車両用走行制御装置

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【発明の名称】	車両用走行制御装置
【発明者】	【氏名】芦沢裕之【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】先行車両追従走行制御中に先行車両を見失ったときの乗心地を向上すると共に、先行車両が全くなくなったときには速やかに制御を中止する。【解決手段】先行車両を見失ったら、見失い保留時間ｔ_LSTの間、先行車両見失い直前の相対加速度Δαを用いて、推定相対速度ΔＶ_EST及び推定車間距離Ｌ_ES_Tを算出し、それらに基づいて先行車両追従走行制御を継続し、見失い保留時間ｔ_LSTが経過したら制御を中止する。見失い保留時間ｔ_LSTは、自車両に対する先行車両の横変位Ｌ_Xが大きいほど小さくする。また、先行車両を見失い易いきついカーブや車間距離が長いときには見失い保留時間ｔ_LSTを大きくする。また、相対速度が負の時にも見失い保留時間ｔ_LSTを大きくして自車両が先行車両に接近しすぎないようにする。

【特許請求の範囲】
【請求項１】自車両に先行する先行車両を検出し、自車両と先行車両との車間距離を検出する車間距離検出手段と、自車両の走行速度を検出する自車速度検出手段及び前記先行車両の走行速度を検出する先行車両速度検出手段の少なくとも何れか一方と、前記自車速度検出手段で検出された自車両の走行速度又は前記先行車両速度検出手段で検出された先行車両の走行速度の何れか一方に基づいて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で検出された先行車両との車間距離及び前記目標車間距離設定手段で設定された目標車間距離に基づいて自車両の走行状態を制御する走行制御手段とを備えた車両用走行制御装置において、自車両と先行車両との横方向への位置の差を横変位として検出する先行車両横変位検出手段と、先行車両の見失い時に、その見失い直前の先行車両の挙動に基づいて見失い後の先行車両の挙動及び前記車間距離を推定する見失い後先行車両挙動及び車間距離推定手段とを備え、前記制御手段は、前記先行車両を見失ったときから所定時間の間、前記見失い後の先行車両挙動及び車間距離推定手段で推定された先行車両の挙動及び車間距離に基づいて自車両の走行状態を制御すると共に、前記先行車両横変位検出手段で検出された自車両と先行車両との横変位が大きいときに前記所定時間を小さくすることを特徴とする車両用走行制御装置。
【請求項２】走行車線の曲率半径を検出する走行車線曲率半径検出手段を備え、前記先行車両横変位検出手段は、前記走行車線曲率半径検出手段で検出された走行車線の曲率半径に基づいて前記自車両と先行車両との横変位を検出することを特徴とする請求項１に記載の車両用走行制御装置。
【請求項３】前記制御手段は、前記先行車両横変位検出手段で検出された自車両と先行車両との横変位が所定値以上であるときに前記所定時間を零とすることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用走行制御装置。
【請求項４】前記制御手段は、前記車間距離検出手段で検出された自車両と先行車両との車間距離が大きいときには前記所定時間を大きくすることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の車両用走行制御装置。
【請求項５】自車両と先行車両との相対速度を検出する相対速度検出手段を備え、前記制御手段は、前記相対速度検出手段で検出された自車両と先行車両との相対速度が小さいときには前記所定時間を大きくすることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の車両用走行制御装置。
【請求項６】走行車線の曲率半径を検出する走行車線曲率半径検出手段を備え、前記制御手段は、前記走行車線曲率半径検出手段で検出された走行車線の曲率半径が小さいときには前記所定時間を大きくすることを特徴とする請求項１乃至５の何れかに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】この発明は、自車両に先行する先行車両に追従して走行する先行車両追従走行制御装置等の車両用走行制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】このような車両用走行制御装置としては、例えば特開２０００－１３５９３４号公報に記載されるものがある。この車両用走行制御装置は、車間距離センサで自車両に先行する先行車両までの車間距離を検出し、その車間距離と目標とする車間距離との差並びに自車両と先行車両との相対速度に応じて車間距離制御系の応答特性を決定すると共に、その車間距離制御系の応答特性に基づいて目標とする自車両の走行速度を設定し、実際の自車両の走行速度と目標値とが一致するように制駆動力及び変速比を制御する。この車両用走行制御装置では、車間距離を維持して先行車両に追従走行しているときに、先行車両が車線変更などにより自車両の走行レーンから外れた場合、つまり先行車両がいなくなった場合には、予め設定された車速まで自動的に加速し、定速走行に移行する。しかしながら、実際には先行車両が存在しているにもかかわらず、車間距離センサが先行車両を見失ったときには、先行車両がいないものと判断して加速し、不用意に車間距離が短くなってしまう恐れがある。そこで、特開平１１ー１９２８５８号公報には、先行車両を見失った地点に自車両が到達するまでは現状の走行速度を維持する車両用走行制御装置が提案されている。また、特開平１０－１５７４８７号公報には、先行車両を見失う直前に検出した車間距離を継続して用いて車間距離制御を行う車両用走行制御装置が提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記特開平１１－１９２８５８号公報に記載される車両用走行制御装置では、先行車両を見失ったときに、そのときの走行速度を維持する構成となっているため、例えば減速制御中に実際には存在する先行車両を見失うと、それ以後の減速制御を中止することになるため、先行車両との車間距離が短くなる可能性があるという問題がある。また、前記特開平１０－１５７４８７号公報に記載される車両用走行制御装置では、先行車両を見失う直前に検出した車間距離を継続して用いて車間距離制御を行う構成となっているため、例えば目標車間距離よりも実際の車間距離の方が長く、しかしながら先行車両に合わせて減速制御しているときに実際には存在する先行車両を見失うと、車間距離を変えないように減速制御を中止するか、或いは加速制御に移行し、その後、再び先行車両を検出すると減速制御を再開するという現象が繰り返され、乗心地が悪化すると共に乗員に不安感を与えるという問題がある。特に、カーブ路を走行しているときや、ノーズダイブを伴う減速制御中は車間距離センサが先行車両を見失いやすく、前述の問題の発生頻度が大きくなる。
【０００４】本発明は、これらの諸問題を解決すべく開発されたものであり、先行車両を見失ったときに、乗心地を悪化することなく、適切に車間距離制御を行った後に制御を中止することが可能な車両用走行制御装置を提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために、本発明のうち請求項１に係る車両用走行制御装置は、自車両に先行する先行車両を検出し、自車両と先行車両との車間距離を検出する車間距離検出手段と、自車両の走行速度を検出する自車速度検出手段及び前記先行車両の走行速度を検出する先行車両速度検出手段の少なくとも何れか一方と、前記自車速度検出手段で検出された自車両の走行速度又は前記先行車両速度検出手段で検出された先行車両の走行速度の何れか一方に基づいて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で検出された先行車両との車間距離及び前記目標車間距離設定手段で設定された目標車間距離に基づいて自車両の走行状態を制御する走行制御手段とを備えた車両用走行制御装置において、自車両と先行車両との横方向への位置の差を横変位として検出する先行車両横変位検出手段と、先行車両の見失い時に、その見失い直前の先行車両の挙動に基づいて見失い後の先行車両の挙動及び前記車間距離を推定する見失い後先行車両挙動及び車間距離推定手段とを備え、前記制御手段は、前記先行車両を見失ったときから所定時間の間、前記見失い後の先行車両挙動及び車間距離推定手段で推定された先行車両の挙動及び車間距離に基づいて自車両の走行状態を制御すると共に、前記先行車両横変位検出手段で検出された自車両と先行車両との横変位が大きいときに前記所定時間を小さくすることを特徴とするものである。
【０００６】また、本発明のうち請求項２に係る車両用走行制御装置は、前記請求項１の発明において、走行車線の曲率半径を検出する走行車線曲率半径検出手段を備え、前記先行車両横変位検出手段は、前記走行車線曲率半径検出手段で検出された走行車線の曲率半径に基づいて前記自車両と先行車両との横変位を検出することを特徴とするものである。また、本発明のうち請求項３に係る車両用走行制御装置は、前記請求項１又は２の発明において、前記制御手段は、前記先行車両横変位検出手段で検出された自車両と先行車両との横変位が所定値以上であるときに前記所定時間を零とすることを特徴とするものである。
【０００７】また、本発明のうち請求項４に係る車両用走行制御装置は、前記請求項１乃至３の何れかの発明において、前記制御手段は、前記車間距離検出手段で検出された自車両と先行車両との車間距離が大きいときには前記所定時間を大きくすることを特徴とするものである。また、本発明のうち請求項５に係る車両用走行制御装置は、前記請求項１乃至４の何れかの発明において、自車両と先行車両との相対速度を検出する相対速度検出手段を備え、前記制御手段は、前記相対速度検出手段で検出された自車両と先行車両との相対速度が小さいときには前記所定時間を大きくすることを特徴とするものである。
【０００８】また、本発明のうち請求項６に係る車両用走行制御装置は、前記請求項１乃至５の何れかの発明において、走行車線の曲率半径を検出する走行車線曲率半径検出手段を備え、前記制御手段は、前記走行車線曲率半径検出手段で検出された走行車線の曲率半径が小さいときには前記所定時間を大きくすることを特徴とするものである。
【０００９】
【発明の効果】而して、本発明のうち請求項１に係る車両用走行制御装置によれば、先行車両の見失い時に、その見失い直前の先行車両の挙動に基づいて見失い後の先行車両の挙動及び車間距離を推定し、当該先行車両を見失ったときから所定時間の間、見失い後に推定された先行車両の挙動及び車間距離に基づいて自車両の走行状態を制御する構成としたため、急激な加減速を伴うことなく、先行車両見失い直前まで行われていた制御から滑らかに制御が継続され、乗心地が悪化せず、適切な車間距離制御を行った後に先行車両追従制御を中止することが可能となると共に、自車両と先行車両との横変位が大きいときに前記所定時間を小さくする構成としたため、先行車両が車線変更したときのように明らかに先行車両がなくなったときには、前記推定された先行車両の挙動及び車間距離に基づく自車両の走行状態制御を不必要に継続せず、先行車両追従制御を適切に中止することができる。
【００１０】また、本発明のうち請求項２に係る車両用走行制御装置によれば、検出された走行車線の曲率半径に基づいて自車両と先行車両との横変位を検出する構成としたため、直線の走行車線と同程度の精度で見失い後の先行車両を検出することが可能となる。また、本発明のうち請求項３に係る車両用走行制御装置によれば、検出された自車両と先行車両との横変位が所定値以上であるときに先行車両の挙動及び車間距離に基づく自車両の走行状態制御の継続所定時間を零とする構成としたため、明らかに先行車両がなくなったときには、先行車両追従制御を直ちに中止することができる。
【００１１】また、本発明のうち請求項４に係る車両用走行制御装置によれば、検出された自車両と先行車両との車間距離が大きいときには先行車両の挙動及び車間距離に基づく自車両の走行状態制御の継続所定時間を大きくする構成としたため、先行車両を見失い易い車間距離の大きなときに先行車両の見失いと認識とを繰り返しても乗心地が悪化しない。また、本発明のうち請求項５に係る車両用走行制御装置によれば、検出された自車両と先行車両との相対速度が小さいときには先行車両の挙動及び車間距離に基づく自車両の走行状態制御の継続所定時間を大きくする構成としたため、自車両が先行車両に近づきすぎるのを防止することができる。
【００１２】また、本発明のうち請求項６に係る車両用走行制御装置によれば、検出された走行車線の曲率半径が小さいときには先行車両の挙動及び車間距離に基づく自車両の走行状態制御の継続所定時間を大きくする構成としたため、先行車両を見失い易い走行車線曲率半径の小さなときに先行車両の見失いと認識とを繰り返しても乗心地が悪化しない。
【００１３】
【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は本発明の車両用走行制御装置を適用した先行車両追従走行装置付き後輪駆動車両のシステム構成図である。図中の符号１ＦＬ、１ＦＲは従動輪としての前輪、１ＲＬ、１ＲＲは駆動輪としての後輪であり、当該後輪１ＲＬ、１ＲＲはエンジン２の駆動力が自動変速機３、プロペラシャフト４、最終減速装置５及び車軸６を介して伝達され、回転駆動される。
【００１４】また、前記後輪１ＲＬ、１ＲＲには、夫々制動力を発生するディスクブレーキ７が設けられていると共に、これらディスクブレーキ７の制動流体圧が制動制御装置８によって制御される。ここで、制動制御装置８は、ブレーキペダル８ａの踏込みに応じて制動流体圧を発生すると共に、走行制御用コントロールユニット２０からの制動流体圧指令値に応じた制動流体圧を発生するように構成されている。
【００１５】また、前記エンジン２には、その出力を制御するエンジン出力制御装置９が設けられている。このエンジン出力制御装置９は、エンジン出力の制御方法として、スロットルバルブの開度を調整してエンジン回転数を制御すると方法と、アイドルコントロールバルブの開度を調整してエンジン２のアイドル回転数を制御する方法とが考えられているが、本実施形態では、スロットルバルブの開度を調整する方法が採用されている。
【００１６】また、前記自動変速機３は、変速機制御装置１０によって、そのときのエンジンの回転状態と負荷の状態に応じて最適な変速比が得られるように制御される。一方、車両の前方側の車体下部には、先行車両を検出し、自車両から先行車両までの車間距離を検出する車間距離検出手段としてのレーダ装置等で構成される前方状態検出装置１２が設けられていると共に、前記自動変速機３には、その出力軸の回転速度から自車両の走行速度（以下、単に自車速度とも記す）を検出する車速センサ１３が配設され、更にブレーキペダル８ａに、その踏込みを検出するブレーキペダルスイッチ１４が配設されている。なお、前記前方状態検出装置１２は、走行車線の曲率半径を検出する機能がある。
【００１７】そして、前記前方状態検出装置１２、車速センサ１３、及びブレーキペダルスイッチ１４の各出力信号が走行制御用コントロールユニット２０に入力され、この走行制御用コントロールユニット２０によって、前記前方状態検出装置１２で検出された車間距離Ｄ及び走行車線曲率半径Ｒ、車速センサ１３で検出された自車速Ｖに基づいて、制動制御装置８、エンジン出力制御装置９、変速機制御装置１０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定常追従走行制御を行うと共に、先行車両が加減速したら、それに合わせて自車両を加減速し、走行状態を制御する。
【００１８】前記走行制御用コントロールユニット２０は、マイクロコンピュータとその周辺部品から構成され、図２のブロック図に相当する演算処理を行う。このうち、車間距離及び先行車両横変位及び相対速度検出・推定部２１は、前記前方状態検出装置１２で検出された車間距離情報を読込み、車間距離Ｌ及び及び先行車両横変位Ｌ_X及び相対速度ΔＶを検出或いは推定する。具体的には、前記前方状態検出装置１２で検出された車間距離情報には、自車両と先行車両との車間距離Ｌ及び自車両と先行車両との横方向への位置の差、つまり横変位Ｌ_Xが含まれているので、それを検出すると共に、当該車間距離Ｌの変化率から相対速度ΔＶを算出する。
【００１９】また、前記図２における走行車線曲率半径検出部３１では、前記前方状態検出装置１２で検出された走行車線曲率半径情報を読込み、自車両が走行している走行車線の曲率半径Ｒを検出する。また、前記図２における見失い保留時間設定部３２では、前記車間距離及び先行車両横変位及び相対速度検出・推定部２１で検出或いは推定された車間距離Ｌ及び先行車両横変位Ｌ_X及び相対速度ΔＶ及び前記走行車線曲率半径検出部３１で検出された走行車線曲率半径Ｒを読込み、後述する図３及び図４の演算処理に従って見失い保留時間ｔ_LSTを算出設定する。
【００２０】また、前記図２における車間距離指令値設定部２２は、前記車間距離及び先行車両横変位相対速度検出・推定部２１で検出或いは推定された車間距離Ｌ及び先行車両横変位Ｌ_X及び相対速度ΔＶ及び前記見失い保留時間設定部３２で設定された見失い保留時間ｔ_LST並びに車速センサ１３で検出された自車速度Ｖに基づいて、以下のようにして車間距離指令値Ｌ^*を算出設定する。即ち、前記相対速度ΔＶと自車速度Ｖとの和から先行車速度Ｖ_Tが得られるから、この先行車速度Ｖ_Tに係数ａを乗じ、更に停止時距離Ｌ_ofを加えて車間距離指令値Ｌ^*を算出設定する。なお、先行車速度Ｖ_Tに代えて、自車速度Ｖを用いてもよい。
【００２１】また、前記図２における目標車間距離算出用定数設定部２３は、車間距離制御系の減衰係数ζ_T並びに固有振動数ω_Tを車間距離の差分値ΔＬ及び相対速度ΔＶに応じて設定する。車間距離制御系とは、前記車間距離指令値設定部２２で設定された車間距離指令値Ｌ^*を入力とし、前方状態検出装置１２で検出される車間距離Ｌを出力とする系であり、前記車間距離制御系の減衰係数ζ_T並びに固有振動数ω_Tは、この車間距離制御系において車間距離Ｌが車間距離指令値Ｌ^*に到達するまでの車間距離制御の応答特性を、前記車間距離の差分値ΔＬ及び相対速度ΔＶに応じて最適に設定するためのものである。車間距離差分値は車間距離Ｌから車間距離指令値Ｌ^*を減じて求められる。具体的には、種々の先行車両追従制御において最適な車間距離制御の応答性が得られるように車間距離の差分値ΔＬ及び相対速度ΔＶに応じた減衰係数ζ_T及び固有振動数ω_Tをマップとして設定し、実際の追従走行制御時の車間距離の差分値ΔＬ及び相対速度ΔＶに応じた減衰係数ζ_T並びに固有振動数ω_Tを目標車間距離算出用定数に設定する。
【００２２】また、前記図２における目標車間距離及び目標相対速度設定部２４は、前記車間距離及び相対速度検出・推定部２１で検出或いは推定された車間距離Ｌ及び相対速度ΔＶ、前記車間距離指令値設定部２２で設定された車間距離指令値Ｌ^*、前記目標車間距離算出用定数設定部２３で設定された減衰係数ζ_T並びに固有振動数ω_Tに基づいて、下記１式の二次形式フィルタを通して目標車間距離Ｌ_T及び目標相対速度ΔＶ_Tを算出設定する。なお、先行車両を検出した直後の車間距離Ｌ₀と相対速度ΔＶ₀とを初期値とする。
【００２３】
【数１】

【００２４】つまり、前記１式に従って算出される目標車間距離Ｌ_T及び目標相対速度ΔＶ_Tは、実際の車間距離Ｌが前述した目標応答特性を経て車間距離指令値Ｌ^*に収束するように、車間距離と相対速度との時間的推移を規定した最終車間距離指令値である。ここで、前記１式を展開してラプラス変換すると下記２式を得る。
【００２５】
【数２】

【００２６】前記２式は、車間距離指令値Ｌ^*に対する目標車間距離Ｌ_Tの伝達関数であり、二次式で表される。この実施形態では、前述した車間距離制御系において、実際の車間距離Ｌが前記２式で表される目標車間距離（最終車間距離指令値）Ｌ_Tとなるようにフィードバック制御を行う。そして、前述したように車間距離制御系の減衰係数ζ_T並びに固有振動数ω_Tを、車間距離の差分値ΔＬ及び相対速度ΔＶに応じた目標車間距離制御応答特性が得られる値に設定したので、種々の先行車両追従走行形態に応じて望ましい車間距離制御応答特性が得られる。
【００２７】目標車間距離制御応答特性としては、割込み時や追抜き時等において、先行車両との車間距離が指令値を下回っているときでも、先行車両との相対速度が小さい場合は急激な減速を行わず、実際の車間距離が指令値にゆっくりと収束するような応答が望ましい。また、先行車両に接近しているときなどにおいて相対速度が大きいときでも、車間距離が大きいときには急激な減速を行わず、実際の車間距離が指令値にゆっくりと収束するような応答が望ましい。このような先行車両追従走行制御形態では、実際に車間距離が指令値をオーバシュート又はアンダシュートしてから収束するような二次の応答特性となり、そうした応答特性を前記１式及び２式に示す二次のフィルタによって実現することができる。
【００２８】また、前記図２における車速指令値設定部２５は、前記目標車間距離及び目標相対速度設定部２４で算出設定された目標車間距離Ｌ_T及び目標相対速度ΔＶ_T、前記車間距離及び相対速度検出・推定部２１で検出又は推定された車間距離Ｌ及び相対速度ΔＶ、車速センサ１３で検出された自車両速度Ｖを用いて、下記３式に従って車速指令値Ｖ^*を算出設定する。式中、ｆ_Vは、目標相対速度ΔＶ_Tから相対速度ΔＶを減じた値に乗ずる定数、ｆ_Lは、目標車間距離Ｌ_Tから車間距離Ｌを減じた値に乗ずる定数である。
【００２９】
【数３】

【００３０】一方、前記図２における前置補償車速指令値設定部２７は、前記車間距離指令値設定部２２で算出設定された車間距離指令値Ｌ^*、車間距離及び先行車両横変位及び相対速度検出・推定部２１で検出又は推定された車間距離Ｌ及び先行車両横変位Ｌ_X及び相対速度ΔＶを用い、下記４式のフィルタを通して補償車速指令値Ｖ_Cを算出設定する。
【００３１】
【数４】

【００３２】この４式のフィルタは、車速指令値Ｖ^*から実際の車間距離Ｌまでの伝達関数の逆系と、下記５式に示す目標車間距離制御応答特性との積で表される。ここで、車速指令値Ｖ^*から実際の車間距離Ｌまでの伝達関数は、前記車速指令値Ｖ^*を入力とし且つ実際の自車速度Ｖを出力とする前記一次遅れ系の車速制御系の伝達関数と、実際の自車速度Ｖと先行車速度Ｖ_Tとの差分値、即ち相対速度ΔＶを積分して実際の車間距離Ｌを得るための積分器との積で表される。なお、前記４式で補償車速指令値Ｖ_Cを算出するときの初期値は、先行車両を検出した直後の車間距離Ｌ₀と相対速度ΔＶ₀とする。
【００３３】
【数５】

【００３４】また、前記図２における補正車速指令値設定部２８は、前記車速指令値設定部２５で算出設定された車速指令値Ｖ^*から前記前置補償車速指令値設定部２７で算出設定された補償車速指令値Ｖ_Cを減じた値を補正車速指令値Ｖ^*'として算出する。そして、前記車速制御部２６は、この補償車速指令値Ｖ^*'を入力とし、前記車速センサ１３で検出される自車両速度Ｖを出力とする車速制御系の伝達特性を一次遅れの系に近似し、その応答特性で自車両速度Ｖが車速指令値Ｖ^*に一致するための目標加減速度を算出設定し、その目標加減速度が達成されるための制駆動力並びに変速比を算出設定し、それらを達成するための指令信号を前記エンジン出力制御装置９、制動制御装置８及び変速機制御装置１０に向けて出力する。
【００３５】この実施形態では、車間距離フィードバック制御系にフィードフォワードループを加え、車間距離指令値Ｌ^*から目標車間距離応答特性を得るための補償車速指令値Ｖ_Cを求め、この補償車速指令値Ｖ_Cにより車間距離制御系で得られた車速指令値Ｖ^*を補正する。もし、車間距離Ｌが目標車間距離応答特性を示す目標車間距離Ｌ_Tに一致するようにフィードバック制御する車間距離フィードバック制御系のみの場合、応答性を向上するためには、車間距離制御系の制御ゲインを大きくし、制御時定数を短くしなければならず、そのようにすると安定性が犠牲になるというトレードオフの関係がある。そこで、本実施形態では、前記フィードフォワードループを加えることにより、車間距離制御系の安定性を損なわずに応答性を向上することができる。
【００３６】次に、前記車間距離及び先行車両横変位及び相対速度検出・推定部２１及び前記見失い保留時間設定部３２で行われる演算処理について、図３のフローチャートを用いて説明する。この演算処理は、所定の制御時間ΔＴ（例えば１０msec.）毎にタイマ割込処理される。なお、このフローチャートでは、特に通信のためのステップを設けていないが、例えばフローチャート中で得られた情報は随時記憶装置に記憶されるし、必要な情報は随時記憶装置から読出される。また、各装置間も相互通信を行っており、必要な情報は、主として制御を司っている装置から常時読込まれ、送られてきた情報は、随時記憶装置に記憶される。
【００３７】この演算処理のステップＳ２０では、同ステップ内で行われる図５の演算処理に従って、見失い保留時間ｔ_LSTを設定する。次にステップＳ４０に移行して、同ステップ内で行われる個別の演算処理に従って、前記前方状態検出装置１２からの車間距離情報に基づいて先行車両があるか否かを判定し、先行車両がある場合にはステップＳ４５に移行し、そうでない場合にはステップＳ５０に移行する。
【００３８】前記ステップＳ５０では、同ステップ内で行われる個別の演算処理に従って、先行車両を見失い、その結果、前記ステップＳ４０から始めてステップＳ５０に移行するフローが開始されてから前記ステップＳ２０で設定された見失い保留時間ｔ_LSTが経過したか否かを判定し、見失い保留時間ｔ_LSTが経過している場合にはステップＳ６０に移行し、そうでない場合にはステップＳ７０に移行する。前記ステップＳ６０では、先行車両を見失ってから前記見失い保留時間ｔ_LSTが経過し、先行車両追従走行制御を終了するために、先行車両認識フラグをクリアしてからメインプログラムに復帰する。
【００３９】一方、前記ステップＳ７０では、同ステップ内で行われる個別の演算処理に従って、後述するステップＳ１２０で求めた先行車両見失い直前の相対加速度、つまり相対速度の変化量Δα、先行車両見失い直前の相対速度ΔＶ_LST、先行車両を見失ってからの経過時間ｔ_prgを用いて推定相対速度ΔＶ_ESTを下記６式に従って算出すると共に、先行車両見失い直前の車間距離Ｌ_LST及び前記推定相対速度ΔＶ_ESTを用いて推定車間距離Ｌ_ESTを下記７式に従って算出設定し、合わせて先行車両を見失ってから未だ前記見失い保留時間ｔ_LSTが経過していないとして見失い保留フラグをセットしてからメインプログラムに復帰する。なお、前記図２の各ブロックでは、これらの推定相対速度ΔＶ_EST、推定車間距離Ｌ_ESTをそれぞれ相対速度ΔＶ、車間距離Ｌとして用いる。
【００４０】
【数６】

【００４１】また、前記ステップＳ４５では、前記前方状態検出装置１２からの車間距離情報に基づいて先行車両までの車間距離Ｌ及び先行車両と自車両との相対速度ΔＶを算出してからステップ８０に移行する。相対速度ΔＶは、車間距離Ｌを微分して求めるか、同等の機能を有するバンドパスフィルタに通して求めるか、或いはその単位時間当たりの変化量から求めることができる。前記ステップＳ８０では、同ステップ内で行われる個別の演算処理に従って、前記見失い保留フラグがセットされているか否かを判定し、当該見失い保留フラグがセットされているときにはステップＳ９０に移行し、そうでない場合にはステップＳ１２０に移行する。
【００４２】前記ステップＳ９０では、同ステップ内で行われる個別の演算処理に従って、見失い保留が終了したか否かを判定し、見失い保留が終了した場合にはステップＳ１１０に移行し、そうでない場合にはステップＳ１００に移行する。具体的に見失い保留が終了したか否かの判定は、後述するステップＳ１０でローパスフィルタ処理されたローパスフィルタ処理済み相対速度ΔＶ_LPF或いは車間距離Ｌ_LP_Fが、前記ステップＳ４５で算出された相対速度ΔＶ或いは車間距離Ｌに近づいたら、例えば相対速度が±０．０５km/hの範囲、車間距離が±０．５ｍの範囲になったら見失い保留が終了したと見なす。
【００４３】前記ステップＳ１００では、同ステップ内で行われる個別の演算処理に従って、下記８式及び前記５式に従って前記ステップＳ４５で算出した車間距離Ｌ及び相対速度ΔＶにローパスフィルタ処理（図ではＬＰＦ処理）を施し、ローパスフィルタ処理済み車間距離Ｌ_LPF及び相対速度ΔＶ_LPFを算出してからステップＳ１２０に移行する。なお、前記図２の各ブロックでは、このローパスフィルタ処理済み車間距離Ｌ_LPF及び相対速度ΔＶ_LPFを前記車間距離Ｌ及び相対速度ΔＶとして用いる。
【００４４】
【数７】

【００４５】また、前記ステップＳ１１０では、見失い保留フラグをクリアしてから前記ステップＳ１２０に移行する。つまり、先行車両を検出しているときでも、見失い保留フラグがセットされている間は、前記ステップＳ１００で算出したローパスフィルタ処理済み車間距離Ｌ_LPF及び相対速度ΔＶ_LPFを用いて自車速度の制御を行うことにより、前記見失い時に推定していた車間距離Ｌ_EST及び相対速度ΔＶ_ESTと、先行車両を際検出したときの車間距離Ｌ及び相対速度ΔＶの真値とが乖離していた場合でも不連続点が生じないようにすることが可能となる。
【００４６】前記ステップＳ１２０では、同ステップ内で行われる個別の演算処理に従って、例えば下記９式に従って相対加速度Δα、即ち相対速度ΔＶの変化量を算出すると共に、前記先行車両認識フラグをセットしてからメインプログラムに復帰する。下記９式はローパスフィルタとハイパスフィルタとの積で表されるバンドパスフィルタを示している。このうち、ローパスフィルタは相対速度ΔＶに混入した高周波数ノイズを除去し、ハイパスフィルタは相対速度ΔＶを微分して相対加速度Δαを算出する微分器を構成する。
【００４７】
【数８】

【００４８】次に、この実施形態による先行車両見失い時の車両挙動について図４を用いて説明する。図４は時刻ｔ₀₁まで先行車両を検出し、先行車両に追従走行する制御を継続していたが、時刻ｔ₀₁で先行車両を見失い、前記見失い保留時間ｔ_LSTが経過する前に、時刻ｔ₀₂で再び先行車両を検出した場合のシミュレーションである。ちなみに、先行車両見失い時間中の車間距離Ｌ_R、相対速度ΔＶ_R、相対加速度Δα_Rは何れも真値を表している。
【００４９】この実施形態では、先行車両を見失った場合、前記図３の演算処理のステップＳ７０で、先行車両見失い直前の相対加速度Δαを用いて推定相対速度ΔＶ_EST及び推定車間距離Ｌ_ESTを推定算出するため、推定相対速度ΔＶ_ESTは傾き、即ち相対加速度Δα一定で増加し、それに伴って推定車間距離Ｌ_ESTも傾き一様で減少する。つまり、先行車両見失い直前の加減速制御が継続されるため、乗心地が悪化することがない。また、先行車両を見失ったまま、前記見失い保留時間ｔ_LSTが経過した場合には、前記図３の演算処理のステップＳ６０で先行車両認識フラグがクリアされてしまうため、先行車両追従走行制御が終了する。
【００５０】一方、このシミュレーションのように見失い保留時間ｔ_LSTが経過する以前に時刻ｔ₀₂で先行車両を再検出すると、推定車間距離Ｌ_ESTとその真値Ｌ_R、或いは推定相対速度ΔＶ_ESTとその真値ΔＶ_Rとが乖離している場合もある。このような場合に、検出された車間距離Ｌ及び相対速度ΔＶを用いて即座に先行車両追従走行制御を行うと、それらに不連続点が生じ、結果的に急激な加減速が行われて乗心地が悪化する。そこで、この実施形態では、前記図３の演算処理のステップＳ８０からステップＳ９０を経てステップＳ１００に移行し、ここで検出した車間距離Ｌ及び相対速度ΔＶにローパスフィルタ処理を施し、ローパスフィルタ処理済み車間距離Ｌ_LPF及び相対速度ΔＶ_LPFを用いて先行車両追従走行制御を行う。そのため、推定車間距離Ｌ_ESTとローパスフィルタ処理済み車間距離Ｌ_LP_Fとの間、或いは推定相対速度ΔＶ_ESTとローパスフィルタ処理済み相対速度ΔＶ_LPFとの間に不連続点が生じず、急激な加減速制御が回避されて乗心地が確保される。
【００５１】そして、前記ローパスフィルタ処理済み車間距離Ｌ_LPF及び相対速度ΔＶ_LPFが、それぞれ検出された車間距離Ｌ及び相対速度ΔＶに近づいた時刻ｔ₀₃で、前記図３の演算処理のステップＳ９０からステップＳ１１０に移行し、見失い保留制御を終了するものとして見失い保留フラグがクリアされ、それ以後は検出された車間距離Ｌ及び相対速度ΔＶを用いて、再び先行車両追従走行制御が開始される。
【００５２】次に、前記図３の演算処理のステップＳ２０で行われる図５の演算処理について説明する。この演算処理では、まずステップＳ１で、今回、先行車両を検出できているか否かを判定し、今回、先行車両を検出できている場合にはステップＳ２に移行し、そうでない場合にはステップＳ３に移行する。前記ステップＳ２では、見失い保留時間ｔ_LSTを“０”とすると共に、前記車間距離及び先行車両横変位及び相対速度検出・推定部２１で検出或いは推定された車間距離Ｌを見失い直前車間距離Ｌ_LST、先行車両横変位Ｌ_Xを見失い直前先行車両横変位Ｌ_XLST、相対速度ΔＶを見失い直前相対速度ΔＶ_LSTとして更新記憶してから前記図３の演算処理のステップＳ４０に移行する。
【００５３】一方、前記ステップＳ３では、前回、先行車両を検出していたか否かを判定し、前回、先行車両を検出していた場合にはステップＳ４に移行し、そうでない倍には前記図３の演算処理のステップＳ４０に移行する。前記ステップＳ４では、前記走行車線曲率半径検出部３１で検出された走行車線曲率半径Ｒから、現在直線路走行中であるか否かを判定し、直線路走行中である場合にはステップＳ５に移行し、そうでない場合にはステップＳ６に移行する。
【００５４】前記ステップＳ５では、先行車両横変位補正量Ｌ_XOFFを“０”に設定してからステップＳ７に移行する。また、前記ステップＳ６では、下記１０式に従って先行車両横変位補正量Ｌ_XO_FFを算出してから前記ステップＳ７に移行する。ここで算出する先行車両横変位補正量Ｌ_XOFFは、前記ステップＳ１及びステップＳ２のフローから、既に先行車両を見失っている状況下で、前記図３の演算処理によって推定した車間距離Ｌを用いて、見失った先行車両の横変位を求めようとするものであり、式中のＬ／Ｒは、図６のように曲率半径Ｒの曲線路で先行車両と自車両とのなす角度Φを近似したものである。
【００５５】
【数９】

【００５６】前記ステップＳ７では、前記ステップＳ２で見失い直前に記憶した見失い直前先行車両横変位Ｌ_XLSTから前記先行車両横変位補正量Ｌ_XOFFを減じて見失い直前先行車両横変位補正値Ｌ_XLSTHを算出する。この見失い直前先行車両横変位補正値Ｌ_XLSTHこそ、推定される現在の先行車両の横変位である。次にステップＳ８に移行して、前記ステップＳ７で算出した見失い直前先行車両横変位補正値Ｌ_XLSTHを用いて、図７ａに示す制御マップから基準見失い保留時間ｔ_LSTBを算出設定する。この図７ａの制御マップでは、前記見失い直前先行車両横変位補正値Ｌ_XLSTHが“０”のとき、基準見失い保留時間ｔ_LSTBは所定値ｔ_LSTB0であり、当該見失い直前先行車両横変位補正値の絶対値｜Ｌ_XLSTH｜が所定値Ｌ_XLSTH0以上の領域では、基準見失い保留時間ｔ_LSTBは“０”であり、“０”から所定値Ｌ_XLSTH0までの間は、見失い直前先行車両横変位補正値の絶対値｜Ｌ_XLSTH｜の増加に伴って基準見失い保留時間ｔ_LSTBはリニアに減少する。なお、この基準見失い保留時間ｔ_LSTBは、見失い直前先行車両横変位補正値の絶対値｜Ｌ_XLSTH｜が所定値Ｌ_XLSTH0以上の領域で“０”であればよいので、例えば図７ｂに示すように、見失い直前先行車両横変位補正値の絶対値｜Ｌ_XLSTH｜が所定値Ｌ_XLSTH0未満の領域で前記所定値ｔ_LSTB0一定であってもよい。
【００５７】次にステップＳ９に移行して、前記ステップＳ２で記憶した見失い直前車間距離Ｌ_LSTを用いて、図８の制御マップから第１見失い保留時間補正係数Ｋ_Lを算出設定する。この図８の制御マップでは、前記見失い直前車間距離Ｌ_LSTが“０”から比較的小さい所定値Ｌ_LST1までの領域では、第１見失い保留時間補正係数Ｋ_Lは、“１”より小さい所定値Ｋ_Lmin一定であり、見失い直前車間距離Ｌ_LSTが比較的大きい所定値Ｌ_LST2以上の領域では、第１見失い保留時間補正係数Ｋ_Lは、“１”より大きい所定値Ｋ_Lmax一定であり、所定値Ｌ_LST1から所定値Ｌ_LST2までの領域では、見失い直前車間距離Ｌ_LSTの増加に伴って、第１見失い保留時間補正係数Ｋ_Lはリニアに増加する。
【００５８】次にステップＳ１０に移行して、前記ステップＳ２で記憶した見失い直前相対速度ΔＶを用いて、図９の制御マップから第２見失い保留時間補正係数Ｋ_Lを算出設定する。この図９の制御マップでは、前記見失い直前相対速度ΔＶが“０”より小さい負値の所定値（－ΔＶ₁）以下の領域では、第２見失い保留時間補正係数Ｋ_Vは、“１”より大きい所定値Ｋ_Vmax一定であり、見失い直前相対速度ΔＶが“０”以上の領域では、第２見失い保留時間補正係数Ｋ_Vは、“１”より小さい所定値Ｋ_Vmin一定であり、所定値（－ΔＶ₁）から“０”までの領域では、見失い直前相対速度ΔＶの増加に伴って、第２見失い保留時間補正係数Ｋ_Vはリニアに減少する。
【００５９】次にステップＳ１１に移行して、前記走行車線曲率半径検出部３１で検出された走行車線の曲率半径Ｒを用いて、図１０の制御マップから第３見失い保留時間補正係数Ｋ_Rを算出設定する。この図１０の制御マップでは、走行車線曲率半径Ｒが比較的小さい所定値Ｒ₀以下の領域では、第３見失い保留時間補正係数Ｋ_Rは、“１”より大きい所定値Ｋ_Rmax一定であり、走行車線曲率半径Ｒが比較的大きい所定値Ｒ₁以上の領域では、第３見失い保留時間補正係数Ｋ_Rは“１”一定であり、所定値Ｒ₀から所定値Ｒ₁までの領域では、走行車線曲率半径Ｒの増加に伴って、第３見失い保留時間補正係数Ｋ_Rはリニアに減少する。
【００６０】次にステップＳ１２に移行して、前記基準見失い保留時間ｔ_LSTHに、前記第１見失い保留時間補正係数Ｋ_L、第２見失い保留時間補正係数Ｋ_V、第３見失い保留時間補正係数Ｋ_Rを乗じて、見失い保留時間ｔ_LSTを算出してから前記図３の演算処理のステップＳ４０に移行する。この演算処理によれば、先行車両を見失ってからの先行車両横変位を見失い直前先行車両横変位補正値Ｌ_XLSTHとして算出し、その値に基づいて基準見失い保留時間ｔ_LSTBを算出設定する。この基準見失い保留時間ｔ_LSTBは、本実施形態では、見失い直前先行車両横変位補正値の絶対値｜Ｌ_XLSTH｜が大きいほど小さな値に設定されるので、例えば先行車両が車線変更するなど、明らかに先行車両がなくなるときには、前記図３の演算処理に用いる見失い保留時間ｔ_LSTも小さくなる。つまり、そのような状況下で、先行車両追従走行を不必要に継続することがなく、適切に中止することが可能となる。
【００６１】一方、前記基準見失い保留時間ｔ_LSTBに乗じられる第１見失い保留時間補正係数Ｋ_Lは、見失い直前車間距離Ｌ_LSTが大きいほど、大きな値に設定される。同様に、前記基準見失い保留時間ｔ_LSTBに乗じられる第３見失い保留時間補正係数Ｋ_Rは、走行車線曲率半径Ｒが小さいほど、大きな値に設定される。これらの状況は、先行車両を見失い易い状況であるから、各補正係数Ｋ_L、Ｋ_Rを大きな値に設定することにより、前記図３の演算処理に用いる見失い保留時間ｔ_LSTを大きくし、先行車両追従走行を適切に継続することを可能とする。
【００６２】これらに対し、前記基準見失い保留時間ｔ_LSTBに乗じられる第２見失い保留時間補正係数Ｋ_Vは、自車両と先行車両との見失い直前相対速度ΔＶが負値であるとき、つまり数値的に小さいときに大きな値に設定される。自車両と先行車両との相対速度が負値であるということは、自車両は先行車両に接近しつつあることを意味しているから、そのような状況下で前記図３の演算処理に用いる見失い保留時間ｔ_LSTを大きくし、先行車両追従走行を継続することにより、自車両が先行車両に不必要に接近するのを回避することができる。
【００６３】図１１は、前記実施形態により、直線路走行中に時刻ｔ₁₁で先行車両に追いつき、その後、時刻ｔ₁₂で先行車両が車線変更を開始し、時刻ｔ₁₃で先行車両が車線変更を終了したため、自車両では先行車両を見失ったときのシミュレーションである。走行している車線は直線路であるから、検出される走行車線曲率半径Ｒは“０”であり、そのため前記第３見失い保留時間補正係数Ｋ_Rは“１”である。また、先行車両を見失う時刻ｔ₁₃における見失い直前車間距離Ｌ_LSTは正値であることから前記第１見失い保留時間補正係数Ｋ_Lは或る程度大きな値であり、同様に見失い直前相対速度ΔＶ_LSTは負値であることから前記第２見失い保留時間補正係数Ｋ_Vも或る程度大きな値になるが、見失い直前先行車両横変位Ｌ_LSTが絶対値の大きな値であるから、前記基準見失い保留時間ｔ_LSTB自体が比較的小さな値になる。そのため、この基準見失い保留時間ｔ_LSTBに前記第１～第３見失い保留時間補正係数Ｋ_L、Ｋ_V、Ｋ_Rを乗じた見失い保留時間ｔ_LSTも小さな値となり、結果的に先行車両を見失った時刻ｔ₁₃からまもなく、時刻ｔ₁₄で見失い保留時間ｔ_LSTが経過し、先行車両追従走行が中止された。なお、前記時刻ｔ₁₃から時刻ｔ₁₄までの車間距離Ｌ、相対速度ΔＶは前記図５の演算処理による推定値である。
【００６４】また、図１２は、前記実施形態により、曲率半径Ｒが一定の曲線路走行中に時刻ｔ₂₁で先行車両に追いつき、その後、先行車両は車線変更を行うことはなかったが時刻ｔ₂₂で自車両が先行車両を見失ったときのシミュレーションである。走行している車線は曲線路であり、検出される走行車線曲率半径Ｒは比較的大きな値であり、そのため前記第３見失い保留時間補正係数Ｋ_Rも比較的大きな値に設定される。また、先行車両を見失う時刻ｔ₂₂における見失い直前車間距離Ｌ_LSTは正値であることから前記第１見失い保留時間補正係数Ｋ_Lは或る程度大きな値であり、同様に見失い直前相対速度ΔＶ_LSTは負値であることから前記第２見失い保留時間補正係数Ｋ_Vも或る程度大きな値になる。更に、見失い直前先行車両横変位Ｌ_LSTが“０”であるから、前記基準見失い保留時間ｔ_LSTB自体が比較的大きな値になる。そのため、この基準見失い保留時間ｔ_LSTBに前記第１～第３見失い保留時間補正係数Ｋ_L、Ｋ_V、Ｋ_Rを乗じた見失い保留時間ｔ_LSTも大きな値となり、結果的に先行車両を見失った時刻ｔ₂₂からしばらく後の時刻ｔ₂₃で先行車両を再度検出することができ、その後も先行車両追従走行が継続された。なお、前記時刻ｔ₂₂から時刻ｔ₂₃までの車間距離Ｌ、相対速度ΔＶは前記図５の演算処理による推定値である。
【００６５】これらに対し、図１３は、見失い保留時間ｔ_LSTが一定の従来の走行制御装置により、前記図１１のシミュレーションと同様に、直線路走行中に時刻ｔ₃₁で先行車両に追いつき、その後、時刻ｔ₃₂で先行車両が車線変更を開始し、時刻ｔ₃₃で先行車両が車線変更を終了したため、自車両では先行車両を見失ったときのシミュレーションである。見失い保留時間ｔ_LSTが一定である場合には、先行車両見失い後も、或る程度は推定による先行車両追従走行を継続しなければならないので、当該見失い保留時間ｔ_LSTを或る程度大きく設定しておかなければならない。見失い保留時間ｔ_LSTの計測は、先行車両を見失った時刻ｔ₃₃から開始されるが、当該見失い保留時間ｔ_LSTが一定であるため、先行車両が全くないにも関わらず、結果的に先行車両を見失った時刻ｔ₃₃からしばらく後の時刻ｔ₃₄まで先行車両追従走行が不必要に継続されている。
【００６６】以上より、前記前方状態検出装置１２及び図３の演算処理のステップＳ４５が本発明の車間距離検出手段を構成し、以下同様に、前記車速センサ１３が自車速度検出手段を構成し、前記図２の目標車間距離及び目標相対速度設定部２４が目標車間距離設定手段を構成し、前記図２の車速指令値設定部２５及び前置車速指令値設定部２７及び補正車速指令値設定部２８及び車速制御部２６及びエンジン出力制御装置９及び制動制御装置８及び変速機制御装置１０が走行制御手段を構成し、前記前方状態検出装置１２及び図２の走行車線曲率半径検出部３１が先行車両横変位検出手段を構成し、前記図３の演算処理のステップＳ７０が見失い後相対速度及び車間距離推定手段を構成している。
【００６７】なお、前期実施形態では、各コントロールユニットをマイクロコンピュータで構成したが、これに代えて各種の論理回路を用いることも可能である。また、車間距離の検出には、レーダ装置に代えて、ＣＣＤカメラなどの撮像装置を備え、その撮像装置でとらえた自車両前方の画像から先行車両との車間距離を求めるようにしてもよい。

【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１４年３月１５日（２００２．３．１５）
【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２００３－２６７０８５（Ｐ２００３－２６７０８５Ａ）
【公開日】	平成１５年９月２５日（２００３．９．２５）
【出願番号】	特願２００２－７２９９２（Ｐ２００２－７２９９２）