JPH04218434A - 車両用速度制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は車両用速度制御装置に関
し、特に車両の動特性を逐次推定し、速度制御時の制御
特性を調節する機能を有する車両用速度制御装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の車両用速度制御装置とし
ては、例えば実開昭６４−４４２３０号公報に提案され
るものがある。この従来装置においては、車両の走行条
件に応じて変化する車両の動特性を実時間で推定し、こ
の推定結果に基づき、ＰＩＤ制御演算における制御係数
を求めている。

【０００３】この結果、定速走行制御にとって外乱とな
る走行条件の変化に適応した制御特性が得られ、最適な
速度制御を行うことができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、車両の
動特性をスロットルバルブ（アクチュエータ）の開度と
車両の走行速度とに基づいて推定する場合、車両の走行
状態によっては正確に推定できない場合がある。すなわ
ち、スロットルバルブの動作に無関係に車両の走行速度
が変化するような場合、両者の動的関係はくずれるため
、正確に車両の動特性を推定することは困難である。 また、このような場合に推定された動特性に基づいて定
速走行制御における制御特性を調節すると、良好な定速
制御を行い得ないという問題があった。

【０００５】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
、車両の動特性（モデル）の誤推定を防止し、常に良好
な定速走行制御を行うことが可能な車両用速度制御装置
を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を解決するため
に、本発明による車両用速度制御装置は、図１に示す如
く、車両の走行速度を検出する速度検出手段と、定速走
行時の目標速度を設定する目標速度設定手段と、前記車
両の走行速度を調節するアクチュエータと、前記車両の
走行速度が前記目標速度に追従するように、前記アクチ
ュエータを制御する制御手段と、前記アクチュエータの
動作状態を検出する動作状態検出手段と、前記車両の走
行速度と前記アクチュエータの動作状態に基づいて、前
記車両のモデルを推定するモデル推定手段と、前記推定
手段によって推定された車両モデルに応じて、前記制御
手段の制御特性を調節する調節手段と、前記アクチュエ
ータの動作状態と前記車両の走行速度との関係が非線形
領域にあるか否かを判定する判定手段と、前記関係が非
線形領域にあるとき、前記モデル推定手段における車両
モデルの推定を禁止する禁止手段とを備える

【０００７
】

【作用】上記構成により、アクチュエータの動作状態と
前記車両の走行速度との関係が非線形領域にあると判定
されたときには、車両モデルの推定が禁止される。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図２は、車両用速度制御装置の構成図である。 １０は電子制御装置（ＥＣＵ）であり、ＣＰＵ１１，Ｒ
ＯＭ１２，ＲＡＭ１２，バックアップＲＡＭ１４を備え
ている。１８は定電圧電源で、ＣＰＵ１１，ＲＯＭ１２
，ＲＡＭ１３に定電圧を供給している。バックアップＲ
ＡＭ１４は、バッテリ２５より定電圧が供給されており
、イグニッションスイッチをオフしても記憶内容は保持
される。さらに、ＥＣＵ１０は、ＡＤコンバータ１５，
入出力ポート１６、そして、これらを相互に接続してい
るバス１７を備えている。

【０００９】また、３０はアクチュエータであり、エン
ジン（図示せず）へ供給する吸気量を調整するスロット
ルバルブ２３を定速走行制御時に開閉駆動するものであ
る。このアクチュエータ３０は、モータ１９，減速機２
０，クラッチ２１及びアクチュエータ開度センサ２５を
有し、スロットルバルブ２３とリンク機構２２を介して
連結されている。そして、定速走行制御時は、ＥＣＵ１
０からの信号によりクラッチ２１が連結され、またモー
タ３０がＥＣＵ１０から駆動信号（デューティ信号）を
与えられて回転し、スロットルバルブ２３を駆動する。 アクチュエータ開度センサ２５は、クラッチ２１に取り
付けられており、スロットルバルブの開度を検出するス
ロットルセンサがない車両でもスロットル開度が検出で
きるように構成されている。なおこのアクチュエータ開
度センサ２５は減速機２０に取り付けても良い。

【００１０】戻しバネ２４は、クラッチが切られたとき
にスロットルバルブが全閉になるように力を加えている
。ここで、図４に、アクチュエータ位置ａｃｐとスロッ
トル開度Ｔａの対応図を示す。図４から明らかなように
ａｃｐ＝２（ｄｅｇ．）の時、Ｔａ＝０（ｄｅｇ．）と
なっている。これはアクチュエータ位置ａｃｐが全閉位
置の時には必ずスロットル開度Ｔａが全閉位置になるよ
うにして暴走を防止しているためである。また、ａｃｐ
＝４５（ｄｅｇ．）の時、即ちアクチュエータ位置ａｃ
ｐが全開位置のときでもスロットル開度Ｔａは全開位置
にならないようにしてスロットルバルブ２３のストッパ
ーの損傷を防止している。そして、スロットル開度Ｔａ
は以下の式により算出できる。

【００１１】

【数１】 また、車速センサ２６は従動輪２７の回転より車両の車
速を検出する。

【００１２】さらに指令装置２８は、周知の通り、メイ
ンスイッチ（ｓ／ｗ），セットｓ／ｗ，リジュームｓ／
ｗ，キャンセルｓ／ｗ等が備えられており、ドライバー
の要求をＥＣＵ１０に伝える。本実施例においては、メ
インｓ／ｗがｏｎの場合、走行中にドライバーがセット
ｓ／ｗを押下すると、その時の車速を目標車速とし、実
際の車速がその目標車速になるようにフィードバック制
御される。

【００１３】図３に制御系の構成図を示す。本実施例で
は、基本的な定速制御系（本実施例ではＰＩ補償器）に
、アクチュエータ位置と車速の動きに基づいて時々刻々
、車両モデルを推定し、最適なフィードバック（Ｆ／Ｂ
）ゲインを計算，更新するセルフチューニング機構が付
加されている。以下、順に説明する。２は、定速走行Ｆ
／Ｂ制御（車速サーボ処理）の為の補償器であり、本実
施例ではＰＩ補償器を構成している。ドライバーがセッ
トｓ／ｗを押下した時の車速を目標車速ｓｐｄ＊　とし
て、実車速ｓｐｄとの偏差ｅｒｒに基づいて、比例項と
積分項により偏差が０になるように、目標アクチュエー
タ位置ａｃｐ＊　を計算する。

【００１４】図６は離散値系で記述した場合の補償器２
のブロック図である。ここで、１／（１−ｚ−１）は積
分器を示し（ｚ−１は遅れ演算子）、偏差ｅｒｒを積分
する。Ｋｖｉ，Ｋｖｐは、それぞれ、積分ゲイン，比例
ゲインを示す。これは、各サンプル時点ｋにおける式に
すると以下の様になる。尚、ｋ−１は前回サンプル時点
を示す。

【００１５】

【数２】 　　　　偏差　　：　　ｅｒｒ（ｋ）＝ｓｐｄ＊　（ｋ
）−ｓｐｄ（ｋ）

【００１６】

【数３】 　　　　積分　　：　　ｉｅｒｒ（ｋ）＝ｉｅｒｒ（ｋ
−１）＋ｅｒｒ（ｋ）

【００１７】

【数４】目標アクチュエータ位置　　：　　　　　　　
　　　ａｃｐ＊　（ｋ）＝Ｋｖｐ・ｅｒｒ（ｋ）＋Ｋｖ
ｉ・ｉｅｒｒ（ｋ）＋　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　ｏｐａｃｐなお、ｏｐａｃｐは
アクチュエータ側の動作点（オフセット）である。

【００１８】図５は、４速，平坦路でのアクチュエータ
位置ａｃｐに対する車速ｓｐｄの静特性を示しており、
目標車速ｓｐｄ＊　が決まったとき、それに対応するア
クチュエータ位置ａｃｐがオフセットｏｐａｃｐである
。 すなわち定速制御開始時、車速ｓｐｄが落ち込む事がな
い様に、目標アクチュエータ位置ａｃｐ＊　がオフセッ
ト値ｏｐａｃｐになる様にし、アクチュエータをすみや
かに最適位置に設定する。この静特性は、ＥＣＵ１０の
ＲＯＭ１２にテーブルデータとして予め記憶されており
、線形補間して計算される。また、定速制御の開始時の
積分値ｉｅｒｒ（ｋ）の初期値は、目標アクチュエータ
位置ａｃｐ＊　がオフセット値になる様に数式４を逆算
して求める。すなわち、

【００１９】

【数５】 　　　　ｉｅｒｒ（ｋ）＝１／Ｋｖｉ｛ａｃｐ＊　−Ｋ
ｖｐ・ｅｒｒ（ｋ）−　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　ｏｐａｃｐ｝ここで、ａｃｐ＊　＝ｏｐａｃ
ｐと置くと、偏差ｅｒｒ＝０よりｉｅｒｒ＝０が初期値
として設定される。すなわち、数式５のａｃｐ＊　に希
望とするオフセット（初期目標アクチュエータ位置）を
セットすれば良い。

【００２０】また、目標アクチュエータ位置ａｃｐ＊　
に対しては、０≦ａｃｐ＊　≦４５（ｄｅｇ．）のガー
ドを行い、算出された目標アクチュエータ位置ａｃｐ＊
　が目標アクチュエータ位置ａｃｐ＊　がガード値にな
る様にガードから外れた時は、数式５により積分値ｉｅ
ｒｒをリセットする。３は、アクチュエータ位置サーボ
系である。すなわち、実際のアクチュエータ位置ａｃｐ
が目標アクチュエータ位置ａｃｐ＊　になる様に、Ｆ／
Ｂ系が構成されている。本実施例では、アクチュエータ
位置サーボ系の補償器としてＰＤ制御を行う補償器３ａ
を採用した。その理由としては、積分項を導入すると定
常偏差がなくなることは制御理論でいう内部モデル原理
より明白であるが、ロッド，メカ系の静摩擦やヒステリ
シスといった非線形の要因がある場合、積分項により制
御が難しくなる為である。定速制御の場合、車速の制御
性だけでなく、フィーリングも重視される為、このアク
チュエータ位置サーボ系の制御性の善し悪しが全体の制
御性におおきな影響を及ぼす。

【００２１】図７は、アクチュエータ位置サーボ系のブ
ロック線図である。補償器２の出力である目標アクチュ
エータ位置ａｃｐ＊　と実アクチュエータ位置ａｃｐと
の偏差ｅｒａｃに対し、その比例項と微分項にゲインを
掛け、駆動ｄｕｔｙ信号を算出する。この計算値に対し
、＋の場合、正転方向に、−の場合は、逆転方向にモー
タを回す様にしており、計算値の絶対値がそのｄｕｔｙ
比となる。本実施例では、基本周期は２５ｍｓであり、
ｄｕｔｙ信号とアクチュエータ位置ａｃｐの線形領域が
最も広くとれる様に設定してある。以下に、各サンプル
時点ｋの計算式を示す。

【００２２】

【数６】 　　　　偏差　　：　　ｅｒａｃ（ｋ）＝ａｃｐ＊　（
ｋ）−ａｃｐ（ｋ）

【００２３】

【数７】 　　　　ｄｕｔｙ　　： 　　　　　　ｄｕｔｙ（ｋ）＝Ｋａｐ・ｅｒａｃ（ｋ）
＋Ｋａｄ・（ｅｒａｃ（ｋ）−　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　ｅｒａｃ（ｋ−１））

【００２
４】

【数８】モータ駆動の為のトランジスタＯＮ時間：　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　｜ｄｕｔｙ
｜　　　　ＯｎＴｉｍｅ＝　　────────　　・
２５（ｍｓ）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　１００ここで、メインとなる車速サーボ系と
マイナーなアクチャエータ位置サーボ系の２つに分けた
理由は、車両系に比べ、アクチャエータ系はメカ系の静
摩擦やガタなどの非線形の影響が大きい為、マイナーサ
ーボ系を構成し、なるべくその非線形部分を線形化する
事により、非線形要因が全体のサーボ系へ影響しないよ
うするためである。また、これによりアクチュエータだ
けを変更したりする場合もマイナーサーボ系だけを適合
すれば良いため、工数の低減にもなる。

【００２５】又、このマイナーサーボ系は１６０ｍｓ以
内に必らず追従する様に設計する事が望ましい。すなわ
ち、車速サーボ系の制御周期１６０ｍｓにおいては、ａ
ｃｐ＊　＝ａｃｐとなり、マイナーサーボ系伝達関数（
目標アクチュエータ位置ａｃｐ＊　からアクチュエータ
位置ａｃｐに至る）は１とみなす事ができる為、車速サ
ーボ系においてはマイナーサーボ系を意識する事なく、
計算も簡単となる。

【００２６】以上が通常の定速制御系である。以後は、
セルフチューニング機構について説明する。セルフチュ
ーニング機構は、車両に関する入出力情報（アクチュエ
ータ位置，車速）を使って、車両モデルを推定する車両
モデル推定部５とその推定されたモデルパラメータに基
づき、望ましい応答が得られる様に最適なＦ／Ｂゲイン
を計算する最適ゲイン算出部４とから構成されている。

【００２７】まず、車両モデルを推定する車両モデル推
定部５について説明する。本実施例においては、車両モ
デル推定部５での車両モデルのオンライン推定に逐次型
最小２乗法を採用した。逐次型最小２乗法による車両モ
デルのオンライン同定法に関しては、例えは、高橋安人
著「ディジタル制御」（１９８５年）岩波書店等に詳し
いが、ここでは１通りの見通しを与えることとする。

【００２８】まず、推定しようとするのは車両モデルで
あり、ここで言う車両モデルとは、アクチュエータ位置
（スロットル開度）の変化に対する車速の変化の動特性
である。ここで、車両モデルは、次のような伝達関数Ｇ
ｖ（ｓ）で表わされる。

【００２９】

【数９】 　　ここで、τは時定数、ｋはゲインである。実際には
、エンジン（Ｅ／Ｇ）が含まれる為、正確にはもっと高
次モデルであるが、車両重量の影響が大きい為、定速制
御に必要な車両モデルとしては、１次に近似しても差し
支えない。図８は、ギア４速，９０ｋｍ／ｈ，勾配０％
及び４％での車両の周波数特性を計測した結果を示して
おり、−２０ｄｂ／ｄｅｃの傾斜は、１次モデルの特性
に相当する。

【００３０】数式９をＥＣＵ１０によって取り扱うため
に数式９を離散値系で表すと、

【００３１】

【数１０】 となる、なお、ｚ−１は、１サンプル時間の遅れを表す
演算子である。

【００３２】連続系伝達関数Ｇｖ（ｓ）との関係は、以
下の通りである。

【００３３】

【数１１】 ａ＝ｅｘｐ（−Ｔ／τ）

【００３４】

【数１２】 ｂ＝Ｋ｛１−ｅｘｐ（−Ｔ／τ）｝ なお、Ｔはサンプリング時間で、例えばＴ＝０．１６ｓ
に設定される。図９は、この逐次型最小２乗法の概念図
である。すなわち、車両モデルと同じ形をした推定モデ
ルを置き、両方に同じ入力（アクチュエータ位置ａｃｐ
）を与えたとき、それぞれのパラメータがａ≠ａ´、ｂ
≠ｂ´であれば、実出力（車速ｓｐｄ）とモデル出力ｓ
ｐｄ´の間には偏差（モデル誤差）が発生する。逐次型
最小２乗法ではこの偏差が０になる様に、ゲインベクト
ルによってモデルパラメータａ´，ｂ´を逐次更新して
いく。

【００３５】このため、推定すべきモデルパラメータａ
´，ｂ´を次の様なベクトルの形式で置く。

【００３６】

【数１３】 Ｆｔ　＝（ａ´，ｂ´） また、制御入出力量（アクチュエータ位置ａｃｐ，車速
ｓｐｄ）も次の様なベクトル形式で置く。

【００３７】

【数１４】 　　　　Ｘｔ　（ｋ）＝〔ａｃｐ（ｋ−１），ｓｐｄ（
ｋ−１）〕ただし、添え字ｔは、転置行列を表す。以上
の様に表すと、Ｆの推定値Ｆ´は次式となる。

【００３８】

【数１５】 　　　　Ｆ´（ｋ）＝Ｆ´（ｋ−１）＋Ｇ（ｋ）・｛ｓ
ｐｄ（ｋ）−ｓｐｄ´（ｋ）　　　　　　　　　　　　
　　　　｝ ただし、

【００３９】

【数１６】 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１　　　　
Ｇ（ｋ）＝─────Ｈ（ｋ−１）Ｘ（ｋ）（ゲインベ
クトル）　　　　　　　　　　　　　　　　　　ｗＤ

【
００４０】

【数１７】 　　　　ｓｐｄ´（ｋ）＝Ｘｔ　（ｋ）Ｆ´（ｋ−１）
（モデル出力）ここで、ｗは１以下の正の重みであり、
１に近いほどパラメータの収束速度が遅く、ノイズに対
しては強くなる。実施例では、０．９８とした。また、
Ｄ，Ｈ（ｋ）は次式で与えられる。

【００４１】

【数１８】

【００４２】

【数１９】 ただし、Ｉは単位行列。

【００４３】従って、数式１５によって、モデルパラメ
ータａ´，ｂ´を推定することができる。以上のオンラ
イン同定を図１０に示すフローチャートに基づいて説明
する。初期設定は、セットｓ／ｗが押された時点で行わ
れ、ここでは、推定周期毎に行われる一連の計算手順の
みを示す。本実施例では、推定周期は制御周期と同じ０
．１６ｓとした。これは、車両の時定数が１０〜３０ｓ
位である事から、それより十分小さく、また、制御周期
と同じにすることによりタイミングが取り易く都合がよ
い為である。

【００４４】まず、ステップ５０において、数式１８に
従ってＤの計算をする。この計算に使われるＨ（ｋ−１
）は前回のサンプリング時に計算されたものである。 ステップ５１では数式１６に従ってゲインベクトルＧを
計算する。ステップ５２では数式１７に従い、前回の入
出力量及び推定パラメータを使って今回のモデルの予想
出力ｓｐｄ´（ｋ）を計算する。次にステップ５３にお
いて、最新の入出力量を取り込み、ステップ５４でモデ
ルの推定誤差ｍｅｒ（ｋ）を求める。ステップ５５で、
誤差ｍｅｒ（ｋ）にゲインベクトルＧを掛けた値と前回
推定値Ｆ´（ｋ−１）を加え、推定値Ｆ´（ｋ）を更新
する。ステップ５６では、次回の計算の為に、数式１９
に従ってＨを計算しておく。

【００４５】次に、最適ゲイン算出部４でのＦ／Ｂゲイ
ンの算出方法について説明する。Ｆ／Ｂゲインを求める
方法としては、評価関数による方法と極配置による方法
があるが、本実施例では極配置法を適用した。極配置法
とは、Ｆ／Ｂ系の応答特性がＦ／Ｂ系の極の位置に１対
１に対応している事を利用して、望みの応答に対応する
極を指定しておき、ゲインを逆算する方法である。

【００４６】図１１は、本実施例における制御系ブロッ
ク線図である。ここで、Ｋｖｉは積分項に対するゲイン
、Ｋｖｐは比例項に対するゲインである。すなわち、車
両モデル推定部５によって得られた推定パラメータを使
って、最適なゲインＫｖｉ，Ｋｖｐを求める。まず、図
１１はブロック線図をまとめ、図１２のようなＦ／Ｂ系
伝達関数を求める。

【００４７】

【数２０】 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ｓｐｄ（ｚ
）　　　　ＧＦ／Ｂ　（ｚ）＝─────────　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　ｓｐｄ＊　（ｚ
）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　ｂＫｖｉｚ　　　　　　
　　　　＝────────────────────
─────────　　　　　　　　　　　　ｚ２　＋
（−ａ−ｂＫｖｐ＋ｂＫｖｉ−１）ｚ＋（ａ＋ｂＫｖｐ
）この数式２０の分母をＦ／Ｂ系の特性方程式といい、
また、その根をＦ／Ｂ系の極といい、これにより応答正
が一意に決まる。

【００４８】従って、特性方程式は、

【００４９】

【数２１】 　　　　ｚ２　＋（−ａ−ｂＫｖｐ＋ｂＫｖｉ−１）ｚ
＋（ａ＋ｂＫｖｐ）＝０ここで、ｚ２　＋α１　ｚ＋α
２　＝０と置くと、

【００５０】

【数２２】 α１　＝−ａ−ｂＫｖｐ＋ｂＫｖｉ−１α２　＝ａ＋ｂ
Ｋｖｐ 従って、

【００５１】

【数２３】 　　すなわち、α１　，α２　が分かれば推定パラメー
タａ，ｂよりゲインＫｖｉ，Ｋｖｐが求まる。

【００５２】本実施例では、特性方程式が２次式である
ので、極は２つ存在する。また、その２つの極は、２つ
の実根である場合と１組の共役複素根の場合の２通りが
ある。ここで、極は離散値系の場合ｚ平面上に表せるの
で、図１３，図１４の様に原点を中心に半径１の単位円
内に置かれる。この単位円内に極がある事により、制御
系の安定性の保証がなされるのである。

【００５３】（１）２実根の場合ｚ＝ｒ１　，ｒ２　と
すると、特性方程式は、（ｚ−ｒ１　）（ｚ−ｒ２　）
＝０よって、ｚ２　＋（−ｒ１　−ｒ２　）ｚ＋ｒ１　
ｒ２　＝０従って、

【００５４】

【数２４】 α１　＝−ｒ１　−ｒ２　 α２　＝ｒ１　ｒ２　 （２）１組の共役複素根の場合 ｚ＝ｐ±ｑｊとすると、（ｊ２　＝−１：虚数）特性方
程式は、（ｚ−ｐ−ｑｊ）（ｚ−ｐ＋ｑｊ）＝０よって
、ｚ２　−２ｐｚ＋（ｐ２　＋ｑ２　）＝０従って、

【００５５】

【数２５】 α１　＝−２ｐ α２　＝ｐ２　＋ｑ２　 次に、車速サーボ系における本実施例の根の指定につい
て説明する。本実施例では、連続系システムで好ましい
挙動をするときの根を求め、それを離散値化し、離散値
系システムでの根を求めるようにしている。連続系では
、左反面に極が存在すれば、その制御系の安定性は保証
される。連続系において制御系が好ましい挙動をする根
の範囲を図１５の斜線部で一般に表せる。

【００５６】まず、ライン１において実数軸方向に制限
がある。負方向に大きくなるほど、応答性は早くなるた
め、制御仕様、加速フィーリング等からライン１より左
側である必要がある。また、Ｅ／Ｇのトルク飽和などの
理由から、ライン２より左にもっていく事はできない。 さらに、ライン３の様に原点から角度δの線を引くと、
この角度が小さくなるほどオーバーシュート量が大きく
なる。このδは減衰係数と言われる。すなち、オーバー
シュート量からライン３の内側に制限される。定速走行
制御においては、オーバーシュートなく速やかに応答す
ることが要求される為、この減衰係数δは１に近い値が
望ましい。本実施例では、オーバーシュートのないよう
に２つの実数極を選んだ。

【００５７】 ｓ１　＝−０．１７７ ｓ２　＝−１．４４ これは、１ｋｍ／ｈのステップ変化指令に対して、約１
０秒で静定する極である。これを離散値系の極に変換す
るには、ｚ＝ｅＴｓに代入すれば良い。Ｔはサンプリン
グ時間で本実施例では０．１６ｓとした。

【００５８】すなわち、 ｒ１　＝０．９７２ ｒ２　＝０．７９４ これは、ｚ平面上の単位円に存在する為、制御系は安定
である。従って、数式２４及び数式２３によりＦ／Ｂゲ
インＫｖｉ，Ｋｖｐが計算できる。

【００５９】以上の方法により、定速制御装置において
セルフチューニング機能が実現される。ここでアクチュ
エータ３０の動きに対応して車速が変化する線形領域に
おいては、車両モデルのパラメータの推定が可能である
。しかし、アクチュエータ２０の位置が全閉，全開の場
合、又、ドライバーがアクセルを踏んで加速した場合（
スロットルバルブ２３は開いているが、アクチュエータ
３０は全閉）、Ｅ／Ｇトルクが飽和している場合など、
アクチュエータ３０の動きと無関係に車速が決定される
。このような非線形な領域においては、アクチュエータ
３０の位置と車速との動的関係が崩れている為、そのま
ま推定を続けるとパラメータが異常推定される可能性が
ある。

【００６０】そこで、本実施例では図３に示すように車
両モデル推定禁止判定部８を設け、コーストｓ／ｗ，ア
クセルｓ／ｗ，リジュームｓ／ｗ，アクチュエータ位置
，車速偏差等の情報より、アクチュエータ３０の位置と
車速との動的関係の有無を判定し、もし動的関係が無い
場合はパラメータの推定を禁止する。パラメータの推定
を禁止する条件としては、以下の様な場合がある。

【００６１】（１）目標アクチュエータ位置ａｃｐ＊　
が全閉の時急な下り坂を走行する場合、アクチュエータ
３０の位置、スロットルバルブ２３の位置が共に全閉で
も車両は加速する場合がある。また、ドライバーがアク
セルを踏んで加速している時には（オーバーライト時）
、アクチュエータ３０の位置が全閉でも車両は加速する
。

【００６２】（２）コースト時 コースト時には減速指令で出力され、アクチュエータ３
０は全閉位置に駆動される。この場合、アクチュエータ
３０が動かないので、パラメータの推定は困難である。 （３）アクセル，リジューム時 Ｅ／Ｇトルクが飽和してしまい、アクチュエータ３０を
いくら動かしても車速が変化しない場合がある。

【００６３】図１６は、このモデル推定禁止判定部８の
判定手順を示すフローチャートである。ステップ２００
〜２０６は、オーバーライドあるいは急な下り坂での推
定禁止判定処理である。ステップ２００では後述するス
テップ２０２においてオーバーライドの開始、或いは急
な下り坂での走行開始という情報が記憶されているかを
判定する。この判定の結果、上記の情報が記憶されてい
なければステップ２０１に進み、目標アクチュエータ位
置が全閉位置か否かを判定する。このとき、全閉位置で
なければ線形領域と判定し、次のステップ２１０に進む
。一方、全閉位置のステップ２０２でオーバーライドあ
るいは急な下り坂（非線形領域）の開始を記憶し、ステ
ップ２０３で推定禁止指令を出力する。

【００６４】ステップ２００で現在オーバーライド中或
いは急な下り坂を走行中と判定されると、ステップ２０
４でオーバーライド或いは下り坂走行の終了判定を行う
。この終了判定では、車速偏差が−２ｋｍ／ｈよりも大
きくなった時、オーバーライドが終了したとみなす。 そして、ステップ２０５でステップ２０２で記憶された
情報の消去等の終了処理を行い、ステップ２０６にてパ
ラメータの推定を再開する。

【００６５】ステップ２１０〜２１６は、リジューム時
における推定禁止判定処理であり、処理内容は上記と同
様である。ただし、リジューム中であるか否か、またリ
ジュームが開始されたか否かは、指令装置２８のリジュ
ームｓ／ｗの操作状態によって判定する。ステップ２０
２ではアクセル中もしくはコースト中である事を操作ｓ
／ｗにより判定し、アクセル中もしくはコースト中であ
ると判定された場合には、ステップ２２３で推定禁止指
令を出力する。又、ステップ２２１では、車速偏差が±
３ｋｍ／ｈより大きいか否かが判定され、±３ｋｍ／ｈ
より大きい場合には上記と同様にステップ２２３で推定
禁止指令を出力する。

【００６６】上記の判定処理によって、アクチュエータ
３０の動きに対する車速の変化は線形領域にあると判定
される場合には、ステップ２２２にてパラメータの推定
を許可する。次に、図１７に本実施例による定速制御の
フローチャートを示す。ステップ１００で初期値の設定
を行う。ステップ１０１では、メインｓ／ｗのｏｎ／ｏ
ｆｆを検出し、ｏｆｆの場合は以下の処理を行わない。 なお、メインｓ／ｗがＥＣＵ１０への電源供給用のｓ／
ｗである場合は、この処理は必要ない。ステップ１０３
では、制御周期が経過したか否かの判定を行う。本実施
例では、制御周期は１６０ｍｓに設定されている。ステ
ップ１０４では、車速の算出、及び各種コントロールｓ
／ｗの検出を行う。車速は、車速パルス割り込み処理に
よって得られた車速パルス間の経過時間から計算する。 ステップ１０５で現在定速制御中かどうかの判定を行い
、制御中でない場合は、ステップ１０６でセットｓ／ｗ
のｏｎ／ｏｆｆの検出を行う。そして、セットｓ／ｗが
ｏｆｆの場合は■に戻り、ｏｎの場合はステップ１０７
にてセットｓ／ｗが押された時の車速を目標車速とし、
ステップ１０８の制御開始処理を行う。この制御開始処
理は、図１８に示すように、ステップ１５０〜１５２に
てクラッチ２１の連結，アクチュエータ３０のオフセッ
ト値算出，積分項の初期セットなどを行う。その後、■
に行き、ステップ１１４で車速サーボ処理（定速走行Ｆ
／Ｂ制御）を行なう。この車速サーボ処理は、図２０に
示すようにステップ１３０で、車速偏差ｅｒｒを算出し
、ステップ１３１で偏差積分ｉｅｒｒを算出する。そし
て、ステップ１３２で、これらの算出値，オフセットｏ
ｐａｃｐ及び算出されたゲインＫｖｐ，Ｋｖｉに基づい
て目標アクチュエータ位置を算出する。ここで算出され
た目標値に対してアクチュエータ位置が追従するように
、別の周期（すなわち基本周期２５ｍｓ）で、図２１に
示すアクチュエータ位置のサーボ処理が行われる。すな
わち、ステップ１４０でアクチュエータ位置ａｃｐをＡ
／Ｄ変換により求め、以下、ステップ１４１，１４２で
偏差ｅｒａｃ及び偏差微分ｄａｃｐを算出し、ステップ
１４３で駆動ｄｕｔｙを求め、ステップ１４４でモータ
駆動信号を出力する。　　ステップ１０５で制御中と判
定された場合、ステップ１０９以下の処理を行う。ステ
ップ１０９ではキャンセルｓ／ｗ，ブレーキ等により、
キャンセル要求があったか否かを判定する。キャンセル
要求がない場合、ステップ１１０以下のモデル推定禁止
／許可判定処理，車速モデル推定処理，ゲイン算出処理
，車速サーボ処理を等を行い、■に戻る。キャンセル要
求があった場合、ステップ１１５において、リジューム
時の為に現在の目標車速を記憶し、続くステップ１１６
で制御終了処理を行い、■に戻る。制御終了処理では、
図１９に示すように、ステップ１６０でクラッチ２１を
開放し、ステップ１６１で目標車速を消去する。ステッ
プ１１０のモデル推定禁止／許可判定では、図１６に従
った処理がなされる。ステップ１１１では、ステップ１
１０における判定処理結果に従って、パラメータの推定
禁止或いは推定許可を選択する。ステップ１１２の車両
モデル推定処理は図１０の処理がなされ、またステップ
１１３のゲイン算出処理は数式２２（数式２３）と数式
２１に従って行われる。

【００６７】図２２は、オーバーライド時の各信号の動
きを示す。定速制御中、ａ点でドライバーがアクセルペ
ダルを踏んで加速操作を開始すると、アクセルペダルと
連結しているスロットルバルブが開く。このため、車速
が上昇すると共に、目標アクチュエータ位置ａｃｐ＊　
は数式４より全閉方向へ算出され、実際のアクチュエー
タ位置ａｃｐもこれに追従して全閉方向へ駆動される。 ｅ点において、アクチュエータ位置ａｃｐが全閉（目標
アクチュエータ位置は全閉位置でガードしてあり、また
積分値もリセットされ続ける）となっても、車速は加速
し続ける。ここでは、アクチュエータ位置から車速への
動的関係は全くない。そのため、ｅ点においてアクチュ
エータ位置ａｃｐが全閉になると、車両モデル推定とゲ
イン算出を禁止する。これにより、推定パラメータａ´
，ｂ´は異常になる事はなく、ｆ点において車速が低下
してきた時スムーズに通常制御に移行する事ができ、目
標車速にもスムーズに追従する。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　クレーム対応図である。

【図２】　　本発明の１実施例の構成を示す構成図であ
る。

【図３】　　電子制御装置の機能を説明するブロック図
である。

【図４】　　アクチュエータ位置とスロットル開度との
関係を示す特性図である。

【図５】　　アクチュエータ位置に対する車速の静特性
を示す特性図である。

【図６】　　車速サーボ系のブロック図である。

【図７】　　アクチュエータ位置サーボ系のブロック図
である。

【図８】　　所定の走行条件における車両の周波数特性
を示す特性図である。

【図９】　　逐次型最小２乗法による車両モデルの推定
方法を説明する説明図である。

【図１０】　　車両モデルの推定手順を示すフローチャ
ートである。

【図１１】　　本実施例における制御系のブロック図で
ある。

【図１２】　　フィードバック系の伝達関数を示すブロ
ック図である。

【図１３】　　極配置法における２実根の極配置図であ
る。

【図１４】　　極配置法における１組の共役複素根の極
配置図である。

【図１５】　　極配置法における根の範囲を示す特性図
である。

【図１６】　　モデル推定禁止判定処理のフローチャー
トである。

【図１７】　　本実施例の制御手順を示すフローチャー
トである。

【図１８】　　制御開始処理を示すサブルーチンのフロ
ーチャートである。

【図１９】　　制御終了処理を示すサブルーチンのフロ
ーチャートある。

【図２０】　　車速サーボ処理を示すサブルーチンのフ
ローチャートである。

【図２１】　　アクチュエータ位置サーボ処理を示すサ
ブルーチンのフローチャートである。

【図２２】　　本実施例の作動を説明するタイムチャー
トである。

【符号の説明】

２　　補償器 ３　　アクチュエータ位置サーボ系 ４　　最適ゲイン算出部 ５　　車両モデル推定部 ８　　モデル推定禁止判定部 １０　　電子制御装置 ２３　　スロットルバルブ ２６　　車速センサ ３０　　アクチュエータ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　車両の走行速度を検出する速度検出手
   段と、定速走行時の目標速度を設定する目標速度設定手
   段と、前記車両の走行速度を調節するアクチュエータと
   、前記車両の走行速度が前記目標速度に追従するように
   、前記アクチュエータを制御する制御手段と、前記アク
   チュエータの動作状態を検出する動作状態検出手段と、
   前記車両の走行速度と前記アクチュエータの動作状態に
   基づいて、前記車両のモデルを推定するモデル推定手段
   と、前記推定手段によって推定された車両モデルに応じ
   て、前記制御手段の制御特性を調節する調節手段と、前
   記アクチュエータの動作状態と前記車両の走行速度との
   関係が非線形領域にあるか否かを判定する判定手段と、
   前記関係が非線形領域にあるとき、前記モデル推定手段
   における車両モデルの推定を禁止する禁止手段とを備え
   ることを特徴とする車両用速度制御装置。