JP3886909B2 - 車両用走行速度制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、車両の走行速度を制御または制限する車両用走行速度制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、運転者の運転操作低減や安全性向上等を目的とし、車速を制御または制限する車両用走行速度制御装置が開発されている。この様な装置においては、一般的に車速を設定車速に一致させるべく閉ループ制御が行われる。しかし、車速は常に車両用走行速度制御装置の制御下に置かれるわけではなく、一般的に運転者の加減速操作状態によっては運転者の制御下に置かれる。
例えば、車両用走行速度制御装置が車速を設定速度に一致するように制御する定速走行装置として動作する場合、運転者がアクセルペダルによって加速操作を行うと、車速は運転者の制御下に置かれ、車両は運転者の加速操作に従って加速される。
また、車両用走行速度制御装置が車速を設定車速で制限する車速制限装置として動作する場合、車速が設定車速よりもはるかに低速域にある時や、車速が設定車速近傍にあり、運転者がアクセルペダルを戻している時などには、車速は運転者の制御下にある。
【０００３】
この様な車速が運転者の制御下にある場合でも閉ループ制御による制御出力値は算出されるが、車速は運転者の制御下にあるため閉ループ制御による制御出力値は車速には反映されない。従って、閉ループ制御のループ構造が成立しなくなり、閉ループ制御による出力は適正な制御出力値ではなくなる。
この様な状態が継続した後、再び車速が車両用走行速度制御装置の制御下に戻されると、例えば急加速や急減速状態から再開する可能性がある。
そこで、車速が車両用走行速度制御装置の制御下から離れた時の制御出力値と車両状態を記憶し、記憶された制御出力値を制限値の初期値として、その後の車速変化に応じて制限値を変化させ、制御出力値をこの制限値で制限する装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平９−１９３６８９号公報（第７頁、第１図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の車両用走行速度制御装置は以上のように、車速が車両用走行速度制御装置の制御下から離れた時の制御出力値を制限値の初期値としているが、この初期値はその時の車両状態に依存した値となり、その後車両状態が変わっても十分に制限されない場合があるといった問題点があった。
例えば、車両が急勾配の坂を登っている最中に制御装置の制御下から離れた場合、初期値は非常に大きい値となっているため、制御出力値は大きい値で制限されたまま保持される。その後、車両が平坦路や下り坂を走行中に制御装置の制御下に復帰すると、急加速状態から復帰してしまうこととなる。
【０００６】
この発明は上記のような問題点を解決するためになされたもので、車速が制御器の制御下にある状態と、制御下にない状態との移行特性を改善する車両用走行速度制御装置を得ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る車両用走行速度制御装置は、車両の車速を検出する車速検出手段と、所定の設定車速で車速を制御するための車速制御値を少なくとも閉ループ制御を用いて算出する車速制御器と、車速を調整するために操作される加減速入力手段と、加減速入力手段の操作量に対応した加減速値を検出する加減速値検出手段と、車速制御値と加減速値とのうちの小さい方の値を選択する加減速入力選択手段と、加減速入力選択手段により選択された値に応じて、車両の加減速度を調整する加減速度調整手段とを備え、車速制御器は、設定車速に応じた基準制御値を予め格納する基準制御値設定手段を含み、加減速値が選択されている間は、基準制御値に基づいた値に車速制御値の上限を制限するものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、図面を参照しながら、この発明の実施の形態１について詳細に説明する。図１は、この発明の実施の形態１を示す車両用走行速度制御装置のブロック構成図である。
図１において、車両用走行速度制御装置は、車両の設定速度（設定車速）を変更するコントロールレバー（設定車速変更手段）１と、設定車速を記憶する設定車速変更記憶部２と、車両の走行速度（車速）を検出する車速センサ（車速検出手段）３と、運転者が車速を調整するために操作され、アクセル開度を操作量に応じて調整するアクセルペダル（加減速入力手段）４と、アクセル開度（加減速値）を検出するアクセルペダルセンサ（加減速値検出手段）５とが設けられている。
また、設定車速、車速およびアクセル開度に基づいて、車速を制御する車速制御器６と、車速制御値およびアクセル開度の何れか一方を選択する最小値選択部（加減速入力選択手段）７と、内燃機関のスロットル（図示せず）を調整するスロットル制御部（加減速度調整手段）８とが設けられている。
【０００９】
次に、この発明の実施の形態１による動作について説明する。
コントロールレバー１は例えば運転席に設けられており、運転者がコントロールレバー１を操作して設定車速を変更することにより、設定車速変更記憶部２はコントロールレバー１の操作内容に応じた設定車速に変更して記憶する。
例えば、コントロールレバー１は、車速増加側に操作されると、設定車速を所定値だけ増加させ、車速減少側に操作されると、設定車速を所定値だけ減少させる。
なお、コントロールレバー１による設定車速の変更は、運転者が行うものに限らず、例えば、先行車との車間距離に基づいて自動的に変更されるものとしてもよい。
車速センサ３は車速を検出し、また、アクセルペダルセンサ５は、運転者がアクセルペダル４を操作することによって入力された車両の加減速値（アクセル開度）を検出する。
【００１０】
車速制御器６は、設定車速変更記憶部２に記憶された設定車速３０と、車速センサ３で検出された車速３１と、アクセルペダルセンサ５で検出されたアクセル開度３２とに基づいて、車速３１を設定車速３０に一致させるための車速制御値３３を算出する。
最小値選択部７は、アクセル開度３２と車速制御値３３とを比較し、小さい値の方を最小値３４として出力する。
ここで、最小値選択部７は、アクセル開度３２と車速制御値３３との何れか一方を選択してスロットル制御部８に入力させるので、車速制御値３３は、当然アクセル開度３２に相当する数値として算出される。
【００１１】
次に、スロットル制御部８は、最小値選択部７で選択された最小値３４に基づいて内燃機関のスロットル（図示せず）を調整することにより、内燃機関の駆動出力を調整する。
なお、スロットル制御部８は、車両の加減速度を調整するものであればよく、例えば電動モータの出力を調整するモータ出力調整部であっても、電動モータと内燃機関の出力の両方を総合的に扱う出力調整部であってもよい。
スロットル制御部８へは、アクセル開度３２と車速制御値３３との最小値が選択されて出力されるため、車速制御値３３は運転者によって入力されたアクセル開度３２を制限する方向に作用する。また、車速制御値３３は、車速３１を設定車速３０に一致させるための出力であるので、結果として、車両用走行速度制御装置は、車速３１を設定車速３０に制限する車速制限装置として動作する。
【００１２】
次に、車速制御器６について説明する。
図２は、この発明の実施の形態１の車速制御器６を示すブロック構成図である。
車速制御器６は、設定車速３０と車速３１との偏差（車速偏差）εを算出する減算器１０と、車速偏差εを小さくするための制御出力値ΔＰｃを算出するＰＩＤ制御部１１と、加算器１２と、設定車速３０およびアクセル開度３２に基づいて車速制御値の上限値３５を設定する制限値設定部（制限手段）１３と、上限値３５により車速制御値を制限する上限値制限部（制限手段）１４とが設けられている。
また、単調増加または単調減少する制御出力値ΔＰｆを出力する傾斜出力設定部１７と、車速３１が設定車速近傍の場合の車速制御と車速３１が設定車速近傍より離れている場合の車速制御とを選択する切換判定部１６と、切換判定部１６からの指示に従って、車速制御を切り換える切換器１５とが設けられている。
【００１３】
次に、車速制御器６の動作について説明する。
車速制御器６に設定車速３０、車速３１およびアクセル開度３２が入力されると、減算器１０は、設定車速３０から車速３１を減算した車速偏差εを算出する。
ＰＩＤ制御部１１は、以下の式（１）により、車速偏差εを小さくするための制御出力値ΔＰｃを算出する。
ΔＰｃ＝Ｋｉ・ε＋Ｋｐ・（ｄε／ｄｔ）＋Ｋｄ・（ｄ２ε／ｄｔ２）・・・ （１）
式（１）において、Ｋｉ，Ｋｐ，Ｋｄは制御ゲインであり、固定値または可変値として設定される。
【００１４】
また、加算器１２は、制御出力値ΔＰｃと、前回車速制御器６から出力された車速制御値３３とを加算する。すなわち、ここでは制御出力値ΔＰｃの時間積分を行っていることになる。
一方、制限値設定部１３は、設定車速３０およびアクセル開度３２に基づいて、車速制御値３３の制限値３５を算出する。
上限値制限部１４は、制限値設定部１３で算出された制限値３５を上限値に設定し、加算器１２の出力値を上限値３５で制限する。上限値制限部１４からの出力は閉ループ制御出力値３６として切換器１５へ入力される。
【００１５】
一方、設定車速３０と車速３１との車速偏差εは切換判定部１６へも入力される。切換判定部１６は、車速偏差εの大きさを判定するために、正の所定値で設定された閾値（プラス偏差閾値）と、負の所定値で設定された閾値（マイナス偏差閾値）とが設定されている。切換判定部１６は、設定車速３０と車速３１との車速偏差εがプラス偏差閾値以上であるのか（すなわち、車速３１は設定車速３０より小さい値で、車速偏差εは閾値以上であるのか）、マイナス偏差閾値以下であるのか（すなわち、車速３１は設定車速３０より大きい値で、車速偏差εは閾値以上であるのか）、それ以外であるのか（すなわち、車速３１は、車速偏差εの閾値の範囲内であるのか）を判定する。
【００１６】
図３は、この発明の実施の形態１による切換判定部１６の動作を説明する説明図である。
なお、図３において、マイナス偏差閾値の絶対値と設定車速３０との加算値（設定車速３０からマイナス偏差閾値を減算した値）を上側速度閾値、プラス偏差閾値と設定車速３０との加算値（設定車速３０からプラス偏差閾値を減算した値）を下側速度閾値と呼ぶ。
図３において、切換判定部１６は、車速偏差εがマイナス偏差閾値以下である（すなわち、車速３１は、設定車速３０よりも所定値以上高速側にある、上側速度閾値以上の速度である）場合は、傾斜出力設定部１７へマイナス傾斜出力指示信号を出力するとともに、切換器１５へ開ループ出力切換指示信号を出力する。
また、車速偏差εがプラス偏差閾値以上である（すなわち、車速３１は、設定車速３０よりも所定値以上低速側にある、下側速度閾値以下の速度である）場合は、傾斜出力設定部１７へプラス傾斜出力指示信号３７を出力するとともに、切換器１５へ開ループ出力切換指示信号３８を出力する。
【００１７】
また、車速偏差εがマイナス偏差閾値より大きく、プラス偏差閾値よりも小さい（すなわち、車速３１は、下側速度閾値よりも大きく、上側速度閾値よりも小さい）場合は、傾斜出力設定部１７へ傾斜出力停止指示信号３７を出力するとともに、切換器１５へ閉ループ出力切換指示信号３８を出力する。
なお、切換判定部１６に設定されたプラス偏差閾値およびマイナス偏差閾値は、固定値であってもよいが、車両の変速機（変速装置）の変速段によって異なる値を設定してもよい。また、変速機が無段階変速機である場合は、その時点でのギア比によって異なる値を設定してもよい。
【００１８】
図２において、傾斜出力設定部１７は、切換判定部１６からマイナス傾斜出力指示が入力されている場合は、車速制御値３３を単調減少させるために負の所定値に設定されたマイナス傾斜出力値を制御出力値ΔＰｆとして出力する。
また、プラス傾斜出力指示が入力されている場合は、車速制御値３３を単調増加させるために正の所定値に設定されたプラス傾斜出力値を制御出力値ΔＰｆとして出力する。
また、傾斜出力停止指示が入力されている場合は、車速３１が設定車速近傍にあるため、単調減少や単調増加させることのないように「０」を制御出力値ΔＰｆとして出力する。
ここでプラス傾斜出力およびマイナス傾斜出力は、固定値であってもよいが、車両の変速機の変速段によって異なる値を設定してもよい。また、変速機が無段階変速機である場合は、その時点でのギア比によって異なる値を設定してもよい。
【００１９】
次に、加算器１８は、傾斜出力設定部１７からの制御出力値ΔＰｆと、車速制御値３３とを加算する。すなわち、ここでは制御出力値ΔＰｆの時間積分を行い、開ループ制御出力値３９として切換器１５へ入力させる。
なお、傾斜出力設定部１７からの制御出力値ΔＰｆは所定値であるので、この時間積分値である開ループ制御出力値３９は、所定の傾きで単調増加又は単調減少する値となる。
切換器１５は、切換判定部１６から開ループ出力切換指示３８が入力された場合、開ループ制御出力値を車速制御値３３として出力する。一方、閉ループ出力切換指示３８が入力された場合、閉ループ制御出力値を車速制御値３３として出力する。
【００２０】
この様に、車速３１が設定車速３０よりも所定以上高速側にある（車速３１が上側速度閾値以上である）場合、車速制御値３３は、所定の傾きで単調減少する制御出力値として出力される。また、車速３１が設定車速３０よりも所定以上低速側にある（車速３１が下側速度閾値以下である）場合、車速制御値３３は、所定の傾きで単調増加する制御出力値として出力される。
この様な車速制限装置としての車両用走行速度制御装置は、運転者のアクセル操作に関わらず、車両が設定車速以上に加速しない様にすることが目的であるので、車速３１が設定車速３０よりも所定以上高速側にある場合は、車速制御値３３を単調減少する制御出力値とすることで、外乱等に関わらず、確実に減速方向に制御し、少なくとも所定時間後にはスロットルを全閉にすることが可能である。
【００２１】
また、車速制限装置は、設定車速近傍まで加速された場合、設定車速３０への制限を滑らかに行うために制御を行うべきである。しかし、設定車速３０にまで至らない低速位置では、車速制限装置が動作していないときと同様に、車両は運転者のアクセル操作で自由に動作すべきである。従って、車速３１が設定車速３０よりも所定値以上低速側にある場合は、車速制御値３３を単調増加させるように出力することにより、外乱等に関わらず、車速制御値３３を確実に最大値に保持することができ、運転者のアクセル操作を一切阻害しない様にしておくことが可能である。
また、車速制御値３３を単調減少または単調増加させる場合の傾きを所定の値で設定しておくことにより、例えば設定車速３０を急変させた場合にも、スロットル開度が急変することなく、運転者が十分反応可能なスロットル開度変化に設定することが可能である。
【００２２】
次に、制限値設定部１３について説明する。
図４は、この発明の実施の形態１の制限値設定部１３を示すブロック構成図である。
図４において、制限値設定部１３は、設定速度３０に応じた基準制御値を格納した基準制御値設定部２０と、基準制御値４０とアクセル開度３２とを比較する最大値選択部２１と、オフセット４２を出力するオフセット設定部２２と、加算器２３とが設けられている。
図５は、この発明の実施の形態１の基準制御値設定部２０に格納された車両特性マップである。
【００２３】
次に、制限値設定部１３の動作について説明する。
制限値設定部１３に設定車速３０およびアクセル開度（第２の制限値）３２が入力されると、基準制御値設定部２０は、設定車速３０に応じた基準制御値（第１の制限値）４０を出力する。制限値設定部１３は、図５に示すような、横軸を車速、縦軸を基準制御値とする車両特性を内部に格納している。
この車両特性は、特定の車速において平坦路で定速走行するために必要なアクセル開度を基準制御値として与えられている。図５では４速の変速機において、変速段毎に基準制御値が設定されている。
この車両特性値は、運転者の操作によって定速安定走行を行った場合のアクセル開度を測定するか、車両用走行速度制御装置によって定速安定走行を行っている時の車速制御値３３を測定することで容易に設定することが可能である。この場合、変速機の変速段を検出する変速段センサ（変速検出手段）（図示せず）を設け、基準制御値設定部２０は、格納された車両特性に従い、現在の変速機の変速段と入力された設定車速３０とに応じた基準制御値４０を出力する。
【００２４】
最大値選択部２１は、基準制御値４０とアクセル開度３２とを比較し、大きい値の方を制限基準値４１として出力する。
加算器２３は、最大値選択部２１から出力された制限基準値４１と、オフセット設定部２２で設定されたオフセット４２とを加算し、両者の加算値を制限値３５として出力する。
オフセット設定部２２で設定されるオフセット４２は、最小値選択部７でアクセル開度３２が選択されている状態から車速制御値３３が選択される状態に切換わるときの加速応答性を改善するものである。ここでは、固定値として設定されているが、車速偏差εに応じた可変値として設定させることにより、車速偏差εに応じて加速応答性を変化させることも可能である。また、このオフセット４２を「０」、すなわち制限基準値４１を制限値３５にしておくと、加速応答性としては若干遅れが生じるが、車速制限はより確実に実施されることとなる。
【００２５】
また、図５のように制限値設定部１３を構成してもよい。図５は、この発明の実施の形態１の制限値設定部１３を示すブロック構成図である。図５において、前述（図３参照）と同様のものは同一符号を付して詳述を省略する。
図５において、制限値設定部１３の加算器２３は、基準制御値４０とオフセット４２との加算値（第１の制限値）４３を出力する。
最大値選択部２１は、基準制御値４０とオフセット４２との加算値４３と、アクセル開度（第２の制限値）３２とを比較して、大きい値の方を制限基準値４１とし、この制限基準値４１を制限値３５として出力する。
【００２６】
本実施例において、切換器１５が上限値制限部１４からの閉ループ制御出力値３６を選択していると、車速制御器６は閉ループ制御器として動作する。
ここで、上限値制限部１４で上限値が設定されておらずに、最小値選択部７でアクセル開度３２が選択されていると、閉ループ構造が成立しないため車速制御値３３は適切な値とならない。
例えば、車速３１が設定車速近傍である状態で、運転者がアクセル開度３２を全閉にした場合、最小値選択部７はアクセル開度３２をスロットル制御部８の入力として選択する。このときに、設定車速３０よりも低速側に偏差があると、車速制御値３３は、車両を加速させるために増加方向に変化する。しかし、最小値選択部７ではアクセル開度３２が選択されているため、スロットル制御部８はアクセル開度３２に応じて内燃機関の駆動出力を調整し、実際の車速は減速したままとなる。従って、車速制御値３３は、車速偏差εが小さい状態であっても最大値まで際限なく増加していくこととなる。
【００２７】
この車速制御値３３の増加後に運転者がアクセル全開にすると、スロットル制御部８にはアクセル全開がそのまま入力され、全開加速を行うことになる。車速偏差εが小さい状態でもこの様な現象は起こり、車速３１は設定車速３０を大きくオーバーしてしまうこととなる。
従って、上限値制限部１４で上限値を設定し、制御出力値を制限することにより、この様な増加を抑制することができる。また、この上限値は、例えばオフセットが「０」の場合、基準制御値４０とアクセル開度３２との中で、大きい値の方が選択される。
前述のように基準制御値４０は、設定車速３０で定速走行するために必要なアクセル開度であるので、アクセル開度３２が基準制御値４０よりも小さい場合、上限値には基準制御値４０が設定され、車速制御値３３は、設定車速３０で定速走行するために必要なアクセル開度相当の値以上には増加しない。
例えば、運転者がアクセル開度３２を全閉にした後、車速偏差εが小さい状態で継続したとしても、アクセル開度３２は設定車速３０で定速走行するために必要なアクセル開度で制限されており、その後運転者がアクセル開度全開としても、すぐに設定車速相当のアクセル開度で制御を再開することができる。
【００２８】
次に、以上の様な速度制限を行う車両用走行速度制御装置の動作を、図７に従って説明する。図７の横軸は時間、縦軸は上半分に車速、下半分に制御量（アクセル開度）を示す。また、オフセット４２は固定値としている。
まず、Ａ点までの間は、アクセル開度３２は車速制御値３３よりも大きいので、スロットル制御部８への入力は車速制御値３３が選択されており、車両は車速制御器６によって設定車速３０で制限されて走行している。
この状態から、運転者がアクセルを緩めることにより、徐々にアクセル開度３２が減少し、アクセル開度３２はＡ点で車速制御値３３と同値となっている。
【００２９】
Ａ点からＤ点までの間は、アクセル開度３２は車速制御値３３よりも小さいので、スロットル制御部８への入力はアクセル開度３２が選択される。Ａ点でアクセル開度３２が選択されると車速はそれに従って低下するので、車速制御値３３は、車両を加速されるためにＢ点の制限値（上限値）まで上昇する。
Ｂ点で車速制御値３３が制限値に達すると、車速制御値３３はその上限を制限され、制限値３５に保持される状態となる。
なお、Ｂ点においては、基準制御値４０がアクセル開度３２よりも大きく、基準制御値４０にオフセット４２を加算した値が制限値３５となっている。
【００３０】
Ｃ点からＤ点においては、運転者がアクセルペダル４によってアクセル開度３２を増加させたために、アクセル開度３２が基準制御値４０よりも大きくなり、それに伴いアクセル開度３２が制限値３５として選択され、アクセル開度３２とともに制限値３５が増加する。また、制限値３５が増加することにより、車速制御値３３も増加可能となって増加していく。
この時、車速制御値３３は車速偏差εに応じた増加量で増加するので、この様にアクセル開度３２が急増加している場合には、制限値３５の傾きよりも小さい傾きで増加する。
【００３１】
Ｄ点において、アクセル開度３２が車速制御値３３よりも大きくなり、スロットル制御部８への入力には車速制御値３３が選択され、車速制御器６による制御が再開される。車速制御器６による制御再開後は、運転者のアクセルペダル４の操作によるアクセル開度３２の増加に関わらず、車速３１は滑らかに設定車速３０で制限される。
この様に車速３１が車速制御器６の制御下にない状態でも車速制御値３３が制限値３５により適正に制限されているので、アクセル開度３２が急増加し、車速制御器６の制御下に切り換えられても、車速３１が設定車速３０を超え、車両が急加速などすることなく、滑らかに車速３１の制限を行う事ができる。
【００３２】
次に、Ｅ点手前では再びアクセル開度３２が減少し、アクセル開度３２がＥ点で車速制御値３３と同値となっている。ここでの動作はＡ点と同様であり、スロットル制御部８への入力はアクセル開度３２が選択される。また、アクセル開度３２が選択されると車速はそれに従って低下するので、車速制御値３３は車両を加速させようとして制限値３５のＦ点まで上昇する。
Ｆ点もＢ点と同様に、車速制御値３３が制限値３５に達し、制限値３５によって上限を制限される。
【００３３】
Ｇ点では、車速３１が下側速度閾値よりも低速となるので、切換器１５は開ループ制御出力側に切換え、車速制御器６は開ループ制御器として動作を始める。
Ｇ点からＩ点までにおいては、開ループ制御出力値３９が車速制御値３３として出力され、車速制御値３３は、傾斜出力設定部１７から出力されるプラス傾斜の単調増加の傾きで増加を始める。
この場合、制限値３５による制限は行われないので、車速３１が下側速度閾値よりも低速である限り、車速制御値３３の最大値まで増加する。
なお、車速制御値３３の最大値とは、アクセル開度３２の全開位置であるが、それ以上の所定値であってもよい。従って、車速３１が下側速度閾値よりも低速になれば、所定時間以内に確実に車速制御値３３の最大値となり、車速制御器６による車速制御が、運転者のアクセルペダル操作による車速制御を妨げることを完全に無くすことができる。
【００３４】
なお、この例では、車速制御値３３が最大値に達する前に、運転者がアクセル開度３２を増加させているため、Ｈ点でスロットル制御部８への入力がアクセル開度３２から車速制御値３３に切り換えられ、車速制御器６による制御が再開される。ただし、車速３１はまだ下側速度閾値よりも低速であるので、スロットル制御部８への入力はプラス傾斜の傾きでの増加を継続する。
このスロットル制御部８への入力値の増加に伴い、Ｉ点で車速３１が下側速度閾値よりも高速になり、車速制御器６は閉ループ制御器としての動作に切り換わる。この時、車両は加速しているので、車速制御器６は車両の加速度により車速制御値３３を減少させる方向に動作し、以後、車速３１を設定車速３０に滑らかに制限する。
【００３５】
ここで、アクセル開度３２の増加がこの例よりも更に後に行われ、車速制御値３３が最大値まで増加した後に切り換えられた場合、Ｈ点でスロットル制御部８への入力は全開位置となるが、全開加速時からでも車速３１を設定車速３０に滑らかに制限できるように下側速度閾値を設定しておけば、車速３１を設定車速３０に滑らかに制限することができる。
また、下側速度閾値はギア位置毎に設定されているのでギア位置毎に最適な値を設定することができる。
また、Ｉ点の下側速度閾値をＧ点の下側速度閾値よりも小さい値に設定するため、すなわち、開ループ制御と閉ループ制御との頻繁な切換わりを防止するために、下側速度閾値にヒステリシスを設けてもよい。
【００３６】
この様に、車速制御値３３が設定車速３０に応じた基準制御値４０に基づいて設定されるので、車速３１が車速制御器６の制御下にない場合でも、車速制御値３３は適正な値から大きく外れた値にならない様に調整され、車速３１が車速制御器６の制御下に復帰する場合に違和感の少ない移行を行うことができる。
また、車速３１が上側または下側速度閾値よりも離れている場合には、開ループ制御で車速制御値３３を所定の傾きで変化させ、上側および下側速度閾値の範囲内にある場合には閉ループ制御を行い、閉ループ制御時のみ車速制御値３３を基準制御値４０に基づいて設定するので、車両の走行速度を制御または制限する必要がない場合には、運転者のアクセルペダル操作を妨げることなく、また、設定車速３０の変化などにも自然な感覚で運転者操作優先の状態に移行を行うことができる。
なお、上記説明ではこの発明を車速制限装置として説明したが、この装置を、最小値選択部７を最大値選択部、上限値制限部１４を下限値制限部、最大値選択部２１を最小値選択部とし、加算器２３においてオフセット設定部２２の出力を減算する様に構成することにより、車速を自動的に設定車速に調整し、車両を定速走行させるクルーズコントロール装置として適用することも可能である。
【００３７】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、車両の車速を検出する車速センサと、所定の設定車速で車速を制御するための車速制御値を少なくとも閉ループ制御を用いて算出する車速制御器と、車速を調整するために操作されるアクセルペダルと、アクセルペダルの操作量に対応した加減速値を検出するアクセルペダルセンサと、車速制御値と加減速値とのうちの小さい方の値を選択する加減速入力選択手段と、加減速入力選択手段により選択された値に応じて、車両の加減速度を調整する加減速度調整手段とを備え、車速制御器は、設定車速に応じた基準制御値を予め格納する基準制御値設定手段を含み、加減速値が選択されている間は、基準制御値に基づいた値に車速制御値の上限を制限するので、車速が車速制御器の制御下にない場合でも、車速制御値は適正な値から大きく外れた値にならない様に調整され、車速が車速制御器の制御下に復帰する場合に違和感の少ない移行を行うことのできる車両用走行速度制御装置が得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１を示す車両用走行速度制御装置のブロック構成図である。
【図２】 この発明の実施の形態１における車速制御器のブロック構成図である。
【図３】 この発明の実施の形態１による切換判定部の動作を説明する説明図である。
【図４】 この発明の実施の形態１における制限値設定部のブロック構成図である。
【図５】 この発明の実施の形態１における基準制御値設定部の車両特性マップである。
【図６】 この発明の実施の形態１における制限値設定部の構成ブロック図である。
【図７】 この発明の実施の形態１を示す車両用走行速度制御装置の動作例である。
【符号の説明】
１ コントロールレバー（設定車速変更手段）、２ 設定車速変更記憶部、３車速センサ（車速検出手段）、４ アクセルペダル（加減速入力手段）、５ アクセルペダルセンサ（加減速値検出手段）、６ 車速制御器、７ 最小値選択部（加減速入力選択手段）、８ スロットル制御部（加減速度調整手段）、１０減算器、１１ ＰＩＤ制御器、１２ 加算器、１３ 制限値設定部（制限手段）、１４ 上限値制限部（制限手段）、１５ 切換器、１６ 切換判定部、１７傾斜出力設定部、１８ 加算器、２０ 基準制御値設定部（基準制御値設定手段）、２１ 最大値選択部、２２ オフセット設定部、２３ 加算器、３０ 設定車速、３１ 車速、３２ アクセル開度（加減速値）、３３ 車速制御値、３４ 最小値（スロットル制御入力値）、３５ 制限値、３６ 閉ループ制御出力値、３７ プラス（マイナス）傾斜出力指示信号、３８ 開ループ（閉ループ）出力切換指示信号、３９ 開ループ制御出力値、４０ 基準制御値、４１ 制限基準値、４２ オフセット、ΔＰｆ 制御出力値、ΔＰｃ 制御出力値、ε 車速偏差。
【発明の属する技術分野】
この発明は、車両の走行速度を制御または制限する車両用走行速度制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、運転者の運転操作低減や安全性向上等を目的とし、車速を制御または制限する車両用走行速度制御装置が開発されている。この様な装置においては、一般的に車速を設定車速に一致させるべく閉ループ制御が行われる。しかし、車速は常に車両用走行速度制御装置の制御下に置かれるわけではなく、一般的に運転者の加減速操作状態によっては運転者の制御下に置かれる。
例えば、車両用走行速度制御装置が車速を設定速度に一致するように制御する定速走行装置として動作する場合、運転者がアクセルペダルによって加速操作を行うと、車速は運転者の制御下に置かれ、車両は運転者の加速操作に従って加速される。
また、車両用走行速度制御装置が車速を設定車速で制限する車速制限装置として動作する場合、車速が設定車速よりもはるかに低速域にある時や、車速が設定車速近傍にあり、運転者がアクセルペダルを戻している時などには、車速は運転者の制御下にある。
【０００３】
この様な車速が運転者の制御下にある場合でも閉ループ制御による制御出力値は算出されるが、車速は運転者の制御下にあるため閉ループ制御による制御出力値は車速には反映されない。従って、閉ループ制御のループ構造が成立しなくなり、閉ループ制御による出力は適正な制御出力値ではなくなる。
この様な状態が継続した後、再び車速が車両用走行速度制御装置の制御下に戻されると、例えば急加速や急減速状態から再開する可能性がある。
そこで、車速が車両用走行速度制御装置の制御下から離れた時の制御出力値と車両状態を記憶し、記憶された制御出力値を制限値の初期値として、その後の車速変化に応じて制限値を変化させ、制御出力値をこの制限値で制限する装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平９−１９３６８９号公報（第７頁、第１図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の車両用走行速度制御装置は以上のように、車速が車両用走行速度制御装置の制御下から離れた時の制御出力値を制限値の初期値としているが、この初期値はその時の車両状態に依存した値となり、その後車両状態が変わっても十分に制限されない場合があるといった問題点があった。
例えば、車両が急勾配の坂を登っている最中に制御装置の制御下から離れた場合、初期値は非常に大きい値となっているため、制御出力値は大きい値で制限されたまま保持される。その後、車両が平坦路や下り坂を走行中に制御装置の制御下に復帰すると、急加速状態から復帰してしまうこととなる。
【０００６】
この発明は上記のような問題点を解決するためになされたもので、車速が制御器の制御下にある状態と、制御下にない状態との移行特性を改善する車両用走行速度制御装置を得ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る車両用走行速度制御装置は、車両の車速を検出する車速検出手段と、所定の設定車速で車速を制御するための車速制御値を少なくとも閉ループ制御を用いて算出する車速制御器と、車速を調整するために操作される加減速入力手段と、加減速入力手段の操作量に対応した加減速値を検出する加減速値検出手段と、車速制御値と加減速値とのうちの小さい方の値を選択する加減速入力選択手段と、加減速入力選択手段により選択された値に応じて、車両の加減速度を調整する加減速度調整手段とを備え、車速制御器は、設定車速に応じた基準制御値を予め格納する基準制御値設定手段を含み、加減速値が選択されている間は、基準制御値に基づいた値に車速制御値の上限を制限するものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、図面を参照しながら、この発明の実施の形態１について詳細に説明する。図１は、この発明の実施の形態１を示す車両用走行速度制御装置のブロック構成図である。
図１において、車両用走行速度制御装置は、車両の設定速度（設定車速）を変更するコントロールレバー（設定車速変更手段）１と、設定車速を記憶する設定車速変更記憶部２と、車両の走行速度（車速）を検出する車速センサ（車速検出手段）３と、運転者が車速を調整するために操作され、アクセル開度を操作量に応じて調整するアクセルペダル（加減速入力手段）４と、アクセル開度（加減速値）を検出するアクセルペダルセンサ（加減速値検出手段）５とが設けられている。
また、設定車速、車速およびアクセル開度に基づいて、車速を制御する車速制御器６と、車速制御値およびアクセル開度の何れか一方を選択する最小値選択部（加減速入力選択手段）７と、内燃機関のスロットル（図示せず）を調整するスロットル制御部（加減速度調整手段）８とが設けられている。
【０００９】
次に、この発明の実施の形態１による動作について説明する。
コントロールレバー１は例えば運転席に設けられており、運転者がコントロールレバー１を操作して設定車速を変更することにより、設定車速変更記憶部２はコントロールレバー１の操作内容に応じた設定車速に変更して記憶する。
例えば、コントロールレバー１は、車速増加側に操作されると、設定車速を所定値だけ増加させ、車速減少側に操作されると、設定車速を所定値だけ減少させる。
なお、コントロールレバー１による設定車速の変更は、運転者が行うものに限らず、例えば、先行車との車間距離に基づいて自動的に変更されるものとしてもよい。
車速センサ３は車速を検出し、また、アクセルペダルセンサ５は、運転者がアクセルペダル４を操作することによって入力された車両の加減速値（アクセル開度）を検出する。
【００１０】
車速制御器６は、設定車速変更記憶部２に記憶された設定車速３０と、車速センサ３で検出された車速３１と、アクセルペダルセンサ５で検出されたアクセル開度３２とに基づいて、車速３１を設定車速３０に一致させるための車速制御値３３を算出する。
最小値選択部７は、アクセル開度３２と車速制御値３３とを比較し、小さい値の方を最小値３４として出力する。
ここで、最小値選択部７は、アクセル開度３２と車速制御値３３との何れか一方を選択してスロットル制御部８に入力させるので、車速制御値３３は、当然アクセル開度３２に相当する数値として算出される。
【００１１】
次に、スロットル制御部８は、最小値選択部７で選択された最小値３４に基づいて内燃機関のスロットル（図示せず）を調整することにより、内燃機関の駆動出力を調整する。
なお、スロットル制御部８は、車両の加減速度を調整するものであればよく、例えば電動モータの出力を調整するモータ出力調整部であっても、電動モータと内燃機関の出力の両方を総合的に扱う出力調整部であってもよい。
スロットル制御部８へは、アクセル開度３２と車速制御値３３との最小値が選択されて出力されるため、車速制御値３３は運転者によって入力されたアクセル開度３２を制限する方向に作用する。また、車速制御値３３は、車速３１を設定車速３０に一致させるための出力であるので、結果として、車両用走行速度制御装置は、車速３１を設定車速３０に制限する車速制限装置として動作する。
【００１２】
次に、車速制御器６について説明する。
図２は、この発明の実施の形態１の車速制御器６を示すブロック構成図である。
車速制御器６は、設定車速３０と車速３１との偏差（車速偏差）εを算出する減算器１０と、車速偏差εを小さくするための制御出力値ΔＰｃを算出するＰＩＤ制御部１１と、加算器１２と、設定車速３０およびアクセル開度３２に基づいて車速制御値の上限値３５を設定する制限値設定部（制限手段）１３と、上限値３５により車速制御値を制限する上限値制限部（制限手段）１４とが設けられている。
また、単調増加または単調減少する制御出力値ΔＰｆを出力する傾斜出力設定部１７と、車速３１が設定車速近傍の場合の車速制御と車速３１が設定車速近傍より離れている場合の車速制御とを選択する切換判定部１６と、切換判定部１６からの指示に従って、車速制御を切り換える切換器１５とが設けられている。
【００１３】
次に、車速制御器６の動作について説明する。
車速制御器６に設定車速３０、車速３１およびアクセル開度３２が入力されると、減算器１０は、設定車速３０から車速３１を減算した車速偏差εを算出する。
ＰＩＤ制御部１１は、以下の式（１）により、車速偏差εを小さくするための制御出力値ΔＰｃを算出する。
ΔＰｃ＝Ｋｉ・ε＋Ｋｐ・（ｄε／ｄｔ）＋Ｋｄ・（ｄ２ε／ｄｔ２）・・・ （１）
式（１）において、Ｋｉ，Ｋｐ，Ｋｄは制御ゲインであり、固定値または可変値として設定される。
【００１４】
また、加算器１２は、制御出力値ΔＰｃと、前回車速制御器６から出力された車速制御値３３とを加算する。すなわち、ここでは制御出力値ΔＰｃの時間積分を行っていることになる。
一方、制限値設定部１３は、設定車速３０およびアクセル開度３２に基づいて、車速制御値３３の制限値３５を算出する。
上限値制限部１４は、制限値設定部１３で算出された制限値３５を上限値に設定し、加算器１２の出力値を上限値３５で制限する。上限値制限部１４からの出力は閉ループ制御出力値３６として切換器１５へ入力される。
【００１５】
一方、設定車速３０と車速３１との車速偏差εは切換判定部１６へも入力される。切換判定部１６は、車速偏差εの大きさを判定するために、正の所定値で設定された閾値（プラス偏差閾値）と、負の所定値で設定された閾値（マイナス偏差閾値）とが設定されている。切換判定部１６は、設定車速３０と車速３１との車速偏差εがプラス偏差閾値以上であるのか（すなわち、車速３１は設定車速３０より小さい値で、車速偏差εは閾値以上であるのか）、マイナス偏差閾値以下であるのか（すなわち、車速３１は設定車速３０より大きい値で、車速偏差εは閾値以上であるのか）、それ以外であるのか（すなわち、車速３１は、車速偏差εの閾値の範囲内であるのか）を判定する。
【００１６】
図３は、この発明の実施の形態１による切換判定部１６の動作を説明する説明図である。
なお、図３において、マイナス偏差閾値の絶対値と設定車速３０との加算値（設定車速３０からマイナス偏差閾値を減算した値）を上側速度閾値、プラス偏差閾値と設定車速３０との加算値（設定車速３０からプラス偏差閾値を減算した値）を下側速度閾値と呼ぶ。
図３において、切換判定部１６は、車速偏差εがマイナス偏差閾値以下である（すなわち、車速３１は、設定車速３０よりも所定値以上高速側にある、上側速度閾値以上の速度である）場合は、傾斜出力設定部１７へマイナス傾斜出力指示信号を出力するとともに、切換器１５へ開ループ出力切換指示信号を出力する。
また、車速偏差εがプラス偏差閾値以上である（すなわち、車速３１は、設定車速３０よりも所定値以上低速側にある、下側速度閾値以下の速度である）場合は、傾斜出力設定部１７へプラス傾斜出力指示信号３７を出力するとともに、切換器１５へ開ループ出力切換指示信号３８を出力する。
【００１７】
また、車速偏差εがマイナス偏差閾値より大きく、プラス偏差閾値よりも小さい（すなわち、車速３１は、下側速度閾値よりも大きく、上側速度閾値よりも小さい）場合は、傾斜出力設定部１７へ傾斜出力停止指示信号３７を出力するとともに、切換器１５へ閉ループ出力切換指示信号３８を出力する。
なお、切換判定部１６に設定されたプラス偏差閾値およびマイナス偏差閾値は、固定値であってもよいが、車両の変速機（変速装置）の変速段によって異なる値を設定してもよい。また、変速機が無段階変速機である場合は、その時点でのギア比によって異なる値を設定してもよい。
【００１８】
図２において、傾斜出力設定部１７は、切換判定部１６からマイナス傾斜出力指示が入力されている場合は、車速制御値３３を単調減少させるために負の所定値に設定されたマイナス傾斜出力値を制御出力値ΔＰｆとして出力する。
また、プラス傾斜出力指示が入力されている場合は、車速制御値３３を単調増加させるために正の所定値に設定されたプラス傾斜出力値を制御出力値ΔＰｆとして出力する。
また、傾斜出力停止指示が入力されている場合は、車速３１が設定車速近傍にあるため、単調減少や単調増加させることのないように「０」を制御出力値ΔＰｆとして出力する。
ここでプラス傾斜出力およびマイナス傾斜出力は、固定値であってもよいが、車両の変速機の変速段によって異なる値を設定してもよい。また、変速機が無段階変速機である場合は、その時点でのギア比によって異なる値を設定してもよい。
【００１９】
次に、加算器１８は、傾斜出力設定部１７からの制御出力値ΔＰｆと、車速制御値３３とを加算する。すなわち、ここでは制御出力値ΔＰｆの時間積分を行い、開ループ制御出力値３９として切換器１５へ入力させる。
なお、傾斜出力設定部１７からの制御出力値ΔＰｆは所定値であるので、この時間積分値である開ループ制御出力値３９は、所定の傾きで単調増加又は単調減少する値となる。
切換器１５は、切換判定部１６から開ループ出力切換指示３８が入力された場合、開ループ制御出力値を車速制御値３３として出力する。一方、閉ループ出力切換指示３８が入力された場合、閉ループ制御出力値を車速制御値３３として出力する。
【００２０】
この様に、車速３１が設定車速３０よりも所定以上高速側にある（車速３１が上側速度閾値以上である）場合、車速制御値３３は、所定の傾きで単調減少する制御出力値として出力される。また、車速３１が設定車速３０よりも所定以上低速側にある（車速３１が下側速度閾値以下である）場合、車速制御値３３は、所定の傾きで単調増加する制御出力値として出力される。
この様な車速制限装置としての車両用走行速度制御装置は、運転者のアクセル操作に関わらず、車両が設定車速以上に加速しない様にすることが目的であるので、車速３１が設定車速３０よりも所定以上高速側にある場合は、車速制御値３３を単調減少する制御出力値とすることで、外乱等に関わらず、確実に減速方向に制御し、少なくとも所定時間後にはスロットルを全閉にすることが可能である。
【００２１】
また、車速制限装置は、設定車速近傍まで加速された場合、設定車速３０への制限を滑らかに行うために制御を行うべきである。しかし、設定車速３０にまで至らない低速位置では、車速制限装置が動作していないときと同様に、車両は運転者のアクセル操作で自由に動作すべきである。従って、車速３１が設定車速３０よりも所定値以上低速側にある場合は、車速制御値３３を単調増加させるように出力することにより、外乱等に関わらず、車速制御値３３を確実に最大値に保持することができ、運転者のアクセル操作を一切阻害しない様にしておくことが可能である。
また、車速制御値３３を単調減少または単調増加させる場合の傾きを所定の値で設定しておくことにより、例えば設定車速３０を急変させた場合にも、スロットル開度が急変することなく、運転者が十分反応可能なスロットル開度変化に設定することが可能である。
【００２２】
次に、制限値設定部１３について説明する。
図４は、この発明の実施の形態１の制限値設定部１３を示すブロック構成図である。
図４において、制限値設定部１３は、設定速度３０に応じた基準制御値を格納した基準制御値設定部２０と、基準制御値４０とアクセル開度３２とを比較する最大値選択部２１と、オフセット４２を出力するオフセット設定部２２と、加算器２３とが設けられている。
図５は、この発明の実施の形態１の基準制御値設定部２０に格納された車両特性マップである。
【００２３】
次に、制限値設定部１３の動作について説明する。
制限値設定部１３に設定車速３０およびアクセル開度（第２の制限値）３２が入力されると、基準制御値設定部２０は、設定車速３０に応じた基準制御値（第１の制限値）４０を出力する。制限値設定部１３は、図５に示すような、横軸を車速、縦軸を基準制御値とする車両特性を内部に格納している。
この車両特性は、特定の車速において平坦路で定速走行するために必要なアクセル開度を基準制御値として与えられている。図５では４速の変速機において、変速段毎に基準制御値が設定されている。
この車両特性値は、運転者の操作によって定速安定走行を行った場合のアクセル開度を測定するか、車両用走行速度制御装置によって定速安定走行を行っている時の車速制御値３３を測定することで容易に設定することが可能である。この場合、変速機の変速段を検出する変速段センサ（変速検出手段）（図示せず）を設け、基準制御値設定部２０は、格納された車両特性に従い、現在の変速機の変速段と入力された設定車速３０とに応じた基準制御値４０を出力する。
【００２４】
最大値選択部２１は、基準制御値４０とアクセル開度３２とを比較し、大きい値の方を制限基準値４１として出力する。
加算器２３は、最大値選択部２１から出力された制限基準値４１と、オフセット設定部２２で設定されたオフセット４２とを加算し、両者の加算値を制限値３５として出力する。
オフセット設定部２２で設定されるオフセット４２は、最小値選択部７でアクセル開度３２が選択されている状態から車速制御値３３が選択される状態に切換わるときの加速応答性を改善するものである。ここでは、固定値として設定されているが、車速偏差εに応じた可変値として設定させることにより、車速偏差εに応じて加速応答性を変化させることも可能である。また、このオフセット４２を「０」、すなわち制限基準値４１を制限値３５にしておくと、加速応答性としては若干遅れが生じるが、車速制限はより確実に実施されることとなる。
【００２５】
また、図５のように制限値設定部１３を構成してもよい。図５は、この発明の実施の形態１の制限値設定部１３を示すブロック構成図である。図５において、前述（図３参照）と同様のものは同一符号を付して詳述を省略する。
図５において、制限値設定部１３の加算器２３は、基準制御値４０とオフセット４２との加算値（第１の制限値）４３を出力する。
最大値選択部２１は、基準制御値４０とオフセット４２との加算値４３と、アクセル開度（第２の制限値）３２とを比較して、大きい値の方を制限基準値４１とし、この制限基準値４１を制限値３５として出力する。
【００２６】
本実施例において、切換器１５が上限値制限部１４からの閉ループ制御出力値３６を選択していると、車速制御器６は閉ループ制御器として動作する。
ここで、上限値制限部１４で上限値が設定されておらずに、最小値選択部７でアクセル開度３２が選択されていると、閉ループ構造が成立しないため車速制御値３３は適切な値とならない。
例えば、車速３１が設定車速近傍である状態で、運転者がアクセル開度３２を全閉にした場合、最小値選択部７はアクセル開度３２をスロットル制御部８の入力として選択する。このときに、設定車速３０よりも低速側に偏差があると、車速制御値３３は、車両を加速させるために増加方向に変化する。しかし、最小値選択部７ではアクセル開度３２が選択されているため、スロットル制御部８はアクセル開度３２に応じて内燃機関の駆動出力を調整し、実際の車速は減速したままとなる。従って、車速制御値３３は、車速偏差εが小さい状態であっても最大値まで際限なく増加していくこととなる。
【００２７】
この車速制御値３３の増加後に運転者がアクセル全開にすると、スロットル制御部８にはアクセル全開がそのまま入力され、全開加速を行うことになる。車速偏差εが小さい状態でもこの様な現象は起こり、車速３１は設定車速３０を大きくオーバーしてしまうこととなる。
従って、上限値制限部１４で上限値を設定し、制御出力値を制限することにより、この様な増加を抑制することができる。また、この上限値は、例えばオフセットが「０」の場合、基準制御値４０とアクセル開度３２との中で、大きい値の方が選択される。
前述のように基準制御値４０は、設定車速３０で定速走行するために必要なアクセル開度であるので、アクセル開度３２が基準制御値４０よりも小さい場合、上限値には基準制御値４０が設定され、車速制御値３３は、設定車速３０で定速走行するために必要なアクセル開度相当の値以上には増加しない。
例えば、運転者がアクセル開度３２を全閉にした後、車速偏差εが小さい状態で継続したとしても、アクセル開度３２は設定車速３０で定速走行するために必要なアクセル開度で制限されており、その後運転者がアクセル開度全開としても、すぐに設定車速相当のアクセル開度で制御を再開することができる。
【００２８】
次に、以上の様な速度制限を行う車両用走行速度制御装置の動作を、図７に従って説明する。図７の横軸は時間、縦軸は上半分に車速、下半分に制御量（アクセル開度）を示す。また、オフセット４２は固定値としている。
まず、Ａ点までの間は、アクセル開度３２は車速制御値３３よりも大きいので、スロットル制御部８への入力は車速制御値３３が選択されており、車両は車速制御器６によって設定車速３０で制限されて走行している。
この状態から、運転者がアクセルを緩めることにより、徐々にアクセル開度３２が減少し、アクセル開度３２はＡ点で車速制御値３３と同値となっている。
【００２９】
Ａ点からＤ点までの間は、アクセル開度３２は車速制御値３３よりも小さいので、スロットル制御部８への入力はアクセル開度３２が選択される。Ａ点でアクセル開度３２が選択されると車速はそれに従って低下するので、車速制御値３３は、車両を加速されるためにＢ点の制限値（上限値）まで上昇する。
Ｂ点で車速制御値３３が制限値に達すると、車速制御値３３はその上限を制限され、制限値３５に保持される状態となる。
なお、Ｂ点においては、基準制御値４０がアクセル開度３２よりも大きく、基準制御値４０にオフセット４２を加算した値が制限値３５となっている。
【００３０】
Ｃ点からＤ点においては、運転者がアクセルペダル４によってアクセル開度３２を増加させたために、アクセル開度３２が基準制御値４０よりも大きくなり、それに伴いアクセル開度３２が制限値３５として選択され、アクセル開度３２とともに制限値３５が増加する。また、制限値３５が増加することにより、車速制御値３３も増加可能となって増加していく。
この時、車速制御値３３は車速偏差εに応じた増加量で増加するので、この様にアクセル開度３２が急増加している場合には、制限値３５の傾きよりも小さい傾きで増加する。
【００３１】
Ｄ点において、アクセル開度３２が車速制御値３３よりも大きくなり、スロットル制御部８への入力には車速制御値３３が選択され、車速制御器６による制御が再開される。車速制御器６による制御再開後は、運転者のアクセルペダル４の操作によるアクセル開度３２の増加に関わらず、車速３１は滑らかに設定車速３０で制限される。
この様に車速３１が車速制御器６の制御下にない状態でも車速制御値３３が制限値３５により適正に制限されているので、アクセル開度３２が急増加し、車速制御器６の制御下に切り換えられても、車速３１が設定車速３０を超え、車両が急加速などすることなく、滑らかに車速３１の制限を行う事ができる。
【００３２】
次に、Ｅ点手前では再びアクセル開度３２が減少し、アクセル開度３２がＥ点で車速制御値３３と同値となっている。ここでの動作はＡ点と同様であり、スロットル制御部８への入力はアクセル開度３２が選択される。また、アクセル開度３２が選択されると車速はそれに従って低下するので、車速制御値３３は車両を加速させようとして制限値３５のＦ点まで上昇する。
Ｆ点もＢ点と同様に、車速制御値３３が制限値３５に達し、制限値３５によって上限を制限される。
【００３３】
Ｇ点では、車速３１が下側速度閾値よりも低速となるので、切換器１５は開ループ制御出力側に切換え、車速制御器６は開ループ制御器として動作を始める。
Ｇ点からＩ点までにおいては、開ループ制御出力値３９が車速制御値３３として出力され、車速制御値３３は、傾斜出力設定部１７から出力されるプラス傾斜の単調増加の傾きで増加を始める。
この場合、制限値３５による制限は行われないので、車速３１が下側速度閾値よりも低速である限り、車速制御値３３の最大値まで増加する。
なお、車速制御値３３の最大値とは、アクセル開度３２の全開位置であるが、それ以上の所定値であってもよい。従って、車速３１が下側速度閾値よりも低速になれば、所定時間以内に確実に車速制御値３３の最大値となり、車速制御器６による車速制御が、運転者のアクセルペダル操作による車速制御を妨げることを完全に無くすことができる。
【００３４】
なお、この例では、車速制御値３３が最大値に達する前に、運転者がアクセル開度３２を増加させているため、Ｈ点でスロットル制御部８への入力がアクセル開度３２から車速制御値３３に切り換えられ、車速制御器６による制御が再開される。ただし、車速３１はまだ下側速度閾値よりも低速であるので、スロットル制御部８への入力はプラス傾斜の傾きでの増加を継続する。
このスロットル制御部８への入力値の増加に伴い、Ｉ点で車速３１が下側速度閾値よりも高速になり、車速制御器６は閉ループ制御器としての動作に切り換わる。この時、車両は加速しているので、車速制御器６は車両の加速度により車速制御値３３を減少させる方向に動作し、以後、車速３１を設定車速３０に滑らかに制限する。
【００３５】
ここで、アクセル開度３２の増加がこの例よりも更に後に行われ、車速制御値３３が最大値まで増加した後に切り換えられた場合、Ｈ点でスロットル制御部８への入力は全開位置となるが、全開加速時からでも車速３１を設定車速３０に滑らかに制限できるように下側速度閾値を設定しておけば、車速３１を設定車速３０に滑らかに制限することができる。
また、下側速度閾値はギア位置毎に設定されているのでギア位置毎に最適な値を設定することができる。
また、Ｉ点の下側速度閾値をＧ点の下側速度閾値よりも小さい値に設定するため、すなわち、開ループ制御と閉ループ制御との頻繁な切換わりを防止するために、下側速度閾値にヒステリシスを設けてもよい。
【００３６】
この様に、車速制御値３３が設定車速３０に応じた基準制御値４０に基づいて設定されるので、車速３１が車速制御器６の制御下にない場合でも、車速制御値３３は適正な値から大きく外れた値にならない様に調整され、車速３１が車速制御器６の制御下に復帰する場合に違和感の少ない移行を行うことができる。
また、車速３１が上側または下側速度閾値よりも離れている場合には、開ループ制御で車速制御値３３を所定の傾きで変化させ、上側および下側速度閾値の範囲内にある場合には閉ループ制御を行い、閉ループ制御時のみ車速制御値３３を基準制御値４０に基づいて設定するので、車両の走行速度を制御または制限する必要がない場合には、運転者のアクセルペダル操作を妨げることなく、また、設定車速３０の変化などにも自然な感覚で運転者操作優先の状態に移行を行うことができる。
なお、上記説明ではこの発明を車速制限装置として説明したが、この装置を、最小値選択部７を最大値選択部、上限値制限部１４を下限値制限部、最大値選択部２１を最小値選択部とし、加算器２３においてオフセット設定部２２の出力を減算する様に構成することにより、車速を自動的に設定車速に調整し、車両を定速走行させるクルーズコントロール装置として適用することも可能である。
【００３７】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、車両の車速を検出する車速センサと、所定の設定車速で車速を制御するための車速制御値を少なくとも閉ループ制御を用いて算出する車速制御器と、車速を調整するために操作されるアクセルペダルと、アクセルペダルの操作量に対応した加減速値を検出するアクセルペダルセンサと、車速制御値と加減速値とのうちの小さい方の値を選択する加減速入力選択手段と、加減速入力選択手段により選択された値に応じて、車両の加減速度を調整する加減速度調整手段とを備え、車速制御器は、設定車速に応じた基準制御値を予め格納する基準制御値設定手段を含み、加減速値が選択されている間は、基準制御値に基づいた値に車速制御値の上限を制限するので、車速が車速制御器の制御下にない場合でも、車速制御値は適正な値から大きく外れた値にならない様に調整され、車速が車速制御器の制御下に復帰する場合に違和感の少ない移行を行うことのできる車両用走行速度制御装置が得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１を示す車両用走行速度制御装置のブロック構成図である。
【図２】 この発明の実施の形態１における車速制御器のブロック構成図である。
【図３】 この発明の実施の形態１による切換判定部の動作を説明する説明図である。
【図４】 この発明の実施の形態１における制限値設定部のブロック構成図である。
【図５】 この発明の実施の形態１における基準制御値設定部の車両特性マップである。
【図６】 この発明の実施の形態１における制限値設定部の構成ブロック図である。
【図７】 この発明の実施の形態１を示す車両用走行速度制御装置の動作例である。
【符号の説明】
１ コントロールレバー（設定車速変更手段）、２ 設定車速変更記憶部、３車速センサ（車速検出手段）、４ アクセルペダル（加減速入力手段）、５ アクセルペダルセンサ（加減速値検出手段）、６ 車速制御器、７ 最小値選択部（加減速入力選択手段）、８ スロットル制御部（加減速度調整手段）、１０減算器、１１ ＰＩＤ制御器、１２ 加算器、１３ 制限値設定部（制限手段）、１４ 上限値制限部（制限手段）、１５ 切換器、１６ 切換判定部、１７傾斜出力設定部、１８ 加算器、２０ 基準制御値設定部（基準制御値設定手段）、２１ 最大値選択部、２２ オフセット設定部、２３ 加算器、３０ 設定車速、３１ 車速、３２ アクセル開度（加減速値）、３３ 車速制御値、３４ 最小値（スロットル制御入力値）、３５ 制限値、３６ 閉ループ制御出力値、３７ プラス（マイナス）傾斜出力指示信号、３８ 開ループ（閉ループ）出力切換指示信号、３９ 開ループ制御出力値、４０ 基準制御値、４１ 制限基準値、４２ オフセット、ΔＰｆ 制御出力値、ΔＰｃ 制御出力値、ε 車速偏差。
Claims (13)
- 車両の車速を検出する車速検出手段と、
所定の設定車速で前記車速を制御するための車速制御値を少なくとも閉ループ制御を用いて算出する車速制御器と、
前記車速を調整するために操作される加減速入力手段と、
前記加減速入力手段の操作量に対応した加減速値を検出する加減速値検出手段と、
前記車速制御値と前記加減速値とのうちの小さい方の値を選択する加減速入力選択手段と、
前記加減速入力選択手段により選択された値に応じて、前記車両の加減速度を調整する加減速度調整手段とを備え、
前記車速制御器は、前記設定車速に応じた基準制御値を予め格納する基準制御値設定手段を含み、前記加減速値が選択されている間は、前記基準制御値に基づいた値に前記車速制御値の上限を制限することを特徴とする車両用走行速度制御装置。 - 前記車速制御器は、前記加減速値が選択されている間は、前記基準制御値および前記加減速値に基づいた値に前記車速制御値の上限を制限することを特徴とする請求項１に記載の車両用走行速度制御装置。
- 前記基準制御値を第１の制限値、前記加減速入力値を第２の制限値とする制限手段を備え、
前記制限手段は、前記第１の制限値と前記第２の制限値とのうちの大きい方の値を制限基準値として選択し、前記制限基準値を制限値として、前記車速制御値の上限を前記制限値で制限することを特徴とする請求項２に記載の車両用走行速度制御装置。 - 前記基準制御値を第１の制限値、前記加減速入力値を第２の制限値とする制限手段を備え、
前記制限手段は、前記第１の制限値と前記第２の制限値とのうちの大きい方の値を制限基準値として選択し、前記制限基準値に所定のオフセットを加減した値を前記制限値として、前記車速制御値の上限を制限することを特徴とする請求項２に記載の車両用走行速度制御装置。 - 前記基準制御値に所定のオフセットを加減した値を第１の制限値、前記加減速入力値を第２の制限値とする制限手段を備え、
前記制限手段は、前記第１の制限値と前記第２の制限値とのうちの大きい方の値を制限基準値として選択し、前記制限基準値を制限値として、前記車速制御値の上限を前記制限値で制限することを特徴とする請求項２に記載の車両用走行速度制御装置。 - 前記制限手段は、前記第１の制限値と前記第２の制限値とを比較して、大きい値の方を前記制限基準値として選択し、前記制限値を上限値として前記車速制御値を制限することを特徴とする請求項３から請求項５までの何れか１項に記載の車両用走行速度制御装置。
- 前記基準制御値設定部は、所定の車速毎に、平坦路で前記車両を一定速度で走行させるための加減速値を予め与えられた前記基準制御値として設定することを特徴とする請求項１から請求項６までの何れか１項に記載の車両用走行速度制御装置。
- 前記車両の変速装置のギア比を検出する変速検出手段を備え、
前記基準制御値設定部は、前記変速装置のギア比毎に、予め設定された値として基準制御値を設定することを特徴とする請求項７に記載の車両用走行速度制御装置。 - 前記車速制御器は、
前記設定車速から所定値だけ低速側に下側速度閾値を設定し、
前記車速が前記下側速度閾値よりも高速側にある場合は、前記車速制御値に基づいて閉ループ制御を行い、
前記車速が前記下側速度閾値よりも低速側にある場合は、前記車速制御値を所定の傾きで単調増加させる開ループ制御を行うことを特徴とする請求項１から請求項８までの何れか１項に記載の車両用走行速度制御装置。 - 前記車速制御器は、前記車速が前記下側速度閾値よりも低速側にあって前記開ループ制御を行っている場合には、前記制限値に関わらず前記車速制御値を単調増加させることを特徴とする請求項９に記載の車両用走行速度制御装置。
- 前記車速制御器は、
前記設定車速から所定値だけ高速側に上側速度閾値を設定し、
前記車速が前記上側速度閾値よりも低速側にある場合は、前記車速制御値に基づいて閉ループ制御を行い、
前記車速が前記上側速度閾値よりも高速側にある場合は、前記車速制御値を所定の傾きで単調減少させる開ループ制御を行うことを特徴とする請求項１から請求項１０までの何れか１項に記載の車両用走行速度制御装置。 - 前記車速制御器は、前記車速が前記上側速度閾値よりも高速側にあって前記開ループ制御を行っている場合には、前記制限値に関わらず前記車速制御値を単調減少させることを特徴とする請求項１１に記載の車両用走行速度制御装置。
- 前記設定車速を変更する設定車速変更手段を備えたことを特徴とする請求項１から請求項１２までの何れか１項に記載の車両用走行速度制御装置。
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