JP2871169B2 - 車両用定速走行装置 - Google Patents
車両用定速走行装置Info
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- JP2871169B2 JP2871169B2 JP3147153A JP14715391A JP2871169B2 JP 2871169 B2 JP2871169 B2 JP 2871169B2 JP 3147153 A JP3147153 A JP 3147153A JP 14715391 A JP14715391 A JP 14715391A JP 2871169 B2 JP2871169 B2 JP 2871169B2
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- Control Of Driving Devices And Active Controlling Of Vehicle (AREA)
- Controls For Constant Speed Travelling (AREA)
- Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、車両、特に自動車を一
定な車速で走行させるようにスロットル開度を自動制御
する車両用定速走行装置に関する。
定な車速で走行させるようにスロットル開度を自動制御
する車両用定速走行装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、車両の車両用定速走行制御装置の
ように、エンジン，車体等のプラントの動特性が時間と
ともに変動するような制御対象に対し、そのロバスト性
を確保するために様々な制御則が考案されている。自動
車などの車両を自動的に定速走行させるための制御装置
としては、車両の実車速を検出する車速検出手段と、運
転者の意志により目標車速を設定し、定速走行装置の開
始と解除および目的車速を増減速を入力する目標車速設
定装置と、車両のエンジンのスロットル開度を変化させ
るアクチュエータと、車両の実車速と前記目標車速とか
ら、アクチュエータに駆動信号を出力するコントローラ
を具備し、それらから実車速と、スロットルバルブ開度
を検出し、各々の変化分と実車速と目標車速との偏差を
算出し、あらかじめ定められたフィードバックゲインを
用いて、実車速が目標車速となるように制御量を算出
し、アクチュエータを駆動して、スロットルバルブ開度
を調節する定速走行制御を実現している。
ように、エンジン，車体等のプラントの動特性が時間と
ともに変動するような制御対象に対し、そのロバスト性
を確保するために様々な制御則が考案されている。自動
車などの車両を自動的に定速走行させるための制御装置
としては、車両の実車速を検出する車速検出手段と、運
転者の意志により目標車速を設定し、定速走行装置の開
始と解除および目的車速を増減速を入力する目標車速設
定装置と、車両のエンジンのスロットル開度を変化させ
るアクチュエータと、車両の実車速と前記目標車速とか
ら、アクチュエータに駆動信号を出力するコントローラ
を具備し、それらから実車速と、スロットルバルブ開度
を検出し、各々の変化分と実車速と目標車速との偏差を
算出し、あらかじめ定められたフィードバックゲインを
用いて、実車速が目標車速となるように制御量を算出
し、アクチュエータを駆動して、スロットルバルブ開度
を調節する定速走行制御を実現している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなフィードバック制御を基本とした従来の定速走行装
置においては、搭載する車種によってエンジンの種類，
排気量，減速比，車両重量，空気抵抗値等が異なるた
め、車種毎の制御性能を最適とするためには、そのチュ
ーニングに多大な時間と費用が掛かってしまうという課
題があった。
うなフィードバック制御を基本とした従来の定速走行装
置においては、搭載する車種によってエンジンの種類，
排気量，減速比，車両重量，空気抵抗値等が異なるた
め、車種毎の制御性能を最適とするためには、そのチュ
ーニングに多大な時間と費用が掛かってしまうという課
題があった。
【０００４】さらに、従来の定速走行制御に用いられて
きたＰＩＤ制御や制御パラメータが固定された制御手法
では上り坂や下り坂で制御対象の動特性が変動し、リジ
ューム時になめらかに車速収束しにくく、オーバーシュ
ートが生じたり、スロットル開度が必要以上に変動し、
乗車フィーリングが悪化するという問題があった。
きたＰＩＤ制御や制御パラメータが固定された制御手法
では上り坂や下り坂で制御対象の動特性が変動し、リジ
ューム時になめらかに車速収束しにくく、オーバーシュ
ートが生じたり、スロットル開度が必要以上に変動し、
乗車フィーリングが悪化するという問題があった。
【０００５】本発明は、上記のような従来の問題を解決
しようとするもので、プラントの動特性が変動する場合
や車種が変わっても、チューニングの手間がかからず、
オーバーシュートがなく、かつ無駄なスロットル開度の
変動が少ない車両用定速走行装置を提供することを目的
とする。
しようとするもので、プラントの動特性が変動する場合
や車種が変わっても、チューニングの手間がかからず、
オーバーシュートがなく、かつ無駄なスロットル開度の
変動が少ない車両用定速走行装置を提供することを目的
とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するため、 （１）車両の実車速Ｖ（ｔ）を検出する車速検出装置
と、運転者の意志により目標車速Ｖｓｅｔを設定する目
標車速設定装置と、定速走行装置の開始と解除を行う定
速走行指令装置と、車両のエンジンのスロットル開度を
変化させるアクチュエータと、アクチュエータ現在位置
検知装置と、車両の実車速Ｖ（ｔ）と目標車速Ｖｓｅｔ
と前記アクチュエータの現在位置からアクチュエータに
駆動信号を出力するコントローラとを具備し、そのコン
トローラ内には車速の目標軌跡Ｖd（ｔ）を出力する目
標軌跡生成装置と、Ｖ（ｓ）／Ｕ（ｓ）＝ｂ／（ｓn＋
ａn-1・ｓn-1＋…＋ａ0）（ｓはラプラス演算子、ｎは
自然数）によって表現可能な一入力一出力のエンジンの
制御対象に対し、その制御入力ｕ（ｔ）の演算課程にお
いて、ｅ（ｔ）をｅ（ｔ）＝Ｖd（ｔ）−Ｖ（ｔ）によ
って定義される偏差、ｋi（＞０，ｉ＝ｎ−１〜０）を
偏差フィードバック係数、目標偏差特性をｄnｅ（ｔ）
／ｄｔn＝−ｋn-1・ｄn-1ｅ（ｔ）／ｄｔn-1…−ｋ0・
ｅ（ｔ）、ｂｅｓｔを制御入力特性とし、目標軌跡生成
装置の出力と微小時間Ｌ以前のアクチュエータへの制御
入力ｕ（ｔ−Ｌ）から、適応制御の一種であるタイムデ
ィレイコントロールによりアクチュエータへの制御入力
ｕ（ｔ）をｕ（ｔ）＝ｕ（ｔ−Ｌ）＋〔−ｄnＶ（ｔ−
Ｌ）／ｄｔn＋ｄnＶd（ｔ）／ｄｔn＋ｋn-1・ｄn-1ｅ
（ｔ）／ｄｔn-1＋…＋ｋ0・ｅ（ｔ）〕／ｂｅｓｔによ
って演算する制御量演算装置と、過去のｎ個の時点の車
速と１階〜ｎ階までの車速の微分値と過去のｎ個の時点
の制御入力とから入力特性ｂとａn-1〜ａ0をｎ個の連立
方程式の解として求める制御プラント推定装置を備え、
入力特性ｂの推定値を前記ｂｅｓｔとする。
成するため、 （１）車両の実車速Ｖ（ｔ）を検出する車速検出装置
と、運転者の意志により目標車速Ｖｓｅｔを設定する目
標車速設定装置と、定速走行装置の開始と解除を行う定
速走行指令装置と、車両のエンジンのスロットル開度を
変化させるアクチュエータと、アクチュエータ現在位置
検知装置と、車両の実車速Ｖ（ｔ）と目標車速Ｖｓｅｔ
と前記アクチュエータの現在位置からアクチュエータに
駆動信号を出力するコントローラとを具備し、そのコン
トローラ内には車速の目標軌跡Ｖd（ｔ）を出力する目
標軌跡生成装置と、Ｖ（ｓ）／Ｕ（ｓ）＝ｂ／（ｓn＋
ａn-1・ｓn-1＋…＋ａ0）（ｓはラプラス演算子、ｎは
自然数）によって表現可能な一入力一出力のエンジンの
制御対象に対し、その制御入力ｕ（ｔ）の演算課程にお
いて、ｅ（ｔ）をｅ（ｔ）＝Ｖd（ｔ）−Ｖ（ｔ）によ
って定義される偏差、ｋi（＞０，ｉ＝ｎ−１〜０）を
偏差フィードバック係数、目標偏差特性をｄnｅ（ｔ）
／ｄｔn＝−ｋn-1・ｄn-1ｅ（ｔ）／ｄｔn-1…−ｋ0・
ｅ（ｔ）、ｂｅｓｔを制御入力特性とし、目標軌跡生成
装置の出力と微小時間Ｌ以前のアクチュエータへの制御
入力ｕ（ｔ−Ｌ）から、適応制御の一種であるタイムデ
ィレイコントロールによりアクチュエータへの制御入力
ｕ（ｔ）をｕ（ｔ）＝ｕ（ｔ−Ｌ）＋〔−ｄnＶ（ｔ−
Ｌ）／ｄｔn＋ｄnＶd（ｔ）／ｄｔn＋ｋn-1・ｄn-1ｅ
（ｔ）／ｄｔn-1＋…＋ｋ0・ｅ（ｔ）〕／ｂｅｓｔによ
って演算する制御量演算装置と、過去のｎ個の時点の車
速と１階〜ｎ階までの車速の微分値と過去のｎ個の時点
の制御入力とから入力特性ｂとａn-1〜ａ0をｎ個の連立
方程式の解として求める制御プラント推定装置を備え、
入力特性ｂの推定値を前記ｂｅｓｔとする。
【０００７】（２）制御プラント推定装置に用いる過去
のｎ個の時点の車速とその１階からｎ階までの微分値と
過去のｎ個の時点の制御入力は車速のｎ階微分値の絶対
値が所定値よりも大きいときのみ入力特性ｂの推定に用
いるデータとする。
のｎ個の時点の車速とその１階からｎ階までの微分値と
過去のｎ個の時点の制御入力は車速のｎ階微分値の絶対
値が所定値よりも大きいときのみ入力特性ｂの推定に用
いるデータとする。
【０００８】（３）セット，リジューム開始時の車速を
Ｖ０とすると、Ｖ０と制御プラントの係数ａ0とｂを用
いて、初期制御入力ｕ（０）＝Ｖ０×ａ0／ｂとして与
える。ようにしたものである。
Ｖ０とすると、Ｖ０と制御プラントの係数ａ0とｂを用
いて、初期制御入力ｕ（０）＝Ｖ０×ａ0／ｂとして与
える。ようにしたものである。
【０００９】
【作用】本発明の上記した手段による作用は下記の通り
である。
である。
【００１０】（１）実車速を目標車速に追従させるよう
にアクチュエータへの制御量を演算する際、Ｖ（ｓ）／
Ｕ（ｓ）＝ｂ／（ｓn＋ａn-1・ｓn-1＋…＋ａ0）（ｓは
ラプラス演算子、ｎは自然数）によって表現可能な一入
力一出力のエンジンの制御対象に対し、入力配分特性ｂ
が未知で制御入力特性ｂｅｓｔと異なる場合に、過去の
ｎ個の時点の車速と１階〜ｎ階までの車速の微分値と前
記制御入力とから入力特性ｂとａn-1〜ａ0を推定し、入
力特性の推定値ｂをｂｅｓｔに一致させることにより、
車速のオーバーシュートや、スロットル開度が必要以上
に変動を防ぐことができ、乗車フィーリングがｂｅｓｔ
が固定の時に比較して大幅に向上し、車速を目標車速に
良好に追随させることができる。
にアクチュエータへの制御量を演算する際、Ｖ（ｓ）／
Ｕ（ｓ）＝ｂ／（ｓn＋ａn-1・ｓn-1＋…＋ａ0）（ｓは
ラプラス演算子、ｎは自然数）によって表現可能な一入
力一出力のエンジンの制御対象に対し、入力配分特性ｂ
が未知で制御入力特性ｂｅｓｔと異なる場合に、過去の
ｎ個の時点の車速と１階〜ｎ階までの車速の微分値と前
記制御入力とから入力特性ｂとａn-1〜ａ0を推定し、入
力特性の推定値ｂをｂｅｓｔに一致させることにより、
車速のオーバーシュートや、スロットル開度が必要以上
に変動を防ぐことができ、乗車フィーリングがｂｅｓｔ
が固定の時に比較して大幅に向上し、車速を目標車速に
良好に追随させることができる。
【００１１】（２）車速のｎ階微分値の絶対値が所定値
よりも大きいときのみ入力特性ｂの推定を行うことによ
り、入力特性ｂとａn-1〜ａ0をｎ個の連立方程式の解と
して求める際、車速Ｖ（ｔ）と制御入力ｕ（ｔ）の変動
があまり小さい時にｂの計算誤差が大きくなるのを防
ぎ、ｂの推定精度を向上させる。その結果、車速のオー
バーシュートや、スロットル開度が必要以上に変動する
のを防ぐことができ、車速を目標車速に良好に追随させ
ることができる。
よりも大きいときのみ入力特性ｂの推定を行うことによ
り、入力特性ｂとａn-1〜ａ0をｎ個の連立方程式の解と
して求める際、車速Ｖ（ｔ）と制御入力ｕ（ｔ）の変動
があまり小さい時にｂの計算誤差が大きくなるのを防
ぎ、ｂの推定精度を向上させる。その結果、車速のオー
バーシュートや、スロットル開度が必要以上に変動する
のを防ぐことができ、車速を目標車速に良好に追随させ
ることができる。
【００１２】（３）セット，リジューム開始時の車速を
Ｖ０とすると、Ｖ０と制御プラントの係数ａ0とｂを用
いて、定常走行中のスロットル開度は、Ｖ０×ａ0／ｂ
と予測される。初期制御入力ｕ（０）＝Ｖ０×ａ0／ｂ
として与えることにより、セットまたはリジューム動作
直前のスロットル開度になるまでアクチュエータを速や
かに起動させ、アクチュエータからスロットル機構部の
ワイヤの遊びのために生じる車速の一時的な低下を防
ぎ、速やかに車速をセットおよびリジューム時の目標車
速に良好に追随させることができる。
Ｖ０とすると、Ｖ０と制御プラントの係数ａ0とｂを用
いて、定常走行中のスロットル開度は、Ｖ０×ａ0／ｂ
と予測される。初期制御入力ｕ（０）＝Ｖ０×ａ0／ｂ
として与えることにより、セットまたはリジューム動作
直前のスロットル開度になるまでアクチュエータを速や
かに起動させ、アクチュエータからスロットル機構部の
ワイヤの遊びのために生じる車速の一時的な低下を防
ぎ、速やかに車速をセットおよびリジューム時の目標車
速に良好に追随させることができる。
【００１３】
【実施例】以下、本発明の詳細について図面を用いて説
明する。
明する。
【００１４】はじめに、車両用定速走行装置のシステム
構成および制御系の構成について説明する。
構成および制御系の構成について説明する。
【００１５】図２は車両用定速走行装置のシステム構成
を概念的に示した構成を示すブロック図である。車両の
実車速を検出する車速検出装置１と運転者の意志により
目標車速を設定し、定速走行装置の開始と解除および目
的車速を増減速を入力する目標車速設定装置２と車両の
エンジン６のスロットル開度を変化させるアクチュエー
タ３と車両の実車速と目標車速とから、アクチュエータ
３に制御入力３１を出力するコントローラ８と、アクチ
ュエータ３の変位３６とアクセル開度３７の大きい方を
スロットル開度に伝達するスロットル機構部５を備え、
定速走行しない時はアクセル開度３７がスロットル開度
３２に伝わる。定速走行開始信号を出力する定速走行指
令装置４より定速走行指令信号３０が入力されると、コ
ントローラ８は車速検出装置１により実車速信号３５と
目標車速設定装置２により設定された目標車速２９を検
出し、目標車速２９と実車速３５が一致するようにアク
チュエータ３に目標制御角度として制御入力３１を出力
し車体７を通して車速が一定となる定速走行制御を実現
する。なお、１０は制御対象であるプラント、３３はエ
ンジントルク、３４は車速を示す。
を概念的に示した構成を示すブロック図である。車両の
実車速を検出する車速検出装置１と運転者の意志により
目標車速を設定し、定速走行装置の開始と解除および目
的車速を増減速を入力する目標車速設定装置２と車両の
エンジン６のスロットル開度を変化させるアクチュエー
タ３と車両の実車速と目標車速とから、アクチュエータ
３に制御入力３１を出力するコントローラ８と、アクチ
ュエータ３の変位３６とアクセル開度３７の大きい方を
スロットル開度に伝達するスロットル機構部５を備え、
定速走行しない時はアクセル開度３７がスロットル開度
３２に伝わる。定速走行開始信号を出力する定速走行指
令装置４より定速走行指令信号３０が入力されると、コ
ントローラ８は車速検出装置１により実車速信号３５と
目標車速設定装置２により設定された目標車速２９を検
出し、目標車速２９と実車速３５が一致するようにアク
チュエータ３に目標制御角度として制御入力３１を出力
し車体７を通して車速が一定となる定速走行制御を実現
する。なお、１０は制御対象であるプラント、３３はエ
ンジントルク、３４は車速を示す。
【００１６】図１は本発明の第１の実施例を示す制御ブ
ロック図で、図２と同じ部分については図２と同じ符号
を付している。
ロック図で、図２と同じ部分については図２と同じ符号
を付している。
【００１７】制御対象であるプラント１０はアクチュエ
ータ３とスロットル機構部５とエンジン６、車体７であ
り、制御入力ｕ（ｔ）によりアクチュエータ３が動作
し、スロットル機構部５を介してスロットルバルブ開度
を調節し、車体７を通し実車速Ｖを出力する。目標軌跡
生成装置９は目標車速２９を入力とし希望する車速の過
渉応答である目標軌跡車速Ｖd（ｔ）を出力する。この
目標軌跡車速Ｖd（ｔ）と実車速Ｖとの偏差ｅが零とな
るようにアクチュエータ３へ制御入力ｕ（ｔ）が算出さ
れる。その制御入力ｕ（ｔ）は微小時間前のアクチュエ
ータ３の制御入力ｕ（ｔ）との差分の形式で出力する。
ータ３とスロットル機構部５とエンジン６、車体７であ
り、制御入力ｕ（ｔ）によりアクチュエータ３が動作
し、スロットル機構部５を介してスロットルバルブ開度
を調節し、車体７を通し実車速Ｖを出力する。目標軌跡
生成装置９は目標車速２９を入力とし希望する車速の過
渉応答である目標軌跡車速Ｖd（ｔ）を出力する。この
目標軌跡車速Ｖd（ｔ）と実車速Ｖとの偏差ｅが零とな
るようにアクチュエータ３へ制御入力ｕ（ｔ）が算出さ
れる。その制御入力ｕ（ｔ）は微小時間前のアクチュエ
ータ３の制御入力ｕ（ｔ）との差分の形式で出力する。
【００１８】以上の操作により、実車速が目標車速２９
に希望の応答特性で追従する速度制御を行うことができ
る。まず、実システムの同定によるモデルの構築につい
て説明する。本実施例においては、周波数応答法により
同定を行う。制御対象はプラント１０（アクチュエータ
３，スロットル機構部５，エンジン６および車体７）と
し、この伝達関数をＧ（Ｓ）、アクチュエータ３への制
御入力をＵ（Ｓ）、出力の車速をＶ（Ｓ）として表す。
Ｇ（Ｓ）を前記周波数応答法により決定する。一般に伝
達関数は次式で表現できる。
に希望の応答特性で追従する速度制御を行うことができ
る。まず、実システムの同定によるモデルの構築につい
て説明する。本実施例においては、周波数応答法により
同定を行う。制御対象はプラント１０（アクチュエータ
３，スロットル機構部５，エンジン６および車体７）と
し、この伝達関数をＧ（Ｓ）、アクチュエータ３への制
御入力をＵ（Ｓ）、出力の車速をＶ（Ｓ）として表す。
Ｇ（Ｓ）を前記周波数応答法により決定する。一般に伝
達関数は次式で表現できる。
【００１９】
【数１】
【００２０】実験車のエンジン制御対象の同定実験の結
果、実験車のエンジン制御対象が下記の（数２）で示す
１次遅れ系によって近似できることが明らかになったの
で、１次遅れ系の制御対象（ｎ＝１）についての第１の
実施例を説明する。
果、実験車のエンジン制御対象が下記の（数２）で示す
１次遅れ系によって近似できることが明らかになったの
で、１次遅れ系の制御対象（ｎ＝１）についての第１の
実施例を説明する。
【００２１】
【数２】
【００２２】（数２）を時間領域で表現すると、
【００２３】
【数３】
【００２４】となり、過去の時刻ｔ＝ｔ0とｔ＝ｔ1につ
いても
いても
【００２５】
【数４】
【００２６】
【数５】
【００２７】が成立する。（数４）と（数５）をマトリ
クス形成で表現すると、
クス形成で表現すると、
【００２８】
【数６】
【００２９】となり、ｂ，ａ0について求めると、
【００３０】
【数７】
【００３１】が得られる。すなわち、ｎ＝１のとき、制
御プラント推定装置１１において、過去の２つの時点で
の車速とその微分値、そのときの制御入力ｕ（ｔ）がわ
かると（数７）により、制御対象の定数ａ0とｂを求め
ることができる。そのｂをｂｅｓｔとして、タイムディ
レイコントロールにより制御入力ｕ（ｔ）は、
御プラント推定装置１１において、過去の２つの時点で
の車速とその微分値、そのときの制御入力ｕ（ｔ）がわ
かると（数７）により、制御対象の定数ａ0とｂを求め
ることができる。そのｂをｂｅｓｔとして、タイムディ
レイコントロールにより制御入力ｕ（ｔ）は、
【００３２】
【数８】
【００３３】で与える。（数８）の演算を図１のコント
ローラ内に示している。また、（数７）を用いてｂを算
出する場合、時刻ｔ0とｔ1の間において、ｕ（ｔ0）と
ｕ（ｔ1）の変化が小さいときには車速の微分値の変動
が小さく、制御入力の変化が小さく、ａ0とｂの演算誤
差が大きくなる。そこで、車速の１階微分値の絶対値が
所定値よりも大きいときのみ（数７）を用いて、ａ0と
入力特性ｂの演算を行うようにすると、ａ0とｂの演算
誤差が大きくなるのを防ぎ、推定精度を向上させること
ができる。
ローラ内に示している。また、（数７）を用いてｂを算
出する場合、時刻ｔ0とｔ1の間において、ｕ（ｔ0）と
ｕ（ｔ1）の変化が小さいときには車速の微分値の変動
が小さく、制御入力の変化が小さく、ａ0とｂの演算誤
差が大きくなる。そこで、車速の１階微分値の絶対値が
所定値よりも大きいときのみ（数７）を用いて、ａ0と
入力特性ｂの演算を行うようにすると、ａ0とｂの演算
誤差が大きくなるのを防ぎ、推定精度を向上させること
ができる。
【００３４】つぎに本発明の第２の実施例について述べ
る。図３は第２の実施例の制御ブロック図であり、図１
および図２と同じ部分については、同じ符号を付してい
る。
る。図３は第２の実施例の制御ブロック図であり、図１
および図２と同じ部分については、同じ符号を付してい
る。
【００３５】（数２）で表現できるエンジン伝達関数に
おいて、車速Ｖ０で定速走行するとき、（数２）におい
て
おいて、車速Ｖ０で定速走行するとき、（数２）におい
て
【００３６】
【数９】
【００３７】とおいて、制御入力ｕ（ｔ）について求め
ると、
ると、
【００３８】
【数１０】
【００３９】で与えらる。すなわち、定速走行時の制御
入力ｕ（ｔ）（スロットル開度）は（数１０）とおり、
図３において、制御プラント推定装置１１と初期車速記
憶装置１２を用いて、（数１０）を計算し、セット，リ
ジューム開始時の、初期制御入力ｕ（０）を与える。
入力ｕ（ｔ）（スロットル開度）は（数１０）とおり、
図３において、制御プラント推定装置１１と初期車速記
憶装置１２を用いて、（数１０）を計算し、セット，リ
ジューム開始時の、初期制御入力ｕ（０）を与える。
【００４０】以上説明したように本実施例によれば、制
御プラント推定装置１１において、過去の２つの時点の
車速と車速の微分値、制御入力を用いて、制御プラント
の係数ｂを推定し、そのｂをｂｅｓｔとして、タイムデ
ィレイコントロールにより制御入力ｕ（ｔ）は（数８）
で与える。また車速の１階微分値の絶対値が所定値より
も大きいときのみ（数７）を用いて、ａ0と入力特性ｂ
の演算を行うようにすると、ａ0とｂの演算誤差が大き
くなるのを防ぎ、推定精度を向上させる。
御プラント推定装置１１において、過去の２つの時点の
車速と車速の微分値、制御入力を用いて、制御プラント
の係数ｂを推定し、そのｂをｂｅｓｔとして、タイムデ
ィレイコントロールにより制御入力ｕ（ｔ）は（数８）
で与える。また車速の１階微分値の絶対値が所定値より
も大きいときのみ（数７）を用いて、ａ0と入力特性ｂ
の演算を行うようにすると、ａ0とｂの演算誤差が大き
くなるのを防ぎ、推定精度を向上させる。
【００４１】またプラントの定数ｂとａ0を用いて、セ
ット，リジューム開始時の、初期制御入力ｕ（０）を
（数１０）で与えることにより、アクチュエータ３から
スロットル機構部５のワイヤの遊びのために生じる車速
の一時的な低下を防ぎ、速やかに車速をセットおよびリ
ジューム時の目標車速に追随させる。
ット，リジューム開始時の、初期制御入力ｕ（０）を
（数１０）で与えることにより、アクチュエータ３から
スロットル機構部５のワイヤの遊びのために生じる車速
の一時的な低下を防ぎ、速やかに車速をセットおよびリ
ジューム時の目標車速に追随させる。
【００４２】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明に
よれば、第１の発明により、実車速を目標車速に追従さ
せるようにアクチュエータへの制御量を演算する際、Ｖ
（ｓ）／Ｕ（ｓ）＝ｂ（ｓn＋ａn-1・ｓn-1＋…＋ａ0）
（ｓはラプラス演算子、ｎは自然数）によって表現可能
な一入力一出力のエンジンの制御対象に対し、入力配分
特性ｂが未知で制御入力特性ｂｅｓｔと異なる場合に、
過去のｎ個の時点の車速と１階〜ｎ階までの車速の微分
値と過去ｎ個の時点からの制御入力とから入力特性ｂと
ａn-1〜ａ0を推定し、入力特性の推定値ｂをｂｅｓｔに
一致させることにより、車速のオーバーシュートや、ス
ロットル開度が必要以上に変動するのを防ぐことがで
き、乗車フィーリングがｂｅｓｔが固定の時に比較して
大幅に向上し、車速を目標車速に良好に追随させること
ができる。制御プラントを推定することでプラントの動
特性が変化する場合においても常に良好な応答波形を得
ることができるとともに、異なる車種にこのシステムを
移行する場合、チューニングの時間とコストを低減でき
るという効果を有し、容易に異車種間の共通性を実現で
きる。
よれば、第１の発明により、実車速を目標車速に追従さ
せるようにアクチュエータへの制御量を演算する際、Ｖ
（ｓ）／Ｕ（ｓ）＝ｂ（ｓn＋ａn-1・ｓn-1＋…＋ａ0）
（ｓはラプラス演算子、ｎは自然数）によって表現可能
な一入力一出力のエンジンの制御対象に対し、入力配分
特性ｂが未知で制御入力特性ｂｅｓｔと異なる場合に、
過去のｎ個の時点の車速と１階〜ｎ階までの車速の微分
値と過去ｎ個の時点からの制御入力とから入力特性ｂと
ａn-1〜ａ0を推定し、入力特性の推定値ｂをｂｅｓｔに
一致させることにより、車速のオーバーシュートや、ス
ロットル開度が必要以上に変動するのを防ぐことがで
き、乗車フィーリングがｂｅｓｔが固定の時に比較して
大幅に向上し、車速を目標車速に良好に追随させること
ができる。制御プラントを推定することでプラントの動
特性が変化する場合においても常に良好な応答波形を得
ることができるとともに、異なる車種にこのシステムを
移行する場合、チューニングの時間とコストを低減でき
るという効果を有し、容易に異車種間の共通性を実現で
きる。
【００４３】また車速のｎ階微分値の絶対値が所定値よ
りも大きいときのみ入力特性ｂの推定を行うことによ
り、入力特性ｂとａn-1〜ａ0をｎ個の連立方程式の解と
して求める際にｂの計算誤差が大きくなるのを防ぎ、ｂ
の推定精度を向上させる。その結果、車速のオーバーシ
ュートや、スロットル開度が必要以上に変動するのを防
ぐことができる。
りも大きいときのみ入力特性ｂの推定を行うことによ
り、入力特性ｂとａn-1〜ａ0をｎ個の連立方程式の解と
して求める際にｂの計算誤差が大きくなるのを防ぎ、ｂ
の推定精度を向上させる。その結果、車速のオーバーシ
ュートや、スロットル開度が必要以上に変動するのを防
ぐことができる。
【００４４】第２の発明では、初期制御入力ｕ（０）＝
Ｖ０×ａ0／ｂとして与えることにより、セットまたは
リジューム動作直前のスロットル開度になるまでアクチ
ュエータを速やかに起動させ、アクチュエータからスロ
ットル機構部ワイヤの遊びのために生じる車速の一時的
な低下を防ぎ、速やかに車速をセットおよびリジューム
時の目標車速に良好に追随させることができる。
Ｖ０×ａ0／ｂとして与えることにより、セットまたは
リジューム動作直前のスロットル開度になるまでアクチ
ュエータを速やかに起動させ、アクチュエータからスロ
ットル機構部ワイヤの遊びのために生じる車速の一時的
な低下を防ぎ、速やかに車速をセットおよびリジューム
時の目標車速に良好に追随させることができる。
【００４５】なお、第２の発明に関しては、第１の発明
と組み合わせた形で説明したが、制御プラント推定装置
が存在しない既知の制御プラントに対しても用いること
ができる。制御プラントは１次系に限定されるものでは
なく２次遅れ系以上の制御プラントに対しても適応可能
である。
と組み合わせた形で説明したが、制御プラント推定装置
が存在しない既知の制御プラントに対しても用いること
ができる。制御プラントは１次系に限定されるものでは
なく２次遅れ系以上の制御プラントに対しても適応可能
である。
【図１】本発明の定速走行装置の一実施例の制御ブロッ
ク図である。
ク図である。
【図２】同定速走行装置のシステム構成を概念的に示し
たブロック図である。
たブロック図である。
【図３】本発明の定速走行装置の他の実施例の制御ブロ
ック図である。
ック図である。
１ 車速検出装置 ２ 目標車速設定装置 ３ アクチュエータ ４ 定速走行指令装置 ６ エンジン ７ 車体 ８ コントローラ ９ 目標軌跡生成装置 １１ 制御プラント推定装置
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−314635（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−85027（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−31134（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−163601（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−254032（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B60K 31/00 - 31/18 F02D 29/00 - 29/06 F02D 41/00 - 41/40
Claims (3)
- 【請求項１】 車両の実車速Ｖ（ｔ）を検出する車速検
出装置と、運転者の意志により目標車速Ｖｓｅｔを設定
する目標車速設定装置と、定速走行装置の開始と解除を
行う定速走行指令装置と、車両のエンジンのスロットル
開度を変化させるアクチュエータと、アクチュエータ現
在位置検知装置と、車両の実車速Ｖ（ｔ）と目標車速Ｖ
ｓｅｔとアクチュエータの現在位置からアクチュエータ
に駆動信号を出力するコントローラとを具備し、そのコ
ントローラ内には車速の目標軌跡Ｖd（ｔ）を出力する
目標軌跡生成装置と、Ｖ（ｓ）／Ｕ（ｓ）＝ｂ／（ｓn
＋ａn-1・ｓn-1＋…＋ａ0）（ｓはラプラス演算子、ｎ
は自然数）によって表現可能な一入力一出力のエンジン
の制御対象に対し、その制御入力ｕ（ｔ）の演算課程に
おいて、ｅ（ｔ）をｅ（ｔ）＝Ｖd（ｔ）−Ｖ（ｔ）に
よって定義される偏差、Ｋi（＞０，ｉ＝ｎ−１〜０）
を偏差フィードバック係数、目標偏差特性をｄnｅ
（ｔ）／ｄｔn＝−ｋ n-1 ・ｄ n-1 ｅ（ｔ）／ｄｔ n-1 …−
ｋ 0 ・ｅ（ｔ），ｂｅｓｔを制御入力特性とし、目標軌
跡生成装置の出力と微小時間Ｌ以前のアクチュエータへ
の制御入力ｕ（ｔ−Ｌ）から、適応制御の一種であるタ
イムディレイコントロールによりアクチュエータへの制
御入力ｕ（ｔ）をｕ（ｔ）＝ｕ（ｔ−Ｌ）＋〔−ｄnＶ
（ｔ−Ｌ）／ｄｔn＋ｄnＶd（ｔ）／ｄｔn＋ｋn-1・ｄ
n-1ｅ（ｔ）／ｄｔn-1＋…＋ｋ0・ｅ（ｔ）〕／ｂｅｓ
ｔによって演算する制御量演算装置と、過去のｎ個の時
点の車速と１階〜ｎ階までの車速の微分値と過去のｎ個
の時点の制御入力とから、入力特性ｂとａn-1〜ａ0をｎ
個の連立方程式の解として求める制御プラント推定装置
を備え、前記入力特性ｂの推定値を前記ｂｅｓｔとする
車両用定速走行装置。 - 【請求項２】 制御プラント推定装置に用いる過去のｎ
個の時点の車速とその１階からｎ階までの微分値と過去
のｎ個の時点の制御入力は車速のｎ階微分値の絶対値が
所定値よりも大きいときのみ入力特性ｂの推定に用いる
データとする請求項１記載の車両用定速走行装置。 - 【請求項３】 車両の実車速Ｖ（ｔ）を検出する車速検
出手段と、運転者の意志により目標車速Ｖｓｅｔを設定
する目標車速設定装置と、定速走行装置の開始と解除を
行う定速走行指令装置と、車両のエンジンのスロットル
開度を変化させるアクチュエータと、アクチュエータ現
在位置検知装置と、車両の実車速Ｖ（ｔ）と目標車速Ｖ
ｓｅｔとアクチュエータの現在位置からアクチュエータ
に駆動信号を出力するコントローラとを具備し、そのコ
ントローラ内には車速の目標軌跡Ｖd（ｔ）を出力する
目標軌跡生成装置と、Ｖ（ｓ）／Ｕ（ｓ）＝ｂ／（ｓn
＋ａ n-1・ｓn-1＋…＋ａ0）（ｓはラプラス演算子、ｎ
は自然数）によって表現可能な一入力一出力のエンジン
の制御対象に対し、その制御入力ｕ（ｔ）の演算課程に
おいて、ｅ（ｔ）をｅ（ｔ）＝Ｖd（ｔ）−Ｖ（ｔ）に
よって定義される偏差、ｋi（＞０，ｉ＝ｎ−１〜０）
を偏差フィードバック係数、目標偏差特性をｄnｅ
（ｔ）／ｄｔn＝−ｋn-1・ｄn-1ｅ（ｔ）／ｄｔn-1…−
ｋ0・ｅ（ｔ）、ｂｅｓｔを制御入力特性とし、目標軌
跡生成装置の出力と微小時間Ｌ以前のアクチュエータへ
の制御入力ｕ（ｔ−Ｌ）から、適応制御の一種であるタ
イムディレイコントロールによりアクチュエータへの制
御入力ｕ（ｔ）をｕ（ｔ）＝ｕ（ｔ−Ｌ）＋〔−ｄnＶ
（ｔ−Ｌ）／ｄｔn＋ｄnＶd（ｔ）／ｄｔn＋ｋn-1・ｄ
n-1ｅ（ｔ）／ｄｔn-1＋…＋ｋ0・ｅ（ｔ）〕／ｂｅｓ
ｔによって演算する制御量演算装置とを備え、セット，
リジューム開始時の車速をＶ０とすると、Ｖ０と制御プ
ラントの係数ａ0とｂを用いて、初期制御入力ｕ（０）
をｕ（０）＝Ｖ０×ａ0／ｂとして与えられる車両用定
速走行装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3147153A JP2871169B2 (ja) | 1991-06-19 | 1991-06-19 | 車両用定速走行装置 |
| EP92110324A EP0519477B1 (en) | 1991-06-19 | 1992-06-19 | Constant speed maintaining apparatus for vehicle |
| US07/901,578 US5329454A (en) | 1991-06-19 | 1992-06-19 | Constant speed maintaining apparatus for vehicle |
| DE69209159T DE69209159T2 (de) | 1991-06-19 | 1992-06-19 | Vorrichtung zur Aufrechterhaltung einer gleichbleibenden Geschwindigkeit eines Kraftfahrzeuges |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3147153A JP2871169B2 (ja) | 1991-06-19 | 1991-06-19 | 車両用定速走行装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04372430A JPH04372430A (ja) | 1992-12-25 |
| JP2871169B2 true JP2871169B2 (ja) | 1999-03-17 |
Family
ID=15423786
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3147153A Expired - Fee Related JP2871169B2 (ja) | 1991-06-19 | 1991-06-19 | 車両用定速走行装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2871169B2 (ja) |
-
1991
- 1991-06-19 JP JP3147153A patent/JP2871169B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04372430A (ja) | 1992-12-25 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |