JP2004001624A - Travel speed control device and its method - Google Patents

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Takenori Hashizume
橋詰 武徳
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Nissan Motor Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To smoothly start vehicle speed control with preceding vehicle follow-up control even in the case of providing a function of performing throttle initial control of once increasing the throttle opening at the start of the preceding vehicle follow-up control. <P>SOLUTION: This travel speed control device has the throttle initial control function of once increasing the throttle opening at the start of vehicle speed control for controlling the travel speed of an own vehicle to allow the own vehicle to follow the preceding vehicle. The travel speed control device is provided with a correction part 47 obtaining an increase/decrease rate corresponding to vehicle-to-vehicle distance deviation ▵L and relative speed ▵V, from a map prepared beforehand at an increase/decrease rate map part 48 and multiplying the original throttle opening value implemented in throttle initial control, by the increase/decrease rate. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自車両の走行速度を制御して先行車両に自車両を追従させる走行速度制御装置及び走行速度制御方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
走行速度制御装置として、特開平9−207616号公報に記載されている走行速度制御装置がある。この特開平9−207616号公報に記載されている走行速度制御装置は、定速制御開始時に、スロットル全閉状態から設定車速に対応するスロットル開度になるように、スロットルバルブにワイヤを介して連結されているスロットルアクチュエータを駆動するスロットルイニシャル制御を行っている。このスロットルイニシャル制御により、設定車速を維持するために制御開始時にイニシャライズ処理として必要なスロットル開度までスロットルアクチュエータの最大開速度でスロットルバルブを開くことで、スロットルアクチュエータに負圧式アクチュエータを用いている場合でも、スムーズに車速制御を開始することが実現されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、先行車追従制御装置においては、先行車両と自車両との間の車間距離や先行車両の走行速度と自車両の走行速度との差分である相対速度に応じて自車両の車速制御を行うものが知られている。そして、この先行車追従制御に前述のスロットルイニシャル制御の技術を組み合わせることで、次のようなことが可能になる。
【0004】
先行車追従制御の開始時に、自車両が先行車両に近づいている状態(車間距離が比較的短い)或いは車間距離はあるが相対速度がマイナス側に非常に大きい状態(自車両が先行車両に接近していく状態)である場合、スロットルイニシャル制御を実施し、その後車速制御で減速制御してから定速制御により先行車に追従する、といったことが可能になる。
【0005】
また逆に、自車両が先行車両からかなり離れている状態或いは相対速度がプラス側に非常に大きい状態(自車両が先行車両から離れていく状態)である場合、スロットルイニシャル制御を実施し、その後車速制御で加速制御してから定速制御により先行車に追従する、といったことが可能になる。
しかし、前述のようなスロットルイニシャル制御と先行車追従制御とを単に組み合わせただけでは、次のような問題がある。
【0006】
自車両が先行車両に近づいている状態或いは車間距離はあるが相対速度がマイナス側に非常に大きい状態である場合、スロットルイニシャル制御の実施により必要なスロットル開度までスロットルバルブを一旦開いてしまうことで、先行車追従制御のための車速制御を開始した直後から減速する必要があるのにもかかわらず、不要な加速を呈してしまうといった問題が発生する。例えば、このような挙動はドライバーに違和感を与えてしまう。
【0007】
またその逆に、自車両が先行車両からかなり離れた状態或いは相対速度がプラス側に非常に大きい状態の場合、スロットルイニシャル制御の実施により必要なスロットル開度までスロットルバルブを一旦開くので加速するが、スロットルイニシャル制御による加速の後、先行車追従制御本来の制御により再び加速するため、加速が二段階になってしまうといった問題が発生する。また、このような挙動もドライバーに違和感を与えてしまう。
【0008】
このように先行車追従制御はその開始時に特有の制御を行うので、スロットルイニシャル制御を単に組み合わせたのでは問題が発生してしまう。
そこで、本発明は、前記問題に鑑みてなされたものであり、先行車追従制御の開始時にスロットル開度を一旦増加させるスロットルイニシャル制御を実施する機能を備えた場合でも、スムーズに先行車追従制御による車速制御を開始できる走行速度制御装置及びその方法の提供を目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】
前記問題を解決するために、請求項1記載の発明に係る走行速度制御装置は、自車両の走行速度を制御して先行車両に自車両を追従させる車速制御の開始時にスロットル開度を一旦増加させるスロットルイニシャル制御機能を備えている走行速度制御装置において、先行車両と自車両との車間距離又は先行車両の走行速度と自車両の走行速度との差分である相対速度のうちの少なくとも一方に基づいて、スロットルイニシャル制御を設定する設定手段を備えていることを特徴としている。
【0010】
また、請求項2記載の発明に係る走行速度制御装置は、請求項1記載の発明に係る走行速度制御装置において、前記設定手段が、前記スロットルイニシャル制御の制御目標値を補正することを特徴としている。
また、請求項3記載の発明に係る走行速度制御装置は、請求項1記載の発明に係る走行速度制御装置において、前記設定手段が、前記車間距離が基準距離よりも小さいとき又は前記相対速度に基づいて自車両が先行車両に近づいていることを検出したときには、前記スロットルイニシャル制御を実施しないことを特徴としている。
【0011】
また、請求項4記載の発明に係る走行速度制御装置は、請求項1記載の発明に係る走行速度制御装置において、前記設定手段が、前記車間距離が基準距離よりも小さいとき又は前記相対速度に基づいて自車両が先行車両に近づいていることを検出したときには、前記スロットルイニシャル制御で実施する前記スロットル開度の増加量を抑えることを特徴としている。
【0012】
また、請求項5記載の発明に係る走行速度制御装置は、請求項1記載の発明に係る走行速度制御装置において、前記設定手段が、前記車間距離が基準距離よりも大きいとき又は前記相対速度に基づいて自車両が先行車両から遠ざかっていることを検出したときには、前記スロットルイニシャル制御で実施する前記スロットル開度の増加量を増やすことを特徴としている。
【0013】
また、請求項6記載の発明に係る走行速度制御装置は、請求項1乃至5のいずれかに記載の発明に係る走行速度制御装置において、前記設定手段が、予め用意しているマップから前記車間距離又は前記相対速度に対応する増減率を得て、当該増減率をスロットルイニシャル制御で実施するスロットル開度に乗算すること前記スロットルイニシャル制御の設定をすることを特徴としている。
【0014】
また、請求項7記載の発明に係る走行速度制御方法は、自車両の走行速度を制御して先行車両に自車両を追従させる車速制御の開始時にスロットル開度を一旦増加させるスロットルイニシャル制御を実施する走行速度制御方法において、先行車両と自車両との車間距離又は先行車両の走行速度と自車両の走行速度との差分である相対速度のうちの少なくとも一方に基づいて、スロットルイニシャル制御を設定することを特徴としている。
【0015】
また、請求項8記載の発明に係る走行速度制御方法は、請求項7記載の発明に係る走行速度制御方法において、前記スロットルイニシャル制御の制御目標値を補正することで前記スロットルイニシャル制御の設定をすることを特徴としている。
また、請求項9記載の発明に係る走行速度制御方法は、請求項7記載の発明に係る走行速度制御方法において、前記車間距離が基準距離よりも小さいとき又は前記相対速度に基づいて自車両が先行車両に近づいていることを検出したときには、前記スロットルイニシャル制御を実施しないことで前記スロットルイニシャル制御の設定をすることを特徴としている。
【0016】
また、請求項10記載の発明に係る走行速度制御方法は、請求項7記載の発明に係る走行速度制御方法において、前記車間距離が基準距離よりも小さいとき又は前記相対速度に基づいて自車両が先行車両に近づいていることを検出したときには、前記スロットルイニシャル制御で実施する前記スロットル開度の増加量を抑えることで前記スロットルイニシャル制御の設定をすることを特徴としている。
【0017】
また、請求項11記載の発明に係る走行速度制御方法は、請求項7記載の発明に係る走行速度制御方法において、前記車間距離が基準距離よりも大きいとき又は前記相対速度に基づいて自車両が先行車両から遠ざかっていることを検出したときには、前記スロットルイニシャル制御で実施する前記スロットル開度の増加量を増やすことで前記スロットルイニシャル制御の設定をすることを特徴としている。
【0018】
また、請求項12記載の発明に係る走行速度制御方法は、請求項7乃至11のいずれかに記載の発明に係る走行速度制御方法において、予め用意しているマップから前記車間距離又は前記相対速度に対応する増減率を得て、当該増減率をスロットルイニシャル制御で実施するスロットル開度に乗算することで前記スロットルイニシャル制御の設定をすることを特徴としている。
【0019】
ここで、自車両の走行速度を制御して先行車両に自車両を追従させる車速制御、いわゆる先行車追従制御では、車間距離や相対速度に基づいて自車両の走行速度を最適値に決定する。
請求項1及び6に記載の発明では、そのように先行車追従制御において走行速度を決定するための車間距離や相対速度に基づいて、当該先行車追従制御の開始時に実施するスロットルイニシャル制御を設定している。そして、請求項2及び7に記載の発明では、スロットルイニシャル制御で使用する制御目標値を補正することでその設定を実現している。
【0020】
また、先行車追従制御の開始時には、車間距離が短い又は自車両が先行車両に近づいていく場合には減速する制御を実施し、その逆に、車間距離が長い又は自車両が先行車両から遠ざかっていく場合には加速する制御を実施するようになっている。
請求項3,4,9及び10に記載の発明では、このような先行車追従制御の特性のもとでスロットルイニシャル制御を実施することに対応して、車間距離が基準距離よりも小さいとき又は相対速度に基づいて自車両が先行車両に近づいていることを検出したときには、スロットルイニシャル制御を実施しないようにしたり、スロットルイニシャル制御を実施する場合でもそのスロットル開度の増加量を抑えるようにしている。一方、請求項5及び11に記載の発明では、車間距離が基準距離よりも大きいとき又は相対速度に基づいて自車両が先行車両から遠ざかっていることを検出したときには、前記スロットル開度の増加量を増やすようにしている。
【0021】
【発明の効果】
以上より、発明によれば、車間距離又は相対速度のうちの少なくとも一方に基づいてスロットルイニシャル制御を設定することで、先行車追従制御の開始時にスロットルイニシャル制御を効果的に実施し、不要な加速をなくすことができる。これにより、先行車追従制御の開始時にドライバーに違和感を与えることもない。
【0022】
特に、請求項3,4,5,9,10及び11に記載の発明によれば、先行車追従制御の開始時の特有の制御特性に合わせてスロットルイニシャル制御を設定すことで、その効果をより効果的にすることができる。
【0023】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。
図1は本発明を適用した走行速度制御装置を示す構成図である。図中、符号1は駆動源であるエンジン、符号2はエンジンの駆動力を変換する自動変速機である。また、符号3は、レーザや電波等を利用し、自車両前方の物体を検出すると共に、その物体までの距離を検出することが可能な車間距離センサである。また、符号4は、自車両の走行速度を検出する走行速度センサである。例えば、車速センサ4は、自動変速機2の出力軸回転速度を検出する。また、符号5は、前記車間距離センサ3で検出された車間距離が、例えば自車両の走行速度に応じた目標車間距離になるように、自車両の走行速度、つまり駆動力や制動力を制御する走行速度コントロールユニットである。また、符号6は、前記エンジン1の作動状態を制御するスロットルアクチュエータ、また、符号7は、前記自動変速機2の変速比を制御する変速機アクチュエータ、また、符号8は、ブレーキペダルの踏込みとは個別に各車輪の制動力を制御するブレーキアクチュエータであり、夫々、前記走行速度コントロールユニット5からの指令値(指令信号)に応じて作動状態が制御される。
【0024】
図2は、走行速度制御装置の構成をブロック図として示す図である。この走行速度制御装置は、走行速度と車間距離とを入力とし、走行速度を出力としている。
すなわち、車間距離センサ3で検出された車間距離は、測距信号処理部11で信号処理されて、自車両から前方物体、より具体的には先行車両までの車間距離(L)として算出される。さらに、測距信号処理部11では、自車両の走行速度と先行車両の走行速度との差分である相対速度(ΔV)を算出する。ここで、相対速度は、算出した車間距離を微分して算出したり、或いは車間距離をバンドパスフィルタを通して得られる。そして、測距信号処理部11は、算出した車間距離及び相対速度を先行車追従制御部20及び車速制御部40それぞれに出力する。
【0025】
一方、前記走行速度センサ2で検出された走行速度は、走行速度信号処理部12で信号処理されて、自車両の走行速度(V)として算出される。走行速度信号処理部12は、算出した走行速度を先行車追従制御部20及び車速制御部40それぞれに出力する。
先行車追従制御部20では、前記車間距離、前記走行速度及び前記相対速度に基づいて目標車間距離を設定し、その目標車間距離、車間距離及び走行速度から目標走行速度を設定し、それが達成されるように制御信号を車速制御部40に出力する。なお、この先行車追従制御部20の構成については後で詳述する。
【0026】
車速制御部40では、前記目標走行速度と実際の走行速度とに基づいて目標駆動力(目標制動力を含む)を算出し、目標駆動力を駆動力と制動力とに分け、それらをスロットル制御部60とブレーキ制御部13とに出力する。この車速制御部40は、フィードバック制御手法や、特開平10−272963号公報に示すロバストモデルマッチング制御手法等の種々の手法を用いて構成することができる。なお、この車速制御部40の構成については後で詳述する。
【0027】
スロットル制御部60では、スロットル開度指令値に応じてスロットルアクチュエータ70を調整するように構成されており、与えられた駆動力(或いはエンジンプレーキによる制動力)が達成されるようにスロットルアクチュエータ70に駆動信号を出力する。また、ブレーキ制御部13では、ブレーキ液圧指令値に応じてブレーキ液圧を調整するように構成されており、与えられた制動力が達成されるようにブレーキアクチュエータ8に駆動信号を出力する。さらに、変速比制御部14は、変速比指令値に応じて変速機の変速比を調節するように構成されており、変速比を所定値にするために変速機アクチュエータ7に駆動信号を出力する。なお、変速機は有段変速機でも無段変速機でもよい。
【0028】
次に、図2に示した先行車追従制御部20、車速制御部40及びスロットル制御部60、及びスロットルアクチュエータ70の詳細を説明する。
先ず、先行車追従制御部20の詳細を説明する。この実施の形態では、先行車追従制御部20からの車速指令値Vを入力とし、走行車速センサ4により検出される自車速Vを出力とする車速制御系の伝達特性Gv(s)を、下記(1)式に示すように一次遅れの系に近似している。
【0029】
Gv(s)=ωv/(s+ωv) ・・・(1)
ここで、ωvは車速制御部40の伝達係数の折点角周波数である。
図3は、このような伝達特性を実現する先行車追従制御部20の構成を示すブロック図である。この先行車追従制御部20は、車間距離指令値演算部21、目標車間距離演算部22、車速指令値演算部23及び目標車間距離演算用定数決定部30から構成されている。
【0030】
このような構成からなる先行車追従制御部20には、前述したように前記測距信号処理部11からの車間距離L及び相対速度ΔVと走行速度信号処理部12からの自車速Vとが入力されている。
車間距離指令値演算部21は、自車速Vと相対速度△Vとに基づいて車間距離指令値Lを演算する。具体的には、下記(2)式で示す先行車両の走行速度Vtの関数として、車間距離指令値Lを下記(3)式により演算する。
【0031】
Vt=V+△V ・・・(2)

Figure 2004001624
ここで、aは係数であり、Lofはオフセット値である。なお、(2)式の関係からわかるように、車間距離指令値Lを自車速Vの関数として演算するようにしてもよい。この場合、(4)式により演算する。
【0032】
=a’・V+Lof ・・・(4)
ここで、a’は係数である。また、車間距離指令値Lは乗員が設定した設定値であってもよい。
車間距離指令値演算部21は、算出した車間距離指令値Lを目標車間距離演算部22に出力する。
【0033】
一方、目標車間距離演算用定数決定部30は、車間距離指令値演算部21からの車間距離指令値Lを入力とし、車間距離センサ3により検出された車間距離Lを出力とする車間距離制御系において、車間距離Lが車間距離指令値Lに到達するまでの車間距離制御の応答特性を車間距離偏差△Lと相対速度△Vとに応じた最適な応答特性(以下、目標車間距離制御応答特性という。)とするために、車間距離制御系の減衰係数ζと固有振動数ωとを車間距離偏差△Lと相対速度△Vとに応じて決定している。
【0034】
ここで、車間距離偏差△Lは下記(5)式となる。
△L=L−L ・・・(5)
具体的には、種々の追従場面において最適な車間距離制御の応答特性が得られるように、車間距離偏差△Lと相対速度△Vとに応じた車間距離制御系の減衰係数ζと固有振動数ωとを予めマップとして設定し、追従制御時の車間距離偏差△Lと相対速度△Vとに対応する減衰係数ζと固有振動数ωとを目標車間距離演算用定数として決定する。
【0035】
図4は、そのような処理を実現する目標車間距離演算用定数決定部30の構成例を示す。この目標車間距離演算用定数決定部30は、車間距離L、車間距離指令値Lに基づいて車間距離偏差ΔLを算出する車間距離偏差演算部31と、減衰係数ζ及び固有振動数ωの算出用のマップが格納されているマップ部32と、相対速度ΔVと車間距離偏差ΔLとをもとにマップ部32のマップに基づいて固有振動数ωを算出する固有振動数算出部33と、相対速度ΔVと車間距離偏差ΔLとをもとにマップ部32のマップ部に基づいて減衰係数ζを算出する車間距離指令値演算部34とを備えている。
【0036】
このように構成されている目標車間距離演算用定数決定部30は、決定した減衰係数ζと固有振動数ωとを目標車間距離演算部22に出力する。
目標車間距離演算部22は、車間距離指令値演算部34からの減衰係数ζ及び固有振動数ωを用いて、車間距離指令値Lを下記(6)式に示す二次形式のフィルターを通して目標車間距離Lと目標相対速度△Vとを演算する。なお、先行車を認識した直後の車間距離Lと相対速度△Vとを初期値にする。
【0037】
【数1】
Figure 2004001624
【0038】
この(6)式により演算される目標車間距離Lと目標相対速度△Vとは、実車間距離Lが目標車間距離制御応答特性を経て車間距離指令値Lに収束するように、車間距離偏差ΔLと相対速度ΔVとの時間的推移を規定した最終車間距離指令値を示す。
この(6)式を展開してラプラス変換すると下記(7)式のように表すことができる。
【0039】
(s)/L(s)=ω /(s+2ζωs+ω ) ・・・(7)
この(7)式は車間距離指令値Lに対する目標車間距離Lの伝達関数であり二次式で表される。この実施の形態では、車間距離制御系において、実車間距離Lが前記(7)式で表される目標車間距離L(最終車間距離指令値)となるようにフィードバック制御を行う。前述したように、車間距離制御系の減衰係数ζ及び固有振動数ωに、車間距離偏差△Lと相対速度△Vとに応じた目標車間距離制御応答が得られる値を設定したので、種々の追従場面において望ましい車間距離制御応答を実現できる。
【0040】
なお、目標車間距離制御応答特性としては、割り込み場面や追い抜き場面等において、先行車両との車間距離が車間距離指令値を下回っているときでも、先行車両との相対速度が小さい場合は急な減速を行わず、実車間距離が車間距離指令値にゆっくりと収束するような応答が望ましい。また、接近場面等において相対速度が大きいときでも車間距離が長い場合は急な減速を行わず、車間距離が指令値にゆっくりと収束するような応答が望ましい。このような追従場面では、実車間距離が指令値をオーバーシュート又はアンダーシュートしてから収束するような二次の応答特性となり、そのような応答を前記(6)式及び(7)式で表す二次のフィルターにより実現することかできる。
【0041】
目標車間距離演算部22は、このようにして得た車間距離偏差△Lと相対速度△Vとを車速指令値演算部23に出力する。
車速指令値演算部23は、所定の定数f,fを用いて下記(8)式により車速指令値Vを演算し、求めた車速指令値Vを車速制御部40に出力する。
=V(t)+△V(t)−{f(△V(t)−△V(t))+f(L(t)−L(t))}  ・・・(8)
ここで、fは目標相対速度偏差(目標相対速度△V(t)と相対速度検出値△V(t)との差、(△V(t)−△V(t))) に乗ずる定数であり、f は目標車間距離偏差(目標車間距離L(t)と車間距離検出値L(t)との差、(L(t)−L(t)))に乗ずる定数である。
【0042】
以上が先行車追従制御部20の構成の詳細である。なお、先行車追従制御部20は、車間距離センサ3により先行車両を検出できない場合は、乗員が目標車速として設定した車速を車速指令値Vとして車速制御部40へ出力する。
次に、車速制御部40の詳細を説明する。
車速制御部40は、車速指令値VCOM(t)と自車速V(t)を入力し駆動トルク指令値dFC(t)を演算する。ここで、車速指令値VCOM(t)は、前記車速指令値Vの各時刻tにおける値に対応し、自車速V(t)は、前記自車速Vの各時刻tにおける値に対応している。
【0043】
図5は、車速制御部40の構成例を示す。この車速制御部40は、モデルマッチング補償器部41、外乱推定器部42、ブレーキ圧指令値算出部43、エンジントルク指令値算出部44、スロットル開度指令値算出部45、変速比指令値算出部46、補正部47及び増減率マップ部48を備えている。
この車速制御部40では、車速指令値VCOM(t)を入力とし、自車速V(t)を出力としており、この場合、その伝達特性G(s)を下記(9)式で表すことができる。
【0044】
(s)=1/(T・s +1)・e−Lv・s ・・・(9)
ここで、Tは1次遅れ時定数であり、Lはパワートレイン系の遅れによる無駄時間である。
また、制御対象の車両モデルを駆動トルク指令値dFC(t)を操作量とし、自車速V(t)を制御量としてモデル化することによって、車両のパワートレインの挙動を下記(10)式に示す簡易線形モデルとして表すことができる。
【0045】
(t)=1/(m・Rt ・s)・e−Lv・s・dFC(t) ・・・(10)
ここで、Rtはタイヤの有効回転半径であり、mは車両質量である。
この(10)式に示すような駆動トルク指令値dFC(t)を入力とし、自車速V(t)を出力とする車両モデルは、1/sの形となるので積分特性を有することになる。
【0046】
なお、制御対象の特性にはパワートレイン系の遅れにより無駄時間Lも含まれ、かつ、使用するアクチュエータやエンジンによって無駄時間Lの値が変化する非線形特性に、後述するように、近似ゼロイングモデルによる外乱推定器を用いることで、駆動トルク指令値dFC(t)を入力とし、自車速V(t)を出力とする車両モデルを上記と同じ式で表すことができる。
【0047】
ここで、車速指令値VCOM(t)を入力とし、自車速V(t)を出力とした場合の制御対象の応答特性を、予め定めた一次遅れTと無駄時間Lという要素をもつ伝達特化G(s )の特定に一致させると、前記図5に示すモデルマッチング補償器部41を構成する補償器C(s)、外乱推定器部42を構成する補償器C(s),C(s)を用いて次のように定めることができる。なお、補償器C(s),C(s)は近似ゼロイング手法を採用して外乱推定器部42を構成し、これら補償器C(s),C(s)は外乱やモデル変化誤差による影響を抑制するように機能し、また、補償器C(s)は、モデルマッチング手法を採用してモデルマッチング補償器部41を構成している。
【0048】
外乱推定器部42を構成する補償器C(s),C(s)をそれぞれ下記(11)式及び(12)式として表すことができる。
(s)=e−Lv・s/(T・s+1) ・・・(11)
(s)=(m・Rt・s)/(T・s+1) ・・・(12)
このような補償器C(s),C(s)である場合、外乱推定値d(t)は、下記(13)式となる。
【0049】
(t)=C(s)・V(t)−C(s)・dFC(t)・・・(13)
また、制御対象の無駄時間を無視して、規範モデルG(s)を時定数Tの1次ローパスフィルタとすると、モデルマッチング補償器部41を構成する補償器C(s)を下記(14)式として表すことができる。
【0050】
(s)=m・Rt/T ・・・(14)
以上のような補償器C(s)、C(s)、C(s)により、駆動トルク指令値dFC(t)が下記(15)式として算出される。
FC(t)=C(s)・{VCCOM(t)−V(t)}−{C(s)・V(t)−C(s)・dFC(t)} ・・・(15)
エンジントルク指令値算出部44では、この駆動トルク指令値dFC(t)と実変速比RATIO(t)とに基づいてエンジントルク指令値TECOM(t)を下記(16)により算出する。
【0051】
TECOM(t)=dFC(t)/{Gf・RATIO(t)}・・・(16)
ここで、Gfはファイナルギヤ比である。
そして、スロットル開度指令値算出部45は、このエンジントルク指令値TECOM(t)とエンジン回転速度Ne(t)とに基づいてエンジン全性能マップより目標スロットル開度TVOCOM(t)を算出する。図6は、エンジン全性能マップの一例であるエンジン非線形定常特性マップであり、エンジントルクとスロットル開度との関係をエンジン回転速度をパラメータとして示しており、このようなエンジン全性能マップよりエンジントルク指令値TECOM(t)とエンジン回転速度Ne(t)とに基づいて目標スロットル開度TVOCOM(t)を得る。そして、スロットル開度指令値算出部45は、目標スロットル開度TVOCOM(t)をスロットル制御部60に出力する。
【0052】
なお、補正部47及び増減率マップ部48は、先行車追従制御の開始時において、その開始時に実施するスロットルイニシャル制御を補正するための構成であり、後で詳述する。
以上が車速制御部40の構成の詳細である。
次に、スロットル制御部60の詳細を説明する。スロットル制御部60は、目標スロットル開度TVOCOM(t)が入力され、その入力に応じた駆動信号指令値Duty(t)をスロットルアクチュエータ70へ出力する。図7は、そのような処理を実現するスロットル制御部60の構成例を示す。このスロットル制御部60は、モデルマッチング補償器部61、外乱推定器部62及び非線形補償器63を備えている。
【0053】
ここで、制御対象であるスロットルアクチュエータ70の制御モデルは、補償前駆動信号(Duty比)指令値Duty_R(t)を操作量とし、スロットル開度相当量TVO(t)を制御量としてモデル化することによって、下記(17)式に示す簡易線形モデルとして表される。
TVO(t)=(ka/s).e−La・s・Duty_R(t)・・・(17)
ここで、kaは積分ゲイン(Duty100%時の開閉速度)であり、Laは無駄時間である。
【0054】
このように補償前駆勤信号(Duty比)指令値Duty_R(t)を入力とし、スロットル開度相当量TVO(t)を出力とする制御モデルは、1/sの形となるので積分特性を有することがわかる。
なお、制御対象の特性には、使用するスロットルアクチュエータ70により無駄時間Laが変わる非線形特性を有するが、後述するように、近似ゼロイング手法による外乱推定器を用いることにより、補償前駆動信号(Duty比)指令値Duty_R(t)を入力とし、スロットル開度相当量TVO(t)を出力とする制御モデルを上式と同じ式で表すことができる。
【0055】
ここで、補償前駆動信号(Duty比)指令値Duty_R(t)を入力とし、スロットル開度相当量TVO(t)を出力とした場合の制御対象の応答特性を、予め定めた一次遅れTaや無駄時間Laといった要素をもつ伝達特性Ga(s)の特性に一致させると、前記図7に示すモデルマッチング補償器部61を構成する補償器C(s)、外乱推定器部62を構成する補償器C(s),C(s)を用いて次のように定めることができる。なお、補償器C(s),C(s)は近似ゼロイング手法を採用して外乱推定器部62を構成し、これら補償器C(s),C(s)は外乱やモデル変化誤差による影響を抑制するように機能し、また、補償器C(s)は、モデルマッチング手法を採用してモデルマッチング補償器部61を構成している。
【0056】
外乱推定器部62を構成する補償器C(s),C(s)をそれぞれ下記(11)式及び(12)式として表すことができる。
(s)=e−La・s/(T・s+1)  ・・・(18)
(s)=s/{(ka・(T・s+1)} ・・・(19)
このような補償器C(s),C(s)である場合、外乱推定値dVa(t)は、下記(20)式となる。
【0057】
Figure 2004001624
また、制御対象の無駄時間を無視して、規範モデルを時定数Tの1次ローパスフィルタとすると、モデルマッチング補償器部61を構成する補償器C(s)を下記(21)式として表される。
【0058】
(s)=1/(ka・T) ・・・(21)
以上のような補償器C(s),C5(s),C6(s)により、補償前駆動信号(Duty比)指令値Duty_R(t)が下記(22)式として算出される。
Figure 2004001624
さらに、スロットルアクチュエータ70に負圧式アクチュエータを用いた場合、負圧を作るバキュームモータのON/OFF時やベントバルブ開閉時の摩擦など非線形要素の影響を受け易い。そのため、非線形補償部63で、そのようにようにして算出した補償前駆動信号(Duty比)指令値Duty_R(t)に対して図8に示すようなマップを用いて非線形補償を施したバキューム(VAC)/ベント(VENT)駆動信号Duty(t)を得て、この値をスロットルアクチュエータ70に出力する。
【0059】
ここで、非線形補償マップは、図8に示すように、補償前駆動信号(Duty比)指令値Duty_R(t)からVAC/VENT駆動信号Duty(t)を算出するためのマップである。例えば、Duty_R(t)≧0の場合はバキュームモータ駆動信号を出力し、Duty_R(t)<0の場合はベントバルブ駆動信号を出力するようなマップになっている。
【0060】
なお、負圧式アクチュエータは、負圧を動力源として動作するものであるが、そのための負圧をバキュームモータを駆動して作ってもよいし、吸気管負圧を利用して発生させてもよい。また、負圧式アクチュエータにおいては、バキューム(VAC)のときはスロットルを開き、ベント(VENT)のときはスロットルを閉じるように駆動する。
【0061】
ここで、負圧式アクチュエータとしてのスロットルアクチュエータ70の構成を説明する。図9は、そのスロットルアクチュエータ70の構成例を示す。
スロットルアクチュエータ70は、大別して、アクチュエータ71、バキュームポンプ72、ベントバルブ73及びセーフティバルブ74から構成されており、アクチュエータ71とバキュームポンプ72とが接続されている管路途中にベントバルブ73及びセーフティバルブ74が配置されている。
【0062】
アクチュエータ71は、負圧室71aをダイヤフラム71bにより区画して形成しており、ダイヤフラム71bにスロットルバルブに接続されているアクセルワイヤ71cが取り付けられている。また、バキュームポンプ72は、モータ72aによりダイヤフラム72bを駆動して、前記アクチュエータ71の負圧室71aを負圧にするように構成されている。そして、ベンドバルブ73及びセーフティバルブ74はアクチュエータ71の負圧室71aの負圧を抜いて大気圧にするためのものであり、ベントバルブ73はベントバルブソレノイド73aが制御されることで駆動し、また、セーフティバルブ74はバキュームポンプモータ74aが制御されることで駆動するようになっている。なお、セーフティバルブ74は大気に連通しており、車速制御を解除したり、何らかの異常を検出した場合に車速制御を停止させるものとして機能している。
【0063】
このようなスロットルアクチュエータ70では、バキュームポンプ72、ベントバルブ73を適宜駆動することにより、負圧に応じてアクチュエータ71のダイヤフラム71bを移動(図9において左右方向に移動)させ、ダイヤフラム71bに接続されているアクセルワイヤ71cを介してスロットルバルブの開閉を行っている。
【0064】
これにより、コントロールユニット100を構成している車速制御部40は、スロットル開度指令値をスロットル制御部60に出力して、スロットル制御部60及び信号線101を介して、このように構成されているスロットルアクチュエータ70のバキュームポンプ72、ベントバルブ73及びセーフティバルブ74を適宜制御し、エンジンのスロットルバルブを調節している。スロットル制御部60が信号線101を介して出力するスロットル開度指令値は、前記バキューム(VAC)駆動信号Duty(t)或いはベント(VENT)駆動信号Duty(t)に対応する。
【0065】
以上が走行速度制御装置の全体構成、及び走行速度制御装置を構成する先行車追従制御部20、車速制御部40及びスロットル制御部60、及びスロットルアクチュエータ70の説明である。
そして、この走行速度制御装置は、本発明を適用することによるスロットルイニシャル制御を補正することが可能になっており、次にこれについて説明する。
【0066】
スロットルイニシャル制御とは、前述したように、例えば特開平9−207616号公報に開示されているように、スロットル全閉状態から設定車速に対応するスロットル開度に円滑に繋がるようにするための車速制御の初期制御である。本発明の適用により、走行速度制御装置は、このようなスロットルイニシャル制御を先行車追従制御の開始時に実行するようにし、自車両が先行車両に近づいている状態(車間距離が比較的短い)或いは車間距離はあるが相対速度がマイナス側に非常に大きい状態(自車両が先行車両に接近していく状態)である場合、またその逆に、自車両が先行車両からかなり離れている状態或いは相対速度がプラス側に非常に大きい状態(自車両が先行車両から離れていく状態)である場合、実施するスロットルイニシャル制御を適宜補正している。具体的には、次のように補正している。
【0067】
前述したように、先行車追従制御部20により車間距離Lや相対速度ΔVを計測しているが、スロットルイニシャル制御の補正として、この車間距離L及び相対速度ΔVに応じてスロットルイニシャル制御のための制御信号を補正している。ここでは、前記車速制御部40のスロットル開度指令値算出部45が算出したスロットルイニシャル制御時の制御信号である目標スロットル開度(以下、目標スロットル開度初期値Tvoriという。)を補正する場合について複数の例を挙げて説明する。
【0068】
先ず、第1の補正方法では、車間距離Lや相対速度ΔVから自車両が先行車両に近づいている状態或いは車間距離はあるが相対速度がマイナス側に非常に大きい状態である場合に、前記目標スロットル開度初期値Tvoriを0にしている。すなわち、スロットルイニシャル制御を行わずに、通常の車速制御を開始させるようにする。
【0069】
具体的な構成として説明すると、図5に示す車速制御部40の補正部47が、スロットル開度指令値算出部45が通常のスロットルイニシャル制御を行うために算出した目標スロットル開度TVOCOM(t)である目標スロットル開度初期値Tvoriを0することになる。
或いは、第2の補正方法として、車間距離L及び相対速度ΔVに基づいて所定のマップを用いて増減率(Tvoriadj)を求め、下記(23)式に示すように、それを目標スロットル開度初期値Tvoriに乗じて、新たな目標スロットル開度初期値する方法が挙げられる。
【0070】
vori=Tvori×Tvoriadj ・・・(23)
例えば、前記所定のマップとしては、図10に示すように、車間距離偏差ΔL(=L−L)と相対速度ΔVとから増減率Tvoriadjを決定することができるマップが挙げられる。このマップでは、相対速度ΔVが大きい程、又は車間距離偏差ΔLが大きい程、高い増減率Tvoriadjになるようになっており、また、相対速度ΔVが小さい程(マイナス側に大きい程)、又は車間距離偏差ΔLが小さい程(マイナス側に大きい程)、低い増減率Tvoriadjになる。
【0071】
このようなマップを利用すれば、自車両が先行車両に近づいている状態或いは車間距離はあるが相対速度がマイナス側に非常に大きい状態である場合には、増減率Tvoriadjが低くなる或いは0になるので、元の目標スロットル開度初期値Tvoriに比べて新たな目標スロットル開度初期値Tvoriが小さい値或いは0に決定される。その逆に、自車両が先行車両からかなり離れている状態或いは相対速度がプラス側に非常に大きい状態である場合には、増減率Tvoriadjが高くなるので、元の目標スロットル開度初期値Tvoriに比べて新たな目標スロットル開度初期値Tvoriが大きな値に決定される。
【0072】
この第2の補正方法を具体的な構成として説明すると、図5に示す車速制御部40の補正部47が、増減率マップ部48に保持されている前記マップに基づいて、スロットル開度指令値算出部45が算出した目標スロットル開度初期値Tvoriを増減率Tvoriadjで補正することになる。
以上のような第1及び第2の補正方法により、車間距離が基準距離よりも小さいとき又は相対速度に基づいて自車両が先行車両に近づいていると検出したときには、スロットルイニシャル制御で実施するスロットル開度の増加量を抑える補正をし、その逆に、車間距離が基準距離よりも大きいとき又は相対速度に基づいて自車両が先行車両から遠ざかっていると検出したときには、スロットルイニシャル制御で実施するスロットル開度の増加量を増やす補正をしている。ここで、基準距離は車間距離指令値Lである。
【0073】
以上のように、走行速度制御装置では、スロットルイニシャル制御を適宜補正している。
次に、走行速度制御装置の車速制御の際の処理手順を説明する。図11は、その車速制御のメインルーチンのフローチャートを示す。この実施の形態では、走行速度制御装置の制御をコントロールユニットのマイクロコンピュータにより実現しており、コントロールユニットのマイクロコンピュータが所定時間(例えば、100msec)で図11に示す処理手順をメインルーチンとして実行している。
【0074】
先ず、ステップS1において、走行速度センサ4と図示しないエンジン回転数センサの計測値に基づいて実車速Vspとエンジン回転速度Neを演算するとともに、図示しないスロットルセンサによりスロットル実開度を計測する。
続いてステップS2において、ステアリングホイール等に設けられているASCD制御(オートスピードコントロール)のキャンセルスイッチが操作されたか否かを判定する。ここで、キャンセルスイッチが操作されている場合、ステップS19に進み、セーフティバルブ74を閉にして当該処理をリターンし、キャンセルスイッチが操作されていない場合、ステップS3に進む。
【0075】
なお、キャンセルスイッチの操作状態を判定をするとともに、フットブレーキが操作されたか否かをブレーキスイッチにより判定してもよい。すなわち、ブレーキスイッチによりフットブレーキが操作されたか否かを判定し、フットブレーキが操作されている場合、ステップS19に進み、セーフティバルブ74を閉にして当該処理をリターンする。
【0076】
ここで、キャンセルスイッチが操作されている場合、或いはフットブレーキが操作されている場合にする処理は、具体的には、定速走行制御の解除を決定し、定速走行制御中を示すASCD制御中フラグと各種変数とを初期化する処理である。
一方、ステップS3では、ステアリングホイール等に設けられているASCD制御のセットスイッチが操作されたか否かを判定する。ここで、セットスイッチが操作されている場合、すなわち先行車追従制御の実行開始命令がなされた場合、ステップS4に進み、セットスイッチが操作されていない場合、ステップS9に進む。
【0077】
ステップS4〜ステップS8に示す処理は、スロットルイニシャル制御のための処理であり、すなわちここでは、前述したようなスロットルイニシャル制御の補正処理も行う。
先ず、ステップS4では、設定車速を目標車速Vsprに設定して記憶し、続くステップS5において、予めメモリに記憶したマップから前記目標車速Vsprで平坦路を走行した場合の走行抵抗Rを求め、これを目標駆動力初期値Foriとして記憶する。
【0078】
そして、目標駆動力初期値(或いは目標駆動トルク初期値)Foriを得るのに必要なバキュームポンプ72への出力パルス幅初期値であるアクチュエータ出力幅初期値Tvaciを次のように求める。
先ず、ステップS6において、目標駆動力初期値Foriを用いて目標エンジントルク初期値Teriを下記(24)式により演算する。ここでの演算は、前記車速制御部40のエンジントルク指令値算出部44におけるエンジントルク指令値TECOM(t)の演算に対応する。
【0079】
eri=(Fori・Rt)/Gm・Gf ・・・(24)
ここで、Gmはトランスミッションのギヤ比であり、Rtはタイヤの回転有効半径である。
さらに、このようにして算出した目標エンジントルク初期値Teriとエンジン回転速度Neから前記図6に示したエンジン非線形定常特性マップを用いて、目標スロットル開度初期値Tvoriを演算する。ここでの演算は、前記車速制御部40のスロットル開度指令値算出部45における目標スロットル開度TVOCOM(t)の演算に対応する。
【0080】
そして、前述したような、第1の補正方法或いは第2の補正方法により、車間距離Lや相対速度ΔVに基づいて、目標スロットル開度初期値Tvoriを補正することによるスロットルイニシャル制御の補正処理を行う。
すなわち、車間距離Lや相対速度ΔVの検出結果が、自車両が先行車両に近づいている状態或いは車間距離はあるが相対速度がマイナス側に非常に大きい状態であることを示す場合、目標スロットル開度初期値Tvoriをゼロにする。或いは、マップを利用して、元の目標スロットル開度初期値Tvoriに比べて新たな目標スロットル開度初期値Tvoriを小さな値にする。これにより、スロットルイニシャル制御が実施されず、通常の車速制御が開始される。
【0081】
その逆に、車間距離Lや相対速度ΔVの検出結果が、自車両が先行車両からかなり離れている状態或いは相対速度がプラス側に非常に大きい状態であることを示す場合、マップを利用して、元の目標スロットル開度初期値Tvoriに比べて新たな目標スロットル開度初期値Tvoriを大きな値にする。
そして、ステップS7において、下記(25)式により目標スロットル開度初期値Tvoriからアクチュエータ出力パルス幅初期値Tvaciを演算する。
【0082】
vaci = Tvori / Ka + La ・・・(25)
ここで、kaは積分ゲイン(Duty100%時の開閉速度)であり、Laは無駄時間である。
このように、ステップS6及びステップS7において、目標駆動力初期値Foriを得るのに必要なバキュームポンプ72への出力パルス幅初期値であるアクチュエータ出力幅初期値Tvaciを求め、その後、ステップ8において、定速走行制御中を示すASCD制御中フラグ及びスロットルイニシャル制御の実行を示すイニシャルフラグをセットし、当該処理をリターンする。
【0083】
一方、ステップ3でセットスイッチが操作されていない場合に進むステップ9では、ASCD制御中フラグがセットされているか否かを判定する。ここで、ASCD制御中フラグがセットされていない場合、前記ステップS19に進み、セーフティバルブ74を閉にして当該処理をリターンし、前記ASCD制御中フラグがセットされている場合、ステップS10に進む。
【0084】
ステップS10では、前記イニシャルフラグがセットされているか否かを判定する。ここで、イニシャルフラグがセットされている場合、ステップS15に進み、イニシャルフラグがセットされていない場合、ステップS11に進む。
ステップS11では、車速フィードバック制御を行い、車速制御演算としての目標駆動力を演算し、続くステップS12において、その目標駆動力から目標スロットル開度を演算し、さらに続くステップS13において、そのスロットル開度を目標値とするアクチュエータ出力パルス幅を演算する。そして、続くステップS14において、このアクチュエータ出力パルス幅に基づいて前記バキューム(VAC)バルブ駆動信号Tvacやベント(VENT)バルブ駆動信号Tventをスロットルアクチュエータ70のバキュームポンプ72やベントバルブ73に出力する。
【0085】
ここで、このステップS11〜ステップS14の処理は、前記図3〜図9を用いて具体的に説明した演算式により実現している。また、このステップS11〜ステップS14の処理は、イニシャルフラグがセットされていない場合の処理であり、すなわち、スロットルイニシャル制御の実施後の先行車追従制御における処理になる。
【0086】
一方、ステップS10でイニシャルフラグがセットされている場合に進むステップS15ではセーフティバルブ74を閉じ、ステップS16に進む。
ステップS16では、前記アクチュエータ出力パルス幅Tvaciが100ms以下か否かを判定する。ここで、アクチュエータ出力パルス幅Tvaciが100ms以下の場合、ステップ16に進み、スロットルイニシャル制御であるスロットル開度の初期設定が完了したと判断してイニシャルフラグをクリアし、前記ステップS14に進む。一方、アクチュエータ出力パルス幅Tvaciが100msより大きい場合、ステップ18に進み、アクチュエータ出力パルス幅Tvaciから100msを引いて、この値をアクチュエータ出力パルス幅Tvaciとして新たに設定し、前記ステップS14に進む。そして、アクチュエータ出力パルス幅Tvaciに基づいてバキューム(VAC)バルブ駆動信号Tvacやベント(VENT)バルブ駆動信号Tventを得て、この信号をスロットルアクチュエータ70のバキュームポンプ72やベントバルブ73に出力する。
【0087】
以上が、走行速度制御装置の構成及びその処理内容(動作内容)である。
本発明を適用した走行速度制御装置は、前述したように、先行車追従制御の開始時に、車間距離Lや相対速度ΔVに基づいて自車両が先行車両に近づいている状態或いは車間距離はあるが相対速度がマイナス側に非常に大きい状態を検出したとき、目標スロットル開度初期値を小さくし或いは0にして、またその逆に、車間距離Lや相対速度ΔVに基づいて自車両が先行車両からかなり離れている状態或いは相対速度がプラス側に非常に大きい状態を検出したとき、目標スロットル開度初期値を大きくしている。
【0088】
このように、スロットルイニシャル制御のパラメータである目標スロットル開度初期値を、車間距離Lや相対速度ΔVに応じて適宜補正することで、先行車追従制御の開始時の不必要な加速又は二段階の加速をなくすことができるので、先行車追従制御を円滑に開始することができ、ドライバーの違和感をなくすことができる。
【0089】
その効果について、図12乃至図14を用いて具体的に説明する。
図12は、スロットルイニシャル制御を説明するための図である。また、図13は、自車両が先行車両に近づいている場合或いは車間距離はあるが相対速度がマイナス側に非常に大きい場合における、本発明と従来例との効果の比較を示す図であり、さらに、図14は、自車両が先行車両からかなり離れている場合或いは相対速度がプラス側に非常に大きい場合における、本発明と従来例との効果の比較を示す図である。
【0090】
図12に示すように、スロットルイニシャル制御では、車速制御の開始時に、設定速度を維持するために必要なスロットル開度までアクチュエータの最大開速度でスロットルバルブを開くことで(図12中(A−1)に示すスロットル開度のA点)、その操作以降の制御が円滑に開始されるようになる(図12中(A−2))。
【0091】
しかし、自車両が先行車両に近づいている場合或いは車間距離はあるが相対速度がマイナス側に非常に大きい場合において、セットスイッチのON(図13中(A−3))により先行車追従制御の開始直後にスロットルイニシャル制御をそのまま実施し、本来のスロットル開度までスロットルバルブを一旦開いてしまうと(図13中(A−2)のB点)、先行車追従制御を開始した直後から減速する必要があるのにもかかわらず、不要な加速を呈してしまう(図13中(A−1)のC点)。
【0092】
これに対して、本発明を適用した走行速度制御装置では、同様な状況において、セットスイッチのONが検出されても(図13中(B−3))、先行車追従制御の開始直後にはスロットルイニシャル制御を行わない、或いはスロットルイニシャル制御を行うがその影響を抑えるので(図13中(B−2))、先行車追従制御の開始直後から減速するようになる(図13中(B−1))。
【0093】
また逆に、自車両が先行車両からかなり離れている場合或いは相対速度がプラス側に非常に大きい場合において、セットスイッチのON(図14中(A−3))により先行車追従制御の開始直後にスロットルイニシャル制御をそのまま実施し、本来のスロットル開度までスロットルバルブを一旦開いてしまうと(図14中(A−2)のD点)、車速制御により再び加速するため(図14中(A−2)のE点)、加速が二段階になってしまう図14中(A−1))。
【0094】
これに対して、本発明を適用した走行速度制御装置では、同様な状況において、セットスイッチのONが検出されても(図14中(B−3))、その状況(車間距離や相対車速)に応じて先行車追従制御の開始直後のスロットルイニシャル制御を補正するので(図14中(B−2))、先行車追従制御の開始直後から円滑に加速していくようになる(図14中(B−1))。
【0095】
以上、本発明の実施の形態を具体的に説明したが、前述の実施の形態に限定されないことはいうまでもない。
すなわち、前述の実施の形態では、スロットルイニシャル制御の補正を、目標スロットル開度初期値Tvoriを補正することにより実施している場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、スロットルイニシャル制御の他の制御目標値、例えば目標駆動力初期値Foriや目標エンジントルク初期値Teriを補正することで、スロットルイニシャル制御の補正を実施するようにしてもよい。これによっても、同様な効果を得ることができる。
【0096】
また、前述の実施の形態では、車間距離及び相対速度の両方の情報に基づいてスロットルイニシャル制御を補正する場合について説明したが、車間距又は相対速度のうちの少なくとも一方の情報に基づいてスロットルイニシャル制御を補正するようにしてもよい。
また、前述の実施の形態では、スロットルイニシャル制御についてする補正を第1の補正方法及び第2の補正方法として具体的に説明したが、この具体例に限定されないことはいうまでもない。さらに、その補正の実現手段である補正部47及び増減率マップ部48を車速制御部40に設けた場合を説明したが、他の構成内に設けてもよく、或いはコントロールユニット内において独立して構成してもよい。
【0097】
さらに、スロットルイニシャル制御の設定については、スロットルイニシャル制御で使用する本来の制御目標値を補正して実現することに限定されるものではない。例えば、車間距離や相対速度に基づいて何らかの演算式により、本来の制御目標値とは無関係に新たな制御目標値を得て、この制御目標値に基づいてスロットルイニシャル制御を実施してもよい。
また、各種処理部は回路として実現してもよく、マイクロコンピュータのソフトウェア形態により実現してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の走行速度制御装置の一例を示す車両概略構成図である。
【図2】前記走行速度制御装置の構成を示すブロック図である。
【図3】前記走行速度制御装置の先行車追従制御部の構成を示すブロック図である。
【図4】前記先行車追従制御部の目標車間距離演算用定数決定部の構成を示すブロック図である。
【図5】前記走行速度制御装置の車速制御部の構成を示すブロック図である。
【図6】エンジン非線形定常特性マップを示す特性図である。
【図7】前記走行速度制御装置のスロットル制御部の構成を示すブロック図である。
【図8】補償前駆動信号(Duty比)指令値Duty_R(t)とバキューム(VAC)/ベント(VENT)駆動信号Duty(t)との関係からなるマップを示す特性図である。
【図9】スロットルアクチュエータの構成を示す図である。
【図10】車間距離偏差ΔL及び相対速度ΔVに基づいてスロットル初期化量増減率を求めことができるマップを示す図である。
【図11】走行速度制御装置の処理手順を示すフローチャートである。
【図12】スロットルイニシャル制御の説明に使用した図である。
【図13】自車両が先行車両に近づいた状態或いは車間距離は離れているが相対速度がマイナス側に非常に大きい状態である場合の本発明の効果の説明に使用した図である。
【図14】自車両が先行車両からかなりはなれた状態或いは相対速度がプラス側に非常に大きい状態である場合の本発明の効果の説明に使用した図である。
【符号の説明】
1 エンジン
2 自動変速機
3 車間距離センサ
4 走行速度センサ
5 走行速度コントロールユニット
7 スロットルアクチュエータ
8 ブレーキアクチュエータ
11 測距信号処理部
12 走行速度信号処理部
13 ブレーキ制御部
14 変速比制御部
20 走行車追従制御部
40 車速制御部
45 スロットル開度指令値算出部
47 補正部
48 増減率マップ部
60 スロットル制御部
70 スロットルアクチュエータ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a traveling speed control device and a traveling speed control method for controlling the traveling speed of a host vehicle so that the host vehicle follows a preceding vehicle.
[0002]
[Prior art]
As a traveling speed control device, there is a traveling speed control device described in JP-A-9-207616. The running speed control device described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-207616 discloses a traveling speed control device which is connected to a throttle valve via a wire so that a throttle opening corresponding to a set vehicle speed is changed from a fully closed state at the start of constant speed control. The throttle initial control for driving the connected throttle actuator is performed. When using a negative pressure actuator as the throttle actuator, this throttle initial control opens the throttle valve at the maximum opening speed of the throttle actuator up to the throttle opening required for initialization processing at the start of control to maintain the set vehicle speed. However, smooth start of vehicle speed control has been realized.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the preceding vehicle following control device, the vehicle speed of the own vehicle is controlled according to the inter-vehicle distance between the preceding vehicle and the own vehicle or the relative speed that is a difference between the running speed of the preceding vehicle and the running speed of the own vehicle. Things are known. By combining the preceding vehicle follow-up control with the above-described throttle initial control technique, the following becomes possible.
[0004]
At the start of the preceding vehicle following control, the own vehicle is approaching the preceding vehicle (the inter-vehicle distance is relatively short) or the inter-vehicle distance is present but the relative speed is very large in the negative direction (the own vehicle approaches the preceding vehicle). In such a case, it is possible to execute the throttle initial control, then perform the deceleration control by the vehicle speed control, and then follow the preceding vehicle by the constant speed control.
[0005]
Conversely, when the host vehicle is far away from the preceding vehicle or the relative speed is very large on the plus side (the host vehicle is moving away from the preceding vehicle), the throttle initial control is performed, and It is possible to perform acceleration control by vehicle speed control and then follow a preceding vehicle by constant speed control.
However, simply combining the above-described throttle initial control and preceding vehicle follow-up control has the following problems.
[0006]
If the host vehicle is approaching the preceding vehicle or the inter-vehicle distance is present but the relative speed is extremely large on the negative side, the throttle valve will be once opened to the required throttle opening degree by executing the throttle initial control. Thus, there is a problem in that although the vehicle needs to be decelerated immediately after starting the vehicle speed control for the preceding vehicle following control, unnecessary acceleration is exhibited. For example, such behavior gives the driver an uncomfortable feeling.
[0007]
On the other hand, when the host vehicle is far away from the preceding vehicle or the relative speed is extremely large in the positive direction, the throttle valve is once opened to a necessary throttle opening degree by performing the throttle initial control, so that the vehicle is accelerated. After the acceleration by the throttle initial control, the vehicle is accelerated again by the original control of the preceding vehicle following control, so that there is a problem that the acceleration is performed in two stages. In addition, such behavior also gives the driver an uncomfortable feeling.
[0008]
As described above, the preceding vehicle follow-up control performs a specific control at the time of the start thereof, so that a problem occurs if the throttle initial control is simply combined.
Therefore, the present invention has been made in view of the above problem, and even when a function of performing a throttle initial control for temporarily increasing the throttle opening at the start of the preceding vehicle following control is provided, the preceding vehicle following control is smoothly performed. It is an object of the present invention to provide a traveling speed control device and a driving speed control method capable of starting the vehicle speed control by the vehicle.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problem, the traveling speed control device according to the first aspect of the present invention increases the throttle opening once at the start of vehicle speed control that controls the traveling speed of the own vehicle so that the own vehicle follows the preceding vehicle. A travel speed control device having a throttle initial control function for causing the vehicle to run based on at least one of a distance between the preceding vehicle and the own vehicle or a relative speed that is a difference between the running speed of the preceding vehicle and the running speed of the own vehicle. And setting means for setting the throttle initial control.
[0010]
A traveling speed control device according to a second aspect of the invention is the traveling speed control device according to the first aspect, wherein the setting means corrects a control target value of the throttle initial control. I have.
Further, in the traveling speed control device according to the third aspect of the present invention, in the traveling speed control device according to the first aspect of the invention, the setting means may be configured such that when the inter-vehicle distance is smaller than a reference distance or when the relative speed is reduced. The throttle initial control is not performed when it is detected that the own vehicle is approaching the preceding vehicle based on the throttle initial control.
[0011]
Further, in the traveling speed control device according to the fourth aspect of the present invention, in the traveling speed control device according to the first aspect of the invention, when the inter-vehicle distance is smaller than a reference distance or when the relative speed is increased. When it is detected that the own vehicle is approaching the preceding vehicle based on this, the amount of increase in the throttle opening executed by the throttle initial control is suppressed.
[0012]
Also, in the traveling speed control device according to the invention described in claim 5, in the traveling speed control device according to the invention described in claim 1, the setting means determines whether the inter-vehicle distance is larger than a reference distance or the relative speed. When it is detected that the own vehicle is moving away from the preceding vehicle based on this, the amount of increase in the throttle opening executed by the throttle initial control is increased.
[0013]
According to a sixth aspect of the present invention, in the traveling speed control apparatus according to any one of the first to fifth aspects, the setting means is configured to determine the distance between the vehicles based on a map prepared in advance. The throttle initial control is set by obtaining an increase / decrease rate corresponding to the distance or the relative speed, and multiplying the obtained increase / decrease rate by a throttle opening performed by the throttle initial control.
[0014]
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a running speed control method for controlling the running speed of the own vehicle to perform a throttle initial control for once increasing the throttle opening at the start of the vehicle speed control for causing the own vehicle to follow the preceding vehicle. In the running speed control method, the throttle initial control is set based on at least one of an inter-vehicle distance between the preceding vehicle and the own vehicle or a relative speed that is a difference between the running speed of the preceding vehicle and the running speed of the own vehicle. It is characterized by:
[0015]
Further, in the running speed control method according to the invention described in claim 8, in the running speed control method according to the invention described in claim 7, the setting of the throttle initial control is performed by correcting a control target value of the throttle initial control. It is characterized by doing.
Further, the traveling speed control method according to the ninth aspect of the present invention is the traveling speed control method according to the seventh aspect, wherein the own vehicle is controlled based on the relative speed when the inter-vehicle distance is smaller than a reference distance. When it is detected that the vehicle is approaching the preceding vehicle, the throttle initial control is set by not performing the throttle initial control.
[0016]
The traveling speed control method according to a tenth aspect of the present invention is the traveling speed control method according to the seventh aspect of the present invention, wherein the vehicle is controlled based on the relative speed when the inter-vehicle distance is smaller than a reference distance. When it is detected that the vehicle is approaching the preceding vehicle, the throttle initial control is set by suppressing the amount of increase in the throttle opening performed in the throttle initial control.
[0017]
The traveling speed control method according to the invention of claim 11 is the traveling speed control method according to the invention of claim 7, wherein the own vehicle is arranged based on the relative speed when the inter-vehicle distance is larger than a reference distance. When it is detected that the vehicle is moving away from the preceding vehicle, the throttle initial control is set by increasing the amount of increase in the throttle opening performed in the throttle initial control.
[0018]
According to a twelfth aspect of the present invention, there is provided the traveling speed control method according to any one of the seventh to eleventh aspects, wherein the inter-vehicle distance or the relative speed is obtained from a map prepared in advance. And setting the throttle initial control by multiplying the increase / decrease rate by the throttle opening executed by the throttle initial control.
[0019]
Here, in vehicle speed control for controlling the traveling speed of the own vehicle to follow the preceding vehicle, that is, so-called preceding vehicle follow-up control, the traveling speed of the own vehicle is determined to be an optimum value based on the inter-vehicle distance and the relative speed.
According to the first and sixth aspects of the invention, the throttle initial control to be performed at the start of the preceding vehicle following control is set based on the inter-vehicle distance and the relative speed for determining the traveling speed in the preceding vehicle following control. are doing. According to the second and seventh aspects of the present invention, the setting is realized by correcting the control target value used in the throttle initial control.
[0020]
At the start of the preceding vehicle following control, control is performed to reduce the speed when the following distance is short or the own vehicle approaches the preceding vehicle, and conversely, when the following distance is long or the own vehicle moves away from the preceding vehicle. In such a case, acceleration control is performed.
According to the third, fourth, ninth and tenth aspects of the present invention, when the inter-vehicle distance is smaller than the reference distance, the throttle initial control is performed under such characteristics of the preceding vehicle following control. When it is detected that the own vehicle is approaching the preceding vehicle based on the relative speed, the throttle initial control is not performed, and even when the throttle initial control is performed, the amount of increase in the throttle opening is suppressed. I have. On the other hand, in the inventions according to claims 5 and 11, when the inter-vehicle distance is larger than the reference distance or when it is detected that the own vehicle is moving away from the preceding vehicle based on the relative speed, the increase amount of the throttle opening is increased. I try to increase.
[0021]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, by setting the throttle initial control based on at least one of the inter-vehicle distance and the relative speed, the throttle initial control is effectively performed at the start of the preceding vehicle follow-up control, and unnecessary acceleration is performed. Can be eliminated. As a result, the driver does not feel uncomfortable when starting the preceding vehicle following control.
[0022]
In particular, according to the third, fourth, fifth, ninth, tenth, and eleventh aspects of the invention, the effect is achieved by setting the throttle initial control in accordance with the specific control characteristic at the start of the preceding vehicle following control. Can be more effective.
[0023]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a configuration diagram showing a traveling speed control device to which the present invention is applied. In the figure, reference numeral 1 denotes an engine as a driving source, and reference numeral 2 denotes an automatic transmission for converting the driving force of the engine. Reference numeral 3 denotes an inter-vehicle distance sensor capable of detecting an object in front of the host vehicle by using a laser, a radio wave, or the like and detecting a distance to the object. Reference numeral 4 denotes a traveling speed sensor that detects the traveling speed of the vehicle. For example, the vehicle speed sensor 4 detects the output shaft rotation speed of the automatic transmission 2. Reference numeral 5 also controls the traveling speed of the host vehicle, that is, the driving force and the braking force, such that the inter-vehicle distance detected by the inter-vehicle distance sensor 3 becomes, for example, a target inter-vehicle distance corresponding to the traveling speed of the own vehicle. Running speed control unit. Reference numeral 6 denotes a throttle actuator for controlling the operation state of the engine 1, reference numeral 7 denotes a transmission actuator for controlling a speed ratio of the automatic transmission 2, and reference numeral 8 denotes a depression of a brake pedal. Are brake actuators for individually controlling the braking force of each wheel, and the operation state is controlled in accordance with a command value (command signal) from the traveling speed control unit 5, respectively.
[0024]
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of the traveling speed control device. The traveling speed control device inputs a traveling speed and an inter-vehicle distance, and outputs a traveling speed.
That is, the inter-vehicle distance detected by the inter-vehicle distance sensor 3 is signal-processed by the distance measurement signal processing unit 11 and is calculated as the inter-vehicle distance (L) from the own vehicle to the front object, more specifically, to the preceding vehicle. . Further, the ranging signal processing unit 11 calculates a relative speed (ΔV) which is a difference between the traveling speed of the host vehicle and the traveling speed of the preceding vehicle. Here, the relative speed is calculated by differentiating the calculated inter-vehicle distance, or the inter-vehicle distance is obtained through a band-pass filter. Then, the ranging signal processing unit 11 outputs the calculated inter-vehicle distance and relative speed to the preceding vehicle following control unit 20 and the vehicle speed control unit 40, respectively.
[0025]
On the other hand, the traveling speed detected by the traveling speed sensor 2 is signal-processed by the traveling speed signal processing unit 12, and is calculated as the traveling speed (V) of the own vehicle. The traveling speed signal processing unit 12 outputs the calculated traveling speed to each of the preceding vehicle following control unit 20 and the vehicle speed control unit 40.
The preceding vehicle following control unit 20 sets a target inter-vehicle distance based on the inter-vehicle distance, the traveling speed, and the relative speed, and sets a target traveling speed from the target inter-vehicle distance, inter-vehicle distance, and traveling speed. A control signal is output to the vehicle speed control unit 40 so as to perform the control. The configuration of the preceding vehicle following control unit 20 will be described later in detail.
[0026]
The vehicle speed control unit 40 calculates a target driving force (including a target braking force) based on the target traveling speed and the actual traveling speed, divides the target driving force into a driving force and a braking force, and uses them for throttle control. Output to the unit 60 and the brake control unit 13. The vehicle speed control unit 40 can be configured using various methods such as a feedback control method and a robust model matching control method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-272963. The configuration of the vehicle speed control unit 40 will be described later in detail.
[0027]
The throttle control unit 60 is configured to adjust the throttle actuator 70 in accordance with the throttle opening command value. The throttle control unit 60 controls the throttle actuator 70 so that a given driving force (or braking force by an engine brake) is achieved. Output drive signal. Further, the brake control unit 13 is configured to adjust the brake fluid pressure according to the brake fluid pressure command value, and outputs a drive signal to the brake actuator 8 so that the given braking force is achieved. Further, the speed ratio control unit 14 is configured to adjust the speed ratio of the transmission according to the speed ratio command value, and outputs a drive signal to the transmission actuator 7 to set the speed ratio to a predetermined value. . The transmission may be a stepped transmission or a continuously variable transmission.
[0028]
Next, details of the preceding vehicle following control unit 20, the vehicle speed control unit 40, the throttle control unit 60, and the throttle actuator 70 shown in FIG. 2 will be described.
First, the details of the preceding vehicle following control unit 20 will be described. In this embodiment, the vehicle speed command value V from the preceding vehicle following control unit 20 is used.*Is input, and the transmission characteristic Gv (s) of the vehicle speed control system that outputs the own vehicle speed V detected by the traveling vehicle speed sensor 4 is approximated to a first-order lag system as shown in the following equation (1).
[0029]
Gv (s) = ωv / (s + ωv) (1)
Here, ωv is the corner angle frequency of the transfer coefficient of the vehicle speed control unit 40.
FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of the preceding vehicle following control unit 20 that realizes such transfer characteristics. The preceding vehicle following control unit 20 includes an inter-vehicle distance command value calculation unit 21, a target inter-vehicle distance calculation unit 22, a vehicle speed command value calculation unit 23, and a target inter-vehicle distance calculation constant determination unit 30.
[0030]
As described above, the inter-vehicle distance L and the relative speed ΔV from the distance measurement signal processing unit 11 and the own vehicle speed V from the traveling speed signal processing unit 12 are input to the preceding vehicle following control unit 20 having such a configuration. Have been.
The inter-vehicle distance command value calculation unit 21 calculates the inter-vehicle distance command value L based on the own vehicle speed V and the relative speed ΔV.*Is calculated. Specifically, as a function of the traveling speed Vt of the preceding vehicle represented by the following equation (2), the following distance command value L*Is calculated by the following equation (3).
[0031]
Vt = V + {V} (2)
Figure 2004001624
Where a is a coefficient and LofIs an offset value. As can be seen from the relationship of equation (2), the following distance command value L*May be calculated as a function of the vehicle speed V. In this case, the calculation is performed by the equation (4).
[0032]
L*= A '· V + Lof・ ・ ・ (4)
Here, a 'is a coefficient. The inter-vehicle distance command value L*May be a set value set by the occupant.
The following distance command value calculating unit 21 calculates the following distance command value L*Is output to the target inter-vehicle distance calculation unit 22.
[0033]
On the other hand, the target inter-vehicle distance calculation constant determining unit 30 calculates the inter-vehicle distance command value L from the inter-vehicle distance command value calculation unit 21.*Is an input and the inter-vehicle distance control system outputs the inter-vehicle distance L detected by the inter-vehicle distance sensor 3.*In order to make the response characteristics of the inter-vehicle distance control until the vehicle arrives at an optimum response characteristic (hereinafter referred to as target inter-vehicle distance control response characteristic) according to the inter-vehicle distance deviation △ L and the relative speed △ V, Damping coefficient of the system ζTAnd natural frequency ωTAre determined according to the inter-vehicle distance deviation ΔL and the relative speed ΔV.
[0034]
Here, the inter-vehicle distance deviation ΔL is given by the following equation (5).
ΔL = LL*・ ・ ・ (5)
Specifically, the damping coefficient of the inter-vehicle distance control system according to the inter-vehicle distance deviation △ L and the relative speed △ V so that the optimal inter-vehicle distance control response characteristic is obtained in various following situations.TAnd natural frequency ωTAre set in advance as a map, and a damping coefficient 対 応 corresponding to the inter-vehicle distance deviation △ L and the relative speed △ V during the follow-up control ζTAnd natural frequency ωTAre determined as constants for calculating the target inter-vehicle distance.
[0035]
FIG. 4 shows a configuration example of a target inter-vehicle distance calculation constant determining unit 30 that realizes such processing. The target inter-vehicle distance calculation constant determining unit 30 calculates the inter-vehicle distance L and the inter-vehicle distance command value L.*An inter-vehicle distance deviation calculating unit 31 that calculates an inter-vehicle distance deviation ΔL based onTAnd natural frequency ωTAnd a natural frequency ω based on the map of the map unit 32 based on the relative speed ΔV and the inter-vehicle distance deviation ΔL.TAnd a damping coefficient ζ based on the map unit of the map unit 32 based on the relative speed ΔV and the inter-vehicle distance deviation ΔL.TAnd an inter-vehicle distance command value calculation unit 34 for calculating
[0036]
The target inter-vehicle distance calculation constant determining unit 30 having the above-described configuration determines the determined damping coefficient ζTAnd natural frequency ωTIs output to the target inter-vehicle distance calculation unit 22.
The target inter-vehicle distance calculation unit 22 calculates the attenuation coefficient ζ from the inter-vehicle distance command value calculation unit 34.TAnd natural frequency ωT, The inter-vehicle distance command value L*Is passed through a secondary type filter shown in the following equation (6) to obtain the target following distance LTAnd target relative speed ΔVTIs calculated. In addition, the following distance L immediately after recognizing the preceding vehicle0And relative speed ΔV0And are set to initial values.
[0037]
(Equation 1)
Figure 2004001624
[0038]
The target inter-vehicle distance L calculated by the equation (6)TAnd target relative speed ΔVTMeans that the actual inter-vehicle distance L becomes the inter-vehicle distance command value L through the target inter-vehicle distance control response characteristic.*The final inter-vehicle distance command value that defines the temporal transition of the inter-vehicle distance deviation ΔL and the relative speed ΔV so as to converge to the following is shown.
When this equation (6) is expanded and Laplace transformed, it can be expressed as the following equation (7).
[0039]
LT(S) / L*(S) = ωT 2/ (S2+ 2ζTωTs + ωT 2) ・ ・ ・ (7)
This equation (7) is used to calculate the inter-vehicle distance command value L.*Target inter-vehicle distance LTAnd is represented by a quadratic equation. In this embodiment, in the inter-vehicle distance control system, the actual inter-vehicle distance L is the target inter-vehicle distance L expressed by the above equation (7).T(The final inter-vehicle distance command value) is subjected to feedback control. As described above, the damping coefficient of the inter-vehicle distance control system ζTAnd natural frequency ωTSince a value at which a target inter-vehicle distance control response is obtained according to the inter-vehicle distance deviation △ L and the relative speed △ V is set, a desired inter-vehicle distance control response can be realized in various following situations.
[0040]
Note that the target inter-vehicle distance control response characteristic includes a sudden deceleration when the relative speed with the preceding vehicle is small even when the inter-vehicle distance with the preceding vehicle is smaller than the inter-vehicle distance command value in an interrupting scene, an overtaking scene, or the like. And a response is desired such that the actual inter-vehicle distance slowly converges to the inter-vehicle distance command value. In addition, even when the relative speed is large in an approaching scene or the like, if the inter-vehicle distance is long, rapid response is not performed, and a response in which the inter-vehicle distance slowly converges to the command value is desirable. In such a following situation, the actual inter-vehicle distance has a secondary response characteristic such that the command value converges after overshooting or undershooting the command value, and such a response is expressed by the above equations (6) and (7). It can be realized by a secondary filter.
[0041]
The target inter-vehicle distance calculation unit 22 outputs the inter-vehicle distance deviation ΔL and the relative speed ΔV obtained in this way to the vehicle speed command value calculation unit 23.
The vehicle speed command value calculator 23 calculates a predetermined constant fV, FLAnd the vehicle speed command value V by the following equation (8).*Is calculated, and the obtained vehicle speed command value V*Is output to the vehicle speed control unit 40.
V*= V (t) + △ V (t)-{fV(△ VT(T)-△ V (t)) + fL(LT(T) -L (t))} (8)
Where fVIs the target relative speed deviation (target relative speed △ VT(T) and the relative speed detection value ΔV (t), (ΔVT(T)-{V (t)))} and fLIs the target inter-vehicle distance deviation (the target inter-vehicle distance LT(T) and a difference between the detected inter-vehicle distances L (t), (LT(T) -L (t))).
[0042]
The above is the details of the configuration of the preceding vehicle following control unit 20. If the preceding vehicle cannot be detected by the inter-vehicle distance sensor 3, the preceding vehicle following control unit 20 sets the vehicle speed set by the occupant as the target vehicle speed to the vehicle speed command value V.*Is output to the vehicle speed control unit 40.
Next, details of the vehicle speed control unit 40 will be described.
The vehicle speed control unit 40 calculates the vehicle speed command value VCOM(T) and own vehicle speed VA(T) and input the drive torque command value dFC(T) is calculated. Here, the vehicle speed command value VCOM(T) is the vehicle speed command value V*Corresponding to the value at each time t,A(T) corresponds to the value of the vehicle speed V at each time t.
[0043]
FIG. 5 shows a configuration example of the vehicle speed control unit 40. The vehicle speed controller 40 includes a model matching compensator 41, a disturbance estimator 42, a brake pressure command value calculator 43, an engine torque command value calculator 44, a throttle opening command value calculator 45, and a gear ratio command value calculator. A unit 46, a correction unit 47, and an increase / decrease rate map unit 48 are provided.
In the vehicle speed control unit 40, the vehicle speed command value VCOM(T) as input, and own vehicle speed VA(T) as an output, and in this case, its transfer characteristic GV(S) can be represented by the following equation (9).
[0044]
GV(S) = 1 / (TV・ S +1) ・ e-Lv · s・ ・ ・ (9)
Where TVIs the first-order lag time constant, and LVIs a dead time due to a delay in the power train system.
Further, the vehicle model to be controlled is changed to a drive torque command value d.FC(T) is the operation amount, and the vehicle speed VABy modeling (t) as a control amount, the behavior of the vehicle power train can be represented as a simplified linear model represented by the following equation (10).
[0045]
VA(T) = 1 / (mV・ Rt ・ s) ・ e-Lv · s・ DFC(T) ... (10)
Here, Rt is the effective turning radius of the tire, and mVIs the vehicle mass.
The drive torque command value d as shown in the equation (10)FC(T) as input, and own vehicle speed VAA vehicle model that outputs (t) has an integral characteristic because it has a form of 1 / s.
[0046]
It should be noted that the characteristic of the control object has a dead time L due to the delay of the power train system.VAnd the dead time L depends on the actuator and engine used.VBy using a disturbance estimator based on an approximate zeroing model for the nonlinear characteristic in which the value ofFC(T) as input, and own vehicle speed VAThe vehicle model that outputs (t) can be expressed by the same equation as above.
[0047]
Here, the vehicle speed command value VCOM(T) as input, and own vehicle speed VAThe response characteristic of the control target when (t) is output is determined by a predetermined primary delay THAnd dead time LVSpecialized G with elementV(S 特定), the compensator C constituting the model matching compensator 41 shown in FIG.3(S) Compensator C constituting disturbance estimator section 421(S), C2Using (s), it can be determined as follows. Note that compensator C1(S), C2(S) employs an approximate zeroing technique to constitute the disturbance estimator 42, and these compensators C1(S), C2(S) functions to suppress the effects of disturbances and model change errors.3(S) configures the model matching compensator unit 41 by employing the model matching method.
[0048]
Compensator C constituting disturbance estimator section 421(S), C2(S) can be expressed as the following equations (11) and (12), respectively.
C1(S) = e-Lv · s/ (TV・ S + 1) ・ ・ ・ (11)
C2(S) = (mv・ Rt · s) / (TV・ S + 1) ・ ・ ・ (12)
Such a compensator C1(S), C2(S), the disturbance estimate dV(T) is represented by the following equation (13).
[0049]
dV(T) = C2(S) · VA(T) -C1(S) · dFC(T) ... (13)
Further, ignoring the dead time of the control object, the reference model GV(S) is the time constant TV, A compensator C constituting the model matching compensator section 413(S) can be expressed as the following equation (14).
[0050]
C3(S) = mV・ Rt / TV・ ・ ・ (14)
Compensator C as described above1(S), C2(S), C3(S), the drive torque command value dFC(T) is calculated as the following equation (15).
dFC(T) = C3(S) · {VCCOM(T) -VA(T)}-{C2(S) · VA(T) -C1(S) · dFC(T)} ... (15)
In the engine torque command value calculation unit 44, the drive torque command value dFC(T) and the actual gear ratio RATIO (t) based on the engine torque command value TE.COM(T) is calculated by the following (16).
[0051]
TECOM(T) = dFC(T) / {Gf · RATIO (t)} (16)
Here, Gf is a final gear ratio.
Then, the throttle opening command value calculation unit 45 calculates the engine torque command value TE.COMTarget throttle opening TVO from the full engine performance map based on (t) and the engine speed Ne (t).COM(T) is calculated. FIG. 6 is an engine non-linear steady-state characteristic map, which is an example of the full engine performance map, showing the relationship between the engine torque and the throttle opening using the engine rotation speed as a parameter. Command value TECOM(T) and the target throttle opening TVO based on the engine speed Ne (t).COM(T) is obtained. Then, the throttle opening command value calculation unit 45 calculates the target throttle opening TVOCOM(T) is output to the throttle control unit 60.
[0052]
The correction unit 47 and the increase / decrease rate map unit 48 are configured to correct the throttle initial control performed at the start of the preceding vehicle following control, and will be described later in detail.
The above is the details of the configuration of the vehicle speed control unit 40.
Next, details of the throttle control unit 60 will be described. The throttle control unit 60 controls the target throttle opening TVOCOM(T) is input, and a drive signal command value Duty (t) corresponding to the input is output to the throttle actuator 70. FIG. 7 shows a configuration example of the throttle control unit 60 that realizes such processing. The throttle control unit 60 includes a model matching compensator 61, a disturbance estimator 62, and a non-linear compensator 63.
[0053]
Here, the control model of the throttle actuator 70 to be controlled is modeled using the pre-compensation drive signal (duty ratio) command value Duty_R (t) as an operation amount and the throttle opening equivalent TVO (t) as a control amount. Thus, it is represented as a simple linear model represented by the following equation (17).
TVO (t) = (ka / s). e-La · s-Duty_R (t) (17)
Here, ka is an integral gain (opening / closing speed at 100% duty), and La is a dead time.
[0054]
As described above, the control model that receives the compensation precursor signal (duty ratio) command value Duty_R (t) and outputs the throttle opening equivalent TVO (t) has a 1 / s form, and thus has an integral characteristic. You can see that.
The characteristic of the control target has a non-linear characteristic in which the dead time La changes depending on the throttle actuator 70 used. As will be described later, by using a disturbance estimator using an approximate zeroing method, the drive signal before compensation (duty ratio ) A control model in which the command value Duty_R (t) is input and the throttle opening equivalent TVO (t) is output can be expressed by the same equation as the above equation.
[0055]
Here, the response characteristic of the control target when the pre-compensation drive signal (Duty ratio) command value Duty_R (t) is input and the throttle opening equivalent TVO (t) is output is a predetermined first order delay Ta or When matched with the transfer characteristic Ga (s) having an element such as the dead time La, the compensator C constituting the model matching compensator 61 shown in FIG.6(S) Compensator C constituting disturbance estimator unit 624(S), C5Using (s), it can be determined as follows. Note that compensator C4(S), C5(S) configures the disturbance estimator section 62 by employing the approximate zeroing method, and these compensators C4(S), C5(S) functions to suppress the effects of disturbances and model change errors.6(S) configures the model matching compensator unit 61 by employing the model matching method.
[0056]
Compensator C constituting disturbance estimator unit 624(S), C5(S) can be expressed as the following equations (11) and (12), respectively.
C4(S) = e-La · s/ (Ta・ S + 1) ・ ・ ・ (18)
C5(S) = s / {(ka · (Ta・ S + 1)} ・ ・ ・ (19)
Such a compensator C4(S), C5(S), the disturbance estimate dVa(T) is represented by the following equation (20).
[0057]
Figure 2004001624
Further, ignoring the dead time of the control object, the reference model is set to have the time constant Tb, The compensator C that constitutes the model matching compensator 616(S) is represented by the following equation (21).
[0058]
C6(S) = 1 / (ka · Tb) ・ ・ ・ (21)
Compensator C as described above4Based on (s), C5 (s), and C6 (s), the pre-compensation drive signal (duty ratio) command value Duty_R (t) is calculated as the following equation (22).
Figure 2004001624
Further, when a negative pressure type actuator is used as the throttle actuator 70, it is easily affected by non-linear factors such as friction at the time of ON / OFF of a vacuum motor for generating a negative pressure and at the time of opening / closing of a vent valve. Therefore, the non-compensation drive signal (Duty ratio) command value Duty_R (t) calculated as described above is subjected to non-linear compensation using the map shown in FIG. A VAC / vent drive signal Duty (t) is obtained, and this value is output to the throttle actuator 70.
[0059]
Here, the non-linear compensation map is a map for calculating the VAC / VENT drive signal Duty (t) from the pre-compensation drive signal (Duty ratio) command value Duty_R (t), as shown in FIG. For example, the map is such that a vacuum motor drive signal is output when Duty_R (t) ≧ 0, and a vent valve drive signal is output when Duty_R (t) <0.
[0060]
Although the negative pressure type actuator operates using a negative pressure as a power source, the negative pressure may be generated by driving a vacuum motor, or may be generated by using a negative pressure of an intake pipe. . Further, in the negative pressure type actuator, the drive is performed so that the throttle is opened at the time of vacuum (VAC) and the throttle is closed at the time of vent (VENT).
[0061]
Here, the configuration of the throttle actuator 70 as a negative pressure type actuator will be described. FIG. 9 shows a configuration example of the throttle actuator 70.
The throttle actuator 70 is roughly composed of an actuator 71, a vacuum pump 72, a vent valve 73, and a safety valve 74, and a vent valve 73 and a safety valve are provided in the middle of a pipe connecting the actuator 71 and the vacuum pump 72. 74 are arranged.
[0062]
In the actuator 71, a negative pressure chamber 71a is defined by a diaphragm 71b, and an accelerator wire 71c connected to a throttle valve is attached to the diaphragm 71b. The vacuum pump 72 is configured to drive a diaphragm 72b by a motor 72a to make a negative pressure in a negative pressure chamber 71a of the actuator 71. The bend valve 73 and the safety valve 74 are for releasing the negative pressure of the negative pressure chamber 71a of the actuator 71 to the atmospheric pressure, and the vent valve 73 is driven by controlling the vent valve solenoid 73a. The safety valve 74 is driven by controlling the vacuum pump motor 74a. The safety valve 74 communicates with the atmosphere, and functions to release the vehicle speed control or stop the vehicle speed control when any abnormality is detected.
[0063]
In such a throttle actuator 70, by appropriately driving the vacuum pump 72 and the vent valve 73, the diaphragm 71b of the actuator 71 is moved (moves in the left-right direction in FIG. 9) according to the negative pressure, and is connected to the diaphragm 71b. The throttle valve is opened and closed via the accelerator wire 71c.
[0064]
Accordingly, the vehicle speed control unit 40 constituting the control unit 100 outputs the throttle opening command value to the throttle control unit 60, and is configured as described above via the throttle control unit 60 and the signal line 101. The vacuum pump 72, vent valve 73, and safety valve 74 of the throttle actuator 70 are appropriately controlled to adjust the throttle valve of the engine. The throttle opening command value output by the throttle control unit 60 via the signal line 101 corresponds to the vacuum (VAC) drive signal Duty (t) or the vent (VENT) drive signal Duty (t).
[0065]
The above is the description of the overall configuration of the traveling speed control device and the preceding vehicle follow-up control unit 20, the vehicle speed control unit 40, the throttle control unit 60, and the throttle actuator 70 that constitute the traveling speed control device.
The traveling speed control device is capable of correcting the throttle initial control by applying the present invention, which will be described below.
[0066]
The throttle initial control is, as described above, a vehicle speed for smoothly connecting a throttle fully closed state to a throttle opening corresponding to a set vehicle speed, as disclosed in, for example, JP-A-9-207616. This is the initial control of the control. According to the application of the present invention, the traveling speed control device executes such a throttle initial control at the start of the preceding vehicle following control, so that the own vehicle is approaching the preceding vehicle (inter-vehicle distance is relatively short) or When there is an inter-vehicle distance, but the relative speed is extremely large on the minus side (state in which the own vehicle approaches the preceding vehicle), and conversely, when the own vehicle is far away from the preceding vehicle, or When the vehicle speed is extremely high on the plus side (the vehicle is moving away from the preceding vehicle), the throttle initial control to be performed is appropriately corrected. Specifically, the correction is performed as follows.
[0067]
As described above, the inter-vehicle distance L and the relative speed ΔV are measured by the preceding vehicle follow-up control unit 20, but as a correction of the throttle initial control, the throttle initial control for the throttle initial control is performed according to the inter-vehicle distance L and the relative speed ΔV. The control signal is being corrected. Here, a target throttle opening (hereinafter referred to as a target throttle opening initial value T) which is a control signal at the time of the throttle initial control calculated by the throttle opening command value calculating unit 45 of the vehicle speed control unit 40 is described.voriThat. ) Will be described with reference to a plurality of examples.
[0068]
First, in the first correction method, when the own vehicle is approaching the preceding vehicle based on the inter-vehicle distance L or the relative speed ΔV, or when the inter-vehicle distance is present but the relative speed is extremely large on the minus side, the target Throttle opening initial value TvoriIs set to 0. That is, normal vehicle speed control is started without performing the throttle initial control.
[0069]
Specifically, the correction unit 47 of the vehicle speed control unit 40 shown in FIG. 5 calculates the target throttle opening TVO calculated by the throttle opening command value calculation unit 45 for performing the normal throttle initial control.COM(T) the target throttle opening initial value TvoriTo 0.
Alternatively, as a second correction method, the change rate (T) is determined using a predetermined map based on the following distance L and the relative speed ΔV.voriaj), And as shown in the following equation (23), the target throttle opening initial value T is calculated.vori, And a method of setting a new initial target throttle opening value.
[0070]
Tvori= Tvori× Tvoriaj・ ・ ・ (23)
For example, as the predetermined map, as shown in FIG. 10, an inter-vehicle distance deviation ΔL (= L−L*) And the relative speed ΔV, the change rate TvoriajCan be determined. In this map, the larger the relative speed ΔV or the larger the inter-vehicle distance deviation ΔL, the higher the change rate TvoriajThe smaller the relative speed ΔV (the larger the negative value) or the smaller the inter-vehicle distance deviation ΔL (the larger the negative value), the lower the change rate Tvoriajbecome.
[0071]
If such a map is used, when the vehicle is approaching the preceding vehicle or when there is an inter-vehicle distance but the relative speed is very large on the negative side, the change rate TvoriajBecomes low or becomes zero, so that the original target throttle opening initial value TvoriNew target throttle opening initial value TvoriIs determined to be a small value or 0. Conversely, if the host vehicle is far away from the preceding vehicle or the relative speed is very large on the positive side, the change rate TvoriajBecomes higher, the original target throttle opening initial value TvoriNew target throttle opening initial value TvoriIs determined to be a large value.
[0072]
Explaining this second correction method as a specific configuration, the correction unit 47 of the vehicle speed control unit 40 shown in FIG. 5 uses the throttle opening command value based on the map held in the increase / decrease rate map unit 48. Target throttle opening initial value T calculated by calculation unit 45voriIs the change rate TvoriajWill be corrected.
According to the first and second correction methods as described above, when the inter-vehicle distance is smaller than the reference distance or when it is detected that the own vehicle is approaching the preceding vehicle based on the relative speed, the throttle executed by the throttle initial control. The correction is performed to suppress the amount of increase in the opening, and conversely, when the inter-vehicle distance is larger than the reference distance or when it is detected that the own vehicle is moving away from the preceding vehicle based on the relative speed, the adjustment is performed by the throttle initial control. A correction is made to increase the amount of increase in the throttle opening. Here, the reference distance is the inter-vehicle distance command value L.*It is.
[0073]
As described above, in the traveling speed control device, the throttle initial control is appropriately corrected.
Next, a processing procedure at the time of vehicle speed control of the traveling speed control device will be described. FIG. 11 shows a flowchart of a main routine of the vehicle speed control. In this embodiment, the control of the traveling speed control device is realized by the microcomputer of the control unit, and the microcomputer of the control unit executes the processing procedure shown in FIG. 11 as a main routine for a predetermined time (for example, 100 msec). ing.
[0074]
First, in step S1, the actual vehicle speed Vsp and the engine speed Ne are calculated based on the measured values of the traveling speed sensor 4 and an engine speed sensor (not shown), and the actual throttle opening is measured by a throttle sensor (not shown).
Subsequently, in step S2, it is determined whether or not the cancel switch of the ASCD control (auto speed control) provided on the steering wheel or the like has been operated. Here, if the cancel switch has been operated, the process proceeds to step S19, the safety valve 74 is closed, and the process returns. If the cancel switch has not been operated, the process proceeds to step S3.
[0075]
The operation state of the cancel switch may be determined, and whether the foot brake is operated may be determined by the brake switch. That is, it is determined whether or not the foot brake is operated by the brake switch. If the foot brake is operated, the process proceeds to step S19, the safety valve 74 is closed, and the process returns.
[0076]
Here, the processing when the cancel switch is operated or when the foot brake is operated is, specifically, the release of the cruise control and the ASCD control indicating that the cruise control is being performed. This is a process for initializing the middle flag and various variables.
On the other hand, in step S3, it is determined whether an ASCD control set switch provided on the steering wheel or the like has been operated. Here, when the set switch is operated, that is, when the execution start command of the preceding vehicle following control is issued, the process proceeds to step S4, and when the set switch is not operated, the process proceeds to step S9.
[0077]
The processing shown in steps S4 to S8 is processing for throttle initial control, that is, here, correction processing of the throttle initial control as described above is also performed.
First, in step S4, the set vehicle speed is set and stored in the target vehicle speed Vspr, and in the following step S5, a running resistance R when the vehicle runs on a flat road at the target vehicle speed Vspr is obtained from a map previously stored in a memory. To the target driving force initial value ForiTo be stored.
[0078]
Then, a target driving force initial value (or a target driving torque initial value) ForiThe actuator output width initial value T which is the output pulse width initial value to the vacuum pump 72 necessary to obtainvaciIs determined as follows.
First, in step S6, the target driving force initial value ForiTarget engine torque initial value T usingeriIs calculated by the following equation (24). The calculation here is performed by the engine torque command value TE in the engine torque command value calculation section 44 of the vehicle speed control section 40.COMThis corresponds to the calculation of (t).
[0079]
Teri= (Fori・ Rt) / Gm ・ Gf ・ ・ ・ (24)
Here, Gm is the gear ratio of the transmission, and Rt is the effective radius of rotation of the tire.
Further, the target engine torque initial value T calculated in this way iseriUsing the engine non-linear steady-state characteristic map shown in FIG.voriIs calculated. The calculation here is performed by the target throttle opening TVO in the throttle opening command value calculator 45 of the vehicle speed controller 40.COMThis corresponds to the calculation of (t).
[0080]
Then, based on the inter-vehicle distance L and the relative speed ΔV, the target throttle opening initial value T is obtained by the first correction method or the second correction method as described above.voriOf the throttle initial control by compensating.
That is, if the detection result of the inter-vehicle distance L and the relative speed ΔV indicates that the own vehicle is approaching the preceding vehicle or that the inter-vehicle distance is present but the relative speed is very large on the negative side, the target throttle opening Degree initial value TvoriTo zero. Alternatively, using the map, the original target throttle opening initial value TvoriNew target throttle opening initial value TvoriTo a small value. As a result, the throttle initial control is not performed, and the normal vehicle speed control is started.
[0081]
Conversely, if the detection result of the inter-vehicle distance L or the relative speed ΔV indicates that the own vehicle is far away from the preceding vehicle or the relative speed is extremely large on the positive side, the map is used. , The original target throttle opening initial value TvoriNew target throttle opening initial value TvoriTo a large value.
Then, in step S7, the target throttle opening initial value T is calculated by the following equation (25).voriFrom the actuator output pulse width initial value TvaciIs calculated.
[0082]
Tvaci= Tvori/ Ka + La (25)
Here, ka is an integral gain (opening / closing speed at 100% duty), and La is a dead time.
Thus, in steps S6 and S7, the target driving force initial value ForiThe actuator output width initial value T which is the output pulse width initial value to the vacuum pump 72 necessary to obtainvaciAfter that, in step 8, an ASCD control flag indicating that constant-speed running control is being performed and an initial flag indicating execution of throttle initial control are set, and the process returns.
[0083]
On the other hand, in step 9 which proceeds when the set switch has not been operated in step 3, it is determined whether or not the ASCD control flag is set. Here, if the ASCD control flag is not set, the process proceeds to step S19, the safety valve 74 is closed, and the process returns. If the ASCD control flag is set, the process proceeds to step S10.
[0084]
In step S10, it is determined whether or not the initial flag has been set. Here, if the initial flag has been set, the process proceeds to step S15, and if the initial flag has not been set, the process proceeds to step S11.
In step S11, a vehicle speed feedback control is performed to calculate a target driving force as a vehicle speed control calculation. In the following step S12, a target throttle opening is calculated from the target driving force. In the following step S13, the target throttle opening is calculated. Calculate the actuator output pulse width with the target value as. Then, in the following step S14, the vacuum (VAC) valve drive signal T is generated based on the actuator output pulse width.vacAnd vent (VENT) valve drive signal TventIs output to the vacuum pump 72 and the vent valve 73 of the throttle actuator 70.
[0085]
Here, the processing of steps S11 to S14 is realized by the arithmetic expressions specifically described with reference to FIGS. The processing in steps S11 to S14 is performed when the initial flag is not set, that is, the processing in the preceding vehicle following control after the execution of the throttle initial control.
[0086]
On the other hand, in step S15 where the initial flag is set in step S10, the safety valve 74 is closed, and the flow proceeds to step S16.
In step S16, the actuator output pulse width TvaciIs not longer than 100 ms. Here, the actuator output pulse width TvaciIs less than or equal to 100 ms, the routine proceeds to step 16, where it is determined that the initial setting of the throttle opening as the throttle initial control has been completed, the initial flag is cleared, and the routine proceeds to step S14. On the other hand, the actuator output pulse width TvaciIs greater than 100 ms, the routine proceeds to step 18, where the actuator output pulse width TvaciFrom the actuator output pulse width TvaciAnd the process proceeds to step S14. And the actuator output pulse width Tvaci(VAC) valve drive signal T based onvacAnd vent (VENT) valve drive signal TventAnd outputs this signal to the vacuum pump 72 and the vent valve 73 of the throttle actuator 70.
[0087]
The above is the configuration of the traveling speed control device and the processing contents (operation contents).
As described above, the traveling speed control device to which the present invention is applied has a state in which the own vehicle is approaching the preceding vehicle based on the inter-vehicle distance L and the relative speed ΔV at the time of starting the preceding vehicle following control, or there is a following distance. When a state where the relative speed is extremely large on the negative side is detected, the initial value of the target throttle opening is reduced or set to 0, and conversely, based on the following distance L and the relative speed ΔV, the own vehicle moves from the preceding vehicle. When a state where the vehicle is far away or a state where the relative speed is extremely large on the positive side is detected, the initial value of the target throttle opening is increased.
[0088]
In this way, by correcting the initial target throttle opening value, which is a parameter of the throttle initial control, appropriately according to the following distance L and the relative speed ΔV, unnecessary acceleration or two steps at the start of the preceding vehicle following control is performed. Therefore, the preceding vehicle following control can be started smoothly, and the driver's uncomfortable feeling can be eliminated.
[0089]
The effect will be specifically described with reference to FIGS.
FIG. 12 is a diagram for explaining the throttle initial control. FIG. 13 is a diagram showing a comparison between the effects of the present invention and the conventional example when the own vehicle is approaching the preceding vehicle or when there is an inter-vehicle distance but the relative speed is very large on the minus side. FIG. 14 is a diagram showing a comparison between the effects of the present invention and the conventional example when the host vehicle is far away from the preceding vehicle or when the relative speed is very large on the positive side.
[0090]
As shown in FIG. 12, in the throttle initial control, at the start of the vehicle speed control, the throttle valve is opened at the maximum opening speed of the actuator up to the throttle opening required to maintain the set speed ((A- At point A of the throttle opening shown in 1), the control after that operation is started smoothly ((A-2) in FIG. 12).
[0091]
However, when the own vehicle is approaching the preceding vehicle or when there is an inter-vehicle distance but the relative speed is extremely large on the minus side, the set switch is turned ON ((A-3) in FIG. 13) to control the following of the preceding vehicle. Immediately after the start, the throttle initial control is performed as it is, and if the throttle valve is once opened to the original throttle opening (point B in FIG. 13 (A-2)), the speed is reduced immediately after the preceding vehicle following control is started. Despite the necessity, unnecessary acceleration is exhibited (point C in FIG. 13 (A-1)).
[0092]
On the other hand, in the traveling speed control device to which the present invention is applied, in the same situation, even if the ON of the set switch is detected ((B-3) in FIG. 13), immediately after the start of the preceding vehicle following control, The throttle initial control is not performed, or the throttle initial control is performed, but the effect is suppressed ((B-2) in FIG. 13), so that the vehicle starts to decelerate immediately after the start of the preceding vehicle follow-up control ((B- 1)).
[0093]
Conversely, when the host vehicle is far from the preceding vehicle or when the relative speed is very large to the plus side, the set switch is turned ON ((A-3) in FIG. 14) immediately after the start of the preceding vehicle following control. When the throttle initial control is executed as it is and the throttle valve is once opened to the original throttle opening (point D in FIG. 14 (A-2)), the vehicle is accelerated again by the vehicle speed control ((A in FIG. 14). (Point E of -2)), (A-1) in FIG. 14 in which acceleration is performed in two stages.
[0094]
On the other hand, in the traveling speed control device to which the present invention is applied, even if ON of the set switch is detected in the same situation ((B-3) in FIG. 14), the situation (inter-vehicle distance or relative vehicle speed) The throttle initial control immediately after the start of the preceding vehicle following control is corrected ((B-2) in FIG. 14), so that the vehicle smoothly accelerates immediately after the start of the preceding vehicle following control (FIG. 14). (B-1)).
[0095]
Although the embodiments of the present invention have been specifically described above, it is needless to say that the present invention is not limited to the above embodiments.
That is, in the above-described embodiment, the correction of the throttle initial control is performed using the target throttle opening initial value T.voriHas been described as being corrected, but the present invention is not limited to this. For example, another control target value of the throttle initial control, for example, the target driving force initial value ForiAnd target engine torque initial value Teri, The throttle initial control may be corrected. With this, a similar effect can be obtained.
[0096]
Further, in the above-described embodiment, the case where the throttle initial control is corrected based on the information on both the inter-vehicle distance and the relative speed has been described. However, the throttle initial control is performed based on at least one of the information on the inter-vehicle distance or the relative speed. The control may be corrected.
Further, in the above-described embodiment, the correction for the throttle initial control is specifically described as the first correction method and the second correction method, but it is needless to say that the present invention is not limited to this specific example. Further, the case has been described in which the correction unit 47 and the increase / decrease rate map unit 48, which are means for realizing the correction, are provided in the vehicle speed control unit 40. You may comprise.
[0097]
Further, the setting of the throttle initial control is not limited to correcting and realizing the original control target value used in the throttle initial control. For example, a new control target value may be obtained by some arithmetic expression based on the inter-vehicle distance or the relative speed irrespective of the original control target value, and the throttle initial control may be performed based on this control target value.
Further, the various processing units may be realized as a circuit, or may be realized by a software form of a microcomputer.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic vehicle configuration diagram illustrating an example of a traveling speed control device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of the traveling speed control device.
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a preceding vehicle following control unit of the traveling speed control device.
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a target inter-vehicle distance calculation constant determining unit of the preceding vehicle following control unit.
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a vehicle speed control unit of the traveling speed control device.
FIG. 6 is a characteristic diagram showing an engine non-linear steady-state characteristic map.
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a throttle control unit of the traveling speed control device.
FIG. 8 is a characteristic diagram showing a map including a relationship between a pre-compensation drive signal (duty ratio) command value Duty_R (t) and a vacuum (VAC) / vent (VENT) drive signal Duty (t).
FIG. 9 is a diagram showing a configuration of a throttle actuator.
FIG. 10 is a diagram showing a map from which a throttle initialization amount increase / decrease rate can be obtained based on an inter-vehicle distance deviation ΔL and a relative speed ΔV.
FIG. 11 is a flowchart illustrating a processing procedure of the traveling speed control device.
FIG. 12 is a diagram used for describing throttle initial control.
FIG. 13 is a diagram used to explain the effect of the present invention when the own vehicle is approaching the preceding vehicle or the inter-vehicle distance is large but the relative speed is extremely large on the negative side.
FIG. 14 is a diagram used to explain the effect of the present invention when the host vehicle is far from the preceding vehicle or the relative speed is very large on the positive side.
[Explanation of symbols]
1 engine
2 automatic transmission
3 Inter-vehicle distance sensor
4 running speed sensor
5 running speed control unit
7 Throttle actuator
8 brake actuator
11 distance measurement signal processing unit
12 running speed signal processing unit
13 Brake control unit
14 gear ratio control unit
20 Traveling vehicle tracking control unit
40 vehicle speed control unit
45 ° throttle opening command value calculation unit
47 ° correction unit
48 change rate map
60 ° throttle control
70 ° throttle actuator

Claims (12)

自車両の走行速度を制御して先行車両に自車両を追従させる車速制御の開始時にスロットル開度を一旦増加させるスロットルイニシャル制御機能を備えている走行速度制御装置において、
先行車両と自車両との車間距離又は先行車両の走行速度と自車両の走行速度との差分である相対速度のうちの少なくとも一方に基づいて、スロットルイニシャル制御を設定する設定手段を備えていることを特徴とする走行速度制御装置。
In a traveling speed control device having a throttle initial control function for temporarily increasing the throttle opening at the start of vehicle speed control for controlling the traveling speed of the own vehicle so that the own vehicle follows the preceding vehicle,
Setting means for setting the throttle initial control based on at least one of an inter-vehicle distance between the preceding vehicle and the own vehicle or a relative speed that is a difference between the running speed of the preceding vehicle and the running speed of the own vehicle. A traveling speed control device characterized by the above-mentioned.
前記設定手段は、前記スロットルイニシャル制御の制御目標値を補正することを特徴とする請求項1記載の走行速度制御装置。The travel speed control device according to claim 1, wherein the setting unit corrects a control target value of the throttle initial control. 前記設定手段は、前記車間距離が基準距離よりも小さいとき又は前記相対速度に基づいて自車両が先行車両に近づいていることを検出したときには、前記スロットルイニシャル制御を実施しないことを特徴とする請求項1記載の走行速度制御装置。The setting means does not execute the throttle initial control when the inter-vehicle distance is smaller than a reference distance or when it is detected that the own vehicle is approaching a preceding vehicle based on the relative speed. Item 2. The traveling speed control device according to Item 1. 前記設定手段は、前記車間距離が基準距離よりも小さいとき又は前記相対速度に基づいて自車両が先行車両に近づいていることを検出したときには、前記スロットルイニシャル制御で実施する前記スロットル開度の増加量を抑えることを特徴とする請求項1記載の走行速度制御装置。When the inter-vehicle distance is smaller than a reference distance or when it is detected that the own vehicle is approaching a preceding vehicle based on the relative speed, the setting means increases the throttle opening degree executed by the throttle initial control. The travel speed control device according to claim 1, wherein the amount is reduced. 前記設定手段は、前記車間距離が基準距離よりも大きいとき又は前記相対速度に基づいて自車両が先行車両から遠ざかっていることを検出したときには、前記スロットルイニシャル制御で実施する前記スロットル開度の増加量を増やすことを特徴とする請求項1記載の走行速度制御装置。When the inter-vehicle distance is greater than a reference distance or when it is detected that the host vehicle is moving away from the preceding vehicle based on the relative speed, the setting means increases the throttle opening degree performed by the throttle initial control. The travel speed control device according to claim 1, wherein the amount is increased. 前記設定手段は、予め用意しているマップから前記車間距離又は前記相対速度に対応する増減率を得て、当該増減率をスロットルイニシャル制御で実施するスロットル開度に乗算すること前記スロットルイニシャル制御の設定をすることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の走行速度制御装置。The setting means obtains an increase / decrease rate corresponding to the inter-vehicle distance or the relative speed from a map prepared in advance, and multiplies the increase / decrease rate by a throttle opening implemented by the throttle initial control. The traveling speed control device according to any one of claims 1 to 5, wherein the setting is performed. 自車両の走行速度を制御して先行車両に自車両を追従させる車速制御の開始時にスロットル開度を一旦増加させるスロットルイニシャル制御を実施する走行速度制御方法において、
先行車両と自車両との車間距離又は先行車両の走行速度と自車両の走行速度との差分である相対速度のうちの少なくとも一方に基づいて、スロットルイニシャル制御を設定することを特徴とする走行速度制御方法。
In a traveling speed control method of performing a throttle initial control for temporarily increasing a throttle opening at a start of a vehicle speed control for controlling a traveling speed of the own vehicle and following the own vehicle with a preceding vehicle,
A travel speed, wherein the throttle initial control is set based on at least one of an inter-vehicle distance between the preceding vehicle and the own vehicle or a relative speed that is a difference between a travel speed of the preceding vehicle and a travel speed of the own vehicle. Control method.
前記スロットルイニシャル制御の制御目標値を補正することで前記スロットルイニシャル制御の設定をすることを特徴とする請求項7記載の走行速度制御方法。8. The traveling speed control method according to claim 7, wherein the setting of the throttle initial control is performed by correcting a control target value of the throttle initial control. 前記車間距離が基準距離よりも小さいとき又は前記相対速度に基づいて自車両が先行車両に近づいていることを検出したときには、前記スロットルイニシャル制御を実施しないことで前記スロットルイニシャル制御の設定をすることを特徴とする請求項7記載の走行速度制御方法。When the inter-vehicle distance is smaller than a reference distance or when it is detected that the own vehicle is approaching a preceding vehicle based on the relative speed, the throttle initial control is set by not performing the throttle initial control. The running speed control method according to claim 7, wherein: 前記車間距離が基準距離よりも小さいとき又は前記相対速度に基づいて自車両が先行車両に近づいていることを検出したときには、前記スロットルイニシャル制御で実施する前記スロットル開度の増加量を抑えることで前記スロットルイニシャル制御の設定をすることを特徴とする請求項7記載の走行速度制御方法。When the inter-vehicle distance is smaller than a reference distance or when it is detected that the own vehicle is approaching the preceding vehicle based on the relative speed, by suppressing the increase amount of the throttle opening executed by the throttle initial control. The running speed control method according to claim 7, wherein the setting of the throttle initial control is performed. 前記車間距離が基準距離よりも大きいとき又は前記相対速度に基づいて自車両が先行車両から遠ざかっていることを検出したときには、前記スロットルイニシャル制御で実施する前記スロットル開度の増加量を増やすことで前記スロットルイニシャル制御の設定をすることを特徴とする請求項7記載の走行速度制御方法。When the inter-vehicle distance is larger than a reference distance or when it is detected that the own vehicle is moving away from the preceding vehicle based on the relative speed, by increasing the amount of increase in the throttle opening performed by the throttle initial control, The running speed control method according to claim 7, wherein the setting of the throttle initial control is performed. 予め用意しているマップから前記車間距離又は前記相対速度に対応する増減率を得て、当該増減率をスロットルイニシャル制御で実施するスロットル開度に乗算することで前記スロットルイニシャル制御の設定をすることを特徴とする請求項7乃至11のいずれかに記載の走行速度制御方法。Setting the throttle initial control by obtaining an increase / decrease rate corresponding to the inter-vehicle distance or the relative speed from a map prepared in advance, and multiplying the increase / decrease rate by a throttle opening executed by the throttle initial control. The running speed control method according to any one of claims 7 to 11, wherein:
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