JPH1199850A - 車速制御装置 - Google Patents
車速制御装置Info
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- JPH1199850A JPH1199850A JP9263499A JP26349997A JPH1199850A JP H1199850 A JPH1199850 A JP H1199850A JP 9263499 A JP9263499 A JP 9263499A JP 26349997 A JP26349997 A JP 26349997A JP H1199850 A JPH1199850 A JP H1199850A
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- Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Controls For Constant Speed Travelling (AREA)
Abstract
誤差の蓄積を防止する。 【解決手段】 実車速を目標車速に一致させるための目
標駆動力を演算するとともに、目標駆動力を操作量とし
実車速を制御量とする制御対象の数式化モデルを用い
て、目標駆動力と実車速により車両に加わる外乱を推定
し、外乱推定値により目標駆動力を補正し、目標駆動力
に基づいて過給機付きエンジンのスロットルアクチュエ
ーターを駆動制御する。この時、エンジンの吸気通路内
の圧力を推定し、圧力推定値に応じて目標駆動力の増加
を制限する。
Description
その目標値となるように制御する車速制御装置に関す
る。
標駆動力を演算し、実駆動力を目標駆動力に一致させる
ようにスロットルバルブ開度を制御するようにした車速
制御装置が知られている(例えば、特開平8−2076
19号公報参照)。この種の制御装置では近似ゼロイン
グ制御を用いている。これは、制御対象の数式化モデル
を用いた外乱推定器により、制御対象への操作量と制御
対象から出力される制御量とに基づいて制御対象に加わ
る外乱を推定し、この外乱推定値により操作量を補正し
て外乱による影響を排除するものである。ここで、制御
対象である車両の駆動力が有限であるため、車速制御中
に最大駆動力を越える駆動力を必要としたときに、外乱
推定器の内部に誤差が溜まり続け、目標駆動力がプラス
側に大きく補正されてしまう。そこで、従来の車速制御
装置では、エンジン回転速度および減速機の減速比から
求めた目標駆動力の上限値により、外乱推定演算に用い
る最終目標駆動力を制限し、外乱推定器の内部に誤差が
溜まらないようにしている。
車速制御装置では次のような問題がある。図12は、過
給機付き車両の加速制御時の目標駆動力と実駆動力の立
ち上がり特性をを示す図である。アクセラレートスイッ
チがオンして加速制御が開始されると、吸気通路内の圧
力が負圧の時には目標駆動力に対して遅れを持って実駆
動力が追従してくる。しかし、過給機を備えたエンジン
では、吸気通路内の圧力がほぼ大気圧になると過給機に
よる加圧が始まるが、目標駆動力に対してかなりの遅れ
を持って実駆動力が立ち上がるため、その間に目標駆動
力と実駆動力との差が拡大して外乱推定器の内部に誤差
が蓄積し、実駆動力がオーバーシュートすとともに、加
速度にうねりが生じる。
による外乱推定器の誤差の蓄積を防止する車速制御装置
を提供することにある。
定手段と、実車速を検出する車速検出手段と、実車速を
目標車速に一致させるための目標駆動力を演算する駆動
力演算手段と、目標駆動力を操作量とし実車速を制御量
とする制御対象の数式化モデルを用いて、目標駆動力と
実車速により車両に加わる外乱を推定する外乱推定手段
と、外乱推定値により目標駆動力を補正する駆動力補正
手段と、目標駆動力に基づいて過給機付きエンジンのス
ロットルアクチュエーターを駆動制御する駆動制御手段
とを備えた車速制御装置であって、エンジンの吸気通路
内の圧力を推定する圧力推定手段と、圧力推定値に応じ
て目標駆動力の増加を制限する駆動力制限手段とを備え
る。 (2) 請求項2の車速制御装置は、駆動力制限手段に
よって、圧力推定値が負から正になると所定時間、目標
駆動力の増加を停止するようにしたものである。 (3) 請求項3の車速制御装置は、圧力推定手段が、
スロットルバルブ開度を検出する開度検出手段と、エン
ジン回転速度を検出する回転速度検出手段を有し、エン
ジンの非線形特性データマップを用いてスロットルバル
ブ開度検出値とエンジン回転速度検出値に対応するエン
ジントルクを表引き演算し、エンジントルクに対する吸
気通路内圧力のデータマップからエンジントルク演算値
に対応する吸気通路内圧力を表引き演算するようにした
ものである。
内圧力の推定値に応じて目標駆動力の増加を制限するよ
うにしたので、走行抵抗などの外乱推定器の内部に誤差
が溜まることがなく、従来のような過給機による加圧後
の実駆動力のオーバーシュートや加速度のうねりを防止
でき、加速性能と加速フィーリングを向上させることが
できる。 (2) 請求項2の発明によれば、圧力推定値が負から
正になると所定時間、目標駆動力の増加を停止するよう
にしたので、請求項1と同様な効果が得られる。 (3) 請求項3の発明によれば、エンジンの非線形特
性データマップを用いてスロットルバルブ開度検出値と
エンジン回転速度検出値に対応するエンジントルクを表
引き演算し、エンジントルクに対する吸気通路内圧力の
データマップからエンジントルク演算値に対応する吸気
通路内圧力を表引き演算するようにしたので、吸気通路
内圧力を検出するためのセンサーを設けずに正確な吸気
通路内圧力が得られる。
す。セットスイッチ1は、現在の車速を目標車速に設定
して車速制御を開始するためのスイッチである。アクセ
ラレートスイッチ2は設定車速を増加するためのスイッ
チ、コーストスイッチ3は設定車速を低減するためのス
イッチである。キャンセルスイッチ4は定速走行制御を
解除するためのスイッチ、ブレーキスイッチ5はフット
ブレーキが操作された時に作動するスイッチである。こ
のブレーキスイッチ5が作動したら、キャンセルスイッ
チ4が操作された場合と同様に定速走行制御を解除す
る。
に応じた周期のパルス列信号を出力し、車速センサー7
は車速に応じた周期のパルス列信号を出力する。クラン
ク角センサー6および車速センサー7のパルス列信号は
それぞれ後述する車速制御コントローラー10へ入力さ
れ、パルス幅またはパルス数を計測することによりエン
ジン回転速度Neおよび実車速Vを検出することができ
る。スロットルセンサー8はポテンショ型のセンサーで
あり、スロットルバルブの開度Tvoを検出する。
圧発生用ポンプと大気開放用ソレノイドバルブを備え、
車速制御コントローラー10から出力されるPWM信号
のデューティー比でポンプとソレノイドバルブを制御
し、スロットルバルブの開閉を行う。車速制御コントロ
ーラー10はマイクロコンピューターとその周辺部品を
備え、後述する制御プログラムを実行して車速制御を行
う。
ローチャートである。これらのフローチャートにより、
一実施の形態の動作を説明する。車速制御コントローラ
ー10は、10msごとにこの車速制御プログラムを実
行する。ステップ1において、車速センサー7のパルス
幅(n周期分)の逆数から実車速Vspを演算するととも
に、クランク角センサー6のパルス数をカウントして平
均エンジン回転速度Neを計測する。続くステップ2
で、キャンセルスイッチ4またはブレーキスイッチ5が
オン状態にあるか、すなわち定速走行制御が解除された
かどうかを確認する。定速走行制御が解除されたらステ
ップ6へ進み、各種制御フラグやパラメーター変数の初
期化を行なって車速制御を終了する。
テップ3へ進み、セットスイッチ1が操作されたかどう
かを確認する。セットスイッチ1が操作されたら定速走
行制御を開始するためにステップ4へ進み、現在の実車
速Vspを目標車速Vsprに設定して記憶する。さらにス
テップ5で、定速走行制御中を示すフラグをセットして
いったん車速制御を終了する。
はステップ7へ進み、定速走行制御中フラグにより定速
走行制御中かどうかを確認する。定速走行制御中でなけ
ればステップ6へ進み、各種制御フラグやパラメーター
変数の初期化を行なって車速制御を終了する。定速走行
制御中の場合はステップ8へ進み、図4に示すサブルー
チンを実行してアクセラレート制御を行う。
ートスイッチ2の状態を検出し、ONであればステップ
23へ進み、OFFであればステップ22へ進む。アク
セラレートスイッチ2がOFF状態にあるときは、ステ
ップ22でアクセラレート制御中フラグを確認し、セッ
トされていればステップ25へ進み、クリヤされていれ
ば処理を終了して図3のプログラムへ戻る。アクセラレ
ートスイッチ2がOFF状態にあって、且つアクセラレ
ート制御中フラグがセットされているときは、ステップ
25でアクセラレート制御を終了するために目標車速V
sprにその時の実車速Vspを設定し、続くステップ26
でアクセラレート制御中フラグをクリヤして図3のプロ
グラムへ戻る。一方、アクセラレートスイッチ2がON
状態にあるときは、ステップ23でアクセラレート制御
中フラグをセットし、続くステップ24で目標車速Vsp
rに一定値、例えば0.2km/hを加算して更新し、
図3のプログラムへ戻る。
速Vsprに実車速Vspを一致させるための最終目標駆動
力y1を演算する。最終目標駆動力y1の演算は、図6
に示すように、線形制御手法であるモデルマッチング手
法と近似ゼロイング手法による車速フィードバック補償
器を用いて行なう。車速フィードバック補償器に組み込
まれた制御対象の数式化モデルは、目標駆動力を操作量
とし車速を制御量として車両をモデル化することによっ
て、相対的に応答性の速いエンジンやトルクコンバータ
の過渡特性、およびトルクコンバータの非線形定常特性
を省略することができる。そして、例えば図7に示すよ
うな、予め計測されたエンジン非線形特性データマップ
を用いて目標駆動力に実駆動力が一致するようなスロッ
トル開度指令値を算出し、スロットル開度をサーボコン
トロールすることにより、エンジンの非線形な特性を線
形化することができる。したがって、目標駆動力を入力
とし車速を出力とする数式化モデルは積分特性となり、
補償器ではこの車両モデルの伝達特性をパルス伝達関数
P(z-1)とおくことができる。
の車速フィードバック補償器を示す。zは遅延演算子で
あり、z-1を乗ずると1サンプル周期前の値となる。ま
た、C1(z-1)、C2(z-1)は近似ゼロイング手法
による外乱推定器であり、外乱やモデル化誤差による影
響を抑制する。さらに、C3(z-1)はモデルマッチン
グ手法による補償器であり、目標車速Vsprを入力とし
実車速Vsp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とむだ時間要素を持つ規範モデルH
(z-1)の特性に一致させる。
遅れであるむだ時間を考慮する必要がある。目標駆動力
を入力とし実車速を出力とする制御対象のパルス伝達関
数P(z-1)は、次式に示す積分要素P1(z-1)とむ
だ時間要素P2(z-1)(=z-n)の積で表わすことが
できる。
ec)、Mは平均車重である。
わされる。
フィルタである。
として次式で表わされる。
/{T・(1−γ・z-1)} なお、補償器C2は車両モデルの逆系にローパスフィル
タをかけたものであり、この補償器C2に実車速Vspを
入力することによって実車速Vspに応じた駆動力、すな
わちパワートレインの駆動力から走行抵抗などの外乱を
差し引いた駆動力を逆算することができる。
範モデルH(z-1)を時定数Taの1次ローパスフィル
タと仮定すると、補償器C3は次のような定数となる。
C3(z-1)に相当する部分の演算を行ない、実車速V
spから目標車速Vsprまで加速するための目標駆動力y
4を求める。データy(k)は今回のサンプリング時点
における駆動力、データy(k−1)は1サンプリング
周期前の駆動力を表わすものとすると、
のロバスト補償器C2(z-1)に相当する部分の演算を
行ない、実車速Vspに応じた駆動力、すなわちパワート
レインの駆動力から走行抵抗などの外乱を差し引いた駆
動力y3を逆算する。
・M・{Vsp(k)−Vsp(k−1)}/T
抵抗推定値Frで補正して最終目標駆動力y1(k)を
求める。上述したように、駆動力y3(k)は実車速V
spに応じた駆動力、すなわちパワートレインの駆動力か
ら走行抵抗などの外乱を差し引いた駆動力である。一
方、補償器C1はローパスフィルターであるから、駆動
力y2(k)はリミッター処理後の目標駆動力y5をロ
ーパスフィルター処理した駆動力である。この駆動力y
2(k)にz-2を乗じた駆動力y2(k−2)は駆動力
y2(k)の2サンプリング周期前の値であり、パワー
トレインの遅れ(むだ時間)を考慮したパワートレイン
の現在の実駆動力と見なすことができる。したがって、
現在のパワートレインの駆動力y2(k−2)から、走
行抵抗などの外乱を差し引いた実車速分の駆動力y3
(k)を減じれば、走行抵抗などの外乱Frを推定する
ことができる。さらに、目標駆動力y4(k)を走行抵
抗推定値Frで補正し、外乱混入による駆動力不足を補
償するための最終目標駆動力y1(k)を求める。
器は、制御対象モデルの出力と実際の制御対象の出力と
の差に基づいて走行抵抗などの外乱を正確に推定するこ
とができる。
値制限処理ルーチンを実行して最終目標駆動力y1をそ
の上下限値以内に制限する。図5のステップ31で、予
め記憶した図7に示すエンジン非線形特性データマップ
を用いて、スロットルバルブ開度とエンジン回転速度に
対応するエンジントルクの定常値を表引き演算する。図
8に示すように、吸気通路内の圧力はエンジントルクに
比例するが、エンジントルクはスロットル開度に対して
ある遅れを持つので、一次遅れのローパスフィルター処
理を行なって吸気通路内の圧力を推定する。ただし、ロ
ーパスフィルターの時定数はスロットル開度とエンジン
回転速度でスケジューリングを行う。続くステップ32
で、吸気通路内圧力の推定値が正圧か負圧かを確認し、
負圧であればステップ33へ進み、正圧であればステッ
プ34へ進む。
プ34で吸気通路内圧力が正圧に転じてからの時間が所
定時間を経過したかどうかを確認する。所定時間が経過
していない場合はステップ35へ進み、外乱補償器へ入
力される駆動力y5(k)を更新せず、1サンプリング
周期前の値y5(k−1)のままとする。つまり、駆動
力y5の増加を停止する。その後、図3のプログラムへ
戻る。なお、駆動力y5の増加を停止する代わりに最終
目標駆動力y1の増加を停止してもよい。
へ進み、スロットル全開時および全閉時のエンジントル
クをエンジン回転速度ごとに測定したデータテーブルを
用いて、現在のエンジン回転速度Neに対応する最大エ
ンジントルクTemaxと最小エンジントルクTeminを求め
る。さらに、最大エンジントルクTemaxと最小エンジン
トルクTeminから、次式により最大駆動力Fmaxと最小
駆動力Fminを求める。
比、Rtは車輪の有効半径である。さらに、最終目標駆
動力y1(k)を最大駆動力Fmaxと最小駆動力Fmin以
内に制限して駆動力y5(k)を求める。
の一部であるローパスフィルタとしての補償器C1(z
-1)に相当する部分の演算を行なう。
γ)・y5(k−1)
(k)に基づいて目標駆動トルクTerを演算する。
用いて、目標エンジントルクTerとエンジン回転速度N
eに対応する目標スロットル開度Tvorを表引き演算す
る。
知の制御手法を用い、スロットル開度偏差ΔTvo(=T
vor−Tvo)に基づいて負圧式スロットルアクチュエー
ター9の負圧発生用ポンプと大気開放用ソレノイドバル
ブへ出力する指令信号のパルス幅Tvac、Tventを演算
する。なお、Tvoはスロットルセンサー8により検出さ
れる実スロットル開度である。ステップ16で、パルス
幅Tvac、Tventの指令信号を負圧式スロットルアクチュ
エーター9へ出力する。
ートスイッチ2が操作されると、アクセラレートスイッ
チ2がオフされるまで一定の割合で目標車速Vsprを増
加し続ける。そして、実車速Vspを目標車速Vsprに一
致させるための目標エンジントルクTerを公知の線形制
御理論に基づいて算出する。さらに、エンジン非線形特
性データマップを用いて目標エンジントルクTerとエン
ジン回転速度Neに対応する目標スロットル開度Tvorを
表引き演算し、実スロットル開度Tvoがその目標値Tvo
rに一致するようにスロットルバルブを駆動制御する。
スロットルバルブ駆動制御時に、スロットルバルブ開度
とエンジン回転速度から吸気通路内の圧力を推定し、図
9に示すように、アクセラレートスイッチ2を操作して
から吸気通路内の推定圧力が大気圧になったら、最終目
標駆動力の増加を所定時間停止する。所定時間経過後、
最終目標駆動力の増加を許可する。これにより、過給機
を備えたエンジンにおいて、加速制御を行ったときの過
給タイムラグによる実駆動力のオーバーシュートや加速
度のうねりを防止でき、加速性能と加速フィーリングを
向上させることができる。
御のシミュレーション結果を示し、図11は上述した一
実施の形態による加速制御のシミュレーション結果を示
す。これらの図において、(a)は車速Vsp(km/
h)を示し、(b)は実スロットル開度Tvo(度)を示
す。また、(c)は実エンジントルクTer(kgfm)
を示し、(d)は加速度(m/(s・s))を示す。従
来の車速制御装置によれば、図10に示すように、吸気
通路内の圧力が大気圧になった時にいったん駆動力の増
加が鈍るため、外乱推定器内に誤差が溜まり、その後に
加速度が大きくうねってしまう。これに対し、上記実施
の形態では、図11に示すように、吸気通路内の圧力が
大気圧になってから所定時間、目標駆動力の増加を停止
するので、外乱推定器内に誤差が溜まることがなく、従
来のような過給後の実駆動力のオーバーシュートや加速
度のうねりを防止できる。
セラレートスイッチ2および車速制御コントローラー1
0が車速設定手段を、車速センサー7が車速検出手段
を、車速制御コントローラー10が駆動力演算手段、外
乱推定手段、駆動力補正手段および駆動制御手段を、ス
ロットルセンサー8が開度検出手段を、クランク角セン
サー6が回転速度検出手段をそれぞれ構成する。
ローチャートである。
ーチャートである。
ャートである。
ートである。
示す図である。
ある。
プを示す図である。
の追従特性を示す図である。
ある。
る。
する実駆動力の追従特性を示す図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 目標車速を設定する車速設定手段と、 実車速を検出する車速検出手段と、 前記実車速を前記目標車速に一致させるための目標駆動
力を演算する駆動力演算手段と、 目標駆動力を操作量とし実車速を制御量とする制御対象
の数式化モデルを用いて、前記目標駆動力と前記実車速
により車両に加わる外乱を推定する外乱推定手段と、 前記外乱推定値により前記目標駆動力を補正する駆動力
補正手段と、 前記目標駆動力に基づいて過給機付きエンジンのスロッ
トルアクチュエーターを駆動制御する駆動制御手段とを
備えた車速制御装置であって、 エンジンの吸気通路内の圧力を推定する圧力推定手段
と、 前記圧力推定値に応じて前記目標駆動力の増加を制限す
る駆動力制限手段とを備えることを特徴とする車速制御
装置。 - 【請求項2】 請求項1に記載の車速制御装置におい
て、 前記駆動力制限手段は、前記圧力推定値が負から正にな
ると所定時間、前記目標駆動力の増加を停止することを
特徴とする車速制御装置。 - 【請求項3】 請求項1または請求項2に記載の車速制
御装置において、 前記圧力推定手段は、スロットルバルブ開度を検出する
開度検出手段と、エンジン回転速度を検出する回転速度
検出手段を有し、エンジンの非線形特性データマップを
用いて前記スロットルバルブ開度検出値と前記エンジン
回転速度検出値に対応するエンジントルクを表引き演算
し、エンジントルクに対する吸気通路内圧力のデータマ
ップから前記エンジントルク演算値に対応する吸気通路
内圧力を表引き演算することを特徴とする車速制御装
置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9263499A JPH1199850A (ja) | 1997-09-29 | 1997-09-29 | 車速制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9263499A JPH1199850A (ja) | 1997-09-29 | 1997-09-29 | 車速制御装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1199850A true JPH1199850A (ja) | 1999-04-13 |
Family
ID=17390383
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9263499A Pending JPH1199850A (ja) | 1997-09-29 | 1997-09-29 | 車速制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH1199850A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007261417A (ja) * | 2006-03-28 | 2007-10-11 | Toyota Motor Corp | 車両走行制御装置および車両走行制御方法 |
JP2008077575A (ja) * | 2006-09-25 | 2008-04-03 | Komatsu Electronics Inc | 流体の温度制御装置及び方法 |
-
1997
- 1997-09-29 JP JP9263499A patent/JPH1199850A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007261417A (ja) * | 2006-03-28 | 2007-10-11 | Toyota Motor Corp | 車両走行制御装置および車両走行制御方法 |
JP2008077575A (ja) * | 2006-09-25 | 2008-04-03 | Komatsu Electronics Inc | 流体の温度制御装置及び方法 |
US8490684B2 (en) | 2006-09-25 | 2013-07-23 | Kelk Ltd. | Device and method for adjusting temperature of fluid |
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|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20090311 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
A521 | Written amendment |
Effective date: 20090428 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 |
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