JPH0392437A - 車両用走行制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は車両用走行制御装置、特に適宜自車の走行状態
を制御して前方車に自動追従するに好適な車両用走行制
御装置に関する。

［従来の技術］ 従来より自動車にレーダ装置を搭載して前方車との車間
距離や相対速度を常時監視し、危険度に応じて自車の加
減速を行う走行制御装置が周知である。

この種の走行制御装置としては、例えば特開昭６０−９
１５００号公報に開示されたシステムが知られている。

第９図にこのシステムの概略ブロック図を示す。図にお
いて、アンテナＡＮＴを有するレーダ装置１０によって
前方車との車間距離及び相対速度が検出されるとともに
速度センサ１２により自車の走行速度が求められる。

そして、検出された車間距離、相対速度及び自車速は信
号処理装置１４に送られる。信号処理装置１４は送られ
てきたこれらの検出信号より危険度指数を算出する。す
なわち、前方車が減速してから停止状態になるときに自
車が追突する事なく停止することができるのに必要な適
正車間距離を前方車の走行状態及び自車の走行状態から
求め、Ｄ−Ｌｏｇ（適正車間距離／実車間距離）なる式
に従って危険度指数Ｄを算出する。

信号処理装置１４にて算出されたこの危険度指数は表示
装置１６に送られて視聴覚表示され、あるいは信号処理
装置１４にて危険度指数から自車の加減速を判断してア
クチュエー夕に指令を出すことによりブレーキやアクセ
ルを自動制御し、安全に前方車に追従することができる
。

ところが、このシステムにおいては適正車間距離あるい
は危険度は前方車との相対的な走行状態によって一律に
定められてしまうため、周囲の状況や運転者毎に異なる
走行状態に適合し得ないという問題があった。

そこで、従来においては特開昭６１−６０３１号公報に
開示されているような制御装置が考えられている。この
装置においては、第１０図のブロック図に示されるよう
に自車速を検出する車速検出手段１８及び前方車との車
間距離を検出する車間距離検出手段２０からの検出信号
に基づき設定車間距離算出手段２４にて設定車間距離す
なわち適正車間距離を算出し、この設定車間距離に基づ
いて加減速を制御する構成である。運転者が走行状態に
応じてこの適正車間距離を変更したいときには、車間距
離調整手段２２の手動つまみを回す事により設定距離を
算出する際に用いる補正係数を変化させ、適正車間距離
を長く、あるいは短く補正するものである。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、このような従来の装置においては、適正
車間距離を変更したいときにはその都度手動つまみを操
作しなければならず、操作が煩雑となってしまう。この
ように手動つまみをその都度操作して所望の値に設定し
なければならないのでは、前方車を自動追従中は運転者
はステアリング操作のみに集中すれば良いという自動追
従の利点が失われるだけでなく、運転者が運転中にこの
手動つまみを所望の値に設定するのは困難で、手元の操
作に運転者の注意が向けられるため安全性の配慮にかけ
る問題があった。

本発明は上記従来の課題に鑑みなされたものであり、そ
の目的は運転者毎に変化する走行状態に合わせて自動的
に危険度や適正車間距離を変更し、より安全かつ快適に
前方車に追従することが可能な車両用走行制御装置を提
供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明の車両用走行制御装
置は前方車との車間距離及び相対速度を検出するレーザ
レーダ装置と、自車の走行速度を検出する車速センサと
、前記レーザレーダ装置及び車速センサからの検出信号
に基づき危険度指数を算出する危険度算出手段と、この
危険度算出手段で算出された危険度指数に基づき前方車
と自車との適正車間距離を算出する適正車間距離算出手
段と、この適正車間距離算出手段で算出された適正車間
距離に基づき自車の加減速制御量を算出する適正車速操
作量制御手段と、この適正車速操作量制御手段で算出さ
れた制御量が運転者のアクセルあるいはブレーキ操作に
よって変更されたときに前記危険度算出手段にて算出さ
れる危険度指数をこの変更量に応じて調整するセルフチ
ューニング手段とを具備することを特徴としている。

〔作用〕

本発明の車両用走行制御装置はこのような構成を有し、
レーザレーダ装置及び車速センサからの検出信号に基づ
いて危険度並びに適正車速を算出して自車の走行を制御
する。

このとき、運転者がアクセルあるいはブレーキを操作し
て制御量を自分の運転特性に合わせるべく適宜補正する
と、セルフチューニング手段がこの補正にともなう自車
速の適性車速からの変位を検出し、危険度算出手段で算
出される危険度をこの変位量に応じて調整する。すなわ
ち、運転者がアクセルを操作して自車速が適正車速より
大となったときには危険度を従来より小さく調整し、運
転者がブレーキを操作して自車速か適正車速より小とな
ったときには危険度を従来より大きく調整する。

すると、運転者のアクセルあるいはブレーキ操作によっ
て順次危険度が調整されていくため、次第に運転者の運
転特性に合致した危険度評価が行われるようになり、こ
の危険度に応じて適正車速も調整されるため快適な追従
走行が可能となる。

［実施例］ 以下、図面を用いながら本発明に係る車両用走行制御装
置の好適な実施例を説明する。第１図は本実施例の構成
ブロック図である。図において、自車に搭載されたレー
ザレーダ装置３０は所定のパルス間隔でレーザ光を照射
し、前方車からの反射レーザ光を受光することにより前
方車との車間距離、相対速度が検出される。

一方、自車の走行速度は車速センサ３２により検出され
る。そして、これらレーザレーダ装置３０、車速センサ
３２によって検出された車間距離、相対速度、、自車速
は危険度算出手段３４に送られる。危険度算出手段３４
は送られてきた各検出信号をパラメータとしてファジィ
推論を行い、運転者の感覚に合致した危険度を指数で算
出する。

以下、この危険度算出手段３４で行われるファジィ推論
を第３図乃至第５図を用いて詳細に説明する。

第３図はレーザレーダ装置３０、車速センサ３２から送
られてくる各パラメータを評価する評価基準を示したも
のである。図に示すように、自車速、車間距離には３つ
の評価基準Ｓ　（Ｓｍａｌ　１　：小さい）、Ｍ（Ｍｉ
ｄｄｌｅ：中位）、Ｂ（Ｂｉｇ：大きい）を割当て、相
対速度にはＮ（Ｎｅｇａｔｉｖｅ：負）、Ｚ（Ｚｅｒｏ
：ゼロ）、Ｐ（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ：正）を割当てている
。さらに、算出すべき出力の危険度には４つの評価基準
ＶＳ（ＶｅｒｙＳｍａｌｌ：極めて小さい）、Ｓ（Ｓｍ
ａ　１　１　：小さい）、Ｍ（Ｍｉｄｄｌｅ：中位）、
Ｂ（Ｂｉｇ：大きい）を割当てている。

第４図はこのように各パラメータに割当てた評価基準に
よって表現したファジィ制御則を示す。

このファジィ制御則は運転者の感覚に合致したルールを
採用したものであり、例えば図中１段目は「もし自車速
がＢ（大きい）かつ相対速度がＮ（負）かつ車間距離が
Ｓ（小さい）であるならば危険度はＢ（大きい）」 なるルールを表しており、図中３段目は、「もし自車速
がＢ（大きい）かつ相対速度がＰ（正）かつ車間距離が
Ｓ（小さい）であるならば危険度はＳ（小さい）」 なるルールを表している。

さらに、第５図は各パラメータに割当てた評価基準のメ
ンバーシップ関数を示したものであり、第５図（Ａ）は
自車速のＳ（小さい）、Ｍ（中位）、Ｂ（大きい）のメ
ンバーシップ関数を、第５図（Ｂ）は相対速度のＮ（負
）、Ｚ（ゼロ）、Ｐ（正）のメンバーシップ関数を、第
５図（Ｃ）は車間距離のＳ（小さい）、Ｍ（中位）、Ｂ
（大きい）のメンバーシップ関数を、そして第５図（Ｄ
）は危険度のＶＳ（極めて小さい）、Ｓ（小さい）、Ｍ
（中位）、Ｂ（大きい）のメンバーシップ関数をそれぞ
れ表している。周知のごとく、メンバーシップ関数とは
ある物理量が人間の感覚に当てはまる度合いを示すもの
であり、例えば第５図（Ａ）の自車速のメンバーシップ
関数では、自車速か５９Ｋｍ／ｈであるときには各評価
基準の度合いが、Ｓ（小さい）一Ｂ（大きい）一〇 Ｍ（中位）−０．７５ となり、自車速５０Ｋｍ／ｈは運転者の感覚では０．７
５の度合いで中位のスピードと判断される事を示してい
る。

さて、危険度算出手段３４はレーザレーダ装置３０、車
速センサ３２から送られてきた各パラメータの値を入力
してこれらのメンバーシップ関数よりその評価基準の度
合いを求める。例えば、自車速−１００Ｋｍ／ｈ 相対速度一−５０Ｋｍ／ｈ 車間距離−２５ｍ なる検出値のときは、メンバーシップ関数より、自車速
： Ｓ諺Ｍ−０ Ｂ−１．　　０ 相対速度： ｐ−ｚ−ｏ Ｎ−０．　　５ 車間距離： Ｓ−０．　　２ Ｍ−０．　　２ Ｂ−０ なる度合いとなる。

そして、この度合いより基本ルールである第４図のファ
ジィ制御則の満足度を評価する。すなわち、前述の例に
おいては、第４図第３段目のルールに対して、 自車速がＢの度合い　−１．０ 相対速度がＮの度合い−０．５ 車間距離がＳの度合い−０．２ となり、このルールの条件部の満足度は、結局１．ＯＸ
０．５ＸＯ．２ 一〇．１ となる。そして、このルールの結論部である危険度がＳ
のメンバーシップ関数にこの条件部の満足度を乗じてメ
ンバーシップ関数を満足度に応じて補正する。

このような操作を第４図のすべてのファジィ制御則につ
いて行って満足度に応じて結論部のメンバーシップ関数
を補正し、これら補正されたメンバーシップ関数の論理
和をとる。そして、この論理和の重心を算出することに
より運転者の感覚に合致した危険度を算出することがで
きる。

危険度算出手段３４にて算出された危険度は、次に適正
車間距離算出手段３６に送られる。適正車間距離算出手
段３６は送られてきた危険度指数及びレーザレーダ装置
３０からの相対速度、並びに車速センサ２２からの自車
速を用いて前方車と自車との適正な車間距離を算出する
。すなわち、まず、相対速度Ｖｒ及び自車速Ｖより次式
に従って前方車に衝突せずに停止できる基準車間距離Ｌ
Ｏを求める。

Ｌｏ−ＶＸｒ＋　（Ｖｓ　２−Ｖ２）／２ａＶｓ鱒Ｖ十
Ｖ　ｒ 但し、自車の空走時間をτ、減速度をαとした。

そして、この基準車間距離Ｌｏを危険度算出手段３４に
よって算出された危険度指数Ｄによって補正し適正車間
距離Ｌを算出する。

Ｌ−ＧＩＸ　（１＋Ｄ）ＸＬｏ 但し、車間距離ゲインをＧｌとした。

そして、算出された適正車間距離Ｌは適正車速操作量制
御手段３８に送られる。この適正車速操作量制御手段３
８では送られてきた適正車間距離に基づいて、適正車速
にするためにスロットルアクチュエータ４０、ブレーキ
アクチュエータ４２に指令を送るべき補正量を危険度算
出手段３４と同様にファジィ推論により算出する。

第６図は第３図と同様にファジィ推論に用いられる各パ
ラメータの評価基準を示したものである。

適正車間距離とともに適正車速操作量制御手段３８に送
られる自車速並びに相対速度には第３図と同様の３つの
評価基準Ｓ，Ｍ％Ｂ及びＮ％Ｚ．．Ｐを割当てている。

また、車間距離差は適正車間距離と実際の車間距離との
差を表しており、このパラメータに対してはＮ　（Ｎｅ
ｇａ　ｔ　ｉ　ｖｅ　：適正車間距離より短い）、Ｚ（
Ｚｅｒｏ：適正車間距Ｍ）　、Ｐ　（Ｐｏｓ　ｉ　ｔ　
ｉｖｅ　：適正車間距離より長い）を割当て、出力であ
る操作補正量に対しては５つの評価基準ＮＳ　（Ｎｅｇ
ａｔ　ｉｖｅｓｍａｌ１：小さく減速）　、ＮＢ　（Ｎ
ｅｇａ　ｔ　ｉ　ｖｅＢｉｇ：大きく減速）、２（現車
速維持）、ＰＳ（ＰｏｓｉｔｉｖｅＳｍａｌｌ：小さく
加速）、ＰＢ　（ＰｏｓｉｔｉｖｅＢｉｇ；大きく加速
）を割当てている。

第７図はこのように各パラメータに割当てた評価基準に
よって表現したファジィ制御則を示す。

このファジィ制御則も第４図と同様に運転者の感覚に合
致したルールを採用したものであり、例えば図中１段目
は 「もし自車速がＢ（大きい）かつ車間距離差がＮ（適正
車間距離より短い）かつ相対速度がＮ（負）であるなら
ば操作補正量がＮＢ（大きく減速）」なるルールを表し
、図中３段目は 「もし自車速がＢ（大きい）かつ車間距離差がＰ（適正
車間距離より長い）かつ相対速度が２（ゼロ）であるな
らば操作補正量が２（現車速維持）」なるルールを表し
ている。

第８図はこれらのルールの満足度を評価するために用い
た各評価基準のメンバーシップ関数を示したもの，であ
り、第８図（Ａ）は自車速のＳ，Ｍ，Ｂのメンバーシッ
プ関数を、第８図（Ｂ）は相対速度のＮ，Ｚ，Ｂのメン
バーシップ関数を、第８図（Ｃ）は車間距離差のＮ％Ｚ
，Ｐのメンバーシップ関数を、そして第８図（Ｄ）は操
作補正量のＮＢ，ＮＳ％Ｚ，ＰＳ，ＰＢのメンバーシッ
プ関数をそれぞれ表している。

操作補正量を算出する際には、まず各パラメータの度合
いを求める。例えば車間距離差が−５０ｍ１すなわち適
正車間距離より５０ｍ短かいときには、自車速−１００
Ｋｍ／ｈ，相対速度一一５０ｍであることを考えると、
メンバーシップ関数より、 自車速： Ｓ鱈Ｏ Ｍ−０．　　２ Ｂ−１．　　０ 車間距離差： ｐ−ｚ−ｏ Ｎ冒１．０ 相対速度： Ｎ−Ｚ−０．５ Ｐ冒０ なる度合いとなる。すると、第７図のファジィ制御則に
おける第１段目のルールに対しては、自車速がＢの度合
い　　−１．０ 車間距離差がＮの度合い−１．　　０ 相対速度がＮの度合い　−０．　　５ となり、このルールの条件部の満足度は、１．ＯＸＩ．
ＯＸ０．５ −０．５ となる。そして、このルールの結論部である操作補正量
がＮＢ（大きく減速）のメンバーシップ関数にこの条件
部の満足度を乗じてメンバーシップ関数を満足度に応じ
て補正する。

このような操作を第７図のすべてのファジィ制御則につ
いて行い条件部の満足度に応じて結論部のメンバーシッ
プ関数を補正し、これら補正されたメンバーシップ関数
の論理和をとる。そして、この論理和の重心を算出する
ことにより運転者の感覚に合致する操作補正量を算出し
てスロットルアクチュエータ４０及びブレーキアクチュ
エータ４２に指令することができる。

このように、本実施例ではファジィ推論を用いて運転車
の運転感覚に合致した制御が可能となるが、運転者によ
ってはこのように得られた制御が最適でない場合がある
。すなわち、一般に運転者によって同一の車間距離、自
車速でも感じる危険度が異なり、このため運転者によっ
ては危険と判断していない状況でも自動的にブレーキン
グが行われてしまったり、あるいは運転者によってはも
う少し車間距離を取りたいにもかかわらずブレーキング
がなかなか行われないなど、算出された適正車速が各運
転者によって異なる運転感覚に必ずしも合致するとは限
らない。そこで、本実施例では、各運転者の特性に自動
的に合致させることができるセルフチューニング手段４
４を設けている。

第２図はこのセルフチューニング手段４４の機能を説明
するフローチャートである。このセルフチューニング手
段４４には適正車速操作量制御手段３８からの操作補正
量情報及び車速センサ３２からの自車速か人力され、適
正車速と実際の自車速（以下実車速という）が比較され
る（ステップ５２）。すなわち、走行制御中に運転者が
アクセルあるいはブレーキを操作して適正車速を変更し
た場合、実車速と適正車速は異なる値となる。従って、
このステップ５２でＮｏと判定された場合には運転者が
アクセルあるいはブレーキを操作したことを意味する。

Ｎｏと判定されたときには、次にステップ５４にて適正
車速と実車速の大小関係が比較される。

実車速〉適正車速のときには運転者がアクセルを操作し
たことを示し、これは運転者が危険度算出手段３４、適
正車間距離算出手段３６及び適正車速操作量制御手段３
８の一連の走行制御装置で算出された適正車速が自分に
とっては適正ではなく、比較的低速度であったことを意
味している。そこで、ステップ５４にてＹＥＳと判定さ
れたときには、このセルフチューニング手段４４は危険
度算出手段３４に信号を送り、第５図に示すメンバーシ
ップ関数の危険度パラメータの各評価基準の度合いを変
更して危険度を小さめに評価する（ステップ５８）。

また、実車速く適正車速のときには運転者がブレーキを
操作したことを示し、これは運転者が危険度算出手段３
４、適正車間距離算出手段３６及び適正車速操作量制御
手段３８の一連の走行制御装置で算出された適正車速が
自分にとって適正ではなく、比較的高速度であったこと
を意味している。そこで、ステップ５４にてＮｏと判定
されたときにはこのセルフチューニング手段４４は危険
度算出手段３４に信号を送り、第５図に示すメンバーシ
ップ関数の危険度パラメータの各評価基準の度合いを変
更して危険度を大きめに評価する（ステップ５６〉。

このように、運転者が適正車速に対して補正を行ったか
否かを適正車速と実車速の大小関係で判別し、運転者が
アクセルを操作したときには危険度を下げるように、ま
たブレーキを操作したときには逆に危険度を上げるよう
にセルフチューニング手段４４によって危険度算出パラ
メータの評価基準を調整することにより、危険度算出手
段３４にて算出される危険度は順次運転者の運転感覚に
合致した値に調整されるので、運転者はアクセルあるい
はブレーキ操作を行う回数が順次減少していき、快適な
自動追従走行が可能となるのである。

［発明の効果〕 以上説明したように、本発明によれば運転者の運転特性
に合致して自動的に危険度や適正車間距離を変更させる
ことができ、このため運転者はステアリング操作等の他
の動作に集中することができ、より安全かつ快適に前方
車に追従して走行することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る車両用走行制御装置の一実施例の
ブロック図、 第２図は同実施例のフローチャート図、第３図は同実施
例の危険度制御パラメータ評価基準を表す表図、 第４図は同実施例の危険度ファジィ制御則を表す表図、 第５図は同実施例のメンバーシップ関数を表すグラフ図
、 第６図は同実施例の操作補正量制御パラメータ評価基準
を表す表図、 第７図は同実施例の操作補正量ファジィ制御則を表す表
図、 第８図は同実施例のメンバーシップ関数を表すグラフ図
、 第９図、第１０図は従来のシステムあるいは装置のブロ
ック図である。 ３０　・・・　レーザレーダ装置 ３２　・・・　車速センサ 危険度算出手段 適正車間距離算出手段 適正車速操作量制御手段 スロットルアクチュエータ ブレーキアクチュエータ セルフチューニング手段

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 前方車との車間距離及び相対速度を検出するレーザレー
   ダ装置と、 自車の走行速度を検出する車速センサと、 前記レーザレーダ装置及び車速センサからの検出信号に
   基づき危険度指数を算出する危険度算出手段と、 この危険度算出手段で算出された危険度指数に基づき前
   方車と自車との適正車間距離を算出する適正車間距離算
   出手段と、 この適正車間距離算出手段で算出された適正車間距離に
   基づき自車の加減速制御量を算出する適正車速操作量制
   御手段と、 この適正車速操作量制御手段で算出された制御量が運転
   者のアクセルあるいはブレーキ操作によって変更された
   ときに前記危険度算出手段にて算出される危険度指数を
   この変更量に応じて調整するセルフチューニング手段と
   、 を具備し、運転者のアクセルあるいはブレーキ操作の状
   況に応じて危険度を調整し自車の走行を制御することを
   特徴とする車両用走行制御装置。