JP2009018681A - 車速制御装置及び車速制御プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】アクセルオーバライド状態の解除時に運転者に違和感を与えにくい減速制御を行うことが可能な車速制御装置を提供する。
【解決手段】車速制御装置は、車両の速度を設定速度に維持するための目標車軸トルクを演算し、演算した目標車軸トルクで車両を走行させる定速走行制御を行う。具体的には、設定速度と車両の走行に対する走行抵抗とに応じたフィードフォワード成分と、設定速度と車両の速度との偏差に応じたフィードバック成分とが含まれた駆動力を目標車軸トルクとして演算する。そして、定速走行制御中のアクセル操作により要求される要求駆動車軸トルクが目標車軸トルクを上回った場合には定速走行制御を中断し、要求駆動車軸トルクが目標車軸トルクを下回った時点で定速走行制御を再開する。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両の速度を設定速度に維持する定速走行制御を行う車速制御装置に関するものである。

従来、車両の速度（車速）を設定速度に維持する定速走行制御（クルーズコントロール）を行う車速制御装置が知られている。
例えば特許文献１には、定速走行制御中にアクセル操作が行われた場合に、定速走行制御のスロットルバルブの目標開度を所定開度（例えば全閉開度）に変更する構成が開示されている。

また、特許文献２には、エンジン出力トルク及び加速度に基づいて車両の走行抵抗を検出し、走行抵抗に応じた最適な制御ゲインを求め、この制御ゲインに基づく目標スロットル開度でスロットル弁を制御する構成が開示されている。
特開平８−１９２６５７号公報 特開平６−６４４６１号公報

一般に、こうした車速制御装置では、定速走行制御中に運転者によるアクセル操作が行われてそのアクセル操作により要求される要求加速度が定速走行制御による制御加速度を上回った場合（アクセルオーバライド状態）には、アクセル操作を優先させる。つまり、アクセルオーバライド中は定速走行制御が中断される。

そして、アクセルオーバライド状態が解除された時点で定速走行制御が再開され、車速が設定速度まで減速されることとなるが、その際の減速が運転者に違和感を与えるという問題がある。具体的には、走行抵抗が大きい状況では減速度が過剰となって設定速度を下回りやすく、その状態から設定速度に戻そうと加速することで車速のハンチング（振動）が生じる。逆に、走行抵抗が小さい状況では減速度が不足して設定速度を上回った状態が維持されやすく、その状態から設定速度へ減速することで車速のハンチングが生じる。

前述した特許文献１に記載の構成では、車両の走行に対する走行抵抗が加味されていないため、このような問題が生じてしまう。なお、特許文献２には、走行抵抗に応じて制御ゲインを求める構成が開示されているが、アクセルオーバライド状態の解除時の減速制御については考慮されていない。

本発明は、こうした問題にかんがみてなされたものであり、アクセルオーバライド状態の解除時に運転者に違和感を与えにくい減速制御を行うことが可能な車速制御装置を提供することを目的としている。

請求項１に記載の車速制御装置によれば、アクセルオーバライド状態の解除時に運転者に違和感を与えにくい減速制御を行うことができる。すなわち、この車速制御装置では、定速走行制御中に運転者によるアクセル操作が行われてそのアクセル操作により要求される要求駆動力が制御用駆動力を上回った後、要求駆動力が制御用駆動力を下回った時点で定速走行制御を再開する。ここで、制御用駆動力には、走行抵抗に応じたフィードフォワード成分が含まれており、走行抵抗に応じて制御用駆動力が変化する。

このため、要求駆動力が制御用駆動力を下回る（アクセルオーバライド状態が解除される）タイミングは、走行抵抗に応じて変化する。この結果、アクセルオーバライド中に走行抵抗が変化したとしても、走行抵抗に応じた適切なタイミングで定速走行制御が再開されることとなり、しかも、その際の制御用駆動力は、走行抵抗に応じた適切なものとなる。したがって、アクセルオーバライド状態が解除された後の減速が滑らかに行われることとなり、運転者に違和感を与えにくくすることができる。

ここで、走行抵抗としては、例えば、空気抵抗、ころがり抵抗、加速抵抗、勾配抵抗等が挙げられるが、その中でも勾配抵抗は、走行する道路に応じて大きく変化するものであり、減速制御への影響が特に大きい。そこで、請求項２に記載の車速制御装置では、走行抵抗として、少なくとも勾配抵抗（車両が走行中の道路の勾配）を検出するようにしている。なお、勾配抵抗とともに、空気抵抗、ころがり抵抗、加速抵抗等を加味するようにしてもよい。

ところで、車両が走行する道路（車道）の勾配には、道路構造令（政令）により一定の制限が課されている。したがって、道路勾配の検出値が道路構造令で定められている制限範囲に含まれていない場合には、道路の勾配ではない（例えば、段差等を勾配として誤検出したもの）と判断することができる。そこで、請求項３に記載の車速制御装置では、道路勾配の検出値が道路構造令で定められている制限範囲に含まれていない場合には、フィードフォワード成分の演算に用いないか、若しくは、検出値に制限範囲で制限をかけた値を用いるようにしている。このようにすることで、制御用駆動力の演算結果をより適切なものとすることができる。

また、道路勾配を検出する場合、走行に伴う車両の振動等により検出値にノイズが含まれることが考えられる。そこで、請求項４に記載の車速制御装置では、道路勾配の検出値に対してノイズを除去するフィルタ処理を行うようにしている。このようにすることで、道路の勾配を精度よく検出することができる。

ただし、ノイズを除去する効果を高めるためにフィルタ処理の時定数を大きくすると、勾配の変化に遅れが生じて変化が緩やかになってしまい、勾配の変化を正確に検出することができなくなる。そこで、勾配の変化しない部分については大きい時定数でフィルタ処理を行い、勾配の変化する部分については小さい時定数でフィルタ処理を行うようにすることが好ましい。

具体的には、請求項５に記載のように、フィルタ処理を、道路勾配の検出値に対してある一定の時定数でフィルタ処理を行った値とフィルタ処理を行う前の値との偏差が小さいほど大きい時定数で行うようにするとよい。つまり、偏差が小さい場合には勾配の変化がない（又は小さい）と判断して大きい時定数のフィルタ処理でノイズを効果的に除去し、偏差が大きい場合には勾配の変化が大きいと判断して小さい時定数のフィルタ処理で勾配の変化に与える影響を抑えるようにするのである。この結果、勾配の変化を抑えつつ、ノイズを効果的に除去することが可能となる。

ところで、要求駆動力が制御用駆動力を上回っている間は、請求項６に記載のように、フィードバック成分の演算を中断することが好ましい。このようにすれば、定速走行制御を行っていないにもかかわらずフィードバック成分の演算値が過剰に蓄積されてしまうことが防止される。

また、請求項７に記載の車速制御装置では、フィードバック成分として比例成分及び積分成分を演算するように構成されており、要求駆動力が制御用駆動力を上回った後に制御用駆動力を下回った時点で比例成分の演算のみを再開する。そして、比例成分の演算結果に対応する減速度が所定の制限減速度を下回るまではフィードバック成分を制限減速度に制限し、制限減速度を下回った時点で制限を解除するとともに積分成分の演算を再開する。このように、オーバライド状態が解除された直後のフィードバック成分による減速度を所定の制限減速度に制限することで、車速偏差が大きい状況であっても急な減速を避けることができ、緩やかで円滑な移行が可能となる。しかも、その間には積分成分の演算を行わないようにしているため、積分成分の演算値が過剰に蓄積されてしまうことを防ぐことができる。

一方、請求項８に記載の車速制御装置では、エンジンブレーキのみでは車両の速度を設定速度まで減速することができない状況であると判定した場合に、制動装置（ブレーキ）に制動力を発生させる。このような構成によれば、急な下り坂においても車両を確実に減速させることができる。

また、例えば請求項９に記載のように、低速走行時は、パワートレインが実現出来る最小トルクが制御用駆動力に対応するトルク以上である場合に、クリープトルクにより車両の速度を設定速度まで減速することができない状況であると判定する。つまり、パワートレインが実現出来る最小トルクよりも小さいトルクとする必要がある場合（パワートレインが実現出来る最小トルクによる減速度よりも更に大きい減速度を要する場合）に、制動装置を使用するようにしている。このようにすれば、エンジンブレーキのみでは車両の速度を設定速度まで減速することができない状況を正確に判定することができる。

また、請求項１０に記載の車速制御プログラムによれば、請求項１に記載の車速制御装置としてコンピュータを機能させることができ、これにより前述した効果を得ることができる。

以下、本発明が適用された実施形態について、図面を用いて説明する。
［１．全体構成］
図１は、実施形態の車速制御装置の概略構成を表すブロック図である。

この車速制御装置は、車両に搭載された状態で用いられるものであり、車速制御ＥＣＵ（マイクロコンピュータを中心に構成された電子制御装置）２０を中心にして構成される。具体的には、車速制御ＥＣＵ２０には、ナビゲーションＥＣＵ１０、Ｇセンサ２１、車輪速センサ２２、定速走行スイッチ２３、車速設定スイッチ２４、アクセルペダル操作量センサ２５及びブレーキペダル操作量センサ２６からの情報が入力される。

ナビゲーションＥＣＵ１０は、地図上における車両の位置を特定し、経路案内等の処理を行うものである。このため、ナビゲーションＥＣＵ１０には、図示しないＧＰＳ受信機、ジャイロスコープ、距離センサ等から車両の現在位置を検出する位置検出器１１と、地図情報を記憶する地図情報記憶部１２からの情報が入力される。そして、ナビゲーションＥＣＵ１０は、車両が走行中の道路の情報として、その道路の制限速度の情報を車速制御ＥＣＵ２０へ出力する。

Ｇセンサ２１は、車両の前後方向の加速度を検出するためのものである。
車輪速センサ２２は、車両の各車輪の回転速度を検出するためのものであり、その検出値に基づき車速及び加速度が算出される。

定速走行スイッチ２３は、定速走行制御の開始操作及び終了操作を運転者に行わせるためのものである。
車速設定スイッチ２４は、クルーズコントロールの設定速度（目標車速）の設定操作を運転者に行わせるためのものである。

アクセルペダル操作量センサ２５及びブレーキペダル操作量センサ２６は、運転者のアクセル操作及びブレーキ操作の各操作量を検出するためのものである。
そして、車速制御ＥＣＵ２０は、各種入力情報に基づき、車両の速度を設定速度に維持するための車軸トルクを演算して、エンジンＥＣＵ３０及びブレーキＥＣＵ４０へ出力する。これにより、エンジンＥＣＵ３０及びブレーキＥＣＵ４０は、エンジンＥＣＵ３０から入力される車軸トルクで駆動力及び制動力を制御する。

［２．処理の説明］
次に、車速制御ＥＣＵ２０で行われる処理の概要について説明する。
図２は、車速制御ＥＣＵ２０の構成を機能的に表した機能ブロック図である。

同図に示すように、車速制御ＥＣＵ２０は、車速維持演算部５１、目標車軸トルク生成部５２、制駆動分配部５３、Ｐ／Ｔドライバモデル５４、駆動調停部５５、駆動要求トルク実現部５６、ブレーキドライバモデル５７、制動調停部５８及び制動要求トルク実現部５９として機能する。

車速維持演算部５１は、車速設定スイッチ２４を介して設定された設定速度と車輪速センサ２２により検出される車両の速度及び加速度に基づき、車両の速度を設定速度に維持するために必要な目標加速度を演算する。

目標車軸トルク生成部５２は、車速維持演算部５１により演算された目標加速度に基づき、その目標加速度を実現するための目標車軸トルクを演算する。具体的には、目標車軸トルク生成部５２は、設定速度と車両の走行に対する走行抵抗に基づくフィードフォワード演算を行うＦＦトルク演算部６１と、目標加速度と実加速度の差分に基づくフィードバック演算を行うＦＢトルク演算部６２とから構成されている。そして、目標車軸トルク生成部５２は、ＦＦトルク演算部６１により算出されたＦＦ分車軸トルクとＦＢトルク演算部６２により算出されたＦＢ分車軸トルク（補正分車軸トルク）を加算することにより、目標車軸トルクを算出する。

制駆動分配部５３は、目標車軸トルク生成部５２により算出された目標車軸トルクをエンジン側とブレーキ側に分配する。
Ｐ／Ｔドライバモデル５４は、アクセルペダル操作量センサ２５により検出される運転者のアクセル操作量に対応する車軸トルク（以下「要求駆動車軸トルク」という。）を演算する。

駆動調停部５５は、目標車軸トルク生成部５２から入力される目標車軸トルクと、Ｐ／Ｔドライバモデル５４により演算された要求駆動車軸トルクを調停する。具体的には、目標車軸トルク及び要求駆動車軸トルクのうち、加速度が大きい方のトルクを選択して駆動要求トルク実現部５６へ出力する。また、駆動調停部５５は、要求駆動車軸トルクが目標車軸トルクを上回っている状態では、アクセルオーバライド信号をＦＢトルク演算部６２へ出力する。これにより、ＦＢトルク演算部６２は、アクセルオーバライド中であるか否かを判断する。また、駆動調停部５５は、要求駆動車軸トルクが目標車軸トルクを下回った時点（アクセルオーバライド状態の終了時点）から、ＦＢ分車軸トルクの演算値が後述する所定制限値を上回る（減速度が小さくなる）時点まで、アクセルオーバライド終了後復帰時制御中信号をＦＢトルク演算部６２へ出力する。これにより、ＦＢトルク演算部６２は、アクセルオーバライド終了後復帰時制御中であるか否かを判断する。

駆動要求トルク実現部５６は、駆動調停部５５から入力した車軸トルクを実現するための制御信号をエンジンＥＣＵ３０へ出力する。
ブレーキドライバモデル５７は、ブレーキペダル操作量センサ２６により検出される運転者のブレーキ操作量に対応する車軸トルク（以下「要求制動車軸トルク」という。）を演算する。

制動調停部５８は、目標車軸トルク生成部５２から入力される目標車軸トルクと、ブレーキドライバモデル５７により演算された要求制動車軸トルクを調停する。具体的には、目標車軸トルク及び要求制動車軸トルクのうち、減速度が大きい方のトルクを選択して制動要求トルク実現部５９へ出力する。

制動要求トルク実現部５９は、制動調停部５８から入力した車軸トルクを実現するための制御信号をブレーキＥＣＵ４０へ出力する。
［３．ＦＦトルク演算部］
次に、前述したＦＦトルク演算部６１で行われる具体的な処理内容について説明する。

ＦＦトルク演算部６１は、図３に示すように、空気抵抗補償分トルク、ころがり抵抗補償分トルク、加速抵抗補償分トルク及び勾配抵抗補償分トルクを算出し、これらを加算することによりＦＦ分車軸トルクを算出する。

ここで、空気抵抗補償分トルク、ころがり抵抗補償分トルク及び加速抵抗補償分トルクは、次の式（１）〜式（３）から算出される。

なお、式（１）〜式（３）において、ρは空気密度［ｋｇ／ｍ³］、Ｃ_dは空気抵抗係数［−］、Ａは車両の前面投影面積［ｍ²］、ｖは車速［ｍ／ｓ］、μはころがり抵抗係数［−］、Ｍは車両の重量［ｋｇ］、ｇは重力加速度［ｍ／ｓ²］、ａは車両加速度［ｍ／ｓ²］である。

一方、勾配抵抗補償分トルクは、Ｇセンサ２１により検出される加速度（重力成分を含む加速度）と、車輪速センサ２２により検出される加速度（重力成分を含まない加速度）との差分（勾配の加速度）に基づき算出される。ただし、道路に存在する小さな段差等を勾配として誤検出してしまうことを防ぐとともに、勾配を正確に検出するため、以下に説明する制限処理及びフィルタ処理を行う。

まず、制限処理では、Ｇセンサ２１及び車輪速センサ２２に基づき検出した勾配が、実際に存在し得るものであるか否かを道路構造令に基づき判定する。
すなわち、車道の縦断勾配は、道路の区分及び道路の設計速度に応じて上限値が制限されている（道路構造令第２０条）。このため、Ｇセンサ２１及び車輪速センサ２２に基づき検出した勾配が道路構造令で定める上限値を超えている場合には、勾配ではなく段差等による一時的なものであると判定することができる。

さらに、車道の縦断勾配が変移する箇所には縦断曲線を設けることが定められており、その半径は、道路の設計速度及び縦断曲線の曲線形（凸形又は凹形）に応じて下限値が制限されている（道路構造令第２２条）。このため、Ｇセンサ２１及び車輪速センサ２２に基づき検出した勾配の変化率に基づき推定される縦断曲線の半径が道路構造令で定める下限値を下回っている場合には、勾配ではなく段差等による一時的なものであると判定することができる。

このような判定を可能とするため、ナビゲーションＥＣＵ１０には、道路構造令で定められている縦断勾配及び縦断曲線の半径の各制限範囲が記憶されている。具体的には、制限範囲は設計速度（道路の制限速度）によって異なるため、ナビゲーションＥＣＵ１０から入力される制限速度の情報に基づき、走行中の道路についての制限範囲を特定する。

そして、制限処理では、検出した勾配が道路構造令で定められている制限範囲に含まれていないと判定した場合には、勾配ではなく段差等による一時的なものであるとして、勾配検出値に前記制限範囲で制限をかけた値を用いる。具体的には、例えば、道路構造令で定められている縦断勾配の上限値が５％であるにもかかわらず、勾配検出値が１０％である場合には、上限値である５％に制限する。つまり、道路構造令で定められている制限範囲外の勾配検出値については、その制限範囲内の最も近い値に補正するようにしている。なお、本実施形態では、検出値に制限範囲で制限をかけた値を用いるようにしているが、これに限定されるものではなく、例えば、勾配抵抗補償分トルクの演算に用いられないようにしてもよい。

一方、フィルタ処理では、制限処理後の検出値（道路勾配の検出値）に対して、ノイズを除去するためのフィルタ処理を行う。すなわち、図４に示すように、検出値（センシング値）には細かな振幅が外乱が含まれるため、フィルタ処理により外乱を除去するのである。ここで、フィルタ処理の時定数を大きくするとノイズを除去する効果は高くなるが、勾配の変化に遅れが生じて変化が緩やかになってしまい、勾配の変化を正確に検出することができなくなる。逆に、フィルタ処理の時定数を小さくすると勾配の変化に与える影響を小さくすることはできるが、ノイズを十分に除去することができない。そこで、勾配の変化しない部分については大きい時定数でフィルタ処理を行い、勾配の変化する部分については小さい時定数でフィルタ処理を行うようにする。

具体的には、図５に示すように、制限処理後の検出値（センシング値）と、その検出値に対して大きい時定数（この例では４秒）のフィルタ処理（１／（ＴＳ＋１））を行った値（フィルタ値）との偏差をとり、その偏差が小さいほど大きい時定数を用いるようにする。すなわち、偏差が小さい場合には勾配の変化が小さいと判断して大きい時定数のフィルタ処理でノイズを効果的に除去し、偏差が大きい場合には勾配の変化が大きいと判断して小さい時定数のフィルタ処理で勾配の変化に与える影響を抑えるようにするのである。この結果、勾配の変化を抑えつつ、ノイズを効果的に除去することが可能となる。

以上のような制限処理及びフィルタ処理を行うことにより、勾配抵抗補償分トルクが算出される。
［４．ＦＢトルク演算部］
次に、前述したＦＢトルク演算部６２で行われる具体的な処理内容について説明する。

図６に示すように、ＦＢトルク演算部６２は、規範モデル及びＰＩ制御モデルによって構成され、要求加速度が入力された規範モデルからの出力と、車輪速センサからの加速度との偏差をＰＩ制御モデルの入力とすることで、ＦＢ分車軸トルクを出力する。

ＰＩ制御モデルでは、積分（Ｉ）成分と比例（Ｐ）成分とを演算し、それらの和をＦＢ分車軸トルクとして出力する。
ただし、図７に示すように、アクセルオーバライド中は、ＰＩ制御モデルでの演算を中断する。つまり、ＦＢ分車軸トルクの値は０となる。

また、アクセルオーバライド状態が終了した時点で比例成分の演算を開始するが、積分成分の演算については開始しない。つまり、アクセルオーバライド状態が終了した直後のＦＢ分車軸トルクの値は比例成分のみとなる。ただし、ＦＢ分車軸トルクの演算値が所定制限値以下の場合（減速度が大きい場合）には、ＦＢ分車軸トルクは所定制限値に制限され、演算値が所定制限値に達した時点で積分成分の演算が開始される。

つまり、フィードバック演算は、アクセルオーバライド中はキャンセルされ、アクセルオーバライド後、比例成分の演算値が所定制限値よりも減速度が大きい間はＰ制御のみとなる。この結果、アクセルオーバライド中及びアクセルオーバライド後の所定期間中に、積分成分が蓄積されてしまうことが防止される。

［５．車速制御ＥＣＵが実行する処理］
次に、車速制御ＥＣＵ２０が行う具体的な処理手順について、図８〜図１０のフローチャートを用いて説明する。

まず、車速制御ＥＣＵ２０が実行する車速調整処理について図８のフローチャートを用いて説明する。なお、本車速調整処理は、定速走行スイッチ２３を介して定速走行制御の開始操作が行われることにより開始され、定速走行制御の終了操作が行われるまでの間、定期的に実行される。

車速制御ＥＣＵ２０は、車速調整処理を開始すると、まず、Ｓ１０１で、目標車軸トルクを演算する。なお、前述したように、目標車軸トルクにはフィードフォワード成分とフィードバック成分とが含まれており、フィードバック成分は状況に応じて算出条件が変更される。この変更については、後述するＦＢ項設定処理（図９）で行う。

続いて、Ｓ１０２では、アクセルオーバライド中であるか否かを判定する。具体的には、要求駆動車軸トルクが目標車軸トルクを上回っている場合に、アクセルオーバライド中であると判定する。

そして、Ｓ１０２で、アクセルオーバライド中でないと判定した場合には、Ｓ１０３へ移行し、Ｓ１０１で演算した目標車軸トルクを実現するための制御信号をエンジンＥＣＵ３０へ出力した後、本車速調整処理を終了する。つまり、アクセルオーバライド中でなければ、車両の車軸トルクが目標車軸トルクに制御され、設定速度に維持される。なお、車両が急な下り坂を走行している状況では、エンジンブレーキのみでは設定速度まで減速できないため、ブレーキＥＣＵ４０へ制御信号を出力する。この状況判定は、後述するブレーキ判定処理（図１０）で行う。

一方、Ｓ１０２で、アクセルオーバライド中であると判定した場合には、Ｓ１０４へ移行し、要求駆動車軸トルクを実現するための制御信号をエンジンＥＣＵ３０へ出力した後、本車速調整処理を終了する。つまり、運転者のアクセル操作に応じて車両を加速させる。

次に、車速制御ＥＣＵ２０が実行するＦＢ項設定処理について図９のフローチャートを用いて説明する。なお、本ＦＢ項設定処理も、定速走行スイッチ２３を介して定速走行制御の開始操作が行われることにより開始され、定速走行制御の終了操作が行われるまでの間、定期的に実行される。

車速制御ＥＣＵ２０は、ＦＢ項設定処理を開始すると、まず、Ｓ２０１で、アクセルオーバライド中であるか否かを判定する。具体的には、要求駆動車軸トルクが目標車軸トルクを上回っている場合に、アクセルオーバライド中であると判定する。

そして、Ｓ２０１で、アクセルオーバライド中であると判定した場合には、Ｓ２０２へ移行し、ＦＢ分車軸トルクの算出条件を、アクセルオーバライド中の算出条件に設定した後、本ＦＢ項設定処理を終了する。具体的には、ＦＢ分車軸トルクの演算を中断する（Ｐ項＝０、Ｉ項＝０）。つまり、ＦＢ分車軸トルクの値は０となる。

一方、Ｓ２０１で、アクセルオーバライド中でないと判定した場合には、Ｓ２０３へ移行し、アクセルオーバライド終了後復帰時制御中であるか否かを判定する。ここで、アクセルオーバライド終了後復帰時制御とは、要求駆動車軸トルクが目標車軸トルクを下回った時点（アクセルオーバライド状態の終了時点）から、ＦＢ分車軸トルクの演算値が所定制限値を上回る（ＦＢ分車軸トルクによる減速度が所定制限値による減速度よりも小さくなる）時点まで行う制御のことである。

そして、Ｓ２０３で、アクセルオーバライド終了後復帰時制御中であると判定した場合には、Ｓ２０４へ移行し、ＦＢ分車軸トルクの算出条件を、アクセルオーバライド直後の算出条件に設定する。具体的には、比例成分の演算については行うが、積分成分の演算については行わない。

続いて、Ｓ２０５では、ＦＢ分車軸トルクの値が所定制限値を下回っている（ＦＢ分車軸トルクによる減速度が所定制限値による減速度よりも大きい）か否かを判定する。
そして、Ｓ２０５で、ＦＢ分車軸トルクの値が所定制限値を下回っていないと判定した場合には、そのまま本ＦＢ項設定処理を終了する。

一方、Ｓ２０５で、ＦＢ分車軸トルクの値が所定制限値を下回っていると判定した場合には、Ｓ２０６へ移行し、ＦＢ分車軸トルクの値を所定制限値とした後、本ＦＢ項設定処理を終了する。つまり、ＦＢ分車軸トルクの値が所定制限値以下の場合（減速度が大きい場合）には、所定制限値に制限される。

また、Ｓ２０３で、アクセルオーバライド終了後復帰時制御中でないと判定した場合には、Ｓ２０７へ移行し、ＦＢ分車軸トルクの算出条件を、通常の算出条件（比例成分＋積分成分）に設定した後、本ＦＢ項設定処理を終了する。

次に、車速制御ＥＣＵ２０が実行するブレーキ判定処理について図１０のフローチャートを用いて説明する。なお、本ブレーキ判定処理は、定速走行制御中に定期的に実行される。

車速制御ＥＣＵ２０は、ブレーキ判定処理を開始すると、まず、Ｓ３０１で、車両が走行中の道路が下り坂であるか否かを判定する。なお、下り坂であるか否かの判定は、例えばＧセンサ２１により検出される加速度と、車輪速センサ２２により検出される加速度との差分に基づき判定することができる。

そして、Ｓ３０１で、走行中の道路が下り坂であると判定した場合には、Ｓ３０２へ移行し、パワートレインが実現出来る最小トルクが目標車軸トルクを下回っているか否かを判定する。つまり、エンジンブレーキのみで車両の速度を設定速度まで減速することができる状況であるか否かを判定する。

そして、Ｓ３０２で、パワートレインが実現出来る最小トルクが目標車軸トルクを下回っていないと判定した場合には、Ｓ３０３へ移行し、目標車軸トルクを実現するためにブレーキを使用するモードに設定する。つまり、目標車軸トルクを実現するための制御信号をブレーキＥＣＵ４０へ出力する。その後、本ブレーキ判定処理を終了する。

一方、Ｓ３０１で、走行中の道路が下り坂でないと判定した場合や、Ｓ３０２で、パワートレインが実現出来る最小トルクが目標車軸トルクを下回っていると判定した場合には、Ｓ３０４へ移行し、目標車軸トルクを実現するためにブレーキを使用しないモードに設定する。その後、本ブレーキ判定処理を終了する。

［６．実施形態の効果］
以上説明したように、本実施形態の車速制御装置によれば、次の効果が得られる。
・アクセルオーバライド中のアクセル操作により要求される要求駆動車軸トルクが、走行抵抗に基づくフィードフォワード演算で算出される目標車軸トルクを下回った時点で、アクセルオーバライド状態を解除して定速走行制御を再開する。このため、図１１に示すように、アクセルオーバライド中に走行抵抗が変化したとしても、走行抵抗に応じた適切なタイミング（例えば、上り坂なら早いタイミング、下り坂なら遅いタイミング）で定速走行制御が再開されることとなる。しかも、再開時の目標車軸トルクは、走行抵抗に応じた適切なものとなる。したがって、図１２に示すように、従来の制御（破線）ではアクセルオーバライド状態が解除された後の減速時に車速のハンチングが生じやすいが、本実施形態の制御（実線）では減速が滑らかに行われることとなり、運転者に違和感を与えにくくすることができる。

・道路勾配の検出値が道路構造令で定められている制限範囲に含まれていない場合には勾配検出値に前記制限範囲で制限をかけるようにしているため、目標車軸トルクの演算結果をより適切なものとすることができる。

・道路勾配の検出値に対してノイズを除去するフィルタ処理を行うようにしているため、道路の勾配を精度よく検出することができる。特に、勾配の変化しない部分については大きい時定数でフィルタ処理を行い、勾配の変化する部分については小さい時定数でフィルタ処理を行うようにしているため、勾配の変化を抑えつつ、ノイズを効果的に除去することができる。

・オーバライド直後のＦＢ分車軸トルクを所定制限値に制限するようにしているため、車速偏差が大きい状況であっても急な減速を避けることができ、緩やかで円滑な移行が可能となる。

・オーバライド中の期間内及びオーバライド後にＦＢ分車軸トルクを所定制限値に制限している期間内は積分成分の演算を中断するようにしているため、積分成分の演算値が過剰に蓄積されてしまうことを防ぐことができる。

・パワートレインが実現出来る最小トルクが目標車軸トルク以上の場合（エンジンブレーキのみでは車両の速度を設定速度まで減速することができない状況であると判定した場合）にはブレーキを使用するようにしているため、急な下り坂においても車両を確実に減速させることができる。

［７．特許請求の範囲との対応］
なお、本実施形態の車速制御装置では、車速調整処理（図８）におけるＳ１０１の処理及びＦＢ項設定処理（図９）の処理を実行する車速制御ＥＣＵ２０が、駆動力演算手段に相当する。また、車速調整処理（図８）におけるＳ１０２〜Ｓ１０５の処理及びブレーキ判定処理（図１０）の処理を実行する車速制御ＥＣＵ２０が、定速制御手段に相当する。

［８．他の形態］
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、種々の形態を採り得ることは言うまでもない。

上記実施形態の車速制御装置では、空気抵抗、ころがり抵抗、加速抵抗及び勾配抵抗を走行抵抗としてフィードフォワード演算を行う構成を例示したが、これに限定されるものではない。例えば、これらの一部のみを走行抵抗として用いてもよく、また、これら以外の走行抵抗を加味してもよい。

実施形態の車速制御装置の概略構成を表すブロック図である。 車速制御ＥＣＵの構成を機能的に表した機能ブロック図である。 ＦＦトルク演算部の説明図である。 道路勾配の検出値の説明図である。 フィルタ処理の説明図である。 ＦＢトルク演算部の説明図である。 ＦＢ分車軸トルクの算出条件の説明図である。 車速調整処理のフローチャートである。 ＦＢ項設定処理のフローチャートである。 ブレーキ判定処理のフローチャートである。 アクセルオーバライド中に走行抵抗が変化した場合の定速走行制御の再開タイミングを示す説明図である。 従来の制御と比較した減速制御の説明図である。

符号の説明

１０…ナビゲーションＥＣＵ、１１…位置検出器、１２…地図情報記憶部、２０…車速制御ＥＣＵ、２１…Ｇセンサ、２２…車輪速センサ、２３…定速走行スイッチ、２４…車速設定スイッチ、２５…アクセルペダル操作量センサ、２６…ブレーキペダル操作量センサ、３０…エンジンＥＣＵ、４０…ブレーキＥＣＵ、５１…車速維持演算部、５２…目標車軸トルク生成部、５３…制駆動分配部、５４…Ｐ／Ｔドライバモデル、５５…駆動調停部、５６…駆動要求トルク実現部、５７…ブレーキドライバモデル、５８…制動調停部、５９…制動要求トルク実現部、６１…ＦＦトルク演算部、６２…ＦＢトルク演算部

Claims (10)

1. 車両の速度を設定速度に維持するための制御用駆動力を演算する駆動力演算手段と、
   前記駆動力演算手段により演算された制御用駆動力で車両を走行させる定速走行制御を行う定速制御手段と、
   を備える車速制御装置において、
   前記駆動力演算手段は、前記設定速度と車両の走行に対する走行抵抗とに応じたフィードフォワード成分と、前記設定速度と車両の速度との偏差に応じたフィードバック成分とが含まれた駆動力を前記制御用駆動力として演算するように構成されており、
   前記定速制御手段は、前記定速走行制御中に運転者によるアクセル操作が行われてそのアクセル操作により要求される要求駆動力が前記制御用駆動力を上回った場合には前記定速走行制御を中断し、前記要求駆動力が前記制御用駆動力を下回った時点で前記定速走行制御を再開すること
   を特徴とする車速制御装置。
2. 前記駆動力演算手段は、少なくとも車両が走行中の道路の勾配を前記走行抵抗として検出すること
   を特徴とする請求項１に記載の車速制御装置。
3. 前記駆動力演算手段は、道路勾配の検出値が道路構造令で定められている制限範囲に含まれているか否かを判定し、前記制限範囲に含まれていない場合には、前記フィードフォワード成分の演算に用いないか、若しくは、前記検出値に前記制限範囲で制限をかけた値を用いること
   を特徴とする請求項２に記載の車速制御装置。
4. 前記駆動力演算手段は、道路勾配の検出値に対してノイズを除去するフィルタ処理を行うこと
   を特徴とする請求項２又は請求項３に記載の車速制御装置。
5. 前記フィルタ処理は、道路勾配の検出値に対してある一定の時定数でフィルタ処理を行った場合の値とフィルタ処理を行う前の値との偏差が小さいほど大きい時定数で行うこと
   を特徴とする請求項４に記載の車速制御装置。
6. 前記駆動力演算手段は、前記要求駆動力が前記制御用駆動力を上回っている間は、前記フィードバック成分の演算を中断すること
   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。
7. 前記駆動力演算手段は、前記フィードバック成分として比例成分及び積分成分を演算するように構成されており、前記要求駆動力が前記制御用駆動力を上回った後に前記制御用駆動力を下回った時点で前記比例成分の演算のみを再開し、比例成分の演算結果に対応する減速度が所定の制限減速度を下回るまでは前記フィードバック成分を前記制限減速度に制限し、前記制限減速度を下回った時点で前記制限を解除するとともに前記積分成分の演算を再開すること
   を特徴とする請求項６に記載の車速制御装置。
8. 前記定速制御手段は、エンジンブレーキのみでは車両の速度を設定速度まで減速することができない状況であると判定した場合に、制動装置に制動力を発生させること
   を特徴とする請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の車速制御装置。
9. 前記定速制御手段は、パワートレインが実現出来る最小トルクが前記制御用駆動力に対応するトルク以上である場合に、エンジンブレーキのみでは車両の速度を設定速度まで減速することができない状況であると判定すること
   を特徴とする請求項８に記載の車速制御装置。
10. 車両の速度を設定速度に維持するための制御用駆動力であって、前記設定速度と車両の走行に対する走行抵抗とに応じたフィードフォワード成分と、前記設定速度と車両の速度との偏差に応じたフィードバック成分とが含まれた制御用駆動力を演算する駆動力演算手段と、
    前記駆動力演算手段により演算された制御用駆動力で車両を走行させる定速走行制御を行い、前記定速走行制御中に運転者によるアクセル操作が行われてそのアクセル操作により要求される要求駆動力が前記制御用駆動力を上回った場合には前記定速走行制御を中断し、前記要求駆動力が前記制御用駆動力を下回った時点で前記定速走行制御を再開する定速制御手段としてコンピュータを機能させること
    を特徴とする車速制御プログラム。

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