JP3746245B2 - 定速走行制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両走行制御装置に関するものであり、車両の走行速度である実車速をドライバが希望する設定車速に保つ車両用定速走行制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の定速走行制御装置としては、ドライバが設定した設定車速と実車速との車速偏差から目標加減速度を求め、この目標加減速度に基づいて、スロットルを制御することで、定速走行を実現させる定速走行制御装置や、実車速と実加速度に基づいて実車速を先読みした進角速度を算出し、ドライバが設定した設定車速と進角走行速度との車速偏差や進角加速度に基づいて目標加減速度を算出し、この目標加減速度に基づいて、スロットルアクチュエータを制御することで、定速走行を実現させる定速走行制御装置が知られている。
【０００３】
この種の従来技術として、特開平９−８６２２４号公報，特開２０００−１０８７１６号公報に開示されたものがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来技術では、定速走行制御時の目標加減速度が車速偏差（設定車速と実車速の差）から算出されるため、必ずしもドライバの意図を反映できない場合がある。例えば図８のように、ドライバが車速Ｖｎ０を最終的に車速Ｖｎｇまで加速させたいために図８のように、オーバーシュートさせるような設定車速を入力した場合を考える。
【０００５】
このとき、図８中タイミングｔ１から実車速と設定車速との車速偏差が次第に大きくなり、目標加速度も増加し図８中タイミングｔ４では最大加速度に到達する（下図）が、図８中タイミングｔ１からｔ４までの加速が鈍く感じられ、ドライバに違和感を与えてしまう。また、最大加速度で加速し（図８中タイミングｔ４〜ｔ６の間）、車速偏差が小さくなり始める図８中タイミングｔ６〜ｔ７の間では加速度が徐々に小さくなり始めるが、依然として車速偏差は正の値を持ち、設定車速と実車速が交差する、即ち車速偏差Ｖｓ−Ｖｎ＝０ｋｍ／ｈとなる図８中タイミングｔ７までは比較的大きな加速度を維持するため、その後の減速が遅れてしまい（ｔ７〜ｔ１０）、結果的に実車速が設定車速に対して遅れ、ドライバに違和感を与えることになる。
【０００６】
本発明は前述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ドライバが設定車速を操作した際の入力状態を目標加減速度に反映させて、ドライバの意思に従った車両挙動を実現することのできる定速走行制御装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明における定速走行制御装置は、加速スイッチまたは減速スイッチを操作することにより入力された設定車速を記憶する設定車速記憶手段と、ドライバが前記加速スイッチまたは減速スイッチを所定時間内に押す回数を判断し、ドライバが希望する加速度を推定するドライバ希望加速度推定手段と、前記設定車速記憶手段が記憶する設定車速と、車速検出手段によって検出された車両の車速と、前記ドライバ希望加速度推定手段が推定する希望加速度に基づいて目標加速度を算出する目標加速度算出手段と、前記目標加速度に基づいて、スロットルアクチュエータを制御してエンジン出力を増減する手段とを有するものである。
また、本発明における定速走行制御装置は、加速スイッチまたは減速スイッチを操作することにより入力された設定車速を記憶する設定車速記憶手段と、ドライバにより前記加速スイッチまたは減速スイッチが押される時間間隔を判断し、ドライバが希望する加速度を推定するドライバ希望加速度推定手段と、前記設定車速記憶手段が記憶する設定車速と、車速検出手段によって検出された車両の車速と、前記ドライバ希望加速度推定手段が推定する希望加速度に基づいて目標加速度を算出する目標加速度算出手段と、前記目標加速度に基づいて、スロットルアクチュエータを制御してエンジン出力を増加減する手段とを有するものである。
さらに、本発明における定速走行制御装置は、好ましくは、前記目標加速度算出手段は、前記ドライバ希望加速度推定手段が急加速要求であると推定し、車両が急加速であるときに前記減速スイッチが入力されたとき、目標加速度を前記急加速に応じた急減速とするものである。
さらに、本発明における定速走行制御装置は、前記急減速は、前記加速スイッチまたは減速スイッチを所定時間操作しなかった状態から減速スイッチが操作される減速度より大きいものである。
さらに、本発明における定速走行制御装置は、前記目標加速度算出手段は、前記ドライバ希望加速度推定手段により、ドライバが前記加速スイッチまたは減速スイッチを所定時間内に押す回数が所定回数以上であると判断したときは、目標加速度の絶対値を前記所定回数以上の回数に応じて大きく算出するものである。
さらに、前記目標加速度算出手段は、前記ドライバ希望加速度推定手段により、ドライバが前記加速スイッチまたは減速スイッチを所定時間内に押す回数が所定回数以下であると判断したときは、目標加速度の絶対値を前記所定回数以下の回数に応じて小さく算出するものである。
さらに、本発明における定速走行制御装置は、前記目標加速度算出手段は、前記ドライバ希望加速度推定手段の推定結果に基づいてドライバが急減速指令を入力したと判断したときは、前記設定車速から前記車両の車速を減算した車速偏差が正の値をとる場合でも、目標加速度を正の値の範囲内とし、かつ前記ドライバ希望加速度推定手段の推定結果に応じた目標加速度に減少させるものである。
さらに、本発明における定速走行制御装置は、前記目標加速度算出手段は、前記ドライバ希望加速度推定手段の推定結果に基づいてドライバが急加速指令を入力したと判断したときは、前記設定車速から前記車両の車速を減算した車速偏差が負の値をとる場合でも、目標加速度を負の値の範囲とし、かつ前記ドライバ希望加速度推定手段の推定結果に応じた目標加速度に増加させるものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具現化した実施例を図１〜図１５に従って説明する。
【０００９】
図１は本実施例の車両用定速走行制御装置の概略構成図である。定速走行制御部１は、車速センサ４からの情報を受け、また、ドライバ操作スイッチ３からドライバの希望する設定車速に関する情報を受け、当該設定車速に実車速を一致させるべく、目標加減速度αを算出し、エンジン制御部５に出力する。エンジン制御部５は、定速走行制御部１より入力した目標加減速度αに基づいて、エンジン７およびスロットルアクチュエータ６を駆動し、スロットルバルブの開度を制御することでエンジン出力を増加減する。
【００１０】
また、変速機９を制御する必要が生じた場合は、定速走行制御部１またはエンジン制御部５から、変速機制御部８に指令を出力し変速機９の制御を実行させる。
【００１１】
次に定速走行制御部１において目標加減速度αを導出する処理について、図２〜図３を用いて説明する。図２において、ドライバ操作スイッチ３は、ドライバが希望する設定車速Ｖｓを入力するための、加速スイッチ１２と減速スイッチ１３を有する入力装置である。設定車速Ｖｓは、例えば日本では４０ｋｍ／ｈ〜１２０ｋｍ／ｈであることが多い。現在は、定速走行制御は一般道に於いては対応できないので下限が４０ｋｍ／ｈ程度、上限は高速或いは登坂などを考慮して１１０，１２０ｋｍ／ｈ程度となっているのが一般的である。
【００１２】
本入力装置において、ドライバが加速スイッチ１２を操作した場合は、例えば８０，８５，９０，９５ｋｍ／ｈ・・・というように所定の車速幅（この例では、５ｋｍ／ｈ）で設定車速Ｖｓを増加させ、減速スイッチ１３を操作した場合は或る車速幅（増加の幅と合わせてもよいし、替えてもよい）で設定車速Ｖｓを減少させて、設定車速記憶手段１０で記憶する。本実施例では、設定車速を増加減させる際の車速幅を一律としたが、可変の車速幅としてもよい。例えば、後述するスイッチ入力周波数変数Ｓｆに対応した車速幅とすることで、ドライバの意思に従った定速走行制御が可能となる。具体的には、押しっぱなしにした場合に於いて、最初２秒は１ｋｍ／ｈ刻みで、２秒以降は５ｋｍ／ｈ刻みになるような設定が考えられる。
【００１３】
次に、ドライバ操作スイッチ３を押した頻度や、加速スイッチ１２を押したか又は減速スイッチ１３を押したかの、ドライバ操作スイッチの入力状態をドライバ設定車速入力状態記憶手段１１で記憶する。また、図３に示すように、加速スイッチ入力信号Ｓａｔと減速スイッチ入力信号Ｓｄｔの論理和からなるスイッチ入力変数Ｓｔ(Ｓａｔ∪Ｓｄｔ)を生成し、さらにスイッチ入力変数ＳｔのＯＦＦ→ＯＮエッジの時間間隔に基づいて、スイッチ入力周波数変数Ｓｆを生成する。図１１〜図１３を用いて、スイッチ入力周波数変数Ｓｆ演算処理について詳細に説明する。図１１のスイッチ入力周波数変数Ｓｆ演算フローは、制御周期毎に繰り返し処理されるものとする。図１１において、まずスイッチ入力変数ＳｔがＯＮか否かを判定する（１００）。スイッチ入力変数ＳｔがＯＮであれば、次にスイッチ入力変数の前回値（１周期前のＳｔ）Ｓｔｎ−１がＯＦＦか否かを判定する（１０６）。スイッチ入力変数前回値Ｓｔｎ−１がＯＦＦであれば、図１３のタイミングｔ１のように、スイッチ入力のＯＦＦ→ＯＮエッジを検出したと判定できるので、ＯＦＦ→ＯＮエッジの時間間隔変数Ｃｔに基づいて、スイッチ入力周波数Ｓｆｐを導出する。図１２は、図１１処理１０７における、時間間隔変数Ｃｔに対する出力であるスイッチ入力周波数Ｓｆｐの特性の一例である。次に図１１において、スイッチ入力周波数Ｓｆｐをスイッチ入力周波数変数Ｓｆに代入し（１０８）、最後にＯＦＦ→ＯＮエッジの時間間隔を再計測するために時間間隔変数Ｃｔをゼロクリアする。
【００１４】
図１１の処理１０６において、スイッチ入力変数前回値Ｓｔｎ−１がＯＮであれば、図１３のタイミングｔ５〜ｔ６のように、スイッチ入力がＯＮの状態が継続している状態と判定し、時間間隔変数Ｃｔをゼロクリアし（１０５）、スイッチ入力周波数変数Ｓｆは値を更新しない。
【００１５】
図１１の処理１００において、スイッチ入力変数ＳｔがＯＦＦであれば、前述の処理１０７と同様の方法でスイッチ入力周波数Ｓｆｐを導出する（１０２）。次にスイッチ入力周波数Ｓｆｐがスイッチ入力周波数変数Ｓｆより小さいか否かを判定する（１０３）。スイッチ入力周波数Ｓｆｐがスイッチ入力周波数変数Ｓｆより小さい場合は、図１３のタイミングｔ３〜ｔ４のように、スイッチの入力されていない状態が継続し、スイッチ入力周波数変数Ｓｆが実際より大きい値になっていると判定し、スイッチ入力周波数Ｓｆｐをスイッチ入力周波数変数Ｓｆに代入する。さらに、スイッチ入力ＯＦＦの時間計測を継続すべく時間間隔変数Ｃｔをインクリメントする。
【００１６】
図１１の処理１０３において、スイッチ入力周波数Ｓｆｐがスイッチ入力周波数変数Ｓｆ以上の場合は、図１３のタイミングｔ１〜ｔ２のように、スイッチの入力されていない状態が継続しており、次回のスイッチ入力のＯＦＦ→ＯＮエッジを検出するまでは、スイッチ入力周波数変数Ｓｆは値を決定することができないため、このような場合スイッチ入力周波数変数は値を更新しない。
【００１７】
次に図３を用いて、スイッチ入力周波数変数Ｓｆに基づいて、ドライバ設定車速入力状態変数Ｓｓを生成する方法について説明する。まず、加速スイッチ入力信号Ｓａｔおよび減速スイッチ入力信号Ｓｄｔに基づいて、加速指令の場合は１、減速指令の時は−１となる加減速方向変数Ｓｄを生成する。さらに、前述のスイッチ入力周波数変数Ｓｆと加減速方向変数Ｓｄの積により算出されるドライバ設定車速入力状態変数Ｓｓを生成する。
【００１８】
次に目標加減速度αを導出する処理について、図４を用いて説明する。車速偏差Ｖｄは実車速Ｖｎと設定車速Ｖｓに基づいて、下記の式で算出できる。
【００１９】
Ｖｄ＝Ｖｓ−Ｖｎ
ここで、車速偏差Ｖｄに基づいて目標加減速度αを算出する場合、本実施例では設定車速Ｖｓはステップ的に変化するため、図１４に示すように設定車速Ｖｓが変化した瞬間にのみ、非常に大きな目標加減速度αが算出され、走行フィーリングを悪化させる可能性がある。そこで本実施例では、図４に示すように、設定車速Ｖｓを連続的に変化させるようにフィルタリング処理３３を施した値である第２の設定車速Ｖｓ２を用いることとした。本実施例では第２の設定車速Ｖｓ２は、第２の車速偏差Ｖｄ１と制御周期一回前の第２の設定車速Ｖｓ２＿ｚ１を用いて下記の式により算出することとした。
【００２０】
Ｖｓ２＝Ｖｓ２＿ｚ１＋Ｖｄ１
ここで、第２の設定車速Ｖｓ２は定速走行制御開始時にＶｓ２＝Ｖｓとして初期化を行うものとする。
【００２１】
このようにすることで設定車速の分解能を高めるようなメリットがあり、設定車速が滑らかに変化することとなる。但し、Ｖｓへの追従性が良すぎると、Ｖs2とＶｓ２＿ｚ１とは変わらなくなってしまう一方、追従性が悪いと、即ちレスポンスが悪いとドライバーのストレスが生じることとなる。そこで、所望の追従性を確保できるようにフィルタリング処理を施すこととする。
【００２２】
図１０は、フィルタリング処理３３における、車速偏差Ｖｄに対応する出力である第２の車速偏差Ｖｄ１の特性の一例を示す図である。車速偏差Ｖｄが予め定める上限値ＶｄＨ以上では第２の車速偏差Ｖｄ１はＶｄ１Ｈに制限され、一方車速偏差Ｖｄが予め定める下限値ＶｄＬ以下では第２の車速偏差Ｖｄ１Ｌに制限されることで、図１５に示すように設定車速Ｖｓがステップ的に変化した時に、過大な目標加減速度αが算出されるのを防ぐ。さらに、第２の車速偏差Ｖｄ２を下記の式より算出し、第２の車速偏差Ｖｄ２と入力状態変数Ｓｓから、目標加減速度マップ３０を用いて目標加減速度αを導出する。
【００２３】
Ｖｄ２＝Ｖｓ２−Ｖｎ
ここで、目標加減速度マップ３０は図５に示すように、横軸に車速偏差Ｖｄ２をとり、縦軸にドライバ設定車速入力状態変数Ｓｓをとる２次元マップデータであって、その各格子点（座標（Ｖｄ２，Ｓｓ））にはその時々の目標加減速値αが記されており、各格子の中間値をとる場合は本マップを直線補間により演算した値を用いるものとし、マップ外にある値についてはマップ端の値を採用する。
【００２４】
第２の実施例は、走行制御装置の全体構成は第１の実施例と同じであるが、目標加減速度算出方法の点で異なる。図６〜図７を用いて第２の実施例の目標加減速度算出方法を説明する。
【００２５】
図６に示す様に目標加減速度αは、以下のようにして求める。フィルタリング処理１４において設定車速Ｖｓをフィルタリングして求められる目標車速Ｖｃと実車速Ｖｎとの車速偏差Ｖｄｆを求め、これを制御周期Ｔｎで除算してαを求める。
【００２６】
Ｖｄｆ＝Ｖｃ−Ｖｎ
α＝Ｖｄｆ×ｆｎ （但し、ｆｎ＝１／Ｔｎ）
上記フィルタリング処理１４で用いるフィルタリングの定数Ｔｆ［ｓ］は、ドライバ設定車速入力状態変数Ｓｓの絶対値｜Ｓｓ｜と車速偏差Ｖｄの絶対値｜Ｖｄ｜に依存する２次元のフィルタリング定数マップ３１によって求められる。ここでは、フィルタリング処理部１４として、１次のロー・パス・フィルタを用いたため、図７に示すようにその各格子点にはその時々の時定数Ｔｆが記されており、各格子の中間値をとる場合は本マップを直線補間により演算した値を用いるものとし、マップ外にある値についてはマップ端の値を採用する。
【００２７】
以上説明したように、上記実施形態を有する定速制御装置では、図９に示すように、ドライバが加速スイッチを連続的に押して設定車速Ｖｓが大きくなった場合、ドライバが急加速を希望していると判断し、目標加減速度αを大きな値に算出するので、最大加速度に到達するまでの時間（図８中タイミングｔ１〜ｔ３の間）を、従来技術（ｔ１〜ｔ４の間）に比べて短くすることができる。即ち、ドライバが加速スイッチを押し続けている場合において、その時間間隔が長ければドライバが緩加速を希望していると判断することができ、逆にその時間間隔が短い場合は、ドライバが急加速を希望していると判断することができる。このように、ドライバ操作スイッチの操作頻度が高い（すなわち、ドライバが連続して設定車速を変化させた）ときは、目標加減速度の絶対値を大きくすることで、設定車速の変化に対する車両挙動の速応性を良くし、一方ドライバ操作スイッチの操作頻度が低い（すなわち、ドライバが単発で設定車速を変化させた）ときは、目標加減速度の絶対値を小さくする（目標加減速度を負の値の範囲で徐々に大きくする）ことで、設定車速の変化に対して、緩やかに設定車速に一致するように車両挙動を制御することが可能になる。
【００２８】
また、車速偏差Ｖｄが小さくなり始める図９中タイミングｔ６〜ｔ７の間では依然として車速偏差Ｖｄは正の値を持つ（設定車速が実車速よりも大きい）ため、目標加減速度αは正の値を持つこととなる。しかし、減速スイッチが押された時点（図９中タイミングｔ６）で、ドライバ設定車速入力状態変数Ｓｓは負の大きな値を持つため、目標加減速度αを更に小さい値にすることができ、加速から減速への遷移を素早く行うことができる。即ち、急加速要求があるような状態から、減速スイッチが押されたとすると、何も操作していなかった状態から減速スイッチが操作される状態に比べて急加速要求から急減速要求が出たと判断することが可能であり、何も操作していなかった状態から減速スイッチが操作された場合との区別をすることができるので、上述のように、急加速要求から急減速要求が出たことに基づいて、目標加減速度αをより小さい値に設定することができ、加速から減速への遷移を素早く行うことができる。よって、従来に於いては減速スイッチを押しても加速してしまうことがあったが、そのような現象を抑制することができる。例えば、設定が１１０ｋｍ／ｈになった場合で実車速が８０ｋｍ／ｈのときに減速スイッチを２回操作して設定車速が１００ｋｍ／ｈになったときでも図９の実線のように、速やかな減速制御が可能となる。
【００２９】
以上のように、加速スイッチを操作している頻度が高いことを検出して、車間偏差が負の値を持つ場合（設定車速が実車速より小さい）でも、減速度を小さくし、早めに加速方向に制御を遷移させることが可能になる。同様に、減速スイッチを操作している頻度が高いことを検出して、車速偏差が正の値を持つ場合（設定車速が実車速より大きい）でも、加速度を小さくし、早めに減速方向に制御を遷移させることが可能になる。
【００３０】
【発明の効果】
本発明によれば、ドライバのスイッチ入力動作の状態に基づいて、目標加減速度αを可変にすることができるので、ドライバの意志を反映することのできる定速走行制御を実現でき、走行フィーリングを改善することができる。
【００３１】
このように本発明によれば、図８に示す従来技術のようなドライバの意思に反した加速のもたつきや減速の遅れなどを改善することでき、ドライバの意思に従った定速走行制御を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】車両走行制御装置概略図である。
【図２】定速走行制御装置概略図である。
【図３】ドライバ設定車速入力状態変数Ｓｓ算出のタイミングチャートである。
【図４】実施例１における目標加減速度算出手段である。
【図５】実施例１における目標加減速度マップである。
【図６】実施例２における目標加減速度算出手段である。
【図７】実施例２におけるフィルタリング定数マップである。
【図８】従来技術による定速走行制御時の設定車速と実車速、および目標加減速度のタイミングチャートである。
【図９】本発明による定速走行制御時の設定車速と実車速、および目標加減速度のタイミングチャートである。
【図１０】実施例１における第２の車速偏差Ｖｄ１の特性図である。
【図１１】実施例１におけるスイッチ入力周波数変数Ｓｆの演算フローチャートである。
【図１２】実施例１におけるスイッチ入力周波数Ｓｆｐの特性図である。
【図１３】実施例１におけるスイッチ入力周波数変数Ｓｆ算出のタイミングチャートである。
【図１４】実車速Ｖｎと設定車速Ｖｓに基づいて目標加減速度αを算出したときのタイミングチャートである。
【図１５】実車速Ｖｎと第２の設定車速Ｖｓ２に基づいて目標加減速度αを算出したときのタイミングチャートである。
【符号の説明】
１…定速走行制御部、２…目標加減速度算出手段、３…ドライバ操作スイッチ、４…車速センサ、５…エンジン制御部、６…スロットルアクチュエータ、７…エンジン、８…変速機制御部、９…変速機、１０…設定車速記憶手段、１１…ドライバ設定車速入力状態記憶手段、１２…加速スイッチ、１３…減速スイッチ、１４，３３…フィルタリング処理部、３０…目標加減速度マップ、３１…フィルタリング定数マップ。
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両走行制御装置に関するものであり、車両の走行速度である実車速をドライバが希望する設定車速に保つ車両用定速走行制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の定速走行制御装置としては、ドライバが設定した設定車速と実車速との車速偏差から目標加減速度を求め、この目標加減速度に基づいて、スロットルを制御することで、定速走行を実現させる定速走行制御装置や、実車速と実加速度に基づいて実車速を先読みした進角速度を算出し、ドライバが設定した設定車速と進角走行速度との車速偏差や進角加速度に基づいて目標加減速度を算出し、この目標加減速度に基づいて、スロットルアクチュエータを制御することで、定速走行を実現させる定速走行制御装置が知られている。
【０００３】
この種の従来技術として、特開平９−８６２２４号公報，特開２０００−１０８７１６号公報に開示されたものがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来技術では、定速走行制御時の目標加減速度が車速偏差（設定車速と実車速の差）から算出されるため、必ずしもドライバの意図を反映できない場合がある。例えば図８のように、ドライバが車速Ｖｎ０を最終的に車速Ｖｎｇまで加速させたいために図８のように、オーバーシュートさせるような設定車速を入力した場合を考える。
【０００５】
このとき、図８中タイミングｔ１から実車速と設定車速との車速偏差が次第に大きくなり、目標加速度も増加し図８中タイミングｔ４では最大加速度に到達する（下図）が、図８中タイミングｔ１からｔ４までの加速が鈍く感じられ、ドライバに違和感を与えてしまう。また、最大加速度で加速し（図８中タイミングｔ４〜ｔ６の間）、車速偏差が小さくなり始める図８中タイミングｔ６〜ｔ７の間では加速度が徐々に小さくなり始めるが、依然として車速偏差は正の値を持ち、設定車速と実車速が交差する、即ち車速偏差Ｖｓ−Ｖｎ＝０ｋｍ／ｈとなる図８中タイミングｔ７までは比較的大きな加速度を維持するため、その後の減速が遅れてしまい（ｔ７〜ｔ１０）、結果的に実車速が設定車速に対して遅れ、ドライバに違和感を与えることになる。
【０００６】
本発明は前述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ドライバが設定車速を操作した際の入力状態を目標加減速度に反映させて、ドライバの意思に従った車両挙動を実現することのできる定速走行制御装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明における定速走行制御装置は、加速スイッチまたは減速スイッチを操作することにより入力された設定車速を記憶する設定車速記憶手段と、ドライバが前記加速スイッチまたは減速スイッチを所定時間内に押す回数を判断し、ドライバが希望する加速度を推定するドライバ希望加速度推定手段と、前記設定車速記憶手段が記憶する設定車速と、車速検出手段によって検出された車両の車速と、前記ドライバ希望加速度推定手段が推定する希望加速度に基づいて目標加速度を算出する目標加速度算出手段と、前記目標加速度に基づいて、スロットルアクチュエータを制御してエンジン出力を増減する手段とを有するものである。
また、本発明における定速走行制御装置は、加速スイッチまたは減速スイッチを操作することにより入力された設定車速を記憶する設定車速記憶手段と、ドライバにより前記加速スイッチまたは減速スイッチが押される時間間隔を判断し、ドライバが希望する加速度を推定するドライバ希望加速度推定手段と、前記設定車速記憶手段が記憶する設定車速と、車速検出手段によって検出された車両の車速と、前記ドライバ希望加速度推定手段が推定する希望加速度に基づいて目標加速度を算出する目標加速度算出手段と、前記目標加速度に基づいて、スロットルアクチュエータを制御してエンジン出力を増加減する手段とを有するものである。
さらに、本発明における定速走行制御装置は、好ましくは、前記目標加速度算出手段は、前記ドライバ希望加速度推定手段が急加速要求であると推定し、車両が急加速であるときに前記減速スイッチが入力されたとき、目標加速度を前記急加速に応じた急減速とするものである。
さらに、本発明における定速走行制御装置は、前記急減速は、前記加速スイッチまたは減速スイッチを所定時間操作しなかった状態から減速スイッチが操作される減速度より大きいものである。
さらに、本発明における定速走行制御装置は、前記目標加速度算出手段は、前記ドライバ希望加速度推定手段により、ドライバが前記加速スイッチまたは減速スイッチを所定時間内に押す回数が所定回数以上であると判断したときは、目標加速度の絶対値を前記所定回数以上の回数に応じて大きく算出するものである。
さらに、前記目標加速度算出手段は、前記ドライバ希望加速度推定手段により、ドライバが前記加速スイッチまたは減速スイッチを所定時間内に押す回数が所定回数以下であると判断したときは、目標加速度の絶対値を前記所定回数以下の回数に応じて小さく算出するものである。
さらに、本発明における定速走行制御装置は、前記目標加速度算出手段は、前記ドライバ希望加速度推定手段の推定結果に基づいてドライバが急減速指令を入力したと判断したときは、前記設定車速から前記車両の車速を減算した車速偏差が正の値をとる場合でも、目標加速度を正の値の範囲内とし、かつ前記ドライバ希望加速度推定手段の推定結果に応じた目標加速度に減少させるものである。
さらに、本発明における定速走行制御装置は、前記目標加速度算出手段は、前記ドライバ希望加速度推定手段の推定結果に基づいてドライバが急加速指令を入力したと判断したときは、前記設定車速から前記車両の車速を減算した車速偏差が負の値をとる場合でも、目標加速度を負の値の範囲とし、かつ前記ドライバ希望加速度推定手段の推定結果に応じた目標加速度に増加させるものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具現化した実施例を図１〜図１５に従って説明する。
【０００９】
図１は本実施例の車両用定速走行制御装置の概略構成図である。定速走行制御部１は、車速センサ４からの情報を受け、また、ドライバ操作スイッチ３からドライバの希望する設定車速に関する情報を受け、当該設定車速に実車速を一致させるべく、目標加減速度αを算出し、エンジン制御部５に出力する。エンジン制御部５は、定速走行制御部１より入力した目標加減速度αに基づいて、エンジン７およびスロットルアクチュエータ６を駆動し、スロットルバルブの開度を制御することでエンジン出力を増加減する。
【００１０】
また、変速機９を制御する必要が生じた場合は、定速走行制御部１またはエンジン制御部５から、変速機制御部８に指令を出力し変速機９の制御を実行させる。
【００１１】
次に定速走行制御部１において目標加減速度αを導出する処理について、図２〜図３を用いて説明する。図２において、ドライバ操作スイッチ３は、ドライバが希望する設定車速Ｖｓを入力するための、加速スイッチ１２と減速スイッチ１３を有する入力装置である。設定車速Ｖｓは、例えば日本では４０ｋｍ／ｈ〜１２０ｋｍ／ｈであることが多い。現在は、定速走行制御は一般道に於いては対応できないので下限が４０ｋｍ／ｈ程度、上限は高速或いは登坂などを考慮して１１０，１２０ｋｍ／ｈ程度となっているのが一般的である。
【００１２】
本入力装置において、ドライバが加速スイッチ１２を操作した場合は、例えば８０，８５，９０，９５ｋｍ／ｈ・・・というように所定の車速幅（この例では、５ｋｍ／ｈ）で設定車速Ｖｓを増加させ、減速スイッチ１３を操作した場合は或る車速幅（増加の幅と合わせてもよいし、替えてもよい）で設定車速Ｖｓを減少させて、設定車速記憶手段１０で記憶する。本実施例では、設定車速を増加減させる際の車速幅を一律としたが、可変の車速幅としてもよい。例えば、後述するスイッチ入力周波数変数Ｓｆに対応した車速幅とすることで、ドライバの意思に従った定速走行制御が可能となる。具体的には、押しっぱなしにした場合に於いて、最初２秒は１ｋｍ／ｈ刻みで、２秒以降は５ｋｍ／ｈ刻みになるような設定が考えられる。
【００１３】
次に、ドライバ操作スイッチ３を押した頻度や、加速スイッチ１２を押したか又は減速スイッチ１３を押したかの、ドライバ操作スイッチの入力状態をドライバ設定車速入力状態記憶手段１１で記憶する。また、図３に示すように、加速スイッチ入力信号Ｓａｔと減速スイッチ入力信号Ｓｄｔの論理和からなるスイッチ入力変数Ｓｔ(Ｓａｔ∪Ｓｄｔ)を生成し、さらにスイッチ入力変数ＳｔのＯＦＦ→ＯＮエッジの時間間隔に基づいて、スイッチ入力周波数変数Ｓｆを生成する。図１１〜図１３を用いて、スイッチ入力周波数変数Ｓｆ演算処理について詳細に説明する。図１１のスイッチ入力周波数変数Ｓｆ演算フローは、制御周期毎に繰り返し処理されるものとする。図１１において、まずスイッチ入力変数ＳｔがＯＮか否かを判定する（１００）。スイッチ入力変数ＳｔがＯＮであれば、次にスイッチ入力変数の前回値（１周期前のＳｔ）Ｓｔｎ−１がＯＦＦか否かを判定する（１０６）。スイッチ入力変数前回値Ｓｔｎ−１がＯＦＦであれば、図１３のタイミングｔ１のように、スイッチ入力のＯＦＦ→ＯＮエッジを検出したと判定できるので、ＯＦＦ→ＯＮエッジの時間間隔変数Ｃｔに基づいて、スイッチ入力周波数Ｓｆｐを導出する。図１２は、図１１処理１０７における、時間間隔変数Ｃｔに対する出力であるスイッチ入力周波数Ｓｆｐの特性の一例である。次に図１１において、スイッチ入力周波数Ｓｆｐをスイッチ入力周波数変数Ｓｆに代入し（１０８）、最後にＯＦＦ→ＯＮエッジの時間間隔を再計測するために時間間隔変数Ｃｔをゼロクリアする。
【００１４】
図１１の処理１０６において、スイッチ入力変数前回値Ｓｔｎ−１がＯＮであれば、図１３のタイミングｔ５〜ｔ６のように、スイッチ入力がＯＮの状態が継続している状態と判定し、時間間隔変数Ｃｔをゼロクリアし（１０５）、スイッチ入力周波数変数Ｓｆは値を更新しない。
【００１５】
図１１の処理１００において、スイッチ入力変数ＳｔがＯＦＦであれば、前述の処理１０７と同様の方法でスイッチ入力周波数Ｓｆｐを導出する（１０２）。次にスイッチ入力周波数Ｓｆｐがスイッチ入力周波数変数Ｓｆより小さいか否かを判定する（１０３）。スイッチ入力周波数Ｓｆｐがスイッチ入力周波数変数Ｓｆより小さい場合は、図１３のタイミングｔ３〜ｔ４のように、スイッチの入力されていない状態が継続し、スイッチ入力周波数変数Ｓｆが実際より大きい値になっていると判定し、スイッチ入力周波数Ｓｆｐをスイッチ入力周波数変数Ｓｆに代入する。さらに、スイッチ入力ＯＦＦの時間計測を継続すべく時間間隔変数Ｃｔをインクリメントする。
【００１６】
図１１の処理１０３において、スイッチ入力周波数Ｓｆｐがスイッチ入力周波数変数Ｓｆ以上の場合は、図１３のタイミングｔ１〜ｔ２のように、スイッチの入力されていない状態が継続しており、次回のスイッチ入力のＯＦＦ→ＯＮエッジを検出するまでは、スイッチ入力周波数変数Ｓｆは値を決定することができないため、このような場合スイッチ入力周波数変数は値を更新しない。
【００１７】
次に図３を用いて、スイッチ入力周波数変数Ｓｆに基づいて、ドライバ設定車速入力状態変数Ｓｓを生成する方法について説明する。まず、加速スイッチ入力信号Ｓａｔおよび減速スイッチ入力信号Ｓｄｔに基づいて、加速指令の場合は１、減速指令の時は−１となる加減速方向変数Ｓｄを生成する。さらに、前述のスイッチ入力周波数変数Ｓｆと加減速方向変数Ｓｄの積により算出されるドライバ設定車速入力状態変数Ｓｓを生成する。
【００１８】
次に目標加減速度αを導出する処理について、図４を用いて説明する。車速偏差Ｖｄは実車速Ｖｎと設定車速Ｖｓに基づいて、下記の式で算出できる。
【００１９】
Ｖｄ＝Ｖｓ−Ｖｎ
ここで、車速偏差Ｖｄに基づいて目標加減速度αを算出する場合、本実施例では設定車速Ｖｓはステップ的に変化するため、図１４に示すように設定車速Ｖｓが変化した瞬間にのみ、非常に大きな目標加減速度αが算出され、走行フィーリングを悪化させる可能性がある。そこで本実施例では、図４に示すように、設定車速Ｖｓを連続的に変化させるようにフィルタリング処理３３を施した値である第２の設定車速Ｖｓ２を用いることとした。本実施例では第２の設定車速Ｖｓ２は、第２の車速偏差Ｖｄ１と制御周期一回前の第２の設定車速Ｖｓ２＿ｚ１を用いて下記の式により算出することとした。
【００２０】
Ｖｓ２＝Ｖｓ２＿ｚ１＋Ｖｄ１
ここで、第２の設定車速Ｖｓ２は定速走行制御開始時にＶｓ２＝Ｖｓとして初期化を行うものとする。
【００２１】
このようにすることで設定車速の分解能を高めるようなメリットがあり、設定車速が滑らかに変化することとなる。但し、Ｖｓへの追従性が良すぎると、Ｖs2とＶｓ２＿ｚ１とは変わらなくなってしまう一方、追従性が悪いと、即ちレスポンスが悪いとドライバーのストレスが生じることとなる。そこで、所望の追従性を確保できるようにフィルタリング処理を施すこととする。
【００２２】
図１０は、フィルタリング処理３３における、車速偏差Ｖｄに対応する出力である第２の車速偏差Ｖｄ１の特性の一例を示す図である。車速偏差Ｖｄが予め定める上限値ＶｄＨ以上では第２の車速偏差Ｖｄ１はＶｄ１Ｈに制限され、一方車速偏差Ｖｄが予め定める下限値ＶｄＬ以下では第２の車速偏差Ｖｄ１Ｌに制限されることで、図１５に示すように設定車速Ｖｓがステップ的に変化した時に、過大な目標加減速度αが算出されるのを防ぐ。さらに、第２の車速偏差Ｖｄ２を下記の式より算出し、第２の車速偏差Ｖｄ２と入力状態変数Ｓｓから、目標加減速度マップ３０を用いて目標加減速度αを導出する。
【００２３】
Ｖｄ２＝Ｖｓ２−Ｖｎ
ここで、目標加減速度マップ３０は図５に示すように、横軸に車速偏差Ｖｄ２をとり、縦軸にドライバ設定車速入力状態変数Ｓｓをとる２次元マップデータであって、その各格子点（座標（Ｖｄ２，Ｓｓ））にはその時々の目標加減速値αが記されており、各格子の中間値をとる場合は本マップを直線補間により演算した値を用いるものとし、マップ外にある値についてはマップ端の値を採用する。
【００２４】
第２の実施例は、走行制御装置の全体構成は第１の実施例と同じであるが、目標加減速度算出方法の点で異なる。図６〜図７を用いて第２の実施例の目標加減速度算出方法を説明する。
【００２５】
図６に示す様に目標加減速度αは、以下のようにして求める。フィルタリング処理１４において設定車速Ｖｓをフィルタリングして求められる目標車速Ｖｃと実車速Ｖｎとの車速偏差Ｖｄｆを求め、これを制御周期Ｔｎで除算してαを求める。
【００２６】
Ｖｄｆ＝Ｖｃ−Ｖｎ
α＝Ｖｄｆ×ｆｎ （但し、ｆｎ＝１／Ｔｎ）
上記フィルタリング処理１４で用いるフィルタリングの定数Ｔｆ［ｓ］は、ドライバ設定車速入力状態変数Ｓｓの絶対値｜Ｓｓ｜と車速偏差Ｖｄの絶対値｜Ｖｄ｜に依存する２次元のフィルタリング定数マップ３１によって求められる。ここでは、フィルタリング処理部１４として、１次のロー・パス・フィルタを用いたため、図７に示すようにその各格子点にはその時々の時定数Ｔｆが記されており、各格子の中間値をとる場合は本マップを直線補間により演算した値を用いるものとし、マップ外にある値についてはマップ端の値を採用する。
【００２７】
以上説明したように、上記実施形態を有する定速制御装置では、図９に示すように、ドライバが加速スイッチを連続的に押して設定車速Ｖｓが大きくなった場合、ドライバが急加速を希望していると判断し、目標加減速度αを大きな値に算出するので、最大加速度に到達するまでの時間（図８中タイミングｔ１〜ｔ３の間）を、従来技術（ｔ１〜ｔ４の間）に比べて短くすることができる。即ち、ドライバが加速スイッチを押し続けている場合において、その時間間隔が長ければドライバが緩加速を希望していると判断することができ、逆にその時間間隔が短い場合は、ドライバが急加速を希望していると判断することができる。このように、ドライバ操作スイッチの操作頻度が高い（すなわち、ドライバが連続して設定車速を変化させた）ときは、目標加減速度の絶対値を大きくすることで、設定車速の変化に対する車両挙動の速応性を良くし、一方ドライバ操作スイッチの操作頻度が低い（すなわち、ドライバが単発で設定車速を変化させた）ときは、目標加減速度の絶対値を小さくする（目標加減速度を負の値の範囲で徐々に大きくする）ことで、設定車速の変化に対して、緩やかに設定車速に一致するように車両挙動を制御することが可能になる。
【００２８】
また、車速偏差Ｖｄが小さくなり始める図９中タイミングｔ６〜ｔ７の間では依然として車速偏差Ｖｄは正の値を持つ（設定車速が実車速よりも大きい）ため、目標加減速度αは正の値を持つこととなる。しかし、減速スイッチが押された時点（図９中タイミングｔ６）で、ドライバ設定車速入力状態変数Ｓｓは負の大きな値を持つため、目標加減速度αを更に小さい値にすることができ、加速から減速への遷移を素早く行うことができる。即ち、急加速要求があるような状態から、減速スイッチが押されたとすると、何も操作していなかった状態から減速スイッチが操作される状態に比べて急加速要求から急減速要求が出たと判断することが可能であり、何も操作していなかった状態から減速スイッチが操作された場合との区別をすることができるので、上述のように、急加速要求から急減速要求が出たことに基づいて、目標加減速度αをより小さい値に設定することができ、加速から減速への遷移を素早く行うことができる。よって、従来に於いては減速スイッチを押しても加速してしまうことがあったが、そのような現象を抑制することができる。例えば、設定が１１０ｋｍ／ｈになった場合で実車速が８０ｋｍ／ｈのときに減速スイッチを２回操作して設定車速が１００ｋｍ／ｈになったときでも図９の実線のように、速やかな減速制御が可能となる。
【００２９】
以上のように、加速スイッチを操作している頻度が高いことを検出して、車間偏差が負の値を持つ場合（設定車速が実車速より小さい）でも、減速度を小さくし、早めに加速方向に制御を遷移させることが可能になる。同様に、減速スイッチを操作している頻度が高いことを検出して、車速偏差が正の値を持つ場合（設定車速が実車速より大きい）でも、加速度を小さくし、早めに減速方向に制御を遷移させることが可能になる。
【００３０】
【発明の効果】
本発明によれば、ドライバのスイッチ入力動作の状態に基づいて、目標加減速度αを可変にすることができるので、ドライバの意志を反映することのできる定速走行制御を実現でき、走行フィーリングを改善することができる。
【００３１】
このように本発明によれば、図８に示す従来技術のようなドライバの意思に反した加速のもたつきや減速の遅れなどを改善することでき、ドライバの意思に従った定速走行制御を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】車両走行制御装置概略図である。
【図２】定速走行制御装置概略図である。
【図３】ドライバ設定車速入力状態変数Ｓｓ算出のタイミングチャートである。
【図４】実施例１における目標加減速度算出手段である。
【図５】実施例１における目標加減速度マップである。
【図６】実施例２における目標加減速度算出手段である。
【図７】実施例２におけるフィルタリング定数マップである。
【図８】従来技術による定速走行制御時の設定車速と実車速、および目標加減速度のタイミングチャートである。
【図９】本発明による定速走行制御時の設定車速と実車速、および目標加減速度のタイミングチャートである。
【図１０】実施例１における第２の車速偏差Ｖｄ１の特性図である。
【図１１】実施例１におけるスイッチ入力周波数変数Ｓｆの演算フローチャートである。
【図１２】実施例１におけるスイッチ入力周波数Ｓｆｐの特性図である。
【図１３】実施例１におけるスイッチ入力周波数変数Ｓｆ算出のタイミングチャートである。
【図１４】実車速Ｖｎと設定車速Ｖｓに基づいて目標加減速度αを算出したときのタイミングチャートである。
【図１５】実車速Ｖｎと第２の設定車速Ｖｓ２に基づいて目標加減速度αを算出したときのタイミングチャートである。
【符号の説明】
１…定速走行制御部、２…目標加減速度算出手段、３…ドライバ操作スイッチ、４…車速センサ、５…エンジン制御部、６…スロットルアクチュエータ、７…エンジン、８…変速機制御部、９…変速機、１０…設定車速記憶手段、１１…ドライバ設定車速入力状態記憶手段、１２…加速スイッチ、１３…減速スイッチ、１４，３３…フィルタリング処理部、３０…目標加減速度マップ、３１…フィルタリング定数マップ。
Claims (8)
- 加速スイッチまたは減速スイッチを操作することにより入力された設定車速を記憶する設定車速記憶手段と、
ドライバが前記加速スイッチまたは減速スイッチを所定時間内に押す回数を判断し、ドライバが希望する加速度を推定するドライバ希望加速度推定手段と、
前記設定車速記憶手段が記憶する設定車速と、車速検出手段によって検出された車両の車速と、前記ドライバ希望加速度推定手段が推定する希望加速度に基づいて目標加速度を算出する目標加速度算出手段と、
前記目標加速度に基づいて、スロットルアクチュエータを制御してエンジン出力を増減する手段と
を有する定速走行制御装置。 - 加速スイッチまたは減速スイッチを操作することにより入力された設定車速を記憶する設定車速記憶手段と、
ドライバにより前記加速スイッチまたは減速スイッチが押される時間間隔を判断し、ドライバが希望する加速度を推定するドライバ希望加速度推定手段と、
前記設定車速記憶手段が記憶する設定車速と、車速検出手段によって検出された車両の車速と、前記ドライバ希望加速度推定手段が推定する希望加速度に基づいて目標加速度を算出する目標加速度算出手段と、
前記目標加速度に基づいて、スロットルアクチュエータを制御してエンジン出力を増加減する手段と
を有する定速走行制御装置。 - 請求項１または２にいずれかに記載の定速走行制御装置において、
前記目標加速度算出手段は、前記ドライバ希望加速度推定手段が急加速要求であると推定し、車両が急加速であるときに前記減速スイッチが入力されたとき、目標加速度を前記急加速に応じた急減速とする定速走行制御装置。 - 請求項３に記載の定速走行制御装置において、
前記急減速は、前記加速スイッチまたは減速スイッチを所定時間操作しなかった状態から減速スイッチが操作される減速度より大きい定速走行制御装置。 - 請求項１に記載の定速走行制御装置において、
前記目標加速度算出手段は、前記ドライバ希望加速度推定手段により、ドライバが前記加速スイッチまたは減速スイッチを所定時間内に押す回数が所定回数以上であると判断したときは、目標加速度の絶対値を前記所定回数以上の回数に応じて大きく算出する定速走行制御装置。 - 請求項１に記載の定速走行制御装置において、
前記目標加速度算出手段は、前記ドライバ希望加速度推定手段により、ドライバが前記加速スイッチまたは減速スイッチを所定時間内に押す回数が所定回数以下であると判断したときは、目標加速度の絶対値を前記所定回数以下の回数に応じて小さく算出する定速走行制御装置。 - 請求項５または６にいずれかに記載の定速走行制御装置において、
前記目標加速度算出手段は、前記ドライバ希望加速度推定手段の推定結果に基づいてドライバが急減速指令を入力したと判断したときは、前記設定車速から前記車両の車速を減算した車速偏差が正の値をとる場合でも、目標加速度を正の値の範囲内とし、かつ前記ドライバ希望加速度推定手段の推定結果に応じた目標加速度に減少させる定速走行制御装置。 - 請求項５または６にいずれかに記載の定速走行制御装置において、
前記目標加速度算出手段は、前記ドライバ希望加速度推定手段の推定結果に基づいてドライバが急加速指令を入力したと判断したときは、前記設定車速から前記車両の車速を減算した車速偏差が負の値をとる場合でも、目標加速度を負の値の範囲とし、かつ前記ドライバ希望加速度推定手段の推定結果に応じた目標加速度に増加させる定速走行制御装置。
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