DE112019006874T5 - Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstandsregelvorrichtung - Google Patents

Abstract

Eine Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstandsregelvorrichtung (100) umfasst eine Verzögerungsabstands-Berechnungseinheit (103) und eine Verzögerungsabstands-Kompensationseinheit (107). In einer Fahrszene, in der sich die Geschwindigkeit eines vorausfahrenden Fahrzeugs LV ändert, wird ein aufgrund einer Verzögerung in einer Fahrzeuggeschwindigkeits-Regeleinheit (12) erzeugter Verzögerungsabstands-Abstand Ddelayberechnet, und, während ein Verzögerungsabstands-Kompensations-Fahrzeuggeschwindigkeitsbefehl VFF_delay* zur Kompensation des Verzögerungsabstands Ddelayfür einen Fahrzeuggeschwindigkeitsbefehl V* berücksichtigt wird, ein tatsächlicher Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand so geregelt wird, dass er mit einer Zielspur Dtrk* von einem Anfangswert des Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstands bis zum Erreichen eines Zielfahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstands übereinstimmt, der nach dem Beschleunigen/Verzögern des vorausfahrenden Fahrzeugs erhalten wird.

Description

• TECHNISCHES GEBIET
• Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstandsregelvorrichtung.
• STAND DER TECHNIK
• Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstandsregelvorrichtungen (Adaptive Cruise Control) sind Vorrichtungen, die das Fahren mit Konstantgeschwindigkeit regeln und dabei den Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand zwischen einem vorausfahrenden Fahrzeug und einem eigenen Fahrzeug konstant halten. In jüngster Zeit wurde gefordert, nicht nur das Fahren unter Einhaltung des Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstandes zu einem vorausfahrenden Fahrzeug zu regeln, sondern das Fahren so zu regeln, dass es sich dem Empfinden des Fahrers in verschiedenen Fahrsituationen anpasst. Das Patentdokument 1 schlägt beispielsweise ein Verfahren vor, bei dem: eine zeitliche Änderung eines Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstands, die vorgenommen wird, bis der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand gegen einen Zielwert für den Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand konvergiert, durch einen Filter definiert wird; und eine Rückkopplungsregelung und eine Vorwärtsregelung verwendet werden, um eine Regelung für das Nachfahren eines vorausfahrenden Fahrzeugs durchzuführen. Das Patentdokument 1 beschreibt weiter, dass ein Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstandsregelsystem realisiert werden kann, das die Betriebscharakteristik eines Fahrers simuliert, indem Ansprechcharakteristiken (die Frequenz und der Dämpfungskoeffizient des Filters) des Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstandsregelsystems in Abhängigkeit von einer Zielfahrzeug-Intervallabweichung (die Abweichung zwischen einem erfassten Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstandswert und einem Zielfahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand) und einem erfassten Relativgeschwindigkeitswert eingestellt werden.
• ZITATLISTE
• Patentdokument
• Patentdokument 1: japanisches Patent-Nr. 3661495
• ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
• Durch die Erfindung zu lösende Probleme
• Eine Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstandsregelvorrichtung muss sich auch an Szenen anpassen, in denen die Geschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs variiert, z. B. an eine Szene, in der ein Nachfahren eines vorausfahrenden Fahrzeugs, das bis zum Stillstand abbremst, durchgeführt wird. In der oben beschriebenen Nachfahrszene verringert sich in Verbindung mit der Verzögerung des vorausfahrenden Fahrzeugs auch ein Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand. Daher muss die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstandsregelvorrichtung das Nachfahren des vorausfahrenden Fahrzeugs durch eine Kombination von „Beschleunigung zur Verkürzung des Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstands“ und „Verzögerung entsprechend der Verzögerung der Geschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs“ in Bezug auf den verringerten Ziel-Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand erreichen.
• Im Patentdokument 1 wird ein Fahrzeuggeschwindigkeitsbefehl gemäß der Summe von drei Termen erzeugt, d.h. Rückkopplungssteuerung (erster Term) und Vorwärtssteuerung (zweiter Term) für den Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand und die Geschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs (dritter Term), und eine Fahrzeuggeschwindigkeitssteuereinheit regelt eine eigene Fahrzeuggeschwindigkeit, die mit dem Fahrzeuggeschwindigkeitsbefehl übereinstimmen soll. Wenn also ein vorausfahrendes Fahrzeug abbremst, erzeugt der Term für die Vorwärtssteuerung, der der zweite Term ist, einen Befehl, um eine Beschleunigung zu bewirken, um ein Nachfahren des Ziel-Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstands zu erreichen, der sich in Verbindung mit der Abbremsung des vorausfahrenden Fahrzeugs verringert hat, und der Term für die Geschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs, der der dritte Term ist, erzeugt einen Befehl, um eine Abbremsung mit Nachfahren des vorausfahrenden Fahrzeugs zu bewirken. Für den Term für die Geschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs, der der dritte Term ist, wird jedoch eine Reaktionsverzögerung in der Geschwindigkeitsregeleinheit des Fahrzeugs in einer nachfolgenden Stufe nicht berücksichtigt, und daher wird der Befehl basierend auf dem zweiten Term dominant. Wenn das vorausfahrende Fahrzeug abbremst, wird der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand kürzer als der Ziel-Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand, und es erfolgt eine Annäherung an das vorausfahrende Fahrzeug. Insbesondere wenn das vorausfahrende Fahrzeug abbremst, um anzuhalten, besteht die Sorge, dass eine Annäherung über einen Anhalteabstand hinaus, der ein Ziel-Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand zum Zeitpunkt des Anhaltens ist, zu einer Kollision mit dem vorausfahrenden Fahrzeug führt.
• Die vorliegende Offenbarung wurde gemacht, um die oben beschriebenen Probleme zu lösen, und ein Ziel der vorliegenden Offenbarung ist es, eine Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstandsregelvorrichtung bereitzustellen, die in einer Fahrszene, in der ein vorausfahrendes Fahrzeug abbremst, einen Ziel-Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand einhält, während sie eine Abbremsung mit Nachfahren einer Geschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs verursacht.
• Lösung der Probleme
• Eine Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstandsregelvorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung ist eine Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstandsregelvorrichtung, die eine Fahrzeuggeschwindigkeitsbefehl-Berechnungseinheit umfasst, die konfiguriert ist, um einen Fahrzeuggeschwindigkeitsbefehl für ein eigenes Fahrzeug auf der Basis eines Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstands zwischen dem eigenen Fahrzeug und einem vorausfahrenden Fahrzeug zu berechnen, einer Relativgeschwindigkeit zu dem vorausfahrenden Fahrzeug und einer Geschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs zu berechnen, wobei die Geschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs durch eine Fahrzeuggeschwindigkeits-Regeleinheit gemäß dem von der Fahrzeuggeschwindigkeitsbefehl-Berechnungseinheit berechneten Fahrzeuggeschwindigkeitsbefehl geregelt wird, so dass der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand geregelt wird. Die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstandsregelvorrichtung umfasst: eine Vorausfahrendes-Fahrzeug-Geschwindigkeits-Berechnungseinheit, die konfiguriert ist, um eine Geschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs auf der Basis der Geschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs und der Relativgeschwindigkeit zu dem vorausfahrenden Fahrzeug zu berechnen; eine Zielfahrzeug-Intervall-Einstelleinheit, die konfiguriert ist, um auf der Basis der Geschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs einen Zielfahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand einzustellen, der ein Zielwert ist, gemäß dem der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand geregelt wird; eine Verzögerungsabstands-Berechnungseinheit, die konfiguriert ist, um auf der Basis der Geschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs, die von der Vorausfahrendes-Fahrzeug-Geschwindigkeits-Berechnungseinheit berechnet wird, einen Verzögerungsabstand zu berechnen, der ein Variationsbetrag des Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstands ist, der auf einer Ansprechverzögerung in der Fahrzeuggeschwindigkeits-Regeleinheit basiert; eine Zielspur-Erzeugungseinheit, die einen ersten Filter umfasst, der konfiguriert ist, um eine Antwortcharakteristik von einem Anfangswert des Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstands bis zur Konvergenz zu dem Ziel-Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand zu definieren, und einen zweiten Filter, der konfiguriert ist, um eine Antwortcharakteristik zu definieren, bis der Verzögerungsabstand kompensiert und veranlasst wird, zu Null zu konvergieren, wobei die Zielspur-Erzeugungseinheit konfiguriert ist, um eine Zielspur zu erzeugen, die eine zeitliche Aufzeichnung des Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstands von dem Anfangswert des Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstands bis zur Ankunft an dem Ziel-Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand ist; eine FB-Regeleinheit, die konfiguriert ist, um einen rückgekoppelten Fahrzeuggeschwindigkeits-Befehl zu berechnen, indem der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand, die Relativgeschwindigkeit zu dem vorausfahrenden Fahrzeug und eine Abweichung von der Zielspur durch eine Verstärkung integriert werden; eine FF-Regeleinheit, die konfiguriert ist, um einen vorwärtsgekoppelten Fahrzeuggeschwindigkeits-Befehl zu berechnen, der dem Zielfahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand entspricht, indem eine Übertragungsfunktion der Antwortcharakteristik, die durch das erste Filter der Zielspur-Erzeugungseinheit definiert ist, und eine Übertragungsfunktion einer Antwortcharakteristik der Fahrzeuggeschwindigkeits-Berechnungseinheit verwendet werden; und eine Verzögerungsabstands-Kompensationseinheit, die konfiguriert ist, um einen Verzögerungsabstands-Kompensations-Fahrzeuggeschwindigkeits-Befehl zu berechnen, der dem Verzögerungsabstand entspricht, unter Verwendung einer Übertragungsfunktion der Antwortcharakteristik, die durch das zweite Filter der Zielspur-Erzeugungseinheit definiert ist, und der Übertragungsfunktion der Antwortcharakteristik der Fahrzeuggeschwindigkeits-Regeleinheit. Die Fahrzeuggeschwindigkeitsbefehl-Berechnungseinheit berechnet den Fahrzeuggeschwindigkeitsbefehl auf der Grundlage der Geschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs, des rückgekoppelten Fahrzeuggeschwindigkeitsbefehls, des vorwärtsgekoppelten Fahrzeuggeschwindigkeitsbefehls und des Verzögerungsabstandsausgleichs-Fahrzeuggeschwindigkeitsbefehls.
• Wirkung der Erfindung
• In der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstandsregelvorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung wird in einer Fahrszene, in der ein Nachfahren des vorausfahrenden Fahrzeugs durchgeführt wird, die Zielspur, die die zeitliche Aufzeichnung des Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstands vom Anfangswert des Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstands vom vorausfahrenden Fahrzeug bis zum Erreichen des Zielfahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstands definiert, der nach der Änderung der Geschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs erhalten wird, erzeugt, und die Regelung wird so durchgeführt, dass die erzeugte Zielspur und der tatsächliche Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand miteinander übereinstimmen. Somit ist es möglich, eine Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstandsregelvorrichtung bereitzustellen, die einen Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand auch in einer Szene einhalten kann, in der ein vorausfahrendes Fahrzeug abbremst.
• Figurenliste
• [1] 1 ist ein Funktionsblockdiagramm, das die Konfiguration einer Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstandsregelvorrichtung gemäß Ausführungsform 1 zeigt.
• [2] 2 ist ein Steuerblockdiagramm, das eine Konfiguration einer Verzögerungsabstands-Berechnungseinheit gemäß Ausführungsform 1 zeigt.
• [3] 3 ist ein Steuerblockdiagramm, das eine Konfiguration einer Zielspurerzeugungseinheit gemäß Ausführungsform 1 zeigt.
• [4] 4 ist ein Steuerblockdiagramm, das eine Konfiguration einer FF-Steuereinheit gemäß Ausführungsform 1 zeigt.
• [5] 5 ist ein Steuerblockdiagramm, das eine Konfiguration einer Verzögerungsabstands-Kompensationseinheit gemäß Ausführungsform 1 zeigt.
• [6] 6 ist ein Blockdiagramm, das eine Hardware-Konfiguration der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstandsregelvorrichtung gemäß Ausführungsform 1 darstellt.
• [7] 7 ist ein Blockdiagramm, das eine Hardware-Konfiguration der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstandsregelvorrichtung gemäß Ausführungsform 1 zeigt.
• [8] 8 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für eine Fahrszene zeigt, in der die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstandsregelvorrichtung gemäß Ausführungsform 1 regeln soll.
• [9] 9 ist ein Diagramm, das Simulationsergebnisse in einem Vergleichsbeispiel von Ausführungsform 1 zeigt.
• [10] 10 ist ein Diagramm, das Simulationsergebnisse von Regelvorgängen durch die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstandsregelvorrichtung gemäß Ausführungsform 1 zeigt.
• [11] 11 ist ein Funktionsblockdiagramm, das eine Konfiguration einer Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstandsregelvorrichtung gemäß Ausführungsform 2 zeigt.
• [12] 12 ist ein Steuerblockdiagramm, das eine Konfiguration einer Verzögerungsabstands-Berechnungseinheit gemäß Ausführungsform 2 zeigt.
• [13] 13 ist ein Diagramm, das Simulationsergebnisse von Regelvorgängen durch die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstandsregelvorrichtung gemäß Ausführungsform 2 zeigt.
• [14] 14 ist ein Funktionsblockdiagramm, das eine Konfiguration einer Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstandsregelvorrichtung gemäß Ausführungsform 3 zeigt.
• [15] 15 ist ein Diagramm, das Simulationsergebnisse von Regelvorgängen durch die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstandsregelvorrichtung gemäß Ausführungsform 3 zeigt.
• [16] 16 ist ein Funktionsblockdiagramm, das eine Konfiguration einer Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstandsregelvorrichtung gemäß Ausführungsform 4 zeigt.
• [17] 17 ist ein Steuerblockdiagramm, das eine Konfiguration einer Zielspurerzeugungseinheit gemäß Ausführungsform 4 zeigt.
• [18] 18 ist ein Steuerblockdiagramm, das eine Konfiguration einer ersten FF-Steuereinheit gemäß Ausführungsform 4 zeigt.
• [19] 19 ist ein Steuerblockdiagramm, das eine Konfiguration einer zweiten FF-Steuereinheit gemäß Ausführungsform 4 zeigt.
• [20] 20 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für eine Fahrszene zeigt, in der die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstandsregelvorrichtung gemäß Ausführungsform 4 regeln soll.
• [21] 21 ist ein Diagramm, das ein weiteres Beispiel für eine Fahrszene zeigt, in der die Regelung durch die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstandsregelvorrichtung gemäß Ausführungsform 4 durchgeführt werden soll.
• [22] 22 ist ein Diagramm mit Simulationsergebnissen von Regelvorgängen durch die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstandsregelvorrichtung gemäß Ausführungsform 4.
• [23] 23 ist ein Diagramm, das Simulationsergebnisse von Regelvorgängen durch die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstandsregelvorrichtung gemäß Ausführungsform 4 zeigt.
• [24] 24 ist ein Funktionsblockdiagramm, das eine Konfiguration einer anderen Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstandsregelvorrichtung gemäß Ausführungsform 4 zeigt.
• [25] 25 ist ein Funktionsblockdiagramm, das eine Konfiguration einer anderen Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstandsregelvorrichtung gemäß Ausführungsform 4 zeigt.
• BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
• Nachfolgend werden die vorliegenden Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen sind gleiche oder korrespondierende Teile mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
• Ausführungsform 1
• Eine Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstandsregelvorrichtung gemäß Ausführungsform 1 wird unter Bezugnahme auf 1 bis 10 beschrieben.
• 1 ist ein Funktionsblockdiagramm, das eine Konfiguration der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstandsregelvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform 1 zeigt. Eine Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstandsregelvorrichtung 100 erzeugt auf der Grundlage eines Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstands D zwischen einem eigenen Fahrzeug und einem vorausfahrenden Fahrzeug und einer von einem Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstandssensor 10 erfassten Relativgeschwindigkeit dV zum vorausfahrenden Fahrzeug und einer eigenen Fahrzeuggeschwindigkeit (die Geschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs, im Folgenden als Eigenfahrzeuggeschwindigkeit bezeichnet) V, die von einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 11 erfasst wird, einen Fahrzeuggeschwindigkeits-Befehl V*, um eine Fahrt unter Einhaltung des Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstands zum vorausfahrenden Fahrzeug zu veranlassen, und gibt den Fahrzeuggeschwindigkeits-Befehl V* an eine Fahrzeuggeschwindigkeits-Regeleinheit 12 aus. Die Fahrzeuggeschwindigkeits-Regeleinheit 12 gibt an eine Fahrzeugantriebseinheit 13 einen Beschleunigungsgrad-Befehl oder einen Antriebsmoment-Befehl aus, so dass die eigene Fahrzeuggeschwindigkeit V an den Fahrzeuggeschwindigkeits-Befehl V* angepasst wird. Die Fahrzeugantriebseinheit 13 regelt einen Motor oder Antriebsmotor oder eine hydraulische Bremse entsprechend dem Beschleunigungsgradbefehl oder dem Antriebsmomentbefehl, um eine Bremskraft oder eine Antriebskraft auf das Fahrzeug aufzubringen.
• Wie in 1 gezeigt, umfasst die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstandsregelvorrichtung 100 eine Vorausfahrendes-Fahrzeug-Geschwindigkeits-Berechnungseinheit 101, eine Zielfahrzeug-Intervall-Einstellungseinheit 102, eine Verzögerungsabstands-Berechnungseinheit 103, eine Zielspur-Erzeugungseinheit 104, eine FB-Steuereinheit 105, eine FF-Steuereinheit 106, eine Verzögerungsabstands-Kompensationseinheit 107 und eine Fahrzeuggeschwindigkeitsbefehl-Berechnungseinheit 108.
• Der von dem Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstandssensor 10 erfasste Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand D zwischen dem eigenen Fahrzeug und dem vorausfahrenden Fahrzeug wird in die Zielspur-Erzeugungseinheit 104, die FB-Steuereinheit 105 und die FF-Steuereinheit 106 eingegeben. Die Relativgeschwindigkeit dV zum vorausfahrenden Fahrzeug wird in die Vorausfahrendes-Fahrzeug-Geschwindigkeits-Berechnungseinheit 101, die Zielspur-Erzeugungseinheit 104, die FB-Steuereinheit 105 und die FF-Steuereinheit 106 eingegeben.
• Die vom Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 11 erfasste Eigengeschwindigkeit V des Fahrzeugs wird in die Vorausfahrendes-Fahrzeug-Geschwindigkeits-Berechnungseinheit 101 und die Fahrzeuggeschwindigkeits-Berechnungseinheit 12 eingegeben.
• Die Vorausfahrendes-Fahrzeug-Geschwindigkeits-Berechnungseinheit 101 berechnet eine Vorausfahrendes-Fahrzeug-Geschwindigkeit (die Geschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs, im Folgenden als Vorausfahrendes-Fahrzeug-Geschwindigkeit bezeichnet) V_lead auf der Grundlage der Relativgeschwindigkeit dV zu dem vorausfahrenden Fahrzeug, die von dem Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstandssensor 10 erfasst wird, und der Eigengeschwindigkeit V, die von dem Fahrzeuggeschwindigkeits-Sensor 11 erfasst wird, und gibt die Vorausfahrendes-Fahrzeug-Geschwindigkeit V_lead an die Zielfahrzeug-Intervall-Einstelleinheit 102, die Verzögerungsabstands-Berechnungseinheit 103 und die Fahrzeuggeschwindigkeitsbefehl-Berechnungseinheit 108 aus.
• Die Zielfahrzeug-Intervall-Einstelleinheit 102 stellt einen Zielfahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand D* ein, der ein Zielwert für die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstandsregelung auf der Grundlage der Vorausfahrendes-Fahrzeug-Geschwindigkeits-Berechnungseinheit 101 eingegeben wird, und gibt den Zielfahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand D* an die Zielspur-Erzeugungseinheit 104 und die FF-Steuereinheit 106 aus.
• Die Verzögerungsabstands-Berechnungseinheit 103 berechnet einen Verzögerungsabstand D_delay (später beschrieben) auf der Basis der Vorausfahrendes-Fahrzeug-Geschwindigkeits-Berechnungseinheit V_lead und gibt den Verzögerungsabstand D_delay an die Zielspurerzeugungseinheit 104 und die Verzögerungsabstands-Kompensationseinheit 107 aus.
• Die Zielspur-Erzeugungseinheit 104 erzeugt auf der Grundlage des Zielfahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstands D* und des Verzögerungsabstands D_delay eine Zielspur D_trk*, die eine zeitliche Aufzeichnung ist, bis der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand D von einem Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstands-Ausgangswert D0, der ein Anfangswert davon ist, zum Zielfahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand D* konvergiert. Die Zielspur-Erzeugungseinheit 104 gibt die Zielspur D_trk* an die FB-Steuereinheit 105 aus.
• Die FB-Steuereinheit 105 erzeugt einen rückgekoppelten Fahrzeuggeschwindigkeitsbefehl VFB* auf der Grundlage des Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstands D, der Relativgeschwindigkeit dV und der Zielspur D_trk* und gibt den rückgekoppelten Fahrzeuggeschwindigkeitsbefehl VFB* an die Fahrzeuggeschwindigkeitsbefehl-Berechnungseinheit 108 aus.
• Die Fahrzeuggeschwindigkeitsbefehls-Berechnungseinheit 106 regelt auf der Basis des Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstands D, der Relativgeschwindigkeit dV und des Zielfahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstands D* einen Fahrzeuggeschwindigkeitsbefehl V_FF* und gibt den Fahrzeuggeschwindigkeitsbefehl V_FF* an die Fahrzeuggeschwindigkeitsbefehl-Berechnungseinheit 108 aus.
• Die Verzögerungsabstands-Kompensationseinheit 107 erzeugt einen Verzögerungsabstands-Kompensations-Fahrzeuggeschwindigkeitsbefehl V_{FF_delay}* auf der Basis des Verzögerungsabstands D_delay und gibt den Verzögerungsabstands-Kompensations-Fahrzeuggeschwindigkeitsbefehl V_{FF_delay}* an die Fahrzeuggeschwindigkeitsbefehl-Berechnungseinheit 108 aus.
• Die Fahrzeuggeschwindigkeitsbefehl-Berechnungseinheit 108 berechnet einen Fahrzeuggeschwindigkeitsbefehl V* auf der Grundlage der vorausfahrenden Fahrzeuggeschwindigkeit V_lead, des rückgekoppelten Fahrzeuggeschwindigkeitsbefehls V_FB*, des vorwärtsgekoppelten Fahrzeuggeschwindigkeitsbefehls V_FF* und des Verzögerungsabstands-Kompensations-Fahrzeuggeschwindigkeitsbefehls V_{FF_delay}* und gibt den Fahrzeuggeschwindigkeitsbefehl V* an die Fahrzeuggeschwindigkeits-Rechnungseinheit 12 aus.
• Als nächstes wird die Funktionsweise der einzelnen Komponenten der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstandsregelvorrichtung 100 im Detail beschrieben.
• In der Vorausfahrendes-Fahrzeug-Geschwindigkeits-Berechnungseinheit 101 kann die vorausfahrende Fahrzeug-Geschwindigkeit V_lead mit dem folgenden Ausdruck (1) erhalten werden, indem die Relativgeschwindigkeit dV und die eigene Fahrzeug-Geschwindigkeit V verwendet werden.
  [Mathematisch 1] $$V_{lead}=V+dV$$

  
• In der Zielfahrzeug-Intervall-Einstelleinheit 102 kann der Zielfahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand D* mit dem folgenden Ausdruck (2) unter Verwendung der Geschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs V_lead erhalten werden.
  [Mathematisch 2] $$D*={\tau }_{THW}\times V_{lead}+D_{stop}$$

  
• In dem oben beschriebenen Ausdruck (2) ist τ_THW ein Koeffizient und D_stop ein Offset, d. h. ein Ziel-Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand für den Fall, dass das vorausfahrende Fahrzeug angehalten wird. Als der Koeffizient τ_THW und der Offset D_stop werden eine Vielzahl von Wertekombinationen im Voraus vorbereitet, so dass: ein Fahrer einen Ziel-Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand aus einer Vielzahl von Fahrzeug-Intervall-Einstellungen auswählen kann, z.B. eine Vielzahl von Stufen wie Lang (langer Abstand), Mittel (mittlerer Abstand) und Kurz (kurzer Abstand); und eine entsprechende der Kombinationen eingestellt und in die Ziel-Fahrzeug-Intervall-Einstellungseinheit 102 der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstandsregelvorrichtung 100 eingegeben werden kann.
• Die Verzögerungsabstands-Berechnungseinheit 103 berechnet einen Verzögerungsabstand D_delay, indem sie die Geschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs V_lead verwendet. In der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstandsregelvorrichtung 100 erfährt das Nachfahren der eigenen Fahrzeuggeschwindigkeit eine Verzögerung gemäß einer Ansprechcharakteristik der Fahrzeuggeschwindigkeits-Regeleinheit 12, wenn z.B. der Fahrzeuggeschwindigkeits-Befehl V*=vorausfahrendes Fahrzeug V_lead eingestellt wird. Entsprechend variiert der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand. In der Verzögerungsabstands-Berechnungseinheit 103 wird der Verzögerungsabstand D_delay, der ein Abstandsänderungsbetrag basierend auf der Ansprechcharakteristik der Fahrzeuggeschwindigkeits-Regeleinheit 12 ist, mit dem folgenden Ausdruck (3) erhalten.
  [Mathematisch 3] $$D_{delay}=\frac{1}{s}\left(1-G_V\left(s\right)\right)V_{lead}$$

  
• In dem oben beschriebenen Ausdruck (3) stellt s einen Laplace-Operator dar (dasselbe gilt unten), 1/s stellt ein integrierendes Element dar, und die Übertragungsfunktion G_V(s) stellt die Antwortcharakteristik der Fahrzeuggeschwindigkeits-Regeleinheit 12 dar. In Ausdruck (3) wird eine gemäß der Ansprechcharakteristik GV(s) der Fahrzeuggeschwindigkeits-Regeleinheit 12 erzeugte Fahrzeuggeschwindigkeits-Differenz integriert, so dass sich ein Verzögerungsabstand D_delay ergibt.
• Die Antwortcharakteristik G_V(s) der Fahrzeuggeschwindigkeits-Regeleinheit 12 in dem oben beschriebenen Ausdruck (3) ist beispielsweise wie in dem folgenden Ausdruck (4) definiert. Ausdruck (4) ist eine Übertragungsfunktion erster Ordnung mit einer Zeitkonstante τ_V.
  [Mathematisch 4] $$G_V\left(s\right)=\frac{1}{{\tau }_{V}s+1}$$

  
• 2 ist ein Steuerblockdiagramm, das eine Konfiguration der Verzögerungsabstands-Berechnungseinheit 103 zeigt. Wie in 2 gezeigt, wird die Verzögerungsabstands-Berechnungseinheit 103 durch Verwendung der Übertragungsfunktion G_V(s) 1031 der Fahrzeuggeschwindigkeits-Regeleinheit 12 und eines Integrators 1/s 1032 dargestellt, der im mathematischen Ausdruck (4) angegeben ist. Die Geschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs V_lead wird in die Übertragungsfunktion G_V(s) 1031 eingegeben, und ein Ausgang des Integrators 1/s 1032, der V_lead-V_lead×G_V(s) erhalten hat, was die Differenz zwischen einem Ergebnis der Übertragungsfunktion G_V(s) 1031 und der Geschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs V_lead ist, ist der Verzögerungsabstand D_delay in dem oben beschriebenen Ausdruck (3) .
• Die Zielspurerzeugungseinheit 104 erzeugt mit Hilfe von Filtern eine Zielspur D_trk*. Wenn die Geschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs als konstant angenommen wird, kann die Zielspur D_trk* mit dem folgenden Ausdruck (5) unter Verwendung des Zielfahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstands D* und eines Filters F_d(S) erhalten werden.
  [Mathematisch 5] $$D_{trk}*=F_d\left(s\right)D*$$

  
• In dem oben beschriebenen Ausdruck (5) wird die Eingabe in den Filter F_d(S) als Schrittseingabe vom Anfangswert D₀ des Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstands D bis zum Zielfahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand D* festgelegt. Damit ist es möglich, eine zeitliche Aufzeichnung vom Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand-Anfangswert D₀ bis zur Konvergenz zum Zielfahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand D* zu erzeugen. Das Filter F_d(S) definiert eine Antwortcharakteristik als z.B. eine Übertragungsfunktion zweiter Ordnung aus einer Frequenz ω_d und einem Dämpfungskoeffizienten ζ_d entsprechend dem Zielfahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand D*, dargestellt im folgenden Ausdruck (6).
  [Mathematisch 6] $$F_d\left(s\right)=\frac{{\omega }_d{}^2}{s^2+2{\zeta }_d{\omega }_{d}s+{\omega }_d{}^2}$$

  
• Wenn die Geschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs variiert, muss der Verzögerungsabstand D_delay, der auf dem Ansprechverhalten der Fahrzeuggeschwindigkeits-Regeleinheit 12 basiert, berücksichtigt und kompensiert werden. Ein von der Zielspurerzeugungseinheit 104 unter Berücksichtigung der Variation der Geschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs durchgeführter Prozess ist in dem folgenden mathematischen Ausdruck (7) angegeben.
  [Mathematisch 7] $$D_{trk}*=F_d\left(s\right)D*+D_{delay}-F_{delay}\left(s\right)D_{delay}$$

  
• Der zweite Term des oben beschriebenen Ausdrucks (7) ist ein Abstandsänderungsbetrag, der durch den Verzögerungsabstand D_delay dargestellt wird, und der dritte Term davon ist ein Term zum Korrigieren des Verzögerungsabstands D_delay gemäß einer Ansprechcharakteristik eines Filters F_delay (s). In der gleichen Weise wie das Filter F_d(S) definiert das Filter F_delay(s) eine Ansprechcharakteristik als z.B. eine Übertragungsfunktion zweiter Ordnung einer Frequenz ω_delay und eines Dämpfungskoeffizienten ζ_delay entsprechend dem Verzögerungsabstand D_delay, in dem folgenden mathematischen Ausdruck (8).
  [Mathematisch 8] $$F_{delay}\left(s\right)=\frac{{\omega }_{delay}{}^2}{s^2+2{\zeta }_{delay}{\omega }_{delay}s+{\omega }_{delay}{}^2}$$

  
• 3 ist ein Steuerblockdiagramm, das eine Konfiguration der Zielspurerzeugungseinheit 104 zeigt. Wie in 3 gezeigt, wird die Zielspur-Erzeugungseinheit 104 durch die Verwendung des Filters F_d(S) 1041, das ein erster Filter ist, und des Filters F_delay(s) 1042, das ein zweiter Filter ist, ausgedrückt, der im mathematischen Ausdruck (7) angegeben ist. Zu diesem Zeitpunkt wird für den Filter F_d(S) 1041 der Eingang auf den Zielfahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand D* und der Anfangswert auf den Anfangswert D₀ des Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstands D gesetzt. Ferner werden für den Filter F_delay(s) 1042 sowohl der Eingang als auch der Anfangswert auf den Verzögerungsabstand D_delay gesetzt.
• Das heißt, es wird ein Prozess durch das Filter F_d(S) 1041 ausgeführt, so dass der Anfangswert D₀ des Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstands D zum Zielfahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand D* konvergiert, entsprechend der Antwortcharakteristik, die in der Übertragungsfunktion von Ausdruck (6) definiert und eingestellt wurde. Zusätzlich wird durch das Filter F_delay(s) 1042 ein Prozess ausgeführt, so dass der Verzögerungsabstand D_delay gemäß der in der Übertragungsfunktion von Ausdruck (8) definierten und eingestellten Antwortkennlinie zu Null wird. Die Prozesse werden von diesen beiden Filtern ausgeführt, wodurch eine Zielspur D_trk* erzeugt wird.
• Die FB-Steuereinheit 105 empfängt die von der Zielspur-Erzeugungseinheit 104 ausgegebene Zielspur D_trk* und regelt die Abweichung zwischen dem Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand D und der Zielspur D_trk* wie in dem folgenden Ausdruck (9) gezeigt. Folglich erzeugt die FB-Regeleinheit 105 einen rückgekoppelten Fahrzeuggeschwindigkeitsbefehl V_FB* und gibt den rückgekoppelten Fahrzeuggeschwindigkeitsbefehl V_FB* an die Fahrzeuggeschwindigkeitsbefehl-Berechnungseinheit 108 aus.
  [Mathematisch 9] $$V_{Fb}*=-\left(K_{dp}+s{K}_{dd}\right)\left(D_{trk}*-D\right)$$

  
• In dem oben beschriebenen Ausdruck (9) ist K_dp eine proportionale Verstärkung und Kdd eine derivative Verstärkung. Die Abweichung zwischen dem Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand D und der Zielspur D_trk* wird mit der Summe der beiden Verstärkungen multipliziert, wodurch ein rückgekoppelter Fahrzeuggeschwindigkeitsbefehl VFB* erzeugt wird.
• Wie im folgenden Ausdruck (10) ausgedrückt, empfängt die FF-Steuereinheit 106 den Zielfahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand D* und erzeugt einen vorwärtsgekoppelten Fahrzeuggeschwindigkeitsbefehl V_FF* unter Verwendung einer Übertragungsfunktion C_FF(s).
• [Mathematisch 10]
• Die Übertragungsfunktion C_FF(s) im oben beschriebenen Ausdruck (10) wird durch Verwendung des Filters F_d(S) der Zielspur-Erzeugungseinheit 104 und der von der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstandsregelvorrichtung 100 zu regelnden Übertragungsfunktion P(s) wie im folgenden Ausdruck (11) ausgedrückt.
  [Mathematisch 11] $$C_{FF}\left(s\right)=\frac{F_d\left(s\right)}{P\left(s\right)}$$

  
• Die Übertragungsfunktion P(s) in dem oben beschriebenen Ausdruck (11) wird wie in dem folgenden Ausdruck (12) ausgedrückt, indem die Übertragungsfunktion G_V(s) der Fahrzeuggeschwindigkeits-Regeleinheit 12 und ein negativer Integrator (-1/s) zur Berechnung eines Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstands aus der eigenen Fahrzeuggeschwindigkeit verwendet werden.
  [Mathematisch 12] $$P\left(s\right)=-\frac{G_V\left(s\right)}{s}$$

  
• Mit dem oben beschriebenen Ausdruck (11) und Ausdruck (12) wird die Übertragungsfunktion C_FF(s) der FF-Steuereinheit 106 wie in dem folgenden Ausdruck (13) ausgedrückt.
  [Mathematisch 13] $$C_{FF}\left(s\right)=-\frac{s{F}_d\left(s\right)}{G_V\left(s\right)}$$

  
• 4 ist ein Steuerblockdiagramm, das eine Konfiguration der FF-Steuereinheit 106 zeigt. Wie in 4 gezeigt, regelt die FF-Steuereinheit 106 unter Verwendung der in mathematischem Ausdruck (10) angegebenen Übertragungsfunktion C_FF(s) 1061. Zu diesem Zeitpunkt ist die Eingabe für die Übertragungsfunktion C_FF(s) 1061 der Zielfahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand D* und der Anfangswert ist der Anfangswert D₀ des Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstands D.
• Wie im folgenden mathematischen Ausdruck (14) ausgedrückt, berechnet die Verzögerungsabstands-Kompensationseinheit 107 einen Verzögerungsabstands-Kompensations-Fahrzeuggeschwindigkeitsbefehl V_{FF_delay}* unter Verwendung einer Übertragungsfunktion C_{FF_delay}(s). Es ist anzumerken, dass dieser Term die Funktion hat, durch die Ansprechcharakteristik des Filters F_delay(s) in Ausdruck (7) den Verzögerungsabstand D_delay aufzuheben, der der Abstandsänderungsbetrag basierend auf der Ansprechcharakteristik der Fahrzeuggeschwindigkeits-Regeleinheit 12 ist. Der Eingang zu diesem Term ist also der negative Wert des Verzögerungsabstands D_delay.
  [Mathematisch 14] $$V_{FF\_delay}*=C_{FF\_delay}\left(s\right)\left(-D_{delay}\right)$$

  
• Die Übertragungsfunktion C_{FF_delay}(s) in dem oben beschriebenen Ausdruck (14) wird durch Verwendung des Filters Fdelay(s) der Zielspur-Erzeugungseinheit 104 und der von der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstandsregelvorrichtung 100 zu regelnden Übertragungsfunktion P(s) wie in dem folgenden Ausdruck (15) ausgedrückt.
  [Mathematisch 15] $$C_{FF\_delay}\left(s\right)=\frac{F_{delay}\left(s\right)}{P\left(s\right)}$$

  
• Mit dem oben beschriebenen Ausdruck (12) und Ausdruck (15) wird die Übertragungsfunktion C_{FF_delay}(s) wie im folgenden Ausdruck (16) ausgedrückt.
  [Mathematisch 16] $$C_{FF\_delay}\left(s\right)=-\frac{s{F}_{delay}\left(s\right)}{G_V\left(s\right)}$$

  
• 5 ist ein Steuerblockdiagramm, das eine Konfiguration der Verzögerungsabstands-Kompensationseinheit 107 zeigt. Wie in 5 gezeigt, wird die Verzögerungsabstands-Kompensationseinheit 107 durch Verwendung der Übertragungsfunktion C_{FF_delay}(s) 1071 dargestellt, die im mathematischen Ausdruck (14) angegeben ist. Zu diesem Zeitpunkt werden für die Übertragungsfunktion C_{FF_delay}(s) 1071 sowohl der Eingang als auch der Anfangswert auf den Verzögerungsabstand D_delay gesetzt.
• Wie im folgenden Ausdruck (17) ausgedrückt, berechnet die Fahrzeuggeschwindigkeitsbefehl-Berechnungseinheit 108 einen Fahrzeuggeschwindigkeitsbefehl V* durch Summieren der vorausfahrenden Fahrzeuggeschwindigkeit V_lead, des rückgekoppelten Fahrzeuggeschwindigkeitsbefehls V_FB*, des vorwärtsgekoppelten Fahrzeuggeschwindigkeitsbefehls V_FF* und des Verzögerungsabstands-Kompensations-Fahrzeuggeschwindigkeitsbefehls V_{FF_delay}*, und gibt den Fahrzeuggeschwindigkeitsbefehl V* an die Fahrzeuggeschwindigkeits-Rechnungseinheit 12 aus.
  [Mathematisch 17] $$V*=V_{FB}{}^{*}+V_{FF}{}^{*}+V_{FF\_delay}{}^{*}+V_{lead}$$

  
• Jede Komponente der oben beschriebenen Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstandsregelvorrichtung 100 kann mit einem Computer implementiert werden, und die Funktion der Komponente kann durch Ausführen eines Programms durch den Computer implementiert werden. Insbesondere werden die Vorausfahrendes-Fahrzeug-Geschwindigkeits-Berechnungseinheit 101, die Verzögerungsabstands-Einstelleinheit 102, die Verzögerungsabstands-Berechnungseinheit 103, die Zielspur-Erzeugungseinheit 104, die FB-Steuereinheit 105, die FF-Steuereinheit 106, die Verzögerungsabstands-Kompensationseinheit 107 und die Fahrzeuggeschwindigkeitsbefehl-Berechnungseinheit 108 der in 1 dargestellten Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstandsregelvorrichtung 100 jeweils beispielsweise durch eine in 6 dargestellte Verarbeitungsschaltung 20 implementiert. Als Verarbeitungsschaltung 20 wird ein Prozessor, wie z. B. eine Zentraleinheit (CPU) oder ein digitaler Signalprozessor (DSP), verwendet. Die Verarbeitungsschaltung 20 führt ein in einer Speichervorrichtung gespeichertes Programm aus, um die Funktion einer entsprechenden der oben beschriebenen Komponenten zu implementieren.
• Es wird darauf hingewiesen, dass als Verarbeitungsschaltung 20 dedizierte Hardware verwendet werden kann. In dem Fall, in dem die Verarbeitungsschaltung 20 dedizierte Hardware ist, ist die Verarbeitungsschaltung 20 beispielsweise eine einzelne Schaltung, eine zusammengesetzte Schaltung, ein programmierter Prozessor, ein parallel programmierter Prozessor, eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASCI), ein feldprogrammierbares Gate-Array (FPGA) oder eine Kombination davon.
• 7 zeigt eine Hardware-Konfiguration für den Fall, dass jede der Vorausfahrendes-Fahrzeug-Geschwindigkeits-Berechnungseinheit 101, der Verzögerungsabstands-Einstelleinheit 102, der Verzögerungsabstands-Berechnungseinheit 103, der Zielspur-Erzeugungseinheit 104, der FB-Steuereinheit 105, der FF-Steuereinheit 106, der Verzögerungsabstands-Kompensationseinheit 107 und der Fahrzeuggeschwindigkeitsbefehl-Berechnungseinheit 108, die die Komponenten der in 1 dargestellten Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstandsregelvorrichtung 100 sind, mit einem Prozessor implementiert ist. In diesem Fall wird die Funktion jeder Komponente der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstandsregelvorrichtung 100 durch Kombination mit Software oder Ähnlichem (Software, Firmware oder Software und Firmware) implementiert. Die Software oder ähnliches wird als Programm geschrieben und in einem Speicher 22 gespeichert. Ein Prozessor 21, der als Verarbeitungsschaltung 20 fungiert, liest ein in dem Speicher 22 (Vorrichtung) gespeichertes Programm aus und führt es aus, um die Funktion der entsprechenden Komponente zu implementieren. Obwohl nicht dargestellt, umfasst der Speicher 22 eine flüchtige Speichervorrichtung, wie z. B. einen Direktzugriffsspeicher (RAM), und eine nichtflüchtige zusätzliche Speichervorrichtung, wie z. B. einen Flash-Speicher. Alternativ kann der Speicher 22 anstelle eines Flash-Speichers auch eine Festplatte als zusätzliche Vorrichtung umfassen. Der Prozessor 21 führt ein aus dem Speicher 22 eingegebenes Programm aus. In diesem Fall wird das Programm von der Hilfsspeichereinrichtung über die flüchtige Speichervorrichtung (elektrisch löschbarer, programmierbarer Festwertspeicher (EEPROM)) in den Prozessor 21 eingegeben. Außerdem kann der Prozessor 21 Daten, wie z. B. ein Berechnungsergebnis, an die flüchtige Speichervorrichtung des Speichers 22 ausgeben oder die Daten über die flüchtige Speichervorrichtung in der Hilfsspeichervorrichtung speichern.
• Als nächstes werden Regelvorgänge in einer laufenden Szene durch die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstandsregelvorrichtung 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform 1 anhand von Simulationsergebnissen beschrieben. 8 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für eine Fahrszene zeigt. Die Zeichnung zeigt ein Beispiel, in dem ein vorausfahrendes Fahrzeug LV aus einem Zustand abbremst, in dem ein eigenes Fahrzeug OV und das vorausfahrende Fahrzeug LV gleichmäßig fahren. In einem Anfangszustand wird die gleichmäßige Fahrt durchgeführt, während die Geschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs V=Geschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs V_lead=V0 und der Anfangswert D₀ des Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstands D=Zielfahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand D* erfüllt sind. Nachdem das vorausfahrende Fahrzeug verzögert und die Geschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs V_lead=V₁<V₀ erfüllt ist, wird die Geschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs V so geregelt, dass sie gleich der Geschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs V_lead=V₁ ist, die durch die Verzögerung erhalten wird, und der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand D wird so geregelt, dass er gleich einem Zielfahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand D* ist, der kleiner geworden ist als der im Ausgangszustand.
• 9 und 10 sind Diagramme, die Simulationsergebnisse in der laufenden Szene in 8 zeigen. 9 zeigt Ergebnisse in einem Vergleichsbeispiel, das einer konventionellen Technik entspricht. 10 zeigt Ergebnisse in der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstandsregelvorrichtung 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform. In 9 und 10 sind jeweils Simulationsergebnisse des Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstands (Dist.), der Geschwindigkeit (Vel.) und des Beschleunigungsgrads (Accel.) dargestellt. In der Zeichnung zeigt die erste Zeile zeitliche Änderungen des Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstands (Dist.) [m], die zweite und dritte Zeile zeigen zeitliche Änderungen der Geschwindigkeit (Vel.) [km/h] und die vierte Zeile zeigt zeitliche Änderungen des Beschleunigungsgrads (Accel.) [m/s2]. Hinsichtlich des Beschleunigungsgrades wird der oben beschriebene, von der Fahrzeuggeschwindigkeits-Regeleinheit 12 an die Fahrzeugantriebseinheit 13 ausgegebene Beschleunigungsgrad-Befehl mit „a*“ und der Beschleunigungsgrad des eigenen Fahrzeugs OV mit „a“ bezeichnet.
• Zunächst werden die Ergebnisse beschrieben, die der herkömmlichen Technik entsprechen.
• 9 ist ein Diagramm, das Simulationsergebnisse für den Fall zeigt, dass eine Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstandsregelvorrichtung gemäß der konventionellen Technik verwendet wird. Die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstandsregelvorrichtung gemäß der konventionellen Technik hat eine Konfiguration, die durch Ausschluss der Verzögerungsabstands-Berechnungseinheit 103 und der Verzögerungsabstands-Kompensationseinheit 107 sowie des Verzögerungsabstands D_delay und des Fahrzeuggeschwindigkeitsbefehls V_{FF_delay}*, die von den jeweiligen Einheiten ausgegeben werden, aus der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstandsregelvorrichtung 100 in 1 erhalten wird. Zum Vergleich mit den Vorgängen in der vorliegenden Ausführungsform wird die V_{FF_delay}* in 9 als Null dargestellt.
• Im Anfangszustand, d. h. zu einem Zeitpunkt 0 [s] in 9, sind der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand D=Zielfahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand D*=40 [m] und die Geschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs V=Geschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs V_lead=60 [km/h] erfüllt. Aus diesem Zustand, wie in der zweiten Zeile gezeigt, beginnt das vorausfahrende Fahrzeug LV zum Zeitpunkt 5 [s] zu verzögern und bremst zum Zeitpunkt 13 [s] auf eine vorausfahrende Fahrzeuggeschwindigkeit V_lead=0 [km/h] ab. Dann verringert sich der Zielfahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand D* auf D*=D_stop=5 [m] in Verbindung mit der Verzögerung des vorausfahrenden Fahrzeugs.
• Im Fall der konventionellen Technik, wie in Stand der Technik beschrieben, wird die Summe von drei Termen, d.h. die Rückkopplungsregelung und die Vorwärtskopplungsregelung, die auf dem Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand und der Vorausfahrendes Fahrzeug-Geschwindigkeits-Berechnungseinheit ausgeführt werden, berechnet, so dass ein Fahrzeuggeschwindigkeitsbefehl erzeugt wird, und die Fahrzeuggeschwindigkeits-Berechnungseinheit regelt so, dass die eigene Fahrzeuggeschwindigkeit mit dem Fahrzeuggeschwindigkeitsbefehl übereinstimmt. Das heißt, der Fahrzeuggeschwindigkeitsbefehl V* wird wie in V*=V_FB*+V_FF*+V_lead berechnet. Der vorgesteuerte Fahrzeuggeschwindigkeitssollwert VFF* im zweiten Term bewirkt eine Beschleunigung, wie in der dritten Zeile dargestellt, um ein Nachfahren zum abnehmenden Zielfahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand D* zu erreichen. Währenddessen bewirkt der dritte Term eine Verzögerung entsprechend der vorausfahrenden Fahrzeuggeschwindigkeit V_lead. Durch die Kombination dieser Terme hat der Fahrzeuggeschwindigkeits-Befehl V* in der zweiten Reihe eine Wellenform, bei der die Verzögerung mit einer Verzögerung von etwa 2 [s] relativ zur vorausfahrenden Fahrzeuggeschwindigkeit V_lead auftritt, und die eigene Fahrzeuggeschwindigkeit V wird gemäß der Übertragungsfunktion G_V(s) weiter verzögert, die die Reaktion der Fahrzeuggeschwindigkeits-Regeleinheit 12 ist.
• Infolgedessen wird der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand D nach der Verzögerung des vorausfahrenden Fahrzeugs LV konstant kürzer als die Zielspur D_trk*, und es wird ein Zustand der übermäßigen Annäherung erreicht. Dann ist die Eigengeschwindigkeit des Fahrzeugs V=0 erfüllt und der Fahrzeugstillstand tritt zu einem Zeitpunkt 16 [s] in der zweiten Reihe ein, aber der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand D=0 ist vor einem Zeitpunkt 15 [s] in der ersten Reihe erfüllt. Dies führt zu der Erkenntnis, dass ein Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand zum Zeitpunkt des Fahrzeugstopps bei der eigenen Fahrzeuggeschwindigkeit V=0 nicht gewährleistet ist. Dieser Misserfolg ist darauf zurückzuführen, dass bei der Berechnung des Fahrzeuggeschwindigkeitsbefehls V* keine Ansprechverzögerung in der Fahrzeuggeschwindigkeits-Regeleinheit 12 berücksichtigt wird.
• Als nächstes werden Simulationsergebnisse von Regelvorgängen durch die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstandsregelvorrichtung 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform unter Bezugnahme auf 10 beschrieben. Die Zustände des eigenen Fahrzeugs OV und des vorausfahrenden Fahrzeugs LV im Anfangszustand, d.h. zum Zeitpunkt 0 [s], und die Änderung von V_lead, die eine Verzögerungswellenform des vorausfahrenden Fahrzeugs LV in der zweiten Reihe ist, sind die gleichen wie in 9. In der vorliegenden Ausführungsform wird der Verzögerungsabstand D_delay, der aufgrund einer Verzögerung in der Fahrzeuggeschwindigkeits-Regeleinheit 12 erzeugt wird, berechnet. Wie in der dritten Zeile in 10 gezeigt, bewirkt dann der Verzögerungsabstands-Kompensations-Fahrzeuggeschwindigkeitsbefehl V_{FF_delay}* (der dritte Term in Ausdruck (17)) eine Verzögerung, um den Verzögerungsabstand D_delay zu kompensieren. Wie in der zweiten Zeile gezeigt, hat der Fahrzeuggeschwindigkeitsbefehl V* also eine Kurvenform, bei der die Verzögerung mit einer Verzögerung relativ zur Geschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs V_lead auftritt, die etwa halb so groß ist wie die Verzögerung in 9. Wie in dem oben beschriebenen Ausdruck (7) gezeigt, wird die Zielspur D_trk* in der ersten Zeile unter Berücksichtigung des Verzögerungsabstands D_delay und F_delay (s) D_delay erhalten, der ein Abstand ist, der durch Kompensation durch den Verzögerungsabstands-Kompensations-Fahrzeuggeschwindigkeitsbefehl V_{FF_delay}* erhalten wird.
• Als Ergebnis, wenn das vorausfahrende Fahrzeug verzögert, ist der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand D in der ersten Zeile in 10 konstant gleich der Zielspur D_trk*, und auch zum Zeitpunkt des Fahrzeugstopps bei eigener Fahrzeuggeschwindigkeit V=0 ist Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand D=Zielfahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand D* erfüllt. Das heißt, der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand D kann in Abhängigkeit von der Zielspur D_trk* von der Verzögerung bis zum Fahrzeugstopp geregelt werden.
• Wie oben beschrieben, umfasst die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstandsregelvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Verzögerungsabstands-Berechnungseinheit 103 und die Verzögerungsabstands-Kompensationseinheit 107, und in einer Fahrszene, in der das vorausfahrende Fahrzeug LV verzögert, wird der aufgrund einer Verzögerung in der Fahrzeuggeschwindigkeits-Regeleinheit 12 erzeugte Verzögerungsabstand D_delay berechnet, und der Verzögerungsabstands-Kompensations-Fahrzeuggeschwindigkeits-Befehl V_{FF_delay}* bewirkt eine Verzögerung, um den Verzögerungsabstand D_delay zu kompensieren. Auf diese Weise kann so geregelt werden, dass der tatsächliche Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand mit der Zielspur D_trk* vom Anfangswert des Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstands bis zum Erreichen eines Zielfahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstands, der nach der Verzögerung des vorausfahrenden Fahrzeugs erreicht wird, übereinstimmt. Das heißt, es ist möglich, eine Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstandsregelvorrichtung bereitzustellen, die in der Lage ist, einen Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand auch in einer Szene einzuhalten, in der ein vorausfahrendes Fahrzeug abbremst.
• Ein Beispiel, bei dem das vorausfahrende Fahrzeug LV abbremst, wurde in der oben beschriebenen Ausführungsform 1 beschrieben, aber auch im Falle einer Beschleunigung kann die Regelung auf die gleiche Weise durchgeführt werden. So kann so geregelt werden, dass der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Ist-Abstand vom Anfangswert des Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstandes bis zum Erreichen eines Zielfahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstandes, der sich nach der Beschleunigung des vorausfahrenden Fahrzeugs ergibt, an die Zielspur D_trk* angepasst wird.
• Ausführungsform 2
• Eine Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstandsregelvorrichtung gemäß Ausführungsform 2 wird unter Bezugnahme auf 11 bis 13 beschrieben.
• 11 ist ein Funktionsblockdiagramm, das eine Konfiguration einer Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstandsregelvorrichtung 200 gemäß der vorliegenden Ausführungsform 2 zeigt. Wie in 11 gezeigt, weist die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstandsregelvorrichtung 200 im Vergleich zur Konfiguration der in 1 gezeigten Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstandsregelvorrichtung 100 gemäß Ausführungsform 1 eine Konfiguration auf, bei der: eine erste Vorausfahrendes-Fahrzeug-Geschwindigkeits-Filtereinheit 109 zwischen der Vorausfahrendes-Fahrzeug-Geschwindigkeits-Berechnungseinheit 101 und der Verzögerungsabstands-Berechnungseinheit 102 vorgesehen ist; und eine Verzögerungsabstands-Berechnungseinheit 103A anstelle der Verzögerungsabstands-Berechnungseinheit 103 vorgesehen ist.
• In 11 empfängt die erste Vorausfahrendes-Fahrzeug-Geschwindigkeits-Berechnungseinheit 109 die Vorausfahrendes-Fahrzeug-Geschwindigkeit V_lead, die von der Vorausfahrendes-Fahrzeug-Geschwindigkeits-Berechnungseinheit 101 ausgegeben wird, und berechnet und gibt einen Vorausfahrendes-Fahrzeug-Geschwindigkeitsbefehl-Nachfahrbefehl VFF _lead* aus. Der ausgegebene Vorausfahrendes-Fahrzeug-Geschwindigkeits-Nachfahrbefehl VFF _lead* wird in die Zielfahrzeug-Intervall-Einstellungseinheit 102, die Verzögerungsabstands-Berechnungseinheit 103A und die Fahrzeuggeschwindigkeits-Befehls-Berechnungseinheit 108 eingegeben. In 11 sind die gleichen Komponenten wie die in der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstandsregelvorrichtung 100, die unter Bezugnahme auf 1 beschrieben wurde, durch die gleichen Referenzzeichen gekennzeichnet, und die gleiche Beschreibung wird nicht wiederholt.
• In der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstandsregelvorrichtung 100 gemäß Ausführungsform 1 wird, wie in Ausdruck (17) angegeben, der FahrzeugGeschwindigkeitsbefehl V* unter Verwendung von V*=V_FB*+V_FF*+V_{FF_delay}*+V_lead berechnet, und Vlead im vierten Term soll eine Verzögerung in derselben Weise wie das vorausfahrende Fahrzeug LV verursachen. Wie in der vierten Zeile in 10 in Ausführungsform 1 zu sehen ist, reagiert also zum Zeitpunkt der Verzögerung des vorausfahrenden Fahrzeugs LV zum Zeitpunkt 5 [s] der Beschleunigungsgrad „a“ des eigenen Fahrzeugs OV sofort und nimmt einen negativen Wert in Verbindung mit der Verzögerung des vorausfahrenden Fahrzeugs LV an. Es ist nicht wünschenswert, auf diese Weise übermäßig auf die Änderung der Geschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs zu reagieren.
• In Anbetracht dessen setzt in der vorliegenden Ausführungsform 2 die erste Vorausfahrendes-Fahrzeug-Geschwindigkeits-Berechnungseinheit 109 den Eingang und den Anfangswert für den/die Filter F_lead auf die Vorausfahrendes-Fahrzeug-Geschwindigkeit V_lead auf der Grundlage des folgenden Ausdrucks (18), um einen Vorausfahrendes-Fahrzeug-Geschwindigkeits-Nachfahrbefehl V_{FF_lead}* zur Verzögerung der Reaktion des Fahrzeuggeschwindigkeitsbefehls V* relativ zur Vorausfahrendes-Fahrzeug-Geschwindigkeit V_lead zu berechnen.
  [Mathematisch 18] $$V_{FF\_lead}{}^{*}=F_{lead}\left(s\right)V_{lead}$$

  
• Das Filter F_lead(s) in dem oben beschriebenen Ausdruck (18) ist z. B. durch eine Übertragungsfunktion erster Ordnung einer Zeitkonstante τ_lead entsprechend der Geschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs V_lead definiert, wie in dem folgenden Ausdruck (19).
  [Mathematisch 19] $$F_{lead}\left(s\right)=\frac{1}{{\tau }_{lead}s+1}$$

  
• Dann empfangen die Zielfahrzeug-Intervall-Einstelleinheit 102 und die Fahrzeuggeschwindigkeitsbefehl-Berechnungseinheit 108 anstelle der vorausfahrenden Fahrzeug-Geschwindigkeit V_lead in Ausführungsform 1 den Vorausfahrendes-Fahrzeug-Geschwindigkeits-Berechnungsbefehl V_{FF_lead}*, der von der ersten Vorausfahrendes-Fahrzeug-Geschwindigkeits-Filtereinheit 109 berechnet wird. Ferner wird in der Verzögerungsabstands-Berechnungseinheit 103A der folgende Ausdruck (20) anstelle von Ausdruck (3) verwendet. Die Einordnung des Ausdrucks (20) in den Ausdruck (21) führt zu der Feststellung, dass ein Verzögerungsabstand auf der Grundlage der Ansprechcharakteristik G_V(s) der Fahrzeuggeschwindigkeits-Regeleinheit 12 und der Filter F_lead(s) der ersten Vorausfahrendes-Fahrzeug-Geschwindigkeits-Berechnungseinheit 109 berechnet wurde.
  [Mathematisch 20] $$D_{delay}=\frac{1}{s}\left(V_{lead}-G_V\left(s\right)V_{F{F}_{lead}}*\right)$$

  

  
  [Mathematisch 21] $$D_{delay}=\frac{1}{s}\left(1-G_V\left(s\right)F_{lead}\left(s\right)\right)V_{lead}$$

  
• 12 ist ein Steuerblockdiagramm, das eine Konfiguration der Verzögerungsabstands-Berechnungseinheit 103A zeigt. Wie in 12 gezeigt, wird die Verzögerungsabstands-Berechnungseinheit 103A durch Verwendung der Übertragungsfunktion G_V(s) 1032 der Fahrzeuggeschwindigkeits-Regeleinheit 12 und des Integrators 1/s 1032 dargestellt, die in Ausdruck (20) angegeben sind. Insbesondere wird der Nachfahrbefehl für die Geschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs VFF _{_lead}* in die Übertragungsfunktion G_V(s) 1032 eingegeben, und ein Ausgang des Integrators 1/s 1032, der V_lead-G_V (s) xV_{FF_lead}* erhalten hat, was die Differenz zwischen einem Ergebnis der Übertragungsfunktion G_V(s) 1032 und der Geschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs V_lead ist, ist der Verzögerungsabstand D_delay in dem oben beschriebenen Ausdruck (20) .
• Als nächstes werden die Regelvorgänge in einer laufenden Szene durch die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstandsregelvorrichtung 200 gemäß der vorliegenden Ausführungsform 2 auf der Grundlage von Simulationsergebnissen beschrieben. Die Fahrszene ist die gleiche wie die in 8 beschriebene in Ausführungsform 1.
  13 zeigt die Simulationsergebnisse der Regelvorgänge durch die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstandsregelvorrichtung 200 gemäß der vorliegenden Ausführungsform 2. Es wird darauf hingewiesen, dass die Darstellung der Simulationsergebnisse in 13 die gleiche ist wie die in 9 und 10 in Ausführungsform 1.
• In V*=V_FB*+V_FF*+V_{FF_delay}*+V_lead, dem Ausdruck (17) , der den in Ausführungsform 1 beschriebenen Fahrzeuggeschwindigkeitsbefehl V* angibt, ist jeder der zweiten bis vierten Terme ein Term, der durch Vorsteuerung entsprechend der Geschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs V_lead berechnet wird. In der vorliegenden Ausführungsform 2 werden alle Eingaben in diese Terme durch den Geschwindigkeitsnachfahrbefehl V_{FF_lead}* für das vorausfahrende Fahrzeug ersetzt, der durch Ausführen eines Filterungsprozesses für die Geschwindigkeit Vlead des vorausfahrenden Fahrzeugs erhalten wird. Folglich haben in 13 der Zielfahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand D* in der ersten Zeile und der Fahrzeuggeschwindigkeits-Vorlaufbefehl V_FF* und der Fahrzeuggeschwindigkeits-Abstandsausgleichsbefehl V_{FF_delay}* in der dritten Zeile glatte Kurvenformen im Vergleich zu denen in 10 in Ausführungsform 1. Infolgedessen hat der Beschleunigungsgrad in der vierten Reihe eine Wellenform, bei der die Verzögerung sanft beginnt und sanft abgeschlossen wird.
• Zusätzlich wird eine Verzögerung aufgrund der ersten Vorausfahrendes-Fahrzeug-Geschwindigkeits-Berechnungseinheit 109 auch in der Verzögerungsabstands-Berechnungseinheit 103A berücksichtigt, wie in dem oben beschriebenen Ausdruck (20) angegeben. Somit kann der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand D in Übereinstimmung mit der Zielspur D_trk* von der Verzögerung bis zum Fahrzeugstillstand geregelt werden. Das heißt, mit der vorliegenden Konfiguration kann sowohl eine „sanfte Verzögerung“ als auch eine „Regelung des Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstands entsprechend der Zielspur“ erreicht werden.
• Wie oben beschrieben, ist gemäß der vorliegenden Ausführungsform 2 die erste Vorausfahrendes-Fahrzeug-Geschwindigkeits-Berechnungseinheit 109 auf einer Stufe nach der Vorausfahrendes-Fahrzeug-Geschwindigkeits-Berechnungseinheit 101 vorgesehen, und der Fahrzeuggeschwindigkeitsbefehl V* wird unter Verwendung des Vorausfahrendes-Fahrzeug-Geschwindigkeits-Nachfahrbefehls V_{FF_lead}* berechnet, der durch Ausführen eines Filterprozesses an der Vorausfahrendes-Fahrzeug-Geschwindigkeit V_lead erhalten wird. Somit kann zusätzlich zu den vorteilhaften Effekten von Ausführungsform 1 das eigene Fahrzeug OV der Verzögerung des vorausfahrenden Fahrzeugs LV durch sanftes Abbremsen folgen, wodurch dem Fahrer ein komfortables Fahren ermöglicht werden kann.
• Ein Beispiel, bei dem das vorausfahrende Fahrzeug LV abbremst, wurde in der oben beschriebenen Ausführungsform 2 beschrieben, aber auch im Falle einer Beschleunigung kann die Regelung in gleicher Weise erfolgen. Somit kann zusätzlich zu den vorteilhaften Effekten der Ausführungsform 1 das eigene Fahrzeug OV der Beschleunigung des vorausfahrenden Fahrzeugs LV durch sanftes Beschleunigen folgen, wodurch dem Fahrer ein komfortables Fahren ermöglicht werden kann.
• Ausführungsform 3
• Eine Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstandsregelvorrichtung gemäß Ausführungsform 3 wird unter Bezugnahme auf 14 und 15 beschrieben.
• 14 ist ein Funktionsblockdiagramm, das eine Konfiguration einer Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstandsregelvorrichtung 300 gemäß der vorliegenden Ausführungsform 3 zeigt. Wie in 14 gezeigt, weist die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstandsregelvorrichtung 300 im Vergleich zu der in 11 dargestellten Konfiguration der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstandsregelvorrichtung 200 gemäß Ausführungsform 2 eine Konfiguration auf, bei der eine zweite Fahrzeuggeschwindigkeits-Regeleinheit 110 auf einer Stufe vor der ersten Fahrzeuggeschwindigkeits-Regeleinheit 109 vorgesehen ist.
• Wie in 14 gezeigt, werden Filterungsprozesse an der Geschwindigkeit V_lead des vorausfahrenden Fahrzeugs von der zweiten Filtereinheit 110 für die Geschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs und der ersten Filtereinheit 109 für die Geschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs in dieser Reihenfolge durchgeführt. Darüber hinaus werden ein Ausgang V_{lead _ldf} von der zweiten Vorausfahrendes-Fahrzeug-Geschwindigkeits-Filtereinheit 110 und der Ausgang V_{FF_lead}* von der ersten Vorausfahrendes-Fahrzeug-Geschwindigkeits-Berechnungseinheit 109 in die Verzögerungsabstands-Berechnungseinheit 103A eingegeben. In 14 sind die gleichen Komponenten wie die in der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstandsregelvorrichtung 200, die unter Bezugnahme auf 11 beschrieben wurde, durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet, und die gleiche Beschreibung wird nicht wiederholt.
• In der oben beschriebenen Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstandsregelvorrichtung 200 gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform 2 wird die Geschwindigkeit V_lead des vorausfahrenden Fahrzeugs dem Filterprozess durch die erste Filtereinheit 109 für die Geschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs unterzogen, und währenddessen, wenn die Relativgeschwindigkeit dV des Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstandssensors 10 und die eigene Fahrzeuggeschwindigkeit V des Fahrzeuggeschwindigkeitssensors 11 Rauschen umfassen, ein Wert ausgegeben wird, der sich aus der Eliminierung des Rauschens aus dem Nachfahren der Geschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs V_{FF_lead}* ergibt, der eine Ausgabe der ersten Filtereinheit für die Geschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs 109 ist. Die Verzögerung aufgrund der Filterung durch die erste Vorausfahrigkeits-Fahrzeug-Geschwindigkeits-Filtereinheit 109 wird jedoch von der Verzögerungsabstands-Berechnungseinheit 103A berechnet und korrigiert, und somit werden Einflüsse des Rauschens wieder auf den Verzögerungsabstand D_delay und den auf der Grundlage des Verzögerungsabstands D_delay berechneten Fahrzeuggeschwindigkeits-Nachfahrbefehl V_{FF_delay}* übertragen. Daher kann die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstandsregelvorrichtung 200 gemäß Ausführungsform 2 das Rauschen in der Relativgeschwindigkeit dV und der eigenen Fahrzeuggeschwindigkeit V nicht eliminieren.
• In Anbetracht dessen führt in der vorliegenden Ausführungsform 3 die zweite Filtereinheit 110 für die Geschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs V_lead einen Filterungsprozess auf der Grundlage des folgenden Ausdrucks (22) durch, um Störungen zu eliminieren.
  [Mathematisch 22] $$V_{lead\_lpƒ}=F_{lead2}\left(s\right)V_{lead}$$

  
• Ein Filter F_lead2(s) in dem oben beschriebenen Ausdruck (22) ist z. B. durch eine Übertragungsfunktion erster Ordnung mit einer Zeitkonstante τ_lead2 definiert, wie in dem folgenden Ausdruck (23).
  [Mathematisch 23] $$F_{lead2}\left(s\right)=\frac{1}{{\tau }_{lead2}s+1}$$

  
• Wie oben beschrieben, umfasst die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstandsregelvorrichtung 300 gemäß der vorliegenden Ausführungsform 3 für die Geschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs V_lead zwei Filter, d.h. die erste Filtereinheit 109 für die Geschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs und die zweite Filtereinheit 110 für die Geschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs. Die zweite Filtereinheit für die Geschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs 110 hat die Funktion, Rauschen in der Relativgeschwindigkeit dV und der eigenen Fahrzeuggeschwindigkeit V zu eliminieren, und eine Verzögerung aufgrund der zweiten Filtereinheit für die Geschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs 110 wird von der FB-Steuereinheit 105 kompensiert. Ferner definiert die erste Vorausfahrendes-Fahrzeug-Geschwindigkeits-Filtereinheit 109 eine Ansprechcharakteristik auf eine Änderung der Vorausfahrendes-Fahrzeug-Geschwindigkeit V_lead in der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstandsregelvorrichtung 300, und eine Verzögerung aufgrund der zweiten Vorausfahrendes-Fahrzeug-Geschwindigkeits-Filtereinheit 110 wird von der Verzögerungsabstands-Berechnungseinheit 103A berechnet und von der Verzögerungsabstands-Kompensationseinheit 107 kompensiert.
• Als nächstes werden die Regelvorgänge in einer laufenden Szene durch die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstandsregelvorrichtung 300 gemäß der vorliegenden Ausführungsform 3 auf der Grundlage von Simulationsergebnissen beschrieben. Die Fahrszene ist die gleiche wie die in 8 beschriebene in Ausführungsform 1
• 15 ist ein Diagramm, das Simulationsergebnisse der Regelvorgänge durch die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstandsregelvorrichtung 300 gemäß der vorliegenden Ausführungsform 3 zeigt. Es wird darauf hingewiesen, dass die Darstellung der Simulationsergebnisse in 15 die gleiche ist wie die in 9 und 10 in Ausführungsform 1.
• In der vorliegenden Ausführungsform 3 wird die Filtereinheit 110 für die Geschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs, die ein zweiter Filter ist, für die Geschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs V_lead hinzugefügt, und daher hat der Nachfahrbefehl für die Geschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs V_{FF_lead}* in der zweiten Reihe in 15 eine Wellenform mit einer Verzögerung relativ zu dem Nachfahrbefehl für die Geschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs V_{FF_lead}*, der in 13 in Ausführungsform 2 gezeigt ist. In Anbetracht dessen, wie durch den rückgekoppelten Fahrzeuggeschwindigkeitsbefehl V_FB* in der dritten Zeile in 15 angedeutet, bewirkt die FB-Steuereinheit 105 eine Verzögerung, um die Verzögerung zu kompensieren, wodurch der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand D so geregelt werden kann, dass er mit der Zielspur D_trk* übereinstimmt. D.h. neben der „sanften Verzögerung“ und der „Regelung des Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstandes auf die Zielspur“ wird auch die „Unterdrückung von Einflüssen vom Rauschen in der Relativgeschwindigkeit dV und der eigenen Fahrzeuggeschwindigkeit V“ ermöglicht.
• Wie oben beschrieben, ist gemäß der vorliegenden Ausführungsform 3 ferner die zweite Vorausfahrendes-Fahrzeug-Geschwindigkeits-Berechnungseinheit 110 zwischen der Vorausfahrendes-Fahrzeug-Geschwindigkeits-Berechnungseinheit 101 und der ersten Vorausfahrendes-Fahrzeug-Geschwindigkeits-Berechnungseinheit 109 vorgesehen, und Rauschen aufgrund der Eigengeschwindigkeit V und der Relativgeschwindigkeit dV zwischen dem Eigenfahrzeug OV und dem Vorausfahrenden Fahrzeug LV werden unterdrückt, und somit ist es möglich, eine Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstandsregelvorrichtung bereitzustellen, die zusätzlich zu den vorteilhaften Effekten der Ausführungsformen 1 und 2 eine genauere Regelung erreichen kann, um den Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand D an die Zielspur D_trk* anzupassen.
• Ein Beispiel, bei dem das vorausfahrende Fahrzeug LV abbremst, wurde in der oben beschriebenen Ausführungsform 3 beschrieben, aber auch im Fall einer Beschleunigung kann Rauschen aufgrund der eigenen Fahrzeuggeschwindigkeit V und der Relativgeschwindigkeit dV zwischen dem eigenen Fahrzeug OV und dem vorausfahrenden Fahrzeug LV in gleicher Weise unterdrückt werden, und damit eine Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstandsregelvorrichtung bereitgestellt werden kann, die zusätzlich zu den vorteilhaften Effekten der Ausführungsformen 1 und 2 eine genauere Regelung zur Anpassung des Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstands D an die Zielspur D_trk* erreichen kann.
• Ausführungsform 4
• Eine Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstandsregelvorrichtung gemäß Ausführungsform 4 wird unter Bezugnahme auf 16 bis 23 beschrieben.
• 16 ist ein Funktionsblockdiagramm, das eine Konfiguration einer Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstandsregelvorrichtung 400 gemäß der vorliegenden Ausführungsform 4 zeigt. Wie in 16 gezeigt, weist die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstandsregelvorrichtung 400 im Vergleich zu der in 14 dargestellten Konfiguration der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstandsregelvorrichtung 300 gemäß Ausführungsform 3 eine Konfiguration auf, bei der: eine Zielspur-Erzeugungseinheit 104A anstelle der Zielspur-Erzeugungseinheit 104 vorgesehen ist; als FF-Steuereinheit eine erste FF-Steuereinheit 111 und eine zweite FF-Steuereinheit 112 anstelle der FF-Steuereinheit 106 vorgesehen sind; und ferner eine Fahrzeuggeschwindigkeitsbefehl-Berechnungseinheit 108A anstelle der Fahrzeuggeschwindigkeitsbefehl-Berechnungseinheit 108 vorgesehen ist.
• Wie in 16 gezeigt, empfängt die erste FF-Steuereinheit 111 den Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand D und die Relativgeschwindigkeit dV, die von dem Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstandssensor 10 ausgegeben werden, und das Zielfahrzeugintervall D*, das von der Zielfahrzeugintervall-Einstelleinheit 102 ausgegeben wird, und berechnet und gibt einen ersten vorwärtsgekoppelten Fahrzeuggeschwindigkeitsbefehl V_{FF_init}* aus. Der ausgegebene erste vorwärtsgekoppelte Fahrzeuggeschwindigkeitsbefehl V_{FF_init}* wird in die Fahrzeuggeschwindigkeitsbefehl-Berechnungseinheit 108A eingegeben.
• Die zweite FF-Steuereinheit 112 empfängt das Zielfahrzeugintervall D*, das von der Zielfahrzeugintervall-Einstelleinheit 102 ausgegeben wird, und berechnet und gibt einen zweiten vorwärtsgekoppelte Fahrzeuggeschwindigkeitsbefehl V_{FF_dref}* aus. Der ausgegebene zweite vorwärtsgekoppelte Fahrzeuggeschwindigkeitsbefehl V_{FF_dref}* wird in die Fahrzeuggeschwindigkeitsbefehl-Berechnungseinheit 108A eingegeben.
• Die Fahrzeuggeschwindigkeitsbefehl-Berechnungseinheit 108A berechnet und gibt einen Fahrzeuggeschwindigkeitsbefehl V* mit dem folgenden Ausdruck (24) unter Verwendung des rückgekoppelten Fahrzeuggeschwindigkeitsbefehls V_FB*, des ersten vorwärtsgekoppelten Fahrzeuggeschwindigkeitsbefehls V_{FF_init}*, des zweiten vorwärtsgekoppelten Fahrzeuggeschwindigkeitsbefehls V_{FF_dref}*, des Verzögerungsabstands-Kompensations-Fahrzeuggeschwindigkeitsbefehls V_{FF_delay}* und des Vorausfahrendes-Fahrzeug-Geschwindigkeits-Berechnungseinheit-Befehls V_{FF_lead}* aus, die in sie eingegeben wurden. Der ausgegebene Fahrzeuggeschwindigkeits-Befehl V* wird in die Fahrzeuggeschwindigkeits-Regeleinheit 12 eingegeben.
  [Mathematisch 24] $$V*=V_{FB}*+V_{FF\_init}*+V_{FF\_dreƒ}*+V_{FF\_delay}*+V_{FF\_lead}*$$

  
• In 16 sind die gleichen Komponenten wie in der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstandsregelvorrichtung 300 in 14 durch die gleichen Referenzzeichen gekennzeichnet, und die gleiche Beschreibung wird nicht wiederholt.
• Als nächstes werden die Vorgänge der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstandsregelvorrichtung 400 beschrieben.
• 17 ist ein Steuerblockdiagramm, das eine Konfiguration der Zielspurerzeugungseinheit 104A zeigt. Im Vergleich zu der in 3 gezeigten Zielspur-Erzeugungseinheit 104 ist der Filter F_d(S) 1041 in 3, für den der Ausgangswert der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstands-Ausgangswert D₀ und der Eingang der Zielfahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand D* ist, in 17 in zwei geteilt, und zwar: ein Filter F_init(s) 1041a, bei dem der Anfangswert eine Ziel-Fahrzeug-Intervall-Abweichung (D₀-D*) ist, die die Abweichung des Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand-Ausgangswertes D₀ vom Zielfahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand D* ist, und der Eingang 0 ist; und ein Filter F_dref(s) 1041b, bei dem der Anfangswert und der Eingang jeweils der Zielfahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand D* sind. Das Filter F_init(s) 1041a ist z.B. definiert als eine Übertragungsfunktion zweiter Ordnung einer Frequenz ω_init und eines Dämpfungskoeffizienten ζ_init entsprechend der Zielfahrzeugabstandsabweichung, im folgenden Ausdruck (25).
  [Mathematisch 25] $$F_{init}\left(s\right)=\frac{{\omega }_{init}{}^2}{s^2+2{\zeta }_{init}{\omega }_{init}s+{\omega }_{init}{}^2}$$

  
• Im Filter F_init(s) 1041a wird ein Prozess ausgeführt, bis die Zielfahrzeugintervallabweichung (D₀-D*) gegen 0 konvergiert. Da der Eingangsanfangswert (D₀-D*) ist und die nachfolgende Eingabe 0 ist, wird die Zielfahrzeugintervallabweichung nach der Konvergenz bei 0 gehalten. Wenn also die Frequenz ω_init und der Dämpfungskoeffizient ζ_init die Ansprechcharakteristiken des Filters F_init(s) sind, zum Zeitpunkt des Regelungsbeginns eingestellt werden, bewirkt die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstandsregelvorrichtung 400 eine Konvergenz vom Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand-Ausgangswert D0 zum Zielfahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand D* gemäß den eingestellten Ansprechcharakteristiken.
• Das Filter F_init(s) 1041a arbeitet im Wesentlichen wie das Filter F_d(S) 1041 in 3, bei dem der Ausgangswert der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand-Ausgangswert D₀ und der Eingang der Zielfahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand D* ist.
• In ähnlicher Weise ist das Filter F_dref(s) 1041b beispielsweise als eine Übertragungsfunktion zweiter Ordnung einer Frequenz ω_dref und eines Dämpfungskoeffizienten ζ_dref definiert, die dem Zielfahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand entspricht, wie im folgenden Ausdruck (26) gezeigt.
  [Mathematisch 26] $$F_{dreƒ}\left(s\right)=\frac{{\omega }_{dreƒ}{}^2}{s^2+2{\zeta }_{dreƒ}{\omega }_{dreƒ}s+{\omega }_{dreƒ}{}^2}$$

  
• Das Filter F_dref(s) 1041b ist ein drittes Filter, das das Ansprechverhalten auf eine Änderung des Zielfahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstands D* nach Beginn des Regelns definiert. Da der Anfangswert und der Eingang jeweils der Zielfahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand D* sind, wird der Ausgang konstant auf D* gehalten, wenn sich der Zielfahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand D* nicht ändert. Wenn sich der Zielfahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand D* ändert, wird das Nachfahren des Zielfahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand D* entsprechend der Übertragungsfunktion zweiter Ordnung der Frequenz ω_dref und des Dämpfungskoeffizienten ζ_dref die die eingestellten Ansprechcharakteristiken sind, durchgeführt.
• Wie in 17 gezeigt, werden die Ausgabeergebnisse der drei Filter 1041a, 1041b und 1042 berechnet, und eine Zielspur D_trk* wird von der Zielspur-Erzeugungseinheit 104A ausgegeben.
• 18 ist ein Steuerblockdiagramm, das eine Konfiguration der ersten FF-Steuereinheit 111 zeigt. Die erste FF-Steuereinheit 111 umfasst eine Übertragungsfunktion C_{FF_init}(s) 1111. Die Übertragungsfunktion CFF init (s) wird unter Verwendung des Filters F_init (s) der Zielspur-Erzeugungseinheit 104A und der Ansprechcharakteristik G_V(s) der Fahrzeuggeschwindigkeits-Regeleinheit 12 wie in dem folgenden Ausdruck (27) ausgedrückt. Weiterhin empfängt die Übertragungsfunktion CFF init(s) 1111 (D₀-D*) als Anfangswert und erhält dann 0.
  [Mathematisch 27] $$C_{FF\_init}\left(s\right)=-\frac{s{F}_{init}\left(s\right)}{G_V\left(s\right)}$$

  
• 19 ist ein Steuerblockdiagramm, das eine Konfiguration der zweiten FF-Steuereinheit 112 zeigt. Die zweite FF-Steuereinheit 112 umfasst eine Übertragungsfunktion C_{FF_dref}(s) 1121. Die Übertragungsfunktion C_{FF_dref}(s) wird unter Verwendung des Filters F_dref(s) der Zielspur-Erzeugungseinheit 104A und der Ansprechcharakteristik G_V(s) der Fahrzeuggeschwindigkeits-Regeleinheit 12 wie in dem folgenden Ausdruck (28) ausgedrückt. Ferner erhält die Übertragungsfunktion C_{FF_dref}(s) 1121 den Zielfahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand D* sowohl als Anfangswert als auch als Eingabe.
  [Mathematisch 28] $$C_{FF\_dreƒ}\left(s\right)=-\frac{s{F}_{dreƒ}\left(s\right)}{G_V\left(s\right)}$$

  
• Als nächstes werden die Regelvorgänge in einer Fahrszene durch die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstandsregelvorrichtung 400 gemäß der vorliegenden Ausführungsform 4 anhand von Simulationsergebnissen beschrieben. 20 und 21 sind jeweils ein Diagramm, das ein Beispiel für eine Fahrszene zeigt. 20 zeigt ein Beispiel für den Fall, dass sich das eigene Fahrzeug OV dem vorausfahrenden Fahrzeug LV nähert und der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand D und der Zielfahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand D* einander gleich werden, ausgehend von einem Zustand, in dem: das eigene Fahrzeug OV und das vorausfahrende Fahrzeug LV gleiche Geschwindigkeiten haben (V=Vlead=V0); und der Anfangswert D0 des Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstands D größer als der Zielfahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand D* ist (D0>D*). In diesem Fall muss das eigene Fahrzeug OV einmal beschleunigen, um sich dem vorausfahrenden Fahrzeug LV so anzunähern, dass der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand D und der Zielfahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand D* einander gleich werden, und dann wieder abbremsen, um an die Geschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs Vlead angepasst zu werden.
• 21 zeigt ein Beispiel für den Fall, dass das vorausfahrende Fahrzeug LV abbremst und der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand D und der Zielfahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand D* nach der Abbremsung des vorausfahrenden Fahrzeugs gleich werden aus einem Zustand, in dem: das eigene Fahrzeug OV und das vorausfahrende Fahrzeug LV gleiche Geschwindigkeiten haben (V=V_lead=V₀) ; und der Anfangswert D₀ des Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstands D größer ist als der Zielfahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand D* (D₀>D*). In diesem Fall muss das eigene Fahrzeug OV Folgendes ausführen: einen Vorgang des einmaligen Beschleunigens, um sich dem vorausfahrenden Fahrzeug LV zu nähern, so dass der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand D und der Zielfahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand D* einander gleich werden, und dann Abbremsen in der gleichen Weise wie in 20; einen Vorgang des Abbremsens entsprechend der Abbremsung des vorausfahrenden Fahrzeugs LV; und einen Vorgang des Annäherns an das vorausfahrende Fahrzeug bis zu einem Zielfahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand D*, der in Verbindung mit der Abbremsung des vorausfahrenden Fahrzeugs abnimmt.
• Simulationsergebnisse in der vorliegenden Ausführungsform 4, die den Beispielen der Fahrszene in 20 und 21 entsprechen, sind in 22 bzw. 23 dargestellt. Es wird darauf hingewiesen, dass die Anzeigen der Simulationsergebnisse in 22 und 23 die gleichen sind wie die in den Ausführungsformen 1 bis 3.
• Im Anfangszustand, d.h. zum Zeitpunkt 0 [s] in 22, sind der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand-Anfangswert D0=50 [m], der Zielfahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand D*=40 [m] und die Geschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs V=Vorlaufgeschwindigkeit V_lead=60 [km/h] erfüllt. Darüber hinaus ist die Geschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs V_lead während des in 22 dargestellten Zeitraums konstant. Währenddessen beschleunigt das eigene Fahrzeug OV, um den Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand zu verkürzen, und bremst dann wieder auf die Geschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs V_lead ab. Was den Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand in der ersten Zeile in 22 betrifft, so ist die Zielspur D_trk* eine zeitliche Aufzeichnung vom Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand-Anfangswert D0=50 [m] bis zur Konvergenz zum Zielfahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand D*=40 [m] und wird durch das Filter F_init(s) des mathematischen Ausdrucks (25) in der Zielspur-Erzeugungseinheit 104A definiert. Weiterhin wird der Fahrzeuggeschwindigkeitsbefehl V* zur Anpassung an die Ansprechcharakteristik des Filters mit dem oben beschriebenen Ausdruck (24) unter Verwendung des ersten vorwärtsgekoppelten Fahrzeuggeschwindigkeitsbefehls V_{FF_init}* in der dritten Zeile in 22 berechnet. Zu diesem Zeitpunkt sind der rückgekoppelte Fahrzeuggeschwindigkeitsbefehl VFB* und die anderen vorwärtsgekoppelte Befehle in der dritten Zeile in 22 Null. Durch die vorliegende Konfiguration kann eine Operation zum Herbeiführen der Konvergenz des Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstands (D₀-D*) zum Zeitpunkt des Beginns des Regelns nur gemäß den Ansprechcharakteristiken des/der Filter F_init(s) definiert werden.
• Als nächstes werden die Simulationsergebnisse auf der Grundlage der laufenden Szene in 21 mit Bezug auf 23 beschrieben. Ein Anfangszustand in 23 ist derselbe wie der in 22. In 23 verzögert das vorausfahrende Fahrzeug LV von der Geschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs V_lead=60 [km/h] im Ausgangszustand auf 0 [km/h]. Zu diesem Zeitpunkt bewirkt der Nachfahrbefehl für die Geschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs V_{FF_lead}* in der zweiten Zeile in 23 eine Verzögerung entsprechend der Ansprechcharakteristik des/der Filter F_lead(s) in Verbindung mit der Verzögerung des vorausfahrenden Fahrzeugs LV. Ferner wird in der dritten Zeile in 23 der erste vorwärtsgekoppelte Fahrzeuggeschwindigkeitsbefehl V_{FF_init}* eine Beschleunigung zur Konvergenz der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand-Abweichung (D₀-D*) zum Zeitpunkt des Regelungsbeginns gemäß der Ansprechcharakteristik des Filters Finit(s) bewirkt, der zweite vorwärtsgekoppelte Fahrzeuggeschwindigkeitsbefehl V_{FF_dref}* gemäß der Ansprechcharakteristik des Filters F_dref(s) eine eine Beschleunigung zum Nachfahren auf den abnehmenden Zielfahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand D*, und der Verzögerungsabstands-Kompensations-Fahrzeuggeschwindigkeits-Befehl V_{FF_delay}* bewirkt eine Verzögerung zur Kompensation einer Verzögerung der Fahrzeuggeschwindigkeits-Regeleinheit 12 gemäß der Ansprechcharakteristik des Filters F_delay(s) .
• Das heißt, die vorliegende Konfiguration erreicht eine individuelle Gestaltung für „den Vorgang des Verursachens eines Nachfahrens bei einer Änderung der Geschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs“, „den Vorgang des Verursachens einer Konvergenz der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstandsabweichung zum Zeitpunkt des Starts der Regelung“, „den Vorgang des Verursachens eines Nachfahrens bei einer Änderung des Zielfahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstands D*“ und „den Vorgang des Kompensierens einer Verzögerung bei der Regelung“, wodurch eine Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstandsregelung zum Nachfahren der Zielspur D_trk* realisiert werden kann.
• Wie oben beschrieben, werden gemäß der vorliegenden Ausführungsform 4: sind die beiden FF-Steuereinheiten 111 und 112 vorgesehen; werden zwei Arten von vorgesteuerten Fahrzeuggeschwindigkeitsbefehlen entsprechend dem Zielfahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand D* verwendet, wobei die beiden Arten der erste vorgesteuerte Fahrzeuggeschwindigkeitsbefehl V_{FF_init}* zur Konvergenz der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstandsabweichung (D₀-D*) zum Zeitpunkt des Regelungsbeginns, wenn sich der Zielfahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand D* ändert, und der zweite vorgesteuerte Fahrzeuggeschwindigkeitsbefehl V_{FF_dref}* zum Nachfahren des Zielfahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstands D*, wenn sich der Zielfahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand D* ändert, sind und der Fahrzeuggeschwindigkeitsbefehl V* wird unter Verwendung dieser beiden Arten von vorwärtsgekoppelte Fahrzeuggeschwindigkeitsbefehlen berechnet. Auf diese Weise ist es möglich, eine Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstandsregelvorrichtung bereitzustellen, die zusätzlich zu den vorteilhaften Effekten der Ausführungsformen 1 bis 3 individuelle und genaue Regelungen erreicht, die sind: Nachfahren einer Änderung der Geschwindigkeit V_lead des vorausfahrenden Fahrzeugs; Konvergenz der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstandsabweichung (D₀-D*) zum Zeitpunkt des Beginns der Regelung; Nachfahren einer Änderung des Zielfahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstands D*; und Kompensation einer Verzögerung der Regelung.
• Obwohl in 21 in der oben beschriebenen Ausführungsform 4 ein Beispiel beschrieben wurde, bei dem das vorausfahrende Fahrzeug LV abbremst, kann die Regelung selbstverständlich auch im Falle einer Beschleunigung auf die gleiche Weise durchgeführt werden.
• Obwohl in der vorliegenden Ausführungsform 4 eine Konfiguration beschrieben wurde, die die beiden FF-Steuereinheiten 111 und 112 umfasst, ist die vorliegende Konfiguration auch auf Ausführungsform 1 und Ausführungsform 2 anwendbar.
• 24 ist ein Funktionsblockdiagramm, das eine Konfiguration einer Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstandsregelvorrichtung 100A zeigt, die durch Ersetzen der FF-Steuereinheit 106 der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstandsregelvorrichtung 100 gemäß Ausführungsform 1 durch die erste FF-Steuereinheit 111 und die zweite FF-Steuereinheit 112 erhalten wird. In der Zeichnung umfasst die Zielspur-Erzeugungseinheit 104A auch die beiden oben beschriebenen Filter, die mit Bezug auf das Regelungsblockdiagramm in 17 beschrieben sind, nämlich: das Filter F_init(s) 1041a, bei dem der Anfangswert die Zielfahrzeug-Intervallabweichung (D₀-D*) ist, die die Abweichung des Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand-Ausgangswertes D0 vom Zielfahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand D* ist, und der Eingang 0 ist; und das Filter F_dref(s) 1041b, bei dem der Anfangswert und der Eingang jeweils der Zielfahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand D* sind. Zusätzlich werden in der Fahrzeuggeschwindigkeitsbefehl-Berechnungseinheit 108A der rückgekoppelte Fahrzeuggeschwindigkeitsbefehl V_FB*, der erste Vorausfahrzeug-Geschwindigkeitsbefehl V_{FF_init}*, der zweite Vorausfahrzeug-Geschwindigkeitsbefehl V_{FF_dref}*, der Verzögerungsabstands-Kompensations-Fahrzeuggeschwindigkeitsbefehl V_{FF_delay}* und die vorausfahrende Fahrzeug-Geschwindigkeit V_lead, die dort eingegeben wurden, verwendet, und als die Summe dieser Eingaben wird ein Fahrzeuggeschwindigkeitsbefehl V* berechnet und ausgegeben. Der ausgegebene FahrzeuggeschwindigkeitsSollwert V* wird der Fahrzeuggeschwindigkeits-Regeleinheit 12 zugeführt.
• Mit der obigen Konfiguration erreichen die beiden FF-Steuereinheiten zusätzlich zu den vorteilhaften Effekten von Ausführungsform 1 eine individuelle Gestaltung für „den Vorgang des Bewirkens der Konvergenz der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstandsabweichung zum Zeitpunkt des Starts der Steuerung“ und „den Vorgang des Bewirkens des Nachfahrens der Variation des Zielfahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstands D*“, wodurch ein vorteilhafter Effekt des Realisierens der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstandssteuerung zum Nachfahren der Zielspur D_trk* erzielt werden kann.
• 25 ist ein Funktionsblockdiagramm, das eine Konfiguration einer Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstandsregelvorrichtung 200A zeigt, die durch Ersetzen der FF-Steuereinheit 106 der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstandsregelvorrichtung 200 gemäß Ausführungsform 2 durch die erste FF-Steuereinheit 111 und die zweite FF-Steuereinheit 112 erhalten wird. Ähnlich wie in 24 hat auch die Zielspur-Erzeugungseinheit 104A die Konfiguration, die mit Bezug auf das Steuerblockdiagramm in 17 beschrieben ist. Zusätzlich werden in der Fahrzeuggeschwindigkeitsbefehl-Berechnungseinheit 108A der rückgekoppelte Fahrzeuggeschwindigkeitsbefehl V_FB*, der erste vorwärtsgekoppelte Fahrzeuggeschwindigkeitsbefehl V_{FF_init}*, der zweite vorwärtsgekoppelte Fahrzeuggeschwindigkeitsbefehl V_{FF_dref}*, der Verzögerungsabstands-Kompensations-Fahrzeuggeschwindigkeitsbefehl V_{FF_delay}* und der Nachfahrbefehl für das vorausfahrende Fahrzeug V_{FF_lead}*, die dort eingegeben wurden, verwendet, und als die Summe dieser Eingaben wird ein Fahrzeuggeschwindigkeitsbefehl V* berechnet und ausgegeben. Der ausgegebene FahrzeuggeschwindigkeitsSollwert V* wird der Fahrzeuggeschwindigkeits-Regeleinheit 12 zugeführt.
• Mit dieser Konfiguration erreichen die beiden FF-Steuereinheiten zusätzlich zu den vorteilhaften Effekten von Ausführungsform 2 eine individuelle Gestaltung für „den Vorgang des Verursachens einer Konvergenz der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstandsabweichung zum Zeitpunkt des Starts der Steuerung“ und „den Vorgang des Verursachens eines Nachfahrens der Variation des Zielfahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstands D*“, wodurch der vorteilhafte Effekt des Realisierens einer Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstandssteuerung zum Nachfahren der Zielspur D_trk* erzielt werden kann.
• Obwohl die Offenbarung oben in Bezug auf verschiedene beispielhafte Ausführungsformen und Implementierungen beschrieben wird, sollte es verstanden werden, dass die verschiedenen Merkmale, Aspekte und Funktionen, die in einer oder mehreren der einzelnen Ausführungsformen beschrieben werden, in ihrer Anwendbarkeit auf die spezielle Ausführungsform, mit der sie beschrieben werden, nicht beschränkt sind, sondern stattdessen allein oder in verschiedenen Kombinationen auf eine oder mehrere der Ausführungsformen der Offenbarung angewendet werden können.
• Es versteht sich daher, dass zahlreiche Modifikationen, die nicht beispielhaft dargestellt wurden, ohne Abweichung vom Umfang der Spezifikation der vorliegenden Offenbarung entwickelt werden können. Zum Beispiel kann mindestens eines der Bestandteile modifiziert, hinzugefügt oder eliminiert werden. Mindestens einer der in mindestens einer der bevorzugten Ausführungsformen genannten Bestandteile kann ausgewählt und mit den in einer anderen bevorzugten Ausführungsform genannten Bestandteilen kombiniert werden.
• Bezugszeichenliste

10

Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstandssensor

11

Fahrzeug-Geschwindigkeits-Sensor

12

Fahrzeuggeschwindigkeits-Regeleinheit

13

Fahrzeugantriebseinheit

20

Verarbeitungsschaltung

21

Prozessor

22

Speicher

100, 100A, 200, 200A, 300, 400

Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstandsregelvorrichtung

101

Vorausfahrendes-Fahrzeug-Geschwindigkeits-Berechnungseinheit

102

Zielfahrzeugabstands-Einstelleinheit

103, 103A

Verzögerungsabstands-Berechnungseinheit

104, 104A

Zielspur-Erzeugungseinheit

105

FB-Regeleinheit

106

FF-Regeleinheit

107

Verzögerungsabstands-Kompensationseinheit

108, 108A

Fahrzeuggeschwindigkeitsbefehl-Berechnungseinheit

109

Erste Filtereinheit für die Geschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs

110

zweite Filtereinheit für vorausfahrendes Fahrzeug

111

erste FF-Regeleinheit

112

zweite FF-Regeleinheit

1041, 1041b

erster Filter

1041a

dritter Filter

1042

zweiter Filter

• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
• Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
• Zitierte Patentliteratur
• JP 3661495 [0003]

Claims (5)

1. Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstandsregelvorrichtung, umfassend eine Fahrzeuggeschwindigkeitsbefehl-Berechnungseinheit, die konfiguriert ist, einen Fahrzeuggeschwindigkeitsbefehl für ein eigenes Fahrzeug auf der Basis eines Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstands zwischen dem eigenen Fahrzeug und einem vorausfahrenden Fahrzeug, einer Relativgeschwindigkeit zu dem vorausfahrenden Fahrzeug und einer Geschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs zu berechnen, wobei die Geschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs durch eine Fahrzeuggeschwindigkeits-Regelungseinheit gemäß dem durch die Fahrzeuggeschwindigkeitsbefehl-Berechnungseinheit berechneten Fahrzeuggeschwindigkeitsbefehl geregelt wird, so dass der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand geregelt wird, wobei die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstandsregelvorrichtung umfasst: eine Vorausfahrendes-Fahrzeug-Geschwindigkeits-Berechnungseinheit, die konfiguriert ist, eine Geschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs auf Grundlage der Geschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs und der Relativgeschwindigkeit zu dem vorausfahrenden Fahrzeug zu berechnen; eine Zielfahrzeug-Intervall-Einstelleinheit, die konfiguriert ist, auf Grundlage der Geschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs einen Zielfahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand einzustellen, der ein Zielwert ist, gemäß dem der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand geregelt wird; eine Verzögerungsabstands-Berechnungseinheit, die konfiguriert ist, auf Grundlage der Geschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs, die durch die Fahrzeuggeschwindigkeits-Regeleinheit berechnet wird, einen Verzögerungsabstand zu berechnen, der ein Variationsbetrag des Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstands ist, der auf einer Ansprechverzögerung in der Fahrzeuggeschwindigkeits-Regeleinheit basiert; eine Zielspur-Erzeugungseinheit, umfassend einen ersten Filter, der konfiguriert ist, eine Antwortcharakteristik von einem Anfangswert des Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstands bis zur Konvergenz zu dem Zielfahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand zu definieren, und ein zweites Filter, das konfiguriert ist, eine Ansprechcharakteristik zu definieren, bis der Verzögerungsabstand kompensiert und veranlasst wird, gegen Null zu konvergieren, wobei die Zielspur-Erzeugungseinheit konfiguriert ist, eine Zielspur zu erzeugen, die eine zeitliche Aufzeichnung des Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstands von dem Anfangswert des Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstands bis zur Ankunft am Zielfahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand ist; eine FB-Regeleinheit, die konfiguriert ist, einen rückgekoppelten Fahrzeuggeschwindigkeitsbefehl zu berechnen, indem der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand, die Relativgeschwindigkeit zu dem vorausfahrenden Fahrzeug und eine Abweichung von der Zielspur durch eine Verstärkung integriert werden; eine FF-Regeleinheit, die konfiguriert ist, einen vorwärtsgekoppelten Fahrzeuggeschwindigkeitsbefehl zu berechnen, der dem Zielfahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand entspricht, unter Verwendung einer Übertragungsfunktion der Antwortcharakteristik, die durch das erste Filter der Zielspur-Erzeugungseinheit definiert ist, und einer Übertragungsfunktion einer Antwortcharakteristik der Fahrzeuggeschwindigkeits-Regeleinheit; und eine Verzögerungsabstands-Kompensationseinheit, die konfiguriert ist, einen Verzögerungsabstands-Kompensations-Fahrzeuggeschwindigkeits-Befehl zu berechnen, der dem Verzögerungsabstand entspricht, unter Verwendung einer Übertragungsfunktion der Antwortcharakteristik, die durch das zweite Filter der Zielspur-Erzeugungseinheit definiert ist, und der Übertragungsfunktion der Antwortcharakteristik der Fahrzeuggeschwindigkeits-Regeleinheit, wobei die Fahrzeuggeschwindigkeitsbefehl-Berechnungseinheit den Fahrzeuggeschwindigkeitsbefehl auf Grundlage der Geschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs, des rückgekoppelten Fahrzeuggeschwindigkeitsbefehls, des vorwärtsgekoppelten Fahrzeuggeschwindigkeitsbefehls und des Verzögerungsabstands-Kompensations-Fahrzeuggeschwindigkeitsbefehls berechnet.
2. Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstandsregelvorrichtung, umfassend eine Fahrzeuggeschwindigkeitsbefehl-Berechnungseinheit, die konfiguriert ist, einen Fahrzeuggeschwindigkeitsbefehl für ein eigenes Fahrzeug auf der Basis eines Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstands zwischen dem eigenen Fahrzeug und einem vorausfahrenden Fahrzeug, einer Relativgeschwindigkeit zu dem vorausfahrenden Fahrzeug und einer Geschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs zu berechnen, wobei die Geschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs durch eine Fahrzeuggeschwindigkeits-Regelungseinheit gemäß dem durch die Fahrzeuggeschwindigkeitsbefehl-Berechnungseinheit berechneten Fahrzeuggeschwindigkeitsbefehl geregelt wird, so dass der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand geregelt wird, wobei die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstandsregelvorrichtung umfasst: eine Vorausfahrendes-Fahrzeug-Geschwindigkeits-Berechnungseinheit, die konfiguriert ist, eine Geschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs auf Grundlage der Geschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs und der Relativgeschwindigkeit zu dem vorausfahrenden Fahrzeug zu berechnen; eine erste Vorausfahrendes-Fahrzeug-Geschwindigkeits-Berechnungseinheit, die konfiguriert ist, einen Filterprozess der Verzögerung einer Antwort des Fahrzeuggeschwindigkeitsbefehls relativ zu der Geschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs durchzuführen, um einen Vorausfahrendes-Fahrzeug-GeschwindigkeitsNachfahrbefehl zu berechnen; eine Zielfahrzeug-Intervall-Einstelleinheit, die konfiguriert ist, auf Grundlage des Vorausfahrendes-Fahrzeug-Geschwindigkeits-Nachfahrbefehls, der durch die erste Vorausfahrendes-Fahrzeug-Geschwindigkeits-Berechnungseinheit berechnet wird, einen Zielfahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand einzustellen, der ein Zielwert ist, gemäß dem der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand geregelt wird; eine Verzögerungsabstands-Berechnungseinheit, die konfiguriert ist, auf Grundlage der Geschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs, die durch die Fahrzeuggeschwindigkeits-Regeleinheit berechnet wird, und des Vorausfahrigkeits-Geschwindigkeits-Nachfahrbefehls, der durch die erste Vorausfahrigkeits-Fahrzeug-Geschwindigkeits-Berechnungseinheit berechnet wird, einen Verzögerungsabstand zu berechnen, der ein Variationsbetrag des Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstands ist, der auf Ansprechverzögerungen in der Fahrzeuggeschwindigkeits-Regeleinheit und der ersten Vorausfahrigkeits-Fahrzeug-Geschwindigkeits-Berechnungseinheit basiert; eine Zielspur-Erzeugungseinheit, umfassend einen ersten Filter, der konfiguriert ist, eine Antwortcharakteristik von einem Anfangswert des Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstands bis zur Konvergenz zu dem Zielfahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand zu definieren, und ein zweites Filter, das konfiguriert ist, eine Ansprechcharakteristik zu definieren, bis der Verzögerungsabstand kompensiert und veranlasst wird, gegen Null zu konvergieren, wobei die Zielspur-Erzeugungseinheit konfiguriert ist, eine Zielspur zu erzeugen, die eine zeitliche Aufzeichnung des Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstands von dem Anfangswert des Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstands bis zur Ankunft am Zielfahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand ist; eine FB-Regeleinheit, die konfiguriert ist, einen rückgekoppelten Fahrzeuggeschwindigkeitsbefehl zu berechnen, indem der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand, die Relativgeschwindigkeit zum vorausfahrenden Fahrzeug und eine Abweichung von der Zielspur durch eine Verstärkung integriert werden; eine FF-Regeleinheit, konfiguriert, um einen vorwärtsgekoppelten Fahrzeuggeschwindigkeitsbefehl zu berechnen, der dem Zielfahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand entspricht, unter Verwendung einer Übertragungsfunktion der Antwortcharakteristik, die durch den ersten Filter der Zielspur-Erzeugungseinheit definiert ist, und einer Übertragungsfunktion einer Antwortcharakteristik der Fahrzeuggeschwindigkeits-Regeleinheit; und eine Verzögerungsabstands-Kompensationseinheit, die konfiguriert ist, einen Verzögerungsabstands-Kompensations-Fahrzeuggeschwindigkeits-Befehl zu berechnen, der dem Verzögerungsabstand entspricht, unter Verwendung einer Übertragungsfunktion der Antwortcharakteristik, die durch das zweite Filter der Zielfahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand-Erzeugungseinheit definiert ist, und der Übertragungsfunktion der Antwortcharakteristik der Fahrzeuggeschwindigkeits-Regeleinheit, wobei die Fahrzeuggeschwindigkeitsbefehl-Berechnungseinheit den Fahrzeuggeschwindigkeitsbefehl auf Grundlage des Vorausfahrendes-Fahrzeug-Geschwindigkeits-Nachfahrbefehls, des rückgekoppelten Fahrzeuggeschwindigkeitsbefehls, des Vorwärtsgekoppelten Fahrzeuggeschwindigkeitsbefehls und des Verzögerungsabstands-Kompensations-Fahrzeuggeschwindigkeitsbefehls berechnet.
3. Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstandsregelvorrichtung, umfassend eine Fahrzeuggeschwindigkeitsbefehl-Berechnungseinheit, die konfiguriert ist, einen Fahrzeuggeschwindigkeitsbefehl für ein eigenes Fahrzeug auf Grundlage eines Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstands zwischen dem eigenen Fahrzeug und einem vorausfahrenden Fahrzeug, einer Relativgeschwindigkeit zu dem vorausfahrenden Fahrzeug und einer Geschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs zu berechnen, wobei die Geschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs durch eine Fahrzeuggeschwindigkeits-Regelungseinheit gemäß dem durch die Fahrzeuggeschwindigkeitsbefehl-Berechnungseinheit berechneten Fahrzeuggeschwindigkeitsbefehl geregelt wird, so dass der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand geregelt wird, wobei die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstandsregelvorrichtung umfasst: eine Vorausfahrendes-Fahrzeug-Geschwindigkeits-Berechnungseinheit, die konfiguriert ist, eine Geschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs auf Grundlage der Geschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs und der Relativgeschwindigkeit zu dem vorausfahrenden Fahrzeug zu berechnen; eine zweite Vorausfahrendes-Fahrzeug-Geschwindigkeits-Berechnungseinheit, die konfiguriert ist, an der Geschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs einen Filterprozess zum Eliminieren von Rauschen durchzuführen, das in der Geschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs und der Relativgeschwindigkeit zu dem vorausfahrenden Fahrzeug umfasst sind, um eine zweite Geschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs zu berechnen; eine erste Vorausfahrendes-Fahrzeug-Geschwindigkeits-Berechnungseinheit, die konfiguriert ist, einen Filterprozess der Verzögerung einer Antwort des Fahrzeuggeschwindigkeitsbefehls relativ zu der zweiten Geschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs durchzuführen, um einen Vorausfahrendes-Fahrzeug-Geschwindigkeits-Nachfahrbefehl zu berechnen; eine Zielfahrzeug-Intervall-Einstelleinheit, die konfiguriert ist, auf Grundlage des Vorausfahrendes-Fahrzeug-Geschwindigkeits-Nachfahrbefehls, der durch die erste Vorausfahrendes-Fahrzeug-Geschwindigkeits-Berechnungseinheit berechnet wird, einen Zielfahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand einzustellen, der ein Zielwert ist, gemäß dem der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand geregelt wird; eine Verzögerungsabstands-Berechnungseinheit, die konfiguriert ist, auf Grundlage der zweiten Geschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs, die von der zweiten Fahrzeuggeschwindigkeits-Regeleinheit berechnet wird, und des Vorausfahrendes-Fahrzeug-Geschwindigkeits-Nachfahrbefehls, der von der ersten Vorausfahrendes-Fahrzeug-Geschwindigkeits-Berechnungseinheit berechnet wird, einen Verzögerungsabstand zu berechnen, der ein Variationsbetrag des Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstands ist, der auf Ansprechverzögerungen in der Fahrzeuggeschwindigkeits-Regeleinheit und der ersten Vorausfahrendes-Fahrzeug-Geschwindigkeits-Berechnungseinheit basiert; eine Zielspur-Erzeugungseinheit, umfassend einen ersten Filter, der konfiguriert ist, eine Antwortcharakteristik von einem Anfangswert des Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstands bis zur Konvergenz zu dem Zielfahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand zu definieren, und ein zweites Filter, das konfiguriert ist, eine Ansprechcharakteristik zu definieren, bis der Verzögerungsabstand kompensiert und veranlasst wird, gegen Null zu konvergieren, wobei die Zielspur-Erzeugungseinheit konfiguriert ist, eine Zielspur zu erzeugen, die eine zeitliche Aufzeichnung des Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstands von dem Anfangswert des Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstands bis zur Ankunft am Zielfahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand ist; eine FB-Regeleinheit, die konfiguriert ist, einen rückgekoppelten Fahrzeuggeschwindigkeitsbefehl zu berechnen, indem der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand, die Relativgeschwindigkeit zum vorausfahrenden Fahrzeug und eine Abweichung von der Zielspur durch eine Verstärkung integriert werden; eine FF-Regeleinheit, die konfiguriert ist, einen vorwärtsgekoppelten Fahrzeuggeschwindigkeitsbefehl zu berechnen, der dem Zielfahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand entspricht, unter Verwendung einer Übertragungsfunktion der Antwortcharakteristik, die durch den ersten Filter der Zielspur-Erzeugungseinheit definiert ist, und einer Übertragungsfunktion einer Antwortcharakteristik der Fahrzeuggeschwindigkeits-Regeleinheit; und eine Verzögerungsabstands-Kompensationseinheit, die konfiguriert ist, einen Verzögerungsabstands-Kompensations-Fahrzeuggeschwindigkeits-Befehl zu berechnen, der dem Verzögerungsabstand entspricht, unter Verwendung einer Übertragungsfunktion der Antwortcharakteristik, die durch das zweite Filter der Zielfahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand-Erzeugungseinheit definiert ist, und der Übertragungsfunktion der Antwortcharakteristik der Fahrzeuggeschwindigkeits-Regeleinheit, wobei die Fahrzeuggeschwindigkeitsbefehl-Berechnungseinheit den Fahrzeuggeschwindigkeitsbefehl auf Grundlage des Vorausfahrendes-Fahrzeug-Geschwindigkeits-Nachfahrbefehls, des rückgekoppelten Fahrzeuggeschwindigkeitsbefehls, des vorwärtsgekoppelten Fahrzeuggeschwindigkeitsbefehls und des Verzögerungsabstands-Kompensations-Fahrzeuggeschwindigkeitsbefehls berechnet.
4. Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstandsregelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Zielspur-Erzeugungseinheit ferner ein drittes Filter umfasst, das konfiguriert ist, eine Ansprechcharakteristik auf eine Änderung des Zielfahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstands nach Beginn der Regelung zu definieren, und eine Zielspur erzeugt, die eine zeitliche Aufzeichnung des Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstands vom Anfangswert des Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstands bis zum Erreichen des Zielfahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstands ist, die FF-Regeleinheit umfasst eine erste FF-Regeleinheit, die konfiguriert ist, einen ersten vorwärtsgekoppelten Fahrzeuggeschwindigkeitsbefehl zu berechnen, der einer Differenz zwischen dem Anfangswert des Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstands und dem Zielfahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand entspricht, indem die Übertragungsfunktion der Antwortcharakteristik, die durch das erste Filter der Zielspur-Erzeugungseinheit definiert ist, und die Übertragungsfunktion der Antwortcharakteristik der Fahrzeuggeschwindigkeits-Regeleinheit verwendet wird, und eine zweite FF-Regeleinheit konfiguriert ist, einen zweiten vorwärtsgekoppelten Fahrzeuggeschwindigkeitsbefehl zu berechnen, der dem Zielfahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand entspricht, indem eine Übertragungsfunktion der Antwortcharakteristik, die durch das dritte Filter der Zielspur-Erzeugungseinheit definiert ist, und die Übertragungsfunktion der Antwortcharakteristik der Fahrzeuggeschwindigkeits-Regeleinheit verwendet wird, und die FF-Regeleinheit den ersten Fahrzeuggeschwindigkeitsbefehl und den zweiten Fahrzeuggeschwindigkeitsbefehl, die berechnet worden sind, jeweils an die Fahrzeuggeschwindigkeitsbefehl-Berechnungseinheit ausgibt.
5. Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstandsregelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei in der Zielspur-Erzeugungseinheit das erste Filter die Ansprechcharakteristik unter Verwendung einer Übertragungsfunktion zweiter Ordnung einer Frequenz und eines Dämpfungskoeffizienten entsprechend dem Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand definiert, um eine Konvergenz von dem Anfangswert des Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstands zu dem Zielfahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand zu bewirken, und das zweite Filter die Ansprechcharakteristik unter Verwendung einer Übertragungsfunktion zweiter Ordnung einer Frequenz und eines Dämpfungskoeffizienten, der dem Verzögerungsabstand entspricht, definiert, um zu bewirken, dass der Verzögerungsabstand gegen Null konvergiert.

Images