JP3752971B2 - 車両用自動運転装置 - Google Patents
車両用自動運転装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3752971B2 JP3752971B2 JP2000197162A JP2000197162A JP3752971B2 JP 3752971 B2 JP3752971 B2 JP 3752971B2 JP 2000197162 A JP2000197162 A JP 2000197162A JP 2000197162 A JP2000197162 A JP 2000197162A JP 3752971 B2 JP3752971 B2 JP 3752971B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- engine
- vehicle
- warm
- fuel cut
- automatic driving
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Regulating Braking Force (AREA)
- Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シャーシダイナモメータ上の車両を自動運転する装置、特にアクセルペダルとブレーキペダルを操作する車両用自動運転装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から車両用走行性能試験のために、シャーシダイナモメータ上で車両の自動運転を行う自動運転装置が用いられている。
【０００３】
所定の指令車速Ｖｒに応じて車両を自動運転するためには、アクセルペダルおよびブレーキペダルを適宜操作する必要があり、種々のアクセルおよびブレーキの制御技術が提案されている。
【０００４】
例えば、指令車速Ｖｒの変化速度である指令加速度ａｒと、シャーシダイナモメータにおける車両の実際の速度（以下、「実車速」という）Ｖｉの変化速度である実加速度ａｉを比較し、指令加速度ａｒが実加速度ａｉよりも大きいか否かに応じてブレーキペダルとアクセルペダルのうちのどちらかを操作するかを判断する技術（特開平７−２６０９１４１号）が知られている。さらに、要求動力とエンジン摩擦動力に基づいて、アクセルペダルを踏み込むことによって加速するように制御するか、ブレーキペダルを踏み込むことによって減速するように制御するか、またはエンジンブレーキによって減速するように制御するかを選択する技術が知られている。
【０００５】
かかる制御で問題となることに、エンジンの暖機の進行具合によって、エンジンの特性が変化する点がある。従来、エンジン暖機中のエンジン出力増加分を経過時間に基づいて補正する技術（特許２６１１４７５号）、暖機中に増加する動力分を考慮した補正をする技術（特許２７５１６９２号）、エンジン油温などによりエンジンの出力トルク比や自動変速機のトルク伝達変化を推測する技術（特許２７５１６５５号）等が提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらの従来技術は、フュエルカットシステム（燃料遮断装置）が装備されているエンジンを備えた車両を自動運転する場合を想定しておらず、特にフュエルカットの有無によるエンジン摩擦動力への影響を考慮していない。したがって、減速中に突然フュエルカットされてエンジンブレーキが急増した場合、アクセルやフットブレーキのストローク（アクセルペダルやフットブレーキの操作量）の指令を正確に行うことが困難となるおそれがある。このため、指令車速への追従性（モード追従性）が悪くなったり、アクセルペダルの操作とフットブレーキの操作を相互に繰り返すといった発振（ハンチング現象）が生じたりする場合が生じるおそれがある。
【０００７】
また、上述した暖機の進行具合における影響を補正する点についても、エンジン摩擦動力の変化に起因してエンジン暖機完了前における加速の際にモード追従性が悪くなったり、逆に、エンジン暖機完了時に制御系の感度を合わせると暖機完了後に発振を生じたりする場合がある。この問題は、暖機前のエンジン低回転側では、始動時燃料増量の処理によってエンジン出力が増加するものの、高回転側ではエンジン摩擦動力が増大するといった特性が考慮されていないために生じる。
【０００８】
また、エンジン暖機中のエンジン出力増加分を「経過時間」に基づいて補正する技術においては、同じ経過時間でも指令モード（１１モードやＬＡ−４モードなど）によってエンジンの暖機の進行具合が異なるため、各指令モード毎に補正と経過時間との関係を調整し直す必要があり作業負担が大きいといった問題もある。
【０００９】
したがって、本発明は、以上の問題点を解決するものであり、本発明の目的は、フュエルカットの有無を考慮したアクセルストロークおよびブレーキストロークの制御を行うことができる車両用自動運転装置を提供することである。
【００１０】
また、本発明の他の目的は、暖機状態に応じたエンジン摩擦動力の変化に起因するモード追従性の劣化を防止しつつ、暖機完了後の運転時の発振についても防止できる車両用自動運転装置を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明は、以下のように構成される。
【００１２】
（１）エンジン摩擦動力とエンジン回転数との関係を示す特性であるエンジン摩擦動力特性に応じてアクセルペダルおよびブレーキペダルの制御を行う車両用自動運転装置であって、前記制御に用いられるエンジン摩擦動力特性を車両のエンジンに関する外部付加要因に基づいて補正する補正手段を有することを特徴とする車両用自動運転装置。
【００１３】
（２）前記外部付加要因は、エンジンへの燃料供給を遮断するフュエルカットの有無であり、前記補正手段は、フュエルカットがされている場合とされていない場合の双方のエンジン摩擦動力特性のデータを記憶する記憶手段と、フュエルカットがされているか否かを判断するフュエルカット判断手段と、前記フュエルカット判断手段による判断結果に基づいて、前記記憶手段に記憶されている前記エンジン摩擦動力特性データを利用して、制御に用いられるエンジン摩擦動力特性を補正するフュエルカット補正手段と、を含むことを特徴とする上記（１）に記載の車両用自動運転装置。
【００１４】
（３）前記フュエルカット判断手段は、エンジンの排気ガスの成分濃度に基づいて判断することを特徴とする上記（２）に記載の車両用自動運転装置。
【００１５】
（４）前記フュエルカット判断手段は、エンジンに装着された燃料供給量制御部材の駆動信号を検出することによって判断することを特徴とする上記（２）に記載の車両用自動運転装置。
【００１６】
（５）前記フュエルカット判断手段は、エンジンへの燃料流量を検出すること（６）前記フュエルカット判断手段は、車両の指令車速と実車速との差である車速偏差と、前記指令車速の変化速度である指令加速度と前記実車速の変化速度である実加速度との差である加速度偏差と、に基づいて判断することを特徴とする上記（２）に記載の車両用自動運転装置。
【００１７】
（７）前記外部付加要因は、エンジンの暖機状態であり、前記補正手段は、エンジンの暖機前と暖機後の双方のエンジン摩擦動力特性データを記憶する記憶手段と、暖機状態を判断する暖機判断手段と、前記暖機判断手段による判断結果に基づいて、前記記憶手段に記憶されている前記エンジン摩擦動力特性データを利用して、制御に用いるエンジン摩擦動力を補正する暖機補正手段と、を含むことを特徴とする上記（１）に記載の車両用自動運転装置。
【００１８】
（８）前記暖機判断手段は、計測された燃料流量をエンジン始動時から積算して得られる燃料消費量に基づいて判断すること特徴とする上記（７）に記載の車両用自動運転装置。
【００１９】
（９）前記燃料流量は、エンジンに装着された供給量制御部材の駆動時間とエンジン回転数とから算出されることを特徴とする上記（８）に記載の車両用自動運転装置。
【００２０】
（１０）前記暖機判断手段は、要求動力とエンジン摩擦動力との和をエンジン始動時から積算して得られる総エンジン仕事に基づいて判断することを特徴とする上記（７）に記載の車両用自動運転装置。
【００２１】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、制御に用いられるエンジン摩擦動力特性、すなわち、エンジン摩擦動力（エンジン摩擦馬力）とエンジン回転数との関係を示す特性を車両のエンジンに関する外部付加要因に基づいて補正するので、外部付加要因によってエンジン摩擦動力特性が変化することによる影響を軽減できる。
【００２２】
請求項２に記載の発明によれば、フュエルカット判断手段による判断結果に基づいて、前記記憶手段に記憶されている前記エンジン摩擦動力特性データを利用して、制御に用いられるエンジン摩擦動力特性を補正するので、フュエルカット時のエンジンブレーキの増大を考慮したアクセルおよびブレーキの操作判断や、ストロークの制御を達成することができる。したがって、モード追従性が劣化したり、アクセルペダルの操作とフットブレーキの操作を相互に繰り返すといったハンチング現象を防止できる。
【００２３】
請求項３に記載の発明によれば、エンジンの排気ガスの成分濃度に基づいてフュエルカット判断を行うため、フュエルカットの有無を正確に判断することができる。さらに、試験車両の走行試験と平行して排気ガス成分試験を行う場合などにおいては、排気ガス試験設備をそのまま兼用して、フュエルカットの有無を判断を行うことができるので、車両用自動運転装置自体の構成を簡略化できる。
【００２４】
請求項４に記載の発明によれば、エンジンに装着された燃料供給量制御部材の駆動信号を検出することによってフュエルカット判断を行うため、フュエルカットの有無を正確に判断することができる。また、試験車両自体が出力する燃料供給量制御部材の駆動信号をそのまま利用するため、試験車両を自動運転装置にセットする際の作業負担が軽減できる。
【００２５】
請求項５に記載の発明によれば、エンジンへの燃料流量を検出することによってフュエルカット判断を行うため、フュエルカットの有無を正確に判断することができる。
【００２６】
請求項６に記載の発明によれば、車両の指令車速と実車速との差である車速偏差と、前記指令車速の変化速度である指令加速度と前記実車速の変化速度である実加速度との差である加速度偏差とに基づいてフュエルカット判断を行うため、フュエルカット判断に使用する新たなセンサを付加したり、外部信号を入力する必要がなく、構成を簡略化し安価にフュエルカット判断を行うことができる。また、試験車両に新たなセンサ類を取り付ける必要がないので、試験車両を自動運転装置にセットする際の作業負担の増加を防止することができる。
【００２７】
請求項７に記載の発明によれば、暖機判断手段による判断結果に基づいて、前記記憶手段に記憶されている前記エンジン摩擦動力特性データを利用して、制御に用いるエンジン摩擦動力を補正するので、エンジン暖機状態に適したエンジン摩擦動力を制御に用いることができ、アクセルおよびブレーキの操作判断や、ストロークの制御を達成することができる。したがって、エンジン摩擦動力の変化に起因してエンジン暖機完了前における加速の際にモード追従性が悪くなったり、逆に、エンジン暖機完了時に制御系の感度を合わせると暖機完了後に発振を生じたりすることを防止することができる。
【００２８】
請求項８に記載の発明によれば、計測された燃料流量をエンジン始動時から積算して得られる燃料消費量に基づいて暖機状態の判断をするので、エンジン負荷状況に応じたエンジン摩擦動力の補正を行うことが可能になる。したがって、単にエンジン始動時からの経過時間に基づいて暖機状態を判断する場合と異なり、各指令モード毎に補正と経過時間との関係を調整し直す必要がなく、作業負担が軽減される。
【００２９】
請求項９に記載の発明によれば、燃料流量は、エンジンに装着された供給量制御部材の駆動時間とエンジン回転数とから算出されるので、試験車両自体が出力する燃料供給量制御部材の駆動信号を利用して、燃料流量を算出し、さら燃料消費量に基づいて暖機状態の判断をすることができる。
【００３０】
請求項１０に記載の発明によれば、要求動力とエンジン摩擦動力との和をエンジン始動時から積算して得られる総エンジン仕事に基づいて判断するので、エンジン負荷状況に応じたエンジン摩擦動力の補正が可能となる。さらに、暖機状態判断に使用する新たなセンサを付加したり、外部信号を入力する必要がなく、構成を簡略化し安価に暖機状態を判断することができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
＜第１の実施形態＞
第１の実施形態の車両用自動運転装置は、エンジンに影響を与える外部付加要因に帰因するエンジン摩擦動力の変化を考慮して、アクセルペダルおよびブレーキペダルの操作判断、および制御を行うものである。特に、第１の実施形態においては、エンジンを始動しておらず、かつ、暖機が全く進行していないエンジンが冷めた状態（以下「冷間時」という）と暖機後の状態とにおけるエンジン摩擦動力の違いを考慮した制御処理を例にとって説明する。
【００３２】
図１は、本実施形態の車両用自動運転装置の概略構成を説明するためのブロック図である。
【００３３】
自動運転装置１００は、アクセル制御アクチュエータ４０によって車両２０のアクセルペダルを操作し、ブレーキ制御アクチュエータ５０によって車両５０のブレーキペダルを操作する。これによって車両２０は、シャーシダイナモメータ上で自動運転される。
【００３４】
車速検出手段１０２は、車両２０またはシャーシダイナモメータ３０に取り付けられた車速検出センサ１０４によって出力された信号に基づいて、車両２０の実車速を検出する。例えば、タコジェネレータの電圧入力やまたはパルスジェネレータによるパルス入力から実車速Ｖｉを検出することが可能である。
【００３５】
エンジン回転数検出手段１０６は、車両２０に取り付けられたエンジン回転数検出センサ１０８によって出力された信号に基づいて、エンジン回転数Ｎｅを検出する。例えば、車両２０のエンジンの点火信号パルス信号に基づいて、車両２０のエンジン回転数Ｎｅを検出することができる。
【００３６】
慣性重量入力手段１１０は、車両２０の慣性重量Ｗを入力するものである。重量計などを用いて計量することによって車両２０の慣性重量を入力するように構成してもよく、または、車両の種類毎の重量のデータを慣性重量入力手段１１０に予め記憶しておき、図示していないキーボードやポインティングデバイスなどを用いて、オペレータが車両の種類を特定することによって、慣性重量Ｗを設定するように構成することもできる。
【００３７】
指令車速データ記憶手段１１２は、経過時間ｔと指令車速Ｖｒとの関係を示すテーブルを予め記憶している。自動運転装置１００は、この指令車速Ｖｒで車両を自動運転するように制御する。
【００３８】
学習データ記憶手段１１４は、エンジン出力トルク特性、走行抵抗動力特性、、エンジン摩擦動力特性、およびブレーキ制動力特性を記憶している。
【００３９】
ここで、エンジン出力トルク特性とは、車両２０のエンジンのエンジン出力トルクとアクセルストローク（アクセルペダルの操作量）との関係を示す特性である。
【００４０】
走行抵抗動力特性とは、走行抵抗動力と車速との関係を示す特性であり、駆動力吸収側の特性を表している。ここで、走行抵抗動力（走行抵抗馬力）とは、一定の速度で車両が走行するのに必要な動力であり、ころがり抵抗動力、風損抵抗動力などを含む。
【００４１】
エンジン摩擦動力特性とは、エンジン摩擦動力（エンジン摩擦馬力）とエンジン回転数との関係を示す特性であり、エンジン摩擦動力とは、エンジンの吸入・排出のポンプ仕事、各部の摺動や回転の摩擦などの抵抗に打ち勝ってエンジンを駆動するために消費される動力である。本発明の自動運転装置は、後述するように、フュエルカットの有無や暖機状態などの外部付加要因に応じた複数のエンジン摩擦動力特性を記憶しておくことが可能である。なお、この場合、各外部付加要因に応じて個別にエンジン摩擦動力特性を記憶しておいてもよく、所定のエンジン動力摩擦特性と外部付加要因に応じた当該特性の変化の具合を示す計算式とを記憶しておくこともできる。
【００４２】
ブレーキ制動力特性とは、制動力とブレーキストローク（ブレーキペダルの操作量）との関係を示す特性である。
【００４３】
要求動力演算手段１１６は、指令車速Ｖｒおよび指令加速度αｒで車両２０が走行するために要求される要求動力Ｐｒを計算するものである。なお、要求動力Ｐｒは、慣性重量入力手段１１０によって入力された車両２０の慣性重量（車両相当慣性重量）と、指令車速データ記憶手段１１２に記憶されている指令車速データと、学習データ記憶手段に記憶されている走行抵抗動力特性とに基づいて、計算される。
【００４４】
外部要因判断手段１１７は、車両２０のエンジンのフュエルカットの有無、暖機状態、自動車用空気調和装置の使用の有無、または、ライトの点燈の有無といったようなエンジン摩擦動力特性に影響をあたえる外部付加要因を検出するものである。
【００４５】
エンジン摩擦動力補正手段１１８は、外部要因判断手段１１７によって検出された外部付加要因に応じて、エンジン回転数Ｎｅに対応したエンジン摩擦動力を算出し、出力するものである。このエンジン摩擦動力は、学習データ記憶手段１１４に記憶されているエンジン摩擦動力特性に基づいて算出される。したがって、エンジン摩擦動力補正手段１１８は、外部付加要因に応じて、制御に用いられるエンジン摩擦動力特性を補正するものといえる。
【００４６】
アクセル・ブレーキ判断手段１２０は、要求動力演算手段１１６によって算出された要求動力と、エンジン摩擦動力補正手段１１８によって算出されたエンジン摩擦動力とを比較して、アクセルまたはブレーキのどちらを操作するかを判断するものある。
【００４７】
アクセルストローク演算手段１２２は、アクセル・ブレーキ判断手段１２０による判断結果を受けて、アクセルストロークの指令値を計算し、アクセル制御アクチュエータ４０に出力する。
【００４８】
ブレーキストローク演算手段１２４は、アクセル・ブレーキ判断手段１２０による判断結果を受けて、ブレーキストロークの指令値を計算し、ブレーキ制御アクチュエータ５０に出力する。
【００４９】
アクセル制御アクチュエータ４０は、アクセルストローク演算手段１２２からアクセルストローク指令値を受けて、この指令値に応じてアクセルペダルを操作する。一方、ブレーキ制御アクチュエータ５０は、ブレーキストローク演算手段１２４からブレーキストローク指令値を受けて、この指令値に応じてブレーキペダルを操作する。このようにして、自動運転装置１００は、アクセルペダルおよびブレーキペダルを操作することによって、シャーシダイナモメータ上の車両２０を自動運転する。
【００５０】
以上のように構成される自動運転装置１００は、以下のような処理を行う。
【００５１】
まず、ティーチングモードで車両を走行させることによって自動運転装置１００における走行抵抗動力特性およびエンジン摩擦動力特性等を学習する手順について説明する。
【００５２】
一般に、車速Ｖと加速度αで車両が走行するのに必要な動力は、次の（１）式で表される。
【００５３】
Ｐ＝Ｋ１μｒＷＶ＋Ｋ２μｃ｛ρ／（ｇ×ｋ）｝ＡＶ3＋Ｋ３｛（Ｗ＋Ｗｅ）／ｇ｝Ｖα…（１）式
Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３，ｋ：定数
Ｐ：動力
μｒ：タイヤのころがり抵抗係数
Ｗ：車両の慣性重量
Ｖ：車速
μｃ：空気抵抗係数
Ａ：車両の全面投影面積［ｍ2］
ρ：空気密度［ｋｇ／ｍ3］
ｇ：重力加速度［ｍ／ｓ2］
Ｗｅ：回転部分の官製相当重量［ｋｇｆ］
α：加速度［ｍ／ｓ2］
この（１）式を用いて、走行抵抗動力特性およびエンジン摩擦動力特性を学習することができる。（１）式において、第１項はころがり抵抗動力、第２項は風損抵抗動力、第３項は加速抵抗動力と呼ばれる。ころがり抵抗動力と風損抵抗動力の合計が定常走行動力と呼ばれ、シャーシダイナモメータ上で車両を走行させる場合には、シャーシダイナモメータの動力吸収動力に等しい。
【００５４】
動力吸収側の動力、すなわち、走行抵抗動力は、シャーシダイナモメータ３０上で車両２０を所定の車速まで上昇させた後、ギヤを「ニュートラル」にし、アクセル制御アクチュエータ４０に指令するアクセルストロークを所定量小さくした場合の加速度（減速度）を測定し、この車速と加速度を（１）式で第３項のＷｅ＝０とした式に代入することによって求めることができる。
【００５５】
以上の処理を各車速毎に行うことによって、走行抵抗動力特性を学習することができる。学習された走行抵抗動力特性データの一例を図２に示す。
【００５６】
同様に、エンジン摩擦動力は次のように学習される。まず、シャーシダイナモメータ３０上で車両２０を所定の速度まで上昇させた後、アクセルストロークをアイドリング位置まで戻して所定のギヤ位置のまま放置し、そのときの減速度と車速とを（１）式の第３項のＷｅ＝０とした式に代入することによって減速動力を求める。この減速動力には、前記定常走行動力も含まれるため、減速動力から前記定常走行動力を差し引いくことによって、エンジン摩擦動力が算出される。
【００５７】
以上の処理を各エンジン回転数毎に行うことによって、エンジン摩擦動力特性を学習することができる。
【００５８】
ここで、本実施形態に対応する自動運転装置においては、フュエルカットの有無または暖機状態の有無によるエンジン摩擦動力特性の変化を考慮するために、学習段階においても、フュエルカットがある場合とない場合、暖機時と冷間時の各状態に対応して、各々のエンジン摩擦動力特性を学習し、記憶できるように構成される。学習されたエンジン摩擦動力特性のデータの一例を図３に示す。
【００５９】
同様にエンジン出力トルク特性およびブレーキ制動力特性についてもティーチングモードにおいて車両を運転することによって学習することができるが、従来の技術と同様であるので、その説明は省略する。学習されたエンジン出力トルク特性およびブレーキ制動力特性を各々図４および図５に示す。
【００６０】
次に、実際に走行抵抗動力特性およびエンジン摩擦動力特性のデータなどに基づいて車両を自動運転する場合の処理について説明する。なお、ここでは、外部付加要因として冷間時と暖機後とでエンジン摩擦動力特性が異なる点を考慮して処理を行う場合を例にとって説明する。
【００６１】
本実施形態に対応する自動運転装置は、ブレーキペダルを操作する必要があるか否かを判断し、さらに、ブレーキペダルを操作しないと判断された場合、加速または定常運転をするか、あるいはエンジンブレーキによって減速するかを判断するタイプのものである。
【００６２】
以下、処理全体の流れをフローチャートを用いて説明する。
【００６３】
図６は、本実施形態の自動運転装置の処理内容を説明するためのフローチャートである。
【００６４】
まず、ステップＳ１では、要求動力Ｐｒが計算される。
【００６５】
要求動力Ｐｒは、以下のように計算される。
【００６６】
車速検出センサ１０４によって検出された検出信号を車速検出手段１０２に入力することによって実車速Ｖｉが検出される。また、エンジン回転数検出センサ１０８によって検出された検出信号をエンジン回転数検出手段１０６に入力することによってエンジン回転数Ｎｅが検出される。さらに、指令車速データから指令車速Ｖｒが読み出されるとともに、指令車速Ｖｒの変化速度である指令加速度αｒが算出される。
【００６７】
次に、図２に示すような走行抵抗動力特性が学習データ記憶手段１１４から読み出される。走行抵抗動力特性を参照することによって、指令車速Ｖｒに対応した走行抵抗動力Ｐ０が求められる。
【００６８】
そして、以上の各値を次の（２）式に代入することによって、要求動力Ｐｒが計算される。
【００６９】
Ｐｒ＝（１／１０００×Ｗ／ｇ×Ｖｒ×αｒ）＋Ｐ０…（２）式
なお、ここで、Ｗは車両の慣性重量であり、ｇは、重力加速度である。
【００７０】
次に、ステップＳ２では、エンジン摩擦動力Ｐｆが計算される。
【００７１】
また、ステップＳ３では、増分エンジン摩擦動力Ｐｆｚが算出される。まず、暖機後のエンジン摩擦動力Ｐｆｈが算出される。そして、エンジン摩擦動力Ｐｆから暖機後エンジン摩擦動力Ｐｆｈを差し引くことによって、増分エンジン摩擦動力Ｐｆｚ（＝Ｐｆ−Ｐｆｈ）が算出される。なお、エンジン摩擦動力Ｐｆと暖機後エンジン摩擦動力Ｐｆｈは、学習データ記憶手段１１４に記憶されているエンジン摩擦動力特性を用いて、エンジン回転数Ｎｅに対応する値を参照することによって求めることができる。
【００７２】
ステップＳ４では、ブレーキペダルを操作するか、またはアクセルペダルを操作するかが判断される。まず、ステップＳ１で求められた要求動力ＰｒとステップＳ２で求められたエンジン摩擦動力Ｐｆとが比較される。なお、エンジン摩擦動力には負号がつけられる。要求動力Ｐｒよりも、エンジン摩擦動力Ｐｆが小さい場合（Ｓ４：ＮＯ）、エンジンブレーキのみによっては所定の要求動力を達成できない場合に該当するため、ステップＳ５〜Ｓ８に示すような手順にしたがって、フットブレーキペダルが操作され減速される。一方、エンジン摩擦動力Ｐｆが要求動力Ｐｒ以上の場合には、ブレーキペダルの操作はされない。
【００７３】
ステップＳ５では、Ｐｒ−Ｐｆが計算され、さらに、以下の（３）式によって要求制動力Ｆが求められる。
【００７４】
Ｆ＝１０００×（Ｐｒ−Ｐｆ）／Ｖｒ…（３）式
ステップＳ６では、図５に示されるブレーキ制動力特性を学習データ記憶手段１１４を読み出して、前記要求制動力Ｆに対応したブレーキストローク指令値Ｓｂが求められる。
【００７５】
ステップＳ７では、アクセルストロークの指令値を０とし、アクセル制御アクチュエータ４０に出力する。また、ステップＳ８では．算出されたブレーキストローク指令値Ｓｂが、ブレーキ制御アクチュエータ５０に出力される。
【００７６】
一方、ステップＳ４において、エンジン摩擦動力Ｐｆが要求動力Ｐｒ以上の場合には（Ｓ４：ＹＥＳ）、ステップＳ９の処理がされる。
【００７７】
ステップＳ９では、要求動力Ｐｒと増分エンジン摩擦動力Ｐｆｚとが比較される。この点、要求動力Ｐｒ≧０であるかを単に判断していた従来の自動運転装置と異なり、Ｐｆｚを用いて判断がなされることによって、暖機の前後においてエンジン摩擦動力が変化することを考慮している。
【００７８】
要求動力Ｐｒが増分エンジン摩擦動力Ｐｆｚより小さいと判断された場合（Ｓ９：ＮＯ）、エンジンブレーキを用いて減速する場合と判断され、ステップＳ１０の処理がされる。
【００７９】
ステップＳ１０では、エンジンブレーキ制御として、エンジン摩擦動力Ｐｆと、エンジン回転数Ｎｅに応じて定まるエンジン出力トルクが０となる場合のアクセルストロークＳ０と、スロットルタッチ点Ｓｔとに基づいて、アクセルストローク指令値Ｓａが算出される。なお、Ｓ０およびＳｔは、図４に示すようなエンジン出力トルク特性から求めることができる。具体的には、以下の（４）式に、各値が代入されることによってアクセルストローク指令値Ｓａが求められる。
【００８０】
Ｓａ＝Ｓｔ＋（Ｓ０−Ｓｔ）×（Ｐｆ＋Ｐｒ）／Ｐｆ…（４）式
一方、ステップＳ９において、増分エンジン摩擦動力Ｐｆｚが要求動力Ｐｒ以上であると判断された場合（Ｓ９：ＹＥＳ）、加速または定常運転をする場合であると判断され、ステップＳ１１の処理がされる。
【００８１】
ステップＳ１１では、要求動力Ｐｒに増分エンジン摩擦動力Ｐｆｚを加えて、補正された要求動力Ｐｒｈ＝Ｐｒ＋Ｐｆｚを計算する。
【００８２】
この補正によって、冷間時において、エンジン回転数の低回転側での始動増量によるエンジン出力増加と、高回転側でのエンジン摩擦動力増加によるエンジン出力の減少とを考慮した補正がされる。
【００８３】
次にステップＳ１２において、加速または定常運転を行う場合のアクセルストロークＳａが算出される。
【００８４】
具体的には、次の（５）式を用いて、要求エンジントルクＴｒが算出される。
【００８５】
Ｔｒ＝９５５２×Ｐｒ／Ｎｅ…（５）式
さらに、図４に示されるようなエンジン出力特性が参照され、要求エンジントルクＴｒに対応するアクセルストロークＳａが算出される。
【００８６】
ステップＳ１３では、ブレーキストローク指令値を０としてブレーキ制御アクチュエータ５０に出力する。また、ステップＳ１４では、ステップＳ１０またはステップＳ１４において算出されたアクセルストロークＳａがアクセル制御アクチュエータ４０に出力される。
【００８７】
なお、アクセルストローク指令値Ｓａとブレーキストローク指令値Ｓｂの出力は、指令車速Ｖｒと実車速Ｖｉとの差（以下、「車速偏差」という）に基づいてフィードバック補正を加えた上で行われる。
【００８８】
以上のように、本実施形態によれば、暖機前後でのエンジン摩擦動力の変化を考慮して、ブレーキペダルを操作するか否かを正確に決定することができ、また、そのストローク指令値の算出の際にも、エンジン摩擦動力の変化を考慮し、補正されるため、正確な制御を行うことができるようになる。
【００８９】
なお、上記説明では、エンジン摩擦動力に影響を与える外部付加要因として冷間時（暖機前）と暖機後とでのエンジン摩擦動力の違いを考慮する場合を例にとって説明したが、本実施形態は、これに限られない。他の外部付加要因、例えば、自動車用空気調和装置の使用の有無やライトの点燈の有無などを考慮して、各状態別にエンジン摩擦動力を学習し、学習された各状態別のエンジン摩擦動力を考慮して、ブレーキペダルを操作するか否かを正確に決定し、また、そのストローク指令値を補正することができる。
【００９０】
＜第２の実施形態＞
第２の実施形態の車両用自動運転装置は、フュエルカットの有無によるエンジン摩擦動力の変化を考慮してアクセルペダルおよびブレーキペダルを操作、制御するものである。
【００９１】
図７は、本実施形態の車両用自動運転装置の概略構成を説明するためのブロック図である。
【００９２】
本実施形態の車両用自動運転装置は、第１の実施形態における外部要因判断手段１１６として、フュエルカット判断手段１２６を採用したものに相当する。
【００９３】
このため、本実施形態の他の構成要素は、第１の実施形態における構成要素と共通する。したがって、その詳しい説明を省略し、対応する構成要素には同一の部材番号を用いて説明する。なお、図７に示されているアクセル・ブレーキストローク演算手段１２８は、図１に示めされたアクセルストローク演算手段１２２とブレーキストローク演算手段１２４とをブロック化して表したものであり、図１の場合と機能は同様である。
【００９４】
フュエルカット判断手段１２６は、エンジンのフュエルカットの有無を判断するものである。ここで、エンジンのフュエルカットとは、燃料供給が遮断される処理を意味する。フュエルカット判断手段１２６は、指令車速Ｖｒと実車速Ｖｉから求められる車速偏差と、指令車速データＶｒの変化速度である指令加速度αｒと実加速度αｉとの偏差である加速度偏差に基づいて、フュエルカットの有無を判断することができる。
【００９５】
なお、本実施形態の自動運転装置は、フュエルカットありの場合と、フュエルカットなしの場合の双方の場合について、対応するエンジン摩擦動力特性を学習し、学習データ記憶手段１１４に記憶している。特に、第１実施形態で説明したような冷間時および暖機後の各暖機状態に対して、さらにフュエルカットの有無の状態に応じたエンジン摩擦動力特性を記憶しておくことが望ましい。
【００９６】
各エンジン摩擦動力特性は、個別に格納されていてもよく、計算式によって与えられていてもよい。
【００９７】
以上のように構成される本実施形態の自動運転装置は、以下のように処理を行う。
【００９８】
フュエルカット判断手段１２６に、指令車速Ｖｒと実車速Ｖｉが入力される。また、指令車速Ｖｒの変化速度である指令加速度αｒおよび実車速Ｖｉの変化速度である実加速度αｉが計算される。なお、指令加速度αｒは、事前に学習データ記憶手段１１４に記憶しておくことも可能である。
【００９９】
指令車速Ｖｒから実車速Ｖｉを差し引いて車速偏差Ｖｅｒ（＝Ｖｒ−Ｖｉ）が求められ、指令加速度αｒから実加速度αｉを差し引いて加速度偏差αｅｒ（αｒ−αｉ）が求められる。
【０１００】
車速偏差Ｖｅｒが所定の基準偏差（−Ｖｓ１）以下のとき、または車速偏差Ｖｅｒが負の値であり、かつ加速度偏差αｅｒが所定の加速度偏差（−αｓ１）以下のときは、フュエルカットありと判断することができる。
【０１０１】
すなわち、実車速Ｖｉが指令車速Ｖｒに比べて所定値以上に大きいとき、または、実車速Ｖｉが指令車速Ｖｒに比べて大きく、かつ、実加速度αｉが指令加速度αｒに比べて所定値以上に大きいときには、フュエルカットありと判断される。フュエルカット判断手段１２６は、フュエルカットありと判断した場合には、フェルカット判断結果を示すフラグを立てる。
【０１０２】
一方、車速偏差Ｖｅｒが所定の基準偏差（＋Ｖｓ１）以上のとき、または車速偏差Ｖｅｒが正の値であり、かつ加速度偏差αｅｒが所定の加速度偏差（＋αｓ１）以上のときは、エンジンのフュエルカットなしと判断することができる。
【０１０３】
すなわち、実車速Ｖｉが指令車速Ｖｒに比べて所定値以上に小さいとき、または、実車速Ｖｉが指令車速Ｖｒよりも小さく、かつ、実加速度αｉが指令加速度αｒに比べて所定値以上に小さいときには、フュエルカットなしと判断される。フュエルカット判断手段１２６は、フュエルカットなしと判断した場合には、フェルカット判断結果を表すフラグを下げる。
【０１０４】
以上の基準のいずれにも当てはまらないときは、直前の判断結果を維持し、フラグの状態を変化させない。
【０１０５】
以上のフラグの状態に応じて、フュエルカットありの場合のエンジン摩擦動力特性を使用するか、フュエルカットなしの場合のエンジン摩擦動力特性を制御に使用するかが判断される。
【０１０６】
次に、以上のフラグの状態、すなわちフュエルカットの有無に応じたエンジン摩擦動力特性を選択し、補正する処理を説明する。
【０１０７】
上記図３には、冷間時でフュエルカットなしの場合（図中、「ａ」と表示）、冷間時でフュエルカットありの場合（図中、「ｂ」と表示）、暖機後でフュエルカットなしの場合（図中、「ｃ」と表示）、暖機後でフュエルカットありの場合（図中、「ｄ」と表示）の４つの状態に対応するエンジン摩擦動力特性が記憶されている。したがって、前記フラグの状態および暖機状態に応じて、該当するエンジン摩擦動力特性データが選択される。
【０１０８】
例えば、エンジン暖機後であって、フュエルカットがない状態で自動運転がされていた場合に、フュエルカットが発生したと判断されると、図中の矢印１で示されているように、選択されるエンジン摩擦動力特性は、ｃからｄに代わる。
【０１０９】
同様にエンジン冷間時において、フュエルカットが新たに発生したと判断されると、図中の矢印２に示されるように、選択されるエンジン摩擦動力特性は、ａからｂに代わる。
【０１１０】
また、以下のような簡便な手順によってフュエルカットが生じた場合に対応したエンジン摩擦動力特性となるように補正をすることも可能である。
【０１１１】
上記図３に示されるフュエルカットなしの場合のエンジン摩擦動力特性は、簡便には一次関数で表現することができる。例えば、冷間時でフュエルカットなしの場合（ａの場合）であれば、エンジン回転数Ｎｅを示す横軸との交点の値、すなわちアイドル回転数がＸｃであり、グラフの傾きがＫｃであるので、次の（６）式で表すことができる。
【０１１２】
Ｐｆ＝Ｋｃ（Ｎｅ−Ｘｃ）…（６）式
一方、冷間時でフュエルカットが発生した場合（ｂ）の場合であれば、横軸と０（始点）で交わり、傾きはＫｃであるので、次の（７）式で表すことができる。
【０１１３】
Ｐｆ＝Ｋｃ（Ｎｅ）…（７）式
すなわち、フュエルカットの発生によって、横軸と交わる交点がＸｃから、０（原点）に変化するように補正するされる。言い換えれば、フュエルカットの発生の有無に応じて、エンジン摩擦動力特性データを横軸に沿ってアイドル回転数の分だけ平行移動することによって、フュエルカットを考慮した補正をすることができる。
【０１１４】
暖機後の場合（ｃ、ｄの場合）も同様に考えることができる。さらに、一般的には、フュエルカットなしの場合の現在のアイドル回転数をＸｉとし、エンジン回転数Ｎｅに対するエンジン摩擦動力の傾きをＫｉとすると、フュエルカットなしの場合のエンジン摩擦動力特性は、次の（８）式を用いて表すことができる。また、フュエルカットありの場合のエンジン摩擦動力特性は、次の（９）式を用いて表すことができる。したがって、フュエルカットが生じた場合の特性は、フュエルカットなしの場合の特性に基づいて、適宜補正することができる。
【０１１５】
Ｐｆ＝Ｋｉ（Ｎｅ−Ｘｉ）…（８）式
Ｐｆ＝Ｋｉ（Ｎｅ）…（９）式
以下、暖機後エンジン摩擦動力Ｐｆｈ＝Ｋｈ（Ｎｅ−Ｘｈ）（フュエルカットなしの場合）またはＰｆｈ＝Ｋｈ（Ｎｅ）（フュエルカットありの場合）を計算し、さらに、現在のエンジン摩擦動力Ｐｆから差し引くことによって、増分エンジン摩擦動力Ｐｆｈ＝Ｐｆ−Ｐｆｈが求められる。以降の処理は、第１実施形態において説明した処理と同様であるので、詳しい説明は省略する。
【０１１６】
以上のように図７に示された本実施形態の自動運転装置は、車速偏差Ｖｅｒおよび加速度偏差αｅｒに基づいて、フュエルカットの有無を判断したが、次に説明する別の処理によってもフュエルカットの有無を判断することができる。
【０１１７】
図８は、フュエルカットの有無を判断するタイプの自動運転装置の一変形例の概略構成を示すためのブロック図である。図７に示した自動運転装置は、フュエルカットの有無を判断するために特別なセンサを付加することなく、車速偏差Ｖｅｒおよび加速度偏差αｅｒに基づいて、フュエルカットの有無を判断するのに対し、図８に示した自動運転装置は、フュエルカットの有無を判断するためのセンサ１３２を設けている。
【０１１８】
フュエルカットの有無を判断するセンサ１３０としては、空燃比を検出するＡ／Ｆセンサや排気分析計などの排ガス濃度を検出するセンサを採用することができる。また、空燃比を直接検出する代わりに、空燃比に応じて変化する酸素（Ｏ2）、未燃炭化水素（ＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）、または二酸化炭素（ＣＯ2）の濃度を検出するセンサを使用することも可能である。
【０１１９】
フュエルカットが生じると、燃料供給が遮断されるため、空燃比Ａ／Ｆが高くなる。したがって、空燃比Ａ／Ｆを検出することによって、フュエルカットが生じているか否かを判断することができる。具体的には、空燃比Ａ／Ｆが４０程度以上であれば、フュエルカットありと判断することができ、一方、空燃比Ａ／Ｆが４０未満であれば、フュエルカットなしと判断できる。
【０１２０】
なお、燃料が遮断されると、酸素濃度は高くなるので、酸素濃度が一定の値を越えた場合には、フュエルカットありと判断することができる。
【０１２１】
また、一酸化炭素は、酸素不足による不完全燃焼生成物であるから、空燃比への依存が高く、空燃比が高くなるにつれて一酸化炭素濃度は低くなる。したがって、一酸化炭素濃度が一定の値以下となった場合には、フュエルカットありと判断することができる。二酸化炭素濃度は、その逆の特性を示すので、二酸化炭素濃度が一定の値を越えた場合には、フュエルカットありと判断することができる。
【０１２２】
未燃焼炭化水素の濃度は、排気温度と消炎層濃度との関係から例えば空燃比１６〜１７で最低になり、それより空燃比が高くなると排気温度の低下により増加し始め、さらには失火域に入り急激に増加する。したがって、フュエルカットの判断基準として上述のように空燃比４０をおおよその基準とする場合であれば、未燃焼炭化水素の濃度が一定の値を越えた場合には、フュエルカットありと判断できる。
【０１２３】
以上のように排ガス濃度を検出することによって、フュエルカットが生じているか否かを判断することができるが、本変形例に対応する自動運転装置は、これに限られない。例えば、センサ１３０として、エンジンに装着された燃料噴射弁やスロットルバルブなどの駆動信号の有無を検出するセンサや、燃料配管系に取付けた燃料流量センサを用いることができる。例えば、電子燃料噴射装置で燃料噴射時にコントロールユニットからインジュクタに送られる電気信号を検出することによって、フュエルカットの有無を判断することができる。
【０１２４】
なお、フュエルカットの有無を判断した後の処理は、図７において説明した処理と共通するので、説明を省略する。
【０１２５】
＜第３の実施形態＞
第３の実施形態の車両用自動運転装置は、暖機の進行具合に応じたエンジン摩擦動力の変化を考慮してアクセルペダルおよびブレーキペダルを操作、制御するものである。
【０１２６】
なお、第１実施形態の説明において、暖機前後、すなわち、エンジンの冷間時とエンジンの暖機後とでエンジン摩擦動力特性が変化することを考慮する場合の処理を簡単に説明したが、本実施形態は、エンジンの冷間時から、徐々にエンジンの暖機が進んでいく途中のエンジン摩擦動力特性の変化を考慮することができるといった特徴を有する。
【０１２７】
図９は、本実施形態の車両用自動運転装置の概略構成を説明するためのブロック図である。
【０１２８】
本実施形態の車両用自動運転装置は、第１の実施形態における外部要因判断手段１１６として、暖機状態判断手段１２７を採用したものに相当する。
【０１２９】
このため、本実施形態の他の構成要素は、第１実施形態および第２実施形態における構成要素と共通する。したがって、その詳しい説明を省略し、対応する部材には同一の部材番号を用いて説明する。
【０１３０】
暖機状態判断手段１３０は、エンジンの暖機状態を判断するものである。暖機状態の判断結果は、エンジン摩擦動力補正手段１１８に入力される。エンジンの暖機状態は、エンジンが始動する前の冷間時の状態から徐々に暖機が進行して最終的に暖機が終了した暖機後状態に到る。各暖機状態が徐々に変化するのに伴って、エンジン動作摩擦特性も変化する。
【０１３１】
以上のように構成される本実施形態の自動運転装置は、以下のように処理を行う。
【０１３２】
まず、要求動力演算手段１１６によって要求動力Ｐｒが算出される。
【０１３３】
次に、エンジン摩擦動力Ｐｆｃが算出される。エンジン摩擦動力Ｐｆｃは、エンジン摩擦動力特性の傾きＫｉにエンジン回転数Ｎｅを乗じることによって算出できる（Ｐｆｃ＝Ｋｉ×Ｎｅ）。ただし、エンジン摩擦動力特性の傾きＫｉは、暖機の進行に応じて順次変化するので、傾きＫｉの選択は次のようになされる。
【０１３４】
まず、エンジンの始動時点においては、エンジン摩擦動力Ｐｆｃは、冷間時のエンジン摩擦力特性の傾きＫｃにエンジン回転数Ｎｅを乗じることによって算出される。そして、以下で述べる暖機状態の判断手法によって、暖機の進行状態が判断され、その判断結果に応じたエンジン摩擦動力特性の補正がされる。この補正されたエンジン摩擦動力特性に基づいて、新たにエンジン摩擦特性の傾きＫｉ１が算出され、エンジン摩擦特性の傾きは、ＫｃからＫｉ１へと更新される。そして、この直前に更新された（１回前に算出された）傾きＫｉ１にエンジン回転数Ｎｅを乗じて新たにエンジン摩擦動力Ｐｆｃが算出される。さらに、同様の処理によって、暖機の進行状態に応じたエンジン摩擦動力特性の補正がされ、エンジン摩擦特性の傾きは、Ｋｉ１からＫｉ２へと更新される。以後、同様の処理を繰り返して、１回前に算出された傾きＫｉにエンジン回転数Ｎｅを乗じ、順次、新たなエンジン摩擦動力Ｐｆｃが算出される。なお、エンジン摩擦動力Ｐｆｃは、傾きＫｉにエンジン回転数Ｎｅを乗じることによって求められることから明らかなように、フュエルカットがある場合（図３に示されるように特性を示すグラフが原点を通過する）のエンジン摩擦動力に相当する。
【０１３５】
次に、算出された要求動力Ｐｒとエンジン摩擦動力Ｐｆｃとが加えられて、総エンジン動力Ｐｔ＝Ｐｒ＋Ｐｆｃが算出される。
【０１３６】
このように算出された総エンジン動力Ｐｔをエンジン始動時より積分した値である総エンジン仕事Ｊｔ（＝ΣＰｔ）が求められる。
【０１３７】
一方、暖機完了までに行われる仕事の総量である暖機完了仕事量Ｐｄが事前に学習され、記憶されている。
【０１３８】
以上の総エンジン仕事量Ｊｔと暖機完了仕事量Ｐｄに基づいて、暖機状態が判断される。エンジンの暖機状態の判断結果は、暖機補正係数Ｋｄ（０〜１）として表される。ここで、エンジンの冷間時における暖機補正係数Ｋｄは１とし、エンジンの暖機終了後における暖機補正係数Ｋｄは０とする。そして、暖機が進行するにつれて、暖機補正係数Ｋｄは１から徐々に減少し、０に到る。
【０１３９】
具体的には、暖機補正係数Ｋｄは、次の（１０）式を用いて算出される。
【０１４０】
Ｋｄ＝（Ｐｄ−Ｊｔ）／Ｐｄ…（１０）式
ただし、ここで、Ｊｔは、０からＰｄの間で変化する。
【０１４１】
このように、暖機状態を表すＫｄが算出された結果を利用して、暖機状態に応じたエンジン摩擦動力特性が求められる。
【０１４２】
次に、上記図３を参照して、暖機状態に応じてエンジン摩擦動力特性の補正処理について説明する。
【０１４３】
フュエルカットがない状態であって、エンジンの暖機が徐々に進行すると、図中の矢印３で示されているように、選択されるエンジン摩擦特性が変化する。同様にフュエルカットがある場合であって、エンジンの暖機が徐々に進行すると、図中の矢印４で示されているように選択されるエンジン摩擦特性が変化する。したがって、複数の暖機状態に対応してエンジン摩擦特性を学習しておくことによって、適切なエンジン摩擦動力特性を選択することができる。
【０１４４】
また、簡易的には、図３に示される冷間時および暖機後のエンジン摩擦動力特性のグラフの傾きＫｃ，Ｋｈと、冷間時および暖機後のアイドル回転数Ｘｃ，Ｘｈとに基づいて、現在のエンジン暖機状態に対応したエンジン摩擦動力特性の補正を行うことができる。具体的には、現在のエンジン暖機状態、すなわち暖機補正係数Ｋｄに対応したエンジン摩擦動力特性のグラフの傾きＫｉ、およびアイドル回転数Ｘｉは、以下の（１１）式および（１２）式によって算出することができる。
【０１４５】
Ｋｉ＝Ｋｈ＋Ｋｄ（Ｋｃ−Ｘｈ）…（１１）式
Ｘｉ＝Ｘｈ＋Ｋｄ（Ｘｃ−Ｘｈ）…（１２）式
なお、Ｋｃ、Ｋｈ、Ｘｃ、Ｘｈは、学習データ記憶手段１１４に記憶されている冷間時のエンジン摩擦動力特性および暖機後のエンジン摩擦動力特性のデータに基づいて求めることができる。また、フュエルカット時の場合は、Ｘｉ＝０とすればよい。
【０１４６】
また、暖機後のエンジン摩擦動力特性に対する冷間時のエンジン摩擦特性の変化率である冷間時摩擦動力増加係数Ｋｚを用いることによって、Ｋｃ＝Ｋｚ×Ｋｈと記述できる場合には、（１３）式によってＫｉを求めることができる。
【０１４７】
Ｋｉ＝Ｋｈ＋Ｋｄ（Ｋｚ×Ｋｈ−Ｋｈ）…（１３）式
したがって、各暖機状態に対応するエンジン摩擦動力特性を求めるために、冷間時および暖機後のエンジン摩擦動力特性をそれぞれ学習し記憶しておいてもよく、どちらか一方の特性のみを記憶し、双方の特性の関係を記憶しておいてもよい。
【０１４８】
エンジン摩擦動力Ｐｆは、以上のように求められた傾きＫｉおよびアイドル回転数Ｘｉ、およびエンジン回転数Ｎｅを（８）式、すなわち、Ｐｆ＝Ｋｉ（Ｎｅ−Ｘｉ）に代入することに算出することができる。なお、フュエルカットがある場合は、（９）式に代入して算出することができる。
【０１４９】
以下、暖機後エンジン摩擦動力Ｐｆｈ＝Ｋｈ（Ｎｅ−Ｘｈ）を計算し、さらに、現在のエンジン摩擦動力Ｐｆから差し引くことによって、増分エンジン摩擦動力Ｐｆｚ＝Ｐｆ−Ｐｆｈが求められる。以降の処理は、第１実施形態において説明した処理と同様であるので、詳しい説明は省略する。
【０１５０】
以上のように図９に示された本実施形態の自動運転装置は、総エンジン仕事Ｊｔに基づいて、暖機状態を判断したが、次に説明される別の処理によってもフュエルカットの有無を判断することができる。
【０１５１】
図１０は、暖機状態を判断するタイプの自動運転装置の一変形例の概略構成を示すためのブロック図である。図９に示した自動運転装置は、暖機状態を判断するために特別なセンサを付加することなく、要求動力Ｐｒやエンジン摩擦動力に基づいて暖機状態を判断するのに対し、図１０に示した自動運転装置は、暖機状態を判断するためのセンサ１３４を設けている。
【０１５２】
図１０に示すように、本実施形態の自動運転装置は、センサ１３４を有している。センサ１３４は、暖機状態を判断するための燃料流量センサである。
【０１５３】
具体的には、センサ１３４は、以下のように処理を行う。
【０１５４】
まず、供給される燃料の流量（以下「燃料流量Ｑｆ」という）が検出される。燃料流量は、エンジンに装着された燃料噴射弁の駆動信号のパルス幅と、エンジン回転数Ｎｅと、燃料噴射弁の流量特性とに基づいて間接的に検出することができる。また、燃料配管系にセンサ１３４を取付けることによって、直接的に検出することもできる。
【０１５５】
このように検出された燃料流量Ｑｆをエンジン始動時より積分した値である燃料消費量Ｗｆ（＝ΣＱｆ）を求める。
【０１５６】
一方、暖機完了までに消費される燃料の量である暖機完了燃料消費量Ｗｒが事前に学習、記憶されている。
【０１５７】
以上の燃料消費量Ｗｆと暖機完了燃料消費量Ｗｒに基づいて、暖機補正係数Ｋｄを求めることができる。暖機補正係数Ｋｄは、次の（１４）式を用いて算出される。
【０１５８】
Ｋｄ＝（Ｗｒ−Ｗｆ）／Ｗｒ…（１４）式
ただし、ここで、Ｗｆは、０からＷｒの間で変化する。
【０１５９】
なお、暖機状態を判断した後の処理は、図９において説明した処理と共通するので、説明を省略する。
【０１６０】
以上のように、本発明によれば、暖機状態またはフュエルカットなどの有無といった外部負荷要因に応じて、制御に使用するエンジン摩擦動力特性、すなわち、エンジン摩擦動力とエンジン回転数との関係を示す特性を選択し、または補正することができる。したがって、ブレーキペダルを操作すべきか否かといった判断の処理や、アクセルストロークおよびブレーキストロークの制御の処理を正確に行うことができる。なお、本発明の自動運転装置は、以上の実施形態に限られず、本発明の技術思想の範囲内で種々の変形および組み合わせが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 第１の実施形態に対応する車両用自動運転装置の概略構成を説明するためのブロック図である。
【図２】 走行抵抗動力特性を示す図である。
【図３】 エンジン摩擦動力特性を示す図である。
【図４】 エンジン出力トルク特性を示す図である。
【図５】 ブレーキ制動力特性を示す図である。
【図６】 第１の実施形態の自動運転装置の処理内容を説明するためのフローチャートである。
【図７】 第２の実施形態に対応する車両用自動運転装置の概略構成を説明するためのブロック図である。
【図８】 第２の実施形態に対応する他の変形例を説明するためのブロック図である。
【図９】 第３の実施形態に対応する車両用自動運転装置の概略構成を説明するためのブロック図である。
【図１０】 第３の実施形態に対応する他の変形例を説明するためのブロック図である。
【符号の説明】
２０…車両、
３０…シャーシダイナモメータ、
４０…アクセル制御アクチュエータ、
５０…ブレーキ制御アクチュエータ、
１００…車両用自動運転装置、
１０２…車速検出手段、
１０６…エンジン回転数検出手段、
１１０…慣性重量入力手段、
１１２…指令車速データ記憶手段、
１１４…学習データ記憶手段、
１１６…要求動力演算手段、
１１７…外部要因判断手段、
１１８…エンジン摩擦動力補正手段、
１２０…アクセル・ブレーキ判断手段、
１２２…アクセルストローク演算手段、
１２４…ブレーキストローク演算手段、
１２６…フュエルカット判断手段、
１２８…アクセル・ブレーキストローク演算手段、、
１３０…暖機状態判断手段、
１３２…センサ、
１３４…センサ。
【発明の属する技術分野】
本発明は、シャーシダイナモメータ上の車両を自動運転する装置、特にアクセルペダルとブレーキペダルを操作する車両用自動運転装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から車両用走行性能試験のために、シャーシダイナモメータ上で車両の自動運転を行う自動運転装置が用いられている。
【０００３】
所定の指令車速Ｖｒに応じて車両を自動運転するためには、アクセルペダルおよびブレーキペダルを適宜操作する必要があり、種々のアクセルおよびブレーキの制御技術が提案されている。
【０００４】
例えば、指令車速Ｖｒの変化速度である指令加速度ａｒと、シャーシダイナモメータにおける車両の実際の速度（以下、「実車速」という）Ｖｉの変化速度である実加速度ａｉを比較し、指令加速度ａｒが実加速度ａｉよりも大きいか否かに応じてブレーキペダルとアクセルペダルのうちのどちらかを操作するかを判断する技術（特開平７−２６０９１４１号）が知られている。さらに、要求動力とエンジン摩擦動力に基づいて、アクセルペダルを踏み込むことによって加速するように制御するか、ブレーキペダルを踏み込むことによって減速するように制御するか、またはエンジンブレーキによって減速するように制御するかを選択する技術が知られている。
【０００５】
かかる制御で問題となることに、エンジンの暖機の進行具合によって、エンジンの特性が変化する点がある。従来、エンジン暖機中のエンジン出力増加分を経過時間に基づいて補正する技術（特許２６１１４７５号）、暖機中に増加する動力分を考慮した補正をする技術（特許２７５１６９２号）、エンジン油温などによりエンジンの出力トルク比や自動変速機のトルク伝達変化を推測する技術（特許２７５１６５５号）等が提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらの従来技術は、フュエルカットシステム（燃料遮断装置）が装備されているエンジンを備えた車両を自動運転する場合を想定しておらず、特にフュエルカットの有無によるエンジン摩擦動力への影響を考慮していない。したがって、減速中に突然フュエルカットされてエンジンブレーキが急増した場合、アクセルやフットブレーキのストローク（アクセルペダルやフットブレーキの操作量）の指令を正確に行うことが困難となるおそれがある。このため、指令車速への追従性（モード追従性）が悪くなったり、アクセルペダルの操作とフットブレーキの操作を相互に繰り返すといった発振（ハンチング現象）が生じたりする場合が生じるおそれがある。
【０００７】
また、上述した暖機の進行具合における影響を補正する点についても、エンジン摩擦動力の変化に起因してエンジン暖機完了前における加速の際にモード追従性が悪くなったり、逆に、エンジン暖機完了時に制御系の感度を合わせると暖機完了後に発振を生じたりする場合がある。この問題は、暖機前のエンジン低回転側では、始動時燃料増量の処理によってエンジン出力が増加するものの、高回転側ではエンジン摩擦動力が増大するといった特性が考慮されていないために生じる。
【０００８】
また、エンジン暖機中のエンジン出力増加分を「経過時間」に基づいて補正する技術においては、同じ経過時間でも指令モード（１１モードやＬＡ−４モードなど）によってエンジンの暖機の進行具合が異なるため、各指令モード毎に補正と経過時間との関係を調整し直す必要があり作業負担が大きいといった問題もある。
【０００９】
したがって、本発明は、以上の問題点を解決するものであり、本発明の目的は、フュエルカットの有無を考慮したアクセルストロークおよびブレーキストロークの制御を行うことができる車両用自動運転装置を提供することである。
【００１０】
また、本発明の他の目的は、暖機状態に応じたエンジン摩擦動力の変化に起因するモード追従性の劣化を防止しつつ、暖機完了後の運転時の発振についても防止できる車両用自動運転装置を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明は、以下のように構成される。
【００１２】
（１）エンジン摩擦動力とエンジン回転数との関係を示す特性であるエンジン摩擦動力特性に応じてアクセルペダルおよびブレーキペダルの制御を行う車両用自動運転装置であって、前記制御に用いられるエンジン摩擦動力特性を車両のエンジンに関する外部付加要因に基づいて補正する補正手段を有することを特徴とする車両用自動運転装置。
【００１３】
（２）前記外部付加要因は、エンジンへの燃料供給を遮断するフュエルカットの有無であり、前記補正手段は、フュエルカットがされている場合とされていない場合の双方のエンジン摩擦動力特性のデータを記憶する記憶手段と、フュエルカットがされているか否かを判断するフュエルカット判断手段と、前記フュエルカット判断手段による判断結果に基づいて、前記記憶手段に記憶されている前記エンジン摩擦動力特性データを利用して、制御に用いられるエンジン摩擦動力特性を補正するフュエルカット補正手段と、を含むことを特徴とする上記（１）に記載の車両用自動運転装置。
【００１４】
（３）前記フュエルカット判断手段は、エンジンの排気ガスの成分濃度に基づいて判断することを特徴とする上記（２）に記載の車両用自動運転装置。
【００１５】
（４）前記フュエルカット判断手段は、エンジンに装着された燃料供給量制御部材の駆動信号を検出することによって判断することを特徴とする上記（２）に記載の車両用自動運転装置。
【００１６】
（５）前記フュエルカット判断手段は、エンジンへの燃料流量を検出すること（６）前記フュエルカット判断手段は、車両の指令車速と実車速との差である車速偏差と、前記指令車速の変化速度である指令加速度と前記実車速の変化速度である実加速度との差である加速度偏差と、に基づいて判断することを特徴とする上記（２）に記載の車両用自動運転装置。
【００１７】
（７）前記外部付加要因は、エンジンの暖機状態であり、前記補正手段は、エンジンの暖機前と暖機後の双方のエンジン摩擦動力特性データを記憶する記憶手段と、暖機状態を判断する暖機判断手段と、前記暖機判断手段による判断結果に基づいて、前記記憶手段に記憶されている前記エンジン摩擦動力特性データを利用して、制御に用いるエンジン摩擦動力を補正する暖機補正手段と、を含むことを特徴とする上記（１）に記載の車両用自動運転装置。
【００１８】
（８）前記暖機判断手段は、計測された燃料流量をエンジン始動時から積算して得られる燃料消費量に基づいて判断すること特徴とする上記（７）に記載の車両用自動運転装置。
【００１９】
（９）前記燃料流量は、エンジンに装着された供給量制御部材の駆動時間とエンジン回転数とから算出されることを特徴とする上記（８）に記載の車両用自動運転装置。
【００２０】
（１０）前記暖機判断手段は、要求動力とエンジン摩擦動力との和をエンジン始動時から積算して得られる総エンジン仕事に基づいて判断することを特徴とする上記（７）に記載の車両用自動運転装置。
【００２１】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、制御に用いられるエンジン摩擦動力特性、すなわち、エンジン摩擦動力（エンジン摩擦馬力）とエンジン回転数との関係を示す特性を車両のエンジンに関する外部付加要因に基づいて補正するので、外部付加要因によってエンジン摩擦動力特性が変化することによる影響を軽減できる。
【００２２】
請求項２に記載の発明によれば、フュエルカット判断手段による判断結果に基づいて、前記記憶手段に記憶されている前記エンジン摩擦動力特性データを利用して、制御に用いられるエンジン摩擦動力特性を補正するので、フュエルカット時のエンジンブレーキの増大を考慮したアクセルおよびブレーキの操作判断や、ストロークの制御を達成することができる。したがって、モード追従性が劣化したり、アクセルペダルの操作とフットブレーキの操作を相互に繰り返すといったハンチング現象を防止できる。
【００２３】
請求項３に記載の発明によれば、エンジンの排気ガスの成分濃度に基づいてフュエルカット判断を行うため、フュエルカットの有無を正確に判断することができる。さらに、試験車両の走行試験と平行して排気ガス成分試験を行う場合などにおいては、排気ガス試験設備をそのまま兼用して、フュエルカットの有無を判断を行うことができるので、車両用自動運転装置自体の構成を簡略化できる。
【００２４】
請求項４に記載の発明によれば、エンジンに装着された燃料供給量制御部材の駆動信号を検出することによってフュエルカット判断を行うため、フュエルカットの有無を正確に判断することができる。また、試験車両自体が出力する燃料供給量制御部材の駆動信号をそのまま利用するため、試験車両を自動運転装置にセットする際の作業負担が軽減できる。
【００２５】
請求項５に記載の発明によれば、エンジンへの燃料流量を検出することによってフュエルカット判断を行うため、フュエルカットの有無を正確に判断することができる。
【００２６】
請求項６に記載の発明によれば、車両の指令車速と実車速との差である車速偏差と、前記指令車速の変化速度である指令加速度と前記実車速の変化速度である実加速度との差である加速度偏差とに基づいてフュエルカット判断を行うため、フュエルカット判断に使用する新たなセンサを付加したり、外部信号を入力する必要がなく、構成を簡略化し安価にフュエルカット判断を行うことができる。また、試験車両に新たなセンサ類を取り付ける必要がないので、試験車両を自動運転装置にセットする際の作業負担の増加を防止することができる。
【００２７】
請求項７に記載の発明によれば、暖機判断手段による判断結果に基づいて、前記記憶手段に記憶されている前記エンジン摩擦動力特性データを利用して、制御に用いるエンジン摩擦動力を補正するので、エンジン暖機状態に適したエンジン摩擦動力を制御に用いることができ、アクセルおよびブレーキの操作判断や、ストロークの制御を達成することができる。したがって、エンジン摩擦動力の変化に起因してエンジン暖機完了前における加速の際にモード追従性が悪くなったり、逆に、エンジン暖機完了時に制御系の感度を合わせると暖機完了後に発振を生じたりすることを防止することができる。
【００２８】
請求項８に記載の発明によれば、計測された燃料流量をエンジン始動時から積算して得られる燃料消費量に基づいて暖機状態の判断をするので、エンジン負荷状況に応じたエンジン摩擦動力の補正を行うことが可能になる。したがって、単にエンジン始動時からの経過時間に基づいて暖機状態を判断する場合と異なり、各指令モード毎に補正と経過時間との関係を調整し直す必要がなく、作業負担が軽減される。
【００２９】
請求項９に記載の発明によれば、燃料流量は、エンジンに装着された供給量制御部材の駆動時間とエンジン回転数とから算出されるので、試験車両自体が出力する燃料供給量制御部材の駆動信号を利用して、燃料流量を算出し、さら燃料消費量に基づいて暖機状態の判断をすることができる。
【００３０】
請求項１０に記載の発明によれば、要求動力とエンジン摩擦動力との和をエンジン始動時から積算して得られる総エンジン仕事に基づいて判断するので、エンジン負荷状況に応じたエンジン摩擦動力の補正が可能となる。さらに、暖機状態判断に使用する新たなセンサを付加したり、外部信号を入力する必要がなく、構成を簡略化し安価に暖機状態を判断することができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
＜第１の実施形態＞
第１の実施形態の車両用自動運転装置は、エンジンに影響を与える外部付加要因に帰因するエンジン摩擦動力の変化を考慮して、アクセルペダルおよびブレーキペダルの操作判断、および制御を行うものである。特に、第１の実施形態においては、エンジンを始動しておらず、かつ、暖機が全く進行していないエンジンが冷めた状態（以下「冷間時」という）と暖機後の状態とにおけるエンジン摩擦動力の違いを考慮した制御処理を例にとって説明する。
【００３２】
図１は、本実施形態の車両用自動運転装置の概略構成を説明するためのブロック図である。
【００３３】
自動運転装置１００は、アクセル制御アクチュエータ４０によって車両２０のアクセルペダルを操作し、ブレーキ制御アクチュエータ５０によって車両５０のブレーキペダルを操作する。これによって車両２０は、シャーシダイナモメータ上で自動運転される。
【００３４】
車速検出手段１０２は、車両２０またはシャーシダイナモメータ３０に取り付けられた車速検出センサ１０４によって出力された信号に基づいて、車両２０の実車速を検出する。例えば、タコジェネレータの電圧入力やまたはパルスジェネレータによるパルス入力から実車速Ｖｉを検出することが可能である。
【００３５】
エンジン回転数検出手段１０６は、車両２０に取り付けられたエンジン回転数検出センサ１０８によって出力された信号に基づいて、エンジン回転数Ｎｅを検出する。例えば、車両２０のエンジンの点火信号パルス信号に基づいて、車両２０のエンジン回転数Ｎｅを検出することができる。
【００３６】
慣性重量入力手段１１０は、車両２０の慣性重量Ｗを入力するものである。重量計などを用いて計量することによって車両２０の慣性重量を入力するように構成してもよく、または、車両の種類毎の重量のデータを慣性重量入力手段１１０に予め記憶しておき、図示していないキーボードやポインティングデバイスなどを用いて、オペレータが車両の種類を特定することによって、慣性重量Ｗを設定するように構成することもできる。
【００３７】
指令車速データ記憶手段１１２は、経過時間ｔと指令車速Ｖｒとの関係を示すテーブルを予め記憶している。自動運転装置１００は、この指令車速Ｖｒで車両を自動運転するように制御する。
【００３８】
学習データ記憶手段１１４は、エンジン出力トルク特性、走行抵抗動力特性、、エンジン摩擦動力特性、およびブレーキ制動力特性を記憶している。
【００３９】
ここで、エンジン出力トルク特性とは、車両２０のエンジンのエンジン出力トルクとアクセルストローク（アクセルペダルの操作量）との関係を示す特性である。
【００４０】
走行抵抗動力特性とは、走行抵抗動力と車速との関係を示す特性であり、駆動力吸収側の特性を表している。ここで、走行抵抗動力（走行抵抗馬力）とは、一定の速度で車両が走行するのに必要な動力であり、ころがり抵抗動力、風損抵抗動力などを含む。
【００４１】
エンジン摩擦動力特性とは、エンジン摩擦動力（エンジン摩擦馬力）とエンジン回転数との関係を示す特性であり、エンジン摩擦動力とは、エンジンの吸入・排出のポンプ仕事、各部の摺動や回転の摩擦などの抵抗に打ち勝ってエンジンを駆動するために消費される動力である。本発明の自動運転装置は、後述するように、フュエルカットの有無や暖機状態などの外部付加要因に応じた複数のエンジン摩擦動力特性を記憶しておくことが可能である。なお、この場合、各外部付加要因に応じて個別にエンジン摩擦動力特性を記憶しておいてもよく、所定のエンジン動力摩擦特性と外部付加要因に応じた当該特性の変化の具合を示す計算式とを記憶しておくこともできる。
【００４２】
ブレーキ制動力特性とは、制動力とブレーキストローク（ブレーキペダルの操作量）との関係を示す特性である。
【００４３】
要求動力演算手段１１６は、指令車速Ｖｒおよび指令加速度αｒで車両２０が走行するために要求される要求動力Ｐｒを計算するものである。なお、要求動力Ｐｒは、慣性重量入力手段１１０によって入力された車両２０の慣性重量（車両相当慣性重量）と、指令車速データ記憶手段１１２に記憶されている指令車速データと、学習データ記憶手段に記憶されている走行抵抗動力特性とに基づいて、計算される。
【００４４】
外部要因判断手段１１７は、車両２０のエンジンのフュエルカットの有無、暖機状態、自動車用空気調和装置の使用の有無、または、ライトの点燈の有無といったようなエンジン摩擦動力特性に影響をあたえる外部付加要因を検出するものである。
【００４５】
エンジン摩擦動力補正手段１１８は、外部要因判断手段１１７によって検出された外部付加要因に応じて、エンジン回転数Ｎｅに対応したエンジン摩擦動力を算出し、出力するものである。このエンジン摩擦動力は、学習データ記憶手段１１４に記憶されているエンジン摩擦動力特性に基づいて算出される。したがって、エンジン摩擦動力補正手段１１８は、外部付加要因に応じて、制御に用いられるエンジン摩擦動力特性を補正するものといえる。
【００４６】
アクセル・ブレーキ判断手段１２０は、要求動力演算手段１１６によって算出された要求動力と、エンジン摩擦動力補正手段１１８によって算出されたエンジン摩擦動力とを比較して、アクセルまたはブレーキのどちらを操作するかを判断するものある。
【００４７】
アクセルストローク演算手段１２２は、アクセル・ブレーキ判断手段１２０による判断結果を受けて、アクセルストロークの指令値を計算し、アクセル制御アクチュエータ４０に出力する。
【００４８】
ブレーキストローク演算手段１２４は、アクセル・ブレーキ判断手段１２０による判断結果を受けて、ブレーキストロークの指令値を計算し、ブレーキ制御アクチュエータ５０に出力する。
【００４９】
アクセル制御アクチュエータ４０は、アクセルストローク演算手段１２２からアクセルストローク指令値を受けて、この指令値に応じてアクセルペダルを操作する。一方、ブレーキ制御アクチュエータ５０は、ブレーキストローク演算手段１２４からブレーキストローク指令値を受けて、この指令値に応じてブレーキペダルを操作する。このようにして、自動運転装置１００は、アクセルペダルおよびブレーキペダルを操作することによって、シャーシダイナモメータ上の車両２０を自動運転する。
【００５０】
以上のように構成される自動運転装置１００は、以下のような処理を行う。
【００５１】
まず、ティーチングモードで車両を走行させることによって自動運転装置１００における走行抵抗動力特性およびエンジン摩擦動力特性等を学習する手順について説明する。
【００５２】
一般に、車速Ｖと加速度αで車両が走行するのに必要な動力は、次の（１）式で表される。
【００５３】
Ｐ＝Ｋ１μｒＷＶ＋Ｋ２μｃ｛ρ／（ｇ×ｋ）｝ＡＶ3＋Ｋ３｛（Ｗ＋Ｗｅ）／ｇ｝Ｖα…（１）式
Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３，ｋ：定数
Ｐ：動力
μｒ：タイヤのころがり抵抗係数
Ｗ：車両の慣性重量
Ｖ：車速
μｃ：空気抵抗係数
Ａ：車両の全面投影面積［ｍ2］
ρ：空気密度［ｋｇ／ｍ3］
ｇ：重力加速度［ｍ／ｓ2］
Ｗｅ：回転部分の官製相当重量［ｋｇｆ］
α：加速度［ｍ／ｓ2］
この（１）式を用いて、走行抵抗動力特性およびエンジン摩擦動力特性を学習することができる。（１）式において、第１項はころがり抵抗動力、第２項は風損抵抗動力、第３項は加速抵抗動力と呼ばれる。ころがり抵抗動力と風損抵抗動力の合計が定常走行動力と呼ばれ、シャーシダイナモメータ上で車両を走行させる場合には、シャーシダイナモメータの動力吸収動力に等しい。
【００５４】
動力吸収側の動力、すなわち、走行抵抗動力は、シャーシダイナモメータ３０上で車両２０を所定の車速まで上昇させた後、ギヤを「ニュートラル」にし、アクセル制御アクチュエータ４０に指令するアクセルストロークを所定量小さくした場合の加速度（減速度）を測定し、この車速と加速度を（１）式で第３項のＷｅ＝０とした式に代入することによって求めることができる。
【００５５】
以上の処理を各車速毎に行うことによって、走行抵抗動力特性を学習することができる。学習された走行抵抗動力特性データの一例を図２に示す。
【００５６】
同様に、エンジン摩擦動力は次のように学習される。まず、シャーシダイナモメータ３０上で車両２０を所定の速度まで上昇させた後、アクセルストロークをアイドリング位置まで戻して所定のギヤ位置のまま放置し、そのときの減速度と車速とを（１）式の第３項のＷｅ＝０とした式に代入することによって減速動力を求める。この減速動力には、前記定常走行動力も含まれるため、減速動力から前記定常走行動力を差し引いくことによって、エンジン摩擦動力が算出される。
【００５７】
以上の処理を各エンジン回転数毎に行うことによって、エンジン摩擦動力特性を学習することができる。
【００５８】
ここで、本実施形態に対応する自動運転装置においては、フュエルカットの有無または暖機状態の有無によるエンジン摩擦動力特性の変化を考慮するために、学習段階においても、フュエルカットがある場合とない場合、暖機時と冷間時の各状態に対応して、各々のエンジン摩擦動力特性を学習し、記憶できるように構成される。学習されたエンジン摩擦動力特性のデータの一例を図３に示す。
【００５９】
同様にエンジン出力トルク特性およびブレーキ制動力特性についてもティーチングモードにおいて車両を運転することによって学習することができるが、従来の技術と同様であるので、その説明は省略する。学習されたエンジン出力トルク特性およびブレーキ制動力特性を各々図４および図５に示す。
【００６０】
次に、実際に走行抵抗動力特性およびエンジン摩擦動力特性のデータなどに基づいて車両を自動運転する場合の処理について説明する。なお、ここでは、外部付加要因として冷間時と暖機後とでエンジン摩擦動力特性が異なる点を考慮して処理を行う場合を例にとって説明する。
【００６１】
本実施形態に対応する自動運転装置は、ブレーキペダルを操作する必要があるか否かを判断し、さらに、ブレーキペダルを操作しないと判断された場合、加速または定常運転をするか、あるいはエンジンブレーキによって減速するかを判断するタイプのものである。
【００６２】
以下、処理全体の流れをフローチャートを用いて説明する。
【００６３】
図６は、本実施形態の自動運転装置の処理内容を説明するためのフローチャートである。
【００６４】
まず、ステップＳ１では、要求動力Ｐｒが計算される。
【００６５】
要求動力Ｐｒは、以下のように計算される。
【００６６】
車速検出センサ１０４によって検出された検出信号を車速検出手段１０２に入力することによって実車速Ｖｉが検出される。また、エンジン回転数検出センサ１０８によって検出された検出信号をエンジン回転数検出手段１０６に入力することによってエンジン回転数Ｎｅが検出される。さらに、指令車速データから指令車速Ｖｒが読み出されるとともに、指令車速Ｖｒの変化速度である指令加速度αｒが算出される。
【００６７】
次に、図２に示すような走行抵抗動力特性が学習データ記憶手段１１４から読み出される。走行抵抗動力特性を参照することによって、指令車速Ｖｒに対応した走行抵抗動力Ｐ０が求められる。
【００６８】
そして、以上の各値を次の（２）式に代入することによって、要求動力Ｐｒが計算される。
【００６９】
Ｐｒ＝（１／１０００×Ｗ／ｇ×Ｖｒ×αｒ）＋Ｐ０…（２）式
なお、ここで、Ｗは車両の慣性重量であり、ｇは、重力加速度である。
【００７０】
次に、ステップＳ２では、エンジン摩擦動力Ｐｆが計算される。
【００７１】
また、ステップＳ３では、増分エンジン摩擦動力Ｐｆｚが算出される。まず、暖機後のエンジン摩擦動力Ｐｆｈが算出される。そして、エンジン摩擦動力Ｐｆから暖機後エンジン摩擦動力Ｐｆｈを差し引くことによって、増分エンジン摩擦動力Ｐｆｚ（＝Ｐｆ−Ｐｆｈ）が算出される。なお、エンジン摩擦動力Ｐｆと暖機後エンジン摩擦動力Ｐｆｈは、学習データ記憶手段１１４に記憶されているエンジン摩擦動力特性を用いて、エンジン回転数Ｎｅに対応する値を参照することによって求めることができる。
【００７２】
ステップＳ４では、ブレーキペダルを操作するか、またはアクセルペダルを操作するかが判断される。まず、ステップＳ１で求められた要求動力ＰｒとステップＳ２で求められたエンジン摩擦動力Ｐｆとが比較される。なお、エンジン摩擦動力には負号がつけられる。要求動力Ｐｒよりも、エンジン摩擦動力Ｐｆが小さい場合（Ｓ４：ＮＯ）、エンジンブレーキのみによっては所定の要求動力を達成できない場合に該当するため、ステップＳ５〜Ｓ８に示すような手順にしたがって、フットブレーキペダルが操作され減速される。一方、エンジン摩擦動力Ｐｆが要求動力Ｐｒ以上の場合には、ブレーキペダルの操作はされない。
【００７３】
ステップＳ５では、Ｐｒ−Ｐｆが計算され、さらに、以下の（３）式によって要求制動力Ｆが求められる。
【００７４】
Ｆ＝１０００×（Ｐｒ−Ｐｆ）／Ｖｒ…（３）式
ステップＳ６では、図５に示されるブレーキ制動力特性を学習データ記憶手段１１４を読み出して、前記要求制動力Ｆに対応したブレーキストローク指令値Ｓｂが求められる。
【００７５】
ステップＳ７では、アクセルストロークの指令値を０とし、アクセル制御アクチュエータ４０に出力する。また、ステップＳ８では．算出されたブレーキストローク指令値Ｓｂが、ブレーキ制御アクチュエータ５０に出力される。
【００７６】
一方、ステップＳ４において、エンジン摩擦動力Ｐｆが要求動力Ｐｒ以上の場合には（Ｓ４：ＹＥＳ）、ステップＳ９の処理がされる。
【００７７】
ステップＳ９では、要求動力Ｐｒと増分エンジン摩擦動力Ｐｆｚとが比較される。この点、要求動力Ｐｒ≧０であるかを単に判断していた従来の自動運転装置と異なり、Ｐｆｚを用いて判断がなされることによって、暖機の前後においてエンジン摩擦動力が変化することを考慮している。
【００７８】
要求動力Ｐｒが増分エンジン摩擦動力Ｐｆｚより小さいと判断された場合（Ｓ９：ＮＯ）、エンジンブレーキを用いて減速する場合と判断され、ステップＳ１０の処理がされる。
【００７９】
ステップＳ１０では、エンジンブレーキ制御として、エンジン摩擦動力Ｐｆと、エンジン回転数Ｎｅに応じて定まるエンジン出力トルクが０となる場合のアクセルストロークＳ０と、スロットルタッチ点Ｓｔとに基づいて、アクセルストローク指令値Ｓａが算出される。なお、Ｓ０およびＳｔは、図４に示すようなエンジン出力トルク特性から求めることができる。具体的には、以下の（４）式に、各値が代入されることによってアクセルストローク指令値Ｓａが求められる。
【００８０】
Ｓａ＝Ｓｔ＋（Ｓ０−Ｓｔ）×（Ｐｆ＋Ｐｒ）／Ｐｆ…（４）式
一方、ステップＳ９において、増分エンジン摩擦動力Ｐｆｚが要求動力Ｐｒ以上であると判断された場合（Ｓ９：ＹＥＳ）、加速または定常運転をする場合であると判断され、ステップＳ１１の処理がされる。
【００８１】
ステップＳ１１では、要求動力Ｐｒに増分エンジン摩擦動力Ｐｆｚを加えて、補正された要求動力Ｐｒｈ＝Ｐｒ＋Ｐｆｚを計算する。
【００８２】
この補正によって、冷間時において、エンジン回転数の低回転側での始動増量によるエンジン出力増加と、高回転側でのエンジン摩擦動力増加によるエンジン出力の減少とを考慮した補正がされる。
【００８３】
次にステップＳ１２において、加速または定常運転を行う場合のアクセルストロークＳａが算出される。
【００８４】
具体的には、次の（５）式を用いて、要求エンジントルクＴｒが算出される。
【００８５】
Ｔｒ＝９５５２×Ｐｒ／Ｎｅ…（５）式
さらに、図４に示されるようなエンジン出力特性が参照され、要求エンジントルクＴｒに対応するアクセルストロークＳａが算出される。
【００８６】
ステップＳ１３では、ブレーキストローク指令値を０としてブレーキ制御アクチュエータ５０に出力する。また、ステップＳ１４では、ステップＳ１０またはステップＳ１４において算出されたアクセルストロークＳａがアクセル制御アクチュエータ４０に出力される。
【００８７】
なお、アクセルストローク指令値Ｓａとブレーキストローク指令値Ｓｂの出力は、指令車速Ｖｒと実車速Ｖｉとの差（以下、「車速偏差」という）に基づいてフィードバック補正を加えた上で行われる。
【００８８】
以上のように、本実施形態によれば、暖機前後でのエンジン摩擦動力の変化を考慮して、ブレーキペダルを操作するか否かを正確に決定することができ、また、そのストローク指令値の算出の際にも、エンジン摩擦動力の変化を考慮し、補正されるため、正確な制御を行うことができるようになる。
【００８９】
なお、上記説明では、エンジン摩擦動力に影響を与える外部付加要因として冷間時（暖機前）と暖機後とでのエンジン摩擦動力の違いを考慮する場合を例にとって説明したが、本実施形態は、これに限られない。他の外部付加要因、例えば、自動車用空気調和装置の使用の有無やライトの点燈の有無などを考慮して、各状態別にエンジン摩擦動力を学習し、学習された各状態別のエンジン摩擦動力を考慮して、ブレーキペダルを操作するか否かを正確に決定し、また、そのストローク指令値を補正することができる。
【００９０】
＜第２の実施形態＞
第２の実施形態の車両用自動運転装置は、フュエルカットの有無によるエンジン摩擦動力の変化を考慮してアクセルペダルおよびブレーキペダルを操作、制御するものである。
【００９１】
図７は、本実施形態の車両用自動運転装置の概略構成を説明するためのブロック図である。
【００９２】
本実施形態の車両用自動運転装置は、第１の実施形態における外部要因判断手段１１６として、フュエルカット判断手段１２６を採用したものに相当する。
【００９３】
このため、本実施形態の他の構成要素は、第１の実施形態における構成要素と共通する。したがって、その詳しい説明を省略し、対応する構成要素には同一の部材番号を用いて説明する。なお、図７に示されているアクセル・ブレーキストローク演算手段１２８は、図１に示めされたアクセルストローク演算手段１２２とブレーキストローク演算手段１２４とをブロック化して表したものであり、図１の場合と機能は同様である。
【００９４】
フュエルカット判断手段１２６は、エンジンのフュエルカットの有無を判断するものである。ここで、エンジンのフュエルカットとは、燃料供給が遮断される処理を意味する。フュエルカット判断手段１２６は、指令車速Ｖｒと実車速Ｖｉから求められる車速偏差と、指令車速データＶｒの変化速度である指令加速度αｒと実加速度αｉとの偏差である加速度偏差に基づいて、フュエルカットの有無を判断することができる。
【００９５】
なお、本実施形態の自動運転装置は、フュエルカットありの場合と、フュエルカットなしの場合の双方の場合について、対応するエンジン摩擦動力特性を学習し、学習データ記憶手段１１４に記憶している。特に、第１実施形態で説明したような冷間時および暖機後の各暖機状態に対して、さらにフュエルカットの有無の状態に応じたエンジン摩擦動力特性を記憶しておくことが望ましい。
【００９６】
各エンジン摩擦動力特性は、個別に格納されていてもよく、計算式によって与えられていてもよい。
【００９７】
以上のように構成される本実施形態の自動運転装置は、以下のように処理を行う。
【００９８】
フュエルカット判断手段１２６に、指令車速Ｖｒと実車速Ｖｉが入力される。また、指令車速Ｖｒの変化速度である指令加速度αｒおよび実車速Ｖｉの変化速度である実加速度αｉが計算される。なお、指令加速度αｒは、事前に学習データ記憶手段１１４に記憶しておくことも可能である。
【００９９】
指令車速Ｖｒから実車速Ｖｉを差し引いて車速偏差Ｖｅｒ（＝Ｖｒ−Ｖｉ）が求められ、指令加速度αｒから実加速度αｉを差し引いて加速度偏差αｅｒ（αｒ−αｉ）が求められる。
【０１００】
車速偏差Ｖｅｒが所定の基準偏差（−Ｖｓ１）以下のとき、または車速偏差Ｖｅｒが負の値であり、かつ加速度偏差αｅｒが所定の加速度偏差（−αｓ１）以下のときは、フュエルカットありと判断することができる。
【０１０１】
すなわち、実車速Ｖｉが指令車速Ｖｒに比べて所定値以上に大きいとき、または、実車速Ｖｉが指令車速Ｖｒに比べて大きく、かつ、実加速度αｉが指令加速度αｒに比べて所定値以上に大きいときには、フュエルカットありと判断される。フュエルカット判断手段１２６は、フュエルカットありと判断した場合には、フェルカット判断結果を示すフラグを立てる。
【０１０２】
一方、車速偏差Ｖｅｒが所定の基準偏差（＋Ｖｓ１）以上のとき、または車速偏差Ｖｅｒが正の値であり、かつ加速度偏差αｅｒが所定の加速度偏差（＋αｓ１）以上のときは、エンジンのフュエルカットなしと判断することができる。
【０１０３】
すなわち、実車速Ｖｉが指令車速Ｖｒに比べて所定値以上に小さいとき、または、実車速Ｖｉが指令車速Ｖｒよりも小さく、かつ、実加速度αｉが指令加速度αｒに比べて所定値以上に小さいときには、フュエルカットなしと判断される。フュエルカット判断手段１２６は、フュエルカットなしと判断した場合には、フェルカット判断結果を表すフラグを下げる。
【０１０４】
以上の基準のいずれにも当てはまらないときは、直前の判断結果を維持し、フラグの状態を変化させない。
【０１０５】
以上のフラグの状態に応じて、フュエルカットありの場合のエンジン摩擦動力特性を使用するか、フュエルカットなしの場合のエンジン摩擦動力特性を制御に使用するかが判断される。
【０１０６】
次に、以上のフラグの状態、すなわちフュエルカットの有無に応じたエンジン摩擦動力特性を選択し、補正する処理を説明する。
【０１０７】
上記図３には、冷間時でフュエルカットなしの場合（図中、「ａ」と表示）、冷間時でフュエルカットありの場合（図中、「ｂ」と表示）、暖機後でフュエルカットなしの場合（図中、「ｃ」と表示）、暖機後でフュエルカットありの場合（図中、「ｄ」と表示）の４つの状態に対応するエンジン摩擦動力特性が記憶されている。したがって、前記フラグの状態および暖機状態に応じて、該当するエンジン摩擦動力特性データが選択される。
【０１０８】
例えば、エンジン暖機後であって、フュエルカットがない状態で自動運転がされていた場合に、フュエルカットが発生したと判断されると、図中の矢印１で示されているように、選択されるエンジン摩擦動力特性は、ｃからｄに代わる。
【０１０９】
同様にエンジン冷間時において、フュエルカットが新たに発生したと判断されると、図中の矢印２に示されるように、選択されるエンジン摩擦動力特性は、ａからｂに代わる。
【０１１０】
また、以下のような簡便な手順によってフュエルカットが生じた場合に対応したエンジン摩擦動力特性となるように補正をすることも可能である。
【０１１１】
上記図３に示されるフュエルカットなしの場合のエンジン摩擦動力特性は、簡便には一次関数で表現することができる。例えば、冷間時でフュエルカットなしの場合（ａの場合）であれば、エンジン回転数Ｎｅを示す横軸との交点の値、すなわちアイドル回転数がＸｃであり、グラフの傾きがＫｃであるので、次の（６）式で表すことができる。
【０１１２】
Ｐｆ＝Ｋｃ（Ｎｅ−Ｘｃ）…（６）式
一方、冷間時でフュエルカットが発生した場合（ｂ）の場合であれば、横軸と０（始点）で交わり、傾きはＫｃであるので、次の（７）式で表すことができる。
【０１１３】
Ｐｆ＝Ｋｃ（Ｎｅ）…（７）式
すなわち、フュエルカットの発生によって、横軸と交わる交点がＸｃから、０（原点）に変化するように補正するされる。言い換えれば、フュエルカットの発生の有無に応じて、エンジン摩擦動力特性データを横軸に沿ってアイドル回転数の分だけ平行移動することによって、フュエルカットを考慮した補正をすることができる。
【０１１４】
暖機後の場合（ｃ、ｄの場合）も同様に考えることができる。さらに、一般的には、フュエルカットなしの場合の現在のアイドル回転数をＸｉとし、エンジン回転数Ｎｅに対するエンジン摩擦動力の傾きをＫｉとすると、フュエルカットなしの場合のエンジン摩擦動力特性は、次の（８）式を用いて表すことができる。また、フュエルカットありの場合のエンジン摩擦動力特性は、次の（９）式を用いて表すことができる。したがって、フュエルカットが生じた場合の特性は、フュエルカットなしの場合の特性に基づいて、適宜補正することができる。
【０１１５】
Ｐｆ＝Ｋｉ（Ｎｅ−Ｘｉ）…（８）式
Ｐｆ＝Ｋｉ（Ｎｅ）…（９）式
以下、暖機後エンジン摩擦動力Ｐｆｈ＝Ｋｈ（Ｎｅ−Ｘｈ）（フュエルカットなしの場合）またはＰｆｈ＝Ｋｈ（Ｎｅ）（フュエルカットありの場合）を計算し、さらに、現在のエンジン摩擦動力Ｐｆから差し引くことによって、増分エンジン摩擦動力Ｐｆｈ＝Ｐｆ−Ｐｆｈが求められる。以降の処理は、第１実施形態において説明した処理と同様であるので、詳しい説明は省略する。
【０１１６】
以上のように図７に示された本実施形態の自動運転装置は、車速偏差Ｖｅｒおよび加速度偏差αｅｒに基づいて、フュエルカットの有無を判断したが、次に説明する別の処理によってもフュエルカットの有無を判断することができる。
【０１１７】
図８は、フュエルカットの有無を判断するタイプの自動運転装置の一変形例の概略構成を示すためのブロック図である。図７に示した自動運転装置は、フュエルカットの有無を判断するために特別なセンサを付加することなく、車速偏差Ｖｅｒおよび加速度偏差αｅｒに基づいて、フュエルカットの有無を判断するのに対し、図８に示した自動運転装置は、フュエルカットの有無を判断するためのセンサ１３２を設けている。
【０１１８】
フュエルカットの有無を判断するセンサ１３０としては、空燃比を検出するＡ／Ｆセンサや排気分析計などの排ガス濃度を検出するセンサを採用することができる。また、空燃比を直接検出する代わりに、空燃比に応じて変化する酸素（Ｏ2）、未燃炭化水素（ＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）、または二酸化炭素（ＣＯ2）の濃度を検出するセンサを使用することも可能である。
【０１１９】
フュエルカットが生じると、燃料供給が遮断されるため、空燃比Ａ／Ｆが高くなる。したがって、空燃比Ａ／Ｆを検出することによって、フュエルカットが生じているか否かを判断することができる。具体的には、空燃比Ａ／Ｆが４０程度以上であれば、フュエルカットありと判断することができ、一方、空燃比Ａ／Ｆが４０未満であれば、フュエルカットなしと判断できる。
【０１２０】
なお、燃料が遮断されると、酸素濃度は高くなるので、酸素濃度が一定の値を越えた場合には、フュエルカットありと判断することができる。
【０１２１】
また、一酸化炭素は、酸素不足による不完全燃焼生成物であるから、空燃比への依存が高く、空燃比が高くなるにつれて一酸化炭素濃度は低くなる。したがって、一酸化炭素濃度が一定の値以下となった場合には、フュエルカットありと判断することができる。二酸化炭素濃度は、その逆の特性を示すので、二酸化炭素濃度が一定の値を越えた場合には、フュエルカットありと判断することができる。
【０１２２】
未燃焼炭化水素の濃度は、排気温度と消炎層濃度との関係から例えば空燃比１６〜１７で最低になり、それより空燃比が高くなると排気温度の低下により増加し始め、さらには失火域に入り急激に増加する。したがって、フュエルカットの判断基準として上述のように空燃比４０をおおよその基準とする場合であれば、未燃焼炭化水素の濃度が一定の値を越えた場合には、フュエルカットありと判断できる。
【０１２３】
以上のように排ガス濃度を検出することによって、フュエルカットが生じているか否かを判断することができるが、本変形例に対応する自動運転装置は、これに限られない。例えば、センサ１３０として、エンジンに装着された燃料噴射弁やスロットルバルブなどの駆動信号の有無を検出するセンサや、燃料配管系に取付けた燃料流量センサを用いることができる。例えば、電子燃料噴射装置で燃料噴射時にコントロールユニットからインジュクタに送られる電気信号を検出することによって、フュエルカットの有無を判断することができる。
【０１２４】
なお、フュエルカットの有無を判断した後の処理は、図７において説明した処理と共通するので、説明を省略する。
【０１２５】
＜第３の実施形態＞
第３の実施形態の車両用自動運転装置は、暖機の進行具合に応じたエンジン摩擦動力の変化を考慮してアクセルペダルおよびブレーキペダルを操作、制御するものである。
【０１２６】
なお、第１実施形態の説明において、暖機前後、すなわち、エンジンの冷間時とエンジンの暖機後とでエンジン摩擦動力特性が変化することを考慮する場合の処理を簡単に説明したが、本実施形態は、エンジンの冷間時から、徐々にエンジンの暖機が進んでいく途中のエンジン摩擦動力特性の変化を考慮することができるといった特徴を有する。
【０１２７】
図９は、本実施形態の車両用自動運転装置の概略構成を説明するためのブロック図である。
【０１２８】
本実施形態の車両用自動運転装置は、第１の実施形態における外部要因判断手段１１６として、暖機状態判断手段１２７を採用したものに相当する。
【０１２９】
このため、本実施形態の他の構成要素は、第１実施形態および第２実施形態における構成要素と共通する。したがって、その詳しい説明を省略し、対応する部材には同一の部材番号を用いて説明する。
【０１３０】
暖機状態判断手段１３０は、エンジンの暖機状態を判断するものである。暖機状態の判断結果は、エンジン摩擦動力補正手段１１８に入力される。エンジンの暖機状態は、エンジンが始動する前の冷間時の状態から徐々に暖機が進行して最終的に暖機が終了した暖機後状態に到る。各暖機状態が徐々に変化するのに伴って、エンジン動作摩擦特性も変化する。
【０１３１】
以上のように構成される本実施形態の自動運転装置は、以下のように処理を行う。
【０１３２】
まず、要求動力演算手段１１６によって要求動力Ｐｒが算出される。
【０１３３】
次に、エンジン摩擦動力Ｐｆｃが算出される。エンジン摩擦動力Ｐｆｃは、エンジン摩擦動力特性の傾きＫｉにエンジン回転数Ｎｅを乗じることによって算出できる（Ｐｆｃ＝Ｋｉ×Ｎｅ）。ただし、エンジン摩擦動力特性の傾きＫｉは、暖機の進行に応じて順次変化するので、傾きＫｉの選択は次のようになされる。
【０１３４】
まず、エンジンの始動時点においては、エンジン摩擦動力Ｐｆｃは、冷間時のエンジン摩擦力特性の傾きＫｃにエンジン回転数Ｎｅを乗じることによって算出される。そして、以下で述べる暖機状態の判断手法によって、暖機の進行状態が判断され、その判断結果に応じたエンジン摩擦動力特性の補正がされる。この補正されたエンジン摩擦動力特性に基づいて、新たにエンジン摩擦特性の傾きＫｉ１が算出され、エンジン摩擦特性の傾きは、ＫｃからＫｉ１へと更新される。そして、この直前に更新された（１回前に算出された）傾きＫｉ１にエンジン回転数Ｎｅを乗じて新たにエンジン摩擦動力Ｐｆｃが算出される。さらに、同様の処理によって、暖機の進行状態に応じたエンジン摩擦動力特性の補正がされ、エンジン摩擦特性の傾きは、Ｋｉ１からＫｉ２へと更新される。以後、同様の処理を繰り返して、１回前に算出された傾きＫｉにエンジン回転数Ｎｅを乗じ、順次、新たなエンジン摩擦動力Ｐｆｃが算出される。なお、エンジン摩擦動力Ｐｆｃは、傾きＫｉにエンジン回転数Ｎｅを乗じることによって求められることから明らかなように、フュエルカットがある場合（図３に示されるように特性を示すグラフが原点を通過する）のエンジン摩擦動力に相当する。
【０１３５】
次に、算出された要求動力Ｐｒとエンジン摩擦動力Ｐｆｃとが加えられて、総エンジン動力Ｐｔ＝Ｐｒ＋Ｐｆｃが算出される。
【０１３６】
このように算出された総エンジン動力Ｐｔをエンジン始動時より積分した値である総エンジン仕事Ｊｔ（＝ΣＰｔ）が求められる。
【０１３７】
一方、暖機完了までに行われる仕事の総量である暖機完了仕事量Ｐｄが事前に学習され、記憶されている。
【０１３８】
以上の総エンジン仕事量Ｊｔと暖機完了仕事量Ｐｄに基づいて、暖機状態が判断される。エンジンの暖機状態の判断結果は、暖機補正係数Ｋｄ（０〜１）として表される。ここで、エンジンの冷間時における暖機補正係数Ｋｄは１とし、エンジンの暖機終了後における暖機補正係数Ｋｄは０とする。そして、暖機が進行するにつれて、暖機補正係数Ｋｄは１から徐々に減少し、０に到る。
【０１３９】
具体的には、暖機補正係数Ｋｄは、次の（１０）式を用いて算出される。
【０１４０】
Ｋｄ＝（Ｐｄ−Ｊｔ）／Ｐｄ…（１０）式
ただし、ここで、Ｊｔは、０からＰｄの間で変化する。
【０１４１】
このように、暖機状態を表すＫｄが算出された結果を利用して、暖機状態に応じたエンジン摩擦動力特性が求められる。
【０１４２】
次に、上記図３を参照して、暖機状態に応じてエンジン摩擦動力特性の補正処理について説明する。
【０１４３】
フュエルカットがない状態であって、エンジンの暖機が徐々に進行すると、図中の矢印３で示されているように、選択されるエンジン摩擦特性が変化する。同様にフュエルカットがある場合であって、エンジンの暖機が徐々に進行すると、図中の矢印４で示されているように選択されるエンジン摩擦特性が変化する。したがって、複数の暖機状態に対応してエンジン摩擦特性を学習しておくことによって、適切なエンジン摩擦動力特性を選択することができる。
【０１４４】
また、簡易的には、図３に示される冷間時および暖機後のエンジン摩擦動力特性のグラフの傾きＫｃ，Ｋｈと、冷間時および暖機後のアイドル回転数Ｘｃ，Ｘｈとに基づいて、現在のエンジン暖機状態に対応したエンジン摩擦動力特性の補正を行うことができる。具体的には、現在のエンジン暖機状態、すなわち暖機補正係数Ｋｄに対応したエンジン摩擦動力特性のグラフの傾きＫｉ、およびアイドル回転数Ｘｉは、以下の（１１）式および（１２）式によって算出することができる。
【０１４５】
Ｋｉ＝Ｋｈ＋Ｋｄ（Ｋｃ−Ｘｈ）…（１１）式
Ｘｉ＝Ｘｈ＋Ｋｄ（Ｘｃ−Ｘｈ）…（１２）式
なお、Ｋｃ、Ｋｈ、Ｘｃ、Ｘｈは、学習データ記憶手段１１４に記憶されている冷間時のエンジン摩擦動力特性および暖機後のエンジン摩擦動力特性のデータに基づいて求めることができる。また、フュエルカット時の場合は、Ｘｉ＝０とすればよい。
【０１４６】
また、暖機後のエンジン摩擦動力特性に対する冷間時のエンジン摩擦特性の変化率である冷間時摩擦動力増加係数Ｋｚを用いることによって、Ｋｃ＝Ｋｚ×Ｋｈと記述できる場合には、（１３）式によってＫｉを求めることができる。
【０１４７】
Ｋｉ＝Ｋｈ＋Ｋｄ（Ｋｚ×Ｋｈ−Ｋｈ）…（１３）式
したがって、各暖機状態に対応するエンジン摩擦動力特性を求めるために、冷間時および暖機後のエンジン摩擦動力特性をそれぞれ学習し記憶しておいてもよく、どちらか一方の特性のみを記憶し、双方の特性の関係を記憶しておいてもよい。
【０１４８】
エンジン摩擦動力Ｐｆは、以上のように求められた傾きＫｉおよびアイドル回転数Ｘｉ、およびエンジン回転数Ｎｅを（８）式、すなわち、Ｐｆ＝Ｋｉ（Ｎｅ−Ｘｉ）に代入することに算出することができる。なお、フュエルカットがある場合は、（９）式に代入して算出することができる。
【０１４９】
以下、暖機後エンジン摩擦動力Ｐｆｈ＝Ｋｈ（Ｎｅ−Ｘｈ）を計算し、さらに、現在のエンジン摩擦動力Ｐｆから差し引くことによって、増分エンジン摩擦動力Ｐｆｚ＝Ｐｆ−Ｐｆｈが求められる。以降の処理は、第１実施形態において説明した処理と同様であるので、詳しい説明は省略する。
【０１５０】
以上のように図９に示された本実施形態の自動運転装置は、総エンジン仕事Ｊｔに基づいて、暖機状態を判断したが、次に説明される別の処理によってもフュエルカットの有無を判断することができる。
【０１５１】
図１０は、暖機状態を判断するタイプの自動運転装置の一変形例の概略構成を示すためのブロック図である。図９に示した自動運転装置は、暖機状態を判断するために特別なセンサを付加することなく、要求動力Ｐｒやエンジン摩擦動力に基づいて暖機状態を判断するのに対し、図１０に示した自動運転装置は、暖機状態を判断するためのセンサ１３４を設けている。
【０１５２】
図１０に示すように、本実施形態の自動運転装置は、センサ１３４を有している。センサ１３４は、暖機状態を判断するための燃料流量センサである。
【０１５３】
具体的には、センサ１３４は、以下のように処理を行う。
【０１５４】
まず、供給される燃料の流量（以下「燃料流量Ｑｆ」という）が検出される。燃料流量は、エンジンに装着された燃料噴射弁の駆動信号のパルス幅と、エンジン回転数Ｎｅと、燃料噴射弁の流量特性とに基づいて間接的に検出することができる。また、燃料配管系にセンサ１３４を取付けることによって、直接的に検出することもできる。
【０１５５】
このように検出された燃料流量Ｑｆをエンジン始動時より積分した値である燃料消費量Ｗｆ（＝ΣＱｆ）を求める。
【０１５６】
一方、暖機完了までに消費される燃料の量である暖機完了燃料消費量Ｗｒが事前に学習、記憶されている。
【０１５７】
以上の燃料消費量Ｗｆと暖機完了燃料消費量Ｗｒに基づいて、暖機補正係数Ｋｄを求めることができる。暖機補正係数Ｋｄは、次の（１４）式を用いて算出される。
【０１５８】
Ｋｄ＝（Ｗｒ−Ｗｆ）／Ｗｒ…（１４）式
ただし、ここで、Ｗｆは、０からＷｒの間で変化する。
【０１５９】
なお、暖機状態を判断した後の処理は、図９において説明した処理と共通するので、説明を省略する。
【０１６０】
以上のように、本発明によれば、暖機状態またはフュエルカットなどの有無といった外部負荷要因に応じて、制御に使用するエンジン摩擦動力特性、すなわち、エンジン摩擦動力とエンジン回転数との関係を示す特性を選択し、または補正することができる。したがって、ブレーキペダルを操作すべきか否かといった判断の処理や、アクセルストロークおよびブレーキストロークの制御の処理を正確に行うことができる。なお、本発明の自動運転装置は、以上の実施形態に限られず、本発明の技術思想の範囲内で種々の変形および組み合わせが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 第１の実施形態に対応する車両用自動運転装置の概略構成を説明するためのブロック図である。
【図２】 走行抵抗動力特性を示す図である。
【図３】 エンジン摩擦動力特性を示す図である。
【図４】 エンジン出力トルク特性を示す図である。
【図５】 ブレーキ制動力特性を示す図である。
【図６】 第１の実施形態の自動運転装置の処理内容を説明するためのフローチャートである。
【図７】 第２の実施形態に対応する車両用自動運転装置の概略構成を説明するためのブロック図である。
【図８】 第２の実施形態に対応する他の変形例を説明するためのブロック図である。
【図９】 第３の実施形態に対応する車両用自動運転装置の概略構成を説明するためのブロック図である。
【図１０】 第３の実施形態に対応する他の変形例を説明するためのブロック図である。
【符号の説明】
２０…車両、
３０…シャーシダイナモメータ、
４０…アクセル制御アクチュエータ、
５０…ブレーキ制御アクチュエータ、
１００…車両用自動運転装置、
１０２…車速検出手段、
１０６…エンジン回転数検出手段、
１１０…慣性重量入力手段、
１１２…指令車速データ記憶手段、
１１４…学習データ記憶手段、
１１６…要求動力演算手段、
１１７…外部要因判断手段、
１１８…エンジン摩擦動力補正手段、
１２０…アクセル・ブレーキ判断手段、
１２２…アクセルストローク演算手段、
１２４…ブレーキストローク演算手段、
１２６…フュエルカット判断手段、
１２８…アクセル・ブレーキストローク演算手段、、
１３０…暖機状態判断手段、
１３２…センサ、
１３４…センサ。
Claims (10)
- エンジン摩擦動力とエンジン回転数との関係を示す特性であるエンジン摩擦動力特性に応じてアクセルペダルおよびブレーキペダルの制御を行う車両用自動運転装置であって、前記制御に用いられる前記エンジン摩擦動力特性を車両のエンジンに関する外部付加要因に基づいて補正する補正手段を有することを特徴とする車両用自動運転装置。
- 前記外部付加要因は、エンジンへの燃料供給を遮断するフュエルカットの有無であり、
前記補正手段は、
フュエルカットがされている場合とされていない場合の双方のエンジン摩擦動力特性のデータを記憶する記憶手段と、
フュエルカットがされているか否かを判断するフュエルカット判断手段と、
前記フュエルカット判断手段による判断結果に基づいて、前記記憶手段に記憶されている前記エンジン摩擦動力特性データを利用して、制御に用いられるエンジン摩擦動力特性を補正するフュエルカット補正手段と、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の車両用自動運転装置。 - 前記フュエルカット判断手段は、エンジンの排気ガスの成分濃度に基づいて判断することを特徴とする請求項２に記載の車両用自動運転装置。
- 前記フュエルカット判断手段は、エンジンに装着された燃料供給量制御部材の駆動信号を検出することによって判断することを特徴とする請求項２に記載の車両用自動運転装置。
- 前記フュエルカット判断手段は、エンジンへの燃料流量を検出することによって判断することを特徴とする請求項２に記載の車両用自動運転装置。
- 前記フュエルカット判断手段は、
車両の指令車速と実車速との差である車速偏差と、
前記指令車速の変化速度である指令加速度と前記実車速の変化速度である実加速度との差である加速度偏差と、
に基づいて判断することを特徴とする請求項２に記載の車両用自動運転装置。 - 前記外部付加要因は、エンジンの暖機状態であり、
前記補正手段は、
エンジンの暖機前と暖機後の双方のエンジン摩擦動力特性データを記憶する記憶手段と、
暖機状態を判断する暖機判断手段と、
前記暖機判断手段による判断結果に基づいて、前記記憶手段に記憶されている前記エンジン摩擦動力特性データを利用して、制御に用いるエンジン摩擦動力を補正する暖機補正手段と、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の車両用自動運転装置。 - 前記暖機判断手段は、計測された燃料流量をエンジン始動時から積算して得られる燃料消費量に基づいて判断すること特徴とする請求項７に記載の車両用自動運転装置。
- 前記燃料流量は、エンジンに装着された供給量制御部材の駆動時間とエンジン回転数とから算出されることを特徴とする請求項８に記載の車両用自動運転装置。
- 前記暖機判断手段は、要求動力とエンジン摩擦動力との和をエンジン始動時から積算して得られる総エンジン仕事に基づいて判断することを特徴とする請求項７に記載の車両用自動運転装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000197162A JP3752971B2 (ja) | 2000-06-29 | 2000-06-29 | 車両用自動運転装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000197162A JP3752971B2 (ja) | 2000-06-29 | 2000-06-29 | 車両用自動運転装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002014010A JP2002014010A (ja) | 2002-01-18 |
| JP3752971B2 true JP3752971B2 (ja) | 2006-03-08 |
Family
ID=18695531
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000197162A Expired - Fee Related JP3752971B2 (ja) | 2000-06-29 | 2000-06-29 | 車両用自動運転装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3752971B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4661476B2 (ja) | 2005-09-14 | 2011-03-30 | トヨタ自動車株式会社 | 車両用制動制御装置および車両用制動制御方法 |
| CN105510055B (zh) * | 2016-02-29 | 2017-12-29 | 重庆长安汽车股份有限公司 | 一种汽车碰撞断油功能的验证装置及验证方法 |
| JP7294376B2 (ja) * | 2021-07-19 | 2023-06-20 | 株式会社明電舎 | 車速制御装置及びドライバモデル処理装置 |
| WO2023228795A1 (ja) * | 2022-05-24 | 2023-11-30 | 株式会社堀場製作所 | 機械学習装置、車両試験システム、機械学習方法、及び車両試験方法 |
-
2000
- 2000-06-29 JP JP2000197162A patent/JP3752971B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2002014010A (ja) | 2002-01-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2611475B2 (ja) | 車両の自動運転装置 | |
| US6792750B2 (en) | Emission control apparatus of internal combustion engine and control method for the emission control apparatus | |
| US8489272B2 (en) | Diagnostic system and diagnostic method for vehicle | |
| US9168916B2 (en) | Method and system for controlling acceleration torque of hybrid vehicle | |
| US6700213B1 (en) | Control system for a hybrid vehicle in which output from the engine is assisted by the motor based on air-fuel ratio determination | |
| JPS62241735A (ja) | 自動車の定速走行制御装置 | |
| WO2000039444A1 (fr) | Detecteur de la puissance de sortie d'un moteur a combustion interne | |
| US11904834B2 (en) | Control device and control method for series hybrid vehicle | |
| JP3752971B2 (ja) | 車両用自動運転装置 | |
| JP2000257491A (ja) | 車両制御装置及び走行抵抗の測定方法 | |
| JP2018192951A (ja) | 車両における積載質量の推定方法 | |
| JP2008215174A (ja) | 車両の制御装置 | |
| JP6536726B1 (ja) | アクセル遊び測定装置、アクセル遊び測定方法、プログラム、及び媒体 | |
| US20080058153A1 (en) | Method for controlling a drivetrain of a motor vehicle | |
| KR20180124197A (ko) | 회생제동 토크 가변 제어방법 및 시스템 | |
| JP3714393B2 (ja) | 車両のエンジン診断装置 | |
| JP3929871B2 (ja) | 自動変速制御装置 | |
| JP6146669B2 (ja) | 省燃費運転評価装置 | |
| US20220065749A1 (en) | Method for performing a test run on a test stand | |
| JPH05118963A (ja) | 車両の自動運転装置 | |
| JP2751655B2 (ja) | 車両の自動運転装置 | |
| CN114856841B (zh) | 基于两点式氧传感器的gpf再生控制方法 | |
| JP3929870B2 (ja) | 自動変速制御装置 | |
| JP2001082243A (ja) | 車両のフリクション検出装置 | |
| WO2022202581A1 (ja) | 車両制御装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20041122 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050816 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20051014 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20051122 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20051205 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081222 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091222 Year of fee payment: 4 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |