JPH1120503A - 先行車追従制御装置 - Google Patents
先行車追従制御装置Info
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- JPH1120503A JPH1120503A JP9178308A JP17830897A JPH1120503A JP H1120503 A JPH1120503 A JP H1120503A JP 9178308 A JP9178308 A JP 9178308A JP 17830897 A JP17830897 A JP 17830897A JP H1120503 A JPH1120503 A JP H1120503A
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
- B60K31/00—Vehicle fittings, acting on a single sub-unit only, for automatically controlling vehicle speed, i.e. preventing speed from exceeding an arbitrarily established velocity or maintaining speed at a particular velocity, as selected by the vehicle operator
- B60K31/0008—Vehicle fittings, acting on a single sub-unit only, for automatically controlling vehicle speed, i.e. preventing speed from exceeding an arbitrarily established velocity or maintaining speed at a particular velocity, as selected by the vehicle operator including means for detecting potential obstacles in vehicle path
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Controls For Constant Speed Travelling (AREA)
- Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
- Control Of Driving Devices And Active Controlling Of Vehicle (AREA)
- Regulating Braking Force (AREA)
- Traffic Control Systems (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 自車より速い速度で走行している車両を目標
車間距離より短い車間距離で新たに先行車として認識し
た場合に、自車を減速させずに車間距離をその目標値ま
でスムーズに変える。 【解決手段】 自車速検出値Ｖよりも速い車両を目標車
間距離Ｌ*よりも短い車間距離で新たに先行車として認
識した場合に、目標車間距離Ｌ*、車間距離検出値Ｌお
よび相対速度検出値ΔＶに基づいて、自車を減速させず
に車間距離を目標車間距離Ｌ*とするための目標車速Ｖ*
を演算し、自車速検出値Ｖが目標車速Ｖ*となるように
駆動装置、変速装置および制動装置を制御する。これに
より、自車速検出値Ｖよりも速い車両を目標車間距離Ｌ
*よりも短い車間距離で新たに先行車として認識した場
合に、自車を減速させずに車間距離を目標車間距離Ｌ*
までスムーズに変えることができ、先行車変更時に乗員
に違和感を与えるようなことがない。
車間距離より短い車間距離で新たに先行車として認識し
た場合に、自車を減速させずに車間距離をその目標値ま
でスムーズに変える。 【解決手段】 自車速検出値Ｖよりも速い車両を目標車
間距離Ｌ*よりも短い車間距離で新たに先行車として認
識した場合に、目標車間距離Ｌ*、車間距離検出値Ｌお
よび相対速度検出値ΔＶに基づいて、自車を減速させず
に車間距離を目標車間距離Ｌ*とするための目標車速Ｖ*
を演算し、自車速検出値Ｖが目標車速Ｖ*となるように
駆動装置、変速装置および制動装置を制御する。これに
より、自車速検出値Ｖよりも速い車両を目標車間距離Ｌ
*よりも短い車間距離で新たに先行車として認識した場
合に、自車を減速させずに車間距離を目標車間距離Ｌ*
までスムーズに変えることができ、先行車変更時に乗員
に違和感を与えるようなことがない。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、先行車を認識して
一定の車間距離を保ちつつ追従する先行車追従制御装置
に関する。
一定の車間距離を保ちつつ追従する先行車追従制御装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術とその問題点】追従走行中の先行車を追い
越すため、追い越し車線へ車線変更して自車よりも速い
車両の後へついた場合に、車線変更直後の車間距離を新
たな目標車間距離として設定し、追い越し終了後は通常
の目標車間距離になるように車間距離を順次戻していく
先行車追従制御装置が提案されている。
越すため、追い越し車線へ車線変更して自車よりも速い
車両の後へついた場合に、車線変更直後の車間距離を新
たな目標車間距離として設定し、追い越し終了後は通常
の目標車間距離になるように車間距離を順次戻していく
先行車追従制御装置が提案されている。
【０００３】しかし、上述した従来の先行車追従制御装
置では、車線変更直後は先行車が自車よりも速いため、
車間距離は新たに変更した目標車間距離より徐々に広が
る。ここで目標車間距離に一致させるには、いったん先
行車よりも速い速度で追いかけた後に先行車の速度に戻
るという動作をするため、乗員に違和感を与える。ま
た、自車速が先行車の車速を超えないように制御する
と、先行車との車間距離が目標車間距離にならず定常偏
差が残る。上記の従来装置によれば、追い越し終了後、
通常の目標車間距離へ順次戻していくようにしているた
め、最終的には車間距離に定常偏差が残らなくなるが、
そのためいったん先行車と同じ速度で走行した状態から
減速動作に入らなければならず、結果的に乗員へ違和感
を与える。
置では、車線変更直後は先行車が自車よりも速いため、
車間距離は新たに変更した目標車間距離より徐々に広が
る。ここで目標車間距離に一致させるには、いったん先
行車よりも速い速度で追いかけた後に先行車の速度に戻
るという動作をするため、乗員に違和感を与える。ま
た、自車速が先行車の車速を超えないように制御する
と、先行車との車間距離が目標車間距離にならず定常偏
差が残る。上記の従来装置によれば、追い越し終了後、
通常の目標車間距離へ順次戻していくようにしているた
め、最終的には車間距離に定常偏差が残らなくなるが、
そのためいったん先行車と同じ速度で走行した状態から
減速動作に入らなければならず、結果的に乗員へ違和感
を与える。
【０００４】本発明の目的は、自車より速い速度で走行
している車両を目標車間距離より短い車間距離で新たに
先行車として認識した場合に、自車を減速させずに車間
距離をその目標値までスムーズに変えるようにした先行
車追従制御装置を提供することにある。
している車両を目標車間距離より短い車間距離で新たに
先行車として認識した場合に、自車を減速させずに車間
距離をその目標値までスムーズに変えるようにした先行
車追従制御装置を提供することにある。
【０００５】
（１） 請求項１の発明は、自車速を検出する自車速検
出手段と、先行車との車間距離を検出する車間距離検出
手段と、先行車と自車の相対速度を検出する相対速度検
出手段と、目標車間距離、車間距離検出値および相対速
度検出値に基づいて車間距離を目標車間距離とするため
の目標車速を演算する目標車速演算手段と、自車速検出
値が目標車速となるように駆動装置、変速装置および制
動装置を制御する車速制御手段とを備えた先行車追従制
御装置であって、目標車速演算手段は、自車速検出値よ
りも速い車両を目標車間距離よりも短い車間距離で新た
に先行車として認識した場合に、自車を減速させずに車
間距離を目標車間距離とするための目標車速を演算す
る。 （２） 請求項２の先行車追従制御装置は、目標車速演
算手段によって、目標車間距離と車間距離検出値との偏
差に第１のゲインを乗じた値と、相対速度検出値に第２
のゲインを乗じた値との線形結合を含む形で目標車速を
演算するようにしたものである。 （３） 請求項３の先行車追従制御装置は、目標車速演
算手段によって、自車速検出値よりも速い車両を目標車
間距離よりも短い車間距離で新たに先行車として認識し
た場合は、先行車追従制御の応答特性が遅くなるように
第１のゲインおよび第２のゲインを変更するようにした
ものである。 （４） 請求項４の先行車追従制御装置は、目標車速演
算手段によって、自車速検出値よりも速い車両を目標車
間距離よりも短い車間距離で新たに先行車として認識
し、第１のゲインおよび第２のゲインを変更した場合
に、車間距離と目標車間距離との偏差が所定値以下にな
ったら第１のゲインおよび第２のゲインを元の値に戻す
ようにしたものである。
出手段と、先行車との車間距離を検出する車間距離検出
手段と、先行車と自車の相対速度を検出する相対速度検
出手段と、目標車間距離、車間距離検出値および相対速
度検出値に基づいて車間距離を目標車間距離とするため
の目標車速を演算する目標車速演算手段と、自車速検出
値が目標車速となるように駆動装置、変速装置および制
動装置を制御する車速制御手段とを備えた先行車追従制
御装置であって、目標車速演算手段は、自車速検出値よ
りも速い車両を目標車間距離よりも短い車間距離で新た
に先行車として認識した場合に、自車を減速させずに車
間距離を目標車間距離とするための目標車速を演算す
る。 （２） 請求項２の先行車追従制御装置は、目標車速演
算手段によって、目標車間距離と車間距離検出値との偏
差に第１のゲインを乗じた値と、相対速度検出値に第２
のゲインを乗じた値との線形結合を含む形で目標車速を
演算するようにしたものである。 （３） 請求項３の先行車追従制御装置は、目標車速演
算手段によって、自車速検出値よりも速い車両を目標車
間距離よりも短い車間距離で新たに先行車として認識し
た場合は、先行車追従制御の応答特性が遅くなるように
第１のゲインおよび第２のゲインを変更するようにした
ものである。 （４） 請求項４の先行車追従制御装置は、目標車速演
算手段によって、自車速検出値よりも速い車両を目標車
間距離よりも短い車間距離で新たに先行車として認識
し、第１のゲインおよび第２のゲインを変更した場合
に、車間距離と目標車間距離との偏差が所定値以下にな
ったら第１のゲインおよび第２のゲインを元の値に戻す
ようにしたものである。
【０００６】
（１） 請求項１の発明によれば、自車速検出値よりも
速い車両を目標車間距離よりも短い車間距離で新たに先
行車として認識した場合に、自車を減速させずに車間距
離を目標車間距離までスムーズに変えることができ、先
行車変更時に乗員に違和感を与えるようなことがない。 （２） 請求項２の発明によれば、請求項１の効果に加
え、先行車との相対速度を考慮した目標車速を算出で
き、追従過程における相対速度が過大または過小になる
ようなことがなく、車間距離をその目標値に収束させる
ことができる。また、簡単な制御系の構成で実現でき、
チューニング工数を削減できる上に、チューニング結果
が調整者の個人差により影響を受けない。 （３） 請求項３の発明によれば、請求項１と同様な効
果が得られる。 （４） 請求項４の発明によれば、追従制御の応答特性
を遅くしたままにすると、先行車が減速した時や先行車
と自車との間に他車が割り込んできた時などに応答（減
速）が遅くなり過ぎるおそれがあるが、車間距離偏差が
所定値以下になったら追従制御の応答特性を元の速い応
答に戻すので、先行車追従制御の応答特性を遅くするこ
とによる不具合を避けることができる。
速い車両を目標車間距離よりも短い車間距離で新たに先
行車として認識した場合に、自車を減速させずに車間距
離を目標車間距離までスムーズに変えることができ、先
行車変更時に乗員に違和感を与えるようなことがない。 （２） 請求項２の発明によれば、請求項１の効果に加
え、先行車との相対速度を考慮した目標車速を算出で
き、追従過程における相対速度が過大または過小になる
ようなことがなく、車間距離をその目標値に収束させる
ことができる。また、簡単な制御系の構成で実現でき、
チューニング工数を削減できる上に、チューニング結果
が調整者の個人差により影響を受けない。 （３） 請求項３の発明によれば、請求項１と同様な効
果が得られる。 （４） 請求項４の発明によれば、追従制御の応答特性
を遅くしたままにすると、先行車が減速した時や先行車
と自車との間に他車が割り込んできた時などに応答（減
速）が遅くなり過ぎるおそれがあるが、車間距離偏差が
所定値以下になったら追従制御の応答特性を元の速い応
答に戻すので、先行車追従制御の応答特性を遅くするこ
とによる不具合を避けることができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】図１は一実施の形態の構成を示す
図である。車間距離センサーヘッド１は、レーザー光を
掃射して先行車からの反射光を受光するレーダー方式の
センサーヘッドである。なお、電波や超音波を利用して
車間距離を計測してもよい。車速センサー２は変速機の
出力軸に取り付けられ、その回転速度に応じた周期のパ
ルス列を出力する。スロットルアクチュエータ３は、ス
ロットル開度信号に応じてスロットルバルブを開閉し、
エンジンの吸入空気量を変えてエンジン出力を調節す
る。自動変速機４は、車速とスロットル開度に応じて変
速比を変える。制動装置６は車両に制動力を発生させる
装置である。
図である。車間距離センサーヘッド１は、レーザー光を
掃射して先行車からの反射光を受光するレーダー方式の
センサーヘッドである。なお、電波や超音波を利用して
車間距離を計測してもよい。車速センサー２は変速機の
出力軸に取り付けられ、その回転速度に応じた周期のパ
ルス列を出力する。スロットルアクチュエータ３は、ス
ロットル開度信号に応じてスロットルバルブを開閉し、
エンジンの吸入空気量を変えてエンジン出力を調節す
る。自動変速機４は、車速とスロットル開度に応じて変
速比を変える。制動装置６は車両に制動力を発生させる
装置である。
【０００８】追従制御コントローラー５はマイクロコン
ピュータとその周辺部品を備え、車間距離と車速の検出
値に基づいて目標車速を求め、スロットルアクチュエー
タ３、自動変速機４および制動装置６を制御する。
ピュータとその周辺部品を備え、車間距離と車速の検出
値に基づいて目標車速を求め、スロットルアクチュエー
タ３、自動変速機４および制動装置６を制御する。
【０００９】追従制御コントローラー５は、マイクロコ
ンピュータのソフトウエア形態により図２に示す制御ブ
ロック１１、２１、５０、５１を構成する。測距信号処
理部１１は、車間距離センサーヘッド１によりレーザー
光を掃射してから先行車の反射光を受光するまでの時間
を計測し、先行車との車間距離を演算する。なお、前方
に複数の先行車がいる場合は追従すべき先行車を特定し
て車間距離を演算する。この先行車の選択方法について
はすでに公知であるから説明を省略する。車速信号処理
部２１は、車速センサー２からの車速パルスの周期を計
測し、自車両の速度を検出する。
ンピュータのソフトウエア形態により図２に示す制御ブ
ロック１１、２１、５０、５１を構成する。測距信号処
理部１１は、車間距離センサーヘッド１によりレーザー
光を掃射してから先行車の反射光を受光するまでの時間
を計測し、先行車との車間距離を演算する。なお、前方
に複数の先行車がいる場合は追従すべき先行車を特定し
て車間距離を演算する。この先行車の選択方法について
はすでに公知であるから説明を省略する。車速信号処理
部２１は、車速センサー２からの車速パルスの周期を計
測し、自車両の速度を検出する。
【００１０】先行車追従制御部５０は、相対速度演算部
５０１、車間距離制御部５０２および目標車間距離設定
部５０３を備え、車間距離Ｌと自車速Ｖとに基づいて目
標車間距離Ｌ*と目標車速Ｖ*を演算する。相対速度演算
部５０１は、測距信号処理部１１により検出された車間
距離Ｌに基づいて先行車との相対速度ΔＶを演算する。
車間距離制御部５０２は、相対速度ΔＶを考慮して車間
距離Ｌを目標車間距離Ｌ*に一致させるための目標車速
Ｖ*を演算する。目標車間距離設定部５０３は、先行車
の車速Ｖtまたは自車速Ｖに応じた目標車間距離Ｌ*を設
定する。
５０１、車間距離制御部５０２および目標車間距離設定
部５０３を備え、車間距離Ｌと自車速Ｖとに基づいて目
標車間距離Ｌ*と目標車速Ｖ*を演算する。相対速度演算
部５０１は、測距信号処理部１１により検出された車間
距離Ｌに基づいて先行車との相対速度ΔＶを演算する。
車間距離制御部５０２は、相対速度ΔＶを考慮して車間
距離Ｌを目標車間距離Ｌ*に一致させるための目標車速
Ｖ*を演算する。目標車間距離設定部５０３は、先行車
の車速Ｖtまたは自車速Ｖに応じた目標車間距離Ｌ*を設
定する。
【００１１】また、車速制御部５１は、自車速Ｖが目標
車速Ｖ*となるようにスロットルアクチュエータ３のス
ロットル開度と、自動変速機４の変速比と、制動装置６
の制動力を制御する。
車速Ｖ*となるようにスロットルアクチュエータ３のス
ロットル開度と、自動変速機４の変速比と、制動装置６
の制動力を制御する。
【００１２】図３〜図７により、測距信号処理部１１と
先行車追従制御部５０の詳細を説明する。まず、先行車
との相対速度の演算方法について説明する。相対速度Δ
Ｖは、図３、図４に示すように、測距信号処理部１１で
演算された先行車までの車間距離Ｌを入力とし、バンド
パスフィルターあるいはハイパスフィルターを用いて近
似的に求めることができる。例えば、バンドパスフィル
ターは数式１に示す伝達関数で実現できる。
先行車追従制御部５０の詳細を説明する。まず、先行車
との相対速度の演算方法について説明する。相対速度Δ
Ｖは、図３、図４に示すように、測距信号処理部１１で
演算された先行車までの車間距離Ｌを入力とし、バンド
パスフィルターあるいはハイパスフィルターを用いて近
似的に求めることができる。例えば、バンドパスフィル
ターは数式１に示す伝達関数で実現できる。
【数１】Ｆ（ｓ）＝ωc2ｓ／（ｓ2＋２ζωcｓ＋ωc2） ただし、ωc＝２πｆc、ｓはラプラス演算子である。数
式１のフィルター伝達関数の分母のカットオフ周波数ｆ
cは、車間距離Ｌに含まれるノイズ成分の大きさと、短
周期の車体前後Ｇ変動の許容値より決定する。
式１のフィルター伝達関数の分母のカットオフ周波数ｆ
cは、車間距離Ｌに含まれるノイズ成分の大きさと、短
周期の車体前後Ｇ変動の許容値より決定する。
【００１３】次に、車間距離を目標車間距離に保ちつ
つ、先行車に追従するための制御則について説明する。
基本的な制御系の構成は、図２に示すように先行車追従
制御部５０と車速制御部５１をそれぞれ独立に備える。
先行車追従制御部５０の出力は目標車速（車速指令値）
Ｖ*であり、車間距離を直接に制御する構成としていな
い。
つ、先行車に追従するための制御則について説明する。
基本的な制御系の構成は、図２に示すように先行車追従
制御部５０と車速制御部５１をそれぞれ独立に備える。
先行車追従制御部５０の出力は目標車速（車速指令値）
Ｖ*であり、車間距離を直接に制御する構成としていな
い。
【００１４】先行車追従制御部５０の車間距離制御部５
０２は、車間距離Ｌと相対速度ΔＶとに基づいて、車間
距離Ｌを目標値Ｌ*に保ちながら先行車に追従走行する
ための目標車速Ｖ*を演算する。具体的には、図５に示
すように、目標車間距離Ｌ*と実車間距離Ｌとの偏差
（Ｌ*−Ｌ）に制御ゲインｆdを掛けたものと、相対速度
ΔＶに制御ゲインｆvを掛けたものの線形結合を含む構
成で算出する。
０２は、車間距離Ｌと相対速度ΔＶとに基づいて、車間
距離Ｌを目標値Ｌ*に保ちながら先行車に追従走行する
ための目標車速Ｖ*を演算する。具体的には、図５に示
すように、目標車間距離Ｌ*と実車間距離Ｌとの偏差
（Ｌ*−Ｌ）に制御ゲインｆdを掛けたものと、相対速度
ΔＶに制御ゲインｆvを掛けたものの線形結合を含む構
成で算出する。
【数２】ΔＶ*＝ｆd（Ｌ*−Ｌ）＋ｆv・ΔＶ， Ｖ*＝ＶT−ΔＶ* ここで、ＶTは先行車の車速である。制御ゲインｆdおよ
びｆvは、先行車に対する追従制御性能を決めるパラメ
ーターである。このシステムは２個の目標値（車間距離
と相対速度）を１個の入力（目標車速）で制御する１入
力２出力系であることから、制御法として状態フィード
バック（レギュレーター）を用いて制御系を設計する。
びｆvは、先行車に対する追従制御性能を決めるパラメ
ーターである。このシステムは２個の目標値（車間距離
と相対速度）を１個の入力（目標車速）で制御する１入
力２出力系であることから、制御法として状態フィード
バック（レギュレーター）を用いて制御系を設計する。
【００１５】以下、制御系設計の手順を説明する。シス
テムの状態変数ｘ1、ｘ2を次式で定義する。
テムの状態変数ｘ1、ｘ2を次式で定義する。
【数３】ｘ1＝ＶT−Ｖ， ｘ2＝Ｌ*−Ｌ また、制御入力（コントローラーの出力）をΔＶ*とし
て次式で定義する。
て次式で定義する。
【数４】ΔＶ*＝ＶT−Ｖ* 車間距離Ｌは次式で与えられる。
【数５】Ｌ＝∫（ＶT−Ｖ）ｄｔ＋Ｌｏ
【００１６】車速サーボ系は線形伝達関数、例えば次式
のように目標車速Ｖ*に対して実車速Ｖが一時遅れで近
似的に表現できる。
のように目標車速Ｖ*に対して実車速Ｖが一時遅れで近
似的に表現できる。
【数６】 先行車車速ＶTを一定と仮定すると、数式３、４および
６より、
６より、
【数７】 さらに、目標車間距離Ｌ*を一定とすると、数式３およ
び５より、
び５より、
【数８】ｘ2＝−（ＶT−Ｖ）＝−ｘ1 したがって、システムの状態方程式は以下のように記述
できる。
できる。
【数９】
【００１７】制御入力ｕを次式で与える。
【数１０】ｕ＝ＦＸ， Ｆ＝［ｆv ｆd］ 状態フィードバックが施された全体システムの状態方程
式は次式で表わされる。
式は次式で表わされる。
【数１１】 Ａ’＝Ａ＋ＢＦとすると、
【数１２】 したがって、全体システムの特性方程式は次のように導
かれる。
かれる。
【数１３】
【００１８】車速制御部の車速サーボ系は近似的に線形
伝達関数で表現でき、この伝達特性に基づき車間距離Ｌ
が目標値Ｌ*へ、相対速度ΔＶが０へそれぞれ収束する
収束特性が設計者の意図する特性となるように制御ゲイ
ンｆd、ｆvを設定する。例えば、車速サーボ系の時定数
τvを０．５（sec）、極配置法により先行車追従制御系
の極（目標値）を−０．１４±０．１４ｊ（ωn＝０．
２、ζ＝０．７）とおくと、制御ゲインｆd、ｆvは次の
ようになる。
伝達関数で表現でき、この伝達特性に基づき車間距離Ｌ
が目標値Ｌ*へ、相対速度ΔＶが０へそれぞれ収束する
収束特性が設計者の意図する特性となるように制御ゲイ
ンｆd、ｆvを設定する。例えば、車速サーボ系の時定数
τvを０．５（sec）、極配置法により先行車追従制御系
の極（目標値）を−０．１４±０．１４ｊ（ωn＝０．
２、ζ＝０．７）とおくと、制御ゲインｆd、ｆvは次の
ようになる。
【数１４】ｓ2＋２ζωnｓ＋ωn2＝ｓ2＋０．２８ｓ＋
０．０４＝０ 数式１３、１４により、
０．０４＝０ 数式１３、１４により、
【数１５】 （１−ｆv）／τv＝２−２・ｆv＝０．２８， ｆd／τv＝２・ｆd＝０．０４ したがって、制御ゲインｆd、ｆvは次のように求まる。
【数１６】ｆv＝０．８６， ｆd＝０．０２
【００１９】この実施の形態では、相対速度ΔＶが先行
車と自車の車速差であることから、先行車車速ＶTを自
車速Ｖと車間距離データから得られた相対速度ΔＶを用
いて算出する（図６参照）。
車と自車の車速差であることから、先行車車速ＶTを自
車速Ｖと車間距離データから得られた相対速度ΔＶを用
いて算出する（図６参照）。
【数１７】ＶT＝Ｖ＋ΔＶ したがって、この場合の目標車速Ｖ*は数式２および１
７から次のようになる。
７から次のようになる。
【数１８】Ｖ*＝Ｖ−ｆd（Ｌ*−Ｌ）＋（１−ｆv）ΔＶ
【００２０】一方、目標車間距離Ｌ*は接近警報などで
用いられる車間時間という概念を用いて設定してもよい
が、ここでは制御の収束性にまったく影響を及ぼさない
という観点から先行車の車速ＶTの関数とする。数式１
７で定義した先行車の車速ＶTを用いて、
用いられる車間時間という概念を用いて設定してもよい
が、ここでは制御の収束性にまったく影響を及ぼさない
という観点から先行車の車速ＶTの関数とする。数式１
７で定義した先行車の車速ＶTを用いて、
【数１９】Ｌ*＝ａ・ＶT＋Ｌｏ＝ａ（Ｖ＋ΔＶ）＋Ｌｏ と設定する。ここで、Ｌｏは車間距離の初期値である。
あるいは、先行車の車速ＶTを自車速Ｖと相対速度ΔＶ
から演算した値を用いると、相対速度検出値に重畳され
るノイズの影響を受けるため、図７に示すように自車速
Ｖの関数とする。例えば、次式に示すように設定する。
あるいは、先行車の車速ＶTを自車速Ｖと相対速度ΔＶ
から演算した値を用いると、相対速度検出値に重畳され
るノイズの影響を受けるため、図７に示すように自車速
Ｖの関数とする。例えば、次式に示すように設定する。
【数２０】Ｌ*＝ａ・Ｖ＋Ｌｏ
【００２１】図８は一実施の形態の先行車追従制御を示
すフローチャートである。追従制御コントローラー５は
所定の時間間隔でこの制御を実行する。ステップ１にお
いて、割り込み／車線変更などによって先行車が変った
かどうかを判断する。先行車変更の場合はステップ２へ
進み、先行車車速ＶTと自車速Ｖの比較を行なう。先行
車車速ＶTが速い場合はステップ３へ進み、通常の制御
ゲインｆd、ｆvで演算した結果が減速を必要とするかど
うか、すなわち算出した目標車速Ｖ*が現在の自車速Ｖ
より小さいかどうかを判断する。減速する場合にはステ
ップ４へ進み、制御ゲインｆd、ｆvを変更するフラグを
セットする。一方、減速しない場合には制御ゲインｆ
d、ｆvを変更せず、ステップ１０へ進む。
すフローチャートである。追従制御コントローラー５は
所定の時間間隔でこの制御を実行する。ステップ１にお
いて、割り込み／車線変更などによって先行車が変った
かどうかを判断する。先行車変更の場合はステップ２へ
進み、先行車車速ＶTと自車速Ｖの比較を行なう。先行
車車速ＶTが速い場合はステップ３へ進み、通常の制御
ゲインｆd、ｆvで演算した結果が減速を必要とするかど
うか、すなわち算出した目標車速Ｖ*が現在の自車速Ｖ
より小さいかどうかを判断する。減速する場合にはステ
ップ４へ進み、制御ゲインｆd、ｆvを変更するフラグを
セットする。一方、減速しない場合には制御ゲインｆ
d、ｆvを変更せず、ステップ１０へ進む。
【００２２】ステップ２で自車速Ｖが先行車車速ＶTよ
り速い場合は、ステップ５で制御ゲイン変更フラグの状
態を確認する。ゲイン変更フラグがセットされている場
合はステップ６へ進み、ゲイン変更フラグをクリヤす
る。すなわち、自車速Ｖが先行車車速ＶTより速い場合
は制御ゲインを変更しない。
り速い場合は、ステップ５で制御ゲイン変更フラグの状
態を確認する。ゲイン変更フラグがセットされている場
合はステップ６へ進み、ゲイン変更フラグをクリヤす
る。すなわち、自車速Ｖが先行車車速ＶTより速い場合
は制御ゲインを変更しない。
【００２３】ステップ１で追従している先行車が変更さ
れなかった場合には、ステップ７でゲイン変更フラグの
状態を確認する。ゲイン変更フラグがセットされている
場合はステップ８へ進み、現在の車間距離Ｌが目標車間
距離Ｌ*の１／２に達したかどうかを確認する。車間距
離Ｌが目標車間距離Ｌ*の１／２に達した場合はステッ
プ９へ進み、ゲイン変更フラグをクリヤする。これによ
り、遅い応答となっていた制御ゲインが通常のゲインに
戻って応答が速くなるため、目標車間距離Ｌ*になるま
での時間が短縮され、先行車の車速ＶTが変った場合な
どの応答遅れが防止される。
れなかった場合には、ステップ７でゲイン変更フラグの
状態を確認する。ゲイン変更フラグがセットされている
場合はステップ８へ進み、現在の車間距離Ｌが目標車間
距離Ｌ*の１／２に達したかどうかを確認する。車間距
離Ｌが目標車間距離Ｌ*の１／２に達した場合はステッ
プ９へ進み、ゲイン変更フラグをクリヤする。これによ
り、遅い応答となっていた制御ゲインが通常のゲインに
戻って応答が速くなるため、目標車間距離Ｌ*になるま
での時間が短縮され、先行車の車速ＶTが変った場合な
どの応答遅れが防止される。
【００２４】ステップ１０において、これまでセットま
たはクリヤしたゲイン変更フラグの状態を確認する。ゲ
イン変更フラグがクリヤされている場合はステップ１１
へ進み、通常の制御ゲインｆd、ｆvを設定する。一方、
ゲイン変更フラグがセットされている場合はステップ１
２へ進み、遅い収束特性の制御ゲインｆd、ｆvを設定す
る。
たはクリヤしたゲイン変更フラグの状態を確認する。ゲ
イン変更フラグがクリヤされている場合はステップ１１
へ進み、通常の制御ゲインｆd、ｆvを設定する。一方、
ゲイン変更フラグがセットされている場合はステップ１
２へ進み、遅い収束特性の制御ゲインｆd、ｆvを設定す
る。
【００２５】次に、この実施の形態による実際の動作例
を説明する。今、通常の制御ゲインｆd、ｆvを用いて追
従制御を行なっている時に、車速変更などによって自車
より速い車両を目標車間距離より短い車間距離で新たに
先行車として認識した場合を想定する。目標応答ωn＝
０．５（rad/sec）、ζ＝１．０、車速サーボ系の時定
数τv＝０．５として、数式１４、１５と同様に制御ゲ
インｆd、ｆvを演算すると、ｆd＝０．１２５、ｆv＝
０．５となる。先行車車速ＶT＝１２０ｋｍ／ｈ、自車
速Ｖ＝１００ｋｍ／ｈ、目標車間距離Ｌ*＝５０ｍ、自
車より速い車両を目標車間距離より短い車間距離で新た
に先行車とした後の車間距離Ｌ＝１５ｍとすると、先行
車変更後の目標車速Ｖ*は数式１８により９４．３ｋｍ
／ｈとなり、自車より速い車両を目標車間距離より短い
車間距離で新たに先行車としたことにより、自車速Ｖが
１００ｋｍ／ｈから９４．３ｋｍ／ｈへ減速してしま
う。
を説明する。今、通常の制御ゲインｆd、ｆvを用いて追
従制御を行なっている時に、車速変更などによって自車
より速い車両を目標車間距離より短い車間距離で新たに
先行車として認識した場合を想定する。目標応答ωn＝
０．５（rad/sec）、ζ＝１．０、車速サーボ系の時定
数τv＝０．５として、数式１４、１５と同様に制御ゲ
インｆd、ｆvを演算すると、ｆd＝０．１２５、ｆv＝
０．５となる。先行車車速ＶT＝１２０ｋｍ／ｈ、自車
速Ｖ＝１００ｋｍ／ｈ、目標車間距離Ｌ*＝５０ｍ、自
車より速い車両を目標車間距離より短い車間距離で新た
に先行車とした後の車間距離Ｌ＝１５ｍとすると、先行
車変更後の目標車速Ｖ*は数式１８により９４．３ｋｍ
／ｈとなり、自車より速い車両を目標車間距離より短い
車間距離で新たに先行車としたことにより、自車速Ｖが
１００ｋｍ／ｈから９４．３ｋｍ／ｈへ減速してしま
う。
【００２６】そこで、この実施の形態では、自車より速
い車両を目標車間距離より短い車間距離で新たに先行車
として認識した場合に、制御ゲインｆd、ｆvを変更して
先行車追従制御の応答特性を遅くし、先行車変更後の減
速の発生をなくして乗員に違和感を与えないようにす
る。すなわち、先行車変更後に目標応答ωn＝０．３１
７（rad/sec）、ζ＝１．０、車速サーボ系の時定数τv
＝０．５とすると、制御ゲインはｆd＝０．０５０２、
ｆv＝０．６８３となる。この結果、自車より速い車両
を目標車間距離より短い車間距離で新たに先行車として
認識しても、数式１８による目標車速Ｖ*が１００ｋｍ
／ｈとなる。つまり、応答ωnを０．５から０．３１７
へ変更することによって、先行車変更後も減速せずに走
行することができる。
い車両を目標車間距離より短い車間距離で新たに先行車
として認識した場合に、制御ゲインｆd、ｆvを変更して
先行車追従制御の応答特性を遅くし、先行車変更後の減
速の発生をなくして乗員に違和感を与えないようにす
る。すなわち、先行車変更後に目標応答ωn＝０．３１
７（rad/sec）、ζ＝１．０、車速サーボ系の時定数τv
＝０．５とすると、制御ゲインはｆd＝０．０５０２、
ｆv＝０．６８３となる。この結果、自車より速い車両
を目標車間距離より短い車間距離で新たに先行車として
認識しても、数式１８による目標車速Ｖ*が１００ｋｍ
／ｈとなる。つまり、応答ωnを０．５から０．３１７
へ変更することによって、先行車変更後も減速せずに走
行することができる。
【００２７】この実施の形態では、先行車車速ＶT＝１
２０ｋｍ／ｈ、自車速Ｖ＝１００ｋｍ／ｈ、目標車間距
離Ｌ*＝５０ｍ、自車より速い車両を目標車間距離より
短い車間距離で新たに先行車とした後の車間距離Ｌ＝１
５ｍの場合に、減速が発生しないような応答ωnを設定
したので、先行車変更後の車間距離Ｌが１５ｍより短い
場合には減速が発生することになる。しかし、この場合
の減速は追従制御の応答特性を変更しない場合に比べて
緩やかであり、乗員に違和感を与える程度のものではな
い。なお、応答特性をより遅く設定することによって減
速が発生しないようにすることもでき、追従制御の応答
特性を変えることによって乗員の好みに応じた追従制御
特性とすることができる。
２０ｋｍ／ｈ、自車速Ｖ＝１００ｋｍ／ｈ、目標車間距
離Ｌ*＝５０ｍ、自車より速い車両を目標車間距離より
短い車間距離で新たに先行車とした後の車間距離Ｌ＝１
５ｍの場合に、減速が発生しないような応答ωnを設定
したので、先行車変更後の車間距離Ｌが１５ｍより短い
場合には減速が発生することになる。しかし、この場合
の減速は追従制御の応答特性を変更しない場合に比べて
緩やかであり、乗員に違和感を与える程度のものではな
い。なお、応答特性をより遅く設定することによって減
速が発生しないようにすることもでき、追従制御の応答
特性を変えることによって乗員の好みに応じた追従制御
特性とすることができる。
【００２８】ところが、追従制御の応答特性を遅くした
ままにすると、先行車が減速した時や先行車と自車との
間に他車が割り込んできた時などの応答（減速）が遅く
なり過ぎるおそれがある。そこで、車間距離Ｌが目標車
間距離Ｌ*の１／２になったら制御ゲインｆd、ｆvを変
更し、追従制御の応答特性を通常の応答特性に戻す。こ
れにより、先行車追従制御の応答特性を遅くすることに
よる不具合を避けることができる。
ままにすると、先行車が減速した時や先行車と自車との
間に他車が割り込んできた時などの応答（減速）が遅く
なり過ぎるおそれがある。そこで、車間距離Ｌが目標車
間距離Ｌ*の１／２になったら制御ゲインｆd、ｆvを変
更し、追従制御の応答特性を通常の応答特性に戻す。こ
れにより、先行車追従制御の応答特性を遅くすることに
よる不具合を避けることができる。
【００２９】図９、図１０はこの実施の形態のシミュレ
ーション結果を示す図であり、図９は追従制御の応答特
性を変更しない場合（従来装置と同様）を示し、図１０
は応答特性を変更する場合を示す。このシミュレーショ
ンは自車速１００ｋｍ／ｈ、車間距離５０ｍで追従走行
している状態から、自車速よりも速い車速１２０ｋｍ／
ｈで走行中の車両の後方１５ｍに車線変更した場合を想
定したものである。図９に示す追従制御の応答特性を変
更しない場合の制御定数は、目標応答ωn＝０．５（rad
/sec）、ζ＝１．０、車速サーボ系の時定数τv＝０．
５、フィードバックゲインｆd＝０．１２５、ｆv＝０．
５である。また、図１０に示す追従制御の応答特性を変
更する場合の、車線変更後の制御定数は、目標応答ωn
＝０．３１７（rad/sec）、ζ＝１．０、車速サーボ系
の時定数τv＝０．５、フィードバックゲインｆd＝０．
０５０２、ｆv＝０．６８３である。これらのシミュレ
ーション結果から、自車より速い車両を目標車間距離よ
り短い車間距離で新たに先行車として認識した場合に、
先行車変更後の追従制御の応答特性を変更することによ
って、先行車変更後も減速せずに変更後の先行車に追従
できることがわかる。
ーション結果を示す図であり、図９は追従制御の応答特
性を変更しない場合（従来装置と同様）を示し、図１０
は応答特性を変更する場合を示す。このシミュレーショ
ンは自車速１００ｋｍ／ｈ、車間距離５０ｍで追従走行
している状態から、自車速よりも速い車速１２０ｋｍ／
ｈで走行中の車両の後方１５ｍに車線変更した場合を想
定したものである。図９に示す追従制御の応答特性を変
更しない場合の制御定数は、目標応答ωn＝０．５（rad
/sec）、ζ＝１．０、車速サーボ系の時定数τv＝０．
５、フィードバックゲインｆd＝０．１２５、ｆv＝０．
５である。また、図１０に示す追従制御の応答特性を変
更する場合の、車線変更後の制御定数は、目標応答ωn
＝０．３１７（rad/sec）、ζ＝１．０、車速サーボ系
の時定数τv＝０．５、フィードバックゲインｆd＝０．
０５０２、ｆv＝０．６８３である。これらのシミュレ
ーション結果から、自車より速い車両を目標車間距離よ
り短い車間距離で新たに先行車として認識した場合に、
先行車変更後の追従制御の応答特性を変更することによ
って、先行車変更後も減速せずに変更後の先行車に追従
できることがわかる。
【００３０】このように、自車より速い車両を目標車間
距離より短い車間距離で新たに先行車として認識した場
合は、車間距離が目標値に収束する追従制御の応答特性
を通常の応答特性より遅く設定し、さらに車間距離と目
標車間距離との偏差が所定値以下になったら通常の応答
特性に戻すようにしたので、自車より速い車両を目標車
間距離より短い車間距離で新たに先行車とした場合で
も、いったん減速するようなことがなく、先行車変更後
の車間距離を目標値までスムーズに変えることができ
る。
距離より短い車間距離で新たに先行車として認識した場
合は、車間距離が目標値に収束する追従制御の応答特性
を通常の応答特性より遅く設定し、さらに車間距離と目
標車間距離との偏差が所定値以下になったら通常の応答
特性に戻すようにしたので、自車より速い車両を目標車
間距離より短い車間距離で新たに先行車とした場合で
も、いったん減速するようなことがなく、先行車変更後
の車間距離を目標値までスムーズに変えることができ
る。
【００３１】以上の一実施形態の構成において、車速セ
ンサー２および車速信号処理部２１が自車速検出手段
を、車間距離センサーヘッド１および測距信号処理部１
１が車間距離検出手段を、相対速度演算部５０１が相対
速度検出手段を、先行車追従制御部５０が目標車速演算
手段を、車速制御部５１が車速制御手段をそれぞれ構成
する。
ンサー２および車速信号処理部２１が自車速検出手段
を、車間距離センサーヘッド１および測距信号処理部１
１が車間距離検出手段を、相対速度演算部５０１が相対
速度検出手段を、先行車追従制御部５０が目標車速演算
手段を、車速制御部５１が車速制御手段をそれぞれ構成
する。
【図１】 一実施の形態の構成を示す図である。
【図２】 一実施の形態の制御系の構成を示すブロック
図である。
図である。
【図３】 測距信号処理部と先行車追従制御部の詳細を
説明するための図である。
説明するための図である。
【図４】 測距信号処理部と先行車追従制御部の詳細を
説明するための図である。
説明するための図である。
【図５】 測距信号処理部と先行車追従制御部の詳細を
説明するための図である。
説明するための図である。
【図６】 測距信号処理部と先行車追従制御部の詳細を
説明するための図である。
説明するための図である。
【図７】 測距信号処理部と先行車追従制御部の詳細を
説明するための図である。
説明するための図である。
【図８】 一実施の形態の先行車追従制御を示すフロー
チャートである。
チャートである。
【図９】 一実施の形態のシミュレーション結果を示す
図である。
図である。
【図１０】 一実施の形態のシミュレーション結果を示
す図である。
す図である。
１ 車間距離センサーヘッド ２ 車速センサー ３ スロットルアクチュエータ ４ 自動変速機 ５ 追従制御コントローラー ６ 制動装置 １１ 距離信号処理部 ２１ 車速信号処理部 ５０ 先行車追従制御部 ５１ 車速制御部 ５０１ 相対速度演算部 ５０２ 車間距離制御部 ５０３ 目標車間距離設定部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｇ０８Ｇ 1/16 Ｇ０８Ｇ 1/16 Ｅ
Claims (4)
- 【請求項１】 自車速を検出する自車速検出手段と、 先行車との車間距離を検出する車間距離検出手段と、 先行車と自車の相対速度を検出する相対速度検出手段
と、 目標車間距離、車間距離検出値および相対速度検出値に
基づいて車間距離を目標車間距離とするための目標車速
を演算する目標車速演算手段と、 自車速検出値が目標車速となるように駆動装置、変速装
置および制動装置を制御する車速制御手段とを備えた先
行車追従制御装置であって、 前記目標車速演算手段は、自車速検出値よりも速い車両
を目標車間距離よりも短い車間距離で新たに先行車とし
て認識した場合に、自車を減速させずに車間距離を目標
車間距離とするための目標車速を演算することを特徴と
する先行車追従制御装置。 - 【請求項２】 請求項１に記載の先行車追従制御装置に
おいて、 前記目標車速演算手段は、目標車間距離と車間距離検出
値との偏差に第１のゲインを乗じた値と、相対速度検出
値に第２のゲインを乗じた値との線形結合を含む形で目
標車速を演算することを特徴とする先行車追従制御装
置。 - 【請求項３】 請求項２に記載の先行車追従制御装置に
おいて、 前記目標車速演算手段は、自車速検出値よりも速い車両
を目標車間距離よりも短い車間距離で新たに先行車とし
て認識した場合は、先行車追従制御の応答特性が遅くな
るように前記第１のゲインおよび前記第２のゲインを変
更することを特徴とする先行車追従制御装置。 - 【請求項４】 請求項２または請求項３に記載の先行車
追従制御装置において、 前記目標車速演算手段は、自車速検出値よりも速い車両
を目標車間距離よりも短い車間距離で新たに先行車とし
て認識し、前記第１のゲインおよび前記第２のゲインを
変更した場合に、車間距離と目標車間距離との偏差が所
定値以下になったら前記第１のゲインおよび前記第２の
ゲインを元の値に戻すことを特徴とする先行車追従制御
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9178308A JPH1120503A (ja) | 1997-07-03 | 1997-07-03 | 先行車追従制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9178308A JPH1120503A (ja) | 1997-07-03 | 1997-07-03 | 先行車追従制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1120503A true JPH1120503A (ja) | 1999-01-26 |
Family
ID=16046213
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9178308A Pending JPH1120503A (ja) | 1997-07-03 | 1997-07-03 | 先行車追従制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1120503A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002541577A (ja) * | 1999-04-09 | 2002-12-03 | ローベルト ボッシュ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 車両の自動追従ガイド，特に自動渋滞追従ガイドシステム |
| JP2004276641A (ja) * | 2003-03-12 | 2004-10-07 | Nissan Motor Co Ltd | 先行車追従制御装置 |
| US6870468B2 (en) | 2002-09-27 | 2005-03-22 | Nissan Motor Co., Ltd. | Adaptive cruise speed controlling apparatus and method for automotive vehicle |
| US7272482B2 (en) | 2002-09-30 | 2007-09-18 | Nissan Motor Co., Ltd. | Preceding-vehicle following control system |
| JP2011225003A (ja) * | 2010-04-15 | 2011-11-10 | Isuzu Motors Ltd | 車間距離制御装置 |
| WO2019109691A1 (zh) * | 2017-12-04 | 2019-06-13 | 京东方科技集团股份有限公司 | 用于控制车辆行驶的装置、方法及处理器可读存储介质 |
-
1997
- 1997-07-03 JP JP9178308A patent/JPH1120503A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002541577A (ja) * | 1999-04-09 | 2002-12-03 | ローベルト ボッシュ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 車両の自動追従ガイド，特に自動渋滞追従ガイドシステム |
| US6870468B2 (en) | 2002-09-27 | 2005-03-22 | Nissan Motor Co., Ltd. | Adaptive cruise speed controlling apparatus and method for automotive vehicle |
| US7272482B2 (en) | 2002-09-30 | 2007-09-18 | Nissan Motor Co., Ltd. | Preceding-vehicle following control system |
| US7561955B2 (en) | 2002-09-30 | 2009-07-14 | Nissan Motor Co., Ltd. | Preceding-vehicle following control system |
| JP2004276641A (ja) * | 2003-03-12 | 2004-10-07 | Nissan Motor Co Ltd | 先行車追従制御装置 |
| JP2011225003A (ja) * | 2010-04-15 | 2011-11-10 | Isuzu Motors Ltd | 車間距離制御装置 |
| WO2019109691A1 (zh) * | 2017-12-04 | 2019-06-13 | 京东方科技集团股份有限公司 | 用于控制车辆行驶的装置、方法及处理器可读存储介质 |
| US11427198B2 (en) | 2017-12-04 | 2022-08-30 | Boe Technology Group Co., Ltd. | Device and method for controlling travel of vehicle, and processor-readable storage medium |
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