JP2008030539A

JP2008030539A - 車両の運転支援装置

Info

Publication number: JP2008030539A
Application number: JP2006203665A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Maruyama; 匡丸山
Original assignee: Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2006-07-26
Filing date: 2006-07-26
Publication date: 2008-02-14

Abstract

【課題】制御開始時以外であっても、また、制動する制御対象が移動する先行車であっても、レスポンス良く且つ円滑に制動制御が行われ、自然な感覚でドライバが利用することが可能となる。
【解決手段】自動追従制御プログラムは、現在の先行車の減速度ａｆと速度Ｖｆが属する領域の自車目標減速度演算式を選択し、この選択した自車目標減速度演算式により自車目標減速度ａを演算する。そして、更に、この自車目標減速度ａに対し、常時、自車目標減速度ａの時間的変化量（時間微分値：傾き）を予め設定する第１の範囲内に制限し、且つ、自車目標減速度ａの時間的変化量の更なる時間的変化量（２階時間微分値：傾きの時間変化量）を予め設定する第２の範囲内に制限する補正を行って出力し、自動ブレーキ制御（停止制御も含む）や自動加速制御（追従発進制御も含む）を行う。
【選択図】図４

Description

本発明は、ステレオカメラ、単眼カメラ、ミリ波レーダ等で検出した自車両前方の先行車等に対して適切な目標減速度を設定し、自動制動制御や自動追従制御を行う車両の運転支援装置に関する。

近年、車載したカメラやレーザレーダ装置等により前方の走行環境を検出し、この走行環境データから障害物や先行車を認識して、自車両の目標減速度を設定し、障害物に対する自動停止制御や、先行車に対する追従走行制御、或いは、先行車との車間距離等を一定以上に保つ車両の運転支援装置が開発され、実用化されている。

例えば、特開平７−２５７３３４号公報では、車速、及び、自車両と障害物との相対速度を含む走行状況情報から制動制御開始、及び、終了を判断して制御指令を生成し、この制御指令に応じて車速を低下させるための制動制御量を演算して、この制動制御量を制御開始時の制動圧の立ち上げ速度を可変にするように補正する技術が開示されている。
特開平７−２５７３３４号公報

しかしながら、上述の特許文献１のように制御開始時の制動圧の立ち上げ速度を可変に補正する技術では、制御開始時以外の制動圧が補正されないため、制御開始時以外では、自然な制動制御ができずにドライバに不自然な感覚を与えてしまうという問題がある。また、特に、制動制御の対象が先行車等の移動する物体であった場合、この物体が制御開始直後に減速等を行った際に、この変化に素早く対応できないという問題もある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、制御開始時以外であっても、また、制動する制御対象が移動する先行車であっても、レスポンス良く且つ円滑に制動制御が行われ、自然な感覚でドライバが利用することができる車両の運転支援装置を提供することを目的とする。

本発明は、自車両の前方立体物を認識する立体物認識手段と、上記立体物に対する自車両の目標減速度を演算する目標減速度演算手段と、上記目標減速度の時間的変化量を予め設定する第１の範囲内に制限することと、上記目標減速度の時間的変化量の更なる時間的変化量を予め設定する第２の範囲内に制限することの少なくとも一方を常時行って補正する目標減速度補正手段とを備えたことを特徴としている。

本発明による車両の運転支援装置は、制御開始時以外であっても、また、制動する制御対象が移動する先行車であっても、レスポンス良く且つ円滑に制動制御が行われ、自然な感覚でドライバが利用することが可能となる。

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
図１乃至図６は本発明の実施の一形態を示し、図１は車両に搭載した運転支援装置の概略構成図、図２は自動追従制御プログラムのフローチャート、図３は自車目標減速度演算処理ルーチンのフローチャート、図４は自車目標減速度補正処理ルーチンのフローチャート、図５は図４から続くフローチャート、図６は先行車減速度−先行車速の自車目標減速度演算式の領域マップの説明図、図７は数式において用いるパラメータの説明図、図８は第１の補正係数の特性説明図、図９は第３の補正係数の特性説明図、図１０は第４の補正係数の特性説明図、図１１は第５の補正係数の特性説明図、図１２は第６の補正係数の特性説明図である。

図１において、符号１は自動車等の車両（自車両）で、この車両１には、車両用運転支援装置の一例としてのクルーズコントロールシステム（ＡＣＣ（Adaptive Cruise Control）システム）２が搭載されている。

このＡＣＣシステム２は、ステレオカメラ３、ステレオ画像認識装置４、走行制御ユニット５等を有して主要に構成され、このＡＣＣシステム２では、基本的に、先行車が存在しない定速走行制御状態のときにはドライバが設定した車速を保持した状態で走行し、先行車が存在する場合には、後述の図２の自動追従制御プログラムにより制御される。

この自動追従制御プログラムは、詳細は後述するが、予め設定した２つの領域からなる先行車減速度ａｆ−先行車速Ｖｆの自車目標減速度演算式の領域マップを参照し、現在の先行車の減速度ａｆと速度Ｖｆが属する領域の自車目標減速度演算式を選択し、この選択した自車目標減速度演算式により自車目標減速度ａを演算する。そして、更に、この自車目標減速度ａに対し、常時、自車目標減速度ａの時間的変化量（時間微分値：傾き）を予め設定する第１の範囲内に制限し、且つ、自車目標減速度ａの時間的変化量の更なる時間的変化量（２階時間微分値：傾きの時間変化量）を予め設定する第２の範囲内に制限する補正を行って出力し、自動ブレーキ制御（停止制御も含む）や自動加速制御（追従発進制御も含む）等を行うものである。この自動追従制御プログラムは、走行制御ユニット５にて実行されるものであり、従って、走行制御ユニット５は目標減速度演算手段及び目標減速度補正手段としての機能を備えて構成されるものである。

ステレオカメラ３は、ステレオ光学系として例えば電荷結合素子（ＣＣＤ）等の固体撮像素子を用いた１組の（左右の）ＣＣＤカメラで構成され、これら左右のＣＣＤカメラは、それぞれ車室内の天井前方に一定の間隔をもって取り付けられ、車外の対象を異なる視点からステレオ撮像し、ステレオ画像認識装置４に出力される。

また、自車両１には、自車速Ｖ０を検出する車速センサ６が設けられており、この自車速Ｖ０は、ステレオ画像認識装置４と走行制御ユニット５とに出力される。更に、自車両１のブレーキスイッチ７からのブレーキペダルのＯＮ−ＯＦＦ信号は、走行制御ユニット５に入力される。

ステレオ画像認識装置４は、ステレオカメラ３からの画像、車速センサ６からの自車速Ｖ０が入力され、ステレオカメラ３からの画像に基づき自車両１前方の立体物データと白線データの前方情報を検出し、自車両１の進行路（自車進行路）を推定する。そして、自車両１前方の先行車を抽出して、先行車距離（車間距離）Ｌ、先行車速（（車間距離Ｌの変化量）＋（自車速Ｖ０））Ｖｆ、先行車減速度（先行車速Ｖｆの微分値）ａｆ、先行車以外の静止物位置、白線座標、白線認識距離、自車進行路座標等の各データを走行制御ユニット５に出力する。

ここで、ステレオ画像認識装置４における、ステレオカメラ３からの画像の処理は、例えば以下のように行われる。まず、ステレオカメラ３のＣＣＤカメラで撮像した自車両１の進行方向の環境の１組のステレオ画像対に対し、対応する位置のずれ量から三角測量の原理によって距離情報を生成する。そして、この距離情報を基に、周知のグルーピング処理や、予め記憶しておいた三次元的な道路形状データ、立体物データ等と比較し、白線データ、道路に沿って存在するガードレール、縁石等の側壁データ、車両等の立体物データを抽出する。立体物データでは、立体物までの距離と、この距離の時間的変化（自車両１に対する相対速度）が求められ、特に自車進行路上にあるもっとも近い車両で、自車両１と略同じ方向に所定の速度（例えば、０km/h以上）で走行するものが先行車として抽出される。尚、先行車の中で速度Ｖｆが略０km/hである車両は、停止した先行車として認識される。また、自車両の前方に存在する障害物も上述の先行車と同様に扱われる。このように、ステレオカメラ３及びステレオ画像認識装置４は、立体物認識手段として設けられている。

走行制御ユニット５は、ドライバの操作入力によって設定される走行速度を維持するよう定速走行制御を行う定速走行制御の機能、及び、後述の図２に示す自動追従制御の機能を実現するもので、ステアリングコラムの側部等に設けられた定速走行操作レバーに連結される複数のスイッチ類で構成された定速走行スイッチ８、ステレオ画像認識装置４、車速センサ６、ブレーキスイッチ７等が接続されている。

定速走行スイッチ８は、定速走行時の目標車速を設定する車速セットスイッチ、主に目標車速を下降側へ変更設定するコーストスイッチ、主に目標車速を上昇側へ変更設定するリジュームスイッチ等で構成されている。更に、この定速走行操作レバーの近傍には、定速走行制御及び自動追従制御のＯＮ／ＯＦＦを行うメインスイッチ（図示せず）が配設されている。

ドライバが図示しないメインスイッチをＯＮし、定速走行操作レバーにより、希望する車速をセットすると、定速走行スイッチ８からの信号が走行制御ユニット５に入力される。そして、車速センサ６で検出した車速が、ドライバのセットした設定車速に収束するように、スロットル弁制御装置９に信号出力してスロットル弁１０の開度をフィードバック制御し、自車両１を定速状態で自動的に走行させ、或いは、自動ブレーキ制御装置１１に減速信号を出力して自動ブレーキを作動させる。

また、走行制御ユニット５は、定速走行制御を行っている際に、ステレオ画像認識装置４にて先行車を認識した場合には、所定の条件で後述する自動追従制御へ自動的に切り換えられる。尚、定速走行制御の機能、及び、自動追従制御の機能は、ドライバがブレーキを踏んだ場合や、自車速Ｖ０が予め設定しておいた上限値を超える場合、或いは、メインスイッチがＯＦＦされた場合には、解除される。

すなわち、走行制御ユニット５における自動追従制御プログラムは、図２に示すように、まず、ステップ（以下、「Ｓ」と略称）１０１で必要パラメータの読み込みを行い、Ｓ１０２に進んで、自車目標減速度ａを演算する。尚、この自車目標減速度ａの演算については、図３のフローチャートで詳述する。

その後、Ｓ１０３に進み、Ｓ１０２で演算する自車目標減速度ａの補正処理を行い（図４、図５のフローチャートで詳述する）、Ｓ１０４に進んで、この目標減速度ａを、スロットル弁制御装置９、或いは、自動ブレーキ制御装置１１に指示信号を出力して加減速制御を行わせ、プログラムを抜ける。

上述のＳ１０２で実行される自車目標減速度ａの演算処理は、図３のフローチャートに示すように、まず、Ｓ２０１で演算式選択フラグＦａを参照し、判定が行われる。この演算式選択フラグＦａは、前回、先行車の走行状態（減速度ａｆ、車速Ｖｆ）によって後述する第１の演算式が選択されている場合には「１」がセットされ、後述する第２の演算式が選択されている場合には「２」がセットされるフラグである。

ここで、本実施の形態において、予め設定した２つの領域からなる先行車減速度ａｆ−先行車速Ｖｆの自車目標減速度演算式の領域マップと、それぞれの領域に設定される演算式（第１の演算式及び第２の演算式）について説明する。

先行車減速度ａｆ−先行車速Ｖｆの自車目標減速度演算式の領域とは、例えば、図６（ａ）に示すように、先行車の減速度ａｆと速度Ｖｆとの関係において、Ｖｆ＝１．０・ａｆを境界線Ｔthとし、上側の領域（先行車の車速Ｖｆが高いが減速度ａｆが小さい領域）が第１の演算式を選択する第１の領域として設定され、下側の領域（先行車の車速Ｖｆが低いが減速度ａｆが高い領域）が第２の演算式を選択する第２の領域として予め設定されている。

そして、第１の演算式とは、先行車が走行を継続することを前提に自車両が予め設定した車間距離を先行車に対し維持して追従走行するための演算式であり、自車両１と先行車とが、図７に示すような関係、すなわち、現在、自車速Ｖ０、自車減速度ａ０、先行車速Ｖｆ、先行車減速度ａｆ、車間距離Ｌである状態が、ｔ秒後に、自車両１が距離Ｌｓ前進し、先行車が先行車予測位置まで距離Ｌｆ前進し、自車両１との車間距離が目標車間距離Ｄtgt（マップ或いは演算により設定される距離）となるとすると、以下の（１）式が成立する。
Ｌ＋Ｌｆ＝Ｌｓ＋Ｄtgt …（１）
ここで、
Ｌｆ＝Ｖｆ・ｔ−（１／２）・ａｆ・ｔ^２ …（２）
Ｌｓ＝Ｖ０・ｔ−（１／２）・ａ０・ｔ^２ …（３）
であるから、これら（２）式、（３）式を、上述の（１）式に代入し、ｔを削除してａ０について解き、このａ０を自車両１の目標減速度ａとすると、以下の（４）式を得る。
ａ＝ａｆ＋（（Ｖ０−Ｖｆ）^２／（Ｌ−Ｄtgt）） …（４）
従って、この（４）式が、第１の領域における第１の演算式として定められている。

同様に、第２の演算式とは、先行車が停止することを前提に自車両１が予め設定する車間距離で先行車に対して追従停止するための演算式であり、図７に示すような関係、すなわち、現在、自車速Ｖ０、自車減速度ａ０、先行車速Ｖｆ、先行車減速度ａｆ、車間距離Ｌである状態が、ｔ秒後に、自車両１が距離Ｌｓ前進し、先行車が先行車予測位置まで距離Ｌｆ前進し、自車両１との車間距離が目標停止車間距離Ｄstop（一定値：例えば５ｍ）となって停車すると仮定すると、以下の（５）式が成立する。
Ｌ＋Ｌｆ＝Ｌｓ＋Ｄstop …（５）
ここで、
Ｌｆ＝Ｖｆ^２／（２・ａｆ） …（６）
Ｌｓ＝Ｖ０^２／（２・ａ０） …（７）
であるから、これら（６）式、（７）式を、上述の（５）式に代入し、ａ０について解き、このａ０を自車両１の目標減速度ａとすると、以下の（８）式を得る。

ａ＝（ａｆ・Ｖ０^２）／（Ｖｆ^２＋２・ａｆ・（Ｌ−Ｄstop）） …（８）
従って、この（８）式が、第２の領域における第２の演算式として定められている。尚、上述の全ての減速度は、減速方向の符号を正とする。

また、予め設定した２つの領域からなる先行車減速度ａｆ−先行車速度Ｖｆの自車目標減速度演算式の領域マップは、図６（ａ）の例に限ることは無く、他のマップであっても良い。

図３のフローチャートのＳ２０１の判定の結果、演算式選択フラグＦａが「１」であって、前回、第１の演算式が選択されている場合には、Ｓ２０２に進み、第１の領域から第２の領域に遷移するのにヒステリシス特性を持たせるため第１の領域を広げるようにＳ１だけ境界Ｔthを下方に移動させて補正設定する。例えば、図６（ａ）のように補正する。

逆に、Ｓ２０１の判定の結果、演算式選択フラグＦａが「２」であって、前回、第２の演算式が選択されている場合には、Ｓ２０３に進み、第２の領域から第１の領域に遷移するのにヒステリシス特性を持たせるため第２の領域を広げるようにＳ２だけ境界Ｔthを上方に移動させて補正設定する。例えば、図６（ｂ）のように補正する。ここで、ヒステリシスを設ける幅は、Ｓ１＞Ｓ２であり、第１の演算式から第２の演算式への遷移の方が、第２の演算式から第１の演算式への遷移より、移行し難い特性に設定されている。

Ｓ２０２、或いは、Ｓ２０３でヒステリシスを考慮した領域補正を行った後は、Ｓ２０４に進み、現在の先行車の走行状態（先行車減速度ａｆ−先行車速Ｖｆ）が第１の領域内か否か判定する。

このＳ２０４の判定の結果、現在の先行車の走行状態（先行車減速度ａｆ−先行車速Ｖｆ）が第１の領域内の場合は、Ｓ２０５に進み、第１の演算式（上述の（４）式）により自車目標減速度ａを演算し、Ｓ２０６に進んで、演算式選択フラグＦａを「１」とし、Ｓ２０７に進んで、Ｓ２０５で演算した目標減速度ａを出力して、ルーチンを抜ける。

また、Ｓ２０４の判定の結果、現在の先行車の走行状態（先行車減速度ａｆ−先行車速Ｖｆ）が第２の領域内の場合は、Ｓ２０８に進み、第２の演算式（上述の（８）式）により自車目標減速度ａを演算し、Ｓ２０９に進んで、演算式選択フラグＦａを「２」とし、Ｓ２０７に進んで、Ｓ２０８で演算した目標減速度ａを出力して、ルーチンを抜ける。

このように、本実施の形態の自車目標減速度ａの演算によれば、先行車の走行状態に応じて追従走行するための式を切り替えて追従走行制御させるようになっているので、制御が連続的に行われ、円滑な制御によりドライバが自然な感覚で利用することが可能となる。また、領域の設定も、境界線がヒステリシスを考慮して設定されるため、制御がハンチングすることもなく、安定した制御が行えるようになっている。

次に、上述のＳ１０３で実行される自車目標減速度ａの補正処理は、図４、図５のフローチャートに示すように、まず、Ｓ３０１で今回の自車目標減速度ａを読み込み、Ｓ３０２で前回の自車目標減速度ａn-1を読み込む。

次いで、Ｓ３０３に進み、自車目標減速度変化量ゲインＫｓを、例えば、以下の（１０）式により設定し、Ｓ３０４に進んで、自車目標減速度変化量Ｓｇを、例えば、以下の（９）式により、演算する。
Ｓｇ＝（ａ−ａn-1）・Ｋｓ …（９）
自車目標減速度変化量ゲインＫｓは、
Ｋｓ＝Ｇ1ks・Ｇ2ks・Ｇ4ks・Ｇ5ks・Ｇ6ks・Ｋs0 …（１０）
ここで、Ｋs0は、予め実験・演算等により求めておいた一定の基準値（自車目標減速度変化量ゲイン基本値）である。

また、係数Ｇ1ksは、前回の自車目標減速度ａn-1に応じて可変設定される補正係数であり、その特性は、例えば、図８に示すように、システムが発生しうる最大減速度近傍にて、自車目標減速度変化量ゲインＫｓが小さく設定されるようになっている。

また、係数Ｇ2ksは、今回の自車目標減速度ａに応じて切り替え設定される補正係数であり、例えば、ａ＝０のときに、通常よりも早くブレーキ力を無くすため、予め設定しておいた通常の値より高い値に設定される。

また、係数Ｇ4ksは、外気温（Ａ．Ｔ．）に応じて可変設定される補正係数であり、その特性は、例えば、図１０に示すように、ブレーキが利き難くなる低温時においても、違和感なく制動力が得られるように、低温時に高く設定される。

また、係数Ｇ5ksは、自車速Ｖ０に応じて可変設定される補正係数であり、その特性は、例えば、図１１に示すように、低車速域での制動における乗員の違和感を低減するため、自車速Ｖ０が低い値で低くなるように設定される。

また、係数Ｇ6ksは、先行車減速度ａｆに応じて可変設定される補正係数であり、その特性は、例えば、図１２（ａ）に示すように、先行車が減速したときには自車両もレスポンス良く追従できるように、先行車減速度ａｆが高い領域で高くなるように設定される。

Ｓ３０４で自車目標減速度変化量Ｓｇを設定した後は、Ｓ３０５に進み、自車目標減速度変化量Ｓｇの上限側（すなわち、第１の範囲の上限側）を規定する自車目標減速度変化量最大値Ｋsmaxを、例えば、以下の（１１）式により設定する。
Ｋsmax＝Ｇ1ksmax・Ｇ4ksmax・Ｇ5ksmax・Ｇ6ksmax・Ｋsmax0 …（１１）
ここで、Ｋsmax0は、予め実験・演算等により求めておいた一定の基準値（自車目標減速度変化量最大基本値）である。

また、係数Ｇ1ksmaxは、前回の自車目標減速度ａn-1に応じて可変設定される補正係数であり、その特性は、例えば、図８に示すように、システムが発生しうる最大減速度近傍にて、自車目標減速度変化量最大値Ｋsmaxが小さく設定されるようになっている。

また、係数Ｇ4ksmaxは、外気温（Ａ．Ｔ．）に応じて可変設定される補正係数であり、その特性は、例えば、図１０に示すように、ブレーキが利き難くなる低温時においても、違和感なく制動力が得られるように、低温時に高く設定される。

また、係数Ｇ5ksmaxは、自車速Ｖ０に応じて可変設定される補正係数であり、その特性は、例えば、図１１に示すように、低車速域での制動における乗員の違和感を低減するため、自車速Ｖ０が低い値で低くなるように設定される。

また、係数Ｇ6ksmaxは、先行車減速度ａｆに応じて可変設定される補正係数であり、その特性は、例えば、図１２（ａ）に示すように、先行車が減速したときには自車両もレスポンス良く追従できるように、先行車減速度ａｆが高い領域で高くなるように設定される。

その後、Ｓ３０６に進み、自車目標減速度変化量Ｓｇの下限側（すなわち、第１の範囲の下限側）を規定する自車目標減速度変化量最小値Ｋsminを、例えば、以下の（１２）式により設定する。
Ｋsmin＝Ｇ1ksmin・Ｇ2ksmin・Ｇ3ksmin・Ｇ5ksmin・Ｇ6ksmin・Ｋsmin0
…（１２）
ここで、Ｋsmin0は、予め実験・演算等により求めておいた一定の基準値（自車目標減速度変化量最小基本値）である。

また、係数Ｇ1ksminは、前回の自車目標減速度ａn-1に応じて可変設定される補正係数であり、その特性は、例えば、図８に示すように、システムが発生しうる最大減速度近傍にて、自車目標減速度変化量最小値Ｋsminが小さく設定されるようになっている。

また、係数Ｇ2ksminは、今回の自車目標減速度ａに応じて切り替え設定される補正係数であり、例えば、ａ＝０のときに、通常よりも早くブレーキ力を無くすため、予め設定しておいた通常の値より高い値に設定される。

また、係数Ｇ3ksminは、自車速Ｖ０に応じて可変設定される補正係数であり、その特性は、例えば、図９に示すように、クルーズコントロールがキャンセルされるときの下限車速Ｖ0LKでの急峻な減速感を無くすため、小さく設定される。

また、係数Ｇ5ksminは、自車速Ｖ０に応じて可変設定される補正係数であり、その特性は、例えば、図１１に示すように、低車速域での制動における乗員の違和感を低減するため、自車速Ｖ０が低い値で低くなるように設定される。

また、係数Ｇ6ksminは、先行車減速度ａｆに応じて可変設定される補正係数であり、その特性は、例えば、図１２（ｂ）に示すように、先行車が加速状態に移行した場合に自車両の減速度をレスポンス良く小さくできるように、先行車減速度ａｆが低い領域で高くなるように設定される。

そして、Ｓ３０７に進み、自車目標減速度変化量Ｓｇが自車目標減速度変化量最大値Ｋsmaxより大きいか否か判定し、Ｓｇ＞Ｋsmaxの場合は、Ｓ３０８に進み、今回の自車目標減速度ａを補正し設定する。

すなわち、前述の（９）式を今回の自車目標減速度ａについて変形すると、
ａ＝（Ｓｇ＋ａn-1・Ｋｓ）／Ｋｓ …（１３）
この（１３）式で、Ｓｇ＝Ｋsmaxとおいて、以下の（１４）式が得られる。そして、この（１４）式で今回の自車目標減速度ａを補正し設定する。
ａ＝（Ｋsmax＋ａn-1・Ｋｓ）／Ｋｓ …（１４）

また、Ｓ３０７の判定の結果、Ｓｇ≦Ｋsmaxの場合は、Ｓ３０９に進み、自車目標減速度変化量Ｓｇが自車目標減速度変化量最小値Ｋsminより小さいか否か判定し、Ｓｇ＜Ｋsminの場合は、Ｓ３１０に進み、今回の自車目標減速度ａを補正し設定する。

すなわち、前述の（１３）式で、Ｓｇ＝Ｋsminとおいて、以下の（１５）式が得られる。そして、この（１５）式で今回の自車目標減速度ａを補正し設定する。
ａ＝（Ｋsmin＋ａn-1・Ｋｓ）／Ｋｓ …（１５）

また、Ｓ３０９の判定の結果、Ｓｇ≧Ｋsminの場合は、Ｓ３１１に進み、今回の自車目標減速度ａをそのまま設定する。

すなわち、このように、今回の自車目標減速度ａの自車目標減速度変化量Ｓｇを、自車目標減速度変化量最大値Ｋsmaxと自車目標減速度変化量最小値Ｋsminとの間になるように制限補正することにより、ドライバの不快な急減速や急なブレーキ抜け感を無くすことができる。また、自車目標減速度変化量ゲインＫｓ、自車目標減速度変化量最大値Ｋsmax、自車目標減速度変化量最小値Ｋsminを、前回の自車目標減速度ａn-1、今回の自車目標減速度ａ、自車速Ｖ０、外気温Ａ．Ｔ．、先行車減速度ａｆ等に応じて細かく設定するようにしたので、更に、違和感の無い自然な制御が可能になっている。

上述のＳ３０８、Ｓ３１０、或いは、Ｓ３１１で今回の自車目標減速度ａを設定した後は、Ｓ３１２に進み、前回の自車目標減速度変化量Ｓgn-1を読み込む。

次に、Ｓ３１３に進み、自車目標減速度変化量Ｓｇの更なる変化量（すなわち、自車目標減速度の２階時間微分値：傾きの時間変化量であって第２の範囲としてのもの）の上限側を規定する自車目標減速度変化量最大増加許容値Ｋsdifmaxを設定する。

次いで、Ｓ３１４に進み、自車目標減速度変化量Ｓｇの更なる変化量の下限側を規定する自車目標減速度変化量最大減少許容値Ｋsdifminを設定する。

尚、これら、自車目標減速度変化量最大増加許容値Ｋsdifmax、自車目標減速度変化量最大減少許容値Ｋsdifminは、予め実験・計算等により演算しておいた値であっても良く、或いは、前述の自車目標減速度変化量ゲインＫｓ、自車目標減速度変化量最大値Ｋsmax、自車目標減速度変化量最小値Ｋsminの可変設定のように所定のパラメータに応じて細かく設定しても良い。

そして、Ｓ３１５に進み、Ｓｇ−Ｓgn-1が自車目標減速度変化量最大増加許容値Ｋsdifmaxより大きいか否か判定し、Ｓｇ−Ｓgn-1＞Ｋsdifmaxの場合は、Ｓ３１６に進み、今回の自車目標減速度ａを補正し設定する。

すなわち、前述の（１３）式で、Ｓｇ＝Ｋsdifmax＋Ｓgn-1とおいて以下の（１６）式が得られる。そして、この（１６）式で今回の自車目標減速度ａを補正し設定する。
ａ＝（Ｋsdifmax＋Ｓgn-1＋ａn-1・Ｋｓ）／Ｋｓ …（１６）

また、Ｓ３１５の判定の結果、Ｓｇ−Ｓgn-1≦Ｋsdifmaxの場合は、Ｓ３１７に進み、Ｓｇ−Ｓgn-1が、自車目標減速度変化量最大減少許容値Ｋsdifminより小さいか否か判定し、Ｓｇ−Ｓgn-1＜Ｋsdifminの場合は、Ｓ３１８に進み、今回の自車目標減速度ａを補正し設定する。

すなわち、前述の（１３）式で、Ｓｇ＝Ｋsdifmin＋Ｓgn-1とおいて以下の（１７）式が得られる。そして、この（１７）式で今回の自車目標減速度ａを補正し設定する。
ａ＝（Ｋsdifmin＋Ｓgn-1＋ａn-1・Ｋｓ）／Ｋｓ …（１７）

また、Ｓ３１７の判定の結果、Ｓｇ−Ｓgn-1≧Ｋsdifminの場合は、Ｓ３１９に進み、今回の自車目標減速度ａをそのまま設定する。

すなわち、このように、傾きの時間変化量（Ｓｇ−Ｓgn-1）を、自車目標減速度変化量最大増加許容値Ｋsdifmaxと自車目標減速度変化量最大減少許容値Ｋsdifminとの間になるように制限補正することにより、減速度増減の切り替わり時等にみられる急な減速度変化をなくすることができ、不要な減速度変化の防止ができ、フィーリングの悪化を防ぐことができるようになっている。

上述のＳ３１６、Ｓ３１８、或いは、Ｓ３１９で今回の自車目標減速度ａを設定した後は、Ｓ３２０に進み、自車目標減速度ａを出力して、ルーチンを抜ける。

このように本発明の実施の形態によれば、自車目標減速度ａに対し、常時、自車目標減速度ａの時間的変化量（時間微分値：傾き）を予め設定する第１の範囲内に制限し、且つ、自車目標減速度ａの時間的変化量の更なる時間的変化量（２階時間微分値：傾きの時間変化量）を予め設定する第２の範囲内に制限する補正を行うようになっている。

このため、制御開始時以外であっても、また、制動する制御対象が移動する先行車であっても、レスポンス良く且つ円滑に制動制御が行われ、自然な感覚でドライバが利用することが可能となる。

すなわち、強い減速が必要なときは減速度を速く増加させ、弱い減速で十分なときはなるべく緩やかに減速度を増加させることができ、不要な急ブレーキ感をなくしてフィーリングを向上させ、システムへのドライバの信頼性を高めることが可能となっている。

また、制動制御中に、制動不要な状況に変われば減速度を速く減少させ、まだ必要なときはなるべく緩やかに減速度を減少させることも可能である。

更に、減速度の増加−減少の切り替わり時にも滑らかに応答することができ、車両、及び、ドライバの体が前後に揺れるのを防いでフィーリングを向上することが可能となっている。

尚、本実施の形態では、自車目標減速度ａに対し、常時、自車目標減速度ａの時間的変化量（時間微分値：傾き）を予め設定する第１の範囲内に制限し、且つ、自車目標減速度ａの時間的変化量の更なる時間的変化量（２階時間微分値：傾きの時間変化量）を予め設定する第２の範囲内に制限する補正を行うようになっているが、どちらかの制限補正のみ行うようにしても良い。

また、自車目標減速度ａは、上述のマップによりその演算式を選択するものに限るものではない。

更に、本実施の形態では、先行車の認識をステレオカメラからの画像を基に行うようになっているが、他の技術、例えば、ミリ波レーダと単眼カメラからの情報を基に認識するものや、レーザレーダからの情報で認識するものであっても良い。

車両に搭載した運転支援装置の概略構成図自動追従制御プログラムのフローチャート自車目標減速度演算処理ルーチンのフローチャート自車目標減速度補正処理ルーチンのフローチャート図４から続くフローチャート先行車減速度−先行車速の自車目標減速度演算式の領域マップの説明図数式において用いるパラメータの説明図第１の補正係数の特性説明図第３の補正係数の特性説明図第４の補正係数の特性説明図第５の補正係数の特性説明図第６の補正係数の特性説明図

符号の説明

１自車両
２ＡＣＣシステム（運転支援装置）
３ステレオカメラ（立体物認識手段）
４ステレオ画像認識装置（立体物認識手段）
５走行制御ユニット（目標減速度演算手段、目標減速度補正手段）
９スロットル弁制御装置
１０スロットル弁
１１自動ブレーキ制御装置

Claims

自車両の前方立体物を認識する立体物認識手段と、
上記立体物に対する自車両の目標減速度を演算する目標減速度演算手段と、
上記目標減速度の時間的変化量を予め設定する第１の範囲内に制限することと、上記目標減速度の時間的変化量の更なる時間的変化量を予め設定する第２の範囲内に制限することの少なくとも一方を常時行って補正する目標減速度補正手段と、
を備えたことを特徴とする車両の運転支援装置。
上記立体物認識手段は、自車両を追従走行させる先行車を認識するものであることを特徴とする請求項１記載の車両の運転支援装置。
上記第１の範囲は、前回演算した目標減速度と、今回演算した目標減速度と、自車速と、外気温と、上記目標減速度の対象とする立体物の減速度の少なくとも一つに応じて可変設定することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の車両の運転支援装置。