JP3531447B2 - 先行車追従制御装置 - Google Patents
先行車追従制御装置Info
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- JP3531447B2 JP3531447B2 JP32140297A JP32140297A JP3531447B2 JP 3531447 B2 JP3531447 B2 JP 3531447B2 JP 32140297 A JP32140297 A JP 32140297A JP 32140297 A JP32140297 A JP 32140297A JP 3531447 B2 JP3531447 B2 JP 3531447B2
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- Japan
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- vehicle
- speed
- inter
- control
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- Expired - Lifetime
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- Controls For Constant Speed Travelling (AREA)
- Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
- Traffic Control Systems (AREA)
- Measurement Of Optical Distance (AREA)
- Control Of Driving Devices And Active Controlling Of Vehicle (AREA)
- Regulating Braking Force (AREA)
- Control Of Velocity Or Acceleration (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、先行車を認識して
一定の車間距離を保ちつつ追従する先行車追従制御装置
に関する。
一定の車間距離を保ちつつ追従する先行車追従制御装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術とその問題点】先行車の速度と車間距離偏
差に制御ゲインを乗じて補正速度を求め、その補正速度
に基づいて目標車速を設定するとともに、車間距離偏差
に乗じる制御ゲインを調整することによって追従の応答
特性を任意に設定するようにした先行車追従制御装置が
知られている（例えば、特開平７−６９０９４号公報参
照）。
差に制御ゲインを乗じて補正速度を求め、その補正速度
に基づいて目標車速を設定するとともに、車間距離偏差
に乗じる制御ゲインを調整することによって追従の応答
特性を任意に設定するようにした先行車追従制御装置が
知られている（例えば、特開平７−６９０９４号公報参
照）。
【０００３】上述した従来の先行車追従制御装置では、
制御ゲインを調整することによって追従制御の応答特性
を任意に設定できる。しかし、応答特性が車間距離偏差
のみに依存しているため、例えば速い応答特性に設定し
た場合に、先行車との間に相対速度０で割り込まれると
車間距離を広げようと減速、場合によっては急減速する
ことがあり、乗員に違和感を与えるという問題がある。
制御ゲインを調整することによって追従制御の応答特性
を任意に設定できる。しかし、応答特性が車間距離偏差
のみに依存しているため、例えば速い応答特性に設定し
た場合に、先行車との間に相対速度０で割り込まれると
車間距離を広げようと減速、場合によっては急減速する
ことがあり、乗員に違和感を与えるという問題がある。
【０００４】本発明の目的は、先行車との相対速度に応
じて追従制御の応答特性を決定することにある。
じて追従制御の応答特性を決定することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】（１） 請求項１の発明
は、先行車との車間距離を検出する車間距離検出手段
と、自車速を検出する自車速検出手段と、先行車との相
対速度を検出する相対速度検出手段と、目標車間距離と
車間距離検出値との偏差に第１の制御ゲインを乗じた
値、相対速度検出値に第２の制御ゲインを乗じた値、自
車速検出値および相対速度検出値に基づいて、車間距離
検出値を目標車間距離に一致させるための目標車速を演
算する車間距離制御手段と、自車速検出値が目標車速に
一致するように車両の制駆動力を制御する車速制御手段
と、相対速度検出値に応じて車間距離制御手段の第１お
よび第２の制御ゲインを変更する制御ゲイン変更手段と
を備え、制御ゲイン変更手段は、車間距離偏差と相対速
度検出値を０に収束させる収束特性を、大きい相対速度
検出値で先行車に近づく場合は速くし、小さい相対速度
検出値で先行車に近づく場合は遅くするように、第１お
よび第２の制御ゲインを変更する。 （２） 請求項２の先行車追従制御装置は、制御ゲイン
変更手段によって、先行車を捕捉して制御ゲインの変更
を行った後は、その先行車を見失うまで制御ゲインの変
更を行わないようにしたものである。 （３） 請求項３の先行車追従制御装置は、相対速度検
出手段によって、車間距離検出値に基づいて相対速度を
演算するようにしたものである。
は、先行車との車間距離を検出する車間距離検出手段
と、自車速を検出する自車速検出手段と、先行車との相
対速度を検出する相対速度検出手段と、目標車間距離と
車間距離検出値との偏差に第１の制御ゲインを乗じた
値、相対速度検出値に第２の制御ゲインを乗じた値、自
車速検出値および相対速度検出値に基づいて、車間距離
検出値を目標車間距離に一致させるための目標車速を演
算する車間距離制御手段と、自車速検出値が目標車速に
一致するように車両の制駆動力を制御する車速制御手段
と、相対速度検出値に応じて車間距離制御手段の第１お
よび第２の制御ゲインを変更する制御ゲイン変更手段と
を備え、制御ゲイン変更手段は、車間距離偏差と相対速
度検出値を０に収束させる収束特性を、大きい相対速度
検出値で先行車に近づく場合は速くし、小さい相対速度
検出値で先行車に近づく場合は遅くするように、第１お
よび第２の制御ゲインを変更する。 （２） 請求項２の先行車追従制御装置は、制御ゲイン
変更手段によって、先行車を捕捉して制御ゲインの変更
を行った後は、その先行車を見失うまで制御ゲインの変
更を行わないようにしたものである。 （３） 請求項３の先行車追従制御装置は、相対速度検
出手段によって、車間距離検出値に基づいて相対速度を
演算するようにしたものである。
【０００６】
【発明の効果】（１） 請求項１の発明によれば、目標
車間距離と車間距離検出値との偏差に第１の制御ゲイン
を乗じた値、相対速度検出値に第２の制御ゲインを乗じ
た値、自車速検出値および相対速度検出値に基づいて、
車間距離検出値を目標車間距離に一致させるための目標
車速を演算する車間距離制御手段と、自車速検出値が目
標車速に一致するように車両の制駆動力を制御する車速
制御手段と、相対速度検出値に応じて車間距離制御手段
の第１および第２の制御ゲインを変更する制御ゲイン変
更手段とを備え、制御ゲイン変更手段により、車間距離
偏差と相対速度検出値を０に収束させる収束特性を、大
きい相対速度検出値で先行車に近づく場合は速くし、小
さい相対速度検出値で先行車に近づく場合は遅くするよ
うに、第１および第２の制御ゲインを変更するようにし
たので、相対速度に応じて追従制御の応答特性を決定す
ることができる。例えば、先行車に追従中に割り込みが
発生しても、新しい先行車（割り込み車両）との相対速
度に応じて最適な追従制御の応答特性を決定することが
でき、新しい先行車（割り込み車両）との相対速度が小
さい場合でも無用な急減速が避けられ、乗員の運転感覚
に合致させることができる。 （２） 請求項２の発明によれば、先行車を捕捉して制
御ゲインの変更を行った後は、その先行車を見失うまで
制御ゲインの変更を行わないようにしたので、割り込み
車両を含む新しい先行車に対して最適な制御ゲインが設
定された後は、無用な制御ゲインの変更が防止され、安
定な車間距離制御を行うことができる。
車間距離と車間距離検出値との偏差に第１の制御ゲイン
を乗じた値、相対速度検出値に第２の制御ゲインを乗じ
た値、自車速検出値および相対速度検出値に基づいて、
車間距離検出値を目標車間距離に一致させるための目標
車速を演算する車間距離制御手段と、自車速検出値が目
標車速に一致するように車両の制駆動力を制御する車速
制御手段と、相対速度検出値に応じて車間距離制御手段
の第１および第２の制御ゲインを変更する制御ゲイン変
更手段とを備え、制御ゲイン変更手段により、車間距離
偏差と相対速度検出値を０に収束させる収束特性を、大
きい相対速度検出値で先行車に近づく場合は速くし、小
さい相対速度検出値で先行車に近づく場合は遅くするよ
うに、第１および第２の制御ゲインを変更するようにし
たので、相対速度に応じて追従制御の応答特性を決定す
ることができる。例えば、先行車に追従中に割り込みが
発生しても、新しい先行車（割り込み車両）との相対速
度に応じて最適な追従制御の応答特性を決定することが
でき、新しい先行車（割り込み車両）との相対速度が小
さい場合でも無用な急減速が避けられ、乗員の運転感覚
に合致させることができる。 （２） 請求項２の発明によれば、先行車を捕捉して制
御ゲインの変更を行った後は、その先行車を見失うまで
制御ゲインの変更を行わないようにしたので、割り込み
車両を含む新しい先行車に対して最適な制御ゲインが設
定された後は、無用な制御ゲインの変更が防止され、安
定な車間距離制御を行うことができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】図１は一実施の形態の構成を示す
図である。車間距離センサー１は、レーザー光を掃射し
て先行車からの反射光を受光するレーダー方式のセンサ
ーである。なお、電波や超音波を利用して車間距離を計
測してもよい。車速センサー２は変速機の出力軸に取り
付けられ、その回転速度に応じた周期のパルス列を出力
する。スロットルアクチュエーター３は、スロットルバ
ルブ開度信号に応じてスロットルバルブを開閉し、エン
ジンへの吸入空気量を変えてエンジン出力を調節する。
自動変速機４は、車速とエンジントルクに応じて変速比
を変える。制動装置６は車両に制動力を発生させる装置
である。
図である。車間距離センサー１は、レーザー光を掃射し
て先行車からの反射光を受光するレーダー方式のセンサ
ーである。なお、電波や超音波を利用して車間距離を計
測してもよい。車速センサー２は変速機の出力軸に取り
付けられ、その回転速度に応じた周期のパルス列を出力
する。スロットルアクチュエーター３は、スロットルバ
ルブ開度信号に応じてスロットルバルブを開閉し、エン
ジンへの吸入空気量を変えてエンジン出力を調節する。
自動変速機４は、車速とエンジントルクに応じて変速比
を変える。制動装置６は車両に制動力を発生させる装置
である。
【０００８】追従制御コントローラー５はマイクロコン
ピューターとその周辺部品を備え、車間距離と車速の検
出値に基づいて目標車速を求め、スロットルアクチュエ
ーター３、自動変速機４および制動装置６を制御する。
追従制御コントローラー５は、マイクロコンピューター
のソフトウエア形態により図２に示す制御ブロック１
１、２１、５０、５１を構成する。
ピューターとその周辺部品を備え、車間距離と車速の検
出値に基づいて目標車速を求め、スロットルアクチュエ
ーター３、自動変速機４および制動装置６を制御する。
追従制御コントローラー５は、マイクロコンピューター
のソフトウエア形態により図２に示す制御ブロック１
１、２１、５０、５１を構成する。
【０００９】図２において、測距信号処理部１１は、車
間距離センサー１によりレーザー光を掃射してから先行
車の反射光を受光するまでの時間を計測し、先行車との
車間距離ＬTを演算する。なお、前方に複数の先行車が
いる場合は追従すべき先行車を特定して車間距離ＬTを
演算する。この先行車の選択方法についてはすでに公知
であるから説明を省略する。車速信号処理部２１は、車
速センサー２からの車速パルスの周期を計測し、自車両
の速度ＶSを検出する。
間距離センサー１によりレーザー光を掃射してから先行
車の反射光を受光するまでの時間を計測し、先行車との
車間距離ＬTを演算する。なお、前方に複数の先行車が
いる場合は追従すべき先行車を特定して車間距離ＬTを
演算する。この先行車の選択方法についてはすでに公知
であるから説明を省略する。車速信号処理部２１は、車
速センサー２からの車速パルスの周期を計測し、自車両
の速度ＶSを検出する。
【００１０】先行車追従制御部５０は、相対速度演算部
５０１、車間距離制御部５０２および目標車間距離設定
部５０３を備え、車間距離ＬTと自車速ＶSとに基づいて
目標車間距離ＬT*と目標車速Ｖ*を演算する。相対速度
演算部５０１は、測距信号処理部１１により検出された
車間距離ＬTに基づいて先行車との相対速度ΔＶを演算
する。車間距離制御部５０２は、相対速度ΔＶを考慮し
て車間距離ＬTを目標車間距離ＬT*に一致させるための
目標車速Ｖ*を演算する。目標車間距離設定部５０３
は、先行車の車速ＶTまたは自車速ＶSに応じた目標車間
距離Ｌ*を設定する。
５０１、車間距離制御部５０２および目標車間距離設定
部５０３を備え、車間距離ＬTと自車速ＶSとに基づいて
目標車間距離ＬT*と目標車速Ｖ*を演算する。相対速度
演算部５０１は、測距信号処理部１１により検出された
車間距離ＬTに基づいて先行車との相対速度ΔＶを演算
する。車間距離制御部５０２は、相対速度ΔＶを考慮し
て車間距離ＬTを目標車間距離ＬT*に一致させるための
目標車速Ｖ*を演算する。目標車間距離設定部５０３
は、先行車の車速ＶTまたは自車速ＶSに応じた目標車間
距離Ｌ*を設定する。
【００１１】また、車速制御部５１は、自車速ＶSが目
標車速Ｖ*となるようにスロットルアクチュエーター３
のスロットルバルブ開度と、自動変速機４の変速比と、
制動装置６の制動力を制御する。
標車速Ｖ*となるようにスロットルアクチュエーター３
のスロットルバルブ開度と、自動変速機４の変速比と、
制動装置６の制動力を制御する。
【００１２】次に、車間距離制御系について説明する。
この実施の形態のシステムは、車間距離と相対速度の２
つの目標値を１つの入力（目標車速）で制御する１入力
２出力系であることから、状態フィードバック（レギュ
レーター）を用いて制御系を設計する。
この実施の形態のシステムは、車間距離と相対速度の２
つの目標値を１つの入力（目標車速）で制御する１入力
２出力系であることから、状態フィードバック（レギュ
レーター）を用いて制御系を設計する。
【００１３】システムの状態変数ｘ1、ｘ2を数式１、２
で定義する。
で定義する。
【数１】
【数２】
数式１において、ＶTは先行車の車速である。また、制
御入力、すなわち追従制御コントローラー５の出力をΔ
Ｖ*とし、数式３で定義する。
御入力、すなわち追従制御コントローラー５の出力をΔ
Ｖ*とし、数式３で定義する。
【数３】
【００１４】車間距離ＬTは数式４で与えられる。
【数４】
数式４において、Ｌoは車間距離ＬTの初期値である。車
速サーボ系は、例えば数式５のように目標車速Ｖ*に対
して実際の車速ＶSが一次遅れで近似的に表現できる。
速サーボ系は、例えば数式５のように目標車速Ｖ*に対
して実際の車速ＶSが一次遅れで近似的に表現できる。
【数５】
数式５において、τvは時定数である。
【００１５】先行車車速ＶT＝一定と仮定すると、数式
１、３、５により数式６が得られる。
１、３、５により数式６が得られる。
【数６】
さらに、目標車間距離ＬT*＝一定とすると、数式２、４
により数式７が得られる。
により数式７が得られる。
【数７】
したがって、システムの状態方程式は数式８のように記
述できる。
述できる。
【数８】
【００１６】制御入力ｕを数式９で与える。
【数９】
状態フィードバックが施された全体システムの状態方程
式は数式１０のように表される。
式は数式１０のように表される。
【数１０】
数式１０において、
【数１１】
と置くと、全体システムの特性方程式は数式１２のよう
に導かれる。
に導かれる。
【数１２】
【００１７】上述した車速サーボ系の伝達特性に基づ
き、車間距離ＬTをＬT*へ、相対速度ΔＶを０へ収束さ
せる特性が所望の特性となるようにゲインｆv、ｆdを設
定する。
き、車間距離ＬTをＬT*へ、相対速度ΔＶを０へ収束さ
せる特性が所望の特性となるようにゲインｆv、ｆdを設
定する。
【数１３】
【数１４】
【数１５】
【００１８】上述した状態フィードバックが施された追
従制御系は、数式１２で表されるようにその収束特性が
二次系で近似され、所望の応答特性となるように極を設
定することによって制御ゲインｆv、ｆdを求めることが
できる。通常、追従状態に入るまでは、車間距離が長い
ときは早めに制御を開始してゆっくりと目標車間距離に
収束する遅い極設定とし、近くに割り込まれた場合など
車間距離が短いときは早く収束する極設定となるように
制御ゲインｆv、ｆdをスケジューリングする。
従制御系は、数式１２で表されるようにその収束特性が
二次系で近似され、所望の応答特性となるように極を設
定することによって制御ゲインｆv、ｆdを求めることが
できる。通常、追従状態に入るまでは、車間距離が長い
ときは早めに制御を開始してゆっくりと目標車間距離に
収束する遅い極設定とし、近くに割り込まれた場合など
車間距離が短いときは早く収束する極設定となるように
制御ゲインｆv、ｆdをスケジューリングする。
【００１９】例えば、車速サーボ系の時定数τvを０．
５［sec］とし、（ａ）遅い収束特性の極を−０．１
（重根）、（ｂ）速い収束特性の極を−０．４（重根）
とした場合、制御ゲインｆv、ｆdは数式１４、数式１５
から次のようになる。
５［sec］とし、（ａ）遅い収束特性の極を−０．１
（重根）、（ｂ）速い収束特性の極を−０．４（重根）
とした場合、制御ゲインｆv、ｆdは数式１４、数式１５
から次のようになる。
【表１】
【００２０】上記（ａ）、（ｂ）の極を上限、下限とし
て、例えばωnを車間距離に対して図４（ａ）のように
設定する。この例では、車間距離が４０ｍ以下の短い場
合にはωnを０．４（速い応答）に設定し、８０ｍ以上
の長い場合にはωnを０．２（遅い応答）に設定し、そ
の間（４０ｍ〜８０ｍ）は制御ゲインの切り替わりをス
ムーズにするため、補間によりωnを設定する。このよ
うに設定されたωnに基づいて制御ゲインｆv、ｆdを算
出すると、図４（ｂ）に示すようになる。
て、例えばωnを車間距離に対して図４（ａ）のように
設定する。この例では、車間距離が４０ｍ以下の短い場
合にはωnを０．４（速い応答）に設定し、８０ｍ以上
の長い場合にはωnを０．２（遅い応答）に設定し、そ
の間（４０ｍ〜８０ｍ）は制御ゲインの切り替わりをス
ムーズにするため、補間によりωnを設定する。このよ
うに設定されたωnに基づいて制御ゲインｆv、ｆdを算
出すると、図４（ｂ）に示すようになる。
【００２１】このように制御ゲインｆv、ｆdをスケジュ
ーリングすることにより、遠方の先行車に接近するよう
な場合はゆっくりと応答し、近距離に割り込まれた場合
は素速く応答させることができ、乗員の運転感覚に合致
させることができる。
ーリングすることにより、遠方の先行車に接近するよう
な場合はゆっくりと応答し、近距離に割り込まれた場合
は素速く応答させることができ、乗員の運転感覚に合致
させることができる。
【００２２】ところで、一般に、１．５〜２［sec］の
車間時間により目標車間距離が設定される場合が多く、
車速１００km／hでは目標車間距離が４２〜５５ｍにな
る。上述したゲインスケジューリングでは、車間距離が
短いときは割り込みなどを想定して速い応答ゲインとす
るため、相対速度略０の状態で割り込まれたときでも素
早く目標車間距離となるように減速してしまう。
車間時間により目標車間距離が設定される場合が多く、
車速１００km／hでは目標車間距離が４２〜５５ｍにな
る。上述したゲインスケジューリングでは、車間距離が
短いときは割り込みなどを想定して速い応答ゲインとす
るため、相対速度略０の状態で割り込まれたときでも素
早く目標車間距離となるように減速してしまう。
【００２３】そこで、この実施の形態では、相対速度を
考慮して制御ゲインをスケジューリングする。つまり、
大きな相対速度で先行車（割り込み車両を含む）に近づ
く場合は速い応答特性、小さい相対速度で先行車に近づ
く場合はゆっくりとした応答特性となるように、制御ゲ
インｆv、ｆdを設定する。
考慮して制御ゲインをスケジューリングする。つまり、
大きな相対速度で先行車（割り込み車両を含む）に近づ
く場合は速い応答特性、小さい相対速度で先行車に近づ
く場合はゆっくりとした応答特性となるように、制御ゲ
インｆv、ｆdを設定する。
【００２４】図５は、従来の車間距離Ｌに応じた制御ゲ
インのスケジュールを基にして、先行車との相対速度を
考慮して制御ゲインをスケジューリングする例を示す。
（ａ）に実線で示す従来のゲインスケジュールは、例え
ば次式により定義される。
インのスケジュールを基にして、先行車との相対速度を
考慮して制御ゲインをスケジューリングする例を示す。
（ａ）に実線で示す従来のゲインスケジュールは、例え
ば次式により定義される。
【数１６】
数式１６において、mid（Ａ，Ｂ，Ｃ）はＡ，Ｂ，Ｃの
内の中央値を採用することを表す。これに相対速度を考
慮するため、（ｂ）に示すように、数式１６のωoを次
式のように設定する。
内の中央値を採用することを表す。これに相対速度を考
慮するため、（ｂ）に示すように、数式１６のωoを次
式のように設定する。
【数１７】
数式１７において、ｄωは考慮する相対速度が最小およ
び最大のときの変化分、ｄＶはベースとした数式１６と
同一になるときの相対速度である。
び最大のときの変化分、ｄＶはベースとした数式１６と
同一になるときの相対速度である。
【００２５】図６は、数式１６、数式１７のｄω＝０．
３，ｄＶ＝−２５km／h、ｋ＝−０．００５、ω1＝０．
２、ω2＝０．４、ωo＝０．６、ΔＶ＝−５０〜０km／
hの範囲でスケジューリングした結果である。先行車に
近づく方向に相対速度が大きいときは１００ｍ近くまで
ωn＝０．４の速い応答特性となり、先行車に近づく方
向に相対速度が小さいときは３０ｍくらいまでωn＝
０．２の遅い応答特性となる。
３，ｄＶ＝−２５km／h、ｋ＝−０．００５、ω1＝０．
２、ω2＝０．４、ωo＝０．６、ΔＶ＝−５０〜０km／
hの範囲でスケジューリングした結果である。先行車に
近づく方向に相対速度が大きいときは１００ｍ近くまで
ωn＝０．４の速い応答特性となり、先行車に近づく方
向に相対速度が小さいときは３０ｍくらいまでωn＝
０．２の遅い応答特性となる。
【００２６】図７は制御ゲインｆv、ｆdの設定処理を示
すフローチャートである。このフローチャートにより、
一実施の形態の動作を説明する。このゲイン設定処理は
先行車を捕捉した直後にのみ行うため、ゲイン設定後に
フラグをセットして同一先行車に対する制御ゲインの再
設定を禁止する。ステップ１において、ゲイン設定完了
を示すフラグを確認し、セットされていればステップ７
へ進み、そうでなければステップ２へ進む。
すフローチャートである。このフローチャートにより、
一実施の形態の動作を説明する。このゲイン設定処理は
先行車を捕捉した直後にのみ行うため、ゲイン設定後に
フラグをセットして同一先行車に対する制御ゲインの再
設定を禁止する。ステップ１において、ゲイン設定完了
を示すフラグを確認し、セットされていればステップ７
へ進み、そうでなければステップ２へ進む。
【００２７】ステップ２で先行車を捕捉したか否かを判
断する。先行車を捕捉していなければ処理を終了し、先
行車を捕捉していればステップ３へ進む。ステップ３で
は、捕捉した先行車との車間距離を確定する。続くステ
ップ４で、先行車との車間距離から、例えば１次／２次
のバンドパス・フィルターを用いて相対速度を演算す
る。ステップ５で、先行車との相対速度を用いて数式１
６、数式１７によりωnを、さらに数式１４、数式１５
により制御ゲインｆv、ｆdを車間距離ごとに演算し、ゲ
インスケジューリングを変更する。今回捕捉した先行車
に対する制御ゲインの設定が終了したら、ステップ６で
フラグをセットして処理を終了する。
断する。先行車を捕捉していなければ処理を終了し、先
行車を捕捉していればステップ３へ進む。ステップ３で
は、捕捉した先行車との車間距離を確定する。続くステ
ップ４で、先行車との車間距離から、例えば１次／２次
のバンドパス・フィルターを用いて相対速度を演算す
る。ステップ５で、先行車との相対速度を用いて数式１
６、数式１７によりωnを、さらに数式１４、数式１５
により制御ゲインｆv、ｆdを車間距離ごとに演算し、ゲ
インスケジューリングを変更する。今回捕捉した先行車
に対する制御ゲインの設定が終了したら、ステップ６で
フラグをセットして処理を終了する。
【００２８】一方、今回捕捉した先行車に対してすでに
制御ゲインの設定が完了している場合には、ステップ７
で先行車が継続して捕捉されているかどうかを確認す
る。先行車が継続して捕捉されていればステップ９へ進
み、車間制御の演算を行う。一方、先行車を見失った場
合にはステップ８へ進み、フラグをクリヤして処理を終
了する。
制御ゲインの設定が完了している場合には、ステップ７
で先行車が継続して捕捉されているかどうかを確認す
る。先行車が継続して捕捉されていればステップ９へ進
み、車間制御の演算を行う。一方、先行車を見失った場
合にはステップ８へ進み、フラグをクリヤして処理を終
了する。
【００２９】図８、図９は、この実施の形態による車間
距離制御のシュミレーション結果を示す。図８は相対速
度ΔＶ＝２０km／hで、図９は相対速度ΔＶ＝５km／h
で、それぞれ４０ｍの車間距離で追従中に車間距離３０
ｍの地点に別の車両に割り込まれた場合を示す。なお、
図８、図９の左側がローゲイン、右側がハイゲインのと
きを示す。また、Ｖspは自車速、Ｌは車間距離、ｄＶは
相対速度であり、実線が目標値、破線がシミュレーショ
ン結果である。さらに、Ａccelは車両の加減速度であ
る。これらの図から明らかなように、大きい相対速度で
先行車に近づくときは、応答性の遅いローゲインを設定
した場合には先行車にかなり接近してしまうが、ハイゲ
インを設定した場合には減速の立ち上がりが速く、割り
込み後の先行車への接近量が少ない。また、小さい相対
速度で先行車に近づくときは、ハイゲインでは減速度が
大きく車体に発生するＧも大きくなるが、ローゲインで
は減速Ｇも小さく抑えられ、違和感が少ない。この実施
の形態により、大きい相対速度で先行車に近づくときは
速い応答特性となる制御ゲインが選択され、小さい相対
速度で先行車に近づくときは遅い応答特性となる制御ゲ
インが選択される。
距離制御のシュミレーション結果を示す。図８は相対速
度ΔＶ＝２０km／hで、図９は相対速度ΔＶ＝５km／h
で、それぞれ４０ｍの車間距離で追従中に車間距離３０
ｍの地点に別の車両に割り込まれた場合を示す。なお、
図８、図９の左側がローゲイン、右側がハイゲインのと
きを示す。また、Ｖspは自車速、Ｌは車間距離、ｄＶは
相対速度であり、実線が目標値、破線がシミュレーショ
ン結果である。さらに、Ａccelは車両の加減速度であ
る。これらの図から明らかなように、大きい相対速度で
先行車に近づくときは、応答性の遅いローゲインを設定
した場合には先行車にかなり接近してしまうが、ハイゲ
インを設定した場合には減速の立ち上がりが速く、割り
込み後の先行車への接近量が少ない。また、小さい相対
速度で先行車に近づくときは、ハイゲインでは減速度が
大きく車体に発生するＧも大きくなるが、ローゲインで
は減速Ｇも小さく抑えられ、違和感が少ない。この実施
の形態により、大きい相対速度で先行車に近づくときは
速い応答特性となる制御ゲインが選択され、小さい相対
速度で先行車に近づくときは遅い応答特性となる制御ゲ
インが選択される。
【００３０】このように、車間距離偏差（ＬT*−ＬT）
に制御ゲインｆdを乗じ、相対速度ΔＶに制御ゲインｆv
を乗じて目標車速Ｖ*を演算制御する車間距離制御系に
おいて、車間距離ＬTに応じて制御ゲインｆd、ｆvをス
ケジューリングするとともに、先行車捕捉直後に相対速
度ΔＶに応じて制御ゲインｆd、ｆvを変更し、大きい相
対速度ΔＶで先行車に近づく場合は追従制御の応答特性
を速くし、小さい相対速度ΔＶで先行車に近づく場合は
追従制御の応答特性を遅くするようにしたので、相対速
度に応じて追従制御の応答特性を決定することができ、
先行車に追従中に割り込みが発生しても、新しい先行車
（割り込み車両）との相対速度が小さい場合には無用な
急減速が避けられ、乗員の運転感覚に合致させることが
できる。
に制御ゲインｆdを乗じ、相対速度ΔＶに制御ゲインｆv
を乗じて目標車速Ｖ*を演算制御する車間距離制御系に
おいて、車間距離ＬTに応じて制御ゲインｆd、ｆvをス
ケジューリングするとともに、先行車捕捉直後に相対速
度ΔＶに応じて制御ゲインｆd、ｆvを変更し、大きい相
対速度ΔＶで先行車に近づく場合は追従制御の応答特性
を速くし、小さい相対速度ΔＶで先行車に近づく場合は
追従制御の応答特性を遅くするようにしたので、相対速
度に応じて追従制御の応答特性を決定することができ、
先行車に追従中に割り込みが発生しても、新しい先行車
（割り込み車両）との相対速度が小さい場合には無用な
急減速が避けられ、乗員の運転感覚に合致させることが
できる。
【００３１】以上の一実施の形態の構成において、車間
距離センサー１が車間距離検出手段を、車速センサー２
が自車速検出手段を、追従制御コントローラー５が相対
速度検出手段、車間距離制御手段、車速制御手段および
制御ゲイン変更手段をそれぞれ構成する。
距離センサー１が車間距離検出手段を、車速センサー２
が自車速検出手段を、追従制御コントローラー５が相対
速度検出手段、車間距離制御手段、車速制御手段および
制御ゲイン変更手段をそれぞれ構成する。
【図１】 一実施の形態の構成を示す図である。
【図２】 一実施の形態の追従制御コントローラーの構
成を示す図である。
成を示す図である。
【図３】 一実施の形態の車間距離制御系の構成を示す
制御ブロック図である。
制御ブロック図である。
【図４】 車間距離制御系の制御ゲインのスケジューリ
ング例を示す図である。
ング例を示す図である。
【図５】 従来の車間距離に応じた制御ゲインのスケジ
ューリングを基にして、先行車との相対速度を考慮して
制御ゲインをスケジューリングする例を示す図である。
ューリングを基にして、先行車との相対速度を考慮して
制御ゲインをスケジューリングする例を示す図である。
【図６】 一実施の形態の制御ゲインのスケジューリン
グ例を示す図である。
グ例を示す図である。
【図７】 制御ゲインの設定処理を示すフローチャート
である。
である。
【図８】 一実施の形態のシュミレーション結果を示す
図である。
図である。
【図９】 一実施の形態のシュミレーション結果を示す
図である。
図である。
１ 車間距離センサー
２ 車速センサー
３ スロットルアクチュエーター
４ 自動変速機
５ 車両制御コントローラー
６ 制動装置
１１ 測距信号処理部
２１ 車速信号処理部
５０ 先行車追従制御部
５１ 車速制御部
５０１ 相対速度演算部
５０２ 車間距離制御部
５０３ 目標車間距離設定部
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ
Ｇ０８Ｇ 1/16 Ｇ０８Ｇ 1/16 Ｅ
// Ｇ０１Ｃ 3/06 Ｇ０１Ｃ 3/06 Ｚ
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B60K 31/00
B60K 41/20
F02D 29/02 301
F02D 41/04
G08G 1/16
Claims (3)
- 【請求項１】 先行車との車間距離を検出する車間距離
検出手段と、 自車速を検出する自車速検出手段と、 先行車との相対速度を検出する相対速度検出手段と、 目標車間距離と車間距離検出値との偏差に第１の制御ゲ
インを乗じた値、相対速度検出値に第２の制御ゲインを
乗じた値、自車速検出値および相対速度検出値に基づい
て、車間距離検出値を目標車間距離に一致させるための
目標車速を演算する車間距離制御手段と、 自車速検出値が目標車速に一致するように車両の制駆動
力を制御する車速制御手段と、 相対速度検出値に応じて前記車間距離制御手段の前記第
１および第２の制御ゲインを変更する制御ゲイン変更手
段とを備え、 前記制御ゲイン変更手段は、車間距離偏差と相対速度検
出値を０に収束させる収束特性を、大きい相対速度検出
値で先行車に近づく場合は速くし、小さい相対速度検出
値で先行車に近づく場合は遅くするように、前記第１お
よび第２の制御ゲインを変更する ことを特徴とする先行
車追従制御装置。 - 【請求項２】 請求項１に記載の先行車追従制御装置に
おいて、前記制御ゲイン変更手段は、先行車を捕捉して制御ゲイ
ンの変更を行った後は、その先行車を見失うまで制御ゲ
インの変更を行わない ことを特徴とする先行車追従制御
装置。 - 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載の先行車
追従制御装置において、前記相対速度検出手段は、車間距離検出値に基づいて相
対速度を演算する ことを特徴とする先行車追従制御装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32140297A JP3531447B2 (ja) | 1997-11-21 | 1997-11-21 | 先行車追従制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32140297A JP3531447B2 (ja) | 1997-11-21 | 1997-11-21 | 先行車追従制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11151950A JPH11151950A (ja) | 1999-06-08 |
| JP3531447B2 true JP3531447B2 (ja) | 2004-05-31 |
Family
ID=18132157
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32140297A Expired - Lifetime JP3531447B2 (ja) | 1997-11-21 | 1997-11-21 | 先行車追従制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3531447B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3690185B2 (ja) | 1999-05-25 | 2005-08-31 | 日産自動車株式会社 | 先行車追従制御装置 |
-
1997
- 1997-11-21 JP JP32140297A patent/JP3531447B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11151950A (ja) | 1999-06-08 |
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