JP4223173B2 - Inter-vehicle distance control device - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、先行車との車間距離を保ちながら走行するように制御する車間距離制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車間距離制御装置の先行技術としては、例えば特願平１０−２４０１８０号（未公開）に記載されたものがある。この先行技術においては、先行車と自車両との相対速度に応じて車間距離制御のフィードバックの応答性を決定するようにし、相対速度が大きいときには定数を大きくすることで俊敏な制御を行なうように構成している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
車間距離制御において相対速度を得る方法としては、車間距離を検出してその変化から求める方法があるが、車間距離の演算誤差により遠距離ほど相対速度に誤差が生じる。そのため、実際には先行車と距離が離れていて相対速度が小さい場合であっても、車間距離検出の誤差によって相対速度が大きくなる方向に変化したと認識すると、フィードバックの応答性を大きくしてしまい、急峻な制御をしてしまうので、乗員に違和感を与えるおそれがある。なお、相対速度を直接検出する場合でも演算誤差は生じるため、同様に乗員に違和感を与えるおそれがある。また、自車速よりもわずかに遅い車両が自車両の前に割り込んだ場合には、相対速度が小さいのでフィードバックの応答性も小さくなるため、制御応答が遅くなり、割り込んだ先行車から所定車間距離を保つように自車両が離れていくのが遅れ、乗員に違和感を与えるおそれがある、という問題があった。
【０００４】
本発明は上記のごとき従来技術の問題を解決するためになされたものであり、走行状態に応じた適切な応答性で制御を行うことの出来る車間距離制御装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため本発明においては、特許請求の範囲に記載するように構成している。すなわち、請求項１においては、フィードバック制御の応答性を定める伝達関数の固有振動数を、先行車と自車両との相対速度に応じて設定し、さらに前記固有振動数を補正する補正係数を、先行車と自車両との車間距離が第１の所定値と第１の所定値よりも大きい第２の所定値との間にあるときは一定値とし、前記第１の所定値以下の範囲では、前記車間距離が小さくなるほど応答性を速くする値にし、前記第２の所定値以上の範囲では、前記車間距離が大きいほど応答性を遅くする値にするように構成している。
【０００９】
【発明の効果】
本発明においては、基本的には先行車と自車両との相対速度に応じて決定する車間距離制御のフィードバックの応答性を、さらに車間距離に基づいて補正するため、演算誤差により相対速度が大きく変化しても運転者に違和感を与えることがなくなる。また、車間距離が大きい場合（第２の所定値以上）は、車間距離が大きくなるほど応答性を遅くすることにより、演算誤差によって相対速度が大きく変化しても急峻な制御をすることを防ぎ、運転者に違和感を与えることがなくなる。また、車間距離が小さい場合（第１の所定値以下）には、フィードバックの応答性を車間距離が小さくなるほど速くするように補正しているので、自車速よりもわずかに遅い車両が自車両前方に割り込んだ場合には、速やかに車間距離を開くため、運転者に違和感を与えることがなくなる。このように車間距離が第１の所定と第２の所定値の間では応答性の補正を一定値とし、車間距離が大きい場合（第２の所定値以上）には、大きくなるほど応答性を遅くするように補正し、車間距離がかなり小さい場合（第１の所定値以下）には、小さくなるほど応答性を速くするように補正することにより、遠距離になるほど演算誤差によって相対速度が大きく変化しても急峻な制御をすることを防ぎ、近距離になるほど迅速に対応することが出来る、という効果が得られる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、車間距離制御装置の全体の構成について説明する。
図１は、本発明の車間距離制御装置の全体の構成を示すブロック図である。以下、図１に示す各ブロックの構成と動作を説明する。
車間距離制御部１０５（破線で囲んだ部分）は、マイクロコンピュータとその周辺部品から構成される。なお、車間距離制御部１０５内部のブロックはコンピュータの演算内容をブロックに別けて表示したものである。
【００１１】
車間距離制御部１０５は、車速センサ１０、車間距離センサ１５、車間時間設定部１５０および車速制御部５００からの車間距離信号Ｌ_Ａ(ｔ）、相対速度信号ΔＶ(ｔ）、自車両の速度信号Ｖ_Ａ(ｔ）等を入力し、車間制御用車速指令値Ｖ^＊(ｔ）を算出してそれを車速制御部５００へ送る。車速制御部５００の構成については図１０以降で詳細に説明する。なお、（ｔ）を付した符号は時間的に変化する値であることを意味する。ただし、図面では（ｔ）を省略して表示していることもある。
【００１２】
車速センサ１０は、タイヤの回転数から自車両の車速（以下、自車速と記す）Ｖ_Ａ(ｔ）を検出する。車間距離センサ１５は、例えばレーザレーダを利用したもので、光や電波の反射波によって先行車との車間距離Ｌ_Ａ(ｔ）および車間距離の時間変化から相対速度ΔＶ(ｔ）を検出するとともに、車速センサ１０から自車速Ｖ_Ａ(ｔ）を入力し、相対速度ΔＶ(ｔ）と自車速Ｖ_Ａ(ｔ）との差が、例えば±５％×Ｖ_Ａ(ｔ）ｋｍ／ｈの範囲外にある場合に、車両前方の対象物を先行車と判断して先行車フラグＦを出力する。
【００１３】
車間時間設定部１５０は、運転者の操作によって車間時間ｄ_Ｔ(ｔ）を設定するものである。ここで、車間時間とは、先行車が停止した場合に、自車両が現在の速度で先行車に到達するまでの時間をいう。この車間時間設定部１５０は、例えば遠距離、中距離、近距離の３段階に切り換えるスイッチを運転者が操作することによって３種の車間時間を選択するように構成されている。例えば遠距離は２.２秒、中距離は１.８秒、近距離は１.４秒程度の値であり、中距離の１.８秒は時速１００ｋｍ／ｈの場合で車間距離約５０ｍに相当する。
【００１４】
車間距離指令値演算部１１０は、車間距離制御部１０５の一部を構成し、図２に示されるように、設定車間時間位相進み補償部１１１と車間距離指令値決定部１１２から構成される。
設定車間時間位相進み補償部１１１は、車間時間ｄ_Ｔ(ｔ）を入力し、前回の車間時間ｄ_Ｔ(ｔ−１）と今回の車間時間ｄ_Ｔ(ｔ）とが異なる場合、つまり、運転者が車間時間の設定を変更したと判断された場合には、車間時間位相進み補償値ｄ_{Ｔ＿ＨＰＦ}(ｔ）を出力する。下式に設定車間時間位相進み補償部１１１の伝達関数を示す。
ｄ_{Ｔ ＨＰＦ}(ｔ）＝ｄ_Ｔ(ｔ）・(Ｔ_１・ｓ＋１）／(Ｔ_２・ｓ＋１）
ただし、Ｔ_１＞Ｔ_２
ｓは微分演算子（以下の式でも同じ）、
Ｔ_１、Ｔ_２は、設計者が任意に設定する時定数であって、Ｔ_１＞Ｔ_２とすることにより、車間時間ｄ_Ｔ(ｔ）の位相を進めることが出来る。
【００１５】
図３に設定車間時間位相進み補償部１１１の伝達関数のステップ応答を示す。
図３に示すように、車間時間ｄ_Ｔ(ｔ）に設定車間時間位相進み補償部１１１の伝達関数で示されるような位相進み補償を施す。つまり、運転者が車間時間の設定を変更した場合、例えば図３に示した例のように、中距離に相当する車間時間ｄ_ＴＭから遠距離に相当する車間時間ｄ_ＴＬや近距離に相当する車間時間ｄ_ＴＳに設定を変更した場合には、目標とする新たな車間時間ｄ_ＴＬやｄ_ＴＳよりも一時的に車間時間の変化量を大きく（車間時間を大きな値に変更した場合はより大きく、小さな値に変更した場合はより小さく）し、その後に目標とする車間時間ｄ_ＴＬやｄ_ＴＳに収束させる。このように構成したことにより、運転者が車間時間の設定を変更した場合に、運転者の意志に速やかに応答させるように制御することができる。
【００１６】
また、車間距離指令値決定部１１２は、自車速Ｖ_Ａ(ｔ）、相対速度ΔＶ(ｔ）および運転者が任意に設定した車間時間による時間位相進み補償値ｄ_{Ｔ＿ＨＰＦ}(ｔ）から、下式に従って車間距離指令値Ｌ^＊(ｔ）を算出する。
Ｌ^＊(ｔ）＝｛Ｖ_Ａ(ｔ）＋ΔＶ(ｔ）｝・ｄ_{Ｔ＿ＨＰＦ}(ｔ）
上記のように車間距離指令値Ｌ^＊(ｔ）は、自車速Ｖ_Ａ(ｔ）と相対速度ΔＶ(ｔ）を加算した値に時間位相進み補償値ｄ_{Ｔ＿ＨＰＦ}(ｔ）を乗算した値である。したがって上記のように車間時間が変更された場合、図３に示した特性のように、一時的に車間時間の変化量を大きくし、その後に目標とする車間時間に収束させることにより、運転者の操作後に急速に車間距離が変化する。そのため、例えば運転者が先行車に近づき過ぎたと判断して、車間時間を大きくするように設定を変えた後は、車間距離が直ちに変化するので、車間距離の変化が緩慢なために運転者に違和感を与えるおそれがなくなる。
次に、図１の目標車間距離演算部１２０は、車間距離センサ１５からの先行車フラグＦ、相対速度ΔＶ(ｔ）および車間距離Ｌ_Ａ(ｔ）を入力し、先行車を認識したときの相対速度ΔＶ(Ｆ）および車間距離Ｌ_Ａ(Ｆ）を目標相対速度ΔＶ_Ｔ(ｔ）および目標車間距離Ｌ_Ｔ(ｔ）の初期値とし、入力を車間距離指令値Ｌ^＊(ｔ）とした場合における目標車間距離Ｌ_Ｔ(ｔ）と目標相対速度ΔＶ_Ｔ(ｔ）と、を下記（数１）式に示すフィルタにより、算出する。
【００１７】
【数１】

ただし、
ω_ｎＴは目標車間距離応答の固有振動数であり、設計者が任意に設定する値
ζ_Ｔは目標車間距離応答の減衰係数であり、設計者が任意に設定する値
上記（数１）式について、車間距離指令値Ｌ^＊(ｔ）を入力、目標車間距離Ｌ_Ｔ(ｔ）を出力とした場合の伝達関数は下記の式で示される。
Ｌ_Ｔ(ｔ）＝ω_ｎＴ ^２・ｅ^{−ＬＶ・ｓ}・Ｌ^＊(ｔ）／（ｓ^２＋2ζ_Ｔ・ω_ｎＴ・ｓ＋ω_ｎＴ ^２）
前置補償車速指令値演算部１３０は、車速制御部５００の無駄時間を無視した伝達特性Ｇ_Ｖ(ｓ)’
Ｇ_Ｖ(ｓ)’＝１／（Ｔ_Ｖ・ｓ＋１）
と積分器との積からなる伝達関数の逆系と、上記Ｌ_Ｔ(ｔ）式の無駄時間を無視した伝達関数との積からなり、下記の式で示されるＶ_Ｃ(ｔ）を算出する。
Ｖ_Ｃ(ｔ）＝ω_ｎＴ ^２・ｓ(Ｔ_Ｖ・ｓ＋１)・Ｌ^＊(ｔ)／（ｓ^２＋2ζ_Ｔ・ω_ｎＴ・ｓ＋ω_ｎＴ ^２）
また、（数１）式を用いて状態空間表現からＶ_Ｃ(ｔ）を求めると、下記（数２）に示すようになる。
【００１８】
【数２】

ただし、Ｔ_Ｖは、車速制御部５００の伝達特性で使用する時定数である。
【００１９】
車間制御車速指令値演算部１４０は、実車間距離Ｌ_Ａ(ｔ）と、実自車速Ｖ_Ａ(ｔ）と、実相対速度ΔＶ(ｔ）と、目標車間距離Ｌ_Ｔ(ｔ）と、目標相対速度ΔＶ_Ｔ(ｔ）と、補正車速指令値Ｖ_Ｃ(ｔ）と、後述するフィードバック定数ｆ_Ｌ、ｆ_Ｖより、下式により車間制御用車速指令値Ｖ^＊(ｔ）を算出する。
Ｖ^＊(ｔ）＝Ｖ_Ａ(ｔ）＋ΔＶ(ｔ）−Ｖ_Ｃ(ｔ）−｛Ｌ_Ｔ(ｔ）−Ｌ_Ａ(ｔ）｝・ｆ_Ｌ−｛ΔＶ_Ｔ(ｔ）−ΔＶ(ｔ）｝・ｆ_Ｖ
車間制御フィードバック特性決定部３００は、車間距離Ｌ_Ａ(ｔ）、相対速度ΔＶ(ｔ）および設定された車間時間ｄ_Ｔ(ｔ）を入力し、フィードバック定数ｆ_Ｌ、ｆ_Ｖを演算する。
【００２０】
以下、図４に基づいてフィードバック定数ｆ_Ｌ、ｆ_Ｖの決定方法について説明する。
図４は、車間制御フィードバック特性決定部３００のブロック線図を示す。車間制御フィードバック特性決定部３００は車間距離制御部１０５のフィードバック系減衰係数決定部３１０、フィードバック系減衰係数補正部３１１、フィードバック系固有振動数決定部３２０、フィードバック系固有振動数第１補正部３３０、フィードバック系固有振動数第２補正部３３１およびフィードバック定数決定部３４０から構成されている。
【００２１】
この車間制御フィードバック特性決定部３００のブロック線図を、目標車間距離Ｌ_Ｔ(ｔ）から実車間距離Ｌ_Ａ(ｔ）までの伝達関数Ｇ_ＤＢで表すと、下式に示すようになる。
Ｇ_ＤＢ(ｓ）＝｛ω_ｎＤＢ ^２(Ｔ_ＶＢ・ｓ＋１）｝／｛ｓ^２＋２ζ_ｎＤＢ・ω_ｎＤＢ・ｓ＋ω_ｎＤＢ ^２｝
ただし、
ζ_ｎＤＢ＝(ｆ_Ｖ＋１)／２√(ｆ_Ｌ・Ｔ_Ｖ) ：車間制御フィードバック系の減衰係数
ω_ｎＤＢ＝√(ｆ_Ｌ／Ｔ_Ｖ) ：車間制御フィードバック系の固有振動数
Ｔ_ＶＢ＝ｆ_Ｌ／Ｔ_Ｖ ：車間制御フィードバック系の零点相当の値
Ｔ_Ｖ ：車速制御部５００における車速フィードバック制御の時定数
フィードバック系減衰係数決定部３１０は、相対速度ΔＶ(ｔ）を入力し、相対速度ΔＶ(ｔ）に応じて図５(ａ）に示すマップにより車間制御フィードバック系減衰係数ζ_ｎＤＢを決定する。図示のようにζ_ｎＤＢは相対速度が変化しても一定である。これは振動的になることを防ぎ、かつ応答性を良くするには、値を１(ζ_ｎＤＢ＝１のとき、臨界制動という）とすることが最適であるからである。
【００２２】
フィードバック系固有振動数決定部３２０は、相対速度ΔＶ(ｔ）を入力し、相対速度ΔＶ(ｔ）に応じて図５(ｂ）に示すマップにより車間制御フィードバック系の固有振動数ω_ｎＤＢを決定する。図５(ｂ）に示す特性は、相対速度ΔＶ(ｔ）の絶対値が小さい場合には固有振動数ω_ｎＤＢを小さくすることで、緩慢に制御し、大きい場合には大きくすることで、先行車の挙動に遅れが発生しないように速い制御としている。
【００２３】
以下、本発明の特徴とするフィードバック系固有振動数第１補正部３３０について説明する。
フィードバック系固有振動数第１補正部３３０は、実車間距離Ｌ_Ａ(ｔ）を変数として予め設定された図６に示すマップから、車間制御フィードバック系の固有振動数ω_ｎＤＢを補正する補正係数Ｃ_Ｄ１を求め、固有振動数ω_ｎＤＢを補正して、補正後の固有振動数ω_{ｎＤＢＣ１}を出力する。すなわち、ω_{ｎＤＢＣ１}は下式で示される。
ω_{ｎＤＢＣ１}＝Ｃ_Ｄ１・ω_ｎＤＢ
補正係数Ｃ_Ｄ１は、図６から明らかなように、車間距離が第１の所定値（例えば２０ｍ程度）より短い場合は、補正係数Ｃ_Ｄ１を１以上の値として、固有振動数ω_ｎＤＢを大きくすることにより、車間距離制御の応答性が早くなるようにしている。また、車間距離が第２の所定値（例えば９０ｍ程度）より長い場合は、補正係数Ｃ_Ｄ１を１未満の値とし、固有振動数ω_ｎＤＢを小さくして、車間距離制御の応答性が遅くなるようにしている。
上記のように車間距離に応じて固有振動数ω_ｎＤＢの値を補正する。つまり車間距離が大きい場合は固有振動数ω_ｎＤＢを小さくし、車間距離が小さい場合は固有振動数ω_ｎＤＢを大きくすることにより、車間距離が大きい場合は、車間距離制御の応答性を緩慢にしているので、演算誤差によって相対速度が大きく変化しても急峻な制御をすることを防ぎ、運転者に違和感を与えることがなくなる。また、車間距離が小さい場合には、応答性を速くしているので、自車速よりもわずかに遅い車両が自車両前方に割り込んだ場合でも、速やかに車間距離を開くため運転者に違和感を与えることが無くなる。
以上が本発明の要点の説明である。
【００２４】
フィードバック系固有振動数第２補正部３３１は、車間時間ｄ_Ｔ(ｔ）と車間制御フィードバック系の固有振動数ω_{ｎＤＢＣ１}とを入力し、前回の車間時間ｄ_Ｔ(ｔ−１）と今回の車間時間ｄ_Ｔ(ｔ）とが異なる場合、つまり、運転者が車間時間の設定を変更したと判断された場合には、１秒間のあいだ、補正係数Ｃ_Ｄ２の値を予め設定された１から１.５に変更することによって、車間制御フィードバック系の固有振動数を一時的に大きくする。通常、補正係数Ｃ_Ｄ２の値は１であり、車間時間の設定が変更された場合のみ、１より大きい値を取ることによって、車間制御フィードバック系の固有振動数を一時的に大きくし、車間時間の変更を速やかに行えるようにするためである。補正後の固有振動数ω_ｎＤＢＣは下式で示される。
ω_ｎＤＢＣ＝Ｃ_Ｄ２・ω_{ｎＤＢＣ１}
なお、上記フィードバック系固有振動数第２補正部３３１では、車間距離フィードバック系の固有振動数（ゲイン）を大きくすることによって応答性を向上させているが、この構成では先行車が急な挙動をした場合に、過敏に反応することがあり、乗り心地が多少悪くなるおそれがある。その点、前記車間距離指令値決定部１１２で説明したように、車間時間が変更された場合に、新たな車間時間ｄ_ＴＬよりも一時的に車間時間の値を大きくまたは小さくし、その後に目標とする車間時間ｄ_ＴＬに収束させるように構成した場合には、上記のような過敏に反応するおそれがない。
フィードバック系減衰係数補正部３１１は、車速制御部５００の駆動トルク指令値算出部５３０で算出された外乱推定値ｄ_Ｖ(ｔ）を入力し、かつ、フィードバック系減衰係数決定部３１０からζ_ｎＤＢを入力し、外乱推定値ｄ_Ｖ(ｔ）から路面勾配量φ_Ａ(ｔ）を推定する。具体的には、図７に示すように、外乱推定値ｄ_Ｖ(ｔ）が負の場合は、登坂路であり、正の場合は、降坂路として、路面勾配量φ_Ａ(ｔ）を求める。そして、図８に基づいて補正係数Ｃ_Ｄ３を求め、車間制御フィードバック系の減衰係数ζ_ｎＤＢを補正して、減衰係数ζ_ｎＤＢＣの値を決定する。すなわち、減衰係数ζ_ｎＤＢＣは下式で示される。
ζ_ｎＤＢＣ＝ζ_ｎＤＢ・Ｃ_Ｄ３
Ｃ_Ｄ３は、図８からも明らかなように、路面勾配量φ_Ａ(ｔ）が所定の範囲にある場合は、Ｃ_Ｄ３を１とし、路面勾配量φ_Ａ(ｔ）の絶対値が大きい程、Ｃ_Ｄ３の値を１より大きくしている。
フィードバック定数決定部３４０は、車間制御フィードバック系の減衰係数ζ_ｎＤＢＣと固有振動数ω_ｎＤＢＣを入力し、フィードバック定数ｆ_Ｌ、ｆ_Ｖを下式から算出する。
ｆ_Ｌ＝ω_ｎＤＢＣ ^２・Ｔ_Ｖ
ｆ_Ｖ＝２・ζ_ｎＤＢＣ・ω_ｎＤＢＣ・Ｔ_Ｖ−１
この結果、車間距離Ｌ_Ａ(ｔ）が短いほど、補正係数Ｃ_Ｄ２が小さくなり、固有振動数ω_ｎＤＢが大きくなって、フィードバック係数ｆ_Ｌ、ｆ_Ｖが共に大きくなり、減速が早くなる。このとき、車間距離Ｌ_Ａ(ｔ）が短い場合に、固有振動数ω_ｎＤＢＣを大きくしてフィードバック係数ｆ_Ｌ、ｆ_Ｖを大きくする代わりに、車間距離に応じて直接、車間制御フィードバック定数ｆ_Ｌを補正しても良い。
また、道路の傾斜が大きいほど、補正係数Ｃ_Ｄ３は大きくなり、減衰係数ζ_ｎＤＢＣも大きくなってフィードバック定数ｆ_Ｖも大きくなり、減速が早くなる。
【００２５】
なお、車間制御フィードバック系の固有振動数ζ_ｎＤＢを変更するのではなく、車間距離指令値演算部１１０の目標車間距離Ｌ^＊(ｔ）を大きくしてもよい。具体的には、車間距離指令値演算部１１０が、車速制御部５００の駆動トルク指令値算出部５３０で算出された外乱推定値ｄ_Ｖ(ｔ）を入力し、外乱推定値より図７から路面勾配量φ_Ａ(ｔ）を推定し、図９のマップから補正係数Ｃ_Ｄ４(＞１）を決定し、図２で示した車間距離指令値決定部１１２におけるＬ^＊(ｔ）に上記の補正係数Ｃ_Ｄ４を乗算して目標車間距離Ｌ^＊(ｔ）を算出してもよい。すなわち、
Ｌ^＊(ｔ）＝〔Ｖ_Ａ(ｔ）＋ΔＶ(ｔ）〕・ｄ_Ｔ・Ｃ_Ｄ４
この場合には、路面の傾斜角度などを表す外乱推定値ｄ_Ｖ(ｔ）が大きいほど補正係数Ｃ_Ｄ４が大きくなるため、目標車間距離Ｌ^＊(ｔ）が大きくなる。よって、減速の開始が早くなる。
【００２６】
上記のように、路面の傾斜角度などを表す外乱推定値ｄ_Ｖ(ｔ）に応じて補正係数Ｃ_Ｄ３やＣ_Ｄ４の値を設定することにより、登坂路走行中で、ずれ量による加速方向への制御が行われている場合には、車間距離制御のフィードバックの応答性を向上させるか、或いは目標車間距離の値を大きく設定するので、設定車間距離に到達した場合には速やかに減速が行われるか、早めに減速が開始されることになり、登坂中でも減速開始が遅れるのを防止することが出来る。また、外乱推定値ｄ_Ｖ(ｔ）を用いて登坂路の傾斜を算出するので、傾斜角センサ等の特別なセンサを設ける必要がない。
【００２７】
次に、車速制御部５００について説明する。
図１０は、車速制御装置の全体の構成を示すブロック図である。以下、図１０における各ブロックの構成と動作を説明する。
まず、図示しないシステムスイッチをオンにすると装置全体の電源が投入され、待機状態となる。そしてこの状態においてセットスイッチ２０がオンにされると制御が開始される。
車速制御部５００（破線で囲んだ部分）は、マイクロコンピュータとその周辺部品から構成される。なお、車速制御部５００内部のブロックはコンピュータの演算内容をブロックに別けて表示したものである。
【００２８】
車速制御部５００内において、車速指令値決定部５１０では、制御周期１０ｍｓ毎に車速指令値Ｖ_ＣＯＭ(ｔ）を算出する。なお、(ｔ）を付した符号は時間的に変化する値であることを意味する。ただし、図面では（ｔ）を省略して表示していることもある。
【００２９】
車速指令最大値設定部５２０は、セットスイッチ２０が押されたときの自車速Ｖ_Ａ(ｔ）を車速指令最大値Ｖ_ＳＭＡＸ（目標車速）として設定する。なお、自車速Ｖ_Ａ(ｔ）は車速センサ１０がタイヤの回転数から検出した自車両の実際の速度である。また、上記のようにセットスイッチ２０によって車速指令最大値Ｖ_ＳＭＡＸが設定された後、コーストスイッチ３０が１回押される毎に、車速指令最大値設定部５２０は、車速指令最大値Ｖ_ＳＭＡＸを５ｋｍ／ｈずつ低い値に設定する。すなわち、ｎ回押すとｎ×５ｋｍ／ｈ（押し続けた場合は押している時間をｔとすると、例えばｔ／１０ｍｓ×５ｋｍ／ｈ）だけ低い値に設定される。また、上記のようにセットスイッチ２０によって車速指令最大値Ｖ_ＳＭＡＸが設定された後、アクセラレートスイッチ４０が１回押される毎に、車速指令最大値設定部５２０は、車速指令最大値Ｖ_ＳＭＡＸを５ｋｍ／ｈずつ高い値に設定する。すなわち、ｎ回押すとｎ×５ｋｍ／ｈ（押し続けた場合は押している時間をｔとすると、例えばｔ／１０ｍｓ×５ｋｍ／ｈ）だけ高い値に設定される。
【００３０】
次に、横Ｇ車速補正量算出部５８０は、操舵角センサ１００から出力されるハンドルの操舵角θ(ｔ）と自車速Ｖ_Ａ(ｔ）とを入力し、後述する車速指令値を横方向の加速度（以下、横Ｇと記す）に応じて補正するための車速補正量Ｖ_ＳＵＢ(ｔ）を演算する。なお、横Ｇ車速補正量算出部５８０は、具体的には図１１に示すように、操舵角信号ローパスフィルタ（以下、操舵角信号ＬＰＦ部と記す）５８１、横Ｇ算出部５８２、車速補正量算出マップ５８３より構成される。
【００３１】
まず、操舵角信号ＬＰＦ部５８１は、自車速Ｖ_Ａ(ｔ）と操舵角θ(ｔ）を入力し、操舵角ＬＰＦ値θ_ＬＰＦ(ｔ）を演算する。θ_ＬＰＦは以下の式で表される。
θ_ＬＰＦ(ｔ）＝θ(ｔ)／(ＴＳＴＲ・ｓ＋１）
ただし、ｓは微分演算子（以下の式でも同）
ここで、ＬＰＦの時定数ＴＳＴＲは、ＴＳＴＲ＝１／(２π・ｆｃ）
であらわされ、ＬＰＦのカットオフ周波数ｆｃは、図１２に示すような自車速Ｖ_Ａ(ｔ）に対するカットオフ周波数ｆｃのマップによって決定される。このマップは、高車速域ほどカットオフ周波数ｆｃが低く設定されている。例えば５０ｋｍ／ｈに比べて１００ｋｍ／ｈの方が低い値をとる。
【００３２】
横Ｇ算出部５８２は、操舵角ＬＰＦ値θ_ＬＰＦ(ｔ）と自車速Ｖ_Ａ(ｔ）を入力し、以下の式に従って横Ｇの値Ｙ_Ｇ(ｔ）を算出する。
Ｙ_Ｇ(ｔ)＝｛Ｖ_Ａ(ｔ)^２・θ_ＬＰＦ(ｔ)｝／｛Ｎ・Ｗ・〔１＋Ａ・Ｖ_Ａ(ｔ)^２〕｝
ただし、Ｗは車両のホイルベース、Ｎはステアリングギア比、Ａはスタビリティファクタである。
【００３３】
なお、上記の式は、操舵角から横Ｇを検出する場合を示したが、ヨーレイトセンサを使用してヨーレイトψ(ｔ）にローパスフィルタを施して横Ｇを検出する場合は下記の式を用いればよい。
Ｙ_Ｇ(ｔ）＝Ｖ_Ａ(ｔ)・ψ_ＬＰＦ
ψ_ＬＰＦ＝ψ(ｔ）／（Ｔ_ＹＡＷ・ｓ＋１）
ただし、Ｔ_ＹＡＷはローパスフィルタの時定数であり、自車速Ｖ_Ａ(ｔ）が大きな値となるほど大きな値をとる。
【００３４】
車速補正量算出マップ５８３は、横Ｇに応じて車速指令値を補正するための車速補正量Ｖ_ＳＵＢ(ｔ）を算出する。車速補正量Ｖ_ＳＵＢ(ｔ）は、横Ｇによって決まる補正係数に所定の車速指令値変化量制限値〔例えば０.０２１（ｋｍ／ｈ）／１０（ｍｓ）＝０.０６Ｇ〕を乗じて算出する。なお、上記の車速指令値変化量制限値の値は、後記図１５に示す車速指令値変化量ΔＶ_ＣＯＭ(ｔ）の最大値に等しい。
Ｖ_ＳＵＢ(ｔ）＝補正係数×０.０２１（ｋｍ／ｈ）／１０（ｍｓ）
後述するように、最終的に車速を制御する値となる車速指令値Ｖ_ＣＯＭ(ｔ）を演算する際には、上記の車速補正量Ｖ_ＳＵＢ(ｔ）を減算項として付加している。したがって車速補正量Ｖ_ＳＵＢ(ｔ）の値が大きいほど、車速指令値Ｖ_ＣＯＭ(ｔ）は制限されることになる。
【００３５】
上記の補正係数は、図１３に示すように横Ｇの値Ｙ_Ｇ(ｔ）が大きいほど大きくなる。これは、横Ｇが大きいほど車速指令値Ｖ_ＣＯＭ(ｔ）の変化に大きな制限を設けるためである。ただし、図１３に示すように横Ｇが０.１Ｇ以下の場合は、車速指令値の補正の必要がないと判断して補正係数をゼロとしている。また、横Ｇが０.３Ｇ以上となる場合は、通常の使用では発生しない値である上に、横Ｇ検出値が誤って大きくなった場合に補正量が過大となることを防ぐため、０.３Ｇ以上は補正係数を一定（例えば２）にしている。
【００３６】
後記車速指令値決定部５１０で詳細を説明するように、前記のアクセラレートスイッチ４０の操作によって目標車速が上昇した場合、すなわち、加速が要求された場合には、現在の自車速Ｖ_Ａ(ｔ）に、車速指令値変化量ΔＶ_ＣＯＭ(ｔ）を加算し、車速補正値Ｖ_ＳＵＢ(ｔ）を減算することによって車速指令値Ｖ_ＣＯＭ(ｔ）を算出している。したがって、車速指令値変化量ΔＶ_ＣＯＭ(ｔ）が車速補正値Ｖ_ＳＵＢ(ｔ）より大であれば加速し、小であれば減速することになる。そして前記のように車速補正値Ｖ_ＳＵＢ(ｔ）は、車速指令値変化量制限値（車速指令値変化量の最大値）に図１３に示すような補正係数を乗算して求めているので、例えば車速指令値変化量制限値＝車速指令値変化量の場合には、補正係数が１のとき（図１３の例ではＹ_Ｇ(ｔ）＝０.２の場合）には加速分と減速分とが等しくなって現在の車速が維持される。つまり、この例では、横Ｇの値Ｙ_Ｇ(ｔ）が０.２より小の場合には加速され、大の場合には減速されることになる。また、前記のコーストスイッチ３０の操作によって目標車速が低下した場合、すなわち、減速が要求された場合には、現在の自車速Ｖ_Ａ(ｔ）から車速指令値変化量ΔＶ_ＣＯＭ(ｔ）と車速補正値Ｖ_ＳＵＢ(ｔ）とを減算することによって車速指令値Ｖ_ＣＯＭ(ｔ）を算出している。したがってこの場合には常に減速することになるが、減速の程度は車速補正値Ｖ_ＳＵＢ(ｔ）が大きいほど、すなわち横Ｇが大きいほど大きくなる。なお、車速指令値変化量制限値についての上記の値０.０２１（ｋｍ／ｈ）／１０（ｍｓ）は、高速道路での使用を想定した値である。
【００３７】
上述したように、車速補正値Ｖ_ＳＵＢ(ｔ）は、横Ｇに応じた補正係数と車速指令値変化量制限値との積により求め、横Ｇが大きくなると減算項（車速補正値）の値が大きくなって横Ｇが大きくならないように車速が制御される。しかし、図１１の操舵角信号ＬＰＦ部５８１で説明したように、高車速域ほど、カットオフ周波数ｆｃを低くしているので、ＬＰＦの時定数ＴＳＴＲは大きくなり、操舵角ＬＰＦ値θ_ＬＰＦ(ｔ）が小さくなって、横Ｇ算出部５８２で推定される横Ｇも小さくなり、その結果、車速補正量算出マップ５８３を介して得られる車速補正値Ｖ_ＳＵＢ(ｔ）が小さくなるため、操舵角による車速指令値への補正（加速減少方向への補正）がかかりにくくなる。
【００３８】
この点について詳述すると、操舵角に対する車両応答の固有振動数ω_ｎＳＴＲの特性は、以下の式で示される。
ω_ｎＳＴＲ＝(２Ｗ／Ｖ_Ａ)√〔Ｋｆ・Ｋｒ・(１＋Ａ・Ｖ_Ａ ^２)／ｍ_Ｖ・Ｉ〕
ただし、Ｋｆ、Ｋｒは前後輪タイヤコーナリングパワー(１輪分）、Ｗはホイールベース、ｍ_Ｖは車両質量、Ａはスタビリティファクタ、Ｉは車両ヨー慣性モーメントである。
固有振動数ω_ｎＳＴＲの特性は、図１４に示すように車速が上がるに従って固有振動数ω_ｎＳＴＲが低くなり、操舵角に対する車両応答性が悪くなるのに対し、車速が下がるに従って固有振動数ω_ｎＳＴＲが高くなり、操舵角に対する車両応答性が良くなることがわかる。つまり、高車速域ほど、操舵を行っても横Ｇが発生しにくく、また低車速域程、少しの操舵でも横Ｇが発生しやすくなる。そのため、図１２に示したように高車速域程カットオフ周波数ｆｃを低くすることで、応答性を遅くして操舵角による車速指令値に対する補正がかかりにくくしている。
次に、図１０の車速指令値変化量決定部５９０は、自車速Ｖ_Ａ(ｔ）と車速指令最大値Ｖ_ＳＭＡＸとの偏差の絶対値に基づき、図１５に示すマップにより車速指令値変化量ΔＶ_ＣＯＭ(ｔ）を算出する。このマップは、偏差の絶対値が或る範囲内(図１５中の範囲Ｂ）では、車速制御中止判定部６１０で述べる加速度制限値αを超えない程度に、絶対値が大きいほど車速指令値変化量ΔＶ_ＣＯＭ(ｔ）を大きくして、なるべく速やかに加速または減速する。そして偏差の絶対値が小さいほど加速度感が損なわれない程度に、車速指令値変化量ΔＶ_ＣＯＭ(ｔ）を小さくして、車速指令最大値Ｖ_ＳＭＡＸをオーバーシュートしないようにしている。偏差の絶対値が大きい範囲（図１５中の範囲Ａ）では、加速度制限値αを超えない値で一定値（たとえば０.０６Ｇ）とする。また、小さい範囲（図１５中の範囲Ｃ）では一定値（たとえば０.０３Ｇ）とする。
【００３９】
さらに、車速指令値変化量決定部５９０では、前記の横Ｇ車速補正量算出部５８０から出力される車速補正値Ｖ_ＳＵＢ(ｔ）をモニタしており、車速補正値Ｖ_ＳＵＢ(ｔ）の値がゼロから一旦ゼロ以外になった後に再びゼロに戻った場合には、カーブ路の走行が終了したと判定するとともに、自車速Ｖ_Ａ(ｔ）と車速指令最大値Ｖ_ＳＭＡＸが等しくなったかどうかを検出している。
そして、カーブ終了と判定された場合は、上述した自車速Ｖ_Ａ(ｔ）と車速指令最大値Ｖ_ＳＭＡＸとの偏差の絶対値に基づいて図１５を使用して車速指令値変化量ΔＶ_ＣＯＭ(ｔ）を決定することに代えて、カーブが終了したと判定された時の自車速Ｖ_Ａ(ｔ）から車速指令値変化量ΔＶ_ＣＯＭ(ｔ）を決定する。その時の特性は図１５と同様な傾向を示す特性を用いる。すなわち、図１５の横軸を、｜Ｖ_Ａ(ｔ）―Ｖ_ＳＭＡＸ｜の代わりに、自車速Ｖ_Ａ(ｔ）に変更したマップ（図示省略）を用い、自車速Ｖ_Ａ(ｔ）が小さいほど車速指令値変化量ΔＶ_ＣＯＭ(ｔ）は小さな値となるように設定された特性になっている。そして、この処理は、自車速Ｖ_Ａ(ｔ）と車速指令最大値Ｖ_ＳＭＡＸが等しくなると終了する。
【００４０】
なお、カーブが終了したと判定された時の実際の自車速Ｖ_Ａ(ｔ）から車速指令値変化量ΔＶ_ＣＯＭ(ｔ）を決定する上述した例に代えて、車速補正値Ｖ_ＳＵＢ(ｔ）がゼロ以外の値になった場合に、カーブ路走行が開始された判定し、その時の自車速Ｖ_Ａ(start）を予め記憶しておき、かつカーブ路が終了したと判定されたときの自車速Ｖ_Ａ(end）との差ΔＶ_Ａ＝Ｖ_Ａ(start）―Ｖ_Ａ(end）(すなわち車速指令値の補正による車速落ち込み量）の大きさから車速指令値変化量ΔＶ_ＣＯＭ(ｔ）を決定しても良い。この時の特性は図１５と逆の傾向を示す特性を用いる。すなわち、図１５の横軸を、｜Ｖ_Ａ(ｔ）―Ｖ_ＳＭＡＸ｜の代わりに、車速差ΔＶ_Ａに変更したマップ（図示省略）を用い、車速差ΔＶ_Ａが大きいほど車速指令値変化量ΔＶ_ＣＯＭ(ｔ）が小さな値をとるように設定されている。なお、この処理は、自車速Ｖ_Ａ(ｔ）と車速指令最大値Ｖ_ＳＭＡＸが等しくなると終了する。
【００４１】
カーブ路走行時には、横Ｇの値が過大にならないように車速指令値が補正されるので、一般に車速が低下する。そのため上記のように、カーブ路の走行が終了し、車速が落ち込んだ後は、カーブ路終了時の自車速Ｖ_Ａ(ｔ）、またはカーブ路開始時と終了時（車速指令値の補正により車速が落ち込む前と後）の車速差ΔＶ_Ａの大きさに応じて、車速指令値変化量ΔＶ_ＣＯＭ(ｔ）を変更するように構成している。
【００４２】
なお、カーブ路終了時に車速が低いか、または車速差ΔＶ_Ａが大きい場合は、そのカーブ路の曲率半径が小さい（カーブがきつい）ために車速が落ち込んだと推定される。そしてカーブ路が連続している場合（例えばＳ字カーブ等）には上記のような状況になる可能性が大きい。そのため、カーブ路終了時の車速が低いか、または車速差ΔＶ_Ａが大きい場合には、車速指令値変化量ΔＶ_ＣＯＭ(ｔ）を小さくして車速指令値による車速制御の加速度を小さくする。これにより、連続したカーブ（Ｓ字路）において、カーブを回る毎に大きな加速が行われることがなくなる。同様に、カーブ路終了時に車速が高いか、または車速差ΔＶ_Ａが小さい場合には、単一のカーブであると判断し、車速指令値変化量ΔＶ_ＣＯＭ(ｔ）を大きくする。これにより、単一のカーブ終了後には直ちに加速されるので、加速が緩慢になって運転者に違和感を与えるというおそれがなくなる。
【００４３】
また、上記のように車速指令値変化量決定部５９０では、基本的には実車速Ｖ_Ａ(ｔ）と変更された後の設定車速（上記の場合には車速指令最大値Ｖ_ＳＭＡＸ）との偏差が大きい場合には車速指令値変化量ΔＶ_ＣＯＭ(ｔ）を大きくするように構成している。したがって、前記図１に示した車間距離制御部１０５からの信号に基づいて先行車に追従走行している場合であって、車間距離制御における設定車速と実車速とが異なる状況で走行していた場合には、変更された設定車速と実車速との偏差に応じて車速指令値変化量ΔＶ_ＣＯＭ(ｔ）が設定される。つまり、変更前の設定車速と変更後の設定車速の偏差が仮に小さかったとしても、実車速と変更後の設定車速の偏差が大きければ車速指令値変化量ΔＶ_ＣＯＭ(ｔ）は大きな値となる。これにより、運転者の設定車速を下げたいという意思に加速感を合わせることができる。
【００４４】
次に、図１０の車速指令値決定部５１０は、自車速Ｖ_Ａ(ｔ）、車速補正値Ｖ_ＳＵＢ(ｔ）、車速指令値変化量ΔＶ_ＣＯＭ(ｔ）および車速指令最大値Ｖ_ＳＭＡＸを入力し、以下のようにして車速指令値Ｖ_ＣＯＭ(ｔ）を算出する。
（１）車速指令最大値Ｖ_ＳＭＡＸが自車速Ｖ_Ａ(ｔ）より大きい場合、つまり、アクセラレートスイッチ４０（またはリジュームスイッチ）の操作による加速要求があった場合
Ｖ_ＣＯＭ(ｔ）＝ｍｉｎ〔Ｖ_ＳＭＡＸ、Ｖ_Ａ(ｔ）＋ΔＶ_ＣＯＭ(ｔ）−Ｖ_ＳＵＢ(ｔ）〕
つまり、車速指令最大値Ｖ_ＳＭＡＸとＶ_Ａ(ｔ）＋ΔＶ_ＣＯＭ(ｔ）−Ｖ_ＳＵＢ(ｔ）とのうちの小さい方を選択して車速指令値Ｖ_ＣＯＭ(ｔ）とする。
（２）Ｖ_ＳＭＡＸとＶ_Ａ(ｔ）が等しい場合、つまり、一定車速を維持している場合
Ｖ_ＣＯＭ(ｔ）＝Ｖ_ＳＭＡＸ−Ｖ_ＳＵＢ(ｔ）
つまり、車速指令最大値Ｖ_ＳＭＡＸから車速補正値Ｖ_ＳＵＢ(ｔ）を減算して車速指令値Ｖ_ＣＯＭ(ｔ）とする。
（３）車速指令最大値Ｖ_ＳＭＡＸが自車速Ｖ_Ａ(ｔ）より小さい場合、つまり、コーストスイッチ３０の操作による減速要求があった場合
Ｖ_ＣＯＭ(ｔ)＝ｍａｘ〔Ｖ_ＳＭＡＸ、Ｖ_Ａ(ｔ)−ΔＶ_ＣＯＭ(ｔ)−Ｖ_ＳＵＢ(ｔ）〕
つまり、車速指令最大値Ｖ_ＳＭＡＸとＶ_Ａ(ｔ）−ΔＶ_ＣＯＭ(ｔ）−Ｖ_ＳＵＢ(ｔ）とのうちの大きい方を選択して車速指令値Ｖ_ＣＯＭ(ｔ）とする。
【００４５】
ただし、車速指令値決定部５１０は、図１に示した車間距離制御部１０５から車間制御用車速指令値Ｖ^＊(ｔ）と車間距離センサ１５からの先行車フラグＦを入力し、次のような処理を行う。
（４）先行車フラグＦを入力した場合
先行車フラグＦが入力された場合には、車間制御用車速指令値Ｖ^＊(ｔ）と車速指令最大値Ｖ_ＳＭＡＸとを比較し、小さい方の値を車速指令値Ｖ_Ｃ(ｔ）とし、Ｖ_ＣＯＭ(ｔ）を下記の式で算出する。
Ｖ_ＣＯＭ(ｔ）＝Ｖ_Ｃ(ｔ）−Ｖ_ＳＵＢ(ｔ）
上記のようにして車速指令値Ｖ_ＣＯＭ(ｔ）が決定され、これに応じて車速を制御する。
【００４６】
次に、駆動トルク指令値算出部５３０は、車速指令値Ｖ_ＣＯＭ(ｔ）と自車速Ｖ_Ａ(ｔ）を入力し、以下に示すようにして駆動トルク指令値ｄ_ＦＣ(ｔ）を演算する。なお、図１６は駆動トルク指令値算出部５３０の構成の一例を示すブロック図である。
まず、車速指令値Ｖ_ＣＯＭ(ｔ）を入力とし、自車速Ｖ_Ａ(ｔ）を出力とした場合の伝達特性Ｇ_Ｖ(ｓ）は、下式で表すことができる。
Ｇ_Ｖ(ｓ）＝１／(Ｔ_Ｖ・ｓ＋１）・ｅ^{（−Ｌｖ・ｓ）}
ただし、Ｔ_Ｖは１次遅れ時定数、Ｌ_Ｖはパワートレイン系の遅れによる無駄時間である。
【００４７】
また、制御対象の車両モデルは、駆動トルク指令値ｄ_ＦＣ(ｔ）を操作量とし、自車速Ｖ_Ａ(ｔ）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下式に示す簡易線形モデルで表すことができる。
Ｖ_Ａ(ｔ）＝１／(ｍ_Ｖ・Ｒｔ・ｓ）ｅ^{（−Ｌｖ・ｓ）}・ｄ_ＦＣ(ｔ）
ただし、Ｒｔは、タイヤの有効回転半径、ｍ_Ｖは車両質量である。
このように駆動トルク指令値ｄ_ＦＣ(ｔ）を入力とし、自車速Ｖ_Ａ(ｔ）を出力とする車両モデルは、１／ｓの形となるので積分特性を有することになる。
【００４８】
なお、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Ｌ_Ｖも含まれ、かつ、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_Ｖの値が変化する非線形特性が、後記のごとき近似ゼロイング手法による外乱推定器を用いることにより、駆動トルク指令値ｄ_ＦＣ(ｔ）を入力とし、自車速Ｖ_Ａ(ｔ）を出力とする車両モデルは、上記と同じ式で表すことができる。
【００４９】
ここで、車速指令値Ｖ_ＣＯＭ(ｔ）を入力とし、自車速Ｖ_Ａ(ｔ）を出力とした場合の制御対象の応答特性を、予め定めた一次遅れＴ_Ｖと無駄時間Ｌ_Ｖ要素をもつ伝達特性Ｇ_Ｖ(ｓ）の特性に一致させると、図１６に示すようなＣ_１(ｓ）、Ｃ_２(ｓ）およびＣ_３(ｓ）を用いて、以下のように定めることができる。ただし、Ｃ_１(ｓ）、Ｃ_２(ｓ）は近似ゼロイング手法による外乱推定器を示し、外乱やモデル化誤差による影響を抑制するように働く補償器であり、Ｃ_３(ｓ）はモデルマッチング手法による補償器を示す。
補償器Ｃ_１(ｓ）＝ｅ^{（−Ｌｖ・ｓ）}／(Ｔ_Ｈ・ｓ＋１）
補償器Ｃ_２(ｓ）＝(ｍ_Ｖ・Ｒｔ・ｓ）／(Ｔ_Ｈ・ｓ＋１）
このとき、外乱推定値ｄ_Ｖ(ｔ）は、
ｄ_Ｖ(ｔ）＝Ｃ_２(ｓ）・Ｖ_Ａ(ｔ）−Ｃ_１(ｓ）・ｄ_ＦＣ(ｔ）
となる。
【００５０】
また、制御対象の無駄時間を無視して、規範モデルＧ_Ｖ(ｓ）を時定数Ｔ_Ｖの１次ローパスフィルタとすると、補償器Ｃ_３(ｓ）は次のような定数となる。
補償器Ｃ_３(ｓ）＝ｍ_Ｖ・Ｒｔ／Ｔ_Ｖ
以上のＣ_１(ｓ）、Ｃ_２(ｓ）、Ｃ_３(ｓ）の補償器により、駆動トルク指令値ｄ_ＦＣ(ｔ）は次式によって算出される。
ｄ_ＦＣ(ｔ）＝Ｃ_３(ｓ）・｛Ｖ_ＣＯＭ(ｔ）−Ｖ_Ａ(ｔ）｝−｛Ｃ_２(ｓ）・Ｖ_Ａ(ｔ）−Ｃ_１(ｓ）・ｄ_ＦＣ(ｔ）｝
上記の駆動トルク指令値ｄ_ＦＣ(ｔ）に基づいて駆動トルクを制御する。すなわち、図１７に示すような予め計測されたエンジン非線形定常特性マップを用いて駆動トルク指令値ｄ_ＦＣ(ｔ）に実駆動トルクｄ_ＦＡ(ｔ）を一致させるようなスロットル開度指令値を算出し、また、エンジンの負の駆動トルクでは足りない場合には変速機やブレーキで補うように分配する。このように、スロットル開度、変速機、ブレーキをコントロールすることにより、エンジン非線形定常特性を線形化することができる。
【００５１】
なお、無段変速機７０が、ロックアップ付き流体コンバータを有している場合には、無段変速機７０のコントローラからロックアップ状態信号ＬＵ_Ｓを入力し、それによってアンロックアップ状態であると判断された場合には時定数Ｔ_Ｈ（図１６のＣ_１(ｓ）、Ｃ_２(ｓ）の分母に記載）を大きくする。これにより、車速制御フィードバック補正量（所望の応答特性を維持するためのフィードバックループの補正係数）が小さくなり、ロックアップ時に比べてアンロックアップ時に遅れる制御対象の応答特性に合わせることができ、ロックアップ時、アンロックアップ時ともに車速制御系の安定性が確保されるようになる。
【００５２】
また、図１６に示した駆動トルク指令値演算部５３０では、制御対象の伝達特性を補償するための補償器Ｃ_１(ｓ）および補償器Ｃ_２(ｓ）と設計者が定めた応答特性を達成するための補償器Ｃ_３(ｓ）で構成していたが、図２１に示すように、設計者が定めた任意の応答特性になるように補償するための前置補償器Ｃ_Ｆ(ｓ）、設計者が定めた任意の応答特性を演算する規範モデル演算部Ｃ_Ｒ(ｓ）、および規範モデル演算部Ｃ_Ｒ(ｓ）の応答特性からのずれ量（目標車速−自車速）を補償するためのフィードバック補償器Ｃ_３(ｓ)’によって構成することもできる。
【００５３】
前置補償器Ｃ_Ｆ(ｓ）は車速指令値Ｖ_ＣＯＭ(ｔ）に対する実際の自車速Ｖ_Ａ(ｔ）の伝達関数Ｇ_Ｖ(ｓ）を達成するために、下記の式で示すフィルタを用いて基準駆動トルク指令値ｄ_ＦＣ１(ｔ）を演算する。
ｄ_ＦＣ１(ｔ）＝ｍ_Ｖ・Ｒ_Ｔ・ｓ・Ｖ_ＣＯＭ(ｔ）／（Ｔ_Ｖ・ｓ＋１）
規範モデル演算部Ｃ_Ｒ（ｓ）は、車速制御系の目標応答Ｖ_Ｔ(ｔ）を伝達関数Ｇ_Ｖ(ｓ）と車速指令値Ｖ_ＣＯＭ(ｔ）から演算する。すなわち
Ｖ_Ｔ(ｔ）＝Ｇ_Ｖ(ｓ）・Ｖ_ＣＯＭ(ｔ）
である。
【００５４】
フィードバック補償器Ｃ_３(ｓ)’は、目標応答Ｖ_Ｔ(ｔ）と実際の自車速Ｖ_Ａ(ｔ）とに偏差が生じた場合に、この偏差をなくすように駆動トルク指令値補正量ｄ_Ｖ(ｔ)’を演算する。すなわちｄ_Ｖ(ｔ)’は下記の式で示される。
ｄ_Ｖ(ｔ)’＝〔（Ｋ_Ｐ・ｓ＋Ｋ_Ｉ）／ｓ〕〔Ｖ_Ｔ(ｔ)−Ｖ_Ａ(ｔ)〕
ただし、Ｋ_Ｐはフィードバック補償器Ｃ_３（ｓ)’の比例制御ゲイン、Ｋ_Ｉはフィードバック補償器Ｃ_３（ｓ)’の積分制御ゲインである。なお、駆動トルク指令値補正量ｄ_Ｖ(ｔ)’は前記図１６で説明した外乱推定値ｄ_Ｖ(ｔ）に相当する。
このとき、ロックアップ状態信号ＬＵ_Ｓによってアンロックアップ状態であると判断された場合には補正量ｄ_Ｖ(ｔ)’が演算される。すなわち、
ｄ_Ｖ(ｔ)’＝〔(Ｋ_Ｐ’・ｓ＋Ｋ_Ｉ’)／ｓ〕〔Ｖ_Ｔ(ｔ)−Ｖ_Ａ(ｔ)〕
である。ただし、
Ｋ_Ｐ’＜Ｋ_Ｐ
Ｋ_Ｉ’＜Ｋ_Ｉ
であるため、フィードバックゲインは小さくなる。したがって、駆動トルク指令値ｄ_ＦＣ(ｔ）は、基準駆動トルク指令値ｄ_ＦＣ１(ｔ）と駆動トルク指令値補正量ｄ_Ｖ(ｔ)’から、
ｄ_ＦＣ(ｔ）＝ｄ_ＦＣ１(ｔ）＋ｄ_Ｖ(ｔ)’
と演算される。このようにロックアップ時に比べてアンロックアップ時にはフィードバックゲインを小さくしているため、駆動トルク指令値補正量の変化速度が小さくなり、ロックアップ時に比べてアンロックアップ時に遅れる制御対象の応答特性に合わせることができるので、ロックアップ時、アンロックアップ時ともに車速制御系の安定性が確保されるようになる。
【００５５】
次に、図１０のアクチュエータ駆動系について説明する。
変速指令値算出部５４０は、駆動トルク指令値ｄ_ＦＣ(ｔ）、自車速Ｖ_Ａ(ｔ）、コーストスイッチ３０の出力およびアクセルペダルセンサ９０の出力を入力し、以下のように変速指令値ＤＲＡＴＩＯ(ｔ）を演算して、無段変速機７０へ出力する。
（１）コーストスイッチ３０のオフ時
自車速Ｖ_Ａ(ｔ）と駆動トルク指令値ｄ_ＦＣ(ｔ）とに基づいて、図１８に示すようなスロットル開度推定マップからスロットル開度推定値ＴＶＯ_ＥＳＴＩを算出する。次にスロットル開度推定値ＴＶＯ_ＥＳＴＩと自車速Ｖ_Ａ(ｔ）とに基づいて、図１９に示すようなＣＶＴ変速マップからエンジン回転数指令値Ｎ_{ＩＮ＿ＣＯＭ}を算出する。そして、変速指令値ＤＲＡＴＩＯ(ｔ）は、自車速Ｖ_Ａ(ｔ）とエンジン回転数指令値Ｎ_{ＩＮ＿ＣＯＭ}より、下式から求める。
ＤＲＡＴＩＯ(ｔ)＝Ｎ_{ＩＮ＿ＣＯＭ}・２π・Ｒｔ／〔６０・Ｖ_Ａ(ｔ)・Ｇｆ〕
ただし、Ｇｆはファイナルギア比である。
【００５６】
（２）コーストスイッチ３０のオン時
コーストスイッチ３０をオンにして車速指令最大値Ｖ_ＳＭＡＸを下げている場合は、変速指令値ＤＲＡＴＩＯ(ｔ）として前回の変速指令値ＤＲＡＴＩＯ(ｔ−１）を保持する。そのため、コーストスイッチ３０を連続的にオンした場合でも、変速指令値はコーストスイッチ３０をオフするまで前回値、つまりコーストスイッチ３０のオン直前の値を保持するため、シフトダウンはされない。従って、設定車速を大きく下げた後にアクセラレートスイッチ４０により設定車速を戻す場合、加速するためにスロットル開度は開く方向に制御されても、シフトダウンされていない状態ではエンジン回転数が急激に高くなることはなく、運転者に与える騒音の発生を防止できる。
【００５７】
図１０の実変速比算出部５５０は、エンジン回転センサ８０がエンジンの点火信号から検出したエンジン回転数Ｎ_Ｅ(ｔ）と、自車速Ｖ_Ａ(ｔ）とにより、下式に従って、実変速比ＲＡＴＩＯ(ｔ）を算出する。
ＲＡＴＩＯ(ｔ)＝Ｎ_Ｅ(ｔ)／〔Ｖ_Ａ(ｔ)・Ｇｆ・２π・Ｒｔ〕
図１０のエンジントルク指令値算出部５６０は、駆動トルク指令値ｄ_ＦＣ(ｔ）とＲＡＴＩＯ(ｔ）から、下式に従って、エンジントルク指令値ＴＥ_ＣＯＭ(ｔ）を算出する。
ＴＥ_ＣＯＭ(ｔ）＝ｄ_ＦＣ(ｔ）／〔Ｇｆ・ＲＡＴＩＯ(ｔ）〕。
【００５８】
図１０の目標スロットル開度算出部５７０は、エンジントルク指令値ＴＥ_ＣＯＭ(ｔ）とエンジン回転数Ｎ_Ｅ(ｔ）に基づいて、図２０に示すようなエンジン全性能マップより、目標スロットル開度ＴＶＯ_ＣＯＭを算出し、スロットルアクチュエータ６０へ出力する。
【００５９】
図１０のブレーキ圧指令値算出部６３０は、エンジン回転数Ｎ_Ｅ(ｔ）に基づいて、図２０に示すエンジン全性能マップからスロットル全閉時のエンジンブレーキトルクＴＥ_ＣＯＭ’を求め、エンジンブレーキトルクＴＥ_ＣＯＭ’とエンジントルク指令値ＴＥ_ＣＯＭ(ｔ）から次式によってブレーキ圧指令値ＲＥＦ_ＰＢＲＫ(ｔ）を算出し、ブレーキアクチュエータ５０へ出力する。
ＲＥＦ_ＰＢＲＫ(ｔ）＝(ＴＥ_ＣＯＭ−ＴＥ_ＣＯＭ’)・Ｇｍ・Ｇｆ／｛４・(２・ＡＢ・ＲＢ・μＢ)｝
ただし、Ｇｍは自動変速機の変速比、ＡＢはホイルシリンダ力（シリンダ圧×面積）、ＲＢはディクスロータ有効半径、μＢはパッド摩擦係数である。
【００６０】
次に、車速制御の中断処理について説明する。
図１０の車速制御中断判定部６２０は、アクセルペダルセンサ９０で検出されたアクセル操作量ＡＰＯを入力し、アクセル操作量ＡＰＯと所定値とを比較する。この所定値は、目標スロットル開度算出部５７０から入力した目標スロットル開度ＴＶＯ_ＣＯＭに相当するアクセル操作量ＡＰＯ_１、つまりその時点における自動制御された車速に相当したアクセル開度の値である。そして、アクセル操作量ＡＰＯが上記の所定値より大きい場合、つまり、運転者がアクセルペダルを踏んだことにより、その時点におけるスロットルアクチュエータ６０によるスロットル開度以上にスロットル開度が開かれた場合には、車速制御中断信号を出力する。
【００６１】
そして、車速制御中断信号により、駆動トルク指令値演算部５３０および目標スロットル開度算出部５７０は、それまでの演算を初期化するとともに、無段変速機７０は変速機コントローラにより定速走行変速マップから通常走行用変速マップへの切り替えを行う。つまり、自動制御による定速走行を中断して運転者のアクセル操作に対応した通常走行制御とする。
【００６２】
無段変速機７０は通常走行用変速マップと定速走行用変速マップを持ち、定速走行制御中断時には、車速制御装置から変速機に対して、定速走行用変速マップから通常走行用変速マップへの切替え指令を出力する。ここで、通常走行用変速マップは、例えば、加速時はシフトダウンが緩慢にならないように急峻な（応答性の良い）制御マップに、定速走行用変速マップはゆったり感が出せるように緩やかな制御マップにしておくことにより、定速走行から通常走行切替え時に運転者に違和感を与えないようにしている。
【００６３】
また、車速制御中断判定部６２０は、アクセル操作量ＡＰ０が所定値未満に戻ったときに車速制御中断信号の出力を停止し、かつ、自車速Ｖ_Ａ(ｔ）が車速指定最大値Ｖ_ＳＭＡＸよりも大きい場合には、減速要求を駆動トルク指令値算出部５３０に出力する。そして、駆動トルク指令値算出部５３０は、車速制御中断判定部６２０からの車速制御中断信号の出力が停止され、かつ減速要求を入力した場合には、演算した駆動力指令値ｄ_ＦＣ(ｔ）を、スロットルで実現するように、目標スロットル開度算出部５７０で算出されたスロットル開度で減速制御されるが、スロットル全閉だけでは制動力が足りない場合は、スロットルと変速比で実現するように、降坂路、平坦路の別に関わらず、変速指令値算出部５４０から変速比指令値ＤＲＡＴＩＯ（シフトダウン要求）を出力して、無段変速機７０のシフトダウン制御を行い、制動力不足を補うように制御する。
【００６４】
また、駆動（この場合は制動）力指令値ｄ_ＦＣ(ｔ）が大きく、無段変速機のシフトダウンによる制動力でも上限にある場合には、平坦路では通常ブレーキにより制動力を補うが、降坂路では、駆動トルク指令値算出部５３０からブレーキ圧指令値算出部６３０へのブレーキ制御禁止信号Ｂ_Ｐを出力し、それによって降坂路でのブレーキ制御を禁止している。このように制御する理由は次のとおりである。すなわち、降坂路ではブレーキで減速を行うと連続してブレーキをかけることが必要になり、ブレーキフェード等の問題を生じるおそれがある。そのため、上記のように降坂路ではスロットル開度と無段変速機のシフトダウン制御による減速のみで必要な制動力を得るように制御することにより、ブレーキを用いずに制動するように構成している。
【００６５】
以上のような方法により、運転者が一時的にアクセルペダルを踏んで加速することによって定速走行制御が中断した後、再び定速走行制御に復帰した場合においても、変速機のシフトダウンによって、スロットル開度全閉制御のみの減速度よりも大きな減速度を得られるようになるため、目標車速への収束時間を短くすることができる。また、無段変速機を使うことによって、長い下り坂でも変速ショックが発生することなく、スロットル開度全閉制御のみの減速度よりも大きく、かつ、車速指令値変化量ΔＶ_ＣＯＭ(ｔ）に基づいた駆動トルクを実現するようにスロットルおよび変速比が制御されるため、所定の減速度を保ったまま、スムーズに減速できるようになる。なお、通常の有段変速機ではシフトダウン時にショックが生じるので、従来は上記のように減速制御要求が大きい場合でもスロットル制御のみを行い、変速機のシフトダウン制御はしていなかった。しかし、無段変速機を用いればスムーズにシフトダウン出来るので、上記のごとき制御を行うことにより、スロットル開度全閉制御のみの減速度以上の大きな減速度で円滑に減速することができる
次に、車速制御の中止処理について説明する。
図１０の駆動輪加速度算出部６００は、自車速Ｖ_Ａ(ｔ）を入力し、下式によって駆動輪加速度α_ＯＢＳ(ｔ）を演算する。
α_ＯＢＳ(ｔ）＝〔Ｋ_ＯＢＳ・ｓ／（Ｔ_ＯＢＳ・ｓ^２＋ｓ＋Ｋ_ＯＢＳ）〕・Ｖ_Ａ(ｔ）
ただし、Ｋ_ＯＢＳは定数、Ｔ_ＯＢＳは時定数である。
なお、上記の自車速Ｖ_Ａ(ｔ）は、前記のようにタイヤ（駆動輪）の回転速度から算出した値であるから、この値自体が駆動輪の回転速度に対応した値であり、上記の駆動輪加速度α_ＯＢＳ(ｔ）は駆動輪速度Ｖ_Ａ(ｔ）から車速の変化量（駆動輪加速度）を求めた値になっている。
【００６６】
そして車速制御中止判定部６１０は、駆動輪加速度演算部６００で求めた駆動輪加速度α_ＯＢＳ(ｔ）と所定の加速度制限値α（この加速度は車速の変化量に対応する値であり、例えば０.２Ｇ）とを比較し、駆動輪加速度α_ＯＢＳ(ｔ）が加速度制限値αを超えた場合に、車速制御中止信号を出力する。この車速制御中止信号により、駆動トルク指令値算出部５３０および目標スロットル開度算出部５７０は、その演算を初期化する。なお、車速制御が一旦中止されると、セットスイッチ２０を再度オンにするまで、車速制御は復帰しない。
【００６７】
図１０の装置は、車速指令値変化量決定部５９０で決定した車速指令値変化量ΔＶ_ＣＯＭに基づいた車速指令値で車速を制御するシステムであるため、通常の状態では前記の車速指令値変化量制限値〔例えば０.０６Ｇ＝０.０２１（ｋｍ／ｈ）／１０（ｍｓ）〕を超える車速変化は生じない。したがって駆動輪加速度α_ＯＢＳ(ｔ）が上記の車速指令値変化量制限値に対応した値よりも大きい所定の加速度制限値α（例えば０.２Ｇ）を超えた場合というのは、駆動輪にスリップが発生した可能性が高い。このように駆動輪加速度α_ＯＢＳ(ｔ）と予め定めた所定の加速度制限値αを比較することにより、スリップ発生を検出することができる。そのため、ＴＣＳ(トラクションコントロールシステム）等のスリップ抑制装置等で加速度センサを別途設けたり、駆動輪と従動輪との回転数差を検出したりすることなく、通常の車速センサ（駆動輪の回転速度を検出するセンサ）からの出力で駆動輪加速度α_ＯＢＳを求めることにより、スリップ判断と、制御の中止判断を行うことができる。また、車速指令値変化量ΔＶ_ＣＯＭを大きくすることで目標車速への応答性を向上させることができる。なお、駆動輪加速度α_ＯＢＳ(ｔ）と所定値との比較から定速走行制御中止を判断する代わりに、車速指令値変化量決定部５９０で演算している車速指令値変化量ΔＶ_ＣＯＭと駆動輪加速度α_ＯＢＳ(ｔ）との差が所定値以上になった場合に制御を中止させるようにしても良い。
【００６８】
また、図１０の車速指令値決定部５１０において、入力したフラグＦにより、先行車を検出しているか否かを判定し、先行車を検出していないと判定した場合は、自身で演算した車速指令値Ｖ_ＣＯＭ(ｔ）が、入力した自車速Ｖ_Ａ(ｔ）よりも高く、かつ、減速方向に変化した場合（Ｖ_ＳＭＡＸ＜Ｖ_Ａか否か）を判定する。そして、車速指令値Ｖ_ＣＯＭを自車速Ｖ_Ａ(ｔ）もしくはそれ以下の所定の速度Ｖ_ＣＯＭ(ｔ）(例えば自車速から５ｋｍ／ｈを引いた値）に設定するとともに、図１６に示した駆動トルク指令値算出部５３０における、Ｃ_２(ｓ）・Ｖ_Ａ(ｔ）−Ｃ_１(ｓ）・ｄ_ＦＣ(ｔ）＝ｄ_Ｖ(ｔ）の出力をゼロにするように、Ｃ_２(ｓ）とＣ_１(ｓ）の積分器の初期値を自車速Ｖ_Ａ(ｔ）とする。この結果Ｃ_１(ｓ）の出力もＣ_２(ｓ）の出力もＶ_Ａ(ｔ）となり、結果として外乱推定値ｄ_Ｖ(ｔ）は、ゼロとなる。
更に、上述の制御を行うタイミングとして、Ｖ_ＣＯＭ(ｔ）の変化率であるΔＶ_ＣＯＭ(ｔ）が所定値(０.０６Ｇ）より減速側に大きかった場合とする。これにより、不要な初期化（Ｖ_Ａ(ｔ）→Ｖ_ＣＯＭ(ｔ）の初期化と積分器の初期化）が減少するので、減速ショックが少なくなる。
上記のように車速指令値（目標車速に到達するまでの時々刻々の制御指令値）が実車速よりも大きく、かつ、車速指令値の時間的変化が減速方向に変化した場合に、車速指令値を実車速もしくはそれ以下の所定の車速に変更することにより、迅速に目標車速に収束させることが出来る。また、前記の設定した実車速もしくはそれ以下の車速を用いて駆動トルク指令値算出部５３０を初期化することにより、制御の継続性を保つことができる。
【００６９】
なお、運転者が設定した先行車との目標車間距離を保って走行するように、実車間距離を目標車間距離に一致させるように制御する車速制御装置においては、上記車速指令値が上記目標車間距離を保つように設定されるが、入力したフラグＦにより先行車を検出していると判定した場合は、実車間距離が所定値以下で、かつ、車速指令値変化量ΔＶ_ＣＯＭ(ｔ）が減速側に所定値（０.０６Ｇ）より大きかった場合に、車速指令値Ｖ_ＣＯＭ(ｔ）の変更〔Ｖ_Ａ(ｔ）→Ｖ_ＣＯＭ(ｔ）〕と駆動トルク指令値算出部５３０（具体的にはその中の積分器）の初期化を行う。このように構成することにより、迅速に目標車間距離に収束させることが出来るので、先行車に近寄り過ぎるというおそれがなくなり、かつ、制御の継続性を保つことができる。また、これにより、不要な初期化〔Ｖ_Ａ(ｔ）→ΔＶ_ＣＯＭ(ｔ）の初期化と積分器の初期化）が減少するので、減速ショックが少なくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の車間距離制御装置の全体の構成を示すブロック図。
【図２】車間距離指令値演算部１１０の構成を示すブロック図。
【図３】設定車間時間位相進み補償部１１１の伝達関数のステップ応答を示す特性図。
【図４】車速制御系フィードバック特性決定部３００の構成を示すブロック図。
【図５】車速制御系フィードバック特性決定部３００における各係数を決定するための特性図であり、(ａ）は車間制御フィードバック系減衰係数ζ_ｎＤＢを決定するためのマップ、(ｂ）は車間制御フィードバック系の固有振動数ω_ｎＤＢを決定するためのマップ。
【図６】補正係数Ｃ_Ｄ１を求めるためのマップ。
【図７】路面勾配量φ_Ａ(ｔ）を求めるためのマップ。
【図８】補正係数Ｃ_Ｄ３を求めるためのマップ。
【図９】補正係数Ｃ_Ｄ４を求めるためのマップ。
【図１０】車速制御装置の全体の構成を示すブロック図。
【図１１】横Ｇ車速補正量算出部５８０の構成を示すブロック図。
【図１２】自車速Ｖ_Ａとローパスフィルタのカットオフ周波数ｆｃと関係を示す特性図。
【図１３】車速補正量Ｖ_ＳＵＢ(ｔ）を計算するための補正係数と横Ｇの値Ｙ_Ｇ(ｔ）との関係を示す特性図。
【図１４】固有振動数ω_ｎＳＴＲと自車速Ｖ_Ａとの関係を示す特性図。
【図１５】自車速Ｖ_Ａ(ｔ）と車速指令最大値Ｖ_ＳＭＡＸとの偏差の絶対値と、車速指令値変化量ΔＶ_ＣＯＭ(ｔ）との関係を示す特性図。
【図１６】駆動トルク指令値演算部５３０の構成を示すブロック図。
【図１７】エンジン非線形定常特性マップの一例を示す図。
【図１８】スロットル開度推定マップの一例を示す図。
【図１９】ＣＶＴ変速マップの一例を示す図。
【図２０】エンジン全性能マップの一例を示す図。
【図２１】駆動トルク指令値演算部５３０の他の構成例を示すブロック図。
【符号の説明】
１０…車速センサ １５…車間距離センサ
２０…セットスイッチ ３０…コーストスイッチ
４０…アクセラレートスイッチ ５０…ブレーキアクチュエータ
６０…スロットルアクチュエータ ７０…無段変速機
８０…エンジン回転センサ ９０…アクセルペダルセンサ
１００…操舵角センサ １０５…車間距離制御部
１１０…車間距離指令値演算部 １１１…設定車間時間位相進み補償部
１１２…車間距離指令値決定部 １２０…目標車間距離演算部
１３０…前置補償車速指令値演算部 １４０…車間制御車速指令値演算部
１５０…車間時間設定部
３００…車間制御フィードバック特性決定部
３１０…フィードバック系減衰係数決定部
３１１…フィードバック系減衰係数補正部
３２０…フィードバック系固有振動数決定部
３３０…フィードバック系固有振動数第１補正部
３３１…フィードバック系固有振動数第２補正部
３４０…フィードバック定数決定部
５００…車速制御部 ５１０…車速指令値決定部
５２０…車速指令最大値設定部 ５３０…駆動トルク指令値算出部
５４０…変速指令値算出部 ５５０…実変速比算出部
５６０…エンジントルク指令値算出部 ５７０…目標スロットル開度算出部
５８０…横Ｇ車速補正量算出部 ５８１…操舵角信号ＬＰＦ部
５８２…横Ｇ算出部 ５８３…車速補正量算出マップ
５９０…車速指令値変化量決定部 ６００…駆動輪加速度算出部
６１０…車速制御中止判定部 ６２０…車速制御中断判定部
６３０…ブレーキ圧指令値算出部
Ｌ_Ａ(ｔ）…車間距離 ΔＶ(ｔ）…相対速度
Ｖ^＊(ｔ）…車間制御用車速指令値 ｄ_Ｔ(ｔ）…車間時間
Ｌ^＊(ｔ）…車間距離指令値 ΔＶ_Ｔ(ｔ）…目標相対速度
Ｌ_Ｔ(ｔ）…目標車間距離 Ｆ…先行車フラグ
Ｖ_Ｃ(ｔ）…補正車速指令値
ｆ_Ｌ、ｆ_Ｖ…フィードバック定数
Ｖ_Ａ(ｔ）…自車速 Ｖ_ＳＭＡＸ…車速指令最大値
θ(ｔ）…操舵角 Ｖ_ＳＵＢ(ｔ）…車速補正量
θ_ＬＰＦ(ｔ）…操舵角ＬＰＦ値 Ｖ_ＣＯＭ(ｔ）…車速指令値
ΔＶ_ＣＯＭ(ｔ）…車速指令値変化量 ｄ_ＦＣ(ｔ）…駆動トルク指令値
ｄ_Ｖ(ｔ）…外乱推定値
ｄ_Ｖ(ｔ)’…駆動トルク指令値補正量
ｄ_ＦＡ(ｔ）…実駆動トルク Ｃ_Ｆ(ｓ）…前置補償器
Ｃ_Ｒ(ｓ）…規範モデル演算部
ｄ_ＦＣ１(ｔ）…基準駆動トルク指令値
Ｃ_１(ｓ）、Ｃ_２(ｓ）、Ｃ_３(ｓ）…補償器
Ｃ_３(ｓ)’…フィードバック補償器
ｓ…微分演算子
ｆｃ…ＬＰＦのカットオフ周波数
Ｙ_Ｇ(ｔ）…横Ｇの値 ψ…ヨーレイト
ω_ｎＳＴＲ…操舵角に対する車両応答の固有振動数
α_ＯＢＳ…駆動輪加速度
ＴＶＯ_ＥＳＴＩ…スロットル開度推定値
ＴＶＯ_ＣＯＭ…目標スロットル開度 ＡＰＯ…アクセル操作量
Ｎ_{ＩＮ＿ＣＯＭ}…エンジン回転数指令値 ＤＲＡＴＩＯ(ｔ）…変速指令値
ＴＥ_ＣＯＭ(ｔ）…エンジントルク指令値
ＴＥ_ＣＯＭ’…エンジンブレーキトルク
ＲＥＦ_ＰＢＲＫ(ｔ）…ブレーキ圧指令値 Ｂ_Ｐ…ブレーキ制御禁止信号[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an inter-vehicle distance control device that controls to travel while maintaining an inter-vehicle distance from a preceding vehicle.
[0002]
[Prior art]
As a prior art of the inter-vehicle distance control device, for example, there is one described in Japanese Patent Application No. 10-240180 (unpublished). In this prior art, the responsiveness of feedback of the inter-vehicle distance control is determined according to the relative speed between the preceding vehicle and the host vehicle, and when the relative speed is large, the constant is increased to perform agile control. It is composed.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
As a method of obtaining the relative speed in the inter-vehicle distance control, there is a method of detecting the inter-vehicle distance and obtaining it from the change, but an error occurs in the relative speed as the distance increases due to an arithmetic error of the inter-vehicle distance. Therefore, even when the distance from the preceding vehicle is actually far and the relative speed is small, if it is recognized that the relative speed has increased in the direction due to the error in detecting the inter-vehicle distance, the feedback response is increased. As a result, steep control is performed, which may cause the passenger to feel uncomfortable. Even when the relative speed is directly detected, a calculation error occurs, and there is a risk that the passenger will feel uncomfortable as well. In addition, when a vehicle that is slightly slower than the host vehicle's speed is interrupted in front of the host vehicle, the relative speed is small and the feedback response is also reduced, so the control response is delayed and the predetermined inter-vehicle distance from the interrupted preceding vehicle There is a problem that the vehicle is delayed so as to keep the vehicle, and there is a risk that the passenger may feel uncomfortable.
[0004]
The present invention has been made in order to solve the problems of the prior art as described above, and an object thereof is to provide an inter-vehicle distance control device capable of performing control with appropriate responsiveness in accordance with a traveling state.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
  In order to achieve the above object, the present invention is configured as described in the claims. That is, in claim 1,The natural frequency of the transfer function that determines the responsiveness of the feedback control is set according to the relative speed between the preceding vehicle and the host vehicle, and a correction coefficient for correcting the natural frequency is set between the preceding vehicle and the host vehicle. When the distance is between the first predetermined value and the second predetermined value that is larger than the first predetermined value, a constant value is set, and within the range of the first predetermined value or less, the response decreases as the inter-vehicle distance decreases. The speed is set to a value that increases the speed, and in the range of the second predetermined value or more, the greater the inter-vehicle distance is, the slower the response is..
[0009]
【The invention's effect】
  In the present invention,Basically, the feedback response of the inter-vehicle distance control determined according to the relative speed between the preceding vehicle and the host vehicle is further corrected based on the inter-vehicle distance.The relative speed changes greatly due to calculation error.LuckThere will be no sense of discomfort for the transferee. Also,carWhen the distance is large(More than the second predetermined value), the greater the inter-vehicle distanceBy slowing down the responsiveness, it is possible to prevent steep control even if the relative speed largely changes due to a calculation error, so that the driver does not feel uncomfortable. Also,carWhen the distance is small(Below the first predetermined value)The feedback responsivenessThe smaller the inter-vehicle distanceTo make it fasterHaveTherefore, when a vehicle that is slightly slower than the own vehicle speed cuts in front of the own vehicle, the inter-vehicle distance is quickly opened, so that the driver does not feel uncomfortable.Thus, the correction of responsiveness is set to a constant value when the inter-vehicle distance is between the first predetermined value and the second predetermined value.When the inter-vehicle distance is large (greater than or equal to the second predetermined value), the greater the distance, the slower the response.To correctWhen the inter-vehicle distance is considerably small (below the first predetermined value), the smaller the distance, the faster the response.To correctBy doing so, it is possible to prevent steep control even if the relative speed changes greatly due to calculation error as the distance increases, and to respond quickly as the distance decreases.ThatAn effect is obtained.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the overall configuration of the inter-vehicle distance control device will be described.
FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of the inter-vehicle distance control device of the present invention. The configuration and operation of each block shown in FIG. 1 will be described below.
The inter-vehicle distance control unit 105 (the portion surrounded by a broken line) is composed of a microcomputer and its peripheral components. The block inside the inter-vehicle distance control unit 105 displays the calculation contents of the computer separately.
[0011]
The inter-vehicle distance control unit 105 includes an inter-vehicle distance signal L from the vehicle speed sensor 10, the inter-vehicle distance sensor 15, the inter-vehicle time setting unit 150, and the vehicle speed control unit 500._A(t), relative speed signal ΔV (t), speed signal V of own vehicle_A(t) etc. are input, and the vehicle speed command value V for inter-vehicle distance control^*(t) is calculated and sent to the vehicle speed controller 500. The configuration of the vehicle speed control unit 500 will be described in detail with reference to FIG. In addition, the code | symbol which attached | subjected (t) means that it is a value which changes with time. However, (t) may be omitted in the drawing.
[0012]
The vehicle speed sensor 10 determines the vehicle speed of the host vehicle (hereinafter referred to as host vehicle speed) V from the number of rotations of the tire._A(t) is detected. The inter-vehicle distance sensor 15 uses, for example, a laser radar, and the inter-vehicle distance L from the preceding vehicle by reflected light of light or radio waves._AThe relative speed ΔV (t) is detected from the time variation of (t) and the inter-vehicle distance, and the vehicle speed V is detected from the vehicle speed sensor 10._A(t) is input, relative speed ΔV (t) and own vehicle speed V_AThe difference from (t) is, for example, ± 5% × V_A(t) When the vehicle is out of the range of km / h, the object ahead of the vehicle is determined to be the preceding vehicle and the preceding vehicle flag F is output.
[0013]
The inter-vehicle time setting unit 150 is operated by the driver to operate the inter-vehicle time d._T(t) is set. Here, the inter-vehicle time refers to the time until the host vehicle reaches the preceding vehicle at the current speed when the preceding vehicle stops. The inter-vehicle time setting unit 150 is configured to select three types of inter-vehicle time when the driver operates a switch for switching to, for example, a long distance, a medium distance, and a short distance. For example, the long distance is 2.2 seconds, the intermediate distance is 1.8 seconds, the short distance is about 1.4 seconds, and the intermediate distance of 1.8 seconds is about 50m between the vehicles at 100km / h. Equivalent to.
[0014]
The inter-vehicle distance command value calculation unit 110 constitutes a part of the inter-vehicle distance control unit 105 and includes a set inter-vehicle time phase advance compensation unit 111 and an inter-vehicle distance command value determination unit 112 as shown in FIG.
The set inter-vehicle time phase advance compensation unit 111 sets the inter-vehicle time d_TEnter (t), the previous inter-vehicle time d_T(t-1) and this inter-vehicle time d_TIf it is different from (t), that is, if it is determined that the driver has changed the setting of the inter-vehicle time, the inter-vehicle time phase advance compensation value d_{T_HPF}(t) is output. The transfer function of the set inter-vehicle time phase advance compensation unit 111 is shown in the following equation.
d_{T HPF}(t) = d_T(t) ・ (T₁・ S + 1) / (T₂・ S + 1)
T₁> T₂
s is a differential operator (the same applies to the following expressions),
T₁, T₂Is a time constant arbitrarily set by the designer, and T₁> T₂The inter-vehicle time d_TThe phase of (t) can be advanced.
[0015]
FIG. 3 shows the step response of the transfer function of the set inter-vehicle time phase advance compensation unit 111.
As shown in FIG._TPhase lead compensation as shown by the transfer function of the set inter-vehicle time phase lead compensation unit 111 is applied to (t). That is, when the driver changes the setting of the inter-vehicle time, the inter-vehicle time d corresponding to the intermediate distance, for example, as in the example shown in FIG._TMDistance between vehicles corresponding to long distance from_TLOr inter-vehicle time equivalent to short distance d_TSIf the setting is changed to the new target inter-vehicle time d_TLOr d_TSTemporarily increase the amount of change in the inter-vehicle time (larger when the inter-vehicle time is changed to a larger value, and smaller when the inter-vehicle time is changed to a smaller value), and then the target inter-vehicle time d_TLOr d_TSTo converge. By configuring in this way, when the driver changes the setting of the inter-vehicle time, it is possible to perform control so as to promptly respond to the driver's will.
[0016]
Further, the inter-vehicle distance command value determining unit 112 determines the vehicle speed V_A(t), relative speed ΔV (t), and time phase lead compensation value d according to inter-vehicle time arbitrarily set by the driver_{T_HPF}From (t), the inter-vehicle distance command value L according to the following formula^*(t) is calculated.
L^*(t) = {V_A(t) + ΔV (t)} · d_{T_HPF}(t)
Inter-vehicle distance command value L as described above^*(t) is the vehicle speed V_ATime phase advance compensation value d to a value obtained by adding (t) and relative speed ΔV (t)_{T_HPF}It is a value obtained by multiplying (t). Accordingly, when the inter-vehicle time is changed as described above, the amount of change in the inter-vehicle time is temporarily increased and then converged to the target inter-vehicle time as shown in FIG. The distance between the vehicles changes rapidly after the operation. For this reason, for example, after determining that the driver has approached the preceding vehicle too much and changing the setting to increase the inter-vehicle time, the inter-vehicle distance changes immediately. There is no risk of discomfort.
Next, the target inter-vehicle distance calculation unit 120 in FIG. 1 performs the preceding vehicle flag F, the relative speed ΔV (t), and the inter-vehicle distance L from the inter-vehicle distance sensor 15._AWhen (t) is input and the preceding vehicle is recognized, the relative speed ΔV (F) and the inter-vehicle distance L_A(F) the target relative speed ΔV_T(t) and target inter-vehicle distance L_TThe initial value of (t) is used, and the input is an inter-vehicle distance command value L^*Target inter-vehicle distance L in the case of (t)_T(t) and target relative speed ΔV_T(t) is calculated by the filter shown in the following (Equation 1).
[0017]
[Expression 1]

However,
ω_nTIs the natural frequency of the target inter-vehicle distance response, which is set arbitrarily by the designer
ζ_TIs the attenuation coefficient of the target inter-vehicle distance response, and is a value set arbitrarily by the designer
For the above equation (1), the inter-vehicle distance command value L^*Enter (t), target inter-vehicle distance L_TThe transfer function when (t) is output is expressed by the following equation.
L_T(t) = ω_nT ²・ E^{-LV ・ s}・ L^*(t) / (s²+ 2ζ_T・ Ω_nT・ S + ω_nT ²)
The pre-compensation vehicle speed command value calculation unit 130 transfers the transmission characteristic G in which the dead time of the vehicle speed control unit 500 is ignored._V(s) ’
G_V(s) ’= 1 / (T_V・ S + 1)
And an inverse system of the transfer function consisting of the product of the above and the integrator, and the above L_TIt consists of the product of the transfer function ignoring the dead time in the equation (t), and V shown by the following equation_C(t) is calculated.
V_C(t) = ω_nT ²・ S (T_V・ S + 1) ・ L^*(t) / (s²+ 2ζ_T・ Ω_nT・ S + ω_nT ²)
Also, from the state space representation using the formula (1), V_CWhen (t) is obtained, it is as shown in the following (Equation 2).
[0018]
[Expression 2]

T_VIs a time constant used in the transfer characteristics of the vehicle speed control unit 500.
[0019]
The inter-vehicle control vehicle speed command value calculation unit 140 is configured to calculate the actual inter-vehicle distance L_A(t) and actual vehicle speed V_A(t), actual relative speed ΔV (t), and target inter-vehicle distance L_T(t) and target relative speed ΔV_T(t) and the corrected vehicle speed command value V_C(t) and a feedback constant f to be described later_L, F_VFrom the following formula, the vehicle speed command value V for inter-vehicle control^*(t) is calculated.
V^*(t) = V_A(t) + ΔV (t) −V_C(t)-{L_T(t) -L_A(t)} · f_L-{ΔV_T(t) −ΔV (t)} · f_V
The inter-vehicle control feedback characteristic determining unit 300 determines the inter-vehicle distance L_A(t), relative speed ΔV (t) and set inter-vehicle time d_TEnter (t) and feedback constant f_L, F_VIs calculated.
[0020]
Hereinafter, feedback constant f based on FIG._L, F_VThe determination method will be described.
FIG. 4 shows a block diagram of the inter-vehicle control feedback characteristic determination unit 300. The inter-vehicle control feedback characteristic determining unit 300 includes a feedback system damping coefficient determining unit 310, a feedback system damping coefficient correcting unit 311, a feedback system natural frequency determining unit 320, a feedback system natural frequency first correcting unit 330 of the inter-vehicle distance control unit 105, The feedback system natural frequency second correction unit 331 and the feedback constant determination unit 340 are included.
[0021]
The block diagram of the inter-vehicle control feedback characteristic determining unit 300 is expressed as a target inter-vehicle distance L_T(t) to actual vehicle distance L_ATransfer function G up to (t)_DBIs expressed by the following formula.
G_DB(s) = {ω_nDB ²(T_VB・ S + 1)} / {s²+ 2ζ_nDB・ Ω_nDB・ S + ω_nDB ²}
However,
ζ_nDB= (F_V+1) / 2√ (f_L・ T_V): Damping coefficient of inter-vehicle control feedback system
ω_nDB= √ (f_L/ T_V): Natural frequency of inter-vehicle control feedback system
T_VB= F_L/ T_V  : Value equivalent to zero in inter-vehicle control feedback system
T_V  : Time constant of vehicle speed feedback control in the vehicle speed controller 500
The feedback system damping coefficient determination unit 310 receives the relative speed ΔV (t), and according to the relative speed ΔV (t), the inter-vehicle control feedback system damping coefficient ζ is determined according to the map shown in FIG._nDBTo decide. Ζ as shown_nDBIs constant as the relative speed changes. This prevents the vibration and improves the responsiveness by setting the value to 1 (ζ_nDBThis is because it is optimal to be referred to as critical braking when = 1.
[0022]
  Feedback systemNatural frequencyThe determination unit 320 inputs the relative speed ΔV (t), and the natural frequency ω of the inter-vehicle control feedback system according to the map shown in FIG. 5B according to the relative speed ΔV (t)._nDBTo decide. The characteristic shown in FIG. 5B is that the natural frequency ω is obtained when the absolute value of the relative velocity ΔV (t) is small._nDBBy reducing the vehicle speed, the control is performed slowly, and when it is larger, the control is increased so that the behavior of the preceding vehicle is not delayed.
[0023]
Hereinafter, the feedback system natural frequency first correction unit 330 that is a feature of the present invention will be described.
The feedback system natural frequency first correction unit 330 calculates the actual inter-vehicle distance L_AFrom the map shown in FIG. 6 preset with (t) as a variable, the natural frequency ω of the inter-vehicle control feedback system is obtained._nDBCorrection coefficient C to correct_D1For the natural frequency ω_nDB, And the corrected natural frequency ω_nDBC1Is output. That is, ω_nDBC1Is shown by the following formula.
ω_nDBC1= C_D1・ Ω_nDB
Correction coefficient C_D1As apparent from FIG. 6, when the inter-vehicle distance is shorter than a first predetermined value (for example, about 20 m), the correction coefficient C_D1Is a natural frequency ω_nDBBy increasing the value, the responsiveness of the inter-vehicle distance control is made faster. When the inter-vehicle distance is longer than a second predetermined value (for example, about 90 m), the correction coefficient C_D1Is a value less than 1, and the natural frequency ω_nDBTo reduce the responsiveness of the inter-vehicle distance control.
As described above, the natural frequency ω depends on the distance between vehicles._nDBCorrect the value of. In other words, the natural frequency ω_nDBIs reduced and the natural frequency ω_nDBIf the vehicle distance is large, the response of the vehicle distance control is slowed down to prevent sudden control even if the relative speed changes greatly due to calculation error, and the driver feels uncomfortable. No longer give. In addition, when the inter-vehicle distance is small, the responsiveness is increased, so even if a vehicle that is slightly slower than the own vehicle speed cuts in front of the own vehicle, the inter-vehicle distance is quickly opened, giving the driver a sense of incongruity. Things will disappear.
The above is the description of the main points of the present invention.
[0024]
The feedback system natural frequency second correction unit 331 determines the inter-vehicle time d._T(t) and the natural frequency ω of the inter-vehicle control feedback system_nDBC1And enter the previous inter-vehicle time d_T(t-1) and this inter-vehicle time d_TIf it is different from (t), that is, if it is determined that the driver has changed the setting of the inter-vehicle time, the correction coefficient C is applied for 1 second._D2The natural frequency of the inter-vehicle control feedback system is temporarily increased by changing the value of 1 from a preset value of 1 to 1.5. Usually, correction coefficient C_D2The value of 1 is 1. Only when the setting of the inter-vehicle time is changed, by taking a value larger than 1, the natural frequency of the inter-vehicle control feedback system can be temporarily increased, and the inter-vehicle time can be changed quickly. It is for doing so. Corrected natural frequency ω_nDBCIs shown by the following formula.
ω_nDBC= C_D2・ Ω_nDBC1
In the feedback system natural frequency second correction unit 331, the responsiveness is improved by increasing the natural frequency (gain) of the inter-vehicle distance feedback system. If this happens, it may react sensitively and the ride comfort may be somewhat worse. In this regard, as described in the inter-vehicle distance command value determining unit 112, when the inter-vehicle time is changed, a new inter-vehicle time d_TLTemporarily increase or decrease the value of the inter-vehicle time, and then set the target inter-vehicle time d_TLWhen it is configured to converge to the above, there is no possibility of reacting as sensitively as described above.
The feedback system damping coefficient correction unit 311 is a disturbance estimated value d calculated by the drive torque command value calculation unit 530 of the vehicle speed control unit 500._V(t) is input and the feedback system damping coefficient determination unit 310 receives ζ_nDB, And the estimated disturbance value d_VFrom (t), the road slope amount φ_A(t) is estimated. Specifically, as shown in FIG._VWhen (t) is negative, it is an uphill road, and when it is positive, the road slope is φ_A(t) is obtained. Based on FIG. 8, the correction coefficient C_D3The damping coefficient ζ of the inter-vehicle control feedback system_nDBTo correct the damping coefficient ζ_nDBCDetermine the value of. That is, the damping coefficient ζ_nDBCIs shown by the following formula.
ζ_nDBC= Ζ_nDB・ C_D3
C_D3As is clear from FIG. 8, the road surface slope amount φ_AIf (t) is within the predetermined range, C_D3Is set to 1, and the road surface slope amount φ_AThe larger the absolute value of (t), the more C_D3The value of is greater than 1.
The feedback constant determining unit 340 determines the damping coefficient ζ of the inter-vehicle control feedback system._nDBCAnd the natural frequency ω_nDBCAnd the feedback constant f_L, F_VIs calculated from the following equation.
f_L= Ω_nDBC ²・ T_V
f_V= 2 ・ ζ_nDBC・ Ω_nDBC・ T_V-1
As a result, the inter-vehicle distance L_AThe shorter the (t), the correction coefficient C_D2Becomes smaller and the natural frequency ω_nDBBecomes larger and the feedback coefficient f_L, F_VBoth increase and deceleration is faster. At this time, the inter-vehicle distance L_AWhen (t) is short, the natural frequency ω_nDBCTo increase the feedback coefficient f_L, F_VInstead of increasing the direct control according to the inter-vehicle distance, the inter-vehicle control feedback constant f_LMay be corrected.
Further, the correction factor C increases as the road slope increases._D3Becomes larger and the damping coefficient ζ_nDBCBecomes larger and the feedback constant f_VWill also increase and the deceleration will be faster.
[0025]
Note that the natural frequency ζ of the inter-vehicle control feedback system_nDBThe target inter-vehicle distance L of the inter-vehicle distance command value calculation unit 110 is not changed.^*(t) may be increased. More specifically, the estimated distance d calculated by the inter-vehicle distance command value calculation unit 110 by the drive torque command value calculation unit 530 of the vehicle speed control unit 500._V(t) is input, and the road surface slope amount φ from FIG._A(t) is estimated, and the correction coefficient C is calculated from the map of FIG._D4(> 1) is determined, and L in the inter-vehicle distance command value determination unit 112 shown in FIG.^*(t) above correction coefficient C_D4Multiplied by the target inter-vehicle distance L^*(t) may be calculated. That is,
L^*(t) = [V_A(t) + ΔV (t)] · d_T・ C_D4
In this case, an estimated disturbance value d representing the inclination angle of the road surface, etc._VThe correction coefficient C increases as (t) increases._D4Increases, the target inter-vehicle distance L^*(t) increases. Therefore, the start of deceleration is accelerated.
[0026]
As described above, the estimated disturbance value d representing the inclination angle of the road surface, etc._VCorrection coefficient C according to (t)_D3Or C_D4By setting this value, when the vehicle is traveling on an uphill road and control in the acceleration direction is performed by the amount of deviation, the feedback response of the inter-vehicle distance control is improved, or the target inter-vehicle distance value Therefore, when the set inter-vehicle distance is reached, deceleration is promptly performed or the deceleration is started earlier, so that it is possible to prevent the deceleration start from being delayed even during climbing. Also, the estimated disturbance value d_VSince the slope of the uphill road is calculated using (t), it is not necessary to provide a special sensor such as an inclination angle sensor.
[0027]
Next, the vehicle speed control unit 500 will be described.
FIG. 10 is a block diagram showing the overall configuration of the vehicle speed control device. Hereinafter, the configuration and operation of each block in FIG. 10 will be described.
First, when a system switch (not shown) is turned on, the entire apparatus is powered on and enters a standby state. In this state, when the set switch 20 is turned on, control is started.
The vehicle speed control unit 500 (portion surrounded by a broken line) is composed of a microcomputer and its peripheral components. The block inside the vehicle speed control unit 500 displays the calculation contents of the computer divided into blocks.
[0028]
In the vehicle speed control unit 500, the vehicle speed command value determination unit 510 has a vehicle speed command value V every control cycle 10ms._COM(t) is calculated. In addition, the code | symbol which attached | subjected (t) means that it is a value which changes with time. However, (t) may be omitted in the drawing.
[0029]
The vehicle speed command maximum value setting unit 520 displays the vehicle speed V when the set switch 20 is pressed._A(t) is the vehicle speed command maximum value V_SMAXSet as (target vehicle speed). In addition, own vehicle speed V_A(t) is the actual speed of the host vehicle detected by the vehicle speed sensor 10 from the number of rotations of the tire. In addition, the vehicle speed command maximum value V is set by the set switch 20 as described above._SMAXIs set, every time the coast switch 30 is pressed once, the vehicle speed command maximum value setting unit 520 displays the vehicle speed command maximum value V_SMAXIs set to a low value by 5 km / h. That is, when it is pressed n times, it is set to a value that is lower by n × 5 km / h (for example, t / 10 ms × 5 km / h, where t is the time of pressing when the button is held down). In addition, the vehicle speed command maximum value V is set by the set switch 20 as described above._SMAXAfter the acceleration is set, the vehicle speed command maximum value setting unit 520 displays the vehicle speed command maximum value V each time the accelerator switch 40 is pressed once._SMAXIs set to a higher value by 5 km / h. That is, when it is pressed n times, it is set to a value that is high by n × 5 km / h (for example, t / 10 ms × 5 km / h, where t is the time of pressing when the button is held down).
[0030]
Next, the lateral G vehicle speed correction amount calculation unit 580 determines the steering angle θ (t) of the steering wheel output from the steering angle sensor 100 and the own vehicle speed V._A(t) is input, and a vehicle speed correction amount V for correcting a vehicle speed command value, which will be described later, according to a lateral acceleration (hereinafter referred to as a lateral G)._SUB(t) is calculated. Specifically, as shown in FIG. 11, the lateral G vehicle speed correction amount calculation unit 580 includes a steering angle signal low-pass filter (hereinafter referred to as a steering angle signal LPF unit) 581, a lateral G calculation unit 582, a vehicle speed correction amount. The calculation map 583 is used.
[0031]
First, the steering angle signal LPF 581 is calculated based on the vehicle speed V_A(t) and the steering angle θ (t) are input, and the steering angle LPF value θ_LPF(t) is calculated. θ_LPFIs represented by the following equation.
θ_LPF(t) = θ (t) / (TSTR · s + 1)
Where s is a differential operator (the same applies to the following formulas)
Here, the time constant TSTR of the LPF is TSTR = 1 / (2π · fc)
The cut-off frequency fc of the LPF is expressed by the own vehicle speed V as shown in FIG._AIt is determined by a map of the cutoff frequency fc with respect to (t). In this map, the cut-off frequency fc is set lower as the vehicle speed increases. For example, 100 km / h takes a lower value than 50 km / h.
[0032]
The lateral G calculation unit 582 calculates the steering angle LPF value θ._LPF(t) and own vehicle speed V_A(t) is input, and the lateral Y value Y according to the following formula_G(t) is calculated.
Y_G(t) = {V_A(t)²・ Θ_LPF(t)} / {N · W · [1 + A · V_A(t)²]}
Where W is the wheel base of the vehicle, N is the steering gear ratio, and A is the stability factor.
[0033]
Although the above formula shows the case where the lateral G is detected from the steering angle, the following formula is used when the lateral G is detected by applying a low-pass filter to the yaw rate ψ (t) using the yaw rate sensor. That's fine.
Y_G(t) = V_A(t) ・ ψ_LPF
ψ_LPF= Ψ (t) / (T_YAW・ S + 1)
T_YAWIs the time constant of the low-pass filter._AThe larger the value (t), the larger the value.
[0034]
The vehicle speed correction amount calculation map 583 is a vehicle speed correction amount V for correcting the vehicle speed command value according to the lateral G._SUB(t) is calculated. Vehicle speed correction amount V_SUB(t) is calculated by multiplying the correction coefficient determined by the lateral G by a predetermined vehicle speed command value change amount limit value [for example, 0.021 (km / h) / 10 (ms) = 0.06 G]. The value of the vehicle speed command value change amount limit value is the vehicle speed command value change amount ΔV shown in FIG._COMIt is equal to the maximum value of (t).
V_SUB(t) = correction coefficient × 0.021 (km / h) / 10 (ms)
As will be described later, a vehicle speed command value V that finally becomes a value for controlling the vehicle speed._COMWhen calculating (t), the vehicle speed correction amount V described above is used._SUB(t) is added as a subtraction term. Therefore, the vehicle speed correction amount V_SUBAs the value of (t) is larger, the vehicle speed command value V_COM(t) will be limited.
[0035]
The correction coefficient is the value Y of the lateral G as shown in FIG._GThe larger (t), the larger. This is because the vehicle speed command value V increases as the lateral G increases._COMThis is to provide a great restriction on the change in (t). However, as shown in FIG. 13, when the lateral G is 0.1 G or less, it is determined that there is no need to correct the vehicle speed command value, and the correction coefficient is set to zero. Further, when the lateral G is 0.3 G or more, it is a value that does not occur in normal use, and in addition, in order to prevent the correction amount from becoming excessive when the lateral G detection value increases accidentally, The correction coefficient is constant (for example, 2) for .3G or more.
[0036]
As will be described in detail later in the vehicle speed command value determination unit 510, when the target vehicle speed increases due to the operation of the acceleration switch 40, that is, when acceleration is requested, the current host vehicle speed V_A(t), vehicle speed command value change amount ΔV_COM(t) is added and the vehicle speed correction value V_SUBBy subtracting (t), the vehicle speed command value V_COM(t) is calculated. Therefore, the vehicle speed command value change amount ΔV_COM(t) is the vehicle speed correction value V_SUBIf it is larger than (t), it will accelerate, and if it is smaller, it will decelerate. As described above, the vehicle speed correction value V_SUB(t) is obtained by multiplying the vehicle speed command value change amount limit value (maximum value of the vehicle speed command value change amount) by a correction coefficient as shown in FIG. 13, for example, vehicle speed command value change amount limit value = vehicle speed. In the case of the command value change amount, when the correction coefficient is 1 (in the example of FIG._GWhen (t) = 0.2), the acceleration and deceleration are equal and the current vehicle speed is maintained. That is, in this example, the value Y of the lateral G_GWhen (t) is smaller than 0.2, the vehicle is accelerated, and when it is large, the vehicle is decelerated. Further, when the target vehicle speed is reduced by the operation of the coast switch 30, that is, when deceleration is requested, the current host vehicle speed V_AFrom (t), vehicle speed command value change amount ΔV_COM(t) and vehicle speed correction value V_SUBBy subtracting (t), the vehicle speed command value V_COM(t) is calculated. Therefore, in this case, the vehicle always decelerates, but the degree of deceleration depends on the vehicle speed correction value V_SUBThe larger (t), that is, the larger the lateral G, the larger. The above value 0.021 (km / h) / 10 (ms) for the vehicle speed command value variation limit value is a value assumed to be used on an expressway.
[0037]
As described above, the vehicle speed correction value V_SUB(t) is obtained by the product of the correction coefficient corresponding to the lateral G and the vehicle speed command value change amount limit value. When the lateral G increases, the value of the subtraction term (vehicle speed correction value) increases and the lateral G does not increase. The vehicle speed is controlled. However, as described in the steering angle signal LPF unit 581 in FIG. 11, the cutoff frequency fc is lowered as the vehicle speed increases, so the time constant TSTR of the LPF increases and the steering angle LPF value θ_LPF(t) is reduced, and the lateral G estimated by the lateral G calculation unit 582 is also reduced. As a result, the vehicle speed correction value V obtained via the vehicle speed correction amount calculation map 583 is obtained._SUBSince (t) becomes small, it becomes difficult to apply correction to the vehicle speed command value by the steering angle (correction in the acceleration decreasing direction).
[0038]
To explain this point in detail, the natural frequency ω of the vehicle response to the steering angle_nSTRThe characteristic of is shown by the following formula.
ω_nSTR= (2W / V_A) √ [Kf · Kr · (1 + A · V_A ²) / M_V・ I]
However, Kf and Kr are front and rear tire cornering power (for one wheel), W is a wheelbase, m_VIs the vehicle mass, A is the stability factor, and I is the vehicle yaw moment of inertia.
Natural frequency ω_nSTRThe characteristic of the natural frequency ω is as the vehicle speed increases as shown in FIG._nSTRDecreases and the vehicle responsiveness to the steering angle deteriorates, but as the vehicle speed decreases, the natural frequency ω_nSTRIt becomes clear that the vehicle response to the steering angle is improved. That is, the lateral G is less likely to be generated even when steering is performed in the higher vehicle speed range, and the lateral G is more likely to be generated even in a small amount of steering in the lower vehicle speed region. For this reason, as shown in FIG. 12, the cut-off frequency fc is lowered in the higher vehicle speed region, so that the response is delayed and the vehicle speed command value due to the steering angle is less likely to be corrected.
Next, the vehicle speed command value change amount determination unit 590 in FIG._A(t) and vehicle speed command maximum value V_SMAX15 based on the absolute value of the deviation from the vehicle speed command value variation ΔV according to the map shown in FIG._COM(t) is calculated. In this map, when the absolute value of the deviation is within a certain range (range B in FIG. 15), the vehicle speed command value changes as the absolute value increases so as not to exceed the acceleration limit value α described in the vehicle speed control stop determination unit 610. Amount ΔV_COMIncrease (t) to accelerate or decelerate as quickly as possible. And the smaller the absolute value of the deviation, the more the vehicle speed command value change ΔV is such that the feeling of acceleration is not impaired._COM(t) is reduced and the vehicle speed command maximum value V_SMAXTry not to overshoot. In a range where the absolute value of the deviation is large (range A in FIG. 15), a value that does not exceed the acceleration limit value α is set to a constant value (for example, 0.06G). Further, in a small range (range C in FIG. 15), a constant value (for example, 0.03 G) is set.
[0039]
Further, the vehicle speed command value change amount determination unit 590 outputs the vehicle speed correction value V output from the lateral G vehicle speed correction amount calculation unit 580._SUB(t) is monitored and the vehicle speed correction value V_SUBIf the value of (t) once returns from zero to zero and then returns to zero, it is determined that traveling on the curved road has ended and the vehicle speed V_A(t) and vehicle speed command maximum value V_SMAXIt is detected whether is equal.
If it is determined that the curve has ended, the vehicle speed V described above is used._A(t) and vehicle speed command maximum value V_SMAXBased on the absolute value of the deviation from the vehicle speed command value variation ΔV using FIG._COMInstead of determining (t), the vehicle speed V when it is determined that the curve has ended._AFrom (t), vehicle speed command value change amount ΔV_COM(t) is determined. As the characteristic at that time, a characteristic showing the same tendency as in FIG. 15 is used. That is, the horizontal axis in FIG._A(t) -V_SMAXVehicle speed V instead of |_AUsing the map (not shown) changed to (t), the vehicle speed V_AAs (t) is smaller, the vehicle speed command value change amount ΔV_COM(t) has a characteristic set to be a small value. And this processing is the vehicle speed V_A(t) and vehicle speed command maximum value V_SMAXThe process ends when becomes equal.
[0040]
The actual vehicle speed V when it is determined that the curve has ended._AFrom (t), vehicle speed command value change amount ΔV_COMInstead of the above-described example for determining (t), the vehicle speed correction value V_SUBWhen (t) becomes a value other than zero, it is determined that traveling on a curved road has started, and the vehicle speed V at that time_A(start) is stored in advance, and the vehicle speed V when it is determined that the curved road has ended_ADifference from (end) ΔV_A= V_A(start) -V_A(end) (that is, the vehicle speed command value change amount ΔV from the magnitude of the vehicle speed command value correction)_COM(t) may be determined. As the characteristic at this time, a characteristic showing a tendency opposite to that in FIG. 15 is used. That is, the horizontal axis in FIG._A(t) -V_SMAXVehicle speed difference ΔV instead of |_AVehicle speed difference ΔV using a map (not shown) changed to_AIs larger, the vehicle speed command value change amount ΔV_COM(t) is set to take a small value. Note that this processing is based on the vehicle speed V_A(t) and vehicle speed command maximum value V_SMAXThe process ends when becomes equal.
[0041]
When traveling on a curved road, the vehicle speed command value is corrected so that the value of the lateral G does not become excessive, so the vehicle speed generally decreases. Therefore, as described above, after running on the curved road and the vehicle speed has dropped, the vehicle speed V at the end of the curved road_A(t), or vehicle speed difference ΔV at the start and end of a curve road (before and after the vehicle speed drops due to correction of the vehicle speed command value)_ADepending on the magnitude of the vehicle speed command value change amount ΔV_COM(t) is configured to be changed.
[0042]
Note that the vehicle speed is low at the end of the curve road or the vehicle speed difference ΔV_AWhen is large, it is estimated that the vehicle speed has dropped because the radius of curvature of the curved road is small (the curve is tight). If the curved road is continuous (for example, an S-shaped curve), there is a high possibility that the above situation will occur. Therefore, the vehicle speed at the end of the curve road is low or the vehicle speed difference ΔV_AIs larger, the vehicle speed command value change amount ΔV_COM(t) is reduced to reduce the acceleration of the vehicle speed control by the vehicle speed command value. Thereby, in a continuous curve (S-shaped road), a large acceleration is not performed every time the curve is turned. Similarly, the vehicle speed is high at the end of the curved road or the vehicle speed difference ΔV_AIs small, it is determined that the curve is a single curve, and the vehicle speed command value change amount ΔV_COMIncrease (t). As a result, the vehicle is accelerated immediately after the end of a single curve, so there is no risk that the acceleration will slow down and give the driver a sense of discomfort.
[0043]
Further, as described above, the vehicle speed command value change amount determination unit 590 basically has the actual vehicle speed V._A(t) and the set vehicle speed after the change (in the above case, the vehicle speed command maximum value V_SMAX) Is large, the vehicle speed command value change amount ΔV_COM(t) is configured to be large. Accordingly, the vehicle travels following the preceding vehicle based on the signal from the inter-vehicle distance control unit 105 shown in FIG. 1, and the vehicle is traveling in a situation where the set vehicle speed and the actual vehicle speed in the inter-vehicle distance control are different. In this case, the vehicle speed command value change amount ΔV according to the deviation between the changed set vehicle speed and the actual vehicle speed._COM(t) is set. That is, even if the deviation between the set vehicle speed before the change and the set vehicle speed after the change is small, if the deviation between the actual vehicle speed and the set vehicle speed after the change is large, the vehicle speed command value change amount ΔV_COM(t) is a large value. As a result, it is possible to match the driver's sense of acceleration with the desire to reduce the set vehicle speed.
[0044]
Next, the vehicle speed command value determination unit 510 in FIG._A(t), vehicle speed correction value V_SUB(t), vehicle speed command value change amount ΔV_COM(t) and vehicle speed command maximum value V_SMAXAnd input the vehicle speed command value V as follows:_COM(t) is calculated.
(1) Vehicle speed command maximum value V_SMAXIs own vehicle speed V_AWhen larger than (t), that is, when an acceleration request is made by operating the acceleration switch 40 (or resume switch).
V_COM(t) = min [V_SMAX, V_A(t) + ΔV_COM(t) -V_SUB(t)]
That is, vehicle speed command maximum value V_SMAXAnd V_A(t) + ΔV_COM(t) -V_SUBSelect the smaller of (t) and the vehicle speed command value V_COM(t).
(2) V_SMAXAnd V_AWhen (t) is equal, that is, when a constant vehicle speed is maintained
V_COM(t) = V_SMAX-V_SUB(t)
That is, vehicle speed command maximum value V_SMAXTo vehicle speed correction value V_SUBBy subtracting (t), the vehicle speed command value V_COM(t).
(3) Maximum vehicle speed command value V_SMAXIs own vehicle speed V_AWhen smaller than (t), that is, when there is a deceleration request by operating the coast switch 30
V_COM(t) = max [V_SMAX, V_A(t) -ΔV_COM(t) -V_SUB(t)]
That is, vehicle speed command maximum value V_SMAXAnd V_A(t) -ΔV_COM(t) -V_SUBSelect the larger of (t) and vehicle speed command value V_COM(t).
[0045]
However, the vehicle speed command value determining unit 510 receives the vehicle speed command value V for vehicle distance control from the inter-vehicle distance control unit 105 shown in FIG.^*(t) and the preceding vehicle flag F from the inter-vehicle distance sensor 15 are input, and the following processing is performed.
(4) When the preceding vehicle flag F is input
When the preceding vehicle flag F is input, the vehicle speed command value V^*(t) and vehicle speed command maximum value V_SMAXAnd the smaller value is used as the vehicle speed command value V_C(t) and V_COM(t) is calculated by the following equation.
V_COM(t) = V_C(t) -V_SUB(t)
Vehicle speed command value V as described above_COM(t) is determined, and the vehicle speed is controlled accordingly.
[0046]
Next, the drive torque command value calculation unit 530 reads the vehicle speed command value V_COM(t) and own vehicle speed V_A(t) is input, and a drive torque command value d as shown below_FC(t) is calculated. FIG. 16 is a block diagram illustrating an example of the configuration of the drive torque command value calculation unit 530.
First, the vehicle speed command value V_COM(t) as input, own vehicle speed V_ATransfer characteristic G when (t) is output_V(s) can be expressed by the following formula.
G_V(s) = 1 / (T_V・ S + 1) ・ e^{(-Lv · s)}
T_VIs the first-order lag time constant, L_VIs a dead time due to a delay in the powertrain system.
[0047]
Further, the vehicle model to be controlled is determined by the drive torque command value d_FC(t) is the manipulated variable, and the vehicle speed V_ABy modeling (t) as a controlled variable, the behavior of the power train of the vehicle can be expressed by a simple linear model shown in the following equation.
V_A(t) = 1 / (m_V・ Rt ・ s) e^{(-Lv · s)}・ D_FC(t)
Where Rt is the effective turning radius of the tire, m_VIs the vehicle mass.
Thus, the drive torque command value d_FC(t) as input, own vehicle speed V_ASince the vehicle model that outputs (t) has the form of 1 / s, it has an integral characteristic.
[0048]
It should be noted that the characteristics of the control target include dead time L due to the delay of the powertrain system._VIn addition, the dead time L depends on the actuator and engine used._VBy using a disturbance estimator using an approximate zeroing method as described later, the nonlinear characteristic that changes the value of the drive torque command value d_FC(t) as input, own vehicle speed V_AThe vehicle model whose output is (t) can be expressed by the same equation as above.
[0049]
Here, the vehicle speed command value V_COM(t) as input, own vehicle speed V_AThe response characteristic of the control object when (t) is output is the predetermined first order delay T_VAnd dead time L_VTransfer characteristic G with elements_VWhen matched with the characteristic of (s), C as shown in FIG.₁(s), C₂(s) and C₃Using (s), it can be determined as follows. However, C₁(s), C₂(s) shows a disturbance estimator using an approximate zeroing method, which is a compensator that works to suppress the influence of disturbances and modeling errors.₃(s) shows a compensator using a model matching method.
Compensator C₁(s) = e^{(-Lv · s)}/ (T_H・ S + 1)
Compensator C₂(s) = (m_V・ Rt ・ s) / (T_H・ S + 1)
At this time, the estimated disturbance value d_V(t)
d_V(t) = C₂(s) ・ V_A(t) -C₁(s) ・ d_FC(t)
It becomes.
[0050]
In addition, ignoring the dead time of the controlled object, the normative model G_V(s) is the time constant T_VIf the first-order low-pass filter of the compensator C₃(s) is a constant as follows.
Compensator C₃(s) = m_V・ Rt / T_V
C above₁(s), C₂(s), C₃The drive torque command value d is obtained by the compensator (s)._FC(t) is calculated by the following equation.
d_FC(t) = C₃(s) ・ {V_COM(t) -V_A(t)}-{C₂(s) ・ V_A(t) -C₁(s) ・ d_FC(t)}
The above drive torque command value d_FCThe drive torque is controlled based on (t). That is, the drive torque command value d is determined using a previously measured engine nonlinear steady characteristic map as shown in FIG._FC(t) shows actual driving torque d_FAA throttle opening command value that matches (t) is calculated, and if the negative driving torque of the engine is insufficient, it is distributed so as to be compensated by a transmission or a brake. In this way, the engine nonlinear steady-state characteristic can be linearized by controlling the throttle opening, the transmission, and the brake.
[0051]
When the continuously variable transmission 70 includes a fluid converter with a lockup, a lockup state signal LU is transmitted from the controller of the continuously variable transmission 70._SIs input, and when it is determined that the lock-up state is established, the time constant T_H(C in FIG. 16₁(s), C₂(Described in the denominator of (s)). As a result, the vehicle speed control feedback correction amount (the feedback loop correction coefficient for maintaining a desired response characteristic) is reduced and can be adjusted to the response characteristic of the controlled object that is delayed when unlocked compared to when locked up. The stability of the vehicle speed control system is ensured both when the vehicle is up and unlocked.
[0052]
Further, in the drive torque command value calculation unit 530 shown in FIG. 16, a compensator C for compensating the transfer characteristic of the controlled object.₁(s) and compensator C₂Compensator C for achieving the response characteristic defined by (s) and the designer₃21. As shown in FIG. 21, a precompensator C for compensating for an arbitrary response characteristic determined by the designer, as shown in FIG._F(s), normative model calculation unit C for calculating an arbitrary response characteristic determined by the designer_R(s) and reference model calculation unit C_RFeedback compensator C for compensating for the deviation (target vehicle speed−own vehicle speed) from the response characteristic of (s).₃(s) 'can also be used.
[0053]
Precompensator C_F(s) is the vehicle speed command value V_COMActual vehicle speed V for (t)_ATransfer function G of (t)_VIn order to achieve (s), a reference drive torque command value d using a filter represented by the following equation:_FC1(t) is calculated.
d_FC1(t) = m_V・ R_T・ S ・ V_COM(t) / (T_V・ S + 1)
Reference model calculation unit C_R(S) is the target response V of the vehicle speed control system._T(t) is the transfer function G_V(s) and vehicle speed command value V_COMCalculate from (t). Ie
V_T(t) = G_V(s) ・ V_COM(t)
It is.
[0054]
Feedback compensator C₃(s) ′ is the target response V_T(t) and actual vehicle speed V_AWhen a deviation occurs in (t), the drive torque command value correction amount d is set so as to eliminate this deviation._V(t) 'is calculated. D_V(t) 'is represented by the following equation.
d_V(t) ’= [(K_P・ S + K_I) / S] [V_T(t) -V_A(t)]
However, K_PIs the feedback compensator C₃(S) 'proportional control gain, K_IIs the feedback compensator C₃(S) 'is an integral control gain. Driving torque command value correction amount d_V(t) 'is the estimated disturbance value d described in FIG._VThis corresponds to (t).
At this time, the lockup state signal LU_SIf it is determined that the unlock-up state is present, the correction amount d_V(t) 'is calculated. That is,
d_V(t) ’= [(K_P′ ・ S + K_I′) / S] [V_T(t) -V_A(t)]
It is. However,
K_P‘<K_P
K_I‘<K_I
Therefore, the feedback gain becomes small. Therefore, the drive torque command value d_FC(t) is the reference drive torque command value d_FC1(t) and drive torque command value correction amount d_V(t) ’
d_FC(t) = d_FC1(t) + d_V(t) ’
Is calculated. In this way, the feedback gain is reduced during unlock-up compared to lock-up, so the change rate of the drive torque command value correction amount is small, and the response characteristics of the controlled object that is delayed during unlock-up compared to lock-up Therefore, the stability of the vehicle speed control system can be ensured both when locked up and when unlocked.
[0055]
Next, the actuator drive system of FIG. 10 will be described.
The shift command value calculation unit 540 generates a drive torque command value d._FC(t), own vehicle speed V_A(t) The output of the coast switch 30 and the output of the accelerator pedal sensor 90 are input, and the shift command value DRATIO (t) is calculated and output to the continuously variable transmission 70 as follows.
(1) When coast switch 30 is off
Own vehicle speed V_A(t) and drive torque command value d_FCBased on (t), an estimated throttle opening TVO from a throttle opening estimation map as shown in FIG._ESTIIs calculated. Next, the estimated throttle opening TVO_ESTIAnd own vehicle speed V_AOn the basis of (t), the engine speed command value N from the CVT shift map as shown in FIG._{IN_COM}Is calculated. The shift command value DRATIO (t) is determined by the own vehicle speed V_A(t) and engine speed command value N_{IN_COM}From the following formula:
DRATIO (t) = N_{IN_COM}・ 2π ・ Rt / [60 ・ V_A(t) ・ Gf]
However, Gf is a final gear ratio.
[0056]
(2) When the coast switch 30 is on
The vehicle speed command maximum value V when the coast switch 30 is turned on._SMAXIs lowered, the previous shift command value DRATIO (t-1) is held as the shift command value DRATIO (t). Therefore, even when the coast switch 30 is continuously turned on, the shift command value is kept down until the coast switch 30 is turned off, that is, the value immediately before the coast switch 30 is turned on. Therefore, when the set vehicle speed is returned by the acceleration switch 40 after greatly reducing the set vehicle speed, the engine speed is rapidly increased in the state where the throttle opening is controlled to open but the gear is not downshifted. Therefore, it is possible to prevent the generation of noise given to the driver.
[0057]
The actual gear ratio calculation unit 550 of FIG. 10 is configured to detect the engine speed N detected by the engine speed sensor 80 from the engine ignition signal._E(t) and own vehicle speed V_AFrom (t), the actual gear ratio RATIO (t) is calculated according to the following equation.
RATIO (t) = N_E(t) / [V_A(t) · Gf · 2π · Rt]
The engine torque command value calculation unit 560 of FIG._FCFrom (t) and RATIO (t), the engine torque command value TE_COM(t) is calculated.
TE_COM(t) = d_FC(t) / [Gf.RATIO (t)].
[0058]
The target throttle opening degree calculation unit 570 in FIG._COM(t) and engine speed N_EBased on (t), the target throttle opening TVO is obtained from the engine overall performance map as shown in FIG._COMIs calculated and output to the throttle actuator 60.
[0059]
The brake pressure command value calculation unit 630 in FIG._EBased on (t), the engine brake torque TE when the throttle is fully closed is determined from the engine total performance map shown in FIG._COM′ For the engine brake torque TE_COM'And engine torque command value TE_COMFrom (t), the brake pressure command value REF_PBRK(t) is calculated and output to the brake actuator 50.
REF_PBRK(t) = (TE_COM-TE_COM′) · Gm · Gf / {4 · (2 · AB · RB · μB)}
Where Gm is the gear ratio of the automatic transmission, AB is the wheel cylinder force (cylinder pressure × area), RB is the effective radius of the disk rotor, and μB is the pad friction coefficient.
[0060]
Next, vehicle speed control interruption processing will be described.
The vehicle speed control interruption determination unit 620 in FIG. 10 inputs the accelerator operation amount APO detected by the accelerator pedal sensor 90, and compares the accelerator operation amount APO with a predetermined value. This predetermined value is the target throttle opening TVO input from the target throttle opening calculation unit 570._COMAccelerator operation amount APO equivalent to₁That is, the value of the accelerator opening corresponding to the automatically controlled vehicle speed at that time. When the accelerator operation amount APO is larger than the predetermined value, that is, when the driver depresses the accelerator pedal, the throttle opening is opened more than the throttle opening by the throttle actuator 60 at that time. The vehicle speed control interruption signal is output.
[0061]
Then, in response to the vehicle speed control interruption signal, the drive torque command value calculation unit 530 and the target throttle opening calculation unit 570 initialize the calculation up to that time, and the continuously variable transmission 70 is transmitted to the constant speed travel shift map by the transmission controller. To the normal travel shift map. In other words, the constant speed traveling by the automatic control is interrupted and the normal traveling control corresponding to the driver's accelerator operation is performed.
[0062]
The continuously variable transmission 70 has a shift map for normal travel and a shift map for constant speed travel. When the constant speed travel control is interrupted, the vehicle speed control device sends the transmission to the transmission, and from the constant speed travel shift map to the normal travel shift map. A command to switch to is output. Here, the normal travel shift map is, for example, a steep (high responsiveness) control map so that the downshift does not become slow during acceleration, and the constant speed travel shift map is gentle so as to give a relaxed feeling. By making it a control map, the driver is prevented from feeling uncomfortable when switching from constant speed to normal driving.
[0063]
Further, the vehicle speed control interruption determination unit 620 stops the output of the vehicle speed control interruption signal when the accelerator operation amount AP0 returns below a predetermined value, and the vehicle speed V_A(t) is the vehicle speed specified maximum value V_SMAXIf greater than, a deceleration request is output to the drive torque command value calculation unit 530. When the output of the vehicle speed control interruption signal from the vehicle speed control interruption determination unit 620 is stopped and a deceleration request is input, the driving torque instruction value calculation unit 530 calculates the calculated driving force instruction value d._FC(t) is controlled by the throttle opening calculated by the target throttle opening calculation unit 570 so as to be realized by the throttle, but when the braking force is not sufficient only by fully closing the throttle, the throttle and the gear ratio The shift ratio command value DRATIO (shift down request) is output from the shift command value calculation unit 540 regardless of whether it is a downhill road or a flat road, so that the downshift control of the continuously variable transmission 70 is performed. Control to compensate for insufficient braking force.
[0064]
Also, a driving (braking in this case) force command value d_FCWhen (t) is large and the braking force due to the downshift of the continuously variable transmission is at the upper limit, the braking force is supplemented by normal braking on a flat road, but on the downhill road, the braking torque is calculated from the drive torque command value calculation unit 530 Brake control prohibition signal B to command value calculation unit 630_PIs output, thereby prohibiting brake control on downhill roads. The reason for controlling in this way is as follows. That is, on a downhill road, if deceleration is performed with a brake, it is necessary to continuously apply the brake, which may cause problems such as brake fade. For this reason, as described above, on downhill roads, braking is performed without using a brake by controlling to obtain the required braking force only by throttle opening and deceleration by downshift control of the continuously variable transmission. Yes.
[0065]
Even if the driver temporarily decelerates the accelerator pedal and accelerates the constant speed running control by the above method and then returns to the constant speed running control again, the transmission shifts down, Since it becomes possible to obtain a deceleration larger than the deceleration of only the throttle opening fully closed control, the convergence time to the target vehicle speed can be shortened. Further, by using a continuously variable transmission, there is no shift shock even on a long downhill, and the vehicle speed command value change amount ΔV is greater than the deceleration of only the throttle opening fully closed control._COMSince the throttle and the gear ratio are controlled so as to realize the drive torque based on (t), the vehicle can be smoothly decelerated while maintaining a predetermined deceleration. Since a shock occurs at the time of downshifting in an ordinary stepped transmission, conventionally only throttle control is performed even when the deceleration control request is large as described above, and transmission downshift control is not performed. However, if the continuously variable transmission is used, the downshift can be performed smoothly. Therefore, by performing the control as described above, it is possible to smoothly decelerate with a large deceleration greater than the deceleration only for the throttle opening fully closed control.
Next, vehicle speed control stop processing will be described.
The driving wheel acceleration calculation unit 600 of FIG._A(t) is input, and the driving wheel acceleration α_OBS(t) is calculated.
α_OBS(t) = [K_OBS・ S / (T_OBS・ S²+ S + K_OBS)] ・ V_A(t)
However, K_OBSIs a constant, T_OBSIs a time constant.
The above vehicle speed V_ASince (t) is a value calculated from the rotation speed of the tire (drive wheel) as described above, this value itself is a value corresponding to the rotation speed of the drive wheel, and the drive wheel acceleration α described above._OBS(t) is the drive wheel speed V_AThis is a value obtained by determining the amount of change in vehicle speed (drive wheel acceleration) from (t).
[0066]
Then, the vehicle speed control stop determination unit 610 determines the driving wheel acceleration α obtained by the driving wheel acceleration calculation unit 600._OBS(t) is compared with a predetermined acceleration limit value α (this acceleration is a value corresponding to the amount of change in the vehicle speed, for example, 0.2 G), and the driving wheel acceleration α is compared._OBSWhen (t) exceeds the acceleration limit value α, a vehicle speed control stop signal is output. In response to the vehicle speed control stop signal, the drive torque command value calculation unit 530 and the target throttle opening calculation unit 570 initialize the calculation. Note that once the vehicle speed control is stopped, the vehicle speed control does not return until the set switch 20 is turned on again.
[0067]
The apparatus of FIG. 10 has a vehicle speed command value change amount ΔV determined by a vehicle speed command value change amount determination unit 590._COMTherefore, the vehicle speed command value change amount limit value [e.g., 0.06G = 0.021 (km / h) / 10 (ms)] is used in a normal state. There will be no change in vehicle speed. Therefore, driving wheel acceleration α_OBSWhen (t) exceeds a predetermined acceleration limit value α (for example, 0.2 G) larger than the value corresponding to the vehicle speed command value change amount limit value, there is a possibility that slip has occurred in the drive wheels. high. Thus, driving wheel acceleration α_OBSThe occurrence of slip can be detected by comparing (t) with a predetermined acceleration limit value α. For this reason, a normal vehicle speed sensor (the rotational speed of the driving wheel) can be used without providing a separate acceleration sensor with a slip suppression device such as a TCS (traction control system) or detecting the rotational speed difference between the driving wheel and the driven wheel. Drive wheel acceleration α with the output from the sensor_OBSTherefore, it is possible to make a slip determination and a control stop determination. Further, the vehicle speed command value change amount ΔV_COMBy increasing the value, the response to the target vehicle speed can be improved. Drive wheel acceleration α_OBSInstead of determining whether to stop the constant speed traveling control from the comparison between (t) and a predetermined value, the vehicle speed command value change amount ΔV calculated by the vehicle speed command value change amount determination unit 590 is calculated._COMAnd driving wheel acceleration α_OBSThe control may be stopped when the difference from (t) exceeds a predetermined value.
[0068]
In addition, in the vehicle speed command value determination unit 510 of FIG. 10, it is determined whether or not a preceding vehicle is detected based on the input flag F. If it is determined that no preceding vehicle is detected, the vehicle speed calculated by itself is determined. Command value V_COM(t) is the input vehicle speed V_AWhen it is higher than (t) and changes in the deceleration direction (V_SMAX<V_AWhether or not). And vehicle speed command value V_COMVehicle speed V_A(t) or lower predetermined speed V_COM(t) (for example, a value obtained by subtracting 5 km / h from the own vehicle speed) and C in the drive torque command value calculation unit 530 shown in FIG.₂(s) ・ V_A(t) -C₁(s) ・ d_FC(t) = d_VC so that the output of (t) is zero.₂(s) and C₁The initial value of the integrator in (s) is the vehicle speed V_A(t). This result C₁The output of (s) is also C₂The output of (s) is also V_A(t), resulting in disturbance estimate d_V(t) is zero.
Furthermore, as a timing for performing the above control, V_COMΔV which is the rate of change of (t)_COMAssume that (t) is larger than the predetermined value (0.06G) on the deceleration side. As a result, unnecessary initialization (V_A(t) → V_COMSince (t) initialization and integrator initialization) are reduced, deceleration shock is reduced.
As described above, when the vehicle speed command value (incremental control command value until reaching the target vehicle speed) is greater than the actual vehicle speed and the temporal change of the vehicle speed command value changes in the deceleration direction, the vehicle speed command value Can be quickly converged to the target vehicle speed by changing to a predetermined vehicle speed equal to or less than the actual vehicle speed. Further, the continuity of the control can be maintained by initializing the drive torque command value calculation unit 530 using the set actual vehicle speed or a vehicle speed lower than that.
[0069]
In the vehicle speed control device that controls the actual inter-vehicle distance to match the target inter-vehicle distance so that the vehicle travels with the target inter-vehicle distance set by the driver, the vehicle speed command value is the target inter-vehicle distance. Although the distance is set to be maintained, if it is determined that the preceding vehicle is detected by the input flag F, the actual inter-vehicle distance is equal to or less than a predetermined value and the vehicle speed command value change amount ΔV_COMWhen (t) is larger than the predetermined value (0.06G) on the deceleration side, the vehicle speed command value V_COMChange of (t) [V_A(t) → V_COM(t)] and a drive torque command value calculation unit 530 (specifically, an integrator therein) are initialized. With this configuration, it is possible to quickly converge to the target inter-vehicle distance, so that there is no possibility of being too close to the preceding vehicle, and continuity of control can be maintained. This also eliminates unnecessary initialization [V_A(t) → ΔV_COMSince (t) initialization and integrator initialization) are reduced, deceleration shock is reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of an inter-vehicle distance control device according to the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of an inter-vehicle distance command value calculation unit 110. FIG.
FIG. 3 is a characteristic diagram showing a step response of a transfer function of a set inter-vehicle time phase advance compensation unit 111;
4 is a block diagram showing a configuration of a vehicle speed control system feedback characteristic determination unit 300. FIG.
FIG. 5 is a characteristic diagram for determining each coefficient in the vehicle speed control system feedback characteristic determination unit 300, (a) is an inter-vehicle control feedback system damping coefficient ζ;_nDB(B) is the natural frequency ω of the inter-vehicle control feedback system._nDBA map for determining.
FIG. 6: Correction coefficient C_D1A map to ask for.
[Fig. 7] Road surface slope amount φ_AMap for obtaining (t).
FIG. 8: Correction coefficient C_D3A map to ask for.
FIG. 9: Correction coefficient C_D4A map to ask for.
FIG. 10 is a block diagram showing the overall configuration of the vehicle speed control device.
11 is a block diagram showing a configuration of a lateral G vehicle speed correction amount calculation unit 580. FIG.
FIG. 12: Vehicular speed V_AAnd FIG. 6 is a characteristic diagram showing the relationship between the low-pass filter cutoff frequency fc.
FIG. 13: Vehicle speed correction amount V_SUBCorrection coefficient for calculating (t) and lateral Y value Y_GThe characteristic view which shows the relationship with (t).
FIG. 14 Natural frequency ω_nSTRAnd own vehicle speed V_AThe characteristic view which shows the relationship.
FIG. 15: Vehicular speed V_A(t) and vehicle speed command maximum value V_SMAXThe absolute value of the deviation from the vehicle speed command value change amount ΔV_COMThe characteristic view which shows the relationship with (t).
16 is a block diagram showing a configuration of a drive torque command value calculation unit 530. FIG.
FIG. 17 is a diagram showing an example of an engine nonlinear steady-state characteristic map.
FIG. 18 is a diagram showing an example of a throttle opening degree estimation map.
FIG. 19 is a diagram showing an example of a CVT shift map.
FIG. 20 is a diagram showing an example of an overall engine performance map.
FIG. 21 is a block diagram showing another configuration example of the drive torque command value calculation unit 530;
[Explanation of symbols]
10 ... Vehicle speed sensor 15 ... Inter-vehicle distance sensor
20 ... Set switch 30 ... Coast switch
40 ... Accelerator switch 50 ... Brake actuator
60 ... Throttle actuator 70 ... Continuously variable transmission
80 ... Engine rotation sensor 90 ... Accelerator pedal sensor
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Steering angle sensor 105 ... Inter-vehicle distance control part
110: Inter-vehicle distance command value calculation unit 111 ... Set inter-vehicle time phase advance compensation unit
112 ... Inter-vehicle distance command value determining unit 120 ... Target inter-vehicle distance calculating unit
130: Precompensation vehicle speed command value calculation unit 140 ... Inter-vehicle control vehicle speed command value calculation unit
150 ... Inter-vehicle time setting section
300: Inter-vehicle control feedback characteristic determination unit
310 ... feedback system damping coefficient determination unit
311: Feedback system damping coefficient correction unit
320 ... Feedback system natural frequency determination unit
330... Feedback system natural frequency first correction unit
331 ... Feedback system natural frequency second correction unit
340 ... feedback constant determination unit
500: Vehicle speed control unit 510: Vehicle speed command value determination unit
520 ... Vehicle speed command maximum value setting unit 530 ... Drive torque command value calculation unit
540 ... Shift command value calculation unit 550 ... Actual gear ratio calculation unit
560 ... Engine torque command value calculation unit 570 ... Target throttle opening calculation unit
580 ... Lateral G vehicle speed correction amount calculation unit 581 ... Steering angle signal LPF unit
582 ... Lateral G calculation unit 583 ... Vehicle speed correction amount calculation map
590: Vehicle speed command value change amount determination unit 600: Drive wheel acceleration calculation unit
610: Vehicle speed control stop determination unit 620: Vehicle speed control interruption determination unit
630 ... Brake pressure command value calculation unit
L_A(t) ... Inter-vehicle distance ΔV (t) ... Relative speed
V^*(t) ... Vehicle speed command value for inter-vehicle distance control d_T(t) Time between vehicles
L^*(t) ... Inter-vehicle distance command value ΔV_T(t) ... Target relative speed
L_T(t) ... Target inter-vehicle distance F ... Previous vehicle flag
V_C(t) ... Corrected vehicle speed command value
f_L, F_V... Feedback constant
V_A(t) ... Vehicle speed V_SMAX... Maximum vehicle speed command
θ (t): Steering angle V_SUB(t) ... Vehicle speed correction amount
θ_LPF(t) Steering angle LPF value V_COM(t) ... Vehicle speed command value
ΔV_COM(t) ... Vehicle speed command value change amount d_FC(t) ... Drive torque command value
d_V(t) ... Disturbance estimate
d_V(t) ′: Driving torque command value correction amount
d_FA(t) ... Actual drive torque C_F(s): Precompensator
C_R(s) ... Standard model calculation unit
d_FC1(t) ... Reference drive torque command value
C₁(s), C₂(s), C₃(s) ... Compensator
C₃(s) ’… Feedback compensator
s ... differential operator
fc: LPF cutoff frequency
Y_G(t): Horizontal G value ψ: Yaw rate
ω_nSTR... Natural frequency of vehicle response to steering angle
α_OBS... Drive wheel acceleration
TVO_ESTI... Throttle opening estimated value
TVO_COM... Target throttle opening APO ... Accelerator operation amount
N_{IN_COM}... Engine speed command value DRATIO (t) ... Shift command value
TE_COM(t) ... Engine torque command value
TE_COM′… Engine brake torque
REF_PBRK(t) ... Brake pressure command value B_P... Brake control prohibition signal

Claims (1)

先行車と自車両との車間距離に応じて車速を制御することにより、前記車間距離を設定値に保つようにフィードバック制御する車間距離制御装置において、
前記フィードバック制御の応答性を定める伝達関数の固有振動数を、先行車と自車両との相対速度に応じて設定し、さらに前記固有振動数を補正する補正係数を、先行車と自車両との車間距離が第１の所定値と第１の所定値よりも大きい第２の所定値との間にあるときは一定値とし、前記第１の所定値以下の範囲では、前記車間距離が小さくなるほど応答性を速くする値にし、前記第２の所定値以上の範囲では、前記車間距離が大きいほど応答性を遅くする値にすることを特徴とする車間距離制御装置。In the inter-vehicle distance control device that performs feedback control so as to keep the inter-vehicle distance at a set value by controlling the vehicle speed according to the inter-vehicle distance between the preceding vehicle and the host vehicle,
The natural frequency of the transfer function that determines the responsiveness of the feedback control is set according to the relative speed between the preceding vehicle and the host vehicle, and a correction coefficient for correcting the natural frequency is set between the preceding vehicle and the host vehicle. When the inter-vehicle distance is between a first predetermined value and a second predetermined value that is greater than the first predetermined value, a constant value is set, and within the first predetermined value or less, the inter-vehicle distance decreases as the inter-vehicle distance decreases. The inter-vehicle distance control device, wherein the responsiveness is set to a value that increases, and the responsiveness is set to a value that decreases as the inter-vehicle distance increases within a range equal to or greater than the second predetermined value.

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