CN109154237B - 速度控制装置 - Google Patents

速度控制装置 Download PDF

Info

Publication number
CN109154237B
CN109154237B CN201780028821.8A CN201780028821A CN109154237B CN 109154237 B CN109154237 B CN 109154237B CN 201780028821 A CN201780028821 A CN 201780028821A CN 109154237 B CN109154237 B CN 109154237B
Authority
CN
China
Prior art keywords
speed
target speed
vehicle
actual
target
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201780028821.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109154237A (zh
Inventor
白东生
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Isuzu Motors Ltd
Original Assignee
Isuzu Motors Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Isuzu Motors Ltd filed Critical Isuzu Motors Ltd
Publication of CN109154237A publication Critical patent/CN109154237A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109154237B publication Critical patent/CN109154237B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W50/00—Details of control systems for road vehicle drive control not related to the control of a particular sub-unit, e.g. process diagnostic or vehicle driver interfaces
    • B60W50/0097—Predicting future conditions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00—Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
    • B60W30/14—Adaptive cruise control
    • B60W30/143—Speed control
    • B60W30/146—Speed limiting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/04—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00—Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
    • B60W30/14—Adaptive cruise control
    • B60W30/143—Speed control
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D29/00—Controlling engines, such controlling being peculiar to the devices driven thereby, the devices being other than parts or accessories essential to engine operation, e.g. controlling of engines by signals external thereto
    • F02D29/02—Controlling engines, such controlling being peculiar to the devices driven thereby, the devices being other than parts or accessories essential to engine operation, e.g. controlling of engines by signals external thereto peculiar to engines driving vehicles; peculiar to engines driving variable pitch propellers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/26—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 specially adapted for navigation in a road network
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0212—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles with means for defining a desired trajectory
    • G05D1/0223—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles with means for defining a desired trajectory involving speed control of the vehicle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K2310/00—Arrangements, adaptations or methods for cruise controls
    • B60K2310/24—Speed setting methods
    • B60K2310/244—Speed setting methods changing target speed or setting a new target speed, e.g. changing algorithms
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W50/00—Details of control systems for road vehicle drive control not related to the control of a particular sub-unit, e.g. process diagnostic or vehicle driver interfaces
    • B60W2050/0001—Details of the control system
    • B60W2050/0019—Control system elements or transfer functions
    • B60W2050/0042—Transfer function lag; delays
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2520/00—Input parameters relating to overall vehicle dynamics
    • B60W2520/10—Longitudinal speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2530/00—Input parameters relating to vehicle conditions or values, not covered by groups B60W2510/00 or B60W2520/00
    • B60W2530/16—Driving resistance
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2552/00—Input parameters relating to infrastructure
    • B60W2552/20—Road profile, i.e. the change in elevation or curvature of a plurality of continuous road segments
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2552/00—Input parameters relating to infrastructure
    • B60W2552/40—Coefficient of friction
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2555/00—Input parameters relating to exterior conditions, not covered by groups B60W2552/00, B60W2554/00
    • B60W2555/60—Traffic rules, e.g. speed limits or right of way
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2556/00—Input parameters relating to data
    • B60W2556/45—External transmission of data to or from the vehicle
    • B60W2556/50—External transmission of data to or from the vehicle of positioning data, e.g. GPS [Global Positioning System] data
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2720/00—Output or target parameters relating to overall vehicle dynamics
    • B60W2720/10—Longitudinal speed
    • B60W2720/106—Longitudinal acceleration

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Control Of Driving Devices And Active Controlling Of Vehicle (AREA)
  • Controls For Constant Speed Travelling (AREA)
  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
  • Navigation (AREA)

Abstract

速度控制装置具备：实际速度获得部；实际位置获得部；加减速度控制部，以使实际速度遵循对包含实际位置的道路区间所设定的目标速度的方式，控制车辆的加减速度；以及行驶阻力计算部，计算车辆行驶时的行驶阻力，在伴随实际位置从第一道路区间向第二道路区间移动，目标速度从第一目标速度向第二目标速度增大的情况下，以在第二道路区间的开始位置至结束位置之间使实际速度从第一目标速度一阶滞后地增大至第二目标速度的方式，设定第二道路区间内的目标速度，以由所述行驶阻力计算部计算出的所述行驶阻力越大，越使相对于所述车辆的行驶时间的、所述一阶滞后地增大的速度的变化量减少的方式，设定第二道路区间内的目标速度。

Description

速度控制装置
技术领域
本发明涉及速度控制装置。
背景技术
近年来，作为针对汽车交通的各种问题的解决对策，结合汽车交通的信息化、智能化进行着自动驾驶系统的研究开发。自动驾驶系统例如是指事先被提供由多个道路区间构成的目标行驶路径、和对各道路区间预先设定的目标速度(也称作“限制速度”)，并进行包括停车和出发的车辆的自主行驶控制的系统。在车辆中搭载一种速度控制装置，该速度控制装置以使该车辆的实际的速度(实际速度)遵循对包含车辆的实际的位置(实际位置)的道路区间所设定的目标速度的方式，控制该车辆的加速器操作量和制动器操作量。
在专利文献1中，作为与自动驾驶有关的技术，公开了基于由自动驾驶许可开关给出的许可，沿着在行驶路面上铺设的引导线使车辆的自动驾驶开始的技术。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平3-142507号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而，在上述自动驾驶系统中存在以下问题：在目标速度以台阶状增大的情况下(即，车辆加速的情况下)，车辆的实际速度急剧增大，有时会产生该实际速度超过目标速度的超调(overshoot)。另外，例如若像车辆爬上坡度较陡的坡道等时那样，车辆行驶时的行驶阻力较大，则在加速的初期阶段车辆难以加速，为了充分地加速而花费时间。因此，车辆的实际速度达到接近目标速度的阶段并被充分地加速，由此，实际速度急剧增大，进而易于产生超调。
本发明的目的在于，提供能够在车辆加速时抑制超调的产生的速度控制装置。
解决问题的方案
本发明的速度控制装置对沿着行驶路径行驶的车辆的速度进行控制，该行驶路径由多个道路区间构成且相对于各道路区间设定有目标速度，该速度控制装置具备：
实际速度获得部，获得所述车辆的实际的速度即实际速度；
实际位置获得部，获得所述车辆的实际的位置即实际位置；
加减速度控制部，以使所述实际速度遵循对包含所述实际位置的所述道路区间所设定的所述目标速度的方式，控制所述车辆的加减速度；以及
行驶阻力计算部，计算所述车辆行驶时的行驶阻力，
在伴随所述实际位置从第一道路区间向第二道路区间移动，所述目标速度从第一目标速度向第二目标速度增大的情况下，以在所述第二道路区间的开始位置至结束位置之间使所述实际速度从所述第一目标速度一阶滞后地增大至所述第二目标速度的方式，设定所述第二道路区间内的所述目标速度，
以由所述行驶阻力计算部计算出的所述行驶阻力越大，越使相对于所述车辆的行驶时间的、所述一阶滞后地增大的速度的变化量减少的方式，设定所述第二道路区间内的所述目标速度。
发明效果
根据本发明，目标速度不以台阶状变化，而以该目标速度的变化的斜率逐渐变小的方式设定，所以能够在车辆从第一目标速度向第二目标速度加速时，抑制实际速度超过目标速度(第二目标速度)的超调的产生。另外，根据车辆行驶时的行驶阻力，使所述一阶滞后地增大的速度的变化量减少，因此能够确保车辆有充分的时间加速，从而能够进一步抑制超调的产生。
附图说明
图1是表示本实施方式中的车辆的结构的功能框图。
图2是用于说明超调的产生的图。
图3是用于说明一阶滞后地增大的目标速度的图。
图4是用于说明一阶滞后地增大的目标速度的生成方法的图。
图5是表示按照一阶滞后地增大的目标速度的变化来进行加减速度的控制的情况下的、车辆的实际速度的变化的图。
图6是表示在实际速度达到目标速度的时刻将PI控制的积分项变更为0的情况下的、车辆的实际速度的变化的图。
图7是表示相对于行驶时间的行驶速度及PI控制的积分项的图。
图8是表示相对于行驶时间的行驶速度及PI控制的积分项的图。
具体实施方式
下面，参照附图对本发明的实施方式进行说明。图1是表示本实施方式中的车辆100的结构的功能框图。在本实施方式中，车辆100是作为自动驾驶系统的对象的、搭载柴油发动机(内燃机)的卡车等大型车辆。即，车辆100事先被提供由多个道路区间构成的、车辆100从现在起行驶的行驶路径(例如，高速道路)、和相对于各道路区间预先设定的目标速度，且具备用于进行包括停车和出发的、车辆100的自主行驶控制的结构。
如图1所示，车辆100具备：地图信息存储部120、行驶路径信息存储部140、实际位置检测部160、实际速度检测部180及速度控制装置200。
地图信息存储部120存储地图信息。在地图信息中包含表示地图上的道路的道路信息即在地图显示和路径搜寻等中使用的道路信息，此外还包含表示与道路相邻的各种设施的设施信息。道路信息包含：与将道路或行车道细致分割表示的路段(以下，称作“道路区间”)有关的道路区间信息(例如，道路宽度、道路长度、坡度、轮胎与路面的摩擦系数等)；以及与相当于各道路区间的两端的点(包括交叉点和分支等多个道路相交的点)的节点有关的节点信息。此外，在道路区间具有转弯的情况下，道路区间信息包含与该转弯的半径及曲率等有关的信息。
行驶路径信息存储部140存储与由多个道路区间构成的行驶路径有关的行驶路径信息。行驶路径信息包含相对于构成行驶路径的多个道路区间设定的目标速度。目标速度是指当车辆100在道路区间行驶时，以使车辆100的实际的速度(以下，称作“实际速度”)遵循的方式预先设定的速度。
实际位置检测部160基于表示由在车辆100上搭载的自主导航传感器(未图示)和GPS接收器(未图示)所获得的车辆100的经度、纬度的信息、和存储于地图信息存储部120中的地图信息，对地图上的车辆100的实际的位置即实际位置(当前位置)进行检测。而且，实际位置检测部160将检测到的实际位置输出至速度控制装置200。
实际速度检测部180例如是车速传感器，对车辆100的实际速度(行驶速度)进行检测。而且，实际速度检测部180将检测出的实际速度输出至速度控制装置200。
速度控制装置200对沿着存储于行驶路径信息存储部140中的行驶路径信息所示的行驶路径行驶的车辆100的速度进行控制。如图1所示，速度控制装置200具备：实际位置获得部220、实际速度获得部240、目标加减速度计算部260、加减速度控制部280及行驶阻力计算部300。此外，目标加减速度计算部260及加减速度控制部280相当于本发明的“加减速度控制部”。
实际位置获得部220获得从实际位置检测部160输出的实际位置并输出至目标加减速度计算部260。
实际速度获得部240获得从实际速度检测部180输出的实际速度并输出至目标加减速度计算部260。
目标加减速度计算部260基于存储于地图信息存储部120中的地图信息、存储于行驶路径信息存储部140中的行驶路径信息，来计算用于使从实际速度获得部240输出的实际速度遵循针对包含从实际位置获得部220输出的实际位置的道路区间所设定的目标速度的目标加减速度。
具体而言，目标加减速度计算部260通过针对目标速度与实际速度的速度偏差的PI(比例·积分)反馈控制的方法，来计算目标加减速度。
加减速度控制部280在由目标加减速度计算部260计算出的目标加减速度为正的值的情况下(即，需要使车辆100加速的的情况下)，根据由目标加减速度计算部260计算出的目标加减速度，参照加速器映射图(acceleratormap)来决定加速器开度(车辆100的加速器操作量)，根据所决定的加速器开度，对进行发动机控制的车辆用电子控制装置(ECM)进行控制。此外，加减速度控制部280在由目标加减速度计算部260计算出的目标加减速度为正的值的情况下，也可以对车辆100的加速器操作量以外的方面进行控制(例如燃料喷射量的控制)。
另外，加减速度控制部280在由目标加减速度计算部260计算出的目标加减速度为负的值的情况下(即，需要使车辆100减速的情况下)，根据由目标加减速度计算部260计算出的目标加减速度，参照制动力增益来决定制动力(车辆100的制动器操作量)，并根据所决定的制动力，对产生制动力的EBS(电子控制制动系统)进行控制。此外，加减速度控制部280在由目标加减速度计算部260计算出的目标加减速度为负的值的情况下，也可以对车辆100的制动器操作量以外的方面进行控制。
行驶阻力计算部300计算车辆100的行驶阻力(N)，将计算出的行驶阻力的信息输出至目标加减速度计算部260。关于行驶阻力的细节将进行后述。
然而，在车辆100沿着行驶路径行驶时，若目标速度以台阶状增大(即，车辆100加速)，则车辆100的实际速度急剧地增大，有时会产生该实际速度超过目标速度的超调。图2是用于说明超调的产生的图。图2中，实线L1表示伴随实际位置从第一道路区间向第二道路区间移动，目标速度从第一目标速度(例如，70[km/h])向第二目标速度(例如，90[km/h])增大的情况。单点划线L2表示按照实线L1所示的目标速度的变化来进行加减速度的控制的情况下的、车辆100的实际速度的变化。如图2所示，若目标速度从第一目标速度以台阶状增大至第二目标速度，则会产生车辆100的实际速度超过目标速度(第二目标速度)的超调。
因此，在本实施方式中，在存储于行驶路径信息存储部140中的行驶路径信息中，如图3的实线L3所示，以在第二道路区间的开始位置至结束位置之间使车辆100的实际速度从第一目标速度一阶滞后地增大至第二目标速度的方式，预先设定有第二道路区间内的目标速度。即，目标速度不以台阶状变化，而以该目标速度的变化的斜率逐渐变小的方式设定。具体而言，将第二道路区间内的目标速度设定为，按照以下的式(1)所示的时间函数逐渐随时间变化。
目标速度＝第一目标速度+(第二目标速度-第一目标速度)×(1-exp(-t/T))…(1)
其中，t：实际位置从第一道路区间移动至第二道路区间后的经过时间，T：一阶滞后的时间常数(响应速度的基准)。
如以下的式(2)所示，通过将从第二目标速度中减去第一目标速度而得到的值除以车辆100的最大加速度，来计算一阶滞后的时间常数T。例如通过后述的式(6)来决定车辆100的最大加速度。
一阶滞后的时间常数T＝(第二目标速度-第一目标速度)/车辆100的最大加速度…(2)
如上所述，一阶滞后的目标速度是通过上式(1)生成的，但即使要加速至第二目标速度，由于为了加速至第二目标速度而需花费的加速时间(t)无限大，所以无法完全地加速至第二目标速度。因此，在本实施方式中，如以下那样地生成一阶滞后的目标速度。即，如图4所示，生成加速至速度变化幅度(ΔV)的95[％](以下，称作“比率”)为止的一阶滞后的目标速度的曲线(图4中的单点划线L3’)。接着，对所生成的曲线乘以系数(在比率为95[％]的情况下是1/0.95)，来将该曲线拉伸至第二目标速度为止(参照图4中的实线L3)。此外，也可以根据车辆100的加速能力的不同，在例如65～99[％]的范围内调整比率。
图5是以单点划线L4表示如虚线L3所示那样按照一阶滞后地增大的目标速度的变化来进行加减速度的控制的情况下的、车辆100的实际速度的变化的图。如图5所示可知，尽管产生了车辆100的实际速度超过目标速度(第二目标速度)的超调，但与目标速度以台阶状增大的情况(参照图2)相比，超调量减少了。
并且，在本实施方式中，目标加减速度计算部260在实际速度从第一目标速度向第二目标速度增大时，在实际速度达到目标速度的时刻(参照图5的点P2)，若PI控制的积分项、也就是对实际速度与目标速度的偏差的积分值乘以控制增益而得到的值为正，则将该积分项变更为0(复位)。这是为了防止在实际速度达到目标速度之后，正的积分项剩余，从而对车辆用电子控制装置(ECM)进行超过需要的加速请求。
图6是以实线L5表示在实际速度达到目标速度的时刻将PI控制的积分项变更为0的情况下的、车辆100的实际速度的变化的图。如图6所示可知，在实际速度达到目标速度的时刻以后，该实际速度遵循该目标速度，以不产生超调的方式向第二目标速度增大。
然而，一般在使实际速度从第一目标速度向第二目标速度增大时，例如，如在车辆100爬上坡度较陡的坡道时那样，若车辆100行驶时的行驶阻力变大，则实际速度达到目标速度的时刻有时会滞后。图7是表示相对于行驶时间的、行驶速度及PI控制的积分项的图。图7中的单点划线L6表示从第一目标速度向第二目标速度增大时的PI控制的积分项。图7中的实线L7表示车辆100的实际速度的变化。另外，在图7中，显示第一目标速度为60km/h，第二目标速度为80km/h。
如图7所示，在从第一目标速度向第二目标速度增大时，如单点划线L6所示那样，PI控制的积分项随着行驶时间的经过增加至作为固定值的最大加速度2.5m/s2为止。但是，在车辆100行驶时的行驶阻力较大的情况下，车辆100难以如设想的那样进行加速。在该情况下，在作为目标速度的虚线L3与作为实际速度的实线L7之间，速度偏差变大，实际速度相对于目标速度的遵循会滞后，因此车辆100的实际速度到达目标速度的时刻会滞后。车辆100的实际速度到达目标速度的时刻越滞后，则使PI控制的积分项复位的时刻会相应地滞后。例如，当在目标速度是距第二目标速度极近的速度时实际速度到达目标速度(行驶时间t1)的情况下，也就是，在车辆100的实际速度到达第二目标速度时，PI控制的积分项中剩余一些正的部分，有可能产生超调。此外，在图7中夸张地示出了超调的产生(行驶时间t1以后)。
因此，在本实施方式中，目标加减速度计算部260根据由行驶阻力计算部300计算出的行驶阻力来对车辆100的最大加速度进行变更。由此，式(2)中的一阶滞后的时间常数变更，进而相对于车辆100的行驶时间的、一阶滞后地增大的速度的变化量减少。行驶阻力越大，相对于车辆100的行驶时间的、一阶滞后地增大的速度的变化量越减少，由此使实际速度达到目标速度的时刻提早，其结果，PI控制的积分项的复位的时刻不会滞后，抑制产生超调的情况。下面，对车辆100的行驶阻力及目标加减速度计算部260的控制的细节进行叙述。
通过车辆100的行驶时的空气阻力、车辆100的行驶时的滚动阻力、车辆100所行驶的道路的坡度阻力之和，来计算车辆100的行驶阻力。
车辆100的行驶时的空气阻力是指由车辆100的表面与空气的摩擦而产生的阻力。行驶阻力计算部300例如通过从未图示的测量部等获得车辆100的行驶速度(km/h)及空气阻力系数，来计算空气阻力。将车辆100的行驶速度设为V，将空气阻力系数设为λ，将车辆100的前表面的投影面积设为S，将重力加速度设为g，并通过以下的式(3)来计算空气阻力。
空气阻力＝λ×S×V2×g…(3)
车辆100的行驶时的滚动阻力是指车轮滚动时的车轮的轴承部的摩擦阻力、和因路面与轮胎间的能量损失而产生的阻力。行驶阻力计算部300例如通过从未图示的测量部等获得滚动阻力系数的信息，来计算滚动阻力。将滚动阻力系数设为μ，将车重设为W，将重力加速度设为g，并通过式(4)来计算滚动阻力。
滚动阻力＝μ×W×g…(4)
车辆100所行驶的道路的坡度阻力是爬上坡道时所产生的阻力。行驶阻力计算部300例如通过从地图信息存储部120等获得道路坡度(本说明书中为角度)的信息，来计算坡度阻力。将道路坡度设为θ，将车重设为W，将重力加速度设为g，并通过式(5)来计算坡度阻力。
坡度阻力＝W×sinθ×g…(5)
目标加减速度计算部260使用车辆100的行驶阻力，来使上述的式(2)中使用的最大加速度变动，由此，以变更相对于车辆100的行驶时间的、一阶滞后地增大的速度的变化量的方式，设定一阶滞后的目标速度、也就是第二道路区间内的目标速度。目标加减速度计算部260使车辆100的最大加速度如式(6)那样变动。
车辆100的最大加速度＝(车辆100的最大驱动力-车辆100的行驶阻力)/车辆100的车重…(6)
通过使用式(6)来变更最大加速度，从而最大加速度以行驶阻力越大则变得越小的方式变更。也就是，一阶滞后的目标速度被设定为，行驶阻力越大，越使相对于车辆100的行驶时间的、一阶滞后地增大的速度的变化量减少。由此，行驶阻力越大，从第一目标速度到达第二目标速度的设定时间越长，因此能够为车辆100加速确保充分的时间。因此，能够在相对于设定时间的加速的初期阶段，使实际速度达到目标速度。
此外，根据能够在搭载于车辆100的发动机中产生的最大扭矩，来计算车辆100的最大驱动力。
对以上那样构成的车辆100的作用和效果进行说明。图8是表示车辆100爬上坡度较陡的坡道时的相对于行驶时间的、行驶速度及PI控制的积分项的图。单点划线L8表示从第一目标速度向第二目标速度增大时的PI控制的积分项。实线L9表示车辆100的实际速度的变化。
如图8所示，当在车辆100例如爬上坡度较陡的坡道等时，从第一目标速度向第二目标速度增大的情况下(参照实线L1)，由行驶阻力计算部300计算行驶阻力，将一阶滞后的目标速度(虚线L3)的设定时间设定为，比图7中的一阶滞后的目标速度的设定时间(18s)长的41s。伴随PI控制的积分项(单点划线L8)的上升，实际速度(实线L9)逐渐追上目标速度(虚线L3)，在行驶时间t2(从加速开始后约10s)的时间点实际速度到达目标速度。也就是，能够在目标速度尚未到达第二目标速度的时间即加速的初期阶段使实际速度到达目标速度。由此，能够在加速的初期阶段使PI控制的积分项复位，因此能够抑制产生实际速度因正的积分项而超过第二目标速度的超调的情况。
另外，由于在行驶时间t2那样的、一阶滞后的目标速度相对于第二目标速度未增速的位置使PI控制的积分项复位，因此有时实际速度因行驶阻力而相对于目标速度降低。在该情况下，通过再次增大PI控制的积分项来使实际速度增速。若实际速度增速后再次到达目标速度(行驶时间t3)，则使PI控制的积分项复位。在行驶时间t3后同样地，在实际速度相对于目标速度降低的情况下，同样再次加速，每当实际速度到达目标速度时使PI控制的积分项复位(行驶时间t4、t5)。通过这样重复进行PI控制的积分项的复位，能够使实际速度难以超过目标速度。即，能抑制车辆100的实际速度在接近第二目标速度的阶段急剧地增大的情况，因此能够进一步抑制产生超调的情况。
另外，目标速度不以台阶状变化，而以该目标速度的变化的斜率逐渐变小的方式设定，因此在车辆100从第一目标速度向第二目标速度加速时，能够抑制实际速度超过目标速度(第二目标速度)的超调的产生。
另外，行驶阻力越大，越使相对于车辆100的行驶时间的、一阶滞后地增大的速度的变化量减少，因此能够为车辆100加速确保充分的时间。因此，能够在相对于一阶滞后的目标速度的设定时间的、加速的初期阶段，使实际速度到达目标速度，进而能够进一步抑制超调的产生。
此外，在上述实施方式中，以行驶阻力越大越使一阶滞后地增大的速度的变化量减少的方式设定了目标速度，但本发明不限于此。例如，也可以不使一阶滞后地增大的速度的变化量变更，而是根据行驶阻力的大小，在到达目标速度之前的时刻使PI控制的积分项复位。通过这样做，实际速度因复位后剩余的正的积分值而稍微增加，因此能够使实际速度增加至目标速度的值。
另外，在上述实施方式中，对在实际速度从第一目标速度向第二目标速度增大时，在实际速度达到目标速度的时刻将PI控制的积分项变更为0的例子进行了说明，但本发明不限于此。例如，也可以在实际速度达到目标速度之前、或实际速度达到目标速度之后的时刻将PI控制的积分项变更为0。总之，只要在能更加抑制超调的产生的时刻，将PI控制的积分项变更为0即可。
另外，上述实施方式都仅表示实施本发明的具体化的一例，本发明的技术范围不应受这些实施方式的限制。即，能够不脱离其要点或其主要特征地以各种形式实施本发明。
本申请基于在2016年5月16日提交的日本专利申请(日本专利申请特愿2016-098023)，其内容在此作为参照而全部引入。
工业实用性
本发明作为能够在车辆加速时抑制超调的产生的速度控制装置是有用的。
附图标记说明
100 车辆
120 地图信息存储部
140 行驶路径信息存储部
160 实际位置检测部
180 实际速度检测部
200 速度控制装置
220 实际位置获得部
240 实际速度获得部
260 目标加减速度计算部
280 加减速度控制部
300 行驶阻力计算部

Claims (4)

1.一种速度控制装置，对沿着行驶路径行驶的车辆的速度进行控制，该行驶路径由多个道路区间构成且相对于各道路区间设定有目标速度，该速度控制装置具备：
实际速度获得部，获得所述车辆的实际的速度即实际速度；
实际位置获得部，获得所述车辆的实际的位置即实际位置；
加减速度控制部，以使所述实际速度遵循对包含所述实际位置的所述道路区间所设定的所述目标速度的方式，控制所述车辆的加减速度；以及
行驶阻力计算部，计算所述车辆行驶时的行驶阻力，
在伴随所述实际位置从第一道路区间向第二道路区间移动，所述目标速度从第一目标速度向第二目标速度增大的情况下，以在所述第二道路区间的开始位置至结束位置之间使所述实际速度从所述第一目标速度一阶滞后地增大至所述第二目标速度的方式，设定所述第二道路区间内的所述目标速度，
基于由所述行驶阻力计算部计算出的所述行驶阻力，来变更所述车辆的最大加速度，
根据所述最大加速度，来变更所述一阶滞后的时间常数，
通过使所述第二道路区间内的所述目标速度对应于所述一阶滞后的时间常数而变化，从而以由所述行驶阻力计算部计算出的所述行驶阻力越大，越使相对于所述车辆的行驶时间而所述一阶滞后地增大的所述目标速度的、每单位时间的变化量减少的方式，设定所述第二道路区间内的所述目标速度。
2.如权利要求1所述的速度控制装置，其中，
所述加减速度控制部以使所述实际速度遵循所述目标速度的方式控制所述车辆的加减速度，在所述实际速度从所述第一目标速度向所述第二目标速度增大时，在所述实际速度达到所述目标速度的时刻，将对所述实际速度与所述目标速度的偏差的积分值乘以控制增益而得到的值变更为0。
3.权利要求1所述的速度控制装置，其中，
通过将从所述第二目标速度中减去所述第一目标速度而得到的值除以所述车辆的最大加速度，来计算所述一阶滞后的时间常数。
4.如权利要求1所述的速度控制装置，其中，
通过所述车辆的行驶时的空气阻力、所述车辆的行驶时的滚动阻力、以及所述车辆所行驶的道路的坡度阻力之和，来计算所述行驶阻力。
CN201780028821.8A 2016-05-16 2017-05-01 速度控制装置 Active CN109154237B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016098023A JP6747053B2 (ja) 2016-05-16 2016-05-16 速度制御装置
JP2016-098023 2016-05-16
PCT/JP2017/017112 WO2017199742A1 (ja) 2016-05-16 2017-05-01 速度制御装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109154237A CN109154237A (zh) 2019-01-04
CN109154237B true CN109154237B (zh) 2021-09-14

Family

ID=60325212

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201780028821.8A Active CN109154237B (zh) 2016-05-16 2017-05-01 速度控制装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11052911B2 (zh)
EP (1) EP3460221B1 (zh)
JP (1) JP6747053B2 (zh)
CN (1) CN109154237B (zh)
WO (1) WO2017199742A1 (zh)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7195035B2 (ja) * 2018-07-17 2022-12-23 先進モビリティ株式会社 隊列走行システム
JP7231351B2 (ja) 2018-07-31 2023-03-01 株式会社小松製作所 無人車両の制御システム、無人車両、及び無人車両の制御方法
DE102018213471A1 (de) * 2018-08-10 2020-02-13 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Begrenzen eines Soll-Werts für eine Steuergröße eines Fahrerassistenzsystems
CN110816530B (zh) * 2019-11-14 2021-05-11 东风商用车有限公司 一种自适应巡航系统的速度跟随控制方法及系统
CN110979348B (zh) * 2019-12-28 2021-08-24 重庆工商大学 一种工况法能耗测试的车速控制方法、装置及设备
KR20220145450A (ko) * 2021-04-21 2022-10-31 현대자동차주식회사 차량의 주행 저항 계산 방법 및 그 계산 장치
KR20220154511A (ko) * 2021-05-13 2022-11-22 현대자동차주식회사 차량의 주행 저항 계산 방법 및 그 계산 장치

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0558193A (ja) * 1990-07-19 1993-03-09 Matsushita Electric Ind Co Ltd 車両用定速走行制御装置
US5646850A (en) * 1990-06-13 1997-07-08 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Auto-drive control apparatus for use in vehicle apparatus
JP2009018681A (ja) * 2007-07-11 2009-01-29 Denso Corp 車速制御装置及び車速制御プログラム
US8271176B2 (en) * 2008-04-22 2012-09-18 Aisin Aw Co., Ltd. Driving support device, driving support method, and driving support program
US8504274B2 (en) * 2010-05-12 2013-08-06 Mando Corporation Adaptive cruise control method on incline

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03142507A (ja) * 1989-10-27 1991-06-18 Mitsubishi Electric Corp 車両の自動運転装置
JP3912053B2 (ja) 2001-07-25 2007-05-09 日産自動車株式会社 車両用走行制御装置
JP3812391B2 (ja) * 2001-09-26 2006-08-23 日産自動車株式会社 車両の駆動力制御装置
JP2006200526A (ja) 2004-12-22 2006-08-03 Nissan Motor Co Ltd 車両の出力特性制御装置
JP4747206B2 (ja) * 2009-03-31 2011-08-17 本田技研工業株式会社 反力装置
JP5126336B2 (ja) 2010-05-13 2013-01-23 株式会社デンソー 車両用速度制御装置
WO2014027071A1 (en) * 2012-08-16 2014-02-20 Jaguar Land Rover Limited Vehicle speed control system and method with external force compensation
JP6506539B2 (ja) 2014-11-25 2019-04-24 株式会社アイベックス 囲い部材および容器
JP2016182935A (ja) * 2015-03-27 2016-10-20 いすゞ自動車株式会社 走行制御装置および走行制御方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5646850A (en) * 1990-06-13 1997-07-08 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Auto-drive control apparatus for use in vehicle apparatus
JPH0558193A (ja) * 1990-07-19 1993-03-09 Matsushita Electric Ind Co Ltd 車両用定速走行制御装置
JP2009018681A (ja) * 2007-07-11 2009-01-29 Denso Corp 車速制御装置及び車速制御プログラム
US8271176B2 (en) * 2008-04-22 2012-09-18 Aisin Aw Co., Ltd. Driving support device, driving support method, and driving support program
US8504274B2 (en) * 2010-05-12 2013-08-06 Mando Corporation Adaptive cruise control method on incline

Also Published As

Publication number Publication date
EP3460221A4 (en) 2019-05-22
WO2017199742A1 (ja) 2017-11-23
CN109154237A (zh) 2019-01-04
JP6747053B2 (ja) 2020-08-26
EP3460221B1 (en) 2020-06-24
US11052911B2 (en) 2021-07-06
US20190283750A1 (en) 2019-09-19
EP3460221A1 (en) 2019-03-27
JP2017206969A (ja) 2017-11-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109154237B (zh) 速度控制装置
US10363929B2 (en) Vehicle automatic travel control device and vehicle automatic travel method
EP3118079B1 (en) Road surface submergence estimation device
US8150591B2 (en) Vehicle travel speed control method
US10317908B2 (en) Peak efficiency recommendation and sharing
JP4646334B2 (ja) 車両走行制御方法
RU2493981C2 (ru) Способ и модуль для определения опорных значений скорости для системы управления транспортным средством
JP5831560B2 (ja) 減速因子推定装置及び運転支援装置
CN108290577A (zh) 车辆控制装置
US9352740B2 (en) Vehicle energy-management device for controlling energy consumption along a travel route
CN108116413A (zh) 自动驾驶控制装置
GB2480877A (en) Engine control unit which uses vehicle position data to control the engine speed
KR20170007362A (ko) 이동 경로를 따라 차량이 주행하는 중에 차량의 운행 효율을 개선하기 위한 시스템 및 방법
EP3828048A1 (en) Travel control device, travel control method, and non-transitory storage medium
US20200331498A1 (en) Travel control device, vehicle, and travel control method
JP6659513B2 (ja) 車両制御装置、車両制御方法、および車両制御プログラム
JPWO2019039105A1 (ja) 移動体の運動制御装置
WO2018143351A1 (ja) 走行制御装置および走行制御方法
JP6582484B2 (ja) 走行制御装置、及び、走行制御方法
CN102666241B (zh) 车辆控制装置
US10392001B2 (en) Efficient acceleration semi-autonomous feature
JP2017033433A (ja) 速度制御装置
KR20150061491A (ko) 무가속 구간 안내 장치 및 방법
CN112797151A (zh) 档位决定装置、方法及仿真装置
JP2017065647A (ja) 速度制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant