JPH1159223A - 車速制御装置 - Google Patents
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- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W2552/00—Input parameters relating to infrastructure
- B60W2552/15—Road slope, i.e. the inclination of a road segment in the longitudinal direction
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- Controls For Constant Speed Travelling (AREA)
- Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Control Of Fluid Gearings (AREA)
Abstract
車速偏差を抑制するとともに通常の負荷状態に戻った時
に目標車速へ速やかに収束させる。 【解決手段】実車速を車速指令値に一致させるための駆
動力指令値を演算し、駆動力指令値と実車速とを入力し
て走行抵抗を含む外乱を推定する。この時、エンジント
ルクが飽和状態で且つ無段変速機が許容最大変速比の状
態にあると判定されると、外乱推定手段へ入力される駆
動力指令値をリミットする。そして、外乱推定値により
駆動力指令値を補正してエンジンの出力トルクおよび無
段変速機の変速比を制御する。
Description
制御する車速制御装置に関する。
て駆動力指令値と実車速とにより走行抵抗などの外乱を
推定する外乱推定器を備え、外乱推定値により駆動力指
令値を補正する車速制御装置が知られている(例えば、
特開平8−207619号公報参照)。この種の車速制
御装置では、外乱推定器へ入力される駆動力指令値を、
エンジントルクの上下限値と変速比とにより定まる駆動
力の上下限値でリミットしている。これは、線形モデル
を用いた外乱推定器をそのまま用いると、登坂時や急加
速時に駆動力が飽和した場合に誤差がコントローラー内
に蓄積され、駆動力の飽和状態が解消されて通常の負荷
状態に戻った時に車速収束性が悪化するためである。
乱推定器への駆動力指令値をリミットした場合とリミッ
トしない場合の車速収束特性の違いを説明する。図10
(a)は定速制御モード時に勾配が急な登りになって正
の駆動力が飽和した場合の車速の変化を示し、(b)は
定速制御モード時に勾配が急な下りになって負の駆動力
が飽和した場合の車速の変化を示す。また、図11
(a)は加速制御モード時に正の駆動力が飽和した場合
の車速の変化を示し、(b)は減速制御モード時に負の
駆動力が飽和した場合の車速の変化を示す。これらの図
において、破線が駆動力指令値をリミットしない場合の
特性を示し、実線が駆動力指令値をリミットした場合の
特性を示す。これらの図から明らかなように、駆動力飽
和時に外乱推定器への駆動力指令値をリミットしない
と、駆動力の飽和状態が解消されて通常の負荷状態に戻
った時に大きな車速オーバーシュートが発生し、目標車
速への収束特性が悪くなる。
有段変速機を備えた車両を対象にしたものであり、無段
変速機付き車両に適用すると次のような問題が生じる。
すなわち、駆動力指令値に応じてエンジントルクと無段
変速機の変速比とを制御する場合に、エンジントルクの
飽和タイミングだけで外乱推定器への駆動力指令値をリ
ミットすると、シフトダウンによって得られるはずの最
大駆動力が得られなくなり、図10、図11に実線で示
すように車速偏差が大きくなってしまうという問題があ
る。
して、駆動力飽和時の車速偏差を抑制するとともに通常
の負荷状態に戻った時に目標車速へ速やかに収束させる
ようにした車速制御装置を提供することにある。
させるための駆動力指令値を演算する駆動力演算手段
と、車両の制御系モデルを有し、駆動力指令値と実車速
とを入力して走行抵抗を含む外乱を推定する外乱推定手
段と、外乱推定値により駆動力指令値を補正する駆動力
補正手段と、駆動力指令値にしたがってエンジンの出力
トルクおよび無段変速機の変速比を制御する制御手段と
を備えた車速制御装置であって、エンジントルクの飽和
状態を判定するトルク飽和状態判定手段と、無段変速機
が車速に応じた許容最大変速比に達している状態を判定
する最大変速比状態判定手段と、エンジントルクが飽和
状態で且つ無段変速機が許容最大変速比の状態にあると
判定されると、外乱推定手段へ入力される駆動力指令値
をリミットするリミット手段とを備える。 (2) 請求項2の車速制御装置は、トルク飽和状態検
出手段によって、少なくともスロットル開度、エンジン
回転速度および燃焼モードに基づいてトルク飽和状態を
判定するようにしたものである。 (3) 請求項3の車速制御装置は、最大変速比状態判
定手段によって、少なくとも変速比、車速およびエンジ
ン回転速度に基づいて最大変速比状態を判定するように
したものである。
状態で且つ無段変速機が許容最大変速比の状態にあると
判定されると、外乱推定手段へ入力される駆動力指令値
をリミットするようにしたので、登坂時や急加減速時な
どの駆動力飽和時に誤った外乱推定を行うことがない。
つまり、コントローラー内部に推定誤差が蓄積されな
い。したがって、駆動力の飽和状態が解消した時にコン
トローラー内部に蓄積誤差がないので、外乱推定器が速
やかに作用して車速が設定車速に速やかに収束する。ま
た、エンジントルクが飽和状態に達し、且つ許容最大変
速比に達するまで、駆動指令値をリミットしないので、
最大駆動力を確実に得ることができ、駆動力飽和時の車
速偏差を最小に抑制することができる。
す。セットスイッチ1は、現在の車速を車速指令値に設
定して車速制御を開始するためのスイッチである。アク
セラレートスイッチ2は設定車速を増加するためのスイ
ッチ、コーストスイッチ3は設定車速を低減するための
スイッチである。キャンセルスイッチ4は定速走行制御
を解除するためのスイッチ、ブレーキスイッチ5はフッ
トブレーキが操作された時に作動するスイッチである。
このブレーキスイッチ5が作動したら、キャンセルスイ
ッチ4が操作された場合と同様に定速走行制御を解除す
る。
に応じた周期のパルス列信号を出力し、車速センサー7
は車速に応じた周期のパルス列信号を出力する。また、
アクセルセンサー8はアクセルペダルの踏み込み量を検
出する。
チュエータによる吸入空気量制御と、インジェクターに
よる燃料噴射制御と、点火プラグによる点火時期制御と
により、エンジントルクが指令値に一致するように制御
される。この希薄燃焼型エンジン9では、理想空燃比
(ストイキ)状態と希薄燃焼用空燃比状態の切り換えが
行なわれるととに、低回転用カムと高回転用カムの切り
換えにより吸排気バルブの開閉タイミングが不連続的に
切り換えられる。さらにまた、フューエルカット/リカ
バーの切り換えが行なわれる。これらの切り換えによっ
てエンジン9の運転状態は不連続的に切り換えられる。
・プーリーとセカンダリー・プーリーの半径を油圧制御
で変えることによって、変速比が指令値に一致するよう
に制御される。また、ベルト式無段変速機11は発進用
のロックアップクラッチ付きトルクコンバーター10を
備えている。
ルクコントローラー13および変速比コントローラー1
4はそれぞれ、マイクロコンピュータとその周辺部品や
各種アクチュエータの駆動回路などを備え、互いに通信
回路を介して通信を行なう。車速制御コントローラー1
2は、車速指令値の設定と変更、トルク指令値と変速比
の演算などを行なう。トルクコントローラー13は、エ
ンジン9のエンジントルク指令値に基づくスロットル開
度制御と、空燃比、吸排気バルブ開閉タイミング、フュ
ーエルカット/リカバーなどのエンジン運転状態の切り
換え制御を行なう。さらに、変速比コントローラー14
は変速比指令値に基づいて無段変速機11の変速比を制
御する。
ャートである。このフローチャートにより、一実施の形
態の動作を説明する。車速制御コントローラー10は、
10msごとにこの車速制御プログラムを実行する。ス
テップ1において、車速センサー7のパルス幅(n周期
分)の逆数から実車速Vspを演算する。続くステップ2
で、キャンセルスイッチ4またはブレーキスイッチ5が
オン状態にあるか、すなわち定速走行制御が解除された
かどうかを確認する。定速走行制御が解除されたらステ
ップ6へ進み、各種制御フラグやパラメーター変数の初
期化を行なって車速制御を終了する。
テップ3へ進み、セットスイッチ1が操作されたかどう
かを確認する。セットスイッチ1が操作されたら定速走
行制御を開始するためにステップ4へ進み、現在の実車
速Vspを車速指令値Vsprに設定して記憶する。さらに
ステップ5で、定速走行制御中を示すフラグ(ASCD
作動フラグ)をセットしていったん車速制御を終了す
る。
はステップ7へ進み、定速走行制御中フラグにより定速
走行制御中かどうかを確認する。定速走行制御中でなけ
ればステップ6へ進み、各種制御フラグやパラメーター
変数の初期化を行なって車速制御を終了する。定速走行
制御中の場合はステップ8へ進み、アクセラレートスイ
ッチ2が操作されていれば加速制御モードと判断し、車
速指令値Vsprに所定値ΔVを加算する。また、アクセ
ラレートスイッチ2がオフされた時には、その時の実車
速Vspを車速指令値Vsprとして記憶する。続くステッ
プ9では、コーストスイッチ3が操作されていれば減速
制御モードと判断し、車速指令値VsprからΔVを減算
する。また、コーストスイッチ3がオフされた時には、
その時の実車速Vspを車速指令値Vsprとして記憶す
る。
ントローラ13から入力したエンジントルク飽和フラグ
を確認する。このエンジントルクの飽和状態はスロット
ル開度、エンジン回転速度、燃焼モード、冷却水温度、
燃料カット状況などに基づいてエンジントルクコントロ
ーラー13により判断され、飽和状態であればフラグが
セットされる。次に、ステップ11で変速比コントロー
ラー14から入力したシフトダウン飽和フラグを確認す
る。シフトダウン飽和状態とは、無段変速機が車速に応
じた許容最大変速比に達している状態であり、変速比、
車速、エンジン回転速度などに基づいて変速比コントロ
ーラーにより判断され、飽和状態であればフラグがセッ
トされる。ステップ12では、車速指令値Vsprに実車
速Vspを一致させるための最終駆動力指令値y1を演算
する。
る。この演算は、図3に示すように、線形制御手法であ
るモデルマッチング手法と近似ゼロイング手法による車
速フィードバック補償器を用いて行なう。車速フィード
バック補償器に組み込まれた制御対象の車両モデルは、
駆動力指令値を操作量とし、車速を制御量としてモデル
化することによって、相対的に応答性の速いエンジンや
トルクコンバータの過渡特性、およびトルクコンバータ
の非線形定常特性を省略することができる。そして、例
えば図4に示すような、予め計測されたエンジン非線形
定常特性マップを用いて駆動力指令値に実駆動力が一致
するようなスロットル開度指令値を算出し、スロットル
開度をサーボコントロールすることにより、エンジン非
線形定常特性を線形化することができる。したがって、
駆動力指令値を入力とし、車速を出力とする車両モデル
は積分特性となり、補償器ではこの車両モデルの伝達特
性をパルス伝達関数P(z-1)とおくことができる。
-1を乗ずると1サンプル周期前の値となる。また、C1
(z-1)、C2(z-1)は近似ゼロイング手法による外
乱推定器であり、外乱やモデル化誤差による影響を抑制
する。さらに、C3(z-1)はモデルマッチング手法に
よる補償器であり、図5に示すように、車速指令値Vsp
rを入力とし実車速Vspを出力とした場合の制御対象の
応答特性を、予め定めた一次遅れとむだ時間要素を持つ
規範モデルH(z-1)の特性に一致させる。
遅れであるむだ時間を考慮する必要がある。駆動力指令
値を入力とし実車速を出力とする制御対象のパルス伝達
関数P(z-1)は、次式に示す積分要素P1(z-1)と
むだ時間要素P2(z-1)(=z-n)の積で表わすこと
ができる。
ec)、Mは平均車重である。
わされる。
フィルタである。
として次式で表わされる。
/{T・(1−γ・z-1)} なお、補償器C2は、車両モデルの逆系にローパスフィ
ルタをかけたものであり、実車速Vspから逆算される外
乱(走行抵抗)の影響を受けた駆動力、すなわち駆動力
から走行抵抗を差し引いた駆動力を逆算することができ
る。
範モデルH(z-1)を時定数Taの1次ローパスフィル
タとすると、補償器C3は次のような定数となる。
(z-1)に相当する部分の演算を行ない、実車速Vspか
ら車速指令値Vsprまで加速するための駆動力指令値y
4を求める。データy(k−1)は1サンプル周期前の
データy(k)を表わすものとすると、
スト補償器C2(z-1)に相当する部分の演算を行な
い、実車速Vspに基づいて外乱(走行抵抗など)の影響
を受けた駆動力y3を逆算する。
・M・{Vsp(k)−Vsp(k−1)}/T
補正して最終駆動力指令値y1(k)を求める。
ル周期前の値であり、駆動力y2(補償器C1の出力)
の演算は上述した積分要素P1(z-1)の演算に相当
し、その2サンプル周期前の値を用いることはむだ時間
要素P2(z-1)の演算に相当する。y3(k)は実車
速Vspから求めた走行抵抗の影響を受けた駆動力であ
り、駆動力y2(k−2)は補償器内で求めた走行抵抗
の影響を受けない駆動力であるから、両者の差が走行抵
抗推定値(外乱推定値)Frとなる。このように、近似
ゼロイング手法で構成された外乱推定器は、制御対象モ
デルの出力と実際の制御対象の出力との差に基づいて走
行抵抗などの外乱を正確に推定することができる。
内に制限する。通常は、最終駆動力指令値y1(k)を
外乱推定器の入力であるy5(k)として記憶するが、
エンジントルク飽和フラグおよびシフトダウン飽和フラ
グがともにセットされている場合には、下記のリミット
処理を最終駆動力指令値y1(k)に施してy5(k)
を求める。
ての補償器C1(z-1)に相当する部分の演算を行う。
・y5(k−1) 最後に、最終駆動力指令値y1(k)から駆動トルク指
令値Torを求める。
符号を判定し、正であればステップ14へ進み、負であ
ればステップ15へ進む。ステップ14では、正の駆動
トルク指令値Torと最適燃費とを両立するエンジン動作
点を求める。まず、次式により出力指令値Lを算出す
る。
適燃費運転線を表すエンジン特性マップを用いて、出力
指令値L(正値)を実現しつつ燃料消費が最低となる運
転点、すなわち等出力線と等燃費線との接点を連ねた最
適燃費運転線上にある点を検索する。実際には、出力値
(正値)に対応した目標とするエンジン運転点、すなわ
ち等出力線と最適燃費運転線との交点で決まるエンジン
回転速度指令値Nerを予めマップに記憶しておき、出力
指令値L(正値)で表引き演算する。
Torを、スロットル全閉且つ燃料カット状態で実現する
エンジン動作点を求める。まず、次式により出力指令値
Lを演算する。
つスロットル全閉時のエンジントルク線を表すエンジン
特性マップを用いて、出力指令値L(負値)を、燃料カ
ット且つスロットル全閉状態で実現するエンジン動作点
を求める。実際には、出力値(負値)に対応した目標と
するエンジン運転点、すなわち等出力線と燃料カット且
つスロットル全閉時のエンジントルク線との交点で決ま
るエンジン回転速度指令値Nerを予めマップに記憶して
おき、出力指令値L(負値)で表引き演算する。
tとエンジントルク指令値Terを求める。
13へエンジントルク指令値Terと燃料カット禁止フラ
グを出力し、変速機コントローラー14へ変速比指令値
Gcvtを出力する。
御結果を説明する。図8(a)は定速制御モード時に勾
配が急な登りになって正の駆動力が飽和した場合の車速
の変化を示し、(b)は定速制御モード時に勾配が急な
下りになって負の駆動力が飽和した場合の車速の変化を
示す。これらの図において、破線が従来の車速制御装置
による制御結果を示し、実線がこの実施の形態による制
御結果を示す。定速制御モードで走行中に道路勾配が急
な登りになった場合には、外乱推定値が上昇して駆動力
指令値が増加する。車両の駆動力を駆動力指令値に一致
させるために、エンジントルクが増加し、無段変速機が
シフトダウンする。この実施の形態では、エンジントル
クと変速比がともに飽和した場合に限って、外乱推定器
へ入力される駆動力指令値がそれ以上増加しないように
リミットするようにしたので、誤った外乱推定を行うこ
とがない。つまり、コントローラー内部に推定誤差が蓄
積されない。したがって、緩やかな勾配に復帰した時
に、コントローラー内部に蓄積誤差がないので、外乱推
定器が速やかに作用して車速が設定車速に速やかに収束
する。また、エンジントルクおよび変速比の両方が飽和
するまで、上述したリミット機能が作用しないので、最
大駆動力を確実に得ることができ、登り坂での車速偏差
を最小に抑制することができる。なお、下り坂におい
て、負の駆動力つまりエンジンブレーキ力が飽和した場
合も同様な作用効果が得られる。
力が飽和した場合の車速の変化を示し、(b)は減速制
御モード時に負の駆動力が飽和した場合の車速の変化を
示す。これらの図において、破線が従来の車速制御装置
による制御結果を示し、実線が一実施の形態による制御
結果を示す。加速制御モード時は駆動力を駆動力指令値
に一致させるために、エンジントルクが増加し、無段変
速機がシフトダウンする。高速域ではエンジントルクと
変速比がともに飽和する場合があり、この場合に限って
外乱推定器へ入力される駆動力指令値がそれ以上増加し
ないようにリミットするようにしたので、誤った外乱推
定を行うことがない。つまり、コントローラー内部に推
定誤差が蓄積されない。したがって、定速制御モードに
復帰した時に、コントローラー内部に蓄積誤差がないの
で、外乱推定器が速やかに作用して車速が加速制御モー
ド終了時の設定車速に速やかに収束する。また、エンジ
ントルクおよび変速比の両方が飽和するまで、上述した
リミット機能が作用しないので、最大駆動力を確実に得
ることができ、加速制御中の車速偏差を最小に抑制する
ことができる。なお、減速制御モードにおいて、負の駆
動力つまりエンジンブレーキ力が飽和した場合も同様な
作用効果が得られる。
コントローラー12が駆動力演算手段、外乱推定手段、
駆動力補正手段およびリミット手段を、エンジントルク
コントローラー13が制御手段およびトルク飽和状態判
定手段を、変速比コントローラー14が制御手段および
最大変速比状態判定手段をそれぞれ構成する。
ーチャートである。
る。
すエンジン特性マップ図である。
時のエンジントルク線を表すエンジン特性マップ図であ
る。
す図である。
す図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 実車速を車速指令値に一致させるための
駆動力指令値を演算する駆動力演算手段と、 車両の制御系モデルを有し、駆動力指令値と実車速とを
入力して走行抵抗を含む外乱を推定する外乱推定手段
と、 外乱推定値により駆動力指令値を補正する駆動力補正手
段と、 駆動力指令値にしたがってエンジンの出力トルクおよび
無段変速機の変速比を制御する制御手段とを備えた車速
制御装置であって、 エンジントルクの飽和状態を判定するトルク飽和状態判
定手段と、 無段変速機が車速に応じた許容最大変速比に達している
状態を判定する最大変速比状態判定手段と、 エンジントルクが飽和状態で且つ無段変速機が許容最大
変速比の状態にあると判定されると、前記外乱推定手段
へ入力される駆動力指令値をリミットするリミット手段
とを備えることを特徴とする車速制御装置。 - 【請求項2】 請求項1に記載の車速制御装置におい
て、 前記トルク飽和状態検出手段は、少なくともスロットル
開度、エンジン回転速度および燃焼モードに基づいて判
定することを特徴とする車速制御装置。 - 【請求項3】 請求項1または請求項2に記載の車速制
御装置において、 前記最大変速比状態判定手段は、少なくとも変速比、車
速およびエンジン回転速度に基づいて判定することを特
徴とする車速制御装置。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP23065297A JP3669122B2 (ja) | 1997-08-27 | 1997-08-27 | 車速制御装置 |
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---|---|---|---|
JP23065297A JP3669122B2 (ja) | 1997-08-27 | 1997-08-27 | 車速制御装置 |
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JPH1159223A true JPH1159223A (ja) | 1999-03-02 |
JP3669122B2 JP3669122B2 (ja) | 2005-07-06 |
Family
ID=16911163
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP23065297A Expired - Fee Related JP3669122B2 (ja) | 1997-08-27 | 1997-08-27 | 車速制御装置 |
Country Status (1)
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JP (1) | JP3669122B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000248971A (ja) * | 1999-02-26 | 2000-09-12 | Mitsubishi Motors Corp | 内燃機関の燃料噴射制御装置 |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102689592A (zh) * | 2012-06-19 | 2012-09-26 | 沛县伟达电动车制造厂 | 一种电动车电路限速系统 |
CN106080599A (zh) * | 2016-06-29 | 2016-11-09 | 浙江合众新能源汽车有限公司 | 一种自动限速系统 |
-
1997
- 1997-08-27 JP JP23065297A patent/JP3669122B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2000248971A (ja) * | 1999-02-26 | 2000-09-12 | Mitsubishi Motors Corp | 内燃機関の燃料噴射制御装置 |
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JP3669122B2 (ja) | 2005-07-06 |
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