JP3697904B2

JP3697904B2 - Inter-vehicle distance control device

Info

Publication number: JP3697904B2
Application number: JP19869698A
Authority: JP
Inventors: 育宏谷口; 直鈴木; 吉典山村
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1998-07-14
Filing date: 1998-07-14
Publication date: 2005-09-21
Anticipated expiration: 2018-07-14
Also published as: JP2000025487A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は車速フィードバック制御により先行車との車間距離を一定に保つ車間距離制御装置に関し、特に、極低車速域における車両の停止制御を改善するものである。
【０００２】
【従来の技術】
車両が停止するまで車速フィードバック制御により先行車との車間距離を一定に保つ車間距離制御装置が知られている（例えば、特開平９−１８３３２０号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、車速フィードバック制御には、通常、図１２に示すような車速センサー１１が用いられる。この車速センサー１１は電磁発電式であり、例えば車両の変速機の出力軸ギア１２に対向して設置される。車両の走行にともなって変速機の出力ギア１２が回転すると、車速センサー１１にギア１２の凸部が対向するたびに、車速センサー１１の永久磁石１１ａに巻き付けたコイル１１ｂに電磁誘導による起電力が発生する。この起電力の大きさと周波数はギア１２の凸部が車速センサー１１を通過する速度に比例するから、車速が低くなってギア１２の回転速度が低下すると、起電力が小さくなるとともに周波数が低くなる。つまり、極低車速になると、図１３に示すように、車速の検出周期が長くなって実車速の検出に遅れが発生する。
【０００４】
したがって、従来の車間距離制御装置では、上述した極低車速域における車速センサーの検出遅れのために、車速フィードバック制御によって車両を停止させることが困難になるという問題がある。
【０００５】
本発明の目的は、車間距離制御の極低車速域における停止制御の信頼性を向上させることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
（１）発明の第１の実施の形態の構成を示す図１に対応づけて請求項１の発明と説明すると、請求項１の発明は、先行車との車間距離を検出する車間距離検出手段１と、車間距離検出値Ｌを目標車間距離に一致させるための目標車速Ｖsprを演算する車間距離制御手段３３と、車速を検出する車速検出手段２と、車速検出値Ｖspを目標車速Ｖsprに一致させるための車両の目標制駆動力を演算する車速制御手段３４と、目標制駆動力の演算手法とは異なる演算手法で設定され、当該目標制駆動力よりも大きな停止制動力であって、先行車との車間距離を確保しながら車両を停止させるために必要な大きさの停止制動力を演算する停止制御手段３６と、目標制駆動力と前記停止制動力とを切り換える制駆動力切換手段３５、３７と、制駆動力切換手段３５、３７により選択された目標制駆動力または停止制動力にしたがって車両の制駆動力を制御する制駆動力制御手段３８とを備え、制駆動力切換手段３５、３７によって、目標制駆動力にしたがって車両が減速しているときに、目標車速Ｖsprが所定の停止制御開始車速以下になったら目標制駆動力による制動から停止制動力による制動に切り換えて車両を停止させる。
（２）発明の第２の実施の形態の構成を示す図８に対応づけて請求項２の発明を説明すると、請求項２の発明は、先行車との車間距離を検出する車間距離検出手段１と、車間距離検出値Ｌを目標車間距離に一致させるための目標車速Ｖsprを演算する車間距離制御手段３３と、車速を検出する車速検出手段２と、車速検出値Ｖspを目標車速Ｖsprに一致させるための車両の目標制駆動力を演算する車速制御手段３４と、目標制駆動力の演算手法とは異なる演算手法で設定され、当該目標制駆動力よりも大きな停止制動力であって、先行車との車間距離を確保しながら車両を停止させるために必要な大きさの停止制動力を演算する停止制御手段３６と、目標車速から実車速までの車速制御系の数式化モデルを用いて目標車速Ｖsprに対する車速応答値を演算する車速演算手段３９と、目標制駆動力と停止制動力とを切り換える制駆動力切換手段３５Ａ、３７と、制駆動力切換手段３５Ａ、３７により選択された目標制駆動力または停止制動力にしたがって車両の制駆動力を制御する制駆動力制御手段３８とを備え、制駆動力切換手段によって、目標制駆動力にしたがって車両が減速しているときに、車速応答値が所定の停止制御開始車速以下になったら目標制駆動力による制動から停止制動力による制動に切り換えて車両を停止させる。
【０００７】
上述した課題を解決するための手段の項では、説明を分かりやすくするために一実施の形態の図を用いたが、これにより本発明が一実施の形態に限定されるものではない。
【０００８】
【発明の効果】
（１）請求項１の発明によれば、車速の検出に時間がかかり車速制御に応答遅れが発生するような極低車速域でも、先行車との車間距離を確保しながら車両を確実に停止させることができ、車間距離制御の極低車速域における停止制御の信頼性を向上させることができる。
（２）請求項２の発明によれば、上記請求項１の効果に加え、検出不可車速近傍の極低い車速まで車間距離制御と車速制御を継続することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
《発明の第１の実施の形態》
図１は第１の実施の形態の構成を示す図である。
車間距離センサー１は、レーザーレーダーなどにより先行車との車間距離Ｌを検出する。車速センサー２は、変速機の出力ギアなどに設置され、車速に応じた周期の車速パルスを出力する。コントローラー３は、マイクロコンピューターとその周辺部品から構成され、車間距離と車速の制御演算を行ってスロットルバルブ開度指令値とブレーキ液圧指令値を出力する。スロットルアクチュエーター４はスロットルバルブ開度指令値にしたがってスロットルバルブ（不図示）の開度を調節し、ブレーキアクチュエーター５はブレーキ液圧指令値にしたがってブレーキ液圧を調節する。
【００１０】
コントローラー３は、マイクロコンピューターのソフトウエア形態により相対速度演算部３１、先行車速度演算部３２、車間距離制御部３３、車速制御部３４、停止制御作動判断部３５、停止制御部３６、目標駆動力選択部３７および制駆動力制御部３８を備えている。
【００１１】
相対速度演算部３１は、車間距離センサー１による車間距離検出値Ｌを微分して先行車との相対速度dＬ/dtを演算する。なお、車間距離検出値Ｌの差分を演算して相対速度としてもよい。先行車速度演算部３２は、車速センサー２による車速検出値Ｖspと相対速度dＬ/dtの和により先行車速度Ｖspfを演算する。
【数１】
Ｖspf＝Ｖsp＋dＬ/dt
【００１２】
車間距離制御部３３は、車速制御系が、目標車速Ｖsprに対する実車速（車速検出値Ｖsp）の応答が時定数τvの一次遅れで近似できる系であるとすると、例えば図２に示すような構成とすることができる。この車間距離制御部３３では、車間距離検出値Ｌを目標車間距離Ｌrに一致させるための目標車速Ｖsprを、車間距離検出値Ｌと相対速度dＬ/dtと先行車速度Ｖspfとに基づいて次式により求める。
【数２】
Ｖspr＝−ＫL・（Ｌr−Ｌ）−Ｋv・dＬ/dt＋Ｖspf
数式２において、ＫL、Ｋvは制御ゲインである。また、目標車間距離Ｌrは例えば車速検出値Ｖspの関数として次式により設定する。
【数３】
Ｌr＝Ｌt・Ｖsp
数式３において、Ｌtは定数である。
【００１３】
目標車間距離Ｌrから車間距離検出値Ｌまでの伝達特性は次式のようになる。
【数４】

数式４から明らかなように、制御ゲインＫL、Ｋvに最適な値を設定することによって、車間距離制御系における目標車間距離Ｌrに対する実車間距離（車間距離検出値Ｌ）の応答特性を所望の応答にすることができる。
【００１４】
車速制御部３４は、駆動軸トルク制御系の伝達遅れを無視できるとすると、車間距離制御部３３で演算した目標車速Ｖsprに実車速Ｖspを一致させるために、例えば図３に示すような構成とすることができる。図３において、走行抵抗推定部は、目標駆動軸トルクＴwrと車速検出値Ｖspとに基づいて次式により走行抵抗Ｔdhを推定する。
【数５】
Ｔdh＝Ｈ（ｓ）・Ｍv・ｓ・Ｖsp−Ｈ（ｓ）・Ｔwr
数式５において、Ｍvは車両の質量、Ｈ（ｓ）はゲイン１のローパスフィルターである。
【００１５】
車速制御部３４は、走行抵抗推定値Ｔdhにより実車速Ｖspを目標値Ｖsprに一致させるための目標制駆動力すなわち目標駆動軸トルクＴwrを演算し、道路勾配、空気抵抗、転がり抵抗などの影響を排除する。
【数６】
Ｔwr＝Ｋsp・（Ｖspr−Ｖsp）−Ｔdh
数式６において、Ｋspは制御ゲインである。この走行抵抗補正によって制御系への外乱の影響が排除されたとすると、目標車速Ｖsprから実車速Ｖspまでの伝達特性は次式で表される。
【数７】

数式７から明らかなように、制御ゲインＫspに最適な値を設定することによって、車速制御系における目標車速Ｖsprに対する実車速Ｖspの応答特性を所望の応答にすることができる。
【００１６】
停止制御作動判断部３５は、車間距離制御部３３の目標車速Ｖsprが所定値以下になると、車間距離制御部３３および車速制御部３４による制駆動力制御に代えて、停止制御部３６による停止制御の作動を決定する。停止制御部３６は、停止制御への切り換え時に車速制御部３４の目標制駆動力に所定値を加算した値を目標制動力として出力する。つまり、極低速域では、車速制御部３４の目標制駆動力よりも大きな制動力を発生することによって車両を停止させる。目標制駆動力選択部３７は、停止制御作動判断部３５の判断結果にしたがって、車速制御部３４からの目標制駆動力（目標駆動軸トルクＴwr）と停止制御部３６の目標制動力（目標駆動軸トルクＴwr）の内のいずれかを選択する。
【００１７】
制駆動力制御部３８は、図５に示すように、車間距離制御および車速制御による目標制駆動力、または停止制御による目標制動力に応じたスロットルバルブ開度指令値とブレーキ液圧指令値を演算する。制御系を簡略化するためにトルクコンバーターのトルク増幅率を無視すると、駆動軸トルク指令値Ｔwrに対してエンジントルク指令値Ｔengは次式で表される。
【数８】
Ｔeng＝Ｔwr／（Ｋdef・Ｋat）
数式８において、Ｋdefはデファレンシャルギア比、Ｋatはトランスミッションの変速比である。次に、このエンジントルク指令値Ｔengとエンジン回転数に基づいて、図４に示すエンジン非線形特性マップによりスロットルバルブ開度指令値Ｔhcmdを求める。
【００１８】
一方、ブレーキはスロットルバルブ開度が０のときに作動させるものとすれば、ブレーキによる駆動軸トルクＴwrcは、目標駆動軸トルクＴwrからエンジンブレーキによる駆動軸トルクＴebを差し引く必要があるから、
【数９】
Ｔwrc＝Ｔwr−Ｔeb
ここで、エンジンブレーキによる駆動軸トルクＴebは次式により求められる。
【数１０】
Ｔeb＝Ｋdef・Ｋat・Ｔeng0
数式１０において、Ｔeng0はスロットルバルブ開度が０のときのエンジントルクである。
【００１９】
ブレーキシリンダーの面積をＳb、ブレーキローターの半径をＲb、ブレーキパッドの摩擦係数をμbとし、マスターシリンダーの液圧が４輪に等しく分配されると仮定すると、ブレーキによる駆動軸トルクＴwrcに対してブレーキ液圧指令値Ｐbrは次式で表される。
【数１１】
Ｐbr＝−Ｔwrc／（４・２・Ｓb・Ｒb・μb）
【００２０】
図６は車間距離制御を示すフローチャートである。このフローチャートにより、第１の実施の形態の動作を説明する。
ステップ１において車間距離センサー１から車間距離検出値Ｌを読み込み、続くステップ２で車間距離検出値Ｌを微分して先行車との相対速度dＬ/dtを演算する（相対速度演算部３１）。ステップ３では車速センサー２から車速検出値Ｖspを読み込み、続くステップ４で相対速度dＬ/dtと車速検出値Ｖspに基づいて先行車速度Ｖspfを演算する（先行車速度演算部３２）。
【００２１】
ステップ５において、車間距離検出値Ｌを目標値Ｌrに一致させるための車間距離制御の目標車速Ｖsprを演算し（車間距離制御部３３）、続くステップ６で、車間距離制御の目標車速Ｖsprが所定値以下か否かを判定する（停止制御作動判断部３５）。目標車速Ｖsprが所定値より大きいときはステップ７へ進み、車間距離制御および車速制御の目標制駆動力にしたがってスロットルアクチュエーター４とブレーキアクチュエーター５を制御する（目標制駆動力選択部３７）。すなわち、ステップ７で、実車速Ｖspを目標値Ｖsprに一致させるための制駆動力を演算し（車速制御部３４）、続くステップ８で、演算した車間距離制御および車速制御の制駆動力を制駆動力制御の目標値に設定する（目標制駆動力選択部３７）。一方、目標車速Ｖsprが所定値以下のときはステップ９へ進み、停止制御の目標制動力を制駆動力制御の目標値に設定する（目標制駆動力選択部３７）。
【００２２】
ステップ１０では、車間距離制御および車速制御の目標制駆動力、または停止制御の目標制動力に応じたスロットルバルブ開度指令値Ｔhcmdまたはブレーキ液圧指令値Ｐbrを演算する（制駆動力制御部３８）。そして、ステップ１１で、スロットルバルブ開度指令値Ｔhcmdをスロットルアクチュエーター４へ出力し、スロットルバルブ開度が指令値Ｔhcmdと一致するようにスロットルバルブの開度を調節する。一方、ブレーキ液圧指令値をブレーキアクチュエーター５へ出力し、ブレーキ液圧が指令値Ｐbrに一致するようにブレーキ液圧を調節する。
【００２３】
図７は第１の実施の形態による制御結果を示すタイムチャートであり、車間距離検出値Ｌ（実線）と目標車間距離Ｌr（破線）［ｍ］、車間距離誤差ΔＬ（＝Ｌr−Ｌ）［ｍ］、車速検出値Ｖsp（実線）と目標車速Ｖspr（破線）［km/h］、目標駆動軸トルクＴwr［Ｎ・ｍ］の変化を示す。
目標車速Ｖsprが所定値より大きい間は、車間距離制御および車速制御による目標制駆動力（目標駆動軸トルクＴwr）にしたがって車間距離を保ちながら減速が行われている。時刻ｔ１で目標車速Ｖsprが所定値以下になると、車間距離制御および車速制御による目標制駆動力に代えて、停止制御の目標制動力（目標駆動軸トルクＴwr）により車両を減速する。
【００２４】
このように、目標車速Ｖsprが所定値以下になると、車間距離制御および車速制御による制動を行わず、別個に設定した目標制動力にしたがって車両を制動するようにしたので、車速の検出に時間がかかり車速制御に応答遅れが発生するような極低車速域でも、先行車との車間距離を確保しならが車両を確実に停止させることができる。
【００２５】
《発明の第２の実施の形態》
図８は第２の実施の形態の構成を示す図である。なお、図１に示す機器および制御ブロックと同様な機器および制御ブロックに対しては同一の符号を付して相違点を中心に説明する。
車速制御応答モデル演算部３９は、例えば数式７に示すような目標車速Ｖsprから実車速Ｖspまでの車速制御系の数式化モデルを設定し、車間距離制御部３３で演算された目標車速Ｖsprに対する車速応答値Ｖsp’を演算する。停止制御作動判断部３５Ａは、車速制御応答モデル演算部３９で演算された車速応答値Ｖsp’が所定値以下になったら、車間距離制御と車速制御による目標制駆動力から停止制御の目標制動力に切り換える。
【００２６】
図９は、第２の実施の形態の車間距離制御を示すフローチャートである。なお、図６に示す処理と同様な処理を行うステップに対しては同一の符号を付して相違点を中心に説明する。
ステップ２１において、車速制御系の数式化モデルを用いて目標車速Ｖsprに対する車速応答値Ｖsp’を演算し、続くステップ２２で、車速応答値Ｖsp’が所定値以下か否かを判定する。車速応答値Ｖsp’が所定値より大きいときはステップ７へ進み、車間距離制御および車速制御の目標制駆動力にしたがってスロットルアクチュエーター４とブレーキアクチュエーター５を制御する。一方、車速応答値Ｖsp’が所定値以下のときはステップ９へ進み、停止制御の目標制動力にしたがってスロットルアクチュエーター４とブレーキアクチュエーター５を制御する。
【００２７】
図１０は、第２の実施の形態による制御結果を示すタイムチャートであり、車間距離検出値Ｌ（実線）と目標車間距離Ｌr（破線）［ｍ］、車間距離誤差ΔＬ（＝Ｌr−Ｌ）［ｍ］、車速検出値Ｖsp（実線）と目標車速Ｖspr（破線）［km/h］、目標駆動軸トルクＴwr［Ｎ・ｍ］の変化を示す。
車速制御系の数式化モデルを用いて演算した目標車速Ｖsprに対する車速応答値Ｖsp’が所定値より大きい間は、車間距離制御および車速制御による目標制駆動力（駆動軸トルクＴwr）にしたがって車間距離を保ちながら減速が行われている。時刻ｔ１で車速応答値Ｖsp’が所定値以下になると、車間距離制御および車速制御による目標制駆動力に代えて、停止制御の目標制動力により車両を減速する。
【００２８】
このように、車速制御系の数式化モデルを用いて目標車速Ｖsprに対する車速応答値Ｖsp’を演算し、車速応答値Ｖsp’が所定値以下になると、車間距離制御および車速制御による制動を行わず、別個に設定した目標制動力にしたがって車両を制動するようにしたので、車速の検出に時間がかかり車速制御に応答遅れが発生するような極低車速域でも、先行車との車間距離を確保しならが車両を確実に停止させることができる。
【００２９】
図１１は、第１の実施の形態による制御結果と第２の実施の形態による制御結果とを比較したものである。
図１３により説明したように、極低車速域では車速センサー２の検出遅れのために目標車速Ｖsprに対する実車速Ｖspの応答が遅れる。第１の実施の形態では、目標車速Ｖsprが所定値Ｖstp1以下になると、車間距離制御と車速制御による制動から停止制御による制動に切り換える。一方、第２の実施の形態では、車速制御系の数式化モデルにより演算した車速応答値Ｖsp’が所定値Ｖstp2以下になると、車間距離制御と車速制御による制動から停止制御による制動に切り換える。車速制御系の数式化モデルにより演算した車速応答値Ｖsp’は実車速Ｖspにほぼ等しいので、第２の実施の形態では、所定値Ｖstp2をＶstp1よりも低い検出不可車速近傍の値に設定することができ、低い車速まで車間距離制御と車速制御を継続することができる。
【００３０】
以上の一実施の形態の構成において、車間距離センサー１が車間距離検出手段を、車間距離制御部３３が車間距離制御手段を、車速センサー２が車速検出手段を、車速制御部３４が車速制御手段を、制駆動力制御部３８が制駆動力制御手段を、停止制御部３６が停止制御手段を、停止制御作動判断部３５，３５Ａおよび目標制駆動力選択部３７が制駆動力切換手段を、車速制御応答モデル演算部３９が車速演算手段をそれぞれ構成する。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態の構成を示す図である。
【図２】車間距離制御系の構成を示す図である。
【図３】車速制御系の構成を示す図である。
【図４】エンジン非線形特性マップを示す図である。
【図５】制駆動力制御系の構成を示す図である。
【図６】第１の実施の形態の動作を示すフローチャートである。
【図７】第１の実施の形態の制御結果を示すタイムチャートである。
【図８】第２の実施の形態の構成を示す図である。
【図９】第２の実施の形態の動作を示すフローチャートである。
【図１０】第２の実施の形態の制御結果を示すタイムチャートである。
【図１１】第１の実施の形態と第２の実施の形態の制御結果の違いを説明する図である。
【図１２】車速センサーの構成を示す図である。
【図１３】極低車速域における車速の検出遅れを示す図である。
【符号の説明】
１車間距離センサー
２車速センサー
３，３Ａコントローラー
４スロットルアクチュエーター
５ブレーキアクチュエーター
３１相対速度演算部
３２先行車速度演算部
３３車間距離制御部
３４車速制御部
３５，３５Ａ停止制御作動判断部
３６停止制御部
３７目標制駆動力選択部
３８制駆動力制御部
３９車速制御応答モデル演算部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an inter-vehicle distance control device that maintains a constant inter-vehicle distance from a preceding vehicle by vehicle speed feedback control, and in particular, to improve vehicle stop control in an extremely low vehicle speed range.
[0002]
[Prior art]
There is known an inter-vehicle distance control device that maintains a constant inter-vehicle distance from a preceding vehicle by vehicle speed feedback control until the vehicle stops (see, for example, JP-A-9-183320).
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
Incidentally, a vehicle speed sensor 11 as shown in FIG. 12 is usually used for the vehicle speed feedback control. The vehicle speed sensor 11 is of an electromagnetic power generation type, and is installed, for example, facing an output shaft gear 12 of a vehicle transmission. When the output gear 12 of the transmission rotates as the vehicle travels, every time the convex portion of the gear 12 faces the vehicle speed sensor 11, an electromotive force due to electromagnetic induction is applied to the coil 11b wound around the permanent magnet 11a of the vehicle speed sensor 11. appear. Since the magnitude and frequency of the electromotive force are proportional to the speed at which the convex portion of the gear 12 passes the vehicle speed sensor 11, when the vehicle speed decreases and the rotation speed of the gear 12 decreases, the electromotive force decreases and the frequency decreases. . That is, when the vehicle speed is extremely low, as shown in FIG. 13, the detection cycle of the vehicle speed becomes long and a delay occurs in the detection of the actual vehicle speed.
[0004]
Therefore, the conventional inter-vehicle distance control device has a problem that it is difficult to stop the vehicle by the vehicle speed feedback control due to the detection delay of the vehicle speed sensor in the extremely low vehicle speed range described above.
[0005]
An object of the present invention is to improve the reliability of stop control in an extremely low vehicle speed range of inter-vehicle distance control.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
(1) The invention of claim 1 will be described in association with FIG. 1 showing the configuration of the first embodiment of the invention. The invention of claim 1 is an inter-vehicle distance detecting means for detecting an inter-vehicle distance from a preceding vehicle. 1, an inter-vehicle distance control means 33 for calculating a target vehicle speed Vspr for making the inter-vehicle distance detection value L coincide with the target inter-vehicle distance, a vehicle speed detection means 2 for detecting the vehicle speed, and the vehicle speed detection value Vsp coincide with the target vehicle speed Vspr. The vehicle speed control means 34 for calculating the target braking / driving force of the vehicle and the calculation method of the target braking / driving force is set by a calculation method different from the target braking / driving force. A stop control means 36 for calculating a stop braking force having a magnitude necessary for stopping the vehicle while ensuring a distance between the vehicle and a braking / driving force switching means 35 for switching between the target braking / driving force and the stop braking force. , 37 and braking / driving force switching hand Braking / driving force control means 38 for controlling the braking / driving force of the vehicle in accordance with the target braking / driving force selected by 35, 37, or the braking / driving force switching means 35, 37. Therefore, when the vehicle is decelerating, when the target vehicle speed Vspr falls below a predetermined stop control start vehicle speed, the vehicle is stopped by switching from braking by the target braking / driving force to braking by the stop braking force.
(2) The invention of claim 2 will be explained in association with FIG. 8 showing the configuration of the second embodiment of the invention. The invention of claim 2 is an inter-vehicle distance detecting means for detecting the inter-vehicle distance from the preceding vehicle. 1, an inter-vehicle distance control means 33 for calculating a target vehicle speed Vspr for making the inter-vehicle distance detection value L coincide with the target inter-vehicle distance, a vehicle speed detection means 2 for detecting the vehicle speed, and the vehicle speed detection value Vsp coincide with the target vehicle speed Vspr. The vehicle speed control means 34 for calculating the target braking / driving force of the vehicle and the calculation method of the target braking / driving force is set by a calculation method different from the target braking / driving force. Using a stop control means 36 for calculating a stop braking force of a magnitude necessary to stop the vehicle while securing a distance between the vehicle and a vehicle speed control system from the target vehicle speed to the actual vehicle speed, a target model is used. Vehicle speed response value for vehicle speed Vspr The vehicle speed calculation means 39 for calculating, the braking / driving force switching means 35A, 37 for switching between the target braking / driving force and the stopping braking force, and the target braking / driving force or the stopping braking force selected by the braking / driving force switching means 35A, 37 Therefore, a braking / driving force control means 38 for controlling the braking / driving force of the vehicle is provided, and when the vehicle is decelerating according to the target braking / driving force by the braking / driving force switching means, the vehicle speed response value starts a predetermined stop control. When the vehicle speed becomes lower than the vehicle speed, the vehicle is stopped by switching from braking by the target braking / driving force to braking by the stop braking force.
[0007]
In the section of the means for solving the above-described problem, a diagram of an embodiment is used for easy understanding of the description. However, the present invention is not limited to the embodiment.
[0008]
【The invention's effect】
(1) According to the invention of claim 1, the vehicle is surely stopped while ensuring the distance between the vehicle and the preceding vehicle even in an extremely low vehicle speed range where it takes time to detect the vehicle speed and a response delay occurs in the vehicle speed control. Therefore, the reliability of the stop control in the extremely low vehicle speed range of the inter-vehicle distance control can be improved.
(2) According to the invention of claim 2, in addition to the effect of claim 1, the inter-vehicle distance control and the vehicle speed control can be continued up to an extremely low vehicle speed near the undetectable vehicle speed.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
<< First Embodiment of the Invention >>
FIG. 1 is a diagram showing the configuration of the first embodiment.
The inter-vehicle distance sensor 1 detects the inter-vehicle distance L from the preceding vehicle using a laser radar or the like. The vehicle speed sensor 2 is installed in an output gear or the like of the transmission, and outputs a vehicle speed pulse having a cycle corresponding to the vehicle speed. The controller 3 is composed of a microcomputer and its peripheral components, and outputs a throttle valve opening command value and a brake fluid pressure command value by performing a control calculation of the inter-vehicle distance and the vehicle speed. The throttle actuator 4 adjusts the opening of a throttle valve (not shown) according to the throttle valve opening command value, and the brake actuator 5 adjusts the brake fluid pressure according to the brake fluid pressure command value.
[0010]
The controller 3 includes a relative speed calculation unit 31, a preceding vehicle speed calculation unit 32, an inter-vehicle distance control unit 33, a vehicle speed control unit 34, a stop control operation determination unit 35, a stop control unit 36, a target driving force according to the software form of the microcomputer. A selection unit 37 and a braking / driving force control unit 38 are provided.
[0011]
The relative speed calculation unit 31 calculates the relative speed dL / dt with respect to the preceding vehicle by differentiating the inter-vehicle distance detection value L by the inter-vehicle distance sensor 1. Note that the difference in the inter-vehicle distance detection value L may be calculated as a relative speed. The preceding vehicle speed calculation unit 32 calculates the preceding vehicle speed Vspf from the sum of the vehicle speed detection value Vsp by the vehicle speed sensor 2 and the relative speed dL / dt.
[Expression 1]
Vspf = Vsp + dL / dt
[0012]
If the vehicle speed control system is a system in which the response of the actual vehicle speed (vehicle speed detection value Vsp) to the target vehicle speed Vspr can be approximated by a first-order lag of the time constant τv, the inter-vehicle distance control unit 33 is configured as shown in FIG. It can be. In the inter-vehicle distance control unit 33, the target vehicle speed Vspr for making the inter-vehicle distance detection value L coincide with the target inter-vehicle distance Lr is expressed by the following equation based on the inter-vehicle distance detection value L, the relative speed dL / dt, and the preceding vehicle speed Vspf. Ask for.
[Expression 2]
Vspr = −KL · (Lr−L) −Kv · dL / dt + Vspf
In Equation 2, KL and Kv are control gains. The target inter-vehicle distance Lr is set by the following equation as a function of the vehicle speed detection value Vsp, for example.
[Equation 3]
Lr = Lt · Vsp
In Equation 3, Lt is a constant.
[0013]
The transfer characteristic from the target inter-vehicle distance Lr to the inter-vehicle distance detection value L is as follows.
[Expression 4]

As is apparent from Equation 4, by setting optimum values for the control gains KL and Kv, the response characteristic of the actual inter-vehicle distance (the detected inter-vehicle distance L) with respect to the target inter-vehicle distance Lr in the inter-vehicle distance control system can be obtained as a desired response. Can be.
[0014]
Assuming that the transmission delay of the drive shaft torque control system can be ignored, the vehicle speed control unit 34 has a configuration as shown in FIG. 3, for example, in order to make the actual vehicle speed Vsp coincide with the target vehicle speed Vspr calculated by the inter-vehicle distance control unit 33. can do. In FIG. 3, the running resistance estimation unit estimates the running resistance Tdh by the following equation based on the target drive shaft torque Twr and the vehicle speed detection value Vsp.
[Equation 5]
Tdh = H (s) / Mv / s / Vsp-H (s) / Twr
In Equation 5, Mv is the mass of the vehicle, and H (s) is a low-pass filter with a gain of 1.
[0015]
The vehicle speed control unit 34 calculates a target braking / driving force, that is, a target driving shaft torque Twr for making the actual vehicle speed Vsp coincide with the target value Vspr based on the estimated running resistance Tdh, and influences such as road gradient, air resistance, and rolling resistance. Exclude.
[Formula 6]
Twr = Ksp · (Vspr−Vsp) −Tdh
In Equation 6, Ksp is a control gain. If the influence of disturbance on the control system is eliminated by this running resistance correction, the transfer characteristic from the target vehicle speed Vspr to the actual vehicle speed Vsp is expressed by the following equation.
[Expression 7]

As is apparent from Equation 7, the response characteristic of the actual vehicle speed Vsp to the target vehicle speed Vspr in the vehicle speed control system can be set to a desired response by setting an optimal value for the control gain Ksp.
[0016]
When the target vehicle speed Vspr of the inter-vehicle distance control unit 33 falls below a predetermined value, the stop control operation determination unit 35 replaces the braking / driving force control by the inter-vehicle distance control unit 33 and the vehicle speed control unit 34 with the stop control by the stop control unit 36. Determine the operation. The stop control unit 36 outputs a value obtained by adding a predetermined value to the target braking / driving force of the vehicle speed control unit 34 as the target braking force when switching to the stop control. That is, in the extremely low speed range, the vehicle is stopped by generating a braking force larger than the target braking / driving force of the vehicle speed control unit 34. The target braking / driving force selection unit 37 determines the target braking / driving force (target drive shaft torque Twr) from the vehicle speed control unit 34 and the target braking force (target drive) of the stop control unit 36 according to the determination result of the stop control operation determination unit 35. One of the shaft torques Twr) is selected.
[0017]
As shown in FIG. 5, the braking / driving force control unit 38 obtains a throttle valve opening command value and a brake hydraulic pressure command value corresponding to the target braking / driving force based on the inter-vehicle distance control and the vehicle speed control or the target braking force based on the stop control. Calculate. If the torque amplification factor of the torque converter is ignored in order to simplify the control system, the engine torque command value Teng is expressed by the following equation with respect to the drive shaft torque command value Twr.
[Equation 8]
Teng = Twr / (Kdef ・ Kat)
In Equation 8, Kdef is a differential gear ratio, and Kat is a transmission gear ratio. Next, based on the engine torque command value Teng and the engine speed, the throttle valve opening command value Thcmd is obtained from the engine nonlinear characteristic map shown in FIG.
[0018]
On the other hand, if the brake is operated when the throttle valve opening is 0, the drive shaft torque Twrc by the brake needs to subtract the drive shaft torque Teb by the engine brake from the target drive shaft torque Twr.
[Equation 9]
Twrc = Twr-Teb
Here, the drive shaft torque Teb by the engine brake is obtained by the following equation.
[Expression 10]
Teb = Kdef ・ Kat ・ Teng0
In Equation 10, Teng0 is the engine torque when the throttle valve opening is zero.
[0019]
Assuming that the area of the brake cylinder is Sb, the radius of the brake rotor is Rb, the friction coefficient of the brake pad is μb, and the hydraulic pressure of the master cylinder is equally distributed to the four wheels, the brake is applied to the drive shaft torque Twrc by the brake. The hydraulic pressure command value Pbr is expressed by the following equation.
[Expression 11]
Pbr = -Twrc / (4 ・ 2 ・ Sb ・ Rb ・ μb)
[0020]
FIG. 6 is a flowchart showing the inter-vehicle distance control. The operation of the first embodiment will be described with reference to this flowchart.
In step 1, the inter-vehicle distance detection value L is read from the inter-vehicle distance sensor 1, and in the subsequent step 2, the inter-vehicle distance detection value L is differentiated to calculate the relative speed dL / dt with the preceding vehicle (relative speed calculation unit 31). In step 3, the vehicle speed detection value Vsp is read from the vehicle speed sensor 2, and in the subsequent step 4, the preceding vehicle speed Vspf is calculated based on the relative speed dL / dt and the vehicle speed detection value Vsp (preceding vehicle speed calculation unit 32).
[0021]
In step 5, the target vehicle speed Vspr of the inter-vehicle distance control for making the inter-vehicle distance detection value L coincide with the target value Lr is calculated (inter-vehicle distance control unit 33). In the subsequent step 6, the target vehicle speed Vspr of the inter-vehicle distance control is predetermined. It is determined whether or not the value is equal to or less than the value (stop control operation determination unit 35). When the target vehicle speed Vspr is larger than the predetermined value, the routine proceeds to step 7, where the throttle actuator 4 and the brake actuator 5 are controlled according to the target braking / driving force of the inter-vehicle distance control and the vehicle speed control (target braking / driving force selection unit 37). That is, in step 7, the braking / driving force for making the actual vehicle speed Vsp coincide with the target value Vspr is calculated (vehicle speed control unit 34), and in the subsequent step 8, the calculated braking / driving force for inter-vehicle distance control and vehicle speed control is controlled. The target value of the driving force control is set (target braking / driving force selection unit 37). On the other hand, when the target vehicle speed Vspr is less than or equal to the predetermined value, the routine proceeds to step 9, where the target braking force for stop control is set to the target value for braking / driving force control (target braking / driving force selection unit 37).
[0022]
In step 10, the throttle valve opening command value Thcmd or the brake fluid pressure command value Pbr corresponding to the target braking / driving force for the inter-vehicle distance control and the vehicle speed control or the target braking force for the stop control is calculated (braking / driving force control unit 38). ). In step 11, the throttle valve opening command value Thcmd is output to the throttle actuator 4, and the throttle valve opening is adjusted so that the throttle valve opening matches the command value Thcmd. On the other hand, the brake fluid pressure command value is output to the brake actuator 5, and the brake fluid pressure is adjusted so that the brake fluid pressure matches the command value Pbr.
[0023]
FIG. 7 is a time chart showing the control result according to the first embodiment. The inter-vehicle distance detection value L (solid line), the target inter-vehicle distance Lr (broken line) [m], the inter-vehicle distance error ΔL (= Lr−L) [ m], changes in vehicle speed detection value Vsp (solid line), target vehicle speed Vspr (broken line) [km / h], and target drive shaft torque Twr [N · m].
While the target vehicle speed Vspr is larger than a predetermined value, deceleration is performed while maintaining the inter-vehicle distance according to the target braking / driving force (target drive shaft torque Twr) by the inter-vehicle distance control and the vehicle speed control. When the target vehicle speed Vspr becomes equal to or lower than the predetermined value at time t1, the vehicle is decelerated by the target braking force (target drive shaft torque Twr) for stop control instead of the target braking / driving force by the inter-vehicle distance control and the vehicle speed control.
[0024]
As described above, when the target vehicle speed Vspr is equal to or lower than the predetermined value, the vehicle is braked according to the separately set target braking force without performing the braking by the inter-vehicle distance control and the vehicle speed control. Even in an extremely low vehicle speed range where a response delay occurs in the starting vehicle speed control, the vehicle can be stopped reliably if the inter-vehicle distance from the preceding vehicle is ensured.
[0025]
<< Second Embodiment of the Invention >>
FIG. 8 is a diagram illustrating the configuration of the second embodiment. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the apparatus and control block similar to the apparatus and control block shown in FIG. 1, and it demonstrates centering on difference.
The vehicle speed control response model calculation unit 39 sets a mathematical model of a vehicle speed control system from the target vehicle speed Vspr to the actual vehicle speed Vsp as shown in Formula 7, for example, and the vehicle speed with respect to the target vehicle speed Vspr calculated by the inter-vehicle distance control unit 33 The response value Vsp ′ is calculated. When the vehicle speed response value Vsp ′ calculated by the vehicle speed control response model calculation unit 39 becomes equal to or less than a predetermined value, the stop control operation determination unit 35A determines the target braking force for the stop control from the target braking / driving force by the inter-vehicle distance control and the vehicle speed control. Switch to.
[0026]
FIG. 9 is a flowchart illustrating the inter-vehicle distance control according to the second embodiment. Note that steps that perform the same processing as the processing shown in FIG. 6 are assigned the same reference numerals, and differences will be mainly described.
In step 21, a vehicle speed response value Vsp ′ with respect to the target vehicle speed Vspr is calculated using a mathematical model of the vehicle speed control system, and in subsequent step 22, it is determined whether or not the vehicle speed response value Vsp ′ is a predetermined value or less. When the vehicle speed response value Vsp ′ is larger than the predetermined value, the routine proceeds to step 7, where the throttle actuator 4 and the brake actuator 5 are controlled according to the target braking / driving force of the inter-vehicle distance control and the vehicle speed control. On the other hand, when the vehicle speed response value Vsp ′ is less than or equal to the predetermined value, the routine proceeds to step 9 where the throttle actuator 4 and the brake actuator 5 are controlled according to the target braking force of the stop control.
[0027]
FIG. 10 is a time chart showing a control result according to the second embodiment. The inter-vehicle distance detection value L (solid line), the target inter-vehicle distance Lr (broken line) [m], and the inter-vehicle distance error ΔL (= Lr−L). [M], changes in the vehicle speed detection value Vsp (solid line), the target vehicle speed Vspr (broken line) [km / h], and the target drive shaft torque Twr [N · m] are shown.
While the vehicle speed response value Vsp 'with respect to the target vehicle speed Vspr calculated using the mathematical model of the vehicle speed control system is larger than a predetermined value, the inter-vehicle distance according to the target braking / driving force (drive shaft torque Twr) by the inter-vehicle distance control and the vehicle speed control. The vehicle is decelerating while maintaining When the vehicle speed response value Vsp ′ becomes equal to or less than a predetermined value at time t1, the vehicle is decelerated by the target braking force of the stop control instead of the target braking / driving force by the inter-vehicle distance control and the vehicle speed control.
[0028]
As described above, the vehicle speed response value Vsp ′ with respect to the target vehicle speed Vspr is calculated using the mathematical model of the vehicle speed control system, and when the vehicle speed response value Vsp ′ becomes a predetermined value or less, braking by the inter-vehicle distance control and the vehicle speed control is not performed. Since the vehicle is braked according to the separately set target braking force, the distance between the vehicle and the preceding vehicle is secured even at extremely low vehicle speeds where it takes a long time to detect the vehicle speed and a response delay occurs in the vehicle speed control. It is possible to reliably stop the vehicle.
[0029]
FIG. 11 compares the control result according to the first embodiment with the control result according to the second embodiment.
As described with reference to FIG. 13, in the extremely low vehicle speed range, the response of the actual vehicle speed Vsp to the target vehicle speed Vspr is delayed due to the detection delay of the vehicle speed sensor 2. In the first embodiment, when the target vehicle speed Vspr becomes equal to or less than the predetermined value Vstp1, the braking is switched from the braking by the inter-vehicle distance control and the vehicle speed control to the braking by the stop control. On the other hand, in the second embodiment, when the vehicle speed response value Vsp ′ calculated by the mathematical model of the vehicle speed control system becomes equal to or less than the predetermined value Vstp2, the braking is switched from the braking by the inter-vehicle distance control and the vehicle speed control to the braking by the stop control. Since the vehicle speed response value Vsp 'calculated by the mathematical model of the vehicle speed control system is substantially equal to the actual vehicle speed Vsp, in the second embodiment, the predetermined value Vstp2 is set to a value near the undetectable vehicle speed lower than Vstp1. The inter-vehicle distance control and the vehicle speed control can be continued up to a low vehicle speed.
[0030]
In the configuration of the above-described embodiment, the inter-vehicle distance sensor 1 is an inter-vehicle distance detection unit, the inter-vehicle distance control unit 33 is an inter-vehicle distance control unit, the vehicle speed sensor 2 is a vehicle speed detection unit, and the vehicle speed control unit 34 is a vehicle speed control unit. The braking / driving force control unit 38 is the braking / driving force control unit, the stop control unit 36 is the stop control unit, the stop control

operation determination units

35 and 35A and the target braking / driving force selection unit 37 are the braking / driving force switching unit, The vehicle speed control response model calculation unit 39 constitutes vehicle speed calculation means.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a first exemplary embodiment.
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of an inter-vehicle distance control system.
FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a vehicle speed control system.
FIG. 4 is a diagram showing an engine nonlinear characteristic map;
FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a braking / driving force control system.
FIG. 6 is a flowchart showing the operation of the first exemplary embodiment.
FIG. 7 is a time chart showing a control result of the first embodiment.
FIG. 8 is a diagram showing a configuration of a second exemplary embodiment.
FIG. 9 is a flowchart showing the operation of the second exemplary embodiment.
FIG. 10 is a time chart showing a control result of the second embodiment.
FIG. 11 is a diagram for explaining a difference in control results between the first embodiment and the second embodiment.
FIG. 12 is a diagram showing a configuration of a vehicle speed sensor.
FIG. 13 is a diagram showing a vehicle speed detection delay in an extremely low vehicle speed range.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Inter-vehicle distance sensor 2 Vehicle speed sensor 3, 3A Controller 4 Throttle actuator 5 Brake actuator 31 Relative speed calculation part 32 Leading vehicle speed calculation part 33 Inter-vehicle distance control part 34 Vehicle

speed control part

35, 35A Stop control action judgment part 36 Stop control part 37 Target braking / driving force selection unit 38 Braking / driving force control unit 39 Vehicle speed control response model calculation unit

Claims

An inter-vehicle distance detecting means for detecting an inter-vehicle distance from a preceding vehicle;
An inter-vehicle distance control means for calculating a target vehicle speed for making the inter-vehicle distance detection value coincide with the target inter-vehicle distance;
Vehicle speed detection means for detecting the vehicle speed;
Vehicle speed control means for calculating a target braking / driving force of a vehicle for making the vehicle speed detection value coincide with the target vehicle speed;
It is set with a calculation method different from the calculation method of the target braking / driving force, and is a stop braking force larger than the target braking / driving force, and is necessary for stopping the vehicle while ensuring the inter-vehicle distance from the preceding vehicle. Stop control means for calculating a stop braking force of a large magnitude ;
Braking / driving force switching means for switching between the target braking / driving force and the stop braking force;
Braking / driving force control means for controlling the braking / driving force of the vehicle according to the target braking / driving force selected by the braking / driving force switching means or the stop braking force;
The braking / driving force switching means, when the vehicle is decelerating according to the target braking / driving force, when the target vehicle speed falls below a predetermined stop control start vehicle speed, The inter-vehicle distance control device is characterized in that the vehicle is stopped by switching to braking by the vehicle.

An inter-vehicle distance detecting means for detecting an inter-vehicle distance from a preceding vehicle;
An inter-vehicle distance control means for calculating a target vehicle speed for making the inter-vehicle distance detection value coincide with the target inter-vehicle distance;
Vehicle speed detection means for detecting the vehicle speed;
Vehicle speed control means for calculating a target braking / driving force of a vehicle for making the vehicle speed detection value coincide with the target vehicle speed;
It is set with a calculation method different from the calculation method of the target braking / driving force, and is a stop braking force larger than the target braking / driving force, and is necessary for stopping the vehicle while ensuring the inter-vehicle distance from the preceding vehicle. Stop control means for calculating a stop braking force of a large magnitude ;
Vehicle speed calculation means for calculating a vehicle speed response value for the target vehicle speed using a mathematical model of a vehicle speed control system from the target vehicle speed to the actual vehicle speed;
Braking / driving force switching means for switching between the target braking / driving force and the stop braking force;
Braking / driving force control means for controlling the braking / driving force of the vehicle according to the target braking / driving force selected by the braking / driving force switching means or the stop braking force;
When the vehicle is decelerating according to the target braking / driving force, the braking / driving force switching means is configured to stop the braking from the braking by the target braking / driving force when the vehicle speed response value falls below a predetermined stop control starting vehicle speed. An inter-vehicle distance control device that switches to braking by power and stops the vehicle.