JP2000177428A - Method and system for controlling vehicle running - Google Patents

Method and system for controlling vehicle running

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JP2000177428A
JP2000177428A JP10363471A JP36347198A JP2000177428A JP 2000177428 A JP2000177428 A JP 2000177428A JP 10363471 A JP10363471 A JP 10363471A JP 36347198 A JP36347198 A JP 36347198A JP 2000177428 A JP2000177428 A JP 2000177428A
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deviation
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Hiroshi Tominaga
博 富永
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To attain a fixed point and on-time stopping and to improve convergence and comfortableness. SOLUTION: A target position to time is fixed in advance. The quantity of status indicating a positional deviation between the target position and an actual running position is obtained. Vehicle speed is feedback-controlled so that the quantity of status may be small. Preferably, the target position S (t) to time and target vehicle speed v (t) are computed (S30). The quantity X (t) of status computed by S4 includes a deviation x1 (t) between the target position and the double-position of an actual vehicle, a deviation x2 (t) between target vehicle speed and actual vehicle speed, and position deviation integration x3 (t). LQ control is applied to obtain the quantity u (t) of system input from the quantity X (t) of status and feedback gain K (S42).

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、予め定めた目標に
従って車両を自動走行させる方法およびシステムに関す
る。
[0001] The present invention relates to a method and a system for automatically driving a vehicle according to a predetermined target.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、新交通システムに応用可能な自動
走行車両が注目されている。この種の車両は、例えば、
自動操舵制御および自動速度制御の下で、予め定められ
たコースを走行することができ、また、機械的な連結な
しに隊列を組んで走行することができる。このようなシ
ステムは、隊列編成がフレキシブルであり、インフラス
トラクチャを比較的安価に作れ、車両も比較的安価に提
供できるなどの利点を有する。従って、空港内のターミ
ナル間の交通、都市間交通、その他の交通システムに応
用できると期待されている。
2. Description of the Related Art In recent years, an autonomous vehicle that can be applied to a new transportation system has attracted attention. This type of vehicle, for example,
Under the automatic steering control and the automatic speed control, the vehicle can travel on a predetermined course, and can travel in a platoon without mechanical connection. Such a system has the advantages that the formation is flexible, the infrastructure can be made relatively inexpensively, and the vehicles can be provided relatively inexpensively. Therefore, it is expected that the present invention can be applied to traffic between terminals in an airport, intercity traffic, and other traffic systems.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】本発明者は、先の日本
国特許出願(特開平10−287221号公報)にて、
予め定められた軌道(コース)を走行する自動走行車両
に関し、PID制御によって車両速度をフィードバック
制御することを開示している。
SUMMARY OF THE INVENTION The inventor of the present invention has filed a Japanese patent application (Japanese Patent Laid-Open No. Hei 10-287221).
It discloses that a vehicle speed is feedback-controlled by PID control for an autonomous vehicle traveling on a predetermined track (course).

【0004】PID制御は、軌道上の位置に対する目標
速度のマップを用いて行われる。図10の例では、横軸
が位置で、縦軸が目標速度である。このようなマップを
用いて、車両走行位置Sから目標速度v(S)が計算さ
れる。微分項、積分項および比例項を用いて、実車両速
度が目標値v(S)に一致するように制御される。
[0004] PID control is performed using a map of a target speed with respect to a position on a trajectory. In the example of FIG. 10, the horizontal axis is the position, and the vertical axis is the target speed. The target speed v (S) is calculated from the vehicle traveling position S using such a map. The actual vehicle speed is controlled to match the target value v (S) using the derivative term, the integral term, and the proportional term.

【0005】PID制御では、位置に対する速度の制御
は好適に行われる。従って、コース上の決まった位置で
車両を停止させる(速度0)ような制御には向いている
(定点停止)。
[0005] In PID control, speed control with respect to position is suitably performed. Therefore, it is suitable for control that stops the vehicle at a fixed position on the course (speed 0) (fixed point stop).

【0006】しかし、制御パラメータである目標速度v
(S)に時間が含まれておらず、また、制御中の速い時
期における目標値への追従性が低い。そのため、時間に
対して位置を制御することができず、決まった時間に決
まった位置で車両を停止させるような制御には向かない
(定点、定刻停止)。
However, the target speed v which is a control parameter is
(S) does not include time, and the ability to follow the target value in a quick period during control is low. Therefore, the position cannot be controlled with respect to time, and it is not suitable for control for stopping the vehicle at a fixed position at a fixed time (fixed point, fixed stop).

【0007】例えば、複数の車両が隊列走行を行い、隊
列中の各車両が独立して制御されているとする。PID
では、各時間の車両位置を制御できないので、車間距離
がばらばらになる可能性があり、隊列の乱れを招き得
る。
[0007] For example, it is assumed that a plurality of vehicles run in a row and each vehicle in the row is independently controlled. PID
In this case, since the vehicle position cannot be controlled at each time, the inter-vehicle distance may vary, which may cause disturbance of the platoon.

【0008】参考として、いわゆる「ものまね制御」
は、先行車両の加減速動作をまねることで隊列走行を実
現するが、各車両の独立制御が求められるシステムには
適合しにくい。
For reference, so-called “mimic control”
Although platooning is realized by mimicking the acceleration / deceleration operation of a preceding vehicle, it is difficult to be adapted to a system that requires independent control of each vehicle.

【0009】本発明の目的は、上記課題を解決し、隊列
走行にも適した車両走行制御方法およびシステムを提供
することにある。
It is an object of the present invention to solve the above problems and to provide a vehicle traveling control method and system suitable for platooning.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明によれば、予め時間に対する目標位置を定め
る。そして、目標位置と実走行位置との位置偏差を表す
状態量を求める。そして、この状態量が少なくなるよう
に車両速度がフィードバック制御される。これにより、
時間に対する車両位置の制御が可能となる。例えば、減
速停止制御において、決まった時間に決まった位置で車
両を停止することができる。
According to the present invention, a target position with respect to time is determined in advance. Then, a state quantity representing a positional deviation between the target position and the actual traveling position is obtained. Then, the vehicle speed is feedback-controlled so that the state quantity is reduced. This allows
Control of the vehicle position with respect to time becomes possible. For example, in deceleration stop control, the vehicle can be stopped at a fixed position at a fixed time.

【0011】好ましくは、本発明の制御にはLQ制御則
が用いられる。PID制御では制御の発散を避けるため
に制御ゲインの大きさが限られるのと比較して、LQ制
御では高ゲインの制御で目標値へ速く収束することが可
能である。また、LQ制御は目標値への追従性が良く、
従って例えば本発明を減速制御に適用した場合にはほぼ
一定減速度での減速が可能で、ジャーク(加速度の微
分;乗り心地の指標)の変動が少ない。従って、収束の
速さに加えて、車両の乗り心地も良好にすることができ
る。このように、ゲインの適切な設定が可能となり、制
御の適合性が向上する。
[0011] Preferably, the control of the present invention uses the LQ control law. Compared to the PID control, in which the magnitude of the control gain is limited in order to avoid divergence of the control, the LQ control can quickly converge to the target value by the high gain control. In addition, the LQ control has a good ability to follow the target value,
Therefore, for example, when the present invention is applied to deceleration control, deceleration at a substantially constant deceleration is possible, and jerk (differentiation of acceleration; index of riding comfort) is small. Therefore, the ride comfort of the vehicle can be improved in addition to the speed of convergence. In this way, it is possible to appropriately set the gain, and control suitability is improved.

【0012】また好ましくは、LQ制御用の状態量は、
上記の位置偏差に加え、時間に対する目標速度および実
速度の速度偏差を含み、さらに、位置偏差の積分値であ
る位置偏差積分を含む。位置偏差積分を用いることによ
り、車両停止位置の精度を増すことができる。
Preferably, the state quantity for LQ control is:
In addition to the above-described position deviation, it includes a speed deviation between the target speed and the actual speed with respect to time, and further includes a position deviation integral which is an integral value of the position deviation. By using the position deviation integration, the accuracy of the vehicle stop position can be increased.

【0013】また好ましくは、本発明を隊列走行システ
ムに適用する場合において、隊列走行中の前方車両の制
御誤差が所定値より大きくなったときに、自車両の時間
に対する目標位置を再定義し、再定義された目標位置に
基づいて車両走行を制御する。この態様によれば、誤差
が発生した車両がある場合に、速やかに後続車両の目標
値を変更することができる。従って、隊列を乱すことな
く、より円滑な隊列走行を実現することができる。
Preferably, when the present invention is applied to a platooning system, when a control error of a preceding vehicle during platooning becomes larger than a predetermined value, a target position of the own vehicle with respect to time is redefined. The vehicle travel is controlled based on the redefined target position. According to this aspect, when there is a vehicle in which an error has occurred, it is possible to quickly change the target value of the following vehicle. Therefore, smoother platooning can be realized without disturbing the platoon.

【0014】なお、ここでは主として減速、停止制御に
ついて説明したが、本発明は加速制御、定速制御にも同
様に適用可能であることはもちろんである。
Although the deceleration and stop control has been mainly described here, it goes without saying that the present invention is similarly applicable to acceleration control and constant speed control.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
(以下、実施形態という)について、図面を参照し説明
する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention (hereinafter, referred to as embodiments) will be described below with reference to the drawings.

【0016】まず、本発明の制御の原理を説明する。こ
こでは減速制御を取り上げるが、本発明は減速モード以
外の制御、すなわち加速制御および定速制御にも同様に
適用できる。
First, the principle of the control according to the present invention will be described. Although the deceleration control is described here, the present invention can be similarly applied to control other than the deceleration mode, that is, acceleration control and constant speed control.

【0017】本発明の目的の一つは、時間に対する位置
制御が可能で、定点・定刻停止を実現できる制御方法お
よびシステムを提供することにある。この目的を達成す
るべく、本発明は、図1に示すように、時間t(横軸)
に対する目標位置S(t)(縦軸)を定義することを提
案する。図1では、制動開始から車両停止までの位置が
定義されている。この目標位置S(t)に実際の車両位
置を収束させるように車速を制御する。
An object of the present invention is to provide a control method and system capable of performing position control with respect to time and realizing a fixed point / on-time stop. In order to achieve this object, the present invention, as shown in FIG.
It is proposed to define a target position S (t) (vertical axis) for. In FIG. 1, the position from the start of braking to the stop of the vehicle is defined. The vehicle speed is controlled so that the actual vehicle position converges to the target position S (t).

【0018】特に、本発明は、以下の工夫を取り入れる
ことにより、車速制御に対するLQ制御則の適用を可能
にすることを提案する。LQ制御とは、線形2次形式最
適制御(linear quadratic opti
mal control)の略である。
In particular, the present invention proposes to make it possible to apply the LQ control law to vehicle speed control by incorporating the following measures. LQ control refers to linear quadratic optimal control.
mal control).

【0019】図2は、図1の目標位置S(t)から導か
れる目標車速v(t)である。目標位置S(t)および
目標車速v(t)は、予め設定され、車両制御ECUな
どに記憶されていることが好適である。また、実車両位
置をr(t)、実車速をr′(t)とする。
FIG. 2 shows the target vehicle speed v (t) derived from the target position S (t) in FIG. It is preferable that the target position S (t) and the target vehicle speed v (t) are set in advance and stored in a vehicle control ECU or the like. The actual vehicle position is r (t), and the actual vehicle speed is r '(t).

【0020】これらの数値から、定点・定刻停止のため
の制御パラメータとして、以下の状態量X(t)が計算
される。ここで、x1(t)は位置偏差(目標位置と検
出された実位置との偏差;位置誤差)であり、x2
(t)は速度偏差(目標速度と実速度の偏差;速度誤
差)である。またx3(t)は、位置偏差x1(t)の
積分値である。
From these numerical values, the following state quantity X (t) is calculated as a control parameter for fixed point / timed stop. Here, x1 (t) is a position deviation (deviation between the target position and the detected actual position; position error), and x2 (t) is x2 (t).
(T) is a speed deviation (deviation between target speed and actual speed; speed error). Further, x3 (t) is an integral value of the position deviation x1 (t).

【0021】[0021]

【数2】 X(t)=(x1(t),x2(t),x3(t))X (t) = (x1 (t), x2 (t), x3 (t))

【数3】x1(t)=S(t)−r(t)X1 (t) = S (t) -r (t)

【数4】x2(t)=v(t)−r′(t)X2 (t) = v (t) -r '(t)

【数5】x3(t)=∫(S(t)−r(t))dt 状態量X(t)を用いると、下記のように車両走行の状
態方程式を書き表すことができる。ここで、mは車両質
量であり、u(t)はシステム入力量である。また、右
辺の第3項はフィードフォワード項である。制御目標が
達成されていれば、減速度r″(t)が発生する。
X3 (t) = ∫ (S (t) −r (t)) dt Using the state quantity X (t), the state equation of the vehicle traveling can be written as follows. Here, m is a vehicle mass, and u (t) is a system input amount. The third term on the right side is a feedforward term. If the control target has been achieved, a deceleration r ″ (t) occurs.

【0022】[0022]

【数6】 この式は、LQ制御の一般的な状態方程式(X′(t)
=AX(t)+Bu(t))に適合している。右辺を計
算すると、距離、速度および距離の積分に関連する項が
正しく導かれるように、行列式と次元が適切に設定、配
置されている。従って、本発明が提案するこの状態方程
式を使えば、LQ制御を自動車両走行に適用することが
可能となる。
(Equation 6) This equation is a general equation of state for LQ control (X ′ (t)
= AX (t) + Bu (t)). The determinants and dimensions are properly set and arranged so that when the right side is calculated, the terms related to distance, velocity, and distance integration are correctly derived. Therefore, if this state equation proposed by the present invention is used, LQ control can be applied to automatic vehicle traveling.

【0023】そこで、上記の状態方程式に基づき、最適
制御問題にあてはめ、リカッチ方程式により状態フィー
ドバックゲインKを計算する。ゲインKは、予め算出さ
れ車両制御ECUに記憶されることが好適である。そし
て、制御中は、下式に従い、状態量X(t)とゲインK
からシステム入力量u(t)を求める。
Therefore, the state feedback gain K is calculated by the Riccati equation by applying the optimal control problem based on the above state equation. The gain K is preferably calculated in advance and stored in the vehicle control ECU. During the control, the state quantity X (t) and the gain K are calculated according to the following equation.
From the system input amount u (t).

【0024】[0024]

【数7】u(t)= −K・X(t) u(t)の次元は、加減速度(速度の微分)である。こ
のu(t)を用いて減速制御を行う。例えば、減速装置
が油圧式摩擦ブレーキである場合、指示油圧PをP=f
(u(t))により求め、この指示油圧Pをブレーキシ
ステムに発生させる。
U (t) = − K × X (t) The dimension of u (t) is acceleration / deceleration (differentiation of speed). The deceleration control is performed using u (t). For example, when the reduction gear is a hydraulic friction brake, the command oil pressure P is set to P = f
(U (t)), and the command oil pressure P is generated in the brake system.

【0025】以上が、本発明の車速制御の基本的な原理
である。本発明によれば、図1に示される目標位置を定
め、目標位置と実走行位置の偏差が少なくなるように車
両速度をフィードバック制御している。従って、時間に
対する位置の制御が可能となり、定点・定刻停止も実現
できる。駅から駅へ移動し、次の駅の停止位置に定刻に
精度良く停止するといった自動走行制御が可能になる。
The above is the basic principle of the vehicle speed control according to the present invention. According to the present invention, the target position shown in FIG. 1 is determined, and the vehicle speed is feedback-controlled so that the deviation between the target position and the actual traveling position is reduced. Therefore, it is possible to control the position with respect to time, and it is also possible to realize a fixed point and a fixed stop. Automatic traveling control, such as moving from station to station and stopping accurately at the stop position of the next station on time becomes possible.

【0026】また、本発明によれば、自動走行にLQ制
御を取り入れることが可能となる。PID制御では、時
間に対する位置制御の実現にはゲイン調整に多大な手間
が必要であるが、LQ制御ではそのような制御が容易に
実現可能である。これは、本発明が、自動車両走行への
LQ制御導入を実現したことによって効率的かつ高精度
な「時間に対する位置制御」を実現可能とした、という
ことを意味している。
Further, according to the present invention, it is possible to incorporate LQ control into automatic driving. In the PID control, a great deal of trouble is required for gain adjustment to realize position control with respect to time, but such control can be easily realized in the LQ control. This means that the present invention has made it possible to realize efficient and highly accurate "position control with respect to time" by realizing the introduction of LQ control into the running of an automatic vehicle.

【0027】また、PID制御では制御の発散を避ける
ために制御ゲインの大きさが限られる。PID制御と比
べ、LQ制御では高ゲインの制御が可能であり、収束が
速い。さらに、目標値への追従性が良いので、ほぼ一定
減速度(G)での減速が可能で、ジャーク(加速度の微
分;乗り心地の指標)の変動が少ない。従って、車両の
乗り心地も良好にすることができる。
In PID control, the magnitude of the control gain is limited in order to avoid divergence of the control. Compared with the PID control, the LQ control enables high gain control, and converges faster. Furthermore, since the target value can be easily followed, deceleration at a substantially constant deceleration (G) is possible, and jerk (differentiation of acceleration; index of riding comfort) is small. Therefore, the riding comfort of the vehicle can be improved.

【0028】さらに、本発明のLQ制御は、状態方程式
のかたちを工夫することにより、位置偏差積分x3
(t)を制御パラメータに含めている。これにより、本
発明はLQI制御理論に従った制御を実現している。そ
して、位置偏差積分x3(t)を少なくする制御によ
り、定常偏差を減少することができる。
Further, in the LQ control of the present invention, the position error integral x3
(T) is included in the control parameters. Thus, the present invention realizes control according to the LQI control theory. Then, the control for reducing the position deviation integral x3 (t) can reduce the steady-state deviation.

【0029】ただし、本発明の範囲内で、位置偏差積分
を制御パラメータに含めない構成も可能である。すなわ
ち、位置偏差と速度偏差を状態量とし、この状態量に関
する状態方程式に基づいたLQ制御を行うことも可能で
ある。より具体的には、前述の状態方程式から、位置偏
差積分x3(t)に関する要素を削除した状態方程式を
用いればよい。このような構成によっても、時間に対す
る位置制御は実現でき、高い収束性と乗り心地の良さを
得ることができる。
However, a configuration in which the position deviation integral is not included in the control parameters is also possible within the scope of the present invention. That is, it is also possible to use the position deviation and the speed deviation as state quantities and perform LQ control based on a state equation related to the state quantities. More specifically, a state equation in which an element relating to the position deviation integral x3 (t) is deleted from the above-described state equation may be used. Even with such a configuration, position control with respect to time can be realized, and high convergence and good riding comfort can be obtained.

【0030】本発明は、隊列走行する車両の制御アルゴ
リズムとして好適に使用される。複数の車両が小さな車
間距離で自動走行する場合は、前後の車両との位置関係
を保つために、高精度の位置制御が必要である。本発明
によれば、時刻に対する車両走行位置の制御が、少ない
遅れおよび誤差で行われるので、隊列走行が良好に行わ
れる。
The present invention is suitably used as a control algorithm for vehicles running in platoon. When a plurality of vehicles automatically travel with a small inter-vehicle distance, high-precision position control is necessary in order to maintain a positional relationship with preceding and following vehicles. According to the present invention, since the control of the vehicle traveling position with respect to the time is performed with a small delay and an error, the platooning is favorably performed.

【0031】また、本発明は、減速制御の他に、加速制
御、定常速度制御にも同様の方法で適用可能である。す
なわち、加速、定速、減速のうちの一つのモードに本発
明を適用する構成も、2以上のモードに本発明を適用す
る構成も、本発明の技術的範囲に含まれる。
The present invention can be applied to acceleration control and steady speed control in a similar manner, in addition to deceleration control. That is, a configuration in which the present invention is applied to one of acceleration, constant speed, and deceleration modes and a configuration in which the present invention is applied to two or more modes are included in the technical scope of the present invention.

【0032】例えばシステム入力量u(t)を計算した
ときに、u(t)の値が正の場所では、u(t)をアク
セル指示に変換し、原動機を制御して車速を上げる。一
方u(t)の値が負の場所では、u(t)をブレーキ指
示に変換し、減速を行う。
For example, when the system input amount u (t) is calculated, in a place where the value of u (t) is positive, u (t) is converted into an accelerator instruction, and the prime mover is controlled to increase the vehicle speed. On the other hand, in a place where the value of u (t) is negative, u (t) is converted into a brake instruction and deceleration is performed.

【0033】次に、図3および図4を参照し、本発明が
適用される車両走行制御システムのモデル例を説明す
る。
Next, an example of a model of a vehicle traveling control system to which the present invention is applied will be described with reference to FIGS.

【0034】図3を参照すると、道路側のシステム(イ
ンフラストラクチャ)としては、車両が走行すべきコー
ス1が予め定められている。コース1上には、車両が停
車すべきA駅およびB駅が設けられている。先頭車(1
号車)、2号車および3号車は、A駅の定められた位置
に止まっている。これらの車両は、隊列を組んで駅から
駅へ移動してB駅の定められた位置に停止し、さらにB
駅からA駅に移動する。コース1上には等間隔(例えば
1m)を開けて磁気ネイル(図示せず)が設けられてい
る。また、A駅およびB駅の所定距離手前には減速指示
マーカ3が設けられている。
Referring to FIG. 3, as a roadside system (infrastructure), a course 1 on which a vehicle should travel is predetermined. On the course 1, there are provided A station and B station where the vehicle should stop. Top car (1
(Car No.), Car No. 2 and Car No. 3 are at fixed positions at Station A. These vehicles form a platoon and move from station to station and stop at a fixed location at station B.
Move from station to station A. Magnetic nails (not shown) are provided on the course 1 at equal intervals (for example, 1 m). Further, a deceleration instruction marker 3 is provided a predetermined distance before the A station and the B station.

【0035】図4は車両側のシステム構成を示してい
る。車両制御ECU10には、各センサ12〜14から
車両走行状態を示す信号が入力される。車輪速センサ1
2は車輪の回転数を検出する。磁気センサ14は路上の
磁気ネイルを検出する。車間距離センサ16は例えばレ
ーダ装置またはカメラであり、先行車両との車間距離を
検出する。
FIG. 4 shows a system configuration on the vehicle side. A signal indicating the vehicle running state is input to the vehicle control ECU 10 from each of the sensors 12 to 14. Wheel speed sensor 1
2 detects the rotation speed of the wheel. The magnetic sensor 14 detects a magnetic nail on a road. The inter-vehicle distance sensor 16 is, for example, a radar device or a camera, and detects an inter-vehicle distance from a preceding vehicle.

【0036】車両制御ECU10は、車輪速センサ12
および磁気センサ14からの入力信号を併用して、車両
の位置r(t)および速度r′(t)を算出する。具体
的には、車輪速センサ12に基づいて車両の位置および
速度を算出する。そして、算出結果が、磁気センサ14
からの検出信号を用いて補正される。
The vehicle control ECU 10 includes a wheel speed sensor 12
Then, the position r (t) and the speed r ′ (t) of the vehicle are calculated using the input signal from the magnetic sensor 14 together. Specifically, the position and speed of the vehicle are calculated based on the wheel speed sensor 12. Then, the calculation result is transmitted to the magnetic sensor 14.
Is corrected using the detection signal from

【0037】車両制御ECU10は、通信装置18を利
用して、他の車両との間で、車両位置および速度の情報
を交換する。この交換情報を利用して、先行車および後
続車の状態を知ることができ、車間距離も把握できる。
なお、車間距離センサ16は補助的に衝突回避などの用
途に用いられる。
The vehicle control ECU 10 uses the communication device 18 to exchange vehicle position and speed information with another vehicle. By using this exchange information, the states of the preceding vehicle and the following vehicle can be known, and the inter-vehicle distance can also be known.
The inter-vehicle distance sensor 16 is used for auxiliary purposes such as collision avoidance.

【0038】車両制御ECU10はステアリングECU
20に制御信号を送り、両ECUによって操舵制御が行
われる。ここでは、磁気ネイルの検出信号を基に、車両
の進むべき方向が決定される。磁気ネイルを結ぶライン
から離れずに車両が走行するのに必要な目標進行方向が
求められる。目標進行方向が達成されるように、ステア
リングアクチュエータ22が制御され、車輪23が転舵
される。車両は、磁気ネイルを結ぶラインをトレースし
ながら走行する。
The vehicle control ECU 10 is a steering ECU.
A control signal is sent to the ECU 20 and steering control is performed by both ECUs. Here, the direction in which the vehicle should travel is determined based on the magnetic nail detection signal. A target traveling direction required for the vehicle to travel without departing from the line connecting the magnetic nails is obtained. The steering actuator 22 is controlled so that the target traveling direction is achieved, and the wheels 23 are steered. The vehicle travels while tracing a line connecting the magnetic nails.

【0039】また、車両制御ECU10は、エンジンE
CU24およびブレーキECU28に制御信号を送り、
これらのECUにより速度制御が行われる。エンジンE
CU24はエンジン26の出力を制御し、車両を加速さ
せる。ブレーキECU28は、ブレーキアクチュエータ
30を制御して油圧式の摩擦ブレーキ32を作動させ、
車両を減速させる。車両は、駅を出発してから加速し、
そして定速走行に移行する。減速指示マーカ3が検出さ
れると、減速制御を開始し、次の駅の所定位置で停止す
る。減速指示マーカ3は、磁気センサ14または他のセ
ンサを用いて検出される。
Further, the vehicle control ECU 10 controls the engine E
A control signal is sent to the CU 24 and the brake ECU 28,
Speed control is performed by these ECUs. Engine E
The CU 24 controls the output of the engine 26 to accelerate the vehicle. The brake ECU 28 controls the brake actuator 30 to operate the hydraulic friction brake 32,
Slow down the vehicle. The vehicle accelerates after leaving the station,
Then, the vehicle shifts to constant speed traveling. When the deceleration instruction marker 3 is detected, deceleration control is started and stops at a predetermined position of the next station. The deceleration instruction marker 3 is detected using the magnetic sensor 14 or another sensor.

【0040】ここで、本発明は減速部分の制御に適用さ
れており、その制御処理は図5に示されている。車両の
発進より前に、リカッチ方程式により状態フィードバッ
クゲインKが計算されている(S10)。偏差とシステ
ム入力とのバランスが良好であり、入力量が大きくなり
すぎないように、そして、入力の急激な変化が抑えられ
るように、適切なゲインKが求められる。ゲインKは予
め算出され、車両制御ECU10内のメモリ(ROMな
ど)に格納されており、このゲインKが後の制御に用い
られる。
Here, the present invention is applied to the control of the deceleration portion, and the control processing is shown in FIG. Prior to the start of the vehicle, the state feedback gain K is calculated by the Riccati equation (S10). An appropriate gain K is required so that the balance between the deviation and the system input is good, the input amount does not become too large, and a rapid change in the input is suppressed. The gain K is calculated in advance and stored in a memory (such as a ROM) in the vehicle control ECU 10, and this gain K is used for subsequent control.

【0041】車両が発進すると(S12)、所定の制御
周期毎に、コース上の減速指示マーカが検知されたか否
かが判断され(S14)、検知されなければタイマTを
0にする(S16)。
When the vehicle starts (S12), it is determined at every predetermined control cycle whether a deceleration instruction marker on the course has been detected (S14), and if not detected, the timer T is set to 0 (S16). .

【0042】減速指示マーカが検知されると、タイマカ
ウントアップ(T=T+1)が行われる(S18)。そ
して、現在時間Tに対する目標位置S(t)、目標車速
v(t)が計算される(S30)。好ましくは、予め図
1、図2に示すマップが用意され、車両制御ECU10
のメモリに格納されている。このマップから目標値を読
みとればよい。
When the deceleration instruction marker is detected, the timer counts up (T = T + 1) (S18). Then, a target position S (t) and a target vehicle speed v (t) with respect to the current time T are calculated (S30). Preferably, the maps shown in FIGS. 1 and 2 are prepared in advance, and the vehicle control ECU 10
Stored in memory. The target value may be read from this map.

【0043】さらに、センサ検出信号から得られた実車
両位置r(t)および実車速r′(t)を用いて、状態
量X(t)が計算される(S40)。前述のように、X
(t)は、位置偏差x1(t)、速度偏差x2(t)、
位置偏差積分x3(t)を含む。そして、状態量X
(t)とゲインKから制御入力u(t)を計算する(S
42)。
Further, a state quantity X (t) is calculated using the actual vehicle position r (t) and the actual vehicle speed r '(t) obtained from the sensor detection signal (S40). As mentioned above, X
(T) is a position deviation x1 (t), a speed deviation x2 (t),
Includes position deviation integral x3 (t). And the state quantity X
The control input u (t) is calculated from (t) and the gain K (S
42).

【0044】制御入力u(t)から、P(t)=f(u
(t))により、ブレーキ装置の目標油圧(指示油圧)
が求められる(S44)。fは適当な関数を表す。状態
方程式を参照すると、u(t)/mとr″(t)から目
標減速度が求められる。減速度とブレーキ油圧は対応す
るので、目標減速度を達成するのに適当な目標ブレーキ
油圧P(t)が求められる。減速度とブレーキ油圧の関
係を表すマップを用意しておき、このマップから油圧を
読みとることが好適である。
From the control input u (t), P (t) = f (u
(T)), the target oil pressure (instruction oil pressure) of the brake device
Is obtained (S44). f represents an appropriate function. Referring to the equation of state, the target deceleration is obtained from u (t) / m and r ″ (t). Since the deceleration and the brake oil pressure correspond to each other, an appropriate target brake oil pressure P for achieving the target deceleration is obtained. It is preferable to prepare a map representing the relationship between deceleration and brake oil pressure, and read the oil pressure from this map.

【0045】そして、S44で算出されたブレーキ油圧
P(t)が発生するように、ブレーキアクチュエータが
制御される(S46)。実車速r(t)が0になったか
否かが判断され(S48)、NOであればS18に戻
る。S48がYESであれば、車両は、目標位置ライン
(図1)に従って走行し、最終的に次の駅に定点・定刻
に停車したので、制御を終了する。
Then, the brake actuator is controlled so that the brake oil pressure P (t) calculated in S44 is generated (S46). It is determined whether the actual vehicle speed r (t) has become 0 (S48), and if NO, the process returns to S18. If S48 is YES, the vehicle travels according to the target position line (FIG. 1), and finally stops at the next station at a fixed point / on time, thus ending the control.

【0046】本実施形態は、本発明の範囲内で任意の変
形が可能なことはもちろんである。例えば、本実施形態
では、エンジン(内燃機関)搭載車に本発明が適用され
ている。しかし、それ以外の任意のタイプの車両、例え
ば電気自動車、ハイブリッド自動車、電車などに本発明
が適用されてもよい。
The present embodiment can of course be arbitrarily modified within the scope of the present invention. For example, in the present embodiment, the present invention is applied to a vehicle equipped with an engine (internal combustion engine). However, the present invention may be applied to any other type of vehicle, for example, an electric vehicle, a hybrid vehicle, a train, and the like.

【0047】また本実施形態では自動操舵が行われた
が、車両はレールなどに導かれて走行してもよい。
Although the automatic steering is performed in the present embodiment, the vehicle may be guided by rails or the like and run.

【0048】また、本実施形態では車輪速センサおよび
磁気センサ(磁気ネイル検知)を用いて車両位置および
車速を検出したが、他の任意の方法を用いて位置、速度
が検出されてもよい。
In this embodiment, the vehicle position and the vehicle speed are detected by using the wheel speed sensor and the magnetic sensor (magnetic nail detection). However, the position and the speed may be detected by using any other method.

【0049】また、本実施形態では減速の際に摩擦ブレ
ーキが制御されたが、他の任意の減速装置が用いられて
もよい。特に、エンジンブレーキやモータ回生制動など
の原動機ブレーキを単独で使用し、あるいは摩擦ブレー
キと併用することが、エネルギー効率の観点から好まし
い。
Further, in the present embodiment, the friction brake is controlled at the time of deceleration, but any other reduction gear may be used. In particular, it is preferable to use a motor brake such as an engine brake or a motor regenerative braking alone or in combination with a friction brake from the viewpoint of energy efficiency.

【0050】「自車の制御誤差に対する修正」次に、図
6および図7を参照し、自車の制御に誤差が生じた場合
の修正機能について説明する。
"Correction for Control Error of Own Car" Next, referring to FIGS. 6 and 7, a correction function when an error occurs in control of the own car will be described.

【0051】実際のシステムに本発明を適用した場合、
強風などの外乱によって大幅な制御誤差が生じることが
あり得る。そこで、図6に示すように、制御誤差の許容
限界e(t)を定義する。S(t)の上側と下側に、そ
れぞれe(t)が設定されている。
When the present invention is applied to an actual system,
A large control error may occur due to a disturbance such as a strong wind. Therefore, as shown in FIG. 6, an allowable limit e (t) of the control error is defined. E (t) is set above and below S (t), respectively.

【0052】前述したように、目標位置S(t)と実車
両位置r(t)の偏差は、x1(t)=S(t)−r
(t)である。図6の例に示すように、S(t)とr
(t)が離れ、位置偏差x1(t)が大きくなり、時刻
t0でx1(t0)がe(t0)より大きくなったとす
る。
As described above, the deviation between the target position S (t) and the actual vehicle position r (t) is x1 (t) = S (t) -r
(T). As shown in the example of FIG. 6, S (t) and r
(T) is separated, the positional deviation x1 (t) increases, and at time t0, x1 (t0) becomes larger than e (t0).

【0053】このとき、目標位置が再定義される(図
6、SR(t))。ここでは、SR(t)が、(t0,S
0)と(T,S(T))を結ぶ2次曲線である。S0
は、時刻t0での実車両位置であり、Tは目標停止時刻
である。
At this time, the target position is redefined (FIG. 6, SR (t)). Here, SR (t) is (t0, S
0) and (T, S (T)). S0
Is the actual vehicle position at time t0, and T is the target stop time.

【0054】目標位置SR(t)を用いて、目標車速も
再定義する(vR(t)=SR′(t))。そして、これ
らの目標値を用いて、状態量を計算し、以降の制御を行
う。
Using the target position SR (t), the target vehicle speed is also redefined (vR (t) = SR '(t)). Then, using these target values, the state quantity is calculated, and the subsequent control is performed.

【0055】図7には、上記の制御が示されている。S
10〜S30のステップは、図5の同一符号が付された
ステップと同じである。図7には、S32およびS34
が追加されている。S32では、位置偏差x1(t)
が、制御誤差限界e(t)と比較される。e(t)≧|
x1(t)|であれば、そのままS40に進む。しか
し、e(t)<|x1(t)|であれば、S34に進
み、図6を用いて説明したように目標位置および目標速
度を再定義する。そして、S(t)=SR(t)、v
(t)=vR(t)とし、S40に進む。S40以降の
処理は、図5の処理と同じである。
FIG. 7 shows the above control. S
Steps 10 to S30 are the same as the steps denoted by the same reference numerals in FIG. FIG. 7 shows S32 and S34.
Has been added. In S32, the position deviation x1 (t)
Is compared with the control error limit e (t). e (t) ≧ |
If x1 (t) |, the process proceeds to S40. However, if e (t) <| x1 (t) |, the process proceeds to S34, and the target position and the target speed are redefined as described with reference to FIG. Then, S (t) = SR (t), v
(T) = vR (t), and the process proceeds to S40. The processing after S40 is the same as the processing in FIG.

【0056】以上のような処理により、自車の制御に誤
差が生じた場合でも、適切な修正ができ、定点、定刻停
止機能を維持できる。
By the above processing, even if an error occurs in the control of the own vehicle, appropriate correction can be made, and the fixed point and timed stop functions can be maintained.

【0057】なお、隊列の車間距離が約10mであると
して、e(t)は例えば約1mである。このような高精
度制御にも本実施形態は好適に適用される。
Assuming that the inter-vehicle distance of the platoon is about 10 m, e (t) is, for example, about 1 m. The present embodiment is suitably applied to such high-precision control.

【0058】「先行車の制御誤差に対する修正」次に、
図8および図9を参照し、先行車の制御に誤差が生じた
場合の修正が可能な、さらに改良された実施形態を説明
する。
"Correction for control error of preceding vehicle"
With reference to FIGS. 8 and 9, a further improved embodiment capable of correcting an error in the control of the preceding vehicle will be described.

【0059】実際のシステムに本発明を適用した場合、
たとえ自車両の制御が正確に行われていたとしても、先
行車の制御に誤差が生じると、車間距離が予定からはず
れ、隊列が乱れてしまう。交通システムの円滑な運行を
確保するためにも、隊列の乱れは避けることが望まし
い。そこで、本実施形態では以下の制御を行う。
When the present invention is applied to an actual system,
Even if the control of the own vehicle is performed accurately, if an error occurs in the control of the preceding vehicle, the inter-vehicle distance deviates from the plan and the platoon is disturbed. In order to ensure smooth operation of the transportation system, it is desirable to avoid disruption of the platoon. Therefore, in the present embodiment, the following control is performed.

【0060】図8の例を参照すると、隊列を形成する3
台の車両(1〜3号車)は、それぞれ、時間に対する目
標位置S1(t)、S2(t)、S3(t)をもってい
る。制動開始時の1号車の位置をS1(0)=0として
いる。t≦0、すなわち定常速度走行中の車間距離は1
0mに設定されており、図には示されないが定常走行速
度は35km/hである。また、停止時(t=20)の
車間距離は1mに設定されている。
Referring to the example of FIG. 8, 3
Each of the vehicles (No. 1 to 3) has target positions S1 (t), S2 (t), and S3 (t) with respect to time. The position of the first car at the start of braking is set to S1 (0) = 0. t ≦ 0, that is, the inter-vehicle distance while traveling at a steady speed is 1
It is set to 0 m, and the steady running speed is 35 km / h (not shown). The inter-vehicle distance at the time of stop (t = 20) is set to 1 m.

【0061】全車両が目標位置に従って走行できれば、
車間距離は10mから1mまで徐々に減少する。しか
し、外乱などの要因で一の車両に制御誤差が生じると、
その車両と後続車両の車間距離が縮まる。
If all vehicles can travel according to the target position,
The inter-vehicle distance gradually decreases from 10m to 1m. However, if a control error occurs in one vehicle due to factors such as disturbance,
The distance between the vehicle and the following vehicle is reduced.

【0062】このような場合に対処するため、本実施形
態では以下のように先行車両との車間距離の許容下限値
ed(t)を設定する(危険想定車間距離)。
In order to cope with such a case, in the present embodiment, an allowable lower limit value ed (t) of the inter-vehicle distance to the preceding vehicle is set as follows (assumed danger inter-vehicle distance).

【0063】ここでは1号車および2号車に着目して説
明する。時刻tにおける目標車間距離d(t)は、d
(t)=S1(t)−S2(t)で表される。このd
(t)を考慮して、図8の例に点線で示すように、下限
車間距離ed(t)を設定する。本実施形態では、適当
に定められた下限設定係数kを用いて、ed(t)=k
・d(t0)と定義されている。
The following description focuses on the first and second cars. The target inter-vehicle distance d (t) at time t is d
(T) = S1 (t) -S2 (t). This d
In consideration of (t), the lower limit inter-vehicle distance ed (t) is set as shown by a dotted line in the example of FIG. In the present embodiment, ed (t) = k using an appropriately determined lower limit setting coefficient k.
-It is defined as d (t0).

【0064】一方、実車間距離dr(t)は、r1
(t)−r2(t)である。制動制御中は、dr(t)
が下限車間距離ed(t)と比較される。そして、dr
(t)が下限車間距離ed(t)を下回ると、後続車の
目標位置が再定義される。再定義では、車間距離が速や
かに十分に大きくなり、かつ、その後の走行で停止地点
に定刻に到達できるように、時間に対する目標位置が定
められる。
On the other hand, the actual inter-vehicle distance dr (t) is r 1
(T) -r2 (t). During braking control, dr (t)
Is compared with the lower limit inter-vehicle distance ed (t). And dr
When (t) falls below the lower limit inter-vehicle distance ed (t), the target position of the following vehicle is redefined. In the redefinition, a target position with respect to time is determined so that the inter-vehicle distance quickly becomes sufficiently large and a stop point can be reached on time in subsequent traveling.

【0065】図8の例では、2号車の制御は基本的に正
確であるが、1号車の制御に誤差が生じた結果、時刻t
1で実車間距離dr(t)が下限車間距離ed(t)に
達している。このとき、2号車の目標位置が再定義され
る(SRR(t))。SRR(t)は、所定時間ΔtRで車
間距離が目標値(d(t1+ΔtR))に回復するよう
に設定されている。さらに、停車時刻Tに停止位置S
(T)に到達できるように、t1+ΔtRからTまでの
曲線が設定されている。時刻t=t1、t=t1+Δt
Rでは、ショックの発生を防ぐため、前後の目標位置ラ
インが曲線で滑らかに接続されている。
In the example of FIG. 8, the control of the second car is basically accurate, but as a result of the occurrence of an error in the control of the first car, the time t
At 1, the actual inter-vehicle distance dr (t) has reached the lower limit inter-vehicle distance ed (t). At this time, the target position of the second car is redefined (SRR (t)). SRR (t) is set so that the inter-vehicle distance recovers to the target value (d (t1 + ΔtR)) in a predetermined time ΔtR. Further, at the stop time T, the stop position S
A curve from t1 + ΔtR to T is set so that (T) can be reached. Time t = t1, t = t1 + Δt
In R, the target position line before and after is smoothly connected by a curve in order to prevent the occurrence of a shock.

【0066】さらに、目標位置SRR(t)を用いて、目
標車速も再定義する(vRR(t)=SRR′(t))。そ
して、これらの目標値を用いて、状態量を計算し、以降
の制御を行う。これにより、車間距離が回復し、隊列の
乱れが速やかに解消する。
Further, the target vehicle speed is redefined using the target position SRR (t) (vRR (t) = SRR '(t)). Then, using these target values, the state quantity is calculated, and the subsequent control is performed. As a result, the inter-vehicle distance is restored, and the disturbance of the platoon is quickly eliminated.

【0067】なお、図8の例において、1号車は、前述
の自車の制御誤差の修正機能をもっている。従って、制
御誤差が所定値に達すると、1号車は、自分の目標位置
を再定義する。
In the example shown in FIG. 8, the first car has a function of correcting the control error of the own car. Therefore, when the control error reaches a predetermined value, the first car redefines its own target position.

【0068】また、3号車も2号車と同様の修正機能を
もっている。従って、先行車としての2号車の制御誤差
が生じた場合には、3号車の目標位置が再定義される。
The third car also has the same correction function as the second car. Therefore, when a control error of the second car as a preceding vehicle occurs, the target position of the third car is redefined.

【0069】さらには、図8において、2号車の目標位
置の再定義に起因して、2号車−3号車間の車間距離が
下限値を下回ることがあり得る。この場合には、3号車
の目標位置も再定義される。
Further, in FIG. 8, the inter-vehicle distance between the second car and the third car may fall below the lower limit value due to the redefinition of the target position of the second car. In this case, the target position of the third car is also redefined.

【0070】図9は、上記の制御処理を一般化して示し
ている。S10〜S18のステップは、図5、図7の同
一符号が付されたステップと同じである。図9には、S
20およびS22が追加されている。S20では、実車
間距離dr(t)が、下限車間距離ed(t)と比較さ
れる。
FIG. 9 shows the above control process in a generalized manner. The steps S10 to S18 are the same as the steps denoted by the same reference numerals in FIGS. FIG.
20 and S22 have been added. In S20, the actual inter-vehicle distance dr (t) is compared with the lower limit inter-vehicle distance ed (t).

【0071】車両制御ECUは、通信装置を使って、先
行車の車両位置を取得している。先行車と自車の位置か
ら実車間距離が算出される。また、車両制御ECUは、
通信装置を使って、先行車の目標位置S1(t)を取得
している。従って、目標車間距離が分かり、この目標値
から下限値ed(t)=k・d(t)が算出される。
The vehicle control ECU obtains the vehicle position of the preceding vehicle using the communication device. The actual inter-vehicle distance is calculated from the positions of the preceding vehicle and the own vehicle. In addition, the vehicle control ECU
The target position S1 (t) of the preceding vehicle is acquired using the communication device. Therefore, the target inter-vehicle distance is known, and the lower limit value ed (t) = k · d (t) is calculated from the target value.

【0072】S20において、dr(t)≧ed(t)
であれば、そのままS30に進む。しかし、dr(t)
<ed(t)であれば、S22に進み、図8を用いて説
明したように、目標位置および目標速度を再定義する。
すなわち、所定時間ΔtRで車間距離が速やかに増大
し、その後に、最初に設定した定点、定刻停止ができる
ように、目標位置が再定義される(SRR(t))。そし
て、S(t)=SRR(t)、v(t)=vRR(t)と
し、S30に進む。S30以降の処理は、図7の処理と
同じである。
In S20, dr (t) ≧ ed (t)
If so, the process proceeds to S30. However, dr (t)
If <ed (t), the process proceeds to S22, and the target position and the target speed are redefined as described with reference to FIG.
That is, the target position is redefined so that the inter-vehicle distance quickly increases in the predetermined time ΔtR, and thereafter, the initially set fixed point and timed stop can be performed (SRR (t)). Then, S (t) = SRR (t), v (t) = vRR (t), and the process proceeds to S30. The processing after S30 is the same as the processing in FIG.

【0073】以上のような処理により、先行車の制御に
誤差が生じた場合でも、適切な修正ができる。そして、
定点、定刻停止機能を維持できるとともに、隊列が乱れ
るのを回避でき、隊列走行の円滑な運行を確保できる。
By the above processing, even if an error occurs in the control of the preceding vehicle, an appropriate correction can be made. And
In addition to maintaining the fixed point and scheduled stop functions, the platoon can be prevented from being disturbed, and smooth operation of the platoon can be ensured.

【0074】なお、本実施形態のように通信装置を車間
距離検出手段の一部として使うことは好適であるが、他
の任意の方法で車間距離を検出してもよく、例えば、自
ら備え付けのセンサで車間距離を検出してもよい。
Although it is preferable to use the communication device as a part of the inter-vehicle distance detecting means as in this embodiment, the inter-vehicle distance may be detected by another arbitrary method. The inter-vehicle distance may be detected by a sensor.

【0075】「状態フィードバックゲインKの設定」最
後に、本発明の制御で用いられる状態フィードバックゲ
インKの設定方法を説明する。ゲインKは周知のLQ制
御則に従って導出すればよく、例えば、LQ制御は「シ
ステムと制御」(細江繁幸,オーム社,第1版,97ペ
ージ〜)に開示されており、ここではその概略を述べ
る。
[Setting of State Feedback Gain K] Finally, a method of setting the state feedback gain K used in the control of the present invention will be described. The gain K may be derived in accordance with a well-known LQ control rule. For example, LQ control is disclosed in “Systems and Controls” (Shigeyuki Hosoe, Ohmsha, 1st edition, p. 97-). State.

【0076】下記の状態方程式を考える。X(t)はn
次元状態ベクトル、u(t)はm次元制御ベクトル、
A,Bはn×nおよびn×mの定数行列である。
Consider the following equation of state: X (t) is n
Dimensional state vector, u (t) is an m-dimensional control vector,
A and B are n × n and n × m constant matrices.

【0077】[0077]

【数8】X′(t)=AX(t)+Bu(t) そして、下記の評価関数J(X0)を最小化する状態フ
ィードバック制御則u(t)=−K・X(t)を求め
る。Q、Rは、それぞれ適当な次元の定数行列である。
X '(t) = AX (t) + Bu (t) Then, a state feedback control law u (t) =-K.X (t) that minimizes the following evaluation function J (X0) is obtained. . Q and R are constant matrices each having an appropriate dimension.

【0078】[0078]

【数9】 この問題の解を求めるために、n×n次の対象行列Pに
関する代数方程式を考える。これがリカッチ(Ricc
ati)方程式と呼ばれている。
(Equation 9) To find a solution to this problem, consider an algebraic equation for a target matrix P of order n × n. This is Riccati (Ricc)
ati) called the equation.

【0079】[0079]

【数10】 さらに、(Equation 10) further,

【数11】 とおく。状態方程式を満たし、評価関数を最小化するフ
ィードバックゲインKは上記で与えられる。
[Equation 11] far. The feedback gain K that satisfies the state equation and minimizes the evaluation function is given above.

【0080】本実施形態の場合は、状態方程式中のX
(t)は、前述のように(x1(t),x2(t),x
3(t))である。x1(t),x2(t),x3
(t)は、それぞれ、位置偏差、速度偏差、位置偏差積
分である。また、A、Bは、それぞれ下記行列である。
ここで、mは車両重量である。
In the case of this embodiment, X in the equation of state
(T) is (x1 (t), x2 (t), x
3 (t)). x1 (t), x2 (t), x3
(T) is a position deviation, a speed deviation, and a position deviation integral, respectively. A and B are the following matrices, respectively.
Here, m is the vehicle weight.

【0081】[0081]

【数12】 A、Bは、状態変数Xに応じて左辺と右辺の関係から物
理的に定まる。一方、評価関数中のR、Qは、制御シミ
ュレーションおよび実車試験により試行錯誤の結果とし
て求められる。例えばR、Qに下記の値を採用する。
(Equation 12) A and B are physically determined from the relationship between the left side and the right side according to the state variable X. On the other hand, R and Q in the evaluation function are obtained as a result of trial and error by a control simulation and an actual vehicle test. For example, the following values are adopted for R and Q.

【0082】[0082]

【数13】 これらの値を用いて求めたKは、下記のようになる。こ
のKを制御装置に記憶しておいて、走行制御に使用す
る。
(Equation 13) K obtained using these values is as follows. This K is stored in the control device and used for traveling control.

【0083】[0083]

【数14】K=[4503 ,6157 ,98]K = [4503,6157,98]

【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、時間に対する車両走行位置の制御が可能となり、定
点・定刻停止をはじめとする好ましい走行動作を実現で
きる。また、LQ制御の適用を可能としたので、収束性
および乗り心地の両立を図れる。さらには、円滑な隊列
走行を確保できるという利点が得られる。
As described above, according to the present invention, it is possible to control the traveling position of the vehicle with respect to time, and it is possible to realize a favorable traveling operation including a fixed point and a fixed stop. Further, since LQ control can be applied, it is possible to achieve both convergence and ride comfort. Furthermore, there is an advantage that a smooth platooning can be ensured.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の制御に用いられる「時間に対する目
標車両位置」の定義例を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a definition example of “target vehicle position with respect to time” used for control of the present invention.

【図2】 本発明の制御に用いられる「時間に対する目
標車速」の定義例を示すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing a definition example of “target vehicle speed with respect to time” used for control of the present invention.

【図3】 本発明の実施形態の交通システムの道路側の
構成を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a configuration on a road side of the traffic system according to the embodiment of the present invention.

【図4】 本発明の実施形態の交通システムの車載装置
の構成を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a vehicle-mounted device of the transportation system according to the embodiment of the present invention.

【図5】 図4のシステムに係る、本発明が適用された
減速制御を示すフローチャートである。
FIG. 5 is a flowchart showing deceleration control to which the present invention is applied in the system of FIG. 4;

【図6】 自車の制御に誤差が生じた場合の修正処理を
示す図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating a correction process when an error occurs in control of the own vehicle.

【図7】 図6の処理が適用された制御フローチャート
である。
FIG. 7 is a control flowchart to which the processing of FIG. 6 is applied.

【図8】 隊列走行中に先行車両の制御に誤差が生じた
場合の修正処理を示す図である。
FIG. 8 is a diagram illustrating a correction process when an error occurs in control of a preceding vehicle during platooning.

【図9】 図8の処理が適用された制御フローチャート
である。
FIG. 9 is a control flowchart to which the processing of FIG. 8 is applied.

【図10】 従来の自動走行制御に用いられるPID制
御用の「位置に対する目標速度のマップ」を示す図であ
る。
FIG. 10 is a diagram showing a "map of target speed with respect to position" for PID control used in conventional automatic traveling control.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 車両制御ECU、12 車輪速センサ、14 磁
気センサ、18 通信装置、28 ブレーキECU、3
0 ブレーキアクチュエータ。
Reference Signs List 10 vehicle control ECU, 12 wheel speed sensor, 14 magnetic sensor, 18 communication device, 28 brake ECU, 3
0 Brake actuator.

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 予め定められた目標に従って車両を自動
走行させる車両走行制御方法であって、 予め時間に対する目標位置を定め、 前記目標位置と実走行位置との位置偏差を表す状態量を
求め、 前記状態量が少なくなるように車両速度をフィードバッ
ク制御することを特徴とする車両走行制御方法。
1. A vehicle running control method for automatically running a vehicle according to a predetermined target, comprising: determining a target position with respect to time in advance; obtaining a state quantity representing a positional deviation between the target position and an actual running position; A vehicle traveling control method, wherein the vehicle speed is feedback-controlled so that the state quantity is reduced.
【請求項2】 請求項1に記載の車両走行制御方法にお
いて、 LQ制御則を用いることを特徴とする車両走行制御方
法。
2. The vehicle travel control method according to claim 1, wherein an LQ control law is used.
【請求項3】 請求項2に記載の車両走行制御方法にお
いて、 前記状態量は、さらに、時間に対する目標速度および実
速度の速度偏差を含むことを特徴とする車両走行制御方
法。
3. The vehicle travel control method according to claim 2, wherein the state quantity further includes a speed deviation between a target speed and an actual speed with respect to time.
【請求項4】 請求項3に記載の車両走行制御方法にお
いて、 前記状態量は、さらに、前記位置偏差の積分値である位
置偏差積分を含むことを特徴とする車両走行制御方法。
4. The vehicle travel control method according to claim 3, wherein the state quantity further includes a position deviation integral which is an integral value of the position deviation.
【請求項5】 請求項4に記載の車両走行制御方法にお
いて、 前記位置偏差、速度偏差および位置偏差積分を含む状態
量と、前記状態量を含む状態方程式に基づきリカッチ方
程式を用いて得られる状態フィードバックゲインと、を
用いて算出される制御入力を用いて車両速度を制御する
ことを特徴とする車両走行制御方法。
5. The vehicle traveling control method according to claim 4, wherein a state quantity including the position deviation, the velocity deviation, and the position deviation integration, and a state obtained using a Riccati equation based on a state equation including the state quantity. A vehicle travel control method comprising: controlling a vehicle speed using a control input calculated using a feedback gain.
【請求項6】 請求項4に記載の車両走行制御方法にお
いて、 位置偏差x1(t)、速度偏差x2(t)、位置偏差積
分x3(t)、車両質量パラメータm、システム入力量
u(t)、フィードフォワード要素r″(t)を用いて
表される下記の状態方程式、 【数1】 にLQ制御則を適用することを特徴とする車両走行制御
方法。
6. The vehicle travel control method according to claim 4, wherein the position deviation x1 (t), the speed deviation x2 (t), the position deviation integral x3 (t), the vehicle mass parameter m, the system input amount u (t ), The following equation of state expressed using the feedforward element r ″ (t): A vehicle driving control method characterized by applying an LQ control law to the vehicle.
【請求項7】 請求項1〜6のいずれかに記載の車両走
行制御方法において、 隊列走行中の前方車両の制御誤差が所定値より大きくな
ったときに、自車両の時間に対する目標位置を再定義
し、再定義された目標位置に基づいて車両走行を制御す
ることを特徴とする車両走行制御方法。
7. The vehicle traveling control method according to claim 1, wherein when a control error of a preceding vehicle during platooning becomes larger than a predetermined value, a target position of the own vehicle with respect to time is reset. A vehicle travel control method comprising: controlling a vehicle travel based on a defined and redefined target position.
【請求項8】 請求項7に記載の車両走行制御方法にお
いて、 前方車両との車間距離が所定値より小さくなったときに
前記再定義を行うことを特徴とする車両走行制御方法。
8. The vehicle travel control method according to claim 7, wherein the redefinition is performed when an inter-vehicle distance to a preceding vehicle becomes smaller than a predetermined value.
【請求項9】 予め定められた目標に従って車両を自動
走行させる車両走行制御システムであって、 予め定められた時間に対する目標位置を取得する目標位
置取得手段と、 車両の実走行位置を取得する実位置取得手段と、 目標位置と実走行位置との偏差を表す状態量に基づい
て、その状態量が少なくなるように車両速度をフィード
バック制御する速度制御手段と、 を含むことを特徴とする車両走行制御システム。
9. A vehicle traveling control system for automatically traveling a vehicle according to a predetermined target, comprising: a target position acquiring means for acquiring a target position with respect to a predetermined time; Vehicle traveling, comprising: position acquisition means; and speed control means for performing feedback control of the vehicle speed based on a state quantity representing a deviation between the target position and the actual traveling position so as to reduce the state quantity. Control system.
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