JPH11348599A - 車両の走行制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 自車と先行車との車間距離が目標車間距離と
なるよう自車の車速を加減速制御する車両の走行制御装
置において、加速制御と減速制御とを常に運転者の意図
に沿う適正なタイミングで容易且つ確実に実施可能な車
両の走行制御装置を提供する。 【解決手段】 車間距離偏差相関値（車間距離誤差γ）
と相対速度相関値（相対速度Ｖr）とに応じて制御モー
ド領域が少なくとも加速制御モード領域（アクセル制御
域）と減速制御モード領域（ブレーキ制御域）とに区分
された制御モードマップを備えており、制御モードは実
際の車間距離偏差相関値と実際の相対速度相関値とに応
じて当該制御モードマップより求められる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両の走行制御装
置に係り、詳しくは走行制御のうちの追尾走行制御技術
に関する。

【０００２】

【関連する背景技術】近年、自動車の運転操作を軽減す
るために、先行車の追尾走行を行うべく車間距離制御装
置を備えた走行制御装置が開発され実用化されている。

【０００３】この車間距離制御装置を備えた走行制御装
置は、例えば、カメラ、レーザレーダ等の前方認識装置
からの情報に基づいて自車と先行車との間の車間距離を
検出し、この車間距離が予め設定された目標車間距離と
なるようエンジン出力や制動力を調整し、これにより車
両を加減速させ先行車を追尾（追尾走行制御）するよう
構成されている。

【０００４】ところで、このような走行制御装置では、
如何なるタイミングで車両を加速、減速させるかが乗り
心地等を決定するうえで重要な要素となっており、例え
ば特開平８−１３２９３１号公報には、減速制御におい
て開始タイミングを適正なものとするような構成の提案
が開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記公報に
開示された提案では、発明が減速制御に限定されてお
り、また、制御時において先行車、自車ともに定速で走
行している場合においてのみ適用される等の前提条件が
課されており、汎用性が低く現実的なものとは言い難
い。当該提案によれば、自車が先行車に接近していると
きには先行車の減速を考慮しないことになり、例えば加
減速の多い市街地を走行するような場合には、当該市街
地走行への当該提案の適用は困難といえる。

【０００６】さらに、制御の判断基準とされるパラメー
タについていえば、上記提案では、自車と先行車との相
対速度の相関値と現在の車間距離の相関値をパラメータ
として用いているが、当該パラメータ中には制御目標で
ある目標車間距離の項が介在していない。つまり、目標
車間距離を適正に設定して走行制御するような場合に
は、当該提案をそのまま適用することができず、やはり
現実的なものではない。

【０００７】本発明は、上述した事情に基づきなされた
もので、その目的とするところは、加速制御と減速制御
とを常に運転者の意図に沿う適正なタイミングで容易且
つ確実に実施可能な車両の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】上述した目的を達成する
ために、請求項１の発明によれば、自車と先行車との車
間距離が目標車間距離となるよう自車の車速を加減速制
御する車両の走行制御装置において、車間距離検出手段
からの車間距離情報と目標車間距離設定手段により設定
された目標車間距離との偏差に応じた車間距離偏差相関
値を演算する車間距離偏差相関値演算手段及び自車と先
行車との相対速度に応じた相対速度相関値を演算する相
対速度相関値演算手段を備え、さらに、これら車間距離
偏差相関値と相対速度相関値とに応じて制御モード領域
が少なくとも加速制御モード領域と減速制御モード領域
とに区分され記憶保持された制御モードマップを備えて
おり、当該制御モードマップ上において制御モード決定
手段により上記演算された車間距離偏差相関値と上記演
算された相対速度相関値とに応じた制御モードが決定さ
れる。

【０００９】従って、追尾走行制御においては車両を加
速制御或いは減速制御すべくそれぞれ加速制御モード或
いは減速制御モードを選択することになるのであるが、
これら各制御モードが、運転者の運転動作の判断基準と
同等にして追尾走行制御のパラメータとして最もふさわ
しい車間距離偏差相関値と相対速度相関値とに基づき運
転者の意図に沿う適切なタイミングで容易且つ確実に決
定されることになり、追尾走行制御の安定性、信頼性が
向上し、違和感のない乗り心地のよい車両走行が実現可
能とされる。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１を参照すると、車両１に搭載
された本発明に係る走行制御装置の概略構成図が示され
ており、以下、同図に基づき本発明に係る走行制御装置
の構成を説明する。

【００１１】車両１の前部には、前方に向けてレーザビ
ームを発射し、このレーザビームをスキャニングするこ
とで車両１の前方に位置する物体を認識し、さらに該物
体までの距離を計測可能なスキャン式レーザレーダ２が
設けられている。また、車室内のルーフ部には、車両１
の前方を撮像するＣＣＤカメラ４が取り付けられてい
る。このＣＣＤカメラ４は、前方に位置する物体及び車
線（白線）等をも認識可能とされている。

【００１２】エンジン６には、エンジン６への吸気量を
制御しエンジン出力を調節するスロットルバルブ８が連
結されている。詳しくは、このスロットルバルブ８に
は、アクセルペダル（図示せず）の開度等に応じ、後述
の電子制御ユニット（ＥＣＵ）５０から出力される作動
信号に基づき自動的にバルブ開度を調節可能なスロット
ルアクチュエータ１２が設けられている。

【００１３】左右一対の前輪（駆動輪）２０，２０及び
左右一対の後輪（従輪）２２，２２には油圧ディスクブ
レーキ等のサービスブレーキ２４がそれぞれ設けられて
おり、このサービスブレーキ２４は、負圧ブースタを有
したブレーキマスタシリンダ２６を介してブレーキペダ
ル２８に接続されている。また、ブレーキマスタシリン
ダ２６には、ブレーキペダル２８からの入力に拘わら
ず、ＥＣＵ５０からの作動信号に応じて自動的にサービ
スブレーキ２４を作動可能な負圧式のブレーキアクチュ
エータ３０が設けられている。

【００１４】また、従輪である上記後輪２２，２２近傍
には、右車輪速ＶSR、左車輪速ＶSLを検出する車輪速セ
ンサ３２がそれぞれの車輪に対応して設けられている。
これら車輪速センサ３２，３２は、自車速Ｖeを検出す
るための自車速検出手段として機能する。

【００１５】車両１の車室内に設けられたステアリング
ホイール３４のステアリングコラム３６には、車両１の
走行制御装置を通常の走行状態と追尾走行制御による走
行状態とに切換える追尾走行切換操作スイッチ３８が設
けられている。追尾走行切換操作スイッチ３８をセット
側に操作すると車間距離制御、即ち追尾走行制御が開始
され、一方リセット側に操作するとその車間距離制御が
解除されることになる。

【００１６】ＥＣＵ５０は、車両１の各種制御を司る主
制御装置である。同図に示すように、ＥＣＵ５０の入力
側には、上記スキャン式レーザレーダ２、ＣＣＤカメラ
４、車輪速センサ３２，３２、追尾走行切換操作スイッ
チ３８等の各種センサ、スイッチ類が接続され、一方、
出力側には、スロットルアクチュエータ１２、ブレーキ
アクチュエータ３０等の各種駆動装置類が接続されてい
る。

【００１７】以下、このように構成された走行制御装置
の制御内容について説明する。即ち、本発明に係る作用
及び効果について説明する。

【００１８】図２を参照すると、追尾走行制御ルーチン
のフローチャートが示されており、以下、図２を参照し
て本発明に係る追尾走行制御の制御手順を説明する。

【００１９】追尾走行切換操作スイッチ３８がセット側
に操作され、追尾走行制御が開始されると、先ず、ステ
ップＳ１０において、先行車の判定処理が行われる。詳
しくは、当該ステップＳ１０では、スキャン式レーザレ
ーダ２やＣＣＤカメラ４からの情報に基づき車両１の前
方に物体が認識されると、この物体が車両であるか否か
を判別し、該物体が車両であると判別された場合には当
該車両を先行車と判定する。先行車が複数存在するよう
な場合には、例えばＣＣＤカメラ４により認識された自
車レーン上或いは自車ハンドル角により推定された自車
レーン上に位置する車両を先行車と判定する。これによ
り、先行車が確定され、例えば、当該先行車、即ち追尾
走行切換操作スイッチ３８がセットされたときの先行車
が車両１の先行車として固定される。

【００２０】ステップＳ１２では、上記車輪速センサ３
２，３２からの情報に基づき、車両１の車速、即ち自車
速Ｖeを算出する。ここでは、自車速Ｖeは例えば次式
(1)より算出される。

【００２１】Ｖe＝（ＶSR＋ＶSL）／２ …(1) つまり、自車速Ｖeは右車輪速ＶSRと左車輪速ＶSLの平
均値とされる。

【００２２】そして、ステップＳ１４において、スキャ
ン式レーザレーダ２からの情報に基づき、自車から先行
車までの距離、即ち車間距離Ｌが精度よく計測される
（車間距離検出手段）。

【００２３】次のステップＳ１６では、上記車間距離情
報Ｌに基づき、自車と先行車との相対速度Ｖrが演算さ
れる。詳しくは、相対速度Ｖrは、当該ルーチンを前回
実行したときの車間距離情報Ｌの値、即ち前回値と今回
値との変化量ΔＬに基づいて演算される。このとき、変
化量ΔＬが正で相対速度Ｖrが正であれば自車は先行車
から離れつつあるとみなせ、変化量ΔＬが負で相対速度
Ｖrが負であれば自車は先行車に接近しているとみなす
ことができる。

【００２４】ステップＳ１８では、上記自車速Ｖeと相
対速度Ｖrとに基づき、次式(2)から先行車速Ｖfが演算
される。

【００２５】Ｖf＝Ｖe＋Ｖr …(2) ここでは、さらに、先行車速Ｖfを微分処理することで
先行車加速度αfも演算される。詳しくは、先行車加速
度αfは、当該ルーチンを前回実行したときの先行車速
情報Ｖfの前回値と今回値との変化量ΔＶfから演算され
る。

【００２６】次のステップＳ２０では、上記自車速Ｖe
に基づき目標車間距離Ｌeを設定する（目標車間距離設
定手段）。詳しくは、ＥＣＵ５０にはＶeとＬeとの関係
を示すマップ（図示せず）が予め実験等により設定され
記憶されており、目標車間距離Ｌeは当該マップから求
められる。

【００２７】そして、次のステップＳ２２において、制
御モードを決定する。詳しくは、ＥＣＵ５０には、図３
に示すようなモード遷移マップ（制御モードマップ）が
実験等により予め設定され記憶されており、ここでは、
該モード遷移マップに基づいて制御モードを選択し決定
する（制御モード決定手段）。以下、本発明に係る当該
モード遷移マップについて説明する。

【００２８】モード遷移マップは、横軸が車間距離誤差
γ（％）とされ、縦軸が相対速度Ｖr（km/h）とされて
マップが構成されており、車間距離誤差γと相対速度Ｖ
rとに基づいて、制御モードが実験等により予めアクセ
ル制御域、ブレーキ制御域及び惰行域の各領域に区分さ
れている。ここに、車間距離誤差γと相対速度Ｖrと
は、ともに運転者の運転動作の判断基準と同等にして追
尾走行制御のパラメータとして最もふさわしいパラメー
タであり、車間距離誤差γについては、目標車間距離Ｌ
eを考慮するようにして次式(3)より演算され（車間距離
偏差相関値演算手段）、相対速度Ｖrについては上述し
た値とされる（相対速度相関値演算手段）。

【００２９】γ＝（Ｌ−Ｌe）・１００／Ｌe …(3) ところで、車間距離誤差γは車間距離Ｌの変動によって
値０を挟んで正（＋）側或いは負（−）側に増減変動す
るものであり、また相対速度Ｖrについてもやはり先行
車と自車の走行状態に応じて値０を境として正（＋）側
或いは負（−）側に増減変動するものである。

【００３０】故に、当該モード遷移マップでは、車間距
離誤差γが値０であって相対速度Ｖrが値０である点Ｏ
（０，０）、即ち追尾走行制御の目標となる点がマップ
中央に位置するようにされている。つまり、当該マップ
にあっては、現在の車間距離Ｌが上記目標車間距離Ｌe
と一致し且つ自車速Ｖeと先行車速Ｖfとが一致して自車
が先行車に速度差なく追尾走行するようになると、車間
距離誤差γと相対速度Ｖrとの座標点が当該モード遷移
マップの中央に安定して位置するようになっている。

【００３１】そして、当該モード遷移マップでは、車間
距離誤差γと相対速度Ｖrとが入力されると、当該モー
ド遷移マップ上の座標位置によって、制御モードが一義
に決定されることになる。例えば、車間距離誤差γ或い
は相対速度Ｖrがそれぞれ点Ｏ（０，０）よりも正
（＋）側に移行しており、アクセルＯＮの閾線を超えて
いる場合には制御モードはアクセル制御モード（加速制
御モード）と判定され、一方、車間距離誤差γ或いは相
対速度Ｖrがそれぞれ点Ｏ（０，０）よりも負（−）側
に移行しており、ブレーキＯＮの閾線を超えている場合
には制御モードはブレーキ制御モード（減速制御モー
ド）と判定される。

【００３２】つまり、本発明に係るモード遷移マップを
用いることにより、運転者の運転動作の判断基準と同等
にして追尾走行制御のパラメータとしてふさわしい車間
距離誤差γ及び相対速度Ｖrに基づいて、運転者の意図
に沿う適正なタイミングで容易且つ確実に制御モードが
適切に決定されることになる。

【００３３】モード遷移マップにより制御モードが選択
され決定されたら、次にステップＳ２４に進む。

【００３４】ステップＳ２４では、制御モードがアクセ
ル制御モードであるか否かを判別する。判別結果が真
（Ｙｅｓ）でアクセル制御モードと判定された場合には
ステップＳ２６に進む。

【００３５】ステップＳ２６では、スロットル制御を行
う。

【００３６】制御モードがアクセル制御モードにあると
きには、即ち車間距離Ｌが大きく且つ相対速度Ｖrが正
側に大きくなって自車が先行車から離れていくような状
況と判断でき、このような場合には、車両１を加速させ
るのがよい。故に、当該ステップＳ２６では、これら車
間距離誤差γ及び相対速度Ｖrが点Ｏ（０，０）、即ち
追尾走行制御の目標点に向かうようスロットル制御を行
い、これにより車両１を加速させるようにする。

【００３７】スロットル制御は、車両１の走行状態に応
じ、車両１を加速すべく上記スロットルアクチュエータ
１２を作動制御するものである。これにより、車両１が
加速制御されることになる。なお、該スロットル制御は
実際には別途設けられたサブルーチンにより実行される
ことになるが、その詳細についてはここでは説明を省略
する。

【００３８】一方、ステップＳ２４の判別結果が偽（Ｎ
ｏ）で、制御モードがアクセル制御モードでない場合に
は、ステップＳ２８に進み、今度は制御モードがブレー
キ制御モードであるか否かを判別する。判別結果が真
（Ｙｅｓ）でブレーキ制御モードと判定された場合に
は、次にステップＳ３０に進む。

【００３９】ステップＳ３０では、制動制御を行う。

【００４０】制御モードがブレーキ制御モードにあると
きには、上記とは逆に車間距離Ｌが小さく且つ相対速度
Ｖrが負となって自車が先行車に接近しているような状
況と判断でき、このような場合には、車両１を減速させ
るのがよい。故に、当該ステップＳ３０では、これら車
間距離誤差γ及び相対速度Ｖrが点Ｏ（０，０）、即ち
追尾走行制御の目標点に向かうよう制動制御を行い、こ
れにより車両１を減速させるようにする。

【００４１】制動制御は、車両１の走行状態に応じ、車
両１を減速すべくブレーキアクチュエータ３０を作動制
御するものである。これにより、車両１が減速制御され
ることになる。なお、該制動制御についても実際には別
途設けられたサブルーチンにより実行されることになる
が、その詳細についてはここでは説明を省略する。

【００４２】ステップＳ２８の判別結果が偽（Ｎｏ）、
即ち制御モードがアクセル制御モードでもブレーキ制御
モードでもない場合、即ち惰行制御モードである場合に
は、ステップＳ３２に進み、惰行制御を行う。

【００４３】制御モードが惰行制御モードにあるときと
は、上記モード遷移マップから明らかなように、車間距
離誤差γ及び相対速度Ｖrのいずれか一方が正（＋）側
にあり、いずれか他方が負（−）側にある場合、また
は、双方が同一符号側にあってともに値が小さい場合で
ある。つまり、制御モードが惰行制御モードにあるとき
には、車間距離Ｌが大きいけれども相対速度Ｖrは負で
自車が先行車に徐々に接近しつつあるような状況、或い
は、車間距離Ｌが小さいけれども相対速度Ｖrは正で自
車が先行車から徐々に離れつつあるような状況と判断で
き、このような場合には、車両１を加速、減速させなく
ても車間距離誤差γ及び相対速度Ｖrは徐々に点Ｏ
（０，０）に向かうと考えられる。故に、当該ステップ
Ｓ３２では、惰行制御し、車両１を惰性で走行させるよ
うにする。

【００４４】詳しくは、惰行制御においては、上記スロ
ットル制御も制動制御も行わず、スロットルアクチュエ
ータ１２を一定の状態に維持し、スロットル開度を一定
開度に保持するようにする。

【００４５】ところで、一旦スロットル制御または制動
制御が行われると、その後、車両１は加速或いは減速す
ることになり、これにより車間距離誤差γ及び相対速度
Ｖrがそれぞれ値０に向けて良好に変化することにな
り、制御モードがアクセル制御モード或いはブレーキ制
御モードから惰行制御モードに変化することになるので
あるが、当該実施形態では、モード遷移マップ上に斜線
で示すようにヒステリシスを設けるようにしている。

【００４６】つまり、惰行制御モードからアクセル制御
モード或いはブレーキ制御モードに遷移するときには、
アクセルＯＮの閾線（実線）或いはブレーキＯＮの閾線
（実線）を超えたときに各制御モードに切換わるのであ
るが、逆にアクセル制御モード或いはブレーキ制御モー
ドから惰行制御モードに遷移するときには、アクセルＯ
ＦＦの閾線（一点鎖線）或いはブレーキＯＦＦの閾線
（一点鎖線）を超えないと惰行制御モードに切換わらな
いように設定されている。

【００４７】これにより、制御モードの切換え時におい
て当該切換えが頻繁に繰り返されることが好適に防止さ
れることになり、制御の安定化が図られ、信頼性が高く
乗り心地のよい追尾走行制御が実現可能とされる。

【００４８】以上説明した如く、本発明に係る走行制御
装置では、運転者の運転動作の判断基準と同等にして追
尾走行制御のパラメータとして最もふさわしい車間距離
誤差γと相対速度Ｖrとに応じて設定されたモード遷移
マップに基づいて、例えば、車間距離誤差γと相対速度
Ｖrとがともに正（＋）側に大きいときにはアクセル制
御モードを選択するようにし、ともに負（−）側にある
ときにはブレーキ制御モードを選択するようにしてい
る。

【００４９】故に、本発明に係る走行制御装置によれ
ば、車両１の制御モードを運転者の意図に沿う適切なタ
イミングで極めて簡単且つ確実に決定するようにして車
両１の加速と減速とを実施することが可能となる。

【００５０】なお、上記モード遷移マップのアクセルＯ
Ｎ，ＯＦＦ及びブレーキＯＮ，ＯＦＦの各閾線について
は、図３に示した位置に限定されるものではなく、車両
の種類等に基づいてチューニング可能である。例えば、
アクセルＯＮ，ＯＦＦ間及びブレーキＯＮ，ＯＦＦ間の
ヒステリシスの幅に関していえば、当該幅を狭くするこ
とで制御精度の向上を図るようにでき、逆に広くするこ
とで乗り心地のよい制御を実現することが可能となる。

【００５１】また、上記実施形態では、各閾線を直線と
したが、良好な結果が得られる場合には、これらを曲線
で構成するようにしてもよい。

【００５２】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、請求項１の
車両の走行制御装置によれば、自車と先行車との車間距
離が目標車間距離となるよう自車の車速を加減速制御す
る車両の走行制御装置において、車間距離偏差相関値と
相対速度相関値とに応じて制御モード領域が少なくとも
加速制御モード領域と減速制御モード領域とに区分され
た制御モードマップを備えており、当該制御モードマッ
プによって上記演算された車間距離偏差相関値と上記演
算された相対速度相関値とに応じた制御モードを決定す
るようにしている。

【００５３】従って、追尾走行制御においては車両を加
速制御或いは減速制御すべく加速制御モード或いは減速
制御モードを選択することになるのであるが、これら各
制御モードを運転者の運転動作の判断基準と同等にして
追尾走行制御のパラメータとして最もふさわしい車間距
離偏差相関値と相対速度相関値とに基づいて運転者の意
図に沿う適切なタイミングで容易且つ確実に決定するこ
とができ、追尾走行制御の安定性、信頼性の向上を図
り、違和感のない乗り心地のよい車両走行を実現するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】車両に搭載された走行制御装置の概略構成図で
ある。

【図２】追尾走行制御ルーチンを示すフローチャートで
ある。

【図３】本発明に係るモード遷移マップ（制御モードマ
ップ）を示す図である。

【符号の説明】

１ 車両（自車） ２ スキャン式レーザレーダ ３２ 車輪速センサ ５０ 電子制御ユニット（ＥＣＵ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 自車と先行車との車間距離が目標車間距
   離となるよう自車の車速を加減速制御する車両の走行制
   御装置において、 前記車間距離を検出する車間距離検出手段と、 前記目標車間距離を設定する目標車間距離設定手段と、 前記車間距離検出手段からの前記車間距離情報と前記目
   標車間距離設定手段により設定された目標車間距離との
   偏差に応じた車間距離偏差相関値を演算する車間距離偏
   差相関値演算手段と、 自車と先行車との相対速度に応じた相対速度相関値を演
   算する相対速度相関値演算手段と、 前記車間距離偏差相関値と前記相対速度相関値とに応じ
   て制御モード領域が少なくとも加速制御モード領域と減
   速制御モード領域とに区分され記憶保持された制御モー
   ドマップと、 前記車間距離偏差相関値演算手段により演算された車間
   距離偏差相関値と前記相対速度相関値演算手段により演
   算された相対速度相関値とに応じて前記制御モードマッ
   プより制御モードを決定する制御モード決定手段と、 を備えたことを特徴とする車両の走行制御装置。