车辆用行驶控制装置转让专利
申请号 : CN200680003729.8
文献号 : CN100590011C
文献日 : 2010-02-17
发明人 : 阿部恭一
申请人 : 丰田自动车株式会社
摘要 :
转弯行驶用目标加速度运算部(40)计算转弯行驶用目标加速度atc。第一转弯行驶用目标加速度运算部(42)计算与缓弯对应的第一目标加速度at1，第二转弯行驶用目标加速度运算部(43)计算与急弯对应的第二目标加速度at2。转弯行驶用目标加速度atc取第一目标加速度at1和第二目标加速度at2之中的小的数值。追随用目标加速度运算部(20)计算追随用目标加速度atf，定速用目标加速度运算部(30)计算定速用目标加速度atu。协调部(4)选择转弯行驶用目标加速度atc、定速用目标加速度atu、以及追随用目标加速度atf之中的最小值作为目标加速度。
权利要求 :
1.一种车辆用行驶控制装置，其特征在于，具有：
相对关系计算单元，计算由物体检测单元检测出的作为目标的物体与 自己车辆的相对关系；
多元设定单元，进行目标相对关系的设定、定义可以允许的转弯状态 的第一转弯允许度的设定、以及定义可以允许的转弯状态的第二转弯允许 度的设定，所述第二转弯允许度能够允许的转弯状态比所述第一转弯允许 度能够允许的转弯状态缓和，所述目标相对关系即作为目标的相对关系；
第一计算单元，根据所述相对关系和所述目标相对关系来计算第一速 度控制量；
第二计算单元，根据所述第一转弯允许度来计算第二速度控制量；
第三速度计算单元，根据所述第二转弯允许度来计算第三速度控制 量，并且当所述第三速度控制量低于规定为所述第三速度控制量的下限的 下限值时，采用所述下限值来作为所述第三速度控制量；以及控制单元，根据第一速度控制量、第二速度控制量、以及第三速度控 制量之中的最小值来控制车辆的制动力或驱动力。
2.如权利要求1所述的车辆用行驶控制装置，其特征在于，所述下限值为0。
说明书 :
技术领域
本发明涉及车辆用行驶控制装置，特别涉及进行控制以使自己的车辆 追随先行车辆而行驶的车辆用行驶控制装置。
背景技术
近年来，为了减轻驾驶车辆的驾驶员的操作负担，开发了一种使自己 的车辆追随在前方行驶的先行车辆而行驶的车辆用行驶控制装置。在该行 驶控制装置中，例如，为了使通过摄像机或雷达等传感器检测出的先行车 辆与自己车辆的车间距离成为目标车间距离，对自己车辆的加速度进行控 制。
作为该行驶控制装置，例如，日本专利文献特开2003-200751号公 报公开了一种自动追随控制装置。该自动追随控制装置在进行追随控制时 检测先行车辆相对于自己车辆位置的角度以及由于自己车辆的方向和先行 车辆的方向而产生的先行车辆的倾斜度，并根据检测出的角度和倾斜度来 推断自己车辆将进入的转弯半径。另外，根据该转弯半径来确定自己车辆 的加速度。
作为该行驶控制装置，例如，日本专利文献特开2003-200751号公 报公开了一种自动追随控制装置。该自动追随控制装置在进行追随控制时 检测先行车辆相对于自己车辆位置的角度以及由于自己车辆的方向和先行 车辆的方向而产生的先行车辆的倾斜度，并根据检测出的角度和倾斜度来 推断自己车辆将进入的转弯半径。另外，根据该转弯半径来确定自己车辆 的加速度。
发明内容
在上述专利文献1所公开的行驶控制装置中，将用于进行追随控制的 加速度和用于在转弯处安全行驶的加速度相加而计算出自己车辆的加速 度。因此，在先行车辆在转弯处加速等情况下，由于计算追随该先行车辆 的增速的加速度，因此有可能无法充分地使自己的车辆减速。
因此，本发明的目的在于提供一种车辆用行驶控制装置，当追随先行 车辆进行行驶控制时，无论先行车辆的加减速的状态，均可以使自己车辆 在转弯处安全地行驶。
为了解决上述问题，本发明的车辆用行驶控制装置具有：相对关系计 算单元，计算由物体检测单元检测出的作为目标的物体与自己车辆的相对 关系；多元设定单元，进行目标相对关系的设定、定义可以允许的转弯状 态的第一转弯允许度的设定、以及可以允许的转弯状态比第一转弯允许度 缓和的第二转弯允许度的设定，所述目标相对关系即作为目标的相对关 系；第一计算单元，根据相对关系和目标相对关系来计算第一速度控制 量；第二计算单元，根据第一转弯允许度来计算第二速度控制量；第三速 度计算单元，根据第二转弯允许度来计算第三速度控制量，并且当第三速 度控制量低于规定为第三速度控制量的下限的下限值时，采用下限值来作 为第三速度控制量；以及控制单元，根据第一速度控制量、第二速度控制 量、以及第三速度控制量之中的最小值来控制车辆的制驱动力。
本发明的车辆用行驶控制装置具有：第一计算单元，根据目标相对关 系和相对关系来计算第一速度控制量；以及第二计算单元，根据定义可以 允许的转弯状态的第一转弯允许度来计算第二速度控制量；根据由所述计 算单元计算出的速度控制量之中的最小值来控制车辆的制驱动力。因此， 在以下等各种情况下均可以控制为安全车速，所述情况例如包括：在转弯 处以可以安全行驶的速度来行驶时车辆间距缩小的情况、在转弯处行驶时 车辆之间分离开的情况、在追赶先行车辆时进入转弯的情况。因此，无论 先行车辆的加减速的状态，均可以使自己车辆在转弯处安全地行驶。
并且，除了直接控制车辆速度的速度控制量以外，本发明所说的“速 度控制量”还包括加速度控制量、驱动力控制量等可以作为控制结果来控 制车辆速度的量。另外，本发明所说的“目标相对关系”是目标物体与自 己车辆之间的相对关系的目标，具体地说，例如，当目标物体为先行车辆 时，可以列举出目标车间距离、目标车间时间、目标相对速度等。并且， 本发明所说的“转弯状态”可以通过转弯半径(转弯R)、转弯的曲率等 来表示。
在转弯允许度只有1种的情况下，当为与缓弯相适应的转弯允许度 时，减速会过大，相反当为与急弯相适应的转弯允许度时，在缓弯处的减 速会变小。另外，可以考虑以下方式，即，单纯地设定急弯用的第一转弯 允许度和缓弯用的第二转弯允许度，根据第一转弯允许度来计算第二速度 控制量，根据第二转弯允许度来计算第三速度控制量。但是，在该情况 下，在第二速度控制量和第三速度控制量之中，第三速度控制量始终较 小，从而不会选择第三速度控制量，因此无法消除转弯允许度只有1种时 的不便。因此，在本发明的行驶控制装置中，对第三速度控制量设定下限 值，当第三速度控制量低于下限值时，将该下限值设定为第三速度控制 量。因此，当第二速度控制量低于第三速度控制量的下限值时，采用第二 速度控制量，因此可以有效地利用第二速度控制量和第三速度控制量，因 而可以很好地消除转弯允许度只有1种时的不便。
另外，下限值也可以为0。
这样一来，通过将第三速度控制量的下限值设定为0，在缓弯处行驶 时自己车辆不会加速。因此，在必要的状况下能够可靠地进行减速。
根据以下的详细说明，本发明进一步的应用范围将更加明确。但是， 详细的说明和特定的事例表示本发明优选的实施方式，仅用于例示，根据 该详细的说明，本发明的思想及范围内的各种变形和改良对本领域技术人 员来说是显而易见的。
因此，本发明的目的在于提供一种车辆用行驶控制装置，当追随先行 车辆进行行驶控制时，无论先行车辆的加减速的状态，均可以使自己车辆 在转弯处安全地行驶。
为了解决上述问题，本发明的车辆用行驶控制装置具有：相对关系计 算单元，计算由物体检测单元检测出的作为目标的物体与自己车辆的相对 关系；多元设定单元，进行目标相对关系的设定、定义可以允许的转弯状 态的第一转弯允许度的设定、以及可以允许的转弯状态比第一转弯允许度 缓和的第二转弯允许度的设定，所述目标相对关系即作为目标的相对关 系；第一计算单元，根据相对关系和目标相对关系来计算第一速度控制 量；第二计算单元，根据第一转弯允许度来计算第二速度控制量；第三速 度计算单元，根据第二转弯允许度来计算第三速度控制量，并且当第三速 度控制量低于规定为第三速度控制量的下限的下限值时，采用下限值来作 为第三速度控制量；以及控制单元，根据第一速度控制量、第二速度控制 量、以及第三速度控制量之中的最小值来控制车辆的制驱动力。
本发明的车辆用行驶控制装置具有：第一计算单元，根据目标相对关 系和相对关系来计算第一速度控制量；以及第二计算单元，根据定义可以 允许的转弯状态的第一转弯允许度来计算第二速度控制量；根据由所述计 算单元计算出的速度控制量之中的最小值来控制车辆的制驱动力。因此， 在以下等各种情况下均可以控制为安全车速，所述情况例如包括：在转弯 处以可以安全行驶的速度来行驶时车辆间距缩小的情况、在转弯处行驶时 车辆之间分离开的情况、在追赶先行车辆时进入转弯的情况。因此，无论 先行车辆的加减速的状态，均可以使自己车辆在转弯处安全地行驶。
并且，除了直接控制车辆速度的速度控制量以外，本发明所说的“速 度控制量”还包括加速度控制量、驱动力控制量等可以作为控制结果来控 制车辆速度的量。另外，本发明所说的“目标相对关系”是目标物体与自 己车辆之间的相对关系的目标，具体地说，例如，当目标物体为先行车辆 时，可以列举出目标车间距离、目标车间时间、目标相对速度等。并且， 本发明所说的“转弯状态”可以通过转弯半径(转弯R)、转弯的曲率等 来表示。
在转弯允许度只有1种的情况下，当为与缓弯相适应的转弯允许度 时，减速会过大，相反当为与急弯相适应的转弯允许度时，在缓弯处的减 速会变小。另外，可以考虑以下方式，即，单纯地设定急弯用的第一转弯 允许度和缓弯用的第二转弯允许度，根据第一转弯允许度来计算第二速度 控制量，根据第二转弯允许度来计算第三速度控制量。但是，在该情况 下，在第二速度控制量和第三速度控制量之中，第三速度控制量始终较 小，从而不会选择第三速度控制量，因此无法消除转弯允许度只有1种时 的不便。因此，在本发明的行驶控制装置中，对第三速度控制量设定下限 值，当第三速度控制量低于下限值时，将该下限值设定为第三速度控制 量。因此，当第二速度控制量低于第三速度控制量的下限值时，采用第二 速度控制量，因此可以有效地利用第二速度控制量和第三速度控制量，因 而可以很好地消除转弯允许度只有1种时的不便。
另外，下限值也可以为0。
这样一来，通过将第三速度控制量的下限值设定为0，在缓弯处行驶 时自己车辆不会加速。因此，在必要的状况下能够可靠地进行减速。
根据以下的详细说明，本发明进一步的应用范围将更加明确。但是， 详细的说明和特定的事例表示本发明优选的实施方式，仅用于例示，根据 该详细的说明，本发明的思想及范围内的各种变形和改良对本领域技术人 员来说是显而易见的。
附图说明
图1是本发明的车辆用行驶控制装置的方框构成图；
图2是转弯行驶用目标加速度运算部的方框构成图；
图3是表示行驶控制程序的流程图；
图4是表示继图3之后的程序的流程图；
图5是表示最终计算目标加速度的程序的流程图；
图6的(a)是表示追随用目标加速度、第一目标加速度、以及第二目 标加速度的经时变化的坐标图，图6的(b)是表示目标加速度的经时变 化的坐标图。
图2是转弯行驶用目标加速度运算部的方框构成图；
图3是表示行驶控制程序的流程图；
图4是表示继图3之后的程序的流程图；
图5是表示最终计算目标加速度的程序的流程图；
图6的(a)是表示追随用目标加速度、第一目标加速度、以及第二目 标加速度的经时变化的坐标图，图6的(b)是表示目标加速度的经时变 化的坐标图。
具体实施方式
以下，参照附图来说明本发明的优选实施方式。图1是本发明的车辆 用行驶控制装置的方框构成图；图2是转弯行驶用目标加速度运算部的方 框构成图。
如图1所示，本实施方式的车辆行驶控制装置具有目标加速度运算部 1。在目标加速度运算部1中设置有：识别部2、目标加速度候补运算部 3、协调部4、以及变化率限制部5。另外，在目标加速度运算部1上连接 有：距离传感器11、CCD摄像机12、车速传感器13、作为本发明的转弯 状态检测单元的偏航率(yaw rate)传感器14、以及作为本发明的控制单 元的致动器选择部15。并且，在目标加速度候补运算部3中设置有：作为 本发明的相对关系计算单元和第一计算单元的追随用目标加速度运算部 20、定速用目标加速度运算部30、以及作为多元设定单元的转弯行驶用目 标加速度运算部40。并且，如图2所示，在转弯行驶用目标加速度运算部 40中设置有：多元存储部41、作为本发明的第三计算单元的第一转弯行 驶用目标加速度运算部42、作为本发明的第二计算单元的第二转弯行驶用 目标加速度运算部43、以及选择部44。
距离传感器11例如由安装在自己车辆的前端部分的毫米波雷达传感 器构成，检测与位于自己车辆前方的、作为本发明目标物体的先行车辆的 距离。距离传感器11将检测出的先行车辆与自己车辆之间的距离发送给 目标加速度运算部1中的识别部2。CCD摄像机12例如设置在自己车辆 的前挡风玻璃附近，对自己车辆前方的图像进行摄像。CCD摄像机12将 摄取的图像发送给目标加速度运算部1中的识别部2。另外，车速传感器 13例如安装在自己车辆的车身上，检测自己车辆的车速。车速传感器13 将检测出的车速发送给识别部2。并且，偏航率传感器14例如安装在自己 车辆的车身上，检测自己车辆的偏航率。偏航率传感器14将检测出的偏 航率发送给转弯行驶用目标加速度运算部40。
识别部2通过对CCD摄像机12发送的图像进行图像处理而对描画在 道路上的白线或道路上的障碍物进行识别。另外，识别部2根据由距离传 感器11发送的距离信息来计算与先行车辆之间的相对距离、相对速度、 以及相对加速度。识别部2将计算出的与先行车辆的相对距离、相对速 度、以及相对加速度发送给目标加速度候补运算部3中的追随用目标机速 度运算部20和转弯行驶用目标加速度运算部40。并且，识别部2将由车 速传感器13发送的车速发送给追随用目标加速度运算部20和转弯行驶用 目标加速度运算部40。
追随用目标加速度运算部20存储当计算目标车间距离时所使用的目 标车间时间ht，根据该目标车间时间ht和由识别部2发送的自己车辆的速 度，按照下述(1)式来计算目标车间距离AL。
AL＝ht*V …(1)
另外，追随用目标加速度运算部20存储用于计算目标加速度的控制 增益K1、K2，使用计算出的目标车间距离AL、由识别部发送的与先行车 辆的车间距离L和相对速度VR、以及存储的控制增益K1、K2，根据下述 (2)式来计算追随用目标加速度atf。追随用目标加速度运算部20将计算 出的追随用目标加速度atf发送给协调部4。
atf＝K1(L-AL)+K2*VR …(2)
定速用目标加速度运算部30计算作为用于以设定车速行驶的目标加 速度的定速用目标加速度atu，将计算出的定速用目标加速度atu发送给协 调部4。
转弯行驶用目标加速度运算部40中的多元存储部41预先存储：规定 的控制增益K；作为转弯状态的转弯半径大而缓的转弯处的允许横向加速 度、即缓弯允许横向加速度G1；以及转弯半径小而急的转弯处的允许横 向加速度、即急弯允许横向加速度G2。多元存储部41构成本发明的多元 存储单元。另外，转弯允许度在本实施方式中是以横向加速度定义的数 值，缓弯允许横向加速度G1为本发明的第二转弯允许度，急弯允许横向 加速度G2为本发明的第一转弯允许度。
作为这里的控制增益K，可以设定为用于在根据自己车辆的目标速度 与实际速度的偏差来求目标加速度时使用的规定数值。另外，对于这里的 允许横向加速度，预先设定多个在转弯处行驶时与驾驶员感觉到的缓急相 适应的横向加速度。具体地说，例如，作为缓弯允许横向加速度G1，设 定为0.15G；作为急弯允许横向加速度G2，设定为0.3G。并且，作为转 弯允许度的横向加速度0.3G比起作为转弯允许度的横向加速度0.15G，甚 至在急弯状态下都可以允许，因此横向加速度以较大数值定义的转弯允许 度甚至在急弯处都可以允许。相反，作为转弯允许度的横向加速度0.15G 比起作为转弯允许度的横向加速度0.3G，仅可以在缓弯状态下允许，因此 横向加速度以较小数值定义的转弯允许度仅可以在缓弯状态下允许。多元 存储部41将目标速度Av和缓弯允许横向加速度G1发送给第一转弯行驶 用目标加速度运算部42，将目标速度Av和急弯允许横向加速度G2发送 给第二转弯行驶用目标加速度运算部43。
第一转弯行驶用目标加速度运算部42根据由偏航率传感器14发送的 偏航率来计算转弯半径R。第一转弯行驶用目标加速度运算部42使用计算 出的转弯半径R和由多元存储部41发送的缓弯允许横向加速度G1，应用 下述(3)式来计算第一目标速度Av1。
Av1＝sqrt(R*G1)…(3)
另外，第一转弯行驶用目标加速度运算部42使用计算出的第一目标 速度Av1和由识别部2发送的自己车辆的速度v，根据下述(4)来计算第 一目标加速度at1。并且，第一转弯行驶用目标加速度运算部42将第一目 标加速度at1的下限值例如设定为0G。为此，第一转弯行驶用目标加速度 运算部42对计算出的第一目标加速度at1和作为下限值的0G进行比较， 当第一目标加速度at1低于0G时，将下限值0G作为第一目标加速度 at1。然后，第一转弯行驶用目标加速度运算部42将计算出的第一目标加 速度at1(当低于下限值时，为作为下限值的0G)发送给选择部44。
at1＝K*(Av1-v)…(4)
第二转弯行驶用目标加速度运算部43使用转弯半径R和由多元存储 部41发送的急弯允许横向加速度G2，按照下述(5)式来计算第二目标 速度Av2。
Av2＝sqrt(R*G2)…(5)
另外，第二转弯行驶用目标加速度运算部43使用计算出的第二目标 速度Av2和由识别部2发送的自己车辆的速度v，根据下述(6)来计算第 二目标加速度at2。并且，第二转弯行驶用目标加速度运算部43将第二目 标加速度at2的下限值例如设定为-0.3G。为此，第二转弯行驶用目标加 速度运算部43对计算出的第二目标加速度at2和作为下限值的-0.3G进行 比较，当第二目标加速度at2低于-0.3G时，将下限值-0.3G作为第二目 标加速度at1。然后，第二转弯行驶用目标加速度运算部43将计算出的第 二目标加速度at2(当低于下限值时，为作为下限值的-0.3G)发送给选 择部44。
at2＝K*(Av2-v)…(6)
选择部44对由第一转弯行驶用目标加速度运算部42发送的第一目标 加速度at1和由第二转弯行驶用目标加速度运算部43发送的第二目标加速 度at2进行比较。并且，选择第一目标加速度at1与第二目标加速度at2之 中的较小者作为转弯行驶用目标加速度atc，将其发送给协调部4。
协调部4在由追随用目标加速度运算部20、定速用目标加速度运算部 30、转弯行驶用目标加速度运算部40发送的3个目标加速度atf、atu、atc 之间进行协调，将最小的目标加速度确定为目标加速度at。将如此确定的 目标加速度发送给变化率限制部5。
变化率限制部5存储规定的自己车辆的加速度的变化率的限制值。变 化率限制部5对由协调部4发送的目标加速度和存储的限制值进行比较， 在加速度的变化率不超过限制值的情况下，采用由协调部4发送的目标加 速度作为目标加速度。另外，在由协调部4发送的目标加速度超过限制值 的情况下，采用该限制值作为目标加速度。
变化率限制部5将采用的目标加速度发送给致动器选择部15。致动器 选择部15与未图示的发动机控制装置和制动器控制装置连接，当采用的 目标加速度为正值时，将目标加速度发送给发动机控制装置，当为负值 时，将目标加速度发送给制动器控制装置。发动机控制装置和制动器控制 装置各自对发动机和制动器进行控制，以便达到分别发送的目标加速度。
下面，说明本实施方式的行驶控制装置的行驶控制程序。图3是表示 本实施方式的行驶控制的程序的流程图，图4是表示继图3之后的流程 图。这里，对作为本实施方式的特征部分的转弯行驶用目标加速度运算部 40的控制程序进行说明。
如图3所示，在本实施方式的行驶控制中，当要计算转弯行驶用目标 加速度atc时，首先，第一转弯行驶用目标加速度运算部42将允许横向加 速度设定为缓弯允许加速度G1(S1)。该缓弯允许横向加速度G1被设定 为0.15G。然后，为了求出作为第一目标速度Av1的、用于达到该缓弯允 许横向加速度G1的车辆速度，根据上述(3)式来计算第一目标速度Av1 (S2)。并且，为了求出用于达到该第一目标速度Av1的加速度，根据所 述(4)式来计算第一目标加速度at1(S3)。
这样计算出第一目标加速度at1之后，判断第一目标加速度a¨是否小 于0(S4)。结果，当第一目标加速度at1小于0时，将第一目标加速度 at1设定为0，当第一目标加速度at1大于等于0时，采用计算出的第一目 标加速度at1作为第一目标加速度at1。这样，通过将在缓弯处行驶时的第 一目标加速度at1的下限值设定为0，在作为第一计算单元的追随用目标 加速度运算部20计算出更小的第一目标加速度at1、作为第二计算单元的 第二转弯行驶用目标加速度运算部43计算出大于下限值0G的第二目标加 速度at2的缓弯处，进行使目标加速度为下限值0G的制驱动力的控制，因 此可以防止在缓弯处对车辆进行加速控制。另一方面，将允许横向加速度 作为缓弯允许横向加速度G1而计算出第一目标加速度at1之后，如图4所 示，第二转弯行驶用目标加速度运算部43将允许横向加速度设定为大于 缓弯允许横向加速度G1的急弯允许横向加速度G2(S6)。急弯允许横向 加速度G2被设定为0.3G。这样，通过分别设定在缓弯处和急弯处行驶时 的允许横向加速度，可以设定相应于各转弯的加速度。
这样一来，设定急弯允许横向加速度G2之后，为了求出作为第二目 标速度Av2的、用于达到该急弯允许横向加速度G2的车辆速度，根据上 述(5)式来计算第二目标速度Av2(S7)。并且，为了求出用于达到该 第二目标速度Av2的加速度，根据上述(6)式来计算第二目标加速度at2 (S8)。
与此相对，在本实施方式中，对第一目标加速度at1设定规定的下限 值(G＝0)。因此，在作为第一计算单元的追随用目标加速度运算部20 计算出小于下限值0G的第一目标加速度at1、作为第二计算单元的第二转 弯行驶用目标加速度运算部43计算出大于下限值0G的第二目标加速度 at2的缓弯处，进行使目标加速度为下限值0G的制驱动力的控制，因此可 以防止在缓弯处进行加速控制。并且，当从在缓弯处行驶变为在第二目标 加速度at2小于下限值0G的急弯处行驶的情况时，从目标加速度为0G的 匀速的行驶状态，选择作为第三计算单元的第一转弯行驶用目标加速度运 算部42计算出的第二目标加速度at2来进行车辆的减速控制，因此与突然 进行减速的情况相比，可以使减速冲击较小。因此，当接近急弯时突然进 行紧急减速的情况减少，从而可以避免在急弯处行驶时乘客的乘坐舒适感 降低。
这样计算出第二目标加速度at2之后，判断第二目标加速度at2是否小 于-0.3G(S9)。结果，当第二目标加速度at2小于-0.3G时，将第二目 标加速度at2设定为-0.3G(S10)，当第二目标加速度at2大于等于一 0.3G时，采用计算出的第二目标加速度at2作为第二目标加速度at2。
这样在步骤S6中计算出第一目标加速度at1、在步骤S11中计算出第 二目标加速度at2之后，判断第一目标加速度at1是否小于第二目标加速度 at2(S11)。结果，当第一目标加速度at1小于第二目标加速度时，选择 第一目标加速度at1作为转弯行驶用目标加速度atc(S12)。另外，当第 一目标加速度at1大于等于第二目标加速度时，选择第二目标加速度at2作 为转弯行驶用目标加速度atc(S13)。
这里，当不对第一目标加速度at1设定下限值时，第一目标加速度at1 始终小于第二目标加速度at2。因此，不会使用第二目标加速度at2，在急 弯处行驶时，设定为与在缓弯处行驶时相同的目标加速度，在急弯处大幅 减速，从而导致乘坐舒适感降低。
与此相对，在本实施方式中，对第一目标加速度at1设定规定的下限 值(＝0G)。因此，当第二目标加速度at2低于该下限值时，第二目标加 速度at2低于第一目标加速度at1。此时，能够以考虑了在急弯处行驶时的 乘坐舒适感的加速度使自己的车辆减速。因此，可以避免在急弯处行驶时 乘客的乘坐舒适感降低。
接着，对最终的目标加速度的计算程序进行说明。图5是表示最终计 算目标加速度的程序的流程图。如图5所示，当计算目标加速度时，首 先，追随用目标加速度运算部20计算追随用目标加速度atf(S21)。根据 上述(2)式来计算追随用目标加速度atf。追随用目标加速度运算部20将 计算出的追随用目标加速度atf发送给协调部4。然后，定速用目标加速度 运算部30计算定速用目标加速度atu(S22)。定速用目标加速度运算部 30将计算出的定速用目标加速度atu发送给协调部4。
并且，转弯行驶用目标加速度运算部40计算转弯行驶用目标加速度 atc(S23)。按照图3、图4所示的流程图的程序来计算转弯行驶用目标 加速度atc。转弯行驶用目标加速度运算部40将计算出的转弯行驶用目标 加速度atc发送给协调部4。协调部4对分别由追随用目标加速度运算部 20、定速用目标加速度运算部30、以及转弯行驶用目标加速度运算部40 发送的追随用目标加速度atf、定速用目标加速度atu、以及转弯行驶用目 标加速度atc进行比较，选择其中的最小值，将该最小值设定为目标加速 度at(S24)。这样，确定了目标加速度。
下面，对本实施方式中进行行驶控制时的目标加速度的变化例子进行 说明。图6是表示目标加速度的经时变化的坐标图，(a)表示追随用目标 加速度atf、第一目标加速度at1、第二目标加速度at2的各自的经时变 化，(b)表示从协调部4输出的目标加速度的经时变化。
如图6的(a)所示，假定当自己车辆从直线行驶到转弯处时，追随用 目标加速度atf保持为大致恒定的加速度。此时，在直线行驶的X1的区域 内，第一目标加速度at1和第二目标加速度at2均为大的数值。当从该状态 进入到在缓弯处行驶的X2的区域内时，第一目标加速度at1减小，不久成 为低于追随用目标加速度atf的状态。另外，第一目标加速度at1从目标加 速度变为0的时点开始维持为0值。并且，在X2的区域内，第二目标加 速度at2迟于第一目标加速度at1而减小，始终维持为比第一目标加速度 at1大的数值。
然后，当进入在急弯处行驶的X3的区域内时，第二目标加速度at2作 为目标加速度而变为低于0值的状态。这里，第二目标加速度at2低于第 一目标加速度at1。之后，在急弯处行驶的后半部分，第二目标加速度at2 开始增加。然后，当进入在缓弯处行驶的X4的区域内时，第二目标加速 度at2超过0，大于第一目标加速度at1。然后，第一目标加速度at1也增 加，并大于追随用目标加速度atf。之后，在直线行驶的X5的区域内，第 一目标加速度at1和第二目标加速度at2均变为大于追随用目标加速度atf 的状态。
因此，作为协调部4最终计算出的目标加速度，如图6的(b)所 示，在自己车辆直线行驶的X1、X5的区域内，始终选择追随用目标加速 度atf。另外，在缓弯处行驶的X2、X4的区域内，从第一目标加速度at1 低于追随用目标加速度atf的时点开始，选择第一目标加速度at1。因此， 在缓弯处可以不进行不必要的减速。并且，在急弯处行驶的X3的区域 内，在第二目标加速度at2低于第一目标加速度at1的时点，选择第二目标 加速度at2。因此，在急弯处不会遗漏减速，从而不会使乘客的乘坐舒适 感降低。
以上说明了本发明的优选实施方式，但本发明不限于上述实施方式。 例如，在上述实施方式中，转弯行驶用目标加速度运算部40设定缓弯用 的第一目标加速度at1和急弯用的第二目标加速度at2，然而根据转弯的状 态，可以设定更多的目标加速度。另外，在上述实施方式中，根据计算出 速度控制量的目标加速度来进行设定，然而例如也可以采用以下方式， 即，直接计算出目标速度或者根据目标驱动力控制量来进行设定。
并且，在上述实施方式中，作为与目标物体之间的目标相对关系而使 用了目标车间距离，但也可以使用目标车间时间或目标相对时间。另一方 面，在上述实施方式中，这些相对目标关系或转弯允许度为预先设定、存 储的数值，但例如也可以由驾驶员通过开关或控制杆等进行设定，或者根 据驾驶员的驾驶特点、年龄等自动地进行设定。
另外，在上述实施方式中，使下限值为0G，但下限值也可以不为0， 例如也可以采用以下方式，即，为负的下限值-0.01G等使车辆减速的方 式，或者相反为正的下限值0.02G等。另外，根据转弯的状态，当采用设 定更多的目标加速度的方式时，优选设定多个下限值。具体地说，使与缓 弯允许度相对应的下限值大于与急弯允许度相对应的下限值。据此，可以 计算出从设定的多个下限值的大的下限值逐步地变为小的数值的目标加速 度。
如上所述，根据本发明，在追随先行车辆进行行驶控制时，无论先行 车辆的加减速的状态，均可以使自己的车辆在转弯处安全地行驶。
工业实用性
本发明涉及车辆用行驶控制装置，特别是可以用作进行控制以使自己 车辆追随先行车辆而行驶的车辆用行驶控制装置。
如图1所示，本实施方式的车辆行驶控制装置具有目标加速度运算部 1。在目标加速度运算部1中设置有：识别部2、目标加速度候补运算部 3、协调部4、以及变化率限制部5。另外，在目标加速度运算部1上连接 有：距离传感器11、CCD摄像机12、车速传感器13、作为本发明的转弯 状态检测单元的偏航率(yaw rate)传感器14、以及作为本发明的控制单 元的致动器选择部15。并且，在目标加速度候补运算部3中设置有：作为 本发明的相对关系计算单元和第一计算单元的追随用目标加速度运算部 20、定速用目标加速度运算部30、以及作为多元设定单元的转弯行驶用目 标加速度运算部40。并且，如图2所示，在转弯行驶用目标加速度运算部 40中设置有：多元存储部41、作为本发明的第三计算单元的第一转弯行 驶用目标加速度运算部42、作为本发明的第二计算单元的第二转弯行驶用 目标加速度运算部43、以及选择部44。
距离传感器11例如由安装在自己车辆的前端部分的毫米波雷达传感 器构成，检测与位于自己车辆前方的、作为本发明目标物体的先行车辆的 距离。距离传感器11将检测出的先行车辆与自己车辆之间的距离发送给 目标加速度运算部1中的识别部2。CCD摄像机12例如设置在自己车辆 的前挡风玻璃附近，对自己车辆前方的图像进行摄像。CCD摄像机12将 摄取的图像发送给目标加速度运算部1中的识别部2。另外，车速传感器 13例如安装在自己车辆的车身上，检测自己车辆的车速。车速传感器13 将检测出的车速发送给识别部2。并且，偏航率传感器14例如安装在自己 车辆的车身上，检测自己车辆的偏航率。偏航率传感器14将检测出的偏 航率发送给转弯行驶用目标加速度运算部40。
识别部2通过对CCD摄像机12发送的图像进行图像处理而对描画在 道路上的白线或道路上的障碍物进行识别。另外，识别部2根据由距离传 感器11发送的距离信息来计算与先行车辆之间的相对距离、相对速度、 以及相对加速度。识别部2将计算出的与先行车辆的相对距离、相对速 度、以及相对加速度发送给目标加速度候补运算部3中的追随用目标机速 度运算部20和转弯行驶用目标加速度运算部40。并且，识别部2将由车 速传感器13发送的车速发送给追随用目标加速度运算部20和转弯行驶用 目标加速度运算部40。
追随用目标加速度运算部20存储当计算目标车间距离时所使用的目 标车间时间ht，根据该目标车间时间ht和由识别部2发送的自己车辆的速 度，按照下述(1)式来计算目标车间距离AL。
AL＝ht*V …(1)
另外，追随用目标加速度运算部20存储用于计算目标加速度的控制 增益K1、K2，使用计算出的目标车间距离AL、由识别部发送的与先行车 辆的车间距离L和相对速度VR、以及存储的控制增益K1、K2，根据下述 (2)式来计算追随用目标加速度atf。追随用目标加速度运算部20将计算 出的追随用目标加速度atf发送给协调部4。
atf＝K1(L-AL)+K2*VR …(2)
定速用目标加速度运算部30计算作为用于以设定车速行驶的目标加 速度的定速用目标加速度atu，将计算出的定速用目标加速度atu发送给协 调部4。
转弯行驶用目标加速度运算部40中的多元存储部41预先存储：规定 的控制增益K；作为转弯状态的转弯半径大而缓的转弯处的允许横向加速 度、即缓弯允许横向加速度G1；以及转弯半径小而急的转弯处的允许横 向加速度、即急弯允许横向加速度G2。多元存储部41构成本发明的多元 存储单元。另外，转弯允许度在本实施方式中是以横向加速度定义的数 值，缓弯允许横向加速度G1为本发明的第二转弯允许度，急弯允许横向 加速度G2为本发明的第一转弯允许度。
作为这里的控制增益K，可以设定为用于在根据自己车辆的目标速度 与实际速度的偏差来求目标加速度时使用的规定数值。另外，对于这里的 允许横向加速度，预先设定多个在转弯处行驶时与驾驶员感觉到的缓急相 适应的横向加速度。具体地说，例如，作为缓弯允许横向加速度G1，设 定为0.15G；作为急弯允许横向加速度G2，设定为0.3G。并且，作为转 弯允许度的横向加速度0.3G比起作为转弯允许度的横向加速度0.15G，甚 至在急弯状态下都可以允许，因此横向加速度以较大数值定义的转弯允许 度甚至在急弯处都可以允许。相反，作为转弯允许度的横向加速度0.15G 比起作为转弯允许度的横向加速度0.3G，仅可以在缓弯状态下允许，因此 横向加速度以较小数值定义的转弯允许度仅可以在缓弯状态下允许。多元 存储部41将目标速度Av和缓弯允许横向加速度G1发送给第一转弯行驶 用目标加速度运算部42，将目标速度Av和急弯允许横向加速度G2发送 给第二转弯行驶用目标加速度运算部43。
第一转弯行驶用目标加速度运算部42根据由偏航率传感器14发送的 偏航率来计算转弯半径R。第一转弯行驶用目标加速度运算部42使用计算 出的转弯半径R和由多元存储部41发送的缓弯允许横向加速度G1，应用 下述(3)式来计算第一目标速度Av1。
Av1＝sqrt(R*G1)…(3)
另外，第一转弯行驶用目标加速度运算部42使用计算出的第一目标 速度Av1和由识别部2发送的自己车辆的速度v，根据下述(4)来计算第 一目标加速度at1。并且，第一转弯行驶用目标加速度运算部42将第一目 标加速度at1的下限值例如设定为0G。为此，第一转弯行驶用目标加速度 运算部42对计算出的第一目标加速度at1和作为下限值的0G进行比较， 当第一目标加速度at1低于0G时，将下限值0G作为第一目标加速度 at1。然后，第一转弯行驶用目标加速度运算部42将计算出的第一目标加 速度at1(当低于下限值时，为作为下限值的0G)发送给选择部44。
at1＝K*(Av1-v)…(4)
第二转弯行驶用目标加速度运算部43使用转弯半径R和由多元存储 部41发送的急弯允许横向加速度G2，按照下述(5)式来计算第二目标 速度Av2。
Av2＝sqrt(R*G2)…(5)
另外，第二转弯行驶用目标加速度运算部43使用计算出的第二目标 速度Av2和由识别部2发送的自己车辆的速度v，根据下述(6)来计算第 二目标加速度at2。并且，第二转弯行驶用目标加速度运算部43将第二目 标加速度at2的下限值例如设定为-0.3G。为此，第二转弯行驶用目标加 速度运算部43对计算出的第二目标加速度at2和作为下限值的-0.3G进行 比较，当第二目标加速度at2低于-0.3G时，将下限值-0.3G作为第二目 标加速度at1。然后，第二转弯行驶用目标加速度运算部43将计算出的第 二目标加速度at2(当低于下限值时，为作为下限值的-0.3G)发送给选 择部44。
at2＝K*(Av2-v)…(6)
选择部44对由第一转弯行驶用目标加速度运算部42发送的第一目标 加速度at1和由第二转弯行驶用目标加速度运算部43发送的第二目标加速 度at2进行比较。并且，选择第一目标加速度at1与第二目标加速度at2之 中的较小者作为转弯行驶用目标加速度atc，将其发送给协调部4。
协调部4在由追随用目标加速度运算部20、定速用目标加速度运算部 30、转弯行驶用目标加速度运算部40发送的3个目标加速度atf、atu、atc 之间进行协调，将最小的目标加速度确定为目标加速度at。将如此确定的 目标加速度发送给变化率限制部5。
变化率限制部5存储规定的自己车辆的加速度的变化率的限制值。变 化率限制部5对由协调部4发送的目标加速度和存储的限制值进行比较， 在加速度的变化率不超过限制值的情况下，采用由协调部4发送的目标加 速度作为目标加速度。另外，在由协调部4发送的目标加速度超过限制值 的情况下，采用该限制值作为目标加速度。
变化率限制部5将采用的目标加速度发送给致动器选择部15。致动器 选择部15与未图示的发动机控制装置和制动器控制装置连接，当采用的 目标加速度为正值时，将目标加速度发送给发动机控制装置，当为负值 时，将目标加速度发送给制动器控制装置。发动机控制装置和制动器控制 装置各自对发动机和制动器进行控制，以便达到分别发送的目标加速度。
下面，说明本实施方式的行驶控制装置的行驶控制程序。图3是表示 本实施方式的行驶控制的程序的流程图，图4是表示继图3之后的流程 图。这里，对作为本实施方式的特征部分的转弯行驶用目标加速度运算部 40的控制程序进行说明。
如图3所示，在本实施方式的行驶控制中，当要计算转弯行驶用目标 加速度atc时，首先，第一转弯行驶用目标加速度运算部42将允许横向加 速度设定为缓弯允许加速度G1(S1)。该缓弯允许横向加速度G1被设定 为0.15G。然后，为了求出作为第一目标速度Av1的、用于达到该缓弯允 许横向加速度G1的车辆速度，根据上述(3)式来计算第一目标速度Av1 (S2)。并且，为了求出用于达到该第一目标速度Av1的加速度，根据所 述(4)式来计算第一目标加速度at1(S3)。
这样计算出第一目标加速度at1之后，判断第一目标加速度a¨是否小 于0(S4)。结果，当第一目标加速度at1小于0时，将第一目标加速度 at1设定为0，当第一目标加速度at1大于等于0时，采用计算出的第一目 标加速度at1作为第一目标加速度at1。这样，通过将在缓弯处行驶时的第 一目标加速度at1的下限值设定为0，在作为第一计算单元的追随用目标 加速度运算部20计算出更小的第一目标加速度at1、作为第二计算单元的 第二转弯行驶用目标加速度运算部43计算出大于下限值0G的第二目标加 速度at2的缓弯处，进行使目标加速度为下限值0G的制驱动力的控制，因 此可以防止在缓弯处对车辆进行加速控制。另一方面，将允许横向加速度 作为缓弯允许横向加速度G1而计算出第一目标加速度at1之后，如图4所 示，第二转弯行驶用目标加速度运算部43将允许横向加速度设定为大于 缓弯允许横向加速度G1的急弯允许横向加速度G2(S6)。急弯允许横向 加速度G2被设定为0.3G。这样，通过分别设定在缓弯处和急弯处行驶时 的允许横向加速度，可以设定相应于各转弯的加速度。
这样一来，设定急弯允许横向加速度G2之后，为了求出作为第二目 标速度Av2的、用于达到该急弯允许横向加速度G2的车辆速度，根据上 述(5)式来计算第二目标速度Av2(S7)。并且，为了求出用于达到该 第二目标速度Av2的加速度，根据上述(6)式来计算第二目标加速度at2 (S8)。
与此相对，在本实施方式中，对第一目标加速度at1设定规定的下限 值(G＝0)。因此，在作为第一计算单元的追随用目标加速度运算部20 计算出小于下限值0G的第一目标加速度at1、作为第二计算单元的第二转 弯行驶用目标加速度运算部43计算出大于下限值0G的第二目标加速度 at2的缓弯处，进行使目标加速度为下限值0G的制驱动力的控制，因此可 以防止在缓弯处进行加速控制。并且，当从在缓弯处行驶变为在第二目标 加速度at2小于下限值0G的急弯处行驶的情况时，从目标加速度为0G的 匀速的行驶状态，选择作为第三计算单元的第一转弯行驶用目标加速度运 算部42计算出的第二目标加速度at2来进行车辆的减速控制，因此与突然 进行减速的情况相比，可以使减速冲击较小。因此，当接近急弯时突然进 行紧急减速的情况减少，从而可以避免在急弯处行驶时乘客的乘坐舒适感 降低。
这样计算出第二目标加速度at2之后，判断第二目标加速度at2是否小 于-0.3G(S9)。结果，当第二目标加速度at2小于-0.3G时，将第二目 标加速度at2设定为-0.3G(S10)，当第二目标加速度at2大于等于一 0.3G时，采用计算出的第二目标加速度at2作为第二目标加速度at2。
这样在步骤S6中计算出第一目标加速度at1、在步骤S11中计算出第 二目标加速度at2之后，判断第一目标加速度at1是否小于第二目标加速度 at2(S11)。结果，当第一目标加速度at1小于第二目标加速度时，选择 第一目标加速度at1作为转弯行驶用目标加速度atc(S12)。另外，当第 一目标加速度at1大于等于第二目标加速度时，选择第二目标加速度at2作 为转弯行驶用目标加速度atc(S13)。
这里，当不对第一目标加速度at1设定下限值时，第一目标加速度at1 始终小于第二目标加速度at2。因此，不会使用第二目标加速度at2，在急 弯处行驶时，设定为与在缓弯处行驶时相同的目标加速度，在急弯处大幅 减速，从而导致乘坐舒适感降低。
与此相对，在本实施方式中，对第一目标加速度at1设定规定的下限 值(＝0G)。因此，当第二目标加速度at2低于该下限值时，第二目标加 速度at2低于第一目标加速度at1。此时，能够以考虑了在急弯处行驶时的 乘坐舒适感的加速度使自己的车辆减速。因此，可以避免在急弯处行驶时 乘客的乘坐舒适感降低。
接着，对最终的目标加速度的计算程序进行说明。图5是表示最终计 算目标加速度的程序的流程图。如图5所示，当计算目标加速度时，首 先，追随用目标加速度运算部20计算追随用目标加速度atf(S21)。根据 上述(2)式来计算追随用目标加速度atf。追随用目标加速度运算部20将 计算出的追随用目标加速度atf发送给协调部4。然后，定速用目标加速度 运算部30计算定速用目标加速度atu(S22)。定速用目标加速度运算部 30将计算出的定速用目标加速度atu发送给协调部4。
并且，转弯行驶用目标加速度运算部40计算转弯行驶用目标加速度 atc(S23)。按照图3、图4所示的流程图的程序来计算转弯行驶用目标 加速度atc。转弯行驶用目标加速度运算部40将计算出的转弯行驶用目标 加速度atc发送给协调部4。协调部4对分别由追随用目标加速度运算部 20、定速用目标加速度运算部30、以及转弯行驶用目标加速度运算部40 发送的追随用目标加速度atf、定速用目标加速度atu、以及转弯行驶用目 标加速度atc进行比较，选择其中的最小值，将该最小值设定为目标加速 度at(S24)。这样，确定了目标加速度。
下面，对本实施方式中进行行驶控制时的目标加速度的变化例子进行 说明。图6是表示目标加速度的经时变化的坐标图，(a)表示追随用目标 加速度atf、第一目标加速度at1、第二目标加速度at2的各自的经时变 化，(b)表示从协调部4输出的目标加速度的经时变化。
如图6的(a)所示，假定当自己车辆从直线行驶到转弯处时，追随用 目标加速度atf保持为大致恒定的加速度。此时，在直线行驶的X1的区域 内，第一目标加速度at1和第二目标加速度at2均为大的数值。当从该状态 进入到在缓弯处行驶的X2的区域内时，第一目标加速度at1减小，不久成 为低于追随用目标加速度atf的状态。另外，第一目标加速度at1从目标加 速度变为0的时点开始维持为0值。并且，在X2的区域内，第二目标加 速度at2迟于第一目标加速度at1而减小，始终维持为比第一目标加速度 at1大的数值。
然后，当进入在急弯处行驶的X3的区域内时，第二目标加速度at2作 为目标加速度而变为低于0值的状态。这里，第二目标加速度at2低于第 一目标加速度at1。之后，在急弯处行驶的后半部分，第二目标加速度at2 开始增加。然后，当进入在缓弯处行驶的X4的区域内时，第二目标加速 度at2超过0，大于第一目标加速度at1。然后，第一目标加速度at1也增 加，并大于追随用目标加速度atf。之后，在直线行驶的X5的区域内，第 一目标加速度at1和第二目标加速度at2均变为大于追随用目标加速度atf 的状态。
因此，作为协调部4最终计算出的目标加速度，如图6的(b)所 示，在自己车辆直线行驶的X1、X5的区域内，始终选择追随用目标加速 度atf。另外，在缓弯处行驶的X2、X4的区域内，从第一目标加速度at1 低于追随用目标加速度atf的时点开始，选择第一目标加速度at1。因此， 在缓弯处可以不进行不必要的减速。并且，在急弯处行驶的X3的区域 内，在第二目标加速度at2低于第一目标加速度at1的时点，选择第二目标 加速度at2。因此，在急弯处不会遗漏减速，从而不会使乘客的乘坐舒适 感降低。
以上说明了本发明的优选实施方式，但本发明不限于上述实施方式。 例如，在上述实施方式中，转弯行驶用目标加速度运算部40设定缓弯用 的第一目标加速度at1和急弯用的第二目标加速度at2，然而根据转弯的状 态，可以设定更多的目标加速度。另外，在上述实施方式中，根据计算出 速度控制量的目标加速度来进行设定，然而例如也可以采用以下方式， 即，直接计算出目标速度或者根据目标驱动力控制量来进行设定。
并且，在上述实施方式中，作为与目标物体之间的目标相对关系而使 用了目标车间距离，但也可以使用目标车间时间或目标相对时间。另一方 面，在上述实施方式中，这些相对目标关系或转弯允许度为预先设定、存 储的数值，但例如也可以由驾驶员通过开关或控制杆等进行设定，或者根 据驾驶员的驾驶特点、年龄等自动地进行设定。
另外，在上述实施方式中，使下限值为0G，但下限值也可以不为0， 例如也可以采用以下方式，即，为负的下限值-0.01G等使车辆减速的方 式，或者相反为正的下限值0.02G等。另外，根据转弯的状态，当采用设 定更多的目标加速度的方式时，优选设定多个下限值。具体地说，使与缓 弯允许度相对应的下限值大于与急弯允许度相对应的下限值。据此，可以 计算出从设定的多个下限值的大的下限值逐步地变为小的数值的目标加速 度。
如上所述，根据本发明，在追随先行车辆进行行驶控制时，无论先行 车辆的加减速的状态，均可以使自己的车辆在转弯处安全地行驶。
工业实用性
本发明涉及车辆用行驶控制装置，特别是可以用作进行控制以使自己 车辆追随先行车辆而行驶的车辆用行驶控制装置。