JP3111484B2 - Constant speed traveling equipment for vehicles - Google Patents
Constant speed traveling equipment for vehiclesInfo
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- 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)
- Control Of Velocity Or Acceleration (AREA)
- Control Of Driving Devices And Active Controlling Of Vehicle (AREA)
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、車両用定速走行装置に
関し、更に詳しくは、予め設定された目標車速よりも低
い車速に一旦減速した後、加速して車速を目標車速に復
帰せしめ、該目標車速で車両を定速走行させる車両用定
速走行装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a constant speed traveling device for a vehicle, and more particularly, to temporarily reduce the vehicle speed to a vehicle speed lower than a predetermined target vehicle speed, and then accelerate the vehicle to return the vehicle speed to the target vehicle speed. The present invention relates to a constant-speed traveling device for a vehicle that causes a vehicle to travel at a constant speed at the target vehicle speed.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来の車両用定速走行装置には、予め設
定された目標車速よりも低い車速に一旦減速した後、予
め定められた加速度で加速し、車速を前記目標車速に復
帰させる所謂リジューム機能がある。このリジューム動
作においては、最初予め定められた目標加速度となるよ
うな定加速度制御を行い、実際の車速と目標車速との差
が所定の値となった場合に定車速制御に移行するように
なっている。なお、目標加速度はドライバピリティを損
なわないような値に予め設定されている。また、定加速
度制御および定速度制御では通常のPID(またはP
D)制御法が使用されている。2. Description of the Related Art A conventional constant-speed traveling device for a vehicle includes a so-called so-called "vehicle speed reduction device" which once decelerates to a vehicle speed lower than a preset target vehicle speed, accelerates at a predetermined acceleration, and returns the vehicle speed to the target vehicle speed. There is a resume function. In this resume operation, first, constant acceleration control is performed so as to attain a predetermined target acceleration, and when the difference between the actual vehicle speed and the target vehicle speed becomes a predetermined value, the routine shifts to constant vehicle speed control. ing. Note that the target acceleration is set in advance to a value that does not impair the driver's spirit. In constant acceleration control and constant speed control, a normal PID (or PID) is used.
D) A control method is used.
【0003】図9は上述したような従来の定速走行装置
におけるリジューム機能の作用を示す説明図である。同
図において、目標車速はVspr で示され、これに対して
現在の実際の車速はVspで示すように時刻t0では低い値
にある。このような状態において、時刻t0でリジューム
スイッチが操作されてオンとなると、まず定加速度制御
モードに入り、加速度αで加速され、車速Vspは増大し
ていく。そして、この車速Vspと目標車速Vspr との差
が時刻t10 に示すように所定値内になると、定速制御モ
ードに移行する。しかしながら、各制御則は各々関連が
ないので、モードが切り替わる時に図9において点線8
1,82に示すように加速度段差が発生し、また車速も
点線83で示すようにオーバーシュートが発生する。ま
た、特定のエンジン、トリクコンバータまたはそれらの
特定の運転領域においてPID制御ゲインがチューニン
グされていても、エンジン、トルクコンバータの運転領
域の移動や機種の変更により図9に示すように車速の応
答特性が低下する。FIG. 9 is an explanatory diagram showing the operation of the resume function in the above-described conventional constant-speed traveling device. In the figure, the target vehicle speed is indicated by Vspr, whereas the current actual vehicle speed is low at time t0 as indicated by Vsp. In such a state, when the resume switch is operated and turned on at time t0, first, a constant acceleration control mode is entered, the vehicle is accelerated at the acceleration α, and the vehicle speed Vsp increases. When the difference between the vehicle speed Vsp and the target vehicle speed Vspr falls within a predetermined value as shown at time t10, the mode shifts to the constant speed control mode. However, since each control law is not related, when the mode is switched, a dotted line 8 in FIG.
As indicated by reference numerals 1 and 82, an acceleration step occurs, and the vehicle speed also causes an overshoot as indicated by a dotted line 83. Further, even if the PID control gain is tuned in a specific engine, a torque converter, or a specific operating region thereof, the response characteristics of the vehicle speed as shown in FIG. Decrease.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】従来の車両用定速走行
装置では、上述したように、定加速度制御から定車速制
御に移行する時に、加速度段差またはトルク段差が発生
するとともに、また車速がオーバーシュートするという
問題がある。As described above, in the conventional vehicle cruise control system, when shifting from the constant acceleration control to the constant vehicle speed control, an acceleration step or a torque step occurs, and the vehicle speed is increased. There is a problem of shooting.
【0005】また、定速制御への移行後、車速の目標値
への到達の仕方(過渡特性)はPID制御ゲインおよび
エンジンやトルクコンバータの特性および運転領域のよ
うな車両状態、走行抵抗等の外乱に依存するので、好ま
しい一定車速の過渡特性を得るにはPID制御ゲインの
複雑なチューニング作業が必要であるという問題があ
る。After the shift to the constant speed control, the manner in which the vehicle speed reaches the target value (transient characteristics) depends on the PID control gain, the characteristics of the engine and the torque converter, the vehicle conditions such as the driving range, the running resistance, and the like. Since it depends on disturbance, there is a problem that a complicated tuning operation of the PID control gain is required to obtain a preferable transient characteristic of a constant vehicle speed.
【0006】本発明は、上記に鑑みてなされたもので、
その目的とするところは、目標車速よりも低い車速から
加速して目標車速に車速を復帰させる場合における定加
速度制御から定車速制御への移行時に加速度段差を生じ
ることなく、また複雑なチューニング作業等も必要とす
ることなくスムーズに復帰させることができる車両用定
速走行装置を提供することにある。[0006] The present invention has been made in view of the above,
The purpose is to avoid acceleration steps when changing from constant acceleration control to constant vehicle speed control when accelerating from a vehicle speed lower than the target vehicle speed and returning the vehicle speed to the target vehicle speed. It is another object of the present invention to provide a constant-speed traveling device for a vehicle that can smoothly return without requiring a vehicle.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の車両用定速走行装置は、図1に示すよう
に、予め設定された目標車速よりも低い車速から加速し
て車速を目標車速に到達せしめ、該目標車速で車両を定
速走行させる車両用定速走行装置であって、車両の速度
を検出する車速検出手段51と、設定された目標車速と
検出された車速の偏差を演算する車速偏差演算手段52
と、前記偏差の値が大きいほど大きく、小さいほど小さ
な値をとる定車速制御用目標加速度を演算する定車速制
御用目標加速度演算手段53と、前記定車速制御用目標
加速度と、定加速度制御用の所定の目標加速度とを比較
し、いずれか小さい方を選択する比較手段55と、前記
比較手段によって、選択された目標加速度を実現するよ
うにエンジン出力を制御する加速度制御手段57と、を
有することを要旨とする。In order to achieve the above object, a vehicle constant-speed traveling device according to the present invention accelerates the vehicle speed from a vehicle speed lower than a preset target vehicle speed as shown in FIG. A constant-speed traveling device for a vehicle that reaches a target vehicle speed and causes the vehicle to travel at a constant speed at the target vehicle speed, a vehicle speed detection unit 51 that detects a speed of the vehicle, and a deviation between the set target vehicle speed and the detected vehicle speed. Speed deviation calculating means 52 for calculating
When large as the value of the deviation is large, the constant vehicle speed control target acceleration calculating means 53 for calculating the constant vehicle speed control target acceleration taking smaller small value, the a constant vehicle speed control target acceleration, constant-acceleration control And a comparison means 55 for comparing the predetermined target acceleration and selecting the smaller one, and an acceleration control means 57 for controlling the engine output so as to achieve the selected target acceleration by the comparison means. That is the gist.
【0008】[0008]
【作用】本発明の車両用定速走行装置では、設定された
目標車速と検出された車速の偏差を演算し、この偏差の
値が大きいほど大きく、小さいほど小さな値をとる定車
速制御用目標加速度を演算しておき、この定車速制御用
目標加速度と、定加速度制御用の所定の目標加速度とを
比較し、いずれか小さい方を選択し、選択された目標加
速度を実現するようにエンジン出力を制御している。[Action] In the vehicular constant-speed running apparatus of the present invention have been set
Calculate the deviation between the target vehicle speed and the detected vehicle speed, and calculate the deviation
The target acceleration for constant vehicle speed control, which takes a larger value as the value becomes larger and takes a smaller value as the value becomes smaller, is calculated, and the target acceleration for the constant vehicle speed control is compared with a predetermined target acceleration for the constant acceleration control. And select the target
The engine output is controlled to achieve speed .
【0009】[0009]
【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0010】図2は、本発明の一実施例に係わる車両用
定速走行装置の構成を示すブロック図である。同図に示
す車両用定速走行装置は、車両の速度を検出する車速検
出手段51と、設定された目標車速と検出された車速の
偏差を演算する車速偏差演算手段52と、前記偏差の値
が大きいほど大きく、小さいほど小さな値をとる定車速
制御用目標加速度α1を演算する定車速制御用目標加速
度演算手段53と、前記定車速制御用目標加速度α1
と、定加速度制御用の所定の目標加速度α2とを比較
し、いずれか小さい方を選択する比較手段55と、前記
比較手段55によって、選択された目標加速度を実現す
るようにエンジン出力を制御する加速度制御手段57と
から構成されている。FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a constant speed traveling device for a vehicle according to one embodiment of the present invention. The vehicle constant-speed traveling device shown in FIG. 1 includes a vehicle speed detecting unit 51 for detecting a vehicle speed, a vehicle speed deviation calculating unit 52 for calculating a deviation between a set target vehicle speed and the detected vehicle speed, and a value of the deviation. A constant vehicle speed control target acceleration α1 which calculates a constant vehicle speed control target acceleration α1 which takes a larger value as the value is larger and a smaller value as the value is smaller;
And a predetermined target acceleration α2 for constant acceleration control, and a comparison means 55 for selecting the smaller one, and the engine output is controlled by the comparison means 55 so as to realize the selected target acceleration. And acceleration control means 57.
【0011】また、加速度制御手段57は、車両の走行
抵抗を推定する走行抵抗推定手段59と、この推定され
た走行抵抗と前記選択された最終目標加速度αfとに基
づいて必要な目標駆動軸トルクを演算する目標駆動軸ト
ルク演算手段61と、実際の駆動軸トルクが前記目標駆
動軸トルクに一致するようにエンジン出力を制御する駆
動軸トルク制御手段63とから構成されている。The acceleration control means 57 includes a running resistance estimating means 59 for estimating the running resistance of the vehicle, and a required target drive shaft torque based on the estimated running resistance and the selected final target acceleration αf. And a drive shaft torque control means 63 for controlling the engine output so that the actual drive shaft torque matches the target drive shaft torque.
【0012】更に、トルクコンバータを備えた車両用エ
ンジンにおいては、前記駆動軸トルク制御手段63は、
変速機における変速比を検出する変速比検出手段65
と、トルクコンバータの出力軸の回転速度を検出するト
ルクコンバータ出力軸回転速度検出手段67と、エンジ
ンの回転速度を検出するエンジン回転検出手段69と、
前記目標駆動軸トルク、変速比およびトルクコンバータ
出力軸回転速度に基づいて必要なエンジン回転速度を演
算する目標エンジン回転速度演算手段71と、実際のエ
ンジン回転速度が前記目標エンジン回転速度に一致する
ようにエンジンを制御するエンジン回転速度制御手段7
3とから構成されている。Further, in a vehicle engine having a torque converter, the drive shaft torque control means 63
Transmission ratio detection means 65 for detecting the transmission ratio in the transmission
A torque converter output shaft rotation speed detection means 67 for detecting the rotation speed of the output shaft of the torque converter, an engine rotation detection means 69 for detecting the rotation speed of the engine,
A target engine rotation speed calculating means for calculating a required engine rotation speed based on the target drive shaft torque, the gear ratio, and the torque converter output shaft rotation speed, and an actual engine rotation speed matching the target engine rotation speed. Engine speed control means 7 for controlling the engine
And 3.
【0013】図3は上述した図2に示す定速走行装置を
更に具体的に図示した全体構成図である。同図におい
て、前記エンジン回転検出手段69はクランク角センサ
1で構成され、このクランク角センサ1は例えばエンジ
ンのクランク軸またはカム軸に設けられ、単位クランク
角度毎の単位信号と基準クランク角度毎の基準信号とを
出力し、前記基準信号の周期または所定時間内における
前記単位信号の発生数を計測することによってエンジン
の回転速度を算出するようになっている。また、アクセ
ル開度センサ2はドライバによって操作されるアクセル
開度(アクセル操作量)Accをポテンショメータの出
力電圧によって検出する。FIG. 3 is an overall configuration diagram more specifically showing the constant speed traveling device shown in FIG. 2 described above. In the figure, the engine rotation detecting means 69 is constituted by a crank angle sensor 1, which is provided, for example, on the crankshaft or camshaft of the engine, and outputs a unit signal for each unit crank angle and a reference signal for each reference crank angle. A reference signal is output, and the rotation speed of the engine is calculated by measuring the period of the reference signal or the number of occurrences of the unit signal within a predetermined time. The accelerator opening sensor 2 detects the accelerator opening (accelerator operation amount) Acc operated by the driver based on the output voltage of the potentiometer.
【0014】前記トルクコンバータ出力軸回転速度検出
手段67はコンバータ出力軸回転速度センサ3で構成さ
れ、このコンバータ出力軸回転速度センサ3はエンジン
の出力軸に連結されたトルクコンバータ5の出力軸5A
の回転速度Ntを検出する。The torque converter output shaft rotation speed detecting means 67 is composed of a converter output shaft rotation speed sensor 3, and the converter output shaft rotation speed sensor 3 is connected to the output shaft of the engine.
Is detected.
【0015】更に、シフト位置センサ4は前記トルクコ
ンバータ5を介してエンジントルクが伝達されるトラン
スミション6のシフト位置(ギヤ位置)Pを検出するセ
ンサであり、走行抵抗やトランスミションの変速比(減
速比)等の運転負荷を検出するセンサとして設けられて
おり、前記変速比検出手段65に相当する。Further, the shift position sensor 4 is a sensor for detecting a shift position (gear position) P of the transmission 6 to which the engine torque is transmitted via the torque converter 5, and includes a running resistance and a gear ratio of the transmission. It is provided as a sensor for detecting an operation load such as a speed reduction ratio), and corresponds to the speed ratio detection means 65.
【0016】また、車速Vspを検出する車速センサ31
および予め記憶された目標車両に復帰させる所謂リジュ
ーム機能の開始を検出するリジュームスイッチ32が設
けられている。A vehicle speed sensor 31 for detecting a vehicle speed Vsp.
A resume switch 32 for detecting the start of a so-called resume function for returning to the target vehicle stored in advance is provided.
【0017】前記クランク角センサ1、アクセル開度セ
ンサ2、コンバータ出力軸回転速度センサ3、シフト位
置センサ4、車速センサ31およびリジュームスイッチ
32からの検出信号、更にスロットル弁22の開度θr
を検出するスロットルセンサ23からの検出信号はCP
U7に供給される。このCPU7は後述する図4のフロ
ーチャートに示す処理に従って演算を実施して、前記最
終目標加速度αfが得られるように目標スロットル弁開
度θoを求め、この目標スロットル弁開度をサーボ駆動
回路12に供給する。なお、CPU7にはスロットル弁
開度テーブル8が接続されている。CPU7は前記定車
速制御用目標加速度演算手段53、最終目標加速度選択
手段55および加速度制御手段57を構成するものであ
り、公知の方法により燃料噴射パルスを各気筒のインジ
ェクタ10に出力して燃料供給制御を行う。Detection signals from the crank angle sensor 1, the accelerator opening sensor 2, the converter output shaft rotation speed sensor 3, the shift position sensor 4, the vehicle speed sensor 31, and the resume switch 32, and the opening θr of the throttle valve 22
The detection signal from the throttle sensor 23 for detecting
It is supplied to U7. The CPU 7 performs an operation according to a process shown in a flowchart of FIG. 4 to be described later to obtain a target throttle valve opening θo so as to obtain the final target acceleration αf, and sends this target throttle valve opening to the servo drive circuit 12. Supply. Note that a throttle valve opening table 8 is connected to the CPU 7. The CPU 7 constitutes the constant vehicle speed control target acceleration calculation means 53, the final target acceleration selection means 55, and the acceleration control means 57, and outputs a fuel injection pulse to the injector 10 of each cylinder by a known method to supply fuel. Perform control.
【0018】前記サーボ駆動回路12は吸気通路21に
設けられたスロットル弁22の開度を検出するスロット
ルセンサ23によって検出される実際のスロットル弁開
度θrがCPU7から出力される目標スロットル弁開度
θoと一致するように両開度の差に応じてバタフライ式
のスロットル弁22の回転軸に連結されたサーボモータ
24を正逆転駆動するようになっている。The servo drive circuit 12 calculates the actual throttle valve opening θr detected by a throttle sensor 23 which detects the opening of a throttle valve 22 provided in the intake passage 21. The servo motor 24 connected to the rotary shaft of the butterfly type throttle valve 22 is driven to rotate forward and backward in accordance with the difference between the two opening degrees so as to coincide with θo.
【0019】次に、図4に示すフローチャートを参照し
て作用を説明する。なお、図4に示す処理は例えば10
ms毎の一定周期Tsamp毎に実行されるものである。Next, the operation will be described with reference to the flowchart shown in FIG. The processing shown in FIG.
It is executed every fixed period Tsamp every ms.
【0020】図4において、まずリジュームスイッチ3
2のオン/オフがCPU7によって読み込まれ(ステッ
プ110)、クランク角センサ1からの出力信号に基づ
いてエンジン回転速度Neが算出され(ステップ12
0)、コンバータ出力軸回転速度センサ3からの検出信
号によりトルクコンバータ出力軸回転速度Nt が算出さ
れ(ステップ130)、シフト位置センサ4からの検出
信号によりシフト位置Pが読み込まれ(ステップ14
0)、更に車速センサ31からの検出信号により車速V
spが算出される(ステップ150)。In FIG. 4, first, the resume switch 3
2 is read by the CPU 7 (step 110), and the engine speed Ne is calculated based on the output signal from the crank angle sensor 1 (step 12).
0), the torque converter output shaft rotation speed Nt is calculated based on the detection signal from the converter output shaft rotation speed sensor 3 (step 130), and the shift position P is read based on the detection signal from the shift position sensor 4 (step 14).
0), and the vehicle speed V based on the detection signal from the vehicle speed sensor 31.
sp is calculated (step 150).
【0021】それから、次のステップ160において、
車両に加わる走行抵抗Rが車速Vspから推定演算され
る。本実施例では、次式に示すようにタイヤのころがり
摩擦および空気抵抗を考慮して、走行抵抗Rを推定す
る。Then, in the next step 160,
The running resistance R applied to the vehicle is estimated and calculated from the vehicle speed Vsp. In the present embodiment, the running resistance R is estimated in consideration of the rolling friction and the air resistance of the tire as shown in the following equation.
【0022】 R=k1・W+k2・Vsp …(1) 但し、Wは車両重量、k1は路面摩擦係数、およびk2
は車両全面投影面積およびCD値に依存する係数であ
る。R = k1 · W + k2 · Vsp (1) where W is the vehicle weight, k1 is the road surface friction coefficient, and k2
Is a coefficient that depends on the entire vehicle projected area and the CD value.
【0023】次のステップ170では、予め記憶されて
いる目標車速Vsprおよび車速Vspから定車速制御用目
標加速度α1を演算する。これはPI制御法を用いて演
算される。連続時間系における制御則は次式のようにな
る。In the next step 170, a constant vehicle speed control target acceleration α1 is calculated from the previously stored target vehicle speed Vspr and vehicle speed Vsp. This is calculated using the PI control method. The control law in the continuous time system is as follows.
【0024】 α1=kP・(Vspr −Vsp)+kI・(Vspr −Vsp)(1/S)…(2) 但し、kPは比例ゲイン、kIは積分ゲイン、Sはラプ
ラス演算子である。Α1 = kP · (Vspr−Vsp) + kI · (Vspr−Vsp) (1 / S) (2) where kP is a proportional gain, kI is an integral gain, and S is a Laplace operator.
【0025】実際には、上式(2)を離散化した次に示
す式を用いて定車速制御用目標加速度α1を求める。Actually, the target acceleration α1 for constant vehicle speed control is obtained by using the following equation obtained by discretizing the above equation (2).
【0026】 α1(k)=kP・△Vsp(k)+kI・Vspl (k) …(3) △Vsp(k)=Vspr (k)−Vsp(k) (比例項)…(4) Vspl (k)=Vspl (k−1)+Tsamp・△Vsp(k)(積分項)…(5) 但し、比例ゲインkPおよび積分ゲインkIは車速の応
答特性が望ましい特性となるように予め設定する必要が
ある。しかしながら、従来と異なり、エンジン、トルク
コンバータの特性、運転領域、走行抵抗の変化によって
値をチューニングし直す必要はない。試行錯誤的に決め
る他に公知の部分モデルマッチング法(北森法)等を用
いてもよい。Α1 (k) = kP · △ Vsp (k) + kI · Vspl (k) (3) ΔVsp (k) = Vspr (k) −Vsp (k) (proportional term) (4) Vspl ( k) = Vspl (k-1) + Tsamp △ Vsp (k) (integral term) (5) However, the proportional gain kP and the integral gain kI need to be set in advance so that the response characteristic of the vehicle speed is a desirable characteristic. is there. However, unlike the related art, it is not necessary to re-tune the values according to changes in the characteristics of the engine and the torque converter, the operating range, and the running resistance. A well-known partial model matching method (Kitamori method) or the like may be used in addition to the determination by trial and error.
【0027】次のステップ180では、上述したように
演算された定車速制御用目標加速度α1と予め設定され
ている所定の定加速度制御用目標加速度α2のうち、小
さい値のものを最終目標加速度αfとして選択する。す
なわち、 αf=min(α1,α2) …(6) ここで、定加速度制御用目標加速度α2が選択されれ
ば、定加速度制御モードとなり、定車速制御用目標加速
度α1が選択されれば、定車速制御モードに移行する。In the next step 180, a smaller one of the constant vehicle speed control target acceleration α1 calculated as described above and the predetermined constant acceleration control target acceleration α2 is set to the final target acceleration αf. Select as That is, αf = min (α1, α2) (6) Here, if the constant acceleration control target acceleration α2 is selected, the constant acceleration control mode is set. If the constant vehicle speed control target acceleration α1 is selected, the constant acceleration control mode is set. Shift to vehicle speed control mode.
【0028】それから、次のステップ190では、上述
したように選択した最終目標加速度αfと前記推定され
た走行抵抗Rとから目標軸駆動トルクTor(全駆動輪の
合計)を算出する。タイヤと路面間のロスが全くないと
仮定すると、次式に示す単純な運動方程式から求められ
る。Then, in the next step 190, the target shaft drive torque Tor (total of all the drive wheels) is calculated from the final target acceleration αf selected as described above and the estimated running resistance R. Assuming that there is no loss between the tire and the road surface, it can be obtained from a simple equation of motion given by the following equation.
【0029】 Tor=(W・αf+R)・r …(7) 但し、Wは車両重量、rはタイヤの半径である。Tor = (W · αf + R) · r (7) where W is the vehicle weight and r is the radius of the tire.
【0030】次のステップ200では、シフト位置Pに
対応する変速比Gr と目標軸駆動トルクTorとから次式
に従って目標トルクコンバータ出力軸トルクTtrを算出
する。In the next step 200, the target torque converter output shaft torque Ttr is calculated from the gear ratio Gr corresponding to the shift position P and the target shaft drive torque Tor according to the following equation.
【0031】 Ttr=Tor÷Gr …(8) そして、上式(8)に基づいて算出した目標トルクコン
バータ出力軸トルクTtrとコンバータ出力軸回転速度セ
ンサ3で検出されたトルクコンバータ出力軸回転速度N
t とから目標エンジン回転速度Nerを算出する。Ttr = Tor ÷ Gr (8) Then, the target torque converter output shaft torque Ttr calculated based on the above equation (8) and the torque converter output shaft rotation speed N detected by the converter output shaft rotation speed sensor 3
The target engine speed Ner is calculated from t.
【0032】図5に示すように、トルクコンバータ5の
特性(トルク容量τ、効率η)はトルクコンバータ入力
軸回転速度(エンジン回転速度Ne に等しい)とトルク
コンバータ出力軸回転速度Nt との回転速度比Nt /N
e に依存するので、トルクコンバータ出力軸トルクTt
は次に示す2次式でモデル化されることが知られてい
る。As shown in FIG. 5, the characteristics (torque capacity τ, efficiency η) of the torque converter 5 depend on the rotation speed between the torque converter input shaft rotation speed (equal to the engine rotation speed Ne) and the torque converter output shaft rotation speed Nt. Ratio Nt / N
e, the torque converter output shaft torque Tt
Is known to be modeled by the following quadratic equation:
【0033】すなわち、非カップリング領域では、次式
のようになる。That is, in the non-coupling region, the following equation is obtained.
【0034】 Tt =Ao ・Nt 2 +A1 ・Nt ・Ne +A2 ・Ne 2 …(9) また、カップリング領域では、次式のようになる。Tt = Ao · Nt 2 + A 1 · Nt · Ne + A 2 · Ne 2 (9) In the coupling region, the following expression is obtained.
【0035】 Tt =Bo ・Nt 2 +B1 ・Nt ・Ne +B2 ・Ne 2 …(10) 但し、上式において、Ao 〜A2 およびBo 〜B2 はト
ルクコンバータ5に固有の定数である。Tt = Bo · Nt 2 + B 1 · Nt · Ne + B 2 · Ne 2 (10) where A o to A 2 and B o to B 2 are constants specific to the torque converter 5. It is.
【0036】これは、図5においてトルク容量τ(=T
t /Ne 2 )の2次曲線の回転速度比Nt /Ne を用い
て、次式で表される。This is because the torque capacity τ (= T
using the rotational speed ratio Nt / Ne of t / Ne 2) of the quadratic curve is expressed by the following equation.
【0037】 Tt /Ne 2 =Co ・(Nt /Ne )2 +C1 ・Nt /Ne +C2 …(11) 但し、Co 〜C2 は曲線の膨らみを定める定数である。[0037] Tt / Ne 2 = C o · (Nt / Ne) 2 + C 1 · Nt / Ne + C 2 ... (11) However, C o ~C 2 is a constant that determines the bulge of the curve.
【0038】このように表されるので、上式(11)をT
t について整理すれば、上述した式(9),(10)が得
られるものである。Since the above equation is expressed as follows,
By rearranging t, the above-mentioned equations (9) and (10) are obtained.
【0039】なお、図5において、効率ηはNt ・Tt
とNe ・Te の比である(但し、Te は入力トルクであ
る)。In FIG. 5, the efficiency η is Nt · Tt.
And Ne · Te (where Te is the input torque).
【0040】上述した式(9),(10)において、目標
トルクコンバータ出力軸トルクTtrの得られるエンジン
回転速度(目標エンジン回転速度)をNerとすれば、T
trおよびNerを上式(9),(10)に代入して、次式が
得られる。In the above equations (9) and (10), if the engine speed (target engine speed) at which the target torque converter output shaft torque Ttr is obtained is Ner, T
By substituting tr and Ner into the above equations (9) and (10), the following equation is obtained.
【0041】 Ttr=Ao ・Nt 2 +A1 ・Nt ・Ner+A2 ・Ner2 …(12) Ttr=Bo ・Nt 2 +B1 ・Nt ・Ner+B2 ・Ner2 …(13) 従って、TtrおよびNt を変数として、上式(12),
(13)の連立方程式を解くと、目標エンジン回転速度N
erを求めることができ、この目標エンジン回転速度Ner
は目標駆動軸トルクTor、変速比Gr 、トルクコンバー
タ出力軸回転速度Nt を用いて求めたトルクコンバータ
の特性を反映した値として設定されることになる。な
お、予め計算した値をテーブルに入れておいて、その時
のTtrとNtとからルックアップしてNerを求めるよう
にしてもよい。従って、トルクコンバータを備えたエン
ジンにおいても、アクセル操作量に見合った駆動軸トル
クに制御させることができる。[0041] Ttr = A o · Nt 2 + A 1 · Nt · Ner + A 2 · Ner 2 ... (12) Ttr = B o · Nt 2 + B 1 · Nt · Ner + B 2 · Ner 2 ... (13) Therefore, Ttr and Nt Is a variable, the above equation (12),
Solving the simultaneous equations of (13) gives the target engine speed N
er can be obtained, and this target engine speed Ner
Is set as a value reflecting the characteristic of the torque converter obtained using the target drive shaft torque Tor, the speed ratio Gr, and the torque converter output shaft rotation speed Nt. The value calculated in advance may be entered in a table, and Ner may be obtained by looking up from Ttr and Nt at that time. Therefore, even in an engine having a torque converter, it is possible to control the drive shaft torque to match the accelerator operation amount.
【0042】次のステップ210では、予め望ましい応
答特性として設定された規範モデルH(s)の応答特性
に沿って実際のエンジン回転速度Ne が前記ステップ2
00で設定された目標エンジン回転速度Nerに一致する
ように目標エンジン出力軸トルクTerを計算する。この
目標エンジン出力軸トルクTerを導出する方法として
は、図6のブロック図(連続時間系で表記)で示すよう
な公知のI.M.C.法(Internal Mode
l Control Method)を用いる。この
I.M.C.法によりロバストなモデルマッチング制御
系を構成することが可能であり、非線形な要素を多分に
含み、燃焼というかなり変動的な要素を含むエンジンの
回転速度制御に有効である。なお、モデルマッチング制
御は制御対象の応答特性を規範モデルのそれと一致させ
る制御であり、ロバストは多少のモデル誤差やパラメー
タ変動があっても制御系の安定性が保たれることであ
る。In the next step 210, the actual engine rotation speed Ne is calculated according to the response characteristics of the reference model H (s) set in advance as the desired response characteristics in the aforementioned step 2.
The target engine output shaft torque Ter is calculated so as to match the target engine rotation speed Ner set at 00. As a method of deriving the target engine output shaft torque Ter, a known I.P.M. as shown in a block diagram of FIG. M. C. Method (Internal Mode)
1 Control Method). This I. M. C. It is possible to construct a robust model matching control system by the method, and it is effective for controlling the rotation speed of an engine including a considerably variable element called combustion, possibly including a non-linear element. Note that the model matching control is a control for matching the response characteristic of the control target with that of the reference model, and the robustness is that the stability of the control system is maintained even if there is some model error or parameter fluctuation.
【0043】図6において、G(s)は制御対象であり
(下記に示すように、目標エンジン出力軸トルクに基づ
いてスロットル弁開度を制御し、エンジン出力軸トルク
が目標値に追従するように制御したエンジンの応答性で
ある)、GM(s)はその制御対象モデルであり、C
(s)はフィードフォワード型モデルマッチング補償器
である。すなわち、次式のようになる。In FIG. 6, G (s) is an object to be controlled (as described below, the throttle valve opening is controlled based on the target engine output shaft torque so that the engine output shaft torque follows the target value. GM (s) is its controlled object model, and C
(S) is a feedforward model matching compensator. That is, the following equation is obtained.
【0044】 C(s)=H(s)/GM(s) …(14) 但し、図6は連続時間系で表記してあるので、実際には
サンプル周期Tsamp(10mS)で離散化して目標エン
ジン出力軸トルクTerを演算する。C (s) = H (s) / GM (s) (14) However, since FIG. 6 is represented by a continuous time system, it is actually discretized at a sample period Tsamp (10 mS) and The engine output shaft torque Ter is calculated.
【0045】次のステップ220では、前記ステップ2
10において図6のI.M.C.法で求められた目標エ
ンジン出力軸トルクTerとその時のエンジン回転速度N
e とから図7に示した目標スロットル弁開度テーブルを
参照して目標スロットル弁開度θo を読み出す。図7で
与えられたデータは車両に搭載されたエンジンの性能か
ら定まるデータである。In the next step 220, step 2
In FIG. M. C. Engine output shaft torque Ter obtained by the method and the engine speed N at that time
The target throttle valve opening .theta.o is read from e and with reference to the target throttle valve opening table shown in FIG. The data given in FIG. 7 is data determined from the performance of the engine mounted on the vehicle.
【0046】次のステップ230では、目標スロットル
弁開度θo をサーボ駆動回路12に出力する。そして、
これによりスロットル弁22がサーボモータ24に駆動
され、その開度が目標スロットル弁開度θo に一致する
ようにフィードバック制御され、この結果目標エンジン
出力軸トルクTer、すなわち目標エンジン回転速度Ner
が得られるような吸入空気量に制御される。In the next step 230, the target throttle valve opening θo is output to the servo drive circuit 12. And
As a result, the throttle valve 22 is driven by the servomotor 24, and feedback control is performed so that the opening thereof matches the target throttle valve opening θo. As a result, the target engine output shaft torque Ter, that is, the target engine rotation speed Ner
Is controlled so that the intake air amount is obtained.
【0047】なお、前記ステップ210,220,23
0および図3に示すサーボ駆動回路12、サーボモータ
24、スロットル弁22、スロットルセンサ23から図
2に示すエンジン回転速度制御手段73が構成される。The steps 210, 220, 23
0 and the servo drive circuit 12, the servo motor 24, the throttle valve 22, and the throttle sensor 23 shown in FIG. 3 constitute an engine rotation speed control means 73 shown in FIG.
【0048】上述したように構成した本実施例の定速走
行装置では、前述した図9に対比して図8に示すよう
に、時刻to についてドライバによりリジュームスイッ
チ32がオンされると、定加速度制御用目標加速度α2
の目標加速度αfで定加速度制御モードに入る。そし
て、この時点においても、設定された目標車速と検出さ
れた車速の偏差が演算され、この偏差の値が大きいほど
大きく、小さいほど小さな値をとる定車速制御用目標加
速度α1が常時計算され、定加速度制御用の定加速度制
御用目標加速度α2と比較されている。そして、時刻t
10になって、定加速度制御用の定加速度制御用目標加
速度α2が定車速制御用目標加速度α1以下になると、
最終目標加速度αfとして定車速制御用目標加速度α1
が選択され、この定車速制御用目標加速度α1で定車速
制御モードに移行する。従って、図8に示すように、加
速度段差が発生しない。また、実際の加速度αが最終目
標加速度αfに一致するようにエンジン、トルクコンバ
ータ特性データを用いてエンジン出力を制御するので、
エンジン、トルクコンバータの運転領域の移動や機種の
変更によって車速の応答特性が変化することがない。従
って、コントローラゲイン定数(PIDゲイン)のチュ
ーニングの必要がなくなる。In the constant speed traveling apparatus of the present embodiment configured as described above, when the resume switch 32 is turned on by the driver at time to, as shown in FIG. Control target acceleration α2
Enters the constant acceleration control mode at the target acceleration αf. At this point, the set target vehicle speed and the detected
The calculated vehicle speed deviation is calculated.
Large, small as the constant vehicle speed control target acceleration α1 to take a small value is calculated at all times, and is compared with the constant acceleration control target acceleration α2 for the constant acceleration control. And time t
Becomes 10, the constant acceleration control target acceleration α2 for the constant acceleration control is below the constant vehicle speed control target acceleration [alpha] 1,
As the final target acceleration αf, the target acceleration α1 for constant vehicle speed control
Is selected and the mode shifts to the constant vehicle speed control mode at the constant vehicle speed control target acceleration α1. Therefore, as shown in FIG. 8, no acceleration step occurs. Also, since the engine output is controlled using the engine and torque converter characteristic data so that the actual acceleration α matches the final target acceleration αf,
The response characteristics of the vehicle speed do not change due to the movement of the operating area of the engine or the torque converter or the change of the model. Therefore, there is no need to tune the controller gain constant (PID gain).
【0049】[0049]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
設定された目標車速と検出された車速の偏差を演算し、
この偏差の値が大きいほど大きく、小さいほど小さな値
をとる定車速制御用目標加速度を演算しておき、この定
車速制御用目標加速度と、定加速度制御用の所定の目標
加速度とを比較し、いずれか小さい方を選択し、選択さ
れた目標加速度を実現するようにエンジン出力を制御し
ているので、車速偏差が大きい程大きく、小さいほど小
さな値をとる定車速制御用目標加速度と、定加速度制御
時の所定の目標加速度との小さい方を選択されて、エン
ジン出力を制御する際の目標加速度になるため、定加速
度制御から定速制御へ移行時のトルク段差がなくスムー
ズな移行ができる。またエンジン、トルクコンバータの
運転領域の移動や機種の変更によって車速の応答特性が
変化することがないため、コントローラゲイン定数(P
IDゲイン)のチューニングの必要がなくなる。As described above, according to the present invention,
Calculate the deviation between the set target vehicle speed and the detected vehicle speed,
The larger the deviation is, the larger the deviation is, the smaller the deviation is
The target acceleration for constant vehicle speed control is calculated, and the target acceleration for constant vehicle speed control is compared with a predetermined target acceleration for constant acceleration control, and the smaller one is selected.
Since the engine output is controlled to achieve the target acceleration, the larger the vehicle speed deviation, the smaller the vehicle speed deviation.
Target speed for constant vehicle speed control that takes a small value and constant acceleration control
The smaller of the specified target acceleration at
Constant acceleration to achieve the target acceleration when controlling the gin output
There is no torque step when shifting from speed control to constant speed control
Transitions In addition, since the response characteristics of the vehicle speed do not change due to the movement of the operating region of the engine or the torque converter or the change of the model, the controller gain constant (P
There is no need to tune ID gain).
【図1】本発明のクレーム対応図である。FIG. 1 is a diagram corresponding to claims of the present invention.
【図2】本発明の一実施例に係わる車両用定速走行装置
の構成を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a constant-speed traveling device for a vehicle according to one embodiment of the present invention.
【図3】図2に示した車両用定速走行装置を更に具体的
に示す全体構成図である。FIG. 3 is an overall configuration diagram more specifically showing the vehicle constant-speed traveling device shown in FIG. 2;
【図4】図2および図3に示す車両用定速走行装置の作
用を示すフローチャートである。FIG. 4 is a flowchart showing an operation of the vehicle constant-speed traveling device shown in FIGS. 2 and 3;
【図5】図3の車両用定速走行装置に使用されるトルク
コンバータ5の特性を示すグラフである。5 is a graph showing characteristics of a torque converter 5 used in the vehicle constant speed traveling device of FIG.
【図6】目標エンジン出力軸トルクを導出するI.M.
C.法を実施する構成を示すブロック図である。FIG. 6 derives a target engine output shaft torque. M.
C. FIG. 2 is a block diagram showing a configuration for implementing the method.
【図7】目標エンジン出力軸トルクとエンジン回転速度
とから目標スロットル弁開度を求めるテーブルを構成す
るグラフである。FIG. 7 is a graph constituting a table for obtaining a target throttle valve opening from a target engine output shaft torque and an engine rotation speed.
【図8】従来の車両用定速走行装置の作用を示す説明図
である。FIG. 8 is an explanatory view showing the operation of a conventional constant-speed traveling device for a vehicle.
【図9】図2に示す本発明の一実施例の車両用定速走行
装置の作用を示す説明図である。FIG. 9 is an explanatory view showing an operation of the vehicle constant-speed traveling device according to the embodiment of the present invention shown in FIG. 2;
1 クランク角センサ 3 コンバータ出力軸回転速度センサ 5 トルクコンバータ 7 CPU 8 スロットル弁開度テーブル 12 サーボ駆動回路 22 スロットル弁 23 スロットルセンサ 24 サーボモータ 32 リジュームスイッチ Reference Signs List 1 crank angle sensor 3 converter output shaft rotation speed sensor 5 torque converter 7 CPU 8 throttle valve opening table 12 servo drive circuit 22 throttle valve 23 throttle sensor 24 servo motor 32 resume switch
Claims (1)
から加速して車速を目標車速に到達せしめ、該目標車速
で車両を定速走行させる車両用定速走行装置であって、 車両の速度を検出する車速検出手段と、 設定された目標車速と検出された車速の偏差を演算する
車速偏差演算手段と、 前記偏差の値が大きいほど大きく、小さいほど小さな値
をとる定車速制御用目標加速度を演算する定車速制御用
目標加速度演算手段と、 前記定車速制御用目標加速度と、定加速度制御用の所定
の目標加速度とを比較し、いずれか小さい方を選択する
比較手段と、 前記比較手段によって、選択された目標加速度を実現す
るようにエンジン出力を制御する加速度制御手段と、を
有することを特徴とする車両用定速走行装置。1. A vehicular constant-speed traveling device for accelerating a vehicle speed lower than a predetermined target vehicle speed to reach the target vehicle speed and causing the vehicle to travel at a constant speed at the target vehicle speed. Vehicle speed deviation calculating means for calculating a deviation between the set target vehicle speed and the detected vehicle speed; and a constant vehicle speed control target acceleration which takes a larger value as the deviation value increases and a smaller value as the deviation value decreases. Constant vehicle speed control target acceleration calculating means for calculating the constant vehicle speed control target acceleration, and a predetermined target acceleration for constant acceleration control, and comparing means for selecting a smaller one, and the comparing means And an acceleration control means for controlling an engine output so as to achieve a selected target acceleration.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP03037519A JP3111484B2 (en) | 1991-03-04 | 1991-03-04 | Constant speed traveling equipment for vehicles |
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Publications (2)
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JPH04278835A JPH04278835A (en) | 1992-10-05 |
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