JP2000335276A - 先行車追従制御装置 - Google Patents
先行車追従制御装置Info
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- 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
- B60W30/16—Control of distance between vehicles, e.g. keeping a distance to preceding vehicle
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- 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
- B60K31/00—Vehicle fittings, acting on a single sub-unit only, for automatically controlling vehicle speed, i.e. preventing speed from exceeding an arbitrarily established velocity or maintaining speed at a particular velocity, as selected by the vehicle operator
- B60K31/0008—Vehicle fittings, acting on a single sub-unit only, for automatically controlling vehicle speed, i.e. preventing speed from exceeding an arbitrarily established velocity or maintaining speed at a particular velocity, as selected by the vehicle operator including means for detecting potential obstacles in vehicle path
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Abstract
(57)【要約】
【課題】先行車の追従制御において、車間距離を目標車
間距離に一致させる際に、運転者に違和感を与えること
なく行う。 【解決手段】 車間距離センサで検出した車間距離Ｌと
車速センサで検出した自車速Ｖｓに基づいて車間距離制
御部で目標車速Ｖ* を算出し、この目標車速に基づいて
車速制御部で自車速を目標車速に一致させる。このと
き、車間距離制御部で、相対速度ΔＶが小さい領域で基
準固有振動数ωL を小さい値に設定し、大きい領域で大
きな値に設定すると共に、補正係数Ｋ(v) を低車速域で
大きな値に、高車速域で小さな値に設定し、両者を乗算
して固有振動数ωn を算出し、これに基づいて車間距離
制御ゲインｆｄ及び車速制御ゲインｆｖを設定する。車
間距離Ｌと目標車間距離Ｌ* の偏差にゲインｆｄを乗算
した値と、相対速度にゲインｆｖを乗算した値とを加算
して目標相対速度ΔＶ* を算出し、これに基づいて目標
速度Ｖ* を算出する。
間距離に一致させる際に、運転者に違和感を与えること
なく行う。 【解決手段】 車間距離センサで検出した車間距離Ｌと
車速センサで検出した自車速Ｖｓに基づいて車間距離制
御部で目標車速Ｖ* を算出し、この目標車速に基づいて
車速制御部で自車速を目標車速に一致させる。このと
き、車間距離制御部で、相対速度ΔＶが小さい領域で基
準固有振動数ωL を小さい値に設定し、大きい領域で大
きな値に設定すると共に、補正係数Ｋ(v) を低車速域で
大きな値に、高車速域で小さな値に設定し、両者を乗算
して固有振動数ωn を算出し、これに基づいて車間距離
制御ゲインｆｄ及び車速制御ゲインｆｖを設定する。車
間距離Ｌと目標車間距離Ｌ* の偏差にゲインｆｄを乗算
した値と、相対速度にゲインｆｖを乗算した値とを加算
して目標相対速度ΔＶ* を算出し、これに基づいて目標
速度Ｖ* を算出する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、先行車を認識して
一定の車間距離を保ちつつ追従走行する先行車追従制御
装置に関する。
一定の車間距離を保ちつつ追従走行する先行車追従制御
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、先行車追従制御装置としては、例
えば特開平７−６９０９４号公報に記載されているもの
が知られている。この従来例には、先行車の速度と車間
距離偏差に制御ゲインを乗じて補正速度を求め、その補
正速度に基づいて目標車速を設定すると共に、車間距離
偏差に乗じる制御ゲインを調整することによって追従の
応答特性を任意に設定するようにした先行車追従制御装
置が記載されている。
えば特開平７−６９０９４号公報に記載されているもの
が知られている。この従来例には、先行車の速度と車間
距離偏差に制御ゲインを乗じて補正速度を求め、その補
正速度に基づいて目標車速を設定すると共に、車間距離
偏差に乗じる制御ゲインを調整することによって追従の
応答特性を任意に設定するようにした先行車追従制御装
置が記載されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例にあっては、制御ゲインを調整することによって追
従制御の応答特性を任意に設定できるものであるが、応
答特性が車間距離偏差のみに依存しているため、例えば
速い応答特性に設定した場合に、先行車との間に相対速
度差が無い車両に割り込まれると車間距離を広げようと
して減速、場合によって急減速することが有り、乗員に
違和感を与えるという問題がある。
来例にあっては、制御ゲインを調整することによって追
従制御の応答特性を任意に設定できるものであるが、応
答特性が車間距離偏差のみに依存しているため、例えば
速い応答特性に設定した場合に、先行車との間に相対速
度差が無い車両に割り込まれると車間距離を広げようと
して減速、場合によって急減速することが有り、乗員に
違和感を与えるという問題がある。
【０００４】これを解決するために、本出願人は、先に
特願平９−３２１４０２号として、車間距離Ｌと制御ゲ
インを求めるための固有振動数ωn との関係を相対速度
をパラメータとして設定することにより、先行車との相
対速度に応じて追従制御の応答性を決定するようにした
先行車追従制御装置を提案している。しかしながら、こ
の先願発明では、先行車に追従走行している状態で、相
対速度が同じでほぼ同等の車間距離に割込まれた場合
は、車速にかかわらず制御ゲインに変化を生じないの
で、目標車間距離を維持するために、高速領域でも低速
領域でも同一の減速制御を行うことになり、運転者が高
速領域及び低速領域の何れかで違和感を感じるという未
解決の課題がある。
特願平９−３２１４０２号として、車間距離Ｌと制御ゲ
インを求めるための固有振動数ωn との関係を相対速度
をパラメータとして設定することにより、先行車との相
対速度に応じて追従制御の応答性を決定するようにした
先行車追従制御装置を提案している。しかしながら、こ
の先願発明では、先行車に追従走行している状態で、相
対速度が同じでほぼ同等の車間距離に割込まれた場合
は、車速にかかわらず制御ゲインに変化を生じないの
で、目標車間距離を維持するために、高速領域でも低速
領域でも同一の減速制御を行うことになり、運転者が高
速領域及び低速領域の何れかで違和感を感じるという未
解決の課題がある。
【０００５】そこで、本発明は、上記従来例の問題点及
び先願発明の未解決の課題に着目してなされたものであ
り、制御ゲインを相対速度に応じて適正値に設定可能で
あり、さらに車速領域に応じて適正な制御ゲインを設定
することができる先行車追従制御装置を提供することを
目的としている。
び先願発明の未解決の課題に着目してなされたものであ
り、制御ゲインを相対速度に応じて適正値に設定可能で
あり、さらに車速領域に応じて適正な制御ゲインを設定
することができる先行車追従制御装置を提供することを
目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に係る先行車追従制御装置は、先行車との
車間距離を検出する車間距離検出手段と、自車速を検出
する自車速検出手段と、先行車との相対速度を検出する
相対速度検出手段と、前記車間距離検出手段で検出した
車間距離検出値を目標車間距離に一致させるために当該
車間距離検出値、目標車間距離及び前記相対速度に基づ
いて目標車速を演算する車間距離制御手段と、前記自車
速検出手段で検出した自車速検出値を前記目標車速に一
致させるための目標駆動力を演算し、該目標駆動力に基
づいて車両の制駆動力を制御する車速制御手段と、前記
相対速度検出手段で検出した相対速度に基づいて前記車
間距離制御手段の制御ゲインを設定するゲイン設定手段
とを備えていることを特徴としている。
に、請求項１に係る先行車追従制御装置は、先行車との
車間距離を検出する車間距離検出手段と、自車速を検出
する自車速検出手段と、先行車との相対速度を検出する
相対速度検出手段と、前記車間距離検出手段で検出した
車間距離検出値を目標車間距離に一致させるために当該
車間距離検出値、目標車間距離及び前記相対速度に基づ
いて目標車速を演算する車間距離制御手段と、前記自車
速検出手段で検出した自車速検出値を前記目標車速に一
致させるための目標駆動力を演算し、該目標駆動力に基
づいて車両の制駆動力を制御する車速制御手段と、前記
相対速度検出手段で検出した相対速度に基づいて前記車
間距離制御手段の制御ゲインを設定するゲイン設定手段
とを備えていることを特徴としている。
【０００７】この請求項１に係る発明においては、車間
距離制御手段で、先行車との車間距離を目標車間距離に
一致させる目標車速を演算し、車速制御手段で、目標車
速と自車速検出値とを一致させるように駆動力・制動力
を制御して目標車間距離を維持する追従走行制御を行
う。このとき、車間距離制御手段の制御ゲインを相対速
度に基づいて設定することにより、車間距離にかかわら
ず定常的な追従状態即ち相対速度が小さい領域では応答
性を低下させ、過渡的な追従状態即ち相対速度が大きい
領域では応答性を高めることが可能となる。
距離制御手段で、先行車との車間距離を目標車間距離に
一致させる目標車速を演算し、車速制御手段で、目標車
速と自車速検出値とを一致させるように駆動力・制動力
を制御して目標車間距離を維持する追従走行制御を行
う。このとき、車間距離制御手段の制御ゲインを相対速
度に基づいて設定することにより、車間距離にかかわら
ず定常的な追従状態即ち相対速度が小さい領域では応答
性を低下させ、過渡的な追従状態即ち相対速度が大きい
領域では応答性を高めることが可能となる。
【０００８】また、請求項２に係る先行車追従制御装置
は、請求項１に係る発明において、前記ゲイン設定手段
が、前記制御ゲインを相対速度の絶対値が大きい領域で
大きな値となり、相対速度が小さい領域で小さい値とな
る基準固有振動数に基づいて設定するように構成されて
いることを特徴としている。この請求項２に係る発明に
おいては、車間距離が目標車間距離と略等しく相対速度
が小さい状態では、基準固有振動数が小さい値となり、
例えば車間距離と目標車間距離との偏差に乗じる制御ゲ
インを小さい値とすることができ、応答性を低下させ
て、逆に先行車の急加減速によって相対速度の絶対値が
大きくなる状態では、基準固有振動数が大きな値となっ
て、車間距離と目標車間距離との偏差に乗じる制御ゲイ
ンを大きい値とする。
は、請求項１に係る発明において、前記ゲイン設定手段
が、前記制御ゲインを相対速度の絶対値が大きい領域で
大きな値となり、相対速度が小さい領域で小さい値とな
る基準固有振動数に基づいて設定するように構成されて
いることを特徴としている。この請求項２に係る発明に
おいては、車間距離が目標車間距離と略等しく相対速度
が小さい状態では、基準固有振動数が小さい値となり、
例えば車間距離と目標車間距離との偏差に乗じる制御ゲ
インを小さい値とすることができ、応答性を低下させ
て、逆に先行車の急加減速によって相対速度の絶対値が
大きくなる状態では、基準固有振動数が大きな値となっ
て、車間距離と目標車間距離との偏差に乗じる制御ゲイ
ンを大きい値とする。
【０００９】さらに、請求項３に係る先行車追従制御装
置は、請求項２に係る発明において、前記ゲイン設定手
段が、前記基準固有振動数を自車速に応じた補正係数で
補正する補正手段を備えていることを特徴としている。
この請求項３に係る発明においては、基準固有振動数を
自車速に応じた補正係数で補正するようにしたので、車
速の変化に応じた適正な制御ゲインの設定が可能とな
る。
置は、請求項２に係る発明において、前記ゲイン設定手
段が、前記基準固有振動数を自車速に応じた補正係数で
補正する補正手段を備えていることを特徴としている。
この請求項３に係る発明においては、基準固有振動数を
自車速に応じた補正係数で補正するようにしたので、車
速の変化に応じた適正な制御ゲインの設定が可能とな
る。
【００１０】さらにまた、請求項４に係る先行車追従制
御装置は、請求項３に係る発明において、前記補正係数
は、自車速が低い低速領域で大きな値となり、高速領域
で小さな値となるように設定されていることを特徴とし
ている。この請求項４に係る発明においては、市街地等
の比較的低速走行領域では、補正係数を大きな値とする
ことにより、制御ゲインを大きくして応答性を高め、高
速道路等の高速走行領域では、補正係数を小さな値とす
ることにより、制御ゲインを低下させて応答性を低下さ
せる。
御装置は、請求項３に係る発明において、前記補正係数
は、自車速が低い低速領域で大きな値となり、高速領域
で小さな値となるように設定されていることを特徴とし
ている。この請求項４に係る発明においては、市街地等
の比較的低速走行領域では、補正係数を大きな値とする
ことにより、制御ゲインを大きくして応答性を高め、高
速道路等の高速走行領域では、補正係数を小さな値とす
ることにより、制御ゲインを低下させて応答性を低下さ
せる。
【００１１】
【発明の効果】請求項１に係る先行車追従制御装置によ
れば、車間距離制御手段における制御ゲインを相対速度
に対応したスケジューリングとしたので、定常追従、割
込、離脱等の状態を判断することなく、定常的な追従状
態と過渡的な追従状態とで制御ゲインを変更することが
可能となり、最適な制御ゲイン設定を行うことができる
という効果が得られる。
れば、車間距離制御手段における制御ゲインを相対速度
に対応したスケジューリングとしたので、定常追従、割
込、離脱等の状態を判断することなく、定常的な追従状
態と過渡的な追従状態とで制御ゲインを変更することが
可能となり、最適な制御ゲイン設定を行うことができる
という効果が得られる。
【００１２】また、請求項２に係る先行車追従制御装置
によれば、車間距離が目標車間距離と略等しく相対速度
が小さい状態では、基準固有振動数が小さい値となり、
例えば車間距離と目標車間距離との偏差に乗じる制御ゲ
インを小さい値とすることができ、応答性を低下させ
て、逆に先行車の急加減速によって相対速度の絶対値が
大きくなる状態では、基準固有振動数が大きな値となっ
て、車間距離と目標車間距離との偏差に乗じる制御ゲイ
ンを大きい値とすることができ、運転者に違和感を与え
ることなく、適正な制御ゲイン設定を行うことができる
という効果が得られる。
によれば、車間距離が目標車間距離と略等しく相対速度
が小さい状態では、基準固有振動数が小さい値となり、
例えば車間距離と目標車間距離との偏差に乗じる制御ゲ
インを小さい値とすることができ、応答性を低下させ
て、逆に先行車の急加減速によって相対速度の絶対値が
大きくなる状態では、基準固有振動数が大きな値となっ
て、車間距離と目標車間距離との偏差に乗じる制御ゲイ
ンを大きい値とすることができ、運転者に違和感を与え
ることなく、適正な制御ゲイン設定を行うことができる
という効果が得られる。
【００１３】さらに、請求項３に係る先行車追従制御装
置によれば、基準固有振動数を自車速に応じた補正係数
で補正するようにしたので、車速の変化に応じた適正な
制御ゲインの設定が可能となるという効果が得られる。
さらにまた、請求項４に係る先行車追従制御装置によれ
ば、市街地等の比較的低速走行領域では、補正係数を大
きな値とすることにより、制御ゲインを大きくして応答
性を高め、高速道路等の高速走行領域では、補正係数を
小さな値とすることにより、制御ゲインを低下させて応
答性を低下させることができ、運転者に違和感を与える
ことなく、最適な追従制御を行うことができるという効
果が得られる。
置によれば、基準固有振動数を自車速に応じた補正係数
で補正するようにしたので、車速の変化に応じた適正な
制御ゲインの設定が可能となるという効果が得られる。
さらにまた、請求項４に係る先行車追従制御装置によれ
ば、市街地等の比較的低速走行領域では、補正係数を大
きな値とすることにより、制御ゲインを大きくして応答
性を高め、高速道路等の高速走行領域では、補正係数を
小さな値とすることにより、制御ゲインを低下させて応
答性を低下させることができ、運転者に違和感を与える
ことなく、最適な追従制御を行うことができるという効
果が得られる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１は本発明の一実施形態を示す
概略構成図であって、図中、Ｃは車両であって、その前
方端にレーザ光を掃射して先行車からの反射光を受光す
るレーダ方式の構成を有する車間距離センサ１が配設さ
れている。なお、車間距離センサ１としては、レーザ光
に限らず電波や超音波を利用して車間距離を計測するよ
うにしてもよい。
に基づいて説明する。図１は本発明の一実施形態を示す
概略構成図であって、図中、Ｃは車両であって、その前
方端にレーザ光を掃射して先行車からの反射光を受光す
るレーダ方式の構成を有する車間距離センサ１が配設さ
れている。なお、車間距離センサ１としては、レーザ光
に限らず電波や超音波を利用して車間距離を計測するよ
うにしてもよい。
【００１５】また、エンジンＥで発生される回転駆動力
が車速とエンジントルクに応じて変速ギヤ比が制御され
る自動変速機Ｔに伝達され、この自動変速機Ｔから後輪
又は前輪の駆動輪に伝達され、各車輪にディスクブレー
キ等の制動装置Ｂが設けられている。そして、自動変速
機Ｔの出力軸に車速センサ２が取付けられ、この車速セ
ンサ２から出力軸の回転速度に応じた周期のパルス列を
出力する。また、エンジンＥにはスロットルバルブ開度
信号に応じてスロットルバルブを開閉し、エンジンへの
吸入空気量を変更してエンジン出力を調整するスロット
ルアクチュエータ３が配設されている。
が車速とエンジントルクに応じて変速ギヤ比が制御され
る自動変速機Ｔに伝達され、この自動変速機Ｔから後輪
又は前輪の駆動輪に伝達され、各車輪にディスクブレー
キ等の制動装置Ｂが設けられている。そして、自動変速
機Ｔの出力軸に車速センサ２が取付けられ、この車速セ
ンサ２から出力軸の回転速度に応じた周期のパルス列を
出力する。また、エンジンＥにはスロットルバルブ開度
信号に応じてスロットルバルブを開閉し、エンジンへの
吸入空気量を変更してエンジン出力を調整するスロット
ルアクチュエータ３が配設されている。
【００１６】また、スロットルアクチュエータ３、自動
変速機Ｔ及び制動装置Ｂが追従制御用コントローラ５に
よって制御される。この追従制御用コントローラ５に
は、車間距離センサ１及び車速センサ２の各出力信号が
入力され、この追従制御用コントローラ５によって、車
間距離センサ１で検出した車間距離Ｌ、車輪速度センサ
２で検出した自車速Ｖｓに基づいて、スロットルアクチ
ュエータ３、自動変速機Ｔ及び制動装置Ｂを制御するこ
とにより、先行車両との間に適正な車間距離を維持しな
がら追従走行する追従走行制御を行う。
変速機Ｔ及び制動装置Ｂが追従制御用コントローラ５に
よって制御される。この追従制御用コントローラ５に
は、車間距離センサ１及び車速センサ２の各出力信号が
入力され、この追従制御用コントローラ５によって、車
間距離センサ１で検出した車間距離Ｌ、車輪速度センサ
２で検出した自車速Ｖｓに基づいて、スロットルアクチ
ュエータ３、自動変速機Ｔ及び制動装置Ｂを制御するこ
とにより、先行車両との間に適正な車間距離を維持しな
がら追従走行する追従走行制御を行う。
【００１７】この追従制御用コントローラ２０は、マイ
クロコンピュータとその周辺機器を備え、マイクロコン
ピュータのソフトウェア形態により、図２に示す制御ブ
ロックを構成している。この制御ブロックは、車間距離
センサ１でレーザー光を掃射してから先行車の反射光を
受光するまでの時間を計測し、先行車との車間距離Ｌを
演算する測距信号処理部２１と、車速センサ１３からの
車速パルスの周期を計測し、自車速Ｖｓを演算する車速
信号処理部３０と、測距信号処理部２１で演算された車
間距離Ｌ及び車速信号処理部３０で演算した自車速Ｖｓ
に基づいて車間距離Ｌを目標車間距離Ｌ* に維持する目
標車速Ｖ* を演算する車間距離制御手段としての車間距
離制御部４０と、この車間距離制御部４０で演算した目
標車速Ｖ* 及び相対速度ΔＶに基づいてスロットルアク
チュエータ３、自動変速機Ｔ及び制動装置Ｂを制御し
て、自車速を目標車速Ｖ* に一致するように制御する車
速制御手段としての車速制御部５０とを備えている。
クロコンピュータとその周辺機器を備え、マイクロコン
ピュータのソフトウェア形態により、図２に示す制御ブ
ロックを構成している。この制御ブロックは、車間距離
センサ１でレーザー光を掃射してから先行車の反射光を
受光するまでの時間を計測し、先行車との車間距離Ｌを
演算する測距信号処理部２１と、車速センサ１３からの
車速パルスの周期を計測し、自車速Ｖｓを演算する車速
信号処理部３０と、測距信号処理部２１で演算された車
間距離Ｌ及び車速信号処理部３０で演算した自車速Ｖｓ
に基づいて車間距離Ｌを目標車間距離Ｌ* に維持する目
標車速Ｖ* を演算する車間距離制御手段としての車間距
離制御部４０と、この車間距離制御部４０で演算した目
標車速Ｖ* 及び相対速度ΔＶに基づいてスロットルアク
チュエータ３、自動変速機Ｔ及び制動装置Ｂを制御し
て、自車速を目標車速Ｖ* に一致するように制御する車
速制御手段としての車速制御部５０とを備えている。
【００１８】車間距離制御部４０は、測距信号処理部２
０から入力される車間距離Ｌに基づいて先行車との相対
速度ΔＶを演算する相対速度演算部４１と、車速信号処
理部３０から入力される自車速Ｖｓに基づいて先行車と
自車との間の目標車間距離Ｌ * を算出する目標車間距離
設定部４２と、相対速度演算部４１で演算された相対速
度ΔＶ及び目標車間距離設定部４２で算出された目標車
間距離Ｌ* に基づいて車間距離Ｌを目標車間距離Ｌ* に
一致させるための目標車速Ｖ* を演算する車間距離制御
演算部４３とを備えている。
０から入力される車間距離Ｌに基づいて先行車との相対
速度ΔＶを演算する相対速度演算部４１と、車速信号処
理部３０から入力される自車速Ｖｓに基づいて先行車と
自車との間の目標車間距離Ｌ * を算出する目標車間距離
設定部４２と、相対速度演算部４１で演算された相対速
度ΔＶ及び目標車間距離設定部４２で算出された目標車
間距離Ｌ* に基づいて車間距離Ｌを目標車間距離Ｌ* に
一致させるための目標車速Ｖ* を演算する車間距離制御
演算部４３とを備えている。
【００１９】ここで、相対速度演算部４１は、測距信号
処理部２０から入力される車間距離Ｌを例えばバンドパ
スフィルタ処理するバンドパスフィルタで構成されてい
る。このバンドパスフィルタは、その伝達関数が下記
（１）式で表すことができ、分子にラプラス演算子ｓの
微分項を有するので、実質的に車間距離Ｌを微分して相
対速度ΔＶを近似的に演算することになる。
処理部２０から入力される車間距離Ｌを例えばバンドパ
スフィルタ処理するバンドパスフィルタで構成されてい
る。このバンドパスフィルタは、その伝達関数が下記
（１）式で表すことができ、分子にラプラス演算子ｓの
微分項を有するので、実質的に車間距離Ｌを微分して相
対速度ΔＶを近似的に演算することになる。
【００２０】 Ｆ(s) ＝ωC 2 ｓ／（ｓ2 ＋２ζωC ｓ＋ωC 2 ） …………（１） 但し、ωC ＝２πｆC 、ｓはラプラス演算子である。こ
のように、バンドパスフィルタを使用することにより、
車間距離Ｌの単位時間当たりの変化量から簡易的な微分
演算を行って相対速度ΔＶを算出する場合のように、ノ
イズに弱く、追従制御中にふらつきが生じるなど、車両
挙動に影響を与えやすいことを回避することができる。
なお、（１）式におけるカットオフ周波数ｆC は、車間
距離Ｌに含まれるノイズ成分の大きさと、短周期の車体
前後の加速度変動の許容値とにより決定する。また、相
対速度ΔＶの算出には、バンドパフィルタを使用する場
合に代えて、車間距離Ｌにハイパスフィルタ処理を行う
ハイパスフィルタで微分処理を行うようにしてもよい。
のように、バンドパスフィルタを使用することにより、
車間距離Ｌの単位時間当たりの変化量から簡易的な微分
演算を行って相対速度ΔＶを算出する場合のように、ノ
イズに弱く、追従制御中にふらつきが生じるなど、車両
挙動に影響を与えやすいことを回避することができる。
なお、（１）式におけるカットオフ周波数ｆC は、車間
距離Ｌに含まれるノイズ成分の大きさと、短周期の車体
前後の加速度変動の許容値とにより決定する。また、相
対速度ΔＶの算出には、バンドパフィルタを使用する場
合に代えて、車間距離Ｌにハイパスフィルタ処理を行う
ハイパスフィルタで微分処理を行うようにしてもよい。
【００２１】また、目標車間距離設定部４２は、自車速
Ｖｓに相対速度ΔＶを加算して算出した先行車車速Ｖｔ
（＝Ｖｓ＋ΔＶ）と自車が現在の先行車の後方Ｌ
0 ［ｍ］の位置に到達するまでの時間Ｔ0 （車間時間）
とから下記（２）式に従って先行車と自車との間の目標
車間距離Ｌ* を算出する。 Ｌ* ＝Ｖｔ×Ｔ0 ＋ＬS …………（２） この車間時間という概念を取り入れることにより、車速
が速くなるほど、車間距離が大きくなるように設定され
る。なお、ＬS は停止時車間距離である。
Ｖｓに相対速度ΔＶを加算して算出した先行車車速Ｖｔ
（＝Ｖｓ＋ΔＶ）と自車が現在の先行車の後方Ｌ
0 ［ｍ］の位置に到達するまでの時間Ｔ0 （車間時間）
とから下記（２）式に従って先行車と自車との間の目標
車間距離Ｌ* を算出する。 Ｌ* ＝Ｖｔ×Ｔ0 ＋ＬS …………（２） この車間時間という概念を取り入れることにより、車速
が速くなるほど、車間距離が大きくなるように設定され
る。なお、ＬS は停止時車間距離である。
【００２２】さらに、車間距離制御演算部４３は、車間
距離Ｌ、目標車間距離Ｌ* 及び相対速度ΔＶに基づい
て、車間距離Ｌをその目標値Ｌ* に保ちながら追従走行
するための目標車速Ｖ* を演算する。具体的には、下記
（３）式に示すように、目標車間距離Ｌ* と実車間距離
Ｌとの偏差（Ｌ* −Ｌ）に距離制御ゲインｆｄを乗じた
値と、相対速度ΔＶに速度制御ゲインｆｖを乗じた値と
の線形結合を含む構成によって目標相対速度ΔＶ* を求
め、さらに下記（４）式に示すように先行車速度Ｖｔ
（＝Ｖｓ＋ΔＶ）から目標相対速度ΔＶ* を減じて目標
車速Ｖ* を算出する。
距離Ｌ、目標車間距離Ｌ* 及び相対速度ΔＶに基づい
て、車間距離Ｌをその目標値Ｌ* に保ちながら追従走行
するための目標車速Ｖ* を演算する。具体的には、下記
（３）式に示すように、目標車間距離Ｌ* と実車間距離
Ｌとの偏差（Ｌ* −Ｌ）に距離制御ゲインｆｄを乗じた
値と、相対速度ΔＶに速度制御ゲインｆｖを乗じた値と
の線形結合を含む構成によって目標相対速度ΔＶ* を求
め、さらに下記（４）式に示すように先行車速度Ｖｔ
（＝Ｖｓ＋ΔＶ）から目標相対速度ΔＶ* を減じて目標
車速Ｖ* を算出する。
【００２３】 ΔＶ* ＝ｆｄ（Ｌ* −Ｌ）＋ｆｖ・ΔＶ …………（３） Ｖ* ＝Ｖｔ−ΔＶ* …………（４） ここで、距離制御ゲインｆｄ及び速度制御ゲインｆｖは
下記のようにして設定される。上記車間距離制御系は、
図３に示すように、車間距離と相対速度の２つの目標値
を１つの入力（目標車速）で制御する１入力２出力系で
あることから、状態フィードバック（レギュレータ）を
用いて制御系を設計する。
下記のようにして設定される。上記車間距離制御系は、
図３に示すように、車間距離と相対速度の２つの目標値
を１つの入力（目標車速）で制御する１入力２出力系で
あることから、状態フィードバック（レギュレータ）を
用いて制御系を設計する。
【００２４】このとき、システムの状態変数ｘ１及びｘ
２を下記（５）式及び（６）式で定義する。 ｘ１＝Ｖｔ−Ｖｓ …………（５） ｘ２＝Ｌ* −Ｌ …………（６） また、制御入力即ち追従制御用コントローラ５の出力を
ΔＶ* とし、下記（７）式で定義する。
２を下記（５）式及び（６）式で定義する。 ｘ１＝Ｖｔ−Ｖｓ …………（５） ｘ２＝Ｌ* −Ｌ …………（６） また、制御入力即ち追従制御用コントローラ５の出力を
ΔＶ* とし、下記（７）式で定義する。
【００２５】ΔＶ* ＝Ｖｔ−Ｖ* …………（７） 一方、車間距離Ｌは下記（８）式で与えられる。 Ｌ＝∫（Ｖｔ−Ｖｓ）ｄｔ＋Ｌ0 …………（８） ここで、Ｌ0 は車間距離Ｌの初期値である。また、車速
サーボ系は、例えば下記（９）式のように目標車速Ｖ*
に対して実際の自車速Ｖｓが一次遅れで近似できる。
サーボ系は、例えば下記（９）式のように目標車速Ｖ*
に対して実際の自車速Ｖｓが一次遅れで近似できる。
【００２６】 Ｖｓ＝Ｖ* ／（１＋τV Ｓ） …………（９） ここで、τV は時定数である。そして、先行車の車速Ｖ
ｔが一定であると仮定すると、前記（５）、（７）、
（９）式から下記（１０）式が得られる。 ｘ１′＝−ｘ１／τV ＋ΔＶ* ／τV …………（１０） ここで、ｘ１′はｘ１の微分値を表している。
ｔが一定であると仮定すると、前記（５）、（７）、
（９）式から下記（１０）式が得られる。 ｘ１′＝−ｘ１／τV ＋ΔＶ* ／τV …………（１０） ここで、ｘ１′はｘ１の微分値を表している。
【００２７】さらに、目標車間距離Ｌ* を一定とすると
前記（６）、（８）式により下記（１１）式が得られ
る。 ｘ２′＝−（Ｖｔ−Ｖｓ）＝−ｘ１ …………（１１） ここで、ｘ２′はｘ２の微分値を表している。したがっ
て、システムの状態方程式は下記（１２）式のように記
述できる。
前記（６）、（８）式により下記（１１）式が得られ
る。 ｘ２′＝−（Ｖｔ−Ｖｓ）＝−ｘ１ …………（１１） ここで、ｘ２′はｘ２の微分値を表している。したがっ
て、システムの状態方程式は下記（１２）式のように記
述できる。
【００２８】
【数１】
【００２９】そして、制御入力ｕを距離制御ゲインｆｄ
及び速度制御ゲインｆｖを使用して下記（１３）式で与
える。 ｕ＝ＦＸ Ｆ＝〔ｆｖ，ｆｄ〕 …………（１３） 状態フィードバックが施された全体システムの状態方程
式は下記（１４）式のように表される。
及び速度制御ゲインｆｖを使用して下記（１３）式で与
える。 ｕ＝ＦＸ Ｆ＝〔ｆｖ，ｆｄ〕 …………（１３） 状態フィードバックが施された全体システムの状態方程
式は下記（１４）式のように表される。
【００３０】 Ｘ′＝（Ａ＋ＢＦ）Ｘ …………（１４） ここで、Ｘ′はＸの微分値を表す。上記（１４）式にお
いて、
いて、
【００３１】
【数２】
【００３２】と置くと、全体システムの特性方程式は下
記（１６）式のように導かれる。
記（１６）式のように導かれる。
【００３３】
【数３】
【００３４】上述した車速サーボ系の伝達特性に基づ
き、車間距離Ｌを目標車間距離Ｌ* に収束させ、相対速
度ΔＶを“０”に収束させる特性が所望の特性となるよ
うに車速制御ゲインｆｖ及び車間距離制御ゲインｆｄを
設定する。ここで、上述した状態フィードバックが施さ
れた追従制御系は、上記（１６）式で表されるようにそ
の収束特性が二次系で近似され、二次遅れ系の特性方程
式は、固有周波数ωn と減衰係数ζとで表すとｓ2 ＋２
ζωn ｓ＋ωn 2 ＝０となるので、この特性方程式と
（１６）式とから下記（１７）式が得られる。この（１
７）式から車速制御ゲインｆｖ及び車間制御ゲインｆｄ
が下記（１８）式及び（１９）式で得られる。
き、車間距離Ｌを目標車間距離Ｌ* に収束させ、相対速
度ΔＶを“０”に収束させる特性が所望の特性となるよ
うに車速制御ゲインｆｖ及び車間距離制御ゲインｆｄを
設定する。ここで、上述した状態フィードバックが施さ
れた追従制御系は、上記（１６）式で表されるようにそ
の収束特性が二次系で近似され、二次遅れ系の特性方程
式は、固有周波数ωn と減衰係数ζとで表すとｓ2 ＋２
ζωn ｓ＋ωn 2 ＝０となるので、この特性方程式と
（１６）式とから下記（１７）式が得られる。この（１
７）式から車速制御ゲインｆｖ及び車間制御ゲインｆｄ
が下記（１８）式及び（１９）式で得られる。
【００３５】
【数４】
【００３６】この追従制御系において、所望の応答特性
となるように極を設定することによって車速制御ゲイン
ｆｖ及び距離制御ゲインｆｄを求めることができる。例
えば、車速サーボ系の時定数τV を０．５ｓｅｃとし、
（ａ）遅い収束特性の極を−０．１（重根）、（ｂ）速
い収束特性の極を−０．４（重根）とした場合、制御ゲ
インｆｖ及びｆｄは上記（１８）式及び（１９）式から
下記表１に示すようになる。
となるように極を設定することによって車速制御ゲイン
ｆｖ及び距離制御ゲインｆｄを求めることができる。例
えば、車速サーボ系の時定数τV を０．５ｓｅｃとし、
（ａ）遅い収束特性の極を−０．１（重根）、（ｂ）速
い収束特性の極を−０．４（重根）とした場合、制御ゲ
インｆｖ及びｆｄは上記（１８）式及び（１９）式から
下記表１に示すようになる。
【００３７】
【表１】
【００３８】したがって、相対速度ΔＶをもとに基準固
有周波数ωL を算出するための周波数算出マップを図４
に示すように、上記（ａ）、（ｂ）の極を上限、下限と
すると共に、相対速度ΔＶを横軸に基準固有周波数ωL
を縦軸にとったときに、相対速度ΔＶが“０”のときに
基準固有周波数ωL が下限値の０．２ｒａｄ／ｓとな
り、相対速度ΔＶが正方向及び負方向に増加して所定値
±ΔＶ1 （例えば±２０ｋｍ／ｈ）に達するまでの間基
準固有周波数ωL が直線的に増加し、相対速度ΔＶが所
定値±ΔＶ1 を越えると上限値の０．４ｒａｄ／ｓに固
定されるように設定している。
有周波数ωL を算出するための周波数算出マップを図４
に示すように、上記（ａ）、（ｂ）の極を上限、下限と
すると共に、相対速度ΔＶを横軸に基準固有周波数ωL
を縦軸にとったときに、相対速度ΔＶが“０”のときに
基準固有周波数ωL が下限値の０．２ｒａｄ／ｓとな
り、相対速度ΔＶが正方向及び負方向に増加して所定値
±ΔＶ1 （例えば±２０ｋｍ／ｈ）に達するまでの間基
準固有周波数ωL が直線的に増加し、相対速度ΔＶが所
定値±ΔＶ1 を越えると上限値の０．４ｒａｄ／ｓに固
定されるように設定している。
【００３９】一方、車速に応じて応答特性を変更するた
めに、自車速に応じて補正係数Ｋ(v) を算出する補正係
数算出マップを、図５に示すように、例えば４０ｋｍ／
ｈ以下の低車速域では、補正係数Ｋ(v) を２．３程度に
設定し、４０ｋｍ／ｈから９０ｋｍ／ｈまでの間で自車
速Ｖｓの増加に応じて減少し、８０ｋｍ／ｈを越えると
補正係数Ｋ(v) が“１”以下となり、９０ｋｍ／ｈ以上
では補正係数Ｋ(v) が約０．８を維持するように設定し
ている。
めに、自車速に応じて補正係数Ｋ(v) を算出する補正係
数算出マップを、図５に示すように、例えば４０ｋｍ／
ｈ以下の低車速域では、補正係数Ｋ(v) を２．３程度に
設定し、４０ｋｍ／ｈから９０ｋｍ／ｈまでの間で自車
速Ｖｓの増加に応じて減少し、８０ｋｍ／ｈを越えると
補正係数Ｋ(v) が“１”以下となり、９０ｋｍ／ｈ以上
では補正係数Ｋ(v) が約０．８を維持するように設定し
ている。
【００４０】そして、車間距離制御演算部４３で、図６
に示す車間距離制御演算処理が実行される。この車間距
離制御演算処理は、所定時間（例えば１０ｍｓｅｃ）毎
のタイマ割込処理として実行され、先ず、ステップＳ１
で車間距離Ｌ、自車速Ｖｓ及び相対速度ΔＶを読込み、
次いでステップＳ２に移行して、先行車を捕捉している
か否かを判定する。この判定は、ステップＳ１で読込ん
だ車間距離Ｌが設定値Ｌｓ（例えば１２０ｍ）以下であ
るか否かを判断することにより行い、Ｌ≦Ｌｓであると
きには、先行車が存在するものと判断してステップＳ３
に移行する。
に示す車間距離制御演算処理が実行される。この車間距
離制御演算処理は、所定時間（例えば１０ｍｓｅｃ）毎
のタイマ割込処理として実行され、先ず、ステップＳ１
で車間距離Ｌ、自車速Ｖｓ及び相対速度ΔＶを読込み、
次いでステップＳ２に移行して、先行車を捕捉している
か否かを判定する。この判定は、ステップＳ１で読込ん
だ車間距離Ｌが設定値Ｌｓ（例えば１２０ｍ）以下であ
るか否かを判断することにより行い、Ｌ≦Ｌｓであると
きには、先行車が存在するものと判断してステップＳ３
に移行する。
【００４１】このステップＳ３では、ステップＳ１で読
込んだ相対速度ΔＶをもとに図４の周波数算出マップを
参照して基準固有周波数ωL を算出し、次いでステップ
Ｓ４に移行して、ステップＳ１で読込んだ自車速Ｖｓを
もとに図５の補正係数算出マップを参照して補正係数Ｋ
(v) を算出し、次いでステップＳ５に移行して、基準固
有周波数ωL と補正係数Ｋ(v) とを乗算して固有周波数
ωn を算出してからステップＳ６に移行する。
込んだ相対速度ΔＶをもとに図４の周波数算出マップを
参照して基準固有周波数ωL を算出し、次いでステップ
Ｓ４に移行して、ステップＳ１で読込んだ自車速Ｖｓを
もとに図５の補正係数算出マップを参照して補正係数Ｋ
(v) を算出し、次いでステップＳ５に移行して、基準固
有周波数ωL と補正係数Ｋ(v) とを乗算して固有周波数
ωn を算出してからステップＳ６に移行する。
【００４２】このステップＳ６では、ステップＳ５で算
出した固有周波数ωn をもとに、前記（１８）式及び
（１９）式の演算を行って、車速制御ゲインｆｖ及び車
間距離制御ゲインｆｄを算出する。次いで、ステップＳ
７に移行して、前記（３）式の演算を行って目標相対速
度ΔＶ* を算出し、次いでステップＳ８に移行して、前
記（４）式の演算を行って目標車速Ｖ* を算出し、算出
した目標車速Ｖ* を車速制御部５０に出力してからタイ
マ割込処理を終了して所定のメインプログラムに復帰す
る。
出した固有周波数ωn をもとに、前記（１８）式及び
（１９）式の演算を行って、車速制御ゲインｆｖ及び車
間距離制御ゲインｆｄを算出する。次いで、ステップＳ
７に移行して、前記（３）式の演算を行って目標相対速
度ΔＶ* を算出し、次いでステップＳ８に移行して、前
記（４）式の演算を行って目標車速Ｖ* を算出し、算出
した目標車速Ｖ* を車速制御部５０に出力してからタイ
マ割込処理を終了して所定のメインプログラムに復帰す
る。
【００４３】一方、ステップＳ２の判定結果が、先行車
を捕捉できない状態であるときには、ステップＳ９に移
行して、予め設定されたセット車速ＶSET を目標車速Ｖ
* として設定して、車速制御部５０に出力してからタイ
マ割込処理を終了して所定のメインプログラムに復帰す
る。車速制御部５０は、入力される目標車速Ｖ* に自車
速Ｖｓを一致させるための駆動力指令値ＦOR及び外乱推
定値ｄV ′を算出し、これらの偏差でなる目標制・駆動
力Ｆ* を算出する車速サーボ部５１を備えている。
を捕捉できない状態であるときには、ステップＳ９に移
行して、予め設定されたセット車速ＶSET を目標車速Ｖ
* として設定して、車速制御部５０に出力してからタイ
マ割込処理を終了して所定のメインプログラムに復帰す
る。車速制御部５０は、入力される目標車速Ｖ* に自車
速Ｖｓを一致させるための駆動力指令値ＦOR及び外乱推
定値ｄV ′を算出し、これらの偏差でなる目標制・駆動
力Ｆ* を算出する車速サーボ部５１を備えている。
【００４４】この車速サーボ部５１は、図７に示すよう
に、例えばロバストモデルマッチング制御手法による車
速サーボ系の構成を有し、車間距離制御部４０から入力
される目標車速Ｖ* に基づいて制・駆動力指令値ＦORを
算出するモデルマッチング補償器５１Ａと、このモデル
マッチング補償器５１Ａで算出された制・駆動力指令値
ＦORより自己が算出した外乱推定値ｄV ′を減算して目
標制・駆動力Ｆ* を算出する減算器５１Ｂと、この減算
器５１Ｂより出力される目標制・駆動力Ｆ* と自車速Ｖ
ｓとに基づいて外乱推定値ｄV ′を算出するロバスト補
償器５１Ｃとで構成され、前記目標制・駆動力Ｆ* を制
御対象車両に操作量として供給している。ここで、制御
対象車両は、目標制・駆動力Ｆ* を操作量とし、自車速
Ｖｓを制御量とした伝達関数Ｇｖ(s) の数式化モデルで
表す。
に、例えばロバストモデルマッチング制御手法による車
速サーボ系の構成を有し、車間距離制御部４０から入力
される目標車速Ｖ* に基づいて制・駆動力指令値ＦORを
算出するモデルマッチング補償器５１Ａと、このモデル
マッチング補償器５１Ａで算出された制・駆動力指令値
ＦORより自己が算出した外乱推定値ｄV ′を減算して目
標制・駆動力Ｆ* を算出する減算器５１Ｂと、この減算
器５１Ｂより出力される目標制・駆動力Ｆ* と自車速Ｖ
ｓとに基づいて外乱推定値ｄV ′を算出するロバスト補
償器５１Ｃとで構成され、前記目標制・駆動力Ｆ* を制
御対象車両に操作量として供給している。ここで、制御
対象車両は、目標制・駆動力Ｆ* を操作量とし、自車速
Ｖｓを制御量とした伝達関数Ｇｖ(s) の数式化モデルで
表す。
【００４５】モデルマッチング補償器５１Ａは、車速サ
ーボ系の応答特性を規範モデルに一致させるための補償
器であって、フィードフォワード部の規範モデルＲ2(s)
で入出力応答特性を設定し、フィードバック部の規範モ
デルＲ1(s)で外乱除去機能と安定性を決定し、目標車速
Ｖ* と自車速Ｖｓとから制・駆動力指令値ＦORを算出す
る。
ーボ系の応答特性を規範モデルに一致させるための補償
器であって、フィードフォワード部の規範モデルＲ2(s)
で入出力応答特性を設定し、フィードバック部の規範モ
デルＲ1(s)で外乱除去機能と安定性を決定し、目標車速
Ｖ* と自車速Ｖｓとから制・駆動力指令値ＦORを算出す
る。
【００４６】ロバスト補償器５１Ｃは、入力される目標
制・駆動力Ｆ* を実際に車両で発生し得る最大駆動力及
び最大制動力に制限する制・駆動力リミッタ５１ａと、
この駆動力リミッタ５１ａの出力にフィルタ処理Ｈ(s)
を行うロバストフィルタ５１ｂと、自車速Ｖｓが入力さ
れ、これに車両モデルの逆系にロバストフィルタをかけ
て（Ｈ(s) ／Ｇｖ(s) ）現在の自車速Ｖｓを維持するた
めの制・駆動力Ｆ２を求める補償器５１ｃと、この補償
器５１ｃより出力される制・駆動力Ｆ２からローパスフ
ィルタ５１ｂより出力される制・駆動力Ｆ１を減算する
減算器５１ｄとを備えており、減算器５１ｄより路面勾
配、モデル化誤差等を含んだ外乱推定値ｄV ′が出力さ
れる。
制・駆動力Ｆ* を実際に車両で発生し得る最大駆動力及
び最大制動力に制限する制・駆動力リミッタ５１ａと、
この駆動力リミッタ５１ａの出力にフィルタ処理Ｈ(s)
を行うロバストフィルタ５１ｂと、自車速Ｖｓが入力さ
れ、これに車両モデルの逆系にロバストフィルタをかけ
て（Ｈ(s) ／Ｇｖ(s) ）現在の自車速Ｖｓを維持するた
めの制・駆動力Ｆ２を求める補償器５１ｃと、この補償
器５１ｃより出力される制・駆動力Ｆ２からローパスフ
ィルタ５１ｂより出力される制・駆動力Ｆ１を減算する
減算器５１ｄとを備えており、減算器５１ｄより路面勾
配、モデル化誤差等を含んだ外乱推定値ｄV ′が出力さ
れる。
【００４７】そして、減算器５１Ｂより出力される目標
制・駆動力Ｆ* に基づいてスロットルアクチュエータ
３、自動変速機Ｔ及び制動装置Ｂを制御する。次に、上
記実施形態の動作を説明する。今、車両が市街地を例え
ば４０ｋｍ／ｈ以下で且つ先行車を捕捉した状態で適正
な目標車間距離を維持して追従走行しているものとす
る。この状態では、先行車が定速走行しているものとす
ると、車間距離センサ１で検出される車間距離Ｌが目標
車間距離Ｌ* を維持していることにより、自車速Ｖｓが
先行車の車速Ｖｔと略一致して相対速度演算部４１で算
出される相対速度ΔＶが略零となっている。
制・駆動力Ｆ* に基づいてスロットルアクチュエータ
３、自動変速機Ｔ及び制動装置Ｂを制御する。次に、上
記実施形態の動作を説明する。今、車両が市街地を例え
ば４０ｋｍ／ｈ以下で且つ先行車を捕捉した状態で適正
な目標車間距離を維持して追従走行しているものとす
る。この状態では、先行車が定速走行しているものとす
ると、車間距離センサ１で検出される車間距離Ｌが目標
車間距離Ｌ* を維持していることにより、自車速Ｖｓが
先行車の車速Ｖｔと略一致して相対速度演算部４１で算
出される相対速度ΔＶが略零となっている。
【００４８】この状態では、車間距離制御演算部４３に
おける図６の車間距離制御演算処理で、先行車を捕捉し
ているので、ステップＳ２からステップＳ３に移行し、
相対速度ΔＶをもとに図４の固有周波数算出用マップを
参照して基準固有周波数ωLを算出する。このとき、相
対速度ΔＶが略零であるので、基準固有周波数ωL は下
限値の０．２となる。
おける図６の車間距離制御演算処理で、先行車を捕捉し
ているので、ステップＳ２からステップＳ３に移行し、
相対速度ΔＶをもとに図４の固有周波数算出用マップを
参照して基準固有周波数ωLを算出する。このとき、相
対速度ΔＶが略零であるので、基準固有周波数ωL は下
限値の０．２となる。
【００４９】次いで、ステップＳ４に移行して、自車速
Ｖｓをもとに図５の補正係数算出用マップを参照して補
正係数Ｋ(v) を算出する。このとき、市街地を４０ｋｍ
／ｈ以下で追従走行しているので、補正係数Ｋ(v) が
２．３となり、ステップＳ５で算出される固有振動数ω
n は、０．４６となり、相対速度ΔＶが大きい領域の基
準固有振動数ωL に近い値となる。このため、ステップ
Ｓ６で算出される車速制御ゲインｆｖは０．５４に設定
され、車間距離制御ゲインｆｄは０．１０６に設定され
る。ここで、車速制御ゲインｆｖは前述した表１におけ
る固有振動数ωnが上限値である場合に近い値である
が、車間距離ゲインｆｄは表１における固有振動数ωn
が上限値である場合より大きな値となる。
Ｖｓをもとに図５の補正係数算出用マップを参照して補
正係数Ｋ(v) を算出する。このとき、市街地を４０ｋｍ
／ｈ以下で追従走行しているので、補正係数Ｋ(v) が
２．３となり、ステップＳ５で算出される固有振動数ω
n は、０．４６となり、相対速度ΔＶが大きい領域の基
準固有振動数ωL に近い値となる。このため、ステップ
Ｓ６で算出される車速制御ゲインｆｖは０．５４に設定
され、車間距離制御ゲインｆｄは０．１０６に設定され
る。ここで、車速制御ゲインｆｖは前述した表１におけ
る固有振動数ωnが上限値である場合に近い値である
が、車間距離ゲインｆｄは表１における固有振動数ωn
が上限値である場合より大きな値となる。
【００５０】次いで、ステップＳ７に移行して、前記
（３）式の演算を行って、目標相対速度ΔＶ* を算出す
るが、車間距離Ｌが目標車間距離Ｌ* に略等しく、且つ
相対速度ΔＶも略“０”であるので、目標相対速度ΔＶ
* も略“０”となる。次いで、ステップＳ８に移行し
て、前記（４）式の演算を行って目標車速Ｖ* を算出す
るが、目標相対速度ΔＶ* が略“０”であることによ
り、自車速Ｖｓがそのまま目標車速Ｖ* として算出さ
れ、これが車速制御部５０に出力され、この車速制御部
５０で現在の自車速Ｖｓが維持される。
（３）式の演算を行って、目標相対速度ΔＶ* を算出す
るが、車間距離Ｌが目標車間距離Ｌ* に略等しく、且つ
相対速度ΔＶも略“０”であるので、目標相対速度ΔＶ
* も略“０”となる。次いで、ステップＳ８に移行し
て、前記（４）式の演算を行って目標車速Ｖ* を算出す
るが、目標相対速度ΔＶ* が略“０”であることによ
り、自車速Ｖｓがそのまま目標車速Ｖ* として算出さ
れ、これが車速制御部５０に出力され、この車速制御部
５０で現在の自車速Ｖｓが維持される。
【００５１】この定速での追従走行状態から、先行車が
急減速するか他車線からの割込みがあって車間距離Ｌが
急減した場合には、相対速度ΔＶが負方向に増加するこ
とにより、ステップＳ３で算出される基準固有振動数ω
L が０．２より大きな値となるので、ステップＳ５で算
出される固有振動数ωn がより大きな値となり、ステッ
プＳ６で算出される車速制御ゲインｆｖは減少し、車間
距離制御ゲインｆｄは増加し、さらに車間距離Ｌと目標
車間距離Ｌ* の偏差も大きくなるので、ステップＳ７で
算出される目標相対速度ΔＶが正方向に増加し、ステッ
プＳ８で算出される目標車速Ｖ* が急減し、これが車速
制御部５０に出力されることにより、車速制御部５０で
算出される目標制・駆動力Ｆ* が負の大きな値となり、
スロットルアクチュエータ２によりスロットルバルブが
全閉状態に制御され、且つ制動装置Ｂを作動させて大き
な制動力を発生して、高応答性をもって自車両を減速さ
せて、車間距離Ｌを目標車間距離Ｌ* に速く収束させ
る。
急減速するか他車線からの割込みがあって車間距離Ｌが
急減した場合には、相対速度ΔＶが負方向に増加するこ
とにより、ステップＳ３で算出される基準固有振動数ω
L が０．２より大きな値となるので、ステップＳ５で算
出される固有振動数ωn がより大きな値となり、ステッ
プＳ６で算出される車速制御ゲインｆｖは減少し、車間
距離制御ゲインｆｄは増加し、さらに車間距離Ｌと目標
車間距離Ｌ* の偏差も大きくなるので、ステップＳ７で
算出される目標相対速度ΔＶが正方向に増加し、ステッ
プＳ８で算出される目標車速Ｖ* が急減し、これが車速
制御部５０に出力されることにより、車速制御部５０で
算出される目標制・駆動力Ｆ* が負の大きな値となり、
スロットルアクチュエータ２によりスロットルバルブが
全閉状態に制御され、且つ制動装置Ｂを作動させて大き
な制動力を発生して、高応答性をもって自車両を減速さ
せて、車間距離Ｌを目標車間距離Ｌ* に速く収束させ
る。
【００５２】先行車が加速するか又は自車両が他車線に
離脱して先行車との車間距離Ｌが大きくなっ場合も同様
に、基準固有振動数ωL が増加して、固有振動数ωn が
増加し、車速制御ゲインｆｖ及び車間距離制御ゲインｆ
ｄも減速時と同様の値となるので、ステップＳ７で算出
される目標相対速度ΔＶ* が負方向に増加し、これに応
じてステップＳ８で算出される目標速度Ｖ* が増加し
て、高応答性をもって自車両を加速させて、車間距離Ｌ
を目標車間距離Ｌ* に速く収束させる。
離脱して先行車との車間距離Ｌが大きくなっ場合も同様
に、基準固有振動数ωL が増加して、固有振動数ωn が
増加し、車速制御ゲインｆｖ及び車間距離制御ゲインｆ
ｄも減速時と同様の値となるので、ステップＳ７で算出
される目標相対速度ΔＶ* が負方向に増加し、これに応
じてステップＳ８で算出される目標速度Ｖ* が増加し
て、高応答性をもって自車両を加速させて、車間距離Ｌ
を目標車間距離Ｌ* に速く収束させる。
【００５３】一方、高速道路を高速走行していて、先行
車を捕捉していない状態では、図６の車間距離制御演算
処理において、ステップＳ２からステップＳ９に移行し
て、追従制御を開始する際に設定した設定車速ＶSET が
目標車速Ｖ* として設定され、これが車速制御部５０に
出力されることにより、この目標車速Ｖ* に自車速Ｖｓ
を一致させるようにスロットルアクチュエータ２が制御
される。
車を捕捉していない状態では、図６の車間距離制御演算
処理において、ステップＳ２からステップＳ９に移行し
て、追従制御を開始する際に設定した設定車速ＶSET が
目標車速Ｖ* として設定され、これが車速制御部５０に
出力されることにより、この目標車速Ｖ* に自車速Ｖｓ
を一致させるようにスロットルアクチュエータ２が制御
される。
【００５４】また、高速道路を高速走行し、先行車を捕
捉して目標車間距離を維持して追従走行している状態で
は、図６におけるステップＳ３で算出される基準固有振
動数ωL は相対速度ΔＶが略零であることにより、前述
した市街地走行と同様に下限値の０．２となるが、ステ
ップＳ４で算出される補正係数Ｋ(v) は例えば８０ｋｍ
／ｈ以上で走行している場合には、“１”以下となるた
め、ステップＳ５で算出される固有振動数ωn が前述し
た表１における固有振動数ωn が下限値にある場合と略
等しくなり、ステップＳ６で算出される車速制御ゲイン
ｆｖは市街地走行時に比較してやや大きくなり、車間距
離制御ゲインｆｄは市街地走行時に比較して大幅に小さ
くなる。
捉して目標車間距離を維持して追従走行している状態で
は、図６におけるステップＳ３で算出される基準固有振
動数ωL は相対速度ΔＶが略零であることにより、前述
した市街地走行と同様に下限値の０．２となるが、ステ
ップＳ４で算出される補正係数Ｋ(v) は例えば８０ｋｍ
／ｈ以上で走行している場合には、“１”以下となるた
め、ステップＳ５で算出される固有振動数ωn が前述し
た表１における固有振動数ωn が下限値にある場合と略
等しくなり、ステップＳ６で算出される車速制御ゲイン
ｆｖは市街地走行時に比較してやや大きくなり、車間距
離制御ゲインｆｄは市街地走行時に比較して大幅に小さ
くなる。
【００５５】この場合も、目標車間距離Ｌ* を維持して
定速走行している場合には、前述した市街地走行時と同
様に自車速Ｖｓが目標車速Ｖ* として設定されることに
より、定速走行での追従走行状態を維持するが、先行車
の減速（又は増速）又は他車線からの車両の割込（又は
自車両の他車線への離脱）によって車間距離Ｌが減少
（又は増加）した場合には、相対速度ΔＶが負（又は
正）方向に増加し、これに応じて基準固有振動数ωL が
０．２より増加するが、補正係数Ｋ(v) は“１”近傍の
値を維持するので、固有振動数ωn が小さい値を維持す
ることから、上述したように車速制御ゲインｆｖは市街
地走行時に比較してやや大きくなり、車間距離制御ゲイ
ンｆｄは市街地走行時に比較して大幅に小さくなる。
定速走行している場合には、前述した市街地走行時と同
様に自車速Ｖｓが目標車速Ｖ* として設定されることに
より、定速走行での追従走行状態を維持するが、先行車
の減速（又は増速）又は他車線からの車両の割込（又は
自車両の他車線への離脱）によって車間距離Ｌが減少
（又は増加）した場合には、相対速度ΔＶが負（又は
正）方向に増加し、これに応じて基準固有振動数ωL が
０．２より増加するが、補正係数Ｋ(v) は“１”近傍の
値を維持するので、固有振動数ωn が小さい値を維持す
ることから、上述したように車速制御ゲインｆｖは市街
地走行時に比較してやや大きくなり、車間距離制御ゲイ
ンｆｄは市街地走行時に比較して大幅に小さくなる。
【００５６】したがって、ステップＳ７で算出される目
標相対速度ΔＶ* も市街地走行時に比較して小さい値と
なり、ステップＳ８で算出される目標車速Ｖ* の前回値
に対する変化量が小さい値となり、これが車速制御部５
０に出力されることにより、自車速Ｖｓが比較的緩やか
に減少（又は増加）されて低応答性をもって車間距離Ｌ
が目標車間距離Ｌ* に収束される。
標相対速度ΔＶ* も市街地走行時に比較して小さい値と
なり、ステップＳ８で算出される目標車速Ｖ* の前回値
に対する変化量が小さい値となり、これが車速制御部５
０に出力されることにより、自車速Ｖｓが比較的緩やか
に減少（又は増加）されて低応答性をもって車間距離Ｌ
が目標車間距離Ｌ* に収束される。
【００５７】また、市街地と高速道路との中間の速度で
走行する場合には、これに応じた補正係数Ｋ(v) が設定
されるので、走行速度に応じた最適な車速制御ゲインｆ
ｖ及び車間距離制御ゲインｆｄが設定される。このよう
に、上記実施形態によれば、相対速度ΔＶが小さい領域
では基準固有振動数ωL が小さい値に設定され、相対速
度ΔＶが大きい領域では基準固有振動数ωL が大きい値
に設定されることにより、相対速度ΔＶが小さく目標車
間距離Ｌ* を維持しながら追従走行している定常状態で
は、速度制御ゲインｆｖは大きめであるが、車間距離制
御ゲインｆｄが大幅に小さく設定されるので、先行車と
の車間距離変化に対しては低応答性をもって対処し、逆
に先行車が急加減速して相対速度ΔＶが大きい過渡状態
では、速度制御ゲインｆｖはやや減少するが、車間距離
制御ゲインｆｄが大きくなって高応答性をもって車間距
離Ｌを目標車間距離Ｌ* に速く収束させることができ、
運転者に違和感を与えることなく、しかも定常状態や割
込等の過渡状態を検出して、これらの状態判断を行うこ
となく、最適な追従走行制御を行うことができる。
走行する場合には、これに応じた補正係数Ｋ(v) が設定
されるので、走行速度に応じた最適な車速制御ゲインｆ
ｖ及び車間距離制御ゲインｆｄが設定される。このよう
に、上記実施形態によれば、相対速度ΔＶが小さい領域
では基準固有振動数ωL が小さい値に設定され、相対速
度ΔＶが大きい領域では基準固有振動数ωL が大きい値
に設定されることにより、相対速度ΔＶが小さく目標車
間距離Ｌ* を維持しながら追従走行している定常状態で
は、速度制御ゲインｆｖは大きめであるが、車間距離制
御ゲインｆｄが大幅に小さく設定されるので、先行車と
の車間距離変化に対しては低応答性をもって対処し、逆
に先行車が急加減速して相対速度ΔＶが大きい過渡状態
では、速度制御ゲインｆｖはやや減少するが、車間距離
制御ゲインｆｄが大きくなって高応答性をもって車間距
離Ｌを目標車間距離Ｌ* に速く収束させることができ、
運転者に違和感を与えることなく、しかも定常状態や割
込等の過渡状態を検出して、これらの状態判断を行うこ
となく、最適な追従走行制御を行うことができる。
【００５８】また、補正係数Ｋ(v) が低車速域では
“１”より大きい値に設定され、高車速域では“１”よ
り小さい値に設定されていることにより、市街地等を比
較的低車速で走行する場合には、車間距離制御ゲインｆ
ｄが大きな値に設定されることにより、高応答性をもっ
て車間距離Ｌを目標車間距離Ｌ* に収束させることがで
き、運転者の市街地走行時の車間距離に対する感度が高
くなる傾向に合わせることができ、逆に高速域では高速
道路等の速度変化がそれほど起こらない交通流であるの
で、車間距離制御ゲインｆｄを小さな値に設定して、車
間距離の応答をさげてゆっくりと車間を調整する運転者
の感覚に合わせることができ、あらゆる車速域で運転者
に違和感を与えることなく、最適な追従走行制御を行う
ことができる。
“１”より大きい値に設定され、高車速域では“１”よ
り小さい値に設定されていることにより、市街地等を比
較的低車速で走行する場合には、車間距離制御ゲインｆ
ｄが大きな値に設定されることにより、高応答性をもっ
て車間距離Ｌを目標車間距離Ｌ* に収束させることがで
き、運転者の市街地走行時の車間距離に対する感度が高
くなる傾向に合わせることができ、逆に高速域では高速
道路等の速度変化がそれほど起こらない交通流であるの
で、車間距離制御ゲインｆｄを小さな値に設定して、車
間距離の応答をさげてゆっくりと車間を調整する運転者
の感覚に合わせることができ、あらゆる車速域で運転者
に違和感を与えることなく、最適な追従走行制御を行う
ことができる。
【００５９】なお、上記実施形態においては、固有周波
数算出用マップを図４に示すように、相対速度ΔＶが０
ｋｍ／ｈの状態から±２０ｋｍ／ｈの間で相対速度の変
化に応じて直線的に基準固有振動数ωL が増加するよう
に設定した場合について説明したが、これに限定される
ものではなく、基準固有振動数ωL を相対速度の変化に
応じて複数段のステップ状に増減させるようにしてもよ
く、補正係数算出用マップも図５に示す場合に限らず、
補正係数Ｋ(v) を低速域及び高速域間で自車速Ｖｓの変
化に応じて複数段のステップ状に増減させるようにして
もよい。
数算出用マップを図４に示すように、相対速度ΔＶが０
ｋｍ／ｈの状態から±２０ｋｍ／ｈの間で相対速度の変
化に応じて直線的に基準固有振動数ωL が増加するよう
に設定した場合について説明したが、これに限定される
ものではなく、基準固有振動数ωL を相対速度の変化に
応じて複数段のステップ状に増減させるようにしてもよ
く、補正係数算出用マップも図５に示す場合に限らず、
補正係数Ｋ(v) を低速域及び高速域間で自車速Ｖｓの変
化に応じて複数段のステップ状に増減させるようにして
もよい。
【００６０】また、上記実施形態においては、基準固有
周波数ωL 及び補正係数Ｋ(v) をマップを参照して算出
する場合について説明したが、これに限定されるもので
はなく、図４及び図５の特性線に応じた方程式に基づい
て算出するようにしてもよい。さらに、上記実施形態に
おいては、車間距離制御演算部４３で図６の車間距離制
御演算処理を実行する場合について説明したが、これに
限定されるものではなく、関数発生器、比較器、演算器
等を組み合わせて構成した電子回路でなるハードウェア
を適用するようにしてもよく、追従制御用コントローラ
５全体をハードウェアで構成するようにしてもよい。
周波数ωL 及び補正係数Ｋ(v) をマップを参照して算出
する場合について説明したが、これに限定されるもので
はなく、図４及び図５の特性線に応じた方程式に基づい
て算出するようにしてもよい。さらに、上記実施形態に
おいては、車間距離制御演算部４３で図６の車間距離制
御演算処理を実行する場合について説明したが、これに
限定されるものではなく、関数発生器、比較器、演算器
等を組み合わせて構成した電子回路でなるハードウェア
を適用するようにしてもよく、追従制御用コントローラ
５全体をハードウェアで構成するようにしてもよい。
【００６１】さらにまた、上記実施形態においては、基
準固有振動数ωL に補正係数Ｋ(v)を乗算して固有振動
数ωn を算出する場合について説明したが、基準固有振
動数ωL に補正係数Ｋ(v) を加減算して固有振動数ωn
を算出するようにしてもよく、さらには、図４及び図５
を合わせた相対速度ΔＶを横軸に、固有振動数ωn を縦
軸に取り、自車速Ｖｓをパラメータとする制御マップを
形成し、相対速度ΔＶ及び自車速Ｖｓから固有振動数ω
n を算出するようにしてもよい。
準固有振動数ωL に補正係数Ｋ(v)を乗算して固有振動
数ωn を算出する場合について説明したが、基準固有振
動数ωL に補正係数Ｋ(v) を加減算して固有振動数ωn
を算出するようにしてもよく、さらには、図４及び図５
を合わせた相対速度ΔＶを横軸に、固有振動数ωn を縦
軸に取り、自車速Ｖｓをパラメータとする制御マップを
形成し、相対速度ΔＶ及び自車速Ｖｓから固有振動数ω
n を算出するようにしてもよい。
【００６２】なおさらに、上記実施形態においては、後
輪駆動車に本発明を適用した場合について説明したが、
前輪駆動車に本発明を適用することもでき、また回転駆
動源としてエンジン２を適用した場合について説明した
が、これに限定されるものではなく、電動モータを適用
することもでき、さらには、エンジンと電動モータとを
使用するハイブリッド車にも本発明を適用することがで
きる。
輪駆動車に本発明を適用した場合について説明したが、
前輪駆動車に本発明を適用することもでき、また回転駆
動源としてエンジン２を適用した場合について説明した
が、これに限定されるものではなく、電動モータを適用
することもでき、さらには、エンジンと電動モータとを
使用するハイブリッド車にも本発明を適用することがで
きる。
【図１】本発明の一実施形態を示す概略構成図である。
【図２】図１の追従制御用コントローラの具体的構成を
示すブロック図である。
示すブロック図である。
【図３】図２の車間距離制御部の具体例を示すブロック
線図である。
線図である。
【図４】車間距離制御演算部の相対速度と基準固有周波
数との関係を表す固有周波数算出用マップを示す説明図
である。
数との関係を表す固有周波数算出用マップを示す説明図
である。
【図５】車間距離制御演算部の自車速と補正係数との関
係を表す補正係数算出用マップを示す説明図である。
係を表す補正係数算出用マップを示す説明図である。
【図６】車間距離制御演算部における車間距離制御演算
処理の一例を示すフローチャートである。
処理の一例を示すフローチャートである。
【図７】車速制御部の具体例を示すブロック線図であ
る。
る。
Ｅ エンジン Ｔ 自動変速機 Ｂ 制動装置 １ 車間距離センサ ２ 車速センサ ３ スロットルアクチュエータ ５ 追従制御用コントローラ ４０ 車間距離制御部 ４１ 相対速度演算部 ４２ 目標車間距離設定部 ４３ 車間距離制御演算部 ５０ 車速制御部 ５１ 車速サーボ部
フロントページの続き Ｆターム(参考） 3D044 AA25 AA45 AB00 AC26 AC57 AC59 AD04 AD21 AE04 AE18 AE19 AE22 AE27 3G093 AA05 AA07 AA16 BA15 BA23 CB02 CB03 DB05 DB16 DB18 EA09 EB04 EC02 FA05 FA10 FA11 FA12 5H180 AA01 CC03 CC11 CC12 CC14 LL01 LL04 LL09 5H313 AA22 BB15 CC10 DD05 DD11 DD13 EE01 EE03 EE07 FF06 GG12 GG17 HH01 JJ07 JJ14 KK03 KK11 MM27 NN02
Claims (4)
- 【請求項１】 先行車との車間距離を検出する車間距離
検出手段と、自車速を検出する自車速検出手段と、先行
車との相対速度を検出する相対速度検出手段と、前記車
間距離検出手段で検出した車間距離検出値を目標車間距
離に一致させるために当該車間距離検出値、目標車間距
離及び前記相対速度に基づいて目標車速を演算する車間
距離制御手段と、前記自車速検出手段で検出した自車速
検出値を前記目標車速に一致させるための目標駆動力を
演算し、該目標駆動力に基づいて車両の制駆動力を制御
する車速制御手段と、前記相対速度検出手段で検出した
相対速度に基づいて前記車間距離制御手段の制御ゲイン
を設定するゲイン設定手段とを備えていることを特徴と
する先行車追従制御装置。 - 【請求項２】 前記ゲイン設定手段は、制御ゲインを相
対速度の絶対値が大きい領域で大きな値となり、相対速
度の絶対値が小さい領域で小さい値となる基準固有振動
数に基づいて算出するように構成されていることを特徴
とする請求項１記載の先行車追従制御装置。 - 【請求項３】 前記ゲイン設定手段は、前記基準固有振
動数を自車速に応じた補正係数で補正する補正手段を備
えていることを特徴とする請求項２記載の先行車追従制
御装置。 - 【請求項４】 前記補正係数は、自車速が低い低速領域
で大きな値となり、高速領域で小さな値となるように設
定されていることを特徴とする請求項３に記載の先行車
追従制御装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14497599A JP3690185B2 (ja) | 1999-05-25 | 1999-05-25 | 先行車追従制御装置 |
| EP00304243A EP1055542B1 (en) | 1999-05-25 | 2000-05-19 | Preceding vehicle follow-up control system with gain adjustment |
| DE60016081T DE60016081T2 (de) | 1999-05-25 | 2000-05-19 | Abstandsbezogenes Fahrgeschwindigkeitsregelsystem mit Gewinnregelung |
| US09/573,999 US6292737B1 (en) | 1999-05-25 | 2000-05-19 | Preceding vehicle follow-up control system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14497599A JP3690185B2 (ja) | 1999-05-25 | 1999-05-25 | 先行車追従制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000335276A true JP2000335276A (ja) | 2000-12-05 |
| JP3690185B2 JP3690185B2 (ja) | 2005-08-31 |
Family
ID=15374565
Family Applications (1)
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