JP3885420B2 - 車両用走行制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自車速を目標車速に一致するように車速制御する車両用走行制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の車両用走行制御装置としては、例えば特開平９−１１７７６号公報（以下、第１従来例と称す）、特開平９−２４２８６２号公報（以下、第２従来例と称す）及び特開平９−２０７７３５号公報（以下、第３従来例と称す）に記載されているものが知られている。
【０００３】
第１従来例には、目標車速に基づいて算出される目標制駆動力（トルク）と実車速の微分値との差に基づいて走行抵抗推定値を演算し、この走行抵抗推定値を目標制駆動力にフィードバックして制駆動力制御を行うことで、勾配のある路面においても目標車速通りに車速を制御するようにした車両用定速走行制御装置が開示されている。
【０００４】
また、第２従来例及び第３従来例には、車速から算出した車両加速度、エンジンの駆動力、ブレーキ液圧から算出した制動力、転がり抵抗、空気抵抗、ギヤ比から走行（勾配）抵抗を演算する方法が開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記第１〜第３従来例にあっては、車両の前進／後退によらず車速が正方向に検出されるため、上り坂での停止や発進時に車両が後退した場合には、車速から演算した車両加速度が実際の車両の加速度と正負が逆転してしまう。その結果、車速から算出される車両加速度を用いて走行抵抗を演算すると、正確な走行抵抗推定値を得ることができないという未解決の課題がある。
【０００６】
また、アンチロックブレーキ制御装置を搭載した車両では、車輪がロックしないように、車輪スリップ率に応じて制動圧が制御されるので、目標制駆動力（トルク）に対応した減速度を発生することができないため正確な走行抵抗値を推定することができないと共に、車体の動きと車輪の動きが異なるため、車速から演算した車両加速度は、実際の車両の加速度と異なる値となり、その結果算出された走行抵抗値も誤差の多いものとなるという未解決の課題がある。
【０００７】
さらに、トラクション制御装置を搭載した車両では、急加速時の車輪スリップを防止するように制動力が制御されるので、目標制駆動力（トルク）に対応した加速度を発生することができないため、前記アンチロックブレーキ制御装置を搭載した車両と同様の未解決の課題がある。
さらにまた、自動変速機の制御レンジを変更した場合には、Ｄレンジ、Ｒレンジ、Ｎレンジなどではエンジンの駆動力とその方向が変化してしまい同一の演算方法で走行抵抗の推定演算を行うと実際の走行抵抗とは異なる値となってしまうという未解決の課題がある。
【０００８】
これらの理由により、走行抵抗値をフィードバックする車速制御系では、自車速を目標車速に一致させる車速制御を行う場合に、目標車速通りに自車速を制御することができなくなるという未解決の課題がある。
そこで、本発明は、上記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、走行抵抗推定値の誤差を抑制して目標車速通りの車速制御を行うことができる車両用走行制御装置を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に係る車両用走行制御装置は、自車両の車速を検出する車速検出手段と、該車速検出手段で検出した車速を目標車速に一致させるように駆動力及び制動力の何れかを制御する制駆動力制御手段とを備えた車両用走行制御装置において、前記制駆動力制御手段は、制駆動力の制御量と車速検出手段で検出した車速とに基づいて走行抵抗推定値を演算する走行抵抗推定値演算手段を備え、該走行抵抗推定値演算手段は、自車両が停止したときに走行抵抗推定値の演算を中断し、所定走行状態となったときに走行抵抗推定値の演算を再開するように構成されていることを特徴としている。
【００１０】
この請求項１に係る発明においては、目標車速に自車速を一致させるように制駆動力制御手段で走行抵抗推定値を加味した制駆動力を発生させて加減速制御する。このときに、自車両が走行中は、走行抵抗推定値を演算するが、停車すると、走行抵抗推定値の演算を中断し、この中断状態を走行を再開してから所定走行状態となるまで継続することにより、上り坂での発進時に後退した場合等で走行抵抗推定値に誤差が発生することを抑制する。
【００１１】
また、請求項２に係る車両用走行制御装置は、請求項１に係る発明において、前記所定走行状態は、自車速が所定値以上であるとき及び走行時間が所定値以上となったときの何れかであることを特徴としている。
この請求項２に係る発明においては、自車両が走行を開始して、自車速が所定車速以上となるか又は走行を開始してからの走行時間が所定時間以上となることにより、上り坂での発進時に後退した場合等で走行抵抗推定値に誤差が発生することを抑制する。
【００１２】
さらに、請求項３に係る車両用走行制御装置は、自車速の車速を検出する車速検出手段と、該車速検出手段で検出した車速を目標車速に一致させるように駆動力及び制動力の何れかを制御する制駆動力制御手段とを備えた車両用走行制御装置において、車両の走行状況に応じて制駆動力を抑制制御する走行状況制御手段の作動状態を検出する走行状況制御状態検出手段を備え、前記制駆動力制御手段は、制駆動力の制御量と車速検出手段で検出した自車速とに基づいて走行抵抗推定値を演算する走行抵抗推定値演算手段を備え、該走行抵抗推定値演算手段は、前記走行状況制御状態検出手段で走行状況制御手段が作動状態となったことを検出したときに走行抵抗推定値の演算を中断し、当該走行状況制御手段が非作動状態となったときに走行抵抗推定値の演算を再開するように構成されていることを特徴としている。
【００１３】
この請求項３に係る発明においては、車両の走行状況に応じて車輪速度を制御する走行状況制御手段が作動状態となって、制駆動力制御手段で制御する制駆動力と実際に発生される制駆動力とが相違する状態となったときに、走行抵抗推定値の演算を中断して、走行抵抗推定値に誤差を生じることを防止し、走行状況制御手段が非作動状態となったときに走行抵抗推定値の演算を再開する。
【００１４】
さらにまた、請求項４に係る車両用走行制御装置は、請求項３に係る発明において、前記走行抵抗推定値演算手段は、走行状況制御手段の作動時間が所定値以下である場合には当該走行状況制御手段が作動開始する直前の走行抵抗推定値を保持し、前記所定値を越える場合には走行抵抗推定値をクリアするように構成されていることを特徴としている。
【００１５】
この請求項４に係る発明においては、走行状況制御手段の作動時間が所定値以下である場合には路面勾配が差程変化しないものとして、走行状況制御手段が作動開始する直前の走行抵抗推定値を保持するが、所定値を超える場合には走行抵抗が変化しているものとして、走行抵抗推定値をクリアする。
なおさらに、請求項５に係る車両用走行制御装置は、請求項３又は４に係る発明において、前記走行状況制御手段は、アンチロックブレーキ制御手段及びトラクション制御手段の何れかであることを特徴としている。
【００１６】
この請求項５に係る発明においては、低摩擦係数路面を減速走行する状態や高摩擦係数路面で急制動状態となってアンチロックブレーキ制御装置が作動状態となって、車輪スリップ率が目標スリップ率を維持するように車輪速度が制御されるか、又は高摩擦係数路面で急加速状態となるか、低摩擦係数路面を加速走行する状態となって、トラクション制御装置が作動状態となって、車輪スリップを抑制する車輪速度が制御されたときに、走行抵抗推定値の演算を中断し、これらアンチロックブレーキ制御装置又はトラクション制御装置が非作動状態に復帰したときに走行抵抗推定値の演算を再開する。
【００１７】
また、請求項６に係る車両用走行制御装置は、請求項１〜５の何れかの発明において、前記走行抵抗推定値演算手段は、自動変速機の変速レンジに応じて走行抵抗の演算方法を変更するように構成されていることを特徴としている。
この請求項６に係る発明において、自動変速機の変速レンジに応じた走行抵抗の演算を行うことができ、自動変速機のレンジ変更による誤差を抑制することができる。
【００１８】
【発明の効果】
請求項１に係る車両用走行制御装置によれば、自車両が走行中は、走行抵抗推定値を演算するが、停車すると、走行抵抗推定値の演算を中断し、この中断状態を走行を再開してから所定走行状態となるまで継続することにより、上り坂での発進時に後退した場合等で走行抵抗推定値に誤差が発生することを確実に抑制して、正確な追従制御を行うことができるという効果が得られる。
【００１９】
また、請求項２に係る車両用走行制御装置によれば、自車両が走行を開始して、自車速が所定車速以上となるか又は走行を開始してからの走行時間が所定時間以上となることにより、上り坂での発進時に後退した場合等で走行抵抗推定値に誤差が発生することを確実に防止することができ、正確な追従制御を行うことができるという効果が得られる。
【００２０】
さらに、請求項３に係る車両用走行制御装置によれば、車両の走行状況に応じて車輪速度を制御する走行状況制御手段が作動状態となっている間、走行抵抗推定値の演算を中断するので、制駆動力制御手段で制御する制駆動力と実際に発生される制駆動力とが相違することによって生じる走行抵抗推定値の誤差を確実に防止することができ、正確な追従制御を行うことができるという効果が得られる。
【００２１】
さらにまた、請求項４に係る車両用走行制御装置によれば、走行状況制御手段の作動時間が所定値以下である場合には走行状況制御手段が作動開始する直前の走行抵抗推定値を保持するが、所定値を超える場合には走行抵抗推定値をクリアするので、比較的長い間走行状況制御手段が作動していることにより、走行抵抗推定値の信頼性が低下したときにこの推定値を使用しないで追従制御を行うことができ、走行抵抗推定値の誤差が拡大することを抑制することができるという効果が得られる。
【００２２】
なおさらに、請求項５に係る車両用走行制御装置によれば、アンチロックブレーキ制御装置及びトラクション制御装置の何れかが作動状態となって、追従制御による目標制駆動力と実際の制駆動力とに差が生じたときに、走行抵抗推定値の演算を中断するので、走行抵抗推定値の誤差を抑制して、正確な追従制御を行うことができるという効果が得られる。
【００２３】
また、請求項６に係る車両用走行制御装置によれば、自動変速機の変速レンジに応じた走行抵抗の演算を行うことができ、自動変速機のレンジ変更による誤差を抑制することができるという効果が得られる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明を先行車に追従して走行する先行車追従制御装置を備えた後輪駆動車に適用した場合の第１の実施形態を示す概略構成図であり、図中、１ＦＬ，１ＦＲは従動輪としての前輪、１ＲＬ，１ＲＲは駆動輪としての後輪であって、後輪１ＲＬ，１ＲＲは、エンジン２の駆動力が自動変速機３、プロペラシャフト４、最終減速装置５及び車軸６を介して伝達されて回転駆動される。
【００２５】
前輪１ＦＬ，１ＦＲ及び後輪１ＲＬ，１ＲＲには、夫々制動力を発生する例えばディスクブレーキで構成されるブレーキアクチュエータ７が設けられていると共に、これらブレーキアクチュエータ７の制動油圧が制動制御装置８によって制御される。
ここで、制動制御装置８は、図示しないブレーキペダルの踏込みに応じて制動油圧を発生すると共に、後述する追従制御用コントローラ２０からの制動圧指令値Ｐ_BCに応じて制動油圧を発生するように構成され、さらに、制動時に車輪１ＦＬ〜１ＲＲがロック状態とならないようにブレーキアクチュエータ７に対する制動圧を制御するアンチロックブレーキ制御装置９を備えている。
【００２６】
このアンチロックブレーキ制御装置９は、各車輪１ＦＬ〜１ＲＲの車輪速を検出する車輪センサ１０ＦＬ〜１０ＲＲで検出した各車輪速Ｖ_WFL 〜Ｖ_WRR に基づいて所定の演算を行って常時推定車体速度を算出する車速検出手段としての推定車体速度演算部９ａと、この推定車体速度演算部９ａの推定車体速度と各車輪速Ｖ_WFL 〜Ｖ_WRR とに基づいて車輪スリップ率を算出し、この車輪スリップ率と車輪速を微分した車輪加減速度に基づいて車輪スリップ率を目標スリップ率に一致させるようにマスターシリンダ圧を増圧、減圧及び保持制御して各車輪のブレーキアクチュエータ７に対する制動圧を形成することにより、車輪ロックを防止する制動圧制御部９ｂとを有する。そして、推定車体速度演算部９ａから推定車体速度が自車速Ｖ_S として出力されると共に、制動圧制御部９ｂからアンチロックブレーキ制御中であるときに論理値“１”、非制御中であるときに論理値“０”となる制御状態信号ＡＢを出力する。
【００２７】
また、エンジン２には、その出力を制御するエンジン出力制御装置１１が設けられている。このエンジン出力制御装置１１では、図示しないアクセルペダルの踏込量及び後述する追従制御用コントローラ２０からのスロットル開度指令値θ_R に応じてエンジン２に設けられたスロットル開度を調整するスロットルアクチュエータ１２を制御するように構成され、さらに、急加速時や低摩擦係数路面走行時の車輪スリップを抑制するように少なくともスロットル開度を制御するトラクション制御装置１３が設けられている。
【００２８】
このトラクション制御装置１３は、前述したアンチロックブレーキ制御装置９の推定車体速度演算部９ａから出力される自車速Ｖ_S 及び各車輪速センサ１０ＦＬ〜１０ＲＲの車輪速Ｖ_WFL 〜Ｖ_WRR に基づいて車輪スリップ率を算出し、これが目標スリップ率に一致させるようにスロットル開度を制御して加速時の車輪スリップを防止するように構成され、トラクション制御中であるときに論理値“１”、非制御中であるときに論理値“０”となる制御状態信号ＴＲを出力する。
【００２９】
一方、車両の前方側の車体下部には、先行車両との間の車間距離を検出する車間距離検出手段としてのレーザ光を掃射して先行車両からの反射光を受光するレーダ方式の構成を有する車間距離センサ１４が設けられている。
そして、車間距離センサ１４から出力される検出信号と、アンチロックブレーキ制御装置９から出力される自車速Ｖｓ及び制御状態信号ＡＢと、トラクション制御装置１３から出力される制御状態信号ＴＲとが追従制御用コントローラ２０に入力され、この追従制御用コントローラ２０によって、先行車両を捕捉しているときに車間距離を目標車間距離に制御し、先行車両を捕捉していないときに自車速Ｖ_S を運転者が設定した設定車速Ｖ_SET に制御する制動圧指令値Ｐ_BC及びスロットル開度指令値θ_R を制動制御装置８及びエンジン出力制御装置１１に出力する。
【００３０】
この追従制御用コントローラ２０は、マイクロコンピュータとその周辺機器を備え、マイクロコンピュータのソフトウェア形態により、図２に示す制御ブロックを構成している。
この制御ブロックは、車間距離センサ１４でレーザー光を掃射してから先行車の反射光を受光するまでの時間を計測し、先行車との車間距離Ｌを演算する測距信号処理部２１と、測距信号処理部２１で演算された車間距離Ｌ及びアンチロックブレーキ制御装置９の推定車体速度演算部９から読込んだ自車速Ｖ_S に基づいて車間距離Ｌを目標車間距離Ｌ^* に維持する目標車速Ｖ^* を演算する車間距離制御手段としての車間距離制御部４０と、この車間距離制御部４０で演算した目標車速Ｖ^* に基づいて目標駆動軸トルクＴ^* を演算する車速制御部５０と、この車速制御部５０で演算した目標駆動軸トルクＴ^* に基づいてスロットルアクチュエータ１２及びブレーキアクチュエータ７に対するスロットル開度指令値θ_R 及び制動圧指令値Ｐ_BCを演算し、これらをスロットルアクチュエータ１２及びブレーキアクチュエータ７に出力する駆動輪軸トルク制御部６０とを備えている。
【００３１】
車間距離制御部４０は、推定車速速度演算部９ａから入力される自車速Ｖ_S に基づいて先行車と自車との間の目標車間距離Ｌ^* を算出する目標車間距離設定部４２と、この目標車間距離設定部４２で算出された目標車間距離Ｌ^* と、測距信号処理部２１から入力される車間距離Ｌと、自車速Ｖ_S とに基づいて車間距離Ｌを目標車間距離Ｌ^* に一致させるための目標車速Ｖ^* を演算する車間距離制御演算部４３とを備えている。
【００３２】
ここで、目標車間距離設定部４２は、自車速Ｖ_S と自車が現在の先行車の後方Ｌ₀ ［ｍ］の位置に到達するまでの時間Ｔ₀ （車間時間）とから下記（１）式に従って先行車と自車との間の目標車間距離Ｌ^* を算出する。
Ｌ^* ＝Ｖ_S ×Ｔ₀ ＋Ｌ_S …………（１）
この車間時間という概念を取り入れることにより、車速が速くなるほど、車間距離が大きくなるように設定される。なお、Ｌ_S は停止時車間距離である。
【００３３】
また、車間距離制御演算部４３は、車間距離Ｌ、目標車間距離Ｌ^* 及び自車速Ｖ_S に基づいて、車間距離Ｌをその目標値Ｌ^* に保ちながら追従走行するための目標車速Ｖ^* を演算する。
すなわち、今、車速制御系は、目標車速Ｖ^* に対する自車速Ｖ_S の応答が時定数τ_V （１／ω）の１次遅れ系で近似できるものとすると、車間距離制御系は、例えば図３に示す構成となり、このときの目標車間距離Ｌ^* から実車間距離Ｌまでの伝達特性は下記（２）式で表すことができる。
【００３４】
【数１】

【００３５】
但し、ｓはラプラス演算子、Ｖ_T は先行車車速、Ｋ_V は相対速度ゲイン、Ｋ_L は車間距離ゲインである。
この（２）式から相対速度ゲインＫ_V 及び車間距離ゲインＫ_L を適切な値に設定することで、極を変えることができ、追従応答性を所望の特性とすることができる。
【００３６】
具体的は、図３のブロック線図に示すように、目標車間距離Ｌ^* と実車間距離Ｌとの偏差（Ｌ^* −Ｌ）に距離制御ゲインＫ_L を乗じた値を、相対速度を表す車間距離Ｌの微分値Ｌ′に相対速度ゲインＫ_V を乗じた値から減算し、この減算値と微分値Ｌ′と自車速Ｖ_S との加算値とを加算して、下記（３）式に示すように目標車速Ｖ_L ^* を算出する。
【００３７】
Ｖ_L ^* ＝Ｋ_L （Ｌ^* −Ｌ）＋Ｋ_V ・Ｌ′＋Ｌ′＋Ｖ_S …………（３）
車速制御部５０は、追従制御状態であるときには、車間距離センサ１４で先行車両を捕捉しているときには車間距離制御部４０から入力される目標車速Ｖ_L ^* と運転者が設定した設定車速Ｖ_SET との何れか小さい値を目標車速Ｖ^* として設定し、先行車両を捕捉していないときには設定車速Ｖ_SET を目標車速Ｖ^* として設定する目標車速設定部５１と、この目標車速設定部５１で設定された目標車速Ｖ^* に自車速Ｖ_S を一致させるための駆動軸トルクＴ_W を演算する追従制御用駆動軸トルク演算部５２と、運転者の操作によるスロットル操作量θ_M 及びブレーキ操作量Ｐ_M から駆動軸トルクＴ_DRを推定する通常制御用駆動軸トルク演算部５３と、追従制御中であるときには駆動軸トルク演算部５２で演算された駆動軸トルクＴ_W を選択し、追従制御が解除された通常制御中であるときには通常制御用駆動軸トルク演算部５３で演算された駆動軸トルクＴ_DRを選択する駆動軸トルク選択部５４と、走行抵抗の駆動トルク換算値Ｔ_DHを算出する走行抵抗推定部５５と、駆動トルク選択部５４で選択された駆動トルクから走行抵抗推定部５５で算出された走行抵抗の駆動トルク換算値Ｔ_DHを減算して目標駆動軸トルクＴ_W ^* を演算する減算器５６とを備えている。
【００３８】
ここで、追従制御用駆動軸トルク演算部５２は、図４のブロック線図に示すように、目標車速Ｖ^* と自車速Ｖ_S の偏差（Ｖ^* −Ｖ_S ）に速度制御ゲインＫ_SPを乗算して駆動軸トルクＴ_W を演算するように構成されている。
また、通常制御用駆動軸トルク演算部５３は、スロットル開度操作量θ_M とエンジン回転数Ｎ_E とから図６に示すエンジンマップを参照してエンジントルクＴ_E を算出し、次いで下記（４）式の演算を行って運転者のスロットル操作による駆動軸トルクＴ_THを算出する。
【００３９】
Ｔ_TH＝Ｒ_T Ｒ_ATＲ_DEF ｛Ｔ_E −Ｊ_E （ｄＮ_E ／ｄｔ）｝ …………（４）
但し、Ｒ_T はトルクコンバータのトルク増幅率、Ｒ_ATは自動変速機ギヤ比、Ｒ_DEF はディファレンシャルギヤ比、Ｊ_E はエンジンイナーシャである。ここで、自動変速機ギヤ比Ｒ_ATは変速レンジがＤレンジであるときに正の値、Ｒレンジであるときに負の値、Ｎレンジであるときに“０”に設定される。
【００４０】
また、運転者のブレーキ操作による駆動軸トルクＴ_BRは、下記（５）式の演算を行うことにより求めることができる。
Ｔ_BR＝８Ａ_B Ｒ_B μ_B Ｐ_M …………（５）
但し、Ａ_B はブレーキシリンダ面積、Ｒ_B はロータ有効半径、μ_B とパッド摩擦係数、Ｐ_M はマスタシリンダ圧である。
【００４１】
したがって、運転者の操作による駆動軸トルク推定値Ｔ_DRは下記（６）で算出することができる。
Ｔ_DR＝Ｔ_TH−Ｔ_BR …………（６）
さらに、走行抵抗推定部５５は、図７に示す走行抵抗推定処理を実行することにより、走行抵抗の駆動軸トルク換算値Ｔ_DHを算出する。
【００４２】
この走行抵抗推定処理は、所定時間（例えば１０ｍｓｅｃ）毎のタイマ割込処理として実行され、先ず、ステップＳ１で、自車速Ｖ_S が比較的低速側の所定値Ｖ_K を越えているか否かを判定し、Ｖ_S ＞Ｖ_K であるときにはステップＳ２に移行して、車両停止状態であるか否かを表す制御フラグＦＳを車両走行状態を表す“０”にセットしてからステップＳ３に移行する。
【００４３】
このステップＳ３では、アンチロックブレーキ制御装置９から入力される制御状態信号ＡＢが論理値“１”であるか否かを判定し、これが論理値“０”であるときにはアンチロックブレーキ制御装置９が非作動状態であると判断してステップＳ４に移行して、アンチロックブレーキ制御装置９の作動経過時間をカウントするカウント値ｔ_ABを“０”にクリアしてからステップＳ５に移行する。
【００４４】
このステップＳ５では、トラクション制御装置１３から入力される制御状態信号ＴＲが論理値“１”であるか否かを判定し、これが論理値“０”であるときにはトラクション制御装置１３が非作動状態であると判断してステップＳ６に移行して、トラクション制御装置１３の作動経過時間をカウントするカウント値ｔ_TRを“０”にクリアしてからステップＳ７に移行する。
【００４５】
このステップＳ７では、減算器５６で算出された目標駆動軸トルクＴ_W ^* と自車速Ｖ_S とに基づいて下記（７）式の演算を行うことにより、走行抵抗の駆動軸トルク換算値Ｔ_DHを算出し、これを所定記憶領域に更新記憶し、次いでステップＳ８に移行して記憶領域に記憶されている駆動軸トルク換算値Ｔ_DHを減算器５６に出力してからタイマ割込処理を終了する。
【００４６】
Ｔ_DH＝Ｈ(s) （Ｒ_W Ｍ_V ｓＶ_S −Ｔ_W ^* ） …………（７）
但し、Ｈ(s) はフィルタ、Ｒ_W はタイヤ半径、Ｍ_V は車重、ｓはラプラス演算子である。
一方、前記ステップＳ１の判定結果が、Ｖ_S ≦Ｖ_K であるときには、低速走行状態であると判断してステップＳ９に移行し、自車速Ｖ_S が“０”であるか否かを判定し、Ｖ_S ＝０であるときには停止状態であると判断してステップＳ１０に移行し、制御フラグＦＳを停止状態を表す“１”にセットしてから前記ステップＳ８に移行し、Ｖ_S ＞０であるときには低速走行中であると判断してステップＳ１１に移行し、制御フラグＦＳが“１”にセットされているか否かを判定し、これが“０”にリセットされているときには前記ステップＳ３に移行し、“１”にセットされているときには前記ステップＳ８に移行する。
【００４７】
また、ステップＳ３の判定結果が、制御状態信号ＡＢが論理値“１”であるときにはアンチロックブレーキ制御装置９が作動中であると判断してステップＳ１２に移行し、アンチロックブレーキ制御装置９が作動開始してからの経過時間を表す現在のカウント値ｔ_ABに“１”を加算した値を新たなカウント値ｔ_ABとしてからステップＳ１３に移行し、カウント値ｔ_ABが所定経過時間に対応する設定値ｔ_S 以上となったか否かを判定し、ｔ_AB≧ｔ_S であるときにはステップＳ１４に移行して、記憶領域に記憶されている現在の走行抵抗の駆動軸トルク換算値Ｔ_DHを“０”にクリアしてから前記ステップＳ８に移行し、ｔ_AB＜ｔ_S であるときにはそのまま前記ステップＳ８に移行する。
【００４８】
さらに、ステップＳ５の判定結果が、制御状態信号ＴＲが論理値“１”であるときにはトラクション制御装置１３が作動中であると判断してステップＳ１５に移行し、トラクション制御装置１３が作動開始してからの経過時間を表す現在のカウント値ｔ_TRに“１”を加算した値を新たなカウント値ｔ_TRとしてからステップＳ１６に移行し、カウント値ｔ_TRが所定経過時間に対応する設定値ｔ_S 以上となったか否かを判定し、ｔ_TR≧ｔ_S であるときには前記ステップＳ１４に移行し、ｔ_AB＜ｔ_S であるときにはそのまま前記ステップＳ８に移行する。
【００４９】
この走行抵抗の駆動トルク換算値Ｔ_DHを駆動軸トルク選択部５４で選択されたる駆動軸トルクＴ_S にフィードバックすることにより、路面勾配や空気抵抗及び転がり抵抗等の影響を排除することができる。
この走行抵抗推定によって、追従制御系への外乱が排除されたとすると、目標車速Ｖ^* から自車速Ｖ_S までの伝達特性は下記（８）式で表される。
【００５０】
Ｖ_S ＝（Ｋ_SP／Ｍ_V ）Ｖ^* ／（ｓ＋Ｋ_SP／Ｍ_V ） …………（８）
この（８）式から、車速制御ゲインＫ_SPを適当な値に設定することで、車速制御系の応答特性を所望の特性に一致させることができる。
また、駆動軸トルク制御部６０は、車速制御部５０で演算された目標駆動軸トルクＴ_W ^* を実現するための目標スロットル開度θ^* 及び目標制動圧Ｐ_B ^* を演算する。具体的には、トルクコンバータのトルク増幅率をＲ_T 、自動変速機ギヤ比をＲ_AT、ディファレンシャルギヤ比をＲ_DEF 、エンジンイナーシャをＪ_E 、エンジン回転数をＮ_E 、ブレーキトルクをＴ_BRとすると、駆動軸トルクＴ_W とエンジントルクＴ_E との関係は、下記（９）式で表すことができる。
【００５１】
Ｔ_W ＝Ｒ_T Ｒ_ATＲ_DEF ｛Ｔ_E −Ｊ_E （ｄＮ_E ／ｄｔ）｝−Ｔ_BR ……（９）
したがって、目標駆動トルクＴ^* に対して、下記（８）式で目標エンジントルク指令値Ｔ_E ^* を算出し、このエンジントルクＴ_E ^* を発生させる目標スロットル開度θ^* を図６に示すエンジンマップを参照して算出する。
Ｔ_E ^* ＝Ｊ_E （ｄＮ_E ／ｄｔ）＋Ｔ^* ／Ｒ_T Ｒ_ATＲ_DEF …………（１０）
ここで、目標スロットル開度θ^* が零以上の正の値であれば、ブレーキアクチュエータ７を使用することなくエンジントルクのみで目標駆動軸トルクＴ^* 通りのトルクを実現できる。一方、目標スロットル開度θ^* が零以下の負の値となれば、スロットル開度を零とし、このときエンジンによって出力される駆動軸トルクを考慮し駆動軸トルクを目標値に一致させるためのブレーキ操作量を演算する。
【００５２】
以上により、目標エンジントルクＴ_E ^* と、目標ブレーキトルクＴ_BR ^* の分配制御則は以下のようになる。
（Ａ）目標スロットル開度θ^* ＞０のとき
Ｔ_B ^* ＝０ …………（１１）
Ｔ_W ＝Ｒ_T Ｒ_ATＲ_DEF ｛Ｔ_E −Ｊ_E （ｄＮ_E ／ｄｔ）｝ …………（１２）
したがって、目標駆動軸トルクＴ_W ^* に対して次式のエンジントルクを発生させればよく、前記（９）式からブレーキ操作量は零となる。
【００５３】
Ｔ_E ＝Ｊ_E （ｄＮ_E ／ｄｔ）＋Ｔ_W ^* ／Ｒ_T Ｒ_ATＲ_DEF …………（１３）
（Ｂ）目標スロットル開度θ^* ＝０のとき
スロットル開度が零のときのエンジントルクをＴ_EOとすると、前記（９）式は、下記（１４）式となる。
Ｔ_W ＝Ｒ_T Ｒ_ATＲ_DEF ｛Ｔ_E0−Ｊ_E （ｄＮ_E ／ｄｔ）｝−Ｔ_BR……（１４）
したがって、目標駆動軸トルクＴ_W ^* に対して次式のブレーキトルクを発生させればよい。
【００５４】
Ｔ_BR＝−Ｔ_W ^* ＋Ｒ_T Ｒ_ATＲ_DEF ｛Ｔ_E0−Ｊ_E （ｄＮ_E ／ｄｔ）｝（１５）
ここで、ブレーキシリンダ面積をＡ_B 、ロータ有効半径をＲ_B 、パッド摩擦係数をμ_B とすると、目標ブレーキトルクＴ_B ^* に対して、ブレーキ操作量である目標制動圧Ｐ_B ^* は、下記（１６）式で表すことができる。
Ｐ_B ^* ＝Ｔ_B ^* ／８Ａ_B Ｒ_B μ_B …………（１６）
したがって、図５に示すように、目標駆動軸トルクＴ_W ^* を目標エンジントルク演算部６１に供給して前記（１０）式に従って演算を行って目標エンジントルクＴ_E ^* を演算し、この目標エンジントルクＴ_E ^* をスロットル開度演算部６２に供給して、図８に示すエンジン回転数をパラメータとして目標エンジントルクＴ_E ^* と目標スロットル開度θ^* との関係を表すエンジンマップを参照して目標スロットル開度θ^* を算出し、この目標スロットル開度θ^* をリミッタ６３に供給して、スロットル開度零から最大値までの値に制限し、これをスロットル開度指令値θ_R としてエンジン出力制御装置１１に出力する。
【００５５】
一方、エンジンブレーキトルク補正部６４で、エンジン回転数Ｎ_E をもとに図９に示すエンジンマップを参照してスロットル開度が零のときのエンジントルクＴ_E0を算出し、次いでこのエンジントルクＴ_E0をもとに前記（１５）式の右辺第２項の演算を行って、エンジンブレーキトルクＴ_EBを算出し、これを減算器６５に供給することにより、エンジンブレーキトルクＴ_EBから目標駆動軸トルクＴ_W ^* を減算して目標ブレーキトルクＴ_B ^* を算出し、これを制動力演算部６６に供給して、前記（１６）式の演算を行うことにより目標制動圧Ｐ_B ^* を算出し、これをリミッタ６７に供給して、制動圧零からブレーキアクチュエータ７で出力し得る最大制動圧の範囲に制限し、これを制動圧指令値Ｐ_BCとして制動制御装置８に出力する。
【００５６】
なお、上述した車速制御部５０及び駆動軸トルク制御部６０で制駆動力制御手段を構成している。
次に、上記実施形態の動作を説明する。
今、例えば図示しないセットスイッチがオン状態となって、追従制御が開始されているものとすると、車速制御部５０の駆動トルク選択部５４で追従制御用駆動軸トルク演算部５２で演算される駆動軸トルクＴ_W が選択され、車間距離センサ１４で先行車両を捕捉しているものとすると、目標車速設定部５１で車間距離演算部４０で演算された目標車速Ｖ_L ^* が選択されて追従制御用駆動軸トルク演算部５２に供給される。
【００５７】
したがって、車両が市街地の平坦な路面を先行車を捕捉した状態で適正な目標車間距離を維持して追従走行しているものとする。この状態では、先行車が定速走行していると、車間距離センサ１４で検出される車間距離Ｌが目標車間距離Ｌ^* を維持することにより、車間距離演算部４０で算出される目標車速Ｖ^* が自車速Ｖ_S と略等しくなり、車速制御部５０で目標車速Ｖ^* と自車速Ｖ_S との偏差に応じた自車速Ｖ_S を維持する目標駆動軸トルクＴ_W ^* が算出され、これが駆動軸トルク制御部６０に出力されることにより、目標エンジン演算部６１でエンジントルクＴ_ERが算出され、これに応じてスロットル開度演算部６２で正（θ^* ＞０）の目標スロットル開度θ^* が算出され、これがリミッタ６３で制限されてスロットル開度指令値θ_R としてエンジン出力制御装置１１に出力されることにより、スロットルアクチュエータ１２でスロットル開度が適正値に制御されて、目標車間距離Ｌ^* を維持した定速走行状態を継続する。
【００５８】
このとき、スロットル開度指令値θ_R が正の値であるので、目標制動圧Ｔ_BR ^* が“０”となって、制動圧指令値Ｐ_BCも“０”となって、これが制動制御装置８に出力され、ブレーキアクチュエータ７が非制動状態に制御される。
この平坦路での定速走行状態では、アンチロックブレーキ制御装置９及びトラクション制御装置１３が共に非作動状態であり、自車速Ｖ_S が所定値Ｖ_K 以上であるので、走行抵抗推定部５５で図８の処理が実行されたときに、ステップＳ１からステップＳ２に移行して、制御フラグＦＳが“０”にリセットされ、次いでステップＳ４でカウント値ｔ_ABが“０”にクリアされると共に、ステップＳ６でカウント値ｔ_TRが“０”にクリアされてからステップＳ７に移行し、車速制御部５０における減算器５６で算出された目標駆動軸トルクＴ_W ^* と、自車速Ｖ_S の微分値に車重Ｍ_V を乗じた駆動トルクとの偏差が空気抵抗及び転がり抵抗に応じた値となり、前述した（７）式で算出される走行抵抗の駆動軸トルク換算値Ｔ_HDが空気抵抗及び転がり抵抗に応じた値となり、これが減算器５６に出力されて、追従制御用駆動軸トルク演算部５２で算出された目標車速Ｖ_L ^* に自車速Ｖ_S を一致させるための駆動軸トルクＴ_W にフィードバックされることにより、車両走行時の外乱を排除した車速制御を行うことができる。
【００５９】
この状態から、赤信号等によって先行車が例えば制動操作によって減速すると、車間距離センサ１４で検出する車間距離Ｌが短くなることにより、車間距離演算部４０で算出される目標車速Ｖ^* が自車速Ｖ_S より小さい値となり、車速制御部５０で算出される目標駆動軸トルクＴ_W ^* が負の値となる。
このため、駆動軸トルク演算部６０における目標エンジントルク演算部６１で演算される目標エンジントルクＴ_E ^* も負の値となることにより、図８のエンジンマップを参照して算出される目標スロットル開度θ^* も負となるが、リミッタ６３によって目標スロットル開度θ^* が“０”に制限され、スロットルアクチュエータ１２によってスロットル開度が“０”に制御される。
【００６０】
一方、目標駆動軸トルクＴ_W ^* が負となることにより、これとエンジンブレーキトルク補正部６４で算出されたエンジンブレーキトルクＴ_EBとが加算されて目標ブレーキトルクＴ_B ^* が正の値となり、これに応じて制動力演算部６６で算出される目標制動圧Ｐ_B ^* が先行車両の減速度に応じた値となり、これが制動圧指令値Ｐ_BCとして制動制御装置８に出力されることにより、自車両も減速制御される。
【００６１】
この減速制御中に、自車速Ｖ_S が所定値Ｖ_K 以下となると、図７の処理においいてステップＳ１からステップＳ９に移行するが、走行中であるので、ステップＳ１１に移行し、制御フラグＦＳが“０”にリセットされているので、ステップＳ３に移行する。
このとき、低摩擦係数路面を走行する状態となって、アンチロックブレーキ制御装置９が作動状態となり、制御状態信号ＡＢが論理値“１”となると、ステップＳ３からステップＳ１２に移行して、カウント値ｔ_ABがインクリメントされるがアンチロックブレーキ制御装置９が作動状態となったばかりであるので、所定値ｔ_S 未満であるので、ステップＳ８に移行することにより、ステップＳ７における走行抵抗の駆動軸トルク換算値Ｔ_DHの演算が行われず、ステップＳ８で前回の処理時に記憶領域に記憶された走行抵抗の駆動軸トルク換算値Ｔ_DHがそのまま減算器５６に出力される。したがって、走行抵抗の駆動軸トルク換算値の演算が中断される。
【００６２】
その後、カウント値ｔ_ABのインクリメントが継続され、これが所定値ｔ_S に達する前に、自車速Ｖ_S が停止間際となってアンチロックブレーキ制御装置９が非作動状態に復帰すると、制御状態信号ＡＢが論理値“０”となることから図７の処理において、ステップＳ３からステップＳ４に移行して、カウント値ｔ_ABが“０”にクリアされ、トラクション制御装置１３が非作動状態を維持していると、ステップＳ７に移行して、（７）式に従った走行抵抗の駆動軸トルク換算値Ｔ_DHの演算が再開され、これが減算器５６に出力される。
【００６３】
その後、車両が停止すると、ステップＳ９からステップＳ１０に移行するので、制御状態フラグＦＳが“１”にセットされてから直接ステップＳ８に移行することにより、走行抵抗の駆動軸トルク換算値Ｔ_DHの演算が中断される。
この停止状態から、先行車両が青信号によって発進すると、これに追従して自車両も発進するが、このときの自車速Ｖ_S が所定値Ｖ_K 未満であるので、ステップＳ９からステップＳ１１に移行し、制御フラグＦＳが“１”にセットされたままであるので、そのままステップＳ８に移行して、走行抵抗の駆動軸トルク換算値Ｔ_DHの演算が中断された状態を維持する。このため、自車両の発進時に、上り坂で後退した場合でも、これが走行抵抗の駆動軸トルク換算値Ｔ_DHの演算に影響を与えることはない。
【００６４】
その後、車両が前進して自車速Ｖ_S が所定値Ｖ_K を越える状態となると、図７の処理において、ステップＳ１からステップＳ２に移行して、制御フラグＦＳが“０”にリセットされてからステップＳ３に移行し、アンチロックブレーキ制御装置９及びトラクション制御装置１３が非作動状態であるときに、ステップＳ７に移行して、走行抵抗の駆動軸トルク換算値Ｔ_DHの演算が再開される。
【００６５】
その後、先行車両がさらに加速し、これに追従して自車両が加速したときに、例えば低摩擦係数路面を走行しているか駆動力が大きすぎて、駆動輪１ＲＬ，１ＲＲがスリップすることにより、トラクション制御装置１３が作動状態となると、図７の処理において、ステップＳ５からステップＳ１５に移行し、カウント値ｔ_TRがインクリメントされて走行抵抗の駆動軸トルク換算値Ｔ_DHの演算が中断され、その後、トラクション制御装置１３が非作動状態となると、図７の処理において、ステップＳ５からステップＳ６に移行して、カウント値ｔ_TRが“０”にクリアされてからステップＳ７に移行して、走行抵抗の駆動軸トルク換算値Ｔ_DHの演算が再開される。
【００６６】
また、アンチロックブレーキ制御装置９又はトラクション制御装置１３が作動状態となってからの経過時間が長くなり、カウント値ｔ_AB又はｔ_TRが所定値ｔ_S 以上となると、図７の処理において、ステップＳ１３又はステップＳ１６からステップＳ１４に移行して、所定記憶領域に記憶されている作動開始直前の走行抵抗の駆動軸トルク換算値Ｔ_DHが“０”にクリアされる。
【００６７】
このため、走行抵抗の駆動軸トルク換算値Ｔ_DHの演算が中断されている間に路面勾配等が変化することにより、走行抵抗の駆動軸トルク換算値Ｔ_DHの推定誤差が大きくなることを抑制することができる。
さらに、自車両が上り坂又は下り坂の勾配路面を走行する状態となると、ステップＳ７で勾配抵抗分が付加されることになり、上り坂を走行しているときには、平坦路に比較して走行抵抗の駆動軸トルク換算値Ｔ_DHが小さくなり、逆に下り坂を走行しているときには平坦路に比較して走行抵抗の駆動軸トルク換算値Ｔ_DHが大きくなる。
【００６８】
一方、上記追従制御状態から、運転者がブレーキペダルやアクセルペダルを踏込むか又はキャンセルスイッチを操作するか、さらにはセレクトレバーでＤレンジ以外のレンジを選択することにより、追従制御が解除されて通常制御状態に遷移すると、車速制御部５０の駆動トルク選択部５４で通常制御用駆動トルク演算部５３で演算された運転者のスロットル操作やブレーキ操作に基づく通常制御用駆動トルクＴ_DRが選択されることにより、これと自車速Ｖ_S とに基づいて（７）式の演算が行われることにより、走行抵抗の駆動軸トルク換算値Ｔ_DHが算出され、これが減算器５６に出力されることにより、通常走行状態で、走行抵抗の影響を除去した車速制御を行うことができる。
【００６９】
このとき、通常制御用駆動トルク演算部５３で、自動変速機ギヤ比Ｒ_ATがセレクトレバーで選択されたＤレンジ、Ｎレンジ、Ｒレンジ等に応じた値に設定されるので、走行抵抗推定部５５で選択された制御レンジに応じた正確な走行抵抗の駆動軸トルク換算値Ｔ_DHを推定することができる。
なお、上記実施形態においては、本発明を追従制御装置に適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、目標車速に自車速を一致させる任意の車速制御に本発明を適用し得るものである。
【００７０】
また、上記実施形態においては、走行抵抗推定部５５でソフトウェア処理で走行抵抗の駆動軸トルク換算値Ｔ_HDを算出する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、比較器、カウンタ、演算器等の電子回路を組み合わせたハードウェアによって演算処理を行うようにしてもよい。
さらに、上記実施形態においては、エンジン２の出力側に自動変速機３を設けた場合について説明したが、これに限定されるものではなく、無段変速機を適用することもできる。
【００７１】
さらにまた、上記実施形態においては、ディスクブレーキで構成されるブレーキアクチュエータ７の制動圧を制御することにより制動力を発生させる場合について説明したが、これに限定されるものではなく、制動装置のアクチュエータとして電動モータを適用する場合には、これに対する電気的出力を制御し、電気自動車のように電動モータで回生制動力を発生させる場合にも本発明を適用し得る。
【００７２】
なおさらに、上記実施形態においては、後輪駆動車に本発明を適用した場合について説明したが、前輪駆動車に本発明を適用することもでき、また回転駆動源としてエンジン２を適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、電動モータを適用することもでき、さらには、エンジンと電動モータとを使用するハイブリッド車にも本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す概略構成図である。
【図２】図１の追従制御用コントローラの具体的構成を示すブロック図である。
【図３】図２の車間距離制御部の具体例を示すブロック線図である。
【図４】図２の車速制御部の具体例を示すブロック線図である。
【図５】図２の駆動軸トルク制御制御部の具体例を示すブロック線図である。
【図６】エンジントルクからスロットル開度を求めるためのエンジンマップの一例を示す特性線図である。
【図７】走行抵抗推定部の走行抵抗推定処理の一例を示すフローチャートである。
【図８】スロットル開度からエンジントルクを求めるためのエンジンマップの一例を示す特性線図である。
【図９】スロットル開度が零であるときのエンジン回転数からエンジントルクを求めるための特性線図である。
【符号の説明】
２ エンジン
３ 自動変速機
７ ブレーキアクチュエータ
８ 制動制御装置
９ アンチロックブレーキ制御装置
１０ＦＬ〜１０ＲＲ 車輪速センサ
１１ エンジン出力制御装置
１２ スロットルアクチュエータ
１３ トラクション制御装置
１４ 車間距離センサ
２０ 追従制御用コントローラ
４０ 車間距離制御部
５０ 車速制御部
５５ 走行抵抗推定部

Claims (6)

1. 自車両の車速を検出する車速検出手段と、該車速検出手段で検出した車速を目標車速に一致させるように駆動力及び制動力の何れかを制御する制駆動力制御手段とを備えた車両用走行制御装置において、前記制駆動力制御手段は、制駆動力の制御量と車速検出手段で検出した車速とに基づいて走行抵抗推定値を演算する走行抵抗推定値演算手段を備え、該走行抵抗推定値演算手段は、自車両が停止したときに走行抵抗推定値の演算を中断し、所定走行状態となったときに走行抵抗推定値の演算を再開するように構成されていることを特徴とする車両用走行制御装置。
2. 前記所定走行状態は、自車速が所定値以上であるとき及び走行時間が所定値以上となったときの何れかであることを特徴とする請求項１記載の車両用走行制御装置。
3. 自車速の車速を検出する車速検出手段と、該車速検出手段で検出した車速を目標車速に一致させるように駆動力及び制動力の何れかを制御する制駆動力制御手段とを備えた車両用走行制御装置において、車両の走行状況に応じて制駆動力を抑制制御する走行状況制御手段の作動状態を検出する走行状況制御状態検出手段を備え、前記制駆動力制御手段は、制駆動力の制御量と車速検出手段で検出した自車速とに基づいて走行抵抗推定値を演算する走行抵抗推定値演算手段を備え、該走行抵抗推定値演算手段は、前記走行状況制御状態検出手段で走行状況制御手段が作動状態となったことを検出したときに走行抵抗推定値の演算を中断し、当該走行状況制御手段が非作動状態となったときに走行抵抗推定値の演算を再開するように構成されていることを特徴とする車両用走行制御装置。
4. 前記走行抵抗推定値演算手段は、走行状況制御手段の作動時間が所定値以下である場合には当該走行状況制御手段が作動開始する直前の走行抵抗推定値を保持し、前記所定値を越える場合には走行抵抗推定値をクリアするように構成されていることを特徴とする請求項３記載の車両用走行制御装置。
5. 前記走行状況制御手段は、アンチロックブレーキ制御手段及びトラクション制御手段の何れかであることを特徴とする請求項３又は４に記載の車両用走行制御装置。
6. 前記走行抵抗推定値演算手段は、自動変速機の変速レンジに応じて走行抵抗の演算方法を変更するように構成されていることを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の車両用走行制御装置。

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