JPH05294171A - 車両用定速走行装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 一定車速の条件下で、車速センサーの出力パ
ルスの周期に揺らぎが生じ、周期が必ずしもの一定では
ないような車速センサーを用いる場合においても、スロ
ットル開度の変動が少なく乗り心地が良好な車両用定速
走行装置を提供する。 【構成】 定速走行制御中に車速偏差ｅが所定値より大
きいときには制御周期Ｌを小さくする。また、車速Ｖが
所定時間以上ある一定値の範囲内にあり、かつ前記制御
入力分散値算出装置の出力により制御入力の分散値が所
定値より大きいときには制御周期Ｌを小さくする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両、特に自動車を一
定な車速で走行させるようにスロットル開度を自動制御
する車両用定速走行装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、車両の車両用定速走行制御装置の
ように、エンジン、車体等のプラントの動特性が時間と
共に変動するような制御対象に対し、そのロバスト性を
確保するために様々な制御則が考案されている。自動車
などの車両を自動的に定速走行させるための制御装置と
しては、車両の実車速を検出する車速検出装置と、運転
者の意志により目標車速を設定し、定速走行装置の開始
／解除及び目的車速を増減速を入力する目標車速設定装
置と、車両のエンジンのスロットル開度を変化させるア
クチュエータと、前記車両の実車速と前記目標車速とか
ら、前記アクチュエータに駆動信号を出力するコントロ
ーラを具備し、それらから実車速と、スロットルバルブ
開度を検出し、各々の変化分と実車速と目標車速との偏
差を算出し、予め定められたフィードバックゲインを用
いて、実車速が目標車速となるように制御量を算出し、
アクチュエータを駆動して、スロットルバルブ開度を調
節する定速走行制御を実現している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなフィードバック制御を基本とした従来の定速走行装
置において、車速が一定であっても、車速センサーの出
力パルスの周期は一定ではなく、揺らぎが現れるため、
車速を一定に制御しようとしても、スロットル開度が微
変動したり、車速が微変動して、乗り心地が悪化すると
いう問題があった。

【０００４】本発明は、上記のような従来の課題に着目
し、車種が変わっても、チューニングの手間がかから
ず、車速パルスの周期が微変動による無駄なスロットル
開度の変動が少ない車両用定速走行装置を提供すること
を課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】(1)本発明は上記の課題
を解決するため、車両の実車速Ｖ(t)を検出する車速検
出装置と、運転者の意志により目標車速Ｖsetを設定す
る目標車速設定装置と、定速走行装置の開始／解除を行
う定速走行指令装置と、車両のエンジンのスロットル開
度を変化させるアクチュエータと、アクチュエータ現在
位置検知装置と、前記車両の実車速Ｖ(t)と前記目標車
速Ｖsetと前記アクチュエータの現在位置から、前記ア
クチュエータに駆動信号を出力するコントローラを具備
し、前記コントローラ内には車速の目標軌跡Ｖ_d(t)を出
力する目標軌跡生成装置と、Ｖ(s)／Ｕ(s)＝ｂ／(ｓⁿ+
ａ_n-1・ｓ^n-1+・・・+ａ₀）（ｓはラプラス演算子、ｎは自
然数）によって表現可能な一入力一出力のエンジンの制
御対象に対し、その制御入力ｕ(t)の演算課程におい
て、ｅ(t)をｅ(t)＝Ｖ_d(t)-Ｖ(t)によって定義される偏
差、ｋ_i（>0, i=n-1〜0）を偏差フィードバック係数、
目標偏差特性をdⁿｅ(t)/dtⁿ＝-ｋ_n-1・d^nー1ｅ(t)/dt^nー1・
・・-ｋ₀・ｅ(t)、bestを制御入力特性とし、前記目標軌跡
生成装置の出力と微小時間L以前のアクチュエータへの
制御入力ｕ(t-L)から、適応制御の一種であるタイムデ
ィレイコントロールによりアクチュエータへの制御入力
ｕ(t)をｕ(t)＝ｕ(t-L)+[-dⁿＶ(t-L)/dtⁿ+dⁿＶ_d(t)/dtⁿ
+ｋ_n-1・d^n-1ｅ(t)/dt^n-1+・・・+ｋ₀・ｅ(t)]/bestによって
演算する制御量演算装置と、車速がある一定値の範囲内
にあるかどうかを検知する車速一定検知装置と過去所定
時間のスロットルアクチュエータへの制御入力の分散値
を算出する制御入力分散値算出装置と制御入力を計算す
る制御周期を変更する制御周期変更装置を備え、前記車
速一定検知装置の出力と、かつ前記制御入力分散値算出
装置の出力と前記偏差ｅ（ｔ）に基づき、前記制御周期
変更装置により制御周期を変更する。さらに前記制御周
期変更装置において、制御周期の上限値と下限値を設定
しておき、この範囲内において、前記偏差ｅ（ｔ）の絶
対値が所定値より大きいときには制御周期を小さくし、
前記車速一定検知装置の出力により、車速が所定時間以
上ある一定値の範囲内にあり、かつ前記制御入力分散値
算出装置の出力により制御入力の分散値が所定値より大
きいときには制御周期を小さくする。

【０００６】(2)本発明は上記の課題を解決するため、
車両の実車速Ｖ(t)を検出する車速検出装置と、運転者
の意志により目標車速Ｖsetを設定する目標車速設定装
置と、定速走行装置の開始／解除を行う定速走行指令装
置と、車両のエンジンのスロットル開度を変化させるア
クチュエータと、アクチュエータ現在位置検知装置と、
前記車両の実車速Ｖ(t)と前記目標車速Ｖsetと前記アク
チュエータの現在位置から、前記アクチュエータに駆動
信号を出力するコントローラを具備し、前記コントロー
ラ内には車速の目標軌跡Ｖ_d(t)を出力する目標軌跡生成
装置と、Ｖ(s)／Ｕ(s)＝ｂ／(ｓⁿ+ａ_n-1・ｓ^n-1+・・・+
ａ₀）（ｓはラプラス演算子、ｎは自然数）によって表
現可能な一入力一出力のエンジンの制御対象に対し、そ
の制御入力ｕ(t)の演算課程において、ｅ(t)をｅ(t)＝
Ｖ_d(t)-Ｖ(t)によって定義される偏差、ｋ_i（>0, i=n-1
〜0）を偏差フィードバック係数、目標偏差特性をdⁿｅ
(t)/dtⁿ＝-ｋ_n-1・d^nー1ｅ(t)/dt^nー1・・・-ｋ₀・ｅ(t)、best
を制御入力特性とし、前記目標軌跡生成装置の出力と微
小時間L以前のアクチュエータへの制御入力ｕ(t-L)か
ら、適応制御の一種であるタイムディレイコントロール
によりアクチュエータへの制御入力ｕ(t)をｕ(t)＝ｕ(t
-L)+[-dⁿＶ(t-L)/dtⁿ+dⁿＶ_d(t)/dtⁿ+ｋ_n-1・d^n-1ｅ(t)/d
t^n-1+・・・+ｋ₀・ｅ(t)]/bestによって演算する制御量演算
装置と、車速がある一定値の範囲内にあるかどうかを検
知する車速一定検知装置と過去所定時間のスロットルア
クチュエータへの制御入力の分散値を算出する制御入力
分散値算出装置と制御入力を計算する前記制御入力特性
bestを変更する制御入力特性変更装置を備え、前記車速
一定検知装置の出力と、かつ前記制御入力分散値算出装
置の出力と前記偏差ｅ（ｔ）に基づき、前記制御入力特
性変更装置により前記制御入力特性bestを変更する。さ
らに、前記制御入力特性変更装置において、制御入力特
性bestの上限値と下限値を設定しておき、この範囲内に
おいて、前記偏差ｅ（ｔ）の絶対値が所定値より大きい
ときには制御入力特性bestを小さくし、前記車速一定検
知装置が出力により、車速が所定時間以上ある一定値の
範囲内にあり、かつ前記制御入力分散値算出装置の出力
により制御入力の分散値が所定値より大きいときには制
御入力特性bestを小さくする。

【０００７】(3)本発明は上記の課題を解決するため、
車両の実車速Ｖ(t)を検出する車速検出装置と、運転者
の意志により目標車速Ｖsetを設定する目標車速設定装
置と、定速走行装置の開始／解除を行う定速走行指令装
置と、車両のエンジンのスロットル開度を変化させるア
クチュエータと、アクチュエータ現在位置検知装置と、
前記車両の実車速Ｖ(t)と前記目標車速Ｖsetと前記アク
チュエータの現在位置から、前記アクチュエータに駆動
信号を出力するコントローラを具備し、前記車速検出装
置は、車速センサーの出力である車速パルスの周期を計
測して周期の逆数に所定値を掛けた値を車速として、過
去ｍ個の平均値を車速Ｖ(t)として計算し、前記コント
ローラ内には車速の目標軌跡Ｖ_d(t)を出力する目標軌跡
生成装置と、Ｖ(s)／Ｕ(s)＝ｂ／(ｓⁿ+ａ_n-1・ｓ^n-1+・・・
+ａ₀）（ｓはラプラス演算子、ｎは自然数）によって表
現可能な一入力一出力のエンジンの制御対象に対し、そ
の制御入力ｕ(t)の演算課程において、ｅ(t)をｅ(t)＝
Ｖ_d(t)-Ｖ(t)によって定義される偏差、ｋ_i（>0, i=n-1
〜0）を偏差フィードバック係数、目標偏差特性をdⁿｅ
(t)/dtⁿ＝-ｋ_n-1・d^nー1ｅ(t)/dt^nー1・・・-ｋ₀・ｅ(t)、best
を制御入力特性とし、前記目標軌跡生成装置の出力と微
小時間L以前のアクチュエータへの制御入力ｕ(t-L)か
ら、適応制御の一種であるタイムディレイコントロール
によりアクチュエータへの制御入力ｕ(t)をｕ(t)＝ｕ(t
-L)+[-dⁿＶ(t-L)/dtⁿ+dⁿＶ_d(t)/dtⁿ+ｋ_n-1・d^n-1ｅ(t)/d
t^n-1+・・・+ｋ₀・ｅ(t)]/bestによって演算する制御量演算
装置と、車速がある一定値の範囲内にあるかどうかを検
知する車速一定検知装置と過去所定時間のスロットルア
クチュエータへの制御入力の分散値を算出する制御入力
分散値算出装置と、前記車速計測装置の車速の計算過程
の平均個数ｍを変更する車速計測過程変更装置を備え、
前記車速一定検知装置の出力と、かつ前記制御入力分散
値算出装置の出力と前記偏差ｅ（ｔ）に基づき、前記車
速計測過程変更装置により前記平均個数ｍを変更する。
さらに、前記車速計測過程変更装置において、前記平均
個数ｍの上限値と下限値を設定しておき、この範囲内に
おいて、前記偏差ｅ（ｔ）の絶対値が所定値より大きい
ときには前記平均個数ｍを小さくし、前記車速一定検知
装置が出力により、車速が所定時間以上ある一定値の範
囲内にあり、かつ前記制御入力分散値算出装置の出力に
より制御入力の分散値が所定値より大きいときには前記
平均個数ｍを大きくする。

【０００８】

【作用】本発明の上記した構成による作用は、以下のよ
うになる。

【０００９】(1)実車速を目標車速に追従させるように
アクチュエータへの制御量を演算する際、Ｖ(s)／Ｕ(s)
＝ｂ／(ｓⁿ+ａ_n-1・ｓ^n-1+・・・+ａ₀）（ｓはラプラス演算
子、ｎは自然数）によって表現可能な一入力一出力のエ
ンジンの制御対象に対し、入力配分特性ｂの推定値であ
る制御入力特性ｂ_estと目標軌跡生成装置の出力と微小
時間L以前のアクチュエータへの制御入力ｕ(t-L)を用い
て、タイムディレイコントロールによりアクチュエータ
への制御入力ｕ(t)をｕ(t)＝ｕ(t-L)+[-dⁿＶ(t-L)/dtⁿ+
dⁿＶ_d(t)/dtⁿ+ｋ_n-1・d^n-1ｅ(t)/dt^n-1+・・・+ｋ₀・ｅ(t)]/
bestによって演算し、車速の制御を行う。さらに車速が
ある一定値の範囲内にあるかどうかを検知する車速一定
検知装置と、過去所定時間のスロットルアクチュエータ
への制御入力の分散値を算出する制御入力分散値算出装
置とを備え、制御周期を変更する制御周期変更装置にお
いて、制御周期の上限値と下限値を設定しておき、この
範囲内において、前記偏差ｅ（ｔ）の絶対値が所定値よ
り大きいときには制御周期を小さくし、前記車速一定検
知装置が出力により、車速が所定時間以上ある一定値の
範囲内にあり、かつ前記制御入力分散値算出装置の出力
により制御入力の分散値が所定値より大きいときには制
御周期を大きくする。その結果、車速偏差が所定値以上
の時は、速やかに車速を目標車速に収束し、車速が所定
時間以上ある一定値の範囲内にあり、かつ前記制御入力
分散値算出装置の出力により制御入力の分散値が所定値
より大きいときには制御周期を大きくすることにより、
車速パルスの周期の微変動によるスロットル開度の変動
を防ぎ、乗車フィーリングを向上させる。

【００１０】(2)、実車速を目標車速に追従させるよう
にアクチュエータへの制御量を演算する際、Ｖ(s)／Ｕ
(s)＝ｂ／(ｓⁿ+ａ_n-1・ｓ^n-1+・・・+ａ₀）（ｓはラプラス
演算子、ｎは自然数）によって表現可能な一入力一出力
のエンジンの制御対象に対し、入力配分特性ｂの推定値
である制御入力特性ｂ_estと目標軌跡生成装置の出力と
微小時間L以前のアクチュエータへの制御入力ｕ(t-L)を
用いて、タイムディレイコントロールによりアクチュエ
ータへの制御入力ｕ(t)をｕ(t)＝ｕ(t-L)+[-dⁿＶ(t-L)/
dtⁿ+dⁿＶ_d(t)/dtⁿ+ｋ_n-1・d^n-1ｅ(t)/dt^n-1+・・・+ｋ₀・ｅ
(t)]/bestによって演算し、車速の制御を行う。さらに
車速がある一定値の範囲内にあるかどうかを検知する車
速一定検知装置と、過去所定時間のスロットルアクチュ
エータへの制御入力の分散値を算出する制御入力分散値
算出装置とを備え、制御入力特性bestを変更する制御入
力特性変更装置制御において、制御入力特性の上限値と
下限値を設定しておき、この範囲内において、前記偏差
ｅ（ｔ）の絶対値が所定値より大きいときには制御入力
特性bestを小さくして、制御ゲインを大きくし、前記車
速一定検知装置が出力により、車速が所定時間以上ある
一定値の範囲内にあり、かつ前記制御入力分散値算出装
置の出力により制御入力の分散値が所定値より大きいと
きには制御入力特性bestを大きくし、制御ゲイン小さく
する。その結果、車速偏差が所定値以上の時は、速やか
に車速を目標車速に収束し、車速が所定時間以上ある一
定値の範囲内にあり、かつ前記制御入力分散値算出装置
の出力により制御入力の分散値が所定値より大きいとき
には制御入力特性bestを小さくすることにより、車速パ
ルスの周期の微変動によるスロットル開度の変動を抑
え、乗車フィーリングを向上させる。

【００１１】(3)、実車速を目標車速に追従させるよう
にアクチュエータへの制御量を演算する際、Ｖ(s)／Ｕ
(s)＝ｂ／(ｓⁿ+ａ_n-1・ｓ^n-1+・・・+ａ₀）（ｓはラプラス
演算子、ｎは自然数）によって表現可能な一入力一出力
のエンジンの制御対象に対し、入力配分特性ｂの推定値
である制御入力特性ｂ_estと目標軌跡生成装置の出力と
微小時間L以前のアクチュエータへの制御入力ｕ(t-L)を
用いて、タイムディレイコントロールによりアクチュエ
ータへの制御入力ｕ(t)をｕ(t)＝ｕ(t-L)+[-dⁿＶ(t-L)/
dtⁿ+dⁿＶ_d(t)/dtⁿ+ｋ_n-1・d^n-1ｅ(t)/dt^n-1+・・・+ｋ₀・ｅ
(t)]/bestによって演算し、車速の制御を行う。さらに
車速がある一定値の範囲内にあるかどうかを検知する車
速一定検知装置と、過去所定時間のスロットルアクチュ
エータへの制御入力の分散値を算出する制御入力分散値
算出装置とを備え、車速計測装置の車速の計算過程の平
均個数ｍを変更する車速計測過程変更装置において、平
均個数ｍの上限値と下限値を設定しておき、この範囲内
において、前記偏差ｅ（ｔ）の絶対値が所定値より大き
いときには前記平均個数ｍを小さくして車速検出の即応
性を上げ、前記車速一定検知装置が出力により、車速が
所定時間以上ある一定値の範囲内にあり、かつ前記制御
入力分散値算出装置の出力により制御入力の分散値が所
定値より大きいときには前記平均個数ｍを大きくして、
検出された車速の平滑の度合を増加させ、急激な変動を
抑える。その結果、車速偏差が所定値以上の時は、速や
かに車速を目標車速に収束し、車速が所定時間以上ある
一定値の範囲内にあり、かつ前記制御入力分散値算出装
置の出力により制御入力の分散値が所定値より大きいと
きには前記平均個数ｍを大きくすることにより、車速パ
ルスの周期の微変動によるスロットル開度の変動を抑
え、乗車フィーリングを向上させる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の詳細について実施例とともに
説明する。

【００１３】はじめに、車両用定速走行装置のシステム
構成及び制御系の構成に付いて述べる。図２は車両用定
速走行装置のシステム構成を概念的に示した構成図であ
る。車両の実車速を検出する車速検出装置１と運転者の
意志により目標車速を設定及び目的車速を増減速を入力
する目標車速設定装置２と、定速走行装置の開始／解除
を行う定速走行指令装置４と、車両のエンジンのスロッ
トル開度を変化させるアクチュエータ３と、前記車両の
実車速と前記目標車速とから、前記アクチュエータ３に
制御入力４１を出力するコントローラ９と、アクチュエ
ータ３の変位４６とアクセル開度４８の大きい方をスロ
ットル開度に伝達するスロットルメカ部５を備え、スロ
ットルメカ部５において定速走行しない時はアクセル開
度４８がスロットル開度４２として伝わる。

【００１４】定速走行開始信号４０を出力する定速走行
指令装置４より定速走行指令信号４０が入力されると、
コントローラ９は車速検出装置１により得られる実車速
信号４５と目標車速設定装置２により設定された目標車
速４７を検出し、目標車速４７と実車速４５が一致する
ようにアクチュエータ３に目標制御角度４１を出力し車
体７を通して車速が一定となる定速走行制御を実現す
る。

【００１５】図１は第一の実施例の制御ブロック図であ
る。制御対象であるプラント１３はアクチュエータ３と
スロットルメカ部５とエンジン６、車体７であり、制御
入力ｕ(ｔ)によりアクチュエータ３が動作し、スロット
ルメカ部５を介してスロットルバルブ開度を調節し、車
体７を通し実車速Ｖを出力する。目標軌跡生成装置１６
は目標車速４７を入力とし、希望する車速の過渡応答で
ある目標軌跡車速Ｖ_d(ｔ）を出力する。この目標軌跡車
速Ｖ_dと実車速Ｖとの偏差ｅが零となるようにアクチュ
エータ３へ制御入力ｕが算出される。その制御入力ｕは
微小時間前の前記アクチュエータの制御入力ｕとの差分
の形式で出力する。

【００１６】以上の操作により、実車速が、目標車速に
希望の応答特性で追従する速度制御を行なうことが出来
る。まず、実システムの同定によるモデルの構築につい
て説明する。本実施例においては、周波数応答法により
同定を行なう。制御対象はプラント１３（アクチュエー
タ３とスロットルメカ部５+エンジン６+車体７）とし、
この伝達関数をＧ(S)、アクチュエータへの制御入力を
Ｕ(S)、出力の車速をＶ(S)として表わす。Ｇ(S)を前記
周波数応答法により決定する。一般に伝達関数は次式で
表現できる。

【００１７】

【数１】

【００１８】実験車のエンジン制御対象の同定実験の結
果、実験車のエンジン制御対象が以下の（数２）で示す
１次遅れ系によって近似できることが明らかになったの
で、１次遅れ系の制御対象（ｎ＝１）についての第一の
実施例を説明する。

【００１９】

【数２】

【００２０】ｂの推定値を制御入力特性bestとして、タ
イムディレイコントロールにより制御入力ｕ(t)は制御
周期、つまりｕ(t)を計算する周期をLとして（数３）で
与える。

【００２１】

【数３】

【００２２】（数３）の演算は図１のコントローラ内に
示している。図１に示すブロック図において、車速検出
装置１の出力である車速Ｖは車速センサーの出力である
車速パルスの制御周期Ｌを計測し、前記制御周期Ｌの所
定個数の平均値の逆数に所定値を乗じることにより算出
している。実験によると実際の車速が一定であっても、
車速パルスの周期が一定ではなく、揺らぎがあり、計測
した車速３４が変動する。そのため（数３）中の車速Ｖ
の微分値は大きく変動し、結果としてスロットル開度も
変動してしまう。特に制御周期Ｌが短い程この傾向が強
く現れる。逆に制御周期Ｌが長すぎると、車速の追従精
度が低下してしまう。そこで、制御周期変更装置２３を
用いて、状況に応じて制御周期Ｌを最適に変化させる。
制御周期変更装置２３で行う処理について説明する。車
速一定検知装置２１は車速が所定の時間ある範囲内にあ
ることを判別する装置であり、制御入力分散値算出装置
２２は過去の所定の時間の制御入力ｕ（ｔ）の分散値を
算出する。制御周期変更装置２３で行う処理アルゴリズ
ムを図３に示す。まず、ステップ３１で車速偏差ｅ
（ｔ）の絶対値が所定値以上の時はステップ３７、３
８、３９で制御周期Ｌを上限、下限の範囲内で小さく
し、車速の追随性を向上させる。車速一定検知装置２１
により車速が一定時間以上ある範囲内にあることを検知
し（ステップ３２）、かつ、制御入力分散値算出装置２
２により過去の所定の時間の制御入力ｕ（ｔ）の分散値
が所定値以上の時には（ステップ３３）制御周期Ｌを上
限、下限の範囲内で大きくして（ステップ３４、３５、
３６）、車速パルスの周期の揺らぎによるスロットル開
度の変動を低減する。制御周期Ｌを増減させる一方法と
して、増加させるときには１より大きい値を乗じ、減少
させるときには１より小さい値を乗じる方法などが考え
られる。

【００２３】以上のように本実施例によれば、制御周期
変更装置２３により、車速Ｖを測定する周期Ｌを制御し
て、実車速が一定速度の時は、一定の車速Ｖを出力でき
るので一定にし定速走行時における不安定な変動をなく
すことが出来る。

【００２４】つぎに第二の実施例について述べる。図４
は第二の実施例の制御ブロック図である。制御入力ｕ
(ｔ)の算出及び、車速の制御方法は基本的には第一の実
施例と同じであるので異なる点を中心に述べる。図４に
示すブロック図において、第一の実施例と同様に実際の
車速が一定であっても、車速パルスの周期が一定ではな
く、揺らぎがあり、計測した車速３４が変動する。その
ため（数３）にある車速の微分値は大きく変動し、スロ
ットル開度は変動する。特に制御入力特性bestが小さい
（制御ゲインが大きい）程この傾向が強く現れる。逆に
制御入力特性bestが大きい（制御ゲインが小さい）と、
車速の追従精度が低下してしまう。そこで、制御周期変
更装置２３を用いて、状況に応じて制御入力特性bestを
最適に変化させる。制御入力特性変更装置４３で行う処
理について説明する。車速一定検知装置２１は車速が所
定の時間ある範囲内にあることを判別する装置であり、
制御入力分散値算出装置２２は過去の所定の時間の制御
入力ｕ（ｔ）の分散値を算出する。制御周期変更装置４
３で行う処理アルゴリズムを図５に示す。まず、ステッ
プ５１で車速偏差ｅ（ｔ）の絶対値が所定値以上の時は
ステップ５７、５８、５９で制御入力特性bestを上限、
下限の範囲内で小さくし（制御ゲインを上げ）、車速の
追随性を向上させる。車速一定検知装置２１により車速
が一定時間以上ある範囲内にあることを検知し（ステッ
プ５２）、かつ、制御入力分散値算出装置２２により過
去の所定の時間の制御入力ｕ（ｔ）の分散値が所定値以
上の時には（ステップ５３）制御入力特性bestを上限、
下限の範囲内で大きくして（制御ゲインを下げ）（ステ
ップ５４、５５、５６）、車速パルスの周期の揺らぎに
よるスロットル開度の変動を低減する。

【００２５】以上のように本実施例によれば、第１の実
施例で周期Ｌを制御を行ったのに変えて、制御入力特性
bestを制御することにより、低速走行時の不安定なふる
まいをなくすことが出来る。

【００２６】つぎに第三の実施例について述べる。図６
は第三の実施例の制御ブロック図である。制御入力ｕ
(ｔ)の算出及び、車速の制御方法は基本的には第一の実
施例と同じであるので異なる点を中心に述べる。図６に
示すブロック図において、車速検出装置１の出力である
車速Ｖは車速センサーの出力である車速パルスの制御周
期を計測し、前記制御周期のｍ個の平均値の逆数に所定
値を乗じることにより算出している。実験によると実際
の車速が一定であっても、車速パルスの周期が一定では
なく、揺らぎがあり、計測した車速３４が変動する。そ
のため（数３）にある車速の微分値は大きく変動し、ス
ロットル開度は変動する。特に前記車速検出回路１での
平均個数ｍが小さい程この傾向が強く現れる。逆に前記
平均個数ｍが大きい程、検出した車速の変動は小さくな
るが、車速の即応性が低下し、その結果車速の追従精度
が低下してしまう。そこで、平均個数変更装置６３を用
いて、状況に応じて平均個数ｍを最適に変化させる。平
均個数変更装置６３で行う処理について説明する。車速
一定検知装置２１は車速が所定の時間ある範囲内にある
ことを判別する装置であり、制御入力分散値算出装置２
２は過去の所定の時間の制御入力ｕ（ｔ）の分散値を算
出する。平均個数変更装置６３で行う処理アルゴリズム
を図７に示す。まず、ステップ７１で車速偏差ｅ（ｔ）
の絶対値が所定値以上の時はステップ７７、７８、７９
で平均個数ｍを上限、下限の範囲内で小さくし、車速検
出の追随性を向上させ、車速の制御性を向上させる。車
速一定検知装置２１により車速が一定時間以上ある範囲
内にあることを検知し（ステップ７２）、かつ、制御入
力分散値算出装置２２により過去の所定の時間の制御入
力ｕ（ｔ）の分散値が所定値以上の時には（ステップ７
３）平均個数ｍを上限、下限の範囲内で大きくして（ス
テップ７４、７５、７６）、検出車速の変動を低減し車
速制御中のスロットル開度の変動を低減する。

【００２７】以上のように本実施例によれば、実際に一
定速度で奏功している際の車速Ｖの出力を、車速を検出
する際における平均を取る個数を制御することにより、
一定の出力が取れるようにするので、定速走行時におけ
るスロットルの不安定な振る舞いをなくすことが出来
る。

【００２８】

【発明の効果】このように本発明によれば、第一の発明
により、車速偏差ｅ（ｔ）の絶対値が所定値以上の時は
制御周期Ｌを上限、下限の範囲内で小さくし、車速の追
随性を向上させる。また車速一定検知装置により車速が
一定時間以上ある範囲内にあることを検知し、かつ、制
御入力分散値算出装置により過去の所定の時間の制御入
力ｕ（ｔ）の分散値が所定値以上の時には制御周期Ｌを
上限、下限の範囲内で大きくすることにより、車速パル
スの周期の揺らぎによるスロットル開度の必要以上の変
動を防ぐことができ、定速走行中の車速とスロットル開
度の安定性を向上させ、乗車フィーリングが制御周期固
定の時に比較して向上するという効果がある。

【００２９】第二の発明では、車速偏差ｅ（ｔ）の絶対
値が所定値以上の時は制御入力特性bestを上限、下限の
範囲内で小さくし（制御ゲインを上げ）、車速の追随性
を向上させる。また車速一定検知装置により車速が一定
時間以上ある範囲内にあることを検知し、かつ、制御入
力分散値算出装置により過去の所定の時間の制御入力ｕ
（ｔ）の分散値が所定値以上の時には制御入力特性best
を上限、下限の範囲内で大きくして（制御ゲインを下
げ）車速パルスの周期の揺らぎによるスロットル開度の
必要以上の変動を防ぐことができ、定速走行中の車速と
スロットル開度の安定性を向上させ、乗車フィーリング
が制御入力特性best固定の時に比較して向上するという
効果がある。

【００３０】第三の発明では、車速偏差ｅ（ｔ）の絶対
値が所定値以上の時は、平均個数ｍを上限、下限の範囲
内で小さくし、車速検出の追随性を向上させ、車速の制
御性を向上させる。また車速一定検知装置により車速が
一定時間以上ある範囲内にあることを検知し、かつ、制
御入力分散値算出装置により過去の所定の時間の制御入
力ｕ（ｔ）の分散値が所定値以上の時には平均個数ｍを
上限、下限の範囲内で大きくして、検出車速の変動を低
減し車速制御中のスロットル開度の必要以上の変動を防
ぐことができ、定速走行中の車速とスロットル開度の安
定性を向上させ、乗車フィーリングが制御入力特性best
固定の時に比較して向上するという効果がある。

【００３１】なお、第一の発明から第三の発明に関して
は、各々独立な形でその効果をしめしたが、それぞれを
組み合わせた形でも用いることができる。また車速一定
検知装置や制御入力分散値算出装置等コントローラ内で
の機能の処理はソフトウエアでも実現することができ
る。また制御プラントは１次系に限定されるものではな
く２次遅れ系以上の制御プラントに対しても適応可能で
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施例の定速走行装置の制御ブ
ロック図

【図２】本発明の車両用定速走行装置のシステム構成を
概念的に示した構成図

【図３】本発明の第一の実施例の制御周期変更処理アル
ゴリズム

【図４】本発明の第二の実施例の定速走行装置の制御ブ
ロック図

【図５】本発明の第二の実施例の制御入力特性変更処理
アルゴリズム

【図６】本発明の第三の実施例の定速走行装置の制御ブ
ロック図

【図７】本発明の第三の実施例の車速計算の平均個数変
更処理アルゴリズム

【符号の説明】 １ 車速検出装置 ２ 目標車速設定装置 ３ アクチュエータ ４ 定速走行指令装置 ５ スロットルメカ部 ６ エンジン ７ 車体 ９ コントローラ １３ 制御プラント

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車両の実車速Ｖ(t)を検出する車速検出装
   置と、運転者の意志により目標車速Ｖsetを設定する目
   標車速設定装置と、定速走行装置の開始／解除を行う定
   速走行指令装置と、車両のエンジンのスロットル開度を
   変化させるアクチュエータと、アクチュエータ現在位置
   検知装置と、前記車両の実車速Ｖ(t)と前記目標車速Ｖs
   etと前記アクチュエータの現在位置から、前記アクチュ
   エータに駆動信号を出力するコントローラを具備し、前
   記コントローラ内には車速の目標軌跡Ｖ_d(t)を出力する
   目標軌跡生成装置と、Ｖ(s)／Ｕ(s)＝ｂ／(ｓⁿ+ａ_n-1・
   ｓ^n-1+・・・+ａ₀）（ｓはラプラス演算子、ｎは自然数）
   によって表現可能な一入力一出力のエンジンの制御対象
   に対し、その制御入力ｕ(t)の演算課程において、ｅ(t)
   をｅ(t)＝Ｖ_d(t)-Ｖ(t)によって定義される偏差、ｋ
   _i（>0, i=n-1〜0）を偏差フィードバック係数、目標偏
   差特性をdⁿｅ(t)/dtⁿ＝-ｋ_n-1・d^nー1ｅ(t)/dt ^nー1・・・-ｋ₀
   ・ｅ(t)、bestを制御入力特性とし、前記目標軌跡生成装
   置の出力と微小時間L以前のアクチュエータへの制御入
   力ｕ(t-L)から、適応制御の一種であるタイムディレイ
   コントロールによりアクチュエータへの制御入力ｕ(t)
   をｕ(t)＝ｕ(t-L)+[-dⁿＶ(t-L)/dtⁿ+dⁿＶ_d(t)/dtⁿ+ｋ
   _n-1・d^n-1ｅ(t)/dt^n-1+・・・+ｋ₀・ｅ(t)]/bestによって演
   算する制御量演算装置と、車速がある一定値の範囲内に
   あるかどうかを検知する車速一定検知装置と過去所定時
   間のスロットルアクチュエータへの制御入力の分散値を
   算出する制御入力分散値算出装置と制御入力を計算する
   制御周期を変更する制御周期変更装置を備え、前記車速
   一定検知装置の出力と、かつ前記制御入力分散値算出装
   置の出力と前記偏差ｅ（ｔ）に基づき、前記制御周期変
   更装置により制御周期を変更することを特徴とする車両
   用定速走行装置。
2. 【請求項２】請求項１に記載の制御周期変更装置におい
   て、制御周期の上限値と下限値を設定しておき、この範
   囲内において、前記偏差ｅ（ｔ）の絶対値が所定値より
   大きいときには制御周期を小さくし、前記車速一定検知
   装置が出力により、車速が所定時間以上ある一定値の範
   囲内にあり、かつ前記制御入力分散値算出装置の出力に
   より制御入力の分散値が所定値より大きいときには制御
   周期を小さくすることを特徴とする車両用定速走行装
   置。
3. 【請求項３】車両の実車速Ｖ(t)を検出する車速検出装
   置と、運転者の意志により目標車速Ｖsetを設定する目
   標車速設定装置と、定速走行装置の開始／解除を行う定
   速走行指令装置と、車両のエンジンのスロットル開度を
   変化させるアクチュエータと、アクチュエータ現在位置
   検知装置と、前記車両の実車速Ｖ(t)と前記目標車速Ｖs
   etと前記アクチュエータの現在位置から、前記アクチュ
   エータに駆動信号を出力するコントローラを具備し、前
   記コントローラ内には車速の目標軌跡Ｖ_d(t)を出力する
   目標軌跡生成装置と、Ｖ(s)／Ｕ(s)＝ｂ／(ｓⁿ+ａ_n-1・
   ｓ^n-1+・・・+ａ₀）（ｓはラプラス演算子、ｎは自然数）
   によって表現可能な一入力一出力のエンジンの制御対象
   に対し、その制御入力ｕ(t)の演算課程において、ｅ(t)
   をｅ(t)＝Ｖ_d(t)-Ｖ(t)によって定義される偏差、ｋ
   _i（>0, i=n-1〜0）を偏差フィードバック係数、目標偏
   差特性をdⁿｅ(t)/dtⁿ＝-ｋ_n-1・d^nー1ｅ(t)/dt ^nー1・・・-ｋ₀
   ・ｅ(t)、bestを制御入力特性とし、前記目標軌跡生成装
   置の出力と微小時間L以前のアクチュエータへの制御入
   力ｕ(t-L)から、適応制御の一種であるタイムディレイ
   コントロールによりアクチュエータへの制御入力ｕ(t)
   をｕ(t)＝ｕ(t-L)+[-dⁿＶ(t-L)/dtⁿ+dⁿＶ_d(t)/dtⁿ+ｋ
   _n-1・d^n-1ｅ(t)/dt^n-1+・・・+ｋ₀・ｅ(t)]/bestによって演
   算する制御量演算装置と、車速がある一定値の範囲内に
   あるかどうかを検知する車速一定検知装置と過去所定時
   間のスロットルアクチュエータへの制御入力の分散値を
   算出する制御入力分散値算出装置と制御入力を計算する
   前記制御入力特性bestを変更する制御入力特性変更装置
   を備え、前記車速一定検知装置の出力と、かつ前記制御
   入力分散値算出装置の出力と前記偏差ｅ（ｔ）に基づ
   き、前記制御入力特性変更装置により前記制御入力特性
   bestを変更することを特徴とする車両用定速走行装置。
4. 【請求項４】制御入力特性変更装置において、制御入力
   特性bestの上限値と下限値を設定しておき、この範囲内
   において、前記偏差ｅ（ｔ）の絶対値が所定値より大き
   いときには制御入力特性bestを小さくし、前記車速一定
   検知装置が出力により、車速が所定時間以上ある一定値
   の範囲内にあり、かつ前記制御入力分散値算出装置の出
   力により制御入力の分散値が所定値より大きいときには
   制御入力特性bestを小さくすることを特徴とする請求項
   ３記載の車両用定速走行装置。
5. 【請求項５】車両の実車速Ｖ(t)を検出する車速検出装
   置と、運転者の意志により目標車速Ｖsetを設定する目
   標車速設定装置と、定速走行装置の開始／解除を行う定
   速走行指令装置と、車両のエンジンのスロットル開度を
   変化させるアクチュエータと、アクチュエータ現在位置
   検知装置と、前記車両の実車速Ｖ(t)と前記目標車速Ｖs
   etと前記アクチュエータの現在位置から、前記アクチュ
   エータに駆動信号を出力するコントローラを具備し、前
   記車速検出装置は、車速センサーの出力である車速パル
   スの周期を計測して周期の逆数に所定値を掛けた値を車
   速として、過去ｍ個の平均値を車速Ｖ(t)として計算
   し、前記コントローラ内には車速の目標軌跡Ｖ_d(t)を出
   力する目標軌跡生成装置と、Ｖ(s)／Ｕ(s)＝ｂ／(ｓⁿ+
   ａ_n-1・ｓ^n-1+・・・+ａ₀）（ｓはラプラス演算子、ｎは自
   然数）によって表現可能な一入力一出力のエンジンの制
   御対象に対し、その制御入力ｕ(t)の演算課程におい
   て、ｅ(t)をｅ(t)＝Ｖ_d(t)-Ｖ(t)によって定義される偏
   差、ｋ_i（>0, i=n-1〜0）を偏差フィードバック係数、
   目標偏差特性をdⁿｅ(t)/dtⁿ＝-ｋ_n-1・d^{nー 1}ｅ(t)/dt^nー1・
   ・・-ｋ₀・ｅ(t)、bestを制御入力特性とし、前記目標軌跡
   生成装置の出力と微小時間L以前のアクチュエータへの
   制御入力ｕ(t-L)から、適応制御の一種であるタイムデ
   ィレイコントロールによりアクチュエータへの制御入力
   ｕ(t)をｕ(t)＝ｕ(t-L)+[-dⁿＶ(t-L)/dtⁿ+dⁿＶ_d(t)/dtⁿ
   +ｋ_n-1・d^n-1ｅ(t)/dt^n-1+・・・+ｋ₀・ｅ(t)]/bestによって
   演算する制御量演算装置と、車速がある一定値の範囲内
   にあるかどうかを検知する車速一定検知装置と過去所定
   時間のスロットルアクチュエータへの制御入力の分散値
   を算出する制御入力分散値算出装置と、前記車速計測装
   置の車速の計算過程の平均個数ｍを変更する車速計測過
   程変更装置を備え、前記車速一定検知装置の出力と、か
   つ前記制御入力分散値算出装置の出力と前記偏差ｅ
   （ｔ）に基づき、前記車速計測過程変更装置により前記
   平均個数ｍを変更することを特徴とする車両用定速走行
   装置。
6. 【請求項６】前記車速計測過程変更装置において、前記
   平均個数ｍの上限値と下限値を設定しておき、この範囲
   内において、前記偏差ｅ（ｔ）の絶対値が所定値より大
   きいときには前記平均個数ｍを小さくし、前記車速一定
   検知装置が出力により、車速が所定時間以上ある一定値
   の範囲内にあり、かつ前記制御入力分散値算出装置の出
   力により制御入力の分散値が所定値より大きいときには
   前記平均個数ｍを大きくすることを特徴とする請求項５
   記載の車両用定速走行装置。