WO1993012947A1 - Controller for running a vehicle at a constant speed - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a vehicle constant speed traveling control device that automatically keeps the traveling speed of a vehicle constant.
- FIG. 1 (a) is a block diagram showing a conventional constant-speed traveling control device for a vehicle of this kind described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-39311,
- 1 is a set switch in which the start of constant speed traveling is instructed by the driver's operation
- 2 is a brake device.
- Reference numeral 3 denotes a vehicle speed sensor for detecting the running speed of the vehicle. (Not shown) that rotates the rotating body 3a and the lead switch 3b, which are rotated by a meter cable (not shown) that transmits the rotation, and has a frequency proportional to the traveling speed. Outputs pulse train signal.
- the main switch 5 is a power switch for supplying power to the battery 4 for a vehicle.
- the control device 6 is operated by receiving power from a person, and includes an arithmetic processing circuit 6a such as a micro computer inside the control device 6 .
- the control device 6 receives signals from the set switch 1, the cancel switch 2, and the vehicle speed sensor 3 and performs various calculations for performing automatic control for matching the running speed vs of the vehicle to the target speed vr. It performs processing and outputs various control signals.
- the throttle actuator 7 receives various control signals from the control device 6, is provided in an intake passage 8 of an engine (not shown), and has a throttle interlocking with an accelerator pedal (not shown). This is a motor-type throttle actuator that drives the valve 9 to open and close.
- the slot actuator 7 rotates the link 7a by a motor (not shown), and drives the throttle valve 9 via a wire 7b.
- the rotation angle of the link 7a corresponding to the opening of the throttle valve 9 is detected by a built-in potentiometer (not shown), and is given to the controller 6 as a signal of the throttle position.
- the link 7a and the motor are connected by an electromagnetic clutch (not shown), and the connection state is controlled by the control device 6 by an electromagnetic clutch signal.
- the control device 6 starts operating and processes the output of the vehicle speed sensor 3.
- Vehicle speed sensor 3 is running When it is running, it outputs a pulse train signal having a frequency proportional to the traveling speed v s , and the traveling speed vs is obtained by measuring the pulse period by the control device 6.
- control unit 6 compares the target speed v r and momentarily actual traveling speed demanded v S, scan Lock preparative Ruaku Chiyueta 7 vehicle outputs a by cormorants control signal travels at the target speed v r And adjust the throttle valve 9 opening.
- the throttle opening / closing drive signal is output to open the throttle by a predetermined amount, and when it is higher, the throttle closing / braking drive is performed.
- a signal is output to control the throttle valve 9 to close by a predetermined amount, so that the vehicle runs at a constant speed without the driver operating the accelerator pedal.
- the controller 6 Upon receiving this signal, the controller 6 outputs a signal for releasing the electromagnetic clutch, and the throttle actuator 7 receives this signal and releases the electromagnetic clutch. Therefore, thereafter, the driver adjusts the opening of the throttle valve 9 with the accelerator pedal to control the traveling speed of the vehicle.
- Conventional cruise control systems for vehicles consist of a feedback automatic control system that controls the opening and closing of the throttle valve, and control stability is achieved by delay elements and nonlinear elements of each component. There is a problem that gets worse. For example, non-linear elements in the wiring system of the throttle actuator and the throttle valve are problematic.
- the hysteresis of this routing system differs from vehicle to vehicle, and it is impossible to make the hysteresis zero.
- the link mechanism which allows the actuator to operate the throttle valve, controls the throttle valve directly, as shown in Fig. 1 (a), or controls the throttle valve by moving the accelerator pedal lever.
- the hysteresis greatly changes depending on the difference in the link mechanism.
- the convergence performance deteriorates.
- the operation amount fluctuates only on the closing side or on the closing side
- the convergence performance deteriorates.
- the return of the throttle valve is delayed, so the traveling speed
- the travel speed is higher than the target speed
- the pulling force of the throttle valve is delayed, so the travel speed is lower than the target speed.
- An object of the present invention is to obtain a constant-speed traveling control device for a vehicle that maintains a constant traveling speed without being affected by a variation in a closing operation amount and has excellent ride comfort.
- a constant-speed traveling / H control device for vehicle rain includes a first means for inputting an acceleration signal, a speed deviation signal between a target speed and a traveling speed, and detecting a time point at which the sign of the acceleration signal is inverted.
- a second means for determining a rate of change of the speed deviation between the speed deviation at the time when the sign of the acceleration signal is inverted and the speed deviation at the time when the sign of the previous acceleration signal is inverted; Determines the control amount for opening and closing the throttle valve based on the acceleration and speed deviation. If the speed deviation change rate is equal to or greater than a predetermined value, the control amount is increased or decreased within a predetermined time and output. Means.
- the time when the sign of the acceleration signal is inverted by the first means is detected, and the rate of change between the speed deviation at that time and the speed deviation at the time when the sign of the previous acceleration signal is inverted is obtained by the second means,
- the control amount is corrected by the third means according to this rate of change.
- FIG. 1 (a) is an overall configuration diagram showing a conventional vehicle rain constant-speed cruise control device
- Fig. 1 (b) is an actual configuration of a conventional vehicle constant-speed cruise control device.
- FIG. 2 is a diagram showing a relationship between a tutor operation and a throttle opening
- FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of an embodiment of a constant-speed traveling control device for a vehicle of the present invention
- FIG. Fig. 4 (a) to Fig. 4 (d) show the configuration of the micro computer device and the throttle valve driving means in the constant speed cruise control device.
- FIG. 5 is a flowchart showing the operation flow of the high-speed traveling control device
- FIG. 5 is an output waveform diagram of the vehicle speed sensor in FIG. 3, and FIGS.
- 6 (A) and 6 (B) are constant speeds for the same vehicle. speed deviation change rate and the control signal y] with respect to the running speed and the target speed in the running control apparatus, a data I whip ya one preparative showing operations of y 2 and throttle valve.
- FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of one embodiment.
- reference numeral 3 denotes traveling speed detecting means for detecting the traveling speed of the vehicle
- 1 denotes target speed means for setting a desired target speed by a driver.
- Target velocity signal generating means 1 0 receives the output of the target speed setting unit 1, represents the target speed, and in earthenware pots by outputting a target speed signal v r the speed deviation computing means 12.
- the running speed detecting means 3 running speed v s and Ri Let's Ni Do connexion Contact outputs the acceleration calculating unit U and the speed deviation computing means 12, the acceleration calculation means 1 1 is the traveling speed v acceleration signal from S vehicle And the acceleration signal ⁇ is used as the inflection point deviation storage means 1 3 Is output to the control amount calculation means 15.
- the speed deviation computing means 12 obtains the speed deviation s of the target speed signal v r and the traveling speed v s, and outputs the speed deviation s on the the inflection point deviation SL billion unit 1 3 control amount calculation means IS Trying to o
- the inflection point deviation recording means 13 records the speed deviation e at the time when the sign of the acceleration signal is inverted, and the inflection point deviation s 0 is used as the velocity deviation change rate calculation means I 4 and the control amount. and I Unishi to force out the adjustment means I 6.
- the control amount calculating means 15 receives the acceleration signal "and the speed deviation e, calculates the control amount y 'for controlling the driving force of the vehicle such that the target speed and the traveling speed v s match, and adjusts the control amount. has become cormorants'll be output to the means I 6.
- the speed deviation change rate calculating means 14 measures the time between the inflection point deviations, obtains the change rate of the inflection point deviation, that is, the speed deviation rate / 3, and outputs it to the control amount adjusting means 16. ing.
- the control amount adjusting means 16 adjusts the control amount y 'based on the inflection point deviation and the speed deviation change rate ⁇ and outputs the adjusted value.
- the speed deviation change rate 5 is equal to or more than a predetermined value and is stored. If the two latest signs of the inflection point deviation are inverted, adjust so that the control amount y 'is increased for a predetermined time.
- the throttle valve driving means 7 drives a throttle valve 9 for adjusting the output of an engine (not shown) based on the control amount y.
- FIGS. 3 to 6 1 to 5 and 8 and 9 correspond to FIGS. They are the same.
- the hit switch 1 and the vehicle speed sensor 3 in FIG. 3 respectively correspond to the target speed setting means 1 and the traveling speed detecting means 3 shown in FIG. 2, respectively. .
- Reference numeral 17 in FIG. 3 denotes a micro-computer device which is the same type of control device as the control device 6 in FIG. 1 (a), which operates by turning on the main switch 5, and An input circuit 17a for inputting and processing signals from the switch 1, the cancel switch 2, and the vehicle speed sensor 3, and a memory 17b comprising an R0M and a RAM in which an instruction program is stored. And an output circuit 17c for outputting a control signal, and a CPU 17d which operates in accordance with the instruction program in the memory, processes and calculates a signal from the input circuit 17a, and outputs an output to the output circuit. It is configured.
- Reference numeral 18 denotes an electromagnetic valve controlled by a control signal of the micro computer device 17, which controls an input pipe I Sa and an output pipe l Sb communicating with a negative pressure source (not shown). level At the time of the level, it is not communicated, and at the level, it is communicated as shown by arrow A in the figure.
- the solenoid valve 18 and 19 constitute the throttle valve driving means 7.
- This slot Bokuru valve driving means 7 has three operating modes Remind as in Table 1 following, the control signals and y 2 arsenide Moni "Eta 'level, the solenoid valve 18 communicating, since the solenoid valve 19 becomes non-communicating air chambers 20 b of the diaphragm device 2 0 communicates only with negative pressure source, because Daiyafuramu 20d moves in the leftward direction, scan Lock torr valve 9 The opening speed is accelerated and the vehicle enters the acceleration mode.
- the solenoid valve 18 is not connected, and the power is turned off. Since the magnetic valve 19 communicates, the air chamber 20b communicates only with the atmosphere, and the diaphragm 20d is pushed by the spring 20c and moves rightward in the figure, so the throttle valve 9 closes. The vehicle is decelerated.
- control signals and y 2 are each "L" level Contact and "H” level DOO-out of the holding mode of, since the Hiren with the even solenoid valve 18 and 19 dove, air chamber 20b is not in communication with either the negative pressure source or the atmosphere.Diaphragm 20d is fixed at the position at that time, and throttle valve 9 is also fixed at the opening at that time. Is done.
- Fig. 4 (b) shows a continuation of Fig. 4 (c).
- the main switch 5 is turned on, initialized in step 101 of Fig. 4 (a), and The computer device 17 starts operation by receiving the power supply, and executes the main routine processing of FIG. 4 (a).
- the vehicle speed sensor 3 outputs a pulse train signal having a frequency proportional to the running speed as shown in Fig. 5, and this signal is output from the micro computer device I. 7 is caused to execute an interrupt routine as shown in Fig. 4 (c).
- the traveling speed is converted from its reciprocal value, as described later.
- step 104 the signal obtained by the interrupt routine processing of FIG. 4 (c) is obtained. setting a target speed signal v r from the pulse frequency ⁇ t.
- the constant speed running flag (ACF) is set to “H”.
- step 106 it is checked whether or not the switch input signal is a cancel switch (2 in FIG. 3). If the signal is a cancel signal, the constant-speed traveling control is stopped in step 107. 7
- a cancel signal is output to the throttle valve driving means 7 so as to stop.
- step 108 the constant speed running flag (ACF) is set to "L", and in step 109, the throttle valve drive signal output flag is set to "L".
- step 110 the timer T1 is set to zero, and in step 111, the timer T2 is set to zero.
- step 112 it is checked whether the vehicle is traveling at a constant speed.
- step 113 the traveling speed is obtained from the latest pulse period ⁇ t obtained in FIG. 3 (c) by the following equation (1).
- step 114 smoothing is performed to reduce noise components.
- a digital filter is used as the smoothing means, and the traveling speed v sn is obtained, for example, as in the following equation (2).
- vsn av sn-l + bv n (2) where a and b are constants representing smoothing characteristics.
- n indicates the current value, and n-1 indicates the previous value.
- step 115 a speed deviation e between the target speed ⁇ ⁇ and the traveling speed v sn is obtained by the following equation ( 3 ).
- en v r one v sn (3)
- step 116 a predetermined time of the traveling speed v sn T. The acceleration for each is calculated by the following equation (4).
- step 117 it examines the sign of the acceleration alpha eta, positive if the scan Te' flop 118 examines the sign of the last acceleration eta -Iota, the process proceeds to step 1 2 0 if negative.
- step 117 if the acceleration ⁇ n is negative in step 117, the sign of the previous acceleration ⁇ ; ⁇ - is checked in step 119, and if it is positive, the process proceeds to step 120.
- step 120 the Kinosoku degree deviation s on one 1 and the sign of the acceleration changes by substituting e on, substituting the current speed deviation e n in.
- step 122 the interval time timer # 1 is set to zero, and in step 123, the predetermined time timer # 2 is set to zero.
- step 123 the predetermined time timer # 2 is set to zero.
- step 126 it is checked whether the timer ⁇ 2 has passed the predetermined time ⁇ , but it is S. If the time has passed, A is substituted for T 2 in step 127.
- step 1208 it is determined whether or not the flag during control signal output is L, that is, whether or not the flag is output. And if it is not output, check in step 129 if the speed deviation change rate is out of the range of the predetermined value B. If j / 9
- the control amount for controlling the opening of the throttle valve 9 is calculated in step 131 based on the acceleration and the speed deviation e in step 131.
- K 2 is a constant.
- step 132 the sign of the velocity deviation at the two latest inflection points is checked.
- step 133 when the speed deviation change rate 1/9 I is equal to or more than the predetermined value ⁇ ⁇ and the sign of the inflection point deviation is inverted within the predetermined time ⁇ , a calculation is performed in step 133 so as to increase the control amount.
- the following equation ( 7 ) can be considered as one of the methods.
- step 134 calculation is performed to reduce the control amount.
- the following equation can be considered as one of the methods.
- step 135 the control signal and the output level of y2 are obtained from the following Table 2 and output according to the sign of the obtained control amount (that is, the output time), and a timer (not shown) is started.
- step 136 the control signal output flag is set to H.
- step 137 a predetermined time to wait until after the To, if a lapse of T 0, performing the steps in a similar procedure returns to step 102.
- step 1 ⁇ 5 a control signal is output, the timer is started, and when the timer count value matches the output time, the timer interrupt routine shown in Fig. 4 (d) is performed.
- step 301 the control mode And the hold mode output level are set n
- step 302 the flag during output of the control signal is set to “L”, and the process returns to the main routine again.
- the output of the acceleration mode or the deceleration mode with the output time T from the micro computer device 17 is given to the throttle valve driving means 7 and the acceleration mode
- the air chamber 20b of the diaphragm device 20 contracts, so that the diaphragm 20d moves to the left in the figure, and the throttle valve 9 opens a predetermined amount.
- the air chamber 20b expands, and accordingly, the diaphragm 20d moves rightward in the figure, and the throttle valve 9 closes by a predetermined amount.
- FIGS. 6 (A) and 6 (B) An example of the above operation is shown in FIGS. 6 (A) and 6 (B). It is assumed that the traveling speed changes as indicated by 21a in FIG. 6 (A) and 21b in FIG. 6 (B).
- Figure 6 (A), 2 2 the target speed FIG. 6 (B), 23a of FIG. 6 (A), FIG. 6 (B) of 23b is the sign of the traveling speed 2 1 and the target speed 22 and the acceleration
- the control amount T is calculated from the acceleration (not shown), the speed deviation e, the speed deviation change rate B, the sign of the speed deviation e on when the sign of the acceleration is inverted, and the predetermined time A.
- the throttle valve is operated quickly by increasing the arithmetic control amount, and control is performed to reduce the speed deviation.
- the computation control amount is reduced, the throttle valve operation is suppressed, the speed deviation is reduced, and stable constant speed traveling is performed. .
- the throttle valve driving means 7 was formed by solenoid valves 18 and 19 and a diaphragm device 20, but as in the conventional device shown in FIG. Can also be used.
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Description
明 細 書
車両用定速走行制御装置
技術分野
この発明は、 車両の走行速度を自動的に一定に保つ車 両用定速走行制御装置に関する ものである。
背景技術
従来の車両用定速走行制御装置と しては、 第 1 図 ωに 示すよ うに構成されていた。 すなわち第 1 図 (a)はたとえ ば特開昭 5 8 - 3 9 3 1 1号公報に記載された この種従来の 車両用定速走行制御装置を示すブロック図であ り、 こ の 第 1 図 (a)において、 1 は運転者の操作によって定速走行 の開始が指示されるセ ッ ト ス ィ ッチ、 2 はブレーキ装置
( 図示せず ) の操作で動作し、 定速走行の解除が指示さ れるキャ ンセルス ィ ッチ、 3 は車両の走行速度を検出す る車速センサで、 四つの磁極を有し ト ラ ンス ミ ッ ショ ン 図示せず ) の回転を伝えるメータケー ブル ( 図示せず ) によって回転される回転体 3 aと リ ー ドス ィ ッチ 3 bと力 >ら な り、 走行速度に比例した周波数を有するパルス列信号 を出力する。
メ イ ンス ィ ッチ 5 は自動車用のバッ テ リ 4 の電力を供 給するための電源ス ィ ッチとなるメ イ ンス ィ ッチであ り、 このメ イ ンス ィ ッチ 5 の投人によって制御装置 6 は給電 を受けて動作し、 制御装置 6 の内部にマ イ ク ロ コ ン ピュ ータなどによる演算処理回路 6 aを含んでいる。
制御装置 6 は前記セ ッ ト ス ィ ッチ 1 、 キャ ンセルスィ ツチ 2および車速セ ンサ 3から信号を入力し、 車両の走 行速度 v sを目標速度 v rに一致させる自動制御を行うため の各種演算処理を行い、 各種制御信号を出力する も ので め る。
ス ロ ッ トルァ ク チユエータ 7 はこの制御装置 6 の各種 制御信号を受け、 エン ジン ( 図示せず) の吸気路 8 に設 けられ、 アクセルペダル ( 図示せず) と連動するス ロ ッ ト ル弁 9 を開閉駆動するモータ式のス ロ ッ 卜 ルァクチュ エータである。
このス ロ ッ ト レアクチユエータ 7 は リ ンク 7aをモータ (図示せず) で回転させ、 ワ イ ヤ 7bを介して.ス ロ ッ トル 弁 9 を駆動する。
このスロッ トル弁 9 の開度に対応した リ ンク 7 aの回転 角が内蔵のポテン ショ メ ータ (図示せず) で検出され、 ス ロ ッ ト ル位置の信号として、 制御装置 6 へ与えられる。
また、 リ ンク 7 aとモータ とは電磁クラッチ 図示せず) で連結され、 制御装置 6から電磁クラッチ信号で連結状 態が制御される。
次に、 前記のよ うに構成された従来の車両用定速走行 制御装置の動作について説明すると、 まずメ イ ンス イ ツ チ 1 が運転者によって投入され、 自動車用のバッテ リ 4 の電力が供給されると、 制御装置 6が動作を開始し、 車 速センサ 3 の出力を処理する。 車速セ ンサ 3は車両が走
行している場合走行速度 v sに比例した周波数を有するパ ル ス列信号を出力しており、 このパル ス周期を制御装置 6 が計測するこ と に よつて走行速度 v sが求め られる。
こ こで、 運転者がセ ッ ト ス ィ ッチ 1 を操作する と、 こ の信号が制御装置 6 に与え られ、 この と き の走行速度 v s が目標速度 v rと して記憶され定速走行の制御が開始され る O
以後、 制御装置 6 は目標速度 v rと時々刻々求め られる 実際の走行速度 v Sとを比較し、 車両が目標速度 v rで走行 するよ う制御信号を出力してス ロ ッ ト ルァク チユエータ 7 を駆動し、 ス ロ ッ トル弁 9 の開度を調節する。
すなわち、 実際の走行速度 v sが目標速度 ν Γ .よ り低い場 合は、 ス ロ ッ トル開制駆動信号を出力して所定量開き、 逆に高い場合はス ロ ッ ト ル閉制駆動信号を出力してス ロ ッ トル弁 9 を所定量閉じるよ う制御するので、 運転者が アク セルペダルを操作するこ となく車両が一定速度で走 行することになる。
このよ うな定速走行の制御が行われている途中で運転 者がブレーキ装置を操作する と 、 キャ ンセルス ィ ッチ 2 が動作し、 定速走行の解除信号が制御装置 6 に与えられ
"5) ο
制御装置 6 は この信号を受けると直ちに電磁ク ラ ッチ を解放するための信号を出力し、 ス ロ ッ ト ル ァクチユエ ータ 7はこの信号を受けて電磁ク ラッチを解放する。
したがって、 以後は運転者がアクセルペダルによって スロッ トル弁 9の開度を調整し、 車両の走行速度を制御 する。
従来の車両用定速走行制御装置はス ロ ッ ト ル弁の開閉 制御を行なう フ ィ ー ドバック 自動制御系を構成しており、 各構成部品の遅れ要素や非線形要素によ り制御安定性が 悪化する問題がある。 たとえば、 ス ロ ッ ト ル ァクチユエ —タ とス ロ ッ トル弁の配索系の非線形要素が問題となる。
第 1図 (b)に示すよ うにァクチユエータを動作させ、 ス ロッ トル弁を開制しよ う としても、 ある範囲 Aでは、 ァ クチユエータは動いているにもかかわらず、 ス ロ ッ ト ル 弁は全く動いていない。
以後、 ァクチユエータを動かし続けると、 ある時点か らはァクチユエ一タの動きとス ロ ッ ト ル弁の動きは同様 な動作を示す(B) 。
逆にス ロ ッ トル弁を閉制する場合にも、 ァク チユエ一 タをぁる程度動作させないとス ロ ッ トル弁は動きださず (C)、 以後はァクチユエータ とスロッ トル弁は同様な動作 となる 。
この配索系のヒ ステリ シスは車両によ り異な り、 ヒ ス テリ シスを零にするこ とは不可能である。
また、 ァクチユエータがス ロ ッ トル弁を動作させる リ ンク機構には第 1 図 (a)のように直接ス ロ ッ ト ル弁を制御 する方法のほか、 ア ク セルペダルレバーを動かして制御
する方法、 ア ク セ ルペダルとス ロ ッ トル弁の中間位置、 またはァクチユエ一夕の外部に中間リ ンクを設けこれを 動かして制御する方法などがある。
このリ ンク機構の違いによっても、 前記ヒ ステ リ シス は大き く 変化する。 一般に、 ア ク セルペダルレバ ^-を動 作させる方法が、 第 1 図 (a)のス ロ ッ トル弁直接制御方法 よ り ヒ ステ リ シスは大きい傾向がある。
このよ う に配索系の ヒ ス テ リ シスによって走行速度を 一定に保てないという問題点があった。
また、 前記以外にス ロ ッ ト ル ァクチユエ一夕の負荷の 変動や経年変化などによ り、 制御装置からの制御信号に 対するス ロ ッ ト ル弁開閉の動作量が変化する可能性も あ る
このス ロ ッ トル弁開閉の動作量の変動によ り、 走行安 定性が悪化する問題点があった。
特に閉制側または閉制側の一方のみ動作量が変動する と、 収束性能が悪化し、 たとえば、 閉制側の動作量のみ 減少するとス ロ ッ ト ル弁の戻しが遅れるために、 走行速 度は目標速度よ り高目で走行する場合が多く な り、 反対 に開制側の動作量のみ減少するとス ロ ッ ト ル弁の引き力 遅れるために、 走行速度は目標速度よ り低目で走行する 場合が多く なる欠点を有していた。
この発明は、 かかる問題点を解決するためになされた も ので、 配索系のヒ ス テ リ シスの変動やス ロ ッ トル弁開
閉動作量の変動に影響されることなく 、 走行速度を一定 に保ち、 乗り心地の優れた車両用定速走行制御装置を得 ることを目的とする。
発明の開示
この発明に係る車雨用定速走行, H 御装置は、 加速度信 号と目標速度と走行速度との速度偏差信号を入力し、 加 速度信号の符号が反転した時点を検知する第 1手段と、 加速度信号の符号が反転した時点の速度偏差と、 前回加 速度信号の符号が反転した時点の速度偏差との速度偏差 変化率を求める第 2手段と、 所定値未満の速度偏差変化 率の場合は加速度と速度偏差によ り ス ロ ッ ト ル弁を開閉 する制御量を求め、 速度偏差変化率が所定値以上の場合 に所定時間以内は前記制御量を増加または減少して出力 する第 3手段とを設けたものである。
この発明において、 第 1手段で加速度信号の符号が反 転した時点を検知してその時点の速度偏差と前回加速度 信号の符号が反転した時点の速度偏差との変化率を第 2 手段で求め、 この変化率にしたがい第 3手段で制御量を 修正する。 このよ う に制御するこ とによって配索系のヒ ステ リ シスおよびァクチユエータの動作量の変動に対応 できる収速性のすぐれた定速走行装置となる。
図面の簡単な説明
第 1図 (a)は従来の車雨定速走行制御装置を示す全体構 成図、 第 1図 (b)は従来の車両用定速走行制御装置のァク
チュエータ動作とス ロ ッ ト ル開度との関係を示す図、 第 2図はこの発明の車両用定速走行制御装置の一実施例の 構成を示すブロ ッ ク図、 第 3 図は同上車両用定速走行制 御装置におけるマイ ク ロ コ ン ピュータ装置およびス ロ ッ ト ル弁駆動手段の部分の構成を示す図、 第 4図 (a)ないし 第 4図 (d)は同上車両用定速走行制御装置の動作の流れを 示すフ ローチャー ト、 第 5図は第 3図における車速セ ン サの出力波形図、 第 6 図 (A)および^ 6図 (B)は同上車両用 定速走行制御装置における走行速度と目標速度に対する 速度偏差変化率および制御信号 y】 , y2およびスロッ トル 弁の動作を示すタ ィ ムチ ヤ 一 トである。
発明を実施するための最良の形態
以下、 この発明の車両用定速走行制御装置の実施例に ついて図面に基づき説明する。 第 2図はその一実施例の 構成を示すブロック図である。 この第 2図において、 3 は車両の走行速度を検出する走行速度検出手段、 1 は希 望する目標速度を運転者が設定する目標速度手段である。
目標速度信号発生手段 1 0は目標速度設定手段 1 の出力 を受け、 目標速度を表わし、 目標速度信号 v rを速度偏差 演算手段 12に出力するよ う にしている。
また、 走行速度検出手段 3は走行速度 v sを加速度演算 手段 Uと速度偏差演算手段 12に出力するよ う になつてお り、 加速度演算手段 1 1は走行速度 v Sから車両の加速度信 号 を求め、 この加速度信号《 を変曲点偏差記憶手段 1 3
と制御量演算手段 15に出力するよ う にしている。
上記速度偏差演算手段 12は目標速度信号 vrと走行速度 v sとの速度偏差 s を求め、 この速度偏差 s を変曲点偏差 記億手段 1 3と制御量演算手段 I Sと に出力するよ うにして いる o
変曲点偏差記億手段 1 3は加速度信号 の符号が反転し た時点の速度偏差 e を記億する ものであ り、 変曲点偏差 s0を速度偏差変化率演算手段 I 4と制御量調整手段 I 6に出 力するよ うにしている。
制御量演算手段 15は加速度信号" と速度偏差 e とを入 力して、 目標速度 と走行速度 v sが一致するよ うに車両 の駆動力を制御する制御量 y'を演算して制御量調整手段 I 6に出力するよ う になっている。
速度偏差変化率演算手段 14は変曲点偏差間の時間を計 測し、 変曲点偏差の変化率、 すなわち、 速度偏差率 /3を 求めて制御量調整手段 1 6に出力するよ うにしている。
制御量調整手段 16は変曲点偏差 と速度偏差変化率 β とによ り、 制御量 y'を調整して出力する もので、 速度偏 差変化率 5が所定値以上でかつ、 記憶している変曲点偏 差のう ち最新の二つの符号が反転している場合は、 所定 時間制御量 y'を増加させるよ うに調整する。
さ らに、 速度偏差変化率 /3が所定値以上でかつ、 記憶 している変曲点偏差のう ち最新の二つの符号が同一であ る場合には、 所定時間制御量 y'を減少するよ うに調整す
7
9
るよ うに動作する。
ス ロ ッ ト ル弁駆動手段 7は制御量 y に基づいてェ ン ジ ン ( 図示せず ) の出力を調整するス ロ ッ ト ル弁 9 を駆動 する も のである。
次に、 この発明の一実施例を第 3図ないし第 6図に基 づいて説明すると、 この第 3図ないし第 6 図において、 1 ないし 5並びに 8 と 9 はそれぞれ第 1 図(a)と同一のも のである。
なお、 第 3図のヒ ッ ト ス ィ ッ チ 1 、 車速セ ン サ 3 はそ れぞれ第 2図に示した目標速度設定手段 1 、 走行速度検 出手段 3 にそれぞれ相当する も のである。
また、 第 3図の 1 7は第 1 図 (a)の制御装置 6 と同種の制 御装置となるマ イ ク ロ コ ン ピュータ装置で、 メ イ ンス ィ ツチ 5 の投入によって動作し、 セ ッ ト ス ィ ッ チ 1 、 キヤ ン セルス ィ ツ チ 2 および車速セン サ 3 からの信号を入力 処理する入力回路 17a と、 命令プロ グラムが記憶された R 0 Mおよび R A Mからなるメ モ リ 17b と、 制御信号を 出力する出力回路 1 7 c と、 メ モ リ の命令プロ グラム にしたがって動作し、 入力回路 17aからの信号を処理、 演算して出力回路 に出力を与える C P U 17d とによ つて構成されている。
18はマイ ク ロ コ ン ピュータ装置 17の制御信号 によつ て制御される電磁弁で、 負圧源 ( 図示せず) に連通した 入力管 I Sa と出力管 l Sb とを、 制御信号 が レベル
のと き非連通とし、 レベルのと き図示矢印 Aに示す よ うに連通させる ものである。
19は同じく制御信号 y2によって制御される電磁弁で、 大気に開放された入力管 19a と出力管 b とを、 制御信 号 y2力 レベルの時図示矢印 Βに示すよ うに連通させ、 レベルのと き非連通とさせる ものである。
20は電磁弁 18の入力管 ISa と電磁弁 I9の出力管 lSb と 接続され、 ワ イ ヤ 20a を介してス ロ ッ トル弁 9 を駆動す るダイ ヤフ ラム装置で、 入力管 ISaと出力管 lSbに連通 した空気室 20b を形成する筐体 20 c および前記ワイ ヤ
20 aが装着されたダイ ヤフ ラム 20d と、 このダイ ヤフ ラ ム 20d と筐体 20 c との間に装着され、 ダイヤフラム 20d を図示右方向に押圧するよ うに作用するスプリ ング 20e とを備えたものであ り、 電磁弁 18と 19とによってス ロ ッ トル弁駆動手段 7を構成している。
このスロ ッ 卜ル弁駆動手段 7は次の第 1表に示すよ う に三つの動作モー ドを有しており、 制御信号 および y2 ヒ もに "Η' レベルのときは、 電磁弁 18は連通し、 電磁 弁 19は非連通となるので、 ダイヤフラム装置 20の空気室 20 bは負圧源とだけ連通し、 ダイャフラム 20dは図示左 方向へ移動するから、 ス ロ ッ トル弁 9 は開き車速は加速 され、 加速モー ドとなる。
また、 制御信号 および y2がと もに レベルのと き の減速モー ドにおいては、 電磁弁 18は非連通となり、 電
磁弁 19は連通するので、 空気室 20b は大気にだけ連通し、 ダイ ヤフ ラム 20d はスプリ ン グ 20 c に押されて、 図の右 方向へ移動するから、 ス ロ ッ トル弁 9 は閉じ、 車両は減 速される。
さ らに、 制御信号 および y2がそれぞれ " L " レベルお よび " H" レベルの と き の保持モー ドにおいては、 電磁弁 18およ び 19はと も に非連通となるので、 空気室 20bは負 圧源および大気のいずれにも非連通とな り、 ダイ ヤフ ラ ム 20d はそのときの位置に固定される力 ら、 ス'ロッ ト ル 弁 9 も そのと きの開度に固定される。
く 第 1 表 〉
次に前記のよ うに構成された第 3図の実施例の動作に ついて説明するが、 マイ ク ロ コ ン ピュータ装置 17の動作 については特に第 4図(a)ないし第 4図(d)のフ ロ ーチヤ一 トに沿って説明する。 第 4図 (b)は第 4図 (c)の続きを示す まず、 メ イ ンス ィ ッチ 5が投入され、 第 4図(a)のス テ ップ 101 で初期化され、 マイ ク ロ コ ン ピュータ装置 17は 給電を受けて動作を始め、 第 4図(a)のメ イ ンルーチン処 理を実行する。
—方、 車雨が走行していると、 車速セ ンサ 3が走行速 度に比例した周波数を持つ第 5図のよ う なパルス列信号 を出力し、 この信号がマイ ク ロ コ ン ピュータ装置 I 7に第 4図 (c)に示すよ うな割込ルーチ ン処理を行わせる。
すなわち、 第 5図のパルス列信号の立上りが入力され るこ、とに第 4図(c)の処理がなされ、 ステップ 201 に示す よ うに前記立上りが入力された時刻 tnをタイマ (:図示せ ず) から読み込み、 ス テ ッ プ 202で前回の立上り時刻 tn-1 との差△!: ( = tn - tn-i ) 、 すなわち周期を求め、 第 4図(a)のメ イ ンルーチンへ戻る。
このよ うに、 パルス列信号の周期がわかれば、 後述す るようにその逆数値から走行速度が換算される。
次に、 走行中運転者が定速走行を開始するためにセ ッ ト スイッチ 1 を操作すると、 マイクロコ ン ビュ一タ装置 17は第 図(a)のスィ ッチ 102 に示すよ う に、 このスイ ツ チ操作を入力し、 ス テッ プ 103 でセッ ト スィ ッチ 1カ ら の信号であると判断すると、 ステッ プ 104で第 4図 (c)の 割込ルーチン処理によって得られているパルス周波 Δ t から目標速度信号 vrを設定する。
ステップ 105 では、 定速走行中フ ラ グ (AC F ) を 「H」 とする。
—方、 ステップ 106では、 前記のスィ ッチ入力信号が キャンセルス ィ ッチ (第 3 図の 2 ) か否かを調べ、 キヤ ンセル信号であれば、 ステップ 107で定速走行制御を中
7
1 3 止するよ うにキャ ンセル信号をス ロ ッ ト ル弁駆動手段 7 に出力する。
ス テッ プ 108では、 定速走行中フ ラ グ ( ACF ) を 「L」 と し、 ステップ 109では、 スロッ トル弁駆動信号出力中 フラグを 「L」 とする。 ステップ 110 ではタ イマ T 1 を零 と し、 ステップ 111 ではタイマ T 2 を零とする。 ステッ プ 112では、 定速走行中であるか否かを調べる。 ス テッ プ 113 では走行速度を第 3図(c)に よって得られて いる最新のパル ス周期△ tから次の(1)式にて求める。 N
········· ) ただし、 Nは速度に換算するための定数である。 . ステッ プ 114では、 雑音成分を低減させるため平滑さ せる。 平滑手段にはディ ジタ ルフ ィ ルタ を用い、 たとえ ば次の (2)式のよ う にして走行速度 vsn を求める。 vsn = avsn-l + bvn (2) ただし、 a , bは平滑特性を表す定数である。 nは今 回の値を示し、 n— 1は前回の値を示す。
ステッ プ 115 では、 目標速度 νΓと走行速度 vsn との速 度偏差 e を次の(3)式にて求める。 en = vr 一 vsn (3) ステップ 116 では、 走行速度 vsnの一定時間 T。毎の加 速度を次の(4)式にて求める。
一 sn― sn-! Ι αη (4)
To
ステップ 117では、 前記の加速度 αηの符号を調べ、 正 ならばス テッ プ 118 で前回の加速度 η-ι の符号を調べ、 負ならばステップ 120 へ進む。
—方、 ステップ 117 で加速度《nが負ならば、 ステップ 119で前回の加速度 α;η- の符号を調べ、 正な らば、 ステ ップ 120 へ進む。
つま り、 加速度が正から負または負から正に変化した 時点を検知する。
ステップ 120 では、 加速度の符号が変化したと きの速 度偏差 son一 1 に eonを代入し、 に今回の速度偏差 en を代入する。
ステップ 121では、 速度偏差変化率 /3nを前回の速度偏 差 eon—j と今回のそれ e0n と、 その間隔時間 T 1 とで次 の( 式にて求める。 ハ οπ一 eon— 1 ,、 βη = …' … (5)
T1
ステップ 122 では、 間隔時間用タ イ マ Τ 1 を零とし、 ステップ 123では、 所定時間用タ イマ Τ 2 を零とする。 一方、 加速度の符号が反転していないと きはス テッ プ 124でタ イ マ Τ 1 に 「1」を加算し、 ステップ 125でタイ マ Τ 2 に「1」 を加算する。
ステップ 126では、 タイマ Τ 2 が所定時間 Αを経過し たが Sかを調べ、 経過した場合にはステツプ 127で T 2 に Aを代入する。
次に、 第 4図(a)の続きの第 4図(b)のフ ロ ーチヤ一 トに おいて、 ステッ プ 128 では制御信号出力中フ ラ グが L、 つま り出力されているか否かを調べ、 出力されていない 場合ステッ プ 129 で速度偏差変化率 が所定値 Bの範囲 外か否かを調べる。 j /9 | ≥ Bならば、 ステップ 130 でタ イマ T 2 が所定時間 Aを経過したか否かを調べる。
| 9 | < Bのと き、 または T 2 ≥ A のと き ステッ プ 131 で加速度 と速度偏差 e と によ り スロ ッ トル弁 9 の開度 を制御するための制御量を演算する。
演算の一方法と して次の(6)式が考えられる。
Ύ = K1 an + K2 en (6) ただし、 , K2は定数である。
—方、 ステップ 132で最新の二つの変曲点での速度偏 差の符号を調べ、 異付号ならばステップ 133へ進む。
つま り、 速度偏差変化率 1 /9 I が所定値 Β以上でかつ 所定時間 Α内で変曲点偏差の符号が反転している場合は、 ステップ 133で制御量を増加させるよ うに演算する。 そ の一方法と して次の(7)式が考え られる。
T = Kt ( η ±Κ3 ) +K2en (7) こ こで、 ( η土 K3) は加速度 ηが正な らば Κ3を加算し、 が負ならば ¾を減算するという意味で、 ¾は定数であ る Ο
さ らに、 速度偏差変化率 I β I が所定値 Β以上でかつ 所定時間 Α内で変曲点偏差の符号が同一な らば、 ステツ
プ 134で制御量を減少させるよ うに演算する。 その一方 法として次の )式が考えられる。
τ = ¾ Γαη+κ4) +K2en (8) こ こで、 ( ηΐρΚ4) は加速度 αηが正ならば Κ4だけ減算 し、 αηが負ならば Κ4だけ加算するという意味であ り、 Κ4 は定数である。
ステップ 135では求まった制御量 Τつま り出力時間 Τ の符号によって制御信号 および y2の出力レベルを次の 第 2表から求めて出力し、 またタイマ (図示せず) を起 動させる。
ステップ 136では、 制御信号を出力中フラグを Hとす る。 ステップ 137 では所定時間 Toを経過するまで待機し、 T0を経過した場合は、 ステップ 102 に戻り 同様な手順で 各ステップを実行する。
< 第 2 表 >
ステップ 1δ5で制御信号が出力され、 タ イ マが起動し タイマカウン ト値が出力時閭でと一致したと きは第 4図 (d)のタイマ割込みルーチ ン処理を行う。
この第 4図 (d)において、 ステップ 301では制御モ ド
や保持モー ドの出力レベルが設定される n
ステップ 302 でほ、 制御信号の出力中フ ラ グを 「L」 と し、 再びメ イ ンルー チ ンへ戻る。
以上のよ う にして、 マ イ ク ロ コ ン ピュータ装置 1 7から 出力時間 Tの加速モ ー ドまたは減速モ ー ドの出力がス ロ ッ ト ル弁駆動手段 7 に与えられ、 加速モ ー ドのと きはダ ィ ャフ ラム装置 20の空気室 20bが縮少し、 したがってダ ィ ャフ ラ ム 20d が図示左方向に移動し、 ス ロ ッ トル弁 9 が所定量開く。
また、 減速モー ドのと きは空気室 20 bが拡大し、 した がって、 ダイ ヤフ ラム 20 dが図示右方向に移動し、 ス ロ ッ トル弁 9 が所定量閉じ る。
以上の動作の一例を第 6図 (A)と第 6 図 (B)に示す。 第 6 図 (A)の 21 a、 第 6 図 (B)の 21b のごと く 走行速度が変化し たと仮定する。 第 6 図 (A)、 第 6図 (B)の 22は目標速度、 第 6図 (A)の 23a、 第 6 図 (B)の 23bは走行速度 2 1と 目標速度 22と加速度の符号反転時点 e o nと間隔時間 Tl n とによつ て求めた速度偏差変化率 /9である。
加速度 ( 図示せず ) と速度偏差 e と速度偏差変化率 B と加速度符号反転時の速度偏差 e o nの符号と所定時間 A とによ り、 制御量 Tを演算する。
第 6図 (A)では速度偏差変化率 | /S |≥ Bで、 所定時間 A 内でかつ速度偏差 e。n と m の符号が反転している場 合は通常よ り増加するよ う に制御量 Tを算出し、 制御信
号 yiおよび y2はそれぞれ第 6図 (A)の 24 a , 25aとなる。 この制御信号に基づき、 ス ロ 、 トル弁の開度は第 6図 )の 26a のごと く 変化する。
以上のよ うな特定条件下では、 演算制御量を増加させ て早く ス ロ ッ ト ル弁を動作させ、 速度偏差を減少させる よ うに制御する。
—方、 第 6図 (B)では速度偏差変化率 I /3 I≥Bで所定時 閭 A内でかつ速度偏差 eo nと e o n一 i との符号が同一の場 合は通常よ り減少するよ うに制御量 Tを算出し、 制御信 号 および y2はそれぞれ第 6図 (B)の 24b , 25b となる。 したがって、 ス ロ ッ ト ル弁の開度は第 6図 (B)の 26b のご とく変化する。
以上のよ うな特定条件下では、 演算制御量を減少させ て、 ス ロ ッ トル弁の動作を抑制し速度偏差を減少させる よ うにし、 安定した定速走行が行われるよ うにしたもの である。
なお、 ス ロ ッ トル弁駆動手段 7 として、 電磁弁 18およ び 19とダイヤフ ラ ム装置 20とによつて搆成したが、 第 1 図 (a)の従来装置のよ うにモータ式のものを用いること も できる。
Claims
1. 車両の走行速度を検出する走行速度検出手段、 この 走行速度検出手段で検出された走行速度信号から所定時 間毎の車両の加速度を求める加速度演算手段、 車両を一 定の目標速度に保っために目標速度を設定する目標速度 設定手段、 この目標速度設定手段からの信号によ り 目標 速度を発生させる目標速度信号発生手段、 この目標速度 信号発生手段で発生した目標速度信号と前記走行速度信 号とから速度偏差を求める速度偏差演算手段、 車両の駆 動力を制御する駆動力制御手段、 前記加速度信号と速度 偏差信号とを入力し、 目標速度と走行速度が一致するよ う に車両の駆動力を制御する制御量を演算する制御量演 算手段、 前記加速度信号の符号が反転した時点の速度偏 差を記億する変曲点偏差記憶手段、 この変曲点偏差記憶 手段で記憶した変曲点差間の時間を計測し変曲点偏差の 変化率を求める速度偏差変化率演算手段、 この速度偏差 変化率と前記変曲点偏差とによ り前記制御量を調整して、 前記駆動力制御手段に出力する制御量調整手段を備えた 車両用定速走行制御装置。
2. 制御量調整手段は、 前記速度偏差変化率が所定値以 上でかつ前記記憶している変曲点偏差のう ち最新の二つ の変曲点偏差の符号が反転している場合は、 所定時間制 御量を増加させるよ うに調整することを特徴とする請求 の範囲第 1項記載の車両用定速走行制御装置。
S. 制御量調整手段は、 前記速度偏差変化率が所定値以 上でかつ、 前記記億している変曲点偏差のう ち最新の二 つの変曲点偏差の符号が同一である場合は、 所定時間制 御量を減少させるよ う に調整することを特徴とする請求 の範囲第 1項記載の車両用定速走行制御装置。
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