JP3733541B2 - Vehicle speed control device - Google Patents
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、前方車に追従するように自車の走行速度を自動的に制御する車速制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、この種の車速制御装置にあっては、車載のレーダによって前方車に対する車間距離および相対速度を検出し、そのときの適正車間距離を所定の演算処理によって算出し、その適正車間距離を保持しながら前方車に追従して走行するような速度の制御目標量を求めて、自車の走行速度の制御を行わせるようにしている(特公平6−14400号公報参照)。
【0003】
また、最近、車両が走行している道路上の位置および走行速度を検出して、車々間通信によって前方車の位置および走行速度を知り、そのときの自車の位置および走行速度から前方車に対する車間距離および相対速度を求めて、その車間距離を一定に保持するように自車の走行速度を制御するようにしたものが開発されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
解決しようとする問題点は、前方車の現在の走行状態の検出量を知り、そのときの自車の走行状態の検出量から前方車に追従するための速度の制御目標量を求めて自車の走行速度の制御を行わせるのでは、その処理に時間を要して制御遅れを生じてしまい、その間に前方車の走行速度が変化して追従性が悪くなり、また、車間距離を一定に保持できなくなってしまうことである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明による車速制御装置は、前方車との相対速度を求めて、その求められた相対速度が零になるように自車の走行速度を制御するに際して、制御遅れによって前方車に対する追従性が不安定になるのを防止するべく、自車の走行速度を検出する手段と、その検出された走行速度からそのときの自車の加速度を求めて、現在の走行の速度および加速度から所定時間後における走行速度を予測する手段と、現在の走行速度から目標とする速度に達するまでの速度の遷移を計画する手段と、その計画した走行速度のデータを、自車と同一構成により現在の走行速度が目標とする速度に達するように速度の遷移を計画する手段を搭載する前方車との間で送,受信する通信手段と、受信した前方車の計画速度と自車の予測速度との偏差が零になるように自車の走行速度を制御する手段とをとるようにしている。
【0006】
また、本発明は、前方車に対する車間距離および相対速度を求めて、車間距離を一定に保持するように自車の走行速度を制御するに際して、自車が走行している道路上の位置および走行速度を検出する手段と、その検出された走行速度からそのときの自車の加速度を求めて、現在の位置、走行速度および加速度にもとづいて所定時間後における位置および走行速度を予測する手段と、現在の走行速度から目標とする速度に達するまでの位置および速度の遷移を計画する手段と、その計画位置および計画速度のデータを、自車と同一構成により現在の走行速度が目標とする速度に達するように速度の遷移を計画する手段を搭載する前方車との間で送,受信する通信手段とを設け、受信した前方車の計画位置と自車の予測位置とから所定時間後の予測車間距離を求めるとともに、受信した前方車の計画速度と自車の予測速度とから所定時間後の予測相対速度を求めて、所定の車間距離を保持するように自車の走行速度を制御するようにしている。
【0007】
【実施例】
図1は、前方車Aおよびそれに追従する自車Bに、それぞれ同一構成による車速制御装置が搭載されている場合を示している。
【0008】
その車速制御装置としては、自車B側に注目した場合、走行速度を検出する速度検出部1と、車々間でデータの送,受信を行わせる通信部2と、検出された走行速度からそのときの加速度を求めて、現在の走行の速度および加速度から所定時間後における自車Bの走行速度を予測したうえで、通信部2を通して得られた前方車Aにおいて同期的に計画した走行速度との偏差が零になるような加速または減速のための速度の制御目標量をわり出して、スロットル6,ブレーキ7の各アクチュエータ4,5に適宜駆動指令を与える信号処理部(CPU)3とによって構成されている。
【0009】
また、前方車Aと自車Bとは、それぞれの信号処理部3の制御下で、通信部2を通して同期をとり合うことによって、両車は同一のタイミングをもって動作している。
【0010】
そして、自車Bにおける信号処理部3による走行速度の制御は、所定のサイクルをもってくり返して行われるようになっている。
【0011】
自車Bの信号処理部3は、各制御サイクルiごとに、検出された走行速度Vi(0)を微分することにより、そのときの加速度Ai(0)を求めて、t秒後における自車Bの予測速度Vi(t)を次式(1)にしたがって算出する。
vi(t)=Vi(0)+Ai(0)×t …(1)
【0012】
その際、前方車Aにおける信号処理部3は、現在の走行速度が目標とする速度に達するように、速度、加速度の遷移を計画する。この目標速度は、道路側設備(図示せず)からの速度指示を通信部2を通して受信したもの、あるいは前方車Aの運転者が入力装置(図示せず)を通して信号処理部3に与えたものである。
【0013】
図2は、前方車Aにおける計画速度の一例を示している。ここで、Voは現在時刻を0としたときの現在の速度であり、V1は現在からT秒後における目標速度である。
【0014】
図3は、前方車Aにおける計画加速度の一例を示している。
【0015】
さらに、信号処理部3は、その計画の一部として、一定の時間刻み(0.1秒ごと)の計画速度vi(t)(t=0.1、0.2、0.3、…、2.9、3.0)をとり出し、1制御サイクル当りに得られた複数(30)の計画速度のデータを時系列的に追従車Bに送信する。
【0016】
そして、自車B側の信号処理装置3において、前方車Aから送られてきたデータ列を受信して、自車と前方車との間の制御状況に応じて所定時間を決定し、その決定された所定時間後の前方車の計画速度を、自車が受信した前方車のデータ列のなかから選択して、その選択した前方車の計画速度と自車の予測速度との偏差が零になるように自車の走行速度を制御するようにする。
【0017】
制御状況とは、現在の前方車Aの速度、加速度および自車Bの速度、加速度の組合せのことである。
【0018】
図4は、一例として、現在の走行速度に応じて計画速度を選択するための所定時間を決定するためのマップ特性を示している。ここでは、現在の走行速度が50km/hであれば1秒後の計画速度を、現在の走行速度が100km/hであれば3秒後の計画速度を採用するように、自車Bの走行速度が速くなるほど計画速度を選択するときの所定時間が一定の割合で増長されていくようにしている。
【0019】
本発明では、このように、制御状況にみあった将来の予測時間を決定して、その決定された所定時間後に予測される前方車Aと自車Bとの各走行速度が同じになるように自車Bの速度制御をなすようにしている。したがって
、自車Bの実際に制御された速度とその時点での前方車Aの走行速度とのずれがなくなり、前方車Aに対して常に一定の車間距離を保った追従走行を安定して行わせることができるようになる。
【0020】
なお、計画速度を選択するための所定時間としては、制御状況の如何にかかわらず、予め制御遅れだけを見込んだ所定時間を一律に設定しておいても有効である。
【0021】
また、加速度を走行速度から求めるとしたが、その代わりに加速度計を用いて実際の加速度を検出するようにしてもよい。
【0022】
図5は、本発明の他の実施例を示している。ここでは、特に、前方車Aおよび自車Bにあって、車両が走行している道路上の位置を検出する位置検出部8を設け、信号処理部3により、その検出された現在の位置にもとづいて所定時間後における位置を予測するようにしている。
【0023】
すなわち、信号処理部3は、各制御サイクルiごとに、検出された現在の位置Pi(0)およびそのとき検出されている走行速度Vi(0)、その微分値である加速度Ai(0)から、t秒後における自車Bの予測位置Pi(t)を次式(2)にしたがって算出する。
Pi(t)=Pi(0)+Vi(0)×t+Ai(0)×t2/2 …(2)
ここで、Ai(0)×t2/2の項は省略してもよい。
【0024】
そして、自車Bの信号処理部3の制御下において、受信した前方車Aの計画位置と自車Bの予測位置とから所定時間後の予測車間距離を求めるとともに、受信した前方車Aの計画速度と自車Bの予測速度とから所定時間後の予測相対速度を求めて、所定の車間距離を保持するように自車Bの走行速度を制御するようにしている。
【0025】
図6は、前方車Aの計画位置の一例を示している。ここで、Xoは現在時刻を0としたときの現在位置であり、X1は現在からT秒後における目標速度達成位置である。X1は、次式(3)によって与えられる。
【0026】
X1 =Xo+(Vo+V1) ・T/2 …(3)
【0027】
位置検出部8における車両が走行している道路上の位置を検出する具体的な手段としては、種々考えられる。例えば、前方車Aおよび自車Bがともに、自動走行専用の道路上に車両の走行を案内するために一定の間隔(1m間隔)で打ち込まれている磁気釘を車両側に設けられた磁気センサによって検出しながら、その専用道路上を同一出発点からつながって自動走行する場合、磁気釘の数をカウントすることによってその専用道路上における位置を検出することができる。また、前方車Aおよび自車Bがともに同一出発点から同じ道路上を走行する場合に、それぞれの車両の走行距離を計測することによってその道路上における位置を検出することができる。また、一般的に、車載のナビゲーション装置による車両の位置情報を利用するようにしてもよいことはいうまでもない。
【0028】
この実施例の場合にあっても、一定の時間刻みに位置および走行速度を計画して、その各計画位置および計画速度のデータを時系列的に送,受信するようにしたうえで、受信したデータ列のなかから制御状況に応じて決定される所定時間後の計画位置および計画速度を選択する。そして、その決定された所定時間後における予測車間距離および予測相対速度を求めるようにすれば、所定の車間距離を保持するための自車Bの走行速度の制御をより適切に行わせることができる。
【0029】
また、この実施例の場合も、加速度を加速度計により検出するようにしてもよい。
【0030】
しかして、この実施例によれば、所定時間後の予測相対速度に応じて、所定の車間距離を保持するような自車Bの走行速度の制御を行わせることができ、前方車Aに一定の車間距離を保ちながらの追従走行を精度良く行わせることができるようになる。
【0031】
この実施例の場合、所定の車間距離とは、所定時間後における予測車間距離および予測相対速度から所定の演算処理によって算出されたそのときの予測適正車間距離である。
【0032】
この場合、従来における適正車間距離の算出の手法がそのまま適用される。
【0033】
【効果】
以上、本発明による車速制御装置によれば、前方車に対して一定の車間距離を保って追従するように自車の走行速度を制御するに際して、両車の現在の走行状態によることなく将来の走行状態を予測して、制御遅れを見込んだ所定時間後の予測制御を行わせるようにしているので、自車の実際に制御された速度とその時点での前方車の走行速度とのずれがなくなり、前方車に対して常に一定の車間距離を保った追従走行を安定して行わせることができるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による車速制御装置の一実施例を示すブロック構成図である。
【図2】前方車における計画速度の一例を示す特性図である。
【図3】前方車における計画加速度の一例を示す特性図である。
【図4】現在の走行速度に応じて計画速度を選択して予測速度を求めるための所定時間を決定するためのマップ特性の一例を示す図である。
【図5】本発明による車速制御装置の他の実施例を示すブロック構成図である。
【図6】前方車の計画位置の一例を示す特性図である。
【符号の説明】
1 速度検出部
2 通信部
3 信号処理部
4 アクチュエータ
5 アクチュエータ
6 スロットル
7 ブレーキ
8 位置検出部[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a vehicle speed control device that automatically controls the traveling speed of a host vehicle so as to follow a preceding vehicle.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in this type of vehicle speed control device, the on-vehicle radar detects the inter-vehicle distance and relative speed with respect to the preceding vehicle, calculates the appropriate inter-vehicle distance at that time by a predetermined calculation process, and maintains the appropriate inter-vehicle distance However, the control target amount of speed at which the vehicle travels following the vehicle ahead is obtained, and the traveling speed of the host vehicle is controlled (see Japanese Patent Publication No. 6-14400).
[0003]
Also, recently, the position on the road where the vehicle is traveling and the traveling speed are detected, and the position and traveling speed of the preceding vehicle are known through inter-vehicle communication. A method has been developed in which the distance and relative speed are obtained and the traveling speed of the vehicle is controlled so that the distance between the vehicles is kept constant.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The problem to be solved is to know the detected amount of the current traveling state of the preceding vehicle, and obtain the control target amount of the speed for following the preceding vehicle from the detected amount of the traveling state of the own vehicle at that time. If the vehicle speed is controlled, the process takes time and a control delay occurs. During that time, the traveling speed of the preceding vehicle changes, resulting in poor followability, and a constant inter-vehicle distance. It becomes impossible to hold.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The vehicle speed control device according to the present invention obtains a relative speed with respect to the preceding vehicle, and controls the traveling speed of the own vehicle so that the obtained relative speed becomes zero. In order to prevent the vehicle from becoming stable, a means for detecting the traveling speed of the own vehicle and an acceleration of the own vehicle at that time are obtained from the detected traveling speed, and a predetermined time after the current traveling speed and acceleration is obtained. The means for predicting the traveling speed, the means for planning the speed transition from the current traveling speed until the target speed is reached, and the data on the planned traveling speed are the same as the own vehicle, and the current traveling speed is There is no deviation between the communication means for sending and receiving to / from the preceding vehicle equipped with the means for planning the speed transition so as to reach the target speed, and the received predicted speed of the preceding car and the predicted speed of the host vehicle. To be It is to take and means for controlling the traveling speed of the vehicle.
[0006]
Further, the present invention obtains the inter-vehicle distance and relative speed with respect to the preceding vehicle, and controls the travel speed of the host vehicle so as to keep the inter-vehicle distance constant and the position on the road on which the host vehicle is traveling Means for detecting the speed, means for determining the acceleration of the vehicle at that time from the detected traveling speed, and predicting the position and traveling speed after a predetermined time based on the current position, traveling speed and acceleration; The means for planning the transition of the position and speed from the current traveling speed until reaching the target speed, and the data of the planned position and the planned speed are set to the target speed with the same configuration as the own vehicle. reached as feed between the front wheel mounting means for planning the transition speed, provided communication means for receiving, from the predicted position of the plan position and the vehicle of the preceding vehicle received after a predetermined time In addition to determining the inter-vehicle distance, the predicted relative speed after a predetermined time is determined from the received planned speed of the preceding vehicle and the predicted speed of the own vehicle, and the traveling speed of the own vehicle is controlled so as to maintain the predetermined inter-vehicle distance. I am doing so.
[0007]
【Example】
FIG. 1 shows a case where a vehicle speed control device having the same configuration is mounted on a front vehicle A and a host vehicle B following the vehicle A.
[0008]
As the vehicle speed control device, when attention is paid to the own vehicle B side, the
[0009]
In addition, the preceding vehicle A and the host vehicle B are synchronized with each other through the
[0010]
And the control of the running speed by the
[0011]
The
vi (t) = Vi (0) + Ai (0) × t (1)
[0012]
At that time, the
[0013]
FIG. 2 shows an example of the planned speed in the forward vehicle A. Here, Vo is the current speed when the current time as a 0, V 1 is the target velocity at T seconds after the current.
[0014]
FIG. 3 shows an example of the planned acceleration in the forward vehicle A.
[0015]
Furthermore, the
[0016]
Then, in the
[0017]
The control status is a combination of the current speed and acceleration of the preceding vehicle A and the speed and acceleration of the host vehicle B.
[0018]
FIG. 4 shows, as an example, map characteristics for determining a predetermined time for selecting a planned speed according to the current traveling speed. Here, if the current traveling speed is 50 km / h, the planned speed after 1 second is adopted, and if the current traveling speed is 100 km / h, the planned speed after 3 seconds is adopted. The predetermined time for selecting the planned speed is increased at a constant rate as the speed increases.
[0019]
In the present invention, the future predicted time in view of the control situation is thus determined, and the traveling speeds of the preceding vehicle A and the own vehicle B predicted after the determined predetermined time are the same. In addition, the speed of the own vehicle B is controlled. Accordingly, there is no difference between the actually controlled speed of the own vehicle B and the traveling speed of the preceding vehicle A at that time, and the following traveling with a constant inter-vehicle distance is always stably performed with respect to the preceding vehicle A. Will be able to.
[0020]
It should be noted that as the predetermined time for selecting the planned speed, it is effective to set a predetermined time that allows for only a control delay in advance, regardless of the control status.
[0021]
Although the acceleration is obtained from the traveling speed, the actual acceleration may be detected using an accelerometer instead.
[0022]
FIG. 5 shows another embodiment of the present invention. Here, in particular, in the preceding vehicle A and the own vehicle B, a
[0023]
That is, for each control cycle i, the
Pi (t) = Pi (0 ) + Vi (0) × t + Ai (0) ×
Here, Ai (0) term × t 2/2 may be omitted.
[0024]
Then, under the control of the
[0025]
FIG. 6 shows an example of the planned position of the forward vehicle A. Here, Xo is the current position when the current time as 0, X 1 is a target speed achieving position after T seconds from the current. X 1 is given by the following equation (3).
[0026]
X 1 = Xo + (Vo + V 1 ) · T / 2 (3)
[0027]
Various specific means for detecting the position on the road on which the vehicle is traveling in the
[0028]
Even in the case of this embodiment, the position and the traveling speed are planned at regular time intervals, and the data of each planned position and the planned speed are transmitted and received in time series, and then received. A planned position and a planned speed after a predetermined time determined according to the control situation are selected from the data string. If the predicted inter-vehicle distance and the predicted relative speed after the determined predetermined time are obtained, it is possible to more appropriately control the traveling speed of the own vehicle B for maintaining the predetermined inter-vehicle distance. .
[0029]
Also in this embodiment, the acceleration may be detected by an accelerometer.
[0030]
Thus, according to this embodiment, it is possible to control the traveling speed of the host vehicle B so as to maintain a predetermined inter-vehicle distance in accordance with the predicted relative speed after a predetermined time. This makes it possible to perform the follow-up traveling with high accuracy while maintaining the distance between the vehicles.
[0031]
In this embodiment, the predetermined inter-vehicle distance is a predicted appropriate inter-vehicle distance at that time calculated by a predetermined calculation process from the predicted inter-vehicle distance and the predicted relative speed after a predetermined time.
[0032]
In this case, the conventional method for calculating the appropriate inter-vehicle distance is applied as it is.
[0033]
【effect】
As described above, according to the vehicle speed control device of the present invention, when controlling the traveling speed of the own vehicle so as to follow the preceding vehicle while maintaining a certain inter-vehicle distance, the future speed is not affected by the current traveling state of both vehicles. Since the running state is predicted and predictive control is performed after a predetermined time in anticipation of control delay, there is a difference between the actually controlled speed of the host vehicle and the running speed of the preceding vehicle at that time. Thus, there is an advantage that it is possible to stably perform the follow-up traveling while maintaining a constant inter-vehicle distance with respect to the preceding vehicle.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a vehicle speed control device according to the present invention.
FIG. 2 is a characteristic diagram showing an example of a planned speed in a forward vehicle.
FIG. 3 is a characteristic diagram showing an example of planned acceleration in a forward vehicle.
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of map characteristics for determining a predetermined time for obtaining a predicted speed by selecting a planned speed according to a current traveling speed.
FIG. 5 is a block diagram showing another embodiment of the vehicle speed control device according to the present invention.
FIG. 6 is a characteristic diagram showing an example of a planned position of a forward vehicle.
[Explanation of symbols]
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