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【発明の名称】 車両用走行制御装置
【発明者】 【氏名】瀬戸 陽治
【住所又は居所】神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産自動車株式会社内

【氏名】山村 吉典
【住所又は居所】神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産自動車株式会社内
【要約】 【課題】先行車の追従制御において、車間距離制御を解除タイミングを運転者に煩わしい運転再開操作を行う頻度が少なくなるように設定する。

【解決手段】車間距離センサで検出した車間距離Ｌと車速センサで検出した自車速ＶS に基づいて車間距離制御部で車速指令値Ｖ* を算出し、この車速指令値に基づいて車速制御部で駆動軸トルク指令値ＴW * を算出し、この駆動軸トルク指令値に基づいて駆動軸トルク制御部でブレーキ液圧指令値ＰB * 及びスロットル開度指令値θ* を演算する。車間距離制御部では、車間距離制御解除条件として、自車速Ｖｓが制御解除車速ＶR 以下であり、且つ先行車車速Ｖｔが制御解除車速ＶR もしくはこれより低い値以下であるか又は相対車速ΔＶが“０”以下であるときに設定する。
【特許請求の範囲】
【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、自車速を検出する自車速検出手段と、前記車間距離検出手段で検出した車間距離検出値を目標車間距離に一致させるために当該車間距離検出値及び前記自車速検出手段で検出した自車速に基づいて車速指令値を演算する車間距離制御手段と、該車間距離制御手段で演算した車速指令値に応じて駆動力及び制動力の何れか一方を制御する制駆動力制御手段とを備えた車両用走行制御装置において、前記先行車の車速を検出する先行車車速検出手段と、前記自車速検出手段で検出した自車速と前記先行車車速検出手段で検出した先行車車速とに基づいて車間距離制御手段による車間距離制御を解除する制御解除手段とを備えていることを特徴とする車両用走行制御装置。
【請求項２】 前記制御解除手段は、自車速及び先行車車速が共に制御解除車速以下であるときに車間距離制御を解除するように構成されていることを特徴とする請求項１記載の車両用走行制御装置。
【請求項３】 前記制御解除手段は、自車速が第１の制御解除車速以下であり、且つ先行車車速が第１の制御解除車速より小さい第２の制御解除車速以下であるときに車間距離制御を解除するように構成されていることを特徴とする請求項１記載の車両用走行制御装置。
【請求項４】 前記第２の制御解除車速は零近傍値に設定されていることを特徴とする請求項３記載の車両用走行制御装置。
【請求項５】 先行車との車間距離を検出する車間距離検出手段と、自車速を検出する自車速検出手段と、前記車間距離検出手段で検出した車間距離検出値を目標車間距離に一致させるために当該車間距離検出値及び前記自車速検出手段で検出した自車速に基づいて車速指令値を演算する車間距離制御手段と、該車間距離制御手段で演算した車速指令値に応じて駆動力及び制動力の何れか一方を制御する制駆動力制御手段とを備えた車両用走行制御装置において、前記先行車との相対車速を検出する相対車速検出手段と、前記自車速検出手段で検出した自車速と前記相対車速検出手段で検出した相対車速とに基づいて車間距離制御手段による車間距離制御を解除する制御解除手段とを備えていることを特徴とする車両用走行制御装置。
【請求項６】 前記制御解除手段は、自車速が制御解除車速以下であり、且つ相対車速が零以下の設定車速以下であるときに車間距離制御を解除するように構成されていることを特徴とする請求項５記載の車両用走行制御装置。
【請求項７】 前記制御解除手段は、自車速が制御解除車速以下であり、且つ相対車速が負値の設定車速以下であるときに車間距離制御を解除するように構成されていることを特徴とする請求項５記載の車両用走行制御装置。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、先行車を認識して所定の車間距離を保ちつつ追従走行する車両用走行制御装置に係り、特に自車が停止する前に車間距離制御を解除するようにした車両用走行制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の先行車追従制御装置としては、例えば本出願人が先に提案した特開２０００−３１３２４５号公報（以下、単に従来例と称す）に記載されているものが知られている。上記従来例には、先行車両に所定車間距離を維持しながら追従走行制御を行っている状態で、自車速が減速状態で、予め設定した第１の設定車速Ｖ0 以下となったときに、その時点の目標加減速度α* （負の値）が設定値α0 より小さいとき即ち車両減速度が大きいときには目標加減速度α* を大きくして、車両減速度を小さくし、自車速が第１の設定車速Ｖ0 より小さい第２の設定車速Ｖ1 以下となったときに、目標加減速度α* を徐々に大きくして車両減速度を減少させることにより、緩やかな減速度変化で追従走行制御を解除するようにした車両用走行制御装置が記載されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従来例にあっては、自車速が第２の設定車速Ｖ1 以下となったときに、車両減速度を減少させて緩やかな減速度変化で追従走行制御を解除するようにしているので、図１５（ａ）に示すように、先行車が特性線ＬP で示すように制御解除車速近傍まで減速した後に制御解除車速より高い一定車速を維持する状態となったときに、自車が特性線ＬS で示すように先行車の減速に追従して減速するが、先行車が一定車速に移行したときに、アンダーシュートを生じて自車速が制御解除車速以下となることにより車間距離制御が解除されてしまう場合があり、先行車が制御解除車速を超えて走行しており、自車は制御解除車速より高い車速で追従走行可能な状態であるにもかかわらず制御が解除されてしまい、運転者は再度制御開始操作を行わなければならず、その操作が煩わしいという未解決の課題がある。
【０００４】これを解決するために、制御解除車速を低く設定することが考えられるが、この場合には、図１５（ｂ）に示すように、先行車が継続して減速するようシーンにおいては車間距離制御が解除されるタイミングが遅れてしまうという新たな未解決の課題が発生する。また、制御解除車速がそもそも数ｋｍ／ｈ程度の極低車速域に設定されている場合には、それ以上低い値に設定すると、車両が一旦止まってから再度動き出すという運転者に大きな違和感を与えるという未解決の課題が新たに発生する。
【０００５】そこで、本発明は、上記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、制御車速域内で先行車に追従できない場合に遅れなく車間距離制御を解除して運転者に運転操作を受け渡し、追従可能な場合には制御解除を抑制して車間距離制御を継続するようにして、運転者の煩わしい操作を防止することができる車両用走行制御装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【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に係る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、自車速を検出する自車速検出手段と、前記車間距離検出手段で検出した車間距離検出値を目標車間距離に一致させるために当該車間距離検出値及び前記自車速検出手段で検出した自車速に基づいて車速指令値を演算する車間距離制御手段と、該車間距離制御手段で演算した車速指令値に応じて駆動力及び制動力の何れか一方を制御する制駆動力制御手段とを備えた車両用走行制御装置において、前記先行車の車速を検出する先行車車速検出手段と、前記自車速検出手段で検出した自車速と前記先行車車速検出手段で検出した先行車車速とに基づいて車間距離制御手段による車間距離制御を解除する制御解除手段とを備えていることを特徴としている。
【０００７】また、請求項２に係る車両用走行制御装置は、請求項１に係る発明において、前記制御解除手段は、自車速及び先行車車速が共に制御解除車速以下であるときに車間距離制御を解除するように構成されていることを特徴としている。さらに、請求項３に係る車両用走行制御装置は、請求項１に係る発明において、前記制御解除手段は、自車速が第１の制御解除車速以下であり、且つ先行車車速が第１の制御解除車速より小さい第２の制御解除車速以下であるときに車間距離制御を解除するように構成されていることを特徴としている。
【０００８】さらにまた、請求項４に係る車両用走行制御装置は、請求項３に係る発明において、前記第２の制御解除車速は零近傍値に設定されていることを特徴としている。なおさらに、請求項５に係る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、自車速を検出する自車速検出手段と、前記車間距離検出手段で検出した車間距離検出値を目標車間距離に一致させるために当該車間距離検出値及び前記自車速検出手段で検出した自車速に基づいて車速指令値を演算する車間距離制御手段と、該車間距離制御手段で演算した車速指令値に応じて駆動力及び制動力の何れか一方を制御する制駆動力制御手段とを備えた車両用走行制御装置において、前記先行車との相対車速を検出する相対車速検出手段と、前記自車速検出手段で検出した自車速と前記相対車速検出手段で検出した相対車速とに基づいて車間距離制御手段による車間距離制御を解除する制御解除手段とを備えていることを特徴としている。
【０００９】また、請求項６に係る車両用走行制御装置は、請求項５に係る発明において、前記制御解除手段は、自車速が制御解除車速以下であり、且つ相対車速が零以下の設定車速以下であるときに車間距離制御を解除するように構成されていることを特徴としている。さらに、請求項７に係る車両用走行制御装置は、請求項５に係る発明において、前記制御解除手段は、自車速が制御解除車速以下であり、且つ相対車速が負値の設定車速以下であるときに車間距離制御を解除するように構成されていることを特徴としている。
【００１０】
【発明の効果】請求項１に係る車両用走行制御装置によれば、自車速と先行車車速とに基づいて車間距離制御手段の車間距離制御を解除するようにしているので、例えば自車速に対する制御解除車速に対して先行車車速の制御解除車速を低い値に設定することにより、先行車の走行状態を考慮して自車の車間距離制御の解除を判断することができ、不必要な制御解除による制御開始操作を行う煩わしさを解消することができると共に、運転者への制御移譲のタイミング遅れも解消することができるという効果が得られる。
【００１１】また、請求項２に係る車両用走行制御装置によれば、自車速及び先行車車速が共に制御解除車速以下となったときに、車間距離制御を解除するので、車速解除車速を極低速に設定した場合でも、先行車の走行状態に合わせて車間距離制御の解除を正確に行うことができるという効果が得られる。さらに、請求項３に係る車両用走行制御装置によれば、自車速が第１の制御解除車速以下となり、且つ先行車車速が第１の制御解除車速より低い第２の制御解除車速以下となったときに車間距離制御を解除するようにしたので、自車速が第１の制御解除車速以下となった場合でも先行車車速が自車速より低い状態即ち車間距離が縮まる状態とならない限り、車間距離制御を継続することができるという効果が得られる。
【００１２】さらにまた、請求項４に係る車両用走行制御装置によれば、先行車に対する制御解除車速が零に設定されているので、先行車が停車状態となるまで、車間距離制御を継続することができるという効果が得られる。なおさらに、請求項５に係る車両用走行制御装置によれば、自車速と先行車に対する相対車速に基づいて車間距離制御手段の車間距離制御を解除するようにしているので、自車速が制御解除車速以下となり、且つ相対車速が車間距離を維持するか車間距離が低下する方向に変化したときに車間距離制御を解除することができ、不必要な制御解除による制御開始操作を行う煩わしさを解消することができると共に、運転者への制御移譲のタイミング遅れも解消することができるという効果が得られる。
【００１３】また、請求項６に係る車両用走行制御装置によれば、自車速が制御解除車速以下となり、且つ相対速度が零以下となったときに、車間距離制御を解除するようにしたので、先行車車速が自車速以下となるまで、車間距離制御を継続することができるという効果が得られる。さらに、請求項７に係る車両用走行制御装置によれば、自車速が制御解除車速以下となり、且つ相対速度が負値となったときに、車間距離制御を解除するようにしたので、先行車車速が自車速を下回って車間距離が縮まる状態となるまで車間距離制御を継続することができるという効果が得られる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の第１の実施形態を示す概略構成図であって、図中、１は車両であって、その前方端にレーザ光を照射して先行車からの反射光を受光するレーダ方式の構成を有する車間距離センサ２が配設されている。なお、車間距離センサ２としては、レーザ光に限らずミリ波等の電波や超音波を利用して車間距離を計測するようにしてもよい。
【００１５】また、エンジン３で発生される回転駆動力が車速とエンジントルクに応じて変速ギヤ比が制御される自動変速機４に伝達され、この自動変速機４から後輪又は前輪の駆動輪に伝達され、各車輪にディスクブレーキ等のブレーキアクチュエータ５が設けられている。そして、自動変速機４の出力軸に車速センサ６が取付けられ、この車速センサ６から出力軸の回転速度に応じた周期のパルス列を出力する。また、エンジン３にはスロットルバルブ開度信号に応じてスロットルバルブを開閉し、エンジンへの吸入空気量を変更してエンジン出力を調整するスロットルアクチュエータ７が配設されている。
【００１６】また、ブレーキアクチュエータ５、スロットルアクチュエータ７、が追従制御用コントローラ８によって制御される。この追従制御用コントローラ８には、車間距離センサ２及び車速センサ６の各出力信号が入力され、この追従制御用コントローラ８によって、車間距離センサ２で検出した車間距離Ｌ、車輪速度センサ６で検出した自車速ＶS に基づいて、ブレーキアクチュエータ５及びスロットルアクチュエータ７を制御することにより、先行車両との間に適正な車間距離を維持しながら追従走行する追従走行制御を行う。
【００１７】この追従制御用コントローラ８は、マイクロコンピュータとその周辺機器を備え、マイクロコンピュータのソフトウェア形態により、図２に示す制御ブロックを構成している。この制御ブロックは、車間距離センサ２でレーザー光を照射してから先行車の反射光を受光するまでの時間を計測し、先行車との車間距離Ｌを演算する測距信号処理部２１と、車速センサ６からの車速パルスの周期を計測し、自車速ＶS を演算する車速信号処理部３０と、測距信号処理部２１で演算された車間距離Ｌ及び車速信号処理部３０で演算した自車速ＶS に基づいて車間距離Ｌを目標車間距離Ｌ* に維持する車速指令値Ｖ* を演算する車間距離制御部４０と、この車間距離制御部４０で演算した車速指令値Ｖ* に基づいて目標駆動軸トルクＴW * を演算する車速制御部５０と、この車速制御部５０で演算した目標駆動軸トルクＴW* に基づいてブレーキアクチュエータ５及びスロットルアクチュエータ７に対するスロットル開度指令値θ* 及びブレーキ液圧指令値ＰB * を演算し、これらをブレーキアクチュエータ５を含むブレーキ液圧サーボ系１００及びスロットルアクチュエータ７を含むスロットル開度サーボ系１１０に出力する駆動輪軸トルク制御部６０とを備えている。
【００１８】車間距離制御部４０は、図３に示す車間距離制御処理を実行する。この車間距離制御処理は、所定のメインプログラムに対する所定時間（例えば５０ｍｓｅｃ）毎のタイマ割込処理として実行され、先ず、ステップＳ１で、車間距離制御状態を表す制御状態フラグＦＣが車間距離制御中を表す“１”にセットされているか否かを判定し、ＦＣ＝“１”で車間距離制御中であるときにはステップＳ２に移行して、車間距離Ｌを目標車間距離Ｌ* に一致させる車速指令値演算処理を実行してからステップＳ３に移行する。
【００１９】このステップＳ３では、自車速ＶS が予め設定された比較的低速の制御解除車速ＶR 以下であり、且つ先行車車速Ｖｔが制御解除車速ＶR 以下であるか否かを判定し、Ｖｓ≦ＶR 且つＶｔ≦ＶR であるときにはステップＳ４に移行して、制御状態フラグＦＣを“０”にリセットすると共に、制御解除状態フラグＦＲを制御解除動作状態を表す“１”にセットしてからタイマ割込処理を終了して所定のメインプログラムに復帰する。
【００２０】また、ステップＳ３の判定結果が、ＶS ＞ＶR 又はＶｔ＞ＶR であるときには、そのまま処理を終了して所定のメインプログラムに復帰する。一方、ステップＳ１の判定結果が、制御状態フラグＦＣが“０”にリセットされているものであるときにはステップＳ５に移行して、制御解除状態フラグＦＲが“１”にセットされているか否かを判定し、ＦＲ＝“０”であるときには、制御解除状態ではないものと判断してステップＳ６に移行し、自車速Ｖｓが制御解除車速ＶR にヒステリシス値Ｖ1 を加算した値（ＶR ＋Ｖ1 ）以上であるか否かを判定し、Ｖｓ＜ＶR ＋Ｖ1 であるときにはそのままタイマ割込処理を終了し、Ｖｓ≧ＶR ＋Ｖ1 であるときにはステップＳ７に移行する。
【００２１】このステップＳ７では、運転者が制御開始スイッチＳＷがオン状態であるか否かを判定し、これがオフ状態であるときにはそのままタイマ割込処理を終了し、オン状態であるときには車間距離制御を再開するものと判断してステップＳ８に移行し、制御状態フラグＦＣを“１”にセットしてからタイマ割込処理を終了する。また、ステップＳ５の判定結果が、制御解除状態フラグＦＲが“１”にセットされているときには、ステップＳ９に移行し、後述する駆動トルク制御部６０で算出されるブレーキ液圧指令値ＰB * が“０”であるか否かを判定し、これが“０”であるときにはステップＳ１０に移行して、スロットル開度指令値θ* を全に設定してからステップＳ１１に移行して、制御解除状態フラグＦＲを“０”にセットしてからタイマ割込処理を終了して所定のメインプログラムに復帰する。
【００２２】さらに、ステップＳ９の判定結果が、ＰB * ＞０であるときには、ステップＳ１２に移行して、現在のブレーキ液圧指令値ＰB * から所定減圧量ΔＰを減算した値を新たなブレーキ液圧指令値ＰB * として設定してからステップＳ１３に移行し、算出したブレーキ液圧指令値ＰB * が負値であるか否かを判定し、ＰB *≧０であるときにはそのままタイマ割込処理を終了してから所定のプログラムに復帰し、ＰB * ＜０であるときにはステップＳ１４に移行して、ブレーキ液圧指令値ＰB * を“０”に設定すると共に、スロットル開度指令値θ* を“０”に設定し、次いで、ステップＳ１５に移行して、制御解除状態フラグＦＲを“０”にリセットしてから処理を終了する。
【００２３】そして、ステップＳ２の車速指令値演算処理は、図４に示すように、先ず、ステップＳ１１で、測距信号処理部２１で算出された車間距離Ｌ及び車速信号処理部３０で算出された自車速ＶS を読込み、次いでステップＳ１２に移行して、車間距離Ｌを微分して相対車速ΔＶを算出すると共に、算出した相対車速ΔＶを自車速Ｖｓに加算して先行車車速Ｖｔ（＝Ｖｓ＋ΔＶ）を算出してからステップＳ１３に移行する。
【００２４】このステップＳ１３では、自車速ＶS 及び予め設定された車間時間ＴH * に基づいて下記（１）式の演算を行って目標車間距離Ｌ* を算出する。
Ｌ* ＝ＶS ×ＴH * ＋Ｌ0 …………（１）
この車間時間という概念を取り入れることにより、車速が速くなるほど、車間距離が大きくなるように設定される。なお、Ｌ0 は停止時車間距離である。次いでステップＳ１４に移行して、先行車が存在するか否かを判定する。この判定は、車間距離Ｌが予め設定された先行車の有無を判断する閾値ＬTH以下であるか否かを判定することにより行い、Ｌ≦ＬTHであるときには先行車が存在するものと判断してステップＳ１５に移行し、下記（２）式の演算を行って、車間距離Ｌを目標車間距離Ｌ* に一致させるための車速指令値Ｖ* を算出してからステップＳ１７に移行する。
【００２５】
Ｖ* ＝ＫL （Ｌ−Ｌ* ）＋ＫV ・ΔＶ＋ＶS …………（２）
ここで、ＫL ，ＫV は定数、ΔＶは先行車との相対車速である。また、ステップＳ１４の判定結果がＬ＞ＬTHであって先行車が存在しないものであるときにはステップＳ１５に移行して、運転者が速度設定スイッチ（図示せず）を操作して設定した設定車速ＶSSを車速指令値Ｖ* として設定してからステップＳ１７に移行する。
【００２６】ステップＳ１７では、減速制御中であるか否かを判定し、減速制御中であるときにはステップＳ１８に移行し、ステップＳ１５又はＳ１６で算出した車速指令値Ｖ* から１サンプリング周期前の前回の車速指令値Ｖ* (n-1) を減算した値が予め設定した車速指令値変化率制限値ΔｖDW未満であるか否かを判定し、Ｖ* −Ｖ* (n-1) ＜ΔｖDWであるときにはステップＳ１９に移行して、前回の車速指令値Ｖ* (n-1) に車速指令値変化率制限値ΔｖDWを加算した値を今回の車速指令値Ｖ* (n) として設定してからステップＳ２１に移行する。
【００２７】また、前記ステップＳ１８の判定結果が、Ｖ* −Ｖ* (n-1) ≧ΔｖDWであるときにはステップＳ２０に移行して、ステップＳ１５で算出した車速指令値Ｖ* をそのまま今回の車速指令値Ｖ* (n) として設定してからステップＳ２１に移行する。さらに、前記ステップＳ１７の判定結果が減速制御中ではなく、加速制御中であるときには、ステップＳ２２に移行して、ステップＳ１５で算出した車速指令値Ｖ* 又はステップＳ１６で設定した車速指令値Ｖ* から１サンプリング周期前の前回の車速指令値Ｖ* (n-1) を減算した値が予め設定した加速用の車速指令値変化率制限値ΔｖUPを超えているか否かを判定する。
【００２８】この判定結果が、Ｖ* −Ｖ* (n-1) ＞ΔｖUPであるときにはステップＳ２３に移行して、前回の車速指令値Ｖ* (n-1) に車速指令値変化率制限値ΔｖUPを加算した値を今回の車速指令値Ｖ* (n) として設定してからステップＳ２１に移行し、Ｖ* −Ｖ* (n-1) ≦ΔｖUPであるときにはステップＳ２４に移行して、ステップＳ１５で算出した車速指令値Ｖ* 又はステップＳ１６で設定した車速指令値Ｖ* をそのまま今回の車速指令値Ｖ* (n) として設定してからステップＳ２１に移行する。
【００２９】ステップＳ２１では、ステップＳ１９、ステップＳ２０、ステップＳ２３又はステップＳ２４で設定された今回の車速指令値Ｖ* (n) を車速制御部５０に出力してから図３のステップＳ３に移行する。この図３及び４の処理において、Ｓ１及びＳ２の処理及び図４の処理が車間距離制御手段に対応し、ステップＳ３〜Ｓ５、Ｓ９〜Ｓ１５の処理が制御解除手段に対応している。
【００３０】車速制御部５０は、入力される車速指令値Ｖ* (n) に自車速ＶS を一致させるための目標駆動軸トルクＴ* を演算する。具体的には、図５のブロック線図に示すように、車速指令値Ｖ* と自車速ＶS の偏差（Ｖ* −ＶS ）に速度制御ゲインＫSPを乗算して駆動軸トルクＴW を演算し、これから走行抵抗の駆動軸トルク換算値ＴDHを減算して駆動軸トルク指令値ＴW * を算出する。ここで、走行抵抗の駆動トルク換算値ＴDHは走行抵抗推定部５１で駆動軸トルク指令値Ｔ* と自車速ＶS とに基づいて下記（３）式に従って演算される。
【００３１】
ＴDH＝Ｈ(s) ＲW ＭV ｓＶS −Ｈ(s) ＴW * …………（３）
但し、ＭV は車重、ＲW はタイヤ半径である。この走行抵抗の駆動トルク換算値ＴDHを駆動軸トルクＴW にフィードバックすることにより、路面勾配や空気抵抗及び転がり抵抗等の影響を排除することができる。この走行抵抗推定によって、制御系への外乱が排除されたとすると、車速指令値Ｖ* から自車速ＶS までの伝達特性は下記（４）式で表される。
【００３２】
ＶS ＝（ＫSP／ＭV ）Ｖ* ／（ｓ＋ＫSP／ＭV ） …………（４）
この（４）式から、車速制御ゲインＫSPを適当な値に設定することで、車速制御系の応答特性を所望の特性に一致させることができる。また、駆動軸トルク制御部６０は、車速制御部５０で演算された駆動軸トルク指令値ＴW * を実現するためのスロットル開度指令値θ* 及びブレーキ液圧指令値ＰB * を演算する。具体的には、トルクコンバータのトルク増幅率をＲT 、自動変速機ギヤ比をＲAT、ディファレンシャルギヤ比をＲDEF 、エンジンイナーシャをＪE 、エンジン回転数をＮE 、ブレーキトルクをＴBRとすると、駆動軸トルクＴW とエンジントルクＴE との関係は、下記（５）式で表すことができる。
【００３３】
ＴW ＝ＲT ＲATＲDEF ｛ＴE −ＪE （ｄＮE ／ｄｔ）｝−ＴBR ……（５）
したがって、目標駆動トルクＴW * に対して、下記（６）式でエンジントルク指令値ＴE * を算出し、このエンジントルク指令値ＴE * を発生させるスロットル開度指令値θ* を図７に示すエンジンマップを参照して算出する。
ＴE * ＝ＪE （ｄＮE ／ｄｔ）＋ＴW * ／ＲT ＲATＲDEF …………（６）
ここで、スロットル開度指令値θ* が零以上の正の値であれば、ブレーキアクチュエータ５を使用することなくエンジントルクのみで駆動軸トルク指令値ＴW *通りのトルクを実現できる。一方、スロットル開度指令値θ* が零以下の負の値でとなれば、スロットル開度を零とし、このときエンジンによって出力される駆動軸トルクを考慮し駆動軸トルクを目標値に一致させるためのブレーキ操作量を演算する。
【００３４】以上により、エンジントルク指令値ＴE * と、ブレーキトルク指令値ＴB * の分配制御則は以下のようになる。
（Ａ）スロットル開度指令値θ* ＞０のとき ＴB * ＝０ …………（７）
ＴW ＝ＲT ＲATＲDEF ｛ＴE −ＪE （ｄＮE ／ｄｔ）｝ …………（８）
したがって、駆動軸トルク指令値ＴW * に対して次式のエンジントルクを発生させればよく、前記（５）式からブレーキ操作量は零となる。
【００３５】
ＴE ＝ＪE （ｄＮE ／ｄｔ）＋ＴW * ／ＲT ＲATＲDEF …………（９）
（Ｂ）スロットル開度指令値θ* ＝０のときスロットル開度が零のときのエンジントルクをＴELIMとすると、前記（５）式は、下記（１０）式となる。
ＴW ＝ＲT ＲATＲDEF ＴELIM−ＴB * …（１０）
したがって、駆動軸トルク指令値ＴW * に対して次式のブレーキトルクを発生させればよい。
【００３６】
ＴB * ＝−ＴW * ＋ＲT ＲATＲDEF ＴELIM …………（１１）
ここで、ブレーキシリンダ面積をＡB 、ロータ有効半径をＲB 、パッド摩擦係数をμB とすると、目標ブレーキトルクＴB * に対して、ブレーキ操作量であるブレーキ液圧指令値ＰB * は、下記（１２）式で表すことができる。
ＰB * ＝ＴB * ／８ＡB ＲB μB …………（１２）
したがって、図６に示すように、駆動軸トルク指令値ＴW * をエンジントルク指令値演算部６１に供給して前記（６）式に従って演算を行ってエンジントルク指令値ＴE * を演算し、このエンジントルク指令値ＴE * をスロットル開度演算部６２に供給して、図７に示すエンジン回転数をパラメータとしてエンジントルク指令値ＴE * とスロットル開度指令値θ* との関係を表すエンジンマップを参照してスロットル開度指令値θ* を算出し、このスロットル開度指令値θ* をスロットル開度サーボ系１１０に出力する。
【００３７】一方、エンジントルク演算部６３で、スロットル開度指令値θ* 及びエンジン回転数ＮE をもとに図８に示すエンジンマップを参照してスロットル開度が零のときのエンジントルクＴELIMを算出し、算出したエンジントルクＴELIMを制駆動力補正値演算部６４に供給することにより、この制駆動力補正値演算部６４で、前記（１１）式の右辺第２項の演算を行って、制駆動力補正値ＴWLIM（＝ＲT ＲATＲDEF ＴELIM）を算出し、この制駆動力補正値ＴWLIM を制動力演算部６５に供給することにより、この制動力演算部６５で、制駆動駆動力補正値ＴWLIMから駆動軸トルク指令値ＴW * を減算してブレーキトルク指令値ＴB * を算出し、次いで前記（１２）式の演算を行うことによりブレーキ液圧指令値ＰB * を算出し、これをブレーキ液圧サーボ系１００に出力する。なお、先行車を検出していない状態では、ブレーキ液圧指令値ＰB * を“０”に設定して、エンジントルク制御のみの制動制御を行う。
【００３８】このブレーキ液圧サーボ系１００では、図６に示すように、ブレーキ液圧指令値ＰB * とブレーキ液圧センサ１０１で検出したブレーキ液圧検出値ＰBDとの偏差に基づいてブレーキアクチュエータ５をフィードバック制御する。一方、駆動軸トルク制御部６０から出力されるスロットル開度指令値θ* はスロットル開度サーボ系１１０に供給され、このスロットル開度サーボ系１１０で、図６に示すように、スロットル開度指令値θ* とスロットル開度センサ１１１で検出したスロットル開度検出値θD との偏差に基づいてスロットルアクチュエータ７をフィードバック制御する。
【００３９】なお、上述した車速制御部５０、駆動軸トルク制御部６０で制駆動力制御手段を構成している。次に、上記実施形態の動作を説明する。今、車両が市街地の平坦な路面を先行車を捕捉した状態で適正な目標車間距離を維持して追従走行しているものとする。この状態では、先行車が図９で点線図示のように定速走行しているものとすると、車間距離センサ２で検出される車間距離Ｌが目標車間距離Ｌ* を維持しており、車間距離演算部４０で（２）式に従って算出される車速指令値Ｖ* (n) が自車速ＶS と略等しくなる。
【００４０】このため、車速制御部５０で車速指令値Ｖ* (n) と自車速ＶS との偏差に応じた自車速ＶS を維持する駆動軸トルク指令値ＴW * が算出され、これが駆動軸トルク制御部６０に出力されることにより、エンジン演算部６１で目標エンジントルクＴE * が算出され、これに応じてスロットル開度演算部６２で正（θ* ＞０）のスロットル開度指令値θ* が算出され、これがスロットル開度サーボ系１１０に供給されることにより、スロットルアクチュエータ７でスロットル開度が適正値に制御されて、自車も図９で実線図示のように目標車間距離Ｌ* を維持した定速走行状態を継続する。
【００４１】このとき、スロットル開度指令値θ* が正の値であるので、ブレーキトルク指令値ＴB * が“０”となって、ブレーキ液圧指令値ＰB * も“０”となり、これがブレーキサーボ系１００に出力され、ブレーキアクチュエータ５のブレーキ液圧が“０”即ち非制動状態に制御される。この定速走行状態から、時点ｔ１で先行車が制動操作によって減速すると、車間距離センサ２で検出する車間距離Ｌが短くなることにより、車間距離演算部４０で算出される車速指令値Ｖ* (n) が自車速ＶS より小さい値となり、車速制御部５０で算出される駆動軸トルク指令値ＴW * が負の値となる。
【００４２】このため、駆動軸トルク演算部６０におけるエンジントルク演算部６１で演算されるエンジントルク指令値ＴE * も負の値となることにより、図７のエンジンマップを参照して算出される目標スロットル開度指令値θ* が“０”となり、スロットルアクチュエータ７によってスロットル開度が“０”に制御される。一方、目標駆動軸トルクＴW * が負となることにより、これとエンジントルク演算部６３で算出されたエンジンブレーキトルクＴELIMに基づいて制駆動力補正値演算部６４で算出されるエンジンブレーキトルクＴWLIMとが制動力演算部６５で加算されて算出されるブレーキトルク指令値ＴB * が正の値となり、これに応じて算出されるブレーキ液圧指令値ＰB * が先行車両の減速度に応じた値となり、このブレーキ液圧指令値ＰB * がブレーキ液圧サーボ系１００に出力されて、時点ｔ１より遅れた時点ｔ２で先行車両の減速に応じた減速状態となる。
【００４３】このため、ステップＳ１７で算出される今回の車速指令値Ｖ* から１サンプリング周期前の前回の車速指令値Ｖ* (n-1) を減算した車速指令値変化率ΔＶ* が車速指令値変化率制限値ΔｖDW以上である場合には、ステップＳ１８からステップＳ２０に移行して、ステップＳ１５で算出された車速指令値Ｖ* がそのまま今回の車速指令値Ｖ* (n) として設定され、この車速指令値Ｖ* (n) が車速制御部５０に出力される。このため、それまでの減速度が維持される。
【００４４】その後、時点ｔ３で先行車が減速状態から定速走行状態に移行すると、自車はオーバーシュートによって減速状態を継続し、自車速Ｖｓが時点ｔ４で先行車車速Ｖｔより低下する。この減速状態を継続して、ステップＳ１４で算出される車速指令値Ｖ* から前回の車速指令値Ｖ* (n-1) を減算した車速変化率ΔＶ* が車速指令値変化率制限値ΔｖDWを下回る状態となると、ステップＳ１８からステップＳ１９に移行して、前回の車速指令値Ｖ* (n-1) に車速指令値変化率制限値ΔｖDWを加算した値が今回の車速指令値Ｖ* (n) として設定されることにより、車速指令値Ｖ* (n) の減少量が制限される。
【００４５】このため、車速制御部５０で算出される駆動軸トルク指令値ＴW * が減少し、これに応じて駆動軸トルク制御部６０で算出されるブレーキ液圧指令値ＰB * も減少することにより、ブレーキアクチュエータ５で発生される制動力も減少することから減速度が緩和される。その後、時点ｔ５で自車速ＶS が制御解除車速ＶR に達するが、この時点ｔ５では先行車車速Ｖｔが制御解除車速ＶR より高い値を維持しているので、図３の処理において、ステップＳ３からステップＳ４に移行することなくタイマ割込処理を終了するので、制御状態フラグＦＣが“１”を継続するので、次回の処理時にステップＳ１からステップＳ２に移行して車間距離制御状態を継続する。
【００４６】しかしながら、先行車が時点ｔ３で定速走行状態に移行せず、減速状態を継続して、先行車車速Ｖｔが制御解除車速ＶR 以下となり、その後又はその前に自車速Ｖｓが制御解除車速ＶR 以下となったときには、ステップＳ３の制御解除条件を満足するになるので、ステップＳ３からステップＳ４に移行して、制御状態フラグＦＣを“０”にリセットすると共に、制御解除フラグＦＲを“１”にセットする。
【００４７】このため、次に図３の処理を開始したときに、ステップＳ１からステップＳ５に移行し、制御解除フラグＦＲが“１”にセットされているので、ステップＳ９に移行して、ブレーキ液圧指令値ＰB * が“０”でないとき即ち減速状態であるときにはステップＳ１２に移行して、ブレーキ液圧指令値ＰB * を徐々に減少させて自車両の減速状態を徐々に緩和させる。その後、ステップＳ１２で算出されるブレーキ液圧指令値ＰB * が負値となると、ブレーキ液圧指令値ＰB * を“０”とすると共に、スロットル開度指令値θ* も“０”に設定し、ステップＳ１５で制御解除フラグＦＲを“０”にリセットしてからタイマ割込処理を終了することにより、車間距離制御が完全に解除されて制御が運転者による運転操作に移譲される。
【００４８】その後、図３の処理が実行されると、ステップＳ１からステップＳ５に移行して、自車速ＶS が制御解除速度ＶR にヒステリシス値Ｖ1 を加算した値（ＶR ＋Ｖ1 ）より低い状態を継続している場合にはステップＳ６からそのままタイマ割込処理を終了することにより、運転者による運転操作状態を継続する。この状態では、制御解除車速ＶR を停車状態に近い低速度に設定しておくことにより、運転者が余裕を持って運転操作を行うことができ、しかも、そのときの先行車との車間距離Ｌが通常走行時の車間距離に比較して長めに設定されているので、運転者がより十分な余裕を持って運転操作を行うことができる。
【００４９】その後、運転者が運転操作によって加速状態として、自車速Ｖｓが制御解除速度ＶR にヒステリシス値Ｖ1 を加算した値（ＶR ＋Ｖ1 ）以上となった後に制御開始スイッチをオン状態とすると、ステップＳ７からステップＳ８に移行して、制御状態フラグＦＣが“１”にセットされる。このため、次に図３の処理が実行されたときにステップＳ１からステップＳ２に移行して、車間距離制御が再開される。
【００５０】このとき、車間距離センサ２で先行車を捕捉しているものとし、この先行車が加速状態を継続するか車線変更によってさらに前方の先行車を捕捉した場合には、車間距離ＬがステップＳ１２で算出される目標車間距離Ｌ* に比較して小さい値となるので、ステップＳ１５で前回の車速指令値Ｖ* (n-1) より大きな値の車速指令値Ｖ* が算出される。このため、ステップＳ１７で加速制御中であると判断されてステップＳ２４に移行し、ステップＳ１５で算出された車速指令値Ｖ* から前回の車速指令値Ｖ*(n-1) を減算した値が加速側の車速指令値制限値ΔｖUPを超えたときにはステップＳ２３に移行して、前回の車速指令値Ｖ* (n-1) に車速指令値制限値ΔｖUPを換算して今回の車速指令値Ｖ* (n) を算出し、この車速指令値Ｖ* (n) を車速制御部５０に出力することにより、正の駆動トルク指令値ＴW * が算出される。
【００５１】この駆動トルク指令値ＴW * が駆動軸トルク制御部６０に供給されることにより、エンジントルク指令値演算部６１でエンジントルク指令値ＴE * が算出され、これがスロットル開度演算部６２に供給されることにより、スロットル開度指令値θ* が算出され、これがスロットル開度制御系１００を介してスロットルアクチュエータ７に供給されることにより、加速度を制限した加速制御が行われる。
【００５２】また、加速制御中におけるステップＳ１５で算出された車速指令値Ｖ* から前回の車速指令値Ｖ* (n-1) を減算した値が加速側の車速指令値制限値ΔｖUP以下であるときには、ステップＳ２４に移行して算出された車速指令値Ｖ* がそのまま今回の車速指令値Ｖ* (n) として設定され、これが車速制御部５０に出力されるので、加速制御が行われる。さらに、車間距離センサ２で先行車を捕捉している状態から、先行車が加速するか又は車線変更するか、さらには自車両が車線変更することにより、車間距離センサ２で先行車を捕捉しない状態となると、図４の処理において、ステップＳ１４からステップＳ１６に移行して、運転者が予め設定した設定車速ＶSSが車速指令値Ｖ* として設定される。
【００５３】この状態では、先行車を捕捉している状態から先行車を捕捉しない状態となることにより、ステップＳ１５で設定される車速指令値Ｖ* が前回の車速指令値Ｖ* (n-1) よりかなり大きな値となるから、ステップＳ１７を経てステップＳ２２に移行したときに、Ｖ* −Ｖ* (n-1) ＞ΔｖUPとなることから、ステップＳ２３に移行して、前回の車速指令値Ｖ* (n-1) に加速側の車速指令値変化率抑制値ΔｖUPを加算した値が今回の車速指令値Ｖ* (n) として算出され、これが車速制御部５０に出力されることにより、加速度を制限した加速制御が行われる。
【００５４】その後、先行車を捕捉しない状態を継続して、自車速ＶS が設定車速ＶSSを超える状態となると、図４の処理においては、車速指令値Ｖ* として設定車速ＶSSが引き続き設定されるが、車速制御部５０で車速指令値Ｖ* から自車速ＶS を減算した値が負となるので、この偏差に応じた負の駆動軸トルク指令値ＴW * が算出され、これが駆動軸トルク制御部６０に供給されて、エンジントルク演算部６３でエンジントルクＴELIMが算出され、制駆動力補正値演算部６４でトルク補正値ＴWLIMが算出され、これが制動力演算部６５に供給される。
【００５５】このため、制動力演算部６５でブレーキ液圧指令値ＰB * が算出されるが、この状態では、先行車を捕捉していないので、ブレーキ液圧指令値ＰB * が“０”に設定されて、ブレーキアクチュエータ５は非作動状態を継続する。しかしながら、スロットル開度演算部６２で算出されたスロットル開度指令値θ* が小さい値となることにより、エンジンブレーキによる制動力が作用して、緩やかな減速状態で自車速ＶS が設定車速ＶSSまで減速され、乗心地を向上させることができる。
【００５６】このように、上記第１の実施形態では、車間距離制御を行っている状態で、先行車の先行車車速Ｖｔが低下するが、制御解除車速ＶR よりは高い状態を維持し、一方自車速Ｖｓが制御解除車速ＶR を下回ったときには、車間距離制御を継続することができ、運転者が車間距離制御が解除された後に行う制御開始スイッチの操作等の煩わしい操作を抑制することができる。また、車間距離制御を解除する際に、ブレーキ液圧指令値ＰB * が正値であって、減速状態であるときには、このブレーキ液圧指令値ＰB * が徐々に減少されて、これが“０”となったときに車間距離制御が解除されるので、車間距離制御解除時 に運転者に違和感を与えることを確実に防止することができる。
【００５７】次に、本発明の第２の実施形態を図１０及び図１１について説明する。この第２の実施形態は、車間距離制御を解除する制御解除条件が自車速Ｖｓが第１の制御解除車速ＶR1以下であり、且つ先行車車速Ｖｔが第１の制御解除車速ＶR1より小さい第２の制御解除車速ＶR2以下であることに変更したものである。すなわち、第２の実施形態では、図１０に示すように、前述した第１の実施形態における図３の処理におけるステップＳ３の処理が省略され、これに代えて自車速Ｖｓが第１の制御解除車速ＶR1以下であり、且つ先行車車速Ｖｔが第２の制御解除車速ＶR2以下であるか否かを判定するステップＳ３１に変更されていることを除いては図３と同様の処理を行い、図３との対応処理には同一ステップ番号を付し、その詳細説明はこれを省略する。
【００５８】この第２の実施形態によると、制御解除条件がＶｓ≦ＶR1であり、且つＶｔ≦ＶR2であるように設定されているので、図１１（ａ）に示すように、自車両が車間距離制御状態にある場合に、先行車が減速して先行車車速Ｖｔが点線図示のように比較的急激に減少し、これに応じて自車両も目標車間距離Ｌ* を保つように減速したときに、先行車車速Ｖｔが第２の制御解除車速ＶR2より高い状態で一定車速を維持する走行状態となったときには、自車速Ｖｓがオーバーシュートによって第１の制御解除車速ＶR1以下になったとしても、車間距離制御が解除されることはない。
【００５９】ところが、図１１（ｂ）に示すように、先行車車速Ｖｔが点線図示のように時点ｔ１１で比較的急な減速をした後に緩やかに減速する状態となって時点ｔ１３で第１の制御解除車速ＶR1以下となり、次いで時点ｔ１４で第２の制御解除車速ＶR2以下となる。この時点ｔ１４では自車速Ｖｓがまだ第１の制御解除車速ＶR1より高いので、制御解除条件を満足せず、車間距離制御を継続するが、その後、時点ｔ１５で自車速Ｖｓが第１の制御解除車速ＶR1以下となるので、制御解除条件を満足すると、先行車が停車状態に移行する可能性が高いものと判断して、ステップＳ３１からステップＳ４に移行し、制御状態フラグＦＣが“０”にリセットされると共に、制御解除状態フラグＦＲが“１”にセットされる。
【００６０】これにより、前述した第１の実施形態と同様に、ステップＳ９〜Ｓ１５の処理を行うことにより、減速度を徐々に緩和して車間距離制御を解除し、運転者に制御を移譲する。このように、第２の実施形態によると、自車速Ｖｓが第１の制御解除車速ＶR1以下となり、且つ先行車車速Ｖｔが自車両の制御解除条件となる第１の制御解除車速ＶR1より低い第２の制御解除車速ＶR2以下となったときに、車間距離制御を解除するので、先行車車速Ｖｔが第１の実施形態より低い状態となるまで、車間距離制御を継続することができ、より車間距離制御が解除される頻度を低下させて、制御解除後の制御再開操作を行う煩わしさをより低減することができる。
【００６１】次に、本発明の第３の実施形態を図１２及び図１３について説明する。この第３の実施形態は、車間距離制御を解除する制御解除条件が自車速Ｖｓが第１の制御解除車速ＶR1以下であり、且つ先行車との相対速度が“０”を含む負値となることに変更したものである。すなわち、第２の実施形態では、図１２に示すように、前述した第１の実施形態における図３の処理におけるステップＳ３の処理が省略され、これに代えて自車速Ｖｓが第１の制御解除車速ＶR1以下であり、且つ先行車に対する相対車速ΔＶ（＝Ｖｔ−Ｖｓ）が“０”以下の負値であるか否かを判定するステップＳ３２に変更されていることを除いては図３と同様の処理を行い、図３との対応処理には同一ステップ番号を付し、その詳細説明はこれを省略する。
【００６２】この第３の実施形態によると、制御解除条件がＶｓ≦ＶR1であり、且つΔＶ≦≦０であるように設定されているので、図１３（ａ）に示すように、自車両が車間距離制御状態にある場合に、先行車が減速して先行車車速Ｖｔが点線図示のように比較的急激に減少し、これに応じて自車両も目標車間距離Ｌ* を保つように減速したときに、先行車車速Ｖｔが第２の制御解除車速ＶR2より高い状態で一定車速を維持する走行状態となったときには、自車速Ｖｓが先行車車速Ｖｔを上回っている状態では、相対速度ΔＶが負値となっているが、時点ｔ２１で自車速Ｖｓがオーバーシュートによって先行車車速Ｖｔより低下したときに、相対車速ΔＶは正値となることにより、時点ｔ２１で自車速Ｖｓが制御解除車速ＶR 以下となったとしても、前述した第１の実施形態と同様に、車間距離制御が解除されずに車間距離制御が継続される。
【００６３】ところが、図１３（ｂ）に示すように、先行車車速Ｖｔが点線図示のように比較的急な減速をした後に緩やかに減速する状態となって時点ｔ２１で制御解除車速ＶR 以下となり、これに応じて自車速Ｖｓも比較的急な減速をした後に緩やかに減速する状態となり、時点ｔ２１より後の時点ｔ２２で制御解除車速ＶR 以下となると、自車速Ｖｓが先行車車速Ｖｔを上回った状態を継続することにより、相対速度ΔＶが負値を継続することから、自車速Ｖｓが制御解除車速ＶR 以下となった時点ｔ２２でステップＳ３２からステップＳ４に移行し、制御状態フラグＦＣが“０”にリセットされると共に、制御解除状態フラグＦＲが“１”にセットされる。
【００６４】これにより、前述した第１の実施形態と同様に、ステップＳ９〜Ｓ１５の処理を行うことにより、減速度を徐々に緩和して車間距離制御を解除し、運転者に制御を移譲する。このように、第３の実施形態によると、自車速Ｖｓが第１の制御解除車速ＶR1以下となり、且つ相対車速ΔＶが“０”以下となったときに、車間距離制御を解除するので、先行車車速Ｖｔが第１の実施形態より低い状態となるまで、車間距離制御を継続することができ、より車間距離制御が解除される頻度を低下させて、制御解除後の制御再開操作を行う煩わしさを低減することができる。
【００６５】なお、上記第３の実施形態においては、車間距離制御解除条件とした、自車速Ｖｓが制御解除車速ＶR 以下であり、且つ相対速度ΔＶが“０”以下であるときに設定した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、図１４に示すように、図１２におけるステップＳ３２に代えて、自車速Ｖｓが制御解除車速ＶR 以下であり、且つ相対車速ΔＶが負値の設定値−ΔＶR 以下となったときにステップＳ４に移行するステップＳ３３を適用して、先行車の減速度が自車の減速度より所定値分大きいときに、先行車が停車する可能性が高いものと判断して車間距離制御を解除して、制御を運転者に移譲するようにしてもよい。
【００６６】なお、上記第１乃至第３の実施形態においては、相対車速ΔＶを車間距離Ｌを微分することにより算出する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、ドップラー速度センサを使用して直接計測するようにしてもよい。また、上記第１乃至第３の実施形態では、回転駆動源としてエンジン２を適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、電動モータを適用することもでき、さらには、エンジンと電動モータとを使用するハイブリッド車にも本発明を適用することができ、この場合に電動モータの回生制動力を制動力として利用することができる。
【出願人】 【識別番号】０００００３９９７
【氏名又は名称】日産自動車株式会社
【住所又は居所】神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地
【出願日】 平成１３年１２月２７日（２００１．１２．２７）
【代理人】 【識別番号】１０００６６９８０
【弁理士】
【氏名又は名称】森 哲也 （外２名）
【公開番号】 特開２００３−１９１７７０（Ｐ２００３−１９１７７０Ａ）
【公開日】 平成１５年７月９日（２００３．７．９）
【出願番号】 特願２００１−３９８５０８（Ｐ２００１−３９８５０８）