JP2014080128A - 車両用走行支援装置 - Google Patents

Abstract

【課題】平坦路から下り坂等に移行した直後に定速走行制御が開始されたような場合でも車両が平坦路を走行するような滑らな走行を連続して実現したい。
【解決手段】規範車両モデル１０は、転がり抵抗成分記憶部１０ａと空気抵抗成分設定部１０ｂとを備え、転がり抵抗成分Ｒ１及び空気抵抗成分Ｒ２は選択部１０ｃ、１０ｄに供給され、選択部１０ｃ、１０ｄは、フラグＦａが非セット状態であるときには転がり抵抗成分Ｒ１、空気抵抗成分Ｒ２を出力し、フラグＦａがセット状態であるときには「０」を出力する。加算器１０ｆは、推定値Ｇｅと、選択部１０ｃ、１０ｄの出力とを加算してその結果が除算器１０ｇで自動車の質量Ｍで除算することで規範加速度Ｇｃを演算し、規範加速度Ｇｃを積分することで規範車速Ｖｃを演算する。そして、通常走行時も定速走行制御時も、実加速度が規範加速度Ｇｃに一致するように制御を行う。
【選択図】図４

Description

本発明は、ドライバによるアクセルペダル操作に関する労力を軽減するようにした車両用走行支援装置に関し、特に、平坦路から上り坂等に移行した直後に定速走行制御が開始されたような場合でも車両が平坦路を走行するような滑らかな走行を連続して実現できるようにしたものである。

本発明に関係する従来の装置としては、例えば、特許文献１に記載された定速走行制御装置がある。即ち、特許文献１記載の定速走行制御装置は、定速走行制御の開始指令が指示された時点の車速を目標車速とし、定速走行制御中は、実車速がその目標車速に自動的に一致するように制御を行うものにおいて、ドライバがアクセルペダルを踏み込んでも目標車速を変化させない不感帯を設定しておき、その不感帯内でアクセルペダルの踏み込み量が変化している間は目標車速を維持し、不感帯を超えてアクセルペダルが踏み込まれた場合やアクセルペダルが戻された場合には、ドライバは加速又は減速を意図していると推定し、目標車速をアクセルペダルの踏み込み量に応じて変化させて実車速を増減させるというものである。

このような構成により、ドライバは、アクセルペダルに足を乗せたままでも定速制御が行えるため、急停止を行う場合などにおけるブレーキペダルの踏み込み動作の遅れを防止しつつ、ドライバが加速を意図する場合などにも的確に対応することで通常走行時の操作との相違を低減することができる、というものであった。

特許第４１０３８１４号公報

しかしながら、上記従来の定速走行制御装置にあっては、単に目標車速に実車速を一致させるという制御を行うものであったため、定速走行制御の停止中から作動中に移行するときに制御が突然開始するという構成である。このため、制御の停止中から作動中への移行が円滑に行えないという未解決の課題があった。
本発明は、従来の定速走行制御装置におけるこのような未解決の課題に着目してなされたものであって、例えば、平坦路から下り坂等に移行した直後に定速走行制御が開始されたような場合でも車両が平坦路を走行するような滑らかな走行を連続して実現できる車両用走行支援装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の一態様である車両用走行支援装置は、ドライバの加減速要求と走行速度に影響を与える外乱成分とに基づいて目標とする車両の加速度（規範加速度）を演算するモデル（規範車両モデル）を構築しておき、ドライバがアクセルやブレーキを操作して加減速を行う通常走行時（定速走行制御の停止中）には、その規範車両モデルで求められる規範加速度に実加速度が一致するように走行支援制御を行う一方、ドライバの操作によらず自動的に車速を制御する定速走行制御の作動中には、外乱成分を制御の停止中よりも小さくした上で、定速走行制御を開始したときのドライバの加減速要求を用いて規範加速度を求めて走行支援制御を行うようにした。

本発明によれば、ドライバの加減速要求と走行加速度に影響を与える外乱成分とに基づいて規範加速度を演算する規範車両モデルは、それらドライバの加減速要求や外乱成分が並列に規範加速度に影響を与えるモデルであるため、所望の車両挙動を実現するためにきめ細かな調整が可能であり、しかも外乱成分を小さくする（例えば、０にする）だけで定速走行制御に円滑に移行できるという効果がある。

第１実施形態における自動車１の概略構成を示す概念図である。 第１実施形態のシステムの全体構成を示すブロック図である。 第１実施形態の信号の流れを見えるようにしたブロック図である。 第１実施形態の規範車両モデルの構成を示すブロック図である。 第１実施形態における各値の時間的変化を示す波形図である。 第１実施形態の処理の概要を示すフローチャートである。 実車に適用した場合の効果の一例を示す波形図である。 第２実施形態における自動車１の概略構成を示す概念図である。 第２実施形態のシステムの全体構成を示すブロック図である。 第２実施形態における各値の時間的変化を示す波形図である。 第３実施形態における自動車１の概略構成を示す概念図である。 第３実施形態のシステムの全体構成を示すブロック図である。 第３実施形態の規範車両モデルの構成を示すブロック図である。 二輪モデルの説明図である。 第３実施形態の処理の概要を示すフローチャートである。 第３実施形態における各値の時間的変化を示す波形図である。

以下、本発明の実施形態を説明する。
（第１実施形態）
（構成）
図１は、本発明の第１実施形態の全体構成を示す図であり、本発明に係る車両用走行支援装置を適用した自動車１のモデルを示す概念図である。

本実施形態における自動車１は、電動モータ２を駆動源とした電気自動車であり、電動モータ２から出力された駆動力が入力される変速機３と、その変速機３の出力側に連結され車両幅方向に延びるドライブシャフト４と、そのドライブシャフト４の両端に設けられた左右の駆動輪５、５と、を備えていて、ドライブシャフト４に変速機を介して伝達された電動モータ２の駆動力が駆動輪５、５に伝達されるようになっている。

また、この自動車１は、駆動輪５の回転数に基づいて車速（実車速）を検出する車速センサ７と、ドライバによる踏み込み操作が可能なアクセルペダル８と、そのアクセルペダル８の踏み込み量を検出するアクセル操作検出装置９と、を備えている。そして、コントローラ６には、車速センサ７が出力する車速検出信号Ｖｄと、アクセル操作検出装置９が出力するアクセル操作検出信号Ａｄとが供給されるようになっている。

コントローラ６は、図示しないＣＰＵやドライバ回路などを備えて構成されていて、供給される車速検出信号Ｖｄ及びアクセル操作検出信号Ａｄに基づき、後述する演算処理を実行して、電動モータ２に対して指令電流Ｉoutを出力してその回転方向や駆動力を制御するようになっている。なお、この実施形態では、電動モータ２は、自動車１の駆動力を生成するとともに、回生による制動力を発生するようにもなっている。つまり、電動モータ２は、制駆動アクチュエータとして機能するものであるが、回生による制動力とは別に、駆動輪５や図示しない従動輪に対して摩擦による制動力を発生する機械的なブレーキ装置を設け、電動モータ２による回生ブレーキと機械的なブレーキ装置とを併用するようにしてもよい。

図２は、第１実施形態の全体的な機能構成を示すブロック図である。
即ち、図２に示すように、コントローラ６は、ドライバ加減速要求推定部６Ａと、指令値算出部６Ｂと、サーボ補償器６Ｃと、加算器６Ｄと、実加速度検出部６Ｅと、を備えている。

ドライバ加減速要求推定部６Ａは、アクセル操作検出装置９から供給されるアクセル操作検出信号Ａｄに基づき、自動車１のドライバが要求している加速度の推定値を求めるようになっている。具体的には、ドライバ加減速要求推定部６Ａは、基本的には、アクセル操作検出信号Ａｄの大きさに所定のゲインを乗じることでドライバが要求している加速度の推定値Ｇｅを求めるようになっている。また、推定値Ｇｅの求め方は、これに限定されるものではなく、例えば、アクセル操作検出信号Ａｄの二乗に比例して求めることも可能であるし、或いは、アクセル操作検出信号Ａｄの絶対値とその変化量（微分値）とに基づいて求めることも可能である。ただし、内燃機関を駆動源とした車両の運転特性に慣れているドライバのことを考え、推定値Ｇｅは、アクセル操作検出信号Ａｄの変化に対して若干の遅れを伴うような特性に設定することが望ましく、本実施形態でも、そのような遅れ成分を設定している。

また、ドライバ加減速要求推定部６Ａは、ドライバがアクセルペダル８を操作しているときには、そのときのアクセルペダル８の開度を表すアクセル操作検出信号Ａｄに応じた推定値Ｇｅを常に更新しつつ出力する。一方、ドライバ加減速要求推定部６Ａは、ドライバがアクセルペダル８から足を離したときには、ドライバは、自身の操作によらず自動的に車速を制御する定速走行制御の開始を意図したと判断し、その離す直前に設定されていた推定値Ｇｅを保持するようになっている。なお、ドライバが、ハンドルに設けられたスイッチを操作することで定速走行制御の開始をシステム側に通知するような構成を備える自動車の場合には、そのスイッチを操作したときに、ドライバは定速走行制御の開始を意図したと判断し、そのときの推定値Ｇｅを保持するようにしてもよい。

そして、ドライバ加減速要求推定部６Ａが求めた推定値Ｇｅと、実加速度検出部６Ｅで演算される実加速度Ｇｄとが、指令値算出部６Ｂに供給されるようになっている。
指令値算出部６Ｂは、供給される推定値Ｇｅに基づき、所定の演算処理を実行して、現時点の自動車１の加速度として最適な加速度である規範加速度Ｇｃと、現時点の自動車１の走行速度として最適な速度である規範車速Ｖｃとを求める。さらに、指令値算出部６Ｂは、現在の加速度（実加速度）Ｇｄと規範加速度Ｇｃとの差である加速度差（Ｇｄ−Ｇｃ）に基づき、加速度指令値Ｇdifを演算し出力するようになっている。

サーボ補償器６Ｃは、指令値算出部６Ｂから供給される加速度指令値Ｇdifに基づき、加速度としての制御指令値であるアシストトルクＧoutを生成し出力する。
そして、加算器６Ｄにおいて、推定値ＧｅとアシストトルクＧoutとを加算し、それを電動モータ２に対する指令電流Ｉoutとして出力するようになっている。
実加速度検出部６Ｅは、車速センサ７から供給される自動車１の現在の走行速度Ｖｄ（実速度）を微分して、自動車１の前後方向の走行加速度である実加速度Ｇｄを推定する。実加速度検出部６Ｅは、推定した実加速度Ｇｄを指令値算出部６Ｂに供給する。

なお、本実施形態では、車速センサ７から供給される車速検出信号Ｖｄを微分することで自動車１の前後方向の実加速度Ｇｄを推定する構成としたが、この構成に限らず、加速度センサによって自動車１の前後方向の実加速度Ｇｄを検出する構成としてもよい。
図３は、各信号の流れが全体的に見えるように本実施形態のシステム構成を表現したブロック図であり、指令値算出部６Ｂが、推定値Ｇｅに基づいて規範加速度Ｇｃを算出する規範車両モデル１０と、実加速度Ｇｄと規範加速度Ｇｃとの差Ｇdif（Ｇｄ−Ｇｃ）を演算する減算器１１とから構成されている点を示している。

そして、規範加速度Ｇｃを算出するための規範車両モデル１０は、本実施形態では、図４に示すように構成されている。
即ち、規範車両モデル１０は、予め定められた一定値である転がり抵抗成分Ｒ１を記憶した転がり抵抗成分記憶部１０ａと、規範車速Ｖｃに基づいて空気抵抗成分Ｒ２を設定する空気抵抗成分設定部１０ｂと、を備えている。

空気抵抗成分設定部１０ｂは、規範車速Ｖｃの二乗値（Ｖｃ²）に固定のゲインＫを乗じることで、車速に応じて増大する空気抵抗成分Ｒ２を演算するようになっている。
なお、転がり抵抗成分Ｒ１及び空気抵抗成分Ｒ２は、いずれも車両の走行速度を低減させる方向に作用する外乱成分であるため、それらの符号は、推定値Ｇｅとは逆のマイナスである。

そして、転がり抵抗成分Ｒ１及び空気抵抗成分Ｒ２は、それぞれ選択部１０ｃ、１０ｄに供給されるようになっている。
一方、選択部１０ｃ、１０ｄのそれぞれには、転がり抵抗成分Ｒ１、空気抵抗成分Ｒ２の他に、「０」が供給されている。また、選択部１０ｃ、１０ｄのそれぞれには、アクセルＯＦＦフラグ設定部１０ｅから、フラグＦａが供給されるようになっている。ここで、フラグＦａは、本実施形態においてアクセル操作部に対応するアクセルペダル８が操作されていないときにセット状態となるフラグである。さらに、フラグＦａは、アクセルペダル８が操作されているときに非セット状態となるフラグである。

そして、選択部１０ｃ、１０ｄのそれぞれは、フラグＦａが非セット状態であるときには転がり抵抗成分Ｒ１、空気抵抗成分Ｒ２を出力し、フラグＦａがセット状態であるときには「０」を出力するようになっている。つまり、選択部１０ｃ、１０ｄは、フラグＦａが非セット状態であるときには、転がり抵抗成分記憶部１０ａ、空気抵抗成分設定部１０ｂから供給される転がり抵抗成分Ｒ１、空気抵抗成分Ｒ２をそのまま出力する。一方、選択部１０ｃ、１０ｄは、フラグＦａがセット状態になった後には、転がり抵抗成分記憶部１０ａ、空気抵抗成分設定部１０ｂから供給される転がり抵抗成分Ｒ１、空気抵抗成分Ｒ２の値に関係なく、それら転がり抵抗成分Ｒ１、空気抵抗成分Ｒ２を強制的に「０」に設定し直してから出力するようになっている。

選択部１０ｃ、１０ｄの出力は、推定値Ｇｅと共に、加算器１０ｆに供給されるようになっている。
即ち、加算器１０ｆは、推定値Ｇｅと、選択部１０ｃ、１０ｄの出力とを加算するものである。ただし、選択部１０ｃ、１０ｄから転がり抵抗成分Ｒ１、空気抵抗成分Ｒ２が出力されているときには、それら転がり抵抗成分Ｒ１、空気抵抗成分Ｒ２の符号はマイナスとなる。そのため、加算器１０ｆにおける演算は、符号まで考えると、Ｇｅ−（Ｒ１＋Ｒ２）となるから、この加算器１０ｆは、実質的には減算器として機能する。なお、フラグＦａがセット状態であるときには、選択部１０ｃ、１０ｄは「０」を出力するため、加算器１０ｆの出力は推定値Ｇｅそのものとなる。

さらに、規範車両モデル１０は、除算器１０ｇと、積分器１０ｈとを備えている。除算器１０ｇは、加算器１０ｆの出力値を自動車１の質量Ｍで除算することで目標加速度としての規範加速度Ｇｃを演算するものである。積分器１０ｈは、除算器１０ｇから供給される規範加速度Ｇｃを積分することで、規範車速Ｖｃを演算するものである。
そして、除算器１０ｇから出力された規範加速度が、規範車両モデル１０の出力として図３の減算器１１に供給されるとともに、積分器１０ｈから出力された規範車速Ｖｃが、空気抵抗成分設定部１０ｂに供給されるようになっている。

図５は、各値の時間変化の一例を示す波形図であり、アクセル操作検出信号Ａｄ、推定値Ｇｅ、フラグＦａ、転がり抵抗成分Ｒ１、空気抵抗成分Ｒ２、規範加速度Ｇｃのそれぞれを示している。なお、転がり抵抗成分Ｒ１及び空気抵抗成分Ｒ２は、その符号はマイナスであるが、この図５では絶対値で表記している。
この図５は、時刻ｔ０から時刻ｔ１の間は、ドライバによるアクセルペダル８の踏み込み量はほぼ一定で、時刻ｔ１を過ぎた辺りから徐々にアクセルペダル８の踏み込み量を減少させ、時刻ｔ２においてアクセルペダル８から完全に足を離した様子を示している。

この場合、推定値Ｇｅは、時刻ｔ１を超えた後は、アクセル操作検出信号Ａｄの変化に対して若干遅れる傾向で減少するが、時刻ｔ２においてドライバがアクセルペダル８から完全に足を離したときには、推定値Ｇｅも０となっている。
ドライバ加減速要求推定部６Ａは、時刻ｔ２においてドライバが定速走行制御の開始を意図したと判断し、その時刻ｔ２の直前（例えば、時刻ｔ１）における推定値Ｇｅを、時刻ｔ２以降は定速走行制御用の推定値Ｇｅ'として保持する。

フラグＦａは、時刻ｔ２に至るまでは非セット状態であり、時刻ｔ２に至った時点でセット状態となる。
転がり抵抗成分Ｒ１は、時刻ｔ２に至るまでは、転がり抵抗成分記憶部１０ａに記憶されている一定値となっているが、時刻ｔ２に至った後は０となる。
同様に、空気抵抗成分Ｒ２は、時刻ｔ２に至るまでは、規範車速Ｖｃの二乗に比例した値となっているが、時刻ｔ２に至った後は０となる。

そして、規範加速度Ｇｃは、時刻ｔ０から時刻ｔ１の間は、推定値Ｇｅが一定となっているため、これに伴いほぼ一定となっている。
一方、時刻ｔ１から時刻ｔ２の間は、ドライバが徐々にアクセルペダル８の踏み込み量を減少させるため、これによる推定値Ｇｅの減少に伴って、若干の遅れをもって規範加速度Ｇｃも減少していく。そして、時刻ｔ２において、ドライバがアクセルペダル８から完全に足を離すため、推定値Ｇｅが０になる。加えて、時刻ｔ２において、フラグＦａがセット状態になるため、転がり抵抗成分Ｒ１、空気抵抗成分Ｒ２がともに０となる。これによって、規範加速度Ｇｃも０となる。

（動作）
次に、動作を説明する。
図６は、本実施形態における処理の概要を示すフローチャートである。
即ち、自動車１の電源が投入されていると、コントローラ６には、アクセル操作検出信号Ａｄ及び車速検出信号Ｖｄが供給され、それら各値に基づいて図６に示す処理が所定サンプリングクロックに同期して繰り返し実行される。

そして、図６のステップ１００では、ドライバ加減速要求推定部６Ａにおいて、アクセル操作検出信号Ａｄに基づいて、ドライバ加減速要求の推定値Ｇｅが求められる。次に、ステップ１１０に移行し、規範車両モデル１０において、推定値Ｇｅに基づいて、規範加速度Ｇｃおよび規範車速Ｖｃが求められる。次に、ステップ１２０に移行し、減算器１１において、規範加速度Ｇｃと実加速度Ｇｄとに基づいて加速度指令値Ｇdifが演算される。そして、その加速度指令値Ｇdifがサーボ補償器６Ｃを介してアシストトルクＧoutとなって出力され、最終的に、電動モータ２に指令電流Ｉoutが出力される。

従って、電動モータ２は、ドライバによる加減速の要求を表す推定値Ｇｅと、自動車１の実際の加速度Ｇｄを規範加速度Ｇｃに一致させるために必要な加速度指令値Ｇdifとを合算してなる指令電流Ｉoutによって回転駆動されることになる。
図６に示す処理は、上記の内容を繰り返し実行するというものであるが、定速走行制御の開始を意図したドライバがアクセルペダル８から足を離したとすると、それ以降はフラグＦａがセット状態となり、転がり抵抗成分Ｒ１及び空気抵抗成分Ｒ２が０となる。しかし、単に車速に影響を与える抵抗成分Ｒ１、Ｒ２が０になったということだけで、定速走行制御の開始前後では演算処理の内容は同一である。

特に、図４に示すように、規範車両モデル１０は、定速走行制御の開始前から規範加速度Ｇｃを求め続けるという構成であるため、図５に示すように、定速走行制御が開始された時刻ｔ２を境に規範加速度Ｇｃが急に切り替わることはない。よって、指令電流Ｉoutが時刻ｔ２を境にステップ的に変化するようなこともない。
このため、定速走行制御の開始時点で新たに定速走行制御のための演算処理が開始されるのとは異なり、定速走行制御が円滑に開始されることになる。

図７は、本実施形態の構成を実車で実現し走行したときの規範加速度Ｇｃ、実加速度Ｇｄ及びアシストトルクＧoutの時間変化を示す波形図であり、時刻ｔ１０において平坦路でアクセルペダル８を踏み込んで自動車１は発進し、時刻ｔ２０において平坦路から下り坂に移行したところでアクセルペダル８から足を離すことで定速走行制御が開始された場合を示している。

そして、時刻ｔ１０を経過した直後に比較的大きな加速側のアシストトルクＧoutが発生し、その後にも、比較的大きな加速側のアシストトルクＧoutが発生しているが、時刻ｔ２０を経過した直後には比較的大きな減速側のアシストトルクＧoutが発生している。
しかしながら、実加速度Ｇｄについては、規範加速度Ｇｃとの差は、発進直後も、定速走行制御の開始直後も、特に大きくなってはいない。

ここで、従来の定速走行制御装置では、平坦路から上り坂に移行した直後に定速走行制御が開始された場合、制御開始直後には実車速は目標車速に対して低い方向に大きく外れてしまい、その後、目標車速に一致するように加速制御が行われることになる。逆に、平坦路から下り坂に移行した直後に定速制御が開始された場合には、制御開始直後には実車速は目標車速に対して高い方向に大きく外れてしまい、その後、減速制御が行われることになる。このため、従来の定速走行制御装置では、制御開始直後に車両の加減速が発生し易く、その分、乗り心地が悪化することになる。なお、これを防止するために、目標車速と実車速との偏差に対して素早く加減速が行われるようにフィードバック制御における例えば微分制御のゲインを大きくするという対応策もある。しかしながら、微分制御の影響が大きくなれば頻繁に加減速が行われ、平坦路走行中における定速走行制御実行時に乗り心地が悪化してしまうため、得策ではない。

これに対して、本実施形態では、規範車両モデル１０を用いて常に規範加速度Ｇｃを算出し、定速走行制御の停止中も開始後もその規範加速度Ｇｃに実際の加速度Ｇｄが一致するような制御を継続して実施している。そのため、平坦路から上り坂に移行した直後に定速走行制御が開始された場合や、上記図７に示したように、平坦路から下り坂に移行した直後に定速走行制御が開始された場合でも、実加速度Ｇｄと規範加速度Ｇｃとの差を比較的小さくすることができるので、定速走行制御を円滑に開始することができる。

ここで、本実施形態にあっては、ドライバ加減速要求推定部６Ａが加減速要求推定部に対応する。転がり抵抗成分記憶部１０ａ及び空気抵抗成分設定部１０ｂが外乱成分設定部に対応する。加算器１０ｆ及び除算器１０ｇが目標加速度演算部に対応する。実加速度検出部６Ｅが実加速度検出部に対応する。積分器１０ｈが目標車速演算部に対応する。車速センサ７が実車速検出部に対応する。減算器１１、サーボ補償器６Ｃ及び加算器６Ｄが加減速制御部に対応する。アクセルペダル８がアクセル操作部に対応する。

（第１実施形態の効果）
（１）定速走行制御の停止中も作動中も規範車両モデル１０を用いて規範加速度Ｇｃを演算し、自動車１の実加速度Ｇｄがその規範加速度Ｇｃに一致するようにアシストトルクＧoutをドライバ加減速要求に加えるという制御が実行されるため、定速走行制御が円滑に開始され、車両乗り心地が悪化する可能性が低いという効果がある。また、自動車１の走行速度の制御を加速度を制御量としてサーボ補償器６Ｃを用いて行うようにしたので、路面の勾配が急激に変わるシーンなどにおいて、サーボ性能が高くなり、定速走行制御の円滑な開始をドライバに体感させることができるという効果がある。

（２）フラグＦａがセット状態となったことを契機としてそれまで０よりも大きい値であった転がり抵抗成分Ｒ１及び空気抵抗成分Ｒ２を強制的に０にした上で、定速走行制御作動中の規範加速度Ｇｃを算出するという構成であるため、構成が簡易で済み、容易に定速走行制御を開始することができる。
（３）定速走行制御の停止中は推定値Ｇｅを更新し、定速走行制御の作動中はドライバが定速走行制御の開始を意図したときの推定値Ｇｅを保持するようにしてあるから、規範車両モデル１０を用いた構成であっても、従来の定速走行制御と同様にドライバの意図した走行状況を定速走行時に実現することができる。

（４）規範車両モデル１０内の外乱成分として、転がり抵抗成分Ｒ１と空気抵抗成分Ｒ２とを用いているため、規範加速度Ｇｃを、実際の車両に作用する外乱成分を加味して精度良く求めることができる。
（５）転がり抵抗成分Ｒ１として、予め定めた一定値を記憶しておき、フラグＦａが非セット状態であるときにはその一定値の転がり抵抗成分Ｒ１を用いて規範加速度Ｇｃを求めているため、実車における転がり抵抗成分を考慮して規範加速度Ｇｃを求めることができる。

（６）規範車両モデル１０を用いて規範加速度Ｇｃから規範車速Ｖｃを求め、空気抵抗成分Ｒ２を、この規範車速Ｖｃの二乗値（Ｖｃ２）に固定のゲインＫを乗じることで求めているため、実際の車速の二乗に比例して増大する空気抵抗成分を精度良く求めることができる。
（７）定速走行制御を開始させるためにアクセルペダル８から足を離すという動作に連動して、フラグＦａがセット状態となって外乱成分を強制的に０にするという構成であるから、従来の定速走行制御のシステムに比較してもドライバの操作が増えることもない。

（第２実施形態）
図８乃至図１０は、本発明の第２実施形態を示す図であり、図８は、第２実施形態における自動車１のモデルを示す概念図である。なお、上記第１実施形態と同様の構成には同じ符号を付し、その重複する説明は省略する。
即ち、本実施形態では、アクセルペダル８の他にドライバが操作可能なブレーキペダル２０と、そのブレーキペダル２０の踏み込み量を検出するブレーキ操作検出装置２１と、を備えている。そして、コントローラ６には、車速センサ７が出力する車速検出信号Ｖｄと、アクセル操作検出装置９が出力するアクセル操作検出信号Ａｄと共に、ブレーキ操作検出装置２１が検出したブレーキ操作検出信号Ｂｄが供給されるようになっている。

そして、図９に示すように、コントローラ６のドライバ加減速要求推定部６Ａには、アクセル操作検出信号Ａｄ及びブレーキ操作検出信号Ｂｄが供給されている。ドライバ加減速要求推定部６Ａは、それらアクセル操作検出信号Ａｄ及びブレーキ操作検出信号Ｂｄに基づき、推定値Ｇｅを求めるようになっている。
即ち、上記第１実施形態では、ドライバはアクセルペダル８だけで加速及び減速の両方を制御するという前提で説明を行っているが、この第２実施形態では、ブレーキペダル２０を踏み込むことでも減速操作を行えるようになっている。

図１０は、図５と同様の波形図である。この図１０に示す波形図でも、アクセル操作検出信号Ａｄが時刻ｔ１から徐々に減少し時刻ｔ２において０になっている。これに対し、ブレーキ操作検出信号Ｂｄは、時刻ｔ３に至るまでは０を維持しているが、時刻ｔ３においてドライバがブレーキペダル２０を踏み始め、そこから徐々に踏み込み量が増大し、時刻ｔ４において最大踏み込み量に至り、それ以降はその状態が維持されている。なお、ブレーキ操作検出信号Ｂｄは、減速操作に対する信号であるため、本来ならばアクセル操作検出信号Ａｄとは符号が逆であるが、この図１０では絶対値で表記している。また、規範加速度Ｇｃもブレーキ操作検出信号Ｂｄと同じく、時刻ｔ３以降においてＢｄの大きさに応じたＢｄと同じ符号の値を有するが、この図１０では絶対値で表記している。

このようなアクセル操作検出信号Ａｄ及びブレーキ操作検出信号Ｂｄの変化に対応し、フラグＦａは、時刻ｔ２において一旦セット状態なった後に、時刻ｔ３において再び非セット状態に戻っている。同様に、転がり抵抗成分Ｒ１及び空気抵抗成分Ｒ２も、時刻ｔ２において強制的に０となった後に、時刻ｔ３において、転がり抵抗成分Ｒ１は、時刻ｔ２以前の値に復帰し、空気抵抗成分Ｒ２は、その時点の規範車速Ｖｃに基づいた値となっている。

規範加速度Ｇｃは、時刻ｔ２以降は定速走行制御に移行したことに応じて０に固定されている。そして、時刻ｔ３においてブレーキペダル２０が踏み込まれたことに応じて定速走行制御自体が停止し、時刻ｔ３以降はその時点のブレーキ操作検出信号Ｂｄに応じた推定値Ｇｅが更新されて規範車両モデル１０に供給される。更に、上記のように転がり抵抗成分Ｒ１及び空気抵抗成分Ｒ２も０よりも大きい値となる。よって、規範加速度Ｇｃは、時刻ｔ３以降はブレーキ操作検出信号Ｂｄ、転がり抵抗成分Ｒ１及び空気抵抗成分Ｒ２の大きさに応じた値となる。

（動作）
次に、動作を説明する。
即ち、この第２実施形態にあっては、定速走行制御作動中にブレーキペダル２０が踏み込まれたことで定速走行制御が停止し、通常の走行状態に移行する。そして、ブレーキペダル２０が踏み込まれると、ブレーキ操作検出信号Ｂｄがマイナス方向に増大するため、推定値Ｇｅはマイナス方向に大きな値となる。指令値算出部６Ｂは、このマイナスの値となる推定値Ｇｅに基づいて規範加速度Ｇｃを求める。減算器１１は、この規範加速度Ｇｃ及び実加速度検出部６Ｅからの実加速度Ｇｄに基づいて加速度指令値Ｇdifを演算する。そして、この加速度指令値Ｇdifがサーボ補償器６Ｃを介してアシストトルクＧoutとなり、このアシストトルクＧoutが加算器６Ｄを介して指令電流Ｉoutとして電動モータ２に出力される。これにより、この電動モータ２は実質的に発電機として機能するようになって、回生ブレーキが発生する。

そして、本実施形態では、定速走行制御から通常走行に移行する際にも、規範車両モデル１０に基づいて求められる規範加速度Ｇｃに実加速度Ｇｄを一致させる制御が継続的に実施されるものである。そのため、図１０に示すように、定速走行制御が停止された時刻ｔ３を境に規範加速度Ｇｃが急に切り替わることはない。よって、規範加速度Ｇｃの影響で指令電流Ｉoutが時刻ｔ３を境にステップ的に変化するようなこともない。このため、定速走行制御の停止時点で急に定速走行制御が停止されるのとは異なり、定速走行制御から通常走行に円滑に移行することができる。
ここで、本実施形態では、アクセルペダル８がアクセル操作部に対応し、ブレーキペダル２０がブレーキ操作部に対応する。

（第２実施形態の効果）
（１）通常の走行状態から定速走行制御に移行する際にも、定速走行制御から通常の走行状態に移行する際にも、規範車両モデル１０に基づいて求められる規範加速度Ｇｃに実加速度Ｇｄを一致させる制御が継続的に実施される構成であるため、定速走行制御状態及び通常走行状態間で切り替わりが円滑に行われ、車両乗り心地の悪化を招く可能性がさらに低いという効果がある。
（２）アクセルペダル８の他にブレーキペダル２０を設け、そのブレーキペダル２０を操作することでも減速操作を行えるため、一般のガソリン車両と同様の操作感覚で運転することができる。

（第３実施形態）
図１１乃至図１６は、本発明の第３実施形態を示す図であり、図１１は、第３実施形態における自動車１のモデルを示す概念図である。なお、上記第１実施形態、第２実施形態と同様の構成には同じ符号を付し、その重複する説明は省略する。
即ち、本実施形態では、ステアリングコラム３０に設けられたハンドル操作検出装置３１を備え、そのハンドル操作検出装置３１は、ドライバがハンドル３０ａを操舵することで生じるステアリングコラム３０の回転角（操舵角δ）に対応した操舵角検出信号δｄをコントローラ６に供給するようになっている。そして、図１２に示すように、ハンドル操作検出装置３１から供給された操舵角検出信号δｄは、指令値算出部６Ｂに供給されている。

指令値算出部６Ｂに供給された操舵角検出信号δｄは、図１３に示すように、規範車両モデル１０に供給されている。本実施形態の規範車両モデル１０は、旋回アシストトルクＴｒｑを演算する旋回アシストトルク演算部３２を備えていて、操舵角検出信号δｄは、車速検出信号Ｖｄと共に、その旋回アシストトルク演算部３２に供給されている。
即ち、旋回アシストトルク演算部３２は、後述の演算処理に従って旋回アシストトルクＴｒｑを演算するようになっている。旋回アシストトルクとは、旋回中の自動車１において、実車速が、横加速度と操舵角から得られる目標ヨーレートとから算出される旋回中目標車速を超えないように、規範車両モデル１０において規範加速度Ｇｃを減ずる方向に作用するトルクである。従って、旋回アシストトルクＴｒｑの符号は、推定値Ｇｅに対してはマイナスとなる。

より具体的には、図１４に示すような二輪モデル１Ａを考え、旋回中の二輪モデル１Ａに作用する横加速度Ｙｇ、実車速ν、操舵角δ、ヨーレートφと、そのときの旋回半径Ｒと、その他車両諸元（スタビリティファクタＡ、ステアリングギヤ比Ｎ、ホイールベースＬ）から、目標ヨーレートφ＊は、
φ＊＝ν／（１＋Ａν２）・δ／ＮＬ ……（１）
として求めることができる。

一方、二輪モデル１Ａに作用する横加速度推定値Ｙｇ＊は、
Ｙｇ＊＝ν×φ＊ ……（２）
となる。
そして、旋回中目標車速ν＊は、旋回時における二輪モデル１Ａがそれを超えると安定的な走行が困難になる車速の上限値と考えることができるから、
ν＊＝Ｙｇ＊／φ＊ ……（３）
となる。

そこで、このように求めることができる旋回中目標車速ν＊を実車速νが超えないように、旋回アシストトルクＴｒｑを設定すると、下記のようになる。
Ｔｒｑ＝Ｋ（ν−ν＊） ……（４）
ただし、実車速νが旋回中目標車速ν＊以下である場合、上記（４）式で旋回アシストトルクＴｒｑを求めると符号が逆になってしまうが、そのような状況では旋回アシストトルクＴｒｑは不要である。そこで、本実施形態では、横加速度推定値Ｙｇ＊がしきい値Ｔｈ以下の場合には、旋回アシストトルクＴｒｑは強制的に０に設定する。

そして、図１３に示す旋回アシストトルク演算部３２は、上記（４）式に従って設定された旋回アシストトルクＴｒｑを、加算器１０ｆに供給する。従って、規範加速度Ｇｃ及び規範車速Ｖｃは、自動車１が旋回中には、旋回アシストトルクＴｒｑの分だけ減少することになる。

（動作）
次に、動作を説明する。
図１５は、本実施形態における処理の概要を示すフローチャートである。図１５に示すように、先ずステップ３００において、ハンドル操作検出装置３１から供給される操舵角検出信号δｄと、車速センサ７から供給される車速検出信号Ｖｄを読み込む。そして、操舵角検出信号δｄに基づいて、実際のハンドル３０ａの操作量、つまり、操舵角δを取得し、車速検出信号Ｖｄに基づいて実車速νを取得する。

次に、ステップ３１０に移行し、上記（１）（２）式に基づき、車両諸元に従って、横加速度推定値Ｙｇ＊を推定する。
そして、ステップ３２０に移行し、横加速度推定値Ｙｇ＊の絶対値がしきい値Ｔｈを超えているか否かを判定する。
ここで、車両が直進走行中である場合や、操舵角δが小さい場合には、横加速度推定値Ｙｇ＊も小さい値であるため、ステップ３２０の判定は「ＮＯ」となり、ステップ３３０に移行する。ステップ３３０では、旋回アシストトルクＴｒｑ＝０とする。

一方、ステップ３２０の判定が「ＹＥＳ」の場合には、ステップ３４０に移行し、上記（４）式に従って、旋回アシストトルクＴｒｑを算出する。
そして、ステップ３３０又は３４０からステップ３５０に移行し、推定値Ｇｅから、転がり抵抗成分Ｒ１、空気抵抗成分Ｒ２及び旋回アシストトルクＴｒｑを減算し、この減算結果を自動車１の質量Ｍで除算することで、規範加速度Ｇｃを算出する。さらに、この規範加速度Ｇｃを積分することで規範車速Ｖｃを算出する。次に、ステップ３６０に移行し、上記第１実施形態のステップ１２０と同様に、サーボ補償器６Ｃを介して電動モータ２に指令電流Ｉoutが出力される。

図１６は、本実施形態の動作の一例を示す波形図であり、時刻ｔ３０では直進状態にあった自動車１が、ドライバがハンドル３０ａを操作することで徐々に旋回走行に移行し、時刻ｔ３１において横加速度推定値Ｙｇ＊がしきい値Ｔｈを超えた様子を表している。
この例では、時刻ｔ３１に至るまでの間は、旋回中目標車速ν＊は無限大の値から減少するものの実車速νよりも大きいため、特に旋回アシストトルクＴｒｑは発生しない。

しかし、旋回状態が進むに従って、実車速νも徐々に減少してくるので、時刻ｔ３１以降はステップ３２０の判定が「ＹＥＳ」となり、ステップ３４０の処理が実行されて旋回アシストトルクＴｒｑが算出される。すると、その旋回アシストトルクＴｒｑの分だけ、規範加速度Ｇｃは低く設定されることになるから、実車速νも低くなる。
その結果、図１６に示すように、旋回アシストトルクＴｒｑを規範車両モデル１０に用いなかった場合には、実車速νは破線で示すような徐々に減少するという傾向を示すのに対し、本実施形態にあっては、時刻ｔ３１移行は、実車速νは旋回中目標車速ν＊に一致するようになる。

ここで、本実施形態では、ハンドル操作検出装置３１が操舵角検出部に対応し、旋回アシストトルク演算部３２内で上記（１）式に従って目標ヨーレートφ＊を演算する処理が目標ヨーレート演算部に対応し、旋回アシストトルク演算部３２内で上記（２）式に従って横加速度推定値Ｙｇ＊を演算する処理が横加速度検出部に対応し、旋回アシストトルク演算部３２内で上記（３）式に従って旋回中目標車速ν＊を演算する処理が旋回中目標車速演算部に対応し、旋回アシストトルク演算部３２内で上記（４）式に従って旋回アシストトルクＴｒｑを演算する処理が旋回アシストトルク演算部に対応する。

（第３実施形態の効果）
（１）規範車両モデル１０において、上記第１実施形態の処理を実行する他に、旋回時における車速の上限値である旋回中目標車速ν＊を超えないように旋回アシストトルクＴｒｑを求め、その旋回アシストトルクＴｒｑの分だけ規範加速度Ｇｃを減少させるようにしているため、定速走行制御にさらに旋回時の走行を安定させる制御を加味した構成にすることができる。

（変形例）
上記各実施形態では、本発明に係る車両用走行支援装置及び自動車を、電動モータ２を動力源とするいわゆる電気自動車に適用した場合について説明しているが、これに限定されるものではなく、内燃機関を動力源とする自動車や、内燃機関と電動モータとを備えたハイブリッド車両であっても、本願発明は適用可能である。
また、上記各実施形態では、フラグＦａがセットされた状態では、転がり抵抗成分Ｒ１及び空気抵抗成分Ｒ２を０にするようにしているが、これに限定されるものではなく、例えば、０よりも若干大きな値に設定するような制御でも構わない。

また、上記第３実施形態では、横加速度推定値を演算により求めるようにしているが、これに限定されるものではなく、横加速度を直に検出する横加速度センサを設け、その出力を横加速度検出値として演算に用いるようにしてもよい。
また、上記各実施形態では、車両の実加速度を実車速に基づいて演算により求めるようにしているが、これに限定されるものではなく、車両の前後方向の加速度を直に検出する加速度センサを設け、その出力を実加速度検出値として演算に用いるようにしてもよい。

１ 自動車
２ 電動モータ
３ 変速機
４ ドライブシャフト
５ 駆動輪
６ コントローラ
６Ａ ドライバ加減速要求推定部
６Ｂ 指令値算出部
６Ｃ サーボ補償器
６Ｄ 加算器
６Ｅ 実加速度検出部
７ 車速センサ
８ アクセルペダル
９ アクセル操作検出装置
１０ 規範車両モデル
１０ａ 転がり抵抗成分記憶部
１０ｂ 空気抵抗成分設定部
１０ｃ 選択部
１０ｄ 設定部
１０ｅ フラグ設定部
１０ｆ 加算器
１０ｇ 除算器
１０ｈ 積分器
１１ 減算器
２０ ブレーキペダル
２１ ブレーキ操作検出装置
３０ ステアリングコラム
３０ａ ハンドル
３１ ハンドル操作検出装置
３２ 旋回アシストトルク演算部

Claims (8)

1. ドライバの加減速要求の推定値を求める加減速要求推定部と、
   車両の走行速度に影響を与える外乱成分を設定する外乱成分設定部と、
   前記加減速要求推定部が推定した前記推定値から前記外乱成分を減算した値に基づいて目標加速度を求める目標加速度演算部と、
   車両の実加速度を推定又は検出する実加速度検出部と、
   前記実加速度が前記目標加速度に一致するように車両に対する加減速制御を行う加減速制御部と、
   を備え、
   前記外乱成分設定部は、ドライバの操作によらず自動的に車速を制御する定速走行制御の停止中は前記外乱成分として０よりも大きい値を設定し、前記定速走行制御の作動中は前記外乱成分を前記停止中よりも小さくすることを特徴とする車両用走行支援装置。
2. 車両の実車速を検出する実車速検出部と、
   車両の操舵角を検出する操舵角検出部と、
   前記操舵角に基づいて車両の目標ヨーレートを演算する目標ヨーレート演算部と、
   車両の横加速度を推定又は検出する横加速度検出部と、
   前記横加速度と前記目標ヨーレートとに基づいて旋回中目標車速を演算する旋回中目標車速演算部と、
   前記実車速検出部が検出した前記実車速が前記旋回中目標車速を超えている場合に該実車速が該旋回中目標車速以下になるように旋回アシストトルクを演算する旋回アシストトルク演算部と、
   を備え、
   前記目標加速度演算部は、前記加減速要求推定部が推定した前記推定値から、前記外乱成分と前記旋回アシストトルクとを減算した値に基づいて前記目標加速度を求めるようになっている請求項１に記載の車両用走行支援装置。
3. 前記外乱成分設定部は、前記定速走行制御の作動中は前記外乱成分を０とする請求項１又は２記載の車両用走行支援装置。
4. 前記加減速要求推定部は、定速走行制御の停止中は前記推定値を更新し、前記定速走行制御の作動中はドライバが定速走行制御の開始を意図したときの前記推定値を保持する請求項１乃至３のいずれか１項に記載の車両用走行支援装置。
5. 前記外乱成分設定部は、前記外乱成分として、転がり抵抗成分と、空気抵抗成分とを設定する請求項１乃至４のいずれか１項に記載の車両用走行支援装置。
6. 前記外乱成分設定部は、前記転がり抵抗成分として、予め定めた一定値を記憶している請求項５に記載の車両用走行支援装置。
7. 前記目標加速度に基づいて目標車速を求める目標車速演算部を備え、
   前記外乱成分設定部は、前記空気抵抗成分として、前記目標車速の二乗値に比例した値を設定する請求項５又は６に記載の車両用走行支援装置。
8. 前記外乱成分設定部は、アクセル操作部及びブレーキ操作部のいずれかが作動状態にあるときに、前記定速走行制御の停止中であると判断し、前記アクセル操作部及び前記ブレーキ操作部のいずれもが非作動状態にあるときに、前記定速走行制御の作動中であると判断する請求項１乃至７のいずれか１項に記載の車両用走行支援装置。

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