JPH058660A - 車両用速度制御装置 - Google Patents
車両用速度制御装置Info
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- JPH058660A JPH058660A JP3154694A JP15469491A JPH058660A JP H058660 A JPH058660 A JP H058660A JP 3154694 A JP3154694 A JP 3154694A JP 15469491 A JP15469491 A JP 15469491A JP H058660 A JPH058660 A JP H058660A
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
- B60K31/00—Vehicle fittings, acting on a single sub-unit only, for automatically controlling vehicle speed, i.e. preventing speed from exceeding an arbitrarily established velocity or maintaining speed at a particular velocity, as selected by the vehicle operator
- B60K31/02—Vehicle fittings, acting on a single sub-unit only, for automatically controlling vehicle speed, i.e. preventing speed from exceeding an arbitrarily established velocity or maintaining speed at a particular velocity, as selected by the vehicle operator including electrically actuated servomechanism including an electric control system or a servomechanism in which the vehicle velocity affecting element is actuated electrically
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- B60K31/042—Vehicle fittings, acting on a single sub-unit only, for automatically controlling vehicle speed, i.e. preventing speed from exceeding an arbitrarily established velocity or maintaining speed at a particular velocity, as selected by the vehicle operator including electrically actuated servomechanism including an electric control system or a servomechanism in which the vehicle velocity affecting element is actuated electrically and means for comparing one electrical quantity, e.g. voltage, pulse, waveform, flux, or the like, with another quantity of a like kind, which comparison means is involved in the development of an electrical signal which is fed into the controlling means where at least one electrical quantity is set by the vehicle operator
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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-
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-
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- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Control Of Fluid Gearings (AREA)
- Feedback Control In General (AREA)
- Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
- Control Of Transmission Device (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、車両の動特性を逐次推定し、定速
走行制御時の制御特性を調節する機能を有する車両用速
度制御装置において、車両の静特性が変化した場合であ
っても、車両の動特性を正確に推定すること。 【構成】 車速及びチュエータの動作位置を検出するセ
ンサ26,29と、検出された車速及びアクチュエータ
の動作位置を、車両の静特性の変化の影響を受けず常に
一定である仮想動作点を基準とするデータに変換するデ
ータ変換部8と、この変換データに基づいて車両の動特
性を推定する車両モデル推定部5と、推定された車両モ
デルに応じてフィードバック制御におけるフィードバッ
クゲインを算出する算出部4とを備える。上記仮想動作
点を基準として変換された変換データは、車両の動特性
によるもののみとなり、これらの変換データに基づいて
車両の動特性を正確に推定することができる。
走行制御時の制御特性を調節する機能を有する車両用速
度制御装置において、車両の静特性が変化した場合であ
っても、車両の動特性を正確に推定すること。 【構成】 車速及びチュエータの動作位置を検出するセ
ンサ26,29と、検出された車速及びアクチュエータ
の動作位置を、車両の静特性の変化の影響を受けず常に
一定である仮想動作点を基準とするデータに変換するデ
ータ変換部8と、この変換データに基づいて車両の動特
性を推定する車両モデル推定部5と、推定された車両モ
デルに応じてフィードバック制御におけるフィードバッ
クゲインを算出する算出部4とを備える。上記仮想動作
点を基準として変換された変換データは、車両の動特性
によるもののみとなり、これらの変換データに基づいて
車両の動特性を正確に推定することができる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は車両用速度制御装置に関
し、特に車両のモデルを逐次推定して、定速走行制御時
の制御特性を調節する機能を有する車両用速度制御装置
に関する。
し、特に車両のモデルを逐次推定して、定速走行制御時
の制御特性を調節する機能を有する車両用速度制御装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の車両用速度制御装置とし
ては、例えば実開昭64−44230号公報に提案され
るものがある。
ては、例えば実開昭64−44230号公報に提案され
るものがある。
【0003】この従来装置においては、車両の走行条件
に応じて変化する車両の動特性を実時間で推定し、この
推定結果に基づき、PID制御演算における制御係数を
求めている。
に応じて変化する車両の動特性を実時間で推定し、この
推定結果に基づき、PID制御演算における制御係数を
求めている。
【0004】この結果、定速走行制御にとって外乱とな
る運転条件の変化に適応した制御特性が得られ、最適な
速度制御を行うことができる。
る運転条件の変化に適応した制御特性が得られ、最適な
速度制御を行うことができる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ここで、車両のモデル
は、図24に示すように、静特性と動特性とによって決
定される。
は、図24に示すように、静特性と動特性とによって決
定される。
【0006】車両の静特性とは、一定のスロットル開度
が与えられたときに、そのスロットル開度によって定常
的に到達する車速との関係を表すものである。このスロ
ットル開度と車速とは、ほぼ比例関係にあるため、車両
の静特性は一次関数によって近似することができる。
が与えられたときに、そのスロットル開度によって定常
的に到達する車速との関係を表すものである。このスロ
ットル開度と車速とは、ほぼ比例関係にあるため、車両
の静特性は一次関数によって近似することができる。
【0007】また、車両の動特性とは、スロットル開度
を入力とし、車速を出力として、入力のスロットル開度
が変化したときに出力の車速がどのように変化するか、
その関係を表すものである。この車両の動特性が推定す
べき車両モデルであり、車両の動特性は、車両の重量等
を考慮すると、一次の伝達関数で表すことができる。な
お、伝達関数におけるゲインKは、スロットル開度が1
度変化した時に車速が何キロ変化するかを示し、時定数
τは、車速変化がゲインKの63%に到るまでの時間を
示す。
を入力とし、車速を出力として、入力のスロットル開度
が変化したときに出力の車速がどのように変化するか、
その関係を表すものである。この車両の動特性が推定す
べき車両モデルであり、車両の動特性は、車両の重量等
を考慮すると、一次の伝達関数で表すことができる。な
お、伝達関数におけるゲインKは、スロットル開度が1
度変化した時に車速が何キロ変化するかを示し、時定数
τは、車速変化がゲインKの63%に到るまでの時間を
示す。
【0008】このような車両のモデルにおける動特性
は、車両の静特性が不変であると仮定すれば、検出され
たスロットル開度の変化に対する車速の変化に基づいて
推定することができる。そして、推定された動特性によ
る動特性分による車速と、静特性分の車速とを加算した
ものが実際の車速の推定値となる。
は、車両の静特性が不変であると仮定すれば、検出され
たスロットル開度の変化に対する車速の変化に基づいて
推定することができる。そして、推定された動特性によ
る動特性分による車速と、静特性分の車速とを加算した
ものが実際の車速の推定値となる。
【0009】しかしながら、例えば車両が走行する路面
の勾配や積載重量等が変化すると、車両の静特性は変化
する。このように車両の静特性が変化した場合、単に検
出された車速とスロットル開度とから動特性を推定しよ
うとすると、その車速とスロットル開度とには、車両の
静特性の変化による変動分も含まれるため、車両の動特
性が誤って推定される恐れがある。
の勾配や積載重量等が変化すると、車両の静特性は変化
する。このように車両の静特性が変化した場合、単に検
出された車速とスロットル開度とから動特性を推定しよ
うとすると、その車速とスロットル開度とには、車両の
静特性の変化による変動分も含まれるため、車両の動特
性が誤って推定される恐れがある。
【0010】そこで、本発明では、車両の静特性の変化
の影響を受けない仮想動作点を採用し、その仮想動作点
を基準として変換された車速及びスロットル開度を用い
て車両の動特性を推定することにより、車両の静特性が
変化した場合であっても、車両の動特性を正確に推定
し、この推定された動特性により定速走行制御における
制御性を向上させることが可能な車両用速度制御装置を
提供することを目的とする。
の影響を受けない仮想動作点を採用し、その仮想動作点
を基準として変換された車速及びスロットル開度を用い
て車両の動特性を推定することにより、車両の静特性が
変化した場合であっても、車両の動特性を正確に推定
し、この推定された動特性により定速走行制御における
制御性を向上させることが可能な車両用速度制御装置を
提供することを目的とする。
【0011】上記の目的を達成するために、本発明によ
る車両用速度制御装置は、車両の走行速度を検出する速
度検出手段と、定速走行時の目標速度を設定する目標速
度設定手段と、前記車両の走行速度を調節するアクチュ
エータと、前記車両の走行速度が前記目標速度に追従す
るように、前記アクチュエータを制御する制御手段と、
前記アクチュエータの動作位置を検出する動作位置検出
手段と、トランスミッションのシフト状態を検出するシ
フト状態検出手段と、前記トランスミッションのシフト
状態に対応して、予め記憶されている前記アクチュエー
タの動作位置に対する前記車両の走行速度の静特性の原
点を示す仮想動作点を設定する設定手段と、前記速度検
出手段によって検出された走行速度及び前記動作位置検
出手段によって検出されたアクチュエータの動作位置
を、前記設定手段によって設定された前記仮想動作点を
基準とするデータに変換するデータ変換手段と、前記デ
ータ変換手段によってそれぞれ変換された前記走行速度
及び前記アクチュエータの動作位置に基づいて、前記ア
クチュエータの動作位置変化に対する前記車両の走行速
度の変化から前記車両の動特性を推定する推定手段と、
前記推定手段によって推定された車両の動特性に応じ
て、前記制御手段の制御特性を調節する調節手段とを備
える。
る車両用速度制御装置は、車両の走行速度を検出する速
度検出手段と、定速走行時の目標速度を設定する目標速
度設定手段と、前記車両の走行速度を調節するアクチュ
エータと、前記車両の走行速度が前記目標速度に追従す
るように、前記アクチュエータを制御する制御手段と、
前記アクチュエータの動作位置を検出する動作位置検出
手段と、トランスミッションのシフト状態を検出するシ
フト状態検出手段と、前記トランスミッションのシフト
状態に対応して、予め記憶されている前記アクチュエー
タの動作位置に対する前記車両の走行速度の静特性の原
点を示す仮想動作点を設定する設定手段と、前記速度検
出手段によって検出された走行速度及び前記動作位置検
出手段によって検出されたアクチュエータの動作位置
を、前記設定手段によって設定された前記仮想動作点を
基準とするデータに変換するデータ変換手段と、前記デ
ータ変換手段によってそれぞれ変換された前記走行速度
及び前記アクチュエータの動作位置に基づいて、前記ア
クチュエータの動作位置変化に対する前記車両の走行速
度の変化から前記車両の動特性を推定する推定手段と、
前記推定手段によって推定された車両の動特性に応じ
て、前記制御手段の制御特性を調節する調節手段とを備
える。
【0012】
【作用】上記構成により、検出された車両の走行速度及
びアクチュエータの動作位置が、仮想動作点を基準とす
るデータに変換される。そして、変換されたデータに基
づいて、車両の動特性が推定される。
びアクチュエータの動作位置が、仮想動作点を基準とす
るデータに変換される。そして、変換されたデータに基
づいて、車両の動特性が推定される。
【0013】ここで、上記仮想動作点は、例えば車両が
走行する路面勾配の変化による車両の静特性の変化の影
響を受けず、常に一定である。このため、仮想動作点を
基準とするデータに変換することにより、車両のアクチ
ュエータの動作位置の変化に対する車速の変化は、車両
の動特性のみを示すものとなり、これらの変換データに
基づいて車両の動特性を正確に推定することができる。
走行する路面勾配の変化による車両の静特性の変化の影
響を受けず、常に一定である。このため、仮想動作点を
基準とするデータに変換することにより、車両のアクチ
ュエータの動作位置の変化に対する車速の変化は、車両
の動特性のみを示すものとなり、これらの変換データに
基づいて車両の動特性を正確に推定することができる。
【0014】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図2は、車両用速度制御装置の構成図である。
10は電子制御装置(ECU)であり、CPU11,R
OM12,RAM12,バックアップRAM14を備え
ている。18は定電圧電源で、CPU11,ROM1
2,RAM13及びA/Dコンバータ(ADC)15に
定電圧を供給している。バックアップRAM14は、バ
ッテリ25より定電圧が供給されており、イグニッショ
ンスイッチをオフしても記憶内容は保持される。さら
に、ECU10は、入出力ポート16、そして、これら
を相互に接続しているバス17を備えている。
明する。図2は、車両用速度制御装置の構成図である。
10は電子制御装置(ECU)であり、CPU11,R
OM12,RAM12,バックアップRAM14を備え
ている。18は定電圧電源で、CPU11,ROM1
2,RAM13及びA/Dコンバータ(ADC)15に
定電圧を供給している。バックアップRAM14は、バ
ッテリ25より定電圧が供給されており、イグニッショ
ンスイッチをオフしても記憶内容は保持される。さら
に、ECU10は、入出力ポート16、そして、これら
を相互に接続しているバス17を備えている。
【0015】また、30はアクチュエータであり、エン
ジン(図示せず)へ供給する吸気量を調整するスロット
ルバルブ23を定速走行制御時に開閉駆動するものであ
る。このアクチュエータ30は、モータ19,減速機2
0,クラッチ21及びアクチュエータ位置センサ29を
有し、スロットルバルブ23とリンク機構22によって
連結されている。そして、定速走行制御時は、ECU1
0からの信号によりクラッチ21が連結され、またモー
タ30がECU10から駆動信号(デューティ信号)を
与えられて回転し、スロットルバルブ23を駆動する。
アクチュエータ位置センサ29は、クラッチ21に取り
付けられており、スロットルバルブの開度を検出するス
ロットルセンサがない車両でもスロットル開度が検出で
きるように構成されている。なおこのアクチュエータ位
置センサ29は減速機20に取り付けても良い。
ジン(図示せず)へ供給する吸気量を調整するスロット
ルバルブ23を定速走行制御時に開閉駆動するものであ
る。このアクチュエータ30は、モータ19,減速機2
0,クラッチ21及びアクチュエータ位置センサ29を
有し、スロットルバルブ23とリンク機構22によって
連結されている。そして、定速走行制御時は、ECU1
0からの信号によりクラッチ21が連結され、またモー
タ30がECU10から駆動信号(デューティ信号)を
与えられて回転し、スロットルバルブ23を駆動する。
アクチュエータ位置センサ29は、クラッチ21に取り
付けられており、スロットルバルブの開度を検出するス
ロットルセンサがない車両でもスロットル開度が検出で
きるように構成されている。なおこのアクチュエータ位
置センサ29は減速機20に取り付けても良い。
【0016】戻しバネ24は、クラッチが切られたとき
にスロットルバルブが全閉になるように力を加えてい
る。ここで、図4に、アクチュエータ位置acpとスロ
ットル開度Taの対応図を示す。図4から明らかなよう
にacp=2(deg.)の時、Ta=0(deg.)
となっている。これはアクチュエータ位置acpが全閉
位置の時には必ずスロットル開度Taが全閉位置になる
ようにして暴走を防止しているためである。また、ac
p=45(deg.)の時、即ちアクチュエータ位置a
cpが全開位置のときでもスロットル開度Taは全開位
置にならないようにしてスロットルバルブ23のストッ
パーの損傷を防止している。そして、スロットル開度T
aは以下の式により算出できる。
にスロットルバルブが全閉になるように力を加えてい
る。ここで、図4に、アクチュエータ位置acpとスロ
ットル開度Taの対応図を示す。図4から明らかなよう
にacp=2(deg.)の時、Ta=0(deg.)
となっている。これはアクチュエータ位置acpが全閉
位置の時には必ずスロットル開度Taが全閉位置になる
ようにして暴走を防止しているためである。また、ac
p=45(deg.)の時、即ちアクチュエータ位置a
cpが全開位置のときでもスロットル開度Taは全開位
置にならないようにしてスロットルバルブ23のストッ
パーの損傷を防止している。そして、スロットル開度T
aは以下の式により算出できる。
【0017】
【数1】 また、車速センサ26は従動輪27の回転より車両の車
速を検出する。
速を検出する。
【0018】さらに指令装置28は、周知の通り、メイ
ンスイッチ(s/w),セットs/w,リジュームs/
w,キャンセルs/w等が備えられており、ドライバー
の要求をECU10に伝える。本実施例においては、メ
インs/wがonの場合、走行中にドライバーがセット
s/wを押下すると、その時の車速を目標車速とし、実
際の車速がその目標車速になるようにフィードバック制
御される。
ンスイッチ(s/w),セットs/w,リジュームs/
w,キャンセルs/w等が備えられており、ドライバー
の要求をECU10に伝える。本実施例においては、メ
インs/wがonの場合、走行中にドライバーがセット
s/wを押下すると、その時の車速を目標車速とし、実
際の車速がその目標車速になるようにフィードバック制
御される。
【0019】図3に制御系の構成図を示す。本実施例で
は、基本的な定速制御系(本実施例ではPI補償器であ
るが、他にPID補償器,PD補償器によっても実現で
きる。)に、アクチュエータ位置と車速の動きに基づい
て時々刻々、車両モデルを推定し、最適なフィードバッ
ク(F/B)ゲインを計算,更新するセルフチューニン
グ機構が付加されている。以下、順に説明する。
は、基本的な定速制御系(本実施例ではPI補償器であ
るが、他にPID補償器,PD補償器によっても実現で
きる。)に、アクチュエータ位置と車速の動きに基づい
て時々刻々、車両モデルを推定し、最適なフィードバッ
ク(F/B)ゲインを計算,更新するセルフチューニン
グ機構が付加されている。以下、順に説明する。
【0020】2は、定速走行F/B制御(車速サーボ処
理)の為の補償器であり、本実施例ではPI補償器を構
成している。ドライバーがセットs/wを押下した時の
車速を目標車速spd* として、実車速spdとの偏差
errに基づいて、比例項と積分項により偏差が0にな
るように、目標アクチュエータ位置acp* を計算す
る。
理)の為の補償器であり、本実施例ではPI補償器を構
成している。ドライバーがセットs/wを押下した時の
車速を目標車速spd* として、実車速spdとの偏差
errに基づいて、比例項と積分項により偏差が0にな
るように、目標アクチュエータ位置acp* を計算す
る。
【0021】図6は離散値系で記述した場合の補償器2
のブロック図である。ここで、1/(1−z-1)は積分
器を示し(z-1は遅れ演算子)、偏差errを積分す
る。Kvi,Kvpは、それぞれ、積分ゲイン,比例ゲ
インを示す。これは、各サンプル時点kにおける式にす
ると以下の様になる。尚、k−1は前回サンプル時点を
示す。
のブロック図である。ここで、1/(1−z-1)は積分
器を示し(z-1は遅れ演算子)、偏差errを積分す
る。Kvi,Kvpは、それぞれ、積分ゲイン,比例ゲ
インを示す。これは、各サンプル時点kにおける式にす
ると以下の様になる。尚、k−1は前回サンプル時点を
示す。
【0022】
【数2】 偏差 : err(k)=spd* (k)−spd(k)
【0023】
【数3】 積分 : ierr(k)=ierr(k−1)+err(k)
【0024】
【数4】目標アクチュエータ位置 : acp* (k)=Kvp・err(k)+Kvi・ie
rr(k)+opacp なお、opacpはアクチュエータ側の動作点(オフセ
ット)である。
rr(k)+opacp なお、opacpはアクチュエータ側の動作点(オフセ
ット)である。
【0025】図5は、4速,平坦路でのアクチュエータ
位置acpに対する車速spdの静特性を示しており、
目標車速spd* が決まったとき、それに対応するアク
チュエータ位置acpがオフセットopacpである。
すなわち定速制御開始時、車速spdが落ち込む事がな
い様に、目標アクチュエータ位置acp* がオフセット
値opacpになる様にし、アクチュエータをすみやか
に最適位置に設定する。この静特性は、ECU10のR
OM12にテーブルデータとして予め記憶されており、
線形補間して計算される。また、定速制御の開始時の積
分値ierr(k)の初期値は、目標アクチュエータ位
置acp* がオフセット値になる様に数式4を逆算して
求める。すなわち、
位置acpに対する車速spdの静特性を示しており、
目標車速spd* が決まったとき、それに対応するアク
チュエータ位置acpがオフセットopacpである。
すなわち定速制御開始時、車速spdが落ち込む事がな
い様に、目標アクチュエータ位置acp* がオフセット
値opacpになる様にし、アクチュエータをすみやか
に最適位置に設定する。この静特性は、ECU10のR
OM12にテーブルデータとして予め記憶されており、
線形補間して計算される。また、定速制御の開始時の積
分値ierr(k)の初期値は、目標アクチュエータ位
置acp* がオフセット値になる様に数式4を逆算して
求める。すなわち、
【0026】
【数5】ierr(k)=1/Kvi{acp* −Kv
p・err(k)−opacp} ここで、acp* =opacpと置くと、偏差err=
0よりierr=0が初期値として設定される。すなわ
ち、数式5のacp* に希望とするオフセット(初期目
標アクチュエータ位置)をセットすれば良い。
p・err(k)−opacp} ここで、acp* =opacpと置くと、偏差err=
0よりierr=0が初期値として設定される。すなわ
ち、数式5のacp* に希望とするオフセット(初期目
標アクチュエータ位置)をセットすれば良い。
【0027】また、目標アクチュエータ位置acp* に
対しては、0≦acp* ≦45(deg.)の範囲の制
限を行い、算出された目標アクチュエータ位置acp*
が制限範囲から外れた時は、数式5により積分値ier
rをリセットする。
対しては、0≦acp* ≦45(deg.)の範囲の制
限を行い、算出された目標アクチュエータ位置acp*
が制限範囲から外れた時は、数式5により積分値ier
rをリセットする。
【0028】3は、アクチュエータ位置サーボ系であ
る。すなわち、実際のアクチュエータ位置acpが目標
アクチュエータ位置acp* になる様に、F/B系が構
成されている。本実施例では、アクチュエータ位置サー
ボ系の補償器としてPD制御を行う補償器3aを採用し
た。その理由としては、積分項を導入すると定常偏差が
なくなることは制御理論でいう内部モデル原理より明白
であるが、ロッド,メカ系の静摩擦やヒステリシスとい
った非線形の要因がある場合、積分項により制御が難し
くなる為である。定速制御の場合、車速の制御性だけで
なく、フィーリングも重視される為、このアクチュエー
タ位置サーボ系の制御性の善し悪しが全体の制御性にお
おきな影響を及ぼす。なお、制御性能を考慮しなけれ
ば、補償器3aによってP制御,PID制御を行っても
良い。
る。すなわち、実際のアクチュエータ位置acpが目標
アクチュエータ位置acp* になる様に、F/B系が構
成されている。本実施例では、アクチュエータ位置サー
ボ系の補償器としてPD制御を行う補償器3aを採用し
た。その理由としては、積分項を導入すると定常偏差が
なくなることは制御理論でいう内部モデル原理より明白
であるが、ロッド,メカ系の静摩擦やヒステリシスとい
った非線形の要因がある場合、積分項により制御が難し
くなる為である。定速制御の場合、車速の制御性だけで
なく、フィーリングも重視される為、このアクチュエー
タ位置サーボ系の制御性の善し悪しが全体の制御性にお
おきな影響を及ぼす。なお、制御性能を考慮しなけれ
ば、補償器3aによってP制御,PID制御を行っても
良い。
【0029】図7は、アクチュエータ位置サーボ系のブ
ロック線図である。補償器2の出力である目標アクチュ
エータ位置acp* と実アクチュエータ位置acpとの
偏差eracに対し、その比例項と微分項にゲインを掛
け、駆動duty信号を算出する。この計算値に対し、
+の場合、正転方向に、−の場合は、逆転方向にモータ
を回す様にしており、計算値の絶対値がそのduty比
となる。本実施例では、基本周期は25msであり、d
uty信号とアクチュエータ位置acpの線形領域が最
も広くとれる様に設定してある。以下に、各サンプル時
点kの計算式を示す。
ロック線図である。補償器2の出力である目標アクチュ
エータ位置acp* と実アクチュエータ位置acpとの
偏差eracに対し、その比例項と微分項にゲインを掛
け、駆動duty信号を算出する。この計算値に対し、
+の場合、正転方向に、−の場合は、逆転方向にモータ
を回す様にしており、計算値の絶対値がそのduty比
となる。本実施例では、基本周期は25msであり、d
uty信号とアクチュエータ位置acpの線形領域が最
も広くとれる様に設定してある。以下に、各サンプル時
点kの計算式を示す。
【0030】
【数6】 偏差 : erac(k)=acp* (k)−acp(k)
【0031】
【数7】duty : duty(k)=Kap・erac(k)+Kad・
(erac(k)−erac(k−1))
(erac(k)−erac(k−1))
【0032】
【数8】 ここで、メインとなる車速サーボ系とマイナーなアクチ
ャエータ位置サーボ系の2つに分けた理由は、車両系に
比べ、アクチャエータ系はメカ系の静摩擦やガタなどの
非線形の影響が大きい為、マイナーサーボ系を構成し、
なるべくその非線形部分を線形化する事により、非線形
要因が全体のサーボ系へ影響しないようするためであ
る。また、これによりアクチュエータだけを変更したり
する場合もマイナーサーボ系だけを適合すれば良いた
め、工数の低減にもなる。
ャエータ位置サーボ系の2つに分けた理由は、車両系に
比べ、アクチャエータ系はメカ系の静摩擦やガタなどの
非線形の影響が大きい為、マイナーサーボ系を構成し、
なるべくその非線形部分を線形化する事により、非線形
要因が全体のサーボ系へ影響しないようするためであ
る。また、これによりアクチュエータだけを変更したり
する場合もマイナーサーボ系だけを適合すれば良いた
め、工数の低減にもなる。
【0033】以上が通常の定速制御系である。以後は、
セルフチューニング機構について説明する。セルフチュ
ーニング機構は、車両に関する入出力情報(本実施例で
は、アクチュエータ位置と車速を用いているが、スロッ
トル開度と車速を用いても良い。)を使って、車両モデ
ルを推定する車両モデル推定部5とその推定されたモデ
ルパラメータに基づき、望ましい応答が得られる様に最
適なF/Bゲインを計算する最適ゲイン算出部4とから
構成されている。
セルフチューニング機構について説明する。セルフチュ
ーニング機構は、車両に関する入出力情報(本実施例で
は、アクチュエータ位置と車速を用いているが、スロッ
トル開度と車速を用いても良い。)を使って、車両モデ
ルを推定する車両モデル推定部5とその推定されたモデ
ルパラメータに基づき、望ましい応答が得られる様に最
適なF/Bゲインを計算する最適ゲイン算出部4とから
構成されている。
【0034】まず、車両モデルを推定する車両モデル推
定部5について説明する。本実施例においては、車両モ
デル推定部5での車両モデルのオンライン推定に逐次型
最小2乗法を採用した。逐次型最小2乗法による車両モ
デルのオンライン同定法に関しては、例えは、高橋安人
著「ディジタル制御」(1985年)岩波書店等に詳し
いが、ここでは1通りの見通しを与えることとする。
定部5について説明する。本実施例においては、車両モ
デル推定部5での車両モデルのオンライン推定に逐次型
最小2乗法を採用した。逐次型最小2乗法による車両モ
デルのオンライン同定法に関しては、例えは、高橋安人
著「ディジタル制御」(1985年)岩波書店等に詳し
いが、ここでは1通りの見通しを与えることとする。
【0035】まず、推定しようとするのは車両モデルで
あり、ここで言う車両モデルとは、アクチュエータ位置
(スロットル開度)の変化に対する車速の変化の動特性
である。ここで、車両モデルは、次のような伝達関数G
v(s)で表わされる。
あり、ここで言う車両モデルとは、アクチュエータ位置
(スロットル開度)の変化に対する車速の変化の動特性
である。ここで、車両モデルは、次のような伝達関数G
v(s)で表わされる。
【0036】
【数9】 ここで、τは時定数、Kはゲインである。実際には、
エンジン(E/G)トランスミッション等が含まれる
為、正確にはもっと高次モデルであるが、車両重量の影
響が大きい為、定速制御に必要な車両モデルとしては、
1次に近似しても差し支えない。図8は、ギア4速,9
0km/h,勾配0%及び4%での車両の周波数特性を
計測した結果を示しており、−20db/decの傾斜
は、1次モデルの特性に相当する。
エンジン(E/G)トランスミッション等が含まれる
為、正確にはもっと高次モデルであるが、車両重量の影
響が大きい為、定速制御に必要な車両モデルとしては、
1次に近似しても差し支えない。図8は、ギア4速,9
0km/h,勾配0%及び4%での車両の周波数特性を
計測した結果を示しており、−20db/decの傾斜
は、1次モデルの特性に相当する。
【0037】数式9をECU10によって取り扱うため
に数式9を離散値系で表すと、
に数式9を離散値系で表すと、
【0038】
【数10】 となる。
【0039】なお、z-1は、1サンプル時間の遅れを表
す演算子である。連続系伝達関数Gv(s)との関係
は、以下の通りである。
す演算子である。連続系伝達関数Gv(s)との関係
は、以下の通りである。
【0040】
【数11】a=exp(−T/τ)
【0041】
【数12】b=K{1−exp(−T/τ)} なお、Tはサンプリング時間で、例えばT=0.16s
に設定される。
に設定される。
【0042】図9は、この逐次型最小2乗法の概念図で
ある。すなわち、車両モデルと同じ形をした推定モデル
を置き、両方に同じ入力(アクチュエータ位置acp)
を与えたとき、それぞれのパラメータがa≠a´、b≠
b´であれば、実出力(車速spd)とモデル出力sp
d´の間には偏差(モデル誤差)が発生する。逐次型最
小2乗法ではこの偏差が0になる様に、ゲインベクトル
によってモデルパラメータa´,b´を逐次更新してい
く。
ある。すなわち、車両モデルと同じ形をした推定モデル
を置き、両方に同じ入力(アクチュエータ位置acp)
を与えたとき、それぞれのパラメータがa≠a´、b≠
b´であれば、実出力(車速spd)とモデル出力sp
d´の間には偏差(モデル誤差)が発生する。逐次型最
小2乗法ではこの偏差が0になる様に、ゲインベクトル
によってモデルパラメータa´,b´を逐次更新してい
く。
【0043】このため、推定すべきモデルパラメータa
´,b´を次の様なベクトルの形式で置く。
´,b´を次の様なベクトルの形式で置く。
【0044】
【数13】Ft =(a´,b´) また、制御入出力量(アクチュエータ位置acp,車速
spd)も次の様なベクトル形式で置く。
spd)も次の様なベクトル形式で置く。
【0045】
【数14】 Xt (k)=〔acp(k−1),spd(k−1)〕 ただし、添え字tは、転置行列を表す。
【0046】以上の様に表すと、Fの推定値F´は次式
となる。
となる。
【0047】
【数15】F´(k)=F´(k−1)+G(k)・
{espd(k)−espd´(k)}ただし、
{espd(k)−espd´(k)}ただし、
【0048】
【数16】
【0049】
【数17】espd´(k)=Xt (k)F´(k−
1)(モデル出力) ここで、wは1以下の正の重みであり、1に近いほどパ
ラメータの収束速度が遅く、ノイズに対しては強くな
る。実施例では、0.98とした。また、D,H(k)
は次式で与えられる。
1)(モデル出力) ここで、wは1以下の正の重みであり、1に近いほどパ
ラメータの収束速度が遅く、ノイズに対しては強くな
る。実施例では、0.98とした。また、D,H(k)
は次式で与えられる。
【0050】
【数18】
【0051】
【数19】 ただし、Iは単位行列である。
【0052】従って、数式15によって、モデルパラメ
ータa´,b´を推定することができる。以上のオンラ
イン同定を図10に示すフローチャートに基づいて説明
する。初期設定は、セットs/wが押された時点で行わ
れ、ここでは、推定周期毎に行われる一連の計算手順の
みを示す。本実施例では、推定周期は制御周期と同じ
0.16sとした。これは、車両の時定数が10〜30
s位である事から、それより十分小さく、また、制御周
期と同じにすることによりタイミングが取り易く都合が
よい為である。なお、制御系の構成が複雑となるが、推
定周期を制御周期と異なった値にすることも可能であ
る。
ータa´,b´を推定することができる。以上のオンラ
イン同定を図10に示すフローチャートに基づいて説明
する。初期設定は、セットs/wが押された時点で行わ
れ、ここでは、推定周期毎に行われる一連の計算手順の
みを示す。本実施例では、推定周期は制御周期と同じ
0.16sとした。これは、車両の時定数が10〜30
s位である事から、それより十分小さく、また、制御周
期と同じにすることによりタイミングが取り易く都合が
よい為である。なお、制御系の構成が複雑となるが、推
定周期を制御周期と異なった値にすることも可能であ
る。
【0053】まず、ステップ50において、数式18に
従ってDの計算をする。この計算に使われるH(k−
1)は前回のサンプリング時に計算されたものである。
ステップ51では数式16に従ってゲインベクトルGを
計算する。ステップ52では数式17に従い、前回の入
出力量及び推定パラメータを使って今回のモデルの予想
出力espd´(k)を計算する。次にステップ53に
おいて、車両の入出力として、仮想動作点を基準とし
て、実際に計測したデータを変換した最新のデータ(e
acp,espd)を取り込み、ステップ54でモデル
の推定誤差mer(k)を求める。この仮想動作点につ
いては、後で詳細に説明する。ステップ55で、誤差m
er(k)にゲインベクトルGを掛けた値と前回推定値
F´(k−1)を加え、推定値F´(k)を更新する。
ステップ56では、次回の計算の為に、数式19に従っ
てHを計算しておく。
従ってDの計算をする。この計算に使われるH(k−
1)は前回のサンプリング時に計算されたものである。
ステップ51では数式16に従ってゲインベクトルGを
計算する。ステップ52では数式17に従い、前回の入
出力量及び推定パラメータを使って今回のモデルの予想
出力espd´(k)を計算する。次にステップ53に
おいて、車両の入出力として、仮想動作点を基準とし
て、実際に計測したデータを変換した最新のデータ(e
acp,espd)を取り込み、ステップ54でモデル
の推定誤差mer(k)を求める。この仮想動作点につ
いては、後で詳細に説明する。ステップ55で、誤差m
er(k)にゲインベクトルGを掛けた値と前回推定値
F´(k−1)を加え、推定値F´(k)を更新する。
ステップ56では、次回の計算の為に、数式19に従っ
てHを計算しておく。
【0054】次に、最適ゲイン算出部4でのF/Bゲイ
ンの算出方法について説明する。F/Bゲインを求める
方法としては、評価関数による方法と極配置による方法
があるが、本実施例では極配置法を適用した。
ンの算出方法について説明する。F/Bゲインを求める
方法としては、評価関数による方法と極配置による方法
があるが、本実施例では極配置法を適用した。
【0055】極配置法とは、F/B系の応答特性がF/
B系の極の位置に1対1に対応している事を利用して、
望みの応答に対応する極を指定しておき、ゲインを逆算
する方法である。
B系の極の位置に1対1に対応している事を利用して、
望みの応答に対応する極を指定しておき、ゲインを逆算
する方法である。
【0056】図11は、本実施例における制御系ブロッ
ク線図である。ここで、Kviは積分項に対するゲイ
ン、Kvpは比例項に対するゲインである。すなわち、
車両モデル推定部5によって得られた推定パラメータを
使って、最適なゲインKvi,Kvpを求める。
ク線図である。ここで、Kviは積分項に対するゲイ
ン、Kvpは比例項に対するゲインである。すなわち、
車両モデル推定部5によって得られた推定パラメータを
使って、最適なゲインKvi,Kvpを求める。
【0057】まず、図11のブロック線図をまとめ、図
12のようなF/B系伝達関数を求める。
12のようなF/B系伝達関数を求める。
【0058】
【数20】 この数式20の分母をF/B系の特性方程式といい、
また、その根をF/B系の極といい、これにより応答性
が一意に決まる。
また、その根をF/B系の極といい、これにより応答性
が一意に決まる。
【0059】従って、特性方程式は、
【0060】
【数21】 z2 +(−a−bKvp+bKvi−1)z+(a+bKvp)=0 ここで、z2 +α1 z+α2 =0と置くと、
【0061】
【数22】α1 =−a−bKvp+bKvi−1 α2 =a+bKvp 従って、
【0062】
【数23】 すなわち、α1 ,α2 が分かれば推定パラメータa,
bよりゲインKvi,Kvpが求まる。
bよりゲインKvi,Kvpが求まる。
【0063】本実施例では、特性方程式が2次式である
ので、極は2つ存在する。また、その2つの極は、2つ
の実根である場合と1組の共役複素根の場合の2通りが
ある。ここで、極は離散値系の場合z平面上に表せるの
で、図13,図14の様に原点を中心に半径1の単位円
内に置かれる。この単位円内に極がある事により、制御
系の安定性の保証がなされるのである。
ので、極は2つ存在する。また、その2つの極は、2つ
の実根である場合と1組の共役複素根の場合の2通りが
ある。ここで、極は離散値系の場合z平面上に表せるの
で、図13,図14の様に原点を中心に半径1の単位円
内に置かれる。この単位円内に極がある事により、制御
系の安定性の保証がなされるのである。
【0064】(1)2実根の場合 z=r1 ,r2 とすると、 特性方程式は、(z−r1 )(z−r2 )=0 よって、z2 +(−r1 −r2 )z+r1 r2 =0 従って、
【0065】
【数24】α1 =−r1 −r2 α2 =r1 r2 (2)1組の共役複素根の場合 z=p±qjとすると、(j2 =−1:虚数) 特性方程式は、(z−p−qj)(z−p+qj)=0 よって、z2 −2pz+(p2 +q2 )=0 従って、
【0066】
【数25】α1 =−2p α2 =p2 +q2 次に、車速サーボ系における本実施例の根の指定につい
て説明する。
て説明する。
【0067】本実施例では、連続系システムで好ましい
挙動をするときの根を求め、それを離散値化し、離散値
系システムでの根を求めるようにしている。連続系で
は、左反面に極が存在すれば、その制御系の安定性は保
証される。連続系において制御系が好ましい挙動をする
根の範囲を図15の斜線部で一般に表せる。
挙動をするときの根を求め、それを離散値化し、離散値
系システムでの根を求めるようにしている。連続系で
は、左反面に極が存在すれば、その制御系の安定性は保
証される。連続系において制御系が好ましい挙動をする
根の範囲を図15の斜線部で一般に表せる。
【0068】まず、ライン1において実数軸方向に制限
がある。負方向に大きくなるほど、応答性は早くなるた
め、制御仕様、加速フィーリング等からライン1より左
側である必要がある。また、E/Gのトルク飽和などの
理由から、ライン2より左にもっていく事はできない。
さらに、ライン3の様に原点から角度δの線を引くと、
この角度が小さくなるほどオーバーシュート量が大きく
なる。このδは減衰係数と言われる。すなち、オーバー
シュート量からライン3の内側に制限される。定速走行
制御においては、オーバーシュートなく速やかに応答す
ることが要求される為、この減衰係数δは1に近い値が
望ましい。本実施例では、オーバーシュートのないよう
に2つの実数極を選んだ。
がある。負方向に大きくなるほど、応答性は早くなるた
め、制御仕様、加速フィーリング等からライン1より左
側である必要がある。また、E/Gのトルク飽和などの
理由から、ライン2より左にもっていく事はできない。
さらに、ライン3の様に原点から角度δの線を引くと、
この角度が小さくなるほどオーバーシュート量が大きく
なる。このδは減衰係数と言われる。すなち、オーバー
シュート量からライン3の内側に制限される。定速走行
制御においては、オーバーシュートなく速やかに応答す
ることが要求される為、この減衰係数δは1に近い値が
望ましい。本実施例では、オーバーシュートのないよう
に2つの実数極を選んだ。
【0069】s1 =−0.177 s2 =−1.44 これは、1km/hのステップ変化指令に対して、約1
0秒で静定する極である。
0秒で静定する極である。
【0070】これを離散値系の極に変換するには、z=
eTsに代入すれば良い。Tはサンプリング時間で本実施
例では0.16sとした。すなわち、 r1 =0.972 r2 =0.794 これは、z平面上の単位円に存在する為、制御系は安定
である。従って、数式24及び数式23によりF/Bゲ
インKvi,Kvpが計算できる。
eTsに代入すれば良い。Tはサンプリング時間で本実施
例では0.16sとした。すなわち、 r1 =0.972 r2 =0.794 これは、z平面上の単位円に存在する為、制御系は安定
である。従って、数式24及び数式23によりF/Bゲ
インKvi,Kvpが計算できる。
【0071】以上の方法により、定速制御装置において
セルフチューニング機能が実現される。ここで、前述し
た仮想動作点について説明する。
セルフチューニング機能が実現される。ここで、前述し
た仮想動作点について説明する。
【0072】まず、モデルパラメータa’,b’を推定
する場合、スロットル開度に対応するアクチュエータ位
置acpと車速spdとを、静特性の一点である動作点
とその動作点からの変動分とに分ける必要がある。なぜ
ならば、モデルパラメータa’,b’は車両の動特性を
求めるためのパラメータであり、その動特性は、変動分
によるデータのみを制御入出力量としたとき、正確な特
性が得られるためである。
する場合、スロットル開度に対応するアクチュエータ位
置acpと車速spdとを、静特性の一点である動作点
とその動作点からの変動分とに分ける必要がある。なぜ
ならば、モデルパラメータa’,b’は車両の動特性を
求めるためのパラメータであり、その動特性は、変動分
によるデータのみを制御入出力量としたとき、正確な特
性が得られるためである。
【0073】しかしながら、上記動作点は、車両重量、
エンジン形式、トランスミッション等の車両の構成要素
の違いだけでなく、路面勾配や風の強さ等の天候といっ
た外乱によっても変化する。このため、常時変化する外
乱を検知可能なセンサ等を持たない場合、動作点の変化
を検出できないため、その動作点からの変動分を検出す
ることも不可能である。
エンジン形式、トランスミッション等の車両の構成要素
の違いだけでなく、路面勾配や風の強さ等の天候といっ
た外乱によっても変化する。このため、常時変化する外
乱を検知可能なセンサ等を持たない場合、動作点の変化
を検出できないため、その動作点からの変動分を検出す
ることも不可能である。
【0074】そこで、本実施例においては、外乱の中で
最も影響の大きい路面勾配の変化に対しても影響を受け
ない静特性(動作点の集まり)上の点、つまり図16に
示すように、各路面勾配に対する静特性を表す直線群が
交わる点を仮想の動作点とする。この仮想動作点を基準
として計測したデータを変換し、変換したデータに基づ
いてモデルパラメータa’,b’を推定すれば、路面勾
配の変化に伴う動作点の変化の影響を除去することがで
きる。
最も影響の大きい路面勾配の変化に対しても影響を受け
ない静特性(動作点の集まり)上の点、つまり図16に
示すように、各路面勾配に対する静特性を表す直線群が
交わる点を仮想の動作点とする。この仮想動作点を基準
として計測したデータを変換し、変換したデータに基づ
いてモデルパラメータa’,b’を推定すれば、路面勾
配の変化に伴う動作点の変化の影響を除去することがで
きる。
【0075】以下に、動作点の設定方法及び動作点を基
準とするデータの変換方法について説明する。まず、仮
想動作点を設定するためには、車両の静特性を調査する
必要がある。図16は、6気筒,2000ccのガソリ
ンエンジン搭載車両において、シャシダイナモ上で実験
により得られた静特性を示している。図16から明らか
なように、この静特性は2つの特性を持つ。一つは、あ
る特定の車両条件、例えば同一車両において、4速,ロ
ックアップクラッチONという条件下では、路面勾配が
一定であれば、その静特性が直線で近似できるというこ
とである。もう一つは、路面勾配が変化したとき、それ
ぞれの直線群は一点で交わるということである。この交
点を仮想動作点として設定する。
準とするデータの変換方法について説明する。まず、仮
想動作点を設定するためには、車両の静特性を調査する
必要がある。図16は、6気筒,2000ccのガソリ
ンエンジン搭載車両において、シャシダイナモ上で実験
により得られた静特性を示している。図16から明らか
なように、この静特性は2つの特性を持つ。一つは、あ
る特定の車両条件、例えば同一車両において、4速,ロ
ックアップクラッチONという条件下では、路面勾配が
一定であれば、その静特性が直線で近似できるというこ
とである。もう一つは、路面勾配が変化したとき、それ
ぞれの直線群は一点で交わるということである。この交
点を仮想動作点として設定する。
【0076】これら2つの特性は、車速−走行抵抗,小
区間におけるアクチュエータ位置−出力トルクの関係が
それぞれ直線で近似できるということ、及び大域的には
アクチュエータ位置−出力トルクの関係が指数関数で近
似できるということから説明できる。
区間におけるアクチュエータ位置−出力トルクの関係が
それぞれ直線で近似できるということ、及び大域的には
アクチュエータ位置−出力トルクの関係が指数関数で近
似できるということから説明できる。
【0077】また、この仮想動作点は、シフト位置,ロ
ックアップクラッチのON−OFFにより異なる値を持
つので、それぞれの状態を計測できる信号を取り込み、
その状態によって切り替える。
ックアップクラッチのON−OFFにより異なる値を持
つので、それぞれの状態を計測できる信号を取り込み、
その状態によって切り替える。
【0078】この仮想動作点は、それぞれの路面におい
て、従来の動作点近傍のモデルと同じモデルを表現する
事ができ、路面勾配の変化に影響を受けない。本実施例
では、仮想動作点(vopacp,vopspd)をシ
ャシダイナモ上での実験を基に、 (vopacp,vopspd)=(−1.5°,−15km/h) 4速、 ロックアップクラッチ:ON (vopacp,vopspd)=(−0.7°,−15km/h) 4速、 ロックアップクラッチ:OFF (vopacp,vopspd)=(−2.5°,−38.5km/h) 3 速、ロックアップクラッチ:ON (vopacp,vopspd)=(−1.25°,−38.5km/h) 3速、ロックアップクラッチ:OFF (vopacp,vopspd)=(−7.0°,−46km/h) 2、1 速、ロックアップクラッチ:ON と設定した。
て、従来の動作点近傍のモデルと同じモデルを表現する
事ができ、路面勾配の変化に影響を受けない。本実施例
では、仮想動作点(vopacp,vopspd)をシ
ャシダイナモ上での実験を基に、 (vopacp,vopspd)=(−1.5°,−15km/h) 4速、 ロックアップクラッチ:ON (vopacp,vopspd)=(−0.7°,−15km/h) 4速、 ロックアップクラッチ:OFF (vopacp,vopspd)=(−2.5°,−38.5km/h) 3 速、ロックアップクラッチ:ON (vopacp,vopspd)=(−1.25°,−38.5km/h) 3速、ロックアップクラッチ:OFF (vopacp,vopspd)=(−7.0°,−46km/h) 2、1 速、ロックアップクラッチ:ON と設定した。
【0079】図22に、仮想動作点の設定手段のフロー
チャートを示す。ステップ200〜204は、3速、4
速とロックアップクラッチのON−OFFの状態の違い
による分岐である。ステップ205〜208により、そ
れぞれの条件にあった仮想動作点を設定する。ステップ
209では、車両が、3速でも4速でもない場合、つま
り、2速あるいは1速の時の仮想動作点を設定する。ス
テップ210では、上記のように設定した仮想動作点を
基準に車両モデルのパラメータ推定に用いるアクチュエ
ータ位置と車速データ(eacp,espd)を以下の
式により計算する。
チャートを示す。ステップ200〜204は、3速、4
速とロックアップクラッチのON−OFFの状態の違い
による分岐である。ステップ205〜208により、そ
れぞれの条件にあった仮想動作点を設定する。ステップ
209では、車両が、3速でも4速でもない場合、つま
り、2速あるいは1速の時の仮想動作点を設定する。ス
テップ210では、上記のように設定した仮想動作点を
基準に車両モデルのパラメータ推定に用いるアクチュエ
ータ位置と車速データ(eacp,espd)を以下の
式により計算する。
【0080】
【数26】 (eacp,espd)=(acp−vopacp,spd−vopspd) ここで、acp,spdは、実際に計測されたアクチュ
エータ位置と車速である。
エータ位置と車速である。
【0081】次に、車速制御を含む全体のフローチャー
トを図17に示す。ステップ100で、初期値の設定を
行う。ステップ101では、メインs/wのON−OF
Fを検出し、OFFの場合には、以下の処理は行わな
い。メインs/wが、ハード的にECU10への電源供
給用のs/wである場合には、この処理は必要なくな
る。ステップ103では、制御周期の時間が経過したか
否かの判定を行う。制御周期は、160msである。ス
テップ104では、車速の算出,各種コントロールs/
wの検出,シフト位置,ロックアップクラッチの状態の
検出を行う。車速は、車速パルス割り込み処理によって
得られた車速パルス間時間(4パルス:一周分)から計
算する。ステップ105で現在制御中かどうかの判定を
行い、制御中でない場合は、ステップ106でセットs
/wのON−OFFを検出し、OFFの場合は、に戻
り、セットs/wが押されONの場合は、ステップ10
7にて、セットs/wが押されたときの車速を目標車速
とし、ステップ108の制御開始処理を行う。この制御
開始処理は、図18に示すようにステップ150〜15
2にてクラッチ21の連結,アクチュエータ30のオフ
セット算出値,積分項の初期セットなどを行う。その
後、に行き、ステップ114が車速サーボ処理(定速
走行F/B制御)を行う。ステップ105で、制御中と
判定された場合、ステップ109以下の処理を行う。ス
テップ109では、キャンセルs/w,ブレーキ等によ
り、キャンセル要求があったか否かを判定する。キャン
セル要求が無い場合、ステップ110以下の仮想動作設
定,車両モデル推定処理,ゲイン算出処理,車速サーボ
処理を行い、に戻る。キャンセル要求があった場合、
ステップ115において、リジューム時の為に現在の目
標車速を記憶し、続くステップ116で制御終了処理を
行い、に戻る。制御終了処理は、図19に示すよう
に、ステップ160でクラッチ21を解放し、ステップ
161で目標車速を消去する。ステップ110の仮想動
作点設定は、図22に従った処理がなされる。ステップ
112の車両モデル推定処理は、図10の処理がなさ
れ、また、ステップ113のゲイン算出は、式22(式
23)と式21が計算される。
トを図17に示す。ステップ100で、初期値の設定を
行う。ステップ101では、メインs/wのON−OF
Fを検出し、OFFの場合には、以下の処理は行わな
い。メインs/wが、ハード的にECU10への電源供
給用のs/wである場合には、この処理は必要なくな
る。ステップ103では、制御周期の時間が経過したか
否かの判定を行う。制御周期は、160msである。ス
テップ104では、車速の算出,各種コントロールs/
wの検出,シフト位置,ロックアップクラッチの状態の
検出を行う。車速は、車速パルス割り込み処理によって
得られた車速パルス間時間(4パルス:一周分)から計
算する。ステップ105で現在制御中かどうかの判定を
行い、制御中でない場合は、ステップ106でセットs
/wのON−OFFを検出し、OFFの場合は、に戻
り、セットs/wが押されONの場合は、ステップ10
7にて、セットs/wが押されたときの車速を目標車速
とし、ステップ108の制御開始処理を行う。この制御
開始処理は、図18に示すようにステップ150〜15
2にてクラッチ21の連結,アクチュエータ30のオフ
セット算出値,積分項の初期セットなどを行う。その
後、に行き、ステップ114が車速サーボ処理(定速
走行F/B制御)を行う。ステップ105で、制御中と
判定された場合、ステップ109以下の処理を行う。ス
テップ109では、キャンセルs/w,ブレーキ等によ
り、キャンセル要求があったか否かを判定する。キャン
セル要求が無い場合、ステップ110以下の仮想動作設
定,車両モデル推定処理,ゲイン算出処理,車速サーボ
処理を行い、に戻る。キャンセル要求があった場合、
ステップ115において、リジューム時の為に現在の目
標車速を記憶し、続くステップ116で制御終了処理を
行い、に戻る。制御終了処理は、図19に示すよう
に、ステップ160でクラッチ21を解放し、ステップ
161で目標車速を消去する。ステップ110の仮想動
作点設定は、図22に従った処理がなされる。ステップ
112の車両モデル推定処理は、図10の処理がなさ
れ、また、ステップ113のゲイン算出は、式22(式
23)と式21が計算される。
【0082】ステップ114の車速サーボ処理は、図2
0に示すようにステップ130で車速偏差errを算出
しステップ131で偏差積分ierrを算出する。そし
て、ステップ132で目標アクチュエータ位置acp*
を算出する。ここで算出された目標値に対して、アクチ
ュエータ位置が追従するように、別の周期(即ち基本デ
ューティ割り込み周期25ms)で、図21に示すマイ
ナーサーボの処理が行われる。ステップ140でアクチ
ュエータ位置acpをA/D変換により求め、以下、ス
テップ141,142で偏差erac及び偏差微分da
cpを算出し、ステップ143で駆動デューティを求
め、ステップ144でモータ駆動信号を出力する。
0に示すようにステップ130で車速偏差errを算出
しステップ131で偏差積分ierrを算出する。そし
て、ステップ132で目標アクチュエータ位置acp*
を算出する。ここで算出された目標値に対して、アクチ
ュエータ位置が追従するように、別の周期(即ち基本デ
ューティ割り込み周期25ms)で、図21に示すマイ
ナーサーボの処理が行われる。ステップ140でアクチ
ュエータ位置acpをA/D変換により求め、以下、ス
テップ141,142で偏差erac及び偏差微分da
cpを算出し、ステップ143で駆動デューティを求
め、ステップ144でモータ駆動信号を出力する。
【0083】図23は、定速走行中に、路面勾配が変化
したときの各信号の動きを示す。定速走行中、l時点
で、平坦な路面から、上りの路面となる。路面勾配の影
響を受けないように設定した仮想動作点を基準に車両モ
デルを推定している時の推定パラメータa,bは、実際
の変化に追従して変化している。しかし、平坦路での動
作点を予め設定して、モデルを推定している時の推定パ
ラメータax,bx は、実際の動特特性以外の動作点の違
いによるデータが含まれるので、推定パラメータax,b
x が発振している。この推定パラメータax,bx の発振
の影響を受け、目標アクチュエータ位置も発振し車速制
御系に悪影響を及ぼしている。その後、m時点で平坦路
に戻ると仮想動作点を基準にしたモデル推定と平坦路に
おける動作点を設定したモデル推定は共に、動作点が合
うので推定パラメータa,b,ax,bx はともに正しく
推定され始める。
したときの各信号の動きを示す。定速走行中、l時点
で、平坦な路面から、上りの路面となる。路面勾配の影
響を受けないように設定した仮想動作点を基準に車両モ
デルを推定している時の推定パラメータa,bは、実際
の変化に追従して変化している。しかし、平坦路での動
作点を予め設定して、モデルを推定している時の推定パ
ラメータax,bx は、実際の動特特性以外の動作点の違
いによるデータが含まれるので、推定パラメータax,b
x が発振している。この推定パラメータax,bx の発振
の影響を受け、目標アクチュエータ位置も発振し車速制
御系に悪影響を及ぼしている。その後、m時点で平坦路
に戻ると仮想動作点を基準にしたモデル推定と平坦路に
おける動作点を設定したモデル推定は共に、動作点が合
うので推定パラメータa,b,ax,bx はともに正しく
推定され始める。
【0084】なお、上の説明における、アクチュエータ
位置をスロットル開度にすべて置き換える事が可能であ
る。
位置をスロットル開度にすべて置き換える事が可能であ
る。
【0085】
【効果】以上説明したように本発明の車両用速度制御装
置によれば、車両の静特性の変化の影響を受けない仮想
動作点を採用し、その仮想動作点を基準として変換され
た車速及びスロットル開度を用いて車両の動特性を推定
しているので、車両の静特性が変化した場合であって
も、車両の動特性を正確に推定することができる。従っ
て、この推定された動特性を用いて定速走行制御の制御
特性を調節することにより、定速走行制御における制御
性を向上させることができる。
置によれば、車両の静特性の変化の影響を受けない仮想
動作点を採用し、その仮想動作点を基準として変換され
た車速及びスロットル開度を用いて車両の動特性を推定
しているので、車両の静特性が変化した場合であって
も、車両の動特性を正確に推定することができる。従っ
て、この推定された動特性を用いて定速走行制御の制御
特性を調節することにより、定速走行制御における制御
性を向上させることができる。
【図1】クレーム対応図である。
【図2】本発明の一実施例の構成を示す構成図である。
【図3】電子制御装置の機能を説明するブロック図であ
る。
る。
【図4】アクチュエータ位置とスロットル開度との関係
を示す特性図である。
を示す特性図である。
【図5】アクチュエータ位置に対する車速の静特性を示
す特性図である。
す特性図である。
【図6】車速サーボ系のブロック図である。
【図7】アクチュエータ位置サーボ系のブロック図であ
る。
る。
【図8】所定の走行条件における車両の周波数特性を示
す特性図である。
す特性図である。
【図9】逐次型最小2乗法による車両モデルの推定方法
を説明する説明図である。
を説明する説明図である。
【図10】車両モデルの推定手順を示すフローチャート
である。
である。
【図11】本実施例における制御系のブロック図であ
る。
る。
【図12】フィードバック系の伝達関数を示すブロック
図である。
図である。
【図13】極配置法における2実根の極配置図である。
【図14】極配置法における1組の共役複素根の極配置
図である。
図である。
【図15】極配置法における根の範囲を示す特性図であ
る。
る。
【図16】路面勾配の変化に対する車両の静特性の変化
を表す特性図である。
を表す特性図である。
【図17】本実施例の制御手順を示すフローチャートで
ある。
ある。
【図18】制御開始処理を示すサブルーチンのフローチ
ャートである。
ャートである。
【図19】制御終了処理を示すサブルーチンのフローチ
ャートである。
ャートである。
【図20】車速サーボ処理を示すサブルーチンのフロー
チャートである。
チャートである。
【図21】アクチュエータ位置サーボ処理を示すサブル
ーチンのフローチャートである。
ーチンのフローチャートである。
【図22】仮想動作点の設定処理を示すフローチャート
である。
である。
【図23】本実施例の作動を説明するタイムチャートで
ある。
ある。
【図24】車両の静特性及び動特性についての説明図で
ある。
ある。
2 補償器 3 アクチュエータ位置サーボ系 4 最適ゲイン算出部 5 車両モデル推定部 10 電子制御装置 23 スロットルバルブ 26 車速センサ 30 アクチュエータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大羽 勝広 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 日本電 装株式会社内
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項1】 車両の走行速度を検出する速度検出手段
と、 定速走行時の目標速度を設定する目標速度設定手段と、 前記車両の走行速度を調節するアクチュエータと、 前記車両の走行速度が前記目標速度に追従するように、
前記アクチュエータを制御する制御手段と、 前記アクチュエータの動作位置を検出する動作位置検出
手段と、 トランスミッションのシフト状態を検出するシフト状態
検出手段と、 前記トランスミッションのシフト状態に対応して、予め
記憶されている前記アクチュエータの動作位置に対する
前記車両の走行速度の静特性の原点を示す仮想動作点を
設定する設定手段と、 前記速度検出手段によって検出された走行速度及び前記
動作位置検出手段によって検出されたアクチュエータの
動作位置を、前記設定手段によって設定された前記仮想
動作点を基準とするデータに変換するデータ変換手段
と、 前記データ変換手段によってそれぞれ変換された前記走
行速度及び前記アクチュエータの動作位置に基づいて、
前記アクチュエータの動作位置変化に対する前記車両の
走行速度の変化から前記車両の動特性を推定する推定手
段と、 前記推定手段によって推定された車両の動特性に応じ
て、前記制御手段の制御特性を調節する調節手段とを備
えることを特徴とする車両用速度制御装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3154694A JP2887948B2 (ja) | 1991-06-26 | 1991-06-26 | 車両用速度制御装置 |
US07/904,051 US5382206A (en) | 1991-06-26 | 1992-06-26 | Method of and system for controlling the speed of a motor vehicle based on an adjustable control characteristic so that the speed of the vehicle follows a target speed |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3154694A JP2887948B2 (ja) | 1991-06-26 | 1991-06-26 | 車両用速度制御装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH058660A true JPH058660A (ja) | 1993-01-19 |
JP2887948B2 JP2887948B2 (ja) | 1999-05-10 |
Family
ID=15589904
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3154694A Expired - Fee Related JP2887948B2 (ja) | 1991-06-26 | 1991-06-26 | 車両用速度制御装置 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5382206A (ja) |
JP (1) | JP2887948B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2002086631A1 (en) * | 2001-04-17 | 2002-10-31 | Tokyo Electron Limited | Control method and control apparatus |
Families Citing this family (15)
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NL9401313A (nl) * | 1994-08-15 | 1996-03-01 | Doornes Transmissie Bv | Continu variabele transmissie. |
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JP3198954B2 (ja) * | 1996-11-25 | 2001-08-13 | 日産自動車株式会社 | 加速度推定装置 |
JPH10306871A (ja) * | 1997-05-06 | 1998-11-17 | Mitsubishi Motors Corp | 自動変速機の制御装置 |
US5977738A (en) * | 1998-03-02 | 1999-11-02 | Ford Motor Company | Method and system for contolling the position of a servo motor in vehicle speed control systems for various operation conditions |
DE19858294C2 (de) * | 1998-12-17 | 2000-11-02 | Daimler Chrysler Ag | Verfahren zur Fahrgeschwindigkeitsregelung eines Kraftfahrzeuges |
JP3690185B2 (ja) * | 1999-05-25 | 2005-08-31 | 日産自動車株式会社 | 先行車追従制御装置 |
JP3661496B2 (ja) | 1999-06-15 | 2005-06-15 | 日産自動車株式会社 | 先行車追従制御装置 |
DE10010747A1 (de) * | 2000-03-04 | 2001-09-20 | Volkswagen Ag | Multifunktions-Bedienelement |
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US6691679B2 (en) * | 2001-11-29 | 2004-02-17 | Ford Global Technologies, Llc | System and method for controlling an operational position of a throttle valve in an engine |
JP2005193886A (ja) * | 2003-12-12 | 2005-07-21 | Denso Corp | 車両走行装置 |
JP4875663B2 (ja) * | 2008-05-29 | 2012-02-15 | 株式会社クボタ | 作業車のアクセル制御構造 |
Family Cites Families (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPH0645311B2 (ja) * | 1985-02-18 | 1994-06-15 | 日本電装株式会社 | 車速制御装置 |
JPS61248104A (ja) * | 1985-04-26 | 1986-11-05 | Nissan Motor Co Ltd | マニピユレ−タの制御装置 |
JPH0739252B2 (ja) * | 1985-10-09 | 1995-05-01 | 日本電装株式会社 | 車両速度制御装置 |
JPS62241737A (ja) * | 1986-04-12 | 1987-10-22 | Nippon Denso Co Ltd | 自動車用速度制御装置 |
JPH0712804B2 (ja) * | 1986-06-03 | 1995-02-15 | 日産自動車株式会社 | 車両用定速走行装置 |
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JPH0523394Y2 (ja) * | 1987-01-23 | 1993-06-15 | ||
JP2541821B2 (ja) * | 1987-06-30 | 1996-10-09 | 富士重工業株式会社 | 無段変速機の変速制御装置 |
JPS6444230A (en) * | 1987-08-12 | 1989-02-16 | Nippon Steel Corp | Production line for super honeycomb steel plate |
US5137104A (en) * | 1987-10-06 | 1992-08-11 | Nissan Motor Company, Limited | System and method for automatically controlling vehicle speed to desired cruise speed |
US5036936A (en) * | 1988-09-20 | 1991-08-06 | Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha | Cruise control device for motor vehicles |
US5189618A (en) * | 1989-06-28 | 1993-02-23 | Nippondenso Co., Ltd. | Automotive cruise control system for controlling vehicle to run at constant speed |
JPH0331902A (ja) * | 1989-06-28 | 1991-02-12 | Nippondenso Co Ltd | 制御装置 |
JPH0441940A (ja) * | 1990-06-06 | 1992-02-12 | Nissan Motor Co Ltd | 車両用エンジンの制御装置 |
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-
1991
- 1991-06-26 JP JP3154694A patent/JP2887948B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1992
- 1992-06-26 US US07/904,051 patent/US5382206A/en not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2002086631A1 (en) * | 2001-04-17 | 2002-10-31 | Tokyo Electron Limited | Control method and control apparatus |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US5382206A (en) | 1995-01-17 |
JP2887948B2 (ja) | 1999-05-10 |
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