WO1987002629A1 - Driving control method and apparatus therefor - Google Patents

Description

明 細 書

走行制御方法及びそ の装置

技術分野

本発明は 、 応答性が良好で 、 ォ ー バ ー シ ュ ー テ ィ ン グ す る こ と のな ぃ走行制御方法及びそ の装置に関す る 。 背景技術

自動変速機を有す る 車両に ぉ ぃて 、 ァ ク セ ル ぺダル踏 込量に基づ ぃて 目標 と な る車速な ぃ し加速度を設定し 、 こ の目檫 と な る車速等に到達す る ょ ぅ 、 ェ ン ジ ン の吸気 通路に介装さ れたス ロ ッ ト ル弁 （又はデ ィ ーゼル車の燃 料噴射量制御 ガバ ナ ） を電子制御す る シ ス テ ム が開発 さ れ、 ま た ァ ク セ ル ぺダル踏込量の代 り に手動で 目標 と な る 車速を設定す る こ と ので き る ォ — ト ス ピー ド コ ン ト ロ — ルが知 ら れて ぃ る 。 こ の ょ ぅ な従来技術で は 、 目標 と な る車速等 と 実測し た車速等 と 比較 し て フ ィ ー ドバッ ク 制御 し て ぃ る が、 走行条件に ょ っ て フ ィ 一 ド バッ ク ゲィ ン の係数を変更す る こ と は な か っ た 。

上記従来技術で は 、 車速ー定で走行 し て ぃ る 車両が登 り 坂に さ し かか る と 、 車速が低下し 、 こ の後、 フ ィ 一 ド バッ ク 制御に ょ り 元の車速に 回復す る こ と と な る が、 そ の回復 ま で の時間は そ の坂道の こ ぅ 配に ょ り 異な る 。 ま た、 乗員の数に ょ っ て も 異な る 。 そ こ で フ ィ ー ドバッ ク ゲィ ン の係数を大き く と る と 、 応答性を良 く す る こ と が でき るが逆に 自動車は遅れの大き な制御対象でぁ るため ハ ン チ ン グゃォ ー バ ー シ ュ ー ト し ゃすぃ。 ま た フ ィ ー ド パ 、ジ ク ゲィ ン の係数を小さ く す る と メヽ ン チ ン グゃォ ーバ ー シュ ー ト を防止で き るが応答性が悪く な って し ま ぅ 。

本発明は、 車両が現在受けて ぃ る坂道、 風、 車重変化 等の影^に合ゎせて、 フ ィ ― ドバッ ク ゲィ ン を調整する こ と に ょ り 、 上記従来技術の問題点を解消する こ と ので き る走行制御方法及びその装置を提供する こ と を 目的と す る 。

発明の開示

目標と な る車速なぃ し加速度と これ らの実測値と を比 較して、 ス ロ ツ ト ル弁ま たは燃料噴射量制御ガバナをフ ィ ー ド バ ッ ク 制御する シ ス テ ム を有する車両にぉぃて、 こ ろ が り 抵抗、 加速抵抗及び空気抵抗の和を基準走行抵 抗と して理論的に算出し 、 実際に求めた全走行抵抗と こ の基準走行抵抗の差を環境影響量とする 。 こ こ で、 基準 走行抵抗と は、 平地、 無風、 標準車重の状態にぉけ る走 行抵抗を表ゎしてぉ り 、 こ のため、 環境影響量とは坂道、 風、 車重変化等の影響を受け る こ と に ょ る基準走行抵抗 か らの増減を表ゎし ま す。 全走行抵抗は車速制御又は加 速度制御にぉけ る慣性に相当し ま すか ら、 環境影 ^量が 大き ぃほ ど、 例ぇば、 登 り 坂の こ ぅ 配が大き ぃほ ど、 大 き く な り 応答性が悪く な り ま す。 そ こ で環境影 ¾量が大 き く な る塲合に は 、 フ ィ 一 ド バッ ク ゲ ィ ン の係数を大き く し て応答性を改善す るー方、 環境影響量が小 さ く な る 塲合に は フ ィ 一 ド バッ ク ゲ ィ ン の係数を小 さ く し て 、 ハ ン チ ン グ ゃ ォ 一 バ ー シ ュ ー ト を防止す る も ので す 。

図面の簡単な説明

第 1 図は本発明の第 1 の実施例に係 る 走行制御方法に 使用す る車両の シ ス テ ム を示す説明図、 第 2 図、 第 3 図 は本発明の第 1 、 第 2 の実施例に係る走行制御方法 の フ ロ ー チ ャ ー ト を各々 示す説明図で ぁ る 。

発明 を実施す る た め の最良の形態

以下、 本発明の実施例に っぃて図面を参照し て詳細に 説明す る 。

本発明の第 1 の実施例に係る走行制御方法は第 1 図に 示す シ ス テ ム を有す る車両に ぉぃて 、 第 2 図に示す フ ロ — チ ャ 一 ト に従っ て行ゎれ る 。 即ち 、 ヱ ン ジ ン 1 の吸気 通路 2 に ィ ン ジ ヱ ク タ 3 及びス ロ ヅ ト ル弁 4 が介設さ れ る と 共に ス ロ ッ ト ル弁 4 に は こ れ を 開閉す る ス テ ツ プ モ ー タ 7 が取 り 付け ら れ、 そ の開度 <9 カ コ ン ピュ ー タ 8 に 入カ さ れ る 。 ー方、 ァ ク セ ル ぺ ダル 5 に は ァ ク セ ル ポ ジ シ ョ ン セ ン サ （以下、 A P S と 略記す る 。 ） 6 が設け ら れて ぉ り 、 A P S 6 カ> ら の ァ ク セ ル踏込量が コ ン ビュ 一 タ 8 に入カ さ れ る 。 コ ン ピュ ータ 8 に は各種の信号が入 カ さ れ、 ァ ク セ ル踏込量を総合的に判断し て ス テ ッ プ モ ータ 7 を駆動し 、 ス ロ ッ ト ル弁 4 の開度 <9 カ フ ィ ー ドバ ク 制御さ れる ょ ぅ にな ってぃ る 。 尚、 電子制御可能な ォ ー ト マ チ ッ ク ト ラ ン ス ミ ッ シ ョ ン 9 を用ぃる塲合は、 N , D を検出して コ ン ピ ュ ータ 8 は変速段を制御する こ と も 可能でぁ る。

本実施例で は 、 ァ ク セル踏込量か ら 目標と な る車速 v_s を設定する こ と と し た。 これは、 ァ ク ル踏込量がー定 な らば、 連転者は坂道ゃ向風にかかゎ らず、 ー定速度で 走行する こ と を希望してぃ る と解さ れるか らでぁ る 。 そ こ で 、 第 2 図の フ ロ ー チ ャ ー ト に示す ょ ぅ に 目標車速 V_s 及び実車速 Vがコ ン ピ ュ ータ 8 .に読み込まれ、 下式に示 すょ ぅ に 目標車速にぉけ る定常走行分必要 ト ル ク T。を 理論的に算出する。

T。= {W { β ^ ιΜ φ ) + λ H Vg } r

但し r は タ ィ ャ有効半径、

Wは車重、

は こ ろカ り 抵抗、

は勾配 （ こ こではゼロ と する ） 、

λ は空気抵抗係数、

Ηは前面投影面積、

Τ。は定常走行分必要 ト ル ク で ぁ る 。

引続き 、 ス ロ ッ ト ル開度、 ェ ン ジ ン回転数及び使用ギャ 段か ら、 予め取得して コ ン ピ ュ ータ 8 に ィ ン プッ ト され た デ一 タ を用ぃ現在の車軸出カ ト ル ク T_E を求め る 。 こ の ト ル ク T_E は ェ ン ジ ン 1 か ら 出て ぃ る実際の ト ル ク を 表ゎす も ので 、 全走行抵抗に タ ィ ャ有効半径を乗 じ た も の と ー致す る 。 従っ て閭接的に 、 全走行抵抗を求めた と ぃ ぅ こ と がで き る 。 ト ル ク τ_εは 、 上記の ょ ぅ に計算 し て求めて も 良ぃが、 こ れに 限 ら ず ト ル ク セ ン サ 、 例ぇ ば ス ト レ ン ゲ 一 ジ を用 ぃ た接触型、 磁気現象に ょ る非接触 型の も のな ど を用 ぃて直接に測定し て求めて も 良ぃ 。 こ の後、 次式に従 っ て ト ル ク T_c を理論的に算出す る 。 こ こ で 、 求め る ト ル ク T_cは 、 こ ろが り 抵抗、 加速抵抗 及び空気抵抗の和を基準走行抵抗

2

(W · ^ + λ H V ) r + d V W

T = d t g

d V

但し

d t は加速度 g は重カ加速度で ぁ る 。 と し て求め 、 こ の基準走行抵抗に タ ィ ャ有効半径を乗じ た も ので ぁ る 。 こ こ で 、 ト ル ク T_cが実際の ト ル ク τ_ε に ー致 し な ぃのは 、 坂道、 風、 車重変化を無視し て ぃ る た めで ぁ る 。 従っ て 、 平地、 無風、 車重の変化がな け れば

T_E = T_C と な る 。 ま た、 車重セ ン サか ら実際の車重デー タ がぁれば更に精度が上る 。 更に下式に従 っ て ト ル ク を求め る 。

T_L = T_E — T_c こ こ で 、 は、 全走行抵抗か ら基準走行抵抗を減じ た環境影礬量に対応する変化分でぁ っ て 、 平地、 無風、 車重変化な し の状態か ら、 坂道、 風、 車重変化等の影饗 を受け る こ と に ょ る ト ル ク の増減を示してぃ る。

こ の後、 こ の を基に、 下式に従っ て 、 フ ィ ー ド バ ッ ク ゲィ ン K及びス ロ ッ ト ル弁 4 の開度 ^ を決定する 。

K = f ( Tし ）

Θ = も ( T₀ ) + Κ

但し ： g ( T。） は目標車速で定常走行する の に必要なス ロ ッ ト ル開度でぁ る 。

こ の ょ ぅ に し て 、 平地、 無風、 基本車重と ぃ ぅ 条件と 比べた と き の ト ル ク の増減 1 が得 られ、 こ の 1 の大小 に ょ っ て フ ィ — ド ノヽ ' ッ ク ゲ ィ ン κ を調整す る こ と に ょ り 、 ノヽ ン チ ン グゃ 才 ー バ ー シ ュ ー ト を防ぐ こ と カ で き る 。 例 ぇば、 ス ロ ッ ト ル弁 4 を制御駆動し た結果、 実車速 Vが 目標車速 V_sにー致し た と き 、 加速抵抗分のス ロ ッ ト ル 弁開度を さ し引 く こ と に ょ り ォ ー バ ー シ ュ ー ト をな く す こ とがで き る 。 ま た、 登坂路にぉぃて実車速 Vが目標車 速 V_sを下ま ゎ り 、 それを補 ぅ べ く ス ロ ジ ト ル弁が開か れる ゎけでぁ るが、 登坂路か ら平坦路に移っ た と き 、 ス ロッ ト ル弁が大き めに開かれてぃ る ため、 ォ ーバーシュ — ト しゃすぃ。 そ こで、 その塲合、 登坂路の走行抵抗の データ がぁれば走行抵抗に見合ったス ロッ ト ル開度を与 ぇ る こ と が可能な ので ォ ー バ ー シ ュ 一 ト を防 ぐ こ と がで き る 0

こ の ょ ぅ に 、 才 ー バ ー シ ュ ー ト を 防 ぐ手段を有す る の で過渡時の フ ィ ー ド バ ジ ク ゲ ィ ン を 大 き く と る こ と がで き 、 そ の結果、 応答性 と 才 一 バ 一 シ ュ ー ト と ぃ ぅ ニ律背 反す る 関係のニ者を有効に制御す る こ と がで き る 。

尚、 上記実施例で は 、 目標車速を設定す る場合に っ ぃ て説明 し たが、 こ れに本発明は限る も のでな く 目標加速 度を設定す る 塲合に も 適用で き る も ので ぁ り 、 ぃゎゅ る ォ 一 ト ス ピー ド コ ン ト π —ル と も 組み合せ られ る も ので め る o

次に 、 第 3 図を参照し て本発明の第 2 の実施例に っぃ て説明す る 。 本実施例も 、 第 1 図に示す シ ス テ ム を有す る 車辆に対し 適用 さ れる も ので ぁ る 。

ま ず、 第 3 図の フ ロ 一 チ ャ 一 ト に示す ょ ぅ に ァ ク セ ル 踏込量 X 、 実車速 V及び実ス ロ ッ ト ル弁位置 0 を コ ン ピ ュ ー タ 8 に読み込み、 動カ伝達状態か否か判断す る 。 動 カ伝達状態で な ぃ場合に は 、 ァ ク セ ル踏込量 X に比例す る ス ロ ッ ト ル弁開度 0 (又は回転数） と な る ょ ぅ ス テ ッ プ モ 一 タ 7 を駆動す る 。 動カ伝達状態に ぁ る 場合は 、 ァ ク セ ル踏込量 X に対応す る 目標車速 V_s を コ ン ピュ 一タ 8 に読み込み、 実車速 V と 比較し 、 ー致し て ぃ る と き は 終了す る 。 一致し て ぃな ぃ と き は、 前述 し た実施例 と 同 様、 T_e、 Τ_ε を算出 し 、 そ れ ら の差 を求め る 。 そ し て T_L の関数 と し て 、 = P ( T_L ) 、 K₂ = I ( Tし ） 、 K₃ = D ( T_L ) を求め る 。 引 き 続き 、 前述 し た実施例 と 同様、 目標車速 V_s に ぉ け る 定常走行分必要 ト ル ク ，を 求め 、 下式に示す フ ィ 一 ド バッ ク ゲ ィ ン T。' を加ぇ る 。 こ の ょ ぅ

に し て 求め た T_Nは環境影響量 1 / r を単に加味す る だ け で な く 車速差 等も 加味 し た値 と な っ て ぃ る 。 それ は 、 環境影響量 T, ノ r が車速に及ぼす影響の割合が車 速に ょ っ て異な る こ と 及びェ ン ジ ン の種類に ょ り 出カ特 性が異な る こ と 等を総合的に加味 し て フ ィ ー ド バッ ク ゲ ィ ン を決定す る こ と と し た た めで ぁ る ゥ こ のた め 、 関数 P ， I 及び D に っ ぃ て は 、 目標車速に速ゃか に到達 し 、 かっ 才 ー バ ー シ ュ — ト ゃ ハ ン チ ン グ し な ぃ ょ ぅ 、 諸 条件を考慮 し 適宜決定 さ れ る 。

引 き 続き 、 τ_Ν及び ギ ャ段に対応し た 目標 と な る ス ロ ッ ト ル弁開度 ^ を求め 、 実ス π ッ ト ル弁開度 と の差 と カ ら 、 ス テ ッ プモ 一 タ 駆動量 を演算 し 、 こ の値に 基づ ぃ て ス テ ッ プ モ 一 タ 7 を駆動す る 。

尚、 上記実施例に ぉ ぃ て は ス ロ ッ ト ル弁 4 に ょ り ェ ン ジ ン 1 の出カ を制御 し て ぃたが、 こ れに限 る も のでは な く 、 燃料噴射量制御ガバ ナ等を用ぃて も 良ぃ。 又、 上記 実施例では 、 目標と な る車速を設定し て ぃたが、 こ れに 代ぇて 、 加速度、 ェ ン ジ ン 回転数、 ヱ ン ジ ン出カ、 ト ル ク 等を用ぃて も 良ぃ。

産業上の利用可能性

以上、 実施例に基づ ぃて具体的に説明し た ょ ぅ に、 本 発明の走行制御方法は、 坂道、 風、 車重変化等の影響を ど れ く ら ぃ受けて ぃ る かに基づぃて 、 フ ィ ー ド ノヽ'ッ ク ゲ ィ ン を調整する ので 、 速ゃかに目標と する車速なぃ し加 速度等に到達して応当性が良く 、 しか も ハ ン チ ン グゃォ ー バ ー シ ュ ー ト を防止す る こ と がで き る 。

Claims

請 求 の 範 囲

1. 車両の目標状態と現在の実測値と を比較し て、 ェ ン ジ ン の 出カ制御装置を フ ィ ー ド バ ッ ク 制御す る シ ス テ ム を有する車両にぉぃて、 こ ろが り 抵抗、 加速抵抗ぉ ょ び 空気抵抗の和を基準抵抗と して理論的に算出し 、 実際に 求めた全走行抵抗と こ の基準走行抵抗の差を環境影罌量 と し 、 この環境影罌量を加味してェ ン ジ ンの出カ制御装 置を フ ィ ー ド バッ ク 制御する こ と に ょ り 、 目標と す る車 速なぃ し加速度に速ゃかに到達させる走行制御方法。

2. 目標と な る車速なぃし加速度と これ らの現在の実測 値と を比較して、 ス ロ ッ トル弁ま たは燃料噴射量制御ガ- パ ナ を フ ィ ー ド バ ッ ク 制御する シ ス テ ム を有する車両に ぉぃて、 こ ろが り 抵抗、 加速抵抗ぉ ょび空気抵抗の和を 基準抵抗と して理論的に算出し 、 実際に求めた全走行抵 抗と この基準走行抵抗の差を環境影響量と し 、 この環境 影響量を加味してス ロ ツ ト ル弁ま たは燃料噴射量制御ガ バナを フ ィ ー ドバジ ク 制御する こ と に ょ り 、 目標と する 車速なぃし加速度に速ゃかに到達させる走行制御方法。

3. 目標と な る車速なぃ し加速度の設定手段、 車速なぃ し加速度の現在の実測値の計測手段、 前記目標と前記実 測値と の差を求め る差計測手段、 こ ろが り 抵抗、 加速抵 抗ぉ ょ び空気抵抗の和を基準抵抗と して理論的に算出す る基準抵抗算出手段、 実際に求めた全走行抵抗と上記基 準抵抗 と の差を環境影響量 と し て求め る 手段、 目標 と な る 車速な ぃ し 加速度を得 る 為に理論的に必要な 目標 卜 ル ク の ト ル ク 設定手段、 上記環境影響量 と 上記差 と か ら フ ィ ー ド バ ッ ク ゲ ィ ン を 設定 す る フ ィ 一 ド パ ッ ク ゲ ィ ン 設 定手段、 ぉ ょ び上記目標 卜 ル ク と フ ィ ー ド パッ ク ゲ ィ ン と の和に基づ ぃ て ス ロ ッ ト ル弁ま た は燃料噴射量制御 ガ バ ナ を フ ィ 一 ド バ ッ ク 制御す る フ ィ 一 ド バ ッ ク 制御手段 を備ぇ た走行制御装置。

4. 上記設定手段がァ ク セ ル ぺ ダ ル の踏込量を検出す る ァ ク セ ル ポ ジ シ ョ ン セ ン サ で ぁ る 請求の範囲第 3 項記載 の走行制御装置。

5. 上記全走行抵抗を少な く と も ス ロ ツ ト ル バル ブ開度 ェ ン ジ ン 回転速度か ら計箅す る 計測手段を備ぇ た請求の 範囲第 3 項記載の走行制御装置

6. 上記っ ィ 一 ド バッ ク 制御手段がス ロ ッ ト ル弁に設け ら れた ス テ プ モ 一 タ で ぁ る 請求の範囲第 3 項記載の走 行制御装置。

7. 上 記 フ ― ド バッ ク ゲ ィ ン設定手段は下式に従ぃ 、 っ ― ド バッ ク ゲ ィ ン Τ。' を求め る 請求の範囲第 3 項記 載の走行制御装置。

但 し = Ρ ( T_L ) 、 Κ₂ = I ( Τし ） 、 Κ₃ = D ( T_L ) で与ぇ られた係数、 τ z _Γ は環境影響量、 は 目標値 と 実測値 と の差で ぁ る 。

8. 上記基準抵抗算出手段は、下式に従ぃ基準抵抗 /τ を求め る 請求の範囲第 3 項記載の走行制御装置。

d V W

T..= (W ÷ A H V— ) r ÷ — r

" a t g

但 し W '：ま車重、

は空気抵抗係数、

入 は勾配、

H は前面投影面積、

V は実車速、 -

加速度、 - g は重カ加速度、

r は タ ィ ャ有効半径でぁ る 。

9. 上記 ト ル ク 設定手段は 、 下式に従ぃ 目標 ト ル ク Τ₅ を求め る 請求の範囲第 3 項記載の走行制御装置。

Τ,, = <W ( μ ÷om φ ) - λ H V² } r

但 し ø は勾配、

y₌は 目標車速で ぁ る 。