JP2000168396A - 適応クル―ズコントロ―ル・システム及び方法 - Google Patents

適応クル―ズコントロ―ル・システム及び方法

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JP2000168396A
JP2000168396A JP11345849A JP34584999A JP2000168396A JP 2000168396 A JP2000168396 A JP 2000168396A JP 11345849 A JP11345849 A JP 11345849A JP 34584999 A JP34584999 A JP 34584999A JP 2000168396 A JP2000168396 A JP 2000168396A
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control
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Gerald H Engelman
ジェラルド、エイチ、エンジェルマン
Michael Julian Richardson
マイケル、ジュリアン、リチャードソン
Philip Alexander Barber
フィリップ、アレキサンダー、バーバー
Paul John King
ポール、ジョン、キング
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Ford Global Technologies LLC
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Jaguar Cars Ltd
Ford Global Technologies LLC
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 システムの性能を実際の道路条件の下でのド
ライバーの期待により合致させる。 【解決手段】 フィードバック線形法により導かれる基
本的な車間制御法則に基く適応クルーズコントロール・
システム用の車間制御20が開示されている。線形近似の
有用性が示され、システム応答に重要であると信じられ
ている基本的属性が導かれる。システムの性能を実際の
道路条件の下でのドライバーの期待により合致させる、
基本的な車間制御器に対する改良が、経験的な情報の結
果として、なされる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、概略的には、自動
車の適応クルーズコントロール・システムに関し、より
具体的には、車間制御用の装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】適応クルーズコントロール（adaptive c
ruise control略してACC）システムは、車両間の車間時
間に比例した追従距離プラス最小距離を保ちながら、車
両が目標車両を能動的に追跡そして追従するのを可能と
することにより、車両クルーズコントロールとしても知
られる車速制御の性能を向上させることが出来る。正及
び負の加速に亘る範囲の車両に対する加速力の付与を制
御することにより、追従車両の速度が制御される。
【０００３】状況により単に加速と呼ばれることもある
正の加速は、車両を推進するエンジン又はモーターへの
制御を実行する電子駆動式機構を介して制御されること
がある。内燃機関により推進される車両は、エンジンの
スロットル開度を制御して車両の駆動系を介して車両へ
対応する加速力を加える、電子スロットル制御を持つこ
とがある。
【０００４】時に減速と呼ばれる負の加速は、車両の常
用ブレーキを介し車両へ加えられることがある。車両の
車輪における油圧作動式常用ブレーキ及び車両の常用ブ
レーキを操作するABSシステムを持つ車両においては、
適応クルーズコントロールがABS油圧システムを介して
車両へ減速力を加えることがある。
【０００５】適応クルーズコントロールの種々の構成
が、米国特許5,053,979号、5,396,426号、5,400,864
号、5,454,442号、5,493,302号、5,594,645号及び5,62
9,851号を含む、多くの特許に示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】システムの性能を実際
の道路条件の下でのドライバーの期待により合致させ
る、基本的な車間制御器に対する改良が、求められてい
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の総合的な観点
は、車両がその上に支持され下に位置する面に沿って推
進される車輪を介して上記車両へ加速力を加えるために
選択的に操作されるスロットルを持つエンジンを有する
駆動系、実車速と設定車速との間の偏差をゼロにするた
めに、スロットルを介してエンジンを選択的に絞る車速
制御、直前の先行車両に対する車間距離及び車間速度に
対応する車間距離及び車間速度信号を与える車間距離及
び車間速度装置、及び車間距離測定装置により得られる
先行車両までの車間距離と車間時間で変化する参照車間
距離との偏差をゼロにするために車速制御装置を介して
機能する車間制御器、を有し、上記車間距離及び車間速
度装置及び車速センサーが上記車間制御器への帰還ルー
プを閉じ、上記車間制御器が上記車速制御への命令入力
を与える速度参照信号を確立し、該速度参照信号が、上
記車速センサーにより計測される車両自身の速度に比例
する項、上記車間距離信号により計測される先行車両と
の距離に比例する項及び、上記車間速度信号により計測
される先行車両との車間速度に比例する項の、代数和を
有する、自動車に関する。
【０００８】もう一つの総合的な観点は、車両がその上
に支持され下に位置する面に沿って推進される車輪を介
して上記車両へ加速力を加えるために選択的に操作され
るスロットルを持つエンジンを有する駆動系、実車速と
設定車速との間の偏差をゼロにするために、スロットル
を介してエンジンを選択的に絞る車速制御、直前の先行
車両に対する車間距離及び車間速度に対応する車間距離
及び車間速度信号を与える車間距離及び車間速度装置、
及び、車間距離測定装置により得られる先行車両までの
車間距離と車間時間で変化する参照車間距離との偏差を
ゼロにするために車速制御装置を介して機能する車間制
御器、を有し、上記車間距離及び車間速度装置及び車速
センサーが上記車間制御器への帰還ループを閉じ、上記
車両を加速及び減速させる上記車間制御器の機能が、車
間距離偏差が２本の対角線の一方に沿い車間速度が上記
対角線の他方に沿う面により、複数の別個の領域を持つ
連続制御面により数学的に定義され、第１の領域が車間
速度の正の値により排他的に特徴付けられる最大加速領
域であり、第２領域が車間速度の負の値により排他的に
特徴付けられる最大減速領域であり、第３領域が相対的
に鋭い制御領域であり、そして第４領域が相対的に鈍い
制御領域であり、そして、上記第１及び第２領域が隣接
しておらず上記第３及び第４領域により分けられてお
り、上記第３領域が、該第３領域内の車間距離偏差の負
の値に対して、車間速度の正及び負の値の両方を含み、
上記第３領域内の車間距離偏差の正の値に対して、車間
速度の正の値を含むが負の値は排除する、広がりを持
ち、上記第４領域が、該第４領域内の車間速度の負の値
に対して、車間距離偏差の正及び負の値の両方を含み、
上記第４領域の車間速度の正の値に対して、車間距離偏
差の正の値を含むが、負の値は排除する、広がりを持
つ、自動車に関連する。
【０００９】更にもう一つの総合的な観点は、車両がそ
の上に支持され下に位置する面に沿って推進される車輪
を介して上記車両へ加速力を加えるために選択的に操作
されるスロットルを持つエンジンを有する駆動系、実車
速と設定車速との間の偏差をゼロにするために、スロッ
トルを介してエンジンを選択的に絞る車速制御、直前の
先行車両に対する車間距離及び車間速度に対応する車間
距離及び車間速度信号を与える車間距離及び車間速度装
置、及び、上記車間距離及び車間速度信号及び実車速に
対応する車速信号が閉ループ帰還を車間制御器に与える
閉ループ制御の一部を形成し、そして適応クルーズコン
トロール・モードを含む、異なった作動モードに対して
機能出来、そして、上記適応クルーズコントロール・モ
ードが追従状態を呈する場合に上記車間距離信号により
計測される車間距離と車間時間で変化する参照車間距離
との偏差をゼロにする様に上記車速制御をさせる該車速
制御への命令信号入力を与える参照速度信号を確立す
る、車間制御器、を有し、実車速が設定速度より小さい
ままに先行車両の車線を見失った際に、上記車間制御器
が、上記適応クルーズコントロール・モードの追従状態
から適応クルーズコントロール・モードのレジューム状
態への遷移を行なうことが出来て車速を車両の横加速度
の関数として設定車速へ向け戻す、自動車に関する。
【００１０】他の総合的及びより具体的な観点は、以下
の説明及び請求項に記載されることになる。
【００１１】図面は、本発明の好ましい実施例及び、本
発明を実施するために現時点で企図された最良の態様を
示すために、ここに組込まれている。
【００１２】
【発明の実施の形態】適応クルーズコントロール（AC
C）システムは、車両間の車間時間hに比例した追従距離
プラス最小距離doを保ちながら、車両が目標車両を能動
的に追跡そして追従するのを可能とすることにより、車
両クルーズコントロールとしても知られる車速制御の性
能を向上させることが出来る。ここで車間時間は数１の
様に規定される。
【数１】 ここで、xl及びxfは、それぞれ先行車両位置及び追従車
両位置である。正及び負の加速に亘る範囲の車両に加え
る加速力を制御することにより、追従車両の速度が制御
される。
【００１３】状況により単に加速と呼ばれることもある
正の加速は、車両を推進するエンジン又はモーターへの
制御を実行する電子駆動式機構を介して制御され得る。
内燃機関により推進される車両は、エンジンのスロット
ル開度を制御して車両の駆動系を介して車両の駆動輪へ
対応するトルクを与え、そして、車両へ対応する加速力
を加える、電子スロットル制御を持つことがある。
【００１４】時に減速と呼ばれる負の加速は、車両の常
用ブレーキを介し車両へ加えられ得る。個別の車両への
実装は、車両のブレーキ・システムの個別の詳細部分に
より、変わってくる。例えば、車両の車輪における油圧
作動式常用ブレーキ及び車両の常用ブレーキを操作する
ABSシステムを持つ車両においては、適応クルーズコン
トロールがABS油圧システムを介して車両へ減速力を加
えても良い。
【００１５】２つの車両間の距離が車間距離であり、先
行車両の速度と追従車両の速度の差が車間速度であり、
数２で数学的に表される。
【数２】
【００１６】図１は、例示的な自動車の制御システム20
の数学モデルを示している。添え字”l"を含む変数が先
行車両を示し、添え字“f"を含むものは追従車両を示
す。車両は、エンジン・スロットルを操作する電子スロ
ットル制御を持つ内燃機関により駆動される。車両はま
た、その車輪に油圧作動式常用ブレーキを持ち、それら
ブレーキ用にABSシステムを含む。
【００１７】車両は更に、図１に速度制御器として示さ
れる、車速制御22を持ち、それは、車両のドライバーに
よりオンされると、スロットル制御を介して、車両へ加
速力を加える作動をすることが出来る。図１に現れる符
号θは、スロットル開度に対応するスロットル位置を表
す。
【００１８】車両は、図１にブレーキ制御器として示さ
れるブレーキ制御24を持ち、それは、車両のABS油圧を
介して車輪へブレーキ・トルクを加える作動をし、車両
へ減速力を与える。図１に現れる符号Pは、車両を減速
するのに車両の車輪へ加えられるブレーキ力に対応する
油圧ブレーキ系圧力を表す。
【００１９】追従車両の所望の速度軌跡を得ることに
は、車両へ作用する抵抗力を考慮しながらの、選択的車
両加速を発生するためのエンジンのスロットル制御の選
択的作動についてと、選択的車両減速を発生するための
常用ブレーキの選択的作動についての、整合された制御
が、含まれる。速度制御器22は、加速機能アクチュエー
ターと、ブレーキ制御器24は減速機能アクチュエーター
と、みなすことが出来る。集約的に、その様な加速機能
アクチュエーター及びその様な減速機能アクチュエータ
ーが、車両に対する加速及び減速力の両方の付与を制御
する整合したアクチュエーターを構成している。
【００２０】図１に示されているのはまた、車速センサ
ー26及びレーダー・センサー28である。車速センサー26
は、車速情報を供給する現存の車速制御の一部品であれ
ば良い。レーター・センサー28は、車間距離R及び車間
速度の両方を検出して、それぞれ車間距離信号及び車間
速度信号を与える。車間制御器として示されたブロック
30は、マイクロプロセッサーによる電子部品の様なエン
ジン・マネージメント・システム（EMS）内に、実装す
ることも出来る。発明の原理をACCへ実際に適用するの
は、車間制御器30である。
【００２１】本発明のある観点は、図２に示される制御
系に関連する。制御系32は、制御システム20の正規形と
して導かれた。正規制御系を導くことは、正及び負の加
速両方に亘る制御範囲を与える整合アクチュエーターの
存在の前提となり、正の加速から負の加速への遷移及び
その反対がある時はいつでも、参照速度vrefが追跡され
得る様に、加速機能アクチュエーター及び減速機能アク
チュエーター（つまりスロットル制御及びブレーキ制
御）との間で充分滑らかに切替えることにより、特徴付
けられる。
【数３】
【００２２】速度制御及びブレーキ制御システムが、こ
こでは線形一次系としてモデル化されている。その様な
モデル化は、システム全体の挙動についてのある仮定を
表すものであるが、モデルは直近の目的には適切なもの
であると信じられている。加速力及び減速力の選択的な
付加により制御される被制御パラメーターとしての車速
の利用は、被制御パラメーターとしての車両加速度（正
及び負）の利用よりもむしろ、本発明の原理の、主スロ
ットルのアクチュエーターとして現在のエンジン・マネ
ージメント・システム（EMS）に既に載せられている量
産中のクルーズコントロール・システムへの組込みを、
可能とする。これは、発明のACCシステムが、EMSの中に
あるスロットル制御故障診断を利用するのを、可能とす
ると共に、直接スロットルを制御する場合に要する程詳
細な設計を必要とすることなく、車間制御アルゴリズム
が、複数駆動系構成へ容易に適用されるのを可能とす
る。
【００２３】制御合成には、良好な追跡特性と共に系の
結果としての線形挙動故に、帰還線形化制御設計法を利
用する。ACCシステムの制御目的は、車間距離Rを時間的
運転間隔に比例する距離プラスある最小距離に等しく維
持することであると、定義される。数学的には、これは
数４として表される。
【数４】 ここで、dは車間距離偏差として定義される。車間距離
偏差を微分すると、数５になる。
【数５】 制御器は、数６で規定される所望の車間距離偏差の動特
性に合致する様に設計される。
【数６】 所望の車間距離が殆ど一定であると仮定すると、vrefが
数７に規定される。
【数７】 又は、計測される変数の項として数８に規定される。
【数８】 そして、車両のドライバーによりクルーズコントロール
機能がオン操作される時に起動され得るアルゴリズムと
してEMS中に実装する様にして、発明のACCに組込まれる
のが、この制御関数である。この数式は、先に定義され
た偏差の動特性に対する追従車両の追跡応答を得るため
の、所望の制御作用を表す。車間距離及び車間速度情報
を、所望の追跡応答を得るための追従車両速度フィード
フォワード命令と共に用いるのが、判るはずである。AC
Cにおいて新規であると信じられているのは、式の第１
項である、追従車両速度フィードフォワード命令であ
る。
【００２４】先行車両速度の変化に対する追従車両速度
の応答速度が、所望の車間に応じて変わることを示すの
に、追従車両の動特性を計算することが出来る。所望の
運行間隔が小さくなると、追従車両はより速く応答する
ことになる。この理論において、車間距離偏差dは無限
小的にゼロに近付けられるべきであるが、制御ゲインの
不適合及びプラント不確実性がこの正確な挙動を得るの
を非常に困難にすることになる。
【００２５】上述の様に、追従速度は、所望の車間に等
しい時間定数との一次挙動で先行速度に従う。定常状態
において、追従速度が参照速度に等しくないことを、記
すべきである。これは、Ksによりモデル化された速度制
御システムにおける定常状態偏差に直接起因する。
【００２６】既知の生産型車速制御は明らかな非線形性
を示すものの、それを備えた車両における実際の試験に
より、本制御合成の線形仮定の有用性が評価された。先
行車両が略30 m/sで進行し、ACCを備えた追従車両が後
から略40 m/sで近付く様に、試験が実施された。線形モ
デルは、応答速度、オーバーシュート及び定常偏差に関
して、非常に合理的な近似を表すことが、判った。
【００２７】将来の、より詳細な制御合成及び制御シス
テム設計にはある種の非線形表現を組込むことがあり得
る一方で、上述の様に実車試験で、線形表現を用いた発
明の制御関数の有用性が確認された。実際の試験データ
と線形モデル応答との間の相互関係は、初期の車間制御
器設計用の線形モデルの使用を有功化すると、信じられ
ている。線形モデル及び線形システム理論は、制御シス
テム挙動の重要な観点が制御システム及び車両自体の両
方の中で直接関連し、それにより、より複雑な非線形シ
ステム挙動を評価し理解することの両方を可能とする基
礎を与え得ることを、示す。
【００２８】実際の試験車両における制御ロジックは、
最初に車間距離偏差をゼロまで減らすために、時間の逆
指数関数が選ばれた。特定のACCシステム構造がまた、
従来のクルーズコントロールの有用な車間距離を延ばす
意図を持って、穏やかな交通の中でのドライバーの挙動
を模倣するために、選ばれた。しかしながら、試験車両
に乗った多くのドライバーが、ある応答特性を知覚し
た。それには、不快に大きな加減速、不自然に攻撃的な
車間制御、及び、目標の認識／逸失の繰返しにおける不
自然な制御挙動、が含まれる。それで、ドライバーにと
ってより快適な制御システムとは、少なくともある程度
までは、人間的な要素の問題であると、結論出来るかも
しれない。システムの目的を時間的車間に対する制御と
して数学的に定義することは便利ではあるが、一般的に
は時間的車間モデルがドライバーの挙動に適合している
様に見えるにも関わらず、ある実際の事象の間のドライ
バーの挙動が異なったり、ドライバーによって快適度が
異なってくるということにより、制御に対するある種の
改良が必要になって来ることがある。
【００２９】多くのドライバーは、特にブレーキ使用中
の最小の制御労力及び、述べてきた制御目的と相反する
こともある応答の滑らかさに、重きをおいていること
が、観察された。その様なドライバーの反応は、急激な
先行車両の加速や割り込みといった過渡的な交通状態に
おいて、特に明らかであった。制御システムは、設計さ
れた通りに車間距離誤差を最小化することのみを意図
し、ドライバーの加減速に対する許容及び、厳格な車間
制御に対する欲求を、考慮していない。
【００３０】制御システム中でドライバーの挙動をより
良く捕捉する第１の試みとして、サンプル期間毎の参照
速度における最大変化における限界が、加速については
約１m/sに、減速については-2.6 m/sに置かれる。これ
らの限界は経験的に導かれ、目標物が過渡的な状態での
スロットル及びブレーキ使用命令の制限に、大まかに変
換された。加えて、システムの車間追跡特性が、車間距
離偏差の動特性におけるオーバーシュートを許容するこ
とにより、変更されている。それにより、車間追従特性
は、より望ましい応答を与える様に変更され得て、望ま
しい割合のオーバーシュートがドライバーにより「寛い
だ」追従挙動の知覚を与える。試験を通して、定常状態
での追従の下で又は、遅い車両を抜く時に、ドライバー
はどちらかと言えば、「鈍い」か又は「寛いだ」制御挙
動が好きであることが判った。反対に、割り込み後の様
に、追従車両が近すぎる場合には、ドライバーはシステ
ムが車間を制御するに際し、システムが所望の車間へ戻
ることをドライバーが確信出来る程度に、より積極的で
あることを期待している。
【００３１】この望ましい挙動を得るために、それぞれ
が独特の追従状態を規定する４つの象限に分けられた位
相面を示す図３の車間距離誤差／車間速度の位相面に、
システム状態に応じて、ゲインが組み入れられる。目標
車両の定常状態での追従は、位相面の原点回りの小さな
中央領域40内で、起こる。領域40内に制御が入ると、制
御最小は最小の制御労力でその領域内に留まることにな
る。
【００３２】領域Iを有する象限は、追従車両が所望の
車間よりも離れていて先行車両よりも遅く走行している
追従制御の状態を規定し、制御システムが制御対象から
まだ遠ざかっていることを意味する。定常状態の追従領
域40へ再度入るのに必要とされる加速が「不快」に高い
場合には、この象限の領域40の外側の部分の制御目的
は、もし可能であれば、非常に急激なスロットル作動無
しでそして、過剰な最大加速無しで、追従制御に復活す
ることである。
【００３３】領域IIを有する象限は、遅い車両の追い抜
きを規定する。ここでの制御目的は、定常状態追従領域
40への滑らかで安定した遷移を、提供することである。
【００３４】領域IIIを有する象限は、過小車間距離で
の追従運転や衝突可能性のある状況を規定し、それで非
常に重要である。ACC制御システムは、限られた制動能
力しか与えられておらず、この領域を通り安定した過渡
状態を維持することに主に関するが、それは安定状態追
従の状況に限られるので、システムがこの領域から安定
状態追従領域40への安定した移行を与えるのであれば、
衝突回避システムと見做されるであろうし、その様な作
動モードは開示されたACCシステムの範囲内であるとは
企図されていない。ACCシステムは厳密にはある種の衝
突回避特性を示すが、他の領域で意図される性能を達成
するためにACCシステムに与えられた限られた制動能力
故に、領域40外側の領域IIIの時にはドライバーの介入
が期待される。
【００３５】領域IVを有する象限は、先行車両が追従車
両の前に割り込んだばかりの時の様な、近過ぎる先行車
両から追従車両が遠ざかって行く状態を表す。領域40の
外側の領域IVの部分内での制御目的は、滑らかに安定し
た領域40への移行を提供する。
【００３６】領域40の外側の領域I及びIIIの部分におい
て、主目的は、可能であれば、最大加速又は減速の制約
内で制御することであり、そうでなければ追従制御から
出ることである。領域Iにおいて、これは、安定状態へ
戻るのに要する追従加速がある閾値を越える場合に、通
常のクルーズコントロールへ戻ることを意味する。領域
IIIにおいて、ブレーキはある最大値までのみ作動され
るが、それを越えるにはドライバーが介入する必要が生
じることになる。観念的には、領域IIはある行き過ぎ量
を持つ「鈍い」車間制御器により特徴付けることが出
来、領域IVは近過ぎる先行車から後に離れるシステムの
能力に対する自身をドライバーに与えるより「堅実な」
車間制御により特徴付けることが出来る。
【００３７】実際には、上記に基く制御システムは、位
相面上にシステムに対する所望の特性を与える区分的連
続制御面を規定することにより、認識される。その様な
制御面が図４により示されていて、いくつかの個別の領
域を有している。定常状態へ入って行くか又は遅い車両
を追い抜く場合のために制御面のある領域を適切に定義
することにより、所望の「鈍い」感覚がシステムに与え
られ得ることを、経験的検証が示した。同様に、割込み
状況のために制御面の別の領域を適切に定義することに
より、所望の「堅実な」感覚が得られる。
【００３８】制御ゲインkp及びkdの値を、以下に例を用
いて与えられ、添字sを付すことにより数９に示される
様に設定することにより、定常状態へ入って行く場合又
はより遅い車両を追い抜く場合のための所望の「鈍い」
感覚が与えられ得ることを、経験的検証が示した。同様
に、kp及びkdの値を、以下に例を用いて与えられ、添字
cを付すことにより割込み状況のための所望の「堅実
な」感覚が得られた。
【数９】
【００３９】状態面上のこれらを組合わせ滑らかな切換
面を与えるために、論理‘OR'のファジー含意に類似す
る最大関数が数10の様に、用いられる。
【数１０】
【００４０】加減速の過渡限界と組合わせられる場合に
は、サンプル期間毎の速度参照信号への所望の変化が数
11の様に与えられる。
【数１１】
【００４１】結果として生じる制御面は、図４に示され
るものであり、位相面の各象限の目的に関連して解析さ
れ得る。図５は、図４の制御面が投影された位相面を示
す。望ましくは、領域Iが定常状態領域近くの制御を支
配するが、ドライバーの快適性のために、最大加速の飽
和により支配されることが殆どである。領域IIは、定常
状態へ入るための「鈍い」制御特性を主に持っている。
領域IIIは、滑らかなブレーキ作動及びシステム安定性
のために、「鈍い」制御により支配されることが殆どで
ある。領域IVは、定常状態領域近くで「堅実」な制御に
より支配される。
【００４２】完全に理想的ではないが、最大関数を用い
た実装は、区分的連続制御面を与え、所望の位相面制御
特性にかなり合致する。しかしながら、位相面中での制
御の分割は、定常及び割込みのための制御ゲインの選択
に影響されることに留意すべきである。それで、所望の
オーバーシュート特性及び制御構造の分割は、互いに独
立したものではなく、制御システムを精密に調整するこ
とを複雑にする可能性のある要素となる。
【００４３】適度に混んだ交通状況において、ACCシス
テムは、目標車線内及びその外を移動する多くの異なっ
た目標物に遭遇することになる。それで、制御システム
は、レーダーにより、新たな目標物の認識及び排除に対
し、切れ目なく応答しなければならない。この機能は、
図４の速度変化関数により設定された加減速用の遷移限
界により、大きく取扱われる。しかしながら、所望の速
度変化がシステムに領域Iでの追従車両の加速度を飽和
させる場合に、特殊な状況が起こる。飽和が過剰である
場合には、制御システムはACCモードから外れることを
決定し、ACC追従モードに入る時にドライバーにより設
定されメモリーに記憶されていた設定速度での走行を再
開する。これは、一般的なクルーズ・コントロールにお
いてレジューム・ボタンを押すことに非常に類似してい
る。このモードにある時に、制御システムは現在の速度
から設定速度まで公称1m/s2の率で命令速度を上げる。
これは、速度変化関数に組込まれる加速時の遷移上限よ
りもかなり低く、レジューム・ボタンの自動的な押圧を
模倣することが意図されている。それで、先行車両が急
激な加速を始めるか又は車線から完全に出る場合にACC
システムは、そうでなければドライバーを不快にする可
能性がある過剰な加速無しに、一般的なクルーズコント
ロール・モードへ車両を滑らかに戻すことになる。この
ロジックは、制御システムにより評価される４つの基本
的パラメーターにより制御される。すなわち、レーダー
からの有効目標、速度偏差、現在車速及びACC設定速度
である。
【００４４】基本制御ロジックは、図６に見ることが出
来る。ACCシステムの有効な目標がないか又は有効目標
が適切な車間を維持するために過剰な加速を要求する場
合には、システムは自動レジュームにより一般的なクル
ーズコントロール機能へデフォルトする。そうでなけれ
ば、システムは通常の速度制御を用いて、追従制御を維
持する。相対速度が正である場合に、特殊な状況が生
じ、それは、先行車両までの車間距離が増大しているこ
とを意味する。その様な場合には、制御器は車両に速度
を維持させるつまり巡航状態とすることがある。これ
は、多くのドライバーが過剰であると見做すであろうと
信じられている速度変化が付随していない車間制御へ戻
るのを可能とする。
【００４５】図７は、モードと状態の移行図を示し、そ
れは、あるモード中での種々の独立した動作状態を含む
種々のモードと種々のモード及び状態の間での移行を、
表している。定義されるモードは、ACCオフ、ACCスタン
バイ及び ACCアクティブである。ACCアクティブ・モー
ドにおいて、適応クルーズコントロール状態又はクルー
ズコントロール状態が存在することがあり、適応クルー
ズコントロール状態において、ACC追従状態又はACCレジ
ューム状態が存在することがある。状態間の遷移はある
切換関数に応じて起こる。
【００４６】オン・オフ・スイッチはACCを選択する。
それが“0"から“1"へ切り換わると、ACCオフからACCス
タンバイへモードが移行し、それが“1"から“0"へ切り
換わると、モードはACCオフへと戻る。
【００４７】制御がACCアクティブ・モードにある時
に、例えば、キャンセル・スイッチの操作の様なキャン
セル機能が制御をACCスタンバイ・モードへ戻すことに
なる。ACCスタンバイ・モードにおける制御で、キャン
セル・スイッチが操作されていないと仮定すると、設定
速度スイッチの操作が制御をACCアクティブ・モードへ
入れさせる。ACCアクティブ・モードにおいて、制御が
クルーズコントロール状態を呈するか又は適応クルーズ
コントロール状態を呈するかということは、上述の要素
に応じて変わることになる。目標車両がいないか、適応
クルーズコントロール状態から出るデフォルトがある場
合には、制御は、クルーズコントロール状態へ移行する
ことになる。レーダーが目標車両（有効車線）を認識し
状況がACC追従に適切である場合には、その状態への移
行がなされる。上述の過剰加速の飽和が起こる状況にお
いて、制御はACC追従状態からACCレジューム状態へと移
行する。一旦、有効車線が再認識されると、制御はACC
追従状態へと戻る。
【００４８】先に述べた様に、レジューム機能は、設定
速度まで、ほぼ0.1gで車両を加速する。開示されている
システムにおいて、この加速度は、道路の曲率つまり、
より正確には横加速度の関数として、変化させられる。
横加速度は、ヨーレート又はステアリング・ホイールの
回転量の様な他のパラメーターに、等価である。現代の
レーダー技術は、目標物がACC車両の経路内にあるかを
判断するのに、道路上の線を見ることは出来ない。道路
が直線である場合には、所望の目標は、レーダーの直前
の最も近い目標であるだけである。しかしながら、前方
の道路が曲がっている場合には、レーダーのボアサイト
上の目標がACC車両の車線内にないことがある。
【００４９】この問題に少なくともある程度対応するた
めに、レジューム加速は予測曲率に基き削減されるか、
禁止される。レジュームのゲインを制御するのに用いら
れる関数を図８に見ることが出来る。ACC車両の前方の
車線が空く場合には、道路が曲がっているか否かに関わ
らず、車両が設定速度に戻るべきであると信じられてい
る。しかしながら、車両が曲線の近くで先行車両に追従
していて、レーダーが瞬間的に車両を失った場合には、
システムは目標に向かって車両を加速させ始めるべきで
はないと信じられている。図８の機能は、レーダーが不
正確な目標設定をする統計的傾向を近似するレジューム
機能を、改良する方法を表している。横加速度が低い場
合には、道路は殆ど直線であり、レーダーの信頼性は高
いものと予測出来る。道路の曲率及び、そして横加速度
が増加すると、レーダーの統計的信頼性がなくなり、そ
れでレジューム機能が禁止される。横加速度でレジュー
ム・ゲインを線形関数化すると、全加速が適切であると
信じられる事象と、無加速が適切であると信じられる事
象との間の事象の範囲を区別する遷移状態を生成する。
【００５０】実際の車速が設定速度より低いままに先行
車両を見失うと、車間制御器は、適応クルーズコントロ
ール・モードの追従状態から適応クルーズコントロール
・モードのレジューム状態へ移行することが可能とな
り、車両の横加速度の関数としての設定車速に向けて車
速を戻す。図８により表された関数は、所定の最大値を
越える横加速度に対して設定車速への車速の復帰を完全
に禁止すること及び、横加速度が所定の最小値を越える
場合にレジューム機能のゲインを横加速度の強さに反比
例して減衰すること、を有している。
【００５１】車間制御器が、他の車両が監視範囲に入っ
て来てそして出て行く交通状況に遭遇すると、ある車間
制御機能が支配的となることがある。発明の車間制御器
においては、車間制御器により決定された所望速度と実
車速との間の代数的な差が所定値未満となる時にはいつ
でも、制御器は車両のブレーキを作動させる。また、車
間速度が正、つまり車間が増加している時にはいつで
も、制御器はブレーキを作動させるのが禁止される。た
だし、ブレーキ作動に対する支配力を持つ他の手段によ
り、ブレーキが作動されることはあり得る。
【００５２】現時点で好ましい実施例を図示し述べてき
たが、添付の請求項の範囲内で種々の形態で本発明を実
施することが可能であることが判るはずである。
【００５３】
【発明の効果】本発明は、経験的な情報の結果として、
適応クルーズコントロールの性能を現実の道路状況下で
のドライバーの期待により良く合致させることが可能な
改良が、なされた。
【図面の簡単な説明】
【図１】適応クルーズコントロール・システムのブロッ
ク図である。
【図２】図１の適応クルーズコントロール・システムの
簡略ブロック図である。
【図３】制御システムを説明するのに有用な図である。
【図４】システム作動を定義する制御面の三次元グラフ
である。
【図５】図４を二次元で見たグラフである。
【図６】フローチャートである。
【図７】状態遷移図である。
【図８】本発明の別の観点に関連するグラフである。
【符号の説明】
22 速度制御 24 ブレーキ制御 26 車速センサー 30 車間制御器
フロントページの続き (71)出願人 591119967 ジヤガー カーズ リミテッド イギリス国 シーブイ５ ９ディーアール コベントリイ，アレスリイ，ブラウンズ レーン （番地なし) (72)発明者 ジェラルド、エイチ、エンジェルマン アメリカ合衆国ミシガン州ディアボーン、 シラキューズ3820 (72)発明者 マイケル、ジュリアン、リチャードソン イギリス、レディッチ、ブロムスグロー ブ・ロード153 (72)発明者 フィリップ、アレキサンダー、バーバー イギリス、ソリフル、ブルックベール・グ ローブ・オルトン37 (72)発明者 ポール、ジョン、キング イギリス、ライススター、ミンスター・ク レセント３

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 車両がその上に支持され下に位置する面
    に沿って推進される車輪を介して上記車両へ加速力を加
    えるために選択的に操作されるスロットルを持つエンジ
    ンを有する駆動系、 実車速と設定車速との間の偏差をゼロにするために、ス
    ロットルを介してエンジンを選択的に絞る車速制御、 直前の先行車両に対する車間距離及び車間速度に対応す
    る車間距離及び車間速度信号を与える車間距離及び車間
    速度装置、及び車間距離測定装置により得られる先行車
    両までの車間距離と車間時間で変化する参照車間距離と
    の偏差をゼロにするために車速制御装置を介して機能す
    る車間制御器、を有し、 上記車間距離及び車間速度装置及び車速センサーが上記
    車間制御器への帰還ループを閉じ、上記車間制御器が上
    記車速制御への命令入力を与える速度参照信号を確立
    し、該速度参照信号が、上記車速センサーにより計測さ
    れる車両自身の速度に比例する項、上記車間距離信号に
    より計測される先行車両との距離に比例する項及び、上
    記車間速度信号により計測される先行車両との車間速度
    に比例する項の、代数和を有する、自動車。
  2. 【請求項２】 上記車両が更に車輪へ減速力を付与する
    のに選択的に作動させられるブレーキ制御システムを有
    し、速度参照信号が上記ブレーキ制御システムへ命令信
    号入力を与える、請求項１に記載の自動車。
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