JPH08132931A - 車両用走行制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 追従走行時において運転者の操作タイミング
に合致したタイミングで車速制御、警報制御を行う走行
制御装置を提供する。 【構成】 車間距離センサ１０、車速センサ１２が設け
られ、自車速や相対速度、車間距離が検出される。制御
装置ＥＣＵ１４は減速度一定条件下でのブレーキ開始車
間距離を所定のドライバモデル式に基づいて算出し、現
在の車間距離と大小比較することによりブレーキ２０や
スロットル２２を制御して車速を制御すると共に、ディ
スプレイ２４やスピーカ２６を制御して警報を出力す
る。ドライバモデル式は限界車間時間や運転者の減速度
に応じて決定され、これらのパラメータは運転者に合致
するように実測データを基に調整される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は車両用走行制御装置、特
に先行車に追従走行する場合の速度制御や警報制御に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、高速道路走行等における車両
運転者の運転操作低減や一層の安全性向上を目的として
種々の走行制御装置が開発されている。

【０００３】例えば、特開昭５９−１０５５８７号公報
に開示された車両衝突警報装置では、ブレーキ信号発生
時の自車速及び相対速度をラッチし、ブレーキ信号発生
時に記憶装置から読み出された所定の警報距離とブレー
キ信号発生時の車間距離とを比較し、この比較結果に基
づいて所定の警報距離を書き換える構成が示されてい
る。すなわち、ブレーキ信号発生時における車間距離Ｌ
と自車速及び相対速度に基づき決定された所定の警報距
離ＬA とを比較し、ＬA ＜Ｌの場合には所定距離ＬA に
一定値を加え、一方ＬA ＞Ｌの場合には所定の警報距離
ＬA から一定値を減じることにより警報距離を書き換え
る。これにより、運転者がブレーキを踏むタイミングに
したがって警報距離を自動的に書き換え、運転者のブレ
ーキタイミングに合致した警報を発生させる。

【０００４】また、特開昭６１−７７５３３号公報に開
示された車間距離制御装置では、車間距離が自車速に応
じて算出された安全車間距離となるように自車速を制御
する構成が示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来より
警報のタイミングや自車速を制御して走行を制御する装
置が提案されているが、ブレーキ操作のタイミング等の
運転特性は個々の運転者に特有のものであり、また個々
の運転特性も走行状況に応じて種々変化するため、個々
の運転者の運転感覚に合致した車速制御や警報制御を行
うことは容易ではない。特に、運転者が完全に運転から
解放される全自動運転と異なり、車両がスロットルやブ
レーキを自動制御し、ステアリングを運転者が制御する
ような半自動運転では、運転者の操作間隔に合致したス
ロットルやブレーキ制御が必要となり、また運転者の感
じる危険感とあまりにかけはなれた警報が頻繁に発生す
ると、運転者のシステムに対する信頼性は低下すること
になる。

【０００６】上記特開昭５９−１０５５８７号公報にお
いても、運転者のブレーキタイミングに応じて所定の警
報距離を増減調整しているものの、その調整は一定値の
加算ないし減算により達成しているにすぎず、種々の走
行状況に応じた最適な警報距離を与えるまでには至って
いない。

【０００７】本発明は上記従来技術の有する課題に鑑み
なされたものであり、個々の運転者の運転特性及び走行
状況に応じて最適のタイミングで車速制御や警報制御を
行うことが可能な走行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】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の車両用走行制御装置は、先行車との
車間距離を検出する車間距離検出手段と、自車速検出手
段と、先行車との相対速度を検出する相対速度検出手段
と、車間距離、自車速及び相対速度に基づき、減速度一
定条件下で先行車に追従するための減速開始車間距離を
所定のドライバモデル式で算出する演算手段と、前記演
算手段で算出された減速開始車間距離に基づいて自車の
走行を制御する制御手段とを有することを特徴とする。

【０００９】また、上記目的を達成するために、請求項
２記載の車両用走行制御装置は、請求項１記載の車両用
走行制御装置において、前記制御手段は、前記減速開始
車間距離に基づいて警報の発生タイミングを制御するこ
とを特徴とする。

【００１０】また、上記目的を達成するために、請求項
３記載の車両用走行制御装置は、請求項１または請求項
２記載の車両用走行制御装置において、さらに、前記ド
ライバモデル式の個人パラメータを、運転者の減速操作
時の車間距離、自車速、及び相対速度の統計値に基づい
て調整する調整手段を備えることを特徴とする。

【００１１】また、上記目的を達成するために、請求項
４記載の車両用走行制御装置は、請求項１または請求項
２記載の車両用走行制御装置において、さらに、前記ド
ライバモデル式の個人パラメータを、運転者の減速操作
前の平均車間時間に基づいて調整する調整手段を備える
ことを特徴とする。

【００１２】また、上記目的を達成するために、請求項
５記載の車両用走行制御装置は、請求項１または請求項
２記載の車両用走行制御装置において、さらに、前記ド
ライバモデル式の個人パラメータを、運転者の減速操作
時のブレーキ圧及び減速操作完了時の車間時間に基づい
て調整する調整手段を備えることを特徴とする。

【００１３】また、上記目的を達成するために、請求項
６記載の車両用走行制御装置は、請求項１または請求項
２または請求項３または請求項４または請求項５記載の
車両用走行制御装置において、さらに、車間距離、自車
速及び相対速度に基づき、減速時間一定条件下で先行車
に追従するための減速開始車間距離を所定のドライバモ
デル式で算出する第２演算手段と、運転者の運転特性に
応じて前記演算手段あるいは前記第２演算手段で算出さ
れた減速開始車間距離を選択する選択手段とを有するこ
とを特徴する。

【００１４】さらに、上記目的を達成するために、請求
項７記載の車両用走行制御装置は、請求項１または請求
項２または請求項３または請求項４または請求項５記載
の車両用走行制御装置において、さらに、車間距離、自
車速及び相対速度に基づき、減速時間一定条件下で先行
車に追従するための減速開始車間距離を所定のドライバ
モデル式で算出する第２演算手段と、運転者の運転タス
クの自由度に応じて前記演算手段あるいは前記第２演算
手段で算出された減速開始車間距離を選択する選択手段
とを有することを特徴とする。

【００１５】

【作用】請求項１記載の車両走行制御装置では、減速度
一定条件下で先行車に追従するための減速開始車間距離
を所定のドライバモデル式で算出し、この減速開始車間
距離に基づいて自車の走行を制御する。

【００１６】以下、本発明の基本概念であるドライバモ
デル式について詳細に説明する。

【００１７】ドライバモデル 先行車に追従して走行している運転者がどのタイミング
で減速操作を行うかを考察するにあたり、まず、次のよ
うな状況を想定する。すなわち、 先行車及び自車両共に一定速度Ｖ₀ （相対速度０）で
定常追従走行を行う。

【００１８】時刻ｔ＝０において先行車が一定の減速
度Ｇ₀ で減速を開始し停止する。

【００１９】追従者（自車両）は時刻ｔ＝ｔ_d に先行
車と同じ減速度Ｇ₀ で減速を開始し停止する。

【００２０】このような状況における先行車と自車両
（追従車）との車速変化が図２に示されている。図２に
おいて、横軸は時刻ｔであり、縦軸は車速Ｖである。ま
た、図において、点線は先行車の車速変化を示し、実線
は自車両（追従車）の車速変化を示している。図中斜線
で示した領域の面積が両車両が停止するまでに自車両
（追従車）が先行車に接近する距離ΔＨである。このΔ
Ｈは、

【数１】 によって与えられる。ここで、車間距離Ｈで走行中に先
行車が減速を開始した場合、追従車が先行車と全く同じ
減速をすると考えたとき、追従車が先行車に衝突するこ
となく停止するためには、

【数２】

【数３】 の条件が成り立つことが必要である。式（３）の左辺は
車間距離を車速で割った値、いわゆる車間時間であり、
式（３）は追従車が車間時間の値より短い遅れ時間で減
速を開始する必要があることを示している。すなわち、
車間時間とは、先行車が減速・接近してきた場合に、追
従車がその時間内に減速を開始し、先行車と同じ減速度
で減速すれば衝突することなく停止できるという余裕時
間と定義することができる。運転者が先行車に追従して
走行する場合に、通常の運転状況下では先行車と同じ減
速度が自車にも可能であると期待して運転しているとす
れば、運転者は車間時間（すなわち余裕時間）がある一
定の値より短くならないように運転操作していると考え
ることができる。従って、本発明においては、以下この
車間時間を限界車間時間と称する。結論として、運転者
は車間時間が限界車間時間未満となるように減速操作を
開始すると考えることができる。

【００２１】一方、既に相対速度の絶対値が大きく発生
している場合には、運転者は車間時間が限界車間時間に
達する以前から減速操作を開始し、限界車間時間に達し
たときには相対速度が０になるように減速すると考えら
れる。今、この状況を以下のように想定する。

【００２２】先行車は車速Ｖ_t0で追従車は車速Ｖ_f0で
定速走行する。

【００２３】追従車は時刻ｔ＝０に一定減速度Ｇ_f で
減速を開始する。

【００２４】図３にはこの場合の先行車及び追従車の車
速変化が示されている。斜線で示した領域の面積が追従
車が減速を開始してから相対速度が０になるまでに両車
両が接近する距離ΔＨである。ΔＨは、

【数４】 によって与えられる。

【００２５】以上の考察により、相対速度の絶対値が大
きく発生している状況から運転者が減速操作を開始し、
限界車間時間に達したときに相対速度が０になるように
減速操作を行う場合には、運転者が減速操作を開始する
車間距離Ｈ_B は、式（１）、式（４）の和として、

【数５】 あるいは、

【数６】 となる。なお、式（５），（６）において、Ｈ_lim ＝ｔ
_d ：限界車間時間、Ｖ_f：自車速、Ｖ_r ：相対速度であ
る。この式（５），（６）が所定のドライバモデル式で
あり、本発明における演算手段はこの式（５），（６）
に基づいて減速開始車間距離Ｈ_B を算出し、走行制御す
る。

【００２６】なお、このような理論的考察から得られた
ドライバモデル式（５），（６）は後述の実施例におい
て示されるように実際の運転者の減速操作タイミングを
精度よく反映しており、このドライバモデル式に基づい
て制御することにより、実際の運転者の運転感覚に合致
した走行制御が可能となる。

【００２７】請求項２記載の車両用走行制御装置では、
特に制御手段が減速開始車間距離に基づいて警報の発生
タイミングを制御する。減速開始車間距離に達した場合
には、通常の運転操作においては減速操作が行われるは
ずであるが、この減速開始車間距離に達してもいまだ減
速操作が行われない場合には、警報を発生することによ
り、運転者の運転感覚に合致した最適のタイミングで警
報を与えることができる。

【００２８】請求項３乃至請求項５記載の車両用走行制
御装置では、ドライバモデル式（５），（６）に表され
る個人パラメータ、すなわち個人によってその値が異な
る限界車間時間Ｈ_lim 及び減速度Ｇ_f を調整する装置を
提供する。請求項３記載の発明においては、実際の運転
者のデータの統計処理によりこれら個人パラメータの値
が調整される。また、請求項４記載の発明においては、
個人パラメータと運転者の減速操作前の平均車間時間と
の所定の関係に基づいて調整される。また、請求項５記
載の発明においては、個人パラメータとブレーキ圧との
関係及び個人パラメータの実測値に基づいて個人パラメ
ータの値が調整される。

【００２９】請求項６乃至請求項７記載の発明において
は、２つのドライバモデル式を用い、運転者あるいは走
行状況、すなわち運転者の運転タスクの自由度に応じて
いずれかのドライバモデル式で算出された減速開始車間
距離を用いて走行制御する。２つのドライバモデル式の
うちの１つは上述した減速度一定条件下でのドライバモ
デルであり、もう１つは減速時間一定条件下でのドライ
バモデル式である。減速時間一定条件下でのドライバモ
デル式は既に知られているように、

【数７】 によって与えられる。なお、式（７）において、τ：現
在からの予想時間、ａ：先行車の自車に対する相対的な
減速度である。車両運転者によって、あるいは同一運転
者によっても走行状況、すなわち運転タスクの自由度に
よって減速度一定条件下で減速操作を行うか、あるいは
減速時間一定条件下で減速操作を行うかが決定され、従
って、いずれかのドライバモデル式を用いて減速開始車
間距離を算出することにより、個々の運転者及び種々の
走行状況に応じて最適の走行制御が可能となる。

【００３０】なお、本発明において用いられるドライバ
モデル式の有効性については、以下の実施例を参照する
ことにより一層明らかになるであろう。

【００３１】

【実施例】以下、図面に基づき本発明の実施例について
説明する。

【００３２】第１実施例 図１には本実施例の構成ブロック図が示されている。レ
ーザ光やミリ波等の車間距離センサ１０が車両の所定位
置に設けられ、先行車との車間距離を検出する。また、
車速センサ１２も設けられ、自車両の速度を検出する。
車間距離センサ１０及び車速センサ１２の検出信号は、
制御装置ＥＣＵ１４に出力される。制御装置ＥＣＵ１４
はＣＰＵやメモリ、Ｉ／Ｏインターフェース等から構成
され、後述の処理を行ってアクチュエータ１６、１８及
びディスプレイ２４、スピーカ２６に制御信号を出力す
る。アクチュエータ１６はＥＣＵ１４からの制御信号に
基づいてブレーキ２０をＯＮ、ＯＦＦ制御し、アクチュ
エータ１８はＥＣＵ１４からの制御信号に基づいてスロ
ットル２２の開閉を制御する。また、ディスプレイ２４
はＥＣＵ１４からの制御信号に基づいて警報等を出力
し、スピーカ２６はＥＣＵ１４からの制御信号に基づい
て警報音等を出力する。

【００３３】ここで、制御装置ＥＣＵ１４は所定のドラ
イバモデル式（６）をメモリに格納し、ＣＰＵがこのド
ライバモデル式（６）に基づいて制御信号を出力する。
なお、式（６）の中で、運転者に固有のパラメータ（個
人パラメータ）は限界車間時間Ｈ_lim 及び減速度Ｇ_f で
あり、これらの個人パラメータは運転者の運転特性及び
走行状況に応じて適宜調整される。

【００３４】図４には本願出願人が実験により得た７人
の運転者に対し縦軸を（車間距離／自車速）、横軸を
（相対速度）² ／自車速とした場合のブレーキタイミン
グの測定値の一例が示されている。定義から明らかなよ
うに、図４の縦軸は式（６）の左辺Ｈ_B ／Ｖ_f であり、
横軸は式（６）の右辺の（Ｖ_r ² ／Ｖ_f ）である。図４
（ａ）〜（ｇ）が７人の運転者のそれぞれの実測結果で
あり、図中の直線は式（６）で示される直線で各データ
の一次回帰により求められたものである。これらの直線
の傾き（１／２Ｇ_f ）及び切片（Ｈ_lim ）、推定誤差の
２乗平均を求めると図５のようになる。これらの結果よ
り、図４で示される直線はいずれも実測データによく合
致しており、運転者のブレーキング開始車間距離は式
（６）によって表わされることを示している。

【００３５】従って、運転者に応じてパラメータＨ_lim
及びＧ_f を最適な値に調整することにより、その運転者
の通常のブレーキング開始車間距離を正確に評価するこ
とができ、これに基づいて車速制御や警報制御を行うこ
とが可能となることが理解される。

【００３６】さらに、スロットルオフによるエンジンブ
レーキは、フットブレーキより弱い減速度一定の減速と
考えられるため、ブレーキングの開始のみならず、アク
セルＯＦＦ（スロットルＯＦＦ）のタイミングについて
も式（６）で表わされると考えられる。従って、運転者
のスロットルＯＦＦのタイミング及びブレーキＯＮのタ
イミングは図６に示されるようにＨ_lim 及びＧ_f （１／
２Ｇ_f ）をパラメータとした一次直線により表現され、
この式と実際の走行データとを比較することにより運転
者の運転感覚に合致したスロットル制御、ブレーキ制
御、警報制御等が可能となる。

【００３７】なお、本願出願人は実際の走行データを基
に運転者のスロットルＯＦＦ及びブレーキＯＮのタイミ
ングと式（６）との比較を行っており、その結果、運転
者がスロットルＯＦＦのみでブレーキによる減速に至ら
なかった場合にドライバモデル式（６）も同様であった
確率は約８５％、また運転者がブレーキオンに至った場
合ドライバモデル式（６）も誤差１秒以内でブレーキン
グに至った確率は約７７％であった。従って、このデー
タより、実際の運転者の運転操作（スロットルＯＦＦ、
ブレーキＯＮ）とドライバモデル式（６）のスロットル
ＯＦＦ、ブレーキＯＮのタイミングはよく一致している
ことを確認している。

【００３８】以下、フローチャートを用いてＥＣＵ１４
での制御処理をより詳細かつ具体的に説明する。

【００３９】図７には、ドライバモデル式（６）を車間
距離制御（追従走行）に適応した場合の処理フローチャ
ートが示されている。図７において、まず自車速Ｖ_f 、
相対速度Ｖ_r 及び車間距離Ｌを検出する（Ｓ１０１）。
相対速度Ｖ_r は車間距離センサ１０にて得られた車間距
離Ｌの時間微分により算出してもよく、あるいはドップ
ラ効果を用いて直接的に検出することも可能である。次
に、追従走行時の先行車との目標車間距離Ｌ_T を算出し
セットする（Ｓ１０２）。なお、目標車間距離Ｌ_T は車
両運転者が入力した値でもよく、あるいは運転者が追従
走行モードへの移行を選択した時点での車間距離とする
こともできる。そして、現車間距離Ｌと目標車間距離Ｌ
_T の差分ΔＬを算出し（Ｓ１０３）、所定値Ｌ_m （例え
ば−２ｍ）と大小比較する（Ｓ１０４）。この所定値は
目標車間距離に対する許容誤差としての意味を有し、所
定値Ｌ_m を現車間距離Ｌに応じて変化させることにより
なめらかな制御が可能となる。例えば、一定値−２ｍと
するのではなく、例えばＬ_m ＝−（Ｋ・Ｌ＋Ｌ₀ ）とす
ることが考えられる。

【００４０】Ｓ１０４にて比較の結果、ΔＬ＜Ｌ_M の場
合には、目標車間距離Ｌ_T より現車間距離Ｌの方が短い
ことを意味するから減速操作を行う必要があり、ＥＣＵ
１４は式（６）のドライバモデル式を用いてブレーキン
グ開始距離Ｈ_B を算出する（Ｓ１０５）。なお、自車速
Ｖ_f 及び相対速度Ｖ_r はＳ１０１にて検出された値が用
いられ、また個人パラメータであるＨ_lim 及び１／２Ｇ
_f はメモリに格納された値が用いられ、例えばＨ_lim ＝
０．５４、１／２Ｇ_f ＝０．４７等の値が用いられる。
なお、これらのパラメータは個人特性値であるため、学
習等により適宜その運転者及び走行条件に合致するよう
に調整する必要があるが、ここでは便宜上一定値を用い
ることとしている。このようにしてブレーキング開始距
離Ｈ_B が算出された後、ＥＣＵ１４は現車間距離Ｌと算
出されたブレーキング開始距離Ｈ_B との大小比較を行い
（Ｓ１０６）、現車間距離Ｌがブレーキング開始距離Ｈ
_Bより短い場合にはスロットルフラグＡＣＣをＯＦＦと
するとともにブレーキフラグＢＲＫをＯＮとして（Ｓ１
０７）、車速制御を行う（Ｓ１０８）。すなわち、この
場合にはスロットルを全閉とするとともに、ブレーキを
ＯＮとし、一定の減速度で自動減速する。一方、現車間
距離Ｌがブレーキング開始距離Ｈ_B より長い場合には、
次にスロットルオフ開始距離Ｈ_a を算出する（Ｓ１１
３）。この算出も、ドライバモデル式（６）を用いて行
われ、個人パラメータとしては、例えばＨ_lim ＝０．７
０、１／２Ｇ_f ＝１．３０が用いられる。そして、現車
間距離Ｌとスロットルオフ開始距離Ｈ_a との大小比較が
行われ（Ｓ１１４）、現車間距離がスロットルオフ開始
距離Ｈ_a より短い場合には、スロットルフラグＡＣＣを
ＯＦＦとすると共にブレーキフラグＢＲＫをＯＦＦとし
（Ｓ１１５）、車速制御を行う（Ｓ１０８）。すなわ
ち、ブレーキはＯＦＦのままであるが、スロットルをＯ
ＦＦとして減速を開始する。また、現車間距離Ｌがスロ
ットルオフ開始距離Ｈ_a より長い場合には、目標車速Ｖ
_ftをΔＶだけ減少させ（Ｓ１１６）、スロットルフラグ
ＡＣＣをＯＮするとともにブレーキフラグＢＲＫをＯＦ
Ｆし、同様に車速制御を行う（Ｓ１０８）。

【００４１】一方、Ｓ１０４にて差分ΔＬが所定値Ｌ_M
より大きい場合には、さらに差分ΔＬと所定値Ｌ_P との
大小比較を行う（Ｓ１０９）。この所定値Ｌ_P もＬ_M と
同様に許容誤差を意味する値であり、例えば＋２ｍに設
定することができ、あるいは現車間距離Ｌに応じて決定
することもできる。なお、Ｌ_M を−２ｍ、Ｌ_P を＋２ｍ
とした場合には、誤差±２ｍで追従制御を行うことを意
味している。差分ΔＬと所定値Ｌ_P との大小比較の結
果、ΔＬがＬ_P より大である場合には、目標車間距離Ｌ
_T より現車間距離Ｌの方が長いことを意味するため、加
速操作が必要となる。そこで、目標車速Ｖ_ftに一定値Δ
Ｖを加え（Ｓ１１０）、スロットルフラグＡＣＣをＯＮ
するとともにブレーキフラグＢＲＫをＯＦＦし（Ｓ１１
１）、車速制御を行う（Ｓ１０８）。すなわち、目標車
速となるようにスロットルを開制御して加速する。ま
た、差分ΔＬが所定値Ｌ_P より小さい場合には、現車間
距離Ｌが目標車間距離Ｌ_T に許容誤差の範囲内で一致し
ていることを意味するから、スロットルフラグＡＣＣを
ＯＮするとともにブレーキフラグＢＲＫをＯＦＦし（Ｓ
１１２）、現状を維持すべく車速制御する（Ｓ１０
８）。

【００４２】このように、ドライバモデル式（６）を用
いて運転者のブレーキング開始距離Ｈ_B 及びスロットル
オフ開始距離Ｈ_a を算出し、現車間距離Ｌとの大小比較
を行ってスロットル及びブレーキを制御することによ
り、運転者が通常行うであろうタイミングで車速制御を
行うことができ、運転者の運転感覚に合致した違和感の
ない円滑な車速制御が可能となる。

【００４３】なお、本実施例においては車速制御する場
合を例にとり説明したが、警報フラグのＯＮ、ＯＦＦを
ドライバモデル式に応じて制御し、ディスプレイ２４あ
るいはスピーカ２６の警報出力を制御する構成とするこ
とも可能である。この場合、ドライバの運転感覚に合致
したタイミングで警報が発せられるため、運転者に不要
なストレスを与えることを防止することができる。

【００４４】また、本実施例においては個人パラメータ
Ｈ_lim 及びＧ_f を一定値としたが、上述したようにこれ
らのパラメータは運転者及び走行状況（運転タスクの自
由度）に応じて最適な値に調整する必要がある。以下、
個人パラメータを調整する方法について説明する。

【００４５】＜第１調整方法＞図８には個人パラメータ
を調整するための一つの処理フローチャートが示されて
いる。本処理における調整の原理は、運転者固有のブレ
ーキＯＮタイミングを規定するパラメータ（Ｈ_limb、Ｇ
_fb）及びスロットルＯＦＦタイミングを規定するパラメ
ータ（Ｈ_limt、Ｇ_ft）を実際の走行中に取り込んで学習
することにある。図８において、まずスロットルＯＦＦ
タイミング用カウンタＮ_a 及びブレーキＯＮタイミング
用カウンタＮ_b をクリアし（Ｓ２０１）、自車速Ｖ_f 及
び車間距離Ｌ、相対速度Ｖ_r を検出する（Ｓ２０２）。
なお、相対速度Ｖ_r は遠ざかる方を正とする。次に、適
当でない走行状況における不要な学習を避けるため（ス
ロットルオフとブレーキングオンが短い時間内に（例え
ば１秒以内）行われた場合）に先行車に所定以上の速度
で接近中であるか否かを判定する。すなわちＶ_r ＜０か
つＶ_f ≧Ｖ_f0（Ｖ_f0は例えば２０ｋｍ／ｈ）であるか否
かを判定する（Ｓ２０３）。この条件を満たす場合に
は、次にスロットルをＯＮからＯＦＦに変化させたか否
かを判定する（Ｓ２０４）。前回の処理時点においてス
ロットルがＯＮであり、今回の処理時点でスロットルが
ＯＦＦである場合には、運転者がこの時点でスロットル
ＯＦＦ操作したと判断し、個人パラメータを算出すべく
Ｌ／Ｖ_f及びＶ_r ² ／Ｖ_f を算出する（Ｓ２０５）。な
お、これらは図６における縦軸及び横軸の物理量に相当
するものである。そして、スロットルＯＦＦタイミング
用カウンタＮ_a を１だけインクリメントし（Ｓ２０
６）、カウンタ値Ｎ_a が所定値Ｎ_a0以上であるか否かを
判定する（Ｓ２０７）。実際の走行時における実測デー
タが所定値以上取得できた場合には、これらのデータに
基づいて個人パラメータＨ_limt及び１／２Ｇ_ftを算出し
（Ｓ２０８）、メモリに格納するとともにスロットルＯ
ＦＦタイミング用カウンタＮ_a を再び０にクリアする
（Ｓ２０９）。なお、個人パラメータを算出するための
実データ数としては、例えば５０以上とすることができ
る。また、Ｓ２０８での個人パラメータ算出処理は、例
えば最小二乗法を用いることができる。

【００４６】一方、ブレーキＯＮタイミングを規定する
個人パラメータも同様の処理で算出することができ、Ｓ
２０４にてＮＯと判定された場合（スロットルオフとブ
レーキオンが短い時間内に（例えば１秒以内）行われた
場合または後述する減速時間一定モードの場合は除く）
には、次にブレーキがＯＦＦからＯＮに変化したか否か
を判定する（Ｓ２１０）。前回の処理でブレーキＯＦＦ
であり、今回の処理でＯＮとなった場合には、運転者が
ブレーキを初めて操作したと判定してＬ／Ｖ_f、Ｖ_r ²
／Ｖ_f を算出し（Ｓ２１１）、カウンタＮ_b を１だけイ
ンクリメントして（Ｓ２１２）、所定数のデータが取得
できたか否かを判定する（Ｓ２１３）。所定数以上の実
データが取得された場合には、これらの実データを用い
て最小二乗法などにより個人パラメータＨ_limb、１／２
Ｇ_fbを算出し（Ｓ２１４）、メモリに格納するとともに
カウンタＮ_b を０にクリアする（Ｓ２１５）。

【００４７】このように、実際の走行中に運転者がスロ
ットルをＯＦＦとした、あるいはブレーキをＯＮとした
タイミングにおける自車速データや相対速度データ、車
間距離データを用いて個人パラメータを算出することに
より、その運転者固有のドライバモデル式（６）を決定
することができ、運転感覚に合致した制御を行うことが
できる。

【００４８】なお、図８においては得られた実データの
所定数個を用いて個人パラメータを算出したが、データ
の信頼性を高めるためにＬ／Ｖ_f が所定範囲内にあるデ
ータのみ用いて個人パラメータを算出する構成とするこ
とも可能である。この場合には、通常運転時における運
転者のドライバモデル式（６）をより正確に決定するこ
とが可能となる。

【００４９】また、個人パラメータを算出するに必要な
データ数に達しない段階においては、平均的な値とし
て、図７に示したようにＨ_limt＝０．７０、１／２Ｇ_ft
＝１．３０、Ｈ_limb＝０．５４、１／２Ｇ_fb＝０．４７
程度の値を用いることができ、あるいは前回の走行にお
いて学習した値をメモリに格納しておき、その値を用い
ることも可能である。

【００５０】＜第２調整方法＞図９乃至図１１には個人
パラメータを調整するための第２の方法が示されてい
る。図９には減速操作前の平均車間時間Ｔ_ave と限界車
間時間Ｈ_lim との関係が示されている。限界車間時間Ｈ
_lim が短い運転者は平均車間時間Ｔ_ave も短く、ほぼ比
例関係にあることがわかる。すなわち、

【数８】Ｈ_lim ＝０．５Ｔ_ave （８） である。従って、平均車間時間Ｔ_ave を計測することに
より、間接的に限界車間時間Ｈ_lim を決定することがで
きる。

【００５１】また、図１０には図４において示した７人
の運転者の限界車間時間Ｈ_lim と１／２Ｇ_f との関係が
示されている。ドライバ５及びドライバ７を除き、ほぼ
同一の直線上に位置することがわかる。この直線は、

【数９】 １／２Ｇ_f ＝−１．１５６Ｈ_lim ＋１．０２２ （９） で与えられ、これにより限界車間時間が決定されれば、
自動的に減速度も決定されることを意味している。従っ
て、これらの式に基づき、平均車間時間Ｔ_ave のみを実
測することにより、ＥＣＵ１４はＨ_lim 及び１／２Ｇ_f
共に調整することができる。

【００５２】図１１には以上の原理に基づいた調整処理
の具体的なフローチャートが示されている。図１１にお
いて、まず自車速Ｖ_f 及び現車間距離Ｌを検出する（Ｓ
３０１）。そして、不要なデータを除去すべくブレーキ
ＯＦＦからＯＮであり、先行車が存在し、かつ自車速Ｖ
_f が所定値Ｖ_f0以上であるか否かを判定し（Ｓ３０
２）、この条件を満たす場合には車間時間Ｌ／Ｖ_f を算
出して順次積算し、データ数Ｎを１ずつインクリメント
する（Ｓ３０３）。車間時間データ数が所定値Ｎ₀以上
となった場合には（Ｓ３０４）、平均車間時間Ｔ_ave を
算出し（Ｓ３０５）、この平均車間時間Ｔ_ave に基づい
て限界車間時間Ｈ_lim を決定する（Ｓ３０６）。この決
定は、上述したように式（８）により行う。そして、こ
の限界車間時間Ｈ_lim に基づき、減速度１／２Ｇ_f を式
（９）で決定する（Ｓ３０７）。個人パラメータが決定
した後、Ｔ、Ｎをクリアし（Ｓ３０８）、次回の処理に
備える。

【００５３】このように、本方法によれば、平均車間時
間Ｔ_ave を計測するのみで個人パラメータを決定できる
ので、上述した第１の方法に比べより簡易にドライバモ
デル式を決定し、運転者に適応した制御を行うことがで
きる。

【００５４】なお、図１０から判るように、ドライバ５
及びドライバ７は本方法による個人パラメータの決定に
は適合しない。すなわち、ドライバ５は他のドライバに
比べて平均車間時間が大きく、限界車間時間Ｈ_lim の値
が大きい（０．８３４）。この値から上述の式（９）を
用いて減速度を算出すると０．０５８となるが、実際の
ドライバ５の減速度の値は図５に示すように０．４８０
である。したがって、相対速度の絶対値が大きな場合、
ドライバモデルによるブレーキング開始車間距離は実際
にドライバ５がブレーキングを開始する車間距離よりも
短くなる。しかしながら、ドライバ５はもともと平均車
間時間が長く十分な余裕をもって追従走行を行ってお
り、ドライバモデルのブレーキングタイミングが少々遅
れても、大きな違和感は生じないと考えられる。逆に、
ドライバ７は他のドライバに比べて個人パラメータが共
に小さな値を有している。限界車間時間Ｈ_lim から推定
される減速度はドライバ７の実際の値より大きくなり、
相対速度の絶対値が大きな場合ドライバモデルによるブ
レーキング開始車間距離は実際にドライバ７がブレーキ
ングを開始する車間距離よりも長くなる。しかしなが
ら、このことは車速制御や警報制御がより安全サイド
（車間距離が長くなる方向）で発生することを意味する
ため、大きな違和感とはならないと考えられる。

【００５５】＜第３調整方法＞以上、個人パラメータを
調整するための２つの方法を示したが、より直接的に個
人パラメータを実測して調整することも考えられる。す
なわち、運転者がブレーキを操作したときのブレーキ圧
から換算された減速度を用いて１／２Ｇ_f を決定し、先
行車との車間距離の最小値からＨ_lim を算出しても良
い。なお、この場合においても、信頼性を高めるために
前述した第１調整法と同じく不要な学習を避けるととも
に実測したブレーキ圧の平均値等を用いることが好適で
あろう。

【００５６】第２実施例 上述した第１実施例においては、減速度一定条件下にお
けるドライバモデルを決定し、このドライバモデルに応
じて車速制御や警報を制御を行う例を示したが、運転者
によって、あるいは同一運転者においても走行状況（運
転タスクの自由度）に応じて減速度一定ではなく、減速
時間一定条件下で減速操作を行う場合がある。本実施例
においては、このようなことに鑑み、ドライバモデルを
適宜選択することにより、一層の適応制御を可能とする
例を示す。

【００５７】図１２には減速操作の２つのタイプが示さ
れている。図１２（Ａ）は第１実施例で示した減速度一
定のタイプすなわち、減速度は一定で減速時間を制御す
ることにより減速をコントロールするタイプであり、図
１２（Ｂ）は減速時間一定のタイプすなわち、減速時間
は一定で減速度を制御することにより減速をコントロー
ルするタイプである。比較的滑らかな運転を行う運転者
は減速度一定型であり、比較的きびきびした走りを行う
運転者は減速時間一定型になると考えられる。また、同
一運転者でも、一般走行や交通量が少ない場合や先行車
が穏やかな減速を行った場合すなわち運転タスクの自由
度が大きい場合には減速度一定型の減速を行うのに対し
て、割り込みや後方に大型追従車が存在する場合、ある
いは先行車が急減速を行った場合すなわち運転タスクの
自由度が小さい場合には減速時間一定型になると考えら
れる。本実施例におけるＥＣＵ１４は、現在の運転者あ
るいは走行状況が減速度一定型か、あるいは減速時間一
定型かを判断し、それぞれの減速型に応じたドライバモ
デルを適用して車速制御乃至警報制御を行う。減速度一
定型のドライバモデルは上述したように式（６）で表わ
すことができる。一方、減速時間一定型のドライバモデ
ルは、例えば橋本等による「自動車技術会学術講演会前
刷集９４３ １９９４−５ 衝突回避システムの開発」
に詳述されているように

【数１０】 Ｈ_B ＝Ｖ_r τ＋ａτ² ／２＋Ｈ_lim Ｖ_f （１０） にて表わされることが知られている。なお、ａは先行車
の自車速に対する相対的な減速度であり、Ｈ_lim は限界
車間時間である。ＥＣＵ１４はこれらのモデル式をメモ
リに格納し、運転者あるいは走行状況に応じていずれか
のモデル式を用いて限界車間距離を算出し、現車間距離
との比較により車速制御乃至警報制御を行う。

【００５８】図１３には本実施例におけるＥＣＵ１４の
より詳細かつ具体的な処理フローチャートが示されてい
る。なお、図１３の処理においては両ドライバモデルを
識別するためのパラメータとしてブレーキＯＮ時間の長
さを用いている。

【００５９】図１３において、まず自車速Ｖ_f 、現車間
距離Ｌを検出する（Ｓ４０１）。そして、先行車が存在
し、かつ自車速が所定値以上であるか否かを判定し（Ｓ
４０２）、条件を満たす場合には、さらにブレーキを操
作しているか否かを判定する（Ｓ４０３）。ブレーキを
操作している場合には、ブレーキ圧Ｐ_b を検出し（Ｓ４
１４）、最大ブレーキ圧メモリＮ_b の値と比較し（Ｓ４
１５）、Ｎ_b の値より大きければＮ_b にＰ_b を格納する
（Ｓ４１６）。一方、ブレーキ操作していない場合に
は、Ｎ_b と所定値Ｎ_b0を大小比較し（Ｓ４０５）、所定
値に達していない場合は不要なデータとしてＮ_b をクリ
アし（Ｓ４１３）、所定値に達しているときには、Ｎ_b
をメモリの配列Ｔ_B のＮ_c 番目に格納するとともにＮ_c
をカウントアップし、最大ブレーキ圧メモリＮ_b をクリ
アする（Ｓ４０６）。次にメモリに格納された最大ブレ
ーキ圧の個数Ｎ_c が所定値（例えば５個）に達したか否
かを判定し（Ｓ４０７）、達した場合にはＮ_c この最大
ブレーキ圧Ｎ_b の標準偏差Ｓ_Tbを算出する（Ｓ４０
８）。そして、この標準偏差Ｓ_Tbが所定値以上である場
合には、減速度一定型の運転でないと判定し、減速時間
は一定で減速度を制御する。一方、標準偏差が所定値以
下の場合には、減速度は一定で減速時間を制御する（Ｓ
４０９、Ｓ４１０、Ｓ４１１）。

【００６０】このようにしてブレーキＯＮ時間に基づき
減速度一定型、あるいは減速時間一定型と判定すると、
これらのドライバモデル式に基づきＥＣＵ１４はブレー
キＯＮ車間距離、あるいはスロットルＯＦＦ開始距離を
算出し、現車間距離と大小比較して車速制御あるいは警
報制御を行う。

【００６１】なお、本実施例においてはブレーキＯＮ時
間により両ドライバモデルを択一的に選択したが、最大
ブレーキ圧を検出することにより両ドライバモデルを使
い分けることも可能であり、ブレーキＯＮ時間と最大ブ
レーキ圧の両方を用いることも可能である。また、これ
らの物理量に限られず、両ドライバモデルを識別するた
めに有効と考えられる他のいかなる物理量も利用するこ
とも可能である。両ドライバモデルを識別するために有
効なパラメータとしては、運転者の運転特性を反映する
量あるいは運転者の運転タスクの自由度を反映する量
（例えば後方車両の種別や車間距離の急変化、運転操作
の頻度が高い時（例えば、スロットル開度の波形、ブレ
ーキ圧力の波形の周波数が高い時など）、例えば１．０
ｓｅｃと平均車速が短い時）を用いれば良い。

【００６２】図１４には図１３に示されたドライバモデ
ルの選択処理を特に警報制御に利用した場合の処理フロ
ーチャートが示されている。なお、この処理フローチャ
ートにおいては、両ドライバモデルが走行状況（運転者
の運転タスクの自由度）に応じて移行することに鑑み、
予め両ドライバモデルを用いてブレーキング開始距離を
算出し、これらと現車間距離との大小比較により警報制
御を行う場合を示している。すなわち、上述したように
一般走行や先行車の穏やかな減速が生じた場合には減速
度一定型の減速モデルが適用され、割り込みや先行車の
急減速が生じた場合には減速時間一定型の減速モデルが
適用される。従って、減速度一定型モデルを用いて一時
警報（初期警報）を行い、減速時間一定型モデルを用い
て二次警報（衝突警報）を行うことにより、両ドライバ
モデルを異なる時刻において有効に利用するものであ
る。

【００６３】具体的には、まず自車速Ｖ_f 、相対速度Ｖ
_r 、現車間距離Ｌを検出し（Ｓ５０１）、減速度一定型
のドライバモデルを用いてブレーキ開始距離Ｈ_w1を算出
する（Ｓ５０２）。そして、現車間距離ＬとＨ_w1との大
小比較を行い（Ｓ５０３）、現車間距離が減速度一定モ
デルに基づくブレーキ開始車間距離Ｈ_w1より小さい場合
には一時警報フラグＷ１をＯＮとし（Ｓ５０４）、現車
間距離Ｌがブレーキ開し車間距離Ｈ_w1より大きい場合に
は、一時警報フラグＷ１をＯＦＦとする（Ｓ５０９）。
次に、減速時間一定ドライバモデル式に基づいてブレー
キ開始距離Ｈ_w2を算出し（Ｓ５０５）、同様に現車間距
離との大小比較を行って二次警報フラブＷ２をセットす
る。すなわち、現車間距離Ｌがブレーキ開始車間距離Ｈ
_w2より小さい場合には、一時警報フラグＷ１をＯＦＦと
するとともに、二次警報フラグＷ２をＯＮし（Ｓ５０
７）、現車間距離Ｌがブレーキ開始車間距離Ｈ_w2より大
きい場合には、二次警報フラグＷ２をＯＦＦとし（Ｓ５
１０）、これらのフラグに基づいてディスプレイ２４あ
るいはスピーカ２６の警報出力を制御する（Ｓ５０
８）。従って、現車間距離がＨ_w1より小さく、かつＨ_w2
より大きい場合には一時警報出力が行われ、現車間距離
がＨ_w2より小さい場合には二次警報が出力される。これ
により、一般走行時においては通常の減速タイミング
（減速度一定下）で警報が与えられると共に、割り込み
や先行車の急減速等の事態が生じた場合には減速時間一
定モードの減速タイミングで警報が出力されることとな
り、走行状況に合致した最適のタイミングで警報を与え
ることが可能となる。

【００６４】なお、本実施例においては予め両ドライバ
モデルを用いてブレーキ開始車間距離を算出し、これら
の車間距離と現車間距離との大小比較を行っているが、
図１３の処理に従ってまず両ドライバモデルのいずれか
を走行状況に応じて択一的に選択し、選択されたドライ
バモデルに基づいてブレーキ開始車間距離を算出し現車
間距離と大小比較を行うことによっても同一の結果が得
られる。

【００６５】また、第１及び第２実施例において車速制
御を行う際に、スロットルの開閉により行っているが、
ディーゼル機関を搭載する車両においては、スロットル
の開閉を制御する代わりに燃料噴射量を制御することに
より車速制御することができる。

【００６６】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１乃至請求
項７記載の車両用走行制御装置によれば、運転者の運転
感覚に合致したタイミングで車速制御や警報制御を行う
ことができ、したがって運転者に不要な不快感や違和感
を与えることなく、快適で円滑な走行を維持することが
可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の構成ブロック図である。

【図２】同実施例におけるドライバモデル算出説明図で
ある。

【図３】同実施例におけるドライバモデル算出説明図で
ある。

【図４】複数運転者の実測データとドライバモデルとの
関係を示すグラフ図である。

【図５】図４に示された運転者の個人パラメータ説明図
である。

【図６】同実施例におけるブレーキオン時及びスロット
ルオフ時のドライバモデル説明図である。

【図７】同実施例における処理フローチャートである。

【図８】同実施例における処理フローチャートである。

【図９】同実施例における個人パラメータ調整の他の方
法を示すグラフ図である。

【図１０】同実施例における個人パラメータの関係を示
すグラフ図である。

【図１１】同実施例における個人パラメータの調整方法
を示す処理フローチャートである。

【図１２】２つのドライバモデルの説明図である。

【図１３】本発明の他の実施例における処理フローチャ
ートである。

【図１４】他の実施例における警報制御の処理フローチ
ャートである。

【符号の説明】 １０ 車間距離センサ １２ 車速センサ １４ 制御装置ＥＣＵ １６、１８ アクチュエータ ２０ ブレーキ ２２ スロットル ２４ ディスプレイ ２６ スピーカ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 橋本 佳幸 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 浅野 勝宏 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の１ 株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 服部 義和 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の１ 株式会社豊田中央研究所内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 先行車との車間距離を検出する車間距離
   検出手段と、 自車速検出手段と、 先行車との相対速度を検出する相対速度検出手段と、 車間距離、自車速及び相対速度に基づき、減速度一定条
   件下で先行車に追従するための減速開始車間距離を所定
   のドライバモデル式で算出する演算手段と、 前記演算手段で算出された減速開始車間距離に基づいて
   自車の走行を制御する制御手段と、 を有することを特徴とする車両用走行制御装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の車両用走行制御装置にお
   いて、 前記制御手段は、前記減速開始車間距離に基づいて警報
   の発生タイミングを制御することを特徴とする車両用走
   行制御装置。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２記載の車両用走
   行制御装置において、 さらに、前記ドライバモデル式の個人パラメータを、運
   転者の減速操作時の車間距離、自車速、及び相対速度の
   統計値に基づいて調整する調整手段を備えることを特徴
   とする車両用走行制御装置。
4. 【請求項４】 請求項１または請求項２記載の車両用走
   行制御装置において、 さらに、前記ドライバモデル式の個人パラメータを、運
   転者の減速操作前の平均車間時間に基づいて調整する調
   整手段を備えることを特徴とする車両用走行制御装置。
5. 【請求項５】 請求項１または請求項２記載の車両用走
   行制御装置において、 さらに、前記ドライバモデル式の個人パラメータを、運
   転者の減速操作時のブレーキ圧及び減速操作完了時の車
   間時間に基づいて調整する調整手段を備えることを特徴
   とする車両用走行制御装置。
6. 【請求項６】 請求項１または請求項２または請求項３
   または請求項４または請求項５記載の車両用走行制御装
   置において、さらに、 車間距離、自車速及び相対速度に基づき、減速時間一定
   条件下で先行車に追従するための減速開始車間距離を所
   定のドライバモデル式で算出する第２演算手段と、 運転者の運転特性に応じて前記演算手段あるいは前記第
   ２演算手段で算出された減速開始車間距離を選択する選
   択手段と、 を有することを特徴する車両用走行制御装置。
7. 【請求項７】 請求項１または請求項２または請求項３
   または請求項４または請求項５記載の車両用走行制御装
   置において、さらに、 車間距離、自車速及び相対速度に基づき、減速時間一定
   条件下で先行車に追従するための減速開始車間距離を所
   定のドライバモデル式で算出する第２演算手段と、 運転者の運転タスクの自由度に応じて前記演算手段ある
   いは前記第２演算手段で算出された減速開始車間距離を
   選択する選択手段と、 を有することを特徴とする車両用走行制御装置。