JP3555237B2 - 車両用定速走行制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、所定の車速での走行を維持する車両用定速走行制御装置の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、任意の目標車速を維持するようにエンジン出力を制御する定速走行制御装置が知られており、エンジンのスロットルを駆動するアクチュエータを設けて、目標車速に実車速が一致するように目標スロットル開度を演算し、この目標スロットル開度に実スロットル開度が一致するようにアクチュエータを駆動している。
【０００３】
車両用の定速走行制御装置では、定速走行制御中の加速または減速を行うために、運転者によって操作される加速スイッチ及び減速スイッチを備えており、定速走行制御中に運転者が加速スイッチまたは減速スイッチを押し続けている間、目標車速を所定の割合で増減させながら、実車速を追従させるようにスロットルを駆動する加速または減速制御が行われる。
【０００４】
そして、実車速が希望する速度に到達したときに、運転者が加速スイッチまたは減速スイッチを離すことにより、目標車速をそのときの実車速に更新して再び定速走行制御に復帰するものである。
【０００５】
車両を加減速する際には走行抵抗などの影響で、上記加速または減速制御中では目標車速に実車速が徐々に追従できなくなって、目標車速と実車速の偏差が増大する場合があり、このとき、運転者が加減速スイッチを離すと、目標車速が増大した偏差分だけ変化して、この変化量に実車速を追従するよう定速走行制御を行ってしまうため、実車速のアンダーシュートまたはオーバーシュートが過大になる場合がある。
【０００６】
この加減速制御によるアンダーシュートまたはオーバーシュートを抑制するものとして、本願出願人は特願平６−１０９７６３号を提案しており、加減速制御において公知の線形制御手法であるモデルマッチング手法を適用して、目標車速と実車速の偏差が所定値を越えないように目標車速の増減の割合を制限することによって、上記のようなアンダーシュートまたはオーバーシュートを抑制するものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の定速走行制御装置では、モデルマッチング手法によって制御を行うために、図１１に示すように、高速走行や登坂または降坂等の走行抵抗の大きいときに加速制御を行うと、目標車速Ａのように一定の割合で増加させても実車速はこの目標車速Ａに徐々に追従できなくなるため、実車速と目標車速の偏差が所定値を越えないように目標車速Ｂの増加を行っているが、車速偏差が所定値に達して目標車速の増加量を制限してしまうと、図１３に示すように、目標車速Ｂの制限に伴って、スロットル開度も減少するため、エンジントルクは最大値より小さい値となって車両の加速度が減少して実車速のアンダーシュートが発生して運転者の意図した速度が得られないという問題があり、減速制御についても同様にして図１２に示すように、制限された目標車速Ｂに応じてスロットル開度が全閉位置よりも増大して実車速のオーバーシュートが発生して運転者の意図した速度が得られないという問題があった。
【０００８】
そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、定速走行制御中の加減速におけるアンダーシュートまたはオーバーシュートを抑制して、運転者の意図に応じた車速を実現可能な車両用定速走行制御装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、図１４において、目標車速を設定する目標車速設定手段５０と、車両の実車速を検出する実車速検出手段５１と、前記実車速が前記目標車速に一致するようにエンジンのスロットル開度の目標値を演算する目標スロットル開度演算手段５２と、前記スロットル開度を検出するスロットル開度検出手段５３と、前記検出したスロットル開度が前記目標スロットル開度に一致するように前記スロットルを駆動するスロットル駆動手段５４と、前記目標車速を所定の値ごとに増大または減少させて加速または減速を指令する加減速指令手段５８と、この加減速指令手段からの指令が終了したときの実車速を目標車速として更新する速度更新手段６０とを備えた車両用定速走行制御装置において、前記目標車速と前記実車速との偏差を演算する偏差演算手段５５と、この偏差が所定の許容値を越えたことを判定する偏差判定手段５６と、この判定結果において前記偏差が前記許容値を越えたときに前記偏差が前記許容値以内となるように前記目標車速を補正する目標車速補正手段５７と、前記判定結果において前記偏差が前記許容値を越え、かつ前記加減速指令手段５８が指令中の間は前記目標スロットル開度が前記目標車速を実現可能な値に規制するスロットル開度規制手段５９とを備え、前記スロットル開度規制手段が、前記を規制したときの前記スロットル開度を記憶する開度記憶手段と、前記開度記憶手段が記憶したスロットル開度と現在の目標スロットル開度とを比較する比較手段と、該比較結果が前記開度記憶手段が記憶したスロットル開度より目標スロットル開度が小さい加速時、あるいは前記開度記憶手段が記憶したスロットル開度より目標スロットル開度が大きい減速時には、前記開度記憶手段が記憶したスロットル開度を目標スロットル開度として設定する。
【００１２】
また、第２の発明は、前記第１の発明において、前記目標スロットル開度演算手段は、前記実車速が予め設定した規範モデルの応答特性に沿って前記目標車速と一致するように、前記目標スロットル開度を演算するモデルマッチング制御手段を備える。
【００１３】
【作用】
したがって、第１の発明は、走行中の車両の車速が目標車速に一致するような目標スロットル開度が目標スロットル開度演算手段によって演算され、この目標スロットル開度に実スロットル開度が一致するようにスロットルが駆動され定速走行制御が行われる。この定速走行制御中に、加減速指令手段が作動すると目標車速が所定値ずつ増大または減少することで加速または減速が行われ、平坦路等の走行抵抗が少ない場合では、目標車速の増減に応じて実車速も追従し、加減速制御手段からの指令が終了したときの実車速が目標車速として更新され、運転者が希望する速度に一致させる。
【００１４】
高速走行や登坂路等の走行抵抗が大きい場合に加速中であれば、加減速指令手段が指令中の間は所定の値ずつ目標車速を増大させるが、走行抵抗の影響によって実車速が目標車速に追従できなくなって車速の偏差が所定の許容値を越えた場合には、偏差が許容値を越えないように目標車速を補正するとともに、目標スロットル開度は目標車速へ加速する駆動力を確保可能な値に規制され、目標車速は制限されるものの目標スロットル開度は目標車速の低下にかかわらず所定の値を維持することができ、走行抵抗が大きい場合にも車速のアンダーシュートを抑制して運転者の意図に応じた速度を達成することができ、下り坂などで走行抵抗が小さい場合に減速をおこなうときも、実車速が目標車速に追従できなくなって車速の偏差が所定の許容値を越えた場合には、偏差が許容値を越えないように目標車速を補正するとともに、目標スロットル開度は目標車速へ減速する駆動力（エンジンブレーキ力）を確保可能な値に規制され、目標車速は制限されるものの目標スロットル開度は目標車速の増大にかかわらず所定の値を維持することができ、走行抵抗が大きい場合にも車速のオーバーシュートを抑制して運転者の意図に応じた速度を達成することができる。
【００１５】
そして、スロットル開度規制手段は、車速の偏差が許容値を越えたときのスロットル開度を記憶しておき、偏差が許容値以内となるまでは目標スロットル開度が記憶値未満とならないように開度の下限を規制するため、車両の加速に必要なエンジントルクを確保することができ、車速のアンダーシュートを防止することができ、目標とする加速度に可能な限り近い加速度によって運転者が意図する車速へ迅速に移行することが可能となり、定速走行制御中の加速制御を円滑に行うことが可能となるのである。
【００１６】
また、スロットル開度規制手段は、車速の偏差が許容値を越えたときのスロットル開度を記憶しておき、偏差が許容値以内となるまでは目標スロットル開度が記憶値を越えないように上限を規制するため、車両の減速に必要なエンジントルク（＝エンジンブレーキ力）を確保することができ、減速時の車速のオーバーシュートを防止することができ、目標とする減速度に可能な限り近い減速度によって運転者が意図する車速へ迅速に移行することが可能となり、定速走行制御中の減速制御を円滑に行うことが可能となるのである。
【００１７】
また、第２の発明は、目標スロットル開度演算手段は、実車速が予め設定した規範モデルの応答特性に沿って目標車速と一致するようにモデルマッチング手法によって目標スロットル開度を演算するため、円滑な定速走行制御を行うことができる。
【００１８】
【実施例】
以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。
【００１９】
図１に示すように、１は定速走行用コントロールユニットであり、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、各種インターフェース及び各種タイマを備えたマイクロコンピュータ１０とスロットルアクチュエータ駆動回路１１を主体にして構成される。
【００２０】
２〜７は運転者によって操作されるスイッチ群であり、これらスイッチの操作に応じてコントロールユニット１は定速走行制御の開始または解除を判断する。
【００２１】
２は定速走行制御のメインスイッチであり、セットスイッチ３は定速走行制御の開始及び車速の設定を行うもので、アクセラレートスイッチ４及びコーストスイッチ５は、それぞれ、目標車速の増大及び減少を指令し、キャンセルスイッチ６及びブレーキスイッチ７は、定速走行制御を解除するものである。
【００２２】
コントロールユニット１には車両の運転状態を検出する各種センサが接続され、車速センサ８は、実車速に対応したパルス信号を送出し、コントロールユニット１はこのパルスをカウントすることで実車速を演算する。この車速センサ８は、例えば、磁気センサ等で構成されて、図示はしないが、スピードメーターケーブルに接続された永久磁石の回転をリードスイッチの開閉から検出し、このリードスイッチの開閉に伴うパルスを実車速を示す信号とする。
【００２３】
スロットルセンサ９は、ポテンショメータ等で構成されて、実スロットル開度に対応した信号を送出し、コントロールユニット１及びスロットル駆動回路１１ではこのスロットル開度に基づいてスロットルアクチュエータ３０の駆動制御や後述する走行抵抗の推定演算などに用いられる。また、クランク角センサ１３はエンジンの回転数Ｎｅを送出する。
【００２４】
エンジンの吸気通路には吸入空気量を制御するスロットルが介装され、このスロットルはコントロールユニット１の指令に応動する負圧式スロットルアクチュエータ３０によって駆動されるもので、この負圧式スロットルアクチュエータ３０には図２に示すバキュームポンプ３１及び大気開放バルブ３２を備えて、スロットル駆動回路１１はコントローラ１が演算した目標スロットル開度と実際のスロットル開度に応じたパルス幅をデューティ制御に出力し、このパルス幅に応じて駆動されたバキュームポンプ３１及び大気開放バルブ３２が発生する負圧に応じて負圧式スロットルアクチュエータ３０を伸縮駆動し、アクセルワイアを介してスロットルの開度を制御するものである。
【００２５】
そしてこのスロットルには、ポテンショメータ等で構成されたスロットルセンサ９が設けられ、実スロットル開度に対応した信号をコントロールユニット１へ送出し、コントロールユニット１ではこのスロットル開度に基づいて負圧式スロットルアクチュエータ３０の駆動制御を行うのに加えて、後述する走行抵抗の推定演算などを行う。また、エンジンに配設されたクランク角センサ１３はエンジンの回転数Ｎｅを送出する。
【００２６】
図３〜図５は、コントロールユニット１で行われる制御の一例を示すフローチャートで、タイマ割り込み等によって所定時間毎、例えば、５０ｍｓｅｃごとに実行されるものであり、図３はメインルーチンを、図４、図示は５はそれぞれ加速制御、減速制御のサブルーチンを示し、以下、これらフローチャートを参照しながら詳述する。
【００２７】
まず、ステップＳ１では、車速センサ８、スロットルセンサ９及びクランク角センサ１３の信号を読み込んで、所定時間（５０ｍｓｅｃ）の間にカウントされた各信号に基づいて、所定時間中にカウントされた車速の平均値を実車速Ｖｓｐとし、同様にエンジン回転数の平均値をエンジン回転数Ｎｅとして演算するとともに、スロットルセンサ９の出力をＡ／Ｄ変換することにより実スロットル開度Ｔｖｏの計測を行う。
【００２８】
ステップＳ２では、キャンセルスイッチ６及びブレーキスイッチ７の一方がオンであるかを判定して、定速走行制御の継続（開始）または解除を決定し、解除の場合にはステップＳ１８以降の処理へ進む一方、継続の場合にはステップＳ３へ進む。
【００２９】
ステップＳ３はセットスイッチ３がオンであるか否かを判定して、オンの場合には目標車速Ｖｓｐｒを設定するため、ステップＳ４へ進む一方、そうでない場合にはステップＳ６に進む。
【００３０】
ステップＳ４では、現在の実車速Ｖｓｐを目標車速Ｖｓｐｒとして記憶し、ステップＳ５で定速走行制御中であることを示す定速走行制御フラグを１にセットする。
【００３１】
上記ステップＳ３でセットスイッチ３がオフの場合には、ステップＳ６以降の処理が行われ、前回までに設定された目標車速Ｖｓｐｒに基づく定速走行制御と加速制御または減速制御が行われる。
【００３２】
ステップＳ６では、定速走行制御中であることを示す定速走行制御フラグがセット状態＝１であるかを判定し、セット状態であればステップＳ７へ進む一方、そうでない場合にはステップＳ１９へ進む。
【００３３】
ステップＳ７では、後述するようにアクセラレートスイッチ４の操作に応じた加速制御を行い、ステップＳ８では同じく後述するように、コーストスイッチ５の操作に応じた減速制御が行われる。
【００３４】
ステップＳ９では、目標車速Ｖｓｐｒに実車速Ｖｓｐを一致させるために、公知の線形制御手法であるモデルマッチング手法及び近似ゼロイング手法を用いて、エンジンの目標駆動力Ｆｏｒを演算する。
【００３５】
まず、車速のフィードバック制御を行う補償器の概要を説明する。
【００３６】
制御対象の伝達特性をパルス伝達関数Ｐ（ｚ−１）とおくと、補償器は図６に示すようになる。
【００３７】
図６において、ｚは遅延演算素子であり、ｚ−１を乗ずると、１サンプル周期前の値となる。また、Ｃ１（ｚ−１）、Ｃ２（ｚ−１）は、近似ゼロイング手法による外乱推定器であり、外乱やモデル化誤差による影響を抑制するものである。
【００３８】
また、Ｃ３（ｚ−１）は、モデルマッチング手法による補償器で、目標車速Ｖｓｐｒに対する制御対象の応答特性を予め設定した規範モデルＨ（ｚ−１）の特性に一致させる。
【００３９】
目標加速度を入力、実車速Ｖｓｐを出力とする部分を制御対象とおくと、Ｐ（ｚ−１）は次式に示す積分要素Ｐ１（ｚ−１）とむだ時間要素Ｐ２（ｚ−１）＝ｚ−２の積でおくことができる。
【００４０】
Ｐ１（ｚ−１）＝Ｔ・ｚ−１／（１−ｚ−１）
ただし、Ｔ；サンプル周期＝５０ｍｓｅｃ
このとき、Ｃ１（Ｚ−１）、Ｃ２（Ｚ−１）はそれぞれ次のようになる。
【００４１】
制御対象のむだ時間（＝負圧式スロットルアクチュエータ３０の無効時間）を無視して、規範モデルを時定数ｔａの１次ローパスフィルタとすると、Ｃ３は下記の定数となる。
【００４２】
Ｃ３＝Ｋ＝｛１−ｅｘｐ（−Ｔ／ｔａ）｝／Ｔ
上記に基づいて次のような演算を行う。ただし、データｙ（ｋ−１）は１サンプル周期前のデータｙ（ｋ）を示す。
【００４３】
ｙ２（ｋ）＝γ・ｙ２（ｋ−１）＋（１−γ）・ｙ１（ｋ−１）
ｙ３（ｋ）＝γ・ｙ３（ｋ−１）＋（１−γ）／Ｔ・Ｖｓｐ（ｋ）−（１−γ）／Ｔ・Ｖｓｐ（ｋ−１）
ｙ１（ｋ）＝Ｋ・｛Ｖｓｐｒ（ｋ）−Ｖｓｐ（ｋ）｝−ｙ３（ｋ）＋ｙ２（ｋ−２）
ここで、ｙ１（ｋ）は目標加速度であり、車両の基本重量Ｍを乗じて目標駆動力Ｆｏｒを次のように演算する。
【００４４】
Ｆｏｒ（ｋ）＝ｙ１（ｋ）・Ｍ
ステップＳ１０では、上記目標駆動力Ｆｏｒより、まず、目標エンジントルクＴｅｒを次式により演算する。
【００４５】
Ｔｅｒ＝（Ｆｏｒ・Ｒｔ）／（Ｇｍ・Ｇｆ）
さらに、図７に示すように、予め設定されたエンジンの非線形データマップを用いて、エンジン回転速度Ｎｅと目標エンジントルクＴｅｒから、目標スロットル開度Ｔｖｏｒを表引き演算する。
【００４６】
こうして、目標スロットル開度Ｔｖｏｒを演算してからステップＳ１１、Ｓ１４で加速制御、減速制御によってスロットル開度に制限を加えるアクセラレートリミット中フラグ、コーストリミット中フラグがセットされているかを判定するもので、これらフラグがセットされている場合にはステップＳ１２、１３またはステップＳ１５、１６で目標スロットル開度Ｔｖｏｒの制限が後述するように行われる一方、定速走行制御中である場合にはステップＳ１７へ進む。
【００４７】
ステップＳ１７では、こうして得られた目標スロットル開度Ｔｖｏｒに応じて負圧式スロットルアクチュエータ３０のバキュームポンプ３１及び大気開放用ソレノイドバルブ３２のデューティ比Ｄｖａｃ，ＤｖｅｎｔをＰＩＤ制御などの制御手法によって演算するもので、スロットル開度の偏差Δ（目標スロットル開度Ｔｖｏｒ−実スロットル開度Ｔｖｏ）に応じて上記デューティ比を演算して、バキュームポンプ３１及び大気開放用ソレノイドバルブ３２への図示しない各出力レジスタに各デューティ比をセットして、負圧式スロットルアクチュエータ３０の駆動を行うのである。
【００４８】
ここで、上記ステップＳ２において、キャンセルスイッチ６の操作によって定速走行制御フラグの解除が行われると、ステップＳ１８で定速走行制御フラグを０にリセットしてから、ステップＳ１９で目標スロットル開度Ｔｖｏｒをリセットして処理を終了する。なお、ステップＳ６で定速走行制御フラグがセットされていない場合にはこのステップＳ１９の処理のみを行う。
【００４９】
次に、ステップＳ７及びステップＳ１１〜Ｓ１３で行われる加速制御について詳述する。
【００５０】
ステップＳ７で行われる加速制御のサブルーチンでは、まず、ステップＳ２１で、アクセラレートスイッチ４がＯＮであるか否かを判定して、ＯＮであれば加速制御行うためにステップＳ２３へ進む一方、ＯＦＦの場合にはステップＳ２２へ進む。
【００５１】
ステップＳ２３で加速制御中フラグをセットした後に、ステップＳ２４では、目標車速Ｖｓｐｒを前回の値、すなわち、１サイクル前の目標車速Ｖｓｐｒ（ｏｌｄ）に所定値を加算した値に設定し、ここでは＋０．２ｋｍ／ｈを加算する。
【００５２】
ステップＳ２５では、目標車速Ｖｓｐｒと実車速Ｖｓｐの偏差が所定の許容値（ここでは、３ｋｍ／ｈとする）を越えているか否かを判定して、偏差が許容値を越える場合にはステップＳ２６へ進む一方、偏差が許容値以内の場合にはステップＳ２９でアクセラレートリミッタ中フラグをリセットした後に、上記図３のメインルーチンへ復帰する。
【００５３】
車速偏差が３ｋｍ／ｈを越える場合にはステップＳ２６で、スロットル開度の制限を行うためのアクセラレートリミッタ中フラグがセットされているか否かを判定して、このフラグがセットされていなければステップＳ２７へ進み、既にセットされている場合にはステップＳ２８へ進む。
【００５４】
ステップＳ２７では、アクセラレートリミッタ中フラグをセットするとともに、現在の実スロットル開度Ｔｖｏをスロットル開度の下限値Ｔｖｏｍとして記憶し、ステップＳ２８で目標車速Ｖｓｐｒを実車速Ｖｓｐに偏差の許容値である３ｋｍ／ｈを加算したものに設定して、上記図３のメインルーチンへ復帰する。
【００５５】
一方、上記ステップＳ２１の判定でアクセラレートスイッチ４がＯＦＦの場合には、ステップＳ２２で加速制御中フラグがセットされているか否かを判定し、セットされていない場合にはメインルーチンへ復帰する一方、セットされていれば加速制御を終了するため、ステップＳ３０で目標車速Ｖｓｐｒに現在の実車速Ｖｓｐを設定し、ステップＳ３１で加速制御中フラグ及びアクセラレートリミッタ中フラグをクリアしてメインルーチンへ戻る。
【００５６】
ステップＳ７で加速制御が行われ、目標車速Ｖｓｐｒと実車速Ｖｓｐの偏差が所定値３ｋｍ／ｈを越える場合には、アクセラレートリミッタ中フラグがセットされるため、メインルーチンのステップＳ１１の判定からステップＳ１２の処理へ進む。
【００５７】
ステップＳ１２では、ステップＳ１０で演算された目標スロットル開度ＴｖｏｒがステップＳ２７で設定されたスロットル開度下限値Ｔｖｏｍ未満であれば、ステップＳ１３で目標スロットル開度Ｔｖｏｒを下限値Ｔｖｏｍに変更して、上記ステップＳ１７の負圧式スロットルアクチュエータ３０のデューティ制御へ進む。
【００５８】
一方、ステップＳ８及びステップＳ１４〜Ｓ１６で行われる減速制御について詳述する。
【００５９】
ステップＳ８で行われる減速制御のサブルーチンでは、まず、ステップＳ４１で、コーストスイッチ５がＯＮであるか否かを判定して、ＯＮであれば減速制御行うためにステップＳ４３へ進む一方、ＯＦＦの場合にはステップＳ４２へ進む。
【００６０】
ステップＳ４３で減速制御中フラグをセットした後に、ステップＳ４４では、目標車速Ｖｓｐｒを前回の値、すなわち、１サイクル前の目標車速Ｖｓｐｒ（ｏｌｄ）に所定値を加算した値に設定し、ここでは所定値として０．２ｋｍ／ｈを減算する。
【００６１】
ステップＳ４５では、実車速Ｖｓｐと目標車速Ｖｓｐｒの偏差が所定の許容値（ここでは、３ｋｍ／ｈとする）を越えているか否かを判定して、偏差が許容値を越える場合にはステップＳ４６へ進む一方、偏差が許容値以内の場合にはステップＳ４９でコーストリミッタ中フラグをリセットした後に、上記図３のメインルーチンへ復帰する。
【００６２】
車速偏差が３ｋｍ／ｈを越える場合にはステップＳ４６で、スロットル開度の制限を行うためのコーストリミッタ中フラグがセットされているか否かを判定して、このフラグがセットされていなければステップＳ４７へ進み、既にセットされている場合にはステップＳ４８へ進む。
【００６３】
ステップＳ４７では、コーストリミッタ中フラグをセットするとともに、現在の実スロットル開度Ｔｖｏをスロットル開度の上限値Ｔｖｏｍとして記憶し、ステップＳ４８で目標車速Ｖｓｐｒを実車速Ｖｓｐに偏差の許容値である３ｋｍ／ｈを減算したものに設定して、上記図３のメインルーチンへ復帰する。
【００６４】
一方、上記ステップＳ４１の判定でコーストスイッチ５がＯＦＦの場合には、ステップＳ４２で減速制御中フラグがセットされているか否かを判定し、セットされていない場合にはメインルーチンへ復帰する一方、セットされていれば減速制御を終了するため、ステップＳ５０で目標車速Ｖｓｐｒに現在の実車速Ｖｓｐを設定し、ステップＳ５１で減速制御中フラグ及びコーストリミッタ中フラグをクリアしてメインルーチンへ戻る。
【００６５】
ステップＳ８で減速制御が行われ、目標車速Ｖｓｐｒと実車速Ｖｓｐの偏差が所定値３ｋｍ／ｈを越える場合には、コーストリミッタ中フラグがセットされるため、メインルーチンのステップＳ１４の判定からステップＳ１５の処理へ進む。
【００６６】
ステップＳ１５では、ステップＳ１０で演算された目標スロットル開度ＴｖｏｒがステップＳ４７で設定されたスロットル開度上限値Ｔｖｏｍを越えていれば、ステップＳ１６で目標スロットル開度Ｔｖｏｒを上限値Ｔｖｏｍに変更して、上記ステップＳ１７の負圧式スロットルアクチュエータ３０のデューティ制御へ進む。
【００６７】
以上のような制御によって、定速走行制御中にアクセラレートスイッチ４が押されると、アクセラレートスイッチ４がＯＦＦとなるまで所定の割合、この場合０．２ｋｍ／ｈづつ目標車速Ｖｓｐｒが所定の所定の周期（５０ｍｓｅｃ）ごとに増大する。
【００６８】
低速走行や平坦路等の走行抵抗が少ない場合では、図１０に示すように、目標車速Ｖｓｐｒの増大に応じて実車速Ｖｓｐも増大し、アクセラレートスイッチ４がＯＦＦとなったときの実車速Ｖｓｐを目標車速Ｖｓｐｒとして更新することで、運転者が希望する速度に一致させるとともに、加速後の定速走行制御を円滑に行うことができる。
【００６９】
一方、高速走行や登坂路等の走行抵抗が大きい場合は、図８に示すように、アクセラレートスイッチ４が押されている間は所定の割合で目標車速Ｖｓｐｒを増大させるが、走行抵抗の影響によって目標車速Ｖｓｐｒと実車速Ｖｓｐの偏差が所定の許容値（例えば、３ｋｍ／ｈ）を越えた場合には、偏差が許容値を越えたときの実車速Ｖｓｐに許容値（例えば、３ｋｍ／ｈ）を加算したものを目標車速Ｖｓｐｒとすることにより、車速の偏差が許容値を越えないようにする。
【００７０】
したがって、アクセラレートスイッチ４がＯＦＦとなったときに、目標車速Ｖｓｐｒが実車速Ｖｓｐに更新されても目標車速Ｖｓｐｒの減少量が少ないために、前記従来例のように車速のアンダーシュートが発生することはなく、運転者が意図する車速へ迅速に収束させることができる。
【００７１】
ここで、車速の偏差が許容値を越えたときのスロットル開度を下限値Ｔｖｏｍとして記憶しておき、偏差が許容値以内となるまでは目標スロットル開度Ｔｖｏｒが下限値Ｔｖｏｍ未満とならないように下限を制限するため、スロットル開度はほぼ全開位置近傍に維持されて、車両の加速に必要なエンジントルクを確保することができ、前記従来例のような加速の不足やアンダーシュートを抑制して、目標とする加速度に可能な限り近い加速度によって運転者が意図する車速へ迅速に移行することが可能となり、定速走行制御中の加速を円滑に行うことが可能となるのである。
【００７２】
一方、減速制御の場合では、定速走行制御中にコーストスイッチ５が押されると、コーストスイッチ５がＯＦＦとなるまで所定の割合、この場合０．２ｋｍ／ｈづつ目標車速Ｖｓｐｒが所定の所定の周期（５０ｍｓｅｃ）ごとに減少する。
【００７３】
走行抵抗がある程度大きい場合では、目標車速Ｖｓｐｒの減少に応じて実車速Ｖｓｐも減少し、コーストスイッチ５がＯＦＦとなったときの実車速Ｖｓｐを目標車速Ｖｓｐｒとして更新することで、運転者が希望する速度に一致させるとともに、減速後の定速走行制御を円滑に行うことができる。
【００７４】
ここで、下り坂等で走行抵抗が小さい場合は、図９に示すように、コーストスイッチ５が押されている間は所定の割合で目標車速Ｖｓｐｒを減少させるが、走行抵抗が小さいために駆動力の低下に応じた減速が行われず、目標車速Ｖｓｐｒと実車速Ｖｓｐの偏差が所定の許容値（例えば、３ｋｍ／ｈ）を越えた場合には、偏差が許容値を越えたときの実車速Ｖｓｐに許容値（例えば、３ｋｍ／ｈ）を減算したものを目標車速Ｖｓｐｒとすることにより、車速の偏差が許容値を越えないようにする。
【００７５】
したがって、コーストスイッチ５がＯＦＦとなったときに、目標車速Ｖｓｐｒが実車速Ｖｓｐに更新されても目標車速Ｖｓｐｒの変動量が少ないために、前記従来例のように車速のオーバーシュートが発生することはなく、運転者が意図する車速へ迅速に収束させることができる。
【００７６】
ここで、車速の偏差が許容値を越えたときのスロットル開度を上限値Ｔｖｏｍとして記憶しておき、偏差が許容値以内となるまでは目標スロットル開度Ｔｖｏｒが上限値Ｔｖｏｍを越えないように上限を制限するため、スロットル開度はほぼ全閉位置近傍に維持されて、車両の減速に必要なエンジントルク（＝エンジンブレーキ力）を確保することができ、前記従来例のような減速の不足やアンダーシュートを抑制して、目標とする減速度に可能な限り近い減速度によって運転者が意図する車速へ迅速に移行することが可能となり、定速走行制御中の減速を円滑に行うことが可能となるのである。
【００７７】
なお、上記実施例において、車速フィードバック制御にモデルマッチングを用いたが、これに限定されることはなく、ＰＩ制御（比例積分制御）等の周知の制御手法によって行う場合でも同様の作用、効果を得ることができる。
【００７８】
【発明の効果】
以上説明したように第１の発明は、高速走行や登坂路等の走行抵抗が大きい場合に加速すると、加減速指令手段が指令中の間は所定の値ずつ目標車速を増大させるが、走行抵抗の影響によって実車速が目標車速に追従できなくなって車速の偏差が所定の許容値を越えた場合には、偏差が許容値を越えないように目標車速を補正するとともに、目標スロットル開度は目標車速へ加速する駆動力を確保可能な値に規制され、目標車速は制限されるものの目標スロットル開度は目標車速の低下にかかわらず所定の値を維持することができ、走行抵抗が大きい場合にも車速のアンダーシュートを抑制して運転者の意図に応じた速度を達成することができ、下り坂などで走行抵抗が小さい場合に減速をおこなうときも、実車速が目標車速に追従できなくなって車速の偏差が所定の許容値を越えた場合には、偏差が許容値を越えないように目標車速を補正するとともに、目標スロットル開度は目標車速へ減速する駆動力（エンジンブレーキ力）を確保可能な値に規制され、目標車速は制限されるものの目標スロットル開度は目標車速の増大にかかわらず所定の値を維持することができ、走行抵抗が大きい場合にも車速のオーバーシュートを抑制して運転者の意図に応じた速度を達成することができ、定速走行制御装置による運転性を向上させることができる。
【００７９】
そして、スロットル開度規制手段は、車速の偏差が許容値を越えたときのスロットル開度を記憶しておき、偏差が許容値以内となるまでは目標スロットル開度が記憶値未満とならないように開度の下限を規制するため、車両の加速に必要なエンジントルクを確保することができ、車速のアンダーシュートを防止することができ、目標とする加速度に可能な限り近い加速度によって運転者が意図する車速へ迅速に移行することが可能となり、定速走行制御中の加速制御を円滑に行うことが可能となるのである。
【００８０】
また、スロットル開度規制手段は、車速の偏差が許容値を越えたときのスロットル開度を記憶しておき、偏差が許容値以内となるまでは目標スロットル開度が記憶値を越えないように上限を規制するため、車両の減速に必要なエンジントルク（＝エンジンブレーキ力）を確保することができ、減速時の車速のオーバーシュートを防止することができ、目標とする減速度に可能な限り近い減速度によって運転者が意図する車速へ迅速に移行することが可能となり、定速走行制御中の減速制御を円滑に行うことが可能となるのである。
【００８１】
また、第２の発明は、目標スロットル開度演算手段は、実車速が予め設定した規範モデルの応答特性に沿って目標車速と一致するようにモデルマッチング手法によって目標スロットル開度を演算するため、円滑な定速走行制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示す定速走行制御装置の構成図。
【図２】同じく負圧式スロットルアクチュエータの概略構成図。
【図３】制御の一例を示し、メインルーチンのフローチャート。
【図４】同じく加速制御のサブルーチンの一例を示すフローチャート。
【図５】同じく減速制御のサブルーチンの一例を示すフローチャート。
【図６】フィードバック制御補償器の構成図。
【図７】エンジンの非線形特性を示すマップで、スロットル開度とエンジントルクの関係を示す。
【図８】走行抵抗が大きい場合の加速制御の様子を示すグラフで、目標車速、実車速、スロットル開度及びアクセラレートスイッチの作動状態と時間の関係を示す。
【図９】走行抵抗が少ない場合の減速制御の様子を示すグラフで、目標車速、実車速、スロットル開度及びアクセラレートスイッチの作動状態と時間の関係を示す。
【図１０】走行抵抗が少ない場合の加速制御の様子を示すグラフで、目標車速、実車速、スロットル開度及びアクセラレートスイッチの作動状態と時間の関係を示す。
【図１１】従来の加速制御の様子を示すグラフで、目標車速、実車速、スロットル開度及びアクセラレートスイッチの作動状態と時間の関係を示す。
【図１２】従来の減速制御の様子を示すグラフで、目標車速、実車速、スロットル開度及びコーストスイッチの作動状態と時間の関係を示す。
【図１３】従来の加速制御によるアンダーシュートの様子を示すグラフで、目標車速、実車速、スロットル開度及びアクセラレートスイッチの作動状態と時間の関係を示す。
【図１４】請求項１ないし請求項４のいずれかひとつに対応するクレーム対応図。
【符号の説明】
１ 定速走行用コントロールユニット
３０ 負圧式スロットルアクチュエータ
５０ 設定手段
５１ 車速検出手段
５２ 目標スロットル開度演算手段
５３ 実スロットル開度検出手段
５４ スロットル駆動手段
５５ 偏差演算手段
５６ 偏差判定手段
５７ 目標車速補正手段
５８ 加減速指令手段
５９ スロットル開度規制手段
６０ 速度更新手段
【産業上の利用分野】
本発明は、所定の車速での走行を維持する車両用定速走行制御装置の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、任意の目標車速を維持するようにエンジン出力を制御する定速走行制御装置が知られており、エンジンのスロットルを駆動するアクチュエータを設けて、目標車速に実車速が一致するように目標スロットル開度を演算し、この目標スロットル開度に実スロットル開度が一致するようにアクチュエータを駆動している。
【０００３】
車両用の定速走行制御装置では、定速走行制御中の加速または減速を行うために、運転者によって操作される加速スイッチ及び減速スイッチを備えており、定速走行制御中に運転者が加速スイッチまたは減速スイッチを押し続けている間、目標車速を所定の割合で増減させながら、実車速を追従させるようにスロットルを駆動する加速または減速制御が行われる。
【０００４】
そして、実車速が希望する速度に到達したときに、運転者が加速スイッチまたは減速スイッチを離すことにより、目標車速をそのときの実車速に更新して再び定速走行制御に復帰するものである。
【０００５】
車両を加減速する際には走行抵抗などの影響で、上記加速または減速制御中では目標車速に実車速が徐々に追従できなくなって、目標車速と実車速の偏差が増大する場合があり、このとき、運転者が加減速スイッチを離すと、目標車速が増大した偏差分だけ変化して、この変化量に実車速を追従するよう定速走行制御を行ってしまうため、実車速のアンダーシュートまたはオーバーシュートが過大になる場合がある。
【０００６】
この加減速制御によるアンダーシュートまたはオーバーシュートを抑制するものとして、本願出願人は特願平６−１０９７６３号を提案しており、加減速制御において公知の線形制御手法であるモデルマッチング手法を適用して、目標車速と実車速の偏差が所定値を越えないように目標車速の増減の割合を制限することによって、上記のようなアンダーシュートまたはオーバーシュートを抑制するものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の定速走行制御装置では、モデルマッチング手法によって制御を行うために、図１１に示すように、高速走行や登坂または降坂等の走行抵抗の大きいときに加速制御を行うと、目標車速Ａのように一定の割合で増加させても実車速はこの目標車速Ａに徐々に追従できなくなるため、実車速と目標車速の偏差が所定値を越えないように目標車速Ｂの増加を行っているが、車速偏差が所定値に達して目標車速の増加量を制限してしまうと、図１３に示すように、目標車速Ｂの制限に伴って、スロットル開度も減少するため、エンジントルクは最大値より小さい値となって車両の加速度が減少して実車速のアンダーシュートが発生して運転者の意図した速度が得られないという問題があり、減速制御についても同様にして図１２に示すように、制限された目標車速Ｂに応じてスロットル開度が全閉位置よりも増大して実車速のオーバーシュートが発生して運転者の意図した速度が得られないという問題があった。
【０００８】
そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、定速走行制御中の加減速におけるアンダーシュートまたはオーバーシュートを抑制して、運転者の意図に応じた車速を実現可能な車両用定速走行制御装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、図１４において、目標車速を設定する目標車速設定手段５０と、車両の実車速を検出する実車速検出手段５１と、前記実車速が前記目標車速に一致するようにエンジンのスロットル開度の目標値を演算する目標スロットル開度演算手段５２と、前記スロットル開度を検出するスロットル開度検出手段５３と、前記検出したスロットル開度が前記目標スロットル開度に一致するように前記スロットルを駆動するスロットル駆動手段５４と、前記目標車速を所定の値ごとに増大または減少させて加速または減速を指令する加減速指令手段５８と、この加減速指令手段からの指令が終了したときの実車速を目標車速として更新する速度更新手段６０とを備えた車両用定速走行制御装置において、前記目標車速と前記実車速との偏差を演算する偏差演算手段５５と、この偏差が所定の許容値を越えたことを判定する偏差判定手段５６と、この判定結果において前記偏差が前記許容値を越えたときに前記偏差が前記許容値以内となるように前記目標車速を補正する目標車速補正手段５７と、前記判定結果において前記偏差が前記許容値を越え、かつ前記加減速指令手段５８が指令中の間は前記目標スロットル開度が前記目標車速を実現可能な値に規制するスロットル開度規制手段５９とを備え、前記スロットル開度規制手段が、前記を規制したときの前記スロットル開度を記憶する開度記憶手段と、前記開度記憶手段が記憶したスロットル開度と現在の目標スロットル開度とを比較する比較手段と、該比較結果が前記開度記憶手段が記憶したスロットル開度より目標スロットル開度が小さい加速時、あるいは前記開度記憶手段が記憶したスロットル開度より目標スロットル開度が大きい減速時には、前記開度記憶手段が記憶したスロットル開度を目標スロットル開度として設定する。
【００１２】
また、第２の発明は、前記第１の発明において、前記目標スロットル開度演算手段は、前記実車速が予め設定した規範モデルの応答特性に沿って前記目標車速と一致するように、前記目標スロットル開度を演算するモデルマッチング制御手段を備える。
【００１３】
【作用】
したがって、第１の発明は、走行中の車両の車速が目標車速に一致するような目標スロットル開度が目標スロットル開度演算手段によって演算され、この目標スロットル開度に実スロットル開度が一致するようにスロットルが駆動され定速走行制御が行われる。この定速走行制御中に、加減速指令手段が作動すると目標車速が所定値ずつ増大または減少することで加速または減速が行われ、平坦路等の走行抵抗が少ない場合では、目標車速の増減に応じて実車速も追従し、加減速制御手段からの指令が終了したときの実車速が目標車速として更新され、運転者が希望する速度に一致させる。
【００１４】
高速走行や登坂路等の走行抵抗が大きい場合に加速中であれば、加減速指令手段が指令中の間は所定の値ずつ目標車速を増大させるが、走行抵抗の影響によって実車速が目標車速に追従できなくなって車速の偏差が所定の許容値を越えた場合には、偏差が許容値を越えないように目標車速を補正するとともに、目標スロットル開度は目標車速へ加速する駆動力を確保可能な値に規制され、目標車速は制限されるものの目標スロットル開度は目標車速の低下にかかわらず所定の値を維持することができ、走行抵抗が大きい場合にも車速のアンダーシュートを抑制して運転者の意図に応じた速度を達成することができ、下り坂などで走行抵抗が小さい場合に減速をおこなうときも、実車速が目標車速に追従できなくなって車速の偏差が所定の許容値を越えた場合には、偏差が許容値を越えないように目標車速を補正するとともに、目標スロットル開度は目標車速へ減速する駆動力（エンジンブレーキ力）を確保可能な値に規制され、目標車速は制限されるものの目標スロットル開度は目標車速の増大にかかわらず所定の値を維持することができ、走行抵抗が大きい場合にも車速のオーバーシュートを抑制して運転者の意図に応じた速度を達成することができる。
【００１５】
そして、スロットル開度規制手段は、車速の偏差が許容値を越えたときのスロットル開度を記憶しておき、偏差が許容値以内となるまでは目標スロットル開度が記憶値未満とならないように開度の下限を規制するため、車両の加速に必要なエンジントルクを確保することができ、車速のアンダーシュートを防止することができ、目標とする加速度に可能な限り近い加速度によって運転者が意図する車速へ迅速に移行することが可能となり、定速走行制御中の加速制御を円滑に行うことが可能となるのである。
【００１６】
また、スロットル開度規制手段は、車速の偏差が許容値を越えたときのスロットル開度を記憶しておき、偏差が許容値以内となるまでは目標スロットル開度が記憶値を越えないように上限を規制するため、車両の減速に必要なエンジントルク（＝エンジンブレーキ力）を確保することができ、減速時の車速のオーバーシュートを防止することができ、目標とする減速度に可能な限り近い減速度によって運転者が意図する車速へ迅速に移行することが可能となり、定速走行制御中の減速制御を円滑に行うことが可能となるのである。
【００１７】
また、第２の発明は、目標スロットル開度演算手段は、実車速が予め設定した規範モデルの応答特性に沿って目標車速と一致するようにモデルマッチング手法によって目標スロットル開度を演算するため、円滑な定速走行制御を行うことができる。
【００１８】
【実施例】
以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。
【００１９】
図１に示すように、１は定速走行用コントロールユニットであり、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、各種インターフェース及び各種タイマを備えたマイクロコンピュータ１０とスロットルアクチュエータ駆動回路１１を主体にして構成される。
【００２０】
２〜７は運転者によって操作されるスイッチ群であり、これらスイッチの操作に応じてコントロールユニット１は定速走行制御の開始または解除を判断する。
【００２１】
２は定速走行制御のメインスイッチであり、セットスイッチ３は定速走行制御の開始及び車速の設定を行うもので、アクセラレートスイッチ４及びコーストスイッチ５は、それぞれ、目標車速の増大及び減少を指令し、キャンセルスイッチ６及びブレーキスイッチ７は、定速走行制御を解除するものである。
【００２２】
コントロールユニット１には車両の運転状態を検出する各種センサが接続され、車速センサ８は、実車速に対応したパルス信号を送出し、コントロールユニット１はこのパルスをカウントすることで実車速を演算する。この車速センサ８は、例えば、磁気センサ等で構成されて、図示はしないが、スピードメーターケーブルに接続された永久磁石の回転をリードスイッチの開閉から検出し、このリードスイッチの開閉に伴うパルスを実車速を示す信号とする。
【００２３】
スロットルセンサ９は、ポテンショメータ等で構成されて、実スロットル開度に対応した信号を送出し、コントロールユニット１及びスロットル駆動回路１１ではこのスロットル開度に基づいてスロットルアクチュエータ３０の駆動制御や後述する走行抵抗の推定演算などに用いられる。また、クランク角センサ１３はエンジンの回転数Ｎｅを送出する。
【００２４】
エンジンの吸気通路には吸入空気量を制御するスロットルが介装され、このスロットルはコントロールユニット１の指令に応動する負圧式スロットルアクチュエータ３０によって駆動されるもので、この負圧式スロットルアクチュエータ３０には図２に示すバキュームポンプ３１及び大気開放バルブ３２を備えて、スロットル駆動回路１１はコントローラ１が演算した目標スロットル開度と実際のスロットル開度に応じたパルス幅をデューティ制御に出力し、このパルス幅に応じて駆動されたバキュームポンプ３１及び大気開放バルブ３２が発生する負圧に応じて負圧式スロットルアクチュエータ３０を伸縮駆動し、アクセルワイアを介してスロットルの開度を制御するものである。
【００２５】
そしてこのスロットルには、ポテンショメータ等で構成されたスロットルセンサ９が設けられ、実スロットル開度に対応した信号をコントロールユニット１へ送出し、コントロールユニット１ではこのスロットル開度に基づいて負圧式スロットルアクチュエータ３０の駆動制御を行うのに加えて、後述する走行抵抗の推定演算などを行う。また、エンジンに配設されたクランク角センサ１３はエンジンの回転数Ｎｅを送出する。
【００２６】
図３〜図５は、コントロールユニット１で行われる制御の一例を示すフローチャートで、タイマ割り込み等によって所定時間毎、例えば、５０ｍｓｅｃごとに実行されるものであり、図３はメインルーチンを、図４、図示は５はそれぞれ加速制御、減速制御のサブルーチンを示し、以下、これらフローチャートを参照しながら詳述する。
【００２７】
まず、ステップＳ１では、車速センサ８、スロットルセンサ９及びクランク角センサ１３の信号を読み込んで、所定時間（５０ｍｓｅｃ）の間にカウントされた各信号に基づいて、所定時間中にカウントされた車速の平均値を実車速Ｖｓｐとし、同様にエンジン回転数の平均値をエンジン回転数Ｎｅとして演算するとともに、スロットルセンサ９の出力をＡ／Ｄ変換することにより実スロットル開度Ｔｖｏの計測を行う。
【００２８】
ステップＳ２では、キャンセルスイッチ６及びブレーキスイッチ７の一方がオンであるかを判定して、定速走行制御の継続（開始）または解除を決定し、解除の場合にはステップＳ１８以降の処理へ進む一方、継続の場合にはステップＳ３へ進む。
【００２９】
ステップＳ３はセットスイッチ３がオンであるか否かを判定して、オンの場合には目標車速Ｖｓｐｒを設定するため、ステップＳ４へ進む一方、そうでない場合にはステップＳ６に進む。
【００３０】
ステップＳ４では、現在の実車速Ｖｓｐを目標車速Ｖｓｐｒとして記憶し、ステップＳ５で定速走行制御中であることを示す定速走行制御フラグを１にセットする。
【００３１】
上記ステップＳ３でセットスイッチ３がオフの場合には、ステップＳ６以降の処理が行われ、前回までに設定された目標車速Ｖｓｐｒに基づく定速走行制御と加速制御または減速制御が行われる。
【００３２】
ステップＳ６では、定速走行制御中であることを示す定速走行制御フラグがセット状態＝１であるかを判定し、セット状態であればステップＳ７へ進む一方、そうでない場合にはステップＳ１９へ進む。
【００３３】
ステップＳ７では、後述するようにアクセラレートスイッチ４の操作に応じた加速制御を行い、ステップＳ８では同じく後述するように、コーストスイッチ５の操作に応じた減速制御が行われる。
【００３４】
ステップＳ９では、目標車速Ｖｓｐｒに実車速Ｖｓｐを一致させるために、公知の線形制御手法であるモデルマッチング手法及び近似ゼロイング手法を用いて、エンジンの目標駆動力Ｆｏｒを演算する。
【００３５】
まず、車速のフィードバック制御を行う補償器の概要を説明する。
【００３６】
制御対象の伝達特性をパルス伝達関数Ｐ（ｚ−１）とおくと、補償器は図６に示すようになる。
【００３７】
図６において、ｚは遅延演算素子であり、ｚ−１を乗ずると、１サンプル周期前の値となる。また、Ｃ１（ｚ−１）、Ｃ２（ｚ−１）は、近似ゼロイング手法による外乱推定器であり、外乱やモデル化誤差による影響を抑制するものである。
【００３８】
また、Ｃ３（ｚ−１）は、モデルマッチング手法による補償器で、目標車速Ｖｓｐｒに対する制御対象の応答特性を予め設定した規範モデルＨ（ｚ−１）の特性に一致させる。
【００３９】
目標加速度を入力、実車速Ｖｓｐを出力とする部分を制御対象とおくと、Ｐ（ｚ−１）は次式に示す積分要素Ｐ１（ｚ−１）とむだ時間要素Ｐ２（ｚ−１）＝ｚ−２の積でおくことができる。
【００４０】
Ｐ１（ｚ−１）＝Ｔ・ｚ−１／（１−ｚ−１）
ただし、Ｔ；サンプル周期＝５０ｍｓｅｃ
このとき、Ｃ１（Ｚ−１）、Ｃ２（Ｚ−１）はそれぞれ次のようになる。
【００４１】
【００４２】
Ｃ３＝Ｋ＝｛１−ｅｘｐ（−Ｔ／ｔａ）｝／Ｔ
上記に基づいて次のような演算を行う。ただし、データｙ（ｋ−１）は１サンプル周期前のデータｙ（ｋ）を示す。
【００４３】
ｙ２（ｋ）＝γ・ｙ２（ｋ−１）＋（１−γ）・ｙ１（ｋ−１）
ｙ３（ｋ）＝γ・ｙ３（ｋ−１）＋（１−γ）／Ｔ・Ｖｓｐ（ｋ）−（１−γ）／Ｔ・Ｖｓｐ（ｋ−１）
ｙ１（ｋ）＝Ｋ・｛Ｖｓｐｒ（ｋ）−Ｖｓｐ（ｋ）｝−ｙ３（ｋ）＋ｙ２（ｋ−２）
ここで、ｙ１（ｋ）は目標加速度であり、車両の基本重量Ｍを乗じて目標駆動力Ｆｏｒを次のように演算する。
【００４４】
Ｆｏｒ（ｋ）＝ｙ１（ｋ）・Ｍ
ステップＳ１０では、上記目標駆動力Ｆｏｒより、まず、目標エンジントルクＴｅｒを次式により演算する。
【００４５】
Ｔｅｒ＝（Ｆｏｒ・Ｒｔ）／（Ｇｍ・Ｇｆ）
さらに、図７に示すように、予め設定されたエンジンの非線形データマップを用いて、エンジン回転速度Ｎｅと目標エンジントルクＴｅｒから、目標スロットル開度Ｔｖｏｒを表引き演算する。
【００４６】
こうして、目標スロットル開度Ｔｖｏｒを演算してからステップＳ１１、Ｓ１４で加速制御、減速制御によってスロットル開度に制限を加えるアクセラレートリミット中フラグ、コーストリミット中フラグがセットされているかを判定するもので、これらフラグがセットされている場合にはステップＳ１２、１３またはステップＳ１５、１６で目標スロットル開度Ｔｖｏｒの制限が後述するように行われる一方、定速走行制御中である場合にはステップＳ１７へ進む。
【００４７】
ステップＳ１７では、こうして得られた目標スロットル開度Ｔｖｏｒに応じて負圧式スロットルアクチュエータ３０のバキュームポンプ３１及び大気開放用ソレノイドバルブ３２のデューティ比Ｄｖａｃ，ＤｖｅｎｔをＰＩＤ制御などの制御手法によって演算するもので、スロットル開度の偏差Δ（目標スロットル開度Ｔｖｏｒ−実スロットル開度Ｔｖｏ）に応じて上記デューティ比を演算して、バキュームポンプ３１及び大気開放用ソレノイドバルブ３２への図示しない各出力レジスタに各デューティ比をセットして、負圧式スロットルアクチュエータ３０の駆動を行うのである。
【００４８】
ここで、上記ステップＳ２において、キャンセルスイッチ６の操作によって定速走行制御フラグの解除が行われると、ステップＳ１８で定速走行制御フラグを０にリセットしてから、ステップＳ１９で目標スロットル開度Ｔｖｏｒをリセットして処理を終了する。なお、ステップＳ６で定速走行制御フラグがセットされていない場合にはこのステップＳ１９の処理のみを行う。
【００４９】
次に、ステップＳ７及びステップＳ１１〜Ｓ１３で行われる加速制御について詳述する。
【００５０】
ステップＳ７で行われる加速制御のサブルーチンでは、まず、ステップＳ２１で、アクセラレートスイッチ４がＯＮであるか否かを判定して、ＯＮであれば加速制御行うためにステップＳ２３へ進む一方、ＯＦＦの場合にはステップＳ２２へ進む。
【００５１】
ステップＳ２３で加速制御中フラグをセットした後に、ステップＳ２４では、目標車速Ｖｓｐｒを前回の値、すなわち、１サイクル前の目標車速Ｖｓｐｒ（ｏｌｄ）に所定値を加算した値に設定し、ここでは＋０．２ｋｍ／ｈを加算する。
【００５２】
ステップＳ２５では、目標車速Ｖｓｐｒと実車速Ｖｓｐの偏差が所定の許容値（ここでは、３ｋｍ／ｈとする）を越えているか否かを判定して、偏差が許容値を越える場合にはステップＳ２６へ進む一方、偏差が許容値以内の場合にはステップＳ２９でアクセラレートリミッタ中フラグをリセットした後に、上記図３のメインルーチンへ復帰する。
【００５３】
車速偏差が３ｋｍ／ｈを越える場合にはステップＳ２６で、スロットル開度の制限を行うためのアクセラレートリミッタ中フラグがセットされているか否かを判定して、このフラグがセットされていなければステップＳ２７へ進み、既にセットされている場合にはステップＳ２８へ進む。
【００５４】
ステップＳ２７では、アクセラレートリミッタ中フラグをセットするとともに、現在の実スロットル開度Ｔｖｏをスロットル開度の下限値Ｔｖｏｍとして記憶し、ステップＳ２８で目標車速Ｖｓｐｒを実車速Ｖｓｐに偏差の許容値である３ｋｍ／ｈを加算したものに設定して、上記図３のメインルーチンへ復帰する。
【００５５】
一方、上記ステップＳ２１の判定でアクセラレートスイッチ４がＯＦＦの場合には、ステップＳ２２で加速制御中フラグがセットされているか否かを判定し、セットされていない場合にはメインルーチンへ復帰する一方、セットされていれば加速制御を終了するため、ステップＳ３０で目標車速Ｖｓｐｒに現在の実車速Ｖｓｐを設定し、ステップＳ３１で加速制御中フラグ及びアクセラレートリミッタ中フラグをクリアしてメインルーチンへ戻る。
【００５６】
ステップＳ７で加速制御が行われ、目標車速Ｖｓｐｒと実車速Ｖｓｐの偏差が所定値３ｋｍ／ｈを越える場合には、アクセラレートリミッタ中フラグがセットされるため、メインルーチンのステップＳ１１の判定からステップＳ１２の処理へ進む。
【００５７】
ステップＳ１２では、ステップＳ１０で演算された目標スロットル開度ＴｖｏｒがステップＳ２７で設定されたスロットル開度下限値Ｔｖｏｍ未満であれば、ステップＳ１３で目標スロットル開度Ｔｖｏｒを下限値Ｔｖｏｍに変更して、上記ステップＳ１７の負圧式スロットルアクチュエータ３０のデューティ制御へ進む。
【００５８】
一方、ステップＳ８及びステップＳ１４〜Ｓ１６で行われる減速制御について詳述する。
【００５９】
ステップＳ８で行われる減速制御のサブルーチンでは、まず、ステップＳ４１で、コーストスイッチ５がＯＮであるか否かを判定して、ＯＮであれば減速制御行うためにステップＳ４３へ進む一方、ＯＦＦの場合にはステップＳ４２へ進む。
【００６０】
ステップＳ４３で減速制御中フラグをセットした後に、ステップＳ４４では、目標車速Ｖｓｐｒを前回の値、すなわち、１サイクル前の目標車速Ｖｓｐｒ（ｏｌｄ）に所定値を加算した値に設定し、ここでは所定値として０．２ｋｍ／ｈを減算する。
【００６１】
ステップＳ４５では、実車速Ｖｓｐと目標車速Ｖｓｐｒの偏差が所定の許容値（ここでは、３ｋｍ／ｈとする）を越えているか否かを判定して、偏差が許容値を越える場合にはステップＳ４６へ進む一方、偏差が許容値以内の場合にはステップＳ４９でコーストリミッタ中フラグをリセットした後に、上記図３のメインルーチンへ復帰する。
【００６２】
車速偏差が３ｋｍ／ｈを越える場合にはステップＳ４６で、スロットル開度の制限を行うためのコーストリミッタ中フラグがセットされているか否かを判定して、このフラグがセットされていなければステップＳ４７へ進み、既にセットされている場合にはステップＳ４８へ進む。
【００６３】
ステップＳ４７では、コーストリミッタ中フラグをセットするとともに、現在の実スロットル開度Ｔｖｏをスロットル開度の上限値Ｔｖｏｍとして記憶し、ステップＳ４８で目標車速Ｖｓｐｒを実車速Ｖｓｐに偏差の許容値である３ｋｍ／ｈを減算したものに設定して、上記図３のメインルーチンへ復帰する。
【００６４】
一方、上記ステップＳ４１の判定でコーストスイッチ５がＯＦＦの場合には、ステップＳ４２で減速制御中フラグがセットされているか否かを判定し、セットされていない場合にはメインルーチンへ復帰する一方、セットされていれば減速制御を終了するため、ステップＳ５０で目標車速Ｖｓｐｒに現在の実車速Ｖｓｐを設定し、ステップＳ５１で減速制御中フラグ及びコーストリミッタ中フラグをクリアしてメインルーチンへ戻る。
【００６５】
ステップＳ８で減速制御が行われ、目標車速Ｖｓｐｒと実車速Ｖｓｐの偏差が所定値３ｋｍ／ｈを越える場合には、コーストリミッタ中フラグがセットされるため、メインルーチンのステップＳ１４の判定からステップＳ１５の処理へ進む。
【００６６】
ステップＳ１５では、ステップＳ１０で演算された目標スロットル開度ＴｖｏｒがステップＳ４７で設定されたスロットル開度上限値Ｔｖｏｍを越えていれば、ステップＳ１６で目標スロットル開度Ｔｖｏｒを上限値Ｔｖｏｍに変更して、上記ステップＳ１７の負圧式スロットルアクチュエータ３０のデューティ制御へ進む。
【００６７】
以上のような制御によって、定速走行制御中にアクセラレートスイッチ４が押されると、アクセラレートスイッチ４がＯＦＦとなるまで所定の割合、この場合０．２ｋｍ／ｈづつ目標車速Ｖｓｐｒが所定の所定の周期（５０ｍｓｅｃ）ごとに増大する。
【００６８】
低速走行や平坦路等の走行抵抗が少ない場合では、図１０に示すように、目標車速Ｖｓｐｒの増大に応じて実車速Ｖｓｐも増大し、アクセラレートスイッチ４がＯＦＦとなったときの実車速Ｖｓｐを目標車速Ｖｓｐｒとして更新することで、運転者が希望する速度に一致させるとともに、加速後の定速走行制御を円滑に行うことができる。
【００６９】
一方、高速走行や登坂路等の走行抵抗が大きい場合は、図８に示すように、アクセラレートスイッチ４が押されている間は所定の割合で目標車速Ｖｓｐｒを増大させるが、走行抵抗の影響によって目標車速Ｖｓｐｒと実車速Ｖｓｐの偏差が所定の許容値（例えば、３ｋｍ／ｈ）を越えた場合には、偏差が許容値を越えたときの実車速Ｖｓｐに許容値（例えば、３ｋｍ／ｈ）を加算したものを目標車速Ｖｓｐｒとすることにより、車速の偏差が許容値を越えないようにする。
【００７０】
したがって、アクセラレートスイッチ４がＯＦＦとなったときに、目標車速Ｖｓｐｒが実車速Ｖｓｐに更新されても目標車速Ｖｓｐｒの減少量が少ないために、前記従来例のように車速のアンダーシュートが発生することはなく、運転者が意図する車速へ迅速に収束させることができる。
【００７１】
ここで、車速の偏差が許容値を越えたときのスロットル開度を下限値Ｔｖｏｍとして記憶しておき、偏差が許容値以内となるまでは目標スロットル開度Ｔｖｏｒが下限値Ｔｖｏｍ未満とならないように下限を制限するため、スロットル開度はほぼ全開位置近傍に維持されて、車両の加速に必要なエンジントルクを確保することができ、前記従来例のような加速の不足やアンダーシュートを抑制して、目標とする加速度に可能な限り近い加速度によって運転者が意図する車速へ迅速に移行することが可能となり、定速走行制御中の加速を円滑に行うことが可能となるのである。
【００７２】
一方、減速制御の場合では、定速走行制御中にコーストスイッチ５が押されると、コーストスイッチ５がＯＦＦとなるまで所定の割合、この場合０．２ｋｍ／ｈづつ目標車速Ｖｓｐｒが所定の所定の周期（５０ｍｓｅｃ）ごとに減少する。
【００７３】
走行抵抗がある程度大きい場合では、目標車速Ｖｓｐｒの減少に応じて実車速Ｖｓｐも減少し、コーストスイッチ５がＯＦＦとなったときの実車速Ｖｓｐを目標車速Ｖｓｐｒとして更新することで、運転者が希望する速度に一致させるとともに、減速後の定速走行制御を円滑に行うことができる。
【００７４】
ここで、下り坂等で走行抵抗が小さい場合は、図９に示すように、コーストスイッチ５が押されている間は所定の割合で目標車速Ｖｓｐｒを減少させるが、走行抵抗が小さいために駆動力の低下に応じた減速が行われず、目標車速Ｖｓｐｒと実車速Ｖｓｐの偏差が所定の許容値（例えば、３ｋｍ／ｈ）を越えた場合には、偏差が許容値を越えたときの実車速Ｖｓｐに許容値（例えば、３ｋｍ／ｈ）を減算したものを目標車速Ｖｓｐｒとすることにより、車速の偏差が許容値を越えないようにする。
【００７５】
したがって、コーストスイッチ５がＯＦＦとなったときに、目標車速Ｖｓｐｒが実車速Ｖｓｐに更新されても目標車速Ｖｓｐｒの変動量が少ないために、前記従来例のように車速のオーバーシュートが発生することはなく、運転者が意図する車速へ迅速に収束させることができる。
【００７６】
ここで、車速の偏差が許容値を越えたときのスロットル開度を上限値Ｔｖｏｍとして記憶しておき、偏差が許容値以内となるまでは目標スロットル開度Ｔｖｏｒが上限値Ｔｖｏｍを越えないように上限を制限するため、スロットル開度はほぼ全閉位置近傍に維持されて、車両の減速に必要なエンジントルク（＝エンジンブレーキ力）を確保することができ、前記従来例のような減速の不足やアンダーシュートを抑制して、目標とする減速度に可能な限り近い減速度によって運転者が意図する車速へ迅速に移行することが可能となり、定速走行制御中の減速を円滑に行うことが可能となるのである。
【００７７】
なお、上記実施例において、車速フィードバック制御にモデルマッチングを用いたが、これに限定されることはなく、ＰＩ制御（比例積分制御）等の周知の制御手法によって行う場合でも同様の作用、効果を得ることができる。
【００７８】
【発明の効果】
以上説明したように第１の発明は、高速走行や登坂路等の走行抵抗が大きい場合に加速すると、加減速指令手段が指令中の間は所定の値ずつ目標車速を増大させるが、走行抵抗の影響によって実車速が目標車速に追従できなくなって車速の偏差が所定の許容値を越えた場合には、偏差が許容値を越えないように目標車速を補正するとともに、目標スロットル開度は目標車速へ加速する駆動力を確保可能な値に規制され、目標車速は制限されるものの目標スロットル開度は目標車速の低下にかかわらず所定の値を維持することができ、走行抵抗が大きい場合にも車速のアンダーシュートを抑制して運転者の意図に応じた速度を達成することができ、下り坂などで走行抵抗が小さい場合に減速をおこなうときも、実車速が目標車速に追従できなくなって車速の偏差が所定の許容値を越えた場合には、偏差が許容値を越えないように目標車速を補正するとともに、目標スロットル開度は目標車速へ減速する駆動力（エンジンブレーキ力）を確保可能な値に規制され、目標車速は制限されるものの目標スロットル開度は目標車速の増大にかかわらず所定の値を維持することができ、走行抵抗が大きい場合にも車速のオーバーシュートを抑制して運転者の意図に応じた速度を達成することができ、定速走行制御装置による運転性を向上させることができる。
【００７９】
そして、スロットル開度規制手段は、車速の偏差が許容値を越えたときのスロットル開度を記憶しておき、偏差が許容値以内となるまでは目標スロットル開度が記憶値未満とならないように開度の下限を規制するため、車両の加速に必要なエンジントルクを確保することができ、車速のアンダーシュートを防止することができ、目標とする加速度に可能な限り近い加速度によって運転者が意図する車速へ迅速に移行することが可能となり、定速走行制御中の加速制御を円滑に行うことが可能となるのである。
【００８０】
また、スロットル開度規制手段は、車速の偏差が許容値を越えたときのスロットル開度を記憶しておき、偏差が許容値以内となるまでは目標スロットル開度が記憶値を越えないように上限を規制するため、車両の減速に必要なエンジントルク（＝エンジンブレーキ力）を確保することができ、減速時の車速のオーバーシュートを防止することができ、目標とする減速度に可能な限り近い減速度によって運転者が意図する車速へ迅速に移行することが可能となり、定速走行制御中の減速制御を円滑に行うことが可能となるのである。
【００８１】
また、第２の発明は、目標スロットル開度演算手段は、実車速が予め設定した規範モデルの応答特性に沿って目標車速と一致するようにモデルマッチング手法によって目標スロットル開度を演算するため、円滑な定速走行制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示す定速走行制御装置の構成図。
【図２】同じく負圧式スロットルアクチュエータの概略構成図。
【図３】制御の一例を示し、メインルーチンのフローチャート。
【図４】同じく加速制御のサブルーチンの一例を示すフローチャート。
【図５】同じく減速制御のサブルーチンの一例を示すフローチャート。
【図６】フィードバック制御補償器の構成図。
【図７】エンジンの非線形特性を示すマップで、スロットル開度とエンジントルクの関係を示す。
【図８】走行抵抗が大きい場合の加速制御の様子を示すグラフで、目標車速、実車速、スロットル開度及びアクセラレートスイッチの作動状態と時間の関係を示す。
【図９】走行抵抗が少ない場合の減速制御の様子を示すグラフで、目標車速、実車速、スロットル開度及びアクセラレートスイッチの作動状態と時間の関係を示す。
【図１０】走行抵抗が少ない場合の加速制御の様子を示すグラフで、目標車速、実車速、スロットル開度及びアクセラレートスイッチの作動状態と時間の関係を示す。
【図１１】従来の加速制御の様子を示すグラフで、目標車速、実車速、スロットル開度及びアクセラレートスイッチの作動状態と時間の関係を示す。
【図１２】従来の減速制御の様子を示すグラフで、目標車速、実車速、スロットル開度及びコーストスイッチの作動状態と時間の関係を示す。
【図１３】従来の加速制御によるアンダーシュートの様子を示すグラフで、目標車速、実車速、スロットル開度及びアクセラレートスイッチの作動状態と時間の関係を示す。
【図１４】請求項１ないし請求項４のいずれかひとつに対応するクレーム対応図。
【符号の説明】
１ 定速走行用コントロールユニット
３０ 負圧式スロットルアクチュエータ
５０ 設定手段
５１ 車速検出手段
５２ 目標スロットル開度演算手段
５３ 実スロットル開度検出手段
５４ スロットル駆動手段
５５ 偏差演算手段
５６ 偏差判定手段
５７ 目標車速補正手段
５８ 加減速指令手段
５９ スロットル開度規制手段
６０ 速度更新手段
Claims (2)
- 目標車速を設定する目標車速設定手段と、
車両の実車速を検出する実車速検出手段と、
前記実車速が前記目標車速に一致するようにエンジンのスロットル開度の目標値を演算する目標スロットル開度演算手段と、
前記スロットル開度を検出するスロットル開度検出手段と、
前記検出したスロットル開度が前記目標スロットル開度に一致するように前記スロットルを駆動するスロットル駆動手段と、
前記目標車速を所定の値ごとに増大または減少させて加速または減速を指令する加減速指令手段と、
該加減速指令手段からの指令が終了したときの実車速を目標車速として更新する速度更新手段とを備えた車両用定速走行制御装置において、
前記目標車速と前記実車速との偏差を演算する偏差演算手段と、
該偏差が所定の許容値を越えたことを判定する偏差判定手段と、
該判定結果において前記偏差が前記許容値を越えたときに前記偏差が前記許容値以内となるように前記目標車速を補正する目標車速補正手段と、
前記判定結果において前記偏差が前記許容値を越え、かつ前記加減速指令手段が指令中の間は前記目標車速を実現可能な値に前記目標スロットル開度を規制するスロットル開度規制手段とを備え、
前記スロットル開度規制手段が、前記目標スロットル開度を規制したときの前記スロットル開度を記憶する開度記憶手段と、
前記開度記憶手段が記憶したスロットル開度と現在の目標スロットル開度とを比較する比較手段と、
該比較結果が前記開度記憶手段が記憶したスロットル開度より目標スロットル開度が小さい加速時、あるいは前記開度記憶手段が記憶したスロットル開度より目標スロットル開度が大きい減速時には、前記開度記憶手段が記憶したスロットル開度を目標スロットル開度として設定することを特徴とする車両用定速走行制御装置。 - 前記目標スロットル開度演算手段は、前記実車速が予め設定した規範モデルの応答特性に沿って前記目標車速と一致するように、前記目標スロットル開度を演算するモデルマッチング制御手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の車両用定速走行制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10386295A JP3555237B2 (ja) | 1995-04-27 | 1995-04-27 | 車両用定速走行制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10386295A JP3555237B2 (ja) | 1995-04-27 | 1995-04-27 | 車両用定速走行制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08295153A JPH08295153A (ja) | 1996-11-12 |
| JP3555237B2 true JP3555237B2 (ja) | 2004-08-18 |
Family
ID=14365266
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP10386295A Expired - Fee Related JP3555237B2 (ja) | 1995-04-27 | 1995-04-27 | 車両用定速走行制御装置 |
Country Status (1)
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| JP (1) | JP3555237B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2357337B1 (en) | 2008-12-11 | 2015-10-21 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Supercharger control device for internal combustion engine |
-
1995
- 1995-04-27 JP JP10386295A patent/JP3555237B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
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| JPH08295153A (ja) | 1996-11-12 |
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