JPH037626A - 定速走行制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、定速走行制御装置に関する。

従来の技術 従来、スロットル開度を自動調整して走行車速を設定車
速は近に保つ定速走行制御装置では、車両特性に応じて
予め定められた制御定数く制御ゲイン等）を用いて制御
を行っていた。この制御定数は、車両特性に応じて予め
定められた固定値が用いられ、最もよく使われる走行条
件、すなわち、車速８０〜１００　ｋ　ｒｎ　／　ｈ　
、最高変速ギア段での平坦路走行を中心とし、また制御
器の種類を減少させるため、数種類の車種に適応可能な
中心的条件を選んで制御定数を固定していノこ。

発明か解決しようとする課題 このため、車速、変速キア、路面勾配、車種、車両特性
の個々のばら−）き、およびエアコンの使用など、車両
負荷の変化によって、条件が前記中心的条件からずれる
と５最適てない制御定数で制御するしかなか−）ノこ。

このずれが大きいと車速ハンチングなど制御不安定な状
態が発生ずる。

本発明はかかる問題点を解決するものであって、車両負
荷等が変化しても安定な制御を可能にすることを目的と
する。

課題を解決するための手段 本発明は、スロットルバルブの開度を調整するアクチュ
エータと、 車両の速度信号を発生ずる車速検出手段と、スロットル
バルブの開度信号を発生するスロットルバルブ開度検出
手段と、 希望する車速を設定する車速設定手段と、制御ゲインに
従い２該車速設定手段て設定された設定車速と実車速と
の偏差に応じて、前記アクチュエータを介し、スロワ■
・ルハルブグ）開度を調整して定速走行を実現する定速
走行制御装置において、 前記スロワ■・ルハルブ開度と実車速とを受け、車両の
動特性を同定し、車両ゲイン」、よび車両時定数の少な
くとも一方を求める車両特性同定部と、該車両ゲインお
よび車両時定数の少なくとも一方に従い、前記制御ゲイ
ンを変更するゲイン制御部とを備えたことを特徴とする
定速走行制御装置である。

また本発明は、前記車両特性同定部は、複数の車両動特
性を予め記憶し５前記スロットルバルブ開度から各車両
動特性に対応しノご車速を算出する手段と、 該算出されな車速と前記実車速とに基づき、前記複数の
車両動特性の中て最適な車両動特性を選ぶ手段とから成
ることを特徴とする定速走行制（耳装置である。

実施例 一 以下図面を用いて本発明の詳細な説明する１、第１図は
本発明の一実施例を示ずものてあり、車速設定手段１は
図示せぬセットスイッチが操作されなとき、車速検出手
段８から出力される実車速を設定車速として記憶する。

偏差検出手段２は、設定車速Ｖ　ｍと後述する進角車速
Ｖｓｋとの差く車速偏差）を求めるものであり、この車
速偏差は第１の制御ケイン部３でゲイン調整されて制御
信号に変換される。また、車速検出手段８で検出された
車速信号Ｖ　ｒ＋は、微分回路ｔ１で微分され、加速度
ΔＶ　ｎが求められた後、第２の制御ゲイン部５て第１
式に基−）きゲイン調整されて進角車速■ｓ　ｌＣが求
められる。

Ｖｓ　ｋ−Ｖｒｌ（−Ｇ２△Ｖｒｉ　　　　　　　　　
　＝（ｔ）ここてＧ２は第２の制御ゲイン部５のゲイン
である。微分回路４と第２の制御ゲイン部５とで進角制
御部が構成される。

第１の制御ゲイン部３から出力される制御信号は、モー
タ式のアクチュエータ６に与えられ、車両７に備えられ
た図示せぬスロットルバルブを制御する。

第２図は第１の制御ゲイン部３の特性図てあり、第３図
はその出力状１９図てあり、第２図の横軸は進角車速Ｖ
　Ｓ　ｋと設定車速Ｖ　ｍとの車速偏差、縦軸はモータ
の単位時間Ｔくたとえば５０ｍ５＞当りの通電時間ＴＯ
ｎを示１７、該時間Ｔ’　Ｏｎか■て増速、負で減速と
している。制御特性には不感帯Ｖ　ｄ　ｅ　ｄが設けら
れており、前記偏差Ｖ　ｓ　ｋ−Ｖｍが不感帯領域内で
あれば、第３図左側部分に示すように、モータの停止信
号を出力し、モータの制御は行わない。設定車速と進角
車速どの車速偏差が不感帯領域外てあれば、車速偏差に
比例しノこ通電時間Ｔ　ｏ　ｒ＋だけ、第３図中心部ま
たは右側部に゛示すように増速側または減速側にモータ
を駆動し、実車速を設定車速に一致させる。

前記第２図の特性を式て表ずと、第２式〜第４式のよう
になる。

Ｖ　ｓ　ｋ−Ｖ　ｍ　　’、’・Ｖ　ｄ　ｅ　ｄかつＶ
　Ｓ　ｋ　’、・Ｖ　ｍのとき、 Ｔｏｎ　＝　ＧＩ　Ｘ　　（Ｖｓｋ−Ｖｍ−Ｖｄｅ（＋
）−１−Ｔｍｊ、ｎ　　−（２）一 Ｖ　ｓ　ｋ　−Ｖ　ｍ　ｌ　＞　Ｖ　ｄ　ｅ　ｄかつＶ
ｓｋくＶｒ口のとき、 Ｔｏｎ　＝　Ｇｌ　＞’　（Ｖｓｋ　−Ｖｍ＋Ｖｄｅｄ
）、　−Ｔｍｉ　ｒｒ　　−（３）Ｖ　ｓ　ｋ−Ｖ　ｒ
ｎ　ｌ≦Ｖ　ｄ　ｅ　ｄのとき、Ｔｏｎ　＝　Ｏ−（４
） ここでＧ１はゲインであり、第２図の特性線の勾配を表
し、またＴ　ｒｎ　ｉ　ｎはＴ　ｏ　ｎの最小値を表し
ている。

以上の制御ゲインＧ　１　、　Ｇ　２は従来予め定めら
れた固定値であったが、本発明では車両の動特性を算出
してゲインＱｌ、Ｇ２を補正する。このための構成が車
両特性同定部１０、第１のゲイン制御部１１、および第
２のゲイン制御部１２である。

車両特性同定部１０は、スロットル開度検出手段９にて
求めたスロットル開度と、車速検出手段８にて求めた実
車速とに基づき、車両の動特性である車両ゲインおよび
車両時定数を算出する。第１、第２のゲイン制御部１１
．１２はそれぞれ、算出された車両ゲインおよび車両時
定数に基づき、最適な制御ゲインＧｌ、Ｇ２を算出し、
制御ゲイン部３，５に出力する。

なお、ここで車両ゲインとは、第４図（１）に示すよう
に、スロットルバルブが単位量だけステップ的に変化し
たときの車速変化分Ｖｘのことをいい、すなわち第４図
（２）で示される。また車両時定数とは、スロットルバ
ルブの開度が変化してから車速か所定レベル（たとえば
Ｖｘの６３％）に達するまでの遅れ時間をいう。

車両の動特性を一次遅れ要素と近似し、入力をスロット
ル開度（％）、出力を車速（ｋ　ｍ　／　ｈ　）とすれ
ば、車両の伝達関数Ｇ　（ｓ　）は第５式で表わされる
。

ここでＸ（ｓ）はスロットル開度、Ｙ（ｓ）は車速、Ｇ
Ｗは車両ゲイン（ｋ　ｍ　／　ｈ　７％）、Ｔｗは車両
時定数である。これをパルス伝達関数で表わすと、第６
式となる。

ｔはサンプリング周期（ｓｅｃ）である。

したがって、周期ｔでサンプリングされたスロットル開
度および車速の時系列データを用いて第６式のａ、ｂを
求めることで、車両ゲインＧｗと車両時定数Ｔｗとが求
まる。

車両特性同定部１０は、このようにしてスロットル開度
および実車速から車両ゲインＧｗおよび車両時定数Ｔｗ
をサンプリング周期を毎に算出する。

第１のゲイン制御部１１は、車両特性同定部１０で算出
された車両ゲインＧｗを用いて、第７式に基づき制御ゲ
インＧ１を算出する。

たたし、Ａは予め定める定数である。

また第２のゲイン制御部１２は、車両特性同定部１０で
算出された車両時定数Ｔｗを用いて、第８式に基づき制
御ゲインＧ２を算出する。

ただし５Ｂは予め定める定数である。

した、が−）で、以上の実施例によれば、定速走行中に
車両負荷等が変化し、車両の動特性が変化しても、逐次
、車両の動特性を算出して、それに対応した最適な制御
ゲインＱｌ、Ｑ２が得られるので、安定した定速走行制
御を行うことができる。

第５０は、８０　ｋ　ｍ　７’　ｈて定速走行を行って
いるときに路面勾配が変化した場合の車速変化の様子を
示す図であり、第５図（１）は従来技術によるものであ
り、第５図（２）は本発明によるものを示す。これらか
ら明らかなように、従来の構成では、路面勾配が変化す
るたびに大きな車速ハンチングが生じているが、本発明
では路面勾配が変化しても、ハンチングを生しることな
く設定車速におちつくことが理解される。

第６図は、第１図の車両特性同定部１０の他の実施例を
示す。この第６図において他の構成は第１図と同一のた
め、図示およびその説明を省略す０ る。

１１０はモデル演算部であり、第５式で示される車両ゲ
インＧＷ、車両時定数Ｔｗおよびそれから求まる伝達関
数Ｇ　（ｓ　）とを車両負荷等に応して複数組、予めモ
デル１１０−１〜１１０　　ｒｉ内に記憶している。そ
して各モデル１１０−１〜Ｘ１０−ｎにおいて、前記ス
ロットル開度検出手段９で求まるスロットル開度Ｘ（ｓ
）と各伝達関数Ｇ　（ｓ　）とから、第５式に基づき車
速Ｙ（ｓ）を算出する。

１３０はモデル評価部であり、モデル演算部１１０て算
出された複数の車速と、車速検出手段８で検出された実
車速とを比較する比較手段１２００〜１２０−　ｒｉ　
、およびその比較結果に応じて、モデル１１０−０〜１
１０−　ｒｉの中から現在の車両の状態に最も近いモデ
ルを選び出し、それに対応する車両ゲインＧＷおよび車
両時定数Ｔ’　ｗを出力する最適モデル選択部１２］よ
り成る。

すなわち、比較手段１２０−０〜１２０−　ｎの比較結
果の中で、実車速と、各モデル１１０−０〜１１０−　
ｎで算出された車速との差が最もゼロに近いモデルに記
憶された伝達関数Ｇ　（ｓ　）が、現在の実際の車両の
伝達関数に最も近いものを表していることになる。

したか−）で、その伝達関数ａ　（Ｓ　＞に対応し）ご
車両ゲインＧｗおよび車両時定数Ｔ　Ｗを出力すること
で、安定した定速走行制御を行うことができる。これら
モデル演算部］］０およびモデル評価部１３０はマイク
ロコンピュータで構成されるが、この第２の実施例によ
れば、複雑な演算を要しないため、高速かつ少ないハイ
ド数で制御可能である。

なお、以上の実施例では車両ゲインと車両時定数とを同
定したが、−力を固定値とし、他方を同定するように１
．てもよい。

発明の詳細 な説明したように、本発明によれは車両の負荷等が変化
しても、車速ハンチングを生じることなく安定した定速
走行を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

１ 第１図は本発明の一実施例を示す図、第２図は制御ゲイ
ン部３の特性図、第３図は制御ゲイン部３の出力状態を
示す図、第４図は車両の動特性を示す図、第５図は定速
走行の速度変動を示すグラフ、第６図は本発明の他の実
施例を示す図である。 １・・・車速設定手段、２・・偏差検出手段、３．５・
・・制御ゲイン部、４・・・微分回路、６・・・アクチ
ュエータ、７・・・車両、８・・・車速検出手段、９・
・・スロットル開度検出手段、１０・・・車両特性同定
部、１１１２・・・ゲイン制御部、１１０・・モデル？
ｉｉｉ算部、１３０−・−モデル評価部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）スロットルバルブの開度を調整するアクチュエー
   タと、 車両の速度信号を発生する車速検出手段と、スロットル
   バルブの開度信号を発生するスロットルバルブ開度検出
   手段と、 希望する車速を設定する車速設定手段と、 制御ゲインに従い、該車速設定手段で設定された設定車
   速と実車速との偏差に応じて、前記アクチュエータを介
   し、スロットルバルブの開度を調整して定速走行を実現
   する定速走行制御装置において、 前記スロットルバルブ開度と実車速とを受け、車両の動
   特性を同定し、車両ゲインおよび車両時定数の少なくと
   も一方を求める車両特性同定部と、該車両ゲインおよび
   車両時定数の少なくとも一方に従い、前記制御ゲインを
   変更するゲイン制御部とを備えたことを特徴とする定速
   走行制御装置。
2. （２）前記車両特性同定部は、複数の車両動特性を予め
   記憶し、前記スロットルバルブ開度から各車両動特性に
   対応した車速を算出する手段と、該算出された車速と前
   記実車速とに基づき、前記複数の車両動特性の中で最適
   な車両動特性を選ぶ手段とから成ることを特徴とする請
   求項第１項記載の定速走行制御装置。