JP5974916B2 - Vehicle speed control device - Google Patents
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Description
本発明は、設定された車速で定速走行するか又は自車両前方の先行車に追従走行する車速制御装置に関する。 The present invention relates to a vehicle speed control device that travels at a constant speed at a set vehicle speed or travels following a preceding vehicle ahead of the host vehicle.
設定された一定車速で走行する車速制御装置、又は、自車両の車速に応じて先行車両との車間距離や速度を自動制御する車間距離制御装置(以下、両者を区別せずに車速制御装置という)が知られている。 A vehicle speed control device that travels at a set constant vehicle speed, or an inter-vehicle distance control device that automatically controls the inter-vehicle distance and speed with the preceding vehicle in accordance with the vehicle speed of the host vehicle (hereinafter referred to as a vehicle speed control device without distinguishing between the two) )It has been known.
車速制御装置は設定されたセット車速と自車両の車速との差に応じて目標の加速度や減速度を決定する(この制御状態を定速走行モードという)。また、先行車両が捕捉されている場合、車速制御装置は自車両の車速に応じて先行車両との目標車間距離を決定し、目標車間距離になる目標の加速度や減速度を決定する(この制御状態を車間距離制御モードという)。いずれのモードでも、目標の加減速度と車両の現在の加速度(以下、車両加速度という)の差に応じてスロットル開度を決定している。目標の加減速度と車両加速度の差がどの程度スロットル開度に反映されるかは制御ゲインにより定まる。 The vehicle speed control device determines a target acceleration or deceleration according to the difference between the set vehicle speed that has been set and the vehicle speed of the host vehicle (this control state is referred to as a constant speed travel mode). When the preceding vehicle is captured, the vehicle speed control device determines the target inter-vehicle distance from the preceding vehicle according to the vehicle speed of the host vehicle, and determines the target acceleration and deceleration that become the target inter-vehicle distance (this control). The state is called the inter-vehicle distance control mode). In any mode, the throttle opening is determined according to the difference between the target acceleration / deceleration and the current acceleration of the vehicle (hereinafter referred to as vehicle acceleration). How much the difference between the target acceleration / deceleration and the vehicle acceleration is reflected in the throttle opening is determined by the control gain.
定速走行モードでは車両は定速走行しており、車間距離制御モードにおいても、先行車両がほぼ定速で走行している場合は自車両はほぼ定速で走行している。このため、運転者がセット車速を急激に大きくした場合、車間距離制御モードにて捕捉されている先行車両が加速した場合、又は、先行車両が離脱した場合などでは、目標加速度と車両加速度との差が大きくなるためスロットル開度要求値も大きくなる状況が生じる。 In the constant speed travel mode, the vehicle travels at a constant speed. Even in the inter-vehicle distance control mode, when the preceding vehicle travels at a substantially constant speed, the host vehicle travels at a substantially constant speed. Therefore, when the driver suddenly increases the set vehicle speed, the preceding vehicle captured in the inter-vehicle distance control mode accelerates, or the preceding vehicle leaves, the target acceleration and the vehicle acceleration Since the difference becomes large, a situation arises in which the throttle opening requirement value also becomes large.
しかし、制御ゲインは一定の加速度を維持するように設計されているため、目標加速度と車両加速度との差が大きいため目標加速度が増大する状況では加速するための応答性が低下する場合がある。 However, since the control gain is designed to maintain a constant acceleration, the difference between the target acceleration and the vehicle acceleration is large, so that the response for acceleration may be reduced in a situation where the target acceleration increases.
図1は、目標加速度と車両加速度の関係を模式的に示す図の一例である。定速走行モードか車間距離制御モードかに関係なく定速走行中では、目標加速度も車両加速度もほぼ一定(ゼロ)である。これに対し時刻tで目標加速度が大きくなると、車両加速度が増加するが、制御ゲインは一定の加速度を維持するためのものなので目標加速度の変化に対し若干の遅延が生じてしまう。このような応答性の低下は商品性が低下する要因となる。 FIG. 1 is an example of a diagram schematically showing the relationship between target acceleration and vehicle acceleration. Regardless of the constant speed traveling mode or the inter-vehicle distance control mode, the target acceleration and the vehicle acceleration are substantially constant (zero) during constant speed traveling. On the other hand, when the target acceleration increases at time t, the vehicle acceleration increases. However, since the control gain is for maintaining a constant acceleration, a slight delay occurs with respect to the change in the target acceleration. Such a decrease in responsiveness is a factor that decreases the merchantability.
応答性を改善するには制御ゲインを大きくすればよく、制御ゲインを大きくする技術が考案されている(例えば、特許文献1参照。)。特許文献1には、加速初期に制御ゲインを大きくする車速制御装置が開示されている。加速初期において目標加速度と車両加速度と偏差に応じたスロットル開度よりも大きなスロットル開度にすることができるので、応答性を改善できる。
In order to improve the responsiveness, the control gain may be increased, and a technique for increasing the control gain has been devised (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、特許文献1に記載されているように、加速初期において偏差に応じたスロットル開度よりも大きなスロットル開度に変更すると、加速しすぎとなるおそれがあるという問題がある。すなわち、一定の加速度を維持するための制御ゲインはかなり小さい値でよく、応答性のみに着目して制御ゲインを大きくすると加速度のハンチング等の不具合が発生しやすくなるという別の不都合をもたらす。
However, as described in
また、上記のように制御ゲインは一定の加速度を維持するように設計されることが好ましく、本来、大きく変更することは好ましくないとされている。 Further, as described above, it is preferable that the control gain is designed to maintain a constant acceleration, and it is originally not preferable to greatly change the control gain.
本発明は上記課題に鑑み、制御ゲインを大きくすることなく、目標加速度への車両加速度の応答性を改善することが可能な車速制御装置を提供することを目的とする。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a vehicle speed control device capable of improving the response of a vehicle acceleration to a target acceleration without increasing the control gain.
本発明は、設定された車速で定速走行するか又は自車両前方の先行車に追従走行する車速制御装置であって、制御サイクル毎に自車両の現在の車速と前記設定された車速との車速差に基づき目標加速度を決定するか、又は、制御サイクル毎に前記先行車との相対速度及び車間距離に基づき目標加速度を決定する目標加速度決定手段と、前回の制御サイクルの前記目標加速度と自車両の今回の実加速度との差から不足加速度偏差を算出する不足加速度偏差算出手段と、今回の制御サイクルの前記目標加速度と自車両の今回の実加速度との差に前記不足加速度偏差を加えた値を制御ゲインに乗じて、スロットル開度の変化量を算出するスロットル開度制御手段と、を有することを特徴とする。 The present invention is a vehicle speed control device that travels at a constant speed at a set vehicle speed or travels following a preceding vehicle ahead of the host vehicle, wherein the current vehicle speed of the host vehicle and the set vehicle speed are set for each control cycle. Target acceleration is determined based on a vehicle speed difference, or target acceleration determining means for determining a target acceleration based on a relative speed and an inter-vehicle distance from the preceding vehicle for each control cycle; An underacceleration deviation calculating means for calculating an underacceleration deviation from a difference from the actual acceleration of the vehicle , and the underacceleration deviation is added to a difference between the target acceleration of the current control cycle and the actual acceleration of the host vehicle. And throttle opening control means for calculating a change amount of the throttle opening by multiplying the value by the control gain.
制御ゲインを大きくすることなく、目標加速度への車両加速度の応答性を改善することが可能な車速制御装置を提供することができる。 It is possible to provide a vehicle speed control device that can improve the response of the vehicle acceleration to the target acceleration without increasing the control gain.
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。しかしながら、本発明の技術的範囲が、本実施の形態に限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. However, the technical scope of the present invention is not limited to this embodiment.
図2を用いて、本実施形態の車速制御装置100の概略的な特徴について説明する。
図2(a)では自車両Aが車速Vaで先行車両Bに追従走行しているが、先行車両Bが急に加速している。この場合、セット車速V0がVaより大きければ、先行車両Bに追従するので自車両Aは比較的大きな加速度で加速する。
A schematic feature of the vehicle
In FIG. 2A, the host vehicle A is following the preceding vehicle B at the vehicle speed Va, but the preceding vehicle B is rapidly accelerating. In this case, if the set vehicle speed V 0 is greater than Va, the vehicle A follows the preceding vehicle B, and therefore the host vehicle A accelerates with a relatively large acceleration.
図2(b)では自車両Aが車速Vaで先行車両Bに追従走行しているが、先行車両Bが離脱した。この場合、定速走行モードになるので、セット車速V0がVaより大きければ、自車両Aは比較的大きな加速度で加速する。 In FIG. 2B, the host vehicle A is following the preceding vehicle B at the vehicle speed Va, but the preceding vehicle B has left. In this case, since it is in the constant speed running mode, if the set vehicle speed V 0 is greater than Va, the host vehicle A accelerates with a relatively large acceleration.
図2(c)は、自車両Aが定速走行モードで定速走行している。この状態で、運転者がVaよりも大きなセットV0を設定した場合、自車両Aは比較的大きな加速度で加速する。 In FIG. 2C, the host vehicle A is traveling at a constant speed in the constant speed traveling mode. In this state, when the driver sets a set V 0 larger than Va, the host vehicle A accelerates with a relatively large acceleration.
従来、このように比較的大きな加速が必要となる状況において、自車両Aは、それほど大きな加速が必要でない状況と同様に、次式からスロットル開度を求めていた。
MAn=MAn-1 + G × Ddn × Tsk …(1)
Ddn=(Atn−ΔVn) …従来式
MAn:今回スロットル開度
MAn-1:前回スロットル開度
G:制御ゲイン
Tsk:スキップ時間
Atn:目標加速度
ΔVn:車両加速度(実加速度)
Ddn:現在加速度偏差
式(1)は現在加速度偏差が制御ゲインによりスロットル開度に反映されている。しかし、現在加速度偏差を求めるための従来式では、制御時点の目標加速度と車両加速度しか考慮されておらず、実際の加速度変化に対するフィードバックができない。この結果、目標加速度の変化が大きい場合、補償が遅れてしまう。
Conventionally, in such a situation where a relatively large acceleration is required, the host vehicle A obtains the throttle opening from the following equation, as in the situation where a very large acceleration is not required.
MA n = MA n-1 + G × D dn × T sk ... (1)
D dn = (At n −ΔV n ) ... conventional MA n : current throttle opening MA n-1 : previous throttle opening G: control gain T sk : skip time At n : target acceleration ΔV n : vehicle acceleration (actual acceleration)
D dn : Current acceleration deviation In Expression (1), the current acceleration deviation is reflected in the throttle opening by the control gain. However, in the conventional method for obtaining the current acceleration deviation, only the target acceleration at the time of control and the vehicle acceleration are considered, and feedback with respect to the actual acceleration change cannot be performed. As a result, when the change in the target acceleration is large, the compensation is delayed.
本実施例では、現在加速度偏差Ddnに、過去の車両加速度の不足分を考慮して今回スロットル開度を算出することを特徴の1つとする。
Ddn=(Atn−ΔVn)+Ddnp … (2)
但し Ddnp=Atn-1 − ΔVn
車速制御では、制御サイクル(例えば、1〜数十ミリ秒)毎に目標加速度の決定及びスロットル開度の決定を行う。式(2)において従来式「Ddn=(Atn−ΔVn)」に対する修正項であるDdnpは、1つ前の制御サイクルの目標加速度Atn-1と現在の車両加速度ΔVnとの差になっており、1つ前の制御サイクルで達成すべきだった車両加速度の不足分を表す。以下、Ddnpを「不足加速度偏差」と称する。
In this embodiment, one of the features is that the current throttle deviation is calculated by taking into account the shortage of past vehicle acceleration to the current acceleration deviation Ddn .
D dn = (At n −ΔV n ) + D dnp (2)
However, D dnp = At n-1 -ΔV n
In the vehicle speed control, the target acceleration and the throttle opening are determined every control cycle (for example, 1 to several tens of milliseconds). In formula (2), D dnp , which is a correction term for the conventional formula “D dn = (At n −ΔV n )”, is the difference between the target acceleration Atn−1 of the previous control cycle and the current vehicle acceleration ΔV n. It represents the shortage of vehicle acceleration that should have been achieved in the previous control cycle. Hereinafter, D dnp is referred to as “insufficient acceleration deviation”.
式(2)に示すようにDdn(現在加速度偏差)に過去の目標加速度に対する車両加速度の不足分を反映させることで、目標加速度の変化が大きい場合に大きなフィードバックを作用させることができる。また、目標加速度の変化が小さくなると不足加速度偏差もゼロに近くなるので、目標加速度と車両加速度との差がなくなると安定した加速制御を行うことができる。したがって、制御ゲインを大きくすることなく、目標加速度への車両加速度の応答性を改善することができる。 By reflecting the deficiency of the vehicle acceleration with respect to the past target acceleration in D dn (current acceleration deviation) as shown in Expression (2), large feedback can be applied when the change in the target acceleration is large. Further, when the change in the target acceleration is small, the insufficient acceleration deviation is close to zero, so that stable acceleration control can be performed when the difference between the target acceleration and the vehicle acceleration disappears. Therefore, the response of the vehicle acceleration to the target acceleration can be improved without increasing the control gain.
〔構成例〕
図3は、車速制御装置の概略構成図の一例である。定速走行モードにおいて、車速制御装置100は設定されたセット車速で走行する。車間距離制御モードにおいて、車速制御装置100の一般的な車間距離制御は以下のようになる。なお、車速制御装置100はACC(Adaptive Cruise Control)と呼ばれる場合がある。また、本実施形態では車間距離制御という用語と追従走行という用語を特に区別せずに使用している。
I.レーダ等で先行車両を検出する。先行車両が検出されている場合は、レーダで検出した先行車両との距離が車速に応じた目標車間距離となるように追従走行する。
II.先行車両が検出されなくなった場合、運転者がセットしたセット車速で定速走行する。
[Configuration example]
FIG. 3 is an example of a schematic configuration diagram of the vehicle speed control device. In the constant speed travel mode, the vehicle
I. A leading vehicle is detected by a radar or the like. When the preceding vehicle is detected, the vehicle travels so that the distance from the preceding vehicle detected by the radar becomes the target inter-vehicle distance corresponding to the vehicle speed.
II. When the preceding vehicle is no longer detected, the vehicle travels at a constant speed at the set vehicle speed set by the driver.
また、I、IIの制御を、低速域から停止時にかけて可能とした車速制御装置100を「全車速域定速走行・車間距離制御装置(又は全車速ACC)」と称する場合がある。
Further, the vehicle
全車速域定速走行・車間距離制御装置は、さらに以下のような機能を備える。
III.先行車両が停止した場合、適正な車間距離を維持して停車する。
IV.先行車両が走行を再開した場合、車速に応じた車間距離を維持しながら追従走行を開始する。
The all-vehicle speed range constant speed / inter-vehicle distance control device further includes the following functions.
III. When the preceding vehicle stops, the vehicle is stopped while maintaining an appropriate inter-vehicle distance.
IV. When the preceding vehicle resumes traveling, the following traveling is started while maintaining the inter-vehicle distance corresponding to the vehicle speed.
本実施形態の車速制御装置100は低速域においても上記の制御が可能である。したがって、ACCと全車速ACCの区別なしに、以下で説明する、目標加速度が増大した場合の応答性の改善が可能である。
The vehicle
車間距離制御は車間制御ECU(Electronic Control Unit)13が、センサ部12、エンジンECU14、及び、スキッド制御ECU15等と協働することで行われる。定速走行モードでは車間制御ECU13がなくてもよい。センサ部12、車間制御ECU13、エンジンECU14、及び、スキッド制御ECU15はCAN(Controller Area Network)などの車載ネットワーク又は専用線を介して通信可能に接続されている。エンジンECU14には、クルーズコントロールスイッチ11、トランスミッション16、スロットルモータ17、スロットルポジションセンサ18が、また、スキッド制御ECU15には車輪速センサ19とブレーキACT(アクチュエータ)20がそれぞれシリアル通信などの専用線で接続されている。
The inter-vehicle distance control is performed by the inter-vehicle control ECU (Electronic Control Unit) 13 cooperating with the
各ECUはマイコン、電源、ワイヤーハーネスのインタフェースなどを搭載した情報処理装置である。マイコンは、CPU、ROM、RAM、不揮発メモリ、I/O、及び、CAN通信装置等を備えた公知の構成を有する。図示されている各ECUと各ECUが有する機能の対応は固定ではなく、例えばエンジンECU14が車間制御ECU13の機能を備えることなども可能であり、図示する構成は一例に過ぎない。
Each ECU is an information processing device equipped with a microcomputer, a power source, a wire harness interface, and the like. The microcomputer has a known configuration including a CPU, a ROM, a RAM, a nonvolatile memory, an I / O, a CAN communication device, and the like. The correspondence between the ECUs and the functions of the ECUs is not fixed. For example, the
センサ部12は、レーダセンサ21とカメラセンサ22を有している。いずれも少なくとも先行車両との距離を検出することが可能であり、少なくとも一方を有していればよい。レーダセンサ21は、車両のフロントグリルなど車両の前方の中央部に配置され、車両の前方を中心に所定の角度(例えば、正面を中心に左右10度)にミリ波を出射し、この範囲に存在する物体により反射したミリ波を受信する。レーダセンサ21は、例えばFMCW(Frequency Modulated Continuous Wave)レーダやパルスレーダである。レーダセンサ21は、送信信号と受信信号をミキサーでミキシングすることで、受信アンテナ毎にビート信号を生成する。送信信号が送信されてから受信信号が受信されるまでの時間は対象物との距離に比例し、またビート信号の周波数は相対速度によりシフトする。よって、ビート信号を例えばFFT解析することで距離及び相対速度(=Vb−Va。距離が長くなる相対速度が正、接近する相対速度が負)が得られる。また、レーダセンサ21は、MUSIC(Multiple Signal Classification)解析やDBF(Digital Beam Forming)処理等により障害物の横位置x(方位θ)を検出することも可能である。
The
カメラセンサ22は、単眼カメラでもステレオカメラでもよいが、好ましくはステレオカメラである。カメラセンサ22は、例えば、光軸を車両前方に向けてルームミラーに配置される。ステレオカメラの場合、予め用意されているキャリブレーションデータを用いて各カメラが撮像したフレーム(画像データ)にレンズ歪み、光軸ずれ、焦点距離ずれ及び撮像素子歪み等を取り除く前処理を行う。これにより2つのカメラのフレームは視差に相当する違いのみを有するようになる。ステレオカメラは、左右の画像データの相関をブロックマッチングなどの手法により評価して、同一の対象物が撮影された画素に生じている視差やレンズの焦点距離fなどを用いて、画素毎に距離情報を算出する。 The camera sensor 22 may be a monocular camera or a stereo camera, but is preferably a stereo camera. For example, the camera sensor 22 is arranged on the rearview mirror with the optical axis facing the front of the vehicle. In the case of a stereo camera, pre-processing is performed to remove lens distortion, optical axis deviation, focal length deviation, imaging element distortion, and the like on frames (image data) captured by each camera using calibration data prepared in advance. As a result, the frames of the two cameras have only a difference corresponding to parallax. The stereo camera evaluates the correlation between the left and right image data by a method such as block matching, and uses the parallax generated in the pixel where the same object is photographed, the focal length f of the lens, and the like for each pixel. Calculate information.
単眼カメラの場合、周期的に撮影される複数の画像データにオプティカルフロー処理を施し、同じ撮影物の移動量を監視して、距離情報を推定する。 In the case of a monocular camera, optical flow processing is performed on a plurality of periodically captured image data, the amount of movement of the same object is monitored, and distance information is estimated.
また、距離情報を得た後又は距離情報を得る前に、カメラセンサ22はHOG((Histograms of Oriented Gradients)、Joint HOG、CPF(Co-occurrence Probability Features)、CoHOG (Co-occurrence Histograms of Oriented Gradients)、などの手法で先行車両を認識する。先行車両として認識された画素の距離情報により、先行車両との距離を特定できる。カメラセンサ22は、1秒間に所定数(30〜60個)の画像を撮影することを繰り返すので、フレーム毎に先行車両の距離が得られる。したがって、フレーム間で先行車両との距離の変化を監視することで相対速度が得られる。また、先行車両の横位置(車幅方向の中央)は認識結果から明らかになっている。 In addition, after obtaining the distance information or before obtaining the distance information, the camera sensor 22 is provided with HOG ((Histograms of Oriented Gradients), Joint HOG, CPF (Co-occurrence Probability Features), CoHOG (Co-occurrence Histograms of Oriented Gradients). ), Etc. The distance to the preceding vehicle can be specified by the distance information of the pixels recognized as the preceding vehicle, and the camera sensor 22 has a predetermined number (30 to 60) per second. Since the image capturing is repeated, the distance of the preceding vehicle can be obtained for each frame, and therefore, the relative speed can be obtained by monitoring the change in the distance from the preceding vehicle between the frames. (Center in the vehicle width direction) is clear from the recognition results.
このように、レーダセンサ21とカメラセンサ22は同等の情報を得られる。センサ部12は、周期的に先行車両との距離、相対速度、及び、横位置(以下、物標情報という)を車間制御ECU13に送信する。
Thus, the radar sensor 21 and the camera sensor 22 can obtain equivalent information. The
車間制御ECU13は、センサ部12から送信される物標情報、現在の車速及び加速度等に基づき、目標加速度(信号)をエンジンECU14やスキッド制御ECU15に送信する。目標加速度は正値又は負値であり、正値であればエンジンECU14が加速制御し、負値であり制動が必要な目標加速度であればスキッド制御ECU15がブレーキACT20を制御して減速する。
The
クルーズコントロールスイッチ11は、車速制御装置100について運転者の操作を受け付け車間制御ECU13に通知する。例えば、以下のような操作が可能である。
(i) 定速走行制御機能又は車間距離制御機能のON/OFF
(ii) 車間距離制御モードと定速走行モードの切り換え
(iii) 減速、加速及び定速走行用の車速のセット
(iv) 車間距離の設定(例えば、長・中・短の3種類から選択でき、長・中・短のそれぞれで車速に応じて車間距離が決定される)
エンジンECU14は、一般的なエンジン制御を行うと共に、スロットル開度等を制御する。また、エンジンECU14は車速とスロットル開度に対して定められているシフトアップ線とシフトダウン線に基づき変速段の切り換えの必要性を判断し、必要であればトランスミッション16に変速段を指示する。トランスミッション16は、AT(オートマチックトランスミッション)又はCVT(Continuously Variable Transmission)など、どのような機構でもよい。
The cruise control switch 11 accepts the driver's operation for the vehicle
(i) ON / OFF of constant speed traveling control function or inter-vehicle distance control function
(ii) Switching between inter-vehicle distance control mode and constant speed running mode
(iii) Set the vehicle speed for deceleration, acceleration and constant speed driving
(iv) Setting the inter-vehicle distance (For example, you can select from three types: long, medium, and short, and the inter-vehicle distance is determined according to the vehicle speed for each of long, medium, and short)
The
スキッド制御ECU15は、ブレーキACT20のバルブの開閉及び開度を制御することで車両を制動する。ブレーキACT20はポンプが作動流体に発生させた油圧により各輪のホイルシリンダ圧を増圧・維持・減圧することで、車両の加速度(減速度)を制御する。
The
図4は、車間制御ECUとエンジンECUの機能ブロック図の一例を示す。車間制御ECU13はACC制御部34を有し、エンジンECU14はクルーズ制御部32、エンジン制御部31、及び、スロットル制御部33を有する。これらの制御部はCPUがROMに記憶されたプログラムを実行し各種のハードウェアと協働することで実現される。
FIG. 4 shows an example of a functional block diagram of the inter-vehicle control ECU and the engine ECU. The
ACC制御部34は、車間距離制御モードにおいて目標加速度を算出し、エンジンECU14等に出力する。クルーズ制御部32は定速走行モードにおいて目標加速度を算出する。エンジン制御部31は、エンジンの状態に応じた燃料噴射量の制御、点火時期制御、インテークバルブタイミング及びエキゾーストバルブタイミングの調整等を行う。スロットル制御部33は、運転者が車速を調整する通常走行時はアクセル開度と車速に応じて最適なスロットル開度にスロットルモータ17を制御し、定速走行モード又は車間距離制御モードでは目標加速度と車両加速度の差に応じてスロットル開度を決定しスロットルモータ17を制御する。また、不足加速分算出部331は、1つ前の制御サイクルの目標加速度Atn-1と現在の車両加速度ΔVnとの差Ddnpを算出する。
The
〔目標加速度の決定〕
・セット車速で走行時(定速走行モードで走行中の場合、車間距離制御モードだが先行車両が捕捉されない場合)
図5(a)は、目標加速度を決定するための概略的な手順を示すフローチャート図の一例である。車間制御ECU13は、クルーズコントロールスイッチ11がONの間、図5(a)の処理を制御サイクル毎に繰り返す。
S10:クルーズ制御部32は車輪速センサ19が検出した車速を取得する。
S20:次いで、クルーズコントロールスイッチ11により設定されたセット車速を取得する。
S30:クルーズ制御部32は現在の車速とセット車速の差である車速偏差を算出する。
車速偏差=セット車速−現在の車速
車速偏差が正値の場合、自車両を加速すべきであり、車速偏差が負値の場合、自車両を減速すべきことになる。
S40:クルーズ制御部32は車速偏差から制御サイクル1回分の目標加速度を算出する。
目標加速度= 車速偏差/ΔT
なお、目標加速度に上限値が設定されている場合は、上限を超えないように(つまり上限値に)目標加速度が制限される。
[Determination of target acceleration]
・ Driving at the set vehicle speed (if driving in constant speed mode, the inter-vehicle distance control mode, but the preceding vehicle is not captured)
FIG. 5A is an example of a flowchart showing a schematic procedure for determining the target acceleration. The
S10: The
S20: Next, the set vehicle speed set by the cruise control switch 11 is acquired.
S30: The
Vehicle speed deviation = set vehicle speed−current vehicle speed When the vehicle speed deviation is a positive value, the host vehicle should be accelerated, and when the vehicle speed deviation is a negative value, the host vehicle should be decelerated.
S40: The
Target acceleration = vehicle speed deviation / ΔT
When an upper limit is set for the target acceleration, the target acceleration is limited so as not to exceed the upper limit (that is, the upper limit).
・車間距離の制御時(車間距離制御モードで先行車両が捕捉されている場合)
図5(b)は、目標加速度を決定するための概略的な手順を示すフローチャート図の一例である。ACC制御部34は、クルーズコントロールスイッチ11がONの間、制御サイクル毎に目標加速度を決定する。
S10:ACC制御部34は、センサ部12から先行車両との距離と相対速度を、車輪速センサ19から自車両の車速をそれぞれ取得する。
S20:ACC制御部34は、運転者が設定した車間距離の設定(長・中・短)と現在の車速から目標車間距離を決定する。
S30:ACC制御部34は、目標車間距離を現在の車速で除算することで目標車間時間を算出し、現在の先行車両との距離を車速で除算することで車間時間を算出する。目標車間時間は目標車間距離を現在の車速で移動した場合に先行車両に到達するために必要な時間である。車間時間は現在の距離を現在の車速で移動した場合に先行車両に到達するために必要な時間である。
S40:車間制御ECU13は、目標車間時間から車間時間を減じて車間時間偏差を算出する。車間時間偏差が正値の場合、目標車間距離に対し車間距離が短く、負値の場合、目標車間距離に対し車間距離が長いことになる。
S50:車間制御ECU13は、相対速度と車間時間偏差を演算して、目標加速度を算出する。相対速度が正値の場合、先行車両が遠ざかっているので自車両を加速すべきであり、相対速度が負値の場合、先行車両が近づいてくるので自車両を減速すべきである。車間時間偏差が正値の場合、車両を減速すべきであり、車間時間偏差が負値の場合、車両を加速すべきである。したがって、適切な係数(ゲイン)を相対速度と車間時間偏差にそれぞれ乗じて符号を逆にして加算すれば、目標加速度が得られる。
目標加速度=−K1×相対速度+K2×車間時間偏差
なお、相対速度や車間時間偏差の他、相対速度の微分値や車間時間偏差の微分値などから目標加速度を決定してもよく、目標加速度の決定方法は一例である。
・ When controlling the inter-vehicle distance (when the preceding vehicle is captured in the inter-vehicle distance control mode)
FIG. 5B is an example of a flowchart showing a schematic procedure for determining the target acceleration. The
S10: The
S20: The
S30: The
S40: The
S50: The
Target acceleration = -K1 x relative speed + K2 x inter-vehicle time deviation In addition to the relative speed and inter-vehicle time deviation, the target acceleration may be determined from the differential value of the relative speed or the differential value of the inter-vehicle time deviation. The determination method is an example.
〔スロットル開度の計算〕
そして、スロットル制御部33はクルーズ制御部32又はACC制御部34が算出する目標加速度に対し、スロットル開度を決定する。不足加速分算出部331は不足加速度偏差Ddnpを算出する。
MAn=MAn-1 + G × Ddn × Tsk …(1)
Ddn=(Atn−ΔVn)+Ddnp … (2)
但し Ddnp=Atn-1 − ΔVn
スロットル制御部33は、このようにして算出されたスロットル開度になるように、スロットルポジションセンサ18が検出するスロットル開度を監視しながらスロットルモータ17を制御する。
[Calculation of throttle opening]
The
MA n = MA n-1 + G × D dn × T sk ... (1)
D dn = (At n −ΔV n ) + D dnp (2)
However, D dnp = At n-1 -ΔV n
The
式(1)(2)によりスロットル開度を算出することで、不足加速度偏差Ddnpがフィードバック項として作用するので、目標加速度と車両加速度との差を低減でき、目標加速度が増大する状況における加速の応答性を向上できる。 By calculating the throttle opening using equations (1) and (2), the insufficient acceleration deviation D dnp acts as a feedback term, so that the difference between the target acceleration and the vehicle acceleration can be reduced, and acceleration in a situation where the target acceleration increases. Can improve responsiveness.
なお、不足加速度偏差Ddnpとして、さらに過去の目標加速度に対する不足分を考慮してもよい。
Ddnp=Atn-1−ΔVn + 0.5・Atn-2−ΔVn + 0.25・Atn-3−ΔVn…
「0.5」や「0.25」は係数であり、過去の不足加速度偏差ほど係数を小さくすることで補償(フィードバック)が大きくなることを抑制できる。過去の何サイクルまで過去に遡るかは実験的に最適化することができるが、例えば、加速初期に最も大きくし、徐々に少なくする。
Note that a deficiency with respect to a past target acceleration may be considered as the deficient acceleration deviation Ddnp .
D dnp = At n-1 −ΔV n + 0.5 · At n−2 −ΔV n + 0.25 · At n−3 −ΔV n
“0.5” and “0.25” are coefficients, and it is possible to suppress an increase in compensation (feedback) by reducing the coefficient as the past insufficient acceleration deviation. The number of cycles in the past can be optimized experimentally. For example, the cycle is maximized at the beginning of acceleration and gradually decreased.
図6は、車両加速度とスロットル開度を従来と比較して示す図の一例である。定速走行中、目標加速度と車両加速度はほぼ一定(ゼロ)である。時刻tで目標加速度が大きくなると不足加速度偏差Ddnpにより従来よりもスロットル開度が大きくなる。このため、時刻tで目標加速度が大きくなると、車両加速度が従来よりも応答性よく増加することができる。 FIG. 6 is an example of a diagram showing vehicle acceleration and throttle opening in comparison with the prior art. During constant speed running, the target acceleration and the vehicle acceleration are almost constant (zero). When the target acceleration increases at time t, the throttle opening becomes larger than the conventional one due to the insufficient acceleration deviation Ddnp . For this reason, when the target acceleration increases at time t, the vehicle acceleration can be increased with higher responsiveness than in the past.
以上説明したように、本実施例によれば、制御ゲインを大きくすることなく、目標加速度への実加速度の応答性を改善することができる。 As described above, according to the present embodiment, the response of the actual acceleration to the target acceleration can be improved without increasing the control gain.
実施例1では不足加速度偏差Ddnpにより過去の目標加速度と車両加速度の不足分を現在のスロットル開度に反映させた。しかしながら、車両の性能によっては、不足加速度偏差Ddnpが大きくなる制御サイクルと小さくなる制御サイクルが生じて、加速度がハンチングするおそれがある(本実施例のハンチングとは加速制御における加速度の安定性をいい、必ずしも減速することを含まなくてもよい)。本実施例ではハンチング抑制が可能な車速制御装置100について説明する。なお、機能ブロック図や目標加速度の算出等は実施例1と同様なので説明は省略する。
In the first embodiment, the past target acceleration and the shortage of the vehicle acceleration are reflected in the current throttle opening by the insufficient acceleration deviation D dnp . However, depending on the performance of the vehicle, there may be a control cycle in which the insufficient acceleration deviation D dnp increases and a control cycle in which the acceleration decreases, and the acceleration may hunt (the hunting in this embodiment is the stability of acceleration in acceleration control). Good, not necessarily slowing down). In this embodiment, a vehicle
図7は、車両加速度のハンチングを模式的に説明する図の一例である。車両加速度の応答性は従来よりも向上しているが、車両加速度の傾きが安定していない。このような車両加速度では乗員の快適性が低下してしまう。 FIG. 7 is an example of a diagram schematically illustrating hunting of vehicle acceleration. Although the response of the vehicle acceleration is improved as compared with the prior art, the inclination of the vehicle acceleration is not stable. Such vehicle acceleration results in a decrease in passenger comfort.
そこで、本実施例では、不足加速度偏差Ddnpに対し加速度変化に対する不感帯を設ける。すなわち、目標加速度変化と車両加速度変化の差が充分に大きいか又は小さい場合以外は、不足加速度偏差Ddnpをゼロにすることで、目標加速度と車両加速度に偏差があっても不足加速度偏差Ddnpがスロットル開度に影響しないようにする。これにより、目標加速度変化と車両加速度変化の差の絶対値が一定以上でない限り、不足加速度偏差Ddnpがスロットル開度に影響しないのでハンチングを抑制できる。 Therefore, in the present embodiment, a dead zone for an acceleration change is provided for the insufficient acceleration deviation D dnp . That is, unless the difference between the target acceleration change and the vehicle acceleration change is sufficiently large or small, by setting the insufficient acceleration deviation D dnp to zero, even if there is a deviation between the target acceleration and the vehicle acceleration, the insufficient acceleration deviation D dnp Does not affect the throttle opening. Thereby, unless the absolute value of the difference between the target acceleration change and the vehicle acceleration change is greater than a certain value, the insufficient acceleration deviation Ddnp does not affect the throttle opening, so that hunting can be suppressed.
〔スロットル開度の計算〕
本実施例のスロットル制御部33はクルーズ制御部32又はACC制御部34が算出する目標加速度に対し、以下のようにスロットル開度を決定する。
MAn=MAn-1 + G × Ddn × Tsk …(1)
Ddn=(Atn−ΔVn)+Ddnp … (2)
a) MHYS ≦ ΔAtn−ΔΔVn ≦ PHYS の場合
Ddnp=0
b) ΔAtn−ΔΔVn < MHYS 又は、PHYS<ΔAtn−ΔΔVn の場合
Ddnp=Atn-1 − ΔVn
ΔAtn:目標加速度変化
ΔΔVn:車両加速度変化
MHYS:加速度変化に対する不感帯(−側)
PHYS:加速度変化に対する不感帯(+側)
MHYSからPHYSまでが不感帯である。不感帯は−側と+側で個別に設定されるので、車両の加速のしやすさ及び減速のしやすさに応じて−側と+側で最適な不感帯を設定できる。したがって、不要な加減速の発生を抑制でき、車両の商品性の向上に寄与することができる。
[Calculation of throttle opening]
The
MA n = MA n-1 + G × D dn × T sk ... (1)
D dn = (At n −ΔV n ) + D dnp (2)
a) If MHYS ≤ ΔAt n – ΔΔV n ≤ PHYS, Ddnp = 0
b) If ΔAt n −ΔΔV n <MHYS or PHYS <ΔAt n −ΔΔV n , D dnp = At n−1 −ΔV n
ΔAt n : target acceleration change ΔΔV n : vehicle acceleration change
MHYS: Dead band for acceleration change (-side)
PHYS: Dead zone for acceleration change (+ side)
The dead zone is from MHYS to PHYS. Since the dead zone is individually set on the − side and the + side, the optimum dead zone can be set on the − side and the + side according to the ease of acceleration and deceleration of the vehicle. Therefore, the occurrence of unnecessary acceleration / deceleration can be suppressed, which can contribute to the improvement of the merchantability of the vehicle.
〔制御手順〕
図8は、エンジンECU14がスロットル開度を算出する手順を示すフローチャート図の一例である。図7の手順は目標加速度が算出された後、スロットル開度を算出するために実行される。
[Control procedure]
FIG. 8 is an example of a flowchart illustrating a procedure for the
スロットル制御部33は、加速制御が開始されたか否かを判定する(S110)。加速制御が開始されるとは、目標加速度が前回値よりも所定値以上大きくなっていること、又は、過去の複数回の目標加速度よりも連続して大きくなっていること、などから判定される。
The
スロットル制御部33は目標加速度変化ΔAtn、車両加速度変化ΔΔVnを算出する(S120)。
ΔΔVn=ΔVn−ΔVn-1
ΔAtn=Atn−Atn-1
不足加速分算出部331は「 MHYS ≦ ΔAtn−ΔΔVn ≦ PHYS」が成立するか否かを判定する(S130)。
The
ΔΔV n = ΔV n −ΔV n−1
ΔAt n = At n −At n−1
The insufficient
MHYS ≦ ΔAtn−ΔΔVn ≦ PHYSが成立する場合(S130のYes)、スロットル制御部33はDdnpをゼロとする(S160)。
When MHYS ≦ ΔAt n −ΔΔV n ≦ PHYS is satisfied (Yes in S130), the
MHYS ≦ ΔAtn−ΔΔVn ≦ PHYSが成立しない場合(S130のNo)、不足加速分算出部331は不足加速度偏差Ddnpを算出し、スロットル制御部33は不足加速度偏差Ddnpを用いてDdnを算出する(S140)。
When MHYS ≦ ΔAt n −ΔΔV n ≦ PHYS is not satisfied (No in S130), the insufficient
次に、スロットル制御部33は加速制御中か否かを判定し(S150)、加速制御中の場合(S150のYes)、ステップS120以下の処理を繰り返す。
Next, the
図9は、車両加速度とスロットル開度を従来及び実施例1と比較して示す図の一例である。時刻tで目標加速度が大きくなると不足加速度偏差Ddnpにより従来よりもスロットル開度が大きくなり、実施例1と同様に応答性が向上されている。 FIG. 9 is an example of a diagram showing vehicle acceleration and throttle opening in comparison with the prior art and the first embodiment. When the target acceleration increases at time t, the throttle opening becomes larger than the conventional one due to the insufficient acceleration deviation Ddnp , and the responsiveness is improved as in the first embodiment.
さらに、本実施例では、目標加速度変化と車両加速度変化の差が不感帯に入る場合は、不足加速度偏差Ddnpをゼロにするので、不足加速度偏差Ddnpが考慮される場合を、加速度変化が一定以上大きいか又は小さい場合に限ることができる。これにより、ハンチングを抑制することができる。 Furthermore, in this embodiment, when the difference between the target acceleration change and the vehicle acceleration change falls within the dead zone, the insufficient acceleration deviation D dnp is set to zero. Therefore, when the insufficient acceleration deviation D dnp is considered, the acceleration change is constant. It can be limited to the case where it is larger or smaller. Thereby, hunting can be suppressed.
したがって、本実施例の車速制御装置100は、車両加速度を従来よりも応答性よく増加させ、かつ、ハンチングすることも抑制できる。
Therefore, the vehicle
11 クルーズコントロールスイッチ
12 センサ部
13 車間制御ECU
14 エンジンECU
15 スキッド制御ECU
17 スロットルモータ
19 車輪速センサ
31 エンジン制御部
32 クルーズ制御部
33 スロットル制御部
34 AAC制御部
100 車速制御装置
11
14 Engine ECU
15 Skid control ECU
DESCRIPTION OF
Claims (5)
制御サイクル毎に自車両の現在の車速と前記設定された車速との車速差に基づき目標加速度を決定するか、又は、制御サイクル毎に前記先行車との相対速度及び車間距離に基づき目標加速度を決定する目標加速度決定手段と、
前回の制御サイクルの前記目標加速度と自車両の今回の実加速度との差から不足加速度偏差を算出する不足加速度偏差算出手段と、
今回の制御サイクルの前記目標加速度と自車両の今回の実加速度との差に前記不足加速度偏差を加えた値を制御ゲインに乗じて、スロットル開度の変化量を算出するスロットル開度制御手段と、を有することを特徴とする車速制御装置。 A vehicle speed control device that travels at a constant speed at a set vehicle speed or travels following a preceding vehicle ahead of the host vehicle,
The target acceleration is determined based on the difference between the current vehicle speed of the host vehicle and the set vehicle speed for each control cycle, or the target acceleration is determined based on the relative speed and the inter-vehicle distance with the preceding vehicle for each control cycle. A target acceleration determining means for determining;
An underacceleration deviation calculating means for calculating an underacceleration deviation from a difference between the target acceleration of the previous control cycle and the current actual acceleration of the host vehicle;
A throttle opening control means for calculating a change amount of the throttle opening by multiplying a control gain by a value obtained by adding the insufficient acceleration deviation to the difference between the target acceleration of the current control cycle and the actual acceleration of the host vehicle; And a vehicle speed control device.
今回の目標加速度と前回の目標加速度との差である目標加速度変化と、
今回の実加速度と前回の実加速度との差である実加速度変化と、の差である加速度変化偏差が所定範囲に入る場合、前記不足加速度偏差をゼロに設定する、
ことを特徴とする請求項1記載の車速制御装置。 The insufficient acceleration deviation calculating means includes
The target acceleration change, which is the difference between the current target acceleration and the previous target acceleration,
When the acceleration change deviation, which is the difference between the actual acceleration change of this time and the actual acceleration of the previous time , falls within a predetermined range , the insufficient acceleration deviation is set to zero.
The vehicle speed control device according to claim 1.
ことを特徴とする請求項2記載の車速制御装置。 The predetermined range includes a negative lower limit value when the target acceleration change is smaller than the actual acceleration change, and a positive upper limit value when the target acceleration change is larger than the actual acceleration change. The absolute value of the lower limit value and the upper limit value are different,
The vehicle speed control device according to claim 2.
前回の制御サイクルの前記目標加速度と自車両の今回の実加速度との差に、前回よりもさらに過去の制御サイクルの前記目標加速度と自車両の今回の実加速度との差を加えて、前記不足加速度偏差を算出する、ことを特徴とする請求項1〜4いずれか1項記載の車速制御装置。
The insufficient acceleration deviation calculating means includes
The difference between the target acceleration of the previous control cycle and the current actual acceleration of the host vehicle is added to the difference between the target acceleration of the previous control cycle and the current actual acceleration of the host vehicle to the shortage. The vehicle speed control apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein an acceleration deviation is calculated.
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