JP2006521953A - 自動車の速度制御器および方法 - Google Patents

Abstract

自動車の速度制御する速度制御器と方法が提案される。特に，レーダーセンサによって，自車両の前方を走行する少なくとも１台の車両が検出された場合には，速度制御が一定間隔制御の意味で実施可能であり，レーダーセンサによって前方を走行する車両が検出されなかった場合には，速度制御が一定速度制御の意味で実施可能である速度制御器において，認識された対象についての測定値が供給され，速度制御器は，各対象の各測定値について加速勾配を定める計算手段を有しており，速度制御器は各対象について測定値の個々の加速勾配を加算して，目標対象として選択された対象について，加算された加速勾配を出力する。

Description

本発明は，自動車の速度制御器と方法に関するものであり，特に，レーダーセンサによって，自車両の前方を走行する少なくとも１台の車両が検出された場合には，一定間隔制御として速度制御を実施可能であり，レーダーセンサによって前方を走行する車両が検出されなかった場合には，一定速度制御として速度制御を実施することが可能な，自動車の速度制御器と方法に関する。速度制御器には，既知の対象の対象測定値が供給され，速度制御器は，各対象の各測定値について加速勾配を定める計算手段を有し，各対象について測定値の個々の加速勾配を加算して，目標対象として選択された対象について加算された加速勾配を出力する。

１９９６年２月２６−２９日，デトロイトのＳＡＥインターナショナルコングレス アンド エクスポジションにおいて公開された，ヴィナー，ヴィッテ，ウーラーおよびリヒテンベルク（Winner, Witte, Uhler und Lichtenberg）の刊行物「アダプティブクルーズコントロールシステム アスペクトと開発傾向（Adaptive Cruise Control System Aspect and Development Trends）」（SAE-paper 961010）から，適応的な速度制御器が知られており，その速度制御器はレーダー放射を送出して，停止している対象と前方を走行する車両において反射された部分放射を受信する。

この速度制御器が，前方を走行する車両を認識した場合には，前方を走行する車両に関して一定間隔制御の意味における速度制御が実施される。レーダー装置によって，車両が前方を走行していないことが認識された場合には，運転者によって予め定められた設定速度への一定速度制御が行われる。適応的な速度制御器によって実施可能な加速および時間にわたる加速度変化は，この場合には固定の最大値によって制限されている。というのは，適応的な速度制御器は，運転者を支援するためのコンフォートシステムとして考えられており，従って快適な走行特性を指向するからである。

加速勾配が，前方を走行する車両の動的なデータに関係無く定められるこの種のシステムにおける欠点は，加速衝撃が不快に作用することである。重大ではない状況において，たとえばわずかな相対速度で前を走行する車両に接近した場合に，固定的に予め定められている加速衝撃は高過ぎ，従って不快に感じられる。また，衝突を阻止すべき状況において，たとえば高い相対速度で前を走行する車両に接近した場合には，減速勾配が小さすぎるので，運転者による介入が原則的に必要になる。なお，本発明に関連して，「加速」という概念は，正の加速にも負の加速にも，すなわち減速にも利用される。

本発明の核心は，加速衝撃，従って加速勾配を，それぞれの状況に応じて，加速または減速の必要性に一致するように定めることが可能な，速度制御器および方法を提供することである。本発明によれば，これは，独立請求項の特徴によって解決される。好ましい展開と形態が，従属請求項から明らかにされる。

好ましくは，入力量として測定値，自己の車両からの対象の間隔，自己の車両に関する対象の相対速度，対象の縦加速度，対象の横変位，対象の横速度または対象の横加速度の少なくとも１つ，または複数の測定値の任意の組合わせが，入力回路へ供給される。その場合に，横変位というのは，予め計算された自己の車両の走行軌線について，その走行軌線の横方向に対する，前方を走行する車両の間隔である。自己の車両の走行軌線は，直線走行の場合には，延長された車両長手軸であり，カーブ走行の場合には，自己の車両が最も高い確率でステアリングを切る，カーブ半径に近似した，補間された移動軌線である。

さらに好ましくは，各対象の各測定値についての加速勾配は，計算装置によって，あるいは表参照装置によって定められる。それぞれ計算の複雑さに応じて，それぞれの加速勾配が数学的な規則を用いて計算される。または，予め計算された値が格納されている表が参照されると，より簡単でより迅速に処理できる。

各対象についての加速勾配の合計は，予め定めることのできる，速度制御器によって最大出力可能な限界値よりは大きくないことが好ましい。速度制御器によって最大出力可能な，この限界値は，様々な状況に異なるように反応することができるようにするために，選択的に可変に形成することができる。この種の限界値を設けることが，結果として余りに大きすぎる加速衝撃の回避をもたらす。

さらに，目標対象として，自己の車両のすぐ前方を走行する車両が選択されると，効果的である。その場合に目標対象は，そのダイナミクスが自己の車両の適応的な速度制御器に影響を与える，前方を走行している車両である。目標対象の加速または減速は，自己の車両の同種の移動ダイナミクスをもたらす。というのは，目標対象は，追従される車両であるからである。

特に重要なのは，本発明に基づく方法を，自動車の適応的な間隔または速度制御の制御装置のために設けられている，制御部材の形式で実現することである。その場合には制御部材上にプログラムが記憶されており，そのプログラムは計算装置上，特にマイクロプロセッサまたは信号プロセッサ上で遂行可能であって，かつ本発明に基づく方法を実施するのに適している。従ってこの場合においては，本発明は制御部材上に格納されているプログラムによって実現されるので，プログラムを有するこの制御部材も，プログラムによって実施されるのに適した方法と同様に，本発明を表す。制御部材として，特に電気的なメモリ媒体，たとえばリードオンリーメモリ，を使用することができる。

本発明の他の特徴，適用可能性および利点は，図面の図に示す，本発明の実施形態についての以下の説明から明らかである。その場合にすべての記載され，あるいは図示されている特徴はそれ自体あるいは任意の組み合わせにおいて，請求項におけるその要約あるいはその帰属に関係なく，かつ明細書または図面におけるその表現ないし表示に関係なく，本発明の対象を形成する。

上述した装置および上述した方法を自動車の速度制御に使用することによって，自動車の速度制御のための加速勾配または減速勾配を求めることが可能である。求められた勾配は，走行状況に応じて大きくなり，あるいは小さくなるが，その場合に常に，運転者が自己の運転経験から望むダイナミクス希望に相当する。

以下，図面を用いて本発明の実施形態を説明する。

図１には，適応的な間隔および速度制御器１が示されており，同制御器は特に入力回路２を有している。入力回路２によって，適応的な間隔および速度制御器１へ入力信号が供給される。特に入力回路２には，対象データ５を含む信号が供給される。この対象データ５または対象信号５は，レーダー放射のための送受信装置３によって発生される。レーダー放射のための送受信装置３は，マイクロ波放射を送出する。そして，そのマイクロ波放射が検出領域内の車両と対象によって反射されて，レーダーセンサ３（送受信装置３）によって受信される。これらの測定値から，認識された各対象について，自己の車両に対する対象の間隔，自己の車両に関する対象の相対速度，対象の縦加速度，対象の横変位（つまり，予め計算された自己の車両の移動軌線に関する対象の横変位），対象の横速度および対象の横加速度が求められる。選択的に，リストアップされた変量のすべてまたは任意の１つの組み合わせが，対象データ５の形式で入力回路２へ出力される。さらに，入力回路２には，他の入力信号６，たとえば操作および制御装置４に基づく制御信号６が供給される。操作および制御装置４は，運転者による操作が可能な操作部材を有しており，その操作部材によって運転者は適応的な間隔および速度制御器１を駆動することができ，かつ駆動調節を変更することができる。さらに，入力回路２へ，他の変量，たとえば自己の車両速度または他の速度制御機能を実施するための付加情報を供給することが，可能である。入力回路２に供給された入力データは，データ交換装置７を介して計算装置８へ供給される。そして，計算装置内で，入力量から後段に配置された装置へ出力するための操作信号が定められる。計算装置８によって定められた操作信号は，再びデータ交換装置７へ供給され，そのデータ交換装置がこの操作信号を出力回路９へ案内し，その出力回路が加速要請信号１１またはトルク要請信号１１を，内燃機関の出力を定める操作部材１０へ出力する。

出力を定める操作部材１０は，好ましくは，電気的に操作可能な絞り弁として，または，たとえば燃料インジェクタの形式の燃料計量装置として形成されている。計算装置８が，自己の車両を加速すべきであること，あるいは内燃機関の正の出力パワーが必要であること，を求めた場合に，この加速要請信号またはトルク要請信号が内燃機関へ出力される。同様に，計算装置８が減速要請を定めた場合には，減速信号１３が自動車の減速装置１２へ出力される。減速装置１２は，好ましくは電気的に駆動可能なブレーキシステムであるが，これは，たとえばリターダまたはエンジンブレーキのような他の減速手段であってもよい。多くの走行状況において，予め固定的に定められた加速衝撃または減速衝撃は，各状況によって，強すぎる，あるいは弱すぎると感じられる。そこで，計算装置８には，本発明に基づく方法がこの欠点を除去する制御プログラムの形式で設けられている。計算装置８内で使用される，この方法が，図２のフローチャートに示されている。

図２には，上述した速度制御器のための制御方法を実施するフローチャートが示されている。方法の開始時に，ステップ１４に示すように，入力回路２によって，認識された各対象についての個々の対象測定値が読み込まれる。その場合に各認識された対象について，および各認識された前方を走行する車両について，対象間隔，対象の相対速度，対象の縦加速度，対象の横変位，対象の横速度および対象の横加速度を含む測定値の少なくとも１つ，あるいはそれらの任意の組み合わせが定められて，計算装置８へ伝達される。ステップ１５によって，認識された各対象の各測定値について，加速勾配が定められる。その場合に，各種類の測定値（従ってすべての対象についての横間隔，すべての対象の相対速度など）について，予め定められた計算規則，または予め定められた，各対象についての参照表に従って，別々に加速勾配が形成される。このようにして，ｎ個の対象について各々ｍ通りの計算規則を用いて，全体としてｎ＊ｍの加速勾配が得られる。一対象の個々の加速勾配が，次の処理ステップ１６において互いに加算されるので，ｎ個の対象について全部でｎ個の加速勾配が残る。というのは，ｍ＊ｎの個別の加速勾配が，各々が属する対象に関して加算されたからである。

このようにして，認識された各対象について各々１つの加速勾配が得られ，その加速勾配は，この対象が目標対象として選択された場合に，著しい減速，軽い減速，あるいは加速が必要であるか，について区別される。処理ステップ１７においては，すべての認識された対象から，現在の目標対象が選択される。目標対象は，多くの場合において，すぐ前を走行する車両であって，その車両が自己の車両の制御反応を定める。たとえば追越しプロセス，他の車両の割込みプロセスあるいは他の車両の退出プロセスの際には，目標対象の変化が行われるので，他の車両が第１の制御対象として利用される。ステップ１７によって現在の目標対象が選択された場合には，ステップ１６において計算されたその目標対象についての加速勾配が，ステップ１８で，出力を定める操作部材１０または車両の減速装置１２を調節する，操作信号１１，１３に変換される。次のステップ１９で，この操作信号が出力回路９へ出力されて，該当する操作部材へさらに伝達される。この方法は，ステップ１９の後に終了するか，あるいはエンドレスループとしてスタートへ復帰して，ステップ１４から新たに開始される。

上述した装置および上述した方法を自動車の速度制御に使用することによって，自動車の速度制御のための加速勾配または減速勾配を求めることが可能である。求められた勾配は，走行状況に応じて大きくなり，あるいは小さくなるが，その場合に常に，運転者が自己の運転者経験から望むダイナミクス希望に相当する。

本発明に基づく速度制御器の実施形態を示している。 本発明に基づく方法の実施形態を示している。

Claims (10)

1. レーダーセンサ（３）によって，前方を走行する少なくとも１台の車両が検出された場合には，前記前方の車両との間隔を一定に保つように，かつ，前記レーダーセンサ（３）によって前記前方を走行する車両が検出されなかった場合には，一定の速度に保つように，自動車の速度を制御する速度制御器において：
   認識された対象についての測定値（５）を速度制御器（１）へ供給可能であって，計算手段（８）が設けられており，前記計算手段は前記各対象の前記各測定値について加速勾配を定めることができ，
   前記各対象について，前記各測定値の加速勾配が加算可能であって，目標対象として選択された前記対象について，加算された前記加速勾配が出力可能（１１，１３）であることを特徴とする，速度制御器。
2. 入力量（５）として測定値：
   −対象間隔，
   −対象の相対速度，
   −対象の縦加速度，
   −対象の横変位，
   −対象の横速度，または
   −対象の横加速度，
   の少なくとも１つ，または任意の組み合わせが，入力回路（２）へ供給可能であることを特徴とする請求項１に記載の速度制御器。
3. 前記各対象の前記各測定値についての前記加速勾配が，前記計算装置（８）によって，または表参照装置によって，定められることを特徴とする，請求項１または２に記載の速度制御器。
4. 前記各対象についての前記加速勾配の合計が，予め定めることのできる，前記速度制御器（１）によって最大出力可能な限界値を上回らないことを特徴とする，請求項１〜３のいずれか１項に記載の速度制御器。
5. 前記目標対象として，自車両の直前を走行している車両が選択されることを特徴とする，請求項１〜５のいずれか１項に記載の速度制御器。
6. レーダーセンサ（３）によって，前方を走行する少なくとも１台の車両が検出された場合には，前記前方の車両との間隔を一定に保つように，かつ，前記レーダーセンサ（３）によって前記前方を走行する車両が検出されなかった場合には，一定の速度に保つように，自動車を速度制御する方法において：
   速度制御器（１）に，認識された対象についての測定値が供給され，
   前記各対象の前記各測定値について，計算手段（８）によって加速勾配が定められ，かつ，
   前記各対象について前記各測定値の前記加速勾配が加算されて，目標対象として選択された前記対象について，加算された前記加速勾配が出力される（１１，１３）ことを特徴とする，自動車の速度制御する方法。
7. 入力量（５）として，測定値：
   −対象間隔，
   −対象の相対速度，
   −対象の縦加速度，
   −対象の横変位，
   −対象の横速度，または
   −対象の横加速度，
   の少なくとも１つ，または任意の組み合わせが供給されることを特徴とする，請求項６に記載の方法。
8. 前記各対象の前記各測定値についての前記加速勾配が，前記計算装置（８）によって，または表参照装置によって定められることを特徴とする，請求項６または７に記載の方法。
9. 前記各対象についての前記加速勾配の合計が，予め定めることのできる，前記速度制御器（１）によって最大出力可能な限界値を上回らないことを特徴とする，請求項６〜８のいずれか１項に記載の方法。
10. 目標対象として，前記自車両の直前を走行する車両が選択されることを特徴とする，請求項６〜９のいずれか１項に記載の方法。
    
    

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