JP2006347402A - Relative speed calculation device and inter-vehicle distance controller - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両を所定の速度で自動的に走行させるオートクルーズ制御装置等に用いて好適な、自車両と他車両との相対速度を算出する相対速度算出装置および相対速度に応じて設定された車間距離を維持する車間距離制御装置に関する。 The present invention is set according to a relative speed calculation device and a relative speed suitable for use in an auto cruise control device or the like for automatically driving a vehicle at a predetermined speed and calculating a relative speed between the host vehicle and another vehicle. The present invention relates to an inter-vehicle distance control device that maintains the inter-vehicle distance.
近年、自車両と自車両前方または後方の対象物(他車両)との車間距離情報に基づいて車両の走行を制御する技術が開発されており、例えば、車両を設定された速度で自動的に定速走行させるオートクルーズ装置に、自車両の前方を走行している先行車両との車間距離を所定距離に維持する車間距離制御機能を付加したものが実用化されている。
このような車間距離制御機能付オートクルーズ装置では、先行車両の有無及び先行車両がある場合には自車両と先行車両との車間距離を検知又は検出し、先行車両が検知されない場合には設定された車速を設定車速に維持する定速制御を行い、先行車両が検知された場合には、検出した車間距離情報に基づいて車間距離を所定距離に維持する車間距離制御を行っている。
In recent years, a technique for controlling the traveling of a vehicle based on distance information between the subject vehicle and an object (another vehicle) in front of or behind the subject vehicle has been developed. For example, the vehicle is automatically set at a set speed. 2. Description of the Related Art An auto cruise device that travels at a constant speed has been put into practical use with an inter-vehicle distance control function that maintains a predetermined inter-vehicle distance from a preceding vehicle that is traveling in front of the host vehicle.
In such an auto cruise device with an inter-vehicle distance control function, the presence or absence of a preceding vehicle and the preceding vehicle are detected or detected when there is a preceding vehicle, and are set when no preceding vehicle is detected. When the preceding vehicle is detected, the inter-vehicle distance control is performed to maintain the inter-vehicle distance at a predetermined distance based on the detected inter-vehicle distance information.
この車間距離制御では、検出された車間距離情報が目標とする車間距離(所定距離)となるように自車両を加速または減速させるフィードバック制御を行っている。なお、目標車間距離は、最もシンプルには、一定距離とすることもできるが、自車両の車速に応じて目標とする車間距離(所定距離)を設定することが好ましい。この場合、当然ながら、目標車間距離は自車両の車速が大きい程大きく設定される。 In this inter-vehicle distance control, feedback control for accelerating or decelerating the host vehicle is performed so that the detected inter-vehicle distance information becomes a target inter-vehicle distance (predetermined distance). Although the target inter-vehicle distance can be set to a fixed distance in the simplest case, it is preferable to set a target inter-vehicle distance (predetermined distance) according to the vehicle speed of the host vehicle. In this case, of course, the target inter-vehicle distance is set larger as the vehicle speed of the host vehicle is higher.
また、このような車間距離制御に自車両と先行車両との相対速度を用いる技術が提案されている(例えば特許文献1,2参照)。
例えば、特許文献1には、自車両と先行車両との車間距離情報と目標車間距離との差と、自車両と先行車両との相対速度とに基づいて自車両の車速を制御する技術が公開されている。
In addition, a technique using the relative speed between the host vehicle and the preceding vehicle for such inter-vehicle distance control has been proposed (see, for example,
For example,
なお、このような車間距離制御装置では、自車両と対象物との車間距離をレーザーレーダーやカメラ等の車間距離センサによって検出している。
これらの車間距離検出センサで検出した車間距離情報は通常、電圧値等のアナログ信号として出力される。しかし、検出した信号をそのまま用いるとノイズ等の影響が大きく、安定した制御を行うことが困難であるため、車両のECU(電子制御装置)では、車間距離センサからECUに入力された車間距離情報信号にフィルタ処理を行って信号を平滑化するようにしている。
In such an inter-vehicle distance control device, the inter-vehicle distance between the host vehicle and the object is detected by an inter-vehicle distance sensor such as a laser radar or a camera.
The inter-vehicle distance information detected by these inter-vehicle distance detection sensors is usually output as an analog signal such as a voltage value. However, if the detected signal is used as it is, the influence of noise or the like is large, and it is difficult to perform stable control. Therefore, in the ECU (electronic control unit) of the vehicle, the inter-vehicle distance information input from the inter-vehicle distance sensor to the ECU. The signal is filtered to smooth the signal.
このフィルタ処理は一般的に用いられるローパスフィルタ(LPF)によって、一定周期(例えば20ミリ秒)毎に行われる。
そして、自車両と先行車両との相対速度情報は、車間距離センサの信号をフィルタ処理をして安定化させた車間距離情報(フィルタ後車間距離情報)を微分回路等によって微分処理することによって算出されるようになっている。
This filtering process is performed at regular intervals (for example, 20 milliseconds) by a generally used low-pass filter (LPF).
Then, the relative speed information between the host vehicle and the preceding vehicle is calculated by differentiating the inter-vehicle distance information (filtered inter-vehicle distance information) obtained by filtering the inter-vehicle distance sensor signal and performing stabilization using a differentiation circuit or the like. It has come to be.
しかし、微分処理された信号値(相対速度算出値)は、微分前の信号値(フィルタ後車間距離情報)の僅かな変動にも大きく影響されるので、相対速度算出値には、ノイズが多く含まれてしまう。このため、ECUでは入力された相対速度情報(相対速度算出値)に再びフィルタ処理を行って信号値を平滑化して安定させたもの(図6の太実線参照)を用いて目標車間距離の設定や車両の加減速の制御等を行うようになっている。
ところで、車間距離センサは通常、特定の対象物(先行車両や後続車両)に限ることなく、車間距離センサの検知可能範囲において自車両に最も近い対象物に対する車間距離情報を常に検出するようになっている。
例えば、自車両と自車両の前方を走行する先行車両との間に割り込み車両が現れた場合には、車間距離センサは、割り込み車両を検知した時点から車間距離情報を検出する対象物を先行車両から割り込み車両に切り替えて車間距離情報の信号値を出力する。
By the way, the inter-vehicle distance sensor normally detects the inter-vehicle distance information for the object closest to the own vehicle in the detectable range of the inter-vehicle distance sensor without being limited to a specific target object (preceding vehicle or subsequent vehicle). ing.
For example, when an interrupting vehicle appears between the host vehicle and a preceding vehicle traveling in front of the host vehicle, the inter-vehicle distance sensor detects the target object for detecting the inter-vehicle distance information from the time when the interrupting vehicle is detected. The signal value of the inter-vehicle distance information is output by switching to the interrupting vehicle.
この結果、車間距離センサから出力される車間距離情報の信号値は、割り込み車両がいない時の先行車両に対する車間距離情報の値から割り込み車両に対する車間距離情報の値へと急激に変化することになる。このような車間距離の急変は、先行車両や後続車両が車線変更した場合や分岐等によって自車両レーンから外れた場合にも発生する。
しかし、このように検出対象が変わることによって車間距離情報が急変するような場合であっても車間距離センサからの車間距離情報は連続した信号として出力される。このため、車間距離情報の急変時に車間距離情報を微分処理して相対速度を算出した場合、算出した値は極端に高い(もしくは極端に低い)値となる。例えば、割り込み等によって車間距離検出値が急に100メートルから20メートルになった場合、微分回路では、1演算周期(20ミリ秒)の間に車間距離が80メートル縮まったものとして微分演算をすることになるので、この場合には相対速度算出値が4000m/sという極端に大きな値となり、そして反対に車間距離が急に20メートルから100メートルになった場合には、相対速度算出値は−4000m/sという極端に低い値となるのである。しかしながら、実際には特定の先行車が急激に近づいたわけでも離れたわけでもないので、実態と合わない値を算出していることになる。
As a result, the signal value of the inter-vehicle distance information output from the inter-vehicle distance sensor rapidly changes from the value of the inter-vehicle distance information for the preceding vehicle when there is no interrupting vehicle to the value of the inter-vehicle distance information for the interrupting vehicle. . Such a sudden change in the inter-vehicle distance also occurs when the preceding vehicle or the following vehicle changes lanes or when the vehicle deviates from the host vehicle lane due to a branch or the like.
However, the inter-vehicle distance information from the inter-vehicle distance sensor is output as a continuous signal even when the inter-vehicle distance information changes suddenly due to the change of the detection target. For this reason, when the relative speed is calculated by differentiating the inter-vehicle distance information when the inter-vehicle distance information suddenly changes, the calculated value is an extremely high (or extremely low) value. For example, when the detected distance between vehicles suddenly changes from 100 meters to 20 meters due to an interruption or the like, the differentiation circuit performs the differentiation operation on the assumption that the distance between vehicles is reduced by 80 meters within one calculation cycle (20 milliseconds). Therefore, in this case, the calculated relative speed becomes an extremely large value of 4000 m / s. On the contrary, when the distance between the vehicles suddenly changes from 20 meters to 100 meters, the calculated relative speed is − This is an extremely low value of 4000 m / s. However, since a specific preceding vehicle has not suddenly approached or moved away in practice, a value that does not match the actual condition is calculated.
さらに、信号をフィルタ処理する場合、フィルタ(LPF)によって算出される値は、現在の信号値と1演算周期前に算出した算出値とに基づいて算出されるので、フィルタ後の信号値はそれ以前の各周期における相対速度算出値の影響を累積的に受けることになる。もちろんこの影響は、直近の相対速度算出値であるほど大きく、より前のフィルタ後信号値ほど小さくなるので、周期を経るごとに収束に向かうが、値が極端であるほど収束には時間がかかる。 Further, when the signal is filtered, the value calculated by the filter (LPF) is calculated based on the current signal value and the calculated value calculated one calculation cycle ago. It is cumulatively affected by the relative speed calculation value in each previous cycle. Of course, this influence increases as the latest relative velocity calculation value increases, and the earlier filtered signal value decreases, so the convergence tends to occur with each cycle. However, the more extreme the value, the longer the convergence. .
このため、図6に示すように、一度、相対速度算出値が極端な値をとると、その影響は何周期にも亘って生じてしまうことになる。図6においては、T1の時点で他車両の自車両レーンへの割り込みがあり、T2の時点でこの割り込み車両が自車両レーンから離脱した場合を示している。このような場合、車両の車間距離情報が急激に変化し、相対速度算出値(車間距離情報の微分値)はT1の時点では極端に大きい値となり、また、T2の時点では極端に小さい値となってしまう。さらに、フィルタ後信号値は、このときの極端な値の影響を受け、フィルタ後信号値がフィルタ前信号値に近い値になるまでには、図6に示すようにある程度の時間差(ΔT1,ΔT2)が生じてしまう。 For this reason, as shown in FIG. 6, once the relative speed calculated value takes an extreme value, the influence will occur over many cycles. FIG. 6 shows a case where there is an interruption to the own vehicle lane of another vehicle at time T1, and this interruption vehicle has left the own vehicle lane at time T2. In such a case, the inter-vehicle distance information of the vehicle changes abruptly, and the relative speed calculation value (differential value of the inter-vehicle distance information) becomes an extremely large value at the time point T1, and becomes an extremely small value at the time point T2. turn into. Further, the post-filter signal value is influenced by the extreme value at this time, and until the post-filter signal value becomes close to the pre-filter signal value, a certain time difference (ΔT1, ΔT2) as shown in FIG. ) Will occur.
このように、割り込み等によって車間距離センサが出力する車間距離信号が急激に変化するような場合には、この車間距離信号に基づいて算出する相対速度算出値は、実態に合わない誤った値を算出してしまい、さらにノイズ除去するためにフィルタ処理することにより、この実態に合わない相対速度を複数周期に亘って算出し続けてしまう課題があった。さらには、ECUが実際の相対速度を複数周期に亘って誤って認識することによって、誤った情報(実態と合わない相対速度)に基づいて車間距離制御がされてしまうという課題があった。 As described above, when the inter-vehicle distance signal output from the inter-vehicle distance sensor changes suddenly due to interruption or the like, the relative speed calculation value calculated based on the inter-vehicle distance signal is an incorrect value that does not match the actual situation. There has been a problem that the relative speed that does not match the actual condition continues to be calculated over a plurality of periods by performing calculation and filtering to remove noise. Furthermore, there is a problem that the inter-vehicle distance control is performed based on erroneous information (relative speed that does not match the actual state) by erroneously recognizing the actual relative speed over a plurality of cycles.
本発明はこのような課題に鑑み創案されたもので、オートクルーズ制御装置等に好適に用いることができ、車間距離情報の微分値(相対速度算出値)に含まれるノイズを除去できるようにするとともに、先行車両の割り込みや自車両のレーンチェンジ等に起因して、車間距離情報を微分処理しても実態と合わない相対速度算出値が算出される場合でも、実態と合った的確な相対速度を速やかに算出することができるようにした、相対速度算出装置および車間距離制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been devised in view of such problems, and can be suitably used for an auto cruise control device or the like, and can eliminate noise included in a differential value (relative speed calculation value) of inter-vehicle distance information. In addition, even if a relative speed calculation value that does not match the actual condition is calculated even if the inter-vehicle distance information is differentiated due to an interruption of the preceding vehicle or a lane change of the host vehicle, an accurate relative speed that matches the actual condition is calculated. An object of the present invention is to provide a relative speed calculation device and an inter-vehicle distance control device that can quickly calculate the vehicle speed.
上述の目的を達成するために、請求項1記載の本発明の相対速度算出装置は、自車両と該自車両の前方または後方を走行する他車両との車間距離情報を検出する車間距離検出手段と、該車間距離情報に基づいて該自車両と該他車両との相対速度情報を算出する相対速度算出手段と、該相対速度算出手段が算出した該相対速度情報をフィルタ処理するフィルタ手段と、を備えた相対速度算出装置において、該相対速度算出手段が算出した相対速度算出値の変化率が所定値以上の時又は該フィルタ手段によってフィルタ処理された該フィルタ後相対速度情報の変化率が所定値以上の時は、相対速度として略0を出力し、該相対速度算出手段が算出した相対速度算出値の変化率が所定値以上の時又は該フィルタ手段によってフィルタ処理された該フィルタ後相対速度情報の変化率が所定値未満のときは、相対速度として該フィルタ後相対速度情報を出力する切替手段を備え、該切替手段の出力値に基づいて該相対速度を判定することを特徴としている。 In order to achieve the above-described object, the relative speed calculation device according to the first aspect of the present invention is an inter-vehicle distance detection unit that detects inter-vehicle distance information between the host vehicle and another vehicle traveling in front of or behind the host vehicle. A relative speed calculation means for calculating relative speed information between the host vehicle and the other vehicle based on the inter-vehicle distance information, a filter means for filtering the relative speed information calculated by the relative speed calculation means, A rate of change of the relative speed calculated value calculated by the relative speed calculating means is greater than or equal to a predetermined value, or a rate of change of the filtered relative speed information filtered by the filter means is predetermined. When the value is equal to or greater than the value, approximately 0 is output as the relative speed, and when the rate of change of the relative speed calculation value calculated by the relative speed calculation means is equal to or greater than a predetermined value or the filter processed by the filter means. When the rate of change of the post-filter relative speed information is less than a predetermined value, a switching means for outputting the post-filter relative speed information as a relative speed is provided, and the relative speed is determined based on the output value of the switching means. It is a feature.
また、請求項2記載の本発明の相対速度算出装置は、請求項1のものにおいて、該フィルタ手段は、予め設定された演算周期で該相対速度算出値を演算してフィルタ処理するものであって、演算周期nにおけるフィルタ後相対速度情報F(n)と、演算周期nにおける相対速度算出値L(n)と、1演算周期前の演算周期(n−1)におけるフィルタ後相対速度情報F(n−1)とは、
F(n)=aF(n−1)+bL(n) ・・・(1)
ただし、a+b=1,0<a,0<b
の関係を満たすことを特徴としている。
According to a second aspect of the present invention, there is provided the relative speed calculation device according to the first aspect of the present invention, wherein the filter means calculates and filters the relative speed calculation value at a preset calculation cycle. Thus, the filtered relative speed information F (n) in the calculation cycle n, the relative speed calculation value L (n) in the calculation cycle n, and the post-filter relative speed information F in the calculation cycle (n−1) one calculation cycle before. (N-1) is
F (n) = aF (n−1) + bL (n) (1)
However, a + b = 1, 0 <a, 0 <b
It is characterized by satisfying the relationship.
また、請求項3記載の本発明の相対速度算出装置は、請求項2のものにおいて、該切替手段は、該相対速度算出手段が算出した該相対速度算出値の該変化率又は該フィルタ手段によってフィルタ処理されたフィルタ後相対速度情報の該変化率が所定値以上の演算周期では、該フィルタ後相対速度情報を0に設定し、該フィルタ手段は、該切替手段が設定した該フィルタ後相対速度情報に基づいて当該演算周期以降のフィルタ処理を行うことを特徴としている。 According to a third aspect of the present invention, there is provided the relative speed calculation device according to the second aspect of the present invention, wherein the switching means is based on the rate of change of the calculated relative speed calculated by the relative speed calculation means or the filter means. In the calculation cycle in which the rate of change of the filtered relative speed information subjected to the filtering process is equal to or greater than a predetermined value, the filtered relative speed information is set to 0, and the filtering means sets the filtered relative speed information set by the switching means. It is characterized in that a filtering process after the calculation cycle is performed based on the information.
また、請求項4記載の本発明の相対速度算出装置は、請求項2又は3のものにおいて、該相対速度算出値の該変化率は、演算周期nで該相対速度算出手段から得られた該相対速度算出値L(n)と1演算周期前の演算周期(n−1)で該相対速度算出手段から得られた該相対速度算出値L(n−1)との差に基づいて検出されることを特徴としている。
また、請求項5記載の本発明の相対速度算出装置は、請求項1〜4のいずれか1項のものにおいて、該車間距離検出手段が検出した該車間距離情報をフィルタ処理する車間距離フィルタ手段を備え、該相対速度算出手段は、該車間距離フィルタ手段によってフィルタ処理されたフィルタ後車間距離情報に基づいて該相対速度情報を算出することを特徴としている。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the relative speed calculation device according to the second or third aspect of the present invention, wherein the rate of change of the relative speed calculation value is obtained from the relative speed calculation means in a calculation cycle n. Detected based on the difference between the relative speed calculation value L (n) and the relative speed calculation value L (n-1) obtained from the relative speed calculation means in the calculation period (n-1) one calculation period before. It is characterized by that.
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a relative speed calculation device according to any one of the first to fourth aspects, wherein the inter-vehicle distance filter means filters the inter-vehicle distance information detected by the inter-vehicle distance detection means. The relative speed calculation means calculates the relative speed information based on the filtered inter-vehicle distance information filtered by the inter-vehicle distance filter means.
また、請求項6記載の本発明の車間距離制御装置は、自車両を加速または減速させる加減速手段と、該自車両と該自車両の前方を走行する先行車両との車間距離情報を検出する車間距離検出手段と、該車間距離検出手段が検出した車間距離情報に基づいて該自車両と該先行車両との相対速度を算出する相対速度算出手段と、該相対速度算出手段が算出した相対速度情報をフィルタ処理するフィルタ手段と、該相対速度情報の変化率、または該フィルタ手段がフィルタ処理したフィルタ後相対速度情報の変化率が、所定値以上のときは、0を出力し、該相対速度情報の変化率または該フィルタ後相対速度情報の変化率が該所定値未満のときは該フィルタ後相対速度情報を出力する切替手段と、該切替手段の出力値に基づいて該相対速度を算出するフィルタ後相対速度算出手段と、該フィルタ後相対速度算出手段の算出した該相対速度に基づいて該加減速手段を作動させる加減速制御手段と、を備え該フィルタ手段は該切替手段の出力値に基づいてフィルタ処理することを特徴としている。 The inter-vehicle distance control apparatus according to the sixth aspect of the present invention detects inter-vehicle distance information between acceleration / deceleration means for accelerating or decelerating the host vehicle and a preceding vehicle traveling in front of the host vehicle. An inter-vehicle distance detecting means, a relative speed calculating means for calculating a relative speed between the host vehicle and the preceding vehicle based on the inter-vehicle distance information detected by the inter-vehicle distance detecting means, and a relative speed calculated by the relative speed calculating means If the rate of change of the filter means for filtering information and the relative speed information or the rate of change of the filtered relative speed information filtered by the filter means is equal to or greater than a predetermined value, 0 is output and the relative speed is output. When the rate of change of information or the rate of change of relative speed information after filtering is less than the predetermined value, switching means for outputting the filtered relative speed information, and calculating the relative speed based on the output value of the switching means A post-filter relative speed calculating means; and an acceleration / deceleration control means for operating the acceleration / deceleration means based on the relative speed calculated by the post-filter relative speed calculating means. It is characterized by filtering based on this.
また、請求項7記載の本発明の車間距離制御装置は、請求項6のものにおいて、該自車両の車速を検出する車速検出手段と、該自車両と該先行車両との目標車間距離を設定する目標車間距離設定手段と、該車速検出手段により検出された該車速と該目標車間距離設定手段により設定された該目標車間距離と該切替手段の出力値とに基づいて該自車両の目標速度を設定する目標車速設定手段とを備え、該加減速制御手段は、該目標速度に応じて該自車両を加速または減速させることを特徴としている。 According to a seventh aspect of the present invention, in the inter-vehicle distance control device according to the sixth aspect of the present invention, the vehicle speed detecting means for detecting the vehicle speed of the host vehicle and the target inter-vehicle distance between the host vehicle and the preceding vehicle are set. Based on the target vehicle distance setting means, the vehicle speed detected by the vehicle speed detection means, the target vehicle distance set by the target vehicle distance setting means, and the output value of the switching means. Target acceleration speed setting means, and the acceleration / deceleration control means accelerates or decelerates the host vehicle according to the target speed.
したがって、請求項1記載の本発明の相対速度算出装置によれば、レーンチェンジ等に起因する車間距離情報の急変のない通常時には、算出した相対速度算出値をフィルタ処理してノイズの影響を抑制したフィルタ後相対速度情報を算出することができ、一方、車間距離情報が急変して算出した相対速度情報の変化率が所定値以上である時はフィルタ後相対速度情報を0とするので、実態に合わない誤った相対速度を算出することを抑制することができる。 Therefore, according to the relative speed calculation apparatus of the first aspect of the present invention, in the normal time when there is no sudden change in the inter-vehicle distance information due to the lane change or the like, the calculated relative speed calculation value is filtered to suppress the influence of noise. On the other hand, when the rate of change of the relative speed information calculated by the sudden change in the inter-vehicle distance information is equal to or greater than a predetermined value, the filtered relative speed information is set to 0. It is possible to suppress calculation of an incorrect relative speed that does not match the above.
また、請求項2記載の本発明の相対速度算出装置によれば、請求項1の効果に加え、相対速度算出値に含まれているノイズを確実に除去して安定した相対速度情報を算出することができる。
また、請求項3記載の本発明の相対速度算出装置によれば、請求項2の効果に加え、相対速度急変時は、相対速度を0と認識して、これに基づいて以降の演算周期においてフィルタ処理を行うので、当該演算周期のみならず、それ以降の演算周期の演算において相対速度算出値の急変時の誤った相対速度算出値の影響を受けることがなくなり、相対速度急変時以降の演算周期において算出されるフィルタ後相対速度情報が相対速度算出値に近い値に収束し、応答性を向上させることができる。また、相対速度算出値に含まれるノイズも確実に除去され、安定したフィルタ後相対速度情報を得ることができる。
According to the relative speed calculation device of the present invention as set forth in claim 2, in addition to the effect of
According to the relative speed calculation device of the present invention described in claim 3, in addition to the effect of claim 2, when the relative speed suddenly changes, the relative speed is recognized as 0, and based on this, in the subsequent calculation cycle, Since the filter processing is performed, the calculation after the relative speed sudden change is not affected by the calculation of the relative speed calculated suddenly in the calculation of not only the calculation period but also the subsequent calculation period. The post-filter relative speed information calculated in the period converges to a value close to the relative speed calculation value, and the responsiveness can be improved. In addition, noise included in the calculated relative speed is also reliably removed, and stable filtered relative speed information can be obtained.
また、請求項4記載の本発明の相対速度算出装置によれば、請求項2又は3の効果に加え、相対速度算出値の変化率を現在の値と1演算周期前の相対速度算出値との差によって速やかに且つ確実に検知することができる。
また、請求項5記載の本発明の相対速度算出装置によれば、請求項1〜4の効果に加え、車間距離検出手段が検出した車間距離情報を車間距離フィルタ手段がフィルタ処理するので車間距離情報に含まれるノイズが確実に除去され、安定したフィルタ後車間距離情報を得る事ができる。さらに、相対速度算出手段がフィルタ後車間距離に基づいて相対速度算出値を算出するので、ノイズの振幅の小さい安定した相対速度算出値に基づいて相対速度を判定することができる。
According to the relative speed calculation device of the present invention described in claim 4, in addition to the effect of claim 2 or 3, the change rate of the relative speed calculation value is expressed as a current value and a relative speed calculation value before one calculation cycle. It is possible to quickly and reliably detect the difference.
According to the fifth aspect of the present invention, in addition to the effects of the first to fourth aspects, the inter-vehicle distance filter means filters the inter-vehicle distance information detected by the inter-vehicle distance detection means. Noise contained in the information is surely removed, and stable after-filter distance information can be obtained. Furthermore, since the relative speed calculation means calculates the relative speed calculation value based on the filtered inter-vehicle distance, the relative speed can be determined based on a stable relative speed calculation value with a small noise amplitude.
また、請求項6記載の本発明の車間距離制御装置によれば、より実態に合った相対速度に基づいて、自車両のを加減速するので、レーンチェンジ等によって車間距離センサの検出値が急変するような場合でも、適確に相対速度を判定して自車両の加減速を行うので、良好な車間距離制御を行うことができる。
また、請求項7記載の本発明の車間距離制御装置によれば、請求項6の効果に加え、自車両の車速と目標車間距離と相対速度とに基づいて目標となる自車両の目標速度が設定されるので、目標速度に応じて速やかに自車両を加速または減速させることができる。
Further, according to the inter-vehicle distance control device of the present invention described in claim 6, since the own vehicle is accelerated / decelerated based on the relative speed more suited to the actual situation, the detection value of the inter-vehicle distance sensor changes suddenly due to a lane change or the like. Even in such a case, since the relative speed is accurately determined and the own vehicle is accelerated / decelerated, a good inter-vehicle distance control can be performed.
According to the inter-vehicle distance control device of the seventh aspect of the present invention, in addition to the effect of the sixth aspect, the target speed of the host vehicle that is the target based on the vehicle speed of the host vehicle, the target inter-vehicle distance, and the relative speed is determined. Since it is set, the host vehicle can be accelerated or decelerated promptly according to the target speed.
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。
図1〜図5は本発明の一実施形態に係る、相対速度算出装置および車間距離制御装置を説明するためのものであって、図1はその構成を示すブロック図、図2は、車間距離フィルタ手段によるフィルタ処理にかかる演算回路を模式的に示す回路図、図3はECUにおける機能構成及び相対速度算出値のフィルタ処理にかかる演算回路を模式的に示す回路図、図4はフィルタ処理を説明するフローチャート、図5は本実施形態における相対速度情報(相対速度算出値)とフィルタ後信号値との経時変化を示すグラフである。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 to 5 are diagrams for explaining a relative speed calculation device and an inter-vehicle distance control device according to an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration, and FIG. 2 is an inter-vehicle distance. FIG. 3 is a circuit diagram schematically showing an arithmetic circuit relating to filter processing of the functional configuration and relative speed calculation value in the ECU, and FIG. FIG. 5 is a flowchart illustrating the change over time in the relative speed information (relative speed calculation value) and the filtered signal value in the present embodiment.
本実施形態は、本発明の相対速度算出装置および車間距離制御装置をオートクルーズ制御装置に適用したものである。このオートクルーズ制御装置では、自車両の前方に先行車両がいない場合、もしくは自車両と先行車両との車間距離Dが車間距離制御開始閾値Ds以上の十分に広い場合には車両を設定速度V0で自動的に定速走行(定速制御モード)させ、上記車間距離Dが車間距離制御開始閾値Dsよりも短い場合には、車間距離Dが目標車間距離Dtを維持するように自車両の走行速度を加減速して車間距離を制御(車間距離制御モード)する。
なお、車間距離制御開始閾値Dsは車間距離センサの検出限度値に設定してもよく、あるいは、検出限度値よりも短く設定してもよい。
In the present embodiment, the relative speed calculation device and the inter-vehicle distance control device of the present invention are applied to an auto cruise control device. In this automatic cruise control device, when there is no preceding vehicle ahead of the host vehicle, or when the inter-vehicle distance D between the host vehicle and the preceding vehicle is sufficiently wider than the inter-vehicle distance control start threshold Ds, the vehicle is set at the set speed V0. When the vehicle travels automatically at a constant speed (constant speed control mode) and the inter-vehicle distance D is shorter than the inter-vehicle distance control start threshold Ds, the traveling speed of the host vehicle is maintained so that the inter-vehicle distance D maintains the target inter-vehicle distance Dt. To control the inter-vehicle distance (inter-vehicle distance control mode).
The inter-vehicle distance control start threshold Ds may be set to the detection limit value of the inter-vehicle distance sensor or may be set to be shorter than the detection limit value.
図1に示すように、本実施形態におけるオートクルーズ制御装置は、メモリ(ROM,RAM)及びCPU等で構成されるECU(電子制御装置)150、車間距離検出手段(車間距離センサ)100、車速センサ101、ブレーキスイッチ102、スロットル開度センサ103、及び作動スイッチ104を備え、さらにスロットルアクチュエータ105、ブレーキアクチュエータ106を備えている。
As shown in FIG. 1, the auto cruise control device according to the present embodiment includes an ECU (electronic control device) 150 including a memory (ROM, RAM) and a CPU, an inter-vehicle distance detection means (inter-vehicle distance sensor) 100, a vehicle speed. A
ECU150の入力側には、車間距離検出手段100、車速センサ101、ブレーキスイッチ102、スロットル開度センサ103、及び作動スイッチ104が接続され、ECU150の出力側には、スロットルアクチュエータ105及びブレーキアクチュエータ106が接続されている。
車速センサ101、ブレーキスイッチ102、スロットル開度センサ103はそれぞれ自車両の走行速度、図示しないブレーキペダルのオン/オフ、スロットル弁の開度の情報を検出するセンサである。作動スイッチ104はECU150にオートクルーズ制御の開始を指示するためのスイッチであり、運転者が作動スイッチ104をオンとすることでその時の走行車速を設定車速V0に設定してオートクルーズ制御を開始するようになっている。なお、作動スイッチ104には、オートクルーズ時の設定車速V0を増減調整しうる機能も付設されている。
The input side of the
A
また、オートクルーズ制御の作動解除は、作動スイッチ104をオフとすることでも行えるが、ブレーキスイッチ102の信号から検知されるブレーキ作動によってもオートクルーズ制御が解除されるようになっている。
車間距離検出手段(車間距離センサ)100は、例えばレーザーレーダー等によって自車両前方の対象物(先行車両)の有無及び自車両と先行車両との車間距離を検出するセンサであり、ここでは検出した車間距離情報を電圧値信号として出力するようになっている。なお、車間距離センサ100の検出限度値はここでは150メートルであり、先行車両がいない場合あるいは車間距離が検出限度値以上の場合には車間距離検出手段はこの検出限度値(150メートル)を車間距離情報として出力するようになっている。
In addition, the auto-cruise control can be released by turning off the
The inter-vehicle distance detection means (inter-vehicle distance sensor) 100 is a sensor that detects the presence of an object (preceding vehicle) ahead of the host vehicle and the inter-vehicle distance between the host vehicle and the preceding vehicle, for example, using a laser radar or the like. The inter-vehicle distance information is output as a voltage value signal. Here, the detection limit value of the
また、ECU150は機能要素として車間距離LPF107、微分回路(相対速度算出手段)108、相対速度LPF(フィルタ手段としてのローパスフィルタ)109、目標車間距離設定手段110、目標車速算出手段(目標車速設定手段)111及び加減速制御手段112を備えている。
車間距離検出手段100からECU150に入力された車間距離検出信号は、車間距離LPF107によってフィルタ処理がなされる。これによって車間距離検出信号(車間距離情報)に含まれる微小な変動(ノイズ)が除去されて、不必要な変動の少ない安定した信号値(フィルタ後車間距離情報)に変換される。そして、このフィルタ後車間距離情報は目標車速算出手段111に入力される。
The
The inter-vehicle distance detection signal input from the inter-vehicle distance detection means 100 to the
また、車間距離LPF107によってフィルタ処理されたフィルタ後車間距離情報は微分回路(相対速度算出手段)108にも入力される。微分回路108では入力されたフィルタ後車間距離情報に微分処理が行われ、相対速度情報(相対速度算出値)を算出するようになっている。
そして、算出された相対速度算出値は、相対速度LPF109に入力されてフィルタ処理がなされる。これによって微分回路108から出力される相対速度算出値に含まれる微小な変動(ノイズ)が除去されて、不必要な変動の少ない安定した信号値(フィルタ後相対速度情報)に変換される。そして、微分回路108からの出力値の変化量を考慮して、最終的な相対速度が算出される。
かかるフィルタ処理及び相対速度算出演算の詳細については後述する。
The filtered inter-vehicle distance information filtered by the
Then, the calculated relative speed calculated value is input to the
Details of the filtering process and the relative speed calculation calculation will be described later.
目標車間距離設定手段110には目標とするべき車間距離の情報が車速センサ101から入力される自車両の車速Vに対応するマップとして記憶されており、自車両の車速Vに基づいて、目標とする車間距離(目標車間距離)D0を設定するようになっている。
目標車速算出手段111は車間距離LPF107から入力される車間距離(フィルタ後車間距離情報)Dが、車間距離制御開始閾値Ds以上である場合は、自車両前方に先行車両がいないか、あるいは自車両と先行車両との車間距離が十分であると判断して、オートクルーズ設定車速V0を目標車速Vtに設定して加減速制御手段112に送出する(定速モード)。
The target inter-vehicle distance setting means 110 stores information on the target inter-vehicle distance as a map corresponding to the vehicle speed V of the host vehicle input from the
When the inter-vehicle distance (filtered inter-vehicle distance information) D input from the
また、車間距離Dが車間距離制御開始閾値Dsよりも小さい場合には、演算周期nにおける車間距離Dn、相対速度LPF109から入力される相対速度(フィルタ後相対速度情報)ΔVn、目標車間距離設定手段110から入力される目標車間距離Dtn及び車速センサ102から入力される自車両の車速Vnとに基づいて
ΔVn=Dn−Dn−1・・・(A)
Vtn=Vn+a(Dn−Dtn)+bΔVn・・・(B)
の演算を行うことによって目標車速Vtを算出する。ただし、算出された目標車速Vtがオートクルーズ設定車速V0より大きい場合には設定車速V0を目標車速Vtに設定する。このようにして設定した目標車速Vtは加減速制御手段112に入力される。
If the inter-vehicle distance D is smaller than the inter-vehicle distance control start threshold Ds, the inter-vehicle distance Dn in the calculation cycle n, the relative speed (filtered relative speed information) ΔVn input from the
Vtn = Vn + a (Dn−Dtn) + bΔVn (B)
The target vehicle speed Vt is calculated by performing the following calculation. However, when the calculated target vehicle speed Vt is higher than the auto-cruise set vehicle speed V0, the set vehicle speed V0 is set to the target vehicle speed Vt. The target vehicle speed Vt thus set is input to the acceleration / deceleration control means 112.
なお、相対速度ΔVは上式(a)に示すように自車両と先行車両との車間距離が大きくなる方向が正となる。また、aおよびbは適当に設定されるフィルタ係数である。
そして、加減速制御手段112では入力された自車両の車速Vが目標車速Vtになるように自車両を加速または減速させるフィードバック制御を行う。これによって定速モードでは自車両は設定車速V0で定速走行し、車間距離制御モードでは、自車両と先行車両との車間距離が目標車間距離D0に維持されるようになっている。
The relative speed ΔV is positive in the direction in which the inter-vehicle distance between the host vehicle and the preceding vehicle increases as shown in the above equation (a). Further, a and b are appropriately set filter coefficients.
Then, the acceleration / deceleration control means 112 performs feedback control for accelerating or decelerating the host vehicle so that the input vehicle speed V of the host vehicle becomes the target vehicle speed Vt. Thus, in the constant speed mode, the own vehicle travels at the set vehicle speed V0, and in the inter-vehicle distance control mode, the inter-vehicle distance between the own vehicle and the preceding vehicle is maintained at the target inter-vehicle distance D0.
次に、図2〜図5を参照して車間距離LPF107及び相対速度LPF109を含むフィルタ後相対速度取得手段113におけるフィルタ後相対速度情報(フィルタ後信号値ともいう)の算出処理並びに相対速度算出手段における相対速度の算出について説明する。
図2に示すように、車間距離LPF107は、第1増幅器301、第2増幅器302、遅延素子303、加算回路304及び信号認知部305によって構成されている。
Next, referring to FIG. 2 to FIG. 5, the calculated relative speed information (also referred to as a filtered signal value) and the relative speed calculation means in the filtered relative speed acquisition means 113 including the
As shown in FIG. 2, the
車間距離センサ100によって検出された車間距離情報の信号(電圧値)はまず、車間距離LPF107の信号認知部305に入力され、そして信号認識部305は1演算周期(ここでは20ミリ秒)毎に入力される車間距離検出信号の値を認識して、認識した値を車間距離検出信号値Ld(n)として出力するようになっている。
第1増幅器301は遅延素子303と加算回路304との間に、また、第2増幅器302は信号認識部305と加算回路304との間にそれぞれ介装されており、第1増幅器301及び第2増幅器302は入力された信号値にそれぞれ設定されたフィルタ係数ad,bd(ただし、ad+bd=1,ad>0,bd>0)を乗じた値を出力するようになっている。
The signal (voltage value) of the inter-vehicle distance information detected by the
The
なお、フィルタ係数ad,bdは検出信号値Ld(n)の微小変化(ノイズ)を十分に除去できるように予め設定された値である。この場合フィルタ係数adが大きい(フィルタ係数bdが小さい)程大きなノイズを除去できる反面、車間距離検出信号値Ld(n)の変化に対する応答遅れが大きくなるので、フィルタ係数ad,bdの値はノイズを確実に除去できると同時に、車間距離検出信号値Ld(n)の変化に対する応答遅れがあまり大きくならないような値に設定する。 The filter coefficients ad and bd are values set in advance so as to sufficiently remove a minute change (noise) of the detection signal value Ld (n). In this case, the larger the filter coefficient ad (the smaller the filter coefficient bd) is, the larger noise can be removed, but the response delay with respect to the change in the inter-vehicle distance detection signal value Ld (n) increases, so the values of the filter coefficients ad and bd are noise. Can be reliably removed, and at the same time, the response delay with respect to the change in the inter-vehicle distance detection signal value Ld (n) is set so as not to become so large.
加算回路304には、第1の増幅器301及び第2の増幅器302から信号値が入力されるようになっており、入力された信号値の値を加算して出力するようになっており、遅延素子303は加算回路304と第1増幅器301との間に介装され、遅延素子303は、加算回路304から入力された信号値(即ち、フィルタ後車間距離情報)を1演算周期(20ミリ秒)遅延させて出力するようになっている。
A signal value is input to the
したがって、信号認知部305から第2増幅器302に入力された車間距離検出信号値Ld(n)は第2増幅器302によってフィルタ係数adを乗算した信号値adLd(n)に変換されて加算回路304に入力され、第1増幅器301には遅延素子303から1演算周期前のフィルタ後信号値Fd(n−1)が入力され、入力された1演算周期前のフィルタ後信号値Fd(n−1)は第1増幅器301によってフィルタ係数bdを乗算した信号値bdFd(n−1)に変換されて加算回路304に入力される。
Therefore, the inter-vehicle distance detection signal value Ld (n) input from the
加算回路304は、第1増幅器301から入力された信号値bdFd(n−1)と第2増幅器302から入力された信号値adLd(n)とを加算し、加算された信号値bdF(n−1)+adL(n)を出力する。
すなわち、車間距離LPF107全体としてみれば、入力された車間距離検出信号値Ld(n)を
Fd(n)=bdFd(n−1)+adLd(n)・・・(C)
に変換して車間距離LPF107から出力するようになっている。
The
That is, when viewed as the entire
And output from the
そして、車間距離LPF107において演算周期毎にフィルタ処理されたフィルタ後車間距離情報Fd(n)は微分回路(相対速度算出手段)108及び目標車速設定手段111に入力されるようになっている。
微分回路108は、一般に用いられるものであり、図示しないコンデンサ及び増幅回路等で構成される。微分回路108では、演算周期毎に入力されたフィルタ後車間距離情報Fd(n)の変化率(即ち、微分値)が算出される。フィルタ後車間距離情報の微分値Lr(n)は、演算周期nにおいて入力されたフィルタ後車間距離信号値Fd(n)と1演算周期前に入力されたフィルタ後車間距離信号値Fd(n−1)との差を算出することによって求められる。
The filtered inter-vehicular distance information Fd (n) filtered for each computation cycle in the
The differentiating
微分回路108において算出されるフィルタ後車間距離情報の変化率Lr(n)は、即ち、自車両と先行車両との速度差(相対速度)を示す。つまり、微分回路108は1演算周期毎に車間距離情報から相対速度情報を算出して、相対速度LPF109を含むフィルタ後相対速度取得手段113に入力するようになっている。
図3に示すように、フィルタ後相対速度取得手段113は相対速度LPF109、ゼロ値設定手段205、相対速度変化判定部206、スイッチ(切替手段)207によって構成されている。
The change rate Lr (n) of the post-filter inter-vehicle distance information calculated in the differentiating
As shown in FIG. 3, the post-filter relative
相対速度LPF109は、第1増幅器201、第2増幅器202、遅延素子203及び加算回路204によって構成されている。
第1増幅器201及び第2増幅器202は入力された信号値にそれぞれ設定されたフィルタ係数a,b(ただし、a+b=1,a>0,b>0)を乗じた値を出力するようになっている。
The
The
なお、フィルタ係数a,bは相対速度算出値Lr(n)の微小変化(ノイズ)を十分に除去できるように予め設定された値である。この場合も車間距離LPF107の場合と同様にフィルタ係数aが大きい(フィルタ係数bが小さい)程大きなノイズを除去できる反面、相対速度算出値Lr(n)の変化に対する応答遅れが大きくなるので、フィルタ係数a,bの値はノイズを確実に除去できると同時に、相対速度算出値Lr(n)の変化に対する応答遅れが大きくならないような値に設定する。
The filter coefficients a and b are values set in advance so that a minute change (noise) of the relative speed calculation value Lr (n) can be sufficiently removed. In this case, as in the case of the
遅延素子203はスイッチ207と第1増幅器201との間に介装され、遅延素子203は、スイッチ207を経由して入力された信号値を1演算周期(20ミリ秒)遅延させて出力する。そして加算回路204は、第1の増幅器201及び第2の増幅器202から信号値が入力されるようになっており、入力された信号値の値を加算して出力するようになっている。
The
したがって、微分回路108から演算周期nにおいて入力された相対速度算出値Lr(n)は、相対速度LPF109の第2増幅器202及び相対速度変化判定部206に入力される。
そして第2増幅器202は、入力された相対速度算出値Lr(n)にフィルタ係数bを乗算した信号値arLr(n)を加算回路204に送出する。
Therefore, the relative speed calculation value Lr (n) input from the differentiating
Then, the
一方、第1増幅器201には遅延素子203から1演算周期前のフィルタ後信号値Fr(n−1)が入力され、第1増幅器201は入力された1演算周期前のフィルタ後信号値Fr(n−1)にフィルタ係数brを乗算した信号値brF(n−1)を加算回路204に送出する。
加算回路204は、第1増幅器201から入力された信号値brF(n−1)と第2増幅器202から入力された信号値arLr(n)とを加算し、加算された信号値brFr(n−1)+arLr(n)を出力する。
On the other hand, the
The
すなわち、相対速度LPF109全体としてみれば、入力された相対速度算出値Lr(n)を
Fr(n)=brFr(n−1)+arLr(n)・・・(D)
に変換してフィルタ後信号値F(n)を出力するようになっている。
スイッチ207は出力側の一端が固定され、入力側の他端は図示しないソレノイドを通電することによって、Y側の端子及びN側の端子との断接を切換可能に配設されている。そして、上記の固定された出力端子は目標車速算出手段111及び相対速度LPF109の遅延素子203に接続されており、入力端たるY側の端子はゼロ値設定手段205に接続され、同じく入力端であるN側の端子は相対速度LPF109の出力側にそれぞれ接続されている。
That is, when the
The filtered signal value F (n) is output.
One end of the output side of the
なお、ゼロ値設定手段205からは常に相対速度0を示す信号値が出力されるようになっている。
相対速度変化判定部206には微分回路108から相対速度算出値Lr(n)が入力され、入力された相対速度算出値Lr(n)は相対速度変化判定部206内部の記憶装置に記憶されるようになっている。
The zero value setting means 205 always outputs a signal value indicating a relative speed of zero.
The relative speed
さらに、相対速度変化判定部206では、演算周期nにおける相対速度算出値Lr(n)と記憶されている1演算周期前の相対速度算出値Lr(n−1)との差を演算し、演算した値と予め設定した所定値Sとの大小関係が比較されるようになっている。
そして、相対速度算出値Lr(n)と1演算周期前の相対速度算出値Lr(n−1)との差が所定値Sよりも小さい場合(即ち、相対速度算出値の変化率が小さい場合)には、スイッチ207をN側の端子に接続し、上記の差が所定値S以上である場合(即ち、相対速度算出値の変化率が大きい場合)にはスイッチ207をY側の端子に接続するようにスイッチ207を制御するようになっている。なお、所定値Sは予め設定された値である。
Further, the relative speed
When the difference between the relative speed calculation value Lr (n) and the relative speed calculation value Lr (n−1) one calculation cycle before is smaller than the predetermined value S (that is, when the rate of change of the relative speed calculation value is small). ), The
したがって、スイッチ207がN側の端子に接続されている場合(即ち、|Lr(n)−Lr(n−1)|≦所定値Sの場合)は、相対速度LPF109からフィルタ後信号値Fr(n)が出力され、目標車速算出手段111及び相対速度LPF109の遅延素子203へ入力されるようになっている。
また、スイッチ207がY側の端子に接続されている場合(即ち、|Lr(n)−Lr(n−1)|>所定値Sの場合)は、ゼロ値設定手段205から相対速度0を示す信号が入力され、このとき目標車速算出手段111及び相対速度LPF109の遅延素子203は相対速度が0と認識するようになっている。
Therefore, when the
When the
本発明の一実施形態にかかる相対速度算出装置および車間距離制御装置(特に、フィルタ後相対速度取得手段113)はこのように構成されているので、図4に示すように、ステップS01において、相対速度変化判定部206は現在の相対速度算出値Lr(n)と1演算周期前の相対速度算出値Lr(n−1)との差を演算し、演算した差が所定値Sよりも小さい場合は、車間距離センサ100が検出した車間距離情報(検出信号)の変化率が所定値よりも小さいと判断して、ステップS02へと進む。
Since the relative speed calculation device and the inter-vehicle distance control device (particularly, the filtered relative speed acquisition means 113) according to the embodiment of the present invention are configured as described above, in step S01, as shown in FIG. The speed
また、ステップS01において、現在の相対速度算出値Lr(n)と1演算周期前の相対速度算出値Lr(n−1)との差が所定値S以上である場合は、車間距離センサ100が検出した車間距離情報(検出信号)の変化率が所定値よりも大きいと判断して、ステップS03へと進む。
ステップS02において、相対速度変化判定部206はスイッチ207をN側の端子に接続し、現在の相対速度算出値Lr(n)及び1演算周期前のフィルタ後信号値Fr(n−1)に基づいて、Fr(n)=brFr(n−1)+arLr(n)とする演算(フィルタ演算という)を行ったフィルタ後信号値F(n)が相対速度LPF109からスイッチ207を介して出力される。このとき、ar+br=1,ar>0,br>0である。
In step S01, if the difference between the current relative speed calculated value Lr (n) and the relative speed calculated value Lr (n-1) one calculation cycle before is equal to or greater than the predetermined value S, the
In step S02, the relative speed
また、ステップS03において相対速度変化判定部206はスイッチ207をY側の端子に接続し、ゼロ値設定手段205から相対速度0を示す信号値が出力される。そして、目標車速算出手段111及び相対速度LPF109の遅延素子203は、相対速度情報を0と認識する。
したがって、相対速度算出値に急変のない通常時においては、相対速度LPF109は、微分回路108から出力される相対速度算出値にフィルタ演算を行い、相対速度算出値Lr(n)と1演算周期前のフィルタ後信号値Fr(n−1)とを所定の割合で加算することで微小に変化する検出信号を平坦化して安定したフィルタ後相対速度情報Fr(n)とするので、目標車速算出手段111において安定して目標車速Vtを設定することができる。
In step S03, the relative speed
By adding the post-filter signal value Fr (n-1) at a predetermined ratio, the detection signal that changes slightly is flattened to obtain stable post-filter relative speed information Fr (n). In 111, the target vehicle speed Vt can be set stably.
また、本実施形態においては、例えば図5に示すように、T1の時点において割り込み車両の出現等によって車間距離が急激に短くなったり、また、T2の時点において割り込み車両がいなくなるなどして車間距離が急激に長くなったりして車間距離の急変が起こり、相対速度算出値Lr(n)が極端に変化する演算周期では、相対速度認識手段はフィルタ後相対速度情報Fr(n)を0と認識するので、これ以降の演算周期においてフィルタ演算を行う場合には車間距離の急変以前の極端な値の相対速度算出値Lr(n)の影響を受けることがないため、フィルタ後信号値Fr(n)は車間距離算出値急変後、速やかに実態に合った相対速度算出値Lr(n)に近い値となるので、相対速度算出値Lr(n)に含まれる不要なノイズは除去しつつ、実態に合った相対速度情報(フィルタ後信号値)を目標車速算出手段111に入力することができ、目標車速算出手段111は誤った相対速度情報の影響をあまり受けずに、安定して目標車速Vtを設定することができる。 Further, in the present embodiment, for example, as shown in FIG. 5, the inter-vehicle distance is drastically shortened due to the appearance of the interrupting vehicle at the time T1, or the inter-vehicle distance disappears at the time T2. In a calculation cycle in which the relative speed calculation value Lr (n) changes drastically due to a sudden increase in the distance between the vehicles, the relative speed recognition means recognizes the filtered relative speed information Fr (n) as 0. Therefore, when the filter calculation is performed in the subsequent calculation cycle, it is not affected by the relative speed calculation value Lr (n) of the extreme value before the sudden change of the inter-vehicle distance, and thus the filtered signal value Fr (n ) Is a value close to the relative speed calculation value Lr (n) that matches the actual condition immediately after the sudden change in the inter-vehicle distance calculation value, and unnecessary noise included in the relative speed calculation value Lr (n) is removed. On the other hand, relative speed information (filtered signal value) suitable for the actual situation can be input to the target vehicle speed calculation means 111, and the target vehicle speed calculation means 111 is not affected by the erroneous relative speed information so much and is stable. The target vehicle speed Vt can be set.
[その他]
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
上述の実施形態においては、目標車速設定手段111がフィルタ後相対速度情報を用いて目標車速を算出するが、フィルタ後相対速度情報の用途はこれに限定するものではない。
例えば、通常においては相対速度情報に基づいた目標車速を設定せずに、目標車間距離と検出した車間距離とに基づいてスロットル制御によって自車両の加速または減速をフィードバック制御するような場合でも、相対速度が負で絶対値が所定値以上の場合(即ち、先行車両に急接近している場合)には、スロットルの制御のみでは、十分に自車両を減速させることができない可能性があるため、例えば相対速度が負で絶対値が所定値以上の場合には運転者に警告するようにしたり、ブレーキによる減速を行うようにしてもよい。
[Others]
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
In the above-described embodiment, the target vehicle
For example, even when the target vehicle speed based on the relative speed information is not normally set and the acceleration or deceleration of the host vehicle is feedback-controlled by the throttle control based on the target inter-vehicle distance and the detected inter-vehicle distance, If the speed is negative and the absolute value is greater than or equal to a predetermined value (that is, if you are approaching the preceding vehicle rapidly), the vehicle may not be able to decelerate sufficiently by controlling the throttle alone. For example, when the relative speed is negative and the absolute value is greater than or equal to a predetermined value, a warning may be given to the driver, or deceleration by braking may be performed.
また、車間距離センサによっては車間距離が長い場合にセンサの検出精度の低下等により車間距離検出信号に含まれるノイズの振幅が大きくなることが考えられ、このとき、車間距離情報を微分処理する相対速度算出値に含まれるノイズの振幅も大きくなることが考えられる。これによりノイズによる相対速度算出値L(n)の変動と実際の相対速度の変化による相対速度算出値L(n)の変動とを誤判定してしまう可能性がある。 Also, depending on the inter-vehicle distance sensor, when the inter-vehicle distance is long, the amplitude of noise included in the inter-vehicle distance detection signal may increase due to a decrease in detection accuracy of the sensor. It is conceivable that the amplitude of noise included in the speed calculation value also increases. As a result, there is a possibility that a change in the relative speed calculation value L (n) due to noise and a change in the relative speed calculation value L (n) due to a change in the actual relative speed are erroneously determined.
このような場合には上述の実施形態における所定値Sの値を車間距離の検出信号値Ld(n)が大きい場合と小さい場合とで異なる値に設定すればよい。このとき当然、車間距離検出信号値Ld(n)が大きい場合には所定値Sの値を大きく設定し、車間距離検出信号値Ld(n)が小さいときには所定値Sの値は小さく設定する。また、2段階に限らず車間距離検出信号値Ld(n)の大きさに対応して2つ以上の多段階で所定値Sの値を設定するようにしてもよい。 In such a case, the value of the predetermined value S in the above-described embodiment may be set to a different value depending on whether the detection signal value Ld (n) of the inter-vehicle distance is large or small. At this time, naturally, when the inter-vehicle distance detection signal value Ld (n) is large, the value of the predetermined value S is set large, and when the inter-vehicle distance detection signal value Ld (n) is small, the value of the predetermined value S is set small. Further, the value of the predetermined value S may be set not only in two stages but also in two or more stages corresponding to the magnitude of the inter-vehicle distance detection signal value Ld (n).
これにより、車間距離が長く、車間距離センサの検出信号に含まれるノイズの振幅が大きくなった場合でも、ノイズによる検出信号値の変動を車間距離の急変と混同することはない。また、車間距離が長い場合には割り込み車両等による車間距離の変動量も一般に大きいので車間距離の急変時には車間距離の急変を正確に判定することができる。
また、自車両の車速が大きい場合にも、センサの振動等により車間距離検出信号に含まれるノイズの振幅が大きくなることが考えられる。したがって、上述の実施形態におけるフィルタ係数ar,br及びad,bdの値についても一定の値に限らず、例えば検出信号値Ld(n)(車間距離)が大きい場合にはフィルタ係数ar,adを大きく(フィルタ係数br,bdを小さく)し検出信号値Ld(n)が小さい場合にはフィルタ係数ar,adを小さく(フィルタ係数br,bdを大きく)設定するようにしてもよい。このようにすれば、車間距離が大きく車間距離検出信号のノイズの振幅が大きい場合にあってもノイズを確実に除去することができ、また、車間距離が小さい場合には、応答性のよいフィルタ処理を行うことができる。
Thereby, even when the inter-vehicle distance is long and the amplitude of the noise included in the detection signal of the inter-vehicle distance sensor becomes large, the fluctuation of the detection signal value due to the noise is not confused with the sudden change of the inter-vehicle distance. Further, when the inter-vehicle distance is long, the fluctuation amount of the inter-vehicle distance due to an interrupting vehicle or the like is generally large, so that the sudden change of the inter-vehicle distance can be accurately determined when the inter-vehicle distance changes suddenly.
In addition, even when the vehicle speed of the host vehicle is high, it is conceivable that the amplitude of noise included in the inter-vehicle distance detection signal increases due to sensor vibration or the like. Accordingly, the values of the filter coefficients ar, br and ad, bd in the above-described embodiment are not limited to constant values. For example, when the detection signal value Ld (n) (inter-vehicle distance) is large, the filter coefficients ar, ad are When the detection signal value Ld (n) is small by increasing it (decreasing the filter coefficients br and bd), the filter coefficients ar and ad may be set small (by increasing the filter coefficients br and bd). In this way, even when the inter-vehicle distance is large and the amplitude of the noise of the inter-vehicle distance detection signal is large, the noise can be surely removed. Processing can be performed.
また、上述の実施形態においては、相対速度の変化率を相対速度算出値Lr(n)と1演算周期前の相対速度算出値Lr(n−1)あるいはフィルタ後信号値Fr(n)と1演算周期前のフィルタ後信号値Fr(n−1)との比較によって判定しているが、相対速度の急変をより確実に判定するために、現在の信号値Lr(n),Fr(n)とt周期前の信号値Lr(n−t),Fr(n−t)(ただし、tは2以上の整数)とを比較することによって判定してもよい。この場合、tの値が大きいほど確実な判定ができるが、車間距離の変化に対する応答性が悪くなるので応答性を損なわない範囲でtの値を設定する(例えばt=2)のが望ましい。 Further, in the above-described embodiment, the rate of change of the relative speed is calculated based on the relative speed calculated value Lr (n) and the relative speed calculated value Lr (n−1) one filter cycle before or the filtered signal value Fr (n) and 1 Although the determination is made by comparison with the filtered signal value Fr (n−1) before the calculation cycle, the current signal values Lr (n) and Fr (n) are used in order to more reliably determine the sudden change in the relative speed. And the signal values Lr (nt) and Fr (nt) (where t is an integer greater than or equal to 2) before t periods. In this case, the larger the value of t, the more reliable the determination can be. However, since the responsiveness to changes in the inter-vehicle distance deteriorates, it is desirable to set the value of t within a range that does not impair the responsiveness (for example, t = 2).
また、車間距離検出手段100が検出した車間距離情報又は車間距離LPF107でフィルタ処理した車間距離情報が急激に変化した場合にも相対速度算出値は急変するので、これらの車間距離情報と1演算周期前の車間距離情報との差が所定値以上のときに相対速度算出値の変化率が所定の変化率よりも大きいと判断するようにしてもよい。
また、演算周期の時間についても上述の実施形態のもの(20ミリ秒)に限定されず、適宜変更可能であることはいうまでもない。また、相対速度の変化率が所定値以上の場合という条件に換えてあるいは追加して、相対速度の絶対値が所定値以上としても良い。これによってもレーンチェンジ等による車間距離センサの出力値の急変を探知し得るからである。
The relative speed calculation value also changes suddenly when the inter-vehicle distance information detected by the inter-vehicle distance detecting means 100 or the inter-vehicle distance information filtered by the
Further, it is needless to say that the time of the calculation cycle is not limited to that of the above-described embodiment (20 milliseconds) and can be changed as appropriate. Further, instead of or in addition to the condition that the rate of change of the relative speed is greater than or equal to a predetermined value, the absolute value of the relative speed may be greater than or equal to the predetermined value. This is also because it is possible to detect a sudden change in the output value of the inter-vehicle distance sensor due to a lane change or the like.
100 車間距離検出手段(車間距離センサ)
101 車速センサ
102 ブレーキスイッチ
103 スロットル開度センサ
104 作動スイッチ
105 スロットルアクチュエータ
106 ブレーキアクチュエータ
107 車間距離LPF
108 微分回路
109 相対速度LPF(フィルタ手段)
110 目標車間距離設定手段
111 目標車速算出手段(目標車速設定手段)
112 加減速制御手段
113 フィルタ後相対速度取得手段
150 ECU
201 第1増幅器
202 第2増幅器
203 遅延素子
204 加算回路
205 ゼロ値設定手段
206 相対速度変化判定部
207 スイッチ(切替手段)
301 第1増幅器(車間距離)
302 第2増幅器(車間距離)
303 遅延素子(車間距離)
304 加算回路(車間距離)
305 信号認知部
100 Inter-vehicle distance detection means (inter-vehicle distance sensor)
101
108
110 Target inter-vehicle distance setting means 111 Target vehicle speed calculation means (target vehicle speed setting means)
112 Acceleration / deceleration control means 113 Filtered relative speed acquisition means 150 ECU
201
301 1st amplifier (vehicle distance)
302 Second amplifier (distance between vehicles)
303 Delay element (distance between vehicles)
304 Adder circuit (distance between vehicles)
305 Signal recognition part
Claims (7)
該車間距離情報に基づいて該自車両と該他車両との相対速度情報を算出する相対速度算出手段と、
該相対速度算出手段が算出した該相対速度情報をフィルタ処理するフィルタ手段と、
を備えた相対速度算出装置において、
該相対速度算出手段が算出した相対速度算出値の変化率が所定値以上の時又は該フィルタ手段によってフィルタ処理された該フィルタ後相対速度情報の変化率が所定値以上の時は、相対速度として略0を出力し、該相対速度算出手段が算出した相対速度算出値の変化率が所定値未満の時又は該フィルタ手段によってフィルタ処理された該フィルタ後相対速度情報の変化率が所定値未満のときは、相対速度として該フィルタ後相対速度情報を出力する切替手段を備え、
該切替手段の出力値に基づいて該相対速度を判定する
ことを特徴とする、相対速度算出装置。 An inter-vehicle distance detecting means for detecting inter-vehicle distance information between the own vehicle and another vehicle traveling in front of or behind the own vehicle;
Relative speed calculation means for calculating relative speed information between the host vehicle and the other vehicle based on the inter-vehicle distance information;
Filter means for filtering the relative speed information calculated by the relative speed calculation means;
In a relative speed calculation device comprising:
When the change rate of the relative speed calculation value calculated by the relative speed calculation means is greater than or equal to a predetermined value, or when the change rate of the filtered relative speed information filtered by the filter means is greater than or equal to a predetermined value, the relative speed is When the change rate of the relative speed calculation value calculated by the relative speed calculation means is less than a predetermined value or the change rate of the filtered relative speed information filtered by the filter means is less than the predetermined value. When equipped with a switching means for outputting the post-filter relative speed information as a relative speed,
A relative speed calculation device that determines the relative speed based on an output value of the switching means.
演算周期nにおけるフィルタ後相対速度情報F(n)と、演算周期nにおける相対速度算出値L(n)と、1演算周期前の演算周期(n−1)におけるフィルタ後相対速度情報F(n−1)とは、
F(n)=aF(n−1)+bL(n) ・・・(1)
ただし、a+b=1,0<a,0<b
の関係を満たす
ことを特徴とする、請求項1記載の相対速度算出装置。 The filter means calculates the relative speed calculation value at a preset calculation cycle and performs filtering.
Relative speed information F (n) after filtering in the calculation period n, a calculated relative speed value L (n) in the calculation period n, and relative speed information F (n) after filtering in the calculation period (n−1) one calculation period before -1)
F (n) = aF (n−1) + bL (n) (1)
However, a + b = 1, 0 <a, 0 <b
The relative velocity calculation apparatus according to claim 1, wherein the relationship is satisfied.
ことを特徴とする、請求項2記載の相対速度算出装置。 In the calculation cycle in which the change rate of the relative speed calculation value calculated by the relative speed calculation unit or the change rate of the filtered relative speed information filtered by the filter unit is a predetermined value or more, the switching unit 3. The post-filter relative speed information is set to 0, and the filter means performs filter processing after the calculation cycle based on the post-filter relative speed information set by the switching means. Relative speed calculation device.
ことを特徴とする、請求項2又は3記載の相対速度算出装置。 The rate of change of the relative speed calculation value is calculated based on the relative speed calculation value L (n) obtained from the relative speed calculation means in the calculation cycle n and the relative speed in the calculation cycle (n−1) one calculation cycle before. 4. The relative speed calculation device according to claim 2, wherein the relative speed calculation device is detected based on a difference from the relative speed calculation value L (n-1) obtained from the calculation means.
該相対速度算出手段は、該車間距離フィルタ手段によってフィルタ処理されたフィルタ後車間距離情報に基づいて該相対速度情報を算出する
ことを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1項に記載の相対速度算出装置。 An inter-vehicle distance filter means for filtering the inter-vehicle distance information detected by the inter-vehicle distance detection means;
5. The relative speed calculation unit calculates the relative speed information based on the filtered inter-vehicle distance information filtered by the inter-vehicle distance filter unit. 6. Relative speed calculation device.
該自車両と該自車両の前方を走行する先行車両との車間距離情報を検出する車間距離検出手段と、
該車間距離検出手段が検出した車間距離情報に基づいて該自車両と該先行車両との相対速度を算出する相対速度算出手段と、
該相対速度算出手段が算出した相対速度情報をフィルタ処理するフィルタ手段と、
該相対速度情報の変化率、または該フィルタ手段がフィルタ処理したフィルタ後相対速度情報の変化率が、所定値以上のときは、0を出力し、該相対速度情報の変化率または該フィルタ後相対速度情報の変化率が該所定値未満のときは該フィルタ後相対速度情報を出力する切替手段と、
該切替手段の出力値に基づいて該相対速度を算出するフィルタ後相対速度算出手段と、
該フィルタ後相対速度算出手段の算出した該相対速度に基づいて該加減速手段を作動させる加減速制御手段と、を備え
該フィルタ手段は該切替手段の出力値に基づいてフィルタ処理する
ことを特徴とする、車間距離制御装置。 Acceleration / deceleration means for accelerating or decelerating the vehicle;
Inter-vehicle distance detection means for detecting inter-vehicle distance information between the host vehicle and a preceding vehicle traveling in front of the host vehicle;
Relative speed calculation means for calculating a relative speed between the host vehicle and the preceding vehicle based on the inter-vehicle distance information detected by the inter-vehicle distance detection means;
Filter means for filtering the relative speed information calculated by the relative speed calculation means;
When the rate of change of the relative speed information or the rate of change of the filtered relative speed information filtered by the filter means is equal to or greater than a predetermined value, 0 is output, and the rate of change of the relative speed information or the post-filter relative Switching means for outputting the post-filter relative speed information when the rate of change of speed information is less than the predetermined value;
A filtered relative speed calculating means for calculating the relative speed based on an output value of the switching means;
Acceleration / deceleration control means for operating the acceleration / deceleration means based on the relative speed calculated by the post-filter relative speed calculation means, wherein the filter means performs filter processing based on the output value of the switching means. An inter-vehicle distance control device.
該自車両と該先行車両との目標車間距離を設定する目標車間距離設定手段と、
該車速検出手段により検出された該車速と該目標車間距離設定手段により設定された該目標車間距離と該切替手段の出力値とに基づいて該自車両の目標速度を設定する目標車速設定手段とを備え、
該加減速制御手段は、該目標速度に応じて該自車両を加速または減速させる
ことを特徴とする、請求項6記載の車間距離制御装置。 Vehicle speed detection means for detecting the vehicle speed of the host vehicle;
Target inter-vehicle distance setting means for setting a target inter-vehicle distance between the host vehicle and the preceding vehicle;
Target vehicle speed setting means for setting the target speed of the host vehicle based on the vehicle speed detected by the vehicle speed detection means, the target inter-vehicle distance set by the target inter-vehicle distance setting means, and the output value of the switching means; With
The inter-vehicle distance control device according to claim 6, wherein the acceleration / deceleration control means accelerates or decelerates the host vehicle according to the target speed.
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