JPH07325019A - 車両速度制御装置 - Google Patents
車両速度制御装置Info
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- JPH07325019A JPH07325019A JP6117976A JP11797694A JPH07325019A JP H07325019 A JPH07325019 A JP H07325019A JP 6117976 A JP6117976 A JP 6117976A JP 11797694 A JP11797694 A JP 11797694A JP H07325019 A JPH07325019 A JP H07325019A
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- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 abstract description 13
- 230000004069 differentiation Effects 0.000 abstract description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 87
- 230000004044 response Effects 0.000 description 13
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 12
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 7
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- VIEYMVWPECAOCY-UHFFFAOYSA-N 7-amino-4-(chloromethyl)chromen-2-one Chemical compound ClCC1=CC(=O)OC2=CC(N)=CC=C21 VIEYMVWPECAOCY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
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- Feedback Control In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 加速中も車速偏差をゼロにできると共にオー
バーシュートの生じない追従性のよい制御をする。 【構成】 車両の伝達関数の逆関数ＭＧ（Ｓ）-1をフィ
ードフォワードの伝達関数に用いて車速指令ＶSから直
接アクセル開度θAを演算出力し、そのアクセル２の操
作により車両３の車速Ｖを指令ＶSに一致させるフィー
ドフォワード制御回路１〜３と、この制御回路と同じ伝
達関数ＭＧ（Ｓ）-1，ＧO（Ｓ），ＭＧ（Ｓ）を有し指
令ＶSが入力する車両制御モデル伝達関数回路４と、こ
の回路の出力を補償制御の速度指令ＶS′として、Ｄ演
算回路５で微分してモデル車両の加速度を求め、指令Ｖ
S′と車速Ｖとの偏差をＰ演算回路６で演算し、車速Ｖ
をＤ演算回路７で微分し、回路５〜６の出力信号を図示
の極性で加算し、その出力をＰＩ演算回路で演算した出
力をアクセルペダルストローク補正指令θCとしてフィ
ードバックし、フィードフォワード制御による誤差分を
補償する。
バーシュートの生じない追従性のよい制御をする。 【構成】 車両の伝達関数の逆関数ＭＧ（Ｓ）-1をフィ
ードフォワードの伝達関数に用いて車速指令ＶSから直
接アクセル開度θAを演算出力し、そのアクセル２の操
作により車両３の車速Ｖを指令ＶSに一致させるフィー
ドフォワード制御回路１〜３と、この制御回路と同じ伝
達関数ＭＧ（Ｓ）-1，ＧO（Ｓ），ＭＧ（Ｓ）を有し指
令ＶSが入力する車両制御モデル伝達関数回路４と、こ
の回路の出力を補償制御の速度指令ＶS′として、Ｄ演
算回路５で微分してモデル車両の加速度を求め、指令Ｖ
S′と車速Ｖとの偏差をＰ演算回路６で演算し、車速Ｖ
をＤ演算回路７で微分し、回路５〜６の出力信号を図示
の極性で加算し、その出力をＰＩ演算回路で演算した出
力をアクセルペダルストローク補正指令θCとしてフィ
ードバックし、フィードフォワード制御による誤差分を
補償する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、シャシーダイナモメー
タ等の車両試験装置上で車両を運転する時の車両速度制
御装置に関する。
タ等の車両試験装置上で車両を運転する時の車両速度制
御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、シャシーダイナモメータ上で車両
を運転する時の速度制御方式には、図７に示すようなＰ
ＩＤ方式、又は図８に示すような加速度マイナ付速度制
御方式がある。図７，図８において、 ＧC（Ｓ）：ＰＩＤ演算器の伝達関数 ＧO（Ｓ）：アクセルアクチュエータのストローク制御
の伝達関数 ＭＧ（Ｓ）：車両の伝達関数 ＧC1（Ｓ）：Ｐ演算器の伝達関数 ＧC2（Ｓ）：ＰＩ演算器の伝達関数 ＧC3（Ｓ）：Ｄ演算器の伝達関数 を示す。図７のＰＩＤ方式は車速指令ＶSと車速Ｖとの
偏差をＰＩＤ演算器１１で演算してアクセルペダルスト
ローク指令θSを得てアクセルペダルを操作し、車速Ｖ
を車速指令ＶSと一致するように制御している。また図
８の方式は車速指令ＶSと車速Ｖとの偏差をＰ演算器１
２で演算し、その出力と車速ＶをＤ演算器１３で演算し
た出力との差をＰＩ演算器１４で演算してアクセルペダ
ルストローク指令θSを得てアクセルペダルを操作し、
車速Ｖを車速指令ＶSと一致するように制御している。
を運転する時の速度制御方式には、図７に示すようなＰ
ＩＤ方式、又は図８に示すような加速度マイナ付速度制
御方式がある。図７，図８において、 ＧC（Ｓ）：ＰＩＤ演算器の伝達関数 ＧO（Ｓ）：アクセルアクチュエータのストローク制御
の伝達関数 ＭＧ（Ｓ）：車両の伝達関数 ＧC1（Ｓ）：Ｐ演算器の伝達関数 ＧC2（Ｓ）：ＰＩ演算器の伝達関数 ＧC3（Ｓ）：Ｄ演算器の伝達関数 を示す。図７のＰＩＤ方式は車速指令ＶSと車速Ｖとの
偏差をＰＩＤ演算器１１で演算してアクセルペダルスト
ローク指令θSを得てアクセルペダルを操作し、車速Ｖ
を車速指令ＶSと一致するように制御している。また図
８の方式は車速指令ＶSと車速Ｖとの偏差をＰ演算器１
２で演算し、その出力と車速ＶをＤ演算器１３で演算し
た出力との差をＰＩ演算器１４で演算してアクセルペダ
ルストローク指令θSを得てアクセルペダルを操作し、
車速Ｖを車速指令ＶSと一致するように制御している。
【０００３】上記車両の伝達関数ＭＧ（Ｓ）の一例を図
２に示す。図２において、 Ｇ1（Ｓ）：アクセルペダルストロークとスロットルバ
ルブ開度までの非線形伝達関数 Ｇ2（Ｓ）：エンジン特性の一つでスロットルバルブ開
度θBから吸気圧までの伝達関数 Ｇ3（Ｓ）：エンジン特性の一つで吸気圧からエンジン
出力トルクまでの伝達関数 ｉTn：トランスミッションの変速比 ｉD：ディファレンシャルギャ比 Ｒ：タイヤ半径 Ｗ：車重 Ｇ4（Ｓ）：車両の走行抵抗 を示す。
２に示す。図２において、 Ｇ1（Ｓ）：アクセルペダルストロークとスロットルバ
ルブ開度までの非線形伝達関数 Ｇ2（Ｓ）：エンジン特性の一つでスロットルバルブ開
度θBから吸気圧までの伝達関数 Ｇ3（Ｓ）：エンジン特性の一つで吸気圧からエンジン
出力トルクまでの伝達関数 ｉTn：トランスミッションの変速比 ｉD：ディファレンシャルギャ比 Ｒ：タイヤ半径 Ｗ：車重 Ｇ4（Ｓ）：車両の走行抵抗 を示す。
【０００４】（１）伝達関数Ｇ1（Ｓ）は、アクセルペ
ダルストロークθAからスロットルバルブ開度θBまでの
伝達関数で、この中にはペダルの遊びやθA−θBの非線
形特性が含まれる。
ダルストロークθAからスロットルバルブ開度θBまでの
伝達関数で、この中にはペダルの遊びやθA−θBの非線
形特性が含まれる。
【０００５】（２）伝達関数Ｇ2（Ｓ）は、スロットル
バルブ開度θBから吸気圧Ｐｂまでの伝達関数で、これ
はエンジン回転数をパラメータにする非線形特性を持
ち、エンジンの種類毎に、また、ターボチャージャの有
無によっても特性が異なる。
バルブ開度θBから吸気圧Ｐｂまでの伝達関数で、これ
はエンジン回転数をパラメータにする非線形特性を持
ち、エンジンの種類毎に、また、ターボチャージャの有
無によっても特性が異なる。
【０００６】（３）伝達関数Ｇ3（Ｓ）は、吸気圧Ｐｂ
からエンジン出力トルクτｅまでの伝達関数で、これも
エンジン回転数をパラメータにしていてほぼ線形に近い
特性を持っている。エンジンの種類により特性が異な
る。
からエンジン出力トルクτｅまでの伝達関数で、これも
エンジン回転数をパラメータにしていてほぼ線形に近い
特性を持っている。エンジンの種類により特性が異な
る。
【０００７】（４）エンジン出力トルクτｅからアクス
ル軸（タイヤ軸）トルクτａまでの伝達関数はｉTn×ｉ
Dで表される。（ただし、メカロス分は除く）。ここで
ｉTnはトランスミッション比で、ｎ＝１〜５は１速〜５
速に対応する。ｉDはディファレンシャルギァ比（デフ
比）で、車両毎に変わる。τａ＝ｉTm×ｉD×τｅ。
ル軸（タイヤ軸）トルクτａまでの伝達関数はｉTn×ｉ
Dで表される。（ただし、メカロス分は除く）。ここで
ｉTnはトランスミッション比で、ｎ＝１〜５は１速〜５
速に対応する。ｉDはディファレンシャルギァ比（デフ
比）で、車両毎に変わる。τａ＝ｉTm×ｉD×τｅ。
【０００８】（５）アクスル軸トルクτａからタイヤ接
地面での駆動力ＦVまでの伝達関数は１／Ｒで表され
る。ただしＲはタイヤ半径（タイヤスリップなしの条
件）。ＦV＝（１／Ｒ）τａ。
地面での駆動力ＦVまでの伝達関数は１／Ｒで表され
る。ただしＲはタイヤ半径（タイヤスリップなしの条
件）。ＦV＝（１／Ｒ）τａ。
【０００９】（６）走行抵抗の伝達関数Ｇ4（Ｓ）は車
速Ｖの関数で表され車両毎に変化する。
速Ｖの関数で表され車両毎に変化する。
【００１０】走行抵抗ＦRL＝Ｇ4（Ｓ）Ｖ。
【００１１】（７）駆動力ＦVから走行抵抗ＦRLを差し
引いたものが加速力Ｆα（＝ＦV−ＦRL）となる。
引いたものが加速力Ｆα（＝ＦV−ＦRL）となる。
【００１２】（８）加速力Ｆαから車速Ｖまでの伝達関
数は、Ｋ／ＳＷで表される。ただし、Ｗは車重，Ｋは定
数，Ｓはラプラス演算子。車速信号Ｖ＝（Ｋ／ＳＷ）Ｆ
αとなる。
数は、Ｋ／ＳＷで表される。ただし、Ｗは車重，Ｋは定
数，Ｓはラプラス演算子。車速信号Ｖ＝（Ｋ／ＳＷ）Ｆ
αとなる。
【００１３】上記従来の速度制御はフィードバック制御
であるので、次のようなフィードバック制御特有の欠点
を有する。
であるので、次のようなフィードバック制御特有の欠点
を有する。
【００１４】（１）フィードバック制御ループを安定に
動かすために、演算器ＧC（Ｓ）やＧC1（Ｓ）〜Ｇ
C3（Ｓ）等のゲイン調整を行う必要がある。
動かすために、演算器ＧC（Ｓ）やＧC1（Ｓ）〜Ｇ
C3（Ｓ）等のゲイン調整を行う必要がある。
【００１５】（２）車両の伝達関数ＭＧ（Ｓ）は、車両
個々に変化する要素に多数の項目があり、フィードバッ
ク制御ループで同じ応答の速度制御を求める場合は、こ
れら変化要素が運転時に変化する毎に制御演算器Ｇ
C（Ｓ）等のゲイン調整を行わねばならない。
個々に変化する要素に多数の項目があり、フィードバッ
ク制御ループで同じ応答の速度制御を求める場合は、こ
れら変化要素が運転時に変化する毎に制御演算器Ｇ
C（Ｓ）等のゲイン調整を行わねばならない。
【００１６】（３）フィードバック制御ループは閉ルー
プ伝達関数として表され、制御演算器ＧC（Ｓ）等のゲ
インによって決まる制御応答の遅れが存在する。この遅
れはＧO（Ｓ）×ＭＧ（Ｓ）の前向きの伝達関数の遅れ
（０．１秒程度）よりはるかに大きく、通常１〜２秒に
なり遅い。
プ伝達関数として表され、制御演算器ＧC（Ｓ）等のゲ
インによって決まる制御応答の遅れが存在する。この遅
れはＧO（Ｓ）×ＭＧ（Ｓ）の前向きの伝達関数の遅れ
（０．１秒程度）よりはるかに大きく、通常１〜２秒に
なり遅い。
【００１７】このため、本出願人は先に図６に示すよう
に、車両の伝達関数の逆関数ＭＧ（Ｓ）-1を用いたフィ
ードフォワード制御方式を提案した。（特願平６−７５
５３２号）。
に、車両の伝達関数の逆関数ＭＧ（Ｓ）-1を用いたフィ
ードフォワード制御方式を提案した。（特願平６−７５
５３２号）。
【００１８】この制御方式は、車両の伝達関数ＭＧ
（Ｓ）の逆関数ＭＧ（Ｓ）-1を用いて車速指令ＶSに車
速Ｖを一致させるに必要なアクセルペダルストロークθ
Aを直接演算により算出し、このθAをアクセルアクチュ
エータ操作信号θSを出力する。これによりアクセルア
クチュエータは作動し、アクセルアクチュエータストロ
ークθを得て、θ＝θAとなり、車両のアクセルペダル
を動かし、その結果車速ＶSに等しい車速Ｖを得ること
ができる、というものである。
（Ｓ）の逆関数ＭＧ（Ｓ）-1を用いて車速指令ＶSに車
速Ｖを一致させるに必要なアクセルペダルストロークθ
Aを直接演算により算出し、このθAをアクセルアクチュ
エータ操作信号θSを出力する。これによりアクセルア
クチュエータは作動し、アクセルアクチュエータストロ
ークθを得て、θ＝θAとなり、車両のアクセルペダル
を動かし、その結果車速ＶSに等しい車速Ｖを得ること
ができる、というものである。
【００１９】図３は車両の伝達関数ＭＧ（Ｓ）の逆関数
ＭＧ（Ｓ）-1の一例を示す。図３において、 （１）速度指令ＶSから加速力Ｆαまでの伝達関数は、
Ｆα＝（ＳＷ／Ｋ）・ＶSで表され、速度ＶSから走行抵
抗ＦRLまでは、ＦRL＝Ｇ4（Ｓ）ＶSで表される。（Ｗは
車重）。
ＭＧ（Ｓ）-1の一例を示す。図３において、 （１）速度指令ＶSから加速力Ｆαまでの伝達関数は、
Ｆα＝（ＳＷ／Ｋ）・ＶSで表され、速度ＶSから走行抵
抗ＦRLまでは、ＦRL＝Ｇ4（Ｓ）ＶSで表される。（Ｗは
車重）。
【００２０】（２）駆動力ＦVは、加速力Ｆαと走行抵
抗ＦRLの合計で、ＦV＝Ｆα＋ＦRとなる。
抗ＦRLの合計で、ＦV＝Ｆα＋ＦRとなる。
【００２１】（３）駆動力ＦVからアクスル軸トルクτa
までの伝達関数は、τa＝Ｒ×ＦVとなる。（Ｒはタイヤ
半径）。
までの伝達関数は、τa＝Ｒ×ＦVとなる。（Ｒはタイヤ
半径）。
【００２２】（４）アクスル軸トルクτaからエンジン
出力軸トルクτｅまでの伝達関数は、τｅ＝（１／（ｉ
Tn×ｉD））×τaとなる。（ｉTnはトランスミッション
比、ｉDはデフ比）。
出力軸トルクτｅまでの伝達関数は、τｅ＝（１／（ｉ
Tn×ｉD））×τaとなる。（ｉTnはトランスミッション
比、ｉDはデフ比）。
【００２３】（５）エンジン出力軸トルクＴｅから吸気
圧Ｐｂまでの伝達関数をＧ3′（Ｓ）で表す。（エンジ
ン回転数Ｎｅがパラメータになる）。
圧Ｐｂまでの伝達関数をＧ3′（Ｓ）で表す。（エンジ
ン回転数Ｎｅがパラメータになる）。
【００２４】（６）吸気圧Ｐｂからスロットルバルブ開
度θBまでの伝達関数を、Ｇ2′（Ｓ）で表す。（エンジ
ン回転数Ｎｅがパラメータになる）。
度θBまでの伝達関数を、Ｇ2′（Ｓ）で表す。（エンジ
ン回転数Ｎｅがパラメータになる）。
【００２５】（７）スロットルバルブ開度θBからアク
セルペダルストロークθAまでのペダルの遊びを含む非
線形特性の伝達関数を、Ｇ1′（Ｓ）で表す。
セルペダルストロークθAまでのペダルの遊びを含む非
線形特性の伝達関数を、Ｇ1′（Ｓ）で表す。
【００２６】（８）エンジン回転数Ｎｅはトランスミッ
ションが１速から５速のいずれかでクラッチ接の場合、
Ｎｅ＝（１０００／２πＲ６０）×ｉTn×ｉD×ＶSで規
定される。
ションが１速から５速のいずれかでクラッチ接の場合、
Ｎｅ＝（１０００／２πＲ６０）×ｉTn×ｉD×ＶSで規
定される。
【００２７】この車両の伝達関数は全て演算により求め
る方式であり、車重Ｗ，タイヤ半径Ｒ，トランスミッシ
ョン比ｉTn，デフ比ｉDは車両諸元より得ることができ
る。また走行抵抗演算の伝達関数Ｇ4（Ｓ）も実車の路
上走行抵抗より求めることができる。
る方式であり、車重Ｗ，タイヤ半径Ｒ，トランスミッシ
ョン比ｉTn，デフ比ｉDは車両諸元より得ることができ
る。また走行抵抗演算の伝達関数Ｇ4（Ｓ）も実車の路
上走行抵抗より求めることができる。
【００２８】しかし、伝達関数Ｇ3′（Ｓ），Ｇ2′
（Ｓ），Ｇ1′（Ｓ）は簡単に求めることができない。
このため、上記先出願のものでは、シャシーダイナモ上
で車両を運転し、アクセルペダルストロークθA，吸気
圧Ｐｂおよび演算結果のエンジン出力トルクτｅをエン
ジン回転数Ｎｅパラメータに、各回転毎に１０数点のデ
ータを計測し、これらを図４に示すシーマック（ＣＭＡ
Ｃ）学習機能により荷重テーブルを作り、記憶させる方
式を採用している。
（Ｓ），Ｇ1′（Ｓ）は簡単に求めることができない。
このため、上記先出願のものでは、シャシーダイナモ上
で車両を運転し、アクセルペダルストロークθA，吸気
圧Ｐｂおよび演算結果のエンジン出力トルクτｅをエン
ジン回転数Ｎｅパラメータに、各回転毎に１０数点のデ
ータを計測し、これらを図４に示すシーマック（ＣＭＡ
Ｃ）学習機能により荷重テーブルを作り、記憶させる方
式を採用している。
【００２９】図４は上記シャシーダイナモ上で車両を運
転し、シーマック学習機能により荷重テーブルを作る例
を示すもので、シーマック学習回路４１によりエンジン
出力トルクτｅ，エンジン回転数Ｎｅ及び吸気圧Ｐｂを
用いてシーマックＴｅ／Ｐｂ荷重テーブル４２を作ると
共に、シーマック学習回路４５により吸気圧Ｐｂ，エン
ジン回転数Ｎｅ及びアクセルペダルストロークθAを用
いてシーマックＰｂ／θA荷重テーブル４６を作り、記
憶させる。
転し、シーマック学習機能により荷重テーブルを作る例
を示すもので、シーマック学習回路４１によりエンジン
出力トルクτｅ，エンジン回転数Ｎｅ及び吸気圧Ｐｂを
用いてシーマックＴｅ／Ｐｂ荷重テーブル４２を作ると
共に、シーマック学習回路４５により吸気圧Ｐｂ，エン
ジン回転数Ｎｅ及びアクセルペダルストロークθAを用
いてシーマックＰｂ／θA荷重テーブル４６を作り、記
憶させる。
【００３０】そして、図６の速度制御において、車両の
伝達関数の逆関数ＭＧ（Ｓ）-1の図３に示す伝達関数Ｇ
3′（Ｓ），Ｇ2′（Ｓ），Ｇ1′（Ｓ）としてこの荷重
テーブル４２，４６を図５のように用いて運転し、テー
ブル４２によりＴｅとＮｅからＰｂを演算し、次にテー
ブル４６によりＰｂとＮｅからθAを演算して出力す
る。これにより１０数点×約１０パラメータのデータか
ら全域の出力を得るようにしている。
伝達関数の逆関数ＭＧ（Ｓ）-1の図３に示す伝達関数Ｇ
3′（Ｓ），Ｇ2′（Ｓ），Ｇ1′（Ｓ）としてこの荷重
テーブル４２，４６を図５のように用いて運転し、テー
ブル４２によりＴｅとＮｅからＰｂを演算し、次にテー
ブル４６によりＰｂとＮｅからθAを演算して出力す
る。これにより１０数点×約１０パラメータのデータか
ら全域の出力を得るようにしている。
【００３１】
【発明が解決しようとする課題】上記車両の伝達関数の
逆関数を用いたフィードフォワード制御では、上記フィ
ードバック制御の欠点を理論上、全て解決できるもので
あるが、車両の伝達関数の逆関数を求めるときに必ず誤
差分が生じる。このため正確なアクセルペダルストロー
ク指令が得られなくて、車速指令と検出車速の間に誤差
が生じてしまうという欠点がある。
逆関数を用いたフィードフォワード制御では、上記フィ
ードバック制御の欠点を理論上、全て解決できるもので
あるが、車両の伝達関数の逆関数を求めるときに必ず誤
差分が生じる。このため正確なアクセルペダルストロー
ク指令が得られなくて、車速指令と検出車速の間に誤差
が生じてしまうという欠点がある。
【００３２】本発明は、このようなフィードフォワード
制御の問題点を解決すべくなされたものであり、その目
的とするところは、加速中も車速偏差をゼロにできると
共にオーバーシュートのない追従性能のよい制御ができ
る車両速度制御装置を提供することにある。
制御の問題点を解決すべくなされたものであり、その目
的とするところは、加速中も車速偏差をゼロにできると
共にオーバーシュートのない追従性能のよい制御ができ
る車両速度制御装置を提供することにある。
【００３３】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明における車両速度制御装置は、車両の伝達関
数の逆関数をフィードフォワードの伝達関数に用いて車
速指令から直接アクセルの開度を演算出力し、そのアク
セル操作により車速を車速指令に一致させるフィードフ
ォワード制御回路と、前記制御回路と同じ伝達関数を有
し前記車速指令が入力する車両制御モデル伝達関数回路
と、この回路の出力を補償制御の速度指令として前記フ
ィードフォワード制御による誤差分を補償するフィード
バック制御回路と、からなることを特徴とする。
に、本発明における車両速度制御装置は、車両の伝達関
数の逆関数をフィードフォワードの伝達関数に用いて車
速指令から直接アクセルの開度を演算出力し、そのアク
セル操作により車速を車速指令に一致させるフィードフ
ォワード制御回路と、前記制御回路と同じ伝達関数を有
し前記車速指令が入力する車両制御モデル伝達関数回路
と、この回路の出力を補償制御の速度指令として前記フ
ィードフォワード制御による誤差分を補償するフィード
バック制御回路と、からなることを特徴とする。
【００３４】
【作用】フィードフォワード制御回路の車両の伝達関数
の逆関数を求めるときに必ず誤差があり、これにより車
速指令と車速に誤差を生ずるが、車両制御モデル伝達関
数回路の伝達関数はフィードフォワード制御回路の伝達
関数と同じであり、フィードバック制御回路はこの車両
制御モデル伝達関数回路の出力信号を補償制御の速度指
令として誤差分を検出し補償するので、加速中も車速誤
差が生ずることなく追従性のよい速度制御ができる。
の逆関数を求めるときに必ず誤差があり、これにより車
速指令と車速に誤差を生ずるが、車両制御モデル伝達関
数回路の伝達関数はフィードフォワード制御回路の伝達
関数と同じであり、フィードバック制御回路はこの車両
制御モデル伝達関数回路の出力信号を補償制御の速度指
令として誤差分を検出し補償するので、加速中も車速誤
差が生ずることなく追従性のよい速度制御ができる。
【００３５】
【実施例】本発明の実施例について図１〜図５を参照し
て説明する。図１において、Ａは加算器Ａ3部分を除き
前記図６に示したものと同様に構成された車両モデル規
範形フィードフォワード制御回路で、この回路がこの方
式のメインとなる。Ｂは本発明で新たに設けられた上記
フィードフォワード制御により得られた（検出）車速Ｖ
と車速指令とに偏差が生じたときに車両の伝達関数の逆
関数回路１からのアクセルペダルストローク（メイン）
指令を補正とするアクセルペダルストローク補正指令を
出力する車両モデル補償制御回路である。
て説明する。図１において、Ａは加算器Ａ3部分を除き
前記図６に示したものと同様に構成された車両モデル規
範形フィードフォワード制御回路で、この回路がこの方
式のメインとなる。Ｂは本発明で新たに設けられた上記
フィードフォワード制御により得られた（検出）車速Ｖ
と車速指令とに偏差が生じたときに車両の伝達関数の逆
関数回路１からのアクセルペダルストローク（メイン）
指令を補正とするアクセルペダルストローク補正指令を
出力する車両モデル補償制御回路である。
【００３６】補償制御回路Ｂについて、４は制御回路Ａ
の伝達関数と同じ、伝達関数ＭＧ（Ｓ）-1、Ｇ
O（Ｓ）、ＭＧ（Ｓ）を採用した車両制御モデル伝達関
数回路、５は回路４からの速度指令ＶS′を微分する伝
達関数ＧC3（Ｓ）からなるＤ演算器、Ａ1は回路４から
の車速指令ＶS′と車両の車速Ｖとの偏差を検出するつ
き合わせ器、６はこの偏差に比例した信号を出力する伝
達関数ＧC1（Ｓ）のＰ演算器、７は車速Ｖを微分する伝
達関数ＧC3（Ｓ）のＤ演算器、Ａ2は演算器５〜７から
の信号を図示の極性で加算する加算器、８は加算器Ａ2
からの信号を比例積分し、制御回路Ａの加算器にアクセ
ルペダルストローク補正指令を出力するＰＩ演算器であ
る。
の伝達関数と同じ、伝達関数ＭＧ（Ｓ）-1、Ｇ
O（Ｓ）、ＭＧ（Ｓ）を採用した車両制御モデル伝達関
数回路、５は回路４からの速度指令ＶS′を微分する伝
達関数ＧC3（Ｓ）からなるＤ演算器、Ａ1は回路４から
の車速指令ＶS′と車両の車速Ｖとの偏差を検出するつ
き合わせ器、６はこの偏差に比例した信号を出力する伝
達関数ＧC1（Ｓ）のＰ演算器、７は車速Ｖを微分する伝
達関数ＧC3（Ｓ）のＤ演算器、Ａ2は演算器５〜７から
の信号を図示の極性で加算する加算器、８は加算器Ａ2
からの信号を比例積分し、制御回路Ａの加算器にアクセ
ルペダルストローク補正指令を出力するＰＩ演算器であ
る。
【００３７】図３に示す車両伝達関数の逆関数ＭＧ
（Ｓ）-1の伝達関数Ｇ3′（Ｓ），Ｇ2′（Ｓ），Ｇ1′
（Ｓ）は前記先願と同様シーマック学習機能による荷重
テーブルを用いる（図４，図５）。
（Ｓ）-1の伝達関数Ｇ3′（Ｓ），Ｇ2′（Ｓ），Ｇ1′
（Ｓ）は前記先願と同様シーマック学習機能による荷重
テーブルを用いる（図４，図５）。
【００３８】車両制御モデル伝達関数回路４の伝達ゲイ
ンは定常で１倍、応答遅れは車速指令ＶSから車速Ｖが
出るまでの応答時間である。この回路の目的はオーバー
シュート防止である。この回路がないと、車速指令ＶS
にて車両を加速した時、指令に対する車速の遅れ分を補
償するアクセルペダルのストローク指令がＰＩ演算器８
の積分項に蓄積されるため、車速指令ＶSが加速から定
常に移った時この積分項に蓄積された値をＰＩの時定数
で放出する間、余分なアクセル指令を出すことになり、
この結果車速のオーバーシュートが発生する。回路４は
この車速の遅れ分による積分項への蓄積を防ぎ車速のオ
ーバーシュートを防止する。この回路の出力は車両モデ
ルの車速検出であり、フィードバック制御を用いた車両
モデル補償制御の速度指令ＶS′となる。
ンは定常で１倍、応答遅れは車速指令ＶSから車速Ｖが
出るまでの応答時間である。この回路の目的はオーバー
シュート防止である。この回路がないと、車速指令ＶS
にて車両を加速した時、指令に対する車速の遅れ分を補
償するアクセルペダルのストローク指令がＰＩ演算器８
の積分項に蓄積されるため、車速指令ＶSが加速から定
常に移った時この積分項に蓄積された値をＰＩの時定数
で放出する間、余分なアクセル指令を出すことになり、
この結果車速のオーバーシュートが発生する。回路４は
この車速の遅れ分による積分項への蓄積を防ぎ車速のオ
ーバーシュートを防止する。この回路の出力は車両モデ
ルの車速検出であり、フィードバック制御を用いた車両
モデル補償制御の速度指令ＶS′となる。
【００３９】演算器５〜９からなるフィードバック回路
は、加速度指令フォーシングを持つ加速度マイナー付速
度制御回路となっていて、Ｄ演算器５からの加減速度指
令信号と、Ｐ演算器６からの車速偏差信号との合計を新
たな加減速指令とし、Ｄ演算器７からの加減速度検出信
号との加減速度偏差信号を加算器Ａ２から出力させＰＩ
演算器８で比例積分してアクセルペダルストローク補正
指令θCを制御回路Ａの加算器Ａ3に出力してアクセルペ
ダルストローク指令θAをθSに補正するものである。
は、加速度指令フォーシングを持つ加速度マイナー付速
度制御回路となっていて、Ｄ演算器５からの加減速度指
令信号と、Ｐ演算器６からの車速偏差信号との合計を新
たな加減速指令とし、Ｄ演算器７からの加減速度検出信
号との加減速度偏差信号を加算器Ａ２から出力させＰＩ
演算器８で比例積分してアクセルペダルストローク補正
指令θCを制御回路Ａの加算器Ａ3に出力してアクセルペ
ダルストローク指令θAをθSに補正するものである。
【００４０】以上のように、車両の伝達関数の逆数をフ
ィードフォワード伝達関数とする車両モデル規範形フィ
ードフォワード制御回路Ａに車両モデル補償制御回路Ｂ
とを組み合わせた結果、Ｄ演算器５からの車速指令
ＶS′の微分による加速度指令フォーシングが非常に有
効に作用する。
ィードフォワード伝達関数とする車両モデル規範形フィ
ードフォワード制御回路Ａに車両モデル補償制御回路Ｂ
とを組み合わせた結果、Ｄ演算器５からの車速指令
ＶS′の微分による加速度指令フォーシングが非常に有
効に作用する。
【００４１】それは車速指令ＶS′と車速Ｖの微分演算
出力はそれぞれＤ演算回路５及び７の出力であり、速度
指令ＶSと車速Ｖの加速が同じになると互いに相殺され
る。また、応答遅れを考慮した速度指令ＶS′と車速Ｖ
が一致していればＰ演算器６の出力は０になるので、Ｐ
Ｉ演算器８の入力は０となり、ＰＩ演算器８の出力は一
定となる。
出力はそれぞれＤ演算回路５及び７の出力であり、速度
指令ＶSと車速Ｖの加速が同じになると互いに相殺され
る。また、応答遅れを考慮した速度指令ＶS′と車速Ｖ
が一致していればＰ演算器６の出力は０になるので、Ｐ
Ｉ演算器８の入力は０となり、ＰＩ演算器８の出力は一
定となる。
【００４２】つまり車両の伝達関数の逆関数ＭＧ（Ｓ）
-1に誤差がなければ、ＰＩ演算器８の出力は０で一定と
なるので、制御回路Ａのフィードフォワード制御の外乱
にはならない。逆関数ＭＧ（Ｓ）-1に誤差があった場合
は、その誤差分のアクセルストローク指令のみＰＩ演算
器８に蓄積され、補償されることになる。
-1に誤差がなければ、ＰＩ演算器８の出力は０で一定と
なるので、制御回路Ａのフィードフォワード制御の外乱
にはならない。逆関数ＭＧ（Ｓ）-1に誤差があった場合
は、その誤差分のアクセルストローク指令のみＰＩ演算
器８に蓄積され、補償されることになる。
【００４３】また、Ｄ演算器５と７の速度指令ＶS′の
速度Ｖの加速度の相殺効果により加速中も速度指令
ＶS′と速度Ｖは偏差を生じることなく加速から定常に
車速指令ＶSが変化した時にもオーバーシュートを生じ
ることがないので、車速指令ＶSに対して追従性の良
い、理想的な制御が可能である。
速度Ｖの加速度の相殺効果により加速中も速度指令
ＶS′と速度Ｖは偏差を生じることなく加速から定常に
車速指令ＶSが変化した時にもオーバーシュートを生じ
ることがないので、車速指令ＶSに対して追従性の良
い、理想的な制御が可能である。
【００４４】これは車両の伝達関数の逆関数ＭＧ（Ｓ）
-1に誤差がなく理論通りの時の、図６のフィードフォワ
ード制御回路で得られる応答と同じことを意味する。実
際の制御では車両の伝達関数の逆関数ＭＧ（Ｓ）-1の誤
差を修正するための応答時間が必要であるので、図６の
フィードフォワード制御のみの場合と少し異なる。
-1に誤差がなく理論通りの時の、図６のフィードフォワ
ード制御回路で得られる応答と同じことを意味する。実
際の制御では車両の伝達関数の逆関数ＭＧ（Ｓ）-1の誤
差を修正するための応答時間が必要であるので、図６の
フィードフォワード制御のみの場合と少し異なる。
【００４５】図９は図６の回路において変速機の変速時
間０秒とした場合のシュミレーションにおける応答波形
を示す。この波形によれば、車速制御遅れが約０．４
秒，制御遅れによる車速偏差が約０．３Ｋｍ／ｈあるこ
とがわかる。
間０秒とした場合のシュミレーションにおける応答波形
を示す。この波形によれば、車速制御遅れが約０．４
秒，制御遅れによる車速偏差が約０．３Ｋｍ／ｈあるこ
とがわかる。
【００４６】図１０，図１１，図１２に図６，図１，図
８の回路において変速機の変速時間１秒とした場合のシ
ュミレーションにおける応答波形を示す。このシュミレ
ーション結果実施例（図１）のものは、図６，図８のも
のに比し、車速指令ＶSと（検出）車速Ｖとの偏差が小
さくなっていることがわかる。
８の回路において変速機の変速時間１秒とした場合のシ
ュミレーションにおける応答波形を示す。このシュミレ
ーション結果実施例（図１）のものは、図６，図８のも
のに比し、車速指令ＶSと（検出）車速Ｖとの偏差が小
さくなっていることがわかる。
【００４７】
【発明の効果】本発明は、上述のとおり構成されている
ので、次に記載する効果を奏する。
ので、次に記載する効果を奏する。
【００４８】（１）ＭＧ（Ｓ）-1，ＧO（Ｓ），ＭＧ
（Ｓ）の伝達関数は一つの入力値に対して一つの出力値
しか存在しないので、フィードフォワード系は必ず安定
である。
（Ｓ）の伝達関数は一つの入力値に対して一つの出力値
しか存在しないので、フィードフォワード系は必ず安定
である。
【００４９】（２）フィードフォワード系により最速の
制御系が得られる。
制御系が得られる。
【００５０】（３）車両の伝達関数の逆関数ＭＧ（Ｓ）
-1を正確にすることにより、フィードバック補償ループ
は作動量が小さくなり、θC→０となるので制御にオー
バーシュートやふらつきが生じない。
-1を正確にすることにより、フィードバック補償ループ
は作動量が小さくなり、θC→０となるので制御にオー
バーシュートやふらつきが生じない。
【００５１】（４）逆関数ＭＧ（Ｓ）-1を演算で求める
ため、人手による制御ゲイン調整の箇所がなく、制御ゲ
イン調整が不要である。
ため、人手による制御ゲイン調整の箇所がなく、制御ゲ
イン調整が不要である。
【００５２】（５）上記（４）の理由により車両が替わ
っても制御ゲイン調整が不要である。
っても制御ゲイン調整が不要である。
【００５３】（６）車両モデル補償制御回路により加速
中も車速偏差を零にすることができる。かつオーバーシ
ュートが生じない。
中も車速偏差を零にすることができる。かつオーバーシ
ュートが生じない。
【００５４】（７）車両モデル補償制御においても車両
諸元よりトランスミッション比，デフ比，タイヤ半径，
車重等のデータより制御ゲインを演算により可変にすれ
ば、手動の調整は車両が替わっても不要となる。
諸元よりトランスミッション比，デフ比，タイヤ半径，
車重等のデータより制御ゲインを演算により可変にすれ
ば、手動の調整は車両が替わっても不要となる。
【００５５】（８）従って常に安定して高精度な追従性
能が容易に得られる。
能が容易に得られる。
【図１】本発明の実施例にかかる車両速度制御方式を示
すブロック図。
すブロック図。
【図２】実施例及び先願例にかかる車両の伝達関数を示
すブロック図。
すブロック図。
【図３】実施例及び先願例にかかる車両の伝達関数の逆
関数を示すブロック図。
関数を示すブロック図。
【図４】実施例及び先願例にかかるシーマックによる学
習方式を示すブロック図。
習方式を示すブロック図。
【図５】実施例及び先願例にかかるシーマックによるダ
イナミック運転方式を示すブロック図。
イナミック運転方式を示すブロック図。
【図６】先願例にかかる車両速度制御方式を示すブロッ
ク図。
ク図。
【図７】従来例にかかるＰＩＤ速度制御方式を示すブロ
ック図。
ック図。
【図８】従来例にかかる加速度マイナー付速度制御方式
を示すブロック図。
を示すブロック図。
【図９】図６の回路のシュミレーション応答波形（変速
時間０秒）を示す波形図。
時間０秒）を示す波形図。
【図１０】図６の回路のシュミレーション応答波形（変
速時間１秒）を示す波形図。
速時間１秒）を示す波形図。
【図１１】実施例のシュミレーション応答波形を示す波
形図。
形図。
【図１２】図８の回路のシュミレーション応答波形を示
す波形図。
す波形図。
Ａ…車両モデル規範形フィードフォワード制御回路 Ｂ…車両モデル補償制御回路 ＧO（Ｓ）…アクセルアクチュエータストローク制御伝
達関数 ＭＧ（Ｓ）…車両の伝達関数 ＭＧ（Ｓ）-1…車両の伝達関数の逆関数 ４…車両制御モデル伝達関数回路 ５，７，１３…Ｄ演算器 ６，１２…Ｉ演算器 ８，１４…ＰＩ演算器 １１…ＰＩＤ演算器 ４１，４５…シーマック学習回路 ４２，４６…荷重テーブル
達関数 ＭＧ（Ｓ）…車両の伝達関数 ＭＧ（Ｓ）-1…車両の伝達関数の逆関数 ４…車両制御モデル伝達関数回路 ５，７，１３…Ｄ演算器 ６，１２…Ｉ演算器 ８，１４…ＰＩ演算器 １１…ＰＩＤ演算器 ４１，４５…シーマック学習回路 ４２，４６…荷重テーブル
Claims (1)
- 【請求項１】 車両の伝達関数の逆関数をフィードフォ
ワードの伝達関数に用いて車速指令から直接アクセルの
開度を演算出力し、そのアクセル操作により車速を車速
指令に一致させるフィードフォワード制御回路と、 前記制御回路と同じ伝達関数を有し前記車速指令が入力
する車両制御モデル伝達関数回路と、この回路の出力を
補償制御の速度指令として前記フィードフォワード制御
による誤差分を補償するフィードバック制御回路と、か
らなることを特徴とした車両制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11797694A JP3503187B2 (ja) | 1994-05-31 | 1994-05-31 | 車両速度制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11797694A JP3503187B2 (ja) | 1994-05-31 | 1994-05-31 | 車両速度制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07325019A true JPH07325019A (ja) | 1995-12-12 |
| JP3503187B2 JP3503187B2 (ja) | 2004-03-02 |
Family
ID=14724943
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11797694A Expired - Fee Related JP3503187B2 (ja) | 1994-05-31 | 1994-05-31 | 車両速度制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3503187B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007093223A (ja) * | 2005-09-27 | 2007-04-12 | Meidensha Corp | シャシーダイナモメータ |
| JP2009025064A (ja) * | 2007-07-18 | 2009-02-05 | Meidensha Corp | 車両速度制御における駆動力特性収録方法 |
| JP2009068929A (ja) * | 2007-09-12 | 2009-04-02 | Meidensha Corp | 車速制御の駆動力特性収録方法 |
| EP1586885A3 (en) * | 2004-04-15 | 2009-11-11 | Kabushiki Kaisha Meidensha | Vehicle speed control system for a vehicle on a chassis dynamometer |
| JP2016008925A (ja) * | 2014-06-25 | 2016-01-18 | 株式会社明電舎 | 車速指令生成装置及び車速指令生成方法 |
| KR20200104405A (ko) * | 2018-02-15 | 2020-09-03 | 메이덴샤 코포레이션 | 차량 속도 제어 장치 및 차량 속도 제어 방법 |
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| JPH0325505A (ja) * | 1989-06-22 | 1991-02-04 | Toyo Electric Mfg Co Ltd | 多機能形制御装置 |
| JPH04248735A (ja) * | 1991-02-05 | 1992-09-04 | Hitachi Ltd | 通信制御処理方式 |
| JPH04249735A (ja) * | 1990-12-30 | 1992-09-04 | Horiba Ltd | 自動車自動運転ロボットの制御方法 |
| JPH0534245A (ja) * | 1991-02-06 | 1993-02-09 | Honda Motor Co Ltd | ロードシミユレーシヨン装置の制御方法 |
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-
1994
- 1994-05-31 JP JP11797694A patent/JP3503187B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| US7693641B2 (en) | 2004-04-15 | 2010-04-06 | Kabushiki Kaisha Meidensha | Vehicle speed control system |
| JP2007093223A (ja) * | 2005-09-27 | 2007-04-12 | Meidensha Corp | シャシーダイナモメータ |
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| KR20200104405A (ko) * | 2018-02-15 | 2020-09-03 | 메이덴샤 코포레이션 | 차량 속도 제어 장치 및 차량 속도 제어 방법 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3503187B2 (ja) | 2004-03-02 |
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