KR19980080854A

KR19980080854A - 차량 추종 제어 장치

Info

Publication number: KR19980080854A
Application number: KR1019980011007A
Authority: KR
Inventors: 히가시마따아끼라; 이또겐
Original assignee: 하나와기이찌; 닛산지도샤가부시끼가이샤
Priority date: 1997-03-31
Filing date: 1998-03-30
Publication date: 1998-11-25
Also published as: GB2324283B; DE19814186A1; US5959572A; KR100275436B1; GB9806915D0; GB2324283A; DE19814186B4

Abstract

선행 차량 추종 제어 장치는 목표 차간 거리에서 선행 차량을 추종하게 하는 목표 차속을 연산하도록 구성된다. 목표 차속은 차간 거리와 목표 차간 거리 사이의 차이와 제1 이득의 곱과 상대 속도와 제2 이득의 곱 사이의 선형 연결을 포함하는 형태의 선형 조합 형태를 갖는 수학식으로부터 연산된다. 제어 장치는 차속을 목표 차속에서 조절하도록 차량의 구동 장치 및 변속 장치를 제어한다. 이는 추종 제어 중에 상대 속도를 과도하게 증감시키지 않고도 차간 거리가 목표 차간 거리로 수렴될 수 있게 한다.

Description

차량 추종 제어 장치

일본 특허 공개 공보 (평)6-227280호는 차속(V)을 목표 차속(Vt)에서 제어하는 선행 차량 추종 제어 장치(preceding vehicle follow-up control apparatus)를 제안하고 있다. 선행 차량에 대한 차간 거리(vehicle-to-vehicle distance)를 목표 거리에서 유지하는 목표 차속(Vt)은 차속(V), 차간 거리의 검출치와 목표 거리 사이의 차이(△R), 차속(V)의 함수인 이득(gain)(Gv), 거리 차이(△R)의 함수인 이득(Gr), 및 상대 속도(△V)의 함수인 이득(Gd)을 기초로 하여, 다음 방정식,

Vt = Gv·V + Gr·△R + Gd·△R

로부터 연산된다.

그러나, 이러한 종래의 선행 차량 추종 제어 장치는 기본적으로 차간 거리를 목표 거리로 수렴시키는 제어 시스템을 구성하도록 설치되므로, 차간 거리의 목표 거리로의 수렴에 의해 상대 속도가 0이 될지라도, 차간 거리를 목표 거리로 제어하는 동안에 차량들 사이의 상대 속도가 너무 높거나 너무 낮게 될 수 있다. 더욱이, 종래의 선행 차량 추종 제어 장치는 피제어 차량(controlled vehicle)의 목표 차속을 상기 방정식에 나타난 복수개의 이득을 사용하여 연산하도록 설치되므로, 이하의 문제가 발생한다.

(1) 이들 이득은 실험적으로 결정되므로, 이득을 조정하는 단계가 커지게 되고, 직원들의 선호도와 개인간의 능력차에 따라 이득이 상이하게 된다.

(2) 각각의 이득은 방정식 또는 테이블 형태로 기억되므로, 요구되는 메모리의 기억 용량이 증가하고, 마이크로컴퓨터의 연산처리 부하가 증가된다.

(3) 상대 속도(△V)에 대한 이득(Gd) 및 차간 거리 차이(△R)가 이들의 곱의 형태로 채용되는 비선형 제어 시스템이 적용되므로, 이러한 제어 시스템이 양호하게 모든 추종 주행 조건으로 수렴할 수 있는지는 불확실하다.

본 발명의 목적은 상대 속도가 추종 제어 중에 너무 높거나 낮아지는 것을 방지하기 위하여 차간 거리를 목표 차량 거리로 수렴시키도록 구성된 선행 차량 추종 제어 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 어떠한 조건에서도 최적 응답 특성을 실행하는 선행 차량 추종 제어 장치를 제공하는 것이다.

도1은 본 발명에 따른 선행 차량 추종 제어 장치의 제1 실시예의 구성을 도시하는 개략도.

도2는 제1 실시예의 추종 제어 장치의 제어 시스템을 도시하는 블럭 선도.

도3은 도2의 차속 제어부의 상세한 구성을 도시하는 블럭 선도.

도4는 도3의 차속 서보부(servo section) 및 스로틀 서보부의 상세한 구성을 도시하는 블럭 선도.

도5는 도4의 차속 서보부의 상세한 구성을 도시하는 블럭 선도.

도6은 상대 속도의 연산 방법을 도시하는 블럭 선도.

도7은 상대 속도의 연산 방법을 도시하는 블럭 선도.

도8은 목표 차속의 연산 방법을 도시하는 블럭 선도.

도9는 목표 차속의 연산 방법을 도시하는 블럭 선도.

도10은 목표 차간 거리의 연산 방법을 도시하는 블럭 선도.

도11a 내지 11d는 제1 실시예의 시뮬레이션 결과를 도시하는 그래프.

도12a 내지 도12d는 제1 실시예의 시뮬레이션 결과를 도시하는 그래프.

도13a 내지 도13d는 제1 실시예의 시뮬레이션 결과를 도시하는 그래프.

도14a 내지 도14d는 제1 실시예의 시뮬레이션 결과를 도시하는 그래프.

도15a 내지 도15d는 제1 실시예의 시뮬레이션 결과를 도시하는 그래프.

도16은 본 발명에 따른 선행 차량 추종 제어 장치의 제어 시스템을 도시하는 블럭 선도.

도17a 내지 도17d는 제2 실시예의 시뮬레이션 결과를 도시하는 그래프.

도18a 내지 도18d는 제2 실시예의 시뮬레이션 결과를 도시하는 그래프.

도19a 내지 도19d는 제2 실시예의 시뮬레이션 결과를 도시하는 그래프.

도20a 내지 도20d는 제2 실시예의 시뮬레이션 결과를 도시하는 그래프.

도21은 차간 거리에 대하여 ω_n의 설정예를 도시하는 그래프.

도22a 및 도22b는 본 발명에 따른 제2 실시예의 차간 거리에 대한 제1 이득 및 제2 이득의 관계를 도시하는 그래프.

도23a 내지 도23d는 제2 실시예의 시뮬레이션 결과를 도시하는 그래프.

도24a 내지 도24d는 제2 실시예의 시뮬레이션 결과를 도시하는 그래프.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

1 : 차간 거리 센서 헤드

2 : 차속 센서

4 : 자동 변속기

6 : 제동 장치

7 : 엔진

11 : 거리 신호 처리부

21 : 차속 신호 처리부

50 : 선행 차량 추종 제어부

51 : 차속 제어부

본 발명에 따른 선행 차량 추종 제어 장치는 차량용이며, 차속 검출부, 차간 거리 검출부, 상대 속도 검출부, 목표 속도 연산부, 및 차속 제어부를 포함한다. 차속 검출부는 피제어 차량의 차속을 검출한다. 차간 거리 검출부는 피제어 차량과 피제어 차량 전방에서 주행하는 선행 차량 사이의 차간 거리를 검출한다. 상대 속도 검출부는 피제어 차량과 선행 차량 사이의 상대 속도를 구한다. 목표 속도 연산부는 차간 거리를 목표 차간 거리로 조절하도록 채용되는 목표 차속을 연산한다. 목표 속도 연산부는 차간 거리와 목표 차간 거리 사이의 차이와 제1 이득의 곱과, 상대 속도와 제2 이득의 곱 사이의 선형 연결을 포함하는 형태를 채용함으로써 목표 차속을 연산한다. 차속 제어부는 검출된 차속을 목표 차속으로 조절하도록 피제어 차량의 구동력을 제어한다.

도면에서, 동일한 도면 부호는 전체 도면에 걸쳐 동일한 부품 및 요소를 나타낸다.

도1 내지 도15d를 참조하면, 본 발명에 따른 선행 차량 추종 제어 장치의 제1 실시예가 도시되어 있다.

도1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 선행 차량 추종 제어 장치는 레이저 빔을 출력하고 선행 차량으로부터 반사된 빔을 수신하는 레이더식 차간 거리 센서 헤드(1)를 포함한다. 차속 센서(2)는 자동 변속기(4)의 출력축에 설치되고, 그 회전 속도에 따라 차속(V)을 나타내는 사이클을 갖는 펄스 트레인(pulse train)을 출력한다. 스로틀 작동기(3)는 엔진(7)의 흡입 공기량을 변경함으로써 엔진 출력을 제어하도록 스로틀 밸브 개도 신호에 따라 엔진(7)의 스로틀 밸브(7A)를 개폐한다. 자동 변속기(4)는 차속(V) 및 스로틀 밸브 개도(Tvo)에 따라 기어비를 변경하도록 구성된다. 차량(VE)에서 제동력을 발생시키는 제동 장치(6)는 추종 제어기(5)에 의해 제어된다.

추종 제어기(5)는 마이크로컴퓨터 및 그 주변 장치를 포함하며, 차간 거리(L) 및 차속(V)의 검출치들을 기초로 하여 목표 차속(V^*)을 구할 때 스로틀 작동기(3), 자동 변속기(4) 및 제동 장치(6)를 제어한다. 추종 제어기(5)는 거리 신호 처리부(11)와, 차속 신호 처리부(21)와, 차량 추종 제어부(50)와, 차속 제어부(51)를 도2에 도시된 소프트웨어 형태로 포함한다.

거리 신호 처리부(11)는 레이저 빔이 차간 거리 센서 헤드(1)로부터 출력된 순간부터 선행 차량의 반사된 빔이 수신되는 순간까지의 시간 주기를 측정한다. 거리 신호 처리부(11)는 측정된 시간 주기를 기초로 하여 선행 차량에 대한 거리를 연산한다. 복수대의 선행 차량이 피제어 차량(VE)의 전방에서 주행하는 경우에, 거리 신호 처리부(11)는 하나의 선행 차량을 지정하여, 지정된 선행 차량에 대한 차간 거리를 연산한다. 차속 신호 처리부(21)는 차속 센서(2)로부터의 차속 펄스의 사이클을 측정하고, 피제어 차량(VE)의 차속을 연산한다.

선행 차량 추종 제어부(50)는 상대 속도 연산부(501), 차간 거리 제어부(502) 및 목표 차간 거리 설정부(503)를 포함한다. 선행 차량 추종 제어부(50)는 목표 차간 거리(L^*) 및 목표 차속(V^*)을 연산한다. 상대 속도 연산부(501)는 검출된 차간 거리(L)를 기초로 하여 선행 차량에 대한 피제어 차량의 상대 속도(△V)를 연산한다. 차간 거리 제어부(502)는 상대 속도(△V)를 고려하여 차간 거리(L)를 목표 차간 거리(L^*)로 조절하는 목표 차속(V^*)을 연산한다. 목표 차간 거리 설정부(503)는 선행 차량의 차속(Vt) 또는 피제어 차량(VE)의 차속(V)에 따라 목표 차간 거리(L^*)를 설정한다.

차속 제어부(51)는 피제어 차량(VE)의 차속(V)을 목표 차속(V^*)으로 조절하기 위하여, 스로틀 작동기(3)의 스로틀 밸브 개도(Tvo)와, 자동 변속기(4)의 기어비와, 제동 장치(6)의 제동력을 제어한다.

도3은 차속 서보부(531), 자동 변속기(4)에 대응하는 변속 제어부(533) 및 스로틀 서보부(532)를 포함하는 차속 제어부(51)의 상세 구조를 도시한다. 차속 서보부(531)는 차속(V)을 목표 차속(V^*)으로 조절하기 위하여 목표 스로틀 밸브 개도(Tvo^*)를 연산함으로써 스로틀 서보부(532)를 제어한다. 차속 서보부(531)는 변속 명령을 판단함으로써 자동 변속기(4)를 제어한다. 더욱이, 차속 서보부(531)는 필요한 제동력을 판단함으로써 제동 장치(6)를 제어한다. 스로틀 서보부(532)는 목표 스로틀 밸브 개도(Tvo^*)를 기초로 하여 스로틀 작동기(3)를 구동 제어한다.

도4는 차속 서보부(531) 및 스로틀 서보부(532)의 더욱 상세한 구조를 도시한다. 실제 스로틀 밸브 개도(Tvo)를 목표 스로틀 밸브 개도(Tvo^*)로 조절하기 위하여, PI 제어 방법(작용)이 채용되는데, 이 경우에 스로틀 서보 시스템의 지향되는 목표 성능은 상등급의 것인 차속 서보 시스템의 지향 성능에 따라 결정된다. 특히, 차속 서보 시스템이 ±6 %의 도로 구배의 변화에 대하여 차속(V)의 초과 및 미달을 ±1 km/h 내에서 억제하는 것이 필요한 경우에 직면할 때, 스로틀 서보 시스템은 1 Hz를 추종할 수 있는 성능을 갖는 것이 요구된다.

차속 서보부(531)는 도로 구배의 변동과 같은 외란(disturbance)에 견딜 수 있는 서보 시스템이 되도록 "로버스트 모델 매칭 제어 방법(Robust Model Matching Control Method)"에 의해 설계된다.

도5는 차속 서보부(531)의 상세한 구조를 도시한다. 차속 서보부(531)의 로버스트 모델 매칭 제어 시스템에는 로버스트 보상기(compensator) 및 모델 매칭 보상기가 마련된다. 로버스트 보상기는 소위 외란 보상기이며, 제어 대상의 모델링으로 인한 오차와 주행 저항과 같은 외란을 추정하고 이에 의해 교정함으로써 실제 특성을 선형 모델[GV(s)]로 조절하는 제어 시스템을 구성한다. H(s)는 로버스트 보상기의 외란 제거 성능을 결정하는 로버스트 필터이며, 예컨대 시간 상수 Tc를 갖는 저역 필터(low pass filter) 및 정상 이득 1에 의해 구성된다. 로버스트 보상기의 외란 제거 성능은 차단 주파수를 높임으로써 향상되지만, 로버스트 보상기를 포함하는 폐쇄 루프 시스템이 불안정하게 된다. 이러한 현상은 소위 트레이드-오프(trade-off)이다. 따라서, 차단 주파수는 전체 시스템의 성능을 고려하여 결정된다.

모델 매칭 보상기는 차속 서보 시스템의 응답 특성을 조절하는 보상기이다. 모델 매칭 보상기는 피드포워드(feedforward) 부분의 표준 모델[R2(s)]에서의 입출력 응답 특성을 결정하며, 피드백(feedback) 부분의 표준 모델[R1(s)]에서의 외란 제거 성능 및 안정성을 결정한다.

따라서, 차속 서보 시스템이 로버스트 모델 매칭 제어 방법에 의해 설계된다면, 모델링으로 인한 오차, 매개변수 변동, 외란 등에 대한 표준 모델의 특성에 추종하는 응답성과, 내부 변수의 발산 없이 내부 변수를 신속하게 수렴시키는 안정성을 보장할 수 있다.

다음으로, 피제어 차량(VE)과 선행 차량 사이의 상대 속도(△V)의 연산 방법을 논의하기로 한다.

상대 속도는 도6에 도시된 바와 같이, 차간 거리 센서 헤드(1)와 거리 신호 처리부(11)에 의해 검출된 차간 거리(L)를 기초로 하여 연산된다.

통상적으로, 통상의 선행 차량 추종 제어 장치는 다음 수학식 1로 나타낸 바와 같이 단위 시간당 차간 거리(L)의 변화량으로부터 간이적인 미분 연산을 수행함으로써 상대 속도(△V)를 연산하도록 구성되었다.

수학식 1

△V = {L(t) - L(t-△t)}/△t

그러나, 이러한 연산 방법은 노이즈(noise)에 민감하고 추종 제어 중에 변동을 발생시키는 경향이 있다. 즉, 차량 거동에 일부의 영향을 끼치는 경향이 있다.

전술한 경향을 제거하기 위하여, 본 발명에 따른 선행 차량 추종 제어 장치는 대역 필터(band-pass filter) 또는 고역 필터(high-pass filter)에 의해 상대 속도(△V)를 근사적으로 구하는 방법을 채용한다. 즉, 차간 거리(L)는 대역 필터 또는 고역 필터에 의해 전달된다. 예컨대, 대역 필터는 다음 수학식 2에 나타낸 전달 함수에 의해 표시된다.

수학식 2

F(s) = ω_c ²s/(s²+ 2ζω_cs + ω_c ²)

여기서, ω_c= 2πfc이고, s는 라플라스 연산자이다. 수학식 2로부터 명백한 바와 같이, 대역 필터의 전달 함수의 분자는 라플라스 연산자의 미분항을 포함한다. 도7에 도시된 바와 같이, 상대 속도(△V)는 차간 거리(L)의 미분을 실제로 실행함으로써 연산된다. 마찬가지로, 고역 필터를 차간 거리(L)에 적용함으로써 상대 속도(△V)를 근사적으로 구할 수 있다. 수학식 2의 차단 주파수는 차간 거리(L)에 포함된 노이즈 성분의 크기와, 짧은 주기를 갖는 차량 종방향으로의 G 변동의 허용치로부터 결정된다.

다음으로, 목표 차간 거리를 유지하면서 선행 차량을 추종하는 제어 알고리즘(algorithm)을 논의하기로 한다.

제어 시스템의 기본 구성은 선행 차량 추종 제어부(50) 및 차속 제어부(51)를 독립적으로 포함한다. 선행 차량 추종 제어부(50)는 목표 차속(V^*)을 출력하고, 차간 거리(L)를 직접 제어하지 않도록 구성된다.

선행 차량 추종 제어부(50)의 차간 거리 제어부(502)는 차간 거리(L), 목표 차간 거리(L^*) 및 상대 속도(△V)를 기초로 하여, 차간 거리(L)를 목표 차간 거리(L^*)에서 유지하면서 선행 차량을 추종하도록 목표 차속(N^*)을 연산한다. 특히, 목표 상대 속도(△V^*)는 목표 차간 거리(L^*)와 실제 차간 거리(L) 사이의 차이(L^*- L)에 이득(fd)(제1 이득)을 곱함으로써 구해진 제1 값과, 상대 속도(△V)에 이득(fv)(제2 이득)을 곱함으로써 구해진 제2 값의 선형 조합을 포함하는 형태로부터 구해진다. 더욱이, 목표 차속(V^*)은 도8에 도시된 바와 같이 선행 차속(Vt)으로부터 목표 상대 속도(△V^*)를 뺌으로써 연산된다.

수학식 3

△V^*= fd·(L^*- L) + fv·△V

수학식 4

V^*= Vt - △V^*

제1 이득(fd) 및 제2 이득(fv)은 추종 제어 성능을 결정하는 매개변수이다. 본 시스템은 하나의 입력(목표 차속)에 의해 2개의 목표치(차간 거리 및 상대 속도)를 제어하는 1-입력 2-출력 시스템이므로, 제어 시스템은 피드백 (조절기) 제어 방법을 사용함으로써 설계된다. 이후에, 제어 시스템을 설계하는 절차를 논의하기로 한다.

시스템의 조건 변수 x1 및 x2는 다음 수학식에 의해 정의된다.

수학식 5

x1 = Vt - V

수학식 6

x2 = L^*- L

더욱이, 제어 입력[제어기(5)의 출력]은 V^*로서 결정되고 다음 수학식에 의해 정의된다.

수학식 7

V^*= Vt - △V^*

차간 거리(L)는 다음 수학식에 의해 구해진다.

수학식 8

L = ∫(Vt - V)dt + L0

여기서, L0은 차간 거리(L)의 초기치이다.

차속 서보 시스템은 다음 수학식에서 도시된 것처럼, 실제 차속(V)이 목표 차속(V^*)에 대하여 1차 지연(first order lag)인 선형 전달 함수에 의해 근사적으로 표시된다.

수학식 9

V = V^*/(1 + τ_v·s)

수학식 10

dV/dt = (V^*- V)/τ_v

선행 차량의 차속(Vt)이 일정하다고 가정될 때, 이하의 수학식 11이 수학식 5, 수학식 7 및 수학식 10으로부터 구해진다.

수학식 11

dx1/dt = (-1/τ_v)x1 + (1/τ_v)△V^*

더욱이, 목표 차간 거리(L^*)가 일정하다고 가정될 때, 이하의 수학식 12가 수학식 6 및 수학식 8로부터 구해진다.

수학식 12

dx2/dt = -(Vt - V) = -x1

따라서, 시스템의 상태 방정식은 다음과 같이 표시된다.

수학식 13

수학식 13a

여기서,

제어 입력(u)은 다음 수학식에 의해 주어진다.

수학식 14

u = FX, 여기서 F = [fv fd]

상태 피드백이 적용되는 전체 시스템의 상태 방정식은 다음 수학식으로 표시된다.

수학식 15

수학식 16

A' = A + BF라면,

따라서, 전체 시스템의 특성 방정식은 다음과 같이 유도된다.

수학식 17

전술된 바와 같이, 차속 서보 시스템은 선형 전달 함수로 근사적으로 표시되며, 따라서 이러한 특성을 기초로 하여 차간 거리(L)가 목표 차간 거리(L^*)로 수렴하고 상대 속도(△V)가 0으로 각각 수렴되는 수렴 조건이 설계자가 의도하는 특성으로 설정되도록 제1 이득(fd) 및 제2 이득(fv)이 설계된다. 예컨대, 차속 서보 시스템의 시간 상수가 τ_v= 0.5초로 설정되고 선행 차량 제어 시스템의 폴(pole)(목표치)이 0.14±0.51j(ω_n= 0.2, ζ = 0.7)가 되는 것을 충족시키는 이득은 다음과 같이 결정된다.

수학식 18

s²+ 2ζω_ns + ω_n ²= s²+ 0.28s + 0.04 = 0

수학식 17 및 수학식 18로부터,

수학식 19

(1- fv)/τ_v= 2 - 2fv = 0.28

수학식 20

fd/τ_v= 2fd = 0.04

따라서, 제1 이득(fv) 및 제2 이득(fd)은 다음과 같다.

수학식 21

fv = 0.86

fd = 0.02

본 실시예에서, 상대 속도(△V)는 선행 차량의 차속(Vt)과 피제어 차량(VE)의 차속(V) 사이의 차이이므로, 선행 차량의 차속(Vt)은 피제어 차량(VE)의 차속(V)과, 차간 거리 데이터로부터 구해진 상대 속도(△V)를 사용함으로써 연산된다.

수학식 22

Vt = V + △V

따라서, 이러한 경우에, 목표 차속(V^*)은 수학식 3, 수학식 4 및 수학식 22로부터 다음과 같이 표시된다.

수학식 23

V^*= V - fd(L^*- L) + (1 - fv)△V

차량(VE)의 급가속 또는 급감속을 방지하기 위하여, 단위 시간당 목표 차속(V^*)의 변화량은 제한된다.

한편, 목표 차간 거리(L^*)는 선행 차량의 접근을 경고하는 경보 장치에 채용되는 차간 시간 개념을 이용함으로써 설정될 수 있다. 여기서, 목표 차간 거리(L^*)는 제어의 수렴성에 영향을 끼치지 않는다는 관점으로부터, 선행 차량의 차속(Vt)의 함수로서 정의된다. 수학식 22로 정의된 차속(Vt)을 사용함으로써, 목표 차간 거리(L^*)는 다음과 같이 구해진다.

수학식 24

L^*= a·Vt + Lof

여기서, a는 계수이고 Lof는 오프셋이다.

선행 차량의 차속(vt)이 피제어 차량(VE)의 차속(V)과 상대 속도(△V)를 기초로 하여 연산된다면, 선행 차량의 차속은 상대 속도(△V)에 의해 중첩된 노이즈의 영향을 받는다. 따라서, 목표 차간 거리(L^*)는 피제어 차량(VE)의 차속(V)의 함수로서 설정된다. 예컨대, 목표 차간 거리(L^*)는 다음 수학식으로 설정된다.

수학식 25

L^*= a·V + Lof

도11a 내지 도15d는 제1 실시예의 시뮬레이션 결과를 도시한다.

차속의 변화를 도시하는 각각의 그래프에서, 실선은 피제어 차량(VE)의 차속(V)을 나타내고 파선은 목표 차속(V^*)을 나타낸다. 차간 거리의 변화를 도시하는 각각의 그래프에서, 실선은 차간 거리(L)를 나타내고, 파선은 목표 차간 거리(L^*)를 나타낸다. 상대 속도의 변화를 도시하는 각각의 그래프에서, 실선은 실제 상대 속도(△V)를 나타내고, 파선은 대역 필터에 의해 연산된 상대 속도(△V)를 나타낸다. 가속도의 변화를 도시하는 각각의 그래프에서, 실선은 차체 가속도를 나타낸다.

적용된 시뮬레이션 조건은 다음과 같다.

(1) 피제어 차량이 100 km/h의 차속으로 주행하면서 40 m의 차간 거리를 가지고 선행 차량을 추종할 때, 80 km/h의 차속으로 주행하는 차량이 피제어 차량의 20 m 전방 위치에 끼여드는 경우.

(2) 마찬가지로 100 km/h의 차속으로 주행하는 차량이 끼여드는 경우.

(3) 피제어 차량이 100 km/h의 차속으로 주행할 때, 60 km/h의 차속으로 주행하는 차량이 포착된 경우.

이러한 3가지 상황에서, 목표 차간 거리(L^*)가 선행 차량의 차속(Vt)의 함수로서 설정되는 경우[수학식 24]와, 피제어 차량의 차속(V)의 함수로서 설정되는 경우[수학식 25]에 관하여 시뮬레이션이 수행되었다. 시스템의 폴은 -0.17±0.19j였고, 피드백 이득은 fv = 0.87 및 fd = 0.02였다.

도11a 내지 도12d는 목표 차간 거리(L^*)가 선행 차량의 차속(Vt)의 함수로서 설정되는 경우의 결과를 도시한다. 도11a 내지 도11d는 시뮬레이션 조건 (1)에서 수행된 결과를 도시한다. 도12a 내지 도12d는 시뮬레이션 조건 (2)에서 수행된 결과를 도시한다.

도13a 내지 도15d는 목표 차간 거리(L^*)가 피제어 차량(VE)의 차속(V)의 함수로서 설정되는 경우의 결과를 도시한다. 도13a 내지 도13d는 시뮬레이션 조건(1)에서 수행된 결과를 도시한다. 도14a 내지 도14d는 시뮬레이션 조건 (2)에서 수행된 결과를 도시한다. 도15a 내지 도15d는 시뮬레이션 조건 (3)에서 수행된 결과를 도시한다.

시뮬레이션 조건 (1)의 경우에, 즉, 피제어 차량(VE)이 100 km/h의 차속으로 주행하면서 40 m의 차간 거리를 가지고 선행 차량을 추종할 때, 80 km/h의 차속으로 주행하는 차량이 피제어 차량(VE)의 20 m 전방 위치에 끼여드는 경우에, 도11 및 도13에 도시된 바와 같이, 끼여드는 시간에서의 상대 속도(△V)의 변화는 대체로 선행 차량과 끼여든 차량 사이의 20 km/h의 차속 차이이며, 차간 거리(L)는 상대 속도(△V)의 변화를 충분히 억제하면서 선행 차량의 차속(Vt)과 피제어 차량(VE)의 차속(V)에 따라 목표 차간 거리(L^*)(약 32 m)에 근접한다.

시뮬레이션 조건 (2)의 경우에, 즉, 피제어 차량(VE)이 100 km/h의 차속으로 주행하면서 40 m의 차간 거리를 가지고 선행 차량을 추종할 때, 100 km/h의 차속으로 주행하는 차량이 피제어 차량(VE)의 20 m 전방 위치에 끼여드는 경우에, 도12a 내지 도12d와 도14a 내지 도14d에 도시된 바와 같이, 차간 거리(L)는 상대 속도(△V)의 변화를 억제하면서 목표 차간 거리(L^*)(40 m)에 근접한다.

제1 실시예의 구성에 있어서, 차속 센서(2) 및 차속 신호 처리부(21)는 피제어 차량 속도 검출 수단을 구성하고, 차간 거리 센서 헤드(11) 및 측정된 신호 처리부(11)는 차간 거리 검출 수단을 구성하며, 선행 차량 추종 제어부(50)는 차속 연산부를 구성하고, 차속 제어부(51)는 차속 제어 수단을 구성하며, 상대 속도 연산부(501)는 상대 속도 검출 수단을 구성한다.

본 발명에 따른 선행 차량 추종 제어 장치의 제1 실시예에 따르면, 상대 속도를 고려한 목표 차속은 추종 제어 중에 상대 속도를 과도하게 변경시키지 않고 차간 속도를 목표치로 수렴시키도록 연산된다.

도16 내지 도24d를 참조하면, 본 발명에 따른 차간 추종 제어 장치의 제2 실시예가 도시되어 있다. 제2 실시예의 차간 추종 제어 장치 차량의 구성은 제1 이득(Fd) 및 제2 이득(fv)이 차간 거리(L)에 따라 변화되는 것을 제외하고는 도1 및 도2에 도시된 제1 실시예의 구성과 기본적으로 동일하다. 동일한 부품 및 요소는 제1 실시예와 동일한 도면 부호로 나타나 있으며, 그 설명은 생략하기로 한다.

제어 시스템과 채용되는 수학식 사이의 관계를 더욱 명료하게 하기 위하여, 이하에서 도16을 참조하여 이에 관한 간단한 설명을 부가하기로 한다.

제어 시스템은 차간 거리(L)를 목표 차간 거리(L^*)에서 유지하면서 추종 주행을 실행하는 목표 차속(V^*)을 연산한다. 도16에 도시된 바와 같이, 목표 상대 속도(△V^*)는 목표 차간 거리(L^*)와 차간 거리(L) 사이의 차이(△L)와 제1 이득(fd)의 곱과, 상대 속도(△V)와 제2 이득(fv)의 곱의 합으로부터 연산된다.

수학식 3

△V^*= fd·△L + fv·△V

여기서, 이득(fd, fv)은 추종 제어 성능을 결정하는 매개변수이다. 상대 속도(△V)는 대역 필터(B.P.F.) 수단에 의해 차간 거리(L)를 필터링(전달)함으로써 얻어지며, 선행 차량의 차속(Vt)은 수학식 22에 의해 연산된다.

수학식 22

Vt = V + △V

다음으로, 목표 차속(V^*)은 선행 차량의 차속(Vt)으로부터 목표 상대 속도(△V^*)를 뺌으로써 얻어진다.

수학식 4

V^*= Vt - △V^*

따라서, 목표 차속(V^*)은 수학식 3, 수학식 4 및 수학식 22로부터 다음과 같이 표시된다.

수학식 23a

V^*= V + △V - (fd·△L + fv·△V)

목표 차속에 따라, ASCD(automatic speed control device)(자동 속도 제어 장치)가 설비된 피제어 차량(VE)은 차속(V)을 제어한다. 그리고 나서, 차속(V)과 선행 차량 차속(Vt) 사이의 차이인 상대 속도(△V)에 따라, 차간 거리(L)가 제어된다.

제1 실시예에서 언급된 바와 같이, 제2 실시예의 제어 시스템도 목표 차속(V^*)인 하나의 입력에 의해 차간 거리(L) 및 상대 속도(△V)의 2개의 목표치를 제어하는 1-입력 2-출력 시스템이다. 따라서, 제어 시스템은 조건 피드백(조절기)에 의해 설계된다. 시스템의 조건 변수(x1, x2)는 전술된 이하의 수학식 5 및 수학식 6에 의해 한정된다.

수학식 5

x1 = Vt - V

수학식 6

x2 = L^*- L

제어 입력(제어기의 출력)은 V^*로서 정의되며, 전술된 이하의 수학식 4에 의해 정의된다.

수학식 4

V^*= Vt - △V^*

차간 거리(L)는 전술된 이하의 수학식 8에 의해 표시된다.

수학식 8

L = ∫(Vt - V)dt + L0

수학식 8에서, L0은 차간 거리의 초기치이다.

예컨대, 차속 서보 시스템은 목표 차속에 대한 실제 차속이 전술된 이하의 수학식 9로 표시되는 1차 지연이 되는 선형 전달 함수에 의해 근사된다.

수학식 9

선행 차량의 차속(Vt)이 일정하다고 가정될 때, 수학식 4, 수학식 8 및 수학식 9로부터, 다음의 수학식 11a가 얻어진다.

수학식 11a

더욱이, 목표 차간 거리(L^*)가 일정하다고 가정될 때, 수학식 6 및 수학식 8로부터, 다음의 수학식 12a가 얻어진다.

수학식 12a

따라서, 시스템의 상태 방정식은 다음과 같이 표시된다.

수학식 13

제어 입력(u)은 다음 수학식 14에 의해 정의된다.

수학식 14

u = FX, 여기서 F =[fv fd]

수학식 15a

수학식 16

A' = (A + BF)라면,

따라서, 전체 시스템의 특성 방정식은 다음과 같이 정의된다.

수학식 17

전술된 차속 서보 시스템의 전달 특성을 기초로 하여, 이러한 특성을 근거로 차간 거리(L)가 목표 차간 거리(L^*)로 수렴하고 상대 속도(△V)가 0으로 각각 수렴되는 수렴 특성이 설계자가 의도하는 특성으로 설정되도록 제1 이득(fd) 및 제2 이득(fv)이 설계된다.

수학식 26

수학식 27

fd=ω_n ²⋅Τ_v

수학식 28

fv=1-2ζω_n⋅Τ_v

상태 피드백을 적용하는 추종 제어 시스템의 수렴 특성은 수학식 17로 나타낸 바와 같이 2차 시스템에 의해 근사된다. 예컨대, 차속 서보 시스템의 시간 상수는 τ_v= 0.5초이도록 한정되고 시스템의 폴은 폴이 지연 수렴 특성을 갖는 제1 설정(①)으로서 설정되거나 폴이 신속 수렴 특성을 갖는 제2 설정(②)으로 설정된다고 가정될 때, 제1 이득(fd) 및 제2 이득(fv)은 수학식 27 및 수학식 28로부터 다음과 같이 얻어진다.

①중근(equal root): -0.1 (ω_n= 0.2, ζ = 1.0) → fd = 0.02, fv = 0.8

②중근(equal root): -0.4 (ω_n= 0.4, ζ = 1.0) → fd = 0.08, fv = 0.6

도17a 내지 도18d는 20 km/h의 상대 속도를 갖는 피제어 차량(VE)이 120 m 전방에서 주행하는 선행 차량에 접근하는 경우에 설정된 시스템의 시뮬레이션의 결과를 도시한다. 도17a 내지 도17d는 제1 설정(①)의 경우에서의 결과를 도시한다. 도18a 내지 도18d는 제2 설정(②)의 경우에서의 결과를 도시한다. 차속(V)의 변화를 도시하는 각각의 그래프에서, 실선은 차속(V)을 나타내고, 파선은 목표 차속(V^*)을 나타낸다. 차간 거리의 변화를 도시하는 각각의 그래프에서, 실선은 차간 거리(L)를 나타내고, 파선은 목표 차간 거리(L^*)를 나타낸다. 상대 속도의 변화를 도시하는 각각의 그래프에서, 실선은 상대 속도(△V)를 나타내고, 파선은 연산된 상대 속도(△Vs)를 나타낸다. 차량의 가속도를 도시하는 각각의 그래프에서, 실선은 차량의 가속도 및 감속도를 나타낸다.

피제어 차량이 선행 차량에 접근하는 경우에, 지연 수렴 특성을 갖는 제1 설정(①)이 선택되면, 차간 거리(L)의 제어는 차간 거리가 긴 타이밍에서 개시되어, 차간 거리(L)를 목표 차간 거리(L)로 천천히 수렴시키도록 한다. 이러한 제어 중에, 피제어 차량의 최대 감속도는 최대 0.5 m/s²이다. 한편, 신속 수렴 특성을 갖는 제2 설정(②)이 선택되면, 차간 거리(L)의 제어는 차간 거리(L)가 어느 정도로 짧게 되는 타이밍에서 개시되어, 차간 거리(L)를 목표 차간 거리(L^*)로 신속하게 수렴시키도록 한다. 이러한 신속한 응답 제어 중에, 피제어 차량의 최대 감속도는 최대 1.0 m/s²이고, 지연 폴 설정에 비해 크게 된다.

도19a 내지 도20d는 100 km/h의 차속에서 주행하는 피제어 차량이 40 m의 차간 거리를 갖고 주행하는 선행 차량을 추종할 때 15 km/h의 상대 속도를 갖는 차량이 피제어 차량의 전방 30 m 위치에서 끼여드는 경우에 설정된 시스템의 시뮬레이션의 결과를 도시한다. 도19a 내지 도19d는 제1 설정(①)의 경우에서의 결과를 도시하고, 도20a 내지 도20d는 제2 설정(②)의 경우에서의 결과를 도시한다. 차속(V)의 변화를 도시하는 각각의 그래프에서, 실선은 차속(V)을 나타내고, 파선은 목표 차속(V^*)을 나타낸다. 차간 거리의 변화를 도시하는 각각의 그래프에서, 실선은 차간 거리(L)를 나타내고, 파선은 목표 차간 거리(L^*)를 나타낸다. 상대 속도의 변화를 도시하는 각각의 그래프에서, 실선은 상대 속도(△V)를 나타내고, 파선은 연산된 상대 속도(△Vs)를 나타낸다. 차량의 가속도를 도시하는 각각의 그래프에서, 실선은 차량의 가속도 및 감속도를 나타낸다.

도19a 내지 도19d에 도시된 바와 같이 어느 차량이 피제어 차량의 전방 위치에서 끼여드는 경우에, 제2 설정(②)이 선택되면, 피제어 차량은 신속하게 감속되어서, 최대 차간 거리는 약 25 m가 된다. 즉, 끼여든 차량에 대한 접근이 작아진다. 한편, 제1 설정(①)이 선택되면, 피제어 차량(VE)은 차간 거리(L)를 20 m로 감소시키도록 끼여든 차량에 근접하고, 그리고 나서 차간 거리(L)는 목표 차간 거리(L^*)로 수렴된다.

그래서, 먼 지점으로부터 접근하는 경우와, 추종 중에 끼여드는 경우는 상이한 응답 특성을 각각 요구한다. 따라서, 하나의 응답 특성이 2개의 임무를 충족시키는 것은 곤란하다.

따라서, 본 발명에 따른 선행 차량 추종 제어 장치의 제2 실시예는 제어 중에 차간 거리에 유의함으로써 전술한 응답 특성의 곤란성을 극복하도록 설비된다. 즉, 폴, 제1 이득(fd) 및 제2 이득(fv)은, 전체 시스템의 임무가 차간 거리가 긴 경우에 채용되는 지연 수렴 특성 및 차간 거리가 짧은 경우에 채용되는 신속 수렴 특성을 갖도록 결정된다. 즉, 제1 이득(fd) 및 제2 이득(fv)은 차간 거리(L)에 따라 변경된다.

차간 거리(L)를 기초로 하여 제1 이득(fd) 및 제2 이득(fv)을 변경하는 이러한 이득 변경 방법을 논의하기로 한다. 전술된 바와 같이, 제어 시스템의 응답 특성은 2차 시스템에 의해 근사되므로, ω_n은 예컨대 도21에 도시된 바와 같이 차간 거리(L)에 대하여 설정된다. 차간 거리가 40 m보다 작다면, ω_n은 0.4로 설정되어 신속한 응답을 보장한다. 차간 거리가 80 m보다 크다면, ω_n은 0.2로 설정되어 지연 응답을 보장한다. 더욱이, 차간 거리(L)가 40 m 내지 80 m 내의 범위를 가질 때, 제1 이득(fd) 및 제2 이득(fv)은 제1 이득(fd) 및 제2 이득(fv)을 원활하게 절환하도록 내삽된다. ω_n을 기초로 한 각각의 이득(fd, fv)의 연산 결과는 도22a 및 도22b에 도시되어 있다. 도22a 및 도22b에 도시된 바와 같이, 차간 거리(L)가 클 때, 차간 거리 차이(△L)와 곱해지는 제1 이득(fd)은 감소되고, 상대 속도(△V)와 곱해지는 제2 이득(fv)은 증가된다. 역으로, 차간 거리(L)가 작을 때, 차간 거리 차이(△L)와 곱해지는 제1 이득(fd)은 증가되고, 상대 속도(△V)와 곱해지는 제2 이득(fv)은 감소된다.

도23a 내지 도23d는 20 km/h의 상대 속도를 갖는 피제어 차량(VE)이 120 m 전방에서 주행하는 선행 차량에 접근하는 경우에 설정된 시스템의 시뮬레이션 결과를 도시한다. 도23a 내지 도23d는 100 km/h의 차속으로 주행하는 피제어 차량이 40 m의 차간 거리(L)를 가지고 주행하는 선행 차량을 추종할 때 15 km/h의 상대 속도(△V)를 갖는 차량이 피제어 차량의 30 m 전방의 위치에서 끼여드는 경우에 설정된 시스템의 시뮬레이션 결과를 도시한다. 차속을 도시하는 그래프에서, 실선은 차속(V)을 나타내고, 파선은 목표 차속(V^*)을 나타낸다. 차간 거리를 도시하는 그래프에서, 실선은 차간 거리(L)를 나타내고, 파선은 목표 차간 거리(L^*)를 나타낸다. 상대 속도를 도시하는 그래프에서, 실선은 상대 속도(△V)를 나타내고, 파선은 추정치의 상대 속도(△Vs)를 나타낸다. 차량의 가속도를 도시하는 그래프에서, 실선은 차량의 가속도 및 감속도를 나타낸다.

도23a 내지 도23d에 도시된 바와 같이, 피제어 차량이 먼 지점으로부터 선행 차량에 접근하는 경우에, 지연 응답 특성이 채용된다. 따라서, 선행 차량을 포착한 후에, 피제어 차량은 감속하기 시작하여, 차간 거리(L)가 70 m일 때 차간 거리(L)를 목표 차간 거리(L^*)로 천천히 수렴시키도록 한다. 틀림없이, 차량의 감속도는 작으며, 따라서 탑승자에게 인가되는 충격은 작게 된다.

더욱이, 도24a 내지 도24d에 도시된 바와 같이, 추종 동안의 차간 거리는 40 m이므로, 신속 수렴 특성이 채용된다. 따라서, 끼여든 직후에 감속이 개시되어서, 선행 차량과 과도하게 접근하는 것이 방지되며 차간 거리(L)는 목표 차간 거리(L^*)로 신속하게 수렴된다.

따라서, 추종 동안에 다른 차량이 끼여드는 것과 같이 차간 거리(L)가 짧은 경우에 대하여는 신속하게 응답함으로써 그리고 피제어 차량(VE)이 먼 선행 차량에 접근하는 경우에 대하여는 천천히 응답함으로써, 탑승자에 알맞은 특성이 보장된다.

전술된 실시예는 실제 차속이 모든 차속 명령치를 추종하도록, 즉 피제어 차량(VE)의 감속이 이상적으로 실현되도록, 제동 장치(6)에 의해 실행되는 자동 브레이크 제어를 갖는 것으로 도시되고 설명되었다. 그러나, 이러한 자동 브레이크 제어가 채용되지 않은 경우에, 일부 요구되는 감속은 엔진 브레이크만으로는 성취될 수 없다. 따라서, 피제어 차량은 선행 차량에 과도하게 접근할 수 있다. 즉, 피제어 차량(VE)이 자동 브레이크 제어를 갖추고 있지 않다면, 제1 이득(fd) 및 제2 이득(fv)을 종래와 같이 고정시키는 것이 불가능하다. 따라서, 제1 이득(fd) 및 제2 이득(fv)을 차간 거리에 따라 변경함으로써, 최적 응답 특성이 항상 보장된다.

전술된 실시예는 이득 스케쥴링(scheduling)을 채용하는 것으로 도시되고 설명되었지만, 이득은 차간 거리에 따라 2단계 또는 몇 단계로 변경될 수 있다.

실시예의 구성에 있어서, 차간 거리 센서 헤드(1) 및 신호 처리부(11)는 차간 거리 검출 수단을 구성하고, 상대 속도 연산부(501)는 상대 속도 검출 수단을 구성하며, 목표 차간 거리 설정부 및 차간 거리 제어부는 차속 연산 수단 및 이득 변경 수단을 구성하고, 차속 센서(2) 및 차속 신호 처리부(21)는 피제어 차량 차속 검출 수단을 구성하며, 차속 제어부(51)는 차속 제어 수단을 구성한다.

본 발명에 따른 선행 차량 추종 제어 장치의 제2 실시예에 따르면, 목표 차속을 연산하는 제1 이득 및 제2 이득은 차간 거리에 따라 변경되므로, 본 발명에 따른 선행 차량 추종 제어 장치는 어떠한 상황에서도 최적 응답 특성을 실행할 수 있다.

양호한 실시예들은 레이더식 차간 거리 센서 헤드(1)가 차간 거리(L)를 측정하도록 도시되고 설명되었지만, 차간 거리(L)는 전기파 또는 초음파를 채용한 장치에 의해 측정될 수 있음을 알아야 한다.

본 발명의 선행 차량 추종 제어 장치는 차간 거리를 목표 차량 거리로 수렴시키도록 구성되어, 상대 속도가 추종 제어 중에 너무 높거나 낮아지는 것을 방지한다. 또한, 본 발명의 선행 추종 제어 장치는 어떠한 조건에서도 최적 응답 특성을 실행한다.

Claims

피제어 차량의 차속을 검출하는 차속 검출 수단과,

피제어 차량 전방에서 주행하는 선행 차량과 피제어 차량 사이의 차간 거리를 검출하는 차간 거리 검출 수단과,

피제어 차량과 선행 차량 사이의 상대 속도를 구하는 상대 속도 연산 수단과,

차간 거리를 목표 차간 거리에서 조절하도록 채용된 목표 차속을 연산하는 목표 차속 연산 수단과,

검출된 차속을 목표 차속으로 조절하도록 피제어 차량의 구동력을 제어하는 차속 제어 수단을 포함하며,

상기 목표 차속 연산 수단은 차간 거리와 목표 차간 거리의 차이와 제1 이득의 곱과, 상대 속도와 제2 이득의 곱 사이의 선형 연결을 포함하는 형태를 채용함으로써 목표 차속을 연산하는 것을 특징으로 하는 차량용 선행 차량 추종 제어 장치.
제1항에 있어서, 차간 거리에 따라 제1 이득 및 제2 이득을 변경하는 이득 변경 수단도 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 선행 차량 추종 제어 장치.
제1항에 있어서, 상기 목표 차속 연산 수단은 구해진 상대 속도와 피제어 차량의 차속을 더함으로써 선행 차량의 차속을 연산하고, 상기 목표 차속 연산 수단은 검출된 차간 거리와 목표 차간 거리의 차이와 제1 이득의 곱에, 검출된 상대 속도와 제2 이득의 곱을 더함으로써 목표 상대 속도를 연산하며, 상기 목표 차속 연산 수단은 선행 차량 차속으로부터 목표 상대 속도를 뺌으로써 목표 차속을 연산하는 것을 특징으로 하는 차량용 선행 차량 추종 제어 장치.
제1항에 있어서, 제1 이득 및 제2 이득은, 상기 차속 제어 수단의 차속 시스템의 근사 선형 전달 함수를 기초로 하여, 검출된 차간 거리가 목표 차간 거리로 수렴하고 검출된 상대 속도가 0으로 수렴하도록 결정되는 것을 특징으로 하는 차량용 선행 차량 추종 제어 장치.
제1항에 있어서, 상기 상대 속도 연산 수단은 검출된 차간 거리에 대역 필터 및 고역 필터 중 하나의 필터를 적용함으로써 상대 속도를 구하는 것을 특징으로 하는 차량용 선행 차량 추종 제어 장치.
제1항에 있어서, 목표 차간 거리는 선행 차량의 차속에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 차량용 선행 차량 추종 제어 장치.
제1항에 있어서, 목표 차간 거리는 피제어 차량의 차속에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 차량용 선행 차량 추종 제어 장치.
제2항에 있어서, 상기 이득 변경 수단은 검출된 차간 거리가 제1 설정 거리보다 클 때 제1 이득을 감소시키고 제2 이득을 증가시키며, 검출된 차간 거리가 제2 설정 거리보다 작을 때 제1 이득을 증가시키고 제2 이득을 감소시키는 것을 특징으로 하는 차량용 선행 차량 추종 제어 장치.
제2항에 있어서, 차속 제어 시스템을 선형 전달 함수에 의해 근사시킴으로써 선행 차량 추종 제어 시스템이 구성되며, 제1 이득 및 제2 이득은 차간 거리를 목표 차간 거리로 수렴시키고 연산된 상대 속도를 0으로 수렴시키는 수렴 특성이 설정되도록 결정되는 것을 특징으로 하는 차량용 선행 차량 추종 제어 장치.
제9항에 있어서, 제1 이득 및 제2 이득은 선행 차량 추종 제어 시스템의 전달 함수의 특성 주파수를 검출된 차간 거리의 함수로서 채용함으로써 결정되는 것을 특징으로 하는 차량용 선행 차량 추종 제어 장치.
피제어 차량의 차속을 검출하는 차속 검출기와,

피제어 차량 전방에서 주행하는 선행 차량과 피제어 차량 사이의 차간 거리를 검출하는 차간 거리 검출기와,

피제어 차량과 선행 차량 사이의 상대 속도를 연산하고, 차간 거리를 목표 차간 거리에서 조절하기 위해 채용된 목표 차속을 연산하며, 차간 거리와 목표 차간 거리의 차이와 제1 이득의 곱과 상대 속도와 제2 이득의 곱 사이의 선형 연결을 포함하는 형태를 채용함으로써 목표 차속을 연산하고, 검출된 차속을 목표 차속으로 조절하기 위해 피제어 차량의 구동력을 제어하도록 구성된 제어 유니트

를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 선행 차량 추종 제어 장치.
제11항에 있어서, 상기 제어 유니트는 검출된 차간 거리에 따라 제1 이득 및 제2 이득을 변경하는 것을 특징으로 하는 차량용 선행 차량 추종 제어 장치.
제11항에 있어서, 상기 제어 유니트는, 구해진 상대 속도와 피제어 차량의 차속을 더함으로써 선행 차량의 차속을 연산하고, 검출된 차간 거리와 목표 차간 거리의 차이와 제1 이득의 곱에 검출된 상대 속도와 제2 이득의 곱을 더함으로써 목표 상대 속도를 연산하며, 선행 차량 차속으로부터 목표 상대 속도를 뺌으로써 목표 차속을 연산하도록 구성된 것을 특징으로 하는 차량용 선행 차량 추종 제어 장치.
제11항에 있어서, 상기 제어 유니트는 다음 수학식,

V^*= V - fd(L^*- L) + (1 - fv)△V

로부터 목표 차속을 연산하는 것을 특징으로 하는 차량용 선행 차량 추종 제어 장치.

여기서, V^*는 목표 차속이고, V는 피제어 차량의 차속이며, L은 차간 거리이고, L^*는 목표 차간 거리이며, △V는 상대 속도이고, fd는 제1 이득이며, fv는 제2 이득이다.
제11항에 있어서, 상기 제어 유니트는 검출된 차간 거리가 제1 설정 거리보다 클 때 제1 이득을 감소시키고 제2 이득을 증가시키며, 상기 제어 유니트는 검출된 차간 거리가 제2 설정 거리보다 작을 때 제1 이득을 증가시키고 제2 이득을 감소시키는 것을 특징으로 하는 차량용 선행 차량 추종 제어 장치.