JP2006291870A

JP2006291870A - Vehicle speed control device

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Publication number: JP2006291870A
Application number: JP2005114568A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Ishizu; 石津　　健; Takenori Hashizume; 武徳橋詰
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2005-04-12
Filing date: 2005-04-12
Publication date: 2006-10-26

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a vehicle speed control device changing the degree of control depending on the travelling condition of an owned vehicle relative to a preceding vehicle travelling in front of the owned vehicle. <P>SOLUTION: The vehicle speed control device comprises operating condition detecting means 2, 3 for detecting the operating condition of the vehicle, a target vehicle speed setting mean 30 for setting the target vehicle speed of the owned vehicle with predetermined response property in accordance with the operating condition, an actual vehicle speed detecting means 4 for detecting the actual vehicle speed of the owned vehicle, vehicle speed control means 40, 50, 60 for feedbacking the actual vehicle speed and controlling the actual vehicle speed to correspond to the target vehicle speed, a travelling condition detecting means 9 for detecting the travelling condition of the owned vehicle relative to the preceding vehicle travelling in front of the owned vehicle, and a response property correcting means 70 for correcting the response property to the operating condition of the target vehicle speed setting means in accordance with the travelling condition of the owned vehicle relative to the preceding vehicle. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、運転者の意図する車速に車両を制御する車速制御装置に関するものである。 The present invention relates to a vehicle speed control device that controls a vehicle to a vehicle speed intended by a driver.

運転者の負担軽減を目的として、車速指令信号に基づいてスロットル開度、変速比等を制御して車速を制御する車速制御装置が従来より種々提案されている。 Various vehicle speed control devices that control the vehicle speed by controlling the throttle opening, the gear ratio, etc. based on the vehicle speed command signal have been proposed for the purpose of reducing the burden on the driver.

例えば特許文献１では、アクセル開度に基づいて目標加速度又は目標減速度を求め、その目標加減速度を達成できるようにスロットルバルブのバルブ開度を制御する。次に車速センサより実車速を検出し、その車速を微分して実加減速度を求める。そして目標加減速度と実加減速度とが一致しているか否かを判断し、一致していなければ、バルブ開度に補正を加えることでアクセルの踏み込みに対する車両加速度の応答性を高めるようにしている。
特開２０００−２０５０１５号公報 For example, in Patent Document 1, the target acceleration or target deceleration is obtained based on the accelerator opening, and the valve opening of the throttle valve is controlled so that the target acceleration / deceleration can be achieved. Next, the actual vehicle speed is detected by the vehicle speed sensor, and the actual acceleration / deceleration is obtained by differentiating the vehicle speed. Then, it is determined whether or not the target acceleration / deceleration matches the actual acceleration / deceleration. If they do not match, the responsiveness of the vehicle acceleration to the depression of the accelerator is enhanced by correcting the valve opening. .
JP 2000-205015 A

しかし、前述した従来の車速制御装置は、単に目標加減速度と実加減速度とが一致しているか否かを判断し、一致していなければ、バルブ開度に補正を加えることでアクセルペダルの踏み込みに対する車両加速度の応答性を高めるようにしているので、走行場面によっては過大な補正がなされることがあった。 However, the above-described conventional vehicle speed control device simply determines whether or not the target acceleration / deceleration coincides with the actual acceleration / deceleration, and if they do not match, the accelerator pedal is depressed by correcting the valve opening. Since the response of the vehicle acceleration to the vehicle is enhanced, an excessive correction may be made depending on the driving scene.

すなわち、例えば、前方を走行している先行車との車間距離が、もう少しで適正な距離になりそうなときに、ドライバがアクセルを踏み込んで、接近を試みることがある。また先行車との車間距離が適正な距離であるときに、ドライバーの操作ミス等によってアクセルを踏みすぎてしまう可能性もある。このような場合にアクセルペダルの踏み込みに対する車両加速度の応答性が高められすぎていては、自車が前方車両に接近しすぎる可能性がある。 That is, for example, when the inter-vehicle distance from the preceding vehicle traveling ahead is likely to become a little more appropriate distance, the driver may step on the accelerator and try to approach. Further, when the distance between the preceding vehicle and the preceding vehicle is an appropriate distance, there is a possibility that the accelerator will be stepped on too much due to a driver's operation error or the like. In such a case, if the response of the vehicle acceleration to the depression of the accelerator pedal is increased too much, the own vehicle may be too close to the preceding vehicle.

アクセルペダルの踏み込みに対する車両加速度の応答性が高い車両は、レスポンスのよい車両であるとしてドライバに好まれがちであるが、常にそのような制御であっては、本来、運転者の負担軽減を目的とする車速制御装置のためにかえって運転者の疲労を増大してしまう可能性があったのである。 Vehicles with high vehicle acceleration response to accelerator pedal depression tend to be preferred by drivers as being responsive vehicles, but such control is essentially intended to reduce the burden on the driver. However, the driver's fatigue may be increased instead of the vehicle speed control device.

本発明は、このような従来の問題点に着目してなされたものであり、自車の前方を走行する先行車と自車との相対的な走行状態によって制御度合を変更する車速制御装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made paying attention to such a conventional problem, and provides a vehicle speed control device that changes the degree of control according to the relative traveling state of a preceding vehicle traveling in front of the own vehicle and the own vehicle. It is intended to provide.

本発明は以下のような解決手段によって前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために本発明の実施形態に対応する符号を付するが、これに限定されるものではない。 The present invention solves the above problems by the following means. In addition, in order to make an understanding easy, although the code | symbol corresponding to embodiment of this invention is attached | subjected, it is not limited to this.

本発明は、車両の操作状態を検出する操作状態検出手段（２，３）と、前記操作状態に基づいて、所定の応答特性をもって自車の目標車速を設定する目標車速設定手段（３０）と、自車の実車速を検出する実車速検出手段（４）と、前記実車速をフィードバックして、実車速が前記目標車速に一致するように制御する車速制御手段（４０，５０，６０）と、自車の前方を走行する先行車と自車との相対的な走行状態を検出する走行状態検出手段（９）と、前記自車の先行車に対する相対的な走行状態に基づいて、前記目標車速設定手段の前記操作状態に対する応答特性を補正する応答特性補正手段（７０）とを有することを特徴とする。 The present invention includes operation state detection means (2, 3) for detecting an operation state of a vehicle, target vehicle speed setting means (30) for setting a target vehicle speed of the host vehicle with predetermined response characteristics based on the operation state, and An actual vehicle speed detecting means (4) for detecting the actual vehicle speed of the host vehicle, and a vehicle speed control means (40, 50, 60) for controlling the actual vehicle speed so as to coincide with the target vehicle speed by feeding back the actual vehicle speed. , Based on the running state detecting means (9) for detecting the relative running state of the preceding vehicle and the own vehicle traveling in front of the own vehicle, and the relative running state of the own vehicle with respect to the preceding vehicle, the target Response characteristic correction means (70) for correcting the response characteristic of the vehicle speed setting means to the operation state.

本発明によれば、自車の前方を走行する先行車と、自車との相対的な走行状態を検出し、その検出した走行状態に基づいて、操作状態に対する目標車速設定手段の応答特性を補正するようにしたので、先行車がある場合に、ドライバーの操作ミス等によりアクセルを踏みすぎたときであっても、前方車両に接近しすぎることを防ぐことができるとともに、先行車がない場合は、アクセルペダルの踏み込みに対して車両加速度の応答性を高くすることができる。 According to the present invention, the relative traveling state between the preceding vehicle traveling in front of the host vehicle and the host vehicle is detected, and the response characteristic of the target vehicle speed setting means with respect to the operation state is determined based on the detected traveling state. When there is a preceding vehicle, it is possible to prevent the vehicle from approaching the vehicle ahead even if the driver steps on the accelerator too much due to a driver's operation error, etc. Can increase the response of the vehicle acceleration to the depression of the accelerator pedal.

以下では図面等を参照して本発明の実施の形態についてさらに詳しく説明する。
（第１実施形態）
図１は本発明による車速制御装置の第１実施形態を示すシステム構成を示す図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram showing a system configuration showing a first embodiment of a vehicle speed control apparatus according to the present invention.

制御開始スイッチ１は、車速制御を実行するか否かを検出する。スイッチオン状態の場合は、車速制御実行と判断する。スイッチオフの場合は、車速制御を停止する。 The control start switch 1 detects whether or not to execute vehicle speed control. If the switch is on, it is determined that vehicle speed control is being executed. When the switch is off, the vehicle speed control is stopped.

ブレーキスイッチ２は、ドライバーがブレーキを踏んでいるか否かを検出する。ブレーキを踏んでいる場合はオン状態となる。ブレーキを離している場合はオフ状態となる。 The brake switch 2 detects whether or not the driver is stepping on the brake. When the brake is depressed, it is turned on. When the brake is released, it is turned off.

車間距離センサ９は、レーザや電波を利用したもので、反射波より先行車との車間距離La、相対速度Vtを検出する。 The inter-vehicle distance sensor 9 uses a laser or a radio wave, and detects an inter-vehicle distance La and a relative speed Vt from a preceding vehicle from a reflected wave.

アクセルポジションセンサ３は、ドライバーのアクセル踏込み量APOを検出する。 The accelerator position sensor 3 detects the accelerator depression amount APO of the driver.

車速センサ４は、タイヤの回転速度から車両の実車速aVSPを検出する。 The vehicle speed sensor 4 detects the actual vehicle speed aVSP of the vehicle from the rotational speed of the tire.

エンジン回転速度センサ５は、エンジンの点火信号からエンジン回転速度aNEを検出する。 The engine speed sensor 5 detects the engine speed aNE from the engine ignition signal.

車速制御ＥＣＵ１０は、マイクロコンピューターとその周辺部品とにより構成され、制御周期（例えば１０ｍｓ）毎に制御開始スイッチ１、ブレーキスイッチ２、アクセルポジションセンサ３、車速センサ４、エンジン回転速度センサ５、車間距離センサ９からの信号を取込んで、エンジンＥＣＵ６、トランスミッションＥＣＵ７に指令値を出力する。車速制御ＥＣＵ１０は、図１に示すように、マイクロコンピューターのソフトウェア形態により構成される制御開始判定部２０、目標車速算出部３０、車速制御部４０、実変速比算出部５０、駆動力分配部６０、規範モデル時定数決定部７０を備えている。車速制御ＥＣＵ１０は、スロットルとトランスミッションとを用いることによって、車速を制御する。なお車速制御ＥＣＵ１０の各構成部の詳細については後述する。 The vehicle speed control ECU 10 is composed of a microcomputer and its peripheral components. The control start switch 1, brake switch 2, accelerator position sensor 3, vehicle speed sensor 4, engine rotation speed sensor 5, and inter-vehicle distance are provided every control cycle (for example, 10 ms). A signal from the sensor 9 is taken in and a command value is output to the engine ECU 6 and the transmission ECU 7. As shown in FIG. 1, the vehicle speed control ECU 10 includes a control start determination unit 20, a target vehicle speed calculation unit 30, a vehicle speed control unit 40, an actual gear ratio calculation unit 50, and a driving force distribution unit 60 configured in the form of a microcomputer software. The reference model time constant determination unit 70 is provided. The vehicle speed control ECU 10 controls the vehicle speed by using a throttle and a transmission. Details of each component of the vehicle speed control ECU 10 will be described later.

エンジンＥＣＵ６は、車速制御ＥＣＵ１０から出力されたエンジントルク指令値cTE及び制御実行フラグfSTARTに基づいて、スロットル開度を算出し、スロットルアクチュエータ８にスロットル開度信号を出力する。すなわち、エンジンＥＣＵ６は、制御実行フラグfSTARTが１の場合には車速制御実行状態であると判定し、車速制御ＥＣＵ１０から出力されたエンジントルク指令値cTEに基づいたエンジントルクを出力するようにスロットルアクチュエータ８を制御する。一方、制御実行フラグfSTARTが０の場合には車速制御停止状態である判定し、アクセル踏込み量APOに応じたエンジントルクを出力するようにスロットルアクチュエータ８を制御する。 The engine ECU 6 calculates the throttle opening based on the engine torque command value cTE output from the vehicle speed control ECU 10 and the control execution flag fSTART, and outputs a throttle opening signal to the throttle actuator 8. That is, when the control execution flag fSTART is 1, the engine ECU 6 determines that the vehicle speed control is being executed, and outputs the engine torque based on the engine torque command value cTE output from the vehicle speed control ECU 10 so as to output the engine torque. 8 is controlled. On the other hand, when the control execution flag fSTART is 0, it is determined that the vehicle speed control is stopped, and the throttle actuator 8 is controlled to output the engine torque corresponding to the accelerator depression amount APO.

スロットルアクチュエータ８は、スロットル開度信号に従ってエンジンのスロットルバルブを調整する。 The throttle actuator 8 adjusts the throttle valve of the engine according to the throttle opening signal.

トランスミッションＥＣＵ７は、車速制御ＥＣＵ１０から出力された変速比指令値cRATIO及び制御実行フラグfSTARTに基づいて、変速機の変速比を調整する。すなわち、トランスミッションＥＣＵ７は、制御実行フラグfSTARTが１の場合には車速制御実行状態であると判定し、車速制御ＥＣＵ１０から出力された変速比指令値cRATIOに変速比を設定する。一方、制御実行フラグfSTARTが０の場合には、車速制御停止状態であると判定し、アクセル踏込み量APOと実車速aVSPとに応じた変速比を設定する。 The transmission ECU 7 adjusts the transmission gear ratio based on the gear ratio command value cRATIO and the control execution flag fSTART output from the vehicle speed control ECU 10. That is, when the control execution flag fSTART is 1, the transmission ECU 7 determines that the vehicle speed control is being executed, and sets the gear ratio in the gear ratio command value cRATIO output from the vehicle speed control ECU 10. On the other hand, when the control execution flag fSTART is 0, it is determined that the vehicle speed control is stopped, and a gear ratio is set according to the accelerator depression amount APO and the actual vehicle speed aVSP.

続いて車速制御ＥＣＵ１０の各構成部について詳述する。
≪制御開始判定部２０≫
制御開始判定部２０の動作を図２に示したフローチャートに基づいて説明する。 Next, each component of the vehicle speed control ECU 10 will be described in detail.
<< Control start determination unit 20 >>
The operation of the control start determination unit 20 will be described based on the flowchart shown in FIG.

ステップ１（図では「Ｓ１」と略記する。以下同様）では、制御開始スイッチ１からの信号を取込んでスイッチがオン状態であるか、オフ状態であるかを判定する。オン状態である場合はステップ２へ進み、オフ状態である場合はステップ４へ進む。 In step 1 (abbreviated as “S1” in the figure, the same applies hereinafter), a signal from the control start switch 1 is taken to determine whether the switch is on or off. If it is in the on state, the process proceeds to step 2. If it is in the off state, the process proceeds to step 4.

ステップ２では、ブレーキスイッチ２からの信号を取込んでブレーキスイッチがオン状態であるか、オフ状態であるかを判定する。オン状態である場合はステップ４へ進み、オフ状態である場合はステップ３へ進む。 In step 2, a signal from the brake switch 2 is captured to determine whether the brake switch is in an on state or an off state. If it is in the on state, the process proceeds to step 4, and if it is in the off state, the process proceeds to step 3.

ステップ３では制御実行フラグfSTARTを１とする。 In step 3, the control execution flag fSTART is set to 1.

ステップ４では制御実行フラグfSTARTを０とし、車速制御の停止処理を行う。例えば、ドライバーがブレーキを踏んでいる場合は、スロットル開度と変速比とでは目標車速tVSPに実車両の速度aVSPを追従させることができないのでフラグfSTARTを０として車速制御の停止処理を行う。 In step 4, the control execution flag fSTART is set to 0, and vehicle speed control stop processing is performed. For example, when the driver is stepping on the brake, the vehicle speed control is stopped by setting the flag fSTART to 0 because the actual vehicle speed aVSP cannot be made to follow the target vehicle speed tVSP with the throttle opening and the gear ratio.

制御開始判定部２０から出力された制御実行フラグfSTARTは、エンジンＥＣＵ６、トランスミッションＥＣＵ７に入力され、エンジンＥＣＵ６及びトランスミッションＥＣＵ７は、上述した制御を行う。 The control execution flag fSTART output from the control start determination unit 20 is input to the engine ECU 6 and the transmission ECU 7, and the engine ECU 6 and the transmission ECU 7 perform the above-described control.

≪目標車速算出部３０≫
目標車速算出部３０は、図３に示すように目標加速度決定部３１、積分処理部３２より構成され、制御実行フラグfSTART、実車速aVSP、アクセル踏込み量APOを取込み、目標車速tVSPを算出する。 ≪Target vehicle speed calculation unit 30≫
As shown in FIG. 3, the target vehicle speed calculation unit 30 includes a target acceleration determination unit 31 and an integration processing unit 32. The target vehicle speed calculation unit 30 takes in a control execution flag fSTART, an actual vehicle speed aVSP, and an accelerator depression amount APO, and calculates a target vehicle speed tVSP.

目標加速度決定部３１は、積分処理部３２で算出された目標車速tVSPとアクセル踏込み量APOとから図４に示すマップに基づき目標加速度tACCを決定する。図４に示されるように目標加速度tACCは、アクセル踏込み量が大きいほど大きくなる。また車速が高くなるほど走行抵抗は大きくなり、実現可能な加速度は小さくなることに対応するため、図４では同じアクセル踏込み量であれば、車速が高いほど、目標加速度は小さくなるように設定されている。 The target acceleration determining unit 31 determines the target acceleration tACC based on the map shown in FIG. 4 from the target vehicle speed tVSP calculated by the integration processing unit 32 and the accelerator depression amount APO. As shown in FIG. 4, the target acceleration tACC increases as the accelerator depression amount increases. Further, in order to cope with the fact that the higher the vehicle speed, the greater the running resistance and the smaller the realizable acceleration, in FIG. 4, the target acceleration is set to become smaller as the vehicle speed increases for the same accelerator depression amount. Yes.

積分処理部３２は、制御実行フラグfSTART、実車速aVSP、目標加速度tACCに基づいて目標車速tVSPを算出する。ここで図５を参照して積分処理部３２の処理内容について説明する。制御実行フラグfSTARTが０の場合、つまり制御開始スイッチ１がオフ状態、またはブレーキを踏んでいる場合には、目標車速tVSP及びtVSP前回値を実車速aVSPで初期化する（ステップ７）。制御実行フラグfSTARTが１の場合、つまり制御開始スイッチ１がオン状態かつブレーキを踏んでいない場合には、tVSP前回値に目標加速度tACCを加算して目標車速tVSPとする。目標車速tVSP算出後、tVSP前回値を目標車速tVSPで更新する（ステップ６）。目標車速tVSPは車速制御部４０に出力される。 The integration processing unit 32 calculates the target vehicle speed tVSP based on the control execution flag fSTART, the actual vehicle speed aVSP, and the target acceleration tACC. Here, the processing content of the integration processing unit 32 will be described with reference to FIG. When the control execution flag fSTART is 0, that is, when the control start switch 1 is in the off state or the brake is depressed, the target vehicle speed tVSP and the previous value of tVSP are initialized with the actual vehicle speed aVSP (step 7). When the control execution flag fSTART is 1, that is, when the control start switch 1 is on and the brake is not depressed, the target acceleration tACC is added to the previous value of tVSP to obtain the target vehicle speed tVSP. After calculating the target vehicle speed tVSP, the previous value of tVSP is updated with the target vehicle speed tVSP (step 6). The target vehicle speed tVSP is output to the vehicle speed control unit 40.

≪規範モデル時定数決定部７０≫
規範モデル時定数決定部７０は、前方を走行する車両(先行車)との車間距離La、相対速度Vt(＝先行車の車速−自車の車速)に基づいて規範モデル時定数τ_Hを決定する。具体的には図６に示すマップに基づき決定する。規範モデル時定数τ_Hは図６に示されるように、車間距離が縮まるほど、そして相対速度が負側（接近方向）に大きくなるほど大きな値を採る。なお、後述するように規範モデル時定数τ_Hが大きいほど、アクセル操作に対する応答性が低くなる（応答が鈍くなる）。 ≪Standard model time constant determination unit 70≫
The reference model time constant determination unit 70 determines a reference model time constant τ _H based on the distance La between the vehicle traveling ahead (the preceding vehicle) and the relative speed Vt (= the vehicle speed of the preceding vehicle−the vehicle speed of the host vehicle). To do. Specifically, it is determined based on the map shown in FIG. As shown in FIG. 6, the reference model time constant τ _H takes a larger value as the inter-vehicle distance decreases and the relative speed increases in the negative direction (the approach direction). As will be described later, the greater the standard model time constant τ _H is, the lower the response to the accelerator operation becomes (the response becomes dull).

先行車がいない場合は、車間距離１００［ｍ］での値を設定し、応答性をよくする。 When there is no preceding vehicle, a value at an inter-vehicle distance of 100 [m] is set to improve responsiveness.

≪車速制御部４０≫
図７に車速制御部４０の構成を示す。また図８に制御対象の車両モデルを示す。 ≪Vehicle speed control unit 40≫
FIG. 7 shows the configuration of the vehicle speed control unit 40. FIG. 8 shows a vehicle model to be controlled.

制御対象の車両モデルは、駆動トルク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、車両のパワートレインの挙動は図８に示す簡易非線形モデルで表すことができ、次式で表される。 The vehicle model to be controlled is modeled using the drive torque command value as the manipulated variable and the vehicle speed as the controlled variable, so that the behavior of the vehicle's powertrain can be expressed by the simple nonlinear model shown in FIG. expressed.

駆動トルク指令値を入力とし、車速を出力とする車両モデルは積分特性となる。ただし、制御対象の特性にはパワートレイン系の遅れにより無駄時間も含まれることになり、使用するアクチュエータやエンジンによって無駄時間Ｌ_Pは変化する。 A vehicle model having the drive torque command value as input and the vehicle speed as output has integral characteristics. However, the characteristics to be controlled include a dead time due to the delay of the power train system, and the dead time L _P varies depending on the actuator and engine used.

車速制御部４０はフィードフォワード制御部（以下Ｆ／Ｆ制御部と略す）とフィードバック制御部（以下Ｆ／Ｂ制御部と略す）とからなる２自由度制御系で構成されている。車速制御部４０は、目標車速tVSPを入力とし、出力を自車速aVSPとした場合の伝達特性が図７の規範モデル４２の伝達特性となるようにＦ／Ｆ制御部とＦ／Ｂ制御部を用いて制御を行う。 The vehicle speed control unit 40 includes a two-degree-of-freedom control system including a feedforward control unit (hereinafter abbreviated as F / F control unit) and a feedback control unit (hereinafter abbreviated as F / B control unit). The vehicle speed control unit 40 inputs the target vehicle speed tVSP and sets the F / F control unit and the F / B control unit so that the transfer characteristic when the output is the own vehicle speed aVSP is the transfer characteristic of the reference model 42 in FIG. To control.

Ｆ／Ｆ制御部は図７に示すように位相補償器４１で構成され、Ｆ／Ｆ指令値は目標車速tVSPを入力とし、実車速aVSPを出力とした場合の制御対象の応答特性を、伝達特性Ｇ_T(s)の特性に一致させる。位相補償器４１の伝達特性Ｇ_C(s)は、次式で表される。 As shown in FIG. 7, the F / F control unit is composed of a phase compensator 41. The F / F command value is input with the target vehicle speed tVSP and the actual vehicle speed aVSP as the output, and transmits the response characteristics of the controlled object. Match the characteristic G _T (s). The transfer characteristic G _C (s) of the phase compensator 41 is expressed by the following equation.

Ｆ／Ｂ制御部は、図７に示すように規範モデル４２とフィードバック補償器４３とにより構成される。 The F / B control unit includes a reference model 42 and a feedback compensator 43 as shown in FIG.

規範モデル４２の伝達関数Ｇ_T(s)は、次式で表される。 The transfer function G _T (s) of the reference model 42 is expressed by the following equation.

すなわち、規範モデル４２の伝達関数Ｇ_T(s)は時定数τ_Hの一次遅れとむだ時間Ｌ_Vとからなる。時定数τ_Hは、前述した規範モデル時定数決定部７０にて決定された値を用いる。なおｓはラプラス演算子を表す。また目標車速tVSPは、目標車速演算部３０で算出された値である。 That is, the transfer function G _T (s) of the reference model 42 is composed of the first-order lag of the time constant τ _H and the dead time L _V. As the time constant τ _H , a value determined by the above-described reference model time constant determination unit 70 is used. Note that s represents a Laplace operator. The target vehicle speed tVSP is a value calculated by the target vehicle speed calculation unit 30.

フィードバック補償器４３は、図７に示されるようにＰＤ補償器をもちいる。フィードバック補償器４３は、規範モデル４２から出力される規範応答Vrefと自車速aVSPとの差を入力とし、Ｆ／Ｂ指令値を算出する。なおＫpは比例制御ゲインであり、Ｋdは微分制御ゲインである。Ｆ／Ｂ指令値により外乱やモデル化誤差による影響を抑える。 The feedback compensator 43 uses a PD compensator as shown in FIG. The feedback compensator 43 receives the difference between the reference response Vref output from the reference model 42 and the host vehicle speed aVSP, and calculates the F / B command value. Kp is a proportional control gain, and Kd is a differential control gain. The F / B command value suppresses the influence of disturbances and modeling errors.

駆動トルク変換部４４は、位相補償器（Ｆ／Ｆ制御部）４１で算出されたＦ／Ｆ指令値と、Ｆ／Ｂ補償器４３で算出されたＦ／Ｂ指令値とを加算した値に、車両質量Ｍ及びタイヤ動半径Ｒｔを掛け合わせ、駆動トルク指令値cTDRを算出する。駆動トルク指令値cTDRは、後述のように駆動力分配部６０で、エンジントルク指令値cTE、変速比指令値cRATIOに分配することで実現される。 The drive torque conversion unit 44 adds the F / F command value calculated by the phase compensator (F / F control unit) 41 and the F / B command value calculated by the F / B compensator 43 to a value. Then, the vehicle mass M and the tire moving radius Rt are multiplied to calculate a drive torque command value cTDR. The drive torque command value cTDR is realized by distributing the engine torque command value cTE and the gear ratio command value cRATIO by the drive force distribution unit 60 as described later.

≪実変速比算出部５０≫
図１の実変速比算出部５０は、自車速aVSPとエンジン回転速度aNEより下式に従って実変速比aRATIOを算出する。 ≪Actual gear ratio calculation unit 50≫
The actual speed ratio calculating unit 50 in FIG. 1 calculates the actual speed ratio aRATIO according to the following formula from the host vehicle speed aVSP and the engine speed aNE.

≪駆動力分配部６０≫
駆動力分配部６０について図９に基づいて説明する。駆動力分配部６０では、車速aVSP、駆動トルク指令値cTDR、実変速比aRATIOを入力として変速比指令値cRATIOとエンジントルク指令値cTEを算出する。 ≪Driving force distribution unit 60≫
The driving force distribution unit 60 will be described with reference to FIG. The driving force distribution unit 60 receives the vehicle speed aVSP, the driving torque command value cTDR, and the actual gear ratio aRATIO as input, and calculates the gear ratio command value cRATIO and the engine torque command value cTE.

変速比指令値cRATIOについては、変速比指令値設定部６１にて算出される。変速比指令値設定部６１では、図１０に示されるマップを用いて駆動トルク指令値cTDRと自車速aVSPから変速比指令値cRATIOを決定する。なお図１０は無段変速機を用いた場合のマップを示している。 The gear ratio command value cRATIO is calculated by the gear ratio command value setting unit 61. The gear ratio command value setting unit 61 determines the gear ratio command value cRATIO from the drive torque command value cTDR and the host vehicle speed aVSP using the map shown in FIG. FIG. 10 shows a map when a continuously variable transmission is used.

エンジントルク指令値算出部６２では、駆動トルク指令値cTDRと実変速比aRATIOより下式に従ってエンジントルク指令値cTEを算出する。 The engine torque command value calculation unit 62 calculates an engine torque command value cTE from the drive torque command value cTDR and the actual gear ratio aRATIO according to the following equation.

駆動力分配部６０にて算出された変速比指令値cRATIOは、図１に示される通り、トランスミッションＥＣＵ７へ出力される。エンジントルク指令値cTEは、エンジンＥＣＵ６へ出力される。 The gear ratio command value cRATIO calculated by the driving force distribution unit 60 is output to the transmission ECU 7 as shown in FIG. The engine torque command value cTE is output to the engine ECU 6.

本発明では、規範モデル時定数決定部７０により、規範モデル４２の時定数τ_Hを変更するようにした。このようにすると、アクセル踏込み量APOに対する車両の応答を変更することができる。 In the present invention, the reference model time constant determination unit 70 changes the time constant τ _H of the reference model 42. In this way, the response of the vehicle to the accelerator depression amount APO can be changed.

図１１は、時刻ｔ０〜ｔ１において目標車速がＶ0→Ｖ1と変化したときに、同一のアクセル踏込み量での実車速の応答性を示している。図１１（Ａ）は時定数τ_Hが小さい場合を示し、図１１（Ｂ）は時定数τ_Hが大きい場合を示す。 FIG. 11 shows the response of the actual vehicle speed with the same accelerator depression amount when the target vehicle speed changes from V0 to V1 at times t0 to t1. FIG. 11A shows a case where the time constant τ _H is small, and FIG. 11B shows a case where the time constant τ _H is large.

図１１（Ａ）、図１１（Ｂ）を見ると、時定数τ_Hを大きくすることで規範車速Vrefの立ち上がりが緩やかになり、自車速aVSPの立ち上がりも緩やかになることがわかる。 11A and 11B, it can be seen that increasing the time constant τ _H makes the rise of the reference vehicle speed Vref moderate and makes the rise of the host vehicle speed aVSP gentle.

図１２，図１３に前方車両に接近しているときのアクセル踏込量に対する車両挙動を示す。図１２は、先行車との車間距離La、相対速度Vtにかかわらず、規範モデル時定数τ_Hを変更しない場合である。 12 and 13 show the vehicle behavior with respect to the accelerator depression amount when approaching the vehicle ahead. FIG. 12 shows a case where the reference model time constant τ _H is not changed regardless of the inter-vehicle distance La and the relative speed Vt with the preceding vehicle.

前方車両に接近しつつあるが、まだ十分な車間距離があるので、車間距離を縮めようとしてドライバがアクセルを少し踏んだ場合には（図１２（Ａ）の時刻ｔ11〜ｔ12）、或る車両加速度が発生し（図１２（Ｂ））、車間距離が詰まることとなる（図１２（Ｄ））。 Although the vehicle is approaching the vehicle ahead, there is still a sufficient inter-vehicle distance. Therefore, when the driver steps on the accelerator a little to reduce the inter-vehicle distance (time t11 to t12 in FIG. 12A), a certain vehicle Acceleration occurs (FIG. 12B), and the inter-vehicle distance is reduced (FIG. 12D).

もう少しで適正な車間距離になりそうなときに（時刻ｔ13）、ドライバが再び前回と同様にアクセルを踏み込むと（図１２（Ａ））、車間距離が離れているときと同じように応答よく加速してしまって（図１２（Ｂ））、必要以上に車間が詰まってしまうおそれがある（図１２（Ｄ））。 When the driver is about to reach an appropriate inter-vehicle distance (time t13), if the driver steps on the accelerator again as before (Fig. 12 (A)), the vehicle accelerates with the same response as when the inter-vehicle distance is far away. In such a case (FIG. 12 (B)), there is a possibility that the space between the vehicles will be more than necessary (FIG. 12 (D)).

図１３は、先行車との車間距離La、相対速度Vtに応じて、規範モデル時定数τ_Hを変更する場合である。なお規範モデル時定数τ_Hを変更しない場合の応答(すなわち図１２に示された応答)を破線で示す。 FIG. 13 shows a case where the reference model time constant τ _H is changed according to the inter-vehicle distance La and the relative speed Vt with the preceding vehicle. The response when the reference model time constant τ _H is not changed (that is, the response shown in FIG. 12) is indicated by a broken line.

前方車両に接近しつつあるが、まだ十分な車間距離があるので、車間距離を縮めようとしてドライバがアクセルを少し踏んだ場合には（図１３（Ａ）の時刻ｔ21〜ｔ22）、或る車両加速度が発生し（図１３（Ｂ））、車間距離が詰まることとなる（図１３（Ｄ））。 Although the vehicle is approaching the vehicle ahead, there is still a sufficient inter-vehicle distance, so if the driver steps on the accelerator a little to reduce the inter-vehicle distance (time t21 to t22 in FIG. 13A), a certain vehicle Acceleration occurs (FIG. 13B), and the inter-vehicle distance is reduced (FIG. 13D).

もう少しで適正な車間距離になりそうなときに（時刻ｔ23）、ドライバが再び前回と同様にアクセルを踏み込んだ場合には（図１３（Ａ））、規範モデル時定数τ_Hが先行車との車間距離La、相対速度Vtに応じて大きくされているので、車両加速度が上がらず（図１３（Ｂ））、車間距離の急激な減少を避けることができるのである（図１３（Ｄ））。 When the distance between the vehicles is likely to be a little more appropriate (time t23), if the driver steps on the accelerator again as in the previous time (FIG. 13A), the reference model time constant τ _H is Since the vehicle acceleration La is increased in accordance with the inter-vehicle distance La and the relative speed Vt, the vehicle acceleration does not increase (FIG. 13B), and a rapid decrease in the inter-vehicle distance can be avoided (FIG. 13D).

以上、詳細に述べたように、本実施形態によれば、規範モデル時定数τ_Hが先行車との車間距離La、相対速度Vtに応じて大きくされるので、前方車両に対して接近度合いが強いときは、アクセル操作に対する車両の応答性が下がる。したがって、ドライバーの操作ミス等によりアクセルを踏みすぎたときであっても、前方車両に接近しすぎることを防ぐことができる。 As described above in detail, according to the present embodiment, the reference model time constant τ _H is increased according to the inter-vehicle distance La and the relative speed Vt with the preceding vehicle. When it is strong, the responsiveness of the vehicle to the accelerator operation decreases. Therefore, even when the accelerator is stepped on too much due to a driver's operation mistake or the like, it is possible to prevent the vehicle from approaching the vehicle ahead.

以上説明した実施形態に限定されることなく、その技術的思想の範囲内において種々の変形や変更が可能であり、それらも本発明と均等であることは明白である。 The present invention is not limited to the embodiment described above, and various modifications and changes can be made within the scope of the technical idea, and it is obvious that these are equivalent to the present invention.

本発明による車速制御装置の第１実施形態を示すシステム構成を示す図である。1 is a diagram showing a system configuration showing a first embodiment of a vehicle speed control device according to the present invention. FIG. 制御開始判定部２０の動作を示すフローチャートである。4 is a flowchart showing an operation of a control start determination unit 20. 目標車速算出部３０を示すブロック図である。4 is a block diagram showing a target vehicle speed calculation unit 30. FIG. 目標加速度決定部３１にて用いられる目標加速度算出マップの一例である。3 is an example of a target acceleration calculation map used in a target acceleration determination unit 31. 積分処理部３２の動作を示すフローチャートである。3 is a flowchart showing the operation of an integration processing unit 32. 規範モデル時定数決定部７０にて用いられる規範モデル時定数算出マップの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the reference | standard model time constant calculation map used in the reference | standard model time constant determination part. 車速制御部４０を示すブロック図である。4 is a block diagram showing a vehicle speed control unit 40. FIG. 車両モデル４５のブロック図である。2 is a block diagram of a vehicle model 45. FIG. 駆動力分配部６０を示すブロック図である。3 is a block diagram showing a driving force distribution unit 60. FIG. 変速比指令値設定部６１にて用いられる変速比算出マップの一例である。3 is an example of a gear ratio calculation map used in a gear ratio command value setting unit 61. 規範モデル時定数変更による応答性変化を説明する図である。It is a figure explaining the responsiveness change by reference model time constant change. 規範モデル時定数τ_Hを変更しない場合のアクセル踏込量に対する車両挙動を示す図である。It is a figure which shows the vehicle behavior with respect to the accelerator depression amount when not changing reference | standard model time constant (tau) _H. 規範モデル時定数τ_Hを変更する場合のアクセル踏込量に対する車両挙動を示す図である。It is a figure which shows the vehicle behavior with respect to the accelerator depression amount in the case of changing reference | standard model time constant (tau) _H.

符号の説明Explanation of symbols

１制御開始スイッチ
２ブレーキスイッチ（操作状態検出手段）
３アクセルポジションセンサ（操作状態検出手段）
４車速センサ
５エンジン回転速度センサ
６エンジンＥＣＵ
７トランスミッションＥＣＵ
９車間距離センサ（走行状態検出手段）
１０車速制御ＥＣＵ
３０目標車速算出部（目標車速設定手段）
４０車速制御部（車速制御手段）
５０実変速比算出部（車速制御手段）
６０駆動力分配部（車速制御手段）
７０規範モデル時定数決定部（応答特性補正手段） 1 Control start switch 2 Brake switch (operation state detection means)
3 Accelerator position sensor (operation state detection means)
4 Vehicle speed sensor 5 Engine rotation speed sensor 6 Engine ECU
7 Transmission ECU
9 Inter-vehicle distance sensor (traveling state detection means)
10 Vehicle speed control ECU
30 Target vehicle speed calculation unit (target vehicle speed setting means)
40 Vehicle speed control unit (vehicle speed control means)
50 Actual gear ratio calculation unit (vehicle speed control means)
60 Driving force distribution unit (vehicle speed control means)
70 Reference model time constant determination unit (response characteristic correction means)

Claims

車両の操作状態を検出する操作状態検出手段と、
前記操作状態に基づいて、所定の応答特性をもって自車の目標車速を設定する目標車速設定手段と、
自車の実車速を検出する実車速検出手段と、
前記実車速をフィードバックして、実車速が前記目標車速に一致するように制御する車速制御手段と、
自車の前方を走行する先行車と自車との相対的な走行状態を検出する走行状態検出手段と、
前記自車の先行車に対する相対的な走行状態に基づいて、前記目標車速設定手段の前記操作状態に対する応答特性を補正する応答特性補正手段と、
を有する車速制御装置。 Operation state detection means for detecting the operation state of the vehicle;
A target vehicle speed setting means for setting a target vehicle speed of the host vehicle with a predetermined response characteristic based on the operation state;
An actual vehicle speed detecting means for detecting the actual vehicle speed of the own vehicle;
Vehicle speed control means for controlling the actual vehicle speed so as to match the target vehicle speed by feeding back the actual vehicle speed;
Traveling state detection means for detecting the relative traveling state of the preceding vehicle traveling in front of the host vehicle and the host vehicle;
Response characteristic correction means for correcting a response characteristic of the target vehicle speed setting means to the operation state based on a relative running state of the host vehicle with respect to a preceding vehicle;
A vehicle speed control device.

前記走行状態検出手段は、自車と先行車との車間距離を検出し、
前記応答特性補正手段は、前記走行状態検出手段で検出した車間距離に基づいて応答特性を補正する、
ことを特徴とする請求項１に記載の車速制御装置。 The traveling state detection means detects a distance between the host vehicle and a preceding vehicle,
The response characteristic correction unit corrects the response characteristic based on the inter-vehicle distance detected by the traveling state detection unit;
The vehicle speed control device according to claim 1.

前記応答特性補正手段は、車間距離が近づくほど応答特性が低くなるように補正する、
ことを特徴とする請求項２に記載の車速制御装置。 The response characteristic correction unit corrects the response characteristic to be lower as the inter-vehicle distance is closer.
The vehicle speed control device according to claim 2.

前記走行状態検出手段は、自車の先行車に対する相対車速を検出し、
前記応答特性補正手段は、前記走行状態検出手段で検出した相対車速に基づいて応答特性を補正する、
ことを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の車速制御装置。 The traveling state detection means detects the relative vehicle speed of the vehicle relative to the preceding vehicle,
The response characteristic correction unit corrects the response characteristic based on the relative vehicle speed detected by the traveling state detection unit;
The vehicle speed control device according to any one of claims 1 to 3, characterized in that:

前記応答特性補正手段は、自車が先行車に接近する速度が高いほど応答特性が低くなるように補正する、
ことを特徴とする請求項４に記載の車速制御装置。 The response characteristic correction means corrects the response characteristic to be lower as the speed at which the host vehicle approaches the preceding vehicle is higher.
The vehicle speed control device according to claim 4.

前記操作状態検出手段は、アクセル踏込量を検出するアクセルポジションセンサであり、
前記車速制御手段は、或る特定の伝達特性に基づいてアクセル踏込量から駆動トルク指令値を算出する過程を有し、
前記応答特性補正手段は、前記伝達特性の時定数を変更することで応答特性を補正する、
ことを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の車速制御装置。 The operation state detection means is an accelerator position sensor that detects an accelerator depression amount,
The vehicle speed control means includes a step of calculating a drive torque command value from an accelerator depression amount based on a specific transmission characteristic,
The response characteristic correction unit corrects the response characteristic by changing a time constant of the transfer characteristic.
The vehicle speed control device according to any one of claims 1 to 5, wherein the vehicle speed control device is provided.