行車と自車の相対加速度ｄ2Ｌ／ｄｔ2と、自車加速度ｄＶsp／ｄｔとの和から、先行車加速度αFを求め、割込時の先行車速度を初期値として、上記の先行車加速度αFを積分して、下記の（１７）式に示すように、先行車速度ＶFMを演算する。
【０１１０】
【数１６】
αF ＝ｄ2L／ｄｔ2＋ｄＶsp／ｄｔ （１６）
但し、（１６）式に示す自車加速度ｄＶsp／ｄｔは、自車速度を疑似微分や差分して演算する。
【０１１１】
【数１７】
ＶFM＝１／ｓ・αF＋ＶFMO （１７）
但し、（１７）式のｓは、ラプラス演算子を示し、初期値ＶFM0は、割込車認識時点の先行車の速度を示す。
【０１１２】
次に、下記の（１８）式に示すように、割込車速度を初期値として出力する割込車モデルの車速を先行車車速から差し引いた値を積分して車間距離ＬWを演算する。
【０１１３】
【数１８】
Ｌw＝１／ｓ・（ＶFM−ＶSWP）＋ＬW0 （１８）
但し、（１８）式に示す車間距離の初期値ＬW0は、割込車認識時点における先行車と割込車の車間距離とする。
【０１１４】
車間距離制御モデル６２は、（１８）式で演算した車間距離と自車と同じ目標車間距離に基づいて、割込車の目標車速Ｖspwrを求める。車間距離制御に使用する数式は、自車の車間距離制御と同様の（２）式を用いる。
【０１１５】
割込車モデル６３は、１次遅れで近似した車速制御モデルを用いて、割込車の速度Ｖspwを演算する。
【０１１６】
目標車速生成部７は、割込車挙動予測部６により生成した割込車の目標車速Ｖspwr、および（２）式に示す割込車と自車を制御する目標車速Ｖsprとを配分して、下記の（１９）式に示すように、自車の車速制御系への指令値Ｖspr2を演算する。
【０１１７】
【数１９】
Ｖspr2＝Ｖspwr・（１−ｐ）＋Ｖspr・ｐ （１９）
ここで、（１９）式に示すｐは、目標車速の配分率であり、下記の（２０）式で求める。
【０１１８】
【数２０】
ｐ＝Ｃ・ｔ （０＜ｐ＜１） （２０）
但し、ｔは時間、Ｃは定数である。例えばＣを０．１とおけば、１０秒間かけて車速指令値がＶspwrからＶsprへ徐々に変化する。また、下記の（２１）式で演算すれば（１９）式に示すｐは、Ｃ2から始まる。例えばＣ2を０．５とおけばｐは０．５から１まで変化する。
【０１１９】
【数２１】
ｐ＝Ｃ・ｔ＋Ｃ2 （Ｃ2＜ｐ＜１） （２１）
図２３は、本発明の第５の実施の形態に係る車間距離制御装置の全体の動作を示すフローチャートである。
図２３に示す本発明の第５の実施の形態に係る車間距離制御装置の全体の動作を示すフローチャートは、図８に示す本発明の第１の実施の形態に係る車間距離制御装置の全体の動作を示すフローチャートと比べてステップＳ９３１以下の一連の動作だけがステップＳ１０１以下の一連の動作に置き代わったものであり、他の処理ステップについては図８に示すフローチャートと同様である。
【０１２０】
従って、以下、図２１，２２を参照しつつ、図２３に示す本発明の第５の実施の形態に係る車間距離制御装置の全体動作をステップＳ２０１以下の動作について説明する。
【０１２１】
まず、ステップＳ２０１では、車間距離制御部５は、割込車と自車との車間距離を制御する目標車速を算出する。
次に、ステップＳ２０３では、先行車モデル６１は、割込車が発生する前の、先行車と自車の相対加速度ｄ2Ｌ／ｄｔ2と、自車加速度ｄＶsp／ｄｔとの和から、先行車加速度αFを求め、割込時の先行車速度を初期値として、上記の先行車加速度αFを積分して、上記の（１７）式に示すように、先行車速度ＶFMを算出する。
【０１２２】
次に、ステップＳ２０５では、車間距離制御モデル６２は、（１８）式で演算した車間距離と自車と同じ目標車間距離に基づいて、割込車の目標車速Ｖspwrを求める。車間距離制御に使用する数式は、自車の車間距離制御と同様の（２）式を用いる。
【０１２３】
次に、ステップＳ２０７では、割込車モデル６３は、１次遅れで近似した車速制御モデルを用いて、割込車の速度Ｖspwを算出する。
次に、ステップＳ２０９では、目標車速生成部７は、車速制御の指令値として、割込車挙動予測部６により生成した割込車の目標車速Ｖspwrに（１−ｐ）を乗じた商に、割込車と自車を制御する目標車速Ｖsprにｐを乗じた商を加算した和を設定する。ここで、ｐは上記の通り、目標車速の配分率であり、０〜１の範囲で徐々に増加する。
【０１２４】
次に、ステップＳ２１１では、目標車速生成部７は、上記の目標車速の配分率ｐを上記によって更新し、ステップＳ９１７の動作に移る。
図２４は、本発明の第５の実施の形態に係る車間距離制御装置の割込車挙動予測部６において、自車と先行車の車間距離が大きく離れている時に割込車が自車の手前に進入しており、先行車は緩やかに加速している場合の動作特性例を示すグラフである。
【０１２５】
図２４に示す各グラフからは、割込車が発生した時点（３０ｓｅｃ）で、自車と割込車との間の車間距離Ａが短くても、急減速は起こらず、緩やかに加速して車間距離を目標車間距離に制御できていることが読み取れる。
【０１２６】
図２５は、本発明の第５の実施の形態に係る車間距離制御装置の割込車挙動予測部６において、自車と先行車の車間距離が目標車間距離に一致している時に、割込車が自車の手前に進入しており、先行車は緩やかに減速している場合の動作特性例を示すグラフである。
【０１２７】
この場合は、自車と割込車の車間距離Ａが短く、更に割込車は減速すると予測されるので、自車も減速を行い、車間距離を目標車間距離に制御できている。減速が必要な場合は、遅れなく減速していることが読み取れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る車間距離制御装置の全体構成を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る車間距離制御装置の車間距離制御部５を中心とする機能構成を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る車間距離制御装置の目標車速生成部７を中心とする機能構成を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係る車間距離制御装置の車速制御部８を中心とする車速制御系の機能構成を示す図である。
【図５】エンジントルク指令値とエンジン回転数に基づいて、スロットル開度指令値Ｔhcmdを求めるためのエンジンマップを示す図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態に係る車間距離制御装置の駆動軸トルク制御部９を中心とする駆動輪軸トルク制御系の機能構成を示す図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態に係る車間距離制御装置の割込車挙動予測部６、目標車速生成部７の動作を示すフローチャートである。
【図８】本発明の第１の実施の形態に係る車間距離制御装置の全体動作を示すフローチャートである。
【図９】本発明の第１の実施の形態に係る車間距離制御装置において、割込車の挙動予測が加速すると判断し、実際でも割込車が加速した場合の動作特性例を示すグラフである。
【図１０】本発明の第１の実施の形態に係る車間距離制御装置において、割込車の挙動予測が加速すると判断し、実際には割込時に減速してから、直ぐに加速した場合の動作特性例を示すグラフである。
【図１１】本発明の第１の実施の形態に係る車間距離制御装置において、割込車の挙動予測が減速すると判断し、実際でも割込車が減速した場合の動作特性例を示すグラフである。
【図１２】本発明の第２の実施の形態に係る車間距離制御装置の全体構成を示す図である。
【図１３】本発明の第２の実施の形態に係る車間距離制御装置の全体の動作を示すフローチャートである。
【図１４】本発明の第２の実施の形態に係る車間距離制御装置の割込車挙動予測部６において、割込車は加速すると判断し、実際には割込時に減速してから、直ぐに加速した場合の動作特性例を示すグラフである。
【図１５】本発明の第３の実施の形態に係る車間距離制御装置の全体構成を示す図である。
【図１６】本発明の第３の実施の形態に係る車間距離制御装置の全体の動作を示すフローチャートである。
【図１７】本発明の第３の実施の形態に係る車間距離制御装置の割込車挙動予測部６において、割込車は加速すると判断し、実際にも割込車が加速した場合の動作特性例を示すグラフである。
【図１８】本発明の第４の実施の形態に係る車間距離制御装置の全体構成を示す図である。
【図１９】本発明の第４の実施の形態に係る車間距離制御装置の全体の動作を示すフローチャートである。
【図２０】本発明の第４の実施の形態に係る車間距離制御装置の割込車挙動予測部６において、割込車の挙動予測が加速すると判断し、実際でも割込車が加速した場合の動作特性例を示すグラフである。
【図２１】本発明の第５の実施の形態に係る車間距離制御装置の全体構成を示す図である。
【図２２】本発明の第５の実施の形態に係る車間距離制御装置の割込車挙動予測部６，目標車速生成部７，車間距離制御部５を中心にした機能構成を示す図である。
【図２３】本発明の第５の実施の形態に係る車間距離制御装置の全体の動作を示すフローチャートである。
【図２４】本発明の第５の実施の形態に係る車間距離制御装置の割込車挙動予測部６において、自車と先行車の車間距離が大きく離れている時に割込車が自車の手前に進入しており、先行車は緩やかに加速している場合の動作特性例を示すグラフである。
【図２５】本発明の第５の実施の形態に係る車間距離制御装置の割込車挙動予測部６において、自車と先行車の車間距離が目標車間距離に一致している時に、割込車が自車の手前に進入しており、先行車は緩やかに減速している場合の動作特性例を示すグラフである。
【図２６】割込車を考慮する従来の車間距離制御装置の制御動作の動作特性例を示すグラフである。
【符号の説明】
１ 車間距離検出部
２ 車速検出部
３ 相対速度演算部
４ 先行車速度演算部
５ 車間距離制御部
６ 割込車挙動予測部
７ 目標車速生成部
８ 車速制御部
９ 駆動軸トルク制御部
１０ スロットルアクチュエータ
１１ ブレーキアクチュエータ
１２ 割込車検出部
１３ 目標車間距離生成部
１４ 相対加速度演算部
６１ 先行車モデル
６２ 車間距離制御モデル
６３ 割込車モデル
【発明の属する技術分野】
本発明は、先行車との車間距離を制御する車間距離制御装置に関し、特に、割込車があった場合にも、車両の急減速を避けることができる車間距離制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車間距離制御装置としては、割込車の発生を考慮せずに、単に、先行車のみを監視対象として、車間距離制御を行うものが知られている。
【０００３】
一方、割込車の発生を考慮する技術としては、特開平６−７２１８４号公報に、割込車に対して急減速を避ける技術が報告されている。この技術では、割込車が発生した場合に、目標車間距離との差及び相対速度に基づいて車両の加減速率を求め、加減速率と目標車速に基づいて新たな目標車速を決定して、車両の急減速を防止するように制御している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、割込車は減速ぎみに割り込んだ後、割込車の前を走行する先行車が加速ぎみのときには、割込車も先行車に追随して加速するようになる。特に、割込前に先行車が加速中である場合には、自車も加速中である場合が多い。
【０００５】
このような場合、従来の車間距離制御装置にあっては、割込車を新たな先行車として扱うため、車間距離を大きく取るために自車は一旦ブレーキを掛けて急減速するので、乗り心地が悪化するといった問題があった。
この原因は、割込車の前方の先行車が加速中であり、割込車もそれに追随して加速することを考慮していなかったことにある。
【０００６】
また、特開平６−７２１８４号公報に報告されているような急減速を避ける技術を用いたとしても、図２６に示す動作特性例グラフのように、割込車が発生した時点（３０ｓｅｃ）以後では、自車速度は割込車と比較してやや減速気味になり、円滑な追従走行ができないといった問題が依然として解消されていなかった。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたもので、その目的として、割込車があった場合にも、自車の走行速度の変化率を大きくすることなく、割込車との車間距離を安全に維持することができる車間距離制御装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、上記課題を解決するため、自車と先行車との車間距離を検出する車間距離検出手段と、自車の車速を検出する車速検出手段と、制駆動力を制御して車速を目標車速に制御する車速制御手段と、車速を制御して車間距離を目標車間距離に制御する車間距離制御手段を備えた車間距離制御装置において、前記車間距離制御手段により自車と先行車とが目標車間距離に制御されて自車が先行車に追従走行している際に、自車と先行車との間に進入した割込車を検出する割込車検出手段と、前記割込車検出手段で自車と先行車との間に割込車が進入したことが検出されると、割込車が検出される前の先行車の加速度、自車との相対速度、又は自車との相対加速度が正の値である場合は割込車は加速するものと予測する割込車挙動予測手段と、前記割込車挙動予測手段により割込車が加速すると予測された場合には、車速あるいは加速度を一定に保持するように目標車速を生成する目標車速生成手段とを備えたことを要旨とする。
【０００９】
請求項２記載の発明は、上記課題を解決するため、自車と先行車との車間距離を検出する車間距離検出手段と、自車の車速を検出する車速検出手段と、制駆動力を制御して車速を目標車速に制御する車速制御手段と、車速を制御して車間距離を目標車間距離に制御する車間距離制御手段を備えた車間距離制御装置において、前記車間距離制御手段により自車と先行車とが目標車間距離に制御されて自車が先行車に追従走行している際に、自車と先行車との間に進入した割込車を検出する割込車検出手段と、前記割込車検出手段で自車と先行車との間に割込車が進入したことが検出されると、割込車が検出される前の先行車の加速度、自車との相対速度、又は自車との相対加速度が正の値である場合は割込車は加速するものと予測する割込車挙動予測手段と、前記割込車挙動予測手段により割込車が加速すると予測された場合に、車速あるいは加速度を一定に保持するように目標車速出力により現在の自車速を得ているときに、割込車との車間距離を制御する目標車速が前記現在の自車速より大きくなったときには、前記割込車との車間距離を制御する目標車速を生成する目標車速生成手段とを備えたことを要旨とする。
【００１０】
請求項３記載の発明は、上記課題を解決するため、自車と先行車との車間距離を検出する車間距離検出手段と、自車の車速を検出する車速検出手段と、制駆動力を制御して車速を目標車速に制御する車速制御手段と、車速を制御して車間距離を目標車間距離に制御する車間距離制御手段を備えた車間距離制御装置において、前記車間距離制御手段により自車と先行車とが目標車間距離に制御されて自車が先行車に追従走行している際に、自車と先行車との間に進入した割込車を検出する割込車検出手段と、前記割込車検出手段で自車と先行車との間に割込車が進入したことが検出されると、割込車が検出される前の先行車の加速度、自車との相対速度、又は自車との相対加速度が正の値である場合は割込車は加速するものと予測する割込車挙動予測手段と、前記割込車挙動予測手段により割込車が加速すると予測された場合に、車速あるいは加速度を一定に保持するように目標車速出力により現在の自車速を得ているときに、割込車が所定の距離以内に接近したときには、前記割込車との車間距離を制御する目標車速を生成する目標車速生成手段とを備えたことを要旨とする。
【００１１】
請求項４記載の発明は、上記課題を解決するため、自車と先行車との車間距離を検出する車間距離検出手段と、自車の車速を検出する車速検出手段と、制駆動力を制御して車速を目標車速に制御する車速制御手段と、車速を制御して車間距離を目標車間距離に制御する車間距離制御手段を備えた車間距離制御装置において、前記車間距離制御手段により自車と先行車とが目標車間距離に制御されて自車が先行車に追従走行している際に、自車と先行車との間に進入した割込車を検出する割込車検出手段と、前記割込車検出手段で自車と先行車との間に割込車が進入したことが検出されると、割込車が検出される前の先行車の加速度、自車との相対速度、又は自車との相対加速度が正の値である場合は割込車は加速するものと予測する割込車挙動予測手段と、前記割込車挙動予測手段で前記割込車が加速するものと予測された場合には、割込車が検出されたときの自車と割込車との車間距離から時間の経過とともに距離が徐々に大きくなる目標車間距離を生成する目標車間距離生成手段とを備えたことを要旨とする。
【００１９】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、割込車が加速すると予測した場合には、車速あるいは加速度を一定に保持するように目標車速を生成するようにしたので、割込車があった場合にも現在の自車の速度を大きく変化させることのない、割込車に対する円滑な追従走行ができるようになる。
【００２０】
請求項２記載の本発明によれば、割込車が加速すると予測された場合に、車速あるいは加速度を一定に保持するように目標車速出力により現在の自車速を得ているときに、割込車との車間距離を制御する目標車速が前記現在の自車速より大きくなったときには、前記割込車との車間距離を制御する目標車速に切り換えるようにしたので、割込車があって割込車の速度乃至は加速度が大きい場合にも、割込車との車間距離が引き離されることのない円滑な追従走行ができるようになる。
【００２１】
請求項３記載の本発明によれば、割込車が加速すると予測された場合に、車速あるいは加速度を一定に保持するように目標車速出力により現在の自車速を得ているときに、割込車が所定の距離以内に接近したときには、前記割込車との車間距離を制御する目標車速に切り換えるようにしたので、割込車があって割込車の速度が小さいか又は減速中の場合にも、割込車との車間距離を所定の範囲に保った、安全かつ円滑な追従走行ができるようになる。
【００２２】
請求項４記載の本発明によれば、割込車が加速するものと予測された場合には、割込車が検出されたときの自車と割込車との車間距離から時間の経過とともに距離が徐々に大きくなる目標車間距離を生成するようにしたので、割込車があって割込車の速度や加減速度にかかわらず、割込車との車間距離を所定の範囲に保った、安全かつ円滑な追従走行ができるようになる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る車間距離制御装置の全体構成を示す図である。
【００３１】
車間距離検出部１は、レーザレーダ等を用いて先行車と自車との車間距離を検出する。車速検出部２は、車輪の回転に応じて、パルス信号を発生する車輪速センサ等を用いて自車の車速を検出する。相対速度演算部３は、先行車と自車との車間距離を微分や差分演算することにより相対速度を求める。
【００３２】
先行車速度演算部４は、自車の車速に相対速度を加えて先行車速度を求める。車間距離制御部５は、車間距離を制御するための目標車速を演算する。割込車挙動予測部６は、先行車速度に基づいて先行車加速度を演算して、割込車の割込後の挙動を予測する。
【００３３】
目標車速生成部７は、割込車予測結果に応じて自車の車速あるいは加速度を保持する。車速制御部８は、自車の車速を目標車速になるように制御するための駆動力を演算する。駆動軸トルク制御部９は、目標トルクになるよに駆動軸トルクをなすスロットル開度及びブレーキ減圧を制御する。
なお、上記の各部は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、タイマ等を有するマイクロコンピュータにより構成するようにしてもよい。
【００３４】
スロットルアクチュエータ１０は、モータでワイヤを引っ張る方式や、電子スロットル等を用いる。ブレーキアクチュエータ１１は、モータなどによりピストンを制御する方式のもの等を用いることができる。
【００３５】
次に、本発明の第１の実施の形態に係る車間距離制御装置の各構成要素の作用を説明する。
図１において、車間距離検出部１により先行車と自車との車間距離Ｌを検出し、相対速度演算部３により車間距離を微分あるいは差分演算することにより先行車と自車との相対速度を求める。一方、車速検出部２により自車の車速を検出する。
【００３６】
そして、先行車速度演算部４は、自車速度Ｖspと相対速度ｄＬ／ｄｔに基づいて、先行車速度Ｖspfを下記の（１）式から求める。
【００３７】
【数１】
Ｖspf＝Ｖsp＋ｄＬ／ｄｔ （１）
車間距離制御部５は、車速制御系を目標車速Ｖsprに対する実車速Ｖspの応答が時定数τvの１次遅れ系で近似できるものとすると、例えば図２に示す構成となり、車間距離Ｌvを目標車間距離Ｌrに制御するための目標車速Ｖsprを、下記の（２）式のように車間距離検出値Ｌと相対速度ｄＬ／ｄｔと先行車速度Ｖspfに応じて求める。
【００３８】
【数２】
Ｖspr＝−ＫL・（Ｌr−Ｌ）−Ｋv・ｄＬ／ｄｔ＋Ｖspf （２）
但し、ＫL，ＫVは制御ゲインである。
このとき、目標車間距離Ｌｒから車間距離Ｌまでの伝達特性は下記の（３）式のようになる。
【００３９】
【数３】
割込車検出部１２は、例えば前回の車間距離検出値より今回の検出値の方が所定値以下に短くなった場合に割込車と判断する。
【００４０】
次に本発明の特徴である割込車挙動予測部６、目標車速生成部７について説明する。
割込車挙動予測部６は、（１）式で演算した先行車速度Ｖspfを微分あるいは差分演算することにより、先行車の加速度を演算する。割込車挙動予測部６は、割込車を検出して、割込前の先行車の加速度αFが正、すなわち下記（４）式の条件で示される場合は、割込車が加速すると予測する。逆に、割込前の先行車の加速度αFが負、すなわち下記の（４）式が成り立たない場合は割込車が減速すると予測する。
【００４１】
【数４】
αF＞０ （４）
目標車速生成部７は、図３に示す構成となり、割込車挙動予測部６は、割込車が加速すると予測した場合は、保持車速を出力し、一方、割込車が減速すると予測した場合は、割込車と車間制御する目標速度を出力する。
【００４２】
ここで、保持車速は、割込車を検出した時の自車速を記憶した値である。また、目標車速生成部７は、割込車が加速すると予測して、割込車と車間制御する目標速度が保持車速より大きくなった場合は、割込車と車間制御する目標速度を出力する。さらに、割込車が所定距離以内に接近した場合は、割込車と車間制御する目標速度を出力する。
【００４３】
図７は、本発明の第１の実施の形態に係る車間距離制御装置の割込車挙動予測部６、目標車速生成部７の動作を示すフローチャートである。
以下、図１を参照しつつ、図７に示す本発明の第１の実施の形態に係る車間距離制御装置の割込車挙動予測部６、目標車速生成部７の動作を説明する。
【００４４】
まず、ステップＳ８０１では、割込車挙動予測部６で割込車の挙動を予測する。
【００４５】
以下は、目標車速生成部７の動作である。
まず、ステップＳ８０３では、割込車挙動予測部６において割込車が加速すると予測されたか否かを判断する。割込車が加速すると予測されていない場合には、ステップＳ８１１に移り、割込車との車間距離を制御して終了する。
【００４６】
一方、割込車が加速すると予測された場合には、下記のステップＳ８０５以下の処理に移る。
ステップＳ８０５では、自車の現在の状態、すなわち割込車が発生する前の車速もしくは加速度を維持する。
そして、ステップＳ８０７では、割込車と自車との車間距離を制御する場合の目標速度が現在の自車速度よりも大きいか否かを判断する。割込車と自車との車間距離を制御する場合の目標速度が現在の自車速度よりも大きい場合には上記のステップＳ８１１に移る。
【００４７】
割込車と自車との車間距離を制御する場合の目標速度が現在の自車速度よりも大きくない場合には、ステップＳ８０９では、割込車が所定距離内に接近しているか否かを判断する。割込車が自車に所定距離内に接近している場合には、上記のステップＳ８１１に移る。
【００４８】
一方、割込車が自車に所定距離内に接近していない場合には、自車の現在の状態、すなわち割込車が発生する前の車速もしくは加速度を維持したまま終了する。
【００４９】
車速制御部８は、目標車速生成部７で演算した目標車速Ｖsprを指令値とし、選択された車速指令値に実車速を一致させる。車速制御系は例えば図４に示す構成となる。なお、図４に示す車速制御系では、駆動軸トルク制御系の伝達遅れは無視できるものとする。
【００５０】
走行抵抗推定部５１は、駆動軸トルク指令値Ｔwrと車速Ｖspとに基づいて、下記の（５）式を用いて走行抵抗Ｔdhを推定し、フイードバックすることで勾配や空気抵抗、及び、転がり抵抗等の走行抵抗による影響を削除する。
【００５１】
【数５】
Ｔdh＝Ｈ（ｓ）・Ｍv・ｓ・Ｖsp−Ｈ（ｓ）・Ｔwr （５）
ここで、Ｍvは車両質量、H（ｓ）はゲイン１のローパスフィルタである。
【００５２】
車速制御部８は、実車速Ｖspを指令値Ｖsprに制御するための駆動軸トルク指令値Ｔwrを走行低抗補正値Ｔdhを用いて下記の（６）式により演算する。
【００５３】
【数６】
Ｔwr＝Ｋsp・（Ｖspr−Ｖsp）−Ｔdh （６）
ただし、Ｅspは制御ゲインである。走行抵抗の補正によって、制御系への外乱が排除されたこととすると、車速指令値から実車速までの伝達特性は、下記の（７）式となる。
【００５４】
【数７】
【００５５】
駆動軸トルク制御部９は、車速制御部８が（６）式で演算した目標駆動軸トルクを満たすためのスロットル開度指令値及びブレーキ液圧指令値を演算して求める。制御系を簡略化するためトルクコンバータのトルク増幅率を無視した場合には、駆動軸トルク指令値Ｔwrに対してエンジントルク指令値は下記の（８）式となる。
【００５６】
【数８】
【００５７】
次に、（８）式で求めたエンジントルク指令値と、エンジン回転数とに基づいて、図５に示すエンジンマップを用いてスロットル開度指令値Ｔhcmdを求める。一方、ブレーキは、スロットル開度がゼロのときに作動させるものとすれば、ブレーキによる駆動軸トルクＴwrcは、駆動軸トルク指令値Ｔwrからエンジンブレーキによる駆動軸トルク分Ｔebを差し引く必要がある。
従って、駆動軸トルクＴwrcは下記の（９）式となる。
【００５８】
【数９】
Ｔwrc＝Ｔwr−Ｔeb （９）
但し、Ｔebは下記の（１０）式で演算され、Ｔeng0はスロットル開度がゼロのときのエンジントルクである。
【数１０】
Ｔeb＝Ｋdef・Ｋat・Ｔeng0 （１０）
ブレーキシリンダ面積をＳb，ブレーキローター半径をＲb，ブレーキパッド摩擦係数をμbとし、マスタシリンダ液庄が４輪に等しく分配されると仮定すると、駆動軸トルク指令値Ｔwrcに対してプレーキ液庄指令値Ｐbrは下記の（１１）式となる。
【００５９】
【数１１】
【００６０】
図８は、本発明の第１の実施の形態に係る車間距離制御装置の全体の動作を示すフローチャートである。
以下、図１〜図７を参照しつつ、図８に示すフローチャートに基づいて車間距離制御装置の全体動作を説明する。
【００６１】
まず、ステップＳ９０１では、車間距離検出部１は、先行車と自車との車間距離を読み込む。そして、ステップＳ９０３では、相対速度演算部３は、車間距離検出部１で検出された車間距離に基づいて、自車と先行車との相対速度を演算する。そして、ステップＳ９０５では、車速検出部２は、自車速度の読み込みを行う。
【００６２】
そして、ステップＳ９０７では、先行車速度演算部４は、相対速度に自車速度を加えて先行車の速度を算出する。そして、ステップＳ９０９では、割込車挙動予測部６は、先行者速度演算部４で演算された先行車の速度に基づいて先行車の加速度を算出する。
【００６３】
そして、ステップＳ９１１では、割込車検出部１２は、割込車を検出したか否かを判断し、割込車を検出した場合にはステップＳ９３１以下の動作に移る。一方、割込車を検出していない場合にはステップＳ９１３以下の動作に移る。
【００６４】
割込車を検出していない場合、ステップＳ９１３では、車間距離制御部５は、先行車と自車との車間距離を制御するための目標車速を算出する。そして、ステップＳ９１５では、目標車速生成部７は、車速制御の指令値として上記の先行車と自車との車間距離を制御するための目標車速を設定する。
【００６５】
そして、ステップＳ９１７では、車速制御部８は、車速を制御するための駆動軸トルク制御量を演算して算出する。そして、ステップＳ９１９では、駆動軸トルク制御部９は、駆動軸トルク制御のためのアクチュエータ制御量を算出する。そして、ステップＳ９２１では、駆動軸トルク制御部９で算出されたアクチュエータ制御量に応じて、スロットルアクチュエータ１０とブレーキアクチュエータ１１を制御して制駆動を発生する。
【００６６】
一方、ステップＳ９３１では、車間距離制御部５は、割込車と自車との車間距離を制御するための目標車速を演算して算出する。そして、ステップＳ９３３では、ステップＳ９０９で算出しておいた割込車を検出する前の先行車の加速度が零よりも大であるか否かを判断し、零よりも大きい場合には割込車が加速すると予測してステップＳ９３５以下の動作に移る。一方、先行者の加速度が零よりも大きくない場合には割込車が減速すると予測してステップＳ９４１以下の動作に移る。
【００６７】
先行者の加速度が零よりも大きい場合、ステップＳ９３５では、目標車速生成部７は、車速制御のための指令値として、現在の自車速度の保持を設定する。
【００６８】
そして、ステップＳ９３７では、目標車速生成部７は、ステップＳ９３１で算出しておいた割込車と自車との車間距離を制御するための目標車速が現在の自車の保持速度よりも大きいか否かを判断し、割込車と自車との車間距離を制御するための目標車速が現在の自車の保持速度よりも大きい場合にはステップＳ９４１以下の動作に移り、さもなければ、ステップＳ９３９以下の動作に移る。
【００６９】
そして、ステップＳ９３９では、割込車挙動予測部６は、現在の割込車と自車との車間距離が所定距離よりも小さいか否かを判断し、現在の割込車と自車との車間距離が所定距離よりも小さい場合にはステップＳ９４１以下の動作に移り、さもなければ、上記のステップＳ９１７の動作に移る。
【００７０】
ここで、ステップＳ９４１では、目標車速生成部７は、車速制御のための指令値として、ステップＳ９３１で算出しておいた割込車と自車との車間距離を制御するための目標車速を設定し、上記のステップＳ９１７の動作に移る。
【００７１】
次に、図９は、本発明の第１の実施の形態に係る車間距離制御装置において、割込車の挙動予測が加速すると判断し、実際でも割込車が加速した場合の動作特性例を示すグラフである。
【００７２】
図９に示すように、割込車が発生する前の時点（１６〜３０ｓｅｃ）で先行車が加速していたので、上述したように、割込前の先行車の加速度αFが正となり、（４）式が成り立つため、割込車挙動予測部６は、割込車も加速すると予測する。従って、目標車速生成部７は保持車速を目標車速として生成し、車速が保持される（３０〜３６ｓｅｃ）。
次に、割込車と自車との間での車間制御するための目標速度が保持車速より大きくなった時点（３６ｓｅｃ）で、割込車と自車との間での車間制御に切り換わる。
【００７３】
図１０は、本発明の第１の実施の形態に係る車間距離制御装置において、割込車の挙動予測が加速すると判断し、実際には割込時に減速してから、直ぐに加速した場合の動作特性例を示すグラフである。
【００７４】
図９に示す動作特性グラフと同様に、割込車が発生する前の時点（１６〜３０ｓｅｃ）で先行車が加速していたので、割込前の先行車の加速度αFが正となり、（４）式が成り立つため、割込車挙動予測部６は、割込車が加速すると予測する。従って、目標車速生成部７は、保持車速を目標車速として生成し、車速が維持される（３０〜４５ｓｅｃ）。一方、この予測と反し、実際には割込車が減速した場合には、前の先行車が加速していたので、割込車もすぐに加速するため、自車は不必要な減速を避けることができる。
【００７５】
次に、割込車と自車との間での車間制御するための目標速度が保持車速より大きくなった時点（４５ｓｅｃ）で、割込車と自車との間での車間制御に切り換わる。
【００７６】
次に、図１１は、本発明の第１の実施の形態に係る車間距離制御装置において、割込車の挙動予測が減速すると判断し、実際でも割込車が減速した場合の動作特性例を示すグラフである。
【００７７】
割込前の時点（１６〜３０ｓｅｃ）で先行車が減速していたので、すなわち、割込前の先行車の加速度αFが負となり、（４）式が成り立たないため、割込車挙動予測部６は、割込車が減速すると予測する。従って、目標車速生成部７は、直ちに割込車と自車との間での車間制御するための目標速度を出力するため、割込車と自車との間での車間制御が行われる。
【００７８】
（第２の実施の形態）
図１２は、本発明の第２の実施の形態に係る車間距離制御装置の全体構成を示す図である。
本実施の形態に係る車間距離制御装置の全体構成は、第１の実施の形態に係る車間距離制御装置とは異なって、割込車挙動予測部６は、割込前の先行車との相対速度に基づいて、割込車の割込後の挙動を予測する。
【００７９】
次に、第２の実施の形態に係る車間距離制御装置の各構成要素の作用を説明する。第１の実施の形態に係る車間距離制御装置と比べ、割込車挙動予測部６に特徴があるので、以下、割込車挙動予測部６について説明する。
【００８０】
割込車挙動予測部６は、割込車を検出して、割込前の先行車との相対速度が正の値であり、先行車から離れることを示している場合、すなわち上記の相対速度が下記の（１２）式で示される場合は、割込車が加速するものと予測する。逆に割込前の先行車との相対速度が負の値であり、先行車に近づくことを示している場合、すなわち下記の（１２）式が成り立たない場合は、割込車が減速するものと予測する。
【００８１】
【数１２】
ｄＬ／ｄｔ＞０ （１２）
図１３は、本発明の第２の実施の形態に係る車間距離制御装置の全体の動作を示すフローチャートである。
図１３に示す本発明の第２の実施の形態に係る車間距離制御装置の全体の動作を示すフローチャートは、図８に示す本発明の第１の実施の形態に係る車間距離制御装置の全体の動作を示すフローチャートと比べてステップＳ９３３だけがステップＳ９３３１に置き代わったものであり、他の処理ステップについては図７に示すフローチャートと同様である。
【００８２】
従って、以下、図１２を参照しつつ、図１３に示す本発明の第２の実施の形態に係る車間距離制御装置のステップＳ９３３１の動作についてのみ説明する。
【００８３】
ステップＳ９３３１では、ステップＳ９０３で算出しておいた割込車検出前の先行車と自車との相対速度が零よりも大きいか否かを判断し、零よりも大きい場合には、ステップＳ９３５以下の動作に移り、さもなければ、ステップＳ９４１以下の動作に移る。
【００８４】
図１４は、本発明の第２の実施の形態に係る車間距離制御装置の割込車挙動予測部６において、割込車は加速すると判断し、実際には割込時に減速してから、直ぐに加速した場合の動作特性例を示すグラフである。
割込前の時点（１６〜３０ｓｅｃ）では先行車が加速していたので、すなわち相対速度が正となり、（１２）式が成り立つため、割込車挙動予測部６は、割込車が加速すると予測する。従って、目標車速生成部７は、保持車速を目標車速として生成し、車速が保持される。この予測と反し、実際には割込車は減速したは、前の先行車が加速していたので、割込車もすぐに加速したため、自車は不必要な減速を避けることができる。
【００８５】
次に、割込車と自車との間での車間制御するための目標速度が保持車速より大きくなった時点（４５ｓｅｃ）で、割込車との車間制御に切り換わる。
【００８６】
（第３の実施の形態）
図１５は、本発明の第３の実施の形態に係る車間距離制御装置の全体構成を示す図である。
相対加速度演算部１４は、例えば相対速度を疑似微分や差分することにより相対加速度を求める。割込車挙動予測部６は、自車と割込前の先行車との相対加速度から、割込車の割込後の挙動を予測する。
【００８７】
次に、第３の実施の形態に係る車間距離制御装置の各構成要素の作用を説明する。第１及び第２の実施の形態と比べて特徴がある割込車挙動予測部６について説明する。
【００８８】
割込車挙動予測部６は、割込車を検出して、割込前の先行車との相対加速度が正の値であり、先行車から離れることを示している場合、すなわち上記の相対加速度が下記の（１３）式で示される場合は、割込車が加速するものと予測する。逆に割込前の先行車との相対加速度が負の値であり、先行車に近づくことを示している場合、すなわち下記の（１３）式が成り立たない場合は、割込車が減速するものと予測する。
【００８９】
【数１３】
ｄ2L／ｄｔ2＞０ （１３）
図１６は、本発明の第３の実施の形態に係る車間距離制御装置の全体の動作を示すフローチャートである。
図１６に示す本発明の第３の実施の形態に係る車間距離制御装置の全体の動作を示すフローチャートは、図８に示す本発明の第１の実施の形態に係る車間距離制御装置の全体の動作を示すフローチャートと比べてステップＳ９３３だけがステップＳ９３３２に置き代わったものであり、他の処理ステップについては図８に示すフローチャートと同様である。
【００９０】
従って、以下、図１５を参照しつつ、図１６に示す本発明の第３の実施の形態に係る車間距離制御装置の全体動作をステップＳ９３３２について説明する。
【００９１】
ステップＳ９３３２では、ステップＳ９０３で算出しておいた割込車検出前の先行車と自車との相対速度から相対加速度を算出し、該相対加速度が零よりも大であるか否かを判断し、零よりも大きい場合には、ステップＳ９３５以下の動作に移り、さもなければ、ステップＳ９４１以下の動作に移る。
【００９２】
図１７は、本発明の第３の実施の形態に係る車間距離制御装置の割込車挙動予測部６において、割込車は加速すると判断し、実際にも割込車が加速した場合の動作特性例を示すグラフである。
【００９３】
割込前の時点（１０〜２０ｓｅｃ）で先行車が加速していたので、すなわち（１３）式が成り立つため、割込車挙動予測部６は、割込車が加速すると予測する。従って、目標車速生成部７は、保持車速を目標車速として生成し、車速が保持される。
【００９４】
次に、割込車と自車との間での車間制御するための目標速度が保持車速より大きくなった時点（２６ｓｅｃ）で、割込車と自車との間での車間制御に切り換わる。
【００９５】
（第４の実施の形態）
図１８は、本発明の第４の実施の形態に係る車間距離制御装置の全体構成を示す図である。
目標車間距離生成部１３は、割込車の割込車挙動予測結果に基づいて、目標車間距離を生成する。
【００９６】
次に、第４の実施の形態に係る車間距離制御装置の各構成要素の作用を説明する。第１〜第３の実施の形態と比べて特徴がある部分は、目標車速生成部７に代えて、目標車間距離生成部１３が設置されて、その出力が車間距離生成部５に入力される。
【００９７】
割込車挙動予測部６により、割込車が加速すると予測された場合は、目標車間距離生成部１３は、目標車間距離Ｌrを変更する。例えば、下記の（１４）式に示すＬr′のように、割込車検出時の割込車との車間距離Ｌwに目標距離を変更して、徐々に元の目標車間距離に近付ける。
【００９８】
【数１４】
Ｌr′＝Ｌw・（１−ｋ）＋Ｌr・ｋ （１４）
但し、（１４）式におけるｋは、下記の（１５）式で示される。
【００９９】
【数１５】
ｋ＝Ｃ・ｔ （０＜ｋ＜１） （１５）
但し、（１５）式において、ｔは時間であり、Ｃは定数である。例えば、Ｃ＝０．０３３３とすれば３０秒で元の目標車間距離に切り換わる。
【０１００】
車間距離制御部５は、この目標車間距離Ｌr′に車間距離を制御する。
【０１０１】
図１９は、本発明の第４の実施の形態に係る車間距離制御装置の全体の動作を示すフローチャートである。
図１９に示す本発明の第４の実施の形態に係る車間距離制御装置の全体の動作を示すフローチャートは、図８に示す本発明の第１の実施の形態に係る車間距離制御装置の全体の動作を示すフローチャートと比べてステップＳ９３１以下の一連の動作だけがステップＳ１０１以下の一連の動作に置き代わったものであり、他の処理ステップについては図８に示すフローチャートと同様である。
従って、以下、図１８を参照しつつ、図１９に示す本発明の第４の実施の形態に係る車間距離制御装置のステップＳ１０１以下の動作について説明する。
【０１０２】
ステップＳ１０１では、割込車挙動予測部６は、割込車の挙動を予測する。
【０１０３】
次に、ステップＳ１０３では、目標車間距離生成部１３は、上記の割込車挙動予測結果に基づいて、目標車間距離を算出する。
次に、ステップＳ１０５では、車間距離制御部５は、割込車と自車との車間距離を制御するための目標車速を算出する。
【０１０４】
次に、ステップＳ１０７では、車速制御部８は、車速制御の指令値を、上記の割込車と自車との車間距離を制御するための目標車速に設定し、ステップＳ９１７の動作に移る。
【０１０５】
図２０は、本発明の第４の実施の形態に係る車間距離制御装置の割込車挙動予測部６において、割込車の挙動予測が加速すると判断し、実際でも割込車が加速した場合の動作特性例を示すグラフである。
割込車が割込む前の時点（１６〜３０ｓｅｃ）で先行車が加速していたので、すなわち、相対速度が正となり（１２）式が成り立つため、割込車挙動予測部６は、割込車が加速すると予測する。従って、目標車間距離生成部１３は、（１４）式のように目標車間距離を生成し、割込車と車間距離制御が行われる。
【０１０６】
（第５の実施の形態）
図２１は、本発明の第５の実施の形態に係る車間距離制御装置の全体構成を示す図である。図２２は、本発明の第５の実施の形態に係る車間距離制御装置の割込車挙動予測部６，目標車速生成部７，車間距離制御部５を中心にした機能構成を示す図である。
【０１０７】
本実施の形態に係る車間距離制御装置の割込車挙動予測部６は、その構成要素として、先行車モデル６１と、車間距離制御モデル６２と、割込車モデル６３とを擁している。
次に、第５の実施の形態に係る車間距離制御装置の各構成要素の作用を説明する。第１〜第４の実施の形態と比べて特徴がある割込車挙動予測部６、目標車速生成部７について説明する。
【０１０８】
割込車挙動予測部６は、割込前の先行車との車間距離と相対速度，割込車との車間距離と相対速度に基づいて、自車の車間距離制御のモデルを割込車に当てはめて、割込車の割込後の挙動を予測する。すなわち、割込車検出部１２が割込車を検出すると、割込車挙動予測部６は、先行車モデル６１、車間距離制御モデル６２、割込車モデル６３により、自車の車間距離制御部５を割込車に当てはめて、割込車の挙動を予測する。
【０１０９】
先行車モデル６１は、下記の（１６）式に示すように、割込車が発生する前の、先行車と自車の相対加速度ｄ2Ｌ／ｄｔ2と、自車加速度ｄＶsp／ｄｔとの和から、先行車加速度αFを求め、割込時の先行車速度を初期値として、上記の先行車加速度αFを積分して、下記の（１７）式に示すように、先行車速度ＶFMを演算する。
【０１１０】
【数１６】
αF ＝ｄ2L／ｄｔ2＋ｄＶsp／ｄｔ （１６）
但し、（１６）式に示す自車加速度ｄＶsp／ｄｔは、自車速度を疑似微分や差分して演算する。
【０１１１】
【数１７】
ＶFM＝１／ｓ・αF＋ＶFMO （１７）
但し、（１７）式のｓは、ラプラス演算子を示し、初期値ＶFM0は、割込車認識時点の先行車の速度を示す。
【０１１２】
次に、下記の（１８）式に示すように、割込車速度を初期値として出力する割込車モデルの車速を先行車車速から差し引いた値を積分して車間距離ＬWを演算する。
【０１１３】
【数１８】
Ｌw＝１／ｓ・（ＶFM−ＶSWP）＋ＬW0 （１８）
但し、（１８）式に示す車間距離の初期値ＬW0は、割込車認識時点における先行車と割込車の車間距離とする。
【０１１４】
車間距離制御モデル６２は、（１８）式で演算した車間距離と自車と同じ目標車間距離に基づいて、割込車の目標車速Ｖspwrを求める。車間距離制御に使用する数式は、自車の車間距離制御と同様の（２）式を用いる。
【０１１５】
割込車モデル６３は、１次遅れで近似した車速制御モデルを用いて、割込車の速度Ｖspwを演算する。
【０１１６】
目標車速生成部７は、割込車挙動予測部６により生成した割込車の目標車速Ｖspwr、および（２）式に示す割込車と自車を制御する目標車速Ｖsprとを配分して、下記の（１９）式に示すように、自車の車速制御系への指令値Ｖspr2を演算する。
【０１１７】
【数１９】
Ｖspr2＝Ｖspwr・（１−ｐ）＋Ｖspr・ｐ （１９）
ここで、（１９）式に示すｐは、目標車速の配分率であり、下記の（２０）式で求める。
【０１１８】
【数２０】
ｐ＝Ｃ・ｔ （０＜ｐ＜１） （２０）
但し、ｔは時間、Ｃは定数である。例えばＣを０．１とおけば、１０秒間かけて車速指令値がＶspwrからＶsprへ徐々に変化する。また、下記の（２１）式で演算すれば（１９）式に示すｐは、Ｃ2から始まる。例えばＣ2を０．５とおけばｐは０．５から１まで変化する。
【０１１９】
【数２１】
ｐ＝Ｃ・ｔ＋Ｃ2 （Ｃ2＜ｐ＜１） （２１）
図２３は、本発明の第５の実施の形態に係る車間距離制御装置の全体の動作を示すフローチャートである。
図２３に示す本発明の第５の実施の形態に係る車間距離制御装置の全体の動作を示すフローチャートは、図８に示す本発明の第１の実施の形態に係る車間距離制御装置の全体の動作を示すフローチャートと比べてステップＳ９３１以下の一連の動作だけがステップＳ１０１以下の一連の動作に置き代わったものであり、他の処理ステップについては図８に示すフローチャートと同様である。
【０１２０】
従って、以下、図２１，２２を参照しつつ、図２３に示す本発明の第５の実施の形態に係る車間距離制御装置の全体動作をステップＳ２０１以下の動作について説明する。
【０１２１】
まず、ステップＳ２０１では、車間距離制御部５は、割込車と自車との車間距離を制御する目標車速を算出する。
次に、ステップＳ２０３では、先行車モデル６１は、割込車が発生する前の、先行車と自車の相対加速度ｄ2Ｌ／ｄｔ2と、自車加速度ｄＶsp／ｄｔとの和から、先行車加速度αFを求め、割込時の先行車速度を初期値として、上記の先行車加速度αFを積分して、上記の（１７）式に示すように、先行車速度ＶFMを算出する。
【０１２２】
次に、ステップＳ２０５では、車間距離制御モデル６２は、（１８）式で演算した車間距離と自車と同じ目標車間距離に基づいて、割込車の目標車速Ｖspwrを求める。車間距離制御に使用する数式は、自車の車間距離制御と同様の（２）式を用いる。
【０１２３】
次に、ステップＳ２０７では、割込車モデル６３は、１次遅れで近似した車速制御モデルを用いて、割込車の速度Ｖspwを算出する。
次に、ステップＳ２０９では、目標車速生成部７は、車速制御の指令値として、割込車挙動予測部６により生成した割込車の目標車速Ｖspwrに（１−ｐ）を乗じた商に、割込車と自車を制御する目標車速Ｖsprにｐを乗じた商を加算した和を設定する。ここで、ｐは上記の通り、目標車速の配分率であり、０〜１の範囲で徐々に増加する。
【０１２４】
次に、ステップＳ２１１では、目標車速生成部７は、上記の目標車速の配分率ｐを上記によって更新し、ステップＳ９１７の動作に移る。
図２４は、本発明の第５の実施の形態に係る車間距離制御装置の割込車挙動予測部６において、自車と先行車の車間距離が大きく離れている時に割込車が自車の手前に進入しており、先行車は緩やかに加速している場合の動作特性例を示すグラフである。
【０１２５】
図２４に示す各グラフからは、割込車が発生した時点（３０ｓｅｃ）で、自車と割込車との間の車間距離Ａが短くても、急減速は起こらず、緩やかに加速して車間距離を目標車間距離に制御できていることが読み取れる。
【０１２６】
図２５は、本発明の第５の実施の形態に係る車間距離制御装置の割込車挙動予測部６において、自車と先行車の車間距離が目標車間距離に一致している時に、割込車が自車の手前に進入しており、先行車は緩やかに減速している場合の動作特性例を示すグラフである。
【０１２７】
この場合は、自車と割込車の車間距離Ａが短く、更に割込車は減速すると予測されるので、自車も減速を行い、車間距離を目標車間距離に制御できている。減速が必要な場合は、遅れなく減速していることが読み取れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る車間距離制御装置の全体構成を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る車間距離制御装置の車間距離制御部５を中心とする機能構成を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る車間距離制御装置の目標車速生成部７を中心とする機能構成を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係る車間距離制御装置の車速制御部８を中心とする車速制御系の機能構成を示す図である。
【図５】エンジントルク指令値とエンジン回転数に基づいて、スロットル開度指令値Ｔhcmdを求めるためのエンジンマップを示す図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態に係る車間距離制御装置の駆動軸トルク制御部９を中心とする駆動輪軸トルク制御系の機能構成を示す図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態に係る車間距離制御装置の割込車挙動予測部６、目標車速生成部７の動作を示すフローチャートである。
【図８】本発明の第１の実施の形態に係る車間距離制御装置の全体動作を示すフローチャートである。
【図９】本発明の第１の実施の形態に係る車間距離制御装置において、割込車の挙動予測が加速すると判断し、実際でも割込車が加速した場合の動作特性例を示すグラフである。
【図１０】本発明の第１の実施の形態に係る車間距離制御装置において、割込車の挙動予測が加速すると判断し、実際には割込時に減速してから、直ぐに加速した場合の動作特性例を示すグラフである。
【図１１】本発明の第１の実施の形態に係る車間距離制御装置において、割込車の挙動予測が減速すると判断し、実際でも割込車が減速した場合の動作特性例を示すグラフである。
【図１２】本発明の第２の実施の形態に係る車間距離制御装置の全体構成を示す図である。
【図１３】本発明の第２の実施の形態に係る車間距離制御装置の全体の動作を示すフローチャートである。
【図１４】本発明の第２の実施の形態に係る車間距離制御装置の割込車挙動予測部６において、割込車は加速すると判断し、実際には割込時に減速してから、直ぐに加速した場合の動作特性例を示すグラフである。
【図１５】本発明の第３の実施の形態に係る車間距離制御装置の全体構成を示す図である。
【図１６】本発明の第３の実施の形態に係る車間距離制御装置の全体の動作を示すフローチャートである。
【図１７】本発明の第３の実施の形態に係る車間距離制御装置の割込車挙動予測部６において、割込車は加速すると判断し、実際にも割込車が加速した場合の動作特性例を示すグラフである。
【図１８】本発明の第４の実施の形態に係る車間距離制御装置の全体構成を示す図である。
【図１９】本発明の第４の実施の形態に係る車間距離制御装置の全体の動作を示すフローチャートである。
【図２０】本発明の第４の実施の形態に係る車間距離制御装置の割込車挙動予測部６において、割込車の挙動予測が加速すると判断し、実際でも割込車が加速した場合の動作特性例を示すグラフである。
【図２１】本発明の第５の実施の形態に係る車間距離制御装置の全体構成を示す図である。
【図２２】本発明の第５の実施の形態に係る車間距離制御装置の割込車挙動予測部６，目標車速生成部７，車間距離制御部５を中心にした機能構成を示す図である。
【図２３】本発明の第５の実施の形態に係る車間距離制御装置の全体の動作を示すフローチャートである。
【図２４】本発明の第５の実施の形態に係る車間距離制御装置の割込車挙動予測部６において、自車と先行車の車間距離が大きく離れている時に割込車が自車の手前に進入しており、先行車は緩やかに加速している場合の動作特性例を示すグラフである。
【図２５】本発明の第５の実施の形態に係る車間距離制御装置の割込車挙動予測部６において、自車と先行車の車間距離が目標車間距離に一致している時に、割込車が自車の手前に進入しており、先行車は緩やかに減速している場合の動作特性例を示すグラフである。
【図２６】割込車を考慮する従来の車間距離制御装置の制御動作の動作特性例を示すグラフである。
【符号の説明】
１ 車間距離検出部
２ 車速検出部
３ 相対速度演算部
４ 先行車速度演算部
５ 車間距離制御部
６ 割込車挙動予測部
７ 目標車速生成部
８ 車速制御部
９ 駆動軸トルク制御部
１０ スロットルアクチュエータ
１１ ブレーキアクチュエータ
１２ 割込車検出部
１３ 目標車間距離生成部
１４ 相対加速度演算部
６１ 先行車モデル
６２ 車間距離制御モデル
６３ 割込車モデル
Claims (4)
- 自車と先行車との車間距離を検出する車間距離検出手段と、
自車の車速を検出する車速検出手段と、
制駆動力を制御して車速を目標車速に制御する車速制御手段と、
車速を制御して車間距離を目標車間距離に制御する車間距離制御手段を備えた車間距離制御装置において、
前記車間距離制御手段により自車と先行車とが目標車間距離に制御されて自車が先行車に追従走行している際に、自車と先行車との間に進入した割込車を検出する割込車検出手段と、
前記割込車検出手段で自車と先行車との間に割込車が進入したことが検出されると、割込車が検出される前の先行車の加速度、自車との相対速度、又は自車との相対加速度が正の値である場合に割込車は加速するものと予測する割込車挙動予測手段と、
前記割込車挙動予測手段により割込車が加速すると予測された場合には、車速あるいは加速度を一定に保持するように目標車速を生成する目標車速生成手段と
を備えたことを特徴とする車間距離制御装置。 - 自車と先行車との車間距離を検出する車間距離検出手段と、
自車の車速を検出する車速検出手段と、
制駆動力を制御して車速を目標車速に制御する車速制御手段と、
車速を制御して車間距離を目標車間距離に制御する車間距離制御手段を備えた車間距離制御装置において、
前記車間距離制御手段により自車と先行車とが目標車間距離に制御されて自車が先行車に追従走行している際に、自車と先行車との間に進入した割込車を検出する割込車検出手段と、
前記割込車検出手段で自車と先行車との間に割込車が進入したことが検出されると、割込車が検出される前の先行車の加速度、自車との相対速度、又は自車との相対加速度が正の値である場合に割込車は加速するものと予測する割込車挙動予測手段と、
前記割込車挙動予測手段により割込車が加速すると予測された場合に、車速あるいは加速度を一定に保持するように目標車速出力により現在の自車速を得ているときに、割込車との車間距離を制御する目標車速が前記現在の自車速より大きくなったときには、前記割込車との車間距離を制御する目標車速を生成する目標車速生成手段と
を備えたことを特徴とする車間距離制御装置。 - 自車と先行車との車間距離を検出する車間距離検出手段と、
自車の車速を検出する車速検出手段と、
制駆動力を制御して車速を目標車速に制御する車速制御手段と、
車速を制御して車間距離を目標車間距離に制御する車間距離制御手段を備えた車間距離制御装置において、
前記車間距離制御手段により自車と先行車とが目標車間距離に制御されて自車が先行車に追従走行している際に、自車と先行車との間に進入した割込車を検出する割込車検出手段と、
前記割込車検出手段で自車と先行車との間に割込車が進入したことが検出されると、割込車が検出される前の先行車の加速度、自車との相対速度、又は自車との相対加速度が正の値である場合は割込車は加速するものと予測する割込車挙動予測手段と、
前記割込車挙動予測手段により割込車が加速すると予測された場合に、車速あるいは加速度を一定に保持するように目標車速出力により現在の自車速を得ているときに、割込車が所定の距離以内に接近したときには、前記割込車との車間距離を制御する目標車速を生成する目標車速生成手段と
を備えたことを特徴とする車間距離制御装置。 - 自車と先行車との車間距離を検出する車間距離検出手段と、
自車の車速を検出する車速検出手段と、
制駆動力を制御して車速を目標車速に制御する車速制御手段と、
車速を制御して車間距離を目標車間距離に制御する車間距離制御手段を備えた車間距離制御装置において、
前記車間距離制御手段により自車と先行車とが目標車間距離に制御されて自車が先行車に追従走行している際に、自車と先行車との間に進入した割込車を検出する割込車検出手段と、
前記割込車検出手段で自車と先行車との間に割込車が進入したことが検出されると、割込車が検出される前の先行車の加速度、自車との相対速度、又は自車との相対加速度が正の値である場合は割込車は加速するものと予測する割込車挙動予測手段と、
前記割込車挙動予測手段で前記割込車が加速するものと予測された場合には、割込車が検出されたときの自車と割込車との車間距離から時間の経過とともに距離が徐々に大きくなる目標車間距離を生成する目標車間距離生成手段と
を備えたことを特徴とする車間距離制御装置。
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