JPH0446829A

JPH0446829A - 自動車の速度制御装置

Info

Publication number: JPH0446829A
Application number: JP2154912A
Authority: JP
Inventors: Nobuyuki Ono; 大野　信之
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1990-06-13
Filing date: 1990-06-13
Publication date: 1992-02-17
Anticipated expiration: 2014-08-03
Also published as: JP2930668B2

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）この発明は自動車の速度制御装置、特に、最適制御を行
い目標車速への追従性と乗心地の改善との両立を図る速
度制御装置に関する。

（従来の技術）従来の自動車の速度制御装置としては１例えば、特開昭
６１−１９１４３５号公報に記載されたものが知られる
。この速度制御装置は、スロットルバルブのバルブ開度
および実車速を検出するとともに、目標車速に応じて吸
入空気量を定め、所定の演算式および最適フィードバッ
クゲインに基づいて燃料噴射量およびスロットルバルブ
開度のそれぞれについてフィードバック量を決定してこ
れらフィードバック量に応じて燃料噴射量とスロットル
バルブ開度とを調節するものである。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、上述した従来の自動車の速度制御装置に
あっては、燃料の向上を目的とするエンジン制御にすぎ
ないため、自動車の挙動として滑らかさに欠け、また、
高い応答性を得ることは困難と考えられる。

この発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、自動車
の挙動が滑らかで良好な乗心地を得られる自動車の速度
制御装置を得ることを目的とする。

（課題を解決するための手段）この発明の自動車の速度制御装置は、実車速および実加
速度を検出するとともに、自動車の状態に基づき定まる
演算式から車速誤差フィードバックケインと加速度フィ
ードバックゲインとを決定し、車速誤差および車速フィ
ードバックケインから車速誤差フィードバック量を算出
するとともに実加速度および加速フィードバックゲイン
から加速度フィードバック量を算出し、これら車速フィ
ードバック量と加速度フィードバック量とに基づきスロ
ットルバルブのバルブ開度とブレーキ液圧とを調節する
ことが要旨である。

（作用）この発明にかかる自動車の速度制御装置は、自動車の状
態から規定される演算式により車速誤差フィードバック
ケインと加速度フィードゲインとを求め、車速誤差フィ
ードバックゲインと車速誤差とにより車速誤差フィード
バック量を、また、加速度フィードバックケインと実加
速度とにより加速度フィードバック量を算出し、これら
フィードバック量に基づき車速を制御するため、目標車
速への追従性の向上と乗心地の改善との両立が図れる。

（実施例）以下、この発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図および第２図はこの発明の一実施例にかかる自動
車の速度制御装置を表し、第１図がブロック図、第２図
が制御ブロック図である。

第１図に示すように、この自動車の速度制御装置は、目
標加速度生成部１１、加速度制御部１２およびアクチュ
エータ制御部１３を有し、また、図示しないが、走行距
離を検出する走行距離センサ、実車速を検出する車速セ
ンサおよび実加速度を検出する加速度センサ等を有する
。目標加速度生成部１１および加速度制御部１２はマイ
クロコンピュータ等から成り、アクチュエータ制御部１
３はスロットルバルブを駆動するスロットルモータ、ブ
レーキ液圧を調節するソレノイドバルブおよびこれらス
ロットルモータとソレノイドバルブとを通電する駆動回
路等から成る。

目標加速度生成部１１は、目標経路速度点列等を表す信
号、また、上記各センサから実車速、実加速度および実
走行距離を表す信号が人力し、こねらイ３号から目標加
速度を算８して目標加速度を表す信号を加速度制御部１
２に出力する。加速度制御部１２は、目標加速度を表す
信号とともに加速度を表す信号がセンサから入力し、こ
れら信号からｅｔ＝スロットルバルバル圧とを算出してこれら目標スロットルバルブ開度と目標
ブレーキ液圧とを表す信号をアクチュエータ制剋部１３
に出力する。アクチュエータ制御部１３は、センサから
現在のスロットルバルブ開度およびブレーキ液圧を表す
信号が人力し、スロットルバルブ開度を目標スロットル
バルブ開度に、ブレーキ液圧を目標ブレーキ液圧に制御
する。

この速度制御装置は、第２図に示すように、実車速Ｖ　
ａｃｔと目標車速Ｖ　ｒ＠ｆとの車速の制御誤差（車速
誤差）ｖｅｒｒから車速フィードバックゲインＫ　＠ｖ
を基に車速誤差フィードバック量を算出し、また、実加
速度αａｃｔから加速度フィードバックゲインにαを基
に加速度フィードバック量を算出し、これら車速誤差フ
ィードバック量と加速度フィードバック量とから目標加
速度αｒｅｆを求め、この目標加速度αｒｅｆから１次
遅れフィルり（　　　）により操作加速度α。を得、操
作船ｉ＋ｓＴ速度α，と実加速度αａＣｔとの加速度の制御偏差に基
づき目標スロットルバルブ開度と目標プレーキン復圧と
を決定してスロットルモータとブレーキ液圧とを制御す
る。そして、この速度制御装置は、最適制御を行い、上
述の車速フィードバックゲインＫｓｖおよび加速度フィ
ードバックゲインＫｏを後述するように設定する。

なお、上記説明および第２図においては、Ｓはラプラス
演算子を示し、また、車速についてはＬｎ／ｈの単位、
加速度についてはｍＧの単位、重力加速度ｇを９．８ｍ
／ｓｅｃ２、１次遅れフィルタの時定数Ｔをｓｅｃの単
位で表す。

ところで、最適レギュレータ理論においては、周知のよ
うに、評価関数の概念を導入し、この評価関数が最小の
値をとるように制御する。そして、−数的な線形システ
ムについて考察すると、制御対象の人力ベクトルπ、状
態ベクトル百および出力ベクトルｙが次式（１）　（２
）に示す状態方程式および出力方程式で表される。

ｄｘ　　　　　→　　　　→ Ｔｖ＝　Ａ　Ｘ　＋　Ｂ　ｕ　　　　　・・’　　（１
）ｙ＝Ｃｘ　　　　　　　　　　　　・・・　　（２）
ただし、ベクトルπ　２．ｙは次式のように示され、ま
た、Ａはシステム行列、Ｂは人力行列、Ｃは出力行列と
して下式のように表される。

ここで、人力ベクトル百として状態ベクトル百に対しフ
ィードバック行列Ｋに乗じたもので置換えした第３図に
示すような閉ループ系を想定すると、この閉ループ系に
対して例えば次式（３）に示す評価間数Ｊを考えること
ができる。

Ｊ＝ｆ、’（７ＴＱｐ　＋Ｔ；ＴＲ百）　ｄ　ｔ　　−
（３）ただし、Ｑ、Ｒは重みを示す止定対称行列であり
、シュミレーション等で決定される。

そして、この評価関数Ｊを最小にするフィー・ドパツク
行列Ｋが下式（４）で求められ、このフィードバック行
列Ｋを用いて最適制御を行う。

Ｋ＝Ｒ−’Ｂ”　Ｐ　　　　　　　　・・・　（４）た
だし、Ｐは下式（５）のリッカチ（Ｒｉｃｃａｔｉ）の
方程式の唯一の正定対称行列解であり、Ｐｏｔｔｅｒ法
あるいはＫｌｅｉｎｍａｎ法等により解くことができる
。

ＰＡ＋ＡＴＰ−ＰＢＲ−’ＢＴＰ＋ＣＴＱＣ＝Ｏ・・・　（５）一方、この実施例においては、前述した第２図から下式
（６）　（７）　　（８）が導かれる。

Ｖ　ｅｒｒ　　＝Ｖ　ｒｅｆ　　　Ｖ　ａｃｔ　　　　
　　・・・　　（８）（注）ｇは重力加速度を意味する
。

そして、操作加速度α。に対する実加速度αａｃｔの比
ｈ（ｈ−αａｃｔ　／αＵ）を用いて式（６）を書き直
すと下式（９）が得られ、また、式（８）の両辺を微分
して下式（１０）が得られる。

ここで、操作量Ｕ、状態量ｘ、、ｘ２を下式（１１）に
示すように規定すると、この式（１１）を式（９）（７
）　　（１０）に代入して下式（１２）　（１３）が得
られる。

上式（１２）　（１３１を行列で表わして下式（１４）
に示す状態方程式が得られ、また、出力として実加速度
αＩＩＣｔと車速誤差Ｖ　ｅｒｒを選択すると下式（１
５）に示す出力方程式が得られる。

ただし、交１＝土Σ”　交２＝±”　　　ｙｒ＝ｄｔ　
　　　　　　　　　ｄｔ αａｃｔ　、ｙ２　＝　Ｖ　ｅｒｒである。

したがって、この実施例においても、前述した線形シス
テム（第３図）と対応してシステム行列Ａ、人力行列Ｂ
および出力行列Ｃが下式（１８）　（１７）（１８）に
示すように定まる。

次に、評価関数Ｊを決定する必要があり、前述した式（
３）における重みを示す行列Ｑ、Ｒを下式（１９）　（
２０）に示すように規定すると、下式（２１）　（２２
）の関係から式（２３）　（２４）が導かれる。

Ｒ＝［ｒコｕ　＝　　　ｕ・・・　　（２２）＝Ｑ＋　　３’＋”＋ｑ２　ｙ２’　　　・・・　　（
２３）５コーＴ　Ｒｊコー＝ｕ　　［ｒ　コ　Ｕ＝ｒｕ
２　　　　　　　　　　・・・　　（２４）したがって
、上式（２３）　（２４）を式（３）に代入して評価関
数Ｊが式（２５）に示すように定まり、式（２５）は前
述したように実加速度αａｃｔと車速誤差Ｖ　ｅｒｒと
を出力として選択するため下式（２６）のように書き換
えられる。

Ｊ”　　（ｑ＋　ｙ＋’＋ｑ２ｙ２’＋ｒｕ’）ｄｔ・
・・　（２５）Ｊ＝ｆｏ”（ｑ＋αａｃｔ２＋　ｑ２Ｖ　ｅｒｒ＋ｒα
ｒ＠ｆ２）ｄｔ　　　　　　　　　　　・・・　　（２
６）そして、上式（２６）からフィードバック行列Ｋを
前述した式（３）からの８導と同様にして算出し、この
フィードバック行列Ｋから最適値として車誤差速フィー
ドバック係数Ｋ　ｅｙと加速度フィードバック係数にα
とを求める。

ここで、式（２６）における重みを示す係数９、。

Ｑｚ、ｒはシュミレーションあるいは極配置等によって
決定される。例えは、シュミレーションによる場合は、
係数ｑ＋、ｑ２．ｒを仮の値に求め、この仮の値を基に
ソッカチの方程式を解いてフィードバック行列Ｋを求め
、状態量ｘ、、ｘ２に適当な初期値を与えて出力量（ｙ
＋　、ｙ２）の過渡状態を応答波形等で観測し、係数ｑ
。

ｑ２．ｒを変えて応答波形か適性な波形を得られる値を
採用する。

また、システム行列Ａは自動車の状態、例えば走行路の
状況、エンジンの運転状態、トランスミッションの状態
およびブレーキ装置の状態等に応じて変化するが、加速
度に関し、ローカル・フィードバックがかかっている為
、この自動車の状態は前述した目標操作加速度α。に対
す乙実加速度αａｃｔの比りで表すことができるため、
比りに対するフィードバック係数Ｋｅｖ、　　Ｋαを予
め計算してデータテーブルとして記憶し、比りを検出し
て比りに応しフィードバック係数に□、にαを変えるこ
とも可能である。又、これらフィードバック係数Ｋｅｖ
、にαは検出された比りに応してオン・ラインで演算す
ることも可能である。

なお、上述した実施例では、操作加速度α。と実加速度
αａｃｔとの制御偏差による比享りに基づき設計してい
るか、制御対象の伝達関数のゲイン、すなわち、エンジ
ンの出力特性、ブレーキの摩擦特性およびトランスミッ
ションの伝達特性を含めた伝達関数のゲインを大きくす
ることで操作加速度と実加速度とを同値とみなすことが
でき、上記各式の比りを１としてフィードバック係数に
、、ｖ、にαを算出することも可能である。

（発明の効果）以上説明したように、この発明にかかる自動車の車速制
御装置によれば車両の状態に応じた演算式から車速誤差
フィードバックゲインと加速度フィードバックゲインと
を求め、これら車速フィードバックゲインおよび車速誤
差から車速誤差フィードバック量を、また、加速度フィ
ードバックゲインおよび実加速度から加速度フィードバ
ック量を算出し、これらフィードバック量に基づき車速
制御を行うため、目標車速への追従性の向上と乗心地の
改善との両立が図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はこの発明の一実施例にかかる自動
車の速度制御装置を示し、第１図が全体制御系のブロッ
ク図、第２図が制御ブロック図である。第３図は一般的
な線形システムにおける制御ブロック図である。１１・・・目標加速度生成部１２・・・加速度制御部１３・・・アクチュエータ制御部

Claims

【特許請求の範囲】

実車速および実加速度を検出するとともに、自動車の状
態に基づき定まる演算式から車速誤差フィードバックゲ
インと加速度フィードバックゲインとを決定し、車速誤
差および車速誤差フィードバックゲインから車速誤差フ
ィードバック量を算出するとともに実加速度および加速
フィードバックゲインから加速度フィードバック量を算
出し、これら車速誤差フィードバック量と加速度フィー
ドバック量とに基づきスロットルバルブのバルブ開度と
ブレーキ液圧とを調節することを特徴とする自動車の速
度制御装置。